JP2002287328A - 位相シフトマスクの欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位相シフトマスクの欠陥、特に微小欠陥を正
確に検出できる位相シフトマスクの欠陥検査装置を提供
する。 【解決手段】 特定波長域の光を放出する光放出手段13
と、この光放出手段13から放出された光を、偏光状態に
ある２個の光に変化させ、これらの光を所定条件で照射
し、位相シフトマスク10の表面からの２個の反射光の合
成によって得られる位相シフトマスク10の表面形状を表
わすエッジ情報から微分干渉画像を形成する微分干渉光
学系14と、前記微分干渉画像を電子的な像に変換する画
像検出器15と、この画像検出器15の出力画像を別の手段
によって得られた基準画像と比較して、特定のエッジ情
報だけを抽出して位相シフトマスク10の欠陥を検出する
信号処理回路16とを具えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位相シフトマスク
の欠陥検査装置に関するものであり、より詳細には、位
相シフトマスクに存在する様々な欠陥、特に従来装置で
は検出限界であった微小欠陥を正確に検出できる位相シ
フトマスクの欠陥検査装置に関するものである。ここで
いう「位相シフトマスク」とは、透明基板上に複数の光
透過開口を規定する遮光パターンを具え、互いに隣接す
る光透過開口のいずれか一方に、これらを透過する露光
光間に位相差を与える位相シフタを形成してなるフォト
マスク（図３(a) 参照）を意味する。

【０００２】

【従来の技術】位相シフトマスクは、例えば図3(a),(b)
に示すように、ガラスのような透明基板１上に遮光パタ
ーン２及び光透過開口パターン３が形成されており、光
透過開口パターン３は、位相シフタを形成したシフタ部
3aと、位相シフタを形成しない非シフタ部3bとをＸ及び
Ｙ方向に交互に配置したものであり、非シフタ部3bは透
明基板１の表面がそのまま露出し、シフタ部3aは、ｄ＝
λ／｛２（ｎ−１）｝（λは露光波長、ｎは透明基板の
屈折率）の関係を満足する深さの凹部として形成され、
シフタ部3aを通過する光と非シフタ部3bを通過する光と
の間に、例えばλ／２の位相差が与えられている。

【０００３】位相シフトマスクに発生する欠陥として
は、図2(b)に示すように、シフタ部3aでは主としてエッ
チングが局部的に不足することによって発生する凸状欠
陥４があり、また、非シフタ部3bでは主として局部的に
エッチングされることによって発生する凹状欠陥５が挙
げられる。

【０００４】位相シフトマスクに上記欠陥が存在する
と、シフタ部3aを透過した光と非シフタ部3bを透過した
光との間の位相差が設計値（例えばλ／２）からずれを
生じるようになり、このずれ量の増加に伴って解像度が
低下し露光パターンの品質が悪化する。このため、位相
シフトマスクの製造工程において位相シフトパターンの
正確な欠陥検査が強く要請されている。

【０００５】従来の位相シフトマスクの欠陥検査装置
は、特開平５−１４２７５４号公報や特開平９−１４５
６２８号公報に記載があり、前者の公報に記載された装
置は、２つのダイ間の比較、いわゆるDie to Die方式に
よる位相シフトマスクの透過光間の干渉を利用したもの
であり、後者の公報に記載された装置は、ダイと設計デ
ータ間の比較、いわゆるDie to Database 方式による位
相シフトマスクの透過光を利用したものである。

【０００６】しかしながら、上掲公報記載の装置はいず
れも、透過光を利用したものであるため、位相シフトマ
スクの厚み方向の情報を得る場合には適しているもの
の、位相シフトマスクのシフタ部3aに存在する凸状欠陥
４や、非シフタ部3bに存在する凹状欠陥５のような表面
における情報を得る場合には十分な検出感度が得られ
ず、また、透過率を高めるには、露光波長と等しい検査
波長の光源を準備する必要があるため装置が大がかりに
なるというという問題点があった。加えて、後者のDie
to Database 方式は、波長を変化させる手段や、検出デ
ータと比較するため設計データに基づく参照データを予
め作成することが必要となるため、装置が大掛かりにな
るという問題点もある。

【０００７】また、上記装置のように透過光を利用する
のではなく、反射光を利用した欠陥検査装置としては、
本出願人によって出願し既に公開されている特開平10−
177246号公報に記載されており、この装置は、１個のダ
イに、特定方向に大きく（具体的には位相シフタの寸法
の半分の寸法だけ）横ずらしした偏光状態にある２個の
光を照射し、位相シフトマスクからの２個の反射光によ
って得られる干渉画像を合成し、これを、別のダイで同
様な方法によって得られた干渉画像と比較することによ
って欠陥を検出することができる。また、反射光を利用
した欠陥検査装置のもう一つのメリットは、往復光路に
よる情報が得られるため、透過方式に比べて高い感度が
得られることである。例えば、露光するときの波長を24
8nm とし、欠陥を検査するときの波長（検査波長）を48
8nm とすれば、透過方式に比べて約２倍の感度が得られ
ることになる。

【０００８】しかしながら、特開平10−177246号公報に
記載された装置は、位相シフタを凹部で構成する場合の
疑似欠陥の発生を最小にするため、２個の光の横ずらし
量を大きく設定しているが、本願人がその後さらに検討
を進めたところ、より小さな平面サイズの複数個の微小
欠陥が近接した位置に存在するような場合には、これら
の微小欠陥から得られる信号が重なり合ってしまい、十
分な面分解能が得られず、欠陥アドレスの特定が難しい
ことが判明した。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、位相
シフトマスクの欠陥、特に複数個の微小欠陥が近接した
位置に存在するような場合であっても、正確に検出する
ことができる位相シフトマスクの欠陥検査装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の位相シフトマスクの欠陥検査装置は、透明
基板上に複数の光透過開口を規定する遮光パターンを具
え、互いに隣接する光透過開口のいずれか一方に、これ
らを透過する露光光間に位相差を与える位相シフタを形
成してなる位相シフトマスクの欠陥検査装置であって、
特定波長域の光を放出する光放出手段と、この光放出手
段から放出された光を、偏光状態にある２個の光に変化
させ、これらの光を位相シフトマスクの表面上に互いに
対し特定方向に僅かに横ずらしして照射し、前記位相シ
フトマスク表面からの２個の反射光の合成によって得ら
れる位相シフトマスクの表面形状を表わすエッジ情報か
ら微分干渉画像を形成する微分干渉光学系と、前記微分
干渉画像を電子的な像に変換する画像検出器と、この画
像検出器の出力画像を別の手段によって得られた基準画
像と比較し、前記出力画像から前記基準画像に対する異
なるエッジ情報だけを抽出して位相シフトマスクの欠陥
を検出する信号処理回路とを具えることにある。

【００１１】前記光放出手段は、光源としての水銀ラン
プと、この水銀ランプから放出された光を集光する集光
レンズと、この集光レンズを透過した光のうち特定の波
長域の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタとを
有する構成にするか、又は、光源としてのレーザ発振器
と、このレーザ発振器から放出されるレーザ光を主走査
方向に振動させる音響光学素子と、リレーレンズとを有
する構成にすることが好ましい。

【００１２】微分干渉光学系は、光放出手段から放出さ
れた光のうち特定の偏光状態の光だけを反射させる偏光
ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタによっ
て反射した光を透過させることで２個の光に変化させる
ノマルスキープリズムと、このノマルスキープリズムを
透過した光を集束する対物レンズとを有する構成にする
ことが好ましい。

【００１３】画像検出器は、主走査方向と対応する方向
に複数の受光素子をライン状に配列したリニアイメージ
センサであるか、又は複数の受光素子を２次元アレイ状
に配列した２次元撮像装置であることが好ましい。

【００１４】また、偏光状態にある２個の光を、位相シ
フトマスクの表面上に互いに対し45°の方向に横ずらし
して照射することが好ましく、さらに、偏光状態にある
２個の光を、位相シフトマスクの表面上に互いに対し位
相シフタの寸法の１／２よりも小さな寸法の範囲内で横
ずらしして照射することがより好適である。

【００１５】さらに、欠陥の検出は、前記出力画像を得
るための検査画像光学系と、前記基準画像を得るための
基準画像光学系とを、同一位相シフトマスクの上方に併
設し、両画像光学系を同一構成として、これらを用いて
欠陥の検出を行うか、又は前記出力画像と前記基準画像
の双方を同一の画像光学系を用いて欠陥の検出を行うこ
とが好ましい。

【００１６】加えて、照射する２個の光を位相シフトマ
スク表面上を走査させる手段としては、位相シフトマス
クを、主走査方向及びこれと直交する方向に移動可能な
ｘ−ｙステージ上に載置し、このｘｙステージを移動さ
せることが好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明に従う実施形態につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発
明に従う位相シフトマスクの欠陥検査装置の構成の一例
を概略的に示したものであり、図２は、凸状欠陥４と凹
状欠陥５等の欠陥が存在する位相シフトマスクの表面形
状を示したもの、図３は、欠陥のない位相シフトマスク
の表面形状を示したものであって、図2(a)及び図3(a)が
線図的平面図、図2(b)及び図3(b)がそれぞれ図2(a)のII
−II線断面図及び図3(a)のIII −III 線断面図である。

【００１８】位相シフトマスク10は、透明基板１上に、
遮光パターン２と、この遮光パターン２によって規定さ
れた複数の光透過開口パターン３を具えている。

【００１９】光透過開口パターン３は、図2(a)に示すよ
うに、位相シフタを形成したシフタ部3aと、位相シフタ
を形成しない非シフタ部3bとをＸ及びＹ方向に交互に配
置したものであり、非シフタ部3bは透明基板１の表面が
そのまま露出し、シフタ部3aは、ｄ＝λ／｛２（ｎ−
１）｝の関係を満足する深さの凹部として位相シフタを
形成し、シフタ部3aを通過する光と非シフタ部3bを通過
する光との間にλ／２の位相差が生じる設計下で形成し
たものである。尚、図2(a)及び図3(a)では、シフタ部3a
と非シフタ部3bとを区別するため、シフタ部3aには斜線
を付してある。

【００２０】図１に示す欠陥検査装置は、検査画像を得
るための検査画像光学系11と、基準画像を得るための基
準画像光学系12とを具え、検査画像光学系12からの画像
情報と基準画像光学系12からの基準画像とを比較して欠
陥検査を行なうことができる。尚、図１では、検査画像
光学系と基準画像光学系は同一構成の画像光学系とし、
これらの画像光学系は、同一の位相シフトマスク内の隣
接するチップ又はダイを撮像するものとする。

【００２１】図１の場合では、左側に示す光学系が検査
画像光学系11であり、右側に示す光学系が基準光学系12
である。これらの光学系11,12 は、それぞれ、光放出手
段13と、微分干渉光学系14と、画像検出器15と、信号処
理回路16とで主に構成されている。

【００２２】光放出手段13は、例えば図１に示すよう
に、光源としての水銀ランプ17と、この水銀ランプ17か
ら放出された光を集光する集光レンズ18と、この集光レ
ンズ18を透過した光のうち特定の波長域の光、例えばｉ
線の場合は365 ｎｍ、ｇ線の場合は436 ｎｍの特定波長
の光だけを選択的に透過させるバンドパスフィルタ19と
で主に構成するか、あるいは、図７に示すように、光源
としてのレーザ発振器20と、このレーザ発振器20から放
出されるレーザ光、例えば488nm のＡｒレーザ光を主走
査方向に振動させる音響光学素子21と、リレーレンズ22
とで主に構成することが好ましいが、これらの構成には
特に限定されず、同様に特定波長域の光を放出できるの
であれば、他の光放出手段を用いてもよい。尚、後者の
場合は、レーザ光を主走査方向に走査させる手段とし
て、音響光学素子21を用いているが、位相シフトマスク
10を主走査方向及びこれと直交する方向に移動可能なｘ
−ｙステージ23上に載置して、ｘ−ｙステージ23を主走
査方向にも移動させる構成にすれば、音響光学素子21の
配設は省略することができる。

【００２３】微分干渉光学系14は、光放出手段13から放
出された光を、例えば、図１に示すノマルスキープリズ
ム24等を用いて偏光状態にある２個の光に変化させ、こ
れらの光を位相シフトマスク10の表面上に互いに対し特
定方向（好ましくは45°の方向）に横ずらししてに僅か
に（好ましくは位相シフタを形成したシフト部3aの開口
寸法の１／２よりも小さな寸法の範囲内で）横ずらしし
て照射し、前記位相シフトマスク10の表面からの２個の
反射光の合成によって得られる位相シフトマスク10の表
面形状を表わすエッジ情報から微分干渉画像を形成する
（図５参照）。尚、上記横ずらし量は、マスクデザイン
ルールや許容欠陥サイズ等に依存するが、シフト部3aの
開口寸法の１／４以上１／２未満にすることが好適であ
り、例えば最先端デバイスにおける130 nmルールの場合
には150 〜300nm にすることがより好適である。

【００２４】図４は、位相シフトマスク10の表面上に互
いに対し45°の方向に横ずらした２個の光を照射して得
られる２つの像を画像検出器に投影したときの像を示し
たものであり、図５は、この投影像によって得られる微
分干渉画像の例を示したものである。尚、ここでいう
「エッジ情報」とは、光透過開口であるシフタ部3a及び
非シフタ部3bの輪郭線や、凸状欠陥や凹状欠陥の輪郭線
等の情報を意味し、具体的には、図５に示すように前記
横ずらし量に対応したある線幅をもった情報である。

【００２５】画像検出器15は、前記微分干渉画像を電子
的な像に変換するためのものであって、複数の受光素子
を２次元アレイ状に配列した２次元撮像装置25（図１）
か、又は主走査方向と対応する方向に複数の受光素子を
ライン状に配列したリニアイメージセンサ26（図７）で
あることが好ましい。

【００２６】信号処理回路16は、画像検出器15の出力画
像である検査画像27を別の手段によって得られた基準画
像28と比較する比較回路29を有し、この比較回路29は、
前記検査画像27から前記基準画像28に対する異なるエッ
ジ情報だけを抽出して位相シフトマスク10の欠陥を検出
することができる。また、前記検査画像27と基準画像28
は、図１に示すように画像信号増幅器31で画像信号を増
幅してから比較回路29で比較することが好ましい。

【００２７】図６は、比較回路29において、検査画像27
から基準画像28に対する異なるエッジ情報、すなわち欠
陥部のエッジ情報30だけを抽出したときの画像の例を示
したものである。

【００２８】尚、図１では、検査画像27と基準画像28を
別々の画像光学系11,12 を用いて得る場合を示してある
が、図７に示すように、検査画像27と基準画像28をの双
方を同一の画像光学系11を用いて得ることもできる。

【００２９】また、照射する光を位相シフトマスク表面
上で走査させる手段として、主走査方向及びこれと直交
する方向に移動可能なｘ−ｙステージ23を用いることが
好ましい。

【００３０】以上のことから、本発明の欠陥検出装置は
上記構成を採用することによって、位相シフトマスクの
欠陥、特に複数個の微小欠陥が近接した位置に存在する
ような場合であっても、正確に検出することができる。

【００３１】

【実施例】次に、本発明に従う位相シフトマスクの欠陥
検出装置の実施例について詳細に説明する。

【００３２】・実施例１ 実施例１の欠陥検査装置は、図１に示すような構成を有
する。すなわち、同一構成を有する検査画像光学系11と
基準画像光学系12を具え、各画像光学系11,12 は、照明
光を発生する光源としては水銀ランプ17を用い、水銀ラ
ンプ17から放出された光ビームは集光レンズ18を経てバ
ンドパスフィルタ19に入射し、例えばｉ線、ｇ線、その
他の波長（ｅ線など）の特定波長の放射光だけが選択的
に透過する。尚、本実施例では、選択的に透過させる光
の波長（検査波長）を365 nmとした。

【００３３】次に、透過光は偏光ビームスプリッタ32に
入射する。偏光ビームスプリッタ32は、入射した光のう
ち特定の偏光状態の光だけを反射し、対物レンズ33と共
に画像光学系11,12 を構成するノマルスキープリズム24
に入射させる。ノマルスキープリズム24は、偏光の方向
に対して楔の角度が45°になるようにセットする。従っ
て、ノマルスキープリズム24から45°だけ横方向にずれ
た互いにコヒーレントな２個の照明光（正常光による照
明光と異常光による照明光）が出射し、これら照明光は
対物レンズ33に入射する。尚、対物レンズ33の後側焦点
はノマルスキープリズム24の正常光と異常光との交点と
一致するように配置する。

【００３４】従って、対物レンズ33から互いに平行で横
方向に僅かにずれた２個の照明光が出射し、ｘ−ｙステ
ージ23上に配置した欠陥検査されるべき位相シフトマス
ク10に垂直に入射する。この結果、位相シフトマスク10
は互いにコヒーレントで互いにずれた２個の照明光によ
り照明されることになる。

【００３５】位相シフトマスク10からの２個の反射光
は、対物レンズ33を経てノマルスキープリズム24により
合成され、偏光ビームスプリッタ32及び結像レンズ34を
経て２次元撮像装置25に入射する。２次元撮像装置25に
は、ノマルスキープリズム24により画像合成された合成
画像が投影されることになる。合成される２個の画像は
互いにコヒーレントな照明光による画像であるから、合
成された画像は干渉画像となる。従って、２次元撮像装
置25の出力信号は、反射光の振幅と位相情報により決定
される強度に基づくものとなる。

【００３６】その後、２次元撮像装置25の出力信号を順
次読み出し、画像信号増幅器31を経て比較回路29に供給
する。また、基準画像光学系12からの基準画像信号も画
像信号増幅器31を経て比較回路30に供給する。そして、
比較回路29において、検査画像信号と基準画像信号とを
比較して欠陥検出信号を出力する。

【００３７】ノマルスキープリズム24は、偏光方向に対
して楔の角度が45°になるように設定されているから、
２個の画像は45°だけ横方向にずれて合成される。この
横ずらし量は、ノマルスキープリズム24による正常光線
と異常光線とのなす偏角と対物レンズ33の焦点距離とに
よって自在に設定でき、また、ノマルスキープリズム24
の楔の角度を変えることにより、検出対象となる欠陥の
平面上の大きさに応じて任意に設定できる。この結果、
図４に示す合成画像が２次元撮像装置25上に投影される
ことになる。

【００３８】合成画像は、互いにコヒーレントな照明光
により形成された２個の画像からなる合成画像であるか
ら、２次元撮像装置25から出力される画像信号は、振幅
だけでなく位相情報も含む干渉画像信号となる。このよ
うな画像の干渉は、横ずらしした方向に対して、位相シ
フトマスクからの反射光の位相の変化に応じた干渉が発
生することから、一般に微分干渉と呼ばれており、得ら
れた画像は同方向に対する微分干渉画像となる。

【００３９】このようにして得られた微分干渉画像で
は、位相シフトマスク10の表面形状の変化する輪郭の信
号強度が遮光パターン２、シフタ部3a及び非シフタ部3b
における信号強度に対して変化した画像が得られること
になる。この画像は、位相シフトマスク10における、シ
フタ部3a及び非シフタ部3bの輪郭に対して得られるだけ
ではなく、シフタ部3a及び非シフタ部3bに存在する欠陥
の輪郭に対しても得られる。

【００４０】これらの信号強度は、正常光線と異常光線
との間の位相差に応じて変化し、ノマルスキープリズム
24の位置を調整することによって自在に変化させること
ができるので、これを適切に調整することにより、欠陥
の輪郭に応じて生じる信号の強度と、シフタ部3a及び非
シフタ部3bの輪郭に応じて生じる信号の強度との間に大
きな変化を与えることができる。

【００４１】そして、検査画像光学系11によって得られ
た検査画像27と基準画像光学系12によって得られた基準
画像28は比較回路29で比較され、図６に示すように、検
査画像27から基準画像28に対する異なるエッジ情報30だ
けを抽出して、これを画像として出力し、この画像は、
欠陥部分の輪郭のみを取り出すことができるから、その
欠陥位置を特定するためのアドレス、欠陥の大きさ及び
欠陥の深さ方向に応じた信号が得られ、これによって、
位相シフトマスクの欠陥を検出することができる。

【００４２】・実施例２ 実施例２の欠陥検査装置は、実施例１の装置に比べてよ
り一層解像力が高い欠陥検査装置であって、図７に示す
ような構成を有する。すなわち、検査画像27と基準画像
28の双方を同一の画像光学系を用いて得るとともに、照
明光を発生する光源として波長が488nm であるＡｒレー
ザビームを発生させるレーザ発振器20を用いたものであ
り、レーザ発振器20から放出されたレーザビームをエク
スパンダ及びコリメータレンズ（図示せず）を経て音響
光学素子21に入射させ、主走査方向（ｘ方向）に高速で
振動させる。

【００４３】このレーザビームはリレーレンズ22を経て
偏光ビームスプリッタ32に入射し、その偏光面で反射し
画像光学系を構成するノマルスキープリズム24に入射す
る。レーザビームはノマルスキープリズム24により僅か
に横ずらしされた２本のビームが発生し、これら２本の
ビームは、ノマルスキープリズム24と共に画像光学系を
構成する対物レンズ33で集束され、ｘ−ｙステージ23上
に載置した検査すべき位相シフトマスク10に入射する。

【００４４】前記ステージ23には、主走査方向及びこれ
と直交する方向にステージを移動させる駆動機構35を有
する。従って、位相シフトマスク10は互いに微小変位し
た２本の集束ビームにより形成された２個の微小スポッ
トにより２次元的に走査される。

【００４５】位相シフトマスク10で反射した２本のレー
ザビームは対物レンズ33で集光され、ノマルスキープリ
ズム24により合成される。合成された反射ビームは偏光
ビームスプリッタ32を透過し、結像レンズ34を経てリニ
アイメージセンサ26に入射する。このリニアイメージセ
ンサ26は、主走査方向と対応する方向にライン上に配列
した複数の受光素子を有する。従って、位相シフトマス
ク10からの反射ビームがリニアイメージセンサ26を高速
で走査することになる。リニアイメージセンサ26の各受
光素子は、マスクされた微小な光入射面を有する共焦点
光学系を形成しているため、フレア光が除去された高い
分解能の微分干渉画像を撮像することができる。

【００４６】リニアイメージセンサ26からの出力信号
は、１ライン毎に読み出して画像信号増幅器31に供給さ
れ、 2ラインの出力信号のうち、一方の出力信号は、遅
延回路36を経て比較回路29に供給され、他方の出力信号
は、遅延回路36を経由させずに直接比較回路29に供給さ
れる。遅延回路36の遅延量は、検査すべきパターンの周
期性を考慮して自在に設定でき、また、比較回路29は、
直接供給された画像信号と遅延回路36経由して供給され
た画像信号とを比較し、この両者の信号波形の差から欠
陥検出信号を発生させる。

【００４７】この欠陥検査装置の駆動制御は、同期信号
発生回路37から供給される同期信号により行なう。同期
信号発生回路37からＡＯドライバ38にＡＯ同期信号を供
給し、ＡＯドライバ38により音響光学素子21を駆動制御
する。また、同期信号発生回路37からステージ駆動回路
35に同期信号を供給して、駆動機構（図示せず）により
ｘ−ｙステージ23をｘ及びｙ方向に移動させる。さら
に、同期信号発生回路37からＣＣＤドライバ39に同期信
号を供給してリニアイメージセンサ26の各受光素子に蓄
積された電荷を１ライン毎に読み出す。さらにまた、欠
陥座標記憶回路40に同期信号発生回路37から同期信号を
供給すると共に欠陥検出信号も供給し、欠陥が存在する
アドレスを特定すると共にそのアドレスを記憶する。

【００４８】従って、実施例２の欠陥検査装置では、こ
のように構成することにより、欠陥が存在するアドレス
を正確に検出することができる。

【００４９】本発明は上述した実施例だけに限定されず
種々の変更や変形が可能である。例えば基準画像情報と
して、検査すべき位相シフトマスク10の全体の画像信号
をメモリ記憶しておき、検査工程で得られた画像信号を
メモリに記憶されている画像信号と比較することにより
欠陥の存在を検出することもできる。

【００５０】また、図４の場合では、位相シフトマスク
10の検査すべきパターンの周期性に着目し、この周期変
化方向（ｘ、ｙ方向）に対して45°方向に横ずらしした
場合について示してあるが、種々の検査対象となる位相
シフトマスク10のパターン形状及び周期方向あるいは欠
陥のパターンによっては、45°とは異なる方向に横ずら
しするように装置構成してもよい。

【００５１】さらに、上述した実施例ではいずれも、画
像光学系11,12 を構成する光学素子としてノマルスキー
プリズム24を用いているが、ウォラストンプリズムやロ
ッションプリズムのような２光束を発生させる光学素子
を用いることもできる。

【００５２】さらにまた、上述した実施例では、λ／２
の位相差を与える位相シフタを有する位相シフトマスク
10の欠陥検査について説明したが、λ／６、λ／３、２
λ／３等の所望の位相差を与える位相シフタが形成され
ている位相シフトマスクの欠陥検査にも本発明が適用で
きることは言うまでもない。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上述した構成の画像光学系を用いて位相シフトマスク表
面からの僅かに横ずらしした２個の反射光の合成によっ
て得られる位相シフトマスクの表面形状を表わすエッジ
情報が得られ、検査画像から基準画像に対する異なるエ
ッジ情報だけを抽出することによって、シフタ部と非シ
フタ部に、従来の欠陥検査装置では検出できないような
微小欠陥が存在している場合であっても、その欠陥の輪
郭を信号強度の変化として正確に検出することができる
という顕著な効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に従う位相シフトマスクの欠陥検査装
置（実施例１）の概略構成の一例を示す線図である。

【図２】 シフタ部及び非シフタ部に欠陥を有する位相
シフトマスクの構成を示したものであり、(a) は平面
図、(b) は(a) のII−II線断面図である。

【図３】 シフタ部及び非シフタ部に欠陥が存在しない
位相シフトマスクの構成を示したものであり、(a) は平
面図、(b) は(a) のIII −III 線断面図である。

【図４】 ２個の反射光によって合成された画像の一例
を示す線図である。

【図５】 画像検出器上に投影される位相シフトマスク
の微分干渉画像の一例を示す線図である。

【図６】 画像検出器上に投影された検査画像と基準画
像から欠陥を検出する信号処理を示す線図である。

【図７】 実施例２の位相シフトマスクの欠陥検査装置
の概略構成の一例を示す線図である。

【符号の説明】

１ 透明基板 ２ 遮光パターン ３ 光透過開口パターン 3a シフタ部 3b 非シフタ部 ４ 凸状欠陥 ５ 凹状欠陥 10 位相シフトマスク 11 検査画像光学系 12 基準画像光学系 13 光放出手段 14 微分干渉光学系 15 画像検出器 16 信号処理回路 17 水銀ランプ 18 集光レンズ 19 バンドパスフィルタ 20 レーザ発振器 21 音響光学素子 22 リレーレンズ 23 ｘ−ｙステージ 24 ノマルスキープリズム 25 ２次元撮像装置 26 リニアイメージセンサ 27 検査画像 28 基準画像 29 比較回路 30 欠陥のエッジ情報 31 画像信号増幅器 32 偏光ビームスプリッタ 33 対物レンズ 34 結像レンズ 35 ｘ−ｙステージ用駆動回路 36 遅延回路 37 同期信号発生回路 38 ＡＯドライバ 39 ＣＣＤドライバ 40 欠陥座標記憶回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA49 AA54 AA61 BB02 CC18 CC32 DD03 DD09 FF04 FF51 FF61 GG03 GG04 HH08 HH13 JJ02 JJ03 JJ05 JJ09 JJ25 JJ26 LL22 LL37 LL47 LL57 MM03 NN08 PP12 QQ24 QQ25 RR08 SS04 SS13 UU05 UU07 2G051 AA56 AB02 BA02 BC10 CA03 CA04 CC20 2H095 BB03 BD04 BD12 BD13 BD15 BD19 BD21 BD27

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に複数の光透過開口を規定す
   る遮光パターンを具え、互いに隣接する光透過開口のい
   ずれか一方に、これらを透過する露光光間に位相差を与
   える位相シフタを形成してなる位相シフトマスクの欠陥
   検査装置であって、 特定波長域の光を放出する光放出手段と、 この光放出手段から放出された光を、偏光状態にある２
   個の光に変化させ、これらの光を位相シフトマスクの表
   面上に互いに対し特定方向に僅かに横ずらしして照射
   し、前記位相シフトマスク表面からの２個の反射光の合
   成によって得られる位相シフトマスクの表面形状を表わ
   すエッジ情報から微分干渉画像を形成する微分干渉光学
   系と、 前記微分干渉画像を電子的な像に変換する画像検出器
   と、 この画像検出器の出力画像を別の手段によって得られた
   基準画像と比較し、前記出力画像から前記基準画像に対
   する異なるエッジ情報だけを抽出して位相シフトマスク
   の欠陥を検出する信号処理回路とを具えることを特徴と
   する位相シフトマスクの欠陥検査装置。
2. 【請求項２】 前記光放出手段は、光源としての水銀ラ
   ンプと、この水銀ランプから放出された光を集光する集
   光レンズと、この集光レンズを透過した光のうち特定の
   波長域の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタと
   を有する請求項１に記載の位相シフトマスクの欠陥検査
   装置。
3. 【請求項３】 前記光放出手段は、光源としてのレーザ
   発振器と、このレーザ発振器から放出されるレーザ光を
   主走査方向に振動させる音響光学素子と、リレーレンズ
   とを有する請求項１に記載の位相シフトマスクの欠陥検
   査装置。
4. 【請求項４】 微分干渉光学系は、光放出手段から放出
   された光のうち特定の偏光状態の光だけを反射させる偏
   光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタによ
   って反射した光を透過させることで２個の光に変化させ
   るノマルスキープリズムと、このノマルスキープリズム
   を透過した光を集束する対物レンズとを有する請求項
   １、２又は３に記載の位相シフトマスクの欠陥検査装
   置。
5. 【請求項５】 画像検出器は、主走査方向と対応する方
   向に複数の受光素子をライン状に配列したリニアイメー
   ジセンサである請求項１〜４のいずれか１項に記載の位
   相シフトマスクの欠陥検査装置。
6. 【請求項６】 画像検出器は、複数の受光素子を２次元
   アレイ状に配列した２次元撮像装置である請求項１〜４
   のいずれか１項に記載の位相シフトマスクの欠陥検査装
   置。
7. 【請求項７】 偏光状態にある２個の光を、位相シフト
   マスクの表面上に互いに対し45°の方向に横ずらしして
   照射する請求項１〜６のいずれか１項に記載の位相シフ
   トマスクの欠陥検査装置。
8. 【請求項８】 偏光状態にある２個の光を、位相シフト
   マスクの表面上に互いに対し位相シフタの寸法の１／２
   よりも小さな寸法の範囲内で横ずらしして照射する請求
   項１〜７のいずれか１項に記載の位相シフトマスクの欠
   陥検査装置。
9. 【請求項９】 前記出力画像を得るための検査画像光学
   系と、前記基準画像を得るための基準画像光学系とを、
   同一位相シフトマスクの上方に併設し、両画像光学系を
   同一構成として、これらの両画像光学系を用いて欠陥を
   検出する請求項１〜８のいずれか１項に記載の位相シフ
   トマスクの欠陥検査装置。
10. 【請求項１０】 前記出力画像と前記基準画像の双方を
    同一の画像光学系を用いて欠陥の検出を行う請求項１〜
    ９のいずれか１項に記載の位相シフトマスクの欠陥検査
    装置。
11. 【請求項１１】 位相シフトマスクを、主走査方向及び
    これと直交する方向に移動可能なｘ−ｙステージ上に載
    置する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の位相シフ
    トマスクの欠陥検査装置。