JPH05204134A - フォトマスク検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォトマスクに形成された位相部材中の位相
変化量の誤差が大きい部分を簡易且つ迅速に検出する。 【構成】 フォトマスク８からの光を偏光状態に応じて
第１の光束ＬＡと第２の光束ＬＢとに分離する偏向ビー
ムスプリッター面１１と、それら第１の光束と第２の光
束とを合成する偏向ビームスプリッター面１８と、この
合成後の光束の強度分布を観察する光電変換素子２０
と、第１の光束ＬＡを一方向に横ずれさせる第１の平行
平面板１３と、第２の光束ＬＢをその一方向と逆の方向
に横ずれさせる第２の平行平面板１４とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体等の回路
パターンを転写する際に原版として使用されるフォトマ
スクの検査装置に関し、特に透過光の位相を変化させる
位相部材が特定部分に付加された位相シフトフォトマス
クにおける位相変化量及び欠陥の有無等を計測する場合
に使用して好適なフォトマスク検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体回路をウエハ上に投影露光して転
写する際に原版として用いられるフォトマスクは、一般
にはガラス基板上にクローム（Ｃｒ）等の金属からなる
遮光パターンが形成された構造をなしている。しかし、
このような構造のフォトマスクでは、回路パターンが微
細化すると、光の回折及び干渉のために高いコントラス
トの投影像を得ることができないという問題がある。そ
こで近年、フォトマスク表面の特定の箇所に位相部材を
付加して透過光の位相を部分的に変化させることにより
像のコントラストを高める位相変化フォトマスク（位相
シフトフォトマスク）が種々提案されている。例えば特
公昭６２−５０８１１号公報には、空間周波数変調型の
フォトマスクに関する技術が開示されている。

【０００３】斯かる位相変化フォトマスクでは、位相を
正確に制御することが重要となるため、遮光パターンの
欠損の有無等の他に位相部材による位相変化量を検査す
ることが必要となる。従来は、薄膜表面と基板又は薄膜
界面との多重反射を利用して薄膜の膜厚や屈折率を測定
するエリプソメーター等を用いて位相変化量を求めてい
た。つまり、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ₂ ）膜等から
なる位相部材による位相変化量φは、位相部材の厚さｔ
と、フォトマスクが実際のリソグラフィ工程で用いられ
る際の露光波長λにおける位相部材の屈折率ｎをそれぞ
れ求めた上で、次の(1) 式より計算していた。 φ＝２π・（ｎ−１）ｔ／λ …(1)

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
位相変化フォトマスクの検査に用いられていたエリプソ
メーターは、上述したように基板又は薄膜界面における
反射を利用して膜厚や屈折率の測定を行なう為、基板と
薄膜との屈折率差が小さい場合には計測が非常に困難で
あり、両者の屈折率が等しい場合には界面での反射光強
度が零となるため測定が不可能となる。

【０００５】一方、半導体回路パターンの微細化に伴っ
てフォトリソグラフィにおける光源は短波長化し、今後
は遠紫外線が光源の主流になると予想されている。紫外
線に対して高い透過率をもつ材質は少なく、位相部材と
フォトマスクの基板とは共に石英ガラスで形成されるこ
とが考えられる。この場合、両者の屈折率が等しくな
り、上述したようにエリプソメーターを利用しての位相
変化量の測定は不可能である。

【０００６】また、位相シフトフォトマスクにおける位
相部材は、前記の(1) 式で表わされる位相変化量φがπ
となるように位相部材の屈折率ｎ及び厚さｄを制御する
わけであるが、フォトマスクに位相部材を成膜する条件
（例えば位相部材を形成する場所、温度、圧力、組成等
の条件）によって屈折率ｎが微妙に変化してしまい、位
相部材の厚さｄについても実際の製造工程の中でばらつ
きが生じてしまう。例えば、露光波長λを３６５ｎｍ、
位相部材の屈折率ｎを１．５として、位相変化量の誤差
を１０゜まで許すとすると、厚さｄの誤差は±２０ｎｍ
以内であることが求められるが、この誤差範囲内に膜厚
を制御することは非常に困難である。このため、位相変
化量φの誤差（即ち、φのπからのずれ量）が大きい部
分を効率良く検出することが切望されている。

【０００７】しかし、従来のように、位相部材の膜厚と
屈折率とから位相変化量を求める場合には、位相部材の
膜厚ｄだけでなく、成膜条件によって変化する屈折率ｎ
をその都度計測する必要があり、計測に長い時間が必要
である。本発明は、斯かる点に鑑み、位相部材と基板と
の屈折率差によらず位相変化量の誤差が大きい部分を正
確に検出することができ、且つ実際の露光波長において
位相変化量の誤差が大きい部分を簡易且つ迅速に検出で
きるフォトマスク検査装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による第１のフォ
トマスク検査装置は、例えば図１に示す如く、検査対象
のフォトマスク（８）を照明する照明光学系（１，２，
４，７）と、そのフォトマスク（８）からの光を偏光状
態に応じて第１の光束ＬＡと第２の光束ＬＢとに分離す
る光束分離手段（１１）と、このように分離された第１
の光束の光路長とその分離された第２の光束の光路長と
がほぼ等しくなる位置に配置され、その第１の光束とそ
の第２の光束とを合成する光束合成手段（１８）と、こ
の合成後の光束の強度分布を観察する観察手段（１９，
２０）と、その第１の光束の光路中に配置されその第１
の光束を一方向に横ずれさせる第１の傾角可変な光学部
材（１３）と、その第２の光束の光路中に配置されその
第２の光束をその一方向と逆の方向に横ずれさせる第２
の傾角可変な光学部材（１４）とを有するものである。

【０００９】また、本発明による第２のフォトマスク検
査装置は、例えば図５に示すように、検査対象のフォト
マスク（８）を照明する照明光学系と、このフォトマス
ク（８）からの光を偏光状態に応じて第１の光束ＬＡと
第２の光束ＬＢとに分離する光束分離手段（３１）と、
この分離後の第１の光束ＬＡを偏向させて第１の閉じた
光路を経てその光束分離手段（３１）に導くと共に、そ
の分離後の第２の光束ＬＢを偏向させてその第１の閉じ
た光路と合致する第２の閉じた光路を経てその光束分離
手段（３１）に導く光束偏向手段（３２ａ，３３ａ，３
３ｂ）と、この光束偏向手段により偏向されたその第１
の光束ＬＡとその第２の光束ＬＢとをその光束分離手段
（３１）を介して合成してなる光の強度分布を観察する
観察手段（１９，２０）と、それら第１の閉じた光路及
び第２の閉じた光路内に配置され、例えば図６に示すよ
うに、その第１の閉じた光路とその第２の閉じた光路と
の横ずれを生ぜしめる傾角可変な光学部材（３４）とを
有するものである。

【００１０】

【作用】斯かる本発明の第１のフォトマスク検査装置に
よれば、照明光学系の照明光として、実際の露光光と同
程度の波長域の照明光を用いる。そして、第１の光束Ｌ
Ａと第２の光束ＬＢとは互いに横ずれした状態で光束合
成手段（１８）において合成される。従って、検査対象
のフォトマスク（８）のパターンが例えば基板のみ部分
と位相がπ異なる位相部材を含む場合には、その横ずれ
量を調整してその基板のみの部分の像と位相部材の像と
が重なるようにする。そして、観察手段（１９，２０）
により合成後の強度分布を観察すると、その通常の部分
と位相部材とが重なった部分は暗くなる。この場合、そ
の位相部材の中に位相差がπからずれた欠陥部がある
と、その暗い領域の中の欠陥部に対応する部分だけが明
るくなる。従って、基板と位相部材との屈折率が等しい
場合でも、位相部材の欠陥部を正確に検出することがで
きる。

【００１１】この場合、第１の傾角可変な光学部材（１
３）と第２の傾角可変な光学部材（１４）とは、互いに
逆方向に光束を横ずれさせているが、このように逆方向
に光束を横ずれさせる場合には、光学部材（１３，１
４）は例えば図２に示すように互いに逆方向に傾斜させ
ればよい。このように互いに逆方向に傾斜させると、第
１の光束ＬＡと第２の光束ＬＢとの光路長の変化は同程
度である。従って、それら光束ＬＡと光束ＬＢとの間の
横ずれ量を大きくしても、第１の光束ＬＡと第２の光束
ＬＢとの光束合成手段（１８）における光路長の差はわ
ずかであるため、照明光のコヒーレンシが比較的悪い場
合でも良好なコントラストで合成後の干渉像の強度分布
を観察することができる。

【００１２】また、第２のフォトマスク検査装置によれ
ば、第１の光束ＬＡが通過する第１の閉じた光路の光路
長と第２の光束ＬＢが通過する第２の閉じた光路の光路
長とは同一である。また、第１の光束ＬＡと第２の光束
ＬＢとは互いに逆方向に進行しているので、傾角可変な
光学部材（３４）が所定角度傾斜すると、第１の閉じた
光路と第２の閉じた光路とは逆方向に同じ量だけ横ずれ
する。従って、極めて簡単且つ小型の構成で、第１の光
束ＬＡと第２の光束ＬＢとを横ずれさせて重ね合わせた
状態の干渉像の強度分布を観察することができる。ま
た、第１の光束ＬＡと第２の光束ＬＢとの光路長の差は
無視できる程小さいので、得られる強度分布のコントラ
ストは極めて良好である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明によるフォトマスク検査装置の
一実施例につき図１〜図４を参照して説明する。図１は
本実施例の検査装置の構成を示し、この図１において、
１は水銀ランプであり、水銀ランプ１から射出された照
明光は、コンデンサレンズ２、視野絞り３及びコリメー
タレンズ４を経て波長選択フィルタ５に入射する。波長
選択フィルタ５によって波長幅が狭められ可干渉性が良
好になった照明光は、開口絞り６を通過した後、コンデ
ンサレンズ７で集光されて被検マスク８を照明する。被
検マスク８の照明範囲は視野絞り３で調整され、被検マ
スク８上での照明光の明るさは開口絞り６で調節され
る。被検マスク８はマスクステージ９Ａ上に載置され、
マスクステージ９Ａをステージ駆動手段９Ｂを介して２
次元平面内で移動させることにより、被検マスク８の全
面を検査することができる。

【００１４】被検マスク８を透過した照明光は、対物レ
ンズ１０により集束されて第１のプリズム１２の一端に
入射する。この第１のプリズム１２は、対物レンズ１０
側から順に、図１の紙面に平行な断面形状が３角形のプ
リズムと図１の紙面に平行な断面形状が平行４辺形のプ
リズムとを貼り合わせて構成されており、その貼り合わ
せ面が対物レンズ１０の光軸に対して４５°傾斜した偏
光ビームスプリッター面１１となっている。プリズム１
２に入射した照明光の内で、偏光ビームスプリッター面
１１に対してＰ偏光の第１の光束ＬＡは、その偏光ビー
ムスプリッター面１１を透過した後、プリズム１２の他
端で全反射して外部に射出される。また、プリズム１２
に入射した照明光の内で、その偏光ビームスプリッター
面１１に対してＳ偏光の第２の光束ＬＢは、その偏光ビ
ームスプリッター面１１で反射されて外部に射出され
る。

【００１５】外部に射出された第１の光束ＬＡは、第１
の平行平面板１３及び１対の断面が台形状のガラス板よ
りなる光学楔１５を透過して第２のプリズム１７の一端
側の側面に入射する。第２のプリズム１７は第１のプリ
ズム１２を１８０°回転させたものと同じ構成であり、
第１のプリズム１２及び第２のプズム１７によりマッハ
・ツェンダー干渉計が構成されている。第２のプリズム
１７は、図１の紙面に平行な断面形状が３角形のプリズ
ムと図１の紙面に平行な断面形状が平行４辺形のプリズ
ムとを貼り合わせて構成されており、その貼り合わせ面
が入射して来る第１の光束ＬＡの光軸に対して４５°傾
斜した偏光ビームスプリッター面１８となっている。第
１の光束ＬＡは偏光ビームスプリッター面１８に対して
もＰ偏光であるため、第１の光束ＬＡはその偏光ビーム
スプリッター面１８を透過して外部に射出される。

【００１６】一方、第１のプリズム１２から射出された
第２の光束ＬＢは、第２の平行平面板１４及び光路長補
償板１６を透過した後、第２のプリズム１７の他端側の
側面部に入射する。第１の平行平面板１３及び第２の平
行平面板１４は同一形状であり、光路長補償板１６の光
路長（硝路長）は光学楔１５の平均的な光路長とほぼ等
しい。第２の光束ＬＢはその第２のプリズム１７の他端
で全反射して偏光ビームスプリッター面１８に向かう。
第２の光束ＬＢは偏光ビームスプリッター面１８に対し
てもＳ偏光であるため、この偏光ビームスプリッター面
１８で反射されて外部に射出される。

【００１７】第２のプリズム１７から射出された第１の
光束ＬＡ及び第２の光束ＬＢは重畳されてアナライザ１
９を経て２次元の電荷結合型撮像素子（ＣＣＤ）等の光
電変換素子２０の受光面に結像する。アナライザ１９に
より第１の光束ＬＡと第２の光束ＬＢとは偏光方向が同
一で可干渉となり、光電変換素子２０の受光面には、被
検マスク８のパターンとこのパターンを横ずれさせたパ
ターンとの干渉像が形成される。光電変換素子２０から
出力される撮像信号は、アナログ／デジタル変換等を行
う信号処理回路２１を介して演算手段２２に送られる。
この演算手段２２には、データファイル等の入力手段２
４より被検マスク８のパターンの設計データをも供給す
る。演算手段２２は実測結果と設計データより被検マス
ク８のパターンの位相差の欠陥等を検出し、欠陥部分を
表示手段２３に表示する。

【００１８】実際の測定時には、通常は先ず図１の光学
楔１５の一方のガラス板を出し入れして第１の光束ＬＡ
と第２の光束ＬＢとの偏光ビームスプリッター面１８ま
での光路長の差がほぼ０になるようにしておく。次に、
図２に示すように、第１の平行平面板１３を例えば反時
計方向に角度θ（０＜θ＜π／２）だけ傾斜させると共
に、第２の平行平面板１４を時計方向に角度θだけ傾斜
させる。この場合、図２の紙面に平行な面内でプリズム
１２及び１７の長手方向をＺ方向として、第１の平行平
面板１３により第１の光束ＬＡがＺ方向にδｚだけ横ず
れすると、第２の平行平面板１４により第２の光束ＬＢ
はＺ方向に−δｚだけ横ずれする。

【００１９】従って、平行平面板１３及び１４の傾斜角
θを調整することにより、第１の光束ＬＡと第２の光束
ＬＢとの間の横ずれ量を容易に任意の値に設定すること
ができる。しかも、第１の平行平面板１３内での光路長
（硝路長）と第２の平行平面板１４内での光路長は同じ
であるため、その傾斜角θを大きく変えても、第１の光
束ＬＡと第２の光束ＬＢとの光路長の差は変化すること
がなく、図１の光電変換素子２０の受光面には常にコン
トラストの良好な干渉像が結像されている。

【００２０】次に、図１の検査装置で被検マスク８とし
て位相部材が形成された被検マスクを検査する場合につ
いて説明する。図３（ａ）に位相部材が形成された被検
マスクの一例の断面を示し、この図３（ａ）において、
基板としてのマスクブランクＭＢの上に位相をπずらす
ための位相シフタＰＳが格子状に一定ピッチで形成され
ており、中央の位相シフタＰＳ上に欠陥Ｄが発生してい
る。そして、この被検マスクを通った後、図２の第１の
光束ＬＡとして偏光ビームスプリッター面１８を射出す
る光束の波面は図３（ｂ）の波面ＷＡとなり、図２の第
２の光束ＬＢとして偏光ビームスプリッター面１８を射
出する光束の波面は図３（ｃ）の波面ＷＢとなる。

【００２１】これら２つの波面ＷＡ及びＷＢを重ね合わ
せると、位相シフタＰＳの部分を通った波面とマスクブ
ランクＭＢだけの部分を通った波面とが重なるが、正常
な部分では互いに位相がπずれているので、振幅は打ち
消し合い暗い干渉像が得られる。しかしながら、欠陥Ｄ
に対応して位相のずれがπでない部分では、２つの波面
を重ね合わせると振幅はむしろ強め合うため、欠陥Ｄに
相当する部分のみが明るい像となる。この干渉像の強度
Ｉを縦軸に取り、横軸に被検マスクのパターンの位置を
取って得られた波形を図３（ｄ）に示す。これにより、
欠陥Ｄを容易且つ迅速に検出することができる。

【００２２】また、図１の光学楔１５を用いると、被検
マスク８に形成された位相シフタによる位相変化量を計
測することができるので、その計測方法の一例について
説明する。この場合、被検マスク８に形成された位相シ
フタはマスクブランクに対して位相がπ変化し（即ち、
位相変化量がπ）、欠陥部分の位相変化量はπ／２であ
るとする。また、図１において光学楔１５により、第１
の光束ＬＡと第２の光束ＬＢとの光路長の差φを図４
（ａ）の横軸に示すように次第に増加させていくものと
して、図４（ａ）の縦軸には互いに横ずれした第１の光
束ＬＡと第２の光束ＬＢとの干渉像の或る位置での強度
Ｉをプロットする。

【００２３】先ず図４（ａ）において、第１の光束ＬＡ
が位相シフタを通過して第２の光束ＬＢがマスクブラン
クを通過している部分（図３（ｂ）の領域２５に相当す
る部分）の強度Ｉの変化を曲線ＩＰＳで示し、第１の光
束ＬＡが位相シフタの欠陥部を通過して第２の光束ＬＢ
がマスクブランクを通過している部分（図３（ｂ）の領
域２６に相当する部分）の強度Ｉの変化を曲線ＩＤで示
し、第１の光束ＬＡが位相シフタ又はマスクブランクを
通過して第２の光束ＬＢがクローム等の遮光部にある部
分の強度Ｉの変化を曲線ＩＣＲで示す。このように光学
楔１５を操作して光路長の差φを連続的又は段階的に変
化させて、各領域の強度Ｉの変化を調べることにより、
位相シフタ、位相シフタの欠陥部又は遮光部等の判別を
行うことができる。

【００２４】同様に、被検マスク８に形成された位相シ
フタがマスクブランクに対して位相がπ／２変化する
（即ち、位相変化量がπ／２である）場合に、図１にお
いて光学楔１５により、第１の光束ＬＡと第２の光束Ｌ
Ｂとの光路長の差φを図４（ｂ）の横軸に示すように次
第に増加させていくものとする。そして、図４（ｂ）の
縦軸には互いに横ずれした第１の光束ＬＡと第２の光束
ＬＢとの干渉像の或る位置での強度Ｉをプロットする。

【００２５】この図４（ｂ）において、第１の光束ＬＡ
が位相シフタを通過して第２の光束ＬＢがマスクブラン
クを通過している部分（図３（ｂ）の領域２５に相当す
る部分）の強度Ｉの変化を曲線ＩＡで示し、第１の光束
ＬＡがマスクブランクを通過して第２の光束ＬＢが位相
シフタを通過している部分の強度Ｉの変化を曲線ＩＢで
示し、第１の光束ＬＡ及び第２の光束ＬＢが共にマスク
ブランクを通過した部分の強度Ｉの変化を曲線ＩＧで示
す。このように光学楔１５を操作して光路長の差φを連
続的又は段階的に変化させて、各領域の強度Ｉの変化を
調べることにより、位相シフタによる位相変化量を測定
することができる。

【００２６】なお、上述実施例では光学楔１５を用いて
２つの光束の間の光路長差を変化させているが、その代
わりに例えばバビネ−ソレイユの補償板を用いても２つ
の光束の間の光路長差を変えることができる。この場合
には、図１の光学楔１５及び光路長補償板１６を取り除
いた状態で偏光ビームスプリッター面１８とアナライザ
１９との間にバビネ−ソレイユの補償板を配置する。ま
た、偏光ビームスプリッター面１１及び１８をビームス
プリッター面とし、アナライザー１９を取り除いても原
理的にフォトマスク検査装置として機能させることがで
きるが、光量が半減するため上述の実施例の如く構成す
ることが好ましい。

【００２７】次に、図５及び図６を参照して本発明の他
の実施例につき説明する。図５において、図１に対応す
る部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図５は本実施例の要部の正面図であり、この図５におい
て、被検マスク８からの光は対物レンズ１０により集束
されて主プリズム３２の一端に入射する。この主プリズ
ム３２は、対物レンズ１０側から順に、図５の紙面に平
行な断面形状が３角形のプリズムと図１の紙面に平行な
断面形状が平行４辺形のプリズムとを貼り合わせて構成
されており、その貼り合わせ面が対物レンズ１０の光軸
に対して４５°傾斜した偏光ビームスプリッター面３１
となっている。主プリズム３２に入射した光の内で、偏
光ビームスプリッター面３１に対してＰ偏光の第１の光
束ＬＡは、その偏光ビームスプリッター面３１を透過し
た後、主プリズム３２の他端の傾斜面３２ａで全反射し
て外部に射出される。また、主プリズム３２に入射した
光の内で、その偏光ビームスプリッター面３１に対して
Ｓ偏光の第２の光束ＬＢは、その偏光ビームスプリッタ
ー面３１で反射されて外部に射出される。

【００２８】外部に射出された第１の光束ＬＡは、平行
平面板３４を透過した後、図１の紙面に平行な面内での
断面形状が台形型の副プリズム３３の一端に入射し、第
２の光束ＬＢはその副プリズム３３の他端に入射する。
第１の光束ＬＡは副プリズム３３の一端側の傾斜面３３
ａで全反射された後に、副プリズム３３の他端側の傾斜
面３３ｂでも全反射されて外部に射出されて主プリズム
３２の一端側に入射する。一方、第２の光束ＬＢは第１
の光束ＬＡと逆向きに同じ光路を経て副プリズム３３の
一端側から射出された後、平行平面板３４を透過して主
プリズム３２の他端側に入射する。

【００２９】主プリズム３２の一端側に入射した第１の
光束ＬＡは偏光ビームスプリッター面３１に対してＰ偏
光であるため、そのまま偏光ビームスプリッター面３１
を透過して外部に射出される。一方、主プリズム３２の
他端側に入射した第２の光束ＬＢはその他端側の傾斜面
３２ａで全反射されて偏光ビームスプリッター面３１に
向かうが、第２の光束ＬＢはＳ偏光であるためその偏光
ビームスプリッター面３１で反射され、第２の光束ＬＢ
は第１の光束と合成されて外部に射出される。外部に射
出された２つの光束ＬＡ及びＬＢはアナライザ１９で偏
光方向を揃えられてから光電変換素子２０の受光面に入
射する。他の構成は図１と同様である。

【００３０】図６は、図５の検査装置の平面図であり、
この図６に示すように、平行平面板３４を図６の紙面に
垂直な状態で時計方向に角度θ（０＜θ＜π／２）だけ
傾ける。この場合、図６の紙面に平行で且つ平行平面板
３４の外部における光束ＬＡ及びＬＢの光軸に垂直な方
向をＹ方向とすると、第１の光束ＬＡは平行平面板３４
を通過することにより、Ｙ方向に角度θで定まる間隔δ
ｙだけ横ずれするのに対して、第２の光束ＬＢは逆方向
に平行平面板３４を通過することにより、Ｙ方向に−δ
ｙだけ横ずれする。即ち、第１の光束ＬＡと第２の光束
ＬＢとはＹ方向で互いに逆方向に横ずれする。また、光
束ＬＡ及びＬＢは図６の紙面に垂直な方向には相対的に
横ずれしない。従って、図５の偏光ビームスプリッター
面３１においては、第１の光束ＬＡと第２の光束ＬＢと
は図５の紙面に垂直な方向に相対的に横ずれした状態で
合成されて外部に射出される。

【００３１】従って、光電変換素子２０の受光面には、
被検マスク８のパターンを横ずれさせて重ね合わせた状
態の干渉像が形成され、この干渉像より図１の場合と同
様にして被検マスク８のパターンの欠陥等を検出するこ
とができる。

【００３２】また、図５の例では、第１の光束ＬＡと第
２の光束ＬＢとの光路長差を変化させる機構は省略され
ているが、例えば図５において、アナライザ１９及び光
電変換素子２０の代わりに通常のビームスプリッターを
複数配置する。そして、このビームスプリッターで分岐
された複数の光束を所定の偏光の位相のみをそれぞれ異
った量変化させるような光学素子を通過させた後に、ア
ナライザで偏光方向を揃えることにより、両光束の光路
長差を変化させながら干渉像を観察することができる。
例えば、偏光ビームスプリッター面３１を射出する各検
出光（ＬＡ，ＬＢ）を３つのビームスプリッターでそれ
ぞれ４つの光束に分割し、４分割された各光束にそれぞ
れ０，λ／４，λ／２，３λ／４の光路長差を与える光
学素子を配置すれば、４つの干渉像の各点の強度から各
点におけるマスクの位相差を求めることができる。

【００３３】なお、本発明は上述実施例に限定されず本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得るこ
とは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】本発明の第１のフォトマスク検査装置に
よれば、第１及び第２の傾角可変な光学部材を傾斜させ
ることにより、フォトマスクのパターンとこのパターン
を所望の量だけ横ずれさせたパターンとの干渉像を観察
することができる。従って、そのパターン中に位相部材
の欠陥部が含まれている場合には、その位相部材と基板
との屈折率が同じでも、横ずれ量を調整するだけでその
欠陥部を容易に且つ迅速に検出することができる。ま
た、第１及び第２の傾角可変な光学部材は逆方向に傾斜
するので、第１の光束と第２の光束との光路長の差はほ
とんど変化しない。従って、常にコントラストの高い干
渉像を観察することができる。

【００３５】また、第２のフォトマスク検査装置におい
ても、傾角可変な光学部材を所定量だけ傾斜させること
により、フォトマスクのパターン中に含まれている位相
部材の欠陥部を容易且つ迅速に検出することができる。
更に、分割された２個の光束が同一の光路長の光路を通
るので、光束の伝播部材の屈折率が温度変化により変化
しても、更には機械的な誤差又は振動が存在しても、２
個の光束の間に光路長差が生じないので、常にコントラ
ストの高い干渉像を観察できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフォトマスク検査装置の一実施例
を示す構成図である。

【図２】図１の検査装置の干渉計の部分を示す構成図で
ある。

【図３】（ａ）は位相部材が形成された被検マスクを示
す断面図、（ｂ）はその被検マスクを通過した第１の光
束の波面を示す線図、（ｃ）はその被検マスクを通過し
た第２の光束の波面を示す線図、（ｄ）は第１の光束と
第２の光束との干渉像の強度分布を示す波形図である。

【図４】（ａ）は光路長差φを変化させた場合の干渉像
の強度Ｉの変化の一例を示す線図、（ｂ）は光路長差φ
を変化させた場合の干渉像の強度Ｉの変化の他の例を示
す線図である。

【図５】本発明の他の実施例の要部の構成を示す正面図
である。

【図６】図５の平行平面板３４の作用の説明に供する平
面図である。

【符号の説明】

７ コンデンサレンズ ８ 被検マスク １０ 対物レンズ １１ 偏向ビームスプリッター面 １２ 第１のプリズム １３ 第１の平行平面板 １４ 第２の平行平面板 １５ 光学楔 １６ 光路長補償板 １７ 第２のプリズム １８ 偏向ビームスプリッター面 １９ アナライザ ２０ 光電変換素子 ３１ 偏向ビームスプリッター面 ３２ 主プリズム ３３ 副プリズム ３４ 平行平面板

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象のフォトマスクを照明する照明
   光学系と、 前記フォトマスクからの光を偏光状態に応じて第１の光
   束と第２の光束とに分離する光束分離手段と、 該分離された第１の光束の光路長と前記分離された第２
   の光束の光路長とがほぼ等しくなる位置に配置され、前
   記第１の光束と前記第２の光束とを合成する光束合成手
   段と、 該合成後の光束の強度分布を観察する観察手段と、 前記第１の光束の光路中に配置され前記第１の光束を一
   方向に横ずれさせる第１の傾角可変な光学部材と、 前記第２の光束の光路中に配置され前記第２の光束を前
   記一方向と逆の方向に横ずれさせる第２の傾角可変な光
   学部材とを有する事を特徴とするフォトマスク検査装
   置。
2. 【請求項２】 検査対象のフォトマスクを照明する照明
   光学系と、 該フォトマスクからの光を偏光状態に応じて第１の光束
   と第２の光束とに分離する光束分離手段と、 該分離後の第１の光束を偏向させて第１の閉じた光路を
   経て前記光束分離手段に導くと共に、前記分離後の第２
   の光束を偏向させて前記第１の閉じた光路と合致する第
   ２の閉じた光路を経て前記光束分離手段に導く光束偏向
   手段と、 該光束偏向手段により偏向された前記第１の光束と前記
   第２の光束とを前記光束分離手段を介して合成してなる
   光の強度分布を観察する観察手段と、 前記第１及び第２の閉じた光路内に配置され、前記第１
   の閉じた光路と前記第２の閉じた光路との横ずれを生ぜ
   しめる傾角可変な光学部材とを有する事を特徴とするフ
   ォトマスク検査装置。