JPH02210250A - ホトマスクの欠陥検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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１例えば
特開昭５８−１７３７４４号公報または特開昭５７−６
２０５２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６２−１８９４６
８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ツチングしている。また、特開昭６
２−０６７５１４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、　Ｖｏ
ｌ　６３３０ｐｔｉｃａｌ　Ｍｉｅｒｏｌｉｔｈｏｇｒ
ａｈｙＶ　（１９８６）　、ｐｐ、１３８〜１４４にお
いて論じられている。

〔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の分岐手段も から得られた第２の分岐ｊ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布
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に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９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を通液て試料台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＃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上ユで設計
データと比較判別し欠陥を特定する。なおりメラコント
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。

比較判定回路よユはＭＴ１４、バッファメモリ１５、比
較器１３、判定回路１６から構成される。

比較判定回路エユでは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２
１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り工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、
それぞれ開ロバターン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ＣＢ）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ツチングする方法や、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５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１８０ａの透光領域内に位相差Ｏ°
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３
７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、−室以上の値となる位置を検出する
ことにより、位相差ｏ０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は比較判定回路上
ユ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１１ｔ（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社からの信号とを第４図で示した
演算口１３７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Ｏ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、ｆ矛ｔｉグ
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．比較判定回路よＩ、ボメ′ｆスｌ×料脅駆
動手段６．レーザー副長器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９ボＦ　−／　７
り試料台４上の所定の位置にホトマスク５が装着できる
ように＄、ｌｌ＃試料台４は作られており、ホメ４＃ｌ
／ＩＫ動手段６によって移動、位置は決まる。また状）
ｐｉｔｙ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６７の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９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上ユにより欠陥を判
定する。

ホトマスクとしては第７に示すように、石英板７１、Ｃ
ｒ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ＴＳＭＲ８８０
０（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１−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、二の実験で用いたホトマスクのレジスト
露光に使うパターン露光々の波長は４３、．６　ｎ　ｍ
である。ベンゼン環を含む有機膜の場合には波長２８０
ｎｍ以下の光が透過率が下がるため欠陥検出光として好
適でありた。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一弘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１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、メツ１〆ｌ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８８ａ、８８ｂ、演算回路主ヱ、比
較判定回路１ユ、およびｆ＃、／／ｇ、ｆ）台１１ｉ動
手段６よりなる装置を用いた。光源１としてはＨｇ−Ｘ
５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、≠γｆ／人グ試人台試料台４上されたホトマス
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４
３６ｎｒｎ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８８ａ、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３７に送り、演算回路主ユで得られた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上ユ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２５４ｎｍ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
の光はわずかじか通さない。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（Ｑ）に
示すように透明基板部と位相シフタ部の境界で４３６ｎ
ｍの光は暗部を生ずる。

演算回路立ヱに送られてきた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−１０４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上１
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１
１２はシフタ層１１３との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１１２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１
１５、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１
０６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より、光リソグラフィ
ーにより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（、）は位相シフタ部を持たないマスクパータン
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、上ユ・・・比較判定回路、２０−１・
・・開口部、２１・・・薄膜、主ユ演算回路。 峯 ！ １の Δ−−−−に動ケ竣　農−−−一間丁 ７−−−−１．＝−７”；！ｌｄ　　／　＆−−−−７
（ア７ｔメ七、ソ８−−−−１丸し〉ス′ 寮 ダ 不２１名Ａ トν第Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ホトマスクの欠陥検出方法であって、ホトマスクに
   照射した光の透過光強度あるいは反射光強度のいずれか
   あるいは両者を検出し、欠陥を検出することを特徴とす
   るホトマスクの欠陥検出方法。 ２、ホトマスクに光を照射する手段、ホトマスクからの
   光の反射光強度を検出し欠陥を検出する手段を含むこと
   を特徴とするホトマスクの欠陥検出装置。 ３、ホトマスクに光を照射する手段、ホトマスクからの
   光の反射光強度を検出する第一の光検出手段、ホトマス
   クを通過した光の強度を検出する第二の光検出手段、ホ
   トマスク駆動手段、ホトマスク位置検出手段を含み、上
   記２つあるいは１つの光検出手段から得られる信号情報
   の組み合わせと位置検出手段から得られる位置情報とパ
   ターン設計データを比較し、ホトマスクの欠陥を検出す
   ることを特徴とするホトマスクの欠陥検出装置。 ４、位相シフト型マスクの欠陥検出方法であって、ホト
   マスクに照射した光の透過光強度が該ホトマスクの光透
   過部および透明膜（位相シフタ）部でほぼ同一であり、
   光の反射光強度は光透過部では弱く、透明膜（位相シフ
   タ）部では強いことを利用し透明膜（位相シフタ）の存
   在の有無を識別し、透明膜のパターン設計データと比較
   することにより位相シフタの欠陥を検出することを特徴
   とするホトマスクの欠陥検出方法。 ５、ホトマスクに照射した光の透過光強度が該ホトマス
   クの光透過部および透明膜（位相シフタ）部でほぼ同一
   であり、光の反射光強度は光透過部では弱く、透明膜（
   位相シフタ）部では強いことを利用し透明膜（位相シフ
   タ）の欠陥を検出する手段を有する事を特徴とする、特
   許請求範囲第３項記載のホトマスクの欠陥検出装置。 ６、ホトマスクに照射する光の波長を、透明膜（位相シ
   フタ）部からの光反射強度が最大となるように選定する
   手段、あるいは選定した光源を有することを特徴とする
   特許請求範囲第３項記載のホトマスクの欠陥検出装置。 ７、光源としてコヒーレントまたは部分コヒーレントの
   性質を有し、該光源を波長選択し、該選択後の照明光で
   ホトマスク表面上に配置されているパターンを照明し、
   該パターンにより照明光に対して位相差を与え、該照明
   光がパターン通過後の透過光で像を形成し、該パターン
   上の欠陥を像中の明暗情報として検出することを特徴と
   するホトマスクの欠陥検出方法。 ８、コヒーレントまたは部分コヒーレントの光源手段と
   、該光源からの光線を波長選択する手段と、選択後の光
   線をホトマスクに照明する光学系手段と、該ホトマスク
   を移動させる試料台駆動手段と、該ホトマスク表面上の
   パターンの一部に位相差を生じる手段と、該ホトマスク
   と透過光が形成する像をとらえる撮像手段とから成るこ
   とを特徴とするホトマスクの欠陥検出装置。 ９、照明光として単一波長を有する光源手段と、該照明
   光をホトマスクに投光する光学系手段と、該ホトマスク
   を移動させる試料台駆動手段と、該ホトマスク表面上の
   パターンの一部に位相座を生じる手段と、該ホトマスク
   の透過光が形成する像をとらえる撮像手段とから成るこ
   とを特徴とするホトマスクの欠陥検出装置。 １０、請求項８または請求項９のどちらかに記載のホト
   マスクの欠陥検出装置において、該ホトマスクの位置を
   検出する手段と、該位置検出手段から得られる位置情報
   と該撮像手段から得られる信号情報とを対応づける処理
   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。 １１、請求項８または請求項９または請求項１０のいず
   れかに記載のホトマスクの欠陥検出装置において、該照
   明手段から発する光線を分岐する第１の分岐手段と、該
   分岐光のうちホトマスクを透過した光を分岐する第２の
   分岐手段と、第２の分岐手段から得られる一方の分岐光
   を第１の撮像素子に取込む手段と、第１の分岐手段から
   得られるホトマスクを透過しない分岐光と第２の分岐手
   段から得られる他方の分岐光とを干渉させて第２の撮像
   素子の取込む手段とから成ることを特徴とするホトマス
   クの欠陥検出装置。 １２、請求項８または請求項９または請求項１０のいず
   れかに記載のホトマスクの欠陥検出装置において、該照
   明手段から発する光線を分岐する第１の分岐手段と、ホ
   トマスクを透過する該分岐光の一方の光を分岐する第２
   の分岐手段と、第２の分岐手段から得られる一方の分岐
   光を第２の撮像素子に取込む手段と、第１の分岐手段か
   ら得られて前記ホトマスク通過点の近傍を透過する他の
   分岐光と第２の分岐手段から得られる他方の分岐光とを
   干渉させて第１の撮像素子に取込む手段とから成ること
   を特徴とするホトマスクの欠陥検出装置。 １３、請求項８または請求項９または請求項１０のいず
   れかに記載のホトマスクの欠陥検出装置において、該位
   相差を与える手段と、して位相変化が１８０°近辺とな
   ることを特徴とするホトマスクの欠陥検出装置。 １４、請求項７に記載のホトマスクの欠陥検出方法にお
   いて、該ホトマスクとして透明な基板を有し、該基板表
   面上のパターンとして透明薄膜と遮光薄膜を有し、照明
   光の波長は露光光とは異なりかつ透明な基板に対して透
   過率を高くし、該薄膜に対して透過率を低くしたことを
   特徴とするホトマスクの欠陥検出方法。 １５、請求項７に記載のホトマスクの欠陥検出方法にお
   いて、光源として露光光と同じ波長成分および異なる波
   長の２波長成分を含む光を発し、該ホトマスクを透過し
   た２波長成分の光を分岐し、各々の分岐光をそれぞれ異
   なる波長成分の光に選択した後に明暗の情報を検出し、
   該ホトマスク上の透明薄膜および遮光用薄膜の有無を別
   々に検出することを特徴とするホトマスクの欠陥検出方
   法。 １６、請求項８または請求項９または請求項１０のいず
   れかに記載のホトマスクの欠陥検出装置において、露光
   光とは異なる波長の光を発する光源と、該ホトマスクの
   透過光量を検出する光量計測手段と、該透過光量に応じ
   て遮光、半透明および透明の判別をする処理装置を少な
   くとも含むことを特徴とするホトマスクの欠陥検出装置
   。 １７、請求項８または請求項１０のどちらかに記載のホ
   トマスクの欠陥検出装置において、光源として露光光と
   同一波長の光および露光とは異なる波長の光を発する照
   明手段と、該ホトマスク透過後の光を分岐する分岐手段
   と、各々の分岐光から互いに異なる波長の光のみを取出
   す波長選択手段と、２つの分岐光の光量をそれぞれ計測
   する光量計測手段と該光量計測手段により得られる信号
   情報を互いに比較処理する手段を含むことを特徴とする
   ホトマスクの欠陥検出装置。 １８、請求項１７に記載のホトマスクの欠陥検出装置に
   おけるホトマスクにおいて、露光光とは異なる波長の光
   に対しては、該透明薄膜を有する透過部の透過率が該透
   明薄膜を有していない透過部の透過率とは異なることを
   特徴とするホトマスク。 ９、請求項１７に記載のホトマスク欠陥検出装置におけ
   る上記ホトマスクにおいて、露光光に対しては透明な薄
   膜を有し、かつ該透明薄膜に、露光光とは異なる波長の
   光に対して吸光特性を有する吸光剤を添加したことを特
   徴とするホトマスク。 ２０、請求項１４に記載のホトマスクの欠陥検出方法に
   おいて、欠陥検出に用いる上記照明光の波長を３４０ｎ
   ｍ以下とすることを特徴とするホトマスクの欠陥検出方
   法。 ２１、請求項１４に記載のホトマスクの欠陥検出方法に
   おいて、欠陥検出に用いる照明光の波長を２８０ｎｍ以
   下とすることを特徴とするホトマスクの欠陥検出方法。 ２２、請求項１６に記載のホトマスクの欠陥検出装置に
   おいて、光源から発する照明光の波長を３４０ｎｍ以下
   とすることを特徴とするホトマスクの欠陥検出装置。 ２３、請求項１６に記載のホトマスクの欠陥検出装置に
   おいて、光源から発する照明光の波長を２８０ｎｍ以下
   とすることを特徴とするホトマスクの欠陥検出装置。 ２４、請求項１７に記載のホトマスクの欠陥検出装置に
   おいて、露光光とは異なる波長の照明光は３４０ｎｍ以
   下の波長の光であることを特徴とするホトマスクの欠陥
   検出装置。 ２５、請求項１７に記載のホトマスクの欠陥検出装置に
   おいて、露光光とは異なる波長の照明光は２８０ｎｍ以
   下の波長の光であることを特徴とするホトマスクの欠陥
   検出装置。