JP3324013B2 - 透過率測定方法および装置 - Google Patents
透過率測定方法および装置Info
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- JP3324013B2 JP3324013B2 JP26774193A JP26774193A JP3324013B2 JP 3324013 B2 JP3324013 B2 JP 3324013B2 JP 26774193 A JP26774193 A JP 26774193A JP 26774193 A JP26774193 A JP 26774193A JP 3324013 B2 JP3324013 B2 JP 3324013B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，微小領域での透過率の
測定に関するもので、特に、半導体素子を製造する際の
リソグラフイー工程において、被投影原版として用いら
れるフオトマスクの中でも、位相差と透過率を制御した
位相シフトパターンを有する、ハーフトーン型位相シフ
トフオトマフクの、半遮光領域の透明領域に対する相対
透過率を測定するための装置に関する。
測定に関するもので、特に、半導体素子を製造する際の
リソグラフイー工程において、被投影原版として用いら
れるフオトマスクの中でも、位相差と透過率を制御した
位相シフトパターンを有する、ハーフトーン型位相シフ
トフオトマフクの、半遮光領域の透明領域に対する相対
透過率を測定するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の高集積化にとも
なって、この回路作製に用いられるレチクルにも、一層
の微細化が求められるようになってきた。現在では、１
６ＭのＤＲＡＭ用の５倍レチクルから転写されるデバイ
スパターンの線幅は、０．６μｍと微細なものである。
６４ＭのＤＲＡＭのデバイスパターンの場合には、０．
３５μｍ線幅の解像が必要となってきており、従来のス
テッパーを用いた光露光方式ではもはや限界にきてい
る。この為、光露光におけるレチクルから転写されるデ
バイスパターンの解像性を上げることができ、現状のス
テッパーにて使用できる方式の位相シフトフオトマスク
が注目されるようになってきた。位相シフトフオトマス
クについては、特開昭５８−１７３４４号、特公昭６２
−５９２９６号に、すでに、基本的な考え、原理は記載
されているが、現状の光露光のシステムをそのまま継続
できるメリットが見直され、各種タイプの位相シフトフ
オトマスクの開発が盛んに検討されるようになってき
た。図２に示すような、ハーフトーン型の位相シフトフ
オトマスクもその一つである。ハーフトーン型について
は、その製造方法の簡単さから、最近注目をあびるよう
になってきており、詳細は、特開平４−１３６８５４号
等に記載がある。このハーフトーン型位相シフトフオト
マスクの場合には、シフター部と半遮光部とを兼ねる半
透明の領域については、転写用に用いる所定波長の光に
ついて、透明領域に対する位相差を制御することが必要
な上、光透過率を制御することが必要とされている。こ
の為、ハーフトーン型位相シフトフオトマスクの場合に
おいては、微細なミクロンオーダのパターン部での、透
明領域に対する位相差および透過率を、直接的に正確
に、測定することが必要になってきた。その要求に対応
するものとして、微細なミクロンオーダのパターン部で
の、透明領域に対する位相差測定については、本発明者
出願の、特願平４−２７８７３７等があるが、透過率の
測定については、この要求に応えるものはないのが現状
である。とりわけ最近、フオトマスクに対する高い寸法
精度の要求に伴い、フオトマスクの板厚が大きくなって
きたことが、さらに透過率測定における微小化を困難に
している。従来から、一般に利用されている、分光光学
系を有する透過率測定装置においては、被測定サンプル
における測定領域の大きさは、光学系の設計上の制約よ
り直径１ｍｍ程度のスポットが限界であり、ミクロンオ
ーダの微細パターンの透過率を測定することは困難であ
る為、半遮光領域に有する位相シフトフオトマスクの透
過率の測定は、この分光光学系を有する透過率測定装置
を用い、パターン形成後に、微細パターン以外の大きな
領域で測定して、これから必要な波長での値をを得てい
た。
なって、この回路作製に用いられるレチクルにも、一層
の微細化が求められるようになってきた。現在では、１
６ＭのＤＲＡＭ用の５倍レチクルから転写されるデバイ
スパターンの線幅は、０．６μｍと微細なものである。
６４ＭのＤＲＡＭのデバイスパターンの場合には、０．
３５μｍ線幅の解像が必要となってきており、従来のス
テッパーを用いた光露光方式ではもはや限界にきてい
る。この為、光露光におけるレチクルから転写されるデ
バイスパターンの解像性を上げることができ、現状のス
テッパーにて使用できる方式の位相シフトフオトマスク
が注目されるようになってきた。位相シフトフオトマス
クについては、特開昭５８−１７３４４号、特公昭６２
−５９２９６号に、すでに、基本的な考え、原理は記載
されているが、現状の光露光のシステムをそのまま継続
できるメリットが見直され、各種タイプの位相シフトフ
オトマスクの開発が盛んに検討されるようになってき
た。図２に示すような、ハーフトーン型の位相シフトフ
オトマスクもその一つである。ハーフトーン型について
は、その製造方法の簡単さから、最近注目をあびるよう
になってきており、詳細は、特開平４−１３６８５４号
等に記載がある。このハーフトーン型位相シフトフオト
マスクの場合には、シフター部と半遮光部とを兼ねる半
透明の領域については、転写用に用いる所定波長の光に
ついて、透明領域に対する位相差を制御することが必要
な上、光透過率を制御することが必要とされている。こ
の為、ハーフトーン型位相シフトフオトマスクの場合に
おいては、微細なミクロンオーダのパターン部での、透
明領域に対する位相差および透過率を、直接的に正確
に、測定することが必要になってきた。その要求に対応
するものとして、微細なミクロンオーダのパターン部で
の、透明領域に対する位相差測定については、本発明者
出願の、特願平４−２７８７３７等があるが、透過率の
測定については、この要求に応えるものはないのが現状
である。とりわけ最近、フオトマスクに対する高い寸法
精度の要求に伴い、フオトマスクの板厚が大きくなって
きたことが、さらに透過率測定における微小化を困難に
している。従来から、一般に利用されている、分光光学
系を有する透過率測定装置においては、被測定サンプル
における測定領域の大きさは、光学系の設計上の制約よ
り直径１ｍｍ程度のスポットが限界であり、ミクロンオ
ーダの微細パターンの透過率を測定することは困難であ
る為、半遮光領域に有する位相シフトフオトマスクの透
過率の測定は、この分光光学系を有する透過率測定装置
を用い、パターン形成後に、微細パターン以外の大きな
領域で測定して、これから必要な波長での値をを得てい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況のもと、所定波長の光に対する透明領域と該所定波
長の透過光に対し透明領域との位相差を与える半透明領
域とを有する部材の、半透明域における光透過率を測定
する方法と装置を提供するものであり、特に、ハーフト
ーン型の位相シフトフオトマスクにおける、微小な半透
明領域の透過率を測定する方法と装置を提供するもので
ある。
状況のもと、所定波長の光に対する透明領域と該所定波
長の透過光に対し透明領域との位相差を与える半透明領
域とを有する部材の、半透明域における光透過率を測定
する方法と装置を提供するものであり、特に、ハーフト
ーン型の位相シフトフオトマスクにおける、微小な半透
明領域の透過率を測定する方法と装置を提供するもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の透過率測定方法
は、所定波長の光に対する透明領域と、該所定波長の透
過光に対し透明領域との位相差を与える半透明領域とを
有する部材の、微小半透明領域の所定波長における光透
過率を、該微小半透明領域近傍の、透明領域の透過光を
基準とした光強度比でもってあらわした、相対透過率の
測定方法であって、測定対象部材がハーフトーン型位相
シフトフオトマスクであり、該フオトマスクの半遮光領
域の所定波長における透過率を、透明領域との光強度比
でもって、相対透過率としてあらわすもので、振幅、位
相が等しい、可干渉性のある所定波長の２光束をそれぞ
れ、微小半透明領域と該微小半透明領域近傍の、透明領
域とに通過させた後に、微小半透明領域を通過後の光束
と、該微小半透明領域近傍の、透明領域を通過後の光束
とを干渉させ、得られる干渉光の位相を調整をすること
により、干渉光の強度の最大値Ｉmax 、最小値Ｉmin と
を得、この２値から相対的な透過率を求めるものであ
る。詳しくは、この最大値Ｉmax 、最小値Ｉmin の値
と、（Ｉmax −Ｉmin ）／（Ｉmax ＋Ｉmin ）＝２
（ａ）1/2 ／（１＋ａ）の関係式とから、演算処理によ
り、相対透過率ａを求めるか、又は、この最大値Ｉmax
、最小値Ｉmin の値と、このときの微小半透明領域近
傍の透明領域の光強度Ｉ0 と、ａ＝（Ｉmax ＋Ｉmin）
／２Ｉ0 −１、の関係式とから相対透過率ａ求めるもの
である。尚、微小半透明領域近傍の透明領域の光強度Ｉ
0 については、微小半透明領域近傍の透明領域を通過後
の２光束を干渉させ、得られる干渉光の位相を調整する
ことにより、干渉光の強度の最大値４Ｉ0 を得、この値
からＩ0 を求めても良い。ハーフトーン型の位相シフト
フオトマスクにおいて、図２に示すように、微小領域に
おいて、半遮光領域の通過後の所定波長の光束Ａと、透
明領域通過後の上記所定波長の光束Ｂとを干渉させ、得
られる干渉光の位相調整をすることにより、干渉光の強
度の最大値、最小値とを得、この値と、その時の透明領
域の光強度とから、相対的な透過率を求めるものであ
る。本発明の透過率測定装置は、所定波長の光に対する
透明領域と、該所定波長の透過光に対し透明領域との位
相差を与える半透明領域とを有する部材の、微小半透明
領域の所定波長における光透過率を、該微小半透明領域
近傍の、透明領域の透過光を基準とした光強度比でもっ
てあらわした、相対透過率の測定装置であって、測定対
象部材がハーフトーン型位相シフトフオトマスクであ
り、該フオトマスクの半遮光領域の所定波長における透
過率を、透明領域との光強度比でもって、相対透過率と
して計測するもので、水銀灯光源と単一波長のみ取り出
すフイルターと偏光子とからなる、上記所定の波長の直
線偏光を供給する直線偏光供給手段と、前記直線偏光を
偏光方向の異なる２光束に分離する複屈折分離手段と、
前記２光束をそれぞれ前記被投影原版に照射する単一の
コンデンサーレンズ系と、前記２光束による前記パター
ン像を結像する単一のレンズ系と、該対物レンズを通過
した前記２光束を再結合させる複屈折結合手段と、前記
２光束の位相差を変化させる位相差調整手段とを備え、
且つ、該複屈折結合手段により再結合された光束のパタ
ーンのコントラストを、位相差調整手段による調整に対
応して、測定するための検出器と、測定された値を演算
処理する演算処理部とを備えているものである。そし
て、上記所定の波長が、ｉ線３６５ｎｍであることを特
徴とするものである。この装置においては、複屈折によ
って分離された２光束のサンプル上での距離に対応し
て、２光束結合後、被測定パターンのパターンエッジに
隣接して干渉パターンがある幅をもって生じる。この干
渉パターンのコントラストを調整する位相差板により、
干渉パターンの光強度が最大、最小となる値をそれぞれ
測定し、演算処理することができる。
は、所定波長の光に対する透明領域と、該所定波長の透
過光に対し透明領域との位相差を与える半透明領域とを
有する部材の、微小半透明領域の所定波長における光透
過率を、該微小半透明領域近傍の、透明領域の透過光を
基準とした光強度比でもってあらわした、相対透過率の
測定方法であって、測定対象部材がハーフトーン型位相
シフトフオトマスクであり、該フオトマスクの半遮光領
域の所定波長における透過率を、透明領域との光強度比
でもって、相対透過率としてあらわすもので、振幅、位
相が等しい、可干渉性のある所定波長の２光束をそれぞ
れ、微小半透明領域と該微小半透明領域近傍の、透明領
域とに通過させた後に、微小半透明領域を通過後の光束
と、該微小半透明領域近傍の、透明領域を通過後の光束
とを干渉させ、得られる干渉光の位相を調整をすること
により、干渉光の強度の最大値Ｉmax 、最小値Ｉmin と
を得、この２値から相対的な透過率を求めるものであ
る。詳しくは、この最大値Ｉmax 、最小値Ｉmin の値
と、（Ｉmax −Ｉmin ）／（Ｉmax ＋Ｉmin ）＝２
（ａ）1/2 ／（１＋ａ）の関係式とから、演算処理によ
り、相対透過率ａを求めるか、又は、この最大値Ｉmax
、最小値Ｉmin の値と、このときの微小半透明領域近
傍の透明領域の光強度Ｉ0 と、ａ＝（Ｉmax ＋Ｉmin）
／２Ｉ0 −１、の関係式とから相対透過率ａ求めるもの
である。尚、微小半透明領域近傍の透明領域の光強度Ｉ
0 については、微小半透明領域近傍の透明領域を通過後
の２光束を干渉させ、得られる干渉光の位相を調整する
ことにより、干渉光の強度の最大値４Ｉ0 を得、この値
からＩ0 を求めても良い。ハーフトーン型の位相シフト
フオトマスクにおいて、図２に示すように、微小領域に
おいて、半遮光領域の通過後の所定波長の光束Ａと、透
明領域通過後の上記所定波長の光束Ｂとを干渉させ、得
られる干渉光の位相調整をすることにより、干渉光の強
度の最大値、最小値とを得、この値と、その時の透明領
域の光強度とから、相対的な透過率を求めるものであ
る。本発明の透過率測定装置は、所定波長の光に対する
透明領域と、該所定波長の透過光に対し透明領域との位
相差を与える半透明領域とを有する部材の、微小半透明
領域の所定波長における光透過率を、該微小半透明領域
近傍の、透明領域の透過光を基準とした光強度比でもっ
てあらわした、相対透過率の測定装置であって、測定対
象部材がハーフトーン型位相シフトフオトマスクであ
り、該フオトマスクの半遮光領域の所定波長における透
過率を、透明領域との光強度比でもって、相対透過率と
して計測するもので、水銀灯光源と単一波長のみ取り出
すフイルターと偏光子とからなる、上記所定の波長の直
線偏光を供給する直線偏光供給手段と、前記直線偏光を
偏光方向の異なる２光束に分離する複屈折分離手段と、
前記２光束をそれぞれ前記被投影原版に照射する単一の
コンデンサーレンズ系と、前記２光束による前記パター
ン像を結像する単一のレンズ系と、該対物レンズを通過
した前記２光束を再結合させる複屈折結合手段と、前記
２光束の位相差を変化させる位相差調整手段とを備え、
且つ、該複屈折結合手段により再結合された光束のパタ
ーンのコントラストを、位相差調整手段による調整に対
応して、測定するための検出器と、測定された値を演算
処理する演算処理部とを備えているものである。そし
て、上記所定の波長が、ｉ線３６５ｎｍであることを特
徴とするものである。この装置においては、複屈折によ
って分離された２光束のサンプル上での距離に対応し
て、２光束結合後、被測定パターンのパターンエッジに
隣接して干渉パターンがある幅をもって生じる。この干
渉パターンのコントラストを調整する位相差板により、
干渉パターンの光強度が最大、最小となる値をそれぞれ
測定し、演算処理することができる。
【０００５】本発明の測定原理は以下のとおりである。
直線偏光をもった測定光が複屈折分離され、２光束とな
ったとき、各々は、偏光面が９０°異なっている。サン
プル通過後、この２光束が再び結合されると干渉が生
じ、そのパターン像は明暗に変化し、干渉縞となる。干
渉縞の光強度はＩは、サンプル透過後の光束１、光束２
の強度を、それぞれ、Ｉ1 、Ｉ2 、光波をそれぞれ、Ｅ
1 、Ｅ2 とすると、 Ｅ1 ＝ Ａ1 ｅｘｐ（−２πω1 ｔ） Ｅ2 ＝ Ａ2 ｅｘｐ（−２πω2 ｔ） と表されることより、 Ｉ ＝〔Ｅ1 ＋Ｅ2 〕2 ＝〔Ａ1 ｅｘｐ（−２πω
1 ｔ）＋Ａ2 ｅｘｐ（−２πω2 ｔ）〕2＝ Ａ1 2 ＋
Ａ2 2 ＋２Ａ1 Ａ2 ｃｏｓ（Δφ） と表され、２光束の干渉縞を観測する位置や光学的経路
に応じた位相差をΔφとすると、 Ｉ ＝ Ｉ1 ＋ Ｉ2 ＋２〔（Ｉ1 ×Ｉ2 ）〕1/2 ｃｏｓ（Δφ）（１） 強度Ｉは、ｃｏｓ（Δφ）＝１で最大（明）、ｃｏｓ
（Δφ）＝−１で最小（暗）となる。通常、Δφ＝０°
で最大（明）、Δφ＝１８０°で最小（暗）とする。し
たがって、透明領域を通る光束１の光強度Ｉ1 と光束２
の光強度Ｉ2 が等しくなる、光束２がサンプルの透明領
域を通る場合において、位相調整部を変化させて、Ｉが
最大（Ｉmax ）と最小（Ｉmin ）になった値を記録す
る。このとき、Ｉ1 ＝Ｉ2 ＝Ｉ0 で、（１）より、 Ｉmax ＝４Ｉ0 （２） Ｉmin ＝０ 次に、光束１は透明領域を通るままにして、光束２が半
遮光領域を透過するようにサンプルの位置を設定する
と、半遮光パターンのエッジ部にはａに応じた光強度の
干渉パターンが生じる。このときも位相調整部を変化さ
せ、Ｉが最大（Ｉmax ）と最小（Ｉmin ）になった値を
記録する。ここで、相対透過率を
、 Ｉ2 ＝ａＩ1 （ａ：相対透過率、０＜ａ≦１） （３） と定義すると、（１）式と透明領域透過の光束１の光強
度は、Ｉ1 ＝Ｉ0 であることから、 Ｉmax ＝〔１＋ａ＋２（ａ）1/2 〕Ｉ0 （４） Ｉmin ＝〔１＋ａ−２（ａ）1/2 〕Ｉ0 （５） コントラストＣを次式で定義すると、 Ｃ＝（Ｉmax −Ｉmin ）／（Ｉmax ＋Ｉmin ） （６） （４）、（５）、（６）式から Ｃ＝２（ａ）1/2 ／（１＋ａ） （７） 又、相対透過率ａは、 ａ＝（Ｉmax ＋Ｉmin ）／２Ｉ0 −１ （８） であらわされ、結局、（６）、（７）式よりＩmax 、Ｉ
min の値、もしくは、（８）式よりＩmax 、Ｉmin 、Ｉ
0 の値から相対透過率ａを求めることができる。このよ
うに、本発明の透過率測定は、光束１が透明領域を通
り、光束２が半遮光領域を透過するようにサンプル位置
を設定した場合の上記Ｉmax 、Ｉmin の測定、もしく
は、このＩmax 、Ｉmin の測定と、光束１が透明領域を
通り、光束２も透明領域を透過するようにサンプル位置
を設定した場合の上記Ｉmax の測定からＩ0 を得て、相
対透過率ａを求めるものである。
直線偏光をもった測定光が複屈折分離され、２光束とな
ったとき、各々は、偏光面が９０°異なっている。サン
プル通過後、この２光束が再び結合されると干渉が生
じ、そのパターン像は明暗に変化し、干渉縞となる。干
渉縞の光強度はＩは、サンプル透過後の光束１、光束２
の強度を、それぞれ、Ｉ1 、Ｉ2 、光波をそれぞれ、Ｅ
1 、Ｅ2 とすると、 Ｅ1 ＝ Ａ1 ｅｘｐ（−２πω1 ｔ） Ｅ2 ＝ Ａ2 ｅｘｐ（−２πω2 ｔ） と表されることより、 Ｉ ＝〔Ｅ1 ＋Ｅ2 〕2 ＝〔Ａ1 ｅｘｐ（−２πω
1 ｔ）＋Ａ2 ｅｘｐ（−２πω2 ｔ）〕2＝ Ａ1 2 ＋
Ａ2 2 ＋２Ａ1 Ａ2 ｃｏｓ（Δφ） と表され、２光束の干渉縞を観測する位置や光学的経路
に応じた位相差をΔφとすると、 Ｉ ＝ Ｉ1 ＋ Ｉ2 ＋２〔（Ｉ1 ×Ｉ2 ）〕1/2 ｃｏｓ（Δφ）（１） 強度Ｉは、ｃｏｓ（Δφ）＝１で最大（明）、ｃｏｓ
（Δφ）＝−１で最小（暗）となる。通常、Δφ＝０°
で最大（明）、Δφ＝１８０°で最小（暗）とする。し
たがって、透明領域を通る光束１の光強度Ｉ1 と光束２
の光強度Ｉ2 が等しくなる、光束２がサンプルの透明領
域を通る場合において、位相調整部を変化させて、Ｉが
最大（Ｉmax ）と最小（Ｉmin ）になった値を記録す
る。このとき、Ｉ1 ＝Ｉ2 ＝Ｉ0 で、（１）より、 Ｉmax ＝４Ｉ0 （２） Ｉmin ＝０ 次に、光束１は透明領域を通るままにして、光束２が半
遮光領域を透過するようにサンプルの位置を設定する
と、半遮光パターンのエッジ部にはａに応じた光強度の
干渉パターンが生じる。このときも位相調整部を変化さ
せ、Ｉが最大（Ｉmax ）と最小（Ｉmin ）になった値を
記録する。ここで、相対透過率を
、 Ｉ2 ＝ａＩ1 （ａ：相対透過率、０＜ａ≦１） （３） と定義すると、（１）式と透明領域透過の光束１の光強
度は、Ｉ1 ＝Ｉ0 であることから、 Ｉmax ＝〔１＋ａ＋２（ａ）1/2 〕Ｉ0 （４） Ｉmin ＝〔１＋ａ−２（ａ）1/2 〕Ｉ0 （５） コントラストＣを次式で定義すると、 Ｃ＝（Ｉmax −Ｉmin ）／（Ｉmax ＋Ｉmin ） （６） （４）、（５）、（６）式から Ｃ＝２（ａ）1/2 ／（１＋ａ） （７） 又、相対透過率ａは、 ａ＝（Ｉmax ＋Ｉmin ）／２Ｉ0 −１ （８） であらわされ、結局、（６）、（７）式よりＩmax 、Ｉ
min の値、もしくは、（８）式よりＩmax 、Ｉmin 、Ｉ
0 の値から相対透過率ａを求めることができる。このよ
うに、本発明の透過率測定は、光束１が透明領域を通
り、光束２が半遮光領域を透過するようにサンプル位置
を設定した場合の上記Ｉmax 、Ｉmin の測定、もしく
は、このＩmax 、Ｉmin の測定と、光束１が透明領域を
通り、光束２も透明領域を透過するようにサンプル位置
を設定した場合の上記Ｉmax の測定からＩ0 を得て、相
対透過率ａを求めるものである。
【０００６】
【作用】本発明の透過率測定方法は、このような構成に
することにより、ハーフトーン型の位相シフトフオトマ
スクにようなミクロンオーダーの微細な半遮光領域（パ
ターン領域）の透過率の測定を該半遮光領域近傍の透明
領域（非パターン領域）を基準とし、直接、その箇所
で、ｉ線３６５ｎｍ等の転写時に使用する波長で、測定
することを可能としている。そして、本発明の透過率測
定装置は、水銀灯光源と単一波長のみ取り出すフイルタ
ーと偏光子とからなる、所定の波長の直線偏光を供給す
る直線偏光供給手段と、前記直線偏光を偏光方向の異な
る２光束に分離する複屈折分離手段とを有しており、干
渉性の良い２光束をつくり出している。又、コントラス
ト検出器を用いていることにより、２光束の位相差調整
に対応して、簡単に干渉光の強度の最大値、最小値をも
とめることができる。結局、このような構成にすること
により、簡単にミクロンオーダーの幅を持つ微小な領域
での透過率の測定を可能にしている。
することにより、ハーフトーン型の位相シフトフオトマ
スクにようなミクロンオーダーの微細な半遮光領域（パ
ターン領域）の透過率の測定を該半遮光領域近傍の透明
領域（非パターン領域）を基準とし、直接、その箇所
で、ｉ線３６５ｎｍ等の転写時に使用する波長で、測定
することを可能としている。そして、本発明の透過率測
定装置は、水銀灯光源と単一波長のみ取り出すフイルタ
ーと偏光子とからなる、所定の波長の直線偏光を供給す
る直線偏光供給手段と、前記直線偏光を偏光方向の異な
る２光束に分離する複屈折分離手段とを有しており、干
渉性の良い２光束をつくり出している。又、コントラス
ト検出器を用いていることにより、２光束の位相差調整
に対応して、簡単に干渉光の強度の最大値、最小値をも
とめることができる。結局、このような構成にすること
により、簡単にミクロンオーダーの幅を持つ微小な領域
での透過率の測定を可能にしている。
【０００７】
【実施例】本発明透過率測定方法の実施例を以下、図に
そって説明する。図１は測定装置概略図、図２はハーフ
トーン型の位相シフトフオトマスクにおける半遮光パタ
ーン部を含む領域の断面図で、図２に示すハーフトーン
型の位相シフトフオトマスクを測定サンプルとして、図
１の装置を用い、半透明パターン領域における透過率の
測定をした。先ず、測定サンプルであるハーフトーン型
の位相シフトフオトマスクを、図１のＸＹＺステージ１
５上に載せ、測定すべき所定の箇所をステージ１５を動
かし決める。次いで、対物レンズ５を透過した、振幅、
位相が等しい、可干渉性のある所定波長の２光束をそれ
ぞれ、図２のように、半透明パターン領域２１と、隣接
する透明パターン領域２２とに通過させ、それぞれを透
過した光束Ａ、光束Ｂを再結合させる。この再結合した
光についての干渉パターン像を撮像管１２にて写し、２
５６階調のＴＶモニターにて、光の強度測定を行った。
尚、測定値はレベル０から２５５の範囲で表示した。こ
の干渉パターンの強度には位相シフター層による位相変
化分も加わっているため位相調整板９により、干渉パタ
ーンの光強度が最大、最小となる値をそれぞれ測定し、
演算処理することによって、測定サンプルの非パターン
領域とシフターパターン領域の相対透過率を算出した。
図２のサンプルにおいては、透明領域を透過した光束Ａ
と半遮光領域を透過した光束Ｂの干渉パターンの光強度
の最大値Ｉmax 測定値は９５となり、最小値Ｉmin の測
定値は３０となり、これより、相対透過率７．９％を得
ることができた。以下、上記測定に使用した測定装置に
ついて図１にそって詳述する。ｉ線（３６５ｎｍ）にお
ける測定を行う為、光源に高圧水銀ランプ１と干渉フイ
ルター２を用い、単一波長ｉ線（３６５ｎｍ）を供給す
る光源とし、偏光子３により単一波長ｉ線（３６５ｎ
ｍ）の直線偏光とした。次いで、ノマルスキープリズム
４によって偏光方向の異なる２光束に分離し、×５０紫
外線対物レンズ５によって、２光束を被測定サンプル６
に投影した。このときの被測定サンプル６上での２光束
のシエアリング量は０．５μｍであった。被測定サンプ
ル６の任意のパターンが測定できるようサンプル６はＸ
ＹＺステージ１５上に設置される。被測定パターンを透
過した２光束を結像する紫外線対物レンズ７には検査光
投影レンズと同一のものを用い、また対物レンズを透過
した２光束を再結合させるために２光束分離に用いたも
のとシエアリング量が等しいノマルスキープリズム８を
用いた。位相調整部９と、２光束の偏光面の等しい成分
の干渉パターン像を得るために検光子１０を回転させ直
線偏光面を選択する。この干渉像を拡大レンズ１１によ
り紫外線に感度を持つ撮像管１２に投影し、コントラス
トを測定するための画像処理部１３において光強度を２
５６階調にし測定する。測定により得られた値を、演算
処理部１４にて演算処理して、相対透過率を得る。
そって説明する。図１は測定装置概略図、図２はハーフ
トーン型の位相シフトフオトマスクにおける半遮光パタ
ーン部を含む領域の断面図で、図２に示すハーフトーン
型の位相シフトフオトマスクを測定サンプルとして、図
１の装置を用い、半透明パターン領域における透過率の
測定をした。先ず、測定サンプルであるハーフトーン型
の位相シフトフオトマスクを、図１のＸＹＺステージ１
５上に載せ、測定すべき所定の箇所をステージ１５を動
かし決める。次いで、対物レンズ５を透過した、振幅、
位相が等しい、可干渉性のある所定波長の２光束をそれ
ぞれ、図２のように、半透明パターン領域２１と、隣接
する透明パターン領域２２とに通過させ、それぞれを透
過した光束Ａ、光束Ｂを再結合させる。この再結合した
光についての干渉パターン像を撮像管１２にて写し、２
５６階調のＴＶモニターにて、光の強度測定を行った。
尚、測定値はレベル０から２５５の範囲で表示した。こ
の干渉パターンの強度には位相シフター層による位相変
化分も加わっているため位相調整板９により、干渉パタ
ーンの光強度が最大、最小となる値をそれぞれ測定し、
演算処理することによって、測定サンプルの非パターン
領域とシフターパターン領域の相対透過率を算出した。
図２のサンプルにおいては、透明領域を透過した光束Ａ
と半遮光領域を透過した光束Ｂの干渉パターンの光強度
の最大値Ｉmax 測定値は９５となり、最小値Ｉmin の測
定値は３０となり、これより、相対透過率７．９％を得
ることができた。以下、上記測定に使用した測定装置に
ついて図１にそって詳述する。ｉ線（３６５ｎｍ）にお
ける測定を行う為、光源に高圧水銀ランプ１と干渉フイ
ルター２を用い、単一波長ｉ線（３６５ｎｍ）を供給す
る光源とし、偏光子３により単一波長ｉ線（３６５ｎ
ｍ）の直線偏光とした。次いで、ノマルスキープリズム
４によって偏光方向の異なる２光束に分離し、×５０紫
外線対物レンズ５によって、２光束を被測定サンプル６
に投影した。このときの被測定サンプル６上での２光束
のシエアリング量は０．５μｍであった。被測定サンプ
ル６の任意のパターンが測定できるようサンプル６はＸ
ＹＺステージ１５上に設置される。被測定パターンを透
過した２光束を結像する紫外線対物レンズ７には検査光
投影レンズと同一のものを用い、また対物レンズを透過
した２光束を再結合させるために２光束分離に用いたも
のとシエアリング量が等しいノマルスキープリズム８を
用いた。位相調整部９と、２光束の偏光面の等しい成分
の干渉パターン像を得るために検光子１０を回転させ直
線偏光面を選択する。この干渉像を拡大レンズ１１によ
り紫外線に感度を持つ撮像管１２に投影し、コントラス
トを測定するための画像処理部１３において光強度を２
５６階調にし測定する。測定により得られた値を、演算
処理部１４にて演算処理して、相対透過率を得る。
【０００８】
【発明の効果】上記のような構成にすることにより、本
発明の透過率測定方法、及び、装置は、微小領域での透
過率測定を可能とするもので、ハーフトーン型の位相シ
フトフオトマフクおける微細パターンの半透明部分の透
過率の測定を可能としている。
発明の透過率測定方法、及び、装置は、微小領域での透
過率測定を可能とするもので、ハーフトーン型の位相シ
フトフオトマフクおける微細パターンの半透明部分の透
過率の測定を可能としている。
【図１】本発明の実施例における装置概略図
【図２】本発明実施例における被測定サンプル物断面図
１ 高圧水銀ランプ ２ 干渉フイルター ３ 偏光子 ４ ノマルスキープリズム ５ 紫外線対物レンズ ６ 被測定サンプル ７ 紫外線対物レンズ ８ ノマルスキープリズム ９ 位相調整板 １０ 検光子 １１ 拡大レンズ １２ 撮像管 １３ 画像処理部 １４ 演算処理部 １５ ＸＹＺステージ Ａ 半透明パターン領域透過光束 Ｂ 透明非パターン領域透過光束 ２１ 半透明パターン領域 ２２ 透明非パターン領域
Claims (6)
- 【請求項１】 所定波長の光に対する透明領域と、該所
定波長の透過光に対し透明領域との位相差を与える半透
明領域とを有する部材の、微小半透明領域の所定波長に
おける光透過率を、該微小半透明領域近傍の、透明領域
の透過光を基準とした光強度比でもってあらわした、相
対透過率の測定方法であって、測定対象部材がハーフト
ーン型位相シフトフオトマスクであり、該フオトマスク
の半遮光領域の所定波長における透過率を、透明領域と
の光強度比でもって、相対透過率としてあらわすもの
で、振幅、位相が等しい、可干渉性のある所定波長の２
光束をそれぞれ、微小半透明領域と該微小半透明領域近
傍の、透明領域とに通過させた後に、微小半透明領域を
通過後の光束と、該微小半透明領域近傍の、透明領域を
通過後の光束とを干渉させ、得られる干渉光の位相を調
整することにより、干渉光の強度の最大値Ｉmax 、最小
値Ｉmin とを得、この２値から相対的な透過率を求める
ことを特徴とする透過率測定方法。 - 【請求項２】 請求項１において、干渉光の強度の最大
値Ｉmax 、最小値Ｉmin の２値と、（Ｉmax −Ｉmin ）
／（Ｉmax ＋Ｉmin ）＝２（ａ）1/2 ／（１＋ａ）の関
係式とから、演算処理により、相対透過率ａを求めるこ
とを特徴とする透過率測定方法。 - 【請求項３】 請求項１において、干渉光の強度の最大
値Ｉmax 、最小値Ｉmin の２値と、このときの微小半透
明領域近傍の、透明領域透過の光強度Ｉ0と、ａ＝（Ｉ
max ＋Ｉmin ）／２Ｉ0 −１、の関係式とから、演算処
理により、相対透過率ａを求めることを特徴とする透過
率測定方法。 - 【請求項４】 請求項３において、微小半透明領域近傍
の、透明領域透過光強度Ｉ0 を、微小半透明領域近傍
の、透明領域を通過後の２光束を干渉させ、得られる干
渉光の位相を調整することにより、干渉光の強度の最大
値４Ｉ0 を得、この値から求めることを特徴とする透過
率測定方法。 - 【請求項５】 所定波長の光に対する透明領域と、該所
定波長の透過光に対し透明領域との位相差を与える半透
明領域とを有する部材の、微小半透明領域の所定波長に
おける光透過率を、該微小半透明領域近傍の、透明領域
の透過光を基準とした光強度比でもってあらわした、相
対透過率の測定装置であって、測定対象部材がハーフト
ーン型位相シフトフオトマスクであり、該フオトマスク
の半遮光領域の所定波長における透過率を、透明領域と
の光強度比でもって、相対透過率として計測するもの
で、水銀灯光源と単一波長のみ取り出すフイルターと偏
光子とからなる、上記所定の波長の直線偏光を供給する
直線偏光供給手段と、前記直線偏光を偏光方向の異なる
２光束に分離する複屈折分離手段と、前記２光束をそれ
ぞれ前記被投影原版に照射する単一のコンデンサーレン
ズ系と、前記２光束による前記パターン像を結像する単
一のレンズ系と、該対物レンズを通過した前記２光束を
再結合させる複屈折結合手段と、前記２光束の位相差を
変化させる位相差調整手段とを備え、且つ、該複屈折結
合手段により再結合された光束のパターンのコントラス
トを、位相差調整手段による調整に対応して、測定する
ための検出器と、測定された値を演算処理する演算処理
部とを備え、前記検出器からの得られたデータに基づ
き、前記演算処理部により、相対透過率を求めるもので
あることを特徴とする透過率測定装置。 - 【請求項６】 請求項５において、所定波長がｉ線３６
５ｎｍであることを特徴とする透過率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26774193A JP3324013B2 (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | 透過率測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26774193A JP3324013B2 (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | 透過率測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07104458A JPH07104458A (ja) | 1995-04-21 |
| JP3324013B2 true JP3324013B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=17448931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26774193A Expired - Lifetime JP3324013B2 (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | 透過率測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3324013B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9436868B2 (en) | 2010-09-10 | 2016-09-06 | Dimensional Photonics International, Inc. | Object classification for measured three-dimensional object scenes |
| JP6375696B2 (ja) * | 2014-05-28 | 2018-08-22 | 大日本印刷株式会社 | フォトマスクの検査方法およびフォトマスクの製造方法 |
-
1993
- 1993-10-01 JP JP26774193A patent/JP3324013B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07104458A (ja) | 1995-04-21 |
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