JPH08146592A - 位相シフトマスクの検査装置及び検査方法 - Google Patents
位相シフトマスクの検査装置及び検査方法Info
- Publication number
- JPH08146592A JPH08146592A JP31401094A JP31401094A JPH08146592A JP H08146592 A JPH08146592 A JP H08146592A JP 31401094 A JP31401094 A JP 31401094A JP 31401094 A JP31401094 A JP 31401094A JP H08146592 A JPH08146592 A JP H08146592A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mask
- light
- phase shift
- mask pattern
- diffracted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高精度な操作が要求されることなく高精度に
位相差量を測定することが可能な位相シフトマスクの検
査装置と検査方法を得る。 【構成】 透明基板上にマクスパターン形成材によりマ
スクパターン１ａが回折格子として形成されたマスク１
を用い、マスク１上の回折格子パターンに光源１１から
の高干渉度光を照明し、回折格子パターンにより回折さ
れた回折光をレンズ１７により集光し、集光された回折
光の強度を複数の検出器１９ａ〜１９ｃにより検出し、
処理回路２０では検出された各回折次数の回折光の強度
比により、マスクパターン形成材間の位相差量を計算す
る。
位相差量を測定することが可能な位相シフトマスクの検
査装置と検査方法を得る。 【構成】 透明基板上にマクスパターン形成材によりマ
スクパターン１ａが回折格子として形成されたマスク１
を用い、マスク１上の回折格子パターンに光源１１から
の高干渉度光を照明し、回折格子パターンにより回折さ
れた回折光をレンズ１７により集光し、集光された回折
光の強度を複数の検出器１９ａ〜１９ｃにより検出し、
処理回路２０では検出された各回折次数の回折光の強度
比により、マスクパターン形成材間の位相差量を計算す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造に用い
る露光装置用マスク、特に位相シフトマスクの検査装置
と検査方法に関する。
る露光装置用マスク、特に位相シフトマスクの検査装置
と検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、フォトリソグラフィ技術により半
導体装置等を製造する際の露光装置用のマスクとして、
マスクの一部に透過光の位相を変化させる位相材を被着
して形成した位相シフタを配置し、フォトリソグラフィ
により形成されるパターンの解像度と焦点深度を向上す
る技法が注目されている。この位相シフタを用いた位相
シフトマスクでは、位相材被着部と非被着部との間の透
過光の位相差が１８０度になるように作られたマスクが
用いられるが、この位相差の製造誤差により結像性能が
大幅に変化される。したがって、位相シフトマスクの製
造においては、この位相差量（位相変化量）を正確に制
御する必要があり、これを検査することが重要となる。
導体装置等を製造する際の露光装置用のマスクとして、
マスクの一部に透過光の位相を変化させる位相材を被着
して形成した位相シフタを配置し、フォトリソグラフィ
により形成されるパターンの解像度と焦点深度を向上す
る技法が注目されている。この位相シフタを用いた位相
シフトマスクでは、位相材被着部と非被着部との間の透
過光の位相差が１８０度になるように作られたマスクが
用いられるが、この位相差の製造誤差により結像性能が
大幅に変化される。したがって、位相シフトマスクの製
造においては、この位相差量（位相変化量）を正確に制
御する必要があり、これを検査することが重要となる。
【０００３】従来、このような位相シフタを有する露光
装置用位相シフトマスクの位相検査装置として、例えば
特開平４−１４６４３７号公報に記載されたものがあ
る。これは、図５に示すように、ステージ３３に支持さ
れた位相シフトマスク３０を光源３１を含む光学系３２
により照明し、この位相シフトマスク３０上の位相材の
被着部分と非被着部分とを透過した光を結像手段である
レンズ３４ａ，３４ｂにより投影結像し、結像位置での
像の光強度分布を検出手段３５により検出する。
装置用位相シフトマスクの位相検査装置として、例えば
特開平４−１４６４３７号公報に記載されたものがあ
る。これは、図５に示すように、ステージ３３に支持さ
れた位相シフトマスク３０を光源３１を含む光学系３２
により照明し、この位相シフトマスク３０上の位相材の
被着部分と非被着部分とを透過した光を結像手段である
レンズ３４ａ，３４ｂにより投影結像し、結像位置での
像の光強度分布を検出手段３５により検出する。
【０００４】このとき、マスク３０上の位相材の被着部
分と非被着部分に対応する部分の光強度比を測定し、さ
らに検出手段３５を演算処理回路３６により制御される
駆動部３７により結像位置から光軸方向に所定量だけ移
動した後、再度像の光強度を測定して光強度比の変化を
計算することにより位相材の位相差量を測定することが
できる。この技術は、対比される光の間に位相差量があ
ると、焦点ずれにより位相材被着部と非被着部との間で
光強度に差が生じることを利用している。
分と非被着部分に対応する部分の光強度比を測定し、さ
らに検出手段３５を演算処理回路３６により制御される
駆動部３７により結像位置から光軸方向に所定量だけ移
動した後、再度像の光強度を測定して光強度比の変化を
計算することにより位相材の位相差量を測定することが
できる。この技術は、対比される光の間に位相差量があ
ると、焦点ずれにより位相材被着部と非被着部との間で
光強度に差が生じることを利用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の位相
シフトマスクの検査技法では、位相差と焦点ずれ量によ
り変化する光強度比を測定しているため、マスクの光軸
方向（縦方向）位置と焦点位置との距離を正確に制御し
て、異なる２点の位置で測定する必要があるため、高精
度のマスクステージ高さ停止位置制御装置が必要にな
り、マスクステージのコストが高価になるという問題が
ある。
シフトマスクの検査技法では、位相差と焦点ずれ量によ
り変化する光強度比を測定しているため、マスクの光軸
方向（縦方向）位置と焦点位置との距離を正確に制御し
て、異なる２点の位置で測定する必要があるため、高精
度のマスクステージ高さ停止位置制御装置が必要にな
り、マスクステージのコストが高価になるという問題が
ある。
【０００６】また、このマスク高さの誤差により位相差
測定に誤差が生じる問題がある。更に、像の横軸方向の
光強度分布により位相差を測定しているため、この分布
形状を正確に測定する必要がある。したがって、横軸方
向に高分解能の光強度測定装置を使用するか、もしくは
横軸方向に対し高精度なスキャン制御で測定する必要が
あり、さらにマスクの横軸方向を検出器に対し正確にア
ライメントする必要があるため、光強度測定器またはマ
スクステージが高価になるという問題がある。
測定に誤差が生じる問題がある。更に、像の横軸方向の
光強度分布により位相差を測定しているため、この分布
形状を正確に測定する必要がある。したがって、横軸方
向に高分解能の光強度測定装置を使用するか、もしくは
横軸方向に対し高精度なスキャン制御で測定する必要が
あり、さらにマスクの横軸方向を検出器に対し正確にア
ライメントする必要があるため、光強度測定器またはマ
スクステージが高価になるという問題がある。
【０００７】また、さらにマスク上の位相材の被着部分
と非被着部分とで透過率に差がある場合にも光強度差が
生じるが、この補正方法として低コヒーレンシ照明条件
で測定した光強度比により補正する方法が記載されてい
る。しかしながら、低コヒーレンシ照明条件で測定した
場合の光強度比値を見積もる式が具体化されていないた
め、補正精度が正確に測定できないという問題がある。
と非被着部分とで透過率に差がある場合にも光強度差が
生じるが、この補正方法として低コヒーレンシ照明条件
で測定した光強度比により補正する方法が記載されてい
る。しかしながら、低コヒーレンシ照明条件で測定した
場合の光強度比値を見積もる式が具体化されていないた
め、補正精度が正確に測定できないという問題がある。
【０００８】
【発明の目的】本発明の目的は、高精度に駆動するステ
ージを用いることなく、しかも透過率に差がある場合で
も高精度に位相差量を測定することが可能な位相シフト
マスクの検査装置と検査方法を提供することにある。
ージを用いることなく、しかも透過率に差がある場合で
も高精度に位相差量を測定することが可能な位相シフト
マスクの検査装置と検査方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の位相シフトマス
クの検査装置は、マクスパターン形成材によりマスクパ
ターンとして回折格子を形成したマスクを載置するステ
ージと、このマスクの回折格子に対して高干渉度光を照
射する手段と、前記回折格子により回折された回折光を
集光する手段と、集光された回折光の強度を検出するた
めの複数個の検出器と、前記各検出器で検出された回折
光の強度比に基づいて前記マクスパターン形成材間の位
相差量を算出する処理回路とを備えることを特徴とす
る。
クの検査装置は、マクスパターン形成材によりマスクパ
ターンとして回折格子を形成したマスクを載置するステ
ージと、このマスクの回折格子に対して高干渉度光を照
射する手段と、前記回折格子により回折された回折光を
集光する手段と、集光された回折光の強度を検出するた
めの複数個の検出器と、前記各検出器で検出された回折
光の強度比に基づいて前記マクスパターン形成材間の位
相差量を算出する処理回路とを備えることを特徴とす
る。
【００１０】また、本発明の位相シフトマスクの検査方
法は、透明基板上にマクスパターン形成材によりマスク
パターンが形成され、このマスクパターンとして前記マ
スクパターン形成材により回折格子が形成されたマスク
を用い、前記マスク上の回折格子パターンに高干渉度光
を照明し、回折格子パターンにより回折された回折光を
集光するレンズにより集光し、集光された回折光の強度
を複数の検出器により検出し、検出された各回折次数の
回折光の強度比により、前記マスクパターン形成材間の
位相差量を計算することを特徴とする。
法は、透明基板上にマクスパターン形成材によりマスク
パターンが形成され、このマスクパターンとして前記マ
スクパターン形成材により回折格子が形成されたマスク
を用い、前記マスク上の回折格子パターンに高干渉度光
を照明し、回折格子パターンにより回折された回折光を
集光するレンズにより集光し、集光された回折光の強度
を複数の検出器により検出し、検出された各回折次数の
回折光の強度比により、前記マスクパターン形成材間の
位相差量を計算することを特徴とする。
【００１１】また、本発明の検査方法では、マスクパタ
ーン形成材が形成されていない部分を照明して０次光の
強度を測定し、またマスクパターン形成材が形成されて
いる部分に対しても照明して０次光強度を測定し、これ
らの測定値を用いてこれらの部分の間の光透過率比を計
算し、かつこの光透過率比を用いて位相差量を計算する
ことも可能である。
ーン形成材が形成されていない部分を照明して０次光の
強度を測定し、またマスクパターン形成材が形成されて
いる部分に対しても照明して０次光強度を測定し、これ
らの測定値を用いてこれらの部分の間の光透過率比を計
算し、かつこの光透過率比を用いて位相差量を計算する
ことも可能である。
【００１２】ここで、位相シフトマスクとして、半透明
部と透明部とによりマスクパターンが形成され、このマ
スクパターンが形成されていない透明部分は、前記透明
基板が所要の厚さだけエッチングされているマスク、或
いは遮光部と、透明部と、透明部に設けられた位相シフ
タとでマスクパターンが形成されているマスクが用いら
れる。
部と透明部とによりマスクパターンが形成され、このマ
スクパターンが形成されていない透明部分は、前記透明
基板が所要の厚さだけエッチングされているマスク、或
いは遮光部と、透明部と、透明部に設けられた位相シフ
タとでマスクパターンが形成されているマスクが用いら
れる。
【００１３】
【作用】マスクにおいて生じる回折光を用いて位相差量
を測定するために、マスクに対する検出器の光軸上及び
これと直角な方向の位置精度に高精度が要求されること
なく位相差量を測定することができ、マスクに対して検
出器を光軸方向に移動させ、かつ高精度にしかも高速に
アライメントを行う操作が不要とされる。
を測定するために、マスクに対する検出器の光軸上及び
これと直角な方向の位置精度に高精度が要求されること
なく位相差量を測定することができ、マスクに対して検
出器を光軸方向に移動させ、かつ高精度にしかも高速に
アライメントを行う操作が不要とされる。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明のマスクの位相検査装置の概略図で
ある。高圧水銀ランプ等を用いた光源１１の光はレンズ
１２で平行光にされた後、波長フィルタ１３により露光
装置で用いられる露光波長と同一の波長λの光のみが選
択的に透過される。ミラー１４で反射を行った後、ズー
ムレンズ１５により所定の大きさの平行光に形成された
後、マスクステージ１６に載置される被検査マスク１を
照明する。照明光は被検査マスク１の回折格子パターン
で回折され、各回折光はレンズ１７により集光される。
する。図１は本発明のマスクの位相検査装置の概略図で
ある。高圧水銀ランプ等を用いた光源１１の光はレンズ
１２で平行光にされた後、波長フィルタ１３により露光
装置で用いられる露光波長と同一の波長λの光のみが選
択的に透過される。ミラー１４で反射を行った後、ズー
ムレンズ１５により所定の大きさの平行光に形成された
後、マスクステージ１６に載置される被検査マスク１を
照明する。照明光は被検査マスク１の回折格子パターン
で回折され、各回折光はレンズ１７により集光される。
【００１５】更に、回折光は各回折次数の光が集光され
る位置に開口部をもつ空間フィルタ１８を透過した後、
各回折光用の検出器１９ａ，１９ｂ，１９ｃにより＋１
次、０次、−１次の回折光の光強度がそれぞれ検出され
る。各検出器２９ａ，２９ｂ，２９ｃで測定した各回折
次数の回折光は処理回路２０において強度比が演算さ
れ、その強度比により、前記マスク上の位相材と吸収位
相材によるマクスパターンでの位相差量が計算される。
る位置に開口部をもつ空間フィルタ１８を透過した後、
各回折光用の検出器１９ａ，１９ｂ，１９ｃにより＋１
次、０次、−１次の回折光の光強度がそれぞれ検出され
る。各検出器２９ａ，２９ｂ，２９ｃで測定した各回折
次数の回折光は処理回路２０において強度比が演算さ
れ、その強度比により、前記マスク上の位相材と吸収位
相材によるマクスパターンでの位相差量が計算される。
【００１６】図２は本発明により検査される露光装置用
マスクの第１実施例を示す図であり、ここではハーフト
ーン型位相シフトマスクの例を示している。同図（ａ）
は平面図、同図（ｂ）はその断面図である。ハーフトー
ン型位相シフトマスク１は透明基板２に対して透明部Ａ
と、透明部Ａの透過光に対し位相差を生じるようにした
半透明部Ｂとでパターンが形成されている。透明部Ａと
半透明部Ｂとは所定のピッチで格子状に配列された回折
格子として形成されており、透明部Ａはピッチｐで平行
に並んだ幅Ｗのラインパターンとして構成される。ピッ
チとライン幅との比ｄ＝Ｗ／Ｐを以後デューティ比と呼
ぶ。
マスクの第１実施例を示す図であり、ここではハーフト
ーン型位相シフトマスクの例を示している。同図（ａ）
は平面図、同図（ｂ）はその断面図である。ハーフトー
ン型位相シフトマスク１は透明基板２に対して透明部Ａ
と、透明部Ａの透過光に対し位相差を生じるようにした
半透明部Ｂとでパターンが形成されている。透明部Ａと
半透明部Ｂとは所定のピッチで格子状に配列された回折
格子として形成されており、透明部Ａはピッチｐで平行
に並んだ幅Ｗのラインパターンとして構成される。ピッ
チとライン幅との比ｄ＝Ｗ／Ｐを以後デューティ比と呼
ぶ。
【００１７】また、透明部Ａは光透過性の石英基板２が
深さｈだけエッチングされている。露光装置で用いてい
る露光光波長がλであるとし、透明部Ａの波長λにおけ
る振幅透過率をｔａとする。半透明部Ｂには石英基板２
上にクロム膜３の薄いパターンが形成されている。半透
明部Ｂの波長λにおける振幅透過率をｔｂとする。透明
部Ａと半透明部Ｂとの振幅透過率の比、ｔｂ／ｔａをｔ
とする。また、透明部Ａと半透明部Ｂとの位相差をθと
する。
深さｈだけエッチングされている。露光装置で用いてい
る露光光波長がλであるとし、透明部Ａの波長λにおけ
る振幅透過率をｔａとする。半透明部Ｂには石英基板２
上にクロム膜３の薄いパターンが形成されている。半透
明部Ｂの波長λにおける振幅透過率をｔｂとする。透明
部Ａと半透明部Ｂとの振幅透過率の比、ｔｂ／ｔａをｔ
とする。また、透明部Ａと半透明部Ｂとの位相差をθと
する。
【００１８】図３は図２に示したハーフトーン型位相シ
フトマスクの製造工程を示す図である。始めに図３
（ａ）において石英マスク基板２に薄いクロム膜３を形
成する。クロム膜厚は露光装置で用いられる露光波長λ
において光が若干だけ透過するような膜厚にし、光強度
透過率が所要量の半透過膜として構成されるように形成
される。次に、図３（ｂ）で電子線リソグラフィにより
クロム膜上にレジストパターン４を形成する。
フトマスクの製造工程を示す図である。始めに図３
（ａ）において石英マスク基板２に薄いクロム膜３を形
成する。クロム膜厚は露光装置で用いられる露光波長λ
において光が若干だけ透過するような膜厚にし、光強度
透過率が所要量の半透過膜として構成されるように形成
される。次に、図３（ｂ）で電子線リソグラフィにより
クロム膜上にレジストパターン４を形成する。
【００１９】次に、図３（ｃ）でレジスト４をエッチン
グマスクとしてクロム膜３をエッチングし、クロムパタ
ーンを形成する。さらに、図３（ｄ）でクロム膜３を除
去した部分の石英基板２をエッチングする。石英基板２
のエッチングは石英基板部とクロムパターン部を透過し
た露光光の位相差が所要値となるよう調整するために形
成される。最後に図３（ｅ）でレジスト膜４を除去して
完成される。
グマスクとしてクロム膜３をエッチングし、クロムパタ
ーンを形成する。さらに、図３（ｄ）でクロム膜３を除
去した部分の石英基板２をエッチングする。石英基板２
のエッチングは石英基板部とクロムパターン部を透過し
た露光光の位相差が所要値となるよう調整するために形
成される。最後に図３（ｅ）でレジスト膜４を除去して
完成される。
【００２０】そして、位相シフトマスクの位相差量の検
査では、図１に示したようにマスクステージ１６に図２
の位相シフトマスク１を載置し、この位相シフトマスク
１に光源１１の光を照明し、この照明によって生じた回
折光をレンズ１７で集光した後、空間フィルタ１８を透
過し、各検出器１９ａ，１９ｂ，１９ｃにより光強度を
検出し、処理回路２０により演算を行って位相差量を算
出する。
査では、図１に示したようにマスクステージ１６に図２
の位相シフトマスク１を載置し、この位相シフトマスク
１に光源１１の光を照明し、この照明によって生じた回
折光をレンズ１７で集光した後、空間フィルタ１８を透
過し、各検出器１９ａ，１９ｂ，１９ｃにより光強度を
検出し、処理回路２０により演算を行って位相差量を算
出する。
【００２１】この処理回路２０において、光強度比から
位相差量を計算する方法を次に述べる。各回折光検出器
１９ａ〜１９ｃで検出されるｍ次の回折光の強度Ｉm は
次式となる。 Ｉm ＝Ｃ〔ｄ2 Ｓmd 2 ＋ｔ2 （１−ｄ）2 Ｓm(1-d) 2 ＋（−１）m ２ｔａ（１−ａ）ＳmdＳm(1-d) cosθ …（１）
位相差量を計算する方法を次に述べる。各回折光検出器
１９ａ〜１９ｃで検出されるｍ次の回折光の強度Ｉm は
次式となる。 Ｉm ＝Ｃ〔ｄ2 Ｓmd 2 ＋ｔ2 （１−ｄ）2 Ｓm(1-d) 2 ＋（−１）m ２ｔａ（１−ａ）ＳmdＳm(1-d) cosθ …（１）
【００２２】ここで、Ｃはｔa 2 等に比例する定数、Ｓ
md，Ｓm(1-d)は（２）式のＸにそれぞれｄ，（１−ｄ）
を代入して与えられる。 Ｓmx＝〔sin （πｍｘ）〕／（πｍｘ） …（２） ｍは整数 但し、Ｓｏ＝１
md，Ｓm(1-d)は（２）式のＸにそれぞれｄ，（１−ｄ）
を代入して与えられる。 Ｓmx＝〔sin （πｍｘ）〕／（πｍｘ） …（２） ｍは整数 但し、Ｓｏ＝１
【００２３】式（１）から０次光強度Ｉ0 と１次光強度
Ｉ1 との光強度比ｒ1 は次式となる。 ｒ1 ＝Ｉ1 ／Ｉ0 ＝〔ｄ2 Ｓmd 2 ＋ｔ2 （１−ｄ）2 Ｓm(1-d) 2 ＋（−１） ２ｔｄ（１−ｄ）ＳmdＳm(1-d)cos θ〕 ／〔ｄ2 ＋ｔ2 （１−ｄ）2 ＋２ｔｄ（１−ｄ）cos θ〕 …（３）
Ｉ1 との光強度比ｒ1 は次式となる。 ｒ1 ＝Ｉ1 ／Ｉ0 ＝〔ｄ2 Ｓmd 2 ＋ｔ2 （１−ｄ）2 Ｓm(1-d) 2 ＋（−１） ２ｔｄ（１−ｄ）ＳmdＳm(1-d)cos θ〕 ／〔ｄ2 ＋ｔ2 （１−ｄ）2 ＋２ｔｄ（１−ｄ）cos θ〕 …（３）
【００２４】式（３）よりθを求めると、 θ＝cos -1〔（ｄ2 （Ｓmd 2 −ｒ1 ）＋ｔ2 （１−ｄ）2 （ｓm(1-d) 2 −ｒ1 ） ）／（２ｔｄ（１−ｄ）（ＳmdＳm(1-d)＋ｒ1 ）〕 …（４）
【００２５】式（４）及び式（２）より振幅透過率比ｔ
及びデューティ比ｄが判っていれば光強度比ｒ1 より位
相差θを求めることができる。また、この関係は０次光
と−１次光との間にも成り立つため、同様にして光強度
比ｒ2 ＝Ｉ2 ／Ｉ0 も測定してθを求めれば、より測定
精度を向上できる。
及びデューティ比ｄが判っていれば光強度比ｒ1 より位
相差θを求めることができる。また、この関係は０次光
と−１次光との間にも成り立つため、同様にして光強度
比ｒ2 ＝Ｉ2 ／Ｉ0 も測定してθを求めれば、より測定
精度を向上できる。
【００２６】次に、振幅透過率比ｔは以下のようにして
測定できる。図１の装置によりマスク上で照明光照射範
囲より広い範囲でパターンが形成されているクロム膜部
分、即ち半透明部Ｂを照明する。パターンがないため光
は回折されず透過した光は全て０次光検出器に到達し、
検出される。この値はＣ2 ｔｂ2 となる。Ｃ2 はマスク
への入射エネルギ等に比例する定数である。一方、クロ
ム膜が形成されていない部分、即ち透明部Ａにおいても
同様にして測定すれば、Ｃ2 ｔａ2 が得られる。これら
の光強度比ｔａ2 ／ｔｂ2 ＝ｔ2 により振幅透過率比ｔ
を求めることができる。
測定できる。図１の装置によりマスク上で照明光照射範
囲より広い範囲でパターンが形成されているクロム膜部
分、即ち半透明部Ｂを照明する。パターンがないため光
は回折されず透過した光は全て０次光検出器に到達し、
検出される。この値はＣ2 ｔｂ2 となる。Ｃ2 はマスク
への入射エネルギ等に比例する定数である。一方、クロ
ム膜が形成されていない部分、即ち透明部Ａにおいても
同様にして測定すれば、Ｃ2 ｔａ2 が得られる。これら
の光強度比ｔａ2 ／ｔｂ2 ＝ｔ2 により振幅透過率比ｔ
を求めることができる。
【００２７】また、デューティ比ｄは、従来から用いら
れている光学式マスクパターン寸法検査装置、またはＳ
ＥＭ式寸法検査装置により回折格子のピッチｐ及びライ
ン幅ｗを測定することにより測定することができる。以
上の方法により、振幅透過率比及びデューティ比を予め
測定しておけば、０次光と１次光との強度比を測定する
ことにより、前記マスクの位相差θを求めることができ
る。
れている光学式マスクパターン寸法検査装置、またはＳ
ＥＭ式寸法検査装置により回折格子のピッチｐ及びライ
ン幅ｗを測定することにより測定することができる。以
上の方法により、振幅透過率比及びデューティ比を予め
測定しておけば、０次光と１次光との強度比を測定する
ことにより、前記マスクの位相差θを求めることができ
る。
【００２８】図４は本発明において検査可能な位相シフ
トマスクの第２の実施例を示しており、レベンソン型位
相シフトマスク上の回折格子パターンを示している。同
図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。レベン
ソン型位相シフトマスク１Ａは、遮光部Ａと、透明部Ｂ
と、透明部上に光の位相差をつけるための位相シフタを
形成した位相シフト部Ｃとでパターンが形成されてい
る。遮光部ＡはピッチＰ／２で平行に並んだ幅Ｗのライ
ンパターンが開口されており、透明部Ｂ及び位相シフト
部Ｃはともに幅Ｗ，ピッチＰ、デューティ比ｄ＝Ｗ／Ｐ
である。
トマスクの第２の実施例を示しており、レベンソン型位
相シフトマスク上の回折格子パターンを示している。同
図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。レベン
ソン型位相シフトマスク１Ａは、遮光部Ａと、透明部Ｂ
と、透明部上に光の位相差をつけるための位相シフタを
形成した位相シフト部Ｃとでパターンが形成されてい
る。遮光部ＡはピッチＰ／２で平行に並んだ幅Ｗのライ
ンパターンが開口されており、透明部Ｂ及び位相シフト
部Ｃはともに幅Ｗ，ピッチＰ、デューティ比ｄ＝Ｗ／Ｐ
である。
【００２９】また、遮光部Ａには石英基板２Ａ上にクロ
ム膜３Ａのパターンが形成されている。クロム膜厚は露
光光をほぼ完全に遮光するのに十分な膜厚とする。ま
た、クロム膜３Ａが形成されていない透明部Ｂの振幅透
過率をｔｂとする。また、位相シフト部Ｃは石英基板２
Ａ上にＳＯＧ膜４Ａが形成されている。位相シフト部Ｃ
の振幅透過率をｔｃとする。透明部Ｂと位相シフト部Ｃ
との振幅透過率の比ｔｂ／ｔｃをｔとする。また、透明
部Ｂと位相シフト部Ｃとの位相差をθとする。
ム膜３Ａのパターンが形成されている。クロム膜厚は露
光光をほぼ完全に遮光するのに十分な膜厚とする。ま
た、クロム膜３Ａが形成されていない透明部Ｂの振幅透
過率をｔｂとする。また、位相シフト部Ｃは石英基板２
Ａ上にＳＯＧ膜４Ａが形成されている。位相シフト部Ｃ
の振幅透過率をｔｃとする。透明部Ｂと位相シフト部Ｃ
との振幅透過率の比ｔｂ／ｔｃをｔとする。また、透明
部Ｂと位相シフト部Ｃとの位相差をθとする。
【００３０】このレベンソン型位相シフトマスクの位相
検査についても、図１に示した装置を用いる。このレベ
ンソン型位相シフトマスクの実施例による回折格子を用
いた場合に検出されるｍ次の回折光の強度Ｉm 、及び０
次光Ｉ0 と１次光Ｉ1 との強度比ｒ1 から求めたθは次
のようになる。 Ｉm ＝Ｃｄ2 Ｓma 2 〔１＋ｔ2 ＋（−１）m ２ｔ cosθ〕 …（５） θ＝cos -1〔（（１−ｄ）2 （ｓa 2 −ｒ1 ））／（２ｔ（Ｓa 2 ＋ｒ1 ）〕 …（６）
検査についても、図１に示した装置を用いる。このレベ
ンソン型位相シフトマスクの実施例による回折格子を用
いた場合に検出されるｍ次の回折光の強度Ｉm 、及び０
次光Ｉ0 と１次光Ｉ1 との強度比ｒ1 から求めたθは次
のようになる。 Ｉm ＝Ｃｄ2 Ｓma 2 〔１＋ｔ2 ＋（−１）m ２ｔ cosθ〕 …（５） θ＝cos -1〔（（１−ｄ）2 （ｓa 2 −ｒ1 ））／（２ｔ（Ｓa 2 ＋ｒ1 ）〕 …（６）
【００３１】式（６）より、振幅透過率比ｔ及びデュー
ティ比ｄを予め第１の実施例と同様に測定しておけば、
強度比ｒ1 より位相差θを求めることができる。
ティ比ｄを予め第１の実施例と同様に測定しておけば、
強度比ｒ1 より位相差θを求めることができる。
【００３２】ここで、前記第１実施例ではハーフトーン
型位相シフトマスクにおいて石英部がエッチングされて
いる例を示してが、石英部をエッチングする代わりに吸
収材の複素屈折率を調整し吸収材のみで位相差をつけた
マスクの場合でも同様にして測定可能である。またレベ
ンソン型位相シフトマスクの回折格子において、クロム
膜を形成せずに位相シフタのパターンのみで回折格子を
形成してもよい。
型位相シフトマスクにおいて石英部がエッチングされて
いる例を示してが、石英部をエッチングする代わりに吸
収材の複素屈折率を調整し吸収材のみで位相差をつけた
マスクの場合でも同様にして測定可能である。またレベ
ンソン型位相シフトマスクの回折格子において、クロム
膜を形成せずに位相シフタのパターンのみで回折格子を
形成してもよい。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、位相シフ
トマスクにおいて生じた回折光の強度比に基づいて計算
を行うことで位相シフトマスクにおける位相差量を測定
することが可能となる。また、位相シフトマスクにおけ
る位相シフト部と透過部との間で透過率に差がある場合
でもその影響を正確に補正して位相差量を測定すること
が可能になるという効果がある。
トマスクにおいて生じた回折光の強度比に基づいて計算
を行うことで位相シフトマスクにおける位相差量を測定
することが可能となる。また、位相シフトマスクにおけ
る位相シフト部と透過部との間で透過率に差がある場合
でもその影響を正確に補正して位相差量を測定すること
が可能になるという効果がある。
【００３４】また、本発明では回折光を複数の検出器で
同時に検出してその強度比を求めるので、マスクとレン
ズの焦点位置が僅かにずれても回折光強度の検出部では
集光された回折光のスポットサイズが僅かに変化するの
みで光強度は変化しないこと、さらにマスクの横軸位置
が僅かにずれても照明光分布が均一な範囲であれば回折
光の位相が変化するのみで強度は変化しないことによ
り、これらに影響されることなく正確に位相差量が測定
可能となる。
同時に検出してその強度比を求めるので、マスクとレン
ズの焦点位置が僅かにずれても回折光強度の検出部では
集光された回折光のスポットサイズが僅かに変化するの
みで光強度は変化しないこと、さらにマスクの横軸位置
が僅かにずれても照明光分布が均一な範囲であれば回折
光の位相が変化するのみで強度は変化しないことによ
り、これらに影響されることなく正確に位相差量が測定
可能となる。
【００３５】更に、本発明では位相シフトマスクと検出
器との相対位置を変化させる必要がないため、高価な高
精度マスクステージが必要でなくなり安価にできるとい
う効果がある。更に、マスクステージを動かして多数点
測定する必要もないため高速に検査できるという効果も
ある。
器との相対位置を変化させる必要がないため、高価な高
精度マスクステージが必要でなくなり安価にできるとい
う効果がある。更に、マスクステージを動かして多数点
測定する必要もないため高速に検査できるという効果も
ある。
【図１】本発明のマスク検査装置の一例の構成図であ
る。
る。
【図２】本発明が適用されるハーフトーン型位相シフト
マスクの平面図と断面図である。
マスクの平面図と断面図である。
【図３】図２のハーフトーン型位相シフトマスクの製造
方法を工程順に示す断面図である。
方法を工程順に示す断面図である。
【図４】本発明が適用されるレベンソン型位相シフトマ
スクの平面図と断面図である。
スクの平面図と断面図である。
【図５】従来の位相シフトマスクにおける位相検査装置
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
１ ハーフトーン型位相シフトマスク １Ａ レベンソン型位相シフトマスク １１ 光源 １２ レンズ １６ マスクステージ １７ レンズ １８ 空間フィルタ １９ａ〜１９ｃ 検出器 ２０ 処理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 21/88 Ｅ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２８
Claims (5)
- 【請求項１】 透明基板上にマクスパターン形成材によ
りマスクパターンが形成され、このマスクパターンを透
過する光と、他の部分を透過した光の位相差を検出する
ための装置であって、前記マスクとして前記マスクパタ
ーン形成材により回折格子を形成したマスクを載置する
ステージと、このマスクの回折格子に対して高干渉度光
を照射する手段と、前記回折格子により回折された回折
光を集光する手段と、集光された回折光の強度を検出す
るための複数個の検出器と、前記各検出器で検出された
回折光の強度比に基づいて前記マクスパターン形成材間
の位相差量を算出する処理回路とを備えることを特徴と
する位相シフトマスクの検査装置。 - 【請求項２】 透明基板上にマクスパターン形成材によ
りマスクパターンが形成され、このマスクパターンとし
て前記マスクパターン形成材により回折格子が形成され
たマスクを用い、前記マスク上の回折格子パターンに高
干渉度光を照明し、回折格子パターンにより回折された
回折光を集光するレンズにより集光し、集光された回折
光の強度を複数の検出器により検出し、検出された各回
折次数の回折光の強度比により、前記マスクパターン形
成材間の位相差量を計算することを特徴とする位相シフ
トマスクの検査方法。 - 【請求項３】 マスクパターン形成材が形成されていな
い部分を照明して０次光の強度を測定し、またマスクパ
ターン形成材が形成されている部分に対しても照明して
０次光強度を測定し、これらの測定値を用いてこれらの
部分の間の光透過率比を計算し、かつこの光透過率比を
用いて位相差量を計算することを特徴とする位相シフト
マスクの検査方法。 - 【請求項４】 マスクは、半透明部と透明部とによりマ
スクパターンが形成され、このマスクパターンが形成さ
れていない透明部分は、前記透明基板が所要の厚さだけ
エッチングされている請求項２の位相シフトマスクの検
査方法。 - 【請求項５】 マスクは、遮光部と、透明部と、透明部
に設けられた位相シフタとでマスクパターンが形成され
ている請求項２の位相シフトマスクの検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31401094A JP2677217B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 位相シフトマスクの検査装置及び検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31401094A JP2677217B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 位相シフトマスクの検査装置及び検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08146592A true JPH08146592A (ja) | 1996-06-07 |
| JP2677217B2 JP2677217B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=18048130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31401094A Expired - Fee Related JP2677217B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 位相シフトマスクの検査装置及び検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2677217B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007226224A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-09-06 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 減衰位相シフト・マスクの位相較正の方法、試験構造、およびシステム |
| JP2007281463A (ja) * | 2006-04-07 | 2007-10-25 | Asml Netherlands Bv | 偏光性能の監視方法、偏光測定アッセンブリ、リソグラフィ装置およびこれらを使用するコンピュータプログラム製品 |
| JP2008276259A (ja) * | 2001-10-01 | 2008-11-13 | Seiko Epson Corp | フォトマスク、微細構造体、フォトマスクの製造方法及び露光装置 |
| US8384876B2 (en) | 2008-12-16 | 2013-02-26 | Samsung Electronics, Co., Ltd. | Method of detecting reticle errors |
| JP2013080831A (ja) * | 2011-10-04 | 2013-05-02 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体レーザ素子の製造方法 |
| JP2014505900A (ja) * | 2010-12-23 | 2014-03-06 | カール ツァイス エスエムエス ゲーエムベーハー | マスク上の構造を特徴付ける方法及び方法を実施するためのデバイス |
| DE102012011315B4 (de) * | 2012-06-04 | 2018-12-27 | Carl Zeiss Ag | Mikroskop und Verfahren zur Charakterisierung von Strukturen auf einem Objekt |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220005913A (ko) | 2020-07-07 | 2022-01-14 | 삼성전자주식회사 | 퓨필 이미지 기반 패턴 균일도 측정 장치와 방법, 및 그 측정 방법을 이용한 마스크 제조방법 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03200149A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-02 | Fujitsu Ltd | 位相シフトマスクの製造方法 |
| JPH04181251A (ja) * | 1990-11-16 | 1992-06-29 | Nikon Corp | フォトマスク検査装置 |
| JPH04229863A (ja) * | 1990-12-27 | 1992-08-19 | Nikon Corp | フォトマスク検査装置およびフォトマスク検査方法 |
| JPH05197131A (ja) * | 1991-08-19 | 1993-08-06 | Motorola Inc | 移相マスクおよびマスキング方法 |
| JPH06273916A (ja) * | 1993-03-19 | 1994-09-30 | Fujitsu Ltd | 位相シフトマスクの検査方法とその装置 |
| JPH06308715A (ja) * | 1993-04-27 | 1994-11-04 | Sony Corp | 位相シフト露光マスクの形成方法、位相シフト露光マスク、及び位相シフト露光方法 |
| JPH0764270A (ja) * | 1993-08-30 | 1995-03-10 | Ulvac Seimaku Kk | 位相シフトフォトマスクブランクス生産方法 |
-
1994
- 1994-11-24 JP JP31401094A patent/JP2677217B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03200149A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-02 | Fujitsu Ltd | 位相シフトマスクの製造方法 |
| JPH04181251A (ja) * | 1990-11-16 | 1992-06-29 | Nikon Corp | フォトマスク検査装置 |
| JPH04229863A (ja) * | 1990-12-27 | 1992-08-19 | Nikon Corp | フォトマスク検査装置およびフォトマスク検査方法 |
| JPH05197131A (ja) * | 1991-08-19 | 1993-08-06 | Motorola Inc | 移相マスクおよびマスキング方法 |
| JPH06273916A (ja) * | 1993-03-19 | 1994-09-30 | Fujitsu Ltd | 位相シフトマスクの検査方法とその装置 |
| JPH06308715A (ja) * | 1993-04-27 | 1994-11-04 | Sony Corp | 位相シフト露光マスクの形成方法、位相シフト露光マスク、及び位相シフト露光方法 |
| JPH0764270A (ja) * | 1993-08-30 | 1995-03-10 | Ulvac Seimaku Kk | 位相シフトフォトマスクブランクス生産方法 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008276259A (ja) * | 2001-10-01 | 2008-11-13 | Seiko Epson Corp | フォトマスク、微細構造体、フォトマスクの製造方法及び露光装置 |
| JP4632103B2 (ja) * | 2001-10-01 | 2011-02-16 | セイコーエプソン株式会社 | フォトマスク |
| JP2007226224A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-09-06 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 減衰位相シフト・マスクの位相較正の方法、試験構造、およびシステム |
| JP2007281463A (ja) * | 2006-04-07 | 2007-10-25 | Asml Netherlands Bv | 偏光性能の監視方法、偏光測定アッセンブリ、リソグラフィ装置およびこれらを使用するコンピュータプログラム製品 |
| US8384876B2 (en) | 2008-12-16 | 2013-02-26 | Samsung Electronics, Co., Ltd. | Method of detecting reticle errors |
| KR101511158B1 (ko) * | 2008-12-16 | 2015-04-13 | 삼성전자주식회사 | 레티클 에러 검출 방법 |
| JP2014505900A (ja) * | 2010-12-23 | 2014-03-06 | カール ツァイス エスエムエス ゲーエムベーハー | マスク上の構造を特徴付ける方法及び方法を実施するためのデバイス |
| US9213003B2 (en) | 2010-12-23 | 2015-12-15 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Method for characterizing a structure on a mask and device for carrying out said method |
| US9605946B2 (en) | 2010-12-23 | 2017-03-28 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for characterizing a structure on a mask and device for carrying out said method |
| JP2013080831A (ja) * | 2011-10-04 | 2013-05-02 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体レーザ素子の製造方法 |
| DE102012011315B4 (de) * | 2012-06-04 | 2018-12-27 | Carl Zeiss Ag | Mikroskop und Verfahren zur Charakterisierung von Strukturen auf einem Objekt |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2677217B2 (ja) | 1997-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5576829A (en) | Method and apparatus for inspecting a phase-shifted mask | |
| US5300786A (en) | Optical focus phase shift test pattern, monitoring system and process | |
| JP3843308B2 (ja) | マスクパターン画像形成装置 | |
| US6153886A (en) | Alignment apparatus in projection exposure apparatus | |
| US5184196A (en) | Projection exposure apparatus | |
| US5426503A (en) | Method of testing a phase shift mask and a testing apparatus used therein in the ultraviolet wavelength range | |
| KR102170147B1 (ko) | 모듈레이션 기술을 이용한 메트롤로지를 위한 대체 타겟 디자인 | |
| JP3216240B2 (ja) | 位置合わせ方法及びそれを用いた投影露光装置 | |
| EP0652487A1 (en) | Rotational deviation detecting method and system using a periodic pattern | |
| JPH08288193A (ja) | 位置合わせ方法 | |
| WO1993006618A1 (fr) | Procede et appareil de formation de motifs | |
| JP2677217B2 (ja) | 位相シフトマスクの検査装置及び検査方法 | |
| JP3047446B2 (ja) | 位相シフト用マスクの検査方法及び検査装置 | |
| JP3139020B2 (ja) | フォトマスク検査装置およびフォトマスク検査方法 | |
| TWI225575B (en) | Method and system for phase/amplitude error detection of alternating phase shifting masks in photolithography | |
| JP2001280913A (ja) | 光軸ずれ測定方法及び光学式顕微鏡 | |
| JPH06120116A (ja) | ベストフォーカス計測方法 | |
| JP3106544B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JP3431411B2 (ja) | 露光用マスクの位相検査方法 | |
| JP3047459B2 (ja) | フォトマスク検査装置およびフォトマスク検査方法 | |
| JPH06267824A (ja) | 露光方法 | |
| JP2892747B2 (ja) | 傾き若しくは高さ検出方法及びその装置並びに投影露光方法及びその装置 | |
| JPH04181251A (ja) | フォトマスク検査装置 | |
| EP4160314A1 (en) | Method for measuring at least one target on a substrate | |
| Kusunose | Phase Measurement Tool for PSM |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |