JP2000292904A - 位相シフトマスクの位相差測定方法および装置 - Google Patents
位相シフトマスクの位相差測定方法および装置Info
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- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】位相シフトマスクの位相誤差を精度よく求める
手法を提供すると共に、位相精度を高めた位相シフトマ
スクの製造方法を提供する。 【解決手段】位相シフトマスクに検出光を照射し、種々
のデフォーカス位置でマスクパターン拡大像を捕らえる
光学検出手段と、種々の位相差を仮定して前記の拡大像
を数値予測するシミュレータ部と、検出した光学像と数
値計算結果の比較からマスクの位相差を求める比較判断
部とから構成され、各種のデフォーカスに対応する像寸
法のフォーカス依存性を表すテーブルを作成し、このテ
ーブルと前記信号処理による像寸法を比較して、マスク
の位相を計測する。また、計測結果をマスク製造方法に
フィードバックしてマスクの位相誤差を低減する。
手法を提供すると共に、位相精度を高めた位相シフトマ
スクの製造方法を提供する。 【解決手段】位相シフトマスクに検出光を照射し、種々
のデフォーカス位置でマスクパターン拡大像を捕らえる
光学検出手段と、種々の位相差を仮定して前記の拡大像
を数値予測するシミュレータ部と、検出した光学像と数
値計算結果の比較からマスクの位相差を求める比較判断
部とから構成され、各種のデフォーカスに対応する像寸
法のフォーカス依存性を表すテーブルを作成し、このテ
ーブルと前記信号処理による像寸法を比較して、マスク
の位相を計測する。また、計測結果をマスク製造方法に
フィードバックしてマスクの位相誤差を低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置（ＬＳＩ）等の製造に使用されるマスクに関し、特
に、マスクを透過する照明に位相差を与える処理を施し
たマスクの位相差検査方法および装置に関する。
置（ＬＳＩ）等の製造に使用されるマスクに関し、特
に、マスクを透過する照明に位相差を与える処理を施し
たマスクの位相差検査方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路装置（ＬＳＩ）の高性能
化を目的とした回路パターンの微細化に伴って、微細加
工を実現するリソグラフィ装置の高解像度化がますます
重要になってきている。これまでＬＳＩの量産には、パ
ターン転写のためのエネルギ線として光を用いる投影露
光装置が広く採用されてきた。投影露光装置の性能は、
感光性膜が形成されている被露光基板上にどれだけ微細
な感光膜パターンが形成されるかで表され、その分解能
Ｒは一般には、Ｒ＝ｋ×λ／ＮＡで表現される。ここに
ｋはプロセスに依存する係数、λは照明光の波長、ＮＡ
は投影露光装置のレンズの開口数である。
化を目的とした回路パターンの微細化に伴って、微細加
工を実現するリソグラフィ装置の高解像度化がますます
重要になってきている。これまでＬＳＩの量産には、パ
ターン転写のためのエネルギ線として光を用いる投影露
光装置が広く採用されてきた。投影露光装置の性能は、
感光性膜が形成されている被露光基板上にどれだけ微細
な感光膜パターンが形成されるかで表され、その分解能
Ｒは一般には、Ｒ＝ｋ×λ／ＮＡで表現される。ここに
ｋはプロセスに依存する係数、λは照明光の波長、ＮＡ
は投影露光装置のレンズの開口数である。
【０００３】これまで、照明光として水銀ランプのｇ線
（λ＝４３６nm）やｉ線（λ＝３６５nm）からＫｒＦエ
キシマレーザ（λ＝２４８nm）へと短波長化が進められ
てきた。同時に、レンズの性能向上のための高ＮＡ化も
進められてきた。
（λ＝４３６nm）やｉ線（λ＝３６５nm）からＫｒＦエ
キシマレーザ（λ＝２４８nm）へと短波長化が進められ
てきた。同時に、レンズの性能向上のための高ＮＡ化も
進められてきた。
【０００４】一方、短波長化によらず、ｋの値を従来の
０．６〜０．７から０．３程度にまで小さくすることに
よって解像力を向上させる手法として、マスク透過光に
位相差を与える方法がある。例えば、特公昭６２−５０
８１１号公報では、図１０に示すように、マスク基板４
５上の不透明部４６を挟む両側の透明部の少なくとも一
方に、位相を変える透明膜４７を形成している。このマ
スク技術によれば、像面上の投影像光振幅分布４８が正
と負の値を有するので、従来解像しない微細領域でも光
強度分布４９が明確に現れ、パターンが分離する。
０．６〜０．７から０．３程度にまで小さくすることに
よって解像力を向上させる手法として、マスク透過光に
位相差を与える方法がある。例えば、特公昭６２−５０
８１１号公報では、図１０に示すように、マスク基板４
５上の不透明部４６を挟む両側の透明部の少なくとも一
方に、位相を変える透明膜４７を形成している。このマ
スク技術によれば、像面上の投影像光振幅分布４８が正
と負の値を有するので、従来解像しない微細領域でも光
強度分布４９が明確に現れ、パターンが分離する。
【０００５】したがって、従来と同一の露光用投影レン
ズを用いて解像度を格段に高めることができる。透過光
の位相を１８０度だけ変える上記透明膜４７の厚さｄ
は、露光光の波長をλ、屈折率をｎとすると、ｄ＝λ／
｛２（ｎ−１）｝と設定すればよい。また、透明膜を形
成するかわりに、図１１に示すように、所定開口部５２
においてマスク基板５０をｄだけ彫り込むマスクも提案
されている。ここで、図中５１は遮光膜である。このと
き、ｄを定義する前記の式におけるｎは、マスク基板の
屈折率である。
ズを用いて解像度を格段に高めることができる。透過光
の位相を１８０度だけ変える上記透明膜４７の厚さｄ
は、露光光の波長をλ、屈折率をｎとすると、ｄ＝λ／
｛２（ｎ−１）｝と設定すればよい。また、透明膜を形
成するかわりに、図１１に示すように、所定開口部５２
においてマスク基板５０をｄだけ彫り込むマスクも提案
されている。ここで、図中５１は遮光膜である。このと
き、ｄを定義する前記の式におけるｎは、マスク基板の
屈折率である。
【０００６】しかし、上記の膜厚あるいは彫り込み深さ
ｄに誤差があると、遮光部の両側の開口部を透過する光
の位相差が１８０度からずれてしまい、この位相誤差が
パターン転写精度に大きな影響を与える。そこで、マス
クに与えた位相差を正確に把握するために、特開平７−
１５９９７６号公報には、位相差を計測する専用のパタ
ーンをマスク上に形成し、このパターンの投影パターン
寸法とデフォーカス量との相関から位相差を計測する方
法が開示されている。
ｄに誤差があると、遮光部の両側の開口部を透過する光
の位相差が１８０度からずれてしまい、この位相誤差が
パターン転写精度に大きな影響を与える。そこで、マス
クに与えた位相差を正確に把握するために、特開平７−
１５９９７６号公報には、位相差を計測する専用のパタ
ーンをマスク上に形成し、このパターンの投影パターン
寸法とデフォーカス量との相関から位相差を計測する方
法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】位相シフトマスクを用
いる従来技術では、１８０度の位相差を有することが理
想的であるが、位相差に誤差があると解像性能が劣化す
る。例えば、位相誤差が５度ある場合、デフォーカス量
の増大とともに隣接するパターン間で寸法差を生じ、露
光装置の焦点深度内のデフォーカスでも１０〜２０nmの
寸法差が現れる。そこで、位相シフトマスクを製造する
際には、位相差を与える加工を正確に行なうことが必要
で、そのためにはマスク上で位相差を正確に計測するこ
とが必要不可欠である。しかし、特公昭６２−５０８１
１号公報では、位相誤差の低減については考慮されてい
ない。
いる従来技術では、１８０度の位相差を有することが理
想的であるが、位相差に誤差があると解像性能が劣化す
る。例えば、位相誤差が５度ある場合、デフォーカス量
の増大とともに隣接するパターン間で寸法差を生じ、露
光装置の焦点深度内のデフォーカスでも１０〜２０nmの
寸法差が現れる。そこで、位相シフトマスクを製造する
際には、位相差を与える加工を正確に行なうことが必要
で、そのためにはマスク上で位相差を正確に計測するこ
とが必要不可欠である。しかし、特公昭６２−５０８１
１号公報では、位相誤差の低減については考慮されてい
ない。
【０００８】特開平７−１５９９７６号公報に開示され
た方法は、位相差を計測する専用のパターンをマスク上
に形成し、その解像特性から位相差を求める計測方法で
ある。しかし、位相差を与える部分のマスク加工の際、
前記透明膜の厚さあるいはマスク基板彫り込み量ｄは、
パターン形状や大きさに依存して変化する可能性があ
る。また、マスク上全面にわたってみれば加工量ｄに分
布を生じる可能性もあり、専用の位相検査パターン部に
おいて１８０度の位相差を与えるように透明薄膜の厚さ
ｄを設定しても、実素子パターン部ではｄとは異なる膜
厚となり位相差が変化する場合がある。
た方法は、位相差を計測する専用のパターンをマスク上
に形成し、その解像特性から位相差を求める計測方法で
ある。しかし、位相差を与える部分のマスク加工の際、
前記透明膜の厚さあるいはマスク基板彫り込み量ｄは、
パターン形状や大きさに依存して変化する可能性があ
る。また、マスク上全面にわたってみれば加工量ｄに分
布を生じる可能性もあり、専用の位相検査パターン部に
おいて１８０度の位相差を与えるように透明薄膜の厚さ
ｄを設定しても、実素子パターン部ではｄとは異なる膜
厚となり位相差が変化する場合がある。
【０００９】さらに、レジストパターンを介して寸法差
を計測するので、レジストの種類によって計測結果が変
わる場合もある。したがって、位相測定用パターンから
計測された位相差が実パターン部での位相差を正確に表
しているかどうかは明確ではない。
を計測するので、レジストの種類によって計測結果が変
わる場合もある。したがって、位相測定用パターンから
計測された位相差が実パターン部での位相差を正確に表
しているかどうかは明確ではない。
【００１０】以上の理由から、上記従来技術はいずれも
位相計測の精度の面では不充分であった。
位相計測の精度の面では不充分であった。
【００１１】本発明の目的は、位相シフトマスクの位相
差を簡単かつ精度よく計測する方法を提供することであ
る。また本発明の他の目的は、位相シフトマスクの位相
差を精度よく計測する位相計測装置を提供することであ
る。
差を簡単かつ精度よく計測する方法を提供することであ
る。また本発明の他の目的は、位相シフトマスクの位相
差を精度よく計測する位相計測装置を提供することであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、本発明ではマスク上の実素子パターンのうち検査
したい領域に形成されているパターンの拡大像を撮像素
子で検出する光学検出手段と、撮像部分のパターン設計
データを読み込んで投影像光強度分布を数値計算により
求めるシミュレータ部を設けた。ここで、検査すべきパ
ターンとは、互いに位相差を有して隣接する少なくとも
１組のパターンであり、検査対象は隣接するパターン投
影像の寸法差である。
めに、本発明ではマスク上の実素子パターンのうち検査
したい領域に形成されているパターンの拡大像を撮像素
子で検出する光学検出手段と、撮像部分のパターン設計
データを読み込んで投影像光強度分布を数値計算により
求めるシミュレータ部を設けた。ここで、検査すべきパ
ターンとは、互いに位相差を有して隣接する少なくとも
１組のパターンであり、検査対象は隣接するパターン投
影像の寸法差である。
【００１３】光学検出手段は、マスクを搭載するステー
ジ、マスクを照明する照明系、拡大投影光学系、および
撮像素子から構成され、予め指定した複数のデフォーカ
ス量に対して、撮像素子でとらえた光学像から信号処理
によりそれぞれのパターン寸法を求める。一方、パター
ン投影像シミュレータ部では、１８０度を中心に±１０
度程度の範囲で複数個の位相差を想定し、所定領域内の
同一のパターン形状に対して複数のデフォーカス状態で
の投影像とパターン寸法を計算する。この計算により、
種々の位相差に対して、投影像から得られるパターン寸
法のフォーカス位置依存性を表す参照テーブルが作成さ
れる。
ジ、マスクを照明する照明系、拡大投影光学系、および
撮像素子から構成され、予め指定した複数のデフォーカ
ス量に対して、撮像素子でとらえた光学像から信号処理
によりそれぞれのパターン寸法を求める。一方、パター
ン投影像シミュレータ部では、１８０度を中心に±１０
度程度の範囲で複数個の位相差を想定し、所定領域内の
同一のパターン形状に対して複数のデフォーカス状態で
の投影像とパターン寸法を計算する。この計算により、
種々の位相差に対して、投影像から得られるパターン寸
法のフォーカス位置依存性を表す参照テーブルが作成さ
れる。
【００１４】撮像素子でとらえた光学像から求めた寸法
のフォーカス位置依存性と、上記の数値計算で得られた
フォーカス位置依存性を表す参照テーブルとを比較する
ことにより、位相差を求めることができる。撮像素子で
とらえた光学像から求める寸法は、レジストを介するこ
となく得られるので、レジストに起因する計測誤差が低
減され、精度よく位相差を計測することができる。
のフォーカス位置依存性と、上記の数値計算で得られた
フォーカス位置依存性を表す参照テーブルとを比較する
ことにより、位相差を求めることができる。撮像素子で
とらえた光学像から求める寸法は、レジストを介するこ
となく得られるので、レジストに起因する計測誤差が低
減され、精度よく位相差を計測することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】（実施例１）図１は本発明を実施
する装置の構成を示す図である。位相差を計測する位相
シフトマスク５はマスクステージ４上に載置され、露光
光と同一の波長の検出光で所定の被検出領域が照明され
る。検出光を発する光源１は、水銀ランプあるいはキセ
ノンランプと波長を選択するフィルタ（図示せず）から
構成され、さらに、照明の形状を規定する絞り２が設け
られており干渉性を制御する。図中、マスク５のパター
ン面は上側になるように載置されているが、逆でもよ
い。被検出領域のパターンは、拡大光学系７を介して撮
像素子９の受光面上にその拡大像を形成する。
する装置の構成を示す図である。位相差を計測する位相
シフトマスク５はマスクステージ４上に載置され、露光
光と同一の波長の検出光で所定の被検出領域が照明され
る。検出光を発する光源１は、水銀ランプあるいはキセ
ノンランプと波長を選択するフィルタ（図示せず）から
構成され、さらに、照明の形状を規定する絞り２が設け
られており干渉性を制御する。図中、マスク５のパター
ン面は上側になるように載置されているが、逆でもよ
い。被検出領域のパターンは、拡大光学系７を介して撮
像素子９の受光面上にその拡大像を形成する。
【００１６】ここで、マスクステージ４と撮像素子９
は、それぞれステージ駆動系１５と撮像素子駆動部１０
によって、検出光学系の光軸方向すなわち矢印８に示す
方向に移動させることができる。この機能により、予め
指定したデフォーカス状態で投影像を捕えることができ
る。得られた投影像は信号処理手段１１で処理され、位
相差を有して隣接するパターンに対応したそれぞれの像
寸法が求められる。
は、それぞれステージ駆動系１５と撮像素子駆動部１０
によって、検出光学系の光軸方向すなわち矢印８に示す
方向に移動させることができる。この機能により、予め
指定したデフォーカス状態で投影像を捕えることができ
る。得られた投影像は信号処理手段１１で処理され、位
相差を有して隣接するパターンに対応したそれぞれの像
寸法が求められる。
【００１７】一方、データファイル１４にはマスクパタ
ーンデータが格納されている。制御系１６は、ステージ
駆動系１５を駆動して所定の被検出領域を定めるととも
に、同一の領域のマスクパターンデータを抽出してシミ
ュレータ部１３に送る。シミュレータ部１３では投影像
の計算を行ない、比較部１２では実測結果とシミュレー
ション結果とを比較する。
ーンデータが格納されている。制御系１６は、ステージ
駆動系１５を駆動して所定の被検出領域を定めるととも
に、同一の領域のマスクパターンデータを抽出してシミ
ュレータ部１３に送る。シミュレータ部１３では投影像
の計算を行ない、比較部１２では実測結果とシミュレー
ション結果とを比較する。
【００１８】次に、本発明の方法の処理フローを示す図
２およびマスクを示す図３を用いて本発明を詳細に説明
する。
２およびマスクを示す図３を用いて本発明を詳細に説明
する。
【００１９】位相差を計測する被検査マスクをマスクス
テージ上に載置（工程２１）した後、被検査領域と設定
すべきデフォーカス量を指定する（工程２２、２３）。
その後、工程２４で、マスクステージのマスク面内方向
の移動による位置決め、マスクステージの検出光軸に沿
った方向への移動（デフォーカス）、投影露光による拡
大像の取り込み、信号処理による像寸法の判断、を行な
う。そして、位相シフト部の有るパターン投影像寸法と
位相シフト部の無いパターン投影像寸法との差をデフォ
ーカスの関数として記憶する。
テージ上に載置（工程２１）した後、被検査領域と設定
すべきデフォーカス量を指定する（工程２２、２３）。
その後、工程２４で、マスクステージのマスク面内方向
の移動による位置決め、マスクステージの検出光軸に沿
った方向への移動（デフォーカス）、投影露光による拡
大像の取り込み、信号処理による像寸法の判断、を行な
う。そして、位相シフト部の有るパターン投影像寸法と
位相シフト部の無いパターン投影像寸法との差をデフォ
ーカスの関数として記憶する。
【００２０】ここで用いたマスクパターンは、図３に示
すように、マスク３１上の領域３２の内側に存在する
０．８μmラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）である。こ
のパターンは、遮光部３５の中に開口部３３と位相が１
８０度進む開口部３４が交互に配置されたもので、波長
２４８nmのＫｒＦエキシマレーザ光を光源とする１／５
縮小投影露光装置を用いて被露光基板上に０．１６μm
Ｌ／Ｓを転写するためのパターンである。このパターン
を、縮小投影露光に用いる露光光と同一の、波長が２４
８nmの照明光で照明し、１００倍の拡大光学系を介して
像を取り込み、開口部３３から得られる像の寸法Ｗ１と
開口部３４から得られる像の寸法Ｗ２を検出した。
すように、マスク３１上の領域３２の内側に存在する
０．８μmラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）である。こ
のパターンは、遮光部３５の中に開口部３３と位相が１
８０度進む開口部３４が交互に配置されたもので、波長
２４８nmのＫｒＦエキシマレーザ光を光源とする１／５
縮小投影露光装置を用いて被露光基板上に０．１６μm
Ｌ／Ｓを転写するためのパターンである。このパターン
を、縮小投影露光に用いる露光光と同一の、波長が２４
８nmの照明光で照明し、１００倍の拡大光学系を介して
像を取り込み、開口部３３から得られる像の寸法Ｗ１と
開口部３４から得られる像の寸法Ｗ２を検出した。
【００２１】一方、工程２５では、計算すべき複数の位
相差を設定して、各位相ごとに投影像寸法を数値計算
し、位相シフト部の有るパターン投影像寸法と位相シフ
ト部の無いパターン投影像寸法との差を求め、デフォー
カスの関数としてテーブルを作成する。ここで、計算す
べき複数の位相差として、１７０度、１７５度、１７７
度、１８０度、１８３度、１８５度、１９０度の７種を
与えた。また、デフォーカス量としては、前記マスクを
１／５縮小投影露光装置を用いた場合の被露光基板のデ
フォーカス量に換算して、−１μmから１μmの範囲を指
定した。最後に、工程２６において、実測値と数値計算
結果を比較し、マスクの位相差を判断した。
相差を設定して、各位相ごとに投影像寸法を数値計算
し、位相シフト部の有るパターン投影像寸法と位相シフ
ト部の無いパターン投影像寸法との差を求め、デフォー
カスの関数としてテーブルを作成する。ここで、計算す
べき複数の位相差として、１７０度、１７５度、１７７
度、１８０度、１８３度、１８５度、１９０度の７種を
与えた。また、デフォーカス量としては、前記マスクを
１／５縮小投影露光装置を用いた場合の被露光基板のデ
フォーカス量に換算して、−１μmから１μmの範囲を指
定した。最後に、工程２６において、実測値と数値計算
結果を比較し、マスクの位相差を判断した。
【００２２】図４は、前記撮像素子で取り込んだ信号か
ら求めた投影像の寸法差（Ｗ２−Ｗ１）と、マスクステ
ージの位置を前記被露光基板の位置に換算したデフォー
カス量との関係を示す図である。この結果から、図３に
示すマスクの投影像の寸法差（Ｗ２−Ｗ１）は、フォー
カス変動１μmに対して約４nm変化することがわかっ
た。
ら求めた投影像の寸法差（Ｗ２−Ｗ１）と、マスクステ
ージの位置を前記被露光基板の位置に換算したデフォー
カス量との関係を示す図である。この結果から、図３に
示すマスクの投影像の寸法差（Ｗ２−Ｗ１）は、フォー
カス変動１μmに対して約４nm変化することがわかっ
た。
【００２３】一方、図５に示す曲線群は、図３に示すマ
スクパターンのうち、位相シフトのある開口部３４の位
相を１７０度から１９０度まで変化させたときの、寸法
差のフォーカス依存性を数値計算から求めた結果であ
る。同図において、デフォーカス＝０近傍での曲線の傾
きを調べることにより、フォーカスに対する寸法変化率
と位相差との関係を求めることができる。
スクパターンのうち、位相シフトのある開口部３４の位
相を１７０度から１９０度まで変化させたときの、寸法
差のフォーカス依存性を数値計算から求めた結果であ
る。同図において、デフォーカス＝０近傍での曲線の傾
きを調べることにより、フォーカスに対する寸法変化率
と位相差との関係を求めることができる。
【００２４】その結果を図６に示した。図４と図６の結
果を比較することにより、マスクパターンの位相差は１
８１度と求めることができた。したがって、位相測定用
の特別のパターンは不要であり、実素子パターンを用い
て、かつレジストを介さずに位相差を測定できる、とい
う利点がある。
果を比較することにより、マスクパターンの位相差は１
８１度と求めることができた。したがって、位相測定用
の特別のパターンは不要であり、実素子パターンを用い
て、かつレジストを介さずに位相差を測定できる、とい
う利点がある。
【００２５】（実施例２）図７は、本発明の第２の実施
例で用いたマスクパターンを示す図である。図中、４０
は位相シフトの無い開口パターン、４１は１８０度の位
相シフトを目標とした開口パターン、４２は遮光部であ
る。ここで、各開口部の幅は実施例１と同じ０．８μm
であるが、長さは２．０μmであり、位相シフトの有る
開口パターンと位相シフトの無い開口パターンが２次元
的に交互に配置されている。
例で用いたマスクパターンを示す図である。図中、４０
は位相シフトの無い開口パターン、４１は１８０度の位
相シフトを目標とした開口パターン、４２は遮光部であ
る。ここで、各開口部の幅は実施例１と同じ０．８μm
であるが、長さは２．０μmであり、位相シフトの有る
開口パターンと位相シフトの無い開口パターンが２次元
的に交互に配置されている。
【００２６】ここで、パターン寸法を計測する位置とし
て、図７に示す２個所の断面位置Ａ、Ｂを指定した。実
施例１と同一の方法で、拡大光学系７を介して撮像素子
９の受光面上にその拡大像を形成し、予め指定した断面
位置Ａ、Ｂに対応する投影像の幅をデフォーカスの関数
として求めた。一方、シミュレーションも７種類の位相
差（１７０度、１７５度、１７７度、１８０度、１８３
度、１８５度、１９０度）を想定して実施例１と同一の
方法で行なった。図８はシミュレーション結果を示す図
である。このシミュレーション結果と撮像素子でとらえ
た実測結果とを比較して、位相差が１７９度であること
を確認した。
て、図７に示す２個所の断面位置Ａ、Ｂを指定した。実
施例１と同一の方法で、拡大光学系７を介して撮像素子
９の受光面上にその拡大像を形成し、予め指定した断面
位置Ａ、Ｂに対応する投影像の幅をデフォーカスの関数
として求めた。一方、シミュレーションも７種類の位相
差（１７０度、１７５度、１７７度、１８０度、１８３
度、１８５度、１９０度）を想定して実施例１と同一の
方法で行なった。図８はシミュレーション結果を示す図
である。このシミュレーション結果と撮像素子でとらえ
た実測結果とを比較して、位相差が１７９度であること
を確認した。
【００２７】図９に示すように、マスク４３上のパター
ン領域４４内の多数の領域にわたって同様の測定を行な
った結果、同図に示すような位相差分布が得られた。本
実施例では、位相差を与えるために、１個おきの開口部
においてマスク基板を所定深さｄだけエッチング除去し
て彫り込んでいる。図９はこのエッチング量に分布が有
ることを示している。そこで、この分布を位相シフト加
工部にフィードバックし、再度エッチングの分布を調整
して位相マスクを製作した。
ン領域４４内の多数の領域にわたって同様の測定を行な
った結果、同図に示すような位相差分布が得られた。本
実施例では、位相差を与えるために、１個おきの開口部
においてマスク基板を所定深さｄだけエッチング除去し
て彫り込んでいる。図９はこのエッチング量に分布が有
ることを示している。そこで、この分布を位相シフト加
工部にフィードバックし、再度エッチングの分布を調整
して位相マスクを製作した。
【００２８】すなわち、通常の方法で遮光膜中に光透過
用の開口パターンを形成した後、再度通常のレジストプ
ロセスにてエッチングすべき開口部を露出させて、分布
を調整した基板エッチング処理を施した。その結果、マ
スクパターン領域４４内の全面にわたって１８０度±１
度、すなわち２度以内のばらつきに抑えることができ、
位相精度のよい位相シフトマスクを製作することができ
た。位相差の変動に起因するパターン転写不良の発生を
未然に防止できたので、ＬＳＩの製造歩留まりを向上さ
せることができた。
用の開口パターンを形成した後、再度通常のレジストプ
ロセスにてエッチングすべき開口部を露出させて、分布
を調整した基板エッチング処理を施した。その結果、マ
スクパターン領域４４内の全面にわたって１８０度±１
度、すなわち２度以内のばらつきに抑えることができ、
位相精度のよい位相シフトマスクを製作することができ
た。位相差の変動に起因するパターン転写不良の発生を
未然に防止できたので、ＬＳＩの製造歩留まりを向上さ
せることができた。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、マスク上の実素子パタ
ーンを用いて位相差を計測することができる。位相シフ
トマスクの位相差検査を容易にかつ精度よく行なうこと
ができるので、位相差の変動に起因するパターン転写不
良の発生を未然に防止でき、ＬＳＩの製造歩留まりを向
上できた。同時に、位相差の分布がある場合はその傾向
を正確に把握できるので、マスク製造工程における位相
差を施す処理加工工程へのフィードバックが可能とな
り、位相シフトマスクの位相精度が向上するという効果
がある。
ーンを用いて位相差を計測することができる。位相シフ
トマスクの位相差検査を容易にかつ精度よく行なうこと
ができるので、位相差の変動に起因するパターン転写不
良の発生を未然に防止でき、ＬＳＩの製造歩留まりを向
上できた。同時に、位相差の分布がある場合はその傾向
を正確に把握できるので、マスク製造工程における位相
差を施す処理加工工程へのフィードバックが可能とな
り、位相シフトマスクの位相精度が向上するという効果
がある。
【図１】本発明の一実施例の装置構成を示すブロック
図。
図。
【図２】本発明の方法の処理フロー図。
【図３】本発明の第１の実施例に用いたマスクパターン
の平面図および部分拡大図。
の平面図および部分拡大図。
【図４】本発明の第１の実施例によるデフォーカスと寸
法差との関係を示す図。
法差との関係を示す図。
【図５】本発明の第１の実施例でシミュレーションによ
り得られた、デフォーカスと寸法差との関係を示す図。
り得られた、デフォーカスと寸法差との関係を示す図。
【図６】デフォーカスに対する寸法変化率と位相差との
関係を示す図。
関係を示す図。
【図７】本発明の第２の実施例で実測したデフォーカス
と寸法差との関係を示す図。
と寸法差との関係を示す図。
【図８】本発明の第２の実施例でシミュレーションによ
り得られた、デフォーカスと寸法差との関係を示す図。
り得られた、デフォーカスと寸法差との関係を示す図。
【図９】マスク上の位相分布を示す平面図。
【図１０】従来の位相シフトマスクの断面図とその投影
像を示す光強度分布図。
像を示す光強度分布図。
【図１１】従来の位相シフトマスクの他の例を示す断面
図。
図。
１…照明光源、２…照明絞り、３…コンデンサレンズ、
５…マスク、７…拡大投影レンズ、９…撮像素子、１１
…信号処理手段、１２…比較部、１３…シミュレータ
部、１４…データファイル、１６…制御系、３１…マス
ク、３２…マスク上のパターン領域、３３…透過光の位
相が０度の開口部、３４…位相差を与えた開口部、３５
…遮光部、４０…透過光の位相が０度の開口部、４１…
位相差を与えた開口部、４２…遮光部。
５…マスク、７…拡大投影レンズ、９…撮像素子、１１
…信号処理手段、１２…比較部、１３…シミュレータ
部、１４…データファイル、１６…制御系、３１…マス
ク、３２…マスク上のパターン領域、３３…透過光の位
相が０度の開口部、３４…位相差を与えた開口部、３５
…遮光部、４０…透過光の位相が０度の開口部、４１…
位相差を与えた開口部、４２…遮光部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 好彦 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 上林 辰彦 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Ｆターム(参考） 2G086 EE12 2H095 BB03 BB31 BD12 BD15 BD19 BD25 BD27
Claims (5)
- 【請求項１】素子パターンの投影露光に用いる位相シフ
トマスクの位相差を測定する方法であって、前記位相シ
フトマスクをマスク面に垂直方向に予め指定した複数の
距離だけ逐次移動させる工程と、投影露光に用いる光と
同一の波長の光を前記位相シフトマスクの所定の領域に
照明する工程と、前記複数の移動位置においてパターン
群を拡大投影して撮像素子に取り込む工程と、前記照明
領域に対応するパターン設計データを読み込んで前記複
数の位置におけるパターン投影像光強度分布を位相差を
変化させて数値計算する工程と、上記数値計算工程で得
られた結果から位相シフト部のあるパターンと無いパタ
ーンの投影像寸法差と位相差との相関を求める工程と、
前記パターンの撮像データと前記寸法の数値計算結果か
ら前記マスクの位相差を判断する工程からなることを特
徴とする位相シフトマスクの位相差測定方法。 - 【請求項２】被検査領域である、前記位相シフトマスク
の所定の領域とは、少なくとも位相シフトのあるパター
ン開口部と位相シフトが無いパターン開口部とが隣あっ
て配置された部分を含むことを特徴とする、請求項１記
載の位相シフトマスクの位相差測定方法。 - 【請求項３】位相シフトのあるパターン開口部とは、マ
スク基板を所定量エッチング除去した開口部であること
を特徴とする、請求項２記載の位相シフトマスクの位相
差測定方法。 - 【請求項４】上記の請求項３に記載の位相差測定方法を
用いて位相シフトマスクを製造する際のエッチング分布
を求める工程と、前記エッチング分布の測定結果に基づ
いて基板エッチング量の局所的な補正を施す工程を含む
ことを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。 - 【請求項５】素子パターンの投影露光に用いる位相シフ
トマスクの位相差を測定する装置であって、前記位相シ
フトマスクをマスク面に垂直方向に予め指定した複数の
距離だけ逐次移動させるマスクステージと、投影露光に
用いる光と同一の波長の光を前記位相シフトマスクの所
定の領域に照明する照明手段と、前記複数の移動位置に
おいてパターン群を拡大投影してその像を取り込む撮像
手段と、前記照明領域に対応するパターン設計データを
読み込んで前記複数の位置におけるパターン投影像光強
度分布を位相差を変えて数値計算するシミュレータ部
と、上記数値計算工程で得られた結果から位相シフト部
のあるパターンと無いパターンとの投影像寸法差と位相
差との相関を求める計算部と、前記パターンの撮像デー
タと前記寸法の数値計算結果を比較して前記マスクの位
相差を判断する比較判断手段、とからなることを特徴と
する位相シフトマスクの位相差測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10370999A JP2000292904A (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 位相シフトマスクの位相差測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10370999A JP2000292904A (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 位相シフトマスクの位相差測定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000292904A true JP2000292904A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14361272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10370999A Pending JP2000292904A (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 位相シフトマスクの位相差測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000292904A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001050819A (ja) * | 1999-06-17 | 2001-02-23 | Onera Office Natl D'etudes & De Recherches Aerospatiales | 連続可変感度型無色光学干渉計 |
| CN109307980A (zh) * | 2017-07-27 | 2019-02-05 | Hoya株式会社 | 光掩模检查方法、光掩模制造方法及光掩模检查装置 |
| KR20220053931A (ko) * | 2020-10-23 | 2022-05-02 | 인하대학교 산학협력단 | 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크 제작 공정을 위한 감쇠형 위상반전막의 노광광 파장 영역 투과율, 표면 반사율, 이면 반사율의 측정 및 계산 값을 이용하는 감쇠형 위상반전막의 광학상수 결정 방법 및 장치 |
| JP2022553197A (ja) * | 2019-10-15 | 2022-12-22 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 構造化物体の表面にわたる測定光波長の測定光の光学的位相差を決定するための方法 |
-
1999
- 1999-04-12 JP JP10370999A patent/JP2000292904A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001050819A (ja) * | 1999-06-17 | 2001-02-23 | Onera Office Natl D'etudes & De Recherches Aerospatiales | 連続可変感度型無色光学干渉計 |
| CN109307980A (zh) * | 2017-07-27 | 2019-02-05 | Hoya株式会社 | 光掩模检查方法、光掩模制造方法及光掩模检查装置 |
| KR20190013517A (ko) * | 2017-07-27 | 2019-02-11 | 호야 가부시키가이샤 | 포토마스크의 검사 방법, 포토마스크의 제조 방법, 및 포토마스크 검사 장치 |
| JP2019028171A (ja) * | 2017-07-27 | 2019-02-21 | Hoya株式会社 | フォトマスクの検査方法、フォトマスクの製造方法、及びフォトマスク検査装置 |
| KR102137868B1 (ko) * | 2017-07-27 | 2020-07-24 | 호야 가부시키가이샤 | 포토마스크의 검사 방법, 포토마스크의 제조 방법, 및 포토마스크 검사 장치 |
| JP2022553197A (ja) * | 2019-10-15 | 2022-12-22 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 構造化物体の表面にわたる測定光波長の測定光の光学的位相差を決定するための方法 |
| JP7535577B2 (ja) | 2019-10-15 | 2024-08-16 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 構造化物体の表面にわたる測定光波長の測定光の光学的位相差を決定するための方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040308 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050221 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061212 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070213 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070313 |