JP5643618B2 - Height measuring method and charged particle beam drawing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、高さ測定方法および荷電粒子ビーム描画装置に関する。   The present invention relates to a height measurement method and a charged particle beam drawing apparatus.

マスク基板や半導体ウェハなどの試料上に微細パターンを描画する目的で、電子ビーム描画装置が用いられている。この装置を用いて試料上にパターンを描画する場合、描画位置のずれや電子ビームの焦点ずれなどを避けるために、描画前に試料表面の正確な高さを測定する必要がある。具体的には、電子ビーム描画装置の高さ測定部において、描画前に、照射領域付近に光を照射して反射光を検出し、試料表面の高さを測定しておく。そして、測定された高さに応じて、例えば、電子ビームを試料表面に収束させるレンズを調整する。これにより、電子ビームを試料の表面に正確に収束させることができる。   An electron beam drawing apparatus is used for the purpose of drawing a fine pattern on a sample such as a mask substrate or a semiconductor wafer. When a pattern is drawn on a sample using this apparatus, it is necessary to measure the exact height of the sample surface before drawing in order to avoid a shift in drawing position and a focus shift in an electron beam. Specifically, the height measurement unit of the electron beam drawing apparatus irradiates light near the irradiation region to detect reflected light and measures the height of the sample surface before drawing. Then, according to the measured height, for example, a lens that focuses the electron beam on the sample surface is adjusted. Thereby, the electron beam can be accurately focused on the surface of the sample.

上記の高さ測定部では、光源から出射したレーザ光が、投光レンズによって試料の表面上に収束する。収束した光は、試料の表面で反射して受光レンズに入射した後、再度受光素子に収束する。受光素子には、PSD(Position Sensitive Detector)が用いられる。PSDとは、PIN型フォトダイオードと同様の構造であって、光起電力効果により光電流を測定して光の重心位置計測を実現するものである。   In the height measuring unit, the laser light emitted from the light source is converged on the surface of the sample by the light projecting lens. The converged light is reflected by the surface of the sample, enters the light receiving lens, and then converges again on the light receiving element. A PSD (Position Sensitive Detector) is used as the light receiving element. The PSD has a structure similar to that of a PIN type photodiode, and realizes measurement of the center of gravity of light by measuring a photocurrent by a photovoltaic effect.

PSDへスポット光が入射すると、入射位置には光エネルギーに比例した電荷が発生し、均一な抵抗値を持つ抵抗層(P層)を通って、PSD上の2端面に設置された電極へと流れる。このときの電流量は、電極までの距離に反比例して分割されたものとなる。一方の端面に設置された電極からの出力電流をIとし、他方の端面に設置された電極からの出力電流をIとすれば、スポット光のPSD中心からの重心位置Xは、下記式で求められる。ここで、Lは受光面の長さである。また、PSDの受光強度を示す全光電流は、IとIの和になる。
When the spot light is incident on the PSD, an electric charge proportional to the light energy is generated at the incident position, passes through a resistance layer (P layer) having a uniform resistance value, and reaches an electrode installed on two end faces on the PSD. Flowing. The amount of current at this time is divided in inverse proportion to the distance to the electrode. If the output current from the electrode placed on one end face is I 1 and the output current from the electrode placed on the other end face is I 2 , the barycentric position X of the spot light from the PSD center is given by Is required. Here, L is the length of the light receiving surface. Further, the total photocurrent indicating the received light intensity of PSD is the sum of I 1 and I 2 .

ところで、光源から出射される光に対する試料表面の反射率は、試料の膜厚や膜の物性、試料面に入射した光の波長および偏光状態によって変化する。上式は、理想的には、受光量が変化しても光の重心位置が変化しなければ、常に一定の値を示すことになり、反射率による受光量変化は計測される重心位置には影響しない。   Incidentally, the reflectance of the sample surface with respect to the light emitted from the light source varies depending on the film thickness of the sample, the physical properties of the film, the wavelength of the light incident on the sample surface, and the polarization state. Ideally, the above equation will always show a constant value if the center of gravity of the light does not change even if the amount of received light changes. It does not affect.

しかし、実際には、高さ測定部を構成する受光素子およびアナログ信号処理回路で生じるオフセット電圧が製作誤差として作用してしまうため、反射率が異なる試料の場合には、一定にならなくなる。よって、反射率の異なる試料間の高さを計測する場合、オフセット電圧が大きいと、反射率が同じ試料間の高さを計測する場合に比べて誤差が大きくなり、電子ビームを試料の表面に正確に収束させることが困難になる。   However, in practice, the offset voltage generated in the light receiving element and the analog signal processing circuit constituting the height measuring unit acts as a manufacturing error, so that it is not constant in the case of samples having different reflectivities. Therefore, when measuring the height between samples with different reflectivities, if the offset voltage is large, the error becomes larger than when measuring the height between samples with the same reflectivity, and the electron beam is applied to the surface of the sample. It becomes difficult to converge accurately.

かかる問題は、例えば、位相シフトマスクの製造工程で顕著となる。位相シフトマスクは、フォトマスクの分野において、転写パターンの解像性を向上させる手法の1つとして用いられている。位相シフトマスクでは、隣接する開口部を透過した透過光の位相が反転するように、開口部の一方に位相シフト部(シフター開口部)を設ける。これによって、透過光が干渉し合う際に境界部での光強度を弱め、転写パターンの解像性および焦点深度を向上させる。   Such a problem becomes conspicuous, for example, in the manufacturing process of the phase shift mask. The phase shift mask is used as one of the techniques for improving the resolution of the transfer pattern in the field of photomasks. In the phase shift mask, a phase shift portion (shifter opening) is provided on one of the openings so that the phase of the transmitted light transmitted through the adjacent openings is reversed. As a result, when transmitted light interferes with each other, the light intensity at the boundary is weakened to improve the resolution and depth of focus of the transfer pattern.

図8は、レベンソン型位相シフトマスクの製造工程の一例である。   FIG. 8 is an example of a manufacturing process of a Levenson type phase shift mask.

まず、図8(a)に示すように、SiO基板301の上にCr膜302を形成し、さらにその上に第1のレジスト膜303を形成する。次いで、第1のレジスト膜303に電子ビームを照射した後に現像処理を行って、図8(b)に示すように、第1のレジスト膜303を所定のパターンにパターニングする。次に、第1のレジスト膜303から露出しているCr膜302をエッチングして、図8(c)に示す構造とする。その後、第1のレジスト膜303を剥離すると、図8(d)に示す構造が得られる。 First, as shown in FIG. 8A, a Cr film 302 is formed on a SiO 2 substrate 301, and a first resist film 303 is further formed thereon. Next, after irradiating the first resist film 303 with an electron beam, development processing is performed to pattern the first resist film 303 into a predetermined pattern as shown in FIG. 8B. Next, the Cr film 302 exposed from the first resist film 303 is etched to obtain a structure shown in FIG. Thereafter, when the first resist film 303 is peeled off, the structure shown in FIG. 8D is obtained.

次に、図8(d)の基板の上に第2のレジスト膜304を形成する。これにより、図8(e)に示す基板が得られる。次いで、第2のレジスト膜304に電子ビームを照射した後、現像処理を行って、図8(f)に示すように、第2のレジスト膜304を所定のパターンにパターニングする。次に、第2のレジスト膜304から露出しているSiO基板301をエッチングして、図8(g)に示す構造とする。その後、第2のレジスト膜304を剥離すると、図8(h)に示す構造が得られる。 Next, a second resist film 304 is formed on the substrate of FIG. Thereby, the substrate shown in FIG. 8E is obtained. Next, after irradiating the second resist film 304 with an electron beam, development processing is performed to pattern the second resist film 304 into a predetermined pattern as shown in FIG. Next, the SiO 2 substrate 301 exposed from the second resist film 304 is etched to obtain a structure shown in FIG. Thereafter, when the second resist film 304 is peeled off, the structure shown in FIG. 8H is obtained.

図8(e)において、第2のレジスト膜304の下層は、パターニングされたCr膜302である。すなわち、第2のレジスト膜304の下層には、Cr膜302の部分と、SiO基板301の部分とがある。このため、電子ビーム描画に際して、第2のレジスト膜304の表面の高さを測定しようとすると、高さ測定部の光源から出射される光の反射率が異なることによって、PSDで計測される光の重心位置が変化する。したがって、第2のレジスト膜304の表面の正確な高さを測定できなくなる。 In FIG. 8E, the lower layer of the second resist film 304 is a patterned Cr film 302. That is, the lower layer of the second resist film 304 includes a Cr film 302 portion and a SiO 2 substrate 301 portion. For this reason, when measuring the height of the surface of the second resist film 304 during electron beam drawing, the light measured by the PSD is different because the reflectance of the light emitted from the light source of the height measuring unit is different. The position of the center of gravity changes. Therefore, it becomes impossible to measure the exact height of the surface of the second resist film 304.

図9は、レジスト膜304と類似のレジスト膜について、その表面の高さ測定を行った一例である。図9に示すZmapでは、中央部が全体に凹んでいる。これは、レジスト膜の下層に設けられたパターンが中央部で密であることによって反射率が低下し、オフセット電圧の影響が強く出てしまっているためである。また、図9のZmapでは、中央部の2か所の点で形状が凸になっている。これは、高さ測定部で光源から出射したレーザ光が、反射率の異なるパターンの境界に収束してしまったために、PSDで計測される光の重心位置が変化して測定誤差が大きくなったためである。   FIG. 9 shows an example in which the surface height of a resist film similar to the resist film 304 is measured. In the Zmap shown in FIG. 9, the central portion is entirely recessed. This is because the reflectance is lowered due to the dense pattern provided in the lower layer of the resist film at the center, and the influence of the offset voltage is strongly exerted. Moreover, in Zmap of FIG. 9, the shape is convex at two points in the center. This is because the laser beam emitted from the light source at the height measurement unit has converged to the boundary of the pattern with different reflectivity, and the measurement error has increased due to the change in the barycentric position of the light measured by the PSD. It is.

こうした問題に対して、特許文献1に、光源から出射される光の強度を、試料表面の反射率に応じて調整する調整手段を備えた電子ビーム描画装置が開示されている。しかし、特許文献1の方法では、高さ測定部の制御回路の変更が必要となる上に、光源から出射される光の強度が変わることによって、試料面の光反応や温度変化などを引き起こすおそれがあった。   In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses an electron beam drawing apparatus including an adjusting unit that adjusts the intensity of light emitted from a light source according to the reflectance of a sample surface. However, in the method of Patent Document 1, the control circuit of the height measuring unit needs to be changed, and the intensity of the light emitted from the light source changes, which may cause a photoreaction on the sample surface or a temperature change. was there.

特開2003−303758号公報JP 2003-303758 A

本発明は、上記点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、試料に形成されたパターンに起因する高さ測定誤差を低減して、描画精度の向上を図ることのできる高さ測定方法および荷電粒子ビーム描画装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points. That is, an object of the present invention is to provide a height measurement method and a charged particle beam drawing apparatus capable of reducing the height measurement error caused by the pattern formed on the sample and improving the drawing accuracy. is there.

本発明の第1の態様は、試料に光を斜めに入射し、試料の表面で反射した反射光をPSD(Position Sensitive Detector)で受光することにより、試料の高さを測定する高さ測定方法において、
高さの基準となる範囲を決定する工程と、
PSDを含むアナログ信号処理回路上でのオフセット値を求める工程と、
PSDの出力値からオフセット値を差し引いた値を用いて試料の高さの測定データを求める工程と、
試料の高さの測定データの内で基準となる範囲に含まれない値を除き、残った値を用いてフィッティングを行い、試料の高さデータを作成する工程とを有することを特徴とするものである。
A first aspect of the present invention is a height measurement method for measuring the height of a sample by obliquely entering the sample and receiving the reflected light reflected by the surface of the sample with a PSD (Position Sensitive Detector). In
A step of determining a height reference range;
Obtaining an offset value on an analog signal processing circuit including PSD;
Obtaining the measurement data of the sample height using a value obtained by subtracting the offset value from the output value of the PSD;
A step of creating sample height data by performing fitting using the remaining values except for values not included in the reference range in the sample height measurement data It is.

本発明の第1の態様は、試料の高さ測定領域を所定のグリッドで分割する工程を有し、
グリッドの交点における高さを測定して、得られた値が基準となる範囲内である場合には、隣接する次のグリッドの交点における高さを測定するが、基準となる範囲内でない場合には、グリッドの交点における高さを破棄してこの交点の近傍の高さを測定する工程を繰り返すことが好ましい。
The first aspect of the present invention includes a step of dividing a sample height measurement region by a predetermined grid,
When the height at the grid intersection is measured and the obtained value is within the reference range, the height at the next adjacent grid intersection is measured, but is not within the reference range. Preferably repeats the process of discarding the height at the intersection of the grid and measuring the height near the intersection.

本発明の第2の態様は、試料に光を斜めに入射し、試料の表面で反射した反射光をPSD(Position Sensitive Detector)で受光することにより、試料の高さを測定する高さ測定方法において、
PSDを含むアナログ信号処理回路上でのオフセット値を求める工程と、
PSDの出力値からオフセット値を差し引いた値を用いて、試料の高さの測定データを求める工程と、
試料の高さの測定データを用いてフィッティングを行う工程と、
フィッティングの結果に基づき、試料の高さの測定データから誤測定データを除去したものを再度フィッティングし、試料の高さデータを作成する工程とを有することを特徴とするものである。
The second aspect of the present invention is a height measurement method for measuring the height of a sample by obliquely entering the sample and receiving the reflected light reflected by the surface of the sample with a PSD (Position Sensitive Detector). In
Obtaining an offset value on an analog signal processing circuit including PSD;
Using the value obtained by subtracting the offset value from the output value of the PSD to obtain measurement data of the sample height;
A process of fitting using the measurement data of the height of the sample;
A step of re-fitting a sample obtained by removing erroneous measurement data from the sample height measurement data based on the result of the fitting, and creating the sample height data.

本発明の第3の態様は、光を出射する光源と、光をステージ上に載置される試料の表面に収束させる投光レンズと、試料の表面で反射した反射光が入射する受光レンズと、受光レンズで収束された反射光を受光して試料の表面の位置を検出するPSD(Position Sensitive Detector)とを備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、
PSDを含むアナログ信号処理回路上でのオフセット値を記憶する手段と、
PSDの出力値からオフセット値を差し引いた値を用いて求めた試料の高さの内で、予め求めた基準範囲に含まれない値を除き、残った値を用いてフィッティングを行い試料の高さデータを作成する手段と、
高さデータを基に荷電粒子ビームを調整する手段とを有することを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a light source that emits light, a light projecting lens that focuses the light on the surface of the sample placed on the stage, and a light receiving lens that receives the reflected light reflected from the surface of the sample. A charged particle beam drawing apparatus comprising a PSD (Position Sensitive Detector) that receives reflected light converged by a light receiving lens and detects the position of the surface of the sample,
Means for storing an offset value on an analog signal processing circuit including a PSD;
The sample height obtained by subtracting the value not included in the pre-determined reference range from the sample height obtained by subtracting the offset value from the output value of the PSD, and performing fitting using the remaining value to obtain the sample height A means of creating data;
And a means for adjusting the charged particle beam based on the height data.

本発明の第4の態様は、光を出射する光源と、光をステージ上に載置される試料の表面に収束させる投光レンズと、試料の表面で反射した反射光が入射する受光レンズと、受光レンズで収束された反射光を受光して試料の表面の位置を検出するPSD(Position Sensitive Detector)とを備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、
PSDを含むアナログ信号処理回路上でのオフセット値を記憶する手段と、
PSDの出力値から前記オフセット値を差し引いた値を用いて試料の高さを求める手段とを有し、
試料の高さを求める手段では、試料の高さの測定データを用いてフィッティングを行い、得られた結果に基づき、試料の高さの測定データから誤測定データを除去したものを再度フィッティングして試料の高さデータを作成し、
高さデータを基に荷電粒子ビームを調整する手段を有することを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a light source that emits light, a light projecting lens that focuses the light on the surface of the sample placed on the stage, and a light receiving lens that receives the reflected light reflected from the surface of the sample. A charged particle beam drawing apparatus comprising a PSD (Position Sensitive Detector) that receives reflected light converged by a light receiving lens and detects the position of the surface of the sample,
Means for storing an offset value on an analog signal processing circuit including a PSD;
Means for obtaining the height of the sample using a value obtained by subtracting the offset value from the output value of the PSD,
In the means for obtaining the sample height, fitting is performed using the sample height measurement data, and based on the obtained results, the sample height measurement data from which erroneous measurement data has been removed is fitted again. Create sample height data,
It has a means for adjusting a charged particle beam based on height data.

本発明によれば、試料に形成されたパターンに起因する高さ測定誤差を低減して、描画精度の向上を図ることのできる高さ測定方法および荷電粒子ビーム描画装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the height measurement method and charged particle beam drawing apparatus which can aim at the improvement of drawing precision by reducing the height measurement error resulting from the pattern formed in the sample are provided.

本実施の形態における電子ビーム描画装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the electron beam drawing apparatus in this Embodiment. 本実施の形態による電子ビーム描画方法の一例である。It is an example of the electron beam drawing method by this Embodiment. 本実施の形態による高さ測定方法の説明図である。It is explanatory drawing of the height measuring method by this Embodiment. 本実施の形態による高さデータ作成方法のフローチャートである。It is a flowchart of the height data creation method by this Embodiment. 受光素子の受光量とマスク表面の高さとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the light reception amount of a light receiving element, and the height of a mask surface. 本実施の形態による高さデータ作成方法の説明図である。It is explanatory drawing of the height data creation method by this Embodiment. 本実施の形態による高さデータ作成方法のフローチャートである。It is a flowchart of the height data creation method by this Embodiment. レベンソン型位相シフトマスクの製造工程の一例である。It is an example of the manufacturing process of a Levenson type phase shift mask. レジスト膜表面の高さ測定を行った一例である。It is an example which measured the height of the resist film surface.

図1は、本実施の形態における電子ビーム描画装置の構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of an electron beam drawing apparatus according to the present embodiment.

図1において、電子ビーム描画装置の試料室1内には、試料であるマスク基板2が設置されたステージ3が設けられている。   In FIG. 1, a stage 3 on which a mask substrate 2 as a sample is installed is provided in a sample chamber 1 of an electron beam drawing apparatus.

本実施の形態では、マスク基板2として、基板上にパターンが形成された基板を用いる。例えば、図8(e)に示すような基板、すなわち、レジスト膜の下層にパターンが形成された位相シフトマスク基板とすることができる。   In the present embodiment, a substrate having a pattern formed on the substrate is used as the mask substrate 2. For example, a substrate as shown in FIG. 8E, that is, a phase shift mask substrate in which a pattern is formed under the resist film can be obtained.

ステージ3は、ステージ駆動部4によって、X方向とY方向に駆動される。そして、ステージ駆動部4は、ステージ制御部5を介し、制御計算機6によって制御されている。尚、ステージ3の位置は、レーザ干渉計などを用いた位置回路7によって測定され、測定されたデータは、位置回路7からステージ制御部5に送られる。   The stage 3 is driven in the X direction and the Y direction by the stage driving unit 4. The stage driving unit 4 is controlled by the control computer 6 via the stage control unit 5. The position of the stage 3 is measured by the position circuit 7 using a laser interferometer or the like, and the measured data is sent from the position circuit 7 to the stage controller 5.

試料室1の上方には、電子ビーム光学系10が設置されている。この光学系10は、電子銃11、各種レンズ12、13、14、15、16、ブランキング用偏向器17、成形偏向器18、ビーム走査用の主偏向器19、ビーム走査用の副偏向器20、および、2個のビーム成型用アパーチャ21、22等から構成されている。   An electron beam optical system 10 is installed above the sample chamber 1. The optical system 10 includes an electron gun 11, various lenses 12, 13, 14, 15, 16, a blanking deflector 17, a shaping deflector 18, a main deflector 19 for beam scanning, and a sub deflector for beam scanning. 20 and two beam shaping apertures 21, 22 and the like.

図2は、電子ビームによる描画方法の説明図である。この図に示すように、マスク基板2上に描画されるパターン51は、短冊状のフレーム領域52に分割されている。電子ビーム54による描画は、ステージ3が一方向(例えば、X方向)に連続移動しながら、フレーム領域52毎に行われる。フレーム領域52は、さらに副偏向領域53に分割されており、電子ビーム54は、副偏向領域53内の必要な部分のみを描画する。尚、フレーム領域52は、主偏向器19の偏向幅で決まる短冊状の描画領域であり、副偏向領域53は、副偏向器20の偏向幅で決まる単位描画領域である。   FIG. 2 is an explanatory diagram of a drawing method using an electron beam. As shown in this figure, the pattern 51 drawn on the mask substrate 2 is divided into strip-shaped frame regions 52. Drawing with the electron beam 54 is performed for each frame region 52 while the stage 3 continuously moves in one direction (for example, the X direction). The frame area 52 is further divided into sub-deflection areas 53, and the electron beam 54 draws only necessary portions in the sub-deflection areas 53. The frame area 52 is a strip-shaped drawing area determined by the deflection width of the main deflector 19, and the sub deflection area 53 is a unit drawing area determined by the deflection width of the sub deflector 20.

副偏向領域の基準位置の位置決めは、主偏向器19で行われ、副偏向領域53内での描画は、副偏向器20によって制御される。すなわち、主偏向器19によって、電子ビーム54が所定の副偏向領域53に位置決めされ、副偏向器20によって、副偏向領域53内での描画位置が決められる。さらに、成形偏向器18とビーム成型用アパーチャ21、22によって、電子ビーム54の形状と寸法が決められる。そして、ステージ3を一方向に連続移動させながら、副偏向領域53内を描画し、1つの副偏向領域53の描画が終了したら、次の副偏向領域53を描画する。フレーム領域52内の全ての副偏向領域53の描画が終了したら、ステージ3を連続移動させる方向と直交する方向(例えば、Y方向)にステップ移動させる。その後、同様の処理を繰り返して、フレーム領域52を順次描画して行く。   Positioning of the reference position of the sub deflection region is performed by the main deflector 19, and drawing in the sub deflection region 53 is controlled by the sub deflector 20. That is, the electron beam 54 is positioned in a predetermined sub-deflection area 53 by the main deflector 19, and the drawing position in the sub-deflection area 53 is determined by the sub-deflector 20. Further, the shape and size of the electron beam 54 are determined by the shaping deflector 18 and the beam shaping apertures 21 and 22. Then, the sub-deflection area 53 is drawn while continuously moving the stage 3 in one direction. When drawing of one sub-deflection area 53 is completed, the next sub-deflection area 53 is drawn. When drawing of all the sub-deflection areas 53 in the frame area 52 is completed, the stage 3 is stepped in a direction orthogonal to the direction in which the stage 3 is continuously moved (for example, the Y direction). Thereafter, the same processing is repeated, and the frame area 52 is sequentially drawn.

図1で、記憶媒体である磁気ディスク8には、マスク基板2の描画データが格納されている。磁気ディスク8から読み出された描画データは、フレーム領域52毎にパターンメモリ25に一時的に格納される。パターンメモリ25に格納されたフレーム領域52毎のパターンデータ、すなわち、描画位置や描画図形データ等で構成されるフレーム情報は、データ解析部であるパターンデータデコーダ26と描画データデコーダ27に送られる。   In FIG. 1, drawing data of the mask substrate 2 is stored in a magnetic disk 8 that is a storage medium. The drawing data read from the magnetic disk 8 is temporarily stored in the pattern memory 25 for each frame area 52. The pattern data for each frame area 52 stored in the pattern memory 25, that is, the frame information composed of the drawing position, the drawing graphic data, etc. is sent to the pattern data decoder 26 and the drawing data decoder 27 which are data analysis units.

パターンデータデコーダ26からの情報は、ブランキング回路28とビーム成型器ドライバ29に送られる。具体的には、パターンデータデコーダ26で上記データに基づいたブランキングデータが作成され、ブランキング回路28に送られる。また、所望とするビーム寸法データも作成されて、ビーム成型器ドライバ29に送られる。そして、ビーム成型器ドライバ29から、電子ビーム光学系10の成形偏向器18に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム54の寸法が制御される。   Information from the pattern data decoder 26 is sent to a blanking circuit 28 and a beam shaper driver 29. Specifically, blanking data based on the data is created by the pattern data decoder 26 and sent to the blanking circuit 28. Desired beam size data is also created and sent to the beam shaper driver 29. Then, a predetermined deflection signal is applied from the beam shaper driver 29 to the shaping deflector 18 of the electron beam optical system 10 to control the size of the electron beam 54.

図1の偏向制御部30は、セトリング時間決定部31に接続し、セトリング時間決定部31は、副偏向領域偏向量算出部32に接続し、副偏向領域偏向量算出部32は、パターンデータデコーダ26に接続している。また、偏向制御部30は、ブランキング回路28と、ビーム成型器ドライバ29と、主偏向器ドライバ33と、副偏向器ドライバ34とに接続している。   The deflection control unit 30 in FIG. 1 is connected to a settling time determining unit 31, the settling time determining unit 31 is connected to a sub deflection region deflection amount calculating unit 32, and the sub deflection region deflection amount calculating unit 32 is a pattern data decoder. 26 is connected. The deflection control unit 30 is connected to the blanking circuit 28, the beam shaper driver 29, the main deflector driver 33, and the sub deflector driver 34.

描画データデコーダ27の出力は、主偏向器ドライバ33と副偏向器ドライバ34に送られる。そして、主偏向器ドライバ33から、電子ビーム光学系10の主偏向器19に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム54が所定の主偏向位置に偏向走査される。また、副偏向器ドライバ34から、副偏向器20に所定の副偏向信号が印加されて、副偏向領域53内での描画が行われる。   The output of the drawing data decoder 27 is sent to the main deflector driver 33 and the sub deflector driver 34. Then, a predetermined deflection signal is applied from the main deflector driver 33 to the main deflector 19 of the electron beam optical system 10, and the electron beam 54 is deflected and scanned to a predetermined main deflection position. Further, a predetermined sub deflection signal is applied from the sub deflector driver 34 to the sub deflector 20, and drawing in the sub deflection region 53 is performed.

次に、制御計算機6による描画制御について説明する。   Next, drawing control by the control computer 6 will be described.

制御計算機6は、記憶媒体である磁気ディスク8に記録されたマスクの描画データを読み出す。読み出された描画データは、フレーム領域52毎にパターンメモリ25に一時的に格納される。   The control computer 6 reads the mask drawing data recorded on the magnetic disk 8 as a storage medium. The read drawing data is temporarily stored in the pattern memory 25 for each frame area 52.

パターンメモリ25に格納されたフレーム領域52毎の描画データ、つまり、描画位置や描画図形データ等で構成されるフレーム情報は、データ解析部であるパターンデータデコーダ26と描画データデコーダ27を介して、副偏向領域偏向量算出部32、ブランキング回路28、ビーム成型器ドライバ29、主偏向器ドライバ33、副偏向器ドライバ34に送られる。   Drawing data for each frame area 52 stored in the pattern memory 25, that is, frame information composed of drawing positions, drawing graphic data, and the like is transmitted via a pattern data decoder 26 and a drawing data decoder 27, which are data analysis units. It is sent to the sub deflection area deflection amount calculation unit 32, the blanking circuit 28, the beam shaper driver 29, the main deflector driver 33, and the sub deflector driver 34.

パターンデータデコーダ26では、描画データに基づいてブランキングデータが作成されてブランキング回路28に送られる。また、描画データに基づいて所望とするビーム形状データが作成されて副偏向領域偏向量算出部32とビーム成型器ドライバ29に送られる。   The pattern data decoder 26 creates blanking data based on the drawing data and sends it to the blanking circuit 28. Further, desired beam shape data is created based on the drawing data and is sent to the sub deflection region deflection amount calculation unit 32 and the beam shaper driver 29.

副偏向領域偏向量算出部32は、パターンデータデコーダ26により作成したビーム形状データから、副偏向領域53における、1ショットごとの電子ビームの偏向量(移動距離)を算出する。算出された情報は、セトリング時間決定部31に送られ、副偏向による移動距離に対応したセトリング時間が決定される。   The sub deflection region deflection amount calculation unit 32 calculates the deflection amount (movement distance) of the electron beam for each shot in the sub deflection region 53 from the beam shape data created by the pattern data decoder 26. The calculated information is sent to the settling time determination unit 31, and the settling time corresponding to the moving distance by the sub deflection is determined.

セトリング時間決定部31で決定されたセトリング時間は、偏向制御部30へ送られた後、パターンの描画のタイミングを計りながら、偏向制御部30より、ブランキング回路28、ビーム成型器ドライバ29、主偏向器ドライバ33、副偏向器ドライバ34のいずれかに適宜送られる。   The settling time determined by the settling time determination unit 31 is sent to the deflection control unit 30, and then the blanking circuit 28, the beam shaper driver 29, It is appropriately sent to either the deflector driver 33 or the sub deflector driver 34.

ビーム成型器ドライバ29では、電子ビーム光学系10の成形偏向器18に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム54の形状と寸法が制御される。   In the beam shaper driver 29, a predetermined deflection signal is applied to the shaping deflector 18 of the electron beam optical system 10, and the shape and size of the electron beam 54 are controlled.

描画データデコーダ27では、描画データに基づいて副偏向領域53の位置決めデータが作成され、このデータは主偏向器ドライバ33に送られる。次いで、主偏向器ドライバ33から主偏向器19へ所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム54は、副偏向領域53の所定位置に偏向走査される。   The drawing data decoder 27 creates positioning data for the sub deflection region 53 based on the drawing data, and sends this data to the main deflector driver 33. Next, a predetermined deflection signal is applied from the main deflector driver 33 to the main deflector 19, and the electron beam 54 is deflected and scanned to a predetermined position in the sub deflection region 53.

描画データデコーダ27では、描画データに基づいて、副偏向器20の走査のための制御信号が生成される。制御信号は、副偏向器ドライバ34に送られた後、副偏向器ドライバ34から副偏向器20に所定の副偏向信号が印加される。副偏向領域53内での描画は、設定されたセトリング時間が経過した後、電子ビーム54を繰り返し照射することによって行われる。   The drawing data decoder 27 generates a control signal for scanning the sub deflector 20 based on the drawing data. After the control signal is sent to the sub deflector driver 34, a predetermined sub deflection signal is applied from the sub deflector driver 34 to the sub deflector 20. Drawing in the sub deflection region 53 is performed by repeatedly irradiating the electron beam 54 after the settling time has elapsed.

次に、電子ビーム描画装置による描画方法について説明する。   Next, a drawing method by the electron beam drawing apparatus will be described.

まず、試料室1内のステージ3上にマスク基板2を載置する。次いで、ステージ3の位置検出を位置回路7により行い、制御計算機6からの信号に基づいて、ステージ制御部5を通じてステージ3を描画可能な位置まで移動させる。   First, the mask substrate 2 is placed on the stage 3 in the sample chamber 1. Next, the position of the stage 3 is detected by the position circuit 7, and the stage 3 is moved to a position where drawing can be performed through the stage control unit 5 based on a signal from the control computer 6.

次に、電子銃11より電子ビーム54を出射する。出射された電子ビーム54は、照明レンズ12により集光される。そして、ブランキング用偏向器17により、電子ビーム54をマスク基板2に照射するか否かの操作を行う。   Next, an electron beam 54 is emitted from the electron gun 11. The emitted electron beam 54 is collected by the illumination lens 12. Then, the blanking deflector 17 performs an operation of irradiating the mask substrate 2 with the electron beam 54.

第1のアパーチャ21に入射した電子ビーム54は、第1のアパーチャ21の開口部を通過した後、ビーム成型器ドライバ29により制御された成形偏向器18によって偏向される。そして、第2のアパーチャ22に設けられた開口部を通過することにより、所望の形状と寸法を有するビーム形状になる。このビーム形状は、マスク基板2に照射される電子ビーム54の描画単位である。   The electron beam 54 incident on the first aperture 21 passes through the opening of the first aperture 21 and is then deflected by the shaping deflector 18 controlled by the beam shaper driver 29. And it passes through the opening part provided in the 2nd aperture 22, and becomes a beam shape which has a desired shape and a dimension. This beam shape is a drawing unit of the electron beam 54 applied to the mask substrate 2.

電子ビーム54は、ビーム形状に成形された後、縮小レンズ15によって縮小される。そして、マスク基板2上における電子ビーム54の照射位置は、主偏向器ドライバ33によって制御された主偏向器19と、副偏向器ドライバ34によって制御された副偏向器20とにより制御される。主偏向器19は、マスク基板2上の副偏向領域53に電子ビーム54を位置決めする。また、副偏向器20は、副偏向領域53内で描画位置を位置決めする。   The electron beam 54 is shaped into a beam shape and then reduced by the reduction lens 15. The irradiation position of the electron beam 54 on the mask substrate 2 is controlled by the main deflector 19 controlled by the main deflector driver 33 and the sub deflector 20 controlled by the sub deflector driver 34. The main deflector 19 positions the electron beam 54 in the sub deflection region 53 on the mask substrate 2. The sub deflector 20 positions the drawing position in the sub deflection area 53.

マスク基板2への電子ビーム54による描画は、ステージ3を一方向に移動させながら、電子ビーム54を走査することにより行われる。具体的には、ステージ3を一方向に移動させながら、各副偏向領域53内におけるパターンの描画を行う。そして、1つのフレーム領域52内にある全ての副偏向領域53の描画を終えた後は、ステージ3を新たなフレーム領域52に移動して同様に描画する。   Drawing with the electron beam 54 on the mask substrate 2 is performed by scanning the electron beam 54 while moving the stage 3 in one direction. Specifically, the pattern is drawn in each sub deflection region 53 while moving the stage 3 in one direction. After all the sub-deflection areas 53 in one frame area 52 have been drawn, the stage 3 is moved to a new frame area 52 and drawn similarly.

上記のようにして、マスク基板2の全てのフレーム領域52の描画を終えた後は、新たなマスクに交換し、上記と同様の方法による描画を繰り返す。   After drawing all the frame regions 52 of the mask substrate 2 as described above, the drawing is replaced with a new mask, and drawing by the same method as described above is repeated.

ところで、マスク基板2をステージ3に搭載すると、マスク基板2には自重による撓みが生じる。また、マスク基板2をステージ3で下面支持する場合には、マスク固有の厚さおよび平行度もマスク基板2の表面高さに影響する。このため、マスク基板2の表面形状、厚さ、平行度および撓みの合成による高さ変化によって、電子ビーム54の照射位置がずれたり、焦点がぼけたりして、マスク基板2上に所望のパターンを形成することができなくなる。そこで、マスク基板2の表面の高さを正確に測定する必要がある。   By the way, when the mask substrate 2 is mounted on the stage 3, the mask substrate 2 is bent by its own weight. When the mask substrate 2 is supported on the lower surface by the stage 3, the thickness and parallelism inherent to the mask also affect the surface height of the mask substrate 2. For this reason, the irradiation position of the electron beam 54 is shifted or the focal point is defocused due to a change in height due to the combination of the surface shape, thickness, parallelism and deflection of the mask substrate 2, and a desired pattern is formed on the mask substrate 2. Cannot be formed. Therefore, it is necessary to accurately measure the height of the surface of the mask substrate 2.

ステージ3上に載置されたマスク基板2の高さは、高さ測定部40で測定される。高さ測定部40は、光源41と、光源41から照射される光Liをマスク基板2上で収束させる投光レンズ42と、マスク基板2上で反射した光Lrを受けて収束させる受光レンズ43と、受光レンズ43によって収束された光Lrを受光して光の位置を検出する受光素子44とを有する。   The height of the mask substrate 2 placed on the stage 3 is measured by the height measuring unit 40. The height measuring unit 40 includes a light source 41, a light projecting lens 42 that converges the light Li emitted from the light source 41 on the mask substrate 2, and a light receiving lens 43 that receives and converges the light Lr reflected on the mask substrate 2. And a light receiving element 44 that receives the light Lr converged by the light receiving lens 43 and detects the position of the light.

受光素子44で光の位置が検出されると、信号処理部60を経て、高さデータ処理部70で高さデータが作成される。すなわち、高さデータ処理部70は、受光素子44からの出力信号を受けて、受光素子44で検出した光の位置に応じたマスク基板2の表面の高さデータに変換する。   When the light position is detected by the light receiving element 44, the height data is generated by the height data processing unit 70 through the signal processing unit 60. That is, the height data processing unit 70 receives the output signal from the light receiving element 44 and converts it into height data of the surface of the mask substrate 2 corresponding to the position of the light detected by the light receiving element 44.

次に、本実施の形態における高さデータの作成方法について説明する。本実施の形態では、まず、リファレンス基板を用いて、高さデータの基準範囲、すなわち、確からしい高さデータの範囲を決定する。ここで、確からしい高さデータの範囲とは、試料に形成されたパターンに起因する高さ測定誤差を除いた高さデータの範囲を言う。次いで、描画対象となる基板の高さを測定し、この測定値から先に求めた高さデータの基準範囲外となる値を除く。残った測定値を用いてフィッティングを行い、高さデータを作成する。   Next, a method for creating height data in the present embodiment will be described. In the present embodiment, first, a reference range of height data, that is, a range of probable height data is determined using a reference board. Here, the range of probable height data refers to the range of height data excluding the height measurement error caused by the pattern formed on the sample. Next, the height of the substrate to be drawn is measured, and values outside the reference range of the height data obtained previously from this measured value are removed. Fitting is performed using the remaining measurement values, and height data is created.

図3〜図7を用いて、上記の高さデータの作成方法をより詳しく説明する。   The method for creating the height data will be described in more detail with reference to FIGS.

まず、リファレンス基板を用いて、高さデータの基準範囲、すなわち、確からしい高さデータの範囲を決定する。   First, a reference range of height data, that is, a range of probable height data is determined using a reference substrate.

リファレンス基板は、パターンが描画されたマスク基板、例えば、マスク基板2とすることができる。但し、基準となる高さデータの範囲を決定するために、パターンが描画されない領域を高さ測定領域とする(図4のS101)。   The reference substrate can be a mask substrate on which a pattern is drawn, for example, the mask substrate 2. However, in order to determine the range of reference height data, an area where no pattern is drawn is set as a height measurement area (S101 in FIG. 4).

一般に、基板の周辺部では、レジストの膜厚が不均一となりやすいので、この領域は電子ビームによる描画が行われない描画禁止領域となる。描画禁止領域より内側の領域が、描画が行われる領域(描画可能領域)である。そして、所定の描画精度が保証される描画精度保証領域は、描画可能領域のさらに内側の領域となる。描画可能領域であって、描画精度保障領域の外側の領域はパターンが描画されないので、例えば、この領域をリファレンス基板における高さ測定領域とすることができる。   In general, since the resist film thickness tends to be non-uniform in the peripheral portion of the substrate, this region is a drawing-prohibited region where drawing by an electron beam is not performed. An area inside the drawing prohibition area is an area where drawing is performed (drawable area). The drawing accuracy guaranteed area in which the predetermined drawing accuracy is guaranteed is an area further inside the drawable area. Since a pattern is not drawn in an area that can be drawn and is outside the drawing accuracy guarantee area, for example, this area can be used as a height measurement area on the reference substrate.

次に、リファレンス基板の高さ測定領域について、図3の高さ測定部40で高さ測定を行う(図4のS102)。例えば、高さ測定領域を(8×8)のグリッドで分割し、各交点の高さを測定することができる。   Next, for the height measurement region of the reference substrate, the height measurement unit 40 in FIG. 3 performs height measurement (S102 in FIG. 4). For example, the height measurement region can be divided by an (8 × 8) grid, and the height of each intersection can be measured.

次に、高さ測定部40で得られた測定値に対してオフセット補正を行う(図4のS103)。オフセット補正は、具体的には、次のようにして行う。   Next, offset correction is performed on the measurement value obtained by the height measurement unit 40 (S103 in FIG. 4). Specifically, the offset correction is performed as follows.

高さ測定部40では、光源41から出射したレーザ光が、投光レンズ42によって、リファレンス基板の表面上に収束する。収束した光は、リファレンス基板の表面で反射して受光レンズ43に入射した後に受光素子44に収束する。   In the height measuring unit 40, the laser light emitted from the light source 41 is converged on the surface of the reference substrate by the light projecting lens 42. The converged light is reflected by the surface of the reference substrate, enters the light receiving lens 43, and then converges on the light receiving element 44.

受光素子44には、位置検出素子(PSD:Position Sensitive Detector)が用いられる。PSDとは、PIN型フォトダイオードと同様の構造であって、光起電力効果により光電流を測定して光の重心位置計測を実現するものである。PSDへスポット光が入射すると、入射位置には光エネルギーに比例した電荷が発生し、均一な抵抗値を持つ抵抗層(P層)を通り、PSD上の2端面に設置された電極へと流れる。このときの電流量は、電極までの距離に反比例して分割されたものとなる。   A position detection element (PSD: Position Sensitive Detector) is used as the light receiving element 44. The PSD has a structure similar to that of a PIN type photodiode, and realizes measurement of the center of gravity of light by measuring a photocurrent by a photovoltaic effect. When spot light is incident on the PSD, an electric charge proportional to the light energy is generated at the incident position and flows through a resistance layer (P layer) having a uniform resistance value to flow to an electrode installed on two end faces on the PSD. . The amount of current at this time is divided in inverse proportion to the distance to the electrode.

PSDの一方の端面に設置された電極からの出力電流をIとし、他方の端面に設置された電極からの出力電流をIとすれば、スポット光のPSD中心からの重心位置Xは、下記式で求めることができる。但し、受光面の長さをLとする。
ここで、PSDの受光強度を示す全光電流は、IとIの和で得ることができる。
If the output current from the electrode placed on one end face of the PSD is I 1 and the output current from the electrode placed on the other end face is I 2 , the gravity center position X of the spot light from the PSD center is It can be obtained by the following formula. However, the length of the light receiving surface is L.
Here, the total photocurrent indicating the received light intensity of PSD can be obtained by the sum of I 1 and I 2 .

光源から出射される光に対する試料表面の反射率は、試料の膜厚や膜の物性、試料面に入射した光の波長および偏光状態によって変化する。上式は、理想的には、受光量が変化しても光の重心位置が変化しなければ、常に一定の値を示すことになり、反射率による受光量変化は計測される重心位置には影響しない。しかし、実際には、高さ測定部を構成する受光素子およびアナログ信号処理回路で生じるオフセット電圧が製作誤差として作用してしまうため、反射率が異なる試料の場合には、一定にならなくなる。よって、反射率の異なる試料間の高さを計測する場合、オフセット電圧が大きいと、反射率が同じ試料間の高さを計測する場合に比べて誤差が大きくなり、電子ビームを試料の表面に正確に収束させることが困難になる。   The reflectance of the sample surface with respect to light emitted from the light source varies depending on the film thickness of the sample, the physical properties of the film, the wavelength of the light incident on the sample surface, and the polarization state. Ideally, the above equation will always show a constant value if the center of gravity of the light does not change even if the amount of received light changes. It does not affect. However, in practice, the offset voltage generated in the light receiving element and the analog signal processing circuit constituting the height measuring unit acts as a manufacturing error, so that it is not constant in the case of samples having different reflectivities. Therefore, when measuring the height between samples with different reflectivities, if the offset voltage is large, the error becomes larger than when measuring the height between samples with the same reflectivity, and the electron beam is applied to the surface of the sample. It becomes difficult to converge accurately.

入射した光の重心位置は、2つの微弱な電流変化量を計測することにより求められる。このため、通常は、I/V変換回路を構成し、PSDからの出力電流変化(I,I)を出力電圧変化(V,V)として個々に変換して、光の重心位置の計測を行う。このとき、受光素子の暗電流、回路上の漏洩電流およびI/V変換アンプのオフセット電流が製作上の誤差として存在するため、これらの電流量の総和が、回路全体のオフセット電圧(V10,V20)として出力電圧に作用する。すなわち、電圧変換後の出力電圧をV、Vとすると、測定される高さZは(1)式で表される。ここで、αは試料高さの測定範囲と、PSD上での光の重心移動範囲とから決定される係数である。
The position of the center of gravity of the incident light can be obtained by measuring two weak current changes. For this reason, normally, an I / V conversion circuit is configured, and output current changes (I 1 , I 2 ) from the PSD are individually converted as output voltage changes (V 1 , V 2 ), and the barycentric position of the light Measure. At this time, since the dark current of the light receiving element, the leakage current on the circuit, and the offset current of the I / V conversion amplifier exist as manufacturing errors, the total sum of these current amounts is the offset voltage (V 10 , V 20 ) acts on the output voltage. That is, if the output voltage after voltage conversion is V 1 and V 2 , the measured height Z is expressed by equation (1). Here, α is a coefficient determined from the measurement range of the sample height and the range of movement of the center of gravity of the light on the PSD.

しかし、オフセット電圧を考慮すると、実際に測定される高さZ’は、(2)式で表される。但し、(2)式において、V10、V20は、それぞれオフセット電圧である。
However, when the offset voltage is taken into account, the actually measured height Z ′ is expressed by equation (2). However, in the equation (2), V 10 and V 20 are offset voltages, respectively.

次に、受光素子44のオフセット値を求める方法について述べる。   Next, a method for obtaining the offset value of the light receiving element 44 will be described.

実際の測定は(2)式で得られること、理論的には光量が変化しても一定の値(a)を示すことから、
で表せる。このとき、オフセット電圧の和(V10+V20)を光量に対し十分に小さいとして省略すれば、
である。よって、(V20−V10)=bとすれば、(V−V)は下記式で示すことができる。
したがって、光量(V+V)を変化させた測定を最低2点で行うことで、係数aおよび係数bが求まる。
Since the actual measurement can be obtained by the equation (2) and theoretically shows a constant value (a) even if the light quantity changes,
It can be expressed as At this time, if the offset voltage sum (V 10 + V 20 ) is sufficiently small with respect to the amount of light, it is omitted.
It is. Therefore, if (V 20 −V 10 ) = b, (V 1 −V 2 ) can be expressed by the following equation.
Therefore, the coefficient a and the coefficient b are obtained by performing measurement with the light amount (V 1 + V 2 ) changed at least at two points.

一方で、この係数を高さの異なる少なくとも2つの点で求めると、V=V=0のとき、オフセット電圧のみで高さは計算されて同じ値を示すことから、以下の関係が成立する。
この場合、オフセット電圧の和を省略したことによる誤差が生ずるが、得られたオフセット値を反復演算して加えることで、誤差を最小にしてV10、V20が得られる。
On the other hand, when this coefficient is obtained at at least two points having different heights, when V 1 = V 2 = 0, the height is calculated using only the offset voltage and shows the same value. To do.
In this case, an error occurs due to omission of the sum of offset voltages, but V 10 and V 20 can be obtained by minimizing the error by repeatedly adding the obtained offset value.

尚、オフセット値は、少なくとも2点での測定により求めることができるが、測定点数を多くした方が、測定誤差の影響を小さくして、オフセット値の変動を抑制することができる。   The offset value can be obtained by measuring at least two points. However, increasing the number of measurement points can reduce the influence of measurement errors and suppress fluctuations in the offset value.

具体的には、高さ測定部40において、リファレンス基板表面の高さと、光源41から照射される光の光量とを変えて、高さ測定を行う。得られた電圧値V、Vについて、横軸に(V+V)の値を、縦軸に(V−V)の値をとってグラフを描く。(V+V)と(V−V)の関係を直線で近似し、この直線(y=ax+b)の傾き(a)と切片(b)を求める。そして、
の関係を用いることにより、オフセット値V10、V20が得られる。得られたオフセット値V10、V20は、オフセット値メモリ部80に記憶される。この測定を反復して行い、得られるオフセット値が許容値内または、変化しなくなったときの値を最終登録値とする。
Specifically, the height measurement unit 40 performs height measurement by changing the height of the reference substrate surface and the amount of light emitted from the light source 41. For the obtained voltage values V 1 and V 2 , a graph is drawn with the value of (V 1 + V 2 ) on the horizontal axis and the value of (V 1 −V 2 ) on the vertical axis. The relationship between (V 1 + V 2 ) and (V 1 −V 2 ) is approximated by a straight line, and the slope (a) and intercept (b) of this straight line (y = ax + b) are obtained. And
By using the relationship, offset values V 10 and V 20 are obtained. The obtained offset values V 10 and V 20 are stored in the offset value memory unit 80. This measurement is repeated, and the value obtained when the obtained offset value is within the allowable value or no longer changes is set as the final registered value.

図5は、受光素子の受光量と、マスク表面の高さを測定して得られた値との関係を示した図である。この図において、点線は、受光素子からの出力値に対して高さデータ処理部での処理を行わずに得られた値を結んだ線であり、実線は、高さデータ処理部での処理を行って得られた値を結んだ線である。すなわち、前者は、オフセット補正を行わずに得られた高さデータに対応し、後者は、オフセット補正後に得られた高さデータに対応する。この結果から分かるように、高さデータ処理部での処理を行わない場合には、受光素子の受光量が小さい領域で測定値の変動が大きくなる。これは、測定値にオフセット値が含まれていることによって、受光素子の受光量が小さい領域でオフセット値の影響が無視できなくなるためである。一方、高さデータ処理部での処理を行った場合には、測定値からオフセット値が除かれているので、受光素子の受光量にかかわらず高さデータは略一定となる。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the amount of light received by the light receiving element and the value obtained by measuring the height of the mask surface. In this figure, a dotted line is a line obtained by connecting values obtained without performing processing in the height data processing unit to an output value from the light receiving element, and a solid line is processing in the height data processing unit. This is a line connecting values obtained by performing. That is, the former corresponds to the height data obtained without performing the offset correction, and the latter corresponds to the height data obtained after the offset correction. As can be seen from this result, when the processing in the height data processing unit is not performed, the variation of the measured value increases in a region where the light receiving amount of the light receiving element is small. This is because the influence of the offset value cannot be ignored in a region where the light receiving amount of the light receiving element is small because the measurement value includes the offset value. On the other hand, when the processing by the height data processing unit is performed, since the offset value is removed from the measurement value, the height data is substantially constant regardless of the amount of light received by the light receiving element.

高さ測定部40では、上記の通り、受光素子44から2つの信号(I、I)が出力される。これらの信号は、I/V変換アンプ45で電流値から電圧値に変換された後、信号処理部60に入力される。信号処理部60では、信号V、Vが、非反転増幅アンプ61によって適切な電圧レベルに増幅された後、A/D変換部62でデジタルデータに変換される。変換されたデータは、高さデータ処理部70に送られて、オフセット電圧値を除去する処理が行われる。ここで、高さデータ処理部70は、受光素子の出力値からオフセット値を差し引いた値を用いて試料の高さを求める手段である。また、オフセット値メモリ部80は、受光素子のオフセット値を記憶する手段に対応し、さらに、ステージ3、ステージ駆動部4およびステージ制御部5は、試料の高さを用いて、試料を所望の位置に調整する手段を構成する。 In the height measuring unit 40, two signals (I 1 , I 2 ) are output from the light receiving element 44 as described above. These signals are converted from current values to voltage values by the I / V conversion amplifier 45, and then input to the signal processing unit 60. In the signal processing unit 60, the signals V 1 and V 2 are amplified to an appropriate voltage level by the non-inverting amplifier 61 and then converted into digital data by the A / D conversion unit 62. The converted data is sent to the height data processing unit 70, and processing for removing the offset voltage value is performed. Here, the height data processing unit 70 is a means for obtaining the height of the sample using a value obtained by subtracting the offset value from the output value of the light receiving element. The offset value memory unit 80 corresponds to a means for storing the offset value of the light receiving element, and the stage 3, the stage driving unit 4 and the stage control unit 5 use the height of the sample to obtain a desired sample. A means for adjusting the position is configured.

高さデータ処理部70のオフセット電圧値除去部71には、信号処理部60から測定値(V、V)が入力される一方で、オフセット値メモリ部80からオフセット値(V10、V20)が入力される。この値は、受光素子44のオフセット電圧に対応する。本実施の形態では、測定値(V、V)からオフセット値(V10、V20)を差し引いた値を用いて、リファレンス基板表面の高さデータを作成する。 The offset voltage value removing unit 71 of the height data processing unit 70, while the measured value from the signal processing unit 60 (V 1, V 2) is inputted, the offset value from the offset value memory unit 80 (V 10, V 20 ) is input. This value corresponds to the offset voltage of the light receiving element 44. In the present embodiment, the height data of the reference substrate surface is created using a value obtained by subtracting the offset values (V 10 , V 20 ) from the measured values (V 1 , V 2 ).

オフセット電圧値除去部71では、測定値(V、V)からオフセット値(V10、V20)を差し引いた値(V’、V’)を用いて、(V’−V’)/(V’+V’)の値が計算される(正規化処理)。この値は所定時間間隔(例えば、20ミリ秒以下)で更新され、得られた値を時間平均して(平均化処理)、マスク基板2の表面の高さデータZを得る。尚、平均化処理では、サンプリングデータの最大値と最小値を除いた値に対して行うことができる。 The offset voltage value removing unit 71 uses the values (V 1 ′, V 2 ′) obtained by subtracting the offset values (V 10 , V 20 ) from the measured values (V 1 , V 2 ), and (V 1 ′ −V 2 ′) / (V 1 ′ + V 2 ′) is calculated (normalization process). This value is a predetermined time interval (e.g., 20 milliseconds or less) is updated with, on average the obtained value time (averaging process), obtain height data Z 1 of the surface of the mask substrate 2. The averaging process can be performed on values excluding the maximum value and the minimum value of the sampling data.

次に、高さ補正部72において、高さデータZに対して上記と同様の平均化処理を行った後、直線化補正処理を行う。この直線化補正処理は、試料面の高さ変化の直線性を校正する処理である。具体的には、受光素子44で得られた正規化データに特定の分解能(um/bit)を乗ずれば正確に試料面の変化を出力するような固有の補正係数を用いて、多項式演算処理を行う。多項式演算の補正係数の算出は、試料2として高さ基準となる原器を設置して、高さを計測した結果を基に、原器の寸法に一致するような固有の多項式近似係数を最小二乗法より求めることで行う。ここで、原器とは、階段状の形状で複数の段差を持ち、段差の寸法が予め精度良く計測してある試料である。このようにして高さデータは作成されるが、リファレンス基板表面の高さは、電子ビーム描画装置の高さ基準面との相対高さとして計測する必要がある。よって、高さ基準面の高さデータとリファレンス基板表面の高さデータの差をとり、リファレンス基板表面の高さデータZを得る。 Then, at the level correcting unit 72, after the same averaging process and the relative height data Z 1, it performs linearization correction. This linearization correction process is a process for calibrating the linearity of the height change of the sample surface. Specifically, a polynomial calculation process is performed using a unique correction coefficient that outputs a change in the sample surface accurately when the normalized data obtained by the light receiving element 44 is multiplied by a specific resolution (um / bit). I do. Calculation of the correction coefficient for the polynomial calculation is based on the result of measuring the height of the sample 2 as the reference material for the height reference. This is done by calculating from the square method. Here, the original device is a sample having a stepped shape and having a plurality of steps, and the dimensions of the steps are accurately measured in advance. Although the height data is created in this way, the height of the reference substrate surface needs to be measured as a relative height with respect to the height reference plane of the electron beam drawing apparatus. Therefore, taking the difference of the height data of the height data and the reference substrate surface height reference plane, obtain height data Z 2 of the reference substrate surface.

次に、基板の撓み、高さ測定部の機器的安定性、基板の個体差などを考慮して、高さデータZをある範囲で規定する。これが、高さデータの基準範囲、すなわち、確からしい高さデータの範囲となる(図4のS104)。 Then, bending of the substrate, device stability height measuring unit, taking into account the individual differences of the substrate, defined within a certain range the height data Z 2. This is the reference range of height data, that is, the range of reliable height data (S104 in FIG. 4).

次に、描画対象となるマスク基板2について、図3の高さ測定部40で高さ測定を行う(図4のS105)。例えば、高さ測定領域を(8×8)のグリッドで分割し、各交点の高さを測定することができる。   Next, the height measurement unit 40 in FIG. 3 measures the height of the mask substrate 2 to be drawn (S105 in FIG. 4). For example, the height measurement region can be divided by an (8 × 8) grid, and the height of each intersection can be measured.

次いで、高さ測定部40で得られた測定値に対し、上記と同様にしてオフセット補正を行う(図4のS106)。   Next, offset correction is performed on the measurement value obtained by the height measurement unit 40 in the same manner as described above (S106 in FIG. 4).

次に、高さ補正部72において、オフセット補正後の測定値から、リファレンス基板を用いてS104で求めた高さデータの基準範囲外となる値を除く(図4のS107)。   Next, in the height correction unit 72, a value outside the reference range of the height data obtained in S104 using the reference substrate is excluded from the measured value after offset correction (S107 in FIG. 4).

例えば、高さ測定領域を(8×8)のグリッドで分割した場合において、図6にその一部を拡大して示すように、グリッドの1つの交点をAとし、交点Aに隣接する交点をBとする。また、上記のグリッドをさらに細かく分割し、交点Aに近い位置から順にa、b、・・・とする。   For example, when the height measurement area is divided by an (8 × 8) grid, as shown in an enlarged view of a part of FIG. 6, one intersection of the grid is A, and an intersection adjacent to the intersection A is B. Further, the above grid is further divided into a, b,... In order from a position close to the intersection A.

図7に示すように、まず、グリッドの交点Aにおける高さを測定し(S201)、得られた値が上記の基準範囲内であるか否かを判定する(S202)。基準範囲内であれば、隣接する次のグリッドの交点Bについて同様に高さを測定する(S203)。一方、基準範囲内でない場合には、交点Aでの測定データを破棄して、交点Aに近い位置aを次の測定点として選択する(S204)。そして、S201に戻って位置aにおける高さを測定した後、S202で測定値が基準範囲内であるか否かを判定する。基準範囲内である場合には、S203に進んで交点Bの測定に移るが、基準範囲内でない場合には、位置aにおける測定データを破棄し、S204で次の測定点として位置bを選択する。次いで、S201で位置bにおける高さを測定する。以上の処理を繰り返して、高さデータの基準範囲外となる値を除いていく。   As shown in FIG. 7, first, the height at the intersection A of the grid is measured (S201), and it is determined whether or not the obtained value is within the reference range (S202). If it is within the reference range, the height is measured in the same manner for the intersection B of the next adjacent grid (S203). On the other hand, if it is not within the reference range, the measurement data at the intersection A is discarded, and the position a close to the intersection A is selected as the next measurement point (S204). Then, after returning to S201 and measuring the height at the position a, it is determined in S202 whether or not the measured value is within the reference range. If it is within the reference range, the process proceeds to S203 to move to the measurement of the intersection B. If it is not within the reference range, the measurement data at the position a is discarded, and the position b is selected as the next measurement point at S204. . Next, the height at the position b is measured in S201. The above processing is repeated to remove values that are outside the reference range of height data.

高さ補正部72において、S107の処理後に残った測定値を用いてフィッティングを行い、高さデータを作成する(図4のS108)。得られた高さデータは、マスク基板2に形成されたパターンに起因する高さ測定誤差が低減されたものである。つまり、上記方法によれば、正確な高さ測定データが得られるので、この高さに応じてレンズを調整することにより、マスク2の表面に電子ビームを正確に収束させることができる。   In the height correction unit 72, fitting is performed using the measurement values remaining after the processing in S107, and height data is created (S108 in FIG. 4). The obtained height data is obtained by reducing the height measurement error caused by the pattern formed on the mask substrate 2. That is, according to the above method, accurate height measurement data can be obtained, and the electron beam can be accurately focused on the surface of the mask 2 by adjusting the lens according to the height.

次に、本実施の形態における高さデータ作成方法の他の例について説明する。   Next, another example of the height data creation method in the present embodiment will be described.

この例では、リファレンス基板を用いない代わりに、マスク基板2における測定数を多くする。例えば、高さ測定領域を(20×20)や(100×100)などのグリッドで分割して各交点の高さを測定する。高さ測定は、図3の高さ測定部40で行う。次に、高さ測定部40で得られた測定値に対し、オフセット電圧値除去部71においてオフセット補正を行う。オフセット補正は、上記と同様にして行うことができる。次いで、オフセット補正後の値を用い、高さ補正部72においてフィッティングを行う。パターンの影響を受けて誤差の大きい測定データ数の方が、正常な測定データ数より少ない場合、前者はフィッティング曲線から離れた点、あるいは、フィッティング曲線の形状を不自然に変える点となるはずである。つまり、マスク基板2の自重による撓みとは異なる形状変化がある場合、この変化はパターンに起因すると考えて、対応する測定データ(誤測定データ)を破棄する。そして、再度フィッティングを行うことで、マスク基板2に形成されたパターンに起因する高さ測定誤差が低減された高さデータを得ることができる。   In this example, the number of measurements on the mask substrate 2 is increased instead of using the reference substrate. For example, the height measurement region is divided by a grid such as (20 × 20) or (100 × 100), and the height of each intersection is measured. The height measurement is performed by the height measuring unit 40 in FIG. Next, offset correction is performed in the offset voltage value removing unit 71 on the measurement value obtained by the height measuring unit 40. Offset correction can be performed in the same manner as described above. Next, fitting is performed in the height correction unit 72 using the value after offset correction. If the number of measurement data with large errors due to the pattern is smaller than the number of normal measurement data, the former should be a point away from the fitting curve or an unnaturally changing shape of the fitting curve. is there. That is, when there is a shape change different from the bending due to the weight of the mask substrate 2, it is considered that this change is caused by the pattern, and the corresponding measurement data (false measurement data) is discarded. Then, by performing the fitting again, it is possible to obtain height data in which the height measurement error due to the pattern formed on the mask substrate 2 is reduced.

本実施の形態では、上記2つの高さ測定データ作成方法を組み合わせてもよい。以下に、組み合わせる場合の例について説明する。   In the present embodiment, the above two height measurement data creation methods may be combined. Below, the example in the case of a combination is demonstrated.

まず、リファレンス基板を用いて、高さデータの基準範囲、すなわち、確からしい高さデータの範囲を決定する。次いで、描画対象となるマスク基板2の高さを測定する。例えば、高さ測定領域を(8×8)のグリッドで分割し、各交点の高さを測定する。   First, a reference range of height data, that is, a range of probable height data is determined using a reference substrate. Next, the height of the mask substrate 2 to be drawn is measured. For example, the height measurement area is divided by an (8 × 8) grid, and the height of each intersection is measured.

次いで、得られた測定値に対してオフセット補正を行う。次に、オフセット補正後の測定値から、高さデータの基準範囲外となる値を除く。そして、残った測定値を用いてフィッティングを行う。   Next, offset correction is performed on the obtained measurement value. Next, a value outside the reference range of the height data is excluded from the measured value after offset correction. Then, fitting is performed using the remaining measurement values.

ここで、上記の基準範囲のみでは、パターンに起因する測定誤差の大きい点を十分に除くことができず、フィッティング曲線にかかる測定誤差の大きい点が含まれている可能性がある場合には、測定点数を多くしてマスク基板2の高さを再度測定する。例えば、高さ測定領域を(20×20)や(100×100)などのグリッドで分割して各交点の高さを測定する。そして、オフセット補正後の値を用いてフィッティングを行う。パターンの影響を受けて誤差の大きい測定データ数の方が、正常な測定データ数より少ない場合、前者はフィッティング曲線から離れた点、あるいは、フィッティング曲線の形状を不自然に変える点となるはずである。したがって、かかる点に対応する測定データを破棄して、再度フィッティングを行う。これにより、マスク基板2に形成されたパターンに起因する高さ測定誤差が低減された高さデータを得ることができる。   Here, with the above reference range alone, the point with a large measurement error due to the pattern cannot be sufficiently removed, and there may be a point with a large measurement error on the fitting curve. The height of the mask substrate 2 is measured again by increasing the number of measurement points. For example, the height measurement region is divided by a grid such as (20 × 20) or (100 × 100), and the height of each intersection is measured. Then, fitting is performed using the value after offset correction. If the number of measurement data with large errors due to the pattern is smaller than the number of normal measurement data, the former should be a point away from the fitting curve or an unnaturally changing shape of the fitting curve. is there. Therefore, the measurement data corresponding to such a point is discarded and the fitting is performed again. Thereby, height data in which the height measurement error due to the pattern formed on the mask substrate 2 is reduced can be obtained.

電子ビームによる描画を行う際には、まず、ステージ駆動部4を介して、ステージ3の位置調整がされる。これにより、マスク基板2の表面の高さが調整される。この調整工程を終えた後は、高さデータ処理部70で得られた高さデータZに基づいて電子ビーム光学系10の調整が行われる。例えば、高さデータ処理部70から制御計算機6を経て偏向制御部30に高さデータZが送られた後、主偏向器ドライバ33から主偏向器19へ所定の偏向信号が印加されて主偏向器19が調整される。これにより、高さ基準面で最適に調整されている主偏向器が高さデータZに応じて調整され、試料の所望の位置および寸法で描画することが可能となる。尚、高さデータZに応じて調整されるのは主偏向器19に限定されるものではなく、静電レンズ16や副偏向器20が調整されてもよい。これらを調整しても上記と同様の効果が得られる。 When drawing with an electron beam, first, the position of the stage 3 is adjusted via the stage drive unit 4. Thereby, the height of the surface of the mask substrate 2 is adjusted. After completion of this adjustment process, the adjustment of the electron beam optical system 10 is performed based on the height data Z 2 obtained by the height data processing unit 70. For example, after the height data Z 2 is sent from the height data processing unit 70 to the deflection control unit 30 via the control computer 6, a predetermined deflection signal is applied from the main deflector driver 33 to the main deflector 19 and the main data is transmitted. The deflector 19 is adjusted. Accordingly, the main deflector is optimally adjusted in height reference surface is adjusted according to the height data Z 2, it is possible to draw in the desired position and size of the sample. Incidentally, being adjusted according to the height data Z 2 is not limited to the main deflector 19, the electrostatic lens 16 and the sub-deflector 20 may be adjusted. Even if these are adjusted, the same effect as described above can be obtained.

以上述べたように、本実施の形態によれば、正確な高さ測定データが得られるので、この高さに応じてレンズを調整することにより、試料の表面に電子ビームを正確に収束させることができる。   As described above, according to the present embodiment, accurate height measurement data can be obtained. By adjusting the lens according to this height, the electron beam can be accurately focused on the surface of the sample. Can do.

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。例えば、上記実施の形態では電子ビームを用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, although the electron beam is used in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to the case where another charged particle beam such as an ion beam is used.

1 試料室
2 マスク基板
3 ステージ
4 ステージ駆動部
5 ステージ制御部
6 制御計算機
7 位置回路
8 磁気ディスク
10 電子ビーム光学系
11 電子銃
12、13、14、15、16 レンズ
17 ブランキング用偏向器
18 成形偏向器
19 主偏向器
20 副偏向器
21 第1のアパーチャ
22 第2のアパーチャ
25 パターンメモリ
26 パターンデータデコーダ
27 描画データデコーダ
28 ブランキング回路
29 ビーム成型器ドライバ
30 偏向制御部
31 セトリング時間決定部
32 副偏向領域偏向量算出部
33 主偏向器ドライバ
34 副偏向器ドライバ
40 高さ測定部
41 光源
42 投光レンズ
43 受光レンズ
44 受光素子
45 I/V変換アンプ
51 描画されるパターン
52 フレーム領域
53 副偏向領域
54 電子ビーム
60 信号処理部
61 非反転増幅アンプ
62 A/D変換部
70 高さデータ処理部
71 オフセット電圧値除去部
72 高さ補正部
80 オフセット値メモリ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sample chamber 2 Mask substrate 3 Stage 4 Stage drive part 5 Stage control part 6 Control computer 7 Position circuit 8 Magnetic disk 10 Electron beam optical system 11 Electron gun 12, 13, 14, 15, 16 Lens 17 Blanking deflector 18 Shaping deflector 19 Main deflector 20 Sub deflector 21 1st aperture 22 2nd aperture 25 Pattern memory 26 Pattern data decoder 27 Drawing data decoder 28 Blanking circuit 29 Beam shaper driver 30 Deflection control unit 31 Settling time determination unit 32 Sub-deflection area deflection amount calculation unit 33 Main deflector driver 34 Sub-deflector driver 40 Height measurement unit 41 Light source 42 Projection lens 43 Light reception lens 44 Light reception element 45 I / V conversion amplifier 51 Pattern to be drawn 52 Frame area 53 Sub deflection region 54 Beam 60 signal processing unit 61 a non-inverting amplifier 62 A / D converter 70 height data processor 71 offset voltage value removing unit 72 height correction section 80 offset value memory unit

Claims (4)

試料に光を斜めに入射し、前記試料の表面で反射した反射光をPSD(Position Sensitive Detector)で受光することにより、前記試料の高さを測定する高さ測定方法において、
前記高さの基準となる範囲を決定する工程と、
前記PSDを含むアナログ信号処理回路上でのオフセット値を求める工程と、
前記試料の高さ測定領域を所定のグリッドで分割し、前記グリッドの交点における高さを測定して、前記PSDの出力値から前記オフセット値を差し引いた値を用いて前記試料の高さの測定データを求める工程と、
前記試料の高さの測定データの内で、得られた値が前記基準となる範囲内である場合には、隣接する次のグリッドの交点における高さを測定するが、前記基準となる範囲内でない場合には、前記グリッドの交点における高さを破棄し、前記グリッドをさらに細かく分割した該交点に近い位置から順に高さを測定する工程を繰り返し、前記基準となる範囲に含まれない値を除き、残った値を用いてフィッティングを行い、前記試料の高さデータを作成する工程とを有することを特徴とする高さ測定方法。
In a height measurement method for measuring the height of the sample by receiving light obliquely on the sample and receiving the reflected light reflected by the surface of the sample with a PSD (Position Sensitive Detector),
Determining a reference range of the height;
Obtaining an offset value on an analog signal processing circuit including the PSD;
The height measurement area of the sample is divided by a predetermined grid, the height at the intersection of the grid is measured, and the height of the sample is measured using a value obtained by subtracting the offset value from the output value of the PSD. A process for obtaining data;
In the measurement data of the height of the sample, when the obtained value is within the reference range, the height at the intersection of the next adjacent grid is measured. If not, discard the height at the intersection of the grid, repeat the step of measuring the height in order from the position closer to the intersection obtained by further dividing the grid, values not included in the reference range And a step of performing fitting using the remaining value and creating the height data of the sample.
光を出射する光源と、前記光をステージ上に載置される試料の表面に収束させる投光レンズと、前記試料の表面で反射した反射光が入射する受光レンズと、前記受光レンズで収束された反射光を受光して前記試料の表面の位置を検出するPSD(Position Sensitive Detector)とを備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、A light source that emits light, a light projecting lens that converges the light onto the surface of the sample placed on the stage, a light receiving lens that receives reflected light reflected from the surface of the sample, and a light receiving lens that converges the light. A charged particle beam drawing apparatus comprising a PSD (Position Sensitive Detector) that receives the reflected light and detects the position of the surface of the sample,
前記PSDを含むアナログ信号処理回路上でのオフセット値を記憶する手段と、Means for storing an offset value on an analog signal processing circuit including the PSD;
前記試料の高さ測定領域を所定のグリッドで分割し、前記グリッドの交点における高さを測定して、前記PSDの出力値から前記オフセット値を差し引いた値を用いて求めた前記試料の高さの内で、得られた値が前記基準となる範囲内である場合には、隣接する次のグリッドの交点における高さを測定するが、前記基準となる範囲内でない場合には、前記グリッドの交点における高さを破棄し、前記グリッドをさらに細かく分割した該交点に近い位置から順に高さを測定する工程を繰り返し、予め求めた基準範囲に含まれない値を除き、残った値を用いてフィッティングを行い前記試料の高さデータを作成する手段と、The height of the sample obtained by dividing the height measurement region of the sample by a predetermined grid, measuring the height at the intersection of the grid, and subtracting the offset value from the output value of the PSD If the obtained value is within the reference range, the height at the intersection of the next adjacent grids is measured. If the obtained value is not within the reference range, Discard the height at the intersection, repeat the process of measuring the height in order from the position closer to the intersection that further divided the grid further, except for the value not included in the pre-determined reference range, using the remaining value Means for fitting and creating height data of the sample;
前記高さデータを基に前記荷電粒子ビームを調整する手段を有することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。A charged particle beam drawing apparatus comprising means for adjusting the charged particle beam based on the height data.
試料に光を斜めに入射し、前記試料の表面で反射した反射光をPSD(Position Sensitive Detector)で受光することにより、前記試料の高さを測定する高さ測定方法において、
前記PSDを含むアナログ信号処理回路上でのオフセット値を求める工程と、
前記試料の高さ測定領域を所定のグリッドで分割し、前記グリッドの交点における高さを測定して、前記PSDの出力値から前記オフセット値を差し引いた値を用いて、前記試料の高さの測定データを求める工程と、
前記試料の高さの測定データを用いてフィッティングを行う工程と、
前記フィッティングの結果に基づき、前記試料の高さの測定データから誤測定データを除去し、前記誤測定データの前記交点に近い位置の高さを測定し、再度フィッティングすることを繰り返し、前記試料の高さデータを作成する工程とを有することを特徴とする高さ測定方法。
In a height measurement method for measuring the height of the sample by receiving light obliquely on the sample and receiving the reflected light reflected by the surface of the sample with a PSD (Position Sensitive Detector),
Obtaining an offset value on an analog signal processing circuit including the PSD;
The height measurement region of the sample is divided by a predetermined grid, the height at the intersection of the grids is measured, and the value obtained by subtracting the offset value from the output value of the PSD is used. A process for obtaining measurement data;
Performing the fitting using the measurement data of the height of the sample;
Based on the result of the fitting, the erroneous measurement data is removed from the measurement data of the sample height, the height of the erroneous measurement data near the intersection is measured, and the fitting is repeated, And a step of creating height data.
光を出射する光源と、前記光をステージ上に載置される試料の表面に収束させる投光レンズと、前記試料の表面で反射した反射光が入射する受光レンズと、前記受光レンズで収束された反射光を受光して前記試料の表面の位置を検出するPSD(Position Sensitive Detector)とを備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、
前記PSDを含むアナログ信号処理回路上でのオフセット値を記憶する手段と、
前記試料の高さ測定領域を所定のグリッドで分割し、前記グリッドの交点における高さを測定して、前記PSDの出力値から前記オフセット値を差し引いた値を用いて前記試料の高さを求める手段とを有し、
前記試料の高さを求める手段では、前記試料の高さの測定データを用いてフィッティングを行い、得られた結果に基づき、前記試料の高さの測定データから誤測定データを除去し、前記誤測定データの前記交点に近い位置の高さを測定し、再度フィッティングすることを繰り返し、前記試料の高さデータを作成し、
前記高さデータを基に前記荷電粒子ビームを調整する手段を有することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
A light source that emits light, a light projecting lens that converges the light onto the surface of the sample placed on the stage, a light receiving lens that receives reflected light reflected from the surface of the sample, and a light receiving lens that converges the light. A charged particle beam drawing apparatus comprising a PSD (Position Sensitive Detector) that receives the reflected light and detects the position of the surface of the sample,
Means for storing an offset value on an analog signal processing circuit including the PSD;
The height measurement area of the sample is divided by a predetermined grid, the height at the intersection of the grid is measured, and the height of the sample is obtained using a value obtained by subtracting the offset value from the output value of the PSD. Means,
The means for obtaining the height of the sample performs fitting using the measurement data of the sample height, and removes erroneous measurement data from the measurement data of the sample height based on the obtained result. Measure the height of the position near the intersection of the measurement data, repeat the fitting again, create the height data of the sample,
A charged particle beam drawing apparatus comprising means for adjusting the charged particle beam based on the height data.
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