JPH0894338A - マスク検査装置 - Google Patents
マスク検査装置Info
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- JPH0894338A JPH0894338A JP22988294A JP22988294A JPH0894338A JP H0894338 A JPH0894338 A JP H0894338A JP 22988294 A JP22988294 A JP 22988294A JP 22988294 A JP22988294 A JP 22988294A JP H0894338 A JPH0894338 A JP H0894338A
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- light
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、短波長の露光処理に用いるマスクを
検査することを目的とする。 【構成】露光光と同一短波長のエキシマレーザ光を、露
光装置の照明光学系と同一開口数に設定した検査用照射
光学系(A) によりマスク(6) に照射し、このマスク(6)
を通過したパターン光を、露光装置の投影系と同一開口
数に設定した検査用観察光学系(B) により投影してその
像を観察する。これにより、短波長の光、例えばDUV
(248nm)、VUV(193nm)の波長のエキシ
マレーザ光をマスク(6) に照射して、微細化のマスク
(6) に対する検査ができる。
検査することを目的とする。 【構成】露光光と同一短波長のエキシマレーザ光を、露
光装置の照明光学系と同一開口数に設定した検査用照射
光学系(A) によりマスク(6) に照射し、このマスク(6)
を通過したパターン光を、露光装置の投影系と同一開口
数に設定した検査用観察光学系(B) により投影してその
像を観察する。これにより、短波長の光、例えばDUV
(248nm)、VUV(193nm)の波長のエキシ
マレーザ光をマスク(6) に照射して、微細化のマスク
(6) に対する検査ができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば遠紫外線や深紫
外線の短波長の露光光による露光処理に用いるマスクを
検査するためのマスク検査装置に関する。
外線の短波長の露光光による露光処理に用いるマスクを
検査するためのマスク検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5はステッパ光学系を用いた露光装置
の構成図である。ブロードな分光分布を持った光源、例
えば水銀ランプ1が備えられ、この水銀ランプ1から放
射された露光光は、干渉フィルタ2により所望の波長、
例えばi線程度(365nm)の波長のみが取り出され
る。
の構成図である。ブロードな分光分布を持った光源、例
えば水銀ランプ1が備えられ、この水銀ランプ1から放
射された露光光は、干渉フィルタ2により所望の波長、
例えばi線程度(365nm)の波長のみが取り出され
る。
【0003】この波長の露光光は、インテグレータレン
ズ3、絞り又は輪帯4を通して照明レンズ5に送られ、
この照明レンズ5によりマスク6に照射される。そうし
て、このマスク6を通過したパターン光は、投影レンズ
7によりレジスト8の塗布された半導体ウエハ等の被処
理体9に投影され、マスクパターンが被処理体9に転写
される。
ズ3、絞り又は輪帯4を通して照明レンズ5に送られ、
この照明レンズ5によりマスク6に照射される。そうし
て、このマスク6を通過したパターン光は、投影レンズ
7によりレジスト8の塗布された半導体ウエハ等の被処
理体9に投影され、マスクパターンが被処理体9に転写
される。
【0004】このような露光装置において、マスク6の
検査を行う場合は、露光処理と同一条件、すなわち上記
ステッパ光学系と同一の光学系、水銀ランプ1、干渉フ
ィルタ2、インテグレータレンズ3、絞り又は輪帯4、
及び照明レンズ5を用いてi線程度の波長の検査用光を
マスク6に照射し、このマスク6を通過したパターン光
をCCD等の撮像素子に結像し、その像をモニター表示
している。
検査を行う場合は、露光処理と同一条件、すなわち上記
ステッパ光学系と同一の光学系、水銀ランプ1、干渉フ
ィルタ2、インテグレータレンズ3、絞り又は輪帯4、
及び照明レンズ5を用いてi線程度の波長の検査用光を
マスク6に照射し、このマスク6を通過したパターン光
をCCD等の撮像素子に結像し、その像をモニター表示
している。
【0005】ところが、近年、半導体装置の高集積化が
進み、これに伴ってマスクパターンの微細化も進んでい
る。これにより、露光光の波長も短波長化し、その露光
光は、エキシマレーザを光源とするDUV(248n
m)、VUV(193nm)の波長が必要となってい
る。
進み、これに伴ってマスクパターンの微細化も進んでい
る。これにより、露光光の波長も短波長化し、その露光
光は、エキシマレーザを光源とするDUV(248n
m)、VUV(193nm)の波長が必要となってい
る。
【0006】従って、マスク検査にあっても、露光光と
同一の波長と波長幅を持つ検査用光を用いる必要があ
る。しかしながら、現状では、露光光と同一の波長と波
長幅を持つ検査用光を従来の光源である水銀ランプ1か
ら得ることは困難である。
同一の波長と波長幅を持つ検査用光を用いる必要があ
る。しかしながら、現状では、露光光と同一の波長と波
長幅を持つ検査用光を従来の光源である水銀ランプ1か
ら得ることは困難である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のように短波長に
よる露光装置に用いるマスクを検査する場合、露光光と
同一の波長と波長幅を持つ検査用光を水銀ランプ1から
得ることは困難である。そこで本発明は、短波長の露光
処理に用いるマスクを検査できるマスク検査装置を提供
することを目的とする。
よる露光装置に用いるマスクを検査する場合、露光光と
同一の波長と波長幅を持つ検査用光を水銀ランプ1から
得ることは困難である。そこで本発明は、短波長の露光
処理に用いるマスクを検査できる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】請求項1によれば、短波
長の露光光を照明光学系を通してマスクに照射し、この
マスクを通過したパターン光を投影光学系により縮小投
影して被処理体に転写する露光装置に用いるマスクの検
査を行うマスク検査装置において、露光光と同一波長域
の光を放射する光源と、この光源から放射された光をマ
スクに照射する照明光学系のマスク側の開口数と同一に
マスク側の開口数を合わせる可変自在の検査用照射光学
系と、マスクを通過したパターン光を投影してその像を
観察する投影光学系と同一開口数にマスク側の開口数に
合わせる可変自在の検査用観察光学系と、を備えて上記
目的を達成しようとするマスク検査装置である。
長の露光光を照明光学系を通してマスクに照射し、この
マスクを通過したパターン光を投影光学系により縮小投
影して被処理体に転写する露光装置に用いるマスクの検
査を行うマスク検査装置において、露光光と同一波長域
の光を放射する光源と、この光源から放射された光をマ
スクに照射する照明光学系のマスク側の開口数と同一に
マスク側の開口数を合わせる可変自在の検査用照射光学
系と、マスクを通過したパターン光を投影してその像を
観察する投影光学系と同一開口数にマスク側の開口数に
合わせる可変自在の検査用観察光学系と、を備えて上記
目的を達成しようとするマスク検査装置である。
【0009】請求項2によれば、光源は、露光光の波長
に応じてその発振波長を変更自在なエキシマレーザ発振
器である。請求項3によれば、光源は、少なくともAr
ガス、Krガス、Fガスを備え、これらガスを組み合わ
せて、少なくともArFエキシマレーザ光、又はKrF
エキシマレーザ光のうちいずれか一方のエキシマレーザ
光を発振する。
に応じてその発振波長を変更自在なエキシマレーザ発振
器である。請求項3によれば、光源は、少なくともAr
ガス、Krガス、Fガスを備え、これらガスを組み合わ
せて、少なくともArFエキシマレーザ光、又はKrF
エキシマレーザ光のうちいずれか一方のエキシマレーザ
光を発振する。
【0010】請求項4によれば、短波長の露光光を照明
光学系を通してマスクに照射し、このマスクを通過した
パターン光を投影光学系により縮小投影して被処理体に
転写する露光装置に用いるマスクの検査を行うマスク検
査装置において、投影光学系と交換可能な検査光学系を
備え、この検査光学系は、マスクを通過したパターン光
を絞る開口絞りと、この開口絞りを通過したパターン光
を撮像素子に対して拡大投影を行う投影光学系のマスク
側の開口数と同一にマスク側の開口数が設定された対物
レンズと、を備えて上記目的を達成しようとするマスク
検査装置である。請求項5によれば、対物レンズの開口
数は、投影光学系の入射像に対する出射像の縮小投影比
率の逆数となる。
光学系を通してマスクに照射し、このマスクを通過した
パターン光を投影光学系により縮小投影して被処理体に
転写する露光装置に用いるマスクの検査を行うマスク検
査装置において、投影光学系と交換可能な検査光学系を
備え、この検査光学系は、マスクを通過したパターン光
を絞る開口絞りと、この開口絞りを通過したパターン光
を撮像素子に対して拡大投影を行う投影光学系のマスク
側の開口数と同一にマスク側の開口数が設定された対物
レンズと、を備えて上記目的を達成しようとするマスク
検査装置である。請求項5によれば、対物レンズの開口
数は、投影光学系の入射像に対する出射像の縮小投影比
率の逆数となる。
【0011】
【作用】請求項1によれば、マスクを検査する場合、光
源から露光光と同一波長域の光を放射し、この光を、照
明光学系のマスク側の開口数が同一にマスク側の開口数
を合わせた検査用照射光学系によりマスクに照射する。
そして、このマスクを通過したパターン光を、投影光学
系と同一開口数にマスク側の開口数を合わせた検査用観
察光学系により投影してその像を観察する。
源から露光光と同一波長域の光を放射し、この光を、照
明光学系のマスク側の開口数が同一にマスク側の開口数
を合わせた検査用照射光学系によりマスクに照射する。
そして、このマスクを通過したパターン光を、投影光学
系と同一開口数にマスク側の開口数を合わせた検査用観
察光学系により投影してその像を観察する。
【0012】請求項2によれば、エキシマレーザ発振器
から露光光の波長に応じてその発振波長を変更自在とし
ている。請求項3によれば、少なくともArガス、Kr
ガス、Fガスを組み合わせて、少なくともArFガス、
KrFガスを作成し、これらガスを用いてArFエキシ
マレーザ光、又はKrFエキシマレーザ光を発振する 請求項4によれば、マスクのパターン光を投影光学系に
より縮小投影して被処理体に転写するマスクを検査する
場合、投影光学系に対して検査光学系を交換する。この
検査光学系は、マスクを通過したパターン光を開口絞り
を通し、さらに投影光学系のマスク側の開口数と同一に
マスク側の開口数が設定された対物レンズにより撮像素
子に対して拡大投影する。請求項5によれば、対物レン
ズの開口数を、投影光学系の入射像に対する出射像の縮
小投影比率の逆数として設定する。
から露光光の波長に応じてその発振波長を変更自在とし
ている。請求項3によれば、少なくともArガス、Kr
ガス、Fガスを組み合わせて、少なくともArFガス、
KrFガスを作成し、これらガスを用いてArFエキシ
マレーザ光、又はKrFエキシマレーザ光を発振する 請求項4によれば、マスクのパターン光を投影光学系に
より縮小投影して被処理体に転写するマスクを検査する
場合、投影光学系に対して検査光学系を交換する。この
検査光学系は、マスクを通過したパターン光を開口絞り
を通し、さらに投影光学系のマスク側の開口数と同一に
マスク側の開口数が設定された対物レンズにより撮像素
子に対して拡大投影する。請求項5によれば、対物レン
ズの開口数を、投影光学系の入射像に対する出射像の縮
小投影比率の逆数として設定する。
【0013】
(1) 以下、本発明の第1の実施例について図面を参照し
て説明する。図1はマスク検査装置の構成図である。エ
キシマチューブ10は、エキシマレーザ媒質を励起する
ことによりエキシマパルスレーザ光を発振するもので、
このエキシマチューブ10には、エキシマレーザ媒質の
原ガスとしてArガス、Krガス、Fガスの各充填容器
11、12、13が連通している。
て説明する。図1はマスク検査装置の構成図である。エ
キシマチューブ10は、エキシマレーザ媒質を励起する
ことによりエキシマパルスレーザ光を発振するもので、
このエキシマチューブ10には、エキシマレーザ媒質の
原ガスとしてArガス、Krガス、Fガスの各充填容器
11、12、13が連通している。
【0014】この場合、エキシマチューブ10には、A
rガス填容器11とFガス充填容器13との各ガスが組
み合わされたArFガスが注入されるか、又はKrガス
填容器12とFガス充填容器13との各ガスが組み合わ
されたKrFガスが注入されるように選択可能な構成と
なっている。
rガス填容器11とFガス充填容器13との各ガスが組
み合わされたArFガスが注入されるか、又はKrガス
填容器12とFガス充填容器13との各ガスが組み合わ
されたKrFガスが注入されるように選択可能な構成と
なっている。
【0015】このエキシマチューブ10から出力される
エキシマレーザ光の光路上には、照明光学系Aが配置さ
れている。すなわち、エキシマレーザ光の光路上には、
狭帯化エタロン14、拡大光学系15、インテグレータ
16、ピンホール板17、及びハーフミラー18が配置
され、さらにこのハーフミラー18の反射方向にコンデ
ンサレンズ19が配置されている。
エキシマレーザ光の光路上には、照明光学系Aが配置さ
れている。すなわち、エキシマレーザ光の光路上には、
狭帯化エタロン14、拡大光学系15、インテグレータ
16、ピンホール板17、及びハーフミラー18が配置
され、さらにこのハーフミラー18の反射方向にコンデ
ンサレンズ19が配置されている。
【0016】従って、このコンデンサレンズ19の結像
位置にマスク20が配置される。一方、このマスク20
から通過するパターン光の光路上には、観察光学系Bが
配置されている。すなわち、パターン光の光路上には、
対物レンズ30、開口絞り31、及び蓄積型の冷却CC
Dカメラ(以下、CCDカメラと省略する)32が配置
され、このCCDカメラ32の出力端子にモニター装置
33が接続されている。
位置にマスク20が配置される。一方、このマスク20
から通過するパターン光の光路上には、観察光学系Bが
配置されている。すなわち、パターン光の光路上には、
対物レンズ30、開口絞り31、及び蓄積型の冷却CC
Dカメラ(以下、CCDカメラと省略する)32が配置
され、このCCDカメラ32の出力端子にモニター装置
33が接続されている。
【0017】このうち対物レンズ30及び開口絞り31
は、デフォーカス機構34により矢印(イ)方向に昇降
し、CCDカメラ32に対するフォーカスをずらす構成
となっている。
は、デフォーカス機構34により矢印(イ)方向に昇降
し、CCDカメラ32に対するフォーカスをずらす構成
となっている。
【0018】対物レンズ30の開口数NAは、ステッパ
光学系の開口数NAとほぼ同一になっている。しかる
に、観察光学系Bにおいて観察される像(像シミュレー
ション)は、露光装置におけるステッパ光学系と同様な
波長λ、開口数NA、照明のコヒーレンシーσ{= sin
(θ1 /2)/( sinθ2 /2)}により観察される。
光学系の開口数NAとほぼ同一になっている。しかる
に、観察光学系Bにおいて観察される像(像シミュレー
ション)は、露光装置におけるステッパ光学系と同様な
波長λ、開口数NA、照明のコヒーレンシーσ{= sin
(θ1 /2)/( sinθ2 /2)}により観察される。
【0019】又、マスク20は、実際にはステージ上に
載置され、このステージ位置がマスク移動機構35によ
り移動自在となっている。又、光量センサ40がハーフ
ミラー18の光透過光路上に配置されている。この光量
センサ40は、受光するエキシマレーザ光の光量に応じ
た光量信号を出力するもので、この光量信号はパワー補
正装置41に送られている。
載置され、このステージ位置がマスク移動機構35によ
り移動自在となっている。又、光量センサ40がハーフ
ミラー18の光透過光路上に配置されている。この光量
センサ40は、受光するエキシマレーザ光の光量に応じ
た光量信号を出力するもので、この光量信号はパワー補
正装置41に送られている。
【0020】このパワー補正装置41は、光量信号を受
けてエキシマチューブ10から所定光量のエキシマレー
ザ光が出力されているかを判断し、出力されていなけれ
ば、エキシマチューブ10における印加電圧、エキシマ
レーザ媒質の量、又はガス圧力を制御してエキシマレー
ザ光のパワー補正を行う機能を有している。
けてエキシマチューブ10から所定光量のエキシマレー
ザ光が出力されているかを判断し、出力されていなけれ
ば、エキシマチューブ10における印加電圧、エキシマ
レーザ媒質の量、又はガス圧力を制御してエキシマレー
ザ光のパワー補正を行う機能を有している。
【0021】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。露光装置で使用する露光光の波長が19
3nmの場合、ArガスとFガスとを組み合わせたAr
Fガスがエキシマレーザ媒質として選択される。
いて説明する。露光装置で使用する露光光の波長が19
3nmの場合、ArガスとFガスとを組み合わせたAr
Fガスがエキシマレーザ媒質として選択される。
【0022】すなわち、Arガス填容器11のArガス
とFガス充填容器13のFガスとが組み合わされたAr
Fガスがエキシマチューブ10に注入されると、このエ
キシマチューブ10からは、波長193nmのパルスA
rFエキシマレーザ光が出力される。
とFガス充填容器13のFガスとが組み合わされたAr
Fガスがエキシマチューブ10に注入されると、このエ
キシマチューブ10からは、波長193nmのパルスA
rFエキシマレーザ光が出力される。
【0023】このArFエキシマレーザ光は、狭帯化エ
タロン14により波長幅が数pm以下に狭帯化され、拡
大光学系15、インテグレータ16、及びピンホール板
17を通過してハーフミラー18に入射する。
タロン14により波長幅が数pm以下に狭帯化され、拡
大光学系15、インテグレータ16、及びピンホール板
17を通過してハーフミラー18に入射する。
【0024】ここで、ArFエキシマレーザ光は、ハー
フミラー18により2方向に分岐され、その一方のAr
Fエキシマレーザ光がコンデンサレンズ19によりマス
ク20に照射される。
フミラー18により2方向に分岐され、その一方のAr
Fエキシマレーザ光がコンデンサレンズ19によりマス
ク20に照射される。
【0025】このマスク20を通過したパターン光は、
対物レンズ30、開口絞り31を通ってCCDカメラ3
2に拡大投影(例えば5倍)される。このときパターン
光は、開口絞り31により露光装置ステッパ光学系の開
口数NAと同様の開口数NAに絞られてCCDカメラ3
2に入射する。
対物レンズ30、開口絞り31を通ってCCDカメラ3
2に拡大投影(例えば5倍)される。このときパターン
光は、開口絞り31により露光装置ステッパ光学系の開
口数NAと同様の開口数NAに絞られてCCDカメラ3
2に入射する。
【0026】このCCDカメラ32は、パルス発振され
たArFエキシマレーザ光によるパターン光を受光する
ので、各パルスのパターン光を蓄積し、この蓄積による
パターン光の強度に応じた電気信号を出力する。
たArFエキシマレーザ光によるパターン光を受光する
ので、各パルスのパターン光を蓄積し、この蓄積による
パターン光の強度に応じた電気信号を出力する。
【0027】モニター装置33は、CCDカメラ32か
らの電気信号を受けて画像処理し、パターン光の光強度
を示す波形を表示する。従って、このモニター装置33
に表示されるパターン光強度の波形を観察すれば、マス
ク20に対する検査ができる。
らの電気信号を受けて画像処理し、パターン光の光強度
を示す波形を表示する。従って、このモニター装置33
に表示されるパターン光強度の波形を観察すれば、マス
ク20に対する検査ができる。
【0028】一方、この状態に、デフォーカス調整機構
34により対物レンズ30及び開口絞り31を矢印
(イ)方向に昇降させてCCDカメラ32に対するフォ
ーカスをずらせば、モニター装置33には、フォーカス
をずらしたときに、どのフォーカス範囲までマスクパタ
ーンが解像度高く映し出されるか測定される。
34により対物レンズ30及び開口絞り31を矢印
(イ)方向に昇降させてCCDカメラ32に対するフォ
ーカスをずらせば、モニター装置33には、フォーカス
をずらしたときに、どのフォーカス範囲までマスクパタ
ーンが解像度高く映し出されるか測定される。
【0029】なお、光量センサ40は、ハーフミラー1
8を透過したエキシマレーザ光を受光し、その光量に応
じた光量信号を出力する。パワー補正装置41は、光量
信号を受けてエキシマチューブ10から所定光量のエキ
シマレーザ光が出力されているかを判断し、出力されて
いなければ、エキシマチューブ10における印加電圧、
エキシマレーザ媒質の量、又はガス圧力を制御する。
8を透過したエキシマレーザ光を受光し、その光量に応
じた光量信号を出力する。パワー補正装置41は、光量
信号を受けてエキシマチューブ10から所定光量のエキ
シマレーザ光が出力されているかを判断し、出力されて
いなければ、エキシマチューブ10における印加電圧、
エキシマレーザ媒質の量、又はガス圧力を制御する。
【0030】これにより、エキシマレーザ光は、その光
量が一定に制御される。次に露光装置で使用する露光光
の波長が248nmの場合、KrガスとFガスとを組み
合わせたKrFガスがエキシマレーザ媒質として選択さ
れる。
量が一定に制御される。次に露光装置で使用する露光光
の波長が248nmの場合、KrガスとFガスとを組み
合わせたKrFガスがエキシマレーザ媒質として選択さ
れる。
【0031】すなわち、Krガス填容器12のKrガス
とFガス充填容器13のFガスとが組み合わされたKr
Fガスがエキシマチューブ10に注入されると、このエ
キシマチューブ10からは、波長248nmのパルスK
rFエキシマレーザ光が出力される。
とFガス充填容器13のFガスとが組み合わされたKr
Fガスがエキシマチューブ10に注入されると、このエ
キシマチューブ10からは、波長248nmのパルスK
rFエキシマレーザ光が出力される。
【0032】このKrFエキシマレーザ光は、上記同様
に狭帯化エタロン14、拡大光学系15、インテグレー
タ16、及びピンホール板17を通過してハーフミラー
18に入射し、ここで2方向に分岐され、その一方のK
rFエキシマレーザ光がコンデンサレンズ19によりマ
スク20に照射される。
に狭帯化エタロン14、拡大光学系15、インテグレー
タ16、及びピンホール板17を通過してハーフミラー
18に入射し、ここで2方向に分岐され、その一方のK
rFエキシマレーザ光がコンデンサレンズ19によりマ
スク20に照射される。
【0033】このマスク20を通過したパターン光は、
対物レンズ30により集光されるとともに開口絞り31
により露光装置ステッパ光学系の開口数NAと同様の開
口数NAに絞られてCCDカメラ32に入射する。
対物レンズ30により集光されるとともに開口絞り31
により露光装置ステッパ光学系の開口数NAと同様の開
口数NAに絞られてCCDカメラ32に入射する。
【0034】従って、このCCDカメラ32の出力信号
によりモニター装置33には、パターン光の光強度を示
す波形が表示される。従って、このモニター装置33に
表示されるパターン光強度の波形を観察すれば、マスク
20に対する検査ができる。
によりモニター装置33には、パターン光の光強度を示
す波形が表示される。従って、このモニター装置33に
表示されるパターン光強度の波形を観察すれば、マスク
20に対する検査ができる。
【0035】又、デフォーカス調整機構34によりCC
Dカメラ32に対するフォーカスをずらせば、モニター
装置33には、フォーカスをずらしたときに、どのフォ
ーカス範囲までマスクパターンが解像度高く映し出され
るか測定される。
Dカメラ32に対するフォーカスをずらせば、モニター
装置33には、フォーカスをずらしたときに、どのフォ
ーカス範囲までマスクパターンが解像度高く映し出され
るか測定される。
【0036】このように上記第1の実施例においては、
露光光と同一短波長のエキシマレーザ光を放射し、この
光を、露光装置の照明光学系と同一開口数に設定した検
査用照射光学系Aによりマスク6に照射し、このマスク
6を通過したパターン光を、露光装置の投影系と同一開
口数に設定した検査用観察光学系Bにより投影してその
像を観察するようにしたので、高集積化の半導体装置を
製造するにあたって必要とする微細化のマスクパターン
の検査に必要な短波長の光、つまりDUV(248n
m)、VUV(193nm)の波長のエキシマレーザ光
をマスク6に照射して、微細化のマスク6に対する検査
ができる。
露光光と同一短波長のエキシマレーザ光を放射し、この
光を、露光装置の照明光学系と同一開口数に設定した検
査用照射光学系Aによりマスク6に照射し、このマスク
6を通過したパターン光を、露光装置の投影系と同一開
口数に設定した検査用観察光学系Bにより投影してその
像を観察するようにしたので、高集積化の半導体装置を
製造するにあたって必要とする微細化のマスクパターン
の検査に必要な短波長の光、つまりDUV(248n
m)、VUV(193nm)の波長のエキシマレーザ光
をマスク6に照射して、微細化のマスク6に対する検査
ができる。
【0037】この場合、DUV(248nm)、VUV
(193nm)の2つの波長のエキシマレーザ光を選択
できるので、1つの検査装置で2つの像シミュレーショ
ンができ、コストダウンと省面積化とが図れる。
(193nm)の2つの波長のエキシマレーザ光を選択
できるので、1つの検査装置で2つの像シミュレーショ
ンができ、コストダウンと省面積化とが図れる。
【0038】又、デフォーカス調整機構34によりCC
Dカメラ32に対するフォーカスをずらすので、フォー
カスをずらしたときに、どのフォーカス範囲までマスク
パターンが解像度高く映し出されるかを測定できる。
Dカメラ32に対するフォーカスをずらすので、フォー
カスをずらしたときに、どのフォーカス範囲までマスク
パターンが解像度高く映し出されるかを測定できる。
【0039】そのうえ、開口絞り31は、その絞りの大
きさが自在なので、露光装置ステッパ光学系の開口数N
Aに合わせた開口数NAに絞ることができ、露光装置に
合ったマスク検査ができる。 (2) 次に本発明の第2の実施例について説明する。な
お、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説
明は省略する。
きさが自在なので、露光装置ステッパ光学系の開口数N
Aに合わせた開口数NAに絞ることができ、露光装置に
合ったマスク検査ができる。 (2) 次に本発明の第2の実施例について説明する。な
お、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説
明は省略する。
【0040】図2はマスク検査装置の構成図である。光
量センサ40の出力端子には、A/Dボード50を介し
てCPU51が接続されている。なお、A/Dボード5
0は、光量センサ40から出力されたエキシマレーザ光
の光量に応じた光量信号をディジタル光量信号に変換し
てCPU51に送る機能を有している。
量センサ40の出力端子には、A/Dボード50を介し
てCPU51が接続されている。なお、A/Dボード5
0は、光量センサ40から出力されたエキシマレーザ光
の光量に応じた光量信号をディジタル光量信号に変換し
てCPU51に送る機能を有している。
【0041】CPU51は、エキシマレーザ光の光量に
応じたディジタル光量信号を受けてエキシマレーザ光の
光量の変動を検出し、エキシマレーザ光に光量変動があ
る場合にその光量変動に応じてモニター装置33の画像
処理により得られたパターン光の光強度を示す波形から
光量変動分をキャンセルする機能を有している。
応じたディジタル光量信号を受けてエキシマレーザ光の
光量の変動を検出し、エキシマレーザ光に光量変動があ
る場合にその光量変動に応じてモニター装置33の画像
処理により得られたパターン光の光強度を示す波形から
光量変動分をキャンセルする機能を有している。
【0042】このような構成であれば、例えば露光装置
で使用する露光光の波長が193nmの場合、Arガス
とFガスとを組み合わせたArFガスがエキシマレーザ
媒質として選択され、エキシマチューブ10からは、波
長193nmのパルスArFエキシマレーザ光が出力さ
れる。
で使用する露光光の波長が193nmの場合、Arガス
とFガスとを組み合わせたArFガスがエキシマレーザ
媒質として選択され、エキシマチューブ10からは、波
長193nmのパルスArFエキシマレーザ光が出力さ
れる。
【0043】このArFエキシマレーザ光は、狭帯化エ
タロン14により波長幅が数pm以下に狭帯化され、拡
大光学系15やピンホール板17等を通過してハーフミ
ラー18に入射し、ここで、2方向に分岐され、その一
方のArFエキシマレーザ光がコンデンサレンズ19に
よりマスク20に照射される。
タロン14により波長幅が数pm以下に狭帯化され、拡
大光学系15やピンホール板17等を通過してハーフミ
ラー18に入射し、ここで、2方向に分岐され、その一
方のArFエキシマレーザ光がコンデンサレンズ19に
よりマスク20に照射される。
【0044】このマスク20を通過したパターン光は、
対物レンズ30、開口絞り31を通ってCCDカメラ3
2に拡大投影(例えば5倍)される。このときパターン
光は、開口絞り31により露光装置ステッパ光学系の開
口数NAとほぼ同様の開口数NAに絞られてCCDカメ
ラ32に入射する。
対物レンズ30、開口絞り31を通ってCCDカメラ3
2に拡大投影(例えば5倍)される。このときパターン
光は、開口絞り31により露光装置ステッパ光学系の開
口数NAとほぼ同様の開口数NAに絞られてCCDカメ
ラ32に入射する。
【0045】このCCDカメラ32は、パルス発振され
たArFエキシマレーザ光によるパターン光を受光する
ので、各パルスのパターン光を蓄積し、この蓄積による
パターン光の強度に応じた電気信号を出力する。
たArFエキシマレーザ光によるパターン光を受光する
ので、各パルスのパターン光を蓄積し、この蓄積による
パターン光の強度に応じた電気信号を出力する。
【0046】モニター装置33は、CCDカメラ32か
らの電気信号を受けて画像処理し、パターン光の光強度
を示す波形を表示し、さらにこのパターン光の光強度を
示す波形をCPU51に送る。
らの電気信号を受けて画像処理し、パターン光の光強度
を示す波形を表示し、さらにこのパターン光の光強度を
示す波形をCPU51に送る。
【0047】この状態に、デフォーカス調整機構34に
より対物レンズ30及び開口絞り31を矢印(イ)方向
に昇降させてCCDカメラ32に対するフォーカスをず
らせば、モニター装置33には、フォーカスをずらした
ときに、どのフォーカス範囲までマスクパターンが解像
度高く映し出されるか測定される。
より対物レンズ30及び開口絞り31を矢印(イ)方向
に昇降させてCCDカメラ32に対するフォーカスをず
らせば、モニター装置33には、フォーカスをずらした
ときに、どのフォーカス範囲までマスクパターンが解像
度高く映し出されるか測定される。
【0048】一方、光量センサ40は、ハーフミラー1
8を透過したエキシマレーザ光を受光し、その光量に応
じた光量信号を出力する。この光量信号は、パワー補正
装置41に送られるとともにA/Dボード50によりデ
ィジタル光量信号に変換されてCPU51に送られる。
8を透過したエキシマレーザ光を受光し、その光量に応
じた光量信号を出力する。この光量信号は、パワー補正
装置41に送られるとともにA/Dボード50によりデ
ィジタル光量信号に変換されてCPU51に送られる。
【0049】パワー補正装置41は、上記同様に、光量
信号を受けてエキシマチューブ10から所定光量のエキ
シマレーザ光が出力されているかを判断し、出力されて
いなければ、エキシマチューブ10における印加電圧、
エキシマレーザ媒質の量、又はガス圧力を制御する。
信号を受けてエキシマチューブ10から所定光量のエキ
シマレーザ光が出力されているかを判断し、出力されて
いなければ、エキシマチューブ10における印加電圧、
エキシマレーザ媒質の量、又はガス圧力を制御する。
【0050】これにより、エキシマレーザ光は、その光
量が一定に制御される。CPU51は、図3に示すよう
にエキシマレーザ光の光量に応じたディジタル光量信号
を受けてエキシマレーザ光の光量の変動を検出する。
量が一定に制御される。CPU51は、図3に示すよう
にエキシマレーザ光の光量に応じたディジタル光量信号
を受けてエキシマレーザ光の光量の変動を検出する。
【0051】このCPU51は、エキシマレーザ光に光
量変動がある場合、その光量変動に応じてモニター装置
33の画像処理により得られたパターン光の光強度を示
す波形から光量変動分をキャンセルする。
量変動がある場合、その光量変動に応じてモニター装置
33の画像処理により得られたパターン光の光強度を示
す波形から光量変動分をキャンセルする。
【0052】この結果、光量変動分がキャンセルされた
パターン光強度の波形を観察することにより、マスク2
0に対する精度高い検査ができる。このように第2の実
施例によれば、エキシマレーザ光の光量の変動を検出
し、エキシマレーザ光に光量変動がある場合にその光量
変動に応じてモニター装置33の画像処理により得られ
たパターン光の光強度を示す波形、つまりCCDカメラ
32からの電気信号から光量変動分をキャンセルするの
で、パワー補正装置41によりエキシマレーザ光の光量
を一定に制御しているが、それでもエキシマレーザ光の
光量に変動が生じた場合にはその光量変動をキャンセル
できてマスク20に対する精度高い検査ができる。 (3) 次に本発明の第3の実施例について説明する。な
お、図5と同一部分には同一部号を付してある。
パターン光強度の波形を観察することにより、マスク2
0に対する精度高い検査ができる。このように第2の実
施例によれば、エキシマレーザ光の光量の変動を検出
し、エキシマレーザ光に光量変動がある場合にその光量
変動に応じてモニター装置33の画像処理により得られ
たパターン光の光強度を示す波形、つまりCCDカメラ
32からの電気信号から光量変動分をキャンセルするの
で、パワー補正装置41によりエキシマレーザ光の光量
を一定に制御しているが、それでもエキシマレーザ光の
光量に変動が生じた場合にはその光量変動をキャンセル
できてマスク20に対する精度高い検査ができる。 (3) 次に本発明の第3の実施例について説明する。な
お、図5と同一部分には同一部号を付してある。
【0053】図4はステッパ光学系を用いた露光装置及
びその検査装置の構成図である。ステッパ光学系を用い
た露光装置では、上記同様に、投影レンズ7によりマス
ク6の像をレジスト8の塗布された半導体ウエハ等の被
処理体9に縮小投影する。
びその検査装置の構成図である。ステッパ光学系を用い
た露光装置では、上記同様に、投影レンズ7によりマス
ク6の像をレジスト8の塗布された半導体ウエハ等の被
処理体9に縮小投影する。
【0054】一方、検査光学系のステッパシミュレータ
60は、開口絞り61、対物レンズ62を配置し、この
対物レンズ62を用いてマスク6の像を冷却CCDカメ
ラ63に拡大投影するものとなっている。
60は、開口絞り61、対物レンズ62を配置し、この
対物レンズ62を用いてマスク6の像を冷却CCDカメ
ラ63に拡大投影するものとなっている。
【0055】対物レンズ62の開口数NAは、ここでは
ステッパ光学系の開口数NAの5分の1となっている。
ステッパ光学系での縮小比率を「5」としているからで
ある。要するに5分の1の大きさに像が縮小される。
ステッパ光学系の開口数NAの5分の1となっている。
ステッパ光学系での縮小比率を「5」としているからで
ある。要するに5分の1の大きさに像が縮小される。
【0056】しかるに、ステッパシミュレータ60にお
いて観察される像(像シミュレーション)は、露光装置
におけるステッパ光学系と同様な波長λ、開口数NA、
照明のコヒーレンシーσ{= sin(θ1 /2)/( sin
θ2 /2)}により観察される。
いて観察される像(像シミュレーション)は、露光装置
におけるステッパ光学系と同様な波長λ、開口数NA、
照明のコヒーレンシーσ{= sin(θ1 /2)/( sin
θ2 /2)}により観察される。
【0057】このステッパシミュレータ60は、露光結
像系(投影光学系)Aと交換可能な構造となっている。
又、対物レンズ62及び開口絞り61は、デフォーカス
機構64により矢印(ロ)方向に昇降し、冷却CCDカ
メラ63に対するフォーカスをずらす構成となってい
る。
像系(投影光学系)Aと交換可能な構造となっている。
又、対物レンズ62及び開口絞り61は、デフォーカス
機構64により矢印(ロ)方向に昇降し、冷却CCDカ
メラ63に対するフォーカスをずらす構成となってい
る。
【0058】かかる構成であれば、露光時に露光結像系
Aが取り付けられる。水銀ランプ1から放射された露光
光は、干渉フィルタ2により所望の波長のみが取り出さ
れる。この波長の露光光は、インテグレータレンズ3、
絞り又は輪帯4を通して照明レンズ5に送られ、この照
明レンズ5によりマスク6に照射される。そうして、こ
のマスク6を通過したパターン光は、投影レンズ7によ
りレジスト8の塗布された半導体ウエハ等の被処理体9
に投影され、マスクパターンが被処理体9に転写され
る。
Aが取り付けられる。水銀ランプ1から放射された露光
光は、干渉フィルタ2により所望の波長のみが取り出さ
れる。この波長の露光光は、インテグレータレンズ3、
絞り又は輪帯4を通して照明レンズ5に送られ、この照
明レンズ5によりマスク6に照射される。そうして、こ
のマスク6を通過したパターン光は、投影レンズ7によ
りレジスト8の塗布された半導体ウエハ等の被処理体9
に投影され、マスクパターンが被処理体9に転写され
る。
【0059】一方、この露光装置においてマスク6の検
査を行う場合は、露光結像系Aに替えてステッパシミュ
レータ60が取り付けられる。しかるに、マスク6を通
過したパターン光は、開口絞り61を通り対物レンズ6
2により集光されることにより、露光装置ステッパ光学
系の開口数NAとほぼ同様の開口数NAに絞られ、対物
レンズ62により集光されて冷却CCDカメラ63に入
射する。
査を行う場合は、露光結像系Aに替えてステッパシミュ
レータ60が取り付けられる。しかるに、マスク6を通
過したパターン光は、開口絞り61を通り対物レンズ6
2により集光されることにより、露光装置ステッパ光学
系の開口数NAとほぼ同様の開口数NAに絞られ、対物
レンズ62により集光されて冷却CCDカメラ63に入
射する。
【0060】従って、この冷却CCDカメラ63の出力
信号により、例えばモニター装置には、パターン光の光
強度を示す波形が表示される。従って、このモニター装
置に表示されるパターン光強度の波形を観察すれば、マ
スク6に対する検査ができる。
信号により、例えばモニター装置には、パターン光の光
強度を示す波形が表示される。従って、このモニター装
置に表示されるパターン光強度の波形を観察すれば、マ
スク6に対する検査ができる。
【0061】又、デフォーカス調整機構64により冷却
CCDカメラ63に対するフォーカスをずらせば、モニ
ター装置には、フォーカスをずらしたときに、どのフォ
ーカス範囲までマスクパターンが解像度高く映し出され
るか測定される。
CCDカメラ63に対するフォーカスをずらせば、モニ
ター装置には、フォーカスをずらしたときに、どのフォ
ーカス範囲までマスクパターンが解像度高く映し出され
るか測定される。
【0062】このように第3の実施例によれば、露光結
像系Aと検査光学系のステッパシミュレータ60とを交
換可能としたので、1つの装置で被処理体9に対するマ
スクパターンの転写とマスク6に対する検査とができる
ものとなり、露光と検査に要する時間を大幅に短縮で
き、開発時間の短縮とコストダウン、さらには装置設置
場所の小面積化が図れる。
像系Aと検査光学系のステッパシミュレータ60とを交
換可能としたので、1つの装置で被処理体9に対するマ
スクパターンの転写とマスク6に対する検査とができる
ものとなり、露光と検査に要する時間を大幅に短縮で
き、開発時間の短縮とコストダウン、さらには装置設置
場所の小面積化が図れる。
【0063】なお、本発明は、上記各実施例に限定され
るものでなく次の通りに変形してもよい。例えば、光源
としては、エキシマレーザに限らず、露光装置で用いる
短波長の光を得るものであれば、アルゴンレーザ光をS
HG(第2次高調波発生)を用いて短波長化したり、又
はYAGレーザ等を用いてもよい。
るものでなく次の通りに変形してもよい。例えば、光源
としては、エキシマレーザに限らず、露光装置で用いる
短波長の光を得るものであれば、アルゴンレーザ光をS
HG(第2次高調波発生)を用いて短波長化したり、又
はYAGレーザ等を用いてもよい。
【0064】さらに、エキシマチューブ10に他のガス
を注入して他の波長のパルスレーザ光を出力するように
してもよい。又、開口絞り31に代えてピンホールを用
いてもよく、さらにデフォーカス機構34及びマスク移
動機構35の構成についても特定はしない。
を注入して他の波長のパルスレーザ光を出力するように
してもよい。又、開口絞り31に代えてピンホールを用
いてもよく、さらにデフォーカス機構34及びマスク移
動機構35の構成についても特定はしない。
【0065】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、短
波長の露光処理に用いるマスクを検査できるマスク検査
装置を提供できる。
波長の露光処理に用いるマスクを検査できるマスク検査
装置を提供できる。
【図1】本発明に係わるマスク検査装置の第1の実施例
を示す構成図。
を示す構成図。
【図2】本発明に係わるマスク検査装置の第2の実施例
を示す構成図。
を示す構成図。
【図3】エキシマレーザ光の光量変動のキャンセルを示
す図。
す図。
【図4】本発明に係わるマスク検査装置の第3の実施例
を示す構成図。
を示す構成図。
【図5】従来装置の構成図。
10…エキシマチューブ、11…Arガス充填容器、1
2…Krガス充填容器、13…Fガス充填容器、14…
狭帯化エタロン、16…インテグレータ、17…ピンホ
ール板、18…ハーフミラー、19…コンデンサレン
ズ、20…マスク、30…対物レンズ、31…開口絞
り、32…CCDカメラ、33…モニター装置、34…
デフォーカス機構、35…マスク移動機構、40…光量
センサ、41…パワー補正装置、51…CPU、60…
ステッパシミュレータ、61…開口絞り、62…対物レ
ンズ、63…冷却CCDカメラ、64…デフォーカス機
構。
2…Krガス充填容器、13…Fガス充填容器、14…
狭帯化エタロン、16…インテグレータ、17…ピンホ
ール板、18…ハーフミラー、19…コンデンサレン
ズ、20…マスク、30…対物レンズ、31…開口絞
り、32…CCDカメラ、33…モニター装置、34…
デフォーカス機構、35…マスク移動機構、40…光量
センサ、41…パワー補正装置、51…CPU、60…
ステッパシミュレータ、61…開口絞り、62…対物レ
ンズ、63…冷却CCDカメラ、64…デフォーカス機
構。
───────────────────────────────────────────────────── 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 G03F 1/08 S H01L 21/027
Claims (5)
- 【請求項1】 短波長の露光光を照明光学系を通してマ
スクに照射し、このマスクを通過したパターン光を投影
光学系により縮小投影して被処理体に転写する露光装置
に用いる前記マスクの検査を行うマスク検査装置におい
て、 前記露光光と同一波長域の光を放射する光源と、 この光源から放射された光を前記マスクに照射する前記
照明光学系の前記マスク側の開口数と同一に前記マスク
側の開口数を合わせる可変自在の検査用照射光学系と、 前記マスクを通過したパターン光を投影してその像を観
察する前記投影光学系と同一開口数に前記マスク側の開
口数に合わせる可変自在の検査用観察光学系と、を具備
したことを特徴とするマスク検査装置。 - 【請求項2】 光源は、露光光の波長に応じてその発振
波長を変更自在なエキシマレーザ発振器であることを特
徴とする請求項1記載のマスク検査装置。 - 【請求項3】 光源は、少なくともArガス、Krガ
ス、Fガスを備え、これらガスを組み合わせて、少なく
ともArFエキシマレーザ光、又はKrFエキシマレー
ザ光のうちいずれか一方のエキシマレーザ光を発振する
ことを特徴とする請求項1記載のマスク検査装置。 - 【請求項4】 短波長の露光光を照明光学系を通してマ
スクに照射し、このマスクを通過したパターン光を投影
光学系により縮小投影して被処理体に転写する露光装置
に用いる前記マスクの検査を行うマスク検査装置におい
て、 前記投影光学系と交換可能な検査光学系を備え、 この検査光学系は、前記マスクを通過したパターン光を
絞る開口絞りと、 この開口絞りを通過したパターン光を撮像素子に対して
拡大投影を行う前記投影光学系の前記マスク側の開口数
と同一に前記マスク側の開口数が設定された対物レンズ
と、を備えたことを特徴とするマスク検査装置。 - 【請求項5】 対物レンズの開口数は、投影光学系の入
射像に対する出射像の縮小投影比率の逆数となる請求項
4記載のマスク検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22988294A JPH0894338A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | マスク検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22988294A JPH0894338A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | マスク検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0894338A true JPH0894338A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16899195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22988294A Pending JPH0894338A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | マスク検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0894338A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000193443A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Hitachi Ltd | パタ―ン欠陥検査方法及びその装置 |
JP2009244155A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Advanced Mask Inspection Technology Kk | マスク検査装置 |
JP2010191398A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Hoya Corp | 多階調フォトマスクの検査方法 |
JP2010197800A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Hoya Corp | 多階調フォトマスクの評価方法 |
JP2015225257A (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | 大日本印刷株式会社 | フォトマスクの検査方法およびフォトマスクの製造方法 |
US9696568B2 (en) | 2015-05-13 | 2017-07-04 | Lasertec Corporation | Light source apparatus and inspection apparatus |
-
1994
- 1994-09-26 JP JP22988294A patent/JPH0894338A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000193443A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Hitachi Ltd | パタ―ン欠陥検査方法及びその装置 |
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JP4608566B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2011-01-12 | アドバンスド・マスク・インスペクション・テクノロジー株式会社 | マスク検査装置 |
US8154719B2 (en) | 2008-03-31 | 2012-04-10 | Nuflare Technology, Inc. | Mask inspection apparatus |
JP2010191398A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Hoya Corp | 多階調フォトマスクの検査方法 |
JP2010197800A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Hoya Corp | 多階調フォトマスクの評価方法 |
JP2015225257A (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-14 | 大日本印刷株式会社 | フォトマスクの検査方法およびフォトマスクの製造方法 |
US9696568B2 (en) | 2015-05-13 | 2017-07-04 | Lasertec Corporation | Light source apparatus and inspection apparatus |
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