JP2018189529A - Permeability measurement method and permeability measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マスクブランクスや各種フォトマスクに形成された遮光膜の透過率を測定する透過率測定方法及び透過率測定装置に関するものである。
特に、本発明は、OD(Optical Density)が2〜4程度(透過率が0.01%〜1%付近)の極めて低い透過率の遮光膜の透過率測定に有効である。
The present invention relates to a transmittance measuring method and a transmittance measuring apparatus for measuring the transmittance of a light shielding film formed on a mask blank or various photomasks.
In particular, the present invention is effective for measuring the transmittance of a light-shielding film having an extremely low transmittance with an OD (Optical Density) of about 2 to 4 (transmittance is around 0.01% to 1%).
フォトマスクに形成されている遮光膜の透過率は、エッチング処理等の各種プロセスに影響を与えるため、厳格に管理することが要請されている。最新のフォトマスクとして、モリブデンシリコンを主成分とし透過率が0.1%程度の材料膜を遮光膜として用いるバイナリー型のフォトマスク(モリシリバイナリー OMOG:Opaque MoSi On Glass)が実用化されている。このモリシリバイナリーマスクは、優れた解像性、寸法精度、エッチング性能、耐クリーニング性等を有し、各種プロセスに有効な特性を有する。従って、モリシリバイナリーマスクの遮光膜の透過率測定を高精度に管理できれば、半導体デバイスの製造プロセスにおいて極めて有益である。一方、この遮光膜の問題点として、その透過率が0.1%程度であり、透過率が極めて低く、透過率の測定管理が困難な欠点がある。ちなみに、ハーフトーン型位相シフトマスクに用いられている遮光膜の透過率は6%程度であり、比較的容易に透過率を測定することができる。従って、モリシリバイナリーマスクの遮光膜の透過率を高精度に測定できる測定方法が開発されれば、デバイスの製造プロセスにおける歩留りを一層改善することができる。尚、本明細書において、モリブデンシリコンを主成分とし透過率が0.01%〜0.1%程度の材料膜を遮光膜として用いるバイナリー型のフォトマスクをモリシリバイナリーマスクと称し、モリシリバイナリーマスクに用いられる遮光膜をモリシリバイナリー遮光膜と称することにする。 Since the transmittance of the light-shielding film formed on the photomask affects various processes such as an etching process, it is required to be strictly controlled. As a latest photomask, a binary type photomask (Molysil binary OMOG: Opaque MoSi On Glass) using a material film of molybdenum silicon as a main component and a transmittance of about 0.1% as a light shielding film has been put into practical use. . This Morishiri binary mask has excellent resolution, dimensional accuracy, etching performance, cleaning resistance, and the like, and has characteristics effective for various processes. Therefore, if the transmittance measurement of the light shielding film of the Morisiri binary mask can be managed with high accuracy, it is extremely beneficial in the semiconductor device manufacturing process. On the other hand, the problem with this light-shielding film is that the transmittance is about 0.1%, the transmittance is very low, and it is difficult to measure and manage the transmittance. Incidentally, the transmittance of the light shielding film used in the halftone phase shift mask is about 6%, and the transmittance can be measured relatively easily. Therefore, if a measurement method capable of measuring the transmittance of the light shielding film of the Morishiri binary mask with high accuracy is developed, the yield in the device manufacturing process can be further improved. In this specification, a binary type photomask using molybdenum silicon as a main component and a material film having a transmittance of about 0.01% to 0.1% as a light-shielding film is referred to as a “morishiri binary mask”. The light-shielding film used for the mask is referred to as a “morisiri binary light-shielding film”.
従来、フォトマスクの遮光膜の透過率を測定する方法として、シアリング干渉計を用いた測定方法が既知である(例えば、特許文献1参照)。この測定方法では、位相シフトマスクの位相シフト量を測定する測定装置をそのまま利用し、位相シフト量と透過率が測定されている。この従来の透過率測定方法では、検査すべき位相シフトマスクに遮光膜の無い光透過部のモニタパターンが形成され、光源装置から出射した光ビームをモニタパターンに向けて投射している。位相シフトマスクから出射した透過ビームはマッハツエンダ干渉計に入射し、所定のシアリング量だけ相互に横ずらしされた2本のビームに変換される。2本のビームにより、光透過部を通過した透過光同士が重畳した干渉画像と、その両側にそれぞれ形成され遮光膜を透過した透過光と光透過部を透過した透過光とが重畳した2つの干渉画像と、その両側にそれぞれ形成され遮光膜を透過した透過光同士が重畳した2つの干渉画像とが形成されている。2本のビームにより形成される横ずらし干渉画像はCCDカメラで撮像される。そして、横ずらし干渉画像について1周期分の位相変調が行われ、光透過部を通過した透過光同士により形成される干渉画像の振幅と遮光膜を透過した透過光同士により形成される干渉画像の振幅との比を求め、得られた比を透過率として出力している。
上述した従来の透過率測定方法では、遮光膜を透過した透過光同士による干渉画像の振幅を用いているため、CCDカメラに入射する透過光量が極めて微小であり、暗ノイズの揺らぎや外光等の外乱による影響を受け易い問題があった。特に、撮像装置に入射する光量が微小であることに起因して、測定装置間の計測誤差が発生し易く、測定精度に難点があった。このため、各種プロセスに有益なモリシリバイナリーマスクの品質管理に問題が生じていた。 In the conventional transmittance measuring method described above, the amplitude of the interference image by the transmitted light that has passed through the light shielding film is used, so the amount of transmitted light incident on the CCD camera is extremely small, and fluctuations in dark noise, external light, etc. There was a problem that was easily affected by the disturbance. In particular, due to the small amount of light incident on the imaging device, measurement errors between measurement devices are likely to occur, and there is a difficulty in measurement accuracy. For this reason, there has been a problem in the quality control of the Morishiri binary mask useful for various processes.
本発明の目的は、上述した課題を解決し、透過率が0.01〜1%程度の遮光膜、特にモリシリバイナリー遮光膜の透過率を安定して測定できる透過率測定方法及び透過率測定装置を実現することにある。 An object of the present invention is to solve the problems described above, the light-shielding film transmittance of about 0.01% to 1%, particularly stable transmittance can be measured the measuring method 及 beauty transmittance transmittance Mori silicon binary shielding film The realization of the measuring device.
本発明による透過率測定方法は、透明基板上に遮光膜が形成されているマスクブランクス又はフォトマスクの遮光膜の透過率をシアリング干渉計を用いて測定する透過率測定方法であって、
マスクブランクス又はフォトマスクから遮光膜を部分的に除去し、透明基板の表面が露出した形態のモニタパターンを形成する工程と、
透明基板の遮光膜が形成されていない側から、照明ビームをモニタパターンに向けて投射する工程と、
前記マスクブランクス又はフォトマスクから出射した透過光を対物レンズを介して集光し、集光した透過光をシアリング干渉計に送出する工程と、
シアリング干渉計に入射した透過光をシアリング光路を伝搬する第1の透過ビームと位相変調光路を伝搬する第2の透過ビームに分割する工程と、
シアリング干渉計のシアリング量を調整し、シアリング光路を伝搬する第1の透過ビームと位相変調光路を伝搬する第2の透過ビームとが部分的に重なり合った合成ビームを形成する工程と、
前記合成ビームを撮像装置上に入射させて横ずらし干渉画像を形成する工程と、
前記横ずらし干渉画像について1周期分の位相変調を行って、位相変調量と輝度値との関係を示す位相変調データを取得する工程とを含み、
前記横ずらし干渉画像は、前記マスクブランクス又はフォトマスクの透明基板だけを透過した透過光同士の干渉により形成される第1の干渉画像と、第1の干渉画像の一方の側に位置し、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される第2の干渉画像と、第1の干渉画像の他方の側に位置し、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される第3の干渉画像とを含み、
当該透過率測定方法は、さらに、前記第1の干渉画像の位相変調データの振幅と、第2の干渉画像及び/又は第3の干渉画像の位相変調データの振幅との比の2乗を算出する工程を含むことを特徴とする。
The transmittance measuring method according to the present invention is a transmittance measuring method for measuring the transmittance of a light shielding film of a mask blank or a photomask in which a light shielding film is formed on a transparent substrate using a shearing interferometer,
A step of partially removing the light shielding film from the mask blank or the photomask and forming a monitor pattern in a form in which the surface of the transparent substrate is exposed;
Projecting the illumination beam toward the monitor pattern from the side of the transparent substrate where the light-shielding film is not formed;
Condensing transmitted light emitted from the mask blank or photomask through an objective lens, and sending the collected transmitted light to a shearing interferometer;
Splitting the transmitted light incident on the shearing interferometer into a first transmitted beam propagating through the shearing optical path and a second transmitted beam propagating through the phase modulation optical path;
Adjusting the shearing amount of the shearing interferometer to form a combined beam in which the first transmitted beam propagating in the shearing optical path and the second transmitted beam propagating in the phase modulation optical path partially overlap;
Making the combined beam incident on an imaging device to form an interference image by laterally shifting;
Performing phase modulation for one period on the laterally shifted interference image to obtain phase modulation data indicating a relationship between a phase modulation amount and a luminance value,
The laterally shifted interference image is located on one side of the first interference image and the first interference image formed by the interference of transmitted light transmitted only through the transparent substrate of the mask blank or photomask, and is transparent The second interference image formed by the interference between the transmitted light transmitted only through the substrate and the transmitted light transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film, and the other side of the first interference image, only the transparent substrate A third interference image formed by interference between the transmitted light transmitted through the transparent substrate and the transmitted light transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film,
The transmittance measurement method further calculates a square of a ratio between the amplitude of the phase modulation data of the first interference image and the amplitude of the phase modulation data of the second interference image and / or the third interference image. Including the step of:
本発明では、透明基板だけを透過した透過光同士の干渉により形成される干渉画像と、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される第2の干渉画像とを用いており、遮光膜を透過した透過光同士の干渉により形成される干渉画像を用いていないため、撮像装置に入射する光量が一層増大し、外乱による影響を受けにくい透過率測定方法が実現される。
さらに、本発明による透過率測定方法では、シアリング干渉計における横ずらし量が少なくて済むため、モニタパターンが占める面積を小さくすることができる。また、モニタパターンは小さいエリアの遮光膜を除去するだけで形成されるので、簡単なリフトオフ処理により形成できる利点が達成される。
In the present invention, the interference image is formed by the interference between the transmitted light transmitted only through the transparent substrate and the interference between the transmitted light transmitted only through the transparent substrate and the transmitted light transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film. The second interference image is used, and the interference image formed by the interference between the transmitted lights that have passed through the light shielding film is not used. Therefore, the amount of light incident on the imaging device is further increased and is affected by disturbance. A difficult transmittance measurement method is realized.
Furthermore, in the transmittance measuring method according to the present invention, the amount of lateral shift in the shearing interferometer is small, so the area occupied by the monitor pattern can be reduced. Further, since the monitor pattern is formed only by removing the light shielding film in a small area, an advantage that it can be formed by a simple lift-off process is achieved.
本発明による透過率測定方法は、前記遮光膜は、透過率が0.01%〜0.1%付近のモリシリバイナリー遮光膜としたことを特徴とする。本発明による透過率測定方法は、遮光膜を透過した透過光同士の干渉画像を利用していないため、透過率が0.1%付近のモリシリバイナリー遮光膜の透過率を高精度に安定して測定することができる。この結果、エッチング等の各種プロセスに対して有利なフォトマスクの品質管理に寄与することが可能になる。 The transmittance measuring method according to the present invention is characterized in that the light-shielding film is a morishiri binary light-shielding film having a transmittance of about 0.01% to 0.1%. Since the transmittance measuring method according to the present invention does not use the interference image between the transmitted lights that have passed through the light shielding film, the transmittance of the morishiri binary light shielding film having a transmittance of about 0.1% is stabilized with high accuracy. Can be measured. As a result, it is possible to contribute to quality control of the photomask that is advantageous for various processes such as etching.
本発明による透過率測定方法は、透明基板上に透過率が0.01%〜0.1%付近のモリシリバイナリー遮光膜が一様に形成されているマスクブランクスの遮光膜の透過率をシアリング干渉計を用いて測定する透過率測定方法であって、
マスクブランクスから遮光膜を部分的に除去し、透明基板の表面が露出したモニタパターンを形成する工程と、
透明基板の遮光膜が形成されていない側から、モニタパターンに向けて照明ビームを投射する工程と、
マスクブランクスから出射した透過光を対物レンズを介して集光し、集光した透過光をシアリング干渉計に送出する工程と、
シアリング干渉計に入射した透過光を第1及び第2の透過ビームに分割する工程と、
シアリング干渉計のシアリング量を調整し、シアリング光路を伝搬する第1の透過ビームと位相変調光路を伝搬する第2の透過ビームとが部分的に重なり合った合成ビームを形成する工程と、
前記合成ビームを撮像装置上に入射させて横ずらし干渉画像を形成する工程と、
前記横ずらし干渉画像について1周期分の位相変調を行って、位相変調量と輝度値との関係を示す位相変調データを取得する工程とを含み、
前記横ずらし干渉画像は、透明基板だけを透過した透過光同士の干渉により形成される第1の干渉画像と、第1の干渉画像の一方の側に位置し、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される第2の干渉画像と、第1の干渉画像の他方の側に位置し、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される第3の干渉画像とを含み、
さらに、前記第1の干渉画像の位相変調データの振幅と、第2の干渉画像及び/又は第3の干渉画像の位相変調データの振幅との比の2乗を算出する工程を含むことを特徴とする。
The transmittance measuring method according to the present invention shears the transmittance of a mask blank light shielding film in which a transparent binary light shielding film having a transmittance of 0.01% to 0.1% is uniformly formed on a transparent substrate. A transmittance measuring method for measuring using an interferometer,
A step of partially removing the light shielding film from the mask blanks to form a monitor pattern in which the surface of the transparent substrate is exposed;
Projecting an illumination beam toward the monitor pattern from the side of the transparent substrate where the light-shielding film is not formed;
Condensing the transmitted light emitted from the mask blank through the objective lens, and sending the collected transmitted light to the shearing interferometer;
Splitting the transmitted light incident on the shearing interferometer into first and second transmitted beams;
Adjusting the shearing amount of the shearing interferometer to form a combined beam in which the first transmitted beam propagating in the shearing optical path and the second transmitted beam propagating in the phase modulation optical path partially overlap;
Making the combined beam incident on an imaging device to form an interference image by laterally shifting;
Performing phase modulation for one period on the laterally shifted interference image to obtain phase modulation data indicating a relationship between a phase modulation amount and a luminance value,
The laterally shifted interference image includes a first interference image formed by interference between transmitted lights transmitted through only the transparent substrate, and transmitted light positioned on one side of the first interference image and transmitted only through the transparent substrate. And the second interference image formed by interference between the transmitted light transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film, and the transmitted light transmitted through only the transparent substrate and transparent, located on the other side of the first interference image A third interference image formed by interference with transmitted light transmitted through both the substrate and the light shielding film,
And a step of calculating a square of a ratio between the amplitude of the phase modulation data of the first interference image and the amplitude of the phase modulation data of the second interference image and / or the third interference image. And
本発明では、モリシリバイナリー遮光膜の透過率を高精度に測定できるので、モリシリバイナリーマスクの製造に用いられるマスクブランクスの品質管理に有益な透過率測定方法が実現される。 In the present invention, since the transmittance of the Morishiri binary light-shielding film can be measured with high accuracy, a transmittance measuring method useful for quality control of mask blanks used in the manufacture of the Morishiri binary mask is realized.
本発明による透過率測定方法の好適実施例は、第1の干渉画像の位相変調データの振幅と、第1の干渉画像と隣接する第2の干渉画像及び第3の干渉画像の位相変調データの振幅との比の2乗をそれぞれ算出し、算出した2つの2乗値の平均値を遮光膜の透過率として出力することを特徴とする。本発明による透過率測定方法では、透明基板だけを透過した透過光同士の干渉による干渉画像と、その両側に透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉による干渉画像がそれぞれ形成されるので、1回の位相変調操作を行うだけで、2つの異なる干渉画像を用いて2つ透過率測定データを算出できる。よって、同時に得られた2つの透過率測定データの平均を求めることにより、光学系のゆらぎやフレアによる影響が軽減され一層安定した測定を行うことができる。この結果、透過率が0.01%〜0.1%付近の極めて小さい値のモリシリバイナリー遮光膜であっても測定誤差の少ない測定を安定して行うことが可能になる。 The preferred embodiment of the transmittance measuring method according to the present invention includes the amplitude of the phase modulation data of the first interference image, and the phase modulation data of the second interference image and the third interference image adjacent to the first interference image. Each of the squares of the ratio to the amplitude is calculated, and an average value of the two calculated square values is output as the transmittance of the light shielding film. In the transmittance measuring method according to the present invention, an interference image due to interference between transmitted lights transmitted through only a transparent substrate, transmitted light transmitted only through the transparent substrate on both sides thereof, and transmitted light transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film, Thus, two transmittance measurement data can be calculated using two different interference images by performing only one phase modulation operation. Therefore, by obtaining the average of the two transmittance measurement data obtained at the same time, the influence of fluctuation and flare of the optical system is reduced, and more stable measurement can be performed. As a result, it is possible to stably perform measurement with little measurement error even if the transmittance is 0.01% to 0.1% and a very small value of the Morisiri binary light-shielding film.
本発明による透過率測定装置は、透明基板上に遮光膜が形成されているマスクブランクス又はフォトマスクの遮光膜の透過率を測定する透過率測定装置であって、
遮光膜が部分的に除去され、透明基板が露出した形態のモニタパターンを有するマスクブランクス又はフォトマスクを支持するステージと、
透明基板の遮光膜が形成されていない側から、モニタパターンに向けて照明ビームを投射する照明系と、
前記マスクブランクス又はフォトマスクから出射した透過光を集光する対物レンズと、
対物レンズにより集光された透過光を受光するシアリング干渉計であって、 入射した透過光を第1及び第2の透過ビームに分割するビーム分割素子、第1の透過ビームをシアリングするシアリング光路、第2の透過ビームについて位相変調を行う位相変調光路、及び、シアリング光路及び位相変調光路を伝搬した透過ビームを合成するビーム合成素子を含むシアリング干渉計と、
シアリング干渉計から出射した合成ビームを受光する撮像装置と、
撮像装置からの出力信号を処理して遮光膜の透過率を出力する信号処理装置とを有し、
前記撮像装置上には、前記マスクブランクス又はフォトマスクの透明基板だけを透過した透過光同士の干渉により形成される第1の干渉画像と、第1の干渉画像の一方の側に位置し、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される第2の干渉画像と、第1の干渉画像の他方の側に位置し、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される第3の干渉画像とを含む横ずらし干渉画像が形成され、
前記信号処理装置は、前記第1の干渉画像の位相変調データの振幅と、第2の干渉画像及び/又は第3の干渉画像の位相変調データの振幅との比の2乗を算出する手段を有することを特徴とする。
A transmittance measuring device according to the present invention is a transmittance measuring device for measuring the transmittance of a light shielding film of a mask blank or a photomask in which a light shielding film is formed on a transparent substrate,
A stage for supporting a mask blank or a photomask having a monitor pattern in which the light shielding film is partially removed and the transparent substrate is exposed;
An illumination system that projects an illumination beam toward the monitor pattern from the side where the light shielding film of the transparent substrate is not formed,
An objective lens for condensing transmitted light emitted from the mask blank or photomask;
A shearing interferometer that receives transmitted light collected by an objective lens, a beam splitting element that divides incident transmitted light into first and second transmitted beams, a shearing optical path that shears the first transmitted beam, A phase modulation optical path that performs phase modulation on the second transmitted beam, and a shearing interferometer including a beam combining element that combines the shearing optical path and the transmitted beam that has propagated through the phase modulated optical path;
An imaging device that receives the combined beam emitted from the shearing interferometer;
A signal processing device that processes the output signal from the imaging device and outputs the transmittance of the light shielding film,
On the imaging device, the first interference image formed by the interference of transmitted light that has transmitted only through the transparent substrate of the mask blank or the photomask, and the first interference image are located on one side of the transparent image and are transparent. The second interference image formed by the interference between the transmitted light transmitted only through the substrate and the transmitted light transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film, and the other side of the first interference image, only the transparent substrate A laterally shifted interference image including a third interference image formed by the interference between the transmitted light transmitted through and the transmitted light transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film,
The signal processing device includes means for calculating a square of a ratio between the amplitude of the phase modulation data of the first interference image and the amplitude of the phase modulation data of the second interference image and / or the third interference image. It is characterized by having.
本発明による透過率測定方法では、透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光同士の干渉による干渉画像を用いず、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される干渉画像の振幅を用いているので、撮像装置に入射する透過光の光量が増大し、外乱による影響を受けにくい透過率測定が可能になる。この結果、モリシモリシリバイナリーマスクに用いられる透過率が0.01%〜0.1%程度の低透過率のモリシリバイナリー遮光膜の透過率を高精度に安定して測定することが可能になる。
さらに、小さいエリアの遮光膜を簡単なリフトオフ処理によりモニタパターンを形成することができるので、モニタパターンの形成作業が容易になると共にモニタパターンの占める面積を一層小さくできる。
また、位相シフト量測定に用いられる干渉画像と透過率測定に用いられる干渉画像とが共通しているため、1回の測定操作により位相シフト量と透過率の両方を並行して行うことができる。
In the transmittance measuring method according to the present invention, without using an interference image due to interference between transmitted lights transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film, the transmitted light transmitted only through the transparent substrate and both the transparent substrate and the light shielding film are transmitted. Since the amplitude of the interference image formed by the interference with the transmitted light is used, the amount of the transmitted light incident on the imaging device is increased, and the transmittance measurement that is not easily affected by the disturbance can be performed. As a result, it is possible to stably and accurately measure the transmittance of the low-transmittance Morishiri binary light-shielding film having a transmittance of about 0.01% to 0.1% used for the Morishimorishiri binary mask. Become.
Further, since the monitor pattern can be formed on the light shielding film in a small area by a simple lift-off process, the monitor pattern can be easily formed and the area occupied by the monitor pattern can be further reduced.
Moreover, since the interference image used for phase shift amount measurement and the interference image used for transmittance measurement are common, both phase shift amount and transmittance can be performed in parallel by one measurement operation. .
図1は本発明による透過率測定装置の一例を示す図である。本例では、モリシリバイナリー(OMOG:Opaque MoSi On Glass)のフォトマスクの製造に用いられるマスクブランクスの遮光膜の透過率を測定する。勿論、本発明は、マスクブランクスだけでなく、バイナリーマスク、位相シフトマスク等の各種フォトマスクの遮光膜の透過率測定に利用することができる。OMOGのマスクブランクスは、例えば石英ガラスのような透明基板上に、ODが3ないし4程度(透過率:0.1%〜0.01%程度)のモリシリバイナリー遮光膜が一様に形成されている。本例では、照明光源1として、露光装置において実際に使用されるArFレーザを用いる。尚、照明光源として、193.4nmの紫外光を発生する重水素ランプや波長が248nmの紫外ビームを放射するKrFレーザを用いることもできる。尚、KrF用のマスクブランクスの遮光膜を測定する場合、ArFレーザを用いて測定されたデータについて波長換算を行うことによりKrF用のマスクブランクスの遮光膜の透過率を得ることができる。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a transmittance measuring apparatus according to the present invention. In this example, the transmittance of a light-shielding film of a mask blank used for manufacturing a photomask of morigiri binary (OMOG: Opaque MoSi On Glass) is measured. Of course, the present invention can be used not only for mask blanks but also for measuring the transmittance of light shielding films of various photomasks such as binary masks and phase shift masks. OMOG mask blanks are formed by uniformly forming a morishiri binary shading film having an OD of about 3 to 4 (transmittance: about 0.1% to 0.01%) on a transparent substrate such as quartz glass. ing. In this example, an ArF laser actually used in the exposure apparatus is used as the illumination light source 1. As an illumination light source, a deuterium lamp that generates ultraviolet light having a wavelength of 193.4 nm or a KrF laser that emits ultraviolet light having a wavelength of 248 nm may be used. When measuring the light shielding film of the mask blank for KrF, the transmittance of the light shielding film of the mask blank for KrF can be obtained by converting the wavelength of the data measured using the ArF laser.
照明光源1から出射した照明ビームは、集光レンズ2により集光され、XYステージ上に配置したマスクブランクス3に向けて投射される。マスクブランクス3は、透明基板3a及びその上に形成した遮光膜3bを有し、透明基板の遮光膜が形成されていない側から照明ビームを投射する。また、マスクブランクスにはモニタパターンが形成され、モニタパターンは、リフトオフ処理により遮光膜の一部を除去して透明基板の表面を部分的に露出させることにより形成される。従って、照明ビームは、遮光膜が存在しないエリアであるモニタパターン及び遮光膜が存在する周囲エリアを照明する。
The illumination beam emitted from the illumination light source 1 is condensed by the condenser lens 2 and projected toward the mask blank 3 arranged on the XY stage. The
マスクブランクス3のモニタパターンに入射した照明光は透明基板3aだけを透過して出射し、周囲エリアに入射した照明ビームは透明基板3a及び遮光膜3bの両方を透過して出射する。マスクブランクス3から出射した透過光は対物レンズ4により集光され、リレーレンズ5を経てシアリング干渉計(2光束干渉計)6に入射する。本例では、シアリング干渉計としてマッハツエンダ干渉計を用いる。マッハツエンダ干渉計6は、横ずらしを行うシアリング光路6aと位相変調を行う位相変調光路6bの2つの光路を有する。尚、シアリング干渉計として、ノマルスキープリズム等の各種のシアリング干渉光学系を用いることができる。
The illumination light incident on the monitor pattern of the
マッハツエンダ干渉計6に入射した透過ビームは、ハーフミラー7により第1及び第2の2本の透過ビームに分割される。第1の透過ビーム(第1の透過光)は、シアリング光路6aを伝搬して第1のダブルウエッジプリズム8に入射する。第1のダブルウエッジプリズム8は、第1の透過ビームと第2の透過ビームとの間に所定の横ずらし量を導入する作用を果たし、本例では、第1の透過ビームを10μmだけシアリングする。第1のダブルウエッジプリズムから出射した第1の透過ビームは、全反射ミラー9を経てハーフミラー10に入射する。
The transmitted beam incident on the Mach-
位相変調光路6bを伝搬する第2の透過ビーム(第2の透過光)は、全反射ミラー11及び第2のダブルウエッジプリズム12を経てハーフミラー10に入射する。第2のダブルウエッジプリズム12は位相変調(フリンジスキャン)を行う機能を有し、一方のウエッジプリズム12aはリニアモータ13に連結され、光軸と直交する方向に移動して第2の透過ビームに対して1周期分の連続する位相差(位相変調量)を与える。
The second transmitted beam (second transmitted light) propagating through the phase modulation
所定のシアリング量だけ互いに横ずらしされた第1及び第2の透過ビームはハーフミラー10により合成されて合成ビームを形成する。この合成ビームは、結像レンズ14を介して撮像装置15上に結像され、撮像装置上に干渉画像を形成する。撮像装置15は、2次元アレイ状に配列された複数の受光素子を有し、各受光素子に入射した入射光は電気信号に変換され、各受光素子の電気信号は順次読み出され、増幅器16を経て信号処理回路17に供給される。信号処理回路17は、高速フーリエ変換手段を有し、高速フーリエ変換手段により遮光膜3bの透過率が算出される。後述するように、位相シフトマスクについて測定を行う場合、透過率測定と並行して位相シフト量を算出することも可能である。
The first and second transmitted beams shifted laterally from each other by a predetermined shearing amount are combined by the
図2はモニタパターンの一例を示す図である。図2(A)は平面図であり、図2(B)はI−I線断面図である。マスクブランクスの透明基板3a上に遮光膜3bが形成され、遮光膜を部分的に除去し透明基板の表面を露出させることによりモニタパターン3cが形成される。モニタパターン3cは、20μm×20μmの正方形のパターンとする。本発明のモニタパターンは、遮光膜について20μm×20μmの正方形のパターンとして部分的に除去するだけで形成されるので、簡単なリフトオフ処理により形成することができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a monitor pattern. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line II. A
図3は、合成ビームにより撮像装置上に形成される合成干渉画像、すなわち横ずらし干渉画像を説明するための図である。図3(A)は、位相変調光路を伝搬する第2の透過ビームにより撮像装置上に形成される画像を模式的に示し、図3(B)はシアリング光路を伝搬し横ずらしされた第1の透過ビームにより形成される画像を模式的に示し、図3(C)は第1の透過ビームと第2の透過ビームとが合成された合成ビームにより形成される干渉画像を示す。本例では、モニタパターンは20μm×20μmの矩形形状であり、シアリング量は撮像装置上において10μmとする。 FIG. 3 is a diagram for explaining a combined interference image formed on the imaging apparatus by a combined beam, that is, a laterally shifted interference image. FIG. 3A schematically shows an image formed on the imaging device by the second transmitted beam propagating through the phase-modulated optical path, and FIG. 3B shows the first shifted laterally through the shearing optical path. FIG. 3C schematically shows an interference image formed by a combined beam obtained by combining the first transmitted beam and the second transmitted beam. In this example, the monitor pattern has a rectangular shape of 20 μm × 20 μm, and the shearing amount is 10 μm on the imaging device.
モニタパターンは遮光膜のエリア中に遮光膜の無い四角形のエリアにより構成されるから、図3(A)及び(B)に示すように、モニタパターンの像として、透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光により形成される低輝度の背景エリア中に、透明基板だけを透過した透過ビームにより形成される四角形の明るい画像20a及び20bが形成される。一方、第1の透過ビームと第2の透過ビームとの間に10μmのシアリング量が導入されているので、2つのモニタパターンの画像20aと20bは相対的に10μm変位する。従って、図3(C)に示すように、合成画像として、撮像装置の中央には、幅10μmの透明基板だけを透過した透過光同士の干渉により形成される第1の干渉画像21と、その両側にそれぞれ形成され透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光と透明基板だけを透過した透過光との干渉により形成される幅が10μmの第2及び第3の干渉画像22a及び22bと、これら干渉画像の周囲に形成され透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光同士により形成される背景画像23とが形成される。
Since the monitor pattern is constituted by a rectangular area without the light shielding film in the area of the light shielding film, as shown in FIGS. 3A and 3B, both the transparent substrate and the light shielding film are used as the monitor pattern image. Square
透過率測定及び位相差測定を行う場合、第1の干渉画像と第2及び第3の干渉画像とを用いる。従って、操作者は、モニタ上に表示される横ずらし干渉画像を観察しながら3つの測定画素エリアを特定する。そして、特定された画素エリアから出力される輝度データを用いて測定が行われる。 When performing transmittance measurement and phase difference measurement, the first interference image and the second and third interference images are used. Therefore, the operator specifies three measurement pixel areas while observing the laterally shifted interference image displayed on the monitor. Then, measurement is performed using luminance data output from the specified pixel area.
次に、遮光膜の透過率測定の手法について説明する。2光束干渉法における干渉光の輝度Iは以下の基本式により規定される。
I=A1 2+A2 2+2√A1×√A2×cosφ
ここで、モニタパターンを透過した透過光同士、すなわち透明基板だけを透過した透過ビーム同士の干渉により形成される第1の干渉画像21の輝度値をI1とし、透明基板だけを透過した透過ビームと透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過ビームとの干渉により形成される第2及び第3の干渉画像22a及び22bの輝度値をI2とし、透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過ビーム同士の干渉画像23の輝度値をI3とする。また、透明基板だけを透過した透過光の輝度をAQZとし、透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光の輝度をASとする。上記3つの干渉画像の輝度は以下の式で表される。
I1=AQZ 2+AQZ 2+2√AQZ×√AQZ×cosφ
I2=AQZ 2+AS 2+2√AQZ×√AS×cosφ
I3=AS 2+AS 2+2√AS×√AS×cosφ
Next, a method for measuring the transmittance of the light shielding film will be described. The luminance I of the interference light in the two-beam interference method is defined by the following basic formula.
I = A 1 2 + A 2 2 + 2√A 1 × √A 2 × cosφ
Here, the transmitted light transmitted through the monitor pattern, that is, the luminance value of the first interference image 21 formed by the interference between the transmitted beams transmitted only through the transparent substrate is I1, and the transmitted beam transmitted only through the transparent substrate The luminance values of the second and
I1 = A QZ 2 + A QZ 2 + 2√A QZ × √A QZ × cos φ
I 2 = A QZ 2 + A S 2 + 2√A QZ × √A S × cos φ
I 3 = A S 2 + A S 2 + 2√A S × √A S × cos φ
1周期分の位相変調を行った場合、上記輝度値I1〜I3の透過率と関連するファクターは上記各式の振幅を示す項により規定される。輝度値I1〜I3の振幅をAmp1 〜Amp3として表示すると、
Amp1=2√AQZ×√AQZ
Amp2=2√AQZ×√AS
Amp3=2√AS×√AS
When phase modulation for one period is performed, the factors related to the transmittances of the luminance values I1 to I3 are defined by the terms indicating the amplitudes of the above equations. When the amplitudes of the luminance values I1 to I3 are displayed as Amp1 to Amp3,
Amp1 = 2√A QZ × √A QZ
Amp2 = 2√A QZ × √A S
Amp3 = 2√A S × √A S
ここで、透明基板(石英ガラス領域)の透過率を基準とする遮光膜の相対透過率Tは、以下の式で規定される。
T=Amp3/Amp1
=AS/AQZ
上記式により規定される透過率は、従来の透過率測定である。
Here, the relative transmittance T of the light shielding film based on the transmittance of the transparent substrate (quartz glass region) is defined by the following equation.
T = Amp3 / Amp1
= A S / A QZ
The transmittance defined by the above equation is a conventional transmittance measurement.
上記式をさらに展開すると以下のように表すことができる。
T=AS/AQZ
=(√AS/√AQZ)2
=(Amp2/Amp1)2
上式が示すように、石英ガラスの透過率を基準する遮光膜の相対透過率は、第1の干渉画像21の輝度の振幅と両側の干渉画像22a又は22bの輝度の振幅との比率により求めることができる。従って、石英ガラスの透過率を基準とする遮光膜の透過率は、図3(C)に示す横ずらし干渉画像を1周期分だけ位相変調して第1の干渉画像21の振幅と第2又は第3の干渉画像22a又は22bの振幅とを求め、求めた振幅の比率の2乗を求めることにより得ることができる。
Further expansion of the above equation can be expressed as follows.
T = A S / A QZ
= (√A S / √A QZ ) 2
= (Amp2 / Amp1) 2
As indicated by the above equation, the relative transmittance of the light shielding film based on the transmittance of the quartz glass is obtained by the ratio between the luminance amplitude of the first interference image 21 and the luminance amplitude of the
図4は、第2のウエッジプリズム12aを光軸方向と直交する方向に移動させてフリンジスキャンを行い、1周期分にわたって位相変調した場合の第1の干渉画像21と第2又は第3の干渉画像22a又は22bの輝度変化、すなわち位相変調量と輝度変化との関係を示す位相変調データを示すグラフである。ウエッジプリズム12aを光軸方向に連続的に移動させ、位相変調光路を伝搬する透過ビームに連続的に変化する1周期分の位相差を導入する。1周期分の位相変調を行うことにより、第1〜第3の干渉画像の干渉縞波形が求められる。従って、信号処理装置において、振幅Amp2について振幅Amp1で除算し、さらに除算値を2乗することにより、遮光膜の透過率が求められる。このように、本発明によれば、1回の位相変調操作を行うだけで遮光膜の透過率を測定することができる。さらに、本発明では、透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過ビーム同士の干渉画像を用いず、透明基板だけを透過した透過ビームと透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過ビームとの干渉画像を用いているので、撮像装置に入射する光量が増大した画像エリアのデータが用いられ、外乱による影響を受けない透過率測定が可能になる。
FIG. 4 shows the first interference image 21 and the second or third interference when the
次に、実験結果について説明する。測定装置として図1に示す装置を用い、試料として位相シフトマスクを用い、位相シフターとして機能する遮光膜の透過率を測定した。測定に当たり、測定方法として、図3(C)の干渉画像21と干渉画像23(透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光同士の干渉画像)とを用いる測定方法(従来の測定方法)と、干渉画像21と干渉画像22a(透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光とによる干渉画像)を用いる測定方法(本発明の測定方法)とを比較した。測定は10回行い、測定された透過率(%)の結果は以下の通りである。
従来の測定方法 本発明による測定方法
1 0.916064 0.866351
2 0.906921 0.866351
3 0.867061 0.868589
4 0.874908 0.865988
5 0.87298 0.860951
6 0.890207 0.863472
7 0.903267 0.869215
8 0.92609 0.861351
9 0.883823 0.867184
10 0.873302 0.874431
平均値 0.891462 0.866473
3シグマ 0.058353 0.011318
上述した実験結果より、本発明による測定方法では、従来の測定方法に較べて3シグマが約1/5に低減していることが確認できた。
Next, experimental results will be described. The apparatus shown in FIG. 1 was used as a measurement apparatus, a phase shift mask was used as a sample, and the transmittance of a light shielding film functioning as a phase shifter was measured. In the measurement, as a measurement method, a measurement method (conventional measurement method) using the interference image 21 and the interference image 23 (interference image of transmitted light transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film) in FIG. The measurement method (the measurement method of the present invention) using the interference image 21 and the
Conventional measuring method Measuring method according to the present invention
1 0.916064 0.866351
2 0.906921 0.866351
3 0.867061 0.868589
4 0.874908 0.865988
5 0.87298 0.860951
6 0.890207 0.863472
7 0.903267 0.869215
8 0.92609 0.861351
9 0.883823 0.867184
10 0.873302 0.874431
Average 0.891462 0.866473
3 sigma 0.0583353 0.011318
From the above experimental results, it was confirmed that 3 sigma was reduced to about 1/5 in the measurement method according to the present invention compared to the conventional measurement method.
次に、遮光膜を位相シフターとして用いる位相シフトマスクの位相シフト量測定について説明する。図3(C)に示すように、本発明による測定方法では、透明基板だけを透過した透過光同士による干渉画像21の両側に、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光による干渉画像22a及び22bがそれぞれ形成される。従って、これら2つの干渉画像22a及び22bを用いることにより、遮光膜を位相シフターとして利用するフォトマスクにおける遮光膜の位相シフト量を測定することができる。
Next, measurement of the phase shift amount of the phase shift mask using the light shielding film as the phase shifter will be described. As shown in FIG. 3C, in the measurement method according to the present invention, both the transmitted light transmitted only through the transparent substrate and both the transparent substrate and the light shielding film are provided on both sides of the interference image 21 by the transmitted light transmitted through only the transparent substrate.
図5は、シアリング光路6aを伝搬した第1の透過光の波面と位相変調光路6bを伝搬した第2の透過光の波面との関係を模式的に示す図である。図5において、φ0 は第1の透過光と第2の透過光の光路長差により規定される位相差を示し、φ1は第2の干渉画像22aにおける第1の透過光と第2の透過光との間の位相差を示し、φ2は第3の干渉画像22bにおける第1の透過光と第2の透過光との間の位相差を示し、φは位相シフターに相当するモニタパターンの位相シフト量を示す。図5に示すように、互いに横ずらしされた2つの透過光の波面の関係より、位相シフト量φ,位相差φ1 ,φ2 及びφ0との間に以下の式が成立する。
φ=φ0−φ1
φ=φ2−φ0
遮光膜の位相シフト量φは以下の式により与えられる。
φ=(φ2 − φ1 )/2
従って、横ずらし干渉画像中に含まれる第2及び第3の干渉画像における位相差φ1 及びφ2 からモニタパターンの位相シフト量が求まる。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the relationship between the wavefront of the first transmitted light propagated through the shearing
φ = φ 0 −φ 1
φ = φ 2 −φ 0
The phase shift amount φ of the light shielding film is given by the following equation.
φ = (φ 2 − φ 1 ) / 2
Therefore, the phase shift amount of the monitor pattern can be obtained from the phase differences φ 1 and φ 2 in the second and third interference images included in the laterally shifted interference image.
図6は、第2のウエッジプリズム12aを光軸方向と直交する方向に移動させてフリンジスキャンを行い、1周期分にわたって位相変調した場合の第2及び第3の干渉画像22a及び22bの輝度変化、すなわち位相変調量と輝度値との関係を示す位相変調データを示すグラフである。ウエッジプリズム12aを光軸方向に1周期分だけ移動させ、位相変調光路6bを伝搬する透過ビームに2πの位相差を導入する。この際、第2の干渉画像22aに含まれる受光素子からの出力信号(輝度値)の変化を実線で示し、第3の干渉画像22bに含まれる受光素子からの出力信号(輝度値)の変化を破線で示す。例えば、2つの輝度変化の曲線のピーク間の位相差は2つの干渉画像22aと22bとの間の位相差である。この2つの干渉画像間の位相差Δφ(Δφ=(φ2−φ1)/2)は、位相変調データを用いて信号処理装置17に設けた高速フーリエ変換(FFT)手段により高速フーリエ変換処理を行うことにより算出される。従って、高速フーリエ変換処理により、2つの干渉画像間の位相差を求めることにより、遮光膜の位相シフト量が求められる。尚、位相変調する際の位相変調量は、ウエッジプリズムの位置情報から求めることができる。或いは、ウエッジプリズムの移動速度と関連する時間からも求めることができる。
FIG. 6 shows changes in luminance of the second and
本発明では、フリンジスキャンを1回行うだけで、3つの干渉画像の位相変調データを同時に取得することができるので、遮光膜の透過率及び位相変調量の両方を同時に測定することが可能である。 In the present invention, the phase modulation data of the three interference images can be acquired simultaneously by performing only one fringe scan, so that it is possible to simultaneously measure both the transmittance and the phase modulation amount of the light shielding film. .
本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施例では、第1の干渉画像の位相変調データの振幅と第2又は第3の干渉画像の位相変調データの振幅との比の2乗を算出して透過率を出力したが、第1の干渉画像の位相変調データの振幅と第2及び第3の両方の干渉画像の位相変調データの振幅との比の2乗を算出して透過率を出力することもできる。この場合、測定部位の異なる2つの部位の透過率がそれぞれ測定されるので、出力される2つの透過率値の平均値を求め、得られた平均値を透過率として出力することも可能である。2つの部位の透過率の平均値を用いることにより、光学系のゆらぎやフレアによる影響が軽減され一層正確な測定を行うことができる。この場合、信号処理装置は、第1の干渉画像の位相変調データの振幅と第2の干渉画像の位相変調データの振幅との比の2乗を算出する第1の振幅比算出手段と、第1の干渉画像の位相変調データの振幅と第3の干渉画像の位相変調データの振幅との比の2乗を算出する第2の振幅比算出手段と、これら第1及び第2の振幅比算出手段からの出力信号の平均値を求める手段とを有し、得られた平均値を遮光膜の透過率として出力する。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made. For example, in the above-described embodiment, the transmittance is output by calculating the square of the ratio between the amplitude of the phase modulation data of the first interference image and the amplitude of the phase modulation data of the second or third interference image. It is also possible to calculate the square of the ratio between the amplitude of the phase modulation data of the first interference image and the amplitude of the phase modulation data of both the second and third interference images and output the transmittance. In this case, since the transmittances of two parts having different measurement parts are respectively measured, it is also possible to obtain an average value of the two transmitted transmittance values and output the obtained average value as the transmittance. . By using the average value of the transmittance of the two parts, the influence of fluctuation and flare of the optical system is reduced, and more accurate measurement can be performed. In this case, the signal processing apparatus includes: a first amplitude ratio calculating unit that calculates a square of a ratio between the amplitude of the phase modulation data of the first interference image and the amplitude of the phase modulation data of the second interference image; Second amplitude ratio calculation means for calculating the square of the ratio of the amplitude of the phase modulation data of the first interference image and the amplitude of the phase modulation data of the third interference image, and calculation of the first and second amplitude ratios Means for obtaining an average value of output signals from the means, and outputting the obtained average value as the transmittance of the light shielding film.
さらに、上述した実施例では、光検出手段として2次元撮像装置を用い、2次元撮像装置上に第1〜第3の干渉画像を形成する構成としたが、光検出手段として3個の光電子増倍管を用い、各光電子増倍管により第1〜第3の干渉画像を形成する干渉光の輝度を検出することも可能である。 Further, in the above-described embodiment, the two-dimensional imaging device is used as the light detection unit, and the first to third interference images are formed on the two-dimensional imaging device. It is also possible to detect the brightness of the interference light that forms the first to third interference images with each photomultiplier tube using a double tube.
さらに、撮像装置の各受光素子の電荷を読み出す際、ビニング機能を利用し、例えば2×2のような複数の画素分の電荷を順次読み出すことも可能である。モリシリバイナリー遮光膜の透過率は0.01%〜0.1%付近であり、受光素子に入射する光量が極めて小さいため、ビニング機能を利用することにより一層安定した測定が可能になる。 Furthermore, when reading the charge of each light receiving element of the imaging device, it is also possible to sequentially read out charges for a plurality of pixels such as 2 × 2 by using a binning function. The transmittance of the Morishiri binary light-shielding film is about 0.01% to 0.1%, and the amount of light incident on the light receiving element is extremely small. Therefore, more stable measurement can be performed by using the binning function.
1 光源
2 集光レンズ
3 マスクブランクス
4 対物レンズ
5 リレーレンズ
6 シアリング干渉計
7,10 ハーフミラー
8,12 ダブルウエッジプリズム
9,11 全反射ミラー
13 リニアモータ
14 結像レンズ
15 2次元撮像装置
16 増幅器
17 信号処理装置
20a,20b モニタパターンの画像
21 第1の干渉画像
22a 第2の干渉画像
22b 第3の干渉画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2
Claims (10)
マスクブランクス又はフォトマスクから遮光膜を部分的に除去し、透明基板が露出した形態のモニタパターンを形成する工程と、
透明基板の遮光膜が形成されていない側から、モニタパターンに向けて照明ビームを投射する工程と、
前記マスクブランクス又はフォトマスクから出射した透過光を対物レンズを介して集光し、集光した透過光をシアリング干渉計に送出する工程と、
シアリング干渉計に入射した透過光を第1及び第2の透過ビームに分割する工程と、
シアリング干渉計のシアリング量を調整し、シアリング光路を伝搬する第1の透過ビームと位相変調光路を伝搬する第2の透過ビームとが部分的に重なり合った合成ビームを形成する工程と、
前記合成ビームを撮像装置上に入射させて横ずらし干渉画像を形成する工程と、
前記横ずらし干渉画像について1周期分の位相変調を行って、位相変調量と輝度値との関係を示す位相変調データを取得する工程とを含み、
前記横ずらし干渉画像は、前記マスクブランクス又はフォトマスクの透明基板だけを透過した透過光同士の干渉により形成される第1の干渉画像と、第1の干渉画像の一方の側に位置し、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される第2の干渉画像と、第1の干渉画像の他方の側に位置し、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される第3の干渉画像とを含み、
当該透過率測定方法は、さらに、前記第1の干渉画像の位相変調データの振幅と、第2の干渉画像及び/又は第3の干渉画像の位相変調データの振幅との比の2乗を算出する工程を含むことを特徴とする透過率測定方法。 A transmittance measurement method for measuring the transmittance of a light shielding film of a mask blank or a photomask in which a light shielding film is formed on a transparent substrate using a shearing interferometer,
A step of partially removing the light shielding film from the mask blank or the photomask and forming a monitor pattern in a form in which the transparent substrate is exposed;
Projecting an illumination beam toward the monitor pattern from the side of the transparent substrate where the light-shielding film is not formed;
Condensing transmitted light emitted from the mask blank or photomask through an objective lens, and sending the collected transmitted light to a shearing interferometer;
Splitting the transmitted light incident on the shearing interferometer into first and second transmitted beams;
Adjusting the shearing amount of the shearing interferometer to form a combined beam in which the first transmitted beam propagating in the shearing optical path and the second transmitted beam propagating in the phase modulation optical path partially overlap;
Making the combined beam incident on an imaging device to form an interference image by laterally shifting;
Performing phase modulation for one period on the laterally shifted interference image to obtain phase modulation data indicating a relationship between a phase modulation amount and a luminance value,
The laterally shifted interference image is located on one side of the first interference image and the first interference image formed by the interference of transmitted light transmitted only through the transparent substrate of the mask blank or photomask, and is transparent The second interference image formed by the interference between the transmitted light transmitted only through the substrate and the transmitted light transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film, and the other side of the first interference image, only the transparent substrate A third interference image formed by interference between the transmitted light transmitted through the transparent substrate and the transmitted light transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film,
The transmittance measurement method further calculates a square of a ratio between the amplitude of the phase modulation data of the first interference image and the amplitude of the phase modulation data of the second interference image and / or the third interference image. A transmittance measurement method comprising the step of:
マスクブランクスから遮光膜を部分的に除去し、透明基板が露出したモニタパターンを形成する工程と、
透明基板の遮光膜が形成されていない側から、露光装置で用いられるArFレーザから出射する照明ビームをモニタパターンに向けて投射する工程と、
マスクブランクスから出射した透過光を対物レンズを介して集光し、集光した透過光をシアリング干渉計に送出する工程と、
シアリング干渉計に入射した透過光を第1及び第2の透過ビームに分割する工程と、
シアリング干渉計のシアリング量を調整し、シアリング光路を伝搬する第1の透過ビームと位相変調光路を伝搬する第2の透過ビームとが部分的に重なり合った合成ビームを形成する工程と、
前記合成ビームを撮像装置上に入射させて横ずらし干渉画像を形成する工程と、
前記横ずらし干渉画像について1周期分の位相変調を行って、位相変調量と輝度値との関係を示す位相変調データを取得する工程とを含み、
前記横ずらし干渉画像は、透明基板だけを透過した透過光同士の干渉により形成される第1の干渉画像と、第1の干渉画像の一方の側に位置し、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される第2の干渉画像と、第1の干渉画像の他方の側に位置し、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される第3の干渉画像とを含み、
さらに、前記第1の干渉画像の位相変調データの振幅と、第2の干渉画像及び/又は第3の干渉画像の位相変調データの振幅との比の2乗を算出する工程を含むことを特徴とする透過率測定方法。 Measure the transmittance of the Mori blank binary shading film of mask blanks with the transmittance of 0.01% to 0.1% uniformly on the transparent substrate using a shearing interferometer A transmittance measuring method,
A step of partially removing the light-shielding film from the mask blanks to form a monitor pattern with the transparent substrate exposed;
Projecting the illumination beam emitted from the ArF laser used in the exposure apparatus toward the monitor pattern from the side where the light shielding film of the transparent substrate is not formed;
Condensing the transmitted light emitted from the mask blank through the objective lens, and sending the collected transmitted light to the shearing interferometer;
Splitting the transmitted light incident on the shearing interferometer into first and second transmitted beams;
Adjusting the shearing amount of the shearing interferometer to form a combined beam in which the first transmitted beam propagating in the shearing optical path and the second transmitted beam propagating in the phase modulation optical path partially overlap;
Making the combined beam incident on an imaging device to form an interference image by laterally shifting;
Performing phase modulation for one period on the laterally shifted interference image to obtain phase modulation data indicating a relationship between a phase modulation amount and a luminance value,
The laterally shifted interference image includes a first interference image formed by interference between transmitted lights transmitted through only the transparent substrate, and transmitted light positioned on one side of the first interference image and transmitted only through the transparent substrate. And the second interference image formed by interference between the transmitted light transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film, and the transmitted light transmitted through only the transparent substrate and transparent, located on the other side of the first interference image A third interference image formed by interference with transmitted light transmitted through both the substrate and the light shielding film,
And a step of calculating a square of a ratio between the amplitude of the phase modulation data of the first interference image and the amplitude of the phase modulation data of the second interference image and / or the third interference image. A transmittance measuring method.
遮光膜が部分的に除去され、透明基板が露出した形態のモニタパターンを有するマスクブランクス又はフォトマスクを支持するステージと、
透明基板の遮光膜が形成されていない側から、モニタパターンに向けて照明ビームを投射する照明系と、
前記マスクブランクス又はフォトマスクから出射した透過光を集光する対物レンズと、
対物レンズにより集光された透過光を受光するシアリング干渉計であって、 入射した透過光を第1及び第2の透過ビームに分割するビーム分割素子、第1の透過ビームをシアリングするシアリング光路、第2の透過ビームについて位相変調を行う位相変調光路、及び、シアリング光路及び位相変調光路を伝搬した透過ビームを合成して合成ビームを出射するビーム合成素子を含むシアリング干渉計と、
シアリング干渉計から出射した合成ビームを受光する撮像装置と、
撮像装置からの出力信号を処理して遮光膜の透過率を出力する信号処理装置とを有し、
前記撮像装置上には、前記マスクブランクス又はフォトマスクの透明基板だけを透過した透過光同士の干渉により形成される第1の干渉画像と、第1の干渉画像の一方の側に位置し、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される第2の干渉画像と、第1の干渉画像の他方の側に位置し、透明基板だけを透過した透過光と透明基板及び遮光膜の両方を透過した透過光との干渉により形成される第3の干渉画像とを含む横ずらし干渉画像が形成され、
前記信号処理装置は、前記第1の干渉画像の位相変調データの振幅と、第2の干渉画像及び/又は第3の干渉画像の位相変調データの振幅との比の2乗を算出する手段を有することを特徴とする透過率測定装置。 A transmittance measuring device for measuring the transmittance of a light shielding film of a mask blank or a photomask in which a light shielding film is formed on a transparent substrate,
A stage for supporting a mask blank or a photomask having a monitor pattern in which the light shielding film is partially removed and the transparent substrate is exposed;
An illumination system that projects an illumination beam toward the monitor pattern from the side where the light shielding film of the transparent substrate is not formed,
An objective lens for condensing transmitted light emitted from the mask blank or photomask;
A shearing interferometer that receives transmitted light collected by an objective lens, a beam splitting element that divides incident transmitted light into first and second transmitted beams, a shearing optical path that shears the first transmitted beam, A phase modulation optical path that performs phase modulation on the second transmitted beam, and a shearing interferometer including a beam combining element that combines the shearing optical path and the transmitted beam that has propagated through the phase modulated optical path to emit a combined beam;
An imaging device that receives the combined beam emitted from the shearing interferometer;
A signal processing device that processes the output signal from the imaging device and outputs the transmittance of the light shielding film,
On the imaging device, the first interference image formed by the interference of transmitted light that has transmitted only through the transparent substrate of the mask blank or the photomask, and the first interference image are located on one side of the transparent image and are transparent. The second interference image formed by the interference between the transmitted light transmitted only through the substrate and the transmitted light transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film, and the other side of the first interference image, only the transparent substrate A laterally shifted interference image including a third interference image formed by the interference between the transmitted light transmitted through and the transmitted light transmitted through both the transparent substrate and the light shielding film,
The signal processing device includes means for calculating a square of a ratio between the amplitude of the phase modulation data of the first interference image and the amplitude of the phase modulation data of the second interference image and / or the third interference image. A transmittance measuring device characterized by comprising:
The transmittance measuring apparatus according to claim 9, wherein the signal processing device calculates a square of a ratio between an amplitude of the phase modulation data of the first interference image and an amplitude of the phase modulation data of the second interference image. First amplitude ratio calculating means, and second amplitude ratio calculating means for calculating the square of the ratio between the amplitude of the phase modulation data of the first interference image and the amplitude of the phase modulation data of the third interference image; And a means for obtaining an average value of output signals from the first and second amplitude ratio calculating means, and outputting the obtained average value as the transmittance of the light shielding film. .
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