JP2658987B2 - 位相シフトマスクの検査装置 - Google Patents
位相シフトマスクの検査装置Info
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- shift mask
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体回路の原板である
フォトマスクに関し、特に一部の透過光の位相を反転さ
せる位相シフトマスクの透過光の位相の検査装置に関す
る。
フォトマスクに関し、特に一部の透過光の位相を反転さ
せる位相シフトマスクの透過光の位相の検査装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図６に従来の位相シフトマスクの検査装
置の概要図を示す。光源１から出た光はフィルター２を
通過し、検査に必要な波長の光のみが取り出される。フ
ィルター２を通過した光を次のハーフミラーで検査光と
参照光に分割する。検査光は光路長調整器を通過し、位
相シフトマスク１１を透過してハーフミラー４に入射す
る。また、参照光は光路長調整器３を通過してハーフミ
ラー４上で検査光と合成されＴＶカメラ６上に干渉縞を
つくる。このとき、図７（ａ）に示すような位相を反転
させるシフターがある部分１２とシフターのない位相を
反転させない部分１３の両方を検査光が通過するように
光の通過位置を選択しておけば、位相が反転する部分と
反転しない部分を通過した光では図７（ｂ）に示すよう
に干渉縞の位相も反転する。この干渉縞の画像を計算機
８に取り込み、その位相差を計算することによりシフタ
ーによりシフトする位相が得られる。図７（ｃ）は光強
度分布を示している。
置の概要図を示す。光源１から出た光はフィルター２を
通過し、検査に必要な波長の光のみが取り出される。フ
ィルター２を通過した光を次のハーフミラーで検査光と
参照光に分割する。検査光は光路長調整器を通過し、位
相シフトマスク１１を透過してハーフミラー４に入射す
る。また、参照光は光路長調整器３を通過してハーフミ
ラー４上で検査光と合成されＴＶカメラ６上に干渉縞を
つくる。このとき、図７（ａ）に示すような位相を反転
させるシフターがある部分１２とシフターのない位相を
反転させない部分１３の両方を検査光が通過するように
光の通過位置を選択しておけば、位相が反転する部分と
反転しない部分を通過した光では図７（ｂ）に示すよう
に干渉縞の位相も反転する。この干渉縞の画像を計算機
８に取り込み、その位相差を計算することによりシフタ
ーによりシフトする位相が得られる。図７（ｃ）は光強
度分布を示している。
【０００３】また、干渉縞を計る以外に特開平４−１８
１２５１で考案されている従来例を図８に示す。光源１
から出た光はフィルター２で検査に用いる波長のみを取
り出し、アパーチャーで整形される。次に、検査光は位
相シフトマスク１１を透過する。このとき、位相シフト
マスク上繰り返しパターンで検査光が回折され、位相シ
フトマスクをそのまま透過する０次光と回折光のうち回
折角の小さい方から±１次光、±２次光…が発生する。
これらの回折光が、レンズによって集光され干渉するこ
とで、像ができるわけであるが、これらの光のうち２つ
以上の光があれば像はできる。そこで、この例では、０
次光と１次光による像の位置と０次光と−１次光による
像の位置が位相シフトマスクの位相シフト量が１８０°
からズレている場合には異なることを利用して、像の位
置の差を計測することで位相シフトマスクの位相のシフ
ト量の誤差を得る。具体的な観測方法は、レチクルの像
を投影する投影レンズ内のフーリエ変換面に目的の回折
光を遮光するための可動ブレード２５を設けておき、０
次光と１次光のみを透過させる状態と０次光と−１次光
を透過させる状態をつくり、０次光と１次光による像の
位置と０次光と−１次光による像をディテクタ２７でそ
れぞれ計測し差を求める。ただし、このとき繰り返しパ
ターンの形状によっては０次光の強度が小さくなり計測
できないために、専用の計測パターンを設ける必要があ
る。
１２５１で考案されている従来例を図８に示す。光源１
から出た光はフィルター２で検査に用いる波長のみを取
り出し、アパーチャーで整形される。次に、検査光は位
相シフトマスク１１を透過する。このとき、位相シフト
マスク上繰り返しパターンで検査光が回折され、位相シ
フトマスクをそのまま透過する０次光と回折光のうち回
折角の小さい方から±１次光、±２次光…が発生する。
これらの回折光が、レンズによって集光され干渉するこ
とで、像ができるわけであるが、これらの光のうち２つ
以上の光があれば像はできる。そこで、この例では、０
次光と１次光による像の位置と０次光と−１次光による
像の位置が位相シフトマスクの位相シフト量が１８０°
からズレている場合には異なることを利用して、像の位
置の差を計測することで位相シフトマスクの位相のシフ
ト量の誤差を得る。具体的な観測方法は、レチクルの像
を投影する投影レンズ内のフーリエ変換面に目的の回折
光を遮光するための可動ブレード２５を設けておき、０
次光と１次光のみを透過させる状態と０次光と−１次光
を透過させる状態をつくり、０次光と１次光による像の
位置と０次光と−１次光による像をディテクタ２７でそ
れぞれ計測し差を求める。ただし、このとき繰り返しパ
ターンの形状によっては０次光の強度が小さくなり計測
できないために、専用の計測パターンを設ける必要があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】干渉縞を計測する方法
では、シフターを透過していない光を基準にして約１８
０度ずれたシフト量の１８０°からのズレを計測する必
要があり、干渉縞は光学系の空気の揺らぎなどに敏感に
反応することを考えると２〜５°程度の再現性を得るの
が限界であり、位相シフトマスクのシフト量の計測には
精度がやや不足するという問題がある。また、０次光と
１次光による像の位置と０次光と−１次光による像の位
置の差によりシフト量の計測を行う場合は、位置の変化
は微小であるため、高精度の像の位置の差を計測するこ
とは困難である。また、はっきりとした回折光が得られ
なければ計測不可能であるため、繰り返しパターンに限
られ、かつハーフトンタイプの位相シフトマスクには適
用できないという問題点がある。
では、シフターを透過していない光を基準にして約１８
０度ずれたシフト量の１８０°からのズレを計測する必
要があり、干渉縞は光学系の空気の揺らぎなどに敏感に
反応することを考えると２〜５°程度の再現性を得るの
が限界であり、位相シフトマスクのシフト量の計測には
精度がやや不足するという問題がある。また、０次光と
１次光による像の位置と０次光と−１次光による像の位
置の差によりシフト量の計測を行う場合は、位置の変化
は微小であるため、高精度の像の位置の差を計測するこ
とは困難である。また、はっきりとした回折光が得られ
なければ計測不可能であるため、繰り返しパターンに限
られ、かつハーフトンタイプの位相シフトマスクには適
用できないという問題点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源と、光源
から出射した光を検査光と参照光の２つに分けるハーフ
ミラーと、検査光の光路に挿入された位相シフトマスク
に検査光を複数回透過させる光学系と、参照光の光路に
挿入された光路補正部と、前記光学系と光路補正部を通
った検査光と参照光を合成するハーフミラーと、合成さ
れた検査光と参照光の干渉縞を検出する検出器とを有す
ることを特徴とする位相シフトマスクの検査装置であ
る。
から出射した光を検査光と参照光の２つに分けるハーフ
ミラーと、検査光の光路に挿入された位相シフトマスク
に検査光を複数回透過させる光学系と、参照光の光路に
挿入された光路補正部と、前記光学系と光路補正部を通
った検査光と参照光を合成するハーフミラーと、合成さ
れた検査光と参照光の干渉縞を検出する検出器とを有す
ることを特徴とする位相シフトマスクの検査装置であ
る。
【０００６】前記位相シフトマスクに検査光を複数回透
過させる光学系は、光路に対して斜めに設置したハーフ
ミラーと、このハーフミラーと対向して光路に対して垂
直に設置したミラーとを有し、前記ハーフミラーとミラ
ーとの間の光路に位相シフトマスクを挿入するようにし
たものか、または偏光板と、特定の偏光面を持つ光を透
過する偏光ビームスプリッターと、偏光面の変換素子で
ある１／２波長板とを有し、光路中に位相シフトマスク
を挿入するようにしたものを用いる。
過させる光学系は、光路に対して斜めに設置したハーフ
ミラーと、このハーフミラーと対向して光路に対して垂
直に設置したミラーとを有し、前記ハーフミラーとミラ
ーとの間の光路に位相シフトマスクを挿入するようにし
たものか、または偏光板と、特定の偏光面を持つ光を透
過する偏光ビームスプリッターと、偏光面の変換素子で
ある１／２波長板とを有し、光路中に位相シフトマスク
を挿入するようにしたものを用いる。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。本発明の第１の実施例の構成を図１に示す。
大まかな構造は従来例の干渉縞を計測するものに近い。
光の通過順に説明していくと、光源１から出た光はフィ
ルター２で検査に用いる波長のみを取り出し次のハーフ
ミラー４ｄに入射する。ハーフミラー４ｄで参照光と検
査光に分割され、検査光は次の光路長調整器３ａを通り
ハーフミラー４ｃを通過し、レンズ１０で集光され位相
シフトマスク１１を通り、レンズ１０でミラー９面上に
像が投影され反射される戻ってくる光が再び位相シフト
マスク１１の１度目と同一個所を通りハーフミラー４ｃ
で反射されハーフミラー４ａに達する。
説明する。本発明の第１の実施例の構成を図１に示す。
大まかな構造は従来例の干渉縞を計測するものに近い。
光の通過順に説明していくと、光源１から出た光はフィ
ルター２で検査に用いる波長のみを取り出し次のハーフ
ミラー４ｄに入射する。ハーフミラー４ｄで参照光と検
査光に分割され、検査光は次の光路長調整器３ａを通り
ハーフミラー４ｃを通過し、レンズ１０で集光され位相
シフトマスク１１を通り、レンズ１０でミラー９面上に
像が投影され反射される戻ってくる光が再び位相シフト
マスク１１の１度目と同一個所を通りハーフミラー４ｃ
で反射されハーフミラー４ａに達する。
【０００８】ここで、位相シフトマスクを２度透過させ
る光学系５を図２を用いて詳しく説明する。検査光がハ
ーフミラー４ｃに入射し次のレンズ１０で位相シフトマ
スク上に集光され位相シフトマスク１１を透過し次のレ
ンズ１０でミラー９上に投影される。ここで、ミラー９
により反射された光は再び位相シフトマスク１１を透過
しハーフミラー４ｃにより反射され図１のハーフミラー
４ａへ入射する。
る光学系５を図２を用いて詳しく説明する。検査光がハ
ーフミラー４ｃに入射し次のレンズ１０で位相シフトマ
スク上に集光され位相シフトマスク１１を透過し次のレ
ンズ１０でミラー９上に投影される。ここで、ミラー９
により反射された光は再び位相シフトマスク１１を透過
しハーフミラー４ｃにより反射され図１のハーフミラー
４ａへ入射する。
【０００９】一方、参照光はハーフミラー４ｄで反射さ
れ次のハーフミラー４ｂを通過し光路補正部７に入射す
る。光路補正部７では位相シフトマスクを２度通過させ
る光学系５での光路と同じ光路になるよう調整され、参
照光と検査光が干渉できるようコヒーレンス長以下の光
路差となるようにする。光路補正部７から出た光はハー
フミラー４ａ上で検査光と合成されＴＶカメラ６上に干
渉縞をつくる。
れ次のハーフミラー４ｂを通過し光路補正部７に入射す
る。光路補正部７では位相シフトマスクを２度通過させ
る光学系５での光路と同じ光路になるよう調整され、参
照光と検査光が干渉できるようコヒーレンス長以下の光
路差となるようにする。光路補正部７から出た光はハー
フミラー４ａ上で検査光と合成されＴＶカメラ６上に干
渉縞をつくる。
【００１０】このときの干渉縞の状態を図３を用いて詳
しく説明する。位相を反転させるシフター部１２を通過
した光とシフターのない開口部１３を通過した光は参照
光と干渉し干渉縞を図３（ｂ）のようにつくる。このと
き、干渉縞のズレがシフターで変化させられる光の位相
ズレになり、計算機には光強度が、図３（ｃ）に示すよ
うに取り込まれる。この光強度の極大値の位置もしくは
極小値の位置の差を計算することにより位相の変化量が
得られる。２度位相シフトマスクを通過しているため、
この曲線の位相のズレがシフターで変化させられた位相
の１８０°からのズレ量の２倍に相当するため、光強度
の曲線が一致している場合には位相差は０°で、ちょう
ど半波長ずれている場合が９０°の位相のズレに相当す
る。
しく説明する。位相を反転させるシフター部１２を通過
した光とシフターのない開口部１３を通過した光は参照
光と干渉し干渉縞を図３（ｂ）のようにつくる。このと
き、干渉縞のズレがシフターで変化させられる光の位相
ズレになり、計算機には光強度が、図３（ｃ）に示すよ
うに取り込まれる。この光強度の極大値の位置もしくは
極小値の位置の差を計算することにより位相の変化量が
得られる。２度位相シフトマスクを通過しているため、
この曲線の位相のズレがシフターで変化させられた位相
の１８０°からのズレ量の２倍に相当するため、光強度
の曲線が一致している場合には位相差は０°で、ちょう
ど半波長ずれている場合が９０°の位相のズレに相当す
る。
【００１１】また、位相シフトマスクに２度検査光を透
過させるための光学系５は、上記のミラーとハーフミラ
ーを組み合わせたもの以外に、図４に示すタイプのもの
でも良い。この図４の構成では、図１のミラー４ｄで参
照光と検査光に分離した後、検査光が偏光板１４で平面
偏光に変換され、特定の偏光面の光のみを透過しそれ以
外の光は反射する偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１
５に入射させる。ＰＢＳ１５で反射された検査光は１／
２波長板１６を通過し偏光面が９０°回転し位相シフト
マスク１１を通過する。次に、凹面鏡１７と台形ミラー
１８によってＰＢＳ１５上に光が到達するが、偏光面が
９０°回転しているためＰＢＳ１５を透過し再び１／２
波長板１６でさらに偏光面が９０°回転し、位相シフト
マスク１１をもう１度通過する。その後、凹面鏡１７と
台形ミラー１８によってＰＢＳ１５上に投影され、偏光
面が変化していることから今度はＰＢＳ１５で反射され
本光学系から出て、図１のハーフミラー４ａへ入射す
る。
過させるための光学系５は、上記のミラーとハーフミラ
ーを組み合わせたもの以外に、図４に示すタイプのもの
でも良い。この図４の構成では、図１のミラー４ｄで参
照光と検査光に分離した後、検査光が偏光板１４で平面
偏光に変換され、特定の偏光面の光のみを透過しそれ以
外の光は反射する偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）１
５に入射させる。ＰＢＳ１５で反射された検査光は１／
２波長板１６を通過し偏光面が９０°回転し位相シフト
マスク１１を通過する。次に、凹面鏡１７と台形ミラー
１８によってＰＢＳ１５上に光が到達するが、偏光面が
９０°回転しているためＰＢＳ１５を透過し再び１／２
波長板１６でさらに偏光面が９０°回転し、位相シフト
マスク１１をもう１度通過する。その後、凹面鏡１７と
台形ミラー１８によってＰＢＳ１５上に投影され、偏光
面が変化していることから今度はＰＢＳ１５で反射され
本光学系から出て、図１のハーフミラー４ａへ入射す
る。
【００１２】次に本発明の第２の実施例について図５を
用いて詳しく説明する。本実施例は、位相差の検出に光
ヘテロダインを利用した例である。ヘテロダインを用い
るため、長いコヒーレント長が必要となるので、光源に
はレーザー２３を用いる。レーザー２３から出た光は音
響光学変調器（ＡＯＭ）２２で１０〜１００ＫＨｚ程度
変調をかけ、参照光と検査光に分離する。検査光は第１
の実施例と場合と同様に、位相シフトマスクを２度透過
させる光学系５を通過させ、参照光は光路補正部７を通
過させてハーフミラー４ａ上で合成する。合成された光
は、ＡＯＭ２２で変調した周波数のうなりを生じる。う
なりの周波数は電気的に位相を検出できる周波数である
ので、２分割ディテクタ１９でシフターを透過した部分
からの光とシフターを透過しない部分からの光をそれぞ
れ検出して、両者の位相をデジタルストレージスコープ
２０に取り込み、計算機８で位相差を計算することで、
シフターの位相ズレがわかる。本実施例においても第１
の実施例と同様に位相シフトマスクを２度透過させる光
学系５に図４を示す光学系を用いても良い。
用いて詳しく説明する。本実施例は、位相差の検出に光
ヘテロダインを利用した例である。ヘテロダインを用い
るため、長いコヒーレント長が必要となるので、光源に
はレーザー２３を用いる。レーザー２３から出た光は音
響光学変調器（ＡＯＭ）２２で１０〜１００ＫＨｚ程度
変調をかけ、参照光と検査光に分離する。検査光は第１
の実施例と場合と同様に、位相シフトマスクを２度透過
させる光学系５を通過させ、参照光は光路補正部７を通
過させてハーフミラー４ａ上で合成する。合成された光
は、ＡＯＭ２２で変調した周波数のうなりを生じる。う
なりの周波数は電気的に位相を検出できる周波数である
ので、２分割ディテクタ１９でシフターを透過した部分
からの光とシフターを透過しない部分からの光をそれぞ
れ検出して、両者の位相をデジタルストレージスコープ
２０に取り込み、計算機８で位相差を計算することで、
シフターの位相ズレがわかる。本実施例においても第１
の実施例と同様に位相シフトマスクを２度透過させる光
学系５に図４を示す光学系を用いても良い。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は位相シフ
ターを２度透過させて位相誤差を積算するため、従来の
干渉縞を計測する方法に比べ２倍の精度となり十分な計
測精度が得られる。さらに、従来の＋１次光と０次光に
よる像と−１次光と０次光による像の位置の差から位相
シフト誤差を計算する方法で計測不可能であった繰り返
しパターン以外の孤立パターンであっても計測可能であ
り、ハーフトーンタイプの位相シフトマスクの検査も計
測可能である。
ターを２度透過させて位相誤差を積算するため、従来の
干渉縞を計測する方法に比べ２倍の精度となり十分な計
測精度が得られる。さらに、従来の＋１次光と０次光に
よる像と−１次光と０次光による像の位置の差から位相
シフト誤差を計算する方法で計測不可能であった繰り返
しパターン以外の孤立パターンであっても計測可能であ
り、ハーフトーンタイプの位相シフトマスクの検査も計
測可能である。
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。
【図２】ミラーを用いて位相シフトマスクを２度透過さ
せる光学系を示す図である。
せる光学系を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は位相シフトマスクパターンと
干渉縞の関係を示す図である。
干渉縞の関係を示す図である。
【図４】偏光を利用して位相シフトマスクを２度透過さ
せる光学系を示す図である。
せる光学系を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例の構成を示す図である。
【図６】干渉縞を利用した従来例の図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は従来例の場合の位相シフトマ
スクパターンと干渉縞の関係を示す図である。
スクパターンと干渉縞の関係を示す図である。
【図８】特開平４−１８１２５１に示されている従来例
の図である。
の図である。
１ 光源 ２ フィルター ３ａ，３ｂ 光路長調整器 ４ａ〜４ｄ ハーフミラー ５ 位相シフトマスクを２度透過させる光学系 ６ ＴＶカメラ ７ 光路補正部 ８ 計算機 ９ ミラー １０ レンズ １１ 位相シフトマスク １２ シフター部 １３ 開口部 １４ 偏光板 １５ 偏光ビームスプリッター １６ １／２波長板 １７ 凹面鏡 １８ 台形ミラー １９ ２分割ディテクタ ２０ デジタルストレージスコープ ２１ 発振器 ２２ 音響光学変調器 ２３ レーザー ２４ 観測用モニタ ２５ 可動ブレードａ ２６ 可動ブレードｂ ２７ ディテクタ ２８ Ｚステージ
Claims (3)
- 【請求項１】 光源と、光源から出射した光を検査光と
参照光の２つに分けるハーフミラーと、検査光の光路に
挿入された位相シフトマスクに検査光を複数回透過させ
る光学系と、参照光の光路に挿入された光路補正部と、
前記光学系と光路補正部を通った検査光と参照光を合成
するハーフミラーと、合成された検査光と参照光の干渉
縞を検出する検出器とを有することを特徴とする位相シ
フトマスクの検査装置。 - 【請求項２】 前記位相シフトマスクに検査光を複数回
透過させる光学系は、光路に対して斜めに設置したハー
フミラーと、このハーフミラーと対向して光路に対して
垂直に設置したミラーとを有し、前記ハーフミラーとミ
ラーとの間の光路に位相シフトマスクを挿入するように
した請求項１記載の位相シフトマスクの検査装置。 - 【請求項３】 前記位相シフトマスクに検査光を複数回
透過させる光学系は、偏光板と、特定の偏光面を持つ光
を透過する偏光ビームスプリッターと、偏光面の変換素
子である１／２波長板とを有し、光路中に位相シフトマ
スクを挿入するようにした請求項１記載の位相シフトマ
スクの検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16435195A JP2658987B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 位相シフトマスクの検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16435195A JP2658987B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 位相シフトマスクの検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0915835A JPH0915835A (ja) | 1997-01-17 |
| JP2658987B2 true JP2658987B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=15791514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16435195A Expired - Lifetime JP2658987B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 位相シフトマスクの検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2658987B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4654349B2 (ja) * | 2001-03-28 | 2011-03-16 | レーザーテック株式会社 | 位相シフトマスクの欠陥検査装置 |
| JP4576500B2 (ja) * | 2001-03-28 | 2010-11-10 | レーザーテック株式会社 | 位相シフトマスクの欠陥検査装置 |
| CA2769677A1 (en) | 2009-07-29 | 2011-02-03 | Foamix Ltd. | Non surface active agent non polymeric agent hydro-alcoholic foamable compositions, breakable foams and their uses |
-
1995
- 1995-06-29 JP JP16435195A patent/JP2658987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0915835A (ja) | 1997-01-17 |
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