JP5146663B2 - Substrate front and back pattern position measuring method and measuring apparatus using the method - Google Patents

Substrate front and back pattern position measuring method and measuring apparatus using the method Download PDF

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Description

本発明は、フォトマスク基板の表裏面のマーク等の位置ずれを測定する基板表裏面パターン位置測定方法及びその方法を用いた測定装置に関する。   The present invention relates to a substrate front / back surface pattern position measuring method for measuring a positional deviation of marks and the like on the front and back surfaces of a photomask substrate and a measuring apparatus using the method.

近年、半導体集積回路における高集積化および微細化に伴い、半導体基板（以下、単にウェハと称する）上に形成される回路パターンの微細化も急速に進んできている。このような半導体集積回路の高集積化・微細化技術においては、フォトリソグラフィ技術の寄与が大きい。このフォトリソグラフィ技術とは、ウェハ上に塗布されたフォトレジストにフォトマスク（原画）上のパターンを転写し、その転写されたフォトレジストを用いて下層の被エッチング膜をパターニングする技術である。   In recent years, along with high integration and miniaturization in semiconductor integrated circuits, miniaturization of circuit patterns formed on a semiconductor substrate (hereinafter simply referred to as a wafer) is also progressing rapidly. In such high integration / miniaturization technology of semiconductor integrated circuits, the contribution of photolithography technology is large. This photolithography technique is a technique in which a pattern on a photomask (original image) is transferred to a photoresist applied on a wafer, and an underlying etching target film is patterned using the transferred photoresist.

フォトリソグラフィ技術において用いられるフォトマスクには通常一方の面にのみ原画パターンが形成されるが、特殊なものにはフォトマスク表面および裏面の両方にパターンが形成さているものがある。このようなフォトマスクとしては、特許文献１（特開２００３−１５６８３２号公報）ものがある。特許文献１のものは、レンズの収差を計測できる収差計測用フォトマスクであり、収差計測を行うために、フォトマスク基板の表面には複数の計測用開口パターンが形成され、フォトマスク基板の裏面には複数の計測用開口パターンの各々への露光光の各入射角度を実質的に異ならせるための裏面開口パターンを有する遮光膜が形成された構成となっている。   Photomasks used in the photolithography technique usually have an original pattern formed on only one surface, but some special ones have patterns formed on both the front and back surfaces of the photomask. As such a photomask, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-156832. Patent Document 1 discloses an aberration measurement photomask capable of measuring lens aberration. In order to perform aberration measurement, a plurality of measurement aperture patterns are formed on the surface of the photomask substrate, and the back surface of the photomask substrate. Has a configuration in which a light-shielding film having a back surface opening pattern for making each incident angle of the exposure light to each of the plurality of measurement opening patterns substantially different is formed.

特許文献１に記載されているような表面および裏面の両方にパターンが形成されるフォトマスク基板においては、表面のパターンと裏面のパターンの位置ずれを測定する、というニーズが発生する。ここで、図面を参照しつつ従来行われていたフォトマスク基板の表裏面の位置ずれを測定する方法について説明する。   In a photomask substrate in which a pattern is formed on both the front surface and the back surface as described in Patent Document 1, there is a need to measure the positional deviation between the front surface pattern and the back surface pattern. Here, a conventional method for measuring the positional deviation of the front and back surfaces of the photomask substrate will be described with reference to the drawings.

図１１は、従来のフォトマスクやウエハ等の平行平面基板の表裏面のマークやパターン等の位置ずれを測定する方法の原理を説明するための図である。図１１は、フォトマスク基板の測定の様子を側面からみたものであり、１はフォトマスク基板、２は上面側対物レンズ、３は下面側対物レンズ、１０は測定用ステージをそれぞれ示している。フォトマスク基板１の表面の点Ｐと、裏面の点Ｑの画像は、画像取得装置で取得し、モニター画面に表示されるが、これらの点Ｐ、点Ｑの位置ずれを測定する場合を例に説明する。   FIG. 11 is a diagram for explaining the principle of a conventional method for measuring the positional deviation of marks and patterns on the front and back surfaces of a parallel flat substrate such as a photomask or wafer. FIG. 11 is a side view showing how the photomask substrate is measured. Reference numeral 1 denotes a photomask substrate, 2 denotes an upper surface side objective lens, 3 denotes a lower surface side objective lens, and 10 denotes a measurement stage. Images of the point P on the front surface and the point Q on the back surface of the photomask substrate 1 are acquired by an image acquisition device and displayed on a monitor screen. An example of measuring the positional deviation of these points P and Q is an example. Explained.

フォトマスク基板１は、測定用ステージ１０上に載置されて、フォトマスク基板１上面から上面側対物レンズ２によって、また、フォトマスク基板１下面から下面側対物レンズ３によって、観測されることによって、モニター上で位置が測定される。測定用ステージ１０は、フォトマスク基板１を載置したまま線Ｏ―Ｏ’を中心として回転可能に構成されている。また、図中、線Ｔ―Ｔ’は、上面側対物レンズ２の光軸、線Ｂ―Ｂ’は下面側対物レンズ３の光軸をそれぞれ示している。   The photomask substrate 1 is placed on the measurement stage 10 and is observed by the upper surface side objective lens 2 from the upper surface of the photomask substrate 1 and by the lower surface side objective lens 3 from the lower surface of the photomask substrate 1. The position is measured on the monitor. The measurement stage 10 is configured to be rotatable around the line O-O ′ with the photomask substrate 1 placed thereon. In the drawing, the line T-T ′ indicates the optical axis of the upper surface side objective lens 2, and the line B-B ′ indicates the optical axis of the lower surface side objective lens 3.

図１２は、フォトマスク基板１の表面を上面側対物レンズ２で、裏面を下面側対物レンズ３で観測した様子を示す図である。図１２（Ａ）は上面側対物レンズ２で点Ｐを測定している様子であり、図１２（Ｂ）は下面側対物レンズ３で点Ｑを測定している様子である。ここで、図１２におけるｘ軸、ｙ軸の原点は、測定用ステージ１０の回転軸である線Ｏ―Ｏ’が通過する点であり、図１１において、ｘ軸方向は図面左から右への方向と定義するものとし、ｙ軸方向は紙面表面から裏面への方向と定義する。図１２の状態において、任意の点を原点として測定された点Ｐの位置を（Ｘt0，Ｙt0）、点Ｑの位置を（Ｘb0，Ｙ
b0）とする。座標の添え字中、ｔはｔｏｐの略であり、ｂはｂｏｔｔｏｍの略であり、０は０°の略である。 FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which the front surface of the photomask substrate 1 is observed with the upper surface side objective lens 2 and the back surface is observed with the lower surface side objective lens 3. FIG. 12A shows a state where the point P is measured by the upper surface side objective lens 2, and FIG. 12B shows a state where the point Q is measured by the lower surface side objective lens 3. Here, the origins of the x-axis and y-axis in FIG. 12 are points through which the line OO ′, which is the rotation axis of the measurement stage 10, passes. In FIG. The y-axis direction is defined as the direction from the front surface to the back surface. In the state of FIG. 12, the position of the point P measured with an arbitrary point as the origin is (X t0 , Y t0 ), and the position of the point Q is (X b0 , Y
b0 ). In the coordinate subscripts, t is an abbreviation for top, b is an abbreviation for bottom, and 0 is an abbreviation for 0 °.

測定用ステージ１０の回転軸である線Ｏ―Ｏ’や、上面側対物レンズ２の光軸である線Ｔ―Ｔ’や下面側対物レンズ３の光軸である線Ｂ―Ｂ’は厳密に精度あわせがしてあれば、図１２の状態において測定された点Ｐや点Ｑの位置から、それぞれの点の位置のずれが測定できるが、実際には、これらの線の精度を合わせることは困難である。   The line OO ′ that is the rotation axis of the measurement stage 10, the line TT ′ that is the optical axis of the upper objective lens 2, and the line BB ′ that is the optical axis of the lower objective lens 3 are strictly. If the accuracy is matched, the position shift of each point can be measured from the positions of the points P and Q measured in the state of FIG. 12, but in practice, it is not possible to match the accuracy of these lines. Have difficulty.

そこで、次に、点Ｐおよび点Ｑのそれぞれを、測定用ステージ１０を１８０°回転した状態で測定する。図１３は、測定用ステージ１０を１８０°回転して、フォトマスク基板１の表面を上面側対物レンズ２で、裏面を下面側対物レンズ３で観測した様子を示す図である。図１３（Ａ）は上面側対物レンズ２で点Ｐ180を測定している様子であり、図１３（Ｂ）は下面側対物レンズ３で点Ｑ180を測定している様子である。図１３においては、点Ｐ180、点Ｑ180それぞれはｘｙ座標の原点を中心に１８０°回転した状態となる。ここで、図１３の状態において測定された点Ｐ180の位置を（Ｘt180，Ｙt180）、点Ｑ180の位置を（Ｘb180，Ｙb180）とする。 Therefore, next, each of the point P and the point Q is measured in a state where the measurement stage 10 is rotated by 180 °. FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which the measurement stage 10 is rotated by 180 ° and the surface of the photomask substrate 1 is observed with the upper surface side objective lens 2 and the back surface is observed with the lower surface side objective lens 3. FIG. 13A shows a state in which the point P 180 is measured by the upper surface side objective lens 2, and FIG. 13B shows a state in which the point Q 180 is measured by the lower surface side objective lens 3. In FIG. 13, each of the point P 180 and the point Q 180 is rotated 180 ° around the origin of the xy coordinates. Here, the position of the point P 180 measured in the state of FIG. 13 is (X t180 , Y t180 ), and the position of the point Q 180 is (X b180 , Y b180 ).

上面側対物レンズ２による点Ｐの観測において、測定用ステージ１０を回転する前後のｘ軸方向の位置ずれをΔＸt、ｙ方向の位置ずれをΔＹt、回転軸を原点とした時の位置を（Ｘtr，Ｙtr）とすると、次の（１）、（２）式が成立する。
ΔＸt＝Ｘt0−Ｘt180＝２・Ｘtr （１）
ΔＹt＝Ｙt0−Ｙt180＝２・Ｙtr （２）
また、下面側対物レンズ３による点Ｑの観測において、測定用ステージ１０を回転する前後のｘ軸方向の位置ずれをΔＸb、ｙ方向の位置ずれをΔＹb、回転軸を原点とした時の位置を（Ｘbr，Ｙbr）とすると、次の（３）、（４）式が成立する。
ΔＸb＝Ｘb0−Ｘt180＝２・Ｘbr （３）
ΔＹb＝Ｙb0−Ｙb180＝２・Ｙbr （４）
この操作をする事により図１５に示すように、表裏同一の回転中心からの位置ずれ量に置き換える事ができる。 In the observation of the point P by the upper surface side objective lens 2, the positional deviation in the x-axis direction before and after rotating the measurement stage 10 is ΔX t , the positional deviation in the y direction is ΔY t , and the position when the rotational axis is the origin is If (X tr , Y tr ), the following equations (1) and (2) are established.
ΔX t = X t0 −X t180 = 2 · X tr (1)
ΔY t = Y t0 −Y t180 = 2 · Y tr (2)
Further, in the observation of the point Q by the lower surface side objective lens 3, the positional deviation in the x-axis direction before and after the measurement stage 10 is rotated is ΔX b , the positional deviation in the y-direction is ΔY b , and the rotational axis is the origin. When the position is (X br , Y br ), the following equations (3) and (4) are established.
ΔX b = X b0 −X t180 = 2 · X br (3)
ΔY b = Y b0 −Y b180 = 2 · Y br (4)
By performing this operation, as shown in FIG. 15, it can be replaced with a positional deviation amount from the same center of rotation.

点Ｐと点Ｑの位置ずれは、もともと次の（５）、（６）式である。
ΔＸ＝Ｘbr−Ｘtr （５）
ΔＹ＝Ｙbr−Ｙtr （６）
本測定原理においては、（Ｘt0，Ｙt0）および（Ｘb0，Ｙb0）を厳密に測定する代わりに、（１）〜（４）の式を用いて、点Ｐと点Ｑの位置ずれ量を、ΔＸt、ΔＹt、ΔＸb、ΔＹbの測定結果を用いて次の（７）、（８）式のように計算する。
（点Ｐと点Ｑの位置ずれ量）
ΔＸ＝Ｘbr−Ｘtr＝（ΔＸb−ΔＸt）／２ （７）
ΔＹ＝Ｙbr−Ｙtr＝（ΔＹb−ΔＹt）／２ （８）
すなわち、本測定方法によれば、測定用ステージ１０を回転する前後のｘ軸方向の位置ずれ量、ｙ軸方向の位置ずれ量を用いることにより、光軸等の位置あわせ、精度あわせを不要として、フォトマスク基板１の両面の各ポイント間の位置ずれ量を測定することが可能となる。
特開２００３−１５６８３２号公報 The positional deviation between the point P and the point Q is originally expressed by the following equations (5) and (6).
ΔX = X br -X tr (5)
ΔY = Y br −Y tr (6)
In this measurement principle, instead of strictly measuring (X t0 , Y t0 ) and (X b0 , Y b0 ), the misalignment between point P and point Q using the equations (1) to (4) The quantity is calculated as in the following equations (7) and (8) using the measurement results of ΔX t , ΔY t , ΔX b , and ΔY b .
(Position shift between point P and point Q)
ΔX = X br −X tr = (ΔX b −ΔX t ) / 2 (7)
ΔY = Y br −Y tr = (ΔY b −ΔY t ) / 2 (8)
That is, according to this measurement method, by using the amount of positional deviation in the x-axis direction and the amount of positional deviation in the y-axis direction before and after the measurement stage 10 is rotated, it is not necessary to align the optical axis or the like. It is possible to measure the amount of positional deviation between the points on both sides of the photomask substrate 1.
JP 2003-156932 A

ところで、上記のような従来のフォトマスク基板の表裏面の位置ずれを測定する方法によれば、次の図１４に示されるような場合に問題が発生する。図１４は、フォトマスク基板１の表裏面のマークやパターン等の位置ずれを測定する方法において、測定用ステージ
１０上のフォトマスク基板１の法線が測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）からずれた場合を示す図である。なお、図１４において、図１１における参照符号と同一の参照符号が付されているものは、図１１と同一の構成であるので説明については省略する。 By the way, according to the method for measuring the positional deviation between the front and back surfaces of the conventional photomask substrate as described above, a problem occurs in the case shown in FIG. FIG. 14 shows a method for measuring positional deviations of marks and patterns on the front and back surfaces of the photomask substrate 1, and the normal line of the photomask substrate 1 on the measurement stage 10 is the measurement stage 10 rotation axis (line OO). It is a figure which shows the case where it deviates from '). In FIG. 14, components having the same reference numerals as those in FIG. 11 have the same configurations as those in FIG.

図１４は、例えば、測定用ステージ１０上面の平滑性などに問題があり、図のようにフォトマスク基板１の法線が測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）に対してφずれたような場合である。このような場合、例えば、フォトマスク基板１の厚さが６３５０μｍで、φが０．００４５°でると、上記のフォトマスク基板の表裏面の位置ずれを測定する方法によれば、０．５μｍの誤差を生じることとなり、大きな問題となっていた。   In FIG. 14, for example, there is a problem in the smoothness of the upper surface of the measurement stage 10, and the normal line of the photomask substrate 1 is shifted by φ with respect to the rotation axis (line OO ′) of the measurement stage 10 as shown. This is the case. In such a case, for example, when the thickness of the photomask substrate 1 is 6350 μm and φ is 0.0045 °, according to the above-described method of measuring the positional deviation of the front and back surfaces of the photomask substrate, 0.5 μm An error was caused, which was a big problem.

本発明は以上のような課題を解決するためのもので、請求項１に係る発明は、厚さＴの基板の表面に形成された表面パターンと、該基板の裏面に形成された裏面パターンとの位置ずれを測定する基板表裏面パターン位置測定方法において、回転可能なステージ上で、該ステージの１８０°回転前後の表面パターンのｘ軸方向の位置ずれΔＸt、ｙ方向の位置ずれΔＹtを測定するステップと、回転可能なステージ上で、該ステージの１８０°回転前後の裏面パターンのｘ軸方向の位置ずれΔＸb、ｙ方向の位置ずれΔＹbを測定するステップと、該基板の法線と該ステージの回転軸との角度差（θx，θy）を測定するステップと、真の位置ずれ量（ｄＸ，ｄＹ）を
ｄＸ＝（ΔＸb−ΔＸt）／２＋Ttanθx
ｄＹ＝（ΔＹb−ΔＹt）／２＋Ttanθy
により算出するステップと、からなることを特徴とする。
The present invention is for solving the above problems, and the invention according to claim 1 is directed to a surface pattern formed on the surface of a substrate having a thickness T, and a back surface pattern formed on the back surface of the substrate. in the substrate table backside pattern position measuring method for measuring the displacement of, on a rotatable stage, x-axis direction of the positional displacement [Delta] x t of 180 ° rotation around the surface pattern of the stage, the positional displacement [Delta] y t in the y-direction and measuring, on a rotatable stage, and measuring positional displacement [Delta] x b in the x-axis direction of the rear surface pattern of 180 ° rotation before and after the stage, the positional displacement [Delta] y b in the y-direction, normal to the substrate Measuring the angle difference (θx, θy) between the stage and the rotation axis of the stage, and calculating the true displacement (dX, dY) as dX = (ΔX b −ΔX t ) / 2 + Ttanθx
dY = (ΔY b −ΔY t ) / 2 + Ttanθy
And the step of calculating by the following.

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板表裏面パターン位置測定方法を用いた測定装置である。
The invention according to claim 2 is a measuring apparatus using the substrate front and back surface pattern position measuring method according to claim 1 .

本発明の実施の形態に係る基板表裏面パターン位置測定方法によれば、フォトマスク基板の法線が、測定用ステージの回転軸（線Ｏ―Ｏ’）に対してずれているような場合においても、精度よくフォトマスク基板の表面および裏面のマークやパターン等の位置ずれを測定することができる。   According to the substrate front and back surface pattern position measuring method according to the embodiment of the present invention, in the case where the normal line of the photomask substrate is deviated from the rotation axis (line OO ′) of the measuring stage. In addition, it is possible to accurately measure the displacement of the marks and patterns on the front and back surfaces of the photomask substrate.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１に、本発明の実施の形態に係る基板表裏面パターン位置測定方法における測定原理を示す図である。図１は、フォトマスク基板の測定の様子を側面からみたものであり、１はフォトマスク基板、２は上面側対物レンズ、３は下面側対物レンズ、１０は測定用ステージ、２０はオートコリメータをそれぞれ示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a measurement principle in a substrate front / back surface pattern position measuring method according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view of the measurement of a photomask substrate. 1 is a photomask substrate, 2 is an upper objective lens, 3 is a lower objective lens, 10 is a measurement stage, and 20 is an autocollimator. Each is shown.

フォトマスク基板１は、測定用ステージ１０上に載置されて、フォトマスク基板１上面から上面側対物レンズ２によって、また、フォトマスク基板１下面から下面側対物レンズ３によって、観測されることによって、位置が測定される。測定用ステージ１０は、フォ
トマスク基板１を載置したまま線Ｏ―Ｏ’を中心として回転可能に構成されている。また、図中、線Ｔ―Ｔ’は、上面側対物レンズ２の光軸、線Ｂ―Ｂ’は下面側対物レンズ３の光軸をそれぞれ示している。 The photomask substrate 1 is placed on the measurement stage 10 and is observed by the upper surface side objective lens 2 from the upper surface of the photomask substrate 1 and by the lower surface side objective lens 3 from the lower surface of the photomask substrate 1. The position is measured. The measurement stage 10 is configured to be rotatable around the line OO ′ with the photomask substrate 1 placed thereon. Further, in the figure, the line TT ′ indicates the optical axis of the upper surface side objective lens 2, and the line BB ′ indicates the optical axis of the lower surface side objective lens 3.

本発明の実施の形態に係る基板表裏面パターン位置測定方法における主要となる考え方は、背景技術の欄で説明したものと大きく相違するものではないが、本発明の基板表裏面パターン位置測定方法においては、フォトマスク基板１の法線が測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）に対してずれているような場合、所謂、角度ずれが生じているような場合の補正も考慮された基板表裏面パターン位置測定方法となっている。   The main idea in the substrate front and back surface pattern position measuring method according to the embodiment of the present invention is not greatly different from that described in the background art section, but in the substrate front and back surface pattern position measuring method of the present invention. In other words, when the normal line of the photomask substrate 1 is deviated from the rotation axis (line OO ′) of the measurement stage 10, correction in the case of so-called angular deviation is also considered. It is a substrate front and back pattern position measurement method.

上記の補正を行うために、本実施形態に係る基板表裏面パターン位置測定方法においては、オートコリメータ２０が設けられており、このオートコリメータ２０によって、フォトマスク基板１の放線と測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）との角度差を測定する構成となっている。   In order to perform the above correction, in the substrate front and back surface pattern position measuring method according to the present embodiment, an autocollimator 20 is provided, and by this autocollimator 20, the radiation of the photomask substrate 1 and the rotation of the measurement stage 10 are performed. The angle difference from the axis (line OO ′) is measured.

このオートコリメータ２０は、フォトマスク基板１上面に対して入射光を射出し、フォトマスク基板１上面からの反射光を観測することによって、後述のように定義される（θx，θy）を求めるものである。オートコリメータ２０には、不図示のチルト機構が設けられており、フォトマスク基板１に対する入射光の入射角を調整することができるようになっている。   This autocollimator 20 emits incident light to the upper surface of the photomask substrate 1 and observes reflected light from the upper surface of the photomask substrate 1 to obtain (θx, θy) defined as described later. It is. The autocollimator 20 is provided with a tilt mechanism (not shown) so that the incident angle of incident light with respect to the photomask substrate 1 can be adjusted.

図２は、本発明の基板表裏面パターン位置測定方法におけるフォトマスク基板１の角度ずれの定義を示す図である。図２におけるｘ軸、ｙ軸の原点は、測定用ステージ１０の回転軸である線Ｏ―Ｏ’が通過する点であり、図１において、ｘ軸方向は図面左から右への方向と定義するものとし、ｙ軸方向は紙面表面から裏面への方向と定義する。このようなｘ軸、ｙ軸の定義については、背景技術の欄で説明した事項と相違するものではない。フォトマスク基板１の角度ずれの定義は、図２に示すように、上記のように定義されたｙ軸の周りの角度ずれをθx、ｘ軸周りの角度ずれをθyとする。オートコリメータ２０は、この（θx，θy）、すなわち、フォトマスク基板１の放線と測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）との角度差を観測することができるようになっている。   FIG. 2 is a diagram showing the definition of the angular deviation of the photomask substrate 1 in the substrate front and back surface pattern position measuring method of the present invention. The origin of the x-axis and y-axis in FIG. 2 is the point through which the line OO ′ that is the rotation axis of the measurement stage 10 passes. In FIG. 1, the x-axis direction is defined as the direction from the left to the right in the drawing. The y-axis direction is defined as the direction from the front surface to the back surface. Such definitions of the x-axis and the y-axis are not different from the matters described in the background art section. As shown in FIG. 2, the definition of the angle shift of the photomask substrate 1 is θx as the angle shift around the y-axis defined as described above, and θy as the angle shift around the x-axis. The autocollimator 20 can observe this (θx, θy), that is, the angular difference between the ray of the photomask substrate 1 and the rotation axis (line O-O ′) of the measurement stage 10.

本発明の実施形態に係る基板表裏面パターン位置測定方法を実現するためには、オートコリメータ２０からの入射光の光軸と測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）とが一致している必要がある。そこで、次に、オートコリメータ２０からの入射光の光軸と測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）とを一致させるための方策について、図３乃至図７を参照しつつ具体的に説明する。   In order to realize the substrate front and back surface pattern position measuring method according to the embodiment of the present invention, the optical axis of the incident light from the autocollimator 20 matches the rotation axis (line OO ′) of the measurement stage 10. Need to be. Therefore, next, a measure for making the optical axis of the incident light from the autocollimator 20 coincide with the rotation axis (line OO ′) of the measuring stage 10 will be specifically described with reference to FIGS. explain.

図３乃至図５は、オートコリメータ２０の入射光の光軸と測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）とが一致していない状態の例を示す図である。また、図６及び図７は、オートコリメータ２０の入射光の光軸と測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）とが一致している状態の例を示す図である。なお、図３乃至図７それぞれに示された状態は、誇張的表現されており、実際にはこのような顕著な光軸−回転軸等のずれがあるわけではない。   3 to 5 are diagrams showing an example of a state where the optical axis of the incident light of the autocollimator 20 and the rotation axis (line O-O ′) of the measurement stage 10 do not coincide with each other. FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating an example of a state where the optical axis of the incident light of the autocollimator 20 and the rotation axis (line O-O ′) of the measurement stage 10 coincide with each other. Note that the states shown in FIGS. 3 to 7 are exaggeratedly expressed, and in reality, there is not such a noticeable deviation between the optical axis and the rotational axis.

図３乃至図７のいずれの図においても、（Ａ）は測定用ステージ１０を回転していない状態（この状態を回転０°などと称する）を示しており、（Ｂ）は（Ａ）の状態におけるオートコリメータ２０側での反射光の観察像を示しており、（Ｃ）は測定用ステージ１０を１８０°回転した状態を示しており、（Ｄ）は（Ｃ）の状態におけるオートコリメータ２０側での反射光の観察像を示している。前記光軸及び前記回転軸とを一致させるために、観測することが可能なのは、いずれの図の（Ｂ）及び（Ｄ）である。   3A to 7A, FIG. 3A shows a state where the measurement stage 10 is not rotated (this state is referred to as 0 ° rotation, etc.), and FIG. 2A shows an observation image of reflected light on the autocollimator 20 side in the state, FIG. 3C shows a state where the measurement stage 10 is rotated by 180 °, and FIG. 3D shows the autocollimator 20 in the state of FIG. The observation image of the reflected light on the side is shown. In order to make the optical axis and the rotation axis coincide with each other, it is possible to observe (B) and (D) in any figure.

図３は、測定用ステージ１０を回転していない状態と測定用ステージ１０を１８０°回転した状態で観察される反射光の観察像とがいずれも、同一の位置で観察される場合を示している。このような場合には、図３（Ａ）及び（Ｃ）に示されるように、オートコリメータ２０の入射光の光軸と測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）とは一致していない状態であるので、不図示のチルト機構を調整することによって前記光軸と前記回転軸とを合わせるようにする。   FIG. 3 shows a case where both the observation image of the reflected light observed with the measurement stage 10 not rotated and the measurement stage 10 rotated 180 ° are observed at the same position. Yes. In such a case, as shown in FIGS. 3A and 3C, the optical axis of the incident light of the autocollimator 20 coincides with the rotation axis (line OO ′) of the measurement stage 10. Since there is no state, the optical axis and the rotation axis are aligned by adjusting a tilt mechanism (not shown).

図４は、測定用ステージ１０を回転していない状態で観察される反射光の観察像は入射光が射出される位置となるが、測定用ステージ１０を１８０°回転した状態で観察される反射光の観察像は当該位置とは異なる場合を示している。このような場合には、図４（Ａ）及び（Ｃ）に示されるように、オートコリメータ２０の入射光の光軸と測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）とは一致していない状態であるので、不図示のチルト機構を調整することによって前記光軸と前記回転軸とを合わせるようにする。   In FIG. 4, the observation image of the reflected light observed when the measurement stage 10 is not rotated is the position where the incident light is emitted, but the reflection observed when the measurement stage 10 is rotated 180 °. The observation image of light shows a case where it is different from the position. In such a case, as shown in FIGS. 4A and 4C, the optical axis of the incident light of the autocollimator 20 coincides with the rotation axis (line OO ′) of the measurement stage 10. Since there is no state, the optical axis and the rotation axis are aligned by adjusting a tilt mechanism (not shown).

図５は、測定用ステージ１０を回転していない状態で観察される反射光の観察像と、測定用ステージ１０を１８０°回転した状態で観察される反射光の観察像とが、入射光の射出位置（原点）を間に置くような配置となる場合を示している。このような場合には、図５（Ａ）及び（Ｃ）に示されるように、オートコリメータ２０の入射光の光軸と測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）とは一致していない状態であるので、不図示のチルト機構を調整することによって前記光軸と前記回転軸とを合わせるようにする。   FIG. 5 shows an observation image of reflected light observed when the measurement stage 10 is not rotated and an observation image of reflected light observed when the measurement stage 10 is rotated by 180 °. A case is shown in which the injection position (origin) is placed between them. In such a case, as shown in FIGS. 5A and 5C, the optical axis of the incident light of the autocollimator 20 coincides with the rotation axis (line OO ′) of the measurement stage 10. Since there is no state, the optical axis and the rotation axis are aligned by adjusting a tilt mechanism (not shown).

図６は、測定用ステージ１０を回転していない状態で観察される反射光の観察像と、測定用ステージ１０を１８０°回転した状態で観察される反射光の観察像との中点が入射光の射出位置（原点）となる場合を示している。このような場合には、図６（Ａ）及び（Ｃ）に示されるように、オートコリメータ２０の入射光の光軸と測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）とは一致している状態であるので、不図示のチルト機構を調整することなく、本発明の基板表裏面パターン位置測定方法を実施することができる。   In FIG. 6, the midpoint between the observation image of the reflected light observed without rotating the measurement stage 10 and the observation image of the reflected light observed with the measurement stage 10 rotated 180 ° is incident. The case where it becomes a light emission position (origin) is shown. In such a case, as shown in FIGS. 6A and 6C, the optical axis of the incident light of the autocollimator 20 coincides with the rotation axis (line OO ′) of the measurement stage 10. Therefore, the substrate front and back surface pattern position measuring method of the present invention can be carried out without adjusting a tilt mechanism (not shown).

図７は、測定用ステージ１０を回転していない状態と測定用ステージ１０を１８０°回転した状態で観察される反射光の観察像とがいずれも、入射光の射出位置（原点）となる場合を示している。このような場合には、図７（Ａ）及び（Ｃ）に示されるように、オートコリメータ２０の入射光の光軸と測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）とは一致している状態であるので、不図示のチルト機構を調整することなく、本発明の基板表裏面パターン位置測定方法を実施することができる。   FIG. 7 shows the case where the observation light of the reflected light observed with both the measurement stage 10 not rotated and the measurement stage 10 rotated 180 ° is the incident light emission position (origin). Is shown. In such a case, as shown in FIGS. 7A and 7C, the optical axis of the incident light of the autocollimator 20 coincides with the rotation axis (line OO ′) of the measurement stage 10. Therefore, the substrate front and back surface pattern position measuring method of the present invention can be carried out without adjusting a tilt mechanism (not shown).

以上に示すようにして、オートコリメータ２０からの入射光の光軸と測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）とが一致するようにチルト機構を調整するなどを行った上で、基板表裏面パターン位置測定方法を実施する。   As described above, after adjusting the tilt mechanism so that the optical axis of the incident light from the autocollimator 20 coincides with the rotation axis (line OO ′) of the measurement stage 10, the substrate is adjusted. The front and back pattern position measurement method is performed.

図８は、本発明の基板表裏面パターン位置測定方法において、フォトマスク基板１に（θx，θy）の角度ずれが生じた場合を示す図である。ここで、簡単のために位置ずれのないフォトマスク基板１の表面上の点Pと、裏面上の点Qについて考える。なお、（θx，θy）については、前述の通りオートコリメータ２０の測定によって求めるものである。   FIG. 8 is a diagram showing a case where an angle shift of (θx, θy) occurs in the photomask substrate 1 in the substrate front and back surface pattern position measuring method of the present invention. Here, for the sake of simplicity, a point P on the front surface of the photomask substrate 1 and a point Q on the back surface will be considered. Note that (θx, θy) is obtained by measurement of the autocollimator 20 as described above.

図８に示す（θx，θy）の角度ずれによって、上面側対物レンズ２からの観測、および、下面からの下面側対物レンズ３による観測がずれることとなり、そのずれ量は、図面からも分かるとおり、Ttanθx、Ttanθyとなる。（なお、以下、簡単のために、線Ｏ―Ｏ’がP点を通るものと仮定する。）
図９は、フォトマスク基板１の表面を上面側対物レンズ２で、裏面を下面側対物レンズ３で観測した様子を示す図である。図９（Ａ）は上面側対物レンズ２で点Ｐを測定してい
る様子であり、図９（Ｂ）は下面側対物レンズ３で点Ｑを測定している様子であり、上記のようにフォトマスク基板１に（θx，θy）の角度ずれが生じた場合の点Pおよび点Qの測定は図９に示すとおりである。 Due to the angular deviation of (θx, θy) shown in FIG. 8, the observation from the upper surface side objective lens 2 and the observation from the lower surface side objective lens 3 from the lower surface are deviated, and the deviation amount can be seen from the drawing. , Ttanθx, Ttanθy. (Hereinafter, for the sake of simplicity, it is assumed that line OO ′ passes through point P.)
FIG. 9 is a diagram showing a state in which the front surface of the photomask substrate 1 is observed with the upper surface side objective lens 2 and the back surface is observed with the lower surface side objective lens 3. FIG. 9A shows a state in which the point P is measured by the upper surface side objective lens 2, and FIG. 9B shows a state in which the point Q is measured by the lower surface side objective lens 3, as described above. Measurement of the points P and Q when the angle shift of (θx, θy) occurs in the photomask substrate 1 is as shown in FIG.

次に、点Ｐおよび点Ｑのそれぞれを、測定用ステージ１０を１８０°回転した状態で測定する。この方法についても、背景技術において記載したとおりである。図１０は、測定用ステージ１０を１８０°回転して、フォトマスク基板１の表面を上面側対物レンズ２で、裏面を下面側対物レンズ３で観測した様子を示す図である。図１０（Ａ）は上面側対物レンズ２で点Ｐ180を測定している様子であり、図１０（Ｂ）は下面側対物レンズ３で点Ｑ180を測定している様子である。図１０においては、背景技術において記載したとおり、点Ｐ180、点Ｑ180それぞれはｘｙ座標の原点を中心に１８０°回転した状態となる。 Next, each of the point P and the point Q is measured with the measurement stage 10 rotated by 180 °. This method is also as described in the background art. FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which the measurement stage 10 is rotated by 180 °, and the surface of the photomask substrate 1 is observed with the upper surface side objective lens 2 and the back surface is observed with the lower surface side objective lens 3. FIG. 10A shows a state where the point P 180 is measured by the upper surface side objective lens 2, and FIG. 10B shows a state where the point Q 180 is measured by the lower surface side objective lens 3. In FIG. 10, as described in the background art, each of the points P 180 and Q 180 is rotated by 180 ° around the origin of the xy coordinates.

以上からも分かるように、図８に示す（θx，θy）の角度ずれが生じたような場合には、そのずれ量に基づく（Ttanθx、Ttanθy）分を補正する必要がある。   As can be seen from the above, when an angle shift of (θx, θy) shown in FIG. 8 occurs, it is necessary to correct the amount (Ttanθx, Ttanθy) based on the shift amount.

以上に基づいて、一般化を行う。ここでは図８及び、再び図１２、図１３、図１５を利用することによって説明する。   Generalization is performed based on the above. Here, description will be made by using FIG. 8 and FIGS. 12, 13, and 15 again.

図１２は、フォトマスク基板１の表面を上面側対物レンズ２で、裏面を下面側対物レンズ３で観測した様子を示す図である。図１２（Ａ）は上面側対物レンズ２で点Ｐを測定している様子であり、図１２（Ｂ）は下面側対物レンズ３で点Ｑを測定している様子である。図１２におけるｘ軸、ｙ軸の原点は、測定用ステージ１０の回転軸である線Ｏ―Ｏ’が通過する点とする。また、図８において、ｘ軸方向は図面左から右への方向と定義するものとし、ｙ軸方向は紙面表面から裏面への方向と定義する。図１２の状態において、任意の点を原点として測定された点Ｐの位置を（Ｘt0，Ｙt0）、点Ｑの位置を（Ｘb0，Ｙb0）とする。座標の添え字中、ｔはｔｏｐの略であり、ｂはｂｏｔｔｏｍの略であり、０は０°の略である。 FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which the front surface of the photomask substrate 1 is observed with the upper surface side objective lens 2 and the back surface is observed with the lower surface side objective lens 3. FIG. 12A shows a state where the point P is measured by the upper surface side objective lens 2, and FIG. 12B shows a state where the point Q is measured by the lower surface side objective lens 3. The origin of the x-axis and y-axis in FIG. 12 is a point through which a line OO ′ that is the rotation axis of the measurement stage 10 passes. In FIG. 8, the x-axis direction is defined as the direction from the left to the right in the drawing, and the y-axis direction is defined as the direction from the front surface to the back surface. In the state of FIG. 12, the position of the point P measured with an arbitrary point as the origin is (X t0 , Y t0 ), and the position of the point Q is (X b0 , Y b0 ). In the coordinate subscripts, t is an abbreviation for top, b is an abbreviation for bottom, and 0 is an abbreviation for 0 °.

また、オートコリメータ２０の測定によって図８に示す（θx，θy）の角度ずれが測定されたものとする。   Further, it is assumed that the angle deviation (θx, θy) shown in FIG.

点Ｐおよび点Ｑのそれぞれを、測定用ステージ１０を１８０°回転した状態で測定する。図１３は、測定用ステージ１０を１８０°回転して、フォトマスク基板１の表面を上面側対物レンズ２で、裏面を下面側対物レンズ３で観測した様子を示す図である。図１３（Ａ）は上面側対物レンズ２で点Ｐ180を測定している様子であり、図１３（Ｂ）は下面側対物レンズ３で点Ｑ180を測定している様子である。図１３においては、点Ｐ180、点Ｑ180それぞれはｘｙ座標の原点を中心に１８０°回転した状態となる。ここで、図１３の状態において測定された点Ｐ180の位置を（Ｘt180，Ｙt180）、点Ｑ180の位置を（Ｘb180，Ｙb180）とする。 Each of the point P and the point Q is measured with the measurement stage 10 rotated by 180 °. FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which the measurement stage 10 is rotated by 180 ° and the surface of the photomask substrate 1 is observed with the upper surface side objective lens 2 and the back surface is observed with the lower surface side objective lens 3. FIG. 13A shows a state in which the point P 180 is measured by the upper surface side objective lens 2, and FIG. 13B shows a state in which the point Q 180 is measured by the lower surface side objective lens 3. In FIG. 13, each of the point P 180 and the point Q 180 is rotated 180 ° around the origin of the xy coordinates. Here, the position of the point P 180 measured in the state of FIG. 13 is (X t180 , Y t180 ), and the position of the point Q 180 is (X b180 , Y b180 ).

また、表面を基準とした裏面の位置ずれ（真値）を、
（ｄＸ，ｄＹ） （９）
上面側対物レンズ２による点Ｐの観測において、測定用ステージ１０を回転する前後のｘ軸方向の位置ずれをΔＸt、ｙ方向の位置ずれをΔＹt、回転軸を原点とした時の位置を（Ｘtr，Ｙtr）とすると、次の（１）、（２）式が成立する。
ΔＸt＝Ｘt0−Ｘt180＝２・Ｘtr （１）
ΔＹt＝Ｙt0−Ｙt180＝２・Ｙtr （２）
また、下面側対物レンズ３による点Ｑの観測において、測定用ステージ１０を回転する前後のｘ軸方向の位置ずれをΔＸb、ｙ方向の位置ずれをΔＹb、回転軸を原点とした時の位置を（Ｘbr，Ｙbr）とすると、次の（３）、（４）式が成立する。
ΔＸb＝Ｘb0−Ｘt180＝２・Ｘbr （３）
ΔＹb＝Ｙb0−Ｙb180＝２・Ｙbr （４）
この操作をする事により図１５に示すように、表裏同一の回転中心からの位置ずれ量に置き換える事ができる。 In addition, the displacement (true value) of the back surface relative to the front surface
(DX, dY) (9)
In the observation of the point P by the upper surface side objective lens 2, the positional deviation in the x-axis direction before and after rotating the measurement stage 10 is ΔX t , the positional deviation in the y direction is ΔY t , and the position when the rotational axis is the origin is If (X tr , Y tr ), the following equations (1) and (2) are established.
ΔX t = X t0 −X t180 = 2 · X tr (1)
ΔY t = Y t0 −Y t180 = 2 · Y tr (2)
Further, in the observation of the point Q by the lower surface side objective lens 3, the positional deviation in the x-axis direction before and after the measurement stage 10 is rotated is ΔX b , the positional deviation in the y-direction is ΔY b , and the rotational axis is the origin. When the position is (X br , Y br ), the following equations (3) and (4) are established.
ΔX b = X b0 −X t180 = 2 · X br (3)
ΔY b = Y b0 −Y b180 = 2 · Y br (4)
By performing this operation, as shown in FIG. 15, it can be replaced with a positional deviation amount from the same center of rotation.

点Ｐと点Ｑの位置ずれは、もともと次の（５）、（６）式である。
ΔＸ＝Ｘbr−Ｘtr （５）
ΔＹ＝Ｙbr−Ｙtr （６）
本測定原理においては、（Ｘt0，Ｙt0）および（Ｘb0，Ｙb0）を厳密に測定する代わりに、（１）〜（４）の式を用いて、点Ｐと点Ｑの位置ずれ量を、ΔＸt、ΔＹt、ΔＸb、ΔＹbの測定結果を用いて次の（７）、（８）式のように計算する。
（点Ｐと点Ｑの位置ずれ量）
ΔＸ＝Ｘbr−Ｘtr＝（ΔＸb−ΔＸt）／２ （７）
ΔＹ＝Ｙbr−Ｙtr＝（ΔＹb−ΔＹt）／２ （８）
また、フォトマスク基板１の角度ずれを（θx，θy）とすると、角度ずれによって生じるｘ軸、ｙ軸方向へのシフト量は（α，β）となる。この（α，β）は次式（１０）によって求めることができる。
（α，β）＝（Ttanθx，Ttanθy） （１０）
このｘ軸、ｙ軸方向へのシフト量を（５）、（６）式に加味することによって、点Ｐと点Ｑの位置ずれ量の真値である（ｄＸ，ｄＹ）を、次式（１１）、（１２）によって求めることできる。
ｄＸ＝ΔＸ＋α＝Ｘbr−Ｘtr＋Ttanθx＝（ΔＸb−ΔＸt）／２＋Ttanθx （１１）
ｄＹ＝ΔＹ＋β＝Ｙbr−Ｙtr＋Ttanθy＝（ΔＹb−ΔＹt）／２＋Ttanθy （１２）
このような本発明の実施の形態に係る基板表裏面パターン位置測定方法によれば、フォトマスク基板の法線が、測定用ステージの回転軸（線Ｏ―Ｏ’）に対してずれているような場合においても、精度よくフォトマスク基板の表面および裏面のマークやパターン等の位置ずれの真値である（ｄＸ，ｄＹ）を測定することができる。 The positional deviation between the point P and the point Q is originally expressed by the following equations (5) and (6).
ΔX = X br -X tr (5)
ΔY = Y br −Y tr (6)
In this measurement principle, instead of strictly measuring (X t0 , Y t0 ) and (X b0 , Y b0 ), the misalignment between point P and point Q using the equations (1) to (4) The quantity is calculated as in the following equations (7) and (8) using the measurement results of ΔX t , ΔY t , ΔX b , and ΔY b .
(Position shift between point P and point Q)
ΔX = X br −X tr = (ΔX b −ΔX t ) / 2 (7)
ΔY = Y br −Y tr = (ΔY b −ΔY t ) / 2 (8)
If the angle shift of the photomask substrate 1 is (θx, θy), the shift amount in the x-axis and y-axis directions caused by the angle shift is (α, β). This (α, β) can be obtained by the following equation (10).
(Α, β) = (Ttanθx, Ttanθy) (10)
By adding this shift amount in the x-axis and y-axis directions to the equations (5) and (6), the true value of the positional deviation amount between the points P and Q (dX, dY) is expressed by the following equation ( 11) and (12).
dX = ΔX + α = X br −X tr + Ttan θx = (ΔX b −ΔX t ) / 2 + Ttan θx (11)
dY = ΔY + β = Y br −Y tr + Ttanθy = (ΔY b −ΔY t ) / 2 + Ttanθy (12)
According to the substrate front and back surface pattern position measuring method according to the embodiment of the present invention, the normal line of the photomask substrate seems to be shifted with respect to the rotation axis (line OO ′) of the measuring stage. Even in this case, it is possible to accurately measure (dX, dY) which is the true value of the positional deviation of the marks and patterns on the front and back surfaces of the photomask substrate.

実施形態では、表面と裏面をそれぞれ２つの対物レンズで観測する例を示したが、それに限定されるものではない。１つの対物レンズを用い、焦点を表裏両面で合わせながら計測する方法でも良い。   In the embodiment, an example in which the front surface and the back surface are each observed with two objective lenses has been described, but the present invention is not limited to this. A method may be used in which a single objective lens is used and measurement is performed while focusing on both the front and back surfaces.

本発明の実施の形態に係る基板表裏面パターン位置測定方法における測定原理を示す図である。It is a figure which shows the measurement principle in the board | substrate front and back surface pattern position measuring method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の基板表裏面パターン位置測定方法におけるフォトマスク基板１の角度ずれの定義を示す図である。It is a figure which shows the definition of the angle shift | offset | difference of the photomask board | substrate 1 in the board | substrate front and back surface pattern position measuring method of this invention. オートコリメータの入射光の光軸と測定用ステージの回転軸とが一致していない状態の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the state in which the optical axis of the incident light of an autocollimator and the rotating shaft of the stage for measurement do not correspond. オートコリメータの入射光の光軸と測定用ステージの回転軸とが一致していない状態の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the state in which the optical axis of the incident light of an autocollimator and the rotating shaft of the stage for measurement do not correspond. オートコリメータの入射光の光軸と測定用ステージの回転軸とが一致していない状態の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the state in which the optical axis of the incident light of an autocollimator and the rotating shaft of the stage for measurement do not correspond. オートコリメータの入射光の光軸と測定用ステージの回転軸とが一致している状態の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the state in which the optical axis of the incident light of an autocollimator and the rotating shaft of the stage for a measurement correspond. オートコリメータの入射光の光軸と測定用ステージの回転軸とが一致している状態の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the state in which the optical axis of the incident light of an autocollimator and the rotating shaft of the stage for a measurement correspond. 本発明の基板表裏面パターン位置測定方法において、フォトマスク基板１に（θx，θy）の角度ずれが生じた場合を示す図である。In the substrate front and back surface pattern position measuring method of the present invention, it is a diagram showing a case where an angle shift of (θx, θy) occurs in the photomask substrate 1. フォトマスク基板１の表面を上面側対物レンズ２で、裏面を下面側対物レンズ３で観測した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the surface of the photomask substrate 1 was observed with the upper surface side objective lens 2, and the back surface was observed with the lower surface side objective lens 3. FIG. 測定用ステージ１０を１８０°回転して、フォトマスク基板１の表面を上面側対物レンズ２で、裏面を下面側対物レンズ３で観測した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the stage 10 for a measurement was rotated 180 degrees and the surface of the photomask substrate 1 was observed with the upper surface side objective lens 2, and the back surface was observed with the lower surface side objective lens 3. FIG. 従来のフォトマスク基板の表裏面のマーク等の位置ずれを測定する方法の原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of the method of measuring position shift of the mark etc. of the front and back of the conventional photomask substrate. フォトマスク基板１の表面を上面側対物レンズ２で、裏面を下面側対物レンズ３で観測した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the surface of the photomask substrate 1 was observed with the upper surface side objective lens 2, and the back surface was observed with the lower surface side objective lens 3. FIG. 測定用ステージ１０を１８０°回転して、フォトマスク基板１の表面を上面側対物レンズ２で、裏面を下面側対物レンズ３で観測した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the stage 10 for a measurement was rotated 180 degrees and the surface of the photomask substrate 1 was observed with the upper surface side objective lens 2, and the back surface was observed with the lower surface side objective lens 3. FIG. フォトマスク基板１の表裏面のマーク等の位置ずれを測定する方法において、測定用ステージ１０上のフォトマスク基板１の法線が測定用ステージ１０回転軸（線Ｏ―Ｏ’）からずれた場合を示す図である。In the method of measuring the positional deviation of the marks on the front and back surfaces of the photomask substrate 1, the normal line of the photomask substrate 1 on the measurement stage 10 is deviated from the rotation axis (line OO ′) of the measurement stage 10 FIG. 従来のフォトマスク基板の表裏面のマーク等の位置ずれを測定する方法の原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of the method of measuring position shift of the mark etc. of the front and back of the conventional photomask substrate.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・フォトマスク基板、２・・・上面側対物レンズ、３・・・下面側対物レンズ、１０・・・測定用ステージ、２０・・・オートコリメータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photomask substrate, 2 ... Upper surface side objective lens, 3 ... Lower surface side objective lens, 10 ... Measurement stage, 20 ... Autocollimator

Claims (2)

厚さＴの基板の表面に形成された表面パターンと、該基板の裏面に形成された裏面パターンとの位置ずれを測定する基板表裏面パターン位置測定方法において、
回転可能なステージ上で、該ステージの１８０°回転前後の表面パターンのｘ軸方向の位置ずれΔＸt、ｙ方向の位置ずれΔＹtを測定するステップと、
回転可能なステージ上で、該ステージの１８０°回転前後の裏面パターンのｘ軸方向の位置ずれΔＸb、ｙ方向の位置ずれΔＹbを測定するステップと、
該基板の法線と該ステージの回転軸との角度差（θx，θy）を測定するステップと、
真の位置ずれ量（ｄＸ，ｄＹ）を
ｄＸ＝（ΔＸb−ΔＸt）／２＋Ttanθx
ｄＹ＝（ΔＹb−ΔＹt）／２＋Ttanθy
により算出するステップと、からなることを特徴とする基板表裏面パターン位置測定方法。 In the substrate front and back surface pattern position measuring method for measuring the positional deviation between the surface pattern formed on the surface of the substrate having a thickness T and the back surface pattern formed on the back surface of the substrate,
On a rotatable stage, the steps of the x-axis direction of the positional displacement [Delta] X t of 180 ° rotation around the surface pattern of the stage, the positional displacement [Delta] Y t in the y direction is measured,
On a rotatable stage, a step of positional displacement [Delta] X b in the x-axis direction of the rear surface pattern of 180 ° rotation before and after the stage, the positional displacement [Delta] Y b in the y-direction is measured,
Measuring an angular difference (θx, θy) between the normal line of the substrate and the rotation axis of the stage;
The true displacement amount (dX, dY) is expressed as dX = (ΔX b −ΔX t ) / 2 + Ttanθx
dY = (ΔY b −ΔY t ) / 2 + Ttanθy
And calculating the position of the front and back surfaces of the substrate. 請求項１に記載の基板表裏面パターン位置測定方法を用いた測定装置。 A measuring apparatus using the substrate front and back surface pattern position measuring method according to claim 1 .
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