JP3053097B2 - ホトマスクの欠陥検出方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体製造装置に用いるホトマスク、特にマ
スク上開口部の一部分に照明光の位相を変える処理を施
したホトマスクの欠陥検出方法および装置に関する。

〔従来の技術〕

マスクパターンを転写する露光装置の解像力を向上さ
せる従来技術のひとつとして、マスク透過光に位相差を
導入する方法がある。位相差を与える方法として、例え
ば特開昭58−173744号公報または特開昭57−62052号公
報に示されているように、露光装置固有の照明光の波長
に対応して特定の厚さの透明薄膜を所定の位置に設けて
いる。あるいは、特開昭62−189468号公報に示されてい
るようにマスク基板の特定の位置を所定の深さだけエッ
チングしている。また、特開昭62−067514号公報に示す
例では、照明光の位相を反転させる薄膜を設けた補助パ
ターンを追加して、単一パターンの解像力を向上させて
いる。

一方、従来のホトマスク欠陥検出装置は、検出しよう
とするホトマスクを通常の照明手段で照明し、ホトマス
ク透過光が作るパターン像の明暗の変化が所定の透光部
と遮光部とから形成される像の明暗の変化となっている
かを比較判断する方法が採用されている。例えば、ホト
マスク透過光がつくるパターン像の明暗の変化を磁気テ
ープ（MT）に格納されているパターン設計データと比較
する方法については、エスピーアイ・イー，オプティカ
ル マイクロリソグラフィ V633.（1986年）第138ペー
ジから第144ページ（SPIE,Vol 633 Optical Microlitho
grahy V（1986）,pp.138〜144において論じられてい
る。

また、特開昭58−162038号公報には、マスク上の異物
を透過光と反射光とを比較して検出する技術が、特開昭
60−171727号公報には、２個の同一チップパターンから
の出力信号を比較し、異物等を判定する技術が、特開昭
57−128925号公報にはマスクの各メッシュ毎に透過光量
と基準パターンデータに基づくパターン構成の割合を比
較して欠陥を検出する技術が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のホトマスク欠陥検出装置においては、位相シフ
ト型ホトマスクの欠陥検出について配慮がなされていな
かった。

更に従来型ホトマスクに付着した透明または半透明異
物についても検出ができなかった。

ここでいう欠陥とは、例えば位相差を与えるための薄
膜や遮光部として作用するCr膜の欠落やエッチ残りなど
の欠陥を含むものとする。

このように位相シフト型ホトマスクの欠陥に代表され
るごとく、透光部中の透明膜の欠陥について検出するこ
とができなかった。

本発明の目的は、透光部中の透明膜の欠陥や透明又は
半透明異物を検出することであり、透過光あるいは反射
光のいずれかあるいは両者のうち位相差又は強度の変化
により欠陥を検出する方法および装置を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明では、ホトマスク
に照射した光の反射光及び透過光のいずれかまたは両者
を検出する手段を設けた。透過光のみで欠陥を検出する
場合、ホトマスクを照明する照明光源をコヒーレントま
たは部分コヒーレントの条件とし、かつ、その波長を特
定の波長で、ホトマスクを照明し、ホトマスクからの透
過光より得られる欠陥の輪郭像を検出して欠陥を判別す
る。

また、欠陥がホトマスクパターン上の遮光部中か開口
部に形成した位相差発生用薄膜中かのどちらかに存在す
るかを特定するために、上記光源からの照明光を第１の
分岐手段により分岐し、該分岐光のうちの一方をホトマ
スクに照明する。該ホトマスクからの透過光をさらに第
２の分岐手段により分岐し、第２の分岐手段から得られ
た一方の分岐光を第１の撮像素子で検出する。第１の分
岐手段から得られた他方の分岐光と第２の分岐手段から
得られた第２の分岐光の他方とを干渉させて、第２の撮
像素子で検出する。この第１の撮像素子と第２の撮像素
子から得られる明暗の２値情報により欠陥の発生してい
る基板の状態を特定したものである。

また、欠陥が基板中の遮光部かあるいは位相差用薄膜
部中に存在するかを特定するために、該ホトマスク基板
として、照明光に対して透過率を高くなるようにし、一
方位相差用薄膜に対しては、透過率を低くするように基
板および薄膜の材料を選択する。これによりホトマスク
からの透過光として３値（多値）の明暗情報が得られ
る。これにより上記と同様の欠陥の場所を特定したもの
である。

さらに、該ホトマスクパターンの照明光に対する透過
率を制御するために、ホトマスク上の透過率を与える吸
光剤や薄膜材および基板材について規定したホトマスク
の欠陥についても検出することを提供したものである。

更に、ホトマスク基板と位相シフタとの屈折率が異な
るかあるいは、ホトマスク基板と位相シフタとの中間に
位相シフタとは異なる屈折率の中間膜があるホトマスク
の欠陥を特定する場合は、ホトマスクの反射光もとらえ
る手段を設ける。透過光強度と反射光強度の明暗の組合
せを比較することにより、遮光膜および位相シフタの有
無を特定したものである。

〔作用〕

コヒーレントまたは部分コヒーレントな光源と波長選
択フィルタによって、干渉性のある単一波長の照明条件
をつくり出すことができる。被検査物であるホトマスク
は単一波長の照明光に位相差を与えるために、部分的に
透明な薄膜を設ける等の処理が施されている。したがっ
て、本来薄膜が設けられるべき領域において部分的に薄
膜が欠落しているような欠陥が存在すると、欠陥部の輪
郭部分は露光光の干渉の影響により暗部像となる。本発
明の欠陥検出手段は、露光装置の照明条件と同一の条件
でホトマスクを照明することができるので、ホトマスク
を透過する照明光を結像させると薄膜の欠陥部の輪郭部
が暗線となる検出像が得られる。この像を、欠陥のない
像あるいはパターン設計データから再生される像と比較
することにより、欠陥を検出することができる。

ホトマスク基板と位相シフタとの屈折率が異なるかあ
るいは、ホトマスク基板と位相シフタとの間に位相シフ
タとは異なる屈折率を有する中間膜があるホトマスクの
場合は、上記透過光による欠陥検出のほかに，反射光の
みあるいは反射光と透過光とを検出して検出信号レベル
を比較処理することによる欠陥検出も可能である。

〔実施例〕

（実施例１） 以下、本発明の第１の実施例を第１図により説明す
る。水銀ランプと絞りで構成される部分コヒーレントな
光源１から照明光は、波長を選択するフィルタ２および
集光レンズ３を通って試料台４の所定の位置に装着され
たホトマスク５を照明する。試料台４は、その駆動手段
６によって移動、位置決めされ、その位置はレーザ測長
器７によって正しく計測されている。ホトマスク透過光
は、集光レンズ８を通して撮像素子（カメラヘッド）９
上にホトマスクパターンの像を形成する。

カメラコントローラ10で制御された撮像素子９からの
信号を画像メモリ12を介して比較判定回路17で設計デー
タと比較判別し欠陥を特定する。なおカメラコントロー
ラ10により撮像素子９からの信号はモニタ11にも送られ
る。

比較判定回路17はMT14、バッファメモリ15、比較器1
3、判定回路16から構成される。

比較判定回路17ではMT14に格納しているホトマスク作
成用設計データから、所定の像が再生されてバッファメ
モリ15に一旦格納する。

前記画像メモリ12の内容と前記バッファメモリ15の内
容を比較器13で比較し、判定回路16により欠陥の有無を
判断する。

ホトマスク上に、第２図（Ａ）に示すパターン、すな
わち、遮光部22の中に設けられた同一の大きさと２個の
開口部20−１、20−２の一方に欠陥のない透明膜21が設
けられているようなパターンがある場合、画像メモリ12
を介して比較判定回路17に送られる画像は第２図（Ｂ）
のようになる。明部23−1,23−２は、それぞれ開口パタ
ーン20−1,20−２に対応しており、互いに同一の形状が
得られている。ところが、第３図（Ａ）に示すように透
明薄膜21が一部欠落した領域24が存在すると、画像メモ
リ12に介して比較判定回路17に送られる画像は第３図
（Ｂ）に示すように、欠陥部の輪郭に沿って暗線部25を
生じた像となる。これは、ホトマスク５を照明するコヒ
ーレントまたは部分コヒーレント光が、薄膜21によって
位相が反転するような波長に選ばれており、薄膜の存在
する領域と存在しない領域との境界部では干渉の効果に
より投影像が暗部となるからである。暗線部25を認識す
ることにより、薄膜の欠陥を知ることができる。ホトマ
スクパターンの像は、撮像素子を用いて一括して読み取
る方法、あるいはホトマスク上に照明光を集光してスポ
ット像をとらえ、ホトマスクをスキャンして読取る方法
等により得られる。

ホトマスクを露光する照明光の位相を変える方法とし
ては、所定の厚さの薄膜を設ける方法のほかに、マスク
基板を所定の深さだけエッチングする方法や、局部的に
基板の屈折率を変化させる方法等が考えられる。いずれ
の場合も、第１図に示す検出手段を用いれば、位相差を
導入する透光部の欠陥を、第３図（Ｂ）に示すようにそ
の輪郭部の暗線として検出することが可能である。

（実施例２） 第４図は、位相差を与える透光部の欠陥を、その輪郭
ばかりでなく、位相差180゜の透光領域内に位相差０゜
の欠陥部があるのかその逆であるかを検出できる欠陥検
出装置の実施例である。光源１からコリメータレンズ３
および波長選択用フィルタ２を通って平行光束となった
照明光は、ビームスプリッタ30−１により分岐する。一
方の光束は参照光であり、マスク５を透過しないで集光
レンズ33−２を通って撮像素子34に送られる。他方の光
束は、ホトマスク５上で集光し、再びコリメータレンズ
32により平行光束になった後、ビームスプリッタ30−２
により２光束に分岐する。分岐した一方の光束は、集光
レンズ33−１を通った撮像素子９に送られ、他方の光束
は、ホトマスク５を透過しない光束と干渉させて撮像素
子34に送られる。ホトマスク５を装着する試料台４は、
常にその位置をレーザ測長器（図示していない）で計測
されているので、ホトマスク５を照明する光の集光位置
は常に測定されていることになる。

第４図に示す検出系は、ホトマスク透過部の照明光の
位相が０゜のときに撮像素子９および34に送り込まれる
光が明るくなるように構成されている。したがって、例
えば位相差を与える手段として所定の薄膜を設けたホト
マスクを検査する場合、撮像素子９および34が共に明る
い光を受光すれば、ホトマスク５上の集光部の領域は薄
膜が存在していないことがわかる。撮像素子９が明るい
光、撮像素子34が暗い光を受光すれば、ホトマスク５上
の集光部は薄膜が存在していること、また、撮像素子９
が暗い光を受光すれば、ホトマスク上の集光部は遮光部
であることがわかる。これらの判断は、演算回路37で３
種類のレベルを判定後設計データとの比較判別を行なう
比較判定回路により行なわれ、位相差を与える薄膜の欠
陥を検出することができる。

ここでの演算回路37は、撮像素９および34から得られ
る信号を２値化する比較器41および42,2値化した信号か
ら３種類のレベルを発生する３種レベル発生回路43から
なる。

第４図に示した検出系では、マスク基板厚の不均一性
に起因するマスク透過光の位相変化がある場合透明薄膜
の有無を正しく判別することができない。しかしなが
ら、この様な場合においても、マスクをスキャンして得
られる検出光の時間変化をみると、マスク基板厚の不均
一に起因する検出光の時間変化率は本来検出すべき位相
シフタ薄膜による時間変化率と比べてはるかに小さい。
従ってこのことを利用して上記両者を識別することがで
きる。即ち、スキャン中のマスク透過光と参照光の干渉
光強度の時間変化率が、一定以上の値となる位置を検出
することにより、位相差０゜の透光領域と同180゜の透
光領域が直接接している部分を知ることができる。よっ
て、演算回路37において撮像素子34の受光々に対する光
強度時間変化率を判断する機能を設け比較判定回路17に
より設計データを比較し、第３図（Ａ）に示した様な欠
陥が検出される。

（実施例３） ビームスプリッタ30−１によって２光束に分岐した照
明光をともにマスク５上を透過するように構成した例を
第５図に示す。２光束は、ホトマスク５上において微小
距離（２〜５μｍ程度）を隔てて集光しており、一方の
マスク透過光は撮像素子34で受光される。他方のマスク
透過光はビームスプリッタ30−２によって分岐され、一
方は撮像素子９へ送られる。撮像素子34は、ホトマスク
５上の２点からの検出光の干渉光を受光するから、位相
差を与える薄膜の欠陥の境界線がホトマスク５上の２集
光点の間に位置すると、撮像素子34で受光する光が暗く
なる。このように、撮像素子９からの信号と撮像素子34
からの信号とを第４図で示した演算回路37と比較判定回
路17により設計データと異なる欠陥パターンを特定でき
る。さらにまた、ホトマスク５を載せた試料台４は、レ
ーザ測定長器７で常にその位置を計測することができる
ので、上記欠陥部の位置を正確に知ることができる。ま
た、２光束は共にホトマスク５上の接近した位置を透過
するので、マスク基板の厚さの不均一性に起因して位相
の変化を誤検出することはない。

なお、検出光の波長は、かならずしもマスク露光時の
波長に限ることはない。この場合、干渉光強度はかなら
ずしも０とはならないが、透過光との強度差を検出する
ことは可能である。

（実施例４） 第６図に示すように光源１、集光レンズ３、試料台4,
結像光学系（受光光学系）8,透過光量計測器66,A/D変換
器67,メモリ44,3種レベル発生回路43,比較判定回路17，
駆動手段6,レーザー測長器７よりなる装置を用いた。こ
こで光源１としてはXe−Hgランプを使用し、フィルタ２
により254nmの光を選択した。試料台４上の所定の位置
にホトマスク５が装着できるように試料台４は作られて
おり、駆動手段６によって移動、位置は決まる。また試
料台４の位置はレーザー測長器７によって正しく計測さ
れている。受光光学系８および透過光量計測器66により
ホトマスク５上の所定の位置の明るさを測れるようにし
た。

透過光量計測器66から光量信号をA/D変換器67により
ディジタル値に変換しメモリ44に蓄積する。A/D変換器6
7と変換タイミングは試料位置を測るレーザ測長器７の
出力信号に同期して行なわれる。メモリ44からの情報と
遮光部，透光部，位相シフタ部に相当する設定レベルと
を比較し、３種類のレベルを発生する３種レベル発生回
路43を介して、設計データと比較判定回路17により欠陥
を判定する。

ホトマスクとしては第７に示すように、石英板71,Cr
遮光部72,薄膜位相シフタ部73からなるマスクを用い
た。薄膜位相シフタの材料としてはTSMR8800（東京応化
（株）商品名）を用いた。この材料に限らず他のノボラ
ック系のレジストを用いた場合にも同様に効果があっ
た。ここでは254nmの波長の光を用いて欠陥検出を行な
った例を示すが、ノボラック系の材料を位相シフタに用
いた場合の好適な欠陥検出光の波長は340nm以下であっ
た。これはこの波長以下で位相シフタの光透過率が下が
るためである。

本実施例の欠陥検出方法に好適な位相シフタ材料は他
のSiN,光学ガラス,Ti,Pb,Sn,Au,In,La,Sb,Ta,Y,Zr,Ceな
どのいずれかを含有した酸化ケイ素膜、ポリスチレンな
どのベンゼン環を含む有機膜などがある。Ti,Pbなどの
添加物は特定の波長の吸光剤としてふるまう。なお、こ
の実験で用いたホトマスクのレジスタ露光に使うパター
ン露光々の波長は436nmである。ベンゼン環を含む有機
膜の場合には波長280nm以下の光が透過率が下がるため
欠陥検出光として好適であった。位相シフタにより欠陥
検出のための照明光の透過率が下がる組み合わせが重要
である。このため、位相シフタ材料によっては照明光を
パターン露光々より波長の長い光でもよいことはいうま
でもない。

この装置を用いてホトマスク面内の透過光の強度分布
を調べた。このとき、透過光強度に応じ、透明部、半透
明部、遮光部の判別を比較判定回路17にさせホトマスク
作成時のMTデータ（設計データ）と比較して、ピンホー
ル，膜欠けなどの欠陥を調べた。すなわち、Crが形成さ
れるべき場所が遮光部に、位相シフタが形成されるべき
場所が半透明部に、透明基板露出部が透明部になってい
るか調べた。

位相シフタ部はパターン露光々に対し透明なため、従
来法では透明基板露出部と位相シフタ部を区別すること
が困難であったが、露光波長と別の波長り光を検出光と
して用い、かつその光に半透明な位相シフタ材料を組み
合わせる本方法により、位相シフタ部の欠陥を検出する
ことができた。また位相シフタ部のみならず、遮光部に
おいても透明基板部においてもその欠陥を検出すること
ができた。

なお、本方法では位相シフタの特定の波長での吸光性
を利用した方法を示したが、この他、位相シフタを偏光
子で形成し、欠陥検出光としてはその偏光子の偏光面に
対し45゜傾いた偏光々を用いる方法も有効である。この
方法ではCr遮光部は光を通さず、位相シフタ部では約半
分の光量を透過し、透明基板露出部はほとんど光量損失
なく光を通す。

（実施例５） 第８図に示すように光源１、バンドパスフィルタ82、
照明光学系83、試料台４、受光光学系85、ビームスプリ
ッタ86、バンドパスフィルタ87a、87b、ホトレンサ88
a、88b、演算回路37、比較判定回路17、および駆動手段
６よりなる装置を用いた。光源１としてはHg−Xeランプ
を用いた。フィルタ82は波長254nmの光と436nmの光を透
過するバンドパスフィルタであり、照明光学系83を介し
て、試料台４上に固定されたホトマスクを照明した。ホ
トマスクとしては実施例４と同様、第７図に示したホト
マスクを用いた。なお露光々である436nmの光の位相が
πずれるように位相シフタの膜厚を調整した。

ホトマスクを通過した光は受光光学系85、ビームスプ
リッタ86、フィルタ87a、87bを介して、ホトレンサ88
a、88bに到達する。フィルタ87aは波長436nmの光のみを
通すバンドパスフィルタであり、87bは254nmのみを通す
フィルタとした。受光光学系85はホトマスク上の所定の
場所の像のみがホトセンンサに導かれるように設定し
た。色収差により波長254nmの光と436nmの光では結像面
が異なるのでホトセンサ88aおよび88bの位置を結像面に
くるように設定した。

ホトセンサ88a,88bで検知した明暗信号は、演算回路3
7に送り、演算回路37で得られた３種のレベルとホトマ
スク作成時に使用したMTデータと比較し欠陥パターンを
比較判定回路17で特定するようにした。

第９図（ａ）に示すようにCr遮光部は436nmの光も254
nmの光も通さない。第９図（ｂ）に示すように位相シフ
タ部は436nmの光は通すが、254nmの光はわずかしか通さ
ない。第９図（ａ）に示すように透明基板部は両方の光
とも通す。但し、第９図（ｃ）に示すように透明基板部
と位相シフタ部の境界で436nmの光は暗部を生ずる。

演算回路37に送られてきた245nmと436nmの２つの波長
の光の信号を上述のルールに従がって信号処理し、Cr遮
光部、位相シフタ部および透明基板露出部の判別を行な
った。そしてその判別結果とMTデータを比較し、欠陥の
有無、場所、大きさ、種別を調べた。この方法により、
Cr欠け、Crエッチ残り、位相シフタの欠け、ハガレなど
の欠陥をすべて検出することができた。この方法では信
号強度に応じて明信号と暗信号の２つの信号に２値化し
て信号処理するため信号処理が簡便であり、信号レベル
設定マージンも大きかった。

なお、本実施例ではMTデータとの比較によりマスク欠
陥を調べる方法を示したが、これに限らずマスクコンパ
レート方式でも同様に欠陥を調べることができた。すな
わち、同じパターンが刻まれた二枚のマスクを用い、そ
の二枚のマスクの同じ場所を同時に検出し、その信号を
比較することによっても欠陥の有無を調べることができ
た。なお、この方法では２枚のマスクの同じ場所に同種
の欠陥があった場合には欠陥と判定しないことはいまで
もない。

なお、本実施例では照明光学系と受光光学系を波長ご
とに分けず１つの光学系を共有して用い、最後にビーム
スプリッタを用いて波長ごとに分けたが、波長ごとに照
明光学系および受光光学系を分けてもよい。

（実施例６） 以下、本発明の実施例を第10図により説明する。必ず
しもコヒーレント、部分コヒーレントでない光源96から
の照明光は、集光レンズ97と波長を選択するフィルタ
２、集光レンズ98を通って下側の膜面側からホトマスク
５を照明する。ホトマスク５は試料台４に装着され、駆
動手段６によって移動、位置決めされ、その位置は測長
手段７によって測長されている。ホトマスク５を透過し
た光は、集光レンズ99および100を通って受光部107に結
像する。ホトマスク５からの反射光は、ハーフミラー10
4を通って集光レンズ101により、受光部106に結像す
る。受光部106および受光部107で得られた光強度信号
と、測長手段７で得られる位相情報とホトマスク作成時
のMTデータ（設計データ）をもとに、欠陥判定部110に
より、欠陥の有無を判定する。たとえば欠陥判定部は実
施例１に示す比較判定回路17からなる。

測定に使った位相シフト型ホトマスク５を第11図に示
す。第11図は遮光部を下にして示してあり、第10図のホ
トマスク５と同じ向きに示した。マスク基板である石英
板91の下は、透明膜112である、その下にシフタ層113が
あり、その下に遮光膜114がある。ここで、遮光膜114は
Cr膜である。遮光膜114の位置はシフタ層113または透明
膜112の上でも下でも問題はない。透明膜112はシフタ層
113との界面で照明光の反射を起こさせるための補助層
であり、石英板91とシフタ層113の屈折率の差が小さい
場合に有効である。石英板91とシフタ層113の屈折率の
差が大きく、十分に反射光が得られる場合は、透明膜11
2は無くても良い。

第10図の装置を用いて、第11図のホトマスクの欠陥検
出を行った。第11図のホトマスクにおいて遮光部115、
透過部116、シフタ部117の判定は以下のようにして行っ
た。遮光部の場合、受光部106では明るく、受光部107で
は暗い光が受光される。透過部の場合、受光部106では
暗く、受光部107では明るい光が受光される。シフタ部
の場合、受光部106、受光部107、共に明るい光が受光さ
れる。受光部106で受光される光強度は、遮光部が最も
強く、透過部が最も弱い、シフタ部の強度は両者の中間
である。この時、照明光の波長はシフタ部からの反射光
が明るくなるように、シフタ膜厚にあわせてフィルタ２
により選択した。

欠陥の判定は、測長手段から得られるホトマスクの位
置情報と、その位置に対応した遮光部、透過部、シフタ
部の判定情報をパターン設計データと比較する事により
行った。この方法により、遮光部、シフタ部の欠けや、
透過部上の残り等を高感度に検出することができた。

なお第10図の欠陥検出装置の構成はこれに限らず、ホ
トマスクに照射した光の反射光と透過光が検出でき、遮
光部、透過部、シフタ部の判定部を含む構成であれば良
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、マスク透過部に設けたシフタ層の欠
陥を正確に検出できるので、位相シフト型マスクを半導
体装置の製造に使用する際の必須課題であるマスクの欠
陥検査が可能となる。これにより、光リソグラフィーに
よりリサブミクロン素子の製造が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるマスク欠陥検出装置の
構成図、第２図Ａは欠陥のないマスクパターンを示す
図、第２図Ｂは欠陥のないマスクパターンの検出像を示
す図、第３図Ａは欠陥のあるマスクパターンを示す図、
第３図Ｂは欠陥のあるマスクパターンの検出像を示す
図、第４図はホトマスク透過光とホトマスクを透過しな
い参照光との比較により欠陥の有無を判別する構成図、
第５図はホトマスク上の接近する２点を透過する検出光
の比較により欠陥の有無を判別する構成図、第６図はホ
トマスクを透過する検出光の光量を測定して欠陥の有無
と判別する構成図、第７図は第６図の実施例で用いたホ
トマスクを示す図、第８図はホトマスクを透過する２波
長の検出光の光量を測定して欠陥の有無を判別する構成
図、第９図（ａ）は位相シフタ部を持たないマスクパタ
ーンとその検出信号の例を示す図、第９図（ｂ）は位相
シフタ部を持つマスクパターンとその検出信号の例を示
す図、第９図（ｃ）は透光部内に位相シフタを有するマ
スクパターンとその検出信号の例を示す図、第10図はホ
トマスク透過光と反射光との光量を比較して欠陥の有無
を判別する構成図、第11図は第10図の実施例で用いたホ
トマスクの構造図である。 符号の説明 １……光源、２……フィルタ、３……集光レンズ、４…
…試料台、５……ホトマスク、６……駆動手段、７……
レーザ測長器、８……集光レンズ、９……撮像素子、10
……カメラコントローラ、11……モニタ、12……画像メ
モリ、13……比較器、14……MT、15……バッファメモ
リ、16……判定回路、17……比較判定回路、20−１……
開口部、21……薄膜、37演算回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 宏 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 黒崎 利栄 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−122648（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−6442（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−924（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−137547（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−67514（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−113302（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−110041（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−285959（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 G03F 1/08 H01L 21/66

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】遮光膜と所定の波長成分に対して透過率が
   低い透明薄膜とを含み、前記所定の波長成分に対して透
   過率の高い透明基板を含む位相シフトマスクに前記所定
   の波長成分を有する光を照射するステップと、 前記位相シフトマスクを透過した前記光の前記所定の波
   長成分の明暗情報を検出するステップと、 前記位相シフトマスク上での前記透明薄膜の有無及び前
   記遮光膜の有無を前記明暗の情報に基づいて検出するス
   テップとを有することを特徴とするホトマスクの欠陥検
   出方法。
2. 【請求項２】光透過領域と透明膜が設けられた透明膜領
   域とを含む位相シフトマスクに光を照射するステップ
   と、 前記光透過領域と透明膜領域からのそれぞれの反射光と
   前記光透過領域と透明膜領域からのそれぞれの透過光を
   検出するステップと、 前記検出された反射光と透過光に基づいて前記光透過領
   域と透明膜領域とを識別するステップと、 前記識別するステップでえられた結果と前記位相シフト
   マスクに対する設計パターンとを比較することによって
   前記位相シフトマスク上の欠陥を検出するステップとを
   有することを特徴とするホトマスクの欠陥検出方法。
3. 【請求項３】光源と、 前記光源からの光を第１と第２の光線に分岐し、かつ前
   記第１と第２の光線が位相シフトマスクを透過するよう
   に前記第１と第２の光線を前記位相シフトマスクに照射
   するための第１の光線分岐手段と、 前記位相シフトマスクを透過した前記第１と第２の光線
   とを干渉させる手段と、 前記干渉した光線を検出する手段と、 前記検出手段により検出された干渉光線に基づいて前記
   位相シフトマスク上の欠陥を検出する手段とを有するこ
   とを特徴とするホトマスクの欠陥検出装置。
4. 【請求項４】前記干渉光線を検出する手段は第１の検出
   素子と第２の検出素子とを有し、前記干渉手段は前記第
   １の光線を前記位相シフトマスク透過後第３と第４の光
   線に分岐する第２の光線分岐手段と前記位相シフトマス
   クを透過した前記第２の光線と前記第４の光線とを干渉
   させる手段とを有し、前記第３の光線は前記第１の検出
   素子上に投射され、前記干渉光線は前記第２の検出素子
   上に投射されることを特徴とする請求項３記載のホトマ
   スクの欠陥検出装置。
5. 【請求項５】前記第１の光線分岐手段は、前記第１と第
   ２の光線が前記位相シフトマスクの互いに近傍を透過す
   るように前記第１と第２の光線を前記位相シフトマスク
   に照射することを特徴とする請求項４記載のホトマスク
   の欠陥検出装置。
6. 【請求項６】前記位相シフトマスクは、前記第１と第２
   の光線が前記位相シフトマスクを透過した後、前記第１
   と第２の光線の位相が実質的に180度シフトする位相シ
   フト手段を有することを特徴とする請求項３乃至５の何
   れかに記載のホトマスクの欠陥検出装置。
7. 【請求項７】検出光に対する遮光領域と半透明領域と透
   明領域とを有する位相シフトマスクに、前記位相シフト
   マスクを透過するように280nm以下の波長の検出光を照
   射する手段と、 前記位相シフトマスクを透過した前記光を検出する手段
   と、 前記検出手段で検出された前記光に基づいて前記位相シ
   フトマスクの前記遮光領域、前記半透明領域および透明
   領域とを識別する手段とを有することを特徴とするホト
   マスクの欠陥検出装置。
8. 【請求項８】第１の波長成分と第２の波長成分とを含む
   光源と、 前記光源で発生した光の前記第１の波長成分と前記第２
   の波長成分を取出す第１のフィルタと、 位相シフトマスクを透過した前記第１の波長成分と前記
   第２の波長成分とを含む光を第１の光線と第２の光線に
   分岐する手段と、 前記第１の光線から前記第１の波長成分を取出す第２の
   フィルタと、 前記第２の光線から前記第２の波長成分を取出す第３の
   フィルタと、 前記第２のフィルタで取出された前記第１の波長成分を
   第１の検出信号として検出する第１の検出手段と、 前記第３のフィルタで取出された前記第２の波長成分を
   第２の検出信号として検出する第２の検出手段と、 前記位相シフトマスク上の欠陥を検出するために前記第
   １の検出信号と前記第２の検出信号とを比較する比較手
   段とを有することを特徴とするホトマスクの欠陥検出装
   置。
9. 【請求項９】前記位相シフトマスクは、透明基板と、前
   記透明基板上に形成され、位相シフタとして機能する透
   明薄膜とを有し、前記透明薄膜を有する前記透明基板の
   前記第２の波長成分の透過率は前記透明薄膜を有さない
   前記透明基板の透過率とは異なることを特徴とする請求
   項８記載のホトマスクの欠陥検出装置。
10. 【請求項１０】前記位相シフトマスクは、透明基板と、
    前記透明基板上に形成され、位相シフタとして機能する
    透明薄膜とを有し、前記薄膜は前記第１の波長成分に対
    しては透明であり、前記第２の波長成分に対しては吸光
    特性を有する吸光剤を含むことを特徴とする請求項８又
    は９記載のホトマスクの欠陥検出装置。
11. 【請求項１１】前記第２の波長成分は280nm以下の波長
    を有することを特徴とする請求項８乃至10の何れかに記
    載のホトマスクの欠陥検出装置。
12. 【請求項１２】全面に補助層が形成された位相シフトマ
    スクに光を照射する手段と、 前記位相シフトマスクを透過した光を第１の検出信号と
    して検出する第１の検出手段と、 前記位相シフトマスクから反射した光を第２の検出信号
    として検出する第２の検出手段と、 前記位相シフトマスクの設計パターンデータと前記第１
    と第２の検出信号から生成されたデータとを比較する比
    較手段とを有することを特徴とするホトマスクの欠陥検
    出装置。
13. 【請求項１３】光源と、 前記光源からの光を第１と第２の光線に分岐し、かつ前
    記第１の光線が位相シフトマスクを透過するように前記
    第１の光線を前記位相シフトマスクに照射するための第
    １の光線分岐手段と、 前記位相シフトマスクを透過した前記第１の光線を第３
    と第４の光線に分岐する第２の光線分岐手段と、 前記第２の光線と前記第３の光線とを干渉させる手段
    と、 干渉された第２と第３の光線を検出する第１の検出手段
    と、 前記第４の光線を検出する第２の検出手段と、 前記第１及び第２の検出手段により検出された結果に基
    づいて前記位相シフトマスク上の欠陥を検出する手段と
    を有することを特徴とするホトマスクの欠陥検出装置。