JPH1062258A - 位相シフトマスク検査装置 - Google Patents
位相シフトマスク検査装置Info
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- JPH1062258A JPH1062258A JP8218688A JP21868896A JPH1062258A JP H1062258 A JPH1062258 A JP H1062258A JP 8218688 A JP8218688 A JP 8218688A JP 21868896 A JP21868896 A JP 21868896A JP H1062258 A JPH1062258 A JP H1062258A
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、位相シフタの位相量を高精度に測定
して信頼性を向上する。 【解決手段】光源20から放射された中心波長300n
m以下で露光装置と同一の波長のランプ光又はエキシマ
レーザ光を、照明側ウォラストンプリズム26を備えた
照明光学系21により互いに直交する2つの直線偏光に
分離して位相シフトマスク3に照射し、この位相シフト
マスク3を透過した2つの直線偏光を検出光学系30に
より重ね合わせ、その干渉光に基づいて算出部41によ
り位相シフトマスク3の位相シフタ2の位相量を求め
る。
して信頼性を向上する。 【解決手段】光源20から放射された中心波長300n
m以下で露光装置と同一の波長のランプ光又はエキシマ
レーザ光を、照明側ウォラストンプリズム26を備えた
照明光学系21により互いに直交する2つの直線偏光に
分離して位相シフトマスク3に照射し、この位相シフト
マスク3を透過した2つの直線偏光を検出光学系30に
より重ね合わせ、その干渉光に基づいて算出部41によ
り位相シフトマスク3の位相シフタ2の位相量を求め
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を製造
するときのリソグラフィー工程において被投影原版とし
て用いられる遠紫外光用フォトマスク(レチクル)の検
査に係わり、特に位相シフトマスクの位相シフタの位相
量を測定する位相シフトマスク検査装置に関する。
するときのリソグラフィー工程において被投影原版とし
て用いられる遠紫外光用フォトマスク(レチクル)の検
査に係わり、特に位相シフトマスクの位相シフタの位相
量を測定する位相シフトマスク検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子を製造するときのリソグラフ
ィー工程では、例えば半導体露光装置において位相シフ
トマスクを用いた露光が行われている。この位相シフト
マスクを用いた露光は、例えば図3に示すようにガラス
基板1上に光の位相を180°反転させる位相シフト膜
(位相シフター)2を形成した位相シフトマスク3を用
いて露光するもので、パターンの境界部で光強度が零と
なり、レジストの解像度を大幅に向上でき、焦点深度も
大きく向上する。
ィー工程では、例えば半導体露光装置において位相シフ
トマスクを用いた露光が行われている。この位相シフト
マスクを用いた露光は、例えば図3に示すようにガラス
基板1上に光の位相を180°反転させる位相シフト膜
(位相シフター)2を形成した位相シフトマスク3を用
いて露光するもので、パターンの境界部で光強度が零と
なり、レジストの解像度を大幅に向上でき、焦点深度も
大きく向上する。
【0003】このような位相シフトマスク3は、位相シ
フタ2として半透明の膜(ハーフトーン型)を用いてお
り、この位相シフタ2での位相量が露光波長の2分の1
であることが必要であり、このために位相シフタ2の位
相量測定が行われている。
フタ2として半透明の膜(ハーフトーン型)を用いてお
り、この位相シフタ2での位相量が露光波長の2分の1
であることが必要であり、このために位相シフタ2の位
相量測定が行われている。
【0004】図4はかかる位相シフタの位相量測定装置
の構成図である。水銀アークランプ4から放射される光
の光路上には、i、h、g及びe線のフィルタ5、グレ
ーティングアパーチャ6、コンデンサレンズ7が配置さ
れ、これらフィルタ5、グレーティングアパーチャ6、
コンデンサレンズ7を通った光が位相シフトマスク3の
ガラス基板1及び位相シフタ2に照射される。
の構成図である。水銀アークランプ4から放射される光
の光路上には、i、h、g及びe線のフィルタ5、グレ
ーティングアパーチャ6、コンデンサレンズ7が配置さ
れ、これらフィルタ5、グレーティングアパーチャ6、
コンデンサレンズ7を通った光が位相シフトマスク3の
ガラス基板1及び位相シフタ2に照射される。
【0005】この位相シフトマスク3のガラス基板1及
び位相シフタ2を透過した各光は、対物レンズ8を通し
て第1の偏光プリズム9に入射し、この第1の偏光プリ
ズム9により2つの光路に分岐される。
び位相シフタ2を透過した各光は、対物レンズ8を通し
て第1の偏光プリズム9に入射し、この第1の偏光プリ
ズム9により2つの光路に分岐される。
【0006】これら2つの光路上には、可変シアリング
楔10、可変位相シフタ11がそれぞれ配置され、これ
ら可変シアリング楔10、可変位相シフタ11を透過し
た各光は、第2の偏光プリズム12により重ね合わされ
る。
楔10、可変位相シフタ11がそれぞれ配置され、これ
ら可変シアリング楔10、可変位相シフタ11を透過し
た各光は、第2の偏光プリズム12により重ね合わされ
る。
【0007】そして、第2の偏光プリズム12により重
ね合わされた光は、ピンホールミラー13のピンホール
13aを通して光増倍管14に入射すると共にピンホー
ルミラー13で反射しレンズ15を通してイメージディ
テクタ16に入射する。
ね合わされた光は、ピンホールミラー13のピンホール
13aを通して光増倍管14に入射すると共にピンホー
ルミラー13で反射しレンズ15を通してイメージディ
テクタ16に入射する。
【0008】従って、イメージディテクタ16に入射す
る光は、位相シフトマスク3のガラス基板1と位相シフ
タ2とを透過した各光の干渉縞となることから、イメー
ジディテクタ16の出力信号に基づいて位相シフタ2の
位相量を求める。
る光は、位相シフトマスク3のガラス基板1と位相シフ
タ2とを透過した各光の干渉縞となることから、イメー
ジディテクタ16の出力信号に基づいて位相シフタ2の
位相量を求める。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記装
置では、第1の偏光プリズム9により2つの光路に分岐
し、これら2つの光をそれぞれ可変シアリング楔10、
可変位相シフタ11に透過させているので、別々の光路
を通過することから例えばこれら2つの光路における空
気の流れの状態がそれぞれ異なることが生じ、例えば一
方の光路の空気の流れが乱れると、その影響が位相シフ
タ2の位相量測定結果に現れてしまい、測定結果の信頼
性を低下させてしまう。
置では、第1の偏光プリズム9により2つの光路に分岐
し、これら2つの光をそれぞれ可変シアリング楔10、
可変位相シフタ11に透過させているので、別々の光路
を通過することから例えばこれら2つの光路における空
気の流れの状態がそれぞれ異なることが生じ、例えば一
方の光路の空気の流れが乱れると、その影響が位相シフ
タ2の位相量測定結果に現れてしまい、測定結果の信頼
性を低下させてしまう。
【0010】又、上記位相シフトマスクを使用する半導
体露光装置には、光源としてランプ光源とレーザ光源と
を有するものがある。しかし、従来の位相シフトマスク
検査装置では、光源の種類毎に検査可能なものと不可能
なものがある。
体露光装置には、光源としてランプ光源とレーザ光源と
を有するものがある。しかし、従来の位相シフトマスク
検査装置では、光源の種類毎に検査可能なものと不可能
なものがある。
【0011】そこで本発明は、位相シフタの位相量を高
精度に測定できる信頼性を向上させた位相シフトマスク
検査装置を提供することを目的とする。又、本発明は、
ランプ光源とレーザ光源とを切り替えることで半導体露
光装置の光源がランプ光源であってもレーザ光源であっ
ても1台の装置で検査することができる位相シフトマス
ク検査装置を提供することを目的とする。
精度に測定できる信頼性を向上させた位相シフトマスク
検査装置を提供することを目的とする。又、本発明は、
ランプ光源とレーザ光源とを切り替えることで半導体露
光装置の光源がランプ光源であってもレーザ光源であっ
ても1台の装置で検査することができる位相シフトマス
ク検査装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1によれば、遠紫
外光を放射する光源と、この光源から放射された遠紫外
光を互いに直交する偏光面を持つ2つの直線偏光に分離
して位相シフトマスクに照射する照明光学系と、位相シ
フトマスクを透過した2つの直線偏光を重ね合わせて干
渉光を発生させる検出光学系と、この検出光学系により
検出された干渉光の強度に基づいて位相シフトマスクに
おける位相シフタの位相量を求める位相量算出手段と、
を備えた位相シフトマスク検査装置である。
外光を放射する光源と、この光源から放射された遠紫外
光を互いに直交する偏光面を持つ2つの直線偏光に分離
して位相シフトマスクに照射する照明光学系と、位相シ
フトマスクを透過した2つの直線偏光を重ね合わせて干
渉光を発生させる検出光学系と、この検出光学系により
検出された干渉光の強度に基づいて位相シフトマスクに
おける位相シフタの位相量を求める位相量算出手段と、
を備えた位相シフトマスク検査装置である。
【0013】このような位相シフトマスク検査装置であ
れば、光源から放射された遠紫外光は、照明光学系によ
り互いに直交する偏光面を持つ2つの直線偏光に分離さ
れて位相シフトマスクに照射される。
れば、光源から放射された遠紫外光は、照明光学系によ
り互いに直交する偏光面を持つ2つの直線偏光に分離さ
れて位相シフトマスクに照射される。
【0014】この位相シフトマスクを透過した2つの直
線偏光は、検出光学系により重ね合わされ、その干渉光
に基づいて位相量算出手段により位相シフトマスクの位
相シフタの位相量が求められる。
線偏光は、検出光学系により重ね合わされ、その干渉光
に基づいて位相量算出手段により位相シフトマスクの位
相シフタの位相量が求められる。
【0015】請求項2によれば、遠紫外光を拡散放射す
るランプと、遠紫外のレーザ光を出力するレーザ光源
と、レーザ光源からのレーザ光を等価な強度を持つ拡散
放射の光源に変換する光源変換光学系と、ランプから拡
散放射された遠紫外光又は光源変換光学系により変換さ
れた拡散放射のレーザ光を互いに直交する偏光面を持つ
2つの直線偏光に分離して位相シフトマスクに照射する
照明光学系と、位相シフトマスクを透過した2つの直線
偏光を重ね合わせて干渉光を発生させる検出光学系と、
この検出光学系により検出された干渉光の強度に基づい
て位相シフトマスクにおける位相シフタの位相量を求め
る位相量算出手段と、を備えた位相シフトマスク検査装
置である。
るランプと、遠紫外のレーザ光を出力するレーザ光源
と、レーザ光源からのレーザ光を等価な強度を持つ拡散
放射の光源に変換する光源変換光学系と、ランプから拡
散放射された遠紫外光又は光源変換光学系により変換さ
れた拡散放射のレーザ光を互いに直交する偏光面を持つ
2つの直線偏光に分離して位相シフトマスクに照射する
照明光学系と、位相シフトマスクを透過した2つの直線
偏光を重ね合わせて干渉光を発生させる検出光学系と、
この検出光学系により検出された干渉光の強度に基づい
て位相シフトマスクにおける位相シフタの位相量を求め
る位相量算出手段と、を備えた位相シフトマスク検査装
置である。
【0016】このような位相シフトマスク検査装置であ
れば、ランプから拡散放射される遠紫外光、又はレーザ
光源から出力される遠紫外のレーザ光が切り替えられて
照明光学系に送られ、この照明光学系により互いに直交
する偏光面を持つ2つの直線偏光に分離されて位相シフ
トマスクに照射される。
れば、ランプから拡散放射される遠紫外光、又はレーザ
光源から出力される遠紫外のレーザ光が切り替えられて
照明光学系に送られ、この照明光学系により互いに直交
する偏光面を持つ2つの直線偏光に分離されて位相シフ
トマスクに照射される。
【0017】この場合、レーザ光源から出力される遠紫
外のレーザ光は、光源変換光学系により等価な強度を持
つ拡散放射の光源に変換されて照明光学系に送られる。
そして、この位相シフトマスクを透過した2つの直線偏
光は、検出光学系により重ね合わされ、その干渉光に基
づいて位相量算出手段により位相シフトマスクの位相シ
フタの位相量が求められる。
外のレーザ光は、光源変換光学系により等価な強度を持
つ拡散放射の光源に変換されて照明光学系に送られる。
そして、この位相シフトマスクを透過した2つの直線偏
光は、検出光学系により重ね合わされ、その干渉光に基
づいて位相量算出手段により位相シフトマスクの位相シ
フタの位相量が求められる。
【0018】請求項3によれば、請求項1又は2記載の
位相シフトマスク検査装置において、照明光学系は、ウ
ォラストンプリズムを用いた。請求項4によれば、請求
項1又は2記載の位相シフトマスク検査装置において、
中心波長が300nm以下の遠紫外光又はレーザ光を位
相シフトマスクに照射する。請求項5によれば、請求項
2記載の位相シフトマスク検査装置において、ランプと
して水銀ランプを用い、レーザ光源としてエキシマレー
ザ装置を用いた。
位相シフトマスク検査装置において、照明光学系は、ウ
ォラストンプリズムを用いた。請求項4によれば、請求
項1又は2記載の位相シフトマスク検査装置において、
中心波長が300nm以下の遠紫外光又はレーザ光を位
相シフトマスクに照射する。請求項5によれば、請求項
2記載の位相シフトマスク検査装置において、ランプと
して水銀ランプを用い、レーザ光源としてエキシマレー
ザ装置を用いた。
【0019】
(1) 以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参
照して説明する。図1は位相シフトマスク検査装置の構
成図である。遠紫外光を放射する光源20は、例えばH
g−Xeランプに代表される水銀ランプ、KrFエキシ
マレーザ装置である。これら光源20は、遠紫外光とし
て中心波長248nmの光をそれぞれ出力するものであ
る。
照して説明する。図1は位相シフトマスク検査装置の構
成図である。遠紫外光を放射する光源20は、例えばH
g−Xeランプに代表される水銀ランプ、KrFエキシ
マレーザ装置である。これら光源20は、遠紫外光とし
て中心波長248nmの光をそれぞれ出力するものであ
る。
【0020】この光源20から出力されるランプ光又は
エキシマレーザ光の光路上には、照明光学系21が配置
されている。この照明光学系21は、この光源20から
放射された遠紫外光であるランプ光又はエキシマレーザ
光を互いに直交する2つの直線偏光に分離して位相シフ
トマスク3に照射するものである。
エキシマレーザ光の光路上には、照明光学系21が配置
されている。この照明光学系21は、この光源20から
放射された遠紫外光であるランプ光又はエキシマレーザ
光を互いに直交する2つの直線偏光に分離して位相シフ
トマスク3に照射するものである。
【0021】具体的に照明光学系21は、光源20から
出力されるランプ光又はエキシマレーザ光の光路上に、
各光学レンズ22〜24、偏光子25と、偏光分離プリ
ズムとしての照明側ウォラストンプリズム26、各光学
レンズ27、28及びコンデンサレンズ29を配置した
構成となっている。
出力されるランプ光又はエキシマレーザ光の光路上に、
各光学レンズ22〜24、偏光子25と、偏光分離プリ
ズムとしての照明側ウォラストンプリズム26、各光学
レンズ27、28及びコンデンサレンズ29を配置した
構成となっている。
【0022】このうち照明側ウォラストンプリズム26
は、ランプ光又はエキシマレーザ光を互いに直交する2
つの直線偏光に分離するもので、これら2つの直線偏光
を同一光路上でわずかに横ずれした2つの照明として出
射する機能を有している。
は、ランプ光又はエキシマレーザ光を互いに直交する2
つの直線偏光に分離するもので、これら2つの直線偏光
を同一光路上でわずかに横ずれした2つの照明として出
射する機能を有している。
【0023】一方、位相シフトマスク3の透過光の光路
上には、検出光学系30が配置されている。この検出光
学系30は、位相シフトマスク3を透過した2つの直線
偏光を重ね合わせて干渉光を発生させる機能を有するも
ので、位相シフトマスク3の透過光の光路上に、対物レ
ンズ31、各光学レンズ32、33、偏光分離プリズム
としての検出側ウォラストンプリズム34、検光子35
及び光学レンズ36を配置した構成となっている。
上には、検出光学系30が配置されている。この検出光
学系30は、位相シフトマスク3を透過した2つの直線
偏光を重ね合わせて干渉光を発生させる機能を有するも
ので、位相シフトマスク3の透過光の光路上に、対物レ
ンズ31、各光学レンズ32、33、偏光分離プリズム
としての検出側ウォラストンプリズム34、検光子35
及び光学レンズ36を配置した構成となっている。
【0024】そして、この光学レンズ36を透過する光
の光路上には、ピンホール37を介して位相量算出手段
を構成するフォトマル40及び算出部41が設けられて
いる。
の光路上には、ピンホール37を介して位相量算出手段
を構成するフォトマル40及び算出部41が設けられて
いる。
【0025】このうちフォトマル40は、入射する干渉
光強度に対応した電圧信号を出力するものであり、光学
レンズ36の結像位置に配置されている。又、算出部3
1はフォトマル40から出力される電圧信号を入力し、
干渉光強度に基づいて位相シフトマスク3におけるシフ
タの位相量を演算し求める機能を有している。
光強度に対応した電圧信号を出力するものであり、光学
レンズ36の結像位置に配置されている。又、算出部3
1はフォトマル40から出力される電圧信号を入力し、
干渉光強度に基づいて位相シフトマスク3におけるシフ
タの位相量を演算し求める機能を有している。
【0026】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。Hg−Xeランプ又はKrFエキシマレ
ーザ装置の光源20から出力された遠紫外光として中心
波長3000nm以下のランプ光又はエキシマレーザ光
は、各光学レンズ22〜24を通して偏光子25に入射
し、ここで照明側ウォラストンプリズム26の偏光角と
光軸fと垂直な面内で45°回転した方向の直線偏光が
取り出される。
いて説明する。Hg−Xeランプ又はKrFエキシマレ
ーザ装置の光源20から出力された遠紫外光として中心
波長3000nm以下のランプ光又はエキシマレーザ光
は、各光学レンズ22〜24を通して偏光子25に入射
し、ここで照明側ウォラストンプリズム26の偏光角と
光軸fと垂直な面内で45°回転した方向の直線偏光が
取り出される。
【0027】この光が照明側ウォラストンプリズム26
に入射すると、この照明側ウォラストンプリズム26か
らは、互いに直交した2つの直線偏光に分離される。こ
の場合、これら2つの分離角は、照明側ウォラストンプ
リズム26の張り合わせ面の角度に応じて決まる。
に入射すると、この照明側ウォラストンプリズム26か
らは、互いに直交した2つの直線偏光に分離される。こ
の場合、これら2つの分離角は、照明側ウォラストンプ
リズム26の張り合わせ面の角度に応じて決まる。
【0028】従って、これら直交する2つの直線偏光
は、同一光路上でわずかに横ずれした2つの照明として
各光学レンズ27、28及びコンデンサレンズ29を通
して位相シフトマスク3に照射される。
は、同一光路上でわずかに横ずれした2つの照明として
各光学レンズ27、28及びコンデンサレンズ29を通
して位相シフトマスク3に照射される。
【0029】すなわち、これら直交する2つの直線偏光
は、その一方の光が位相シフトマスク3のガラス基板
1、他方の光が位相シフター2を透過する。この位相シ
フトマスク3を透過した2つの光は、対物レンズ31、
各光学レンズ32、33を通して検出側ウォラストンプ
リズム34に入射し、ここで重ね合わされる。
は、その一方の光が位相シフトマスク3のガラス基板
1、他方の光が位相シフター2を透過する。この位相シ
フトマスク3を透過した2つの光は、対物レンズ31、
各光学レンズ32、33を通して検出側ウォラストンプ
リズム34に入射し、ここで重ね合わされる。
【0030】なお、この検出側ウォラストンプリズム3
4の張り合わせ面は、対物レンズ31の瞳面と一致する
ように配置されている。この検出側ウォラストンプリズ
ム34により重ね合わされた2つの光は、検光子35を
通すことにより干渉を起こし、この干渉光が光学レンズ
36、ピンホール37を通してフォトマル40に入射す
る。すなわち、フォトマル40のセンサ面には、位相シ
フトマスク3の横ずらし干渉画像が投影される。
4の張り合わせ面は、対物レンズ31の瞳面と一致する
ように配置されている。この検出側ウォラストンプリズ
ム34により重ね合わされた2つの光は、検光子35を
通すことにより干渉を起こし、この干渉光が光学レンズ
36、ピンホール37を通してフォトマル40に入射す
る。すなわち、フォトマル40のセンサ面には、位相シ
フトマスク3の横ずらし干渉画像が投影される。
【0031】このフォトマル40に入射する干渉光は、
2つの直交する直線偏光のうち一方が位相シフトマスク
3のガラス基板1を透過し、他方が位相シフタ2を透過
しているので、位相シフタ2の位相量に応じた干渉強度
となっている。
2つの直交する直線偏光のうち一方が位相シフトマスク
3のガラス基板1を透過し、他方が位相シフタ2を透過
しているので、位相シフタ2の位相量に応じた干渉強度
となっている。
【0032】そして、このフォトマル40は、入射する
干渉光強度に対応した電圧信号を出力する。ここで、位
相シフトマスク3の位相シフタ2の位相量を測定する場
合には、位相シフト干渉法、すなわち照明側ウォラスト
ンプリズム26を光軸fに対して垂直方向(イ)に移動
させ、照明側ウォラストンプリズム26により分離され
る互いに直交する偏光面を持つ直線偏光の2光の位相量
を例えば0°、90°、180°、270°にそれぞれ
変化する。
干渉光強度に対応した電圧信号を出力する。ここで、位
相シフトマスク3の位相シフタ2の位相量を測定する場
合には、位相シフト干渉法、すなわち照明側ウォラスト
ンプリズム26を光軸fに対して垂直方向(イ)に移動
させ、照明側ウォラストンプリズム26により分離され
る互いに直交する偏光面を持つ直線偏光の2光の位相量
を例えば0°、90°、180°、270°にそれぞれ
変化する。
【0033】フォトマル40は、これら位相量0°、9
0°、180°、270°のときの各干渉光の強度I1
〜I4 に応じた各電圧信号を出力する。算出部41は、
フォトマル40から出力される各干渉光強度I1 〜I4
に応じた各電圧信号を入力し、これら電圧信号から次式
を演算して位相シフトマスク3における位相シフタ2の
位相量θを求める。
0°、180°、270°のときの各干渉光の強度I1
〜I4 に応じた各電圧信号を出力する。算出部41は、
フォトマル40から出力される各干渉光強度I1 〜I4
に応じた各電圧信号を入力し、これら電圧信号から次式
を演算して位相シフトマスク3における位相シフタ2の
位相量θを求める。
【0034】 θ= tan-1{(I3 −I1 )/(I2 −I4 )} …(1) なお、この場合は、4点の場合にて説明したが、さらに
多点の場合でももちろんよい。この場合は正弦波状に変
化する各電圧信号をフーリエ変換的手法を用いることで
演算し、位相シフタでの位相量を求めることができる。
以下の説明でも同様である。
多点の場合でももちろんよい。この場合は正弦波状に変
化する各電圧信号をフーリエ変換的手法を用いることで
演算し、位相シフタでの位相量を求めることができる。
以下の説明でも同様である。
【0035】このように上記第1の実施の形態において
は、光源20から放射された中心波長300nm以下の
ランプ光又はエキシマレーザ光を、照明側ウォラストン
プリズム26を備えた照明光学系21により互いに直交
する2つの直線偏光に分離して位相シフトマスク3に照
射し、この位相シフトマスク3を透過した2つの直線偏
光を検出光学系30により重ね合わせ、その干渉光に基
づいて算出部41により位相シフトマスク3の位相シフ
タ2の位相量を求めるようにしたので、照明側ウォラス
トンプリズム26により分離される2光は、同一光路上
でわずかに横ずれした2つの照明として位相シフトマス
ク3に照射されるものとなり、これら2光がそれぞれ別
々に空気の乱れの影響を受けることはなく、同一の空気
の流れの条件で位相シフトマスク3に照射できる。
は、光源20から放射された中心波長300nm以下の
ランプ光又はエキシマレーザ光を、照明側ウォラストン
プリズム26を備えた照明光学系21により互いに直交
する2つの直線偏光に分離して位相シフトマスク3に照
射し、この位相シフトマスク3を透過した2つの直線偏
光を検出光学系30により重ね合わせ、その干渉光に基
づいて算出部41により位相シフトマスク3の位相シフ
タ2の位相量を求めるようにしたので、照明側ウォラス
トンプリズム26により分離される2光は、同一光路上
でわずかに横ずれした2つの照明として位相シフトマス
ク3に照射されるものとなり、これら2光がそれぞれ別
々に空気の乱れの影響を受けることはなく、同一の空気
の流れの条件で位相シフトマスク3に照射できる。
【0036】従って、位相シフタ2の位相量を高精度に
測定でき、その測定結果の信頼性を向上できる。このよ
うに位相シフタ2の位相量を高精度に測定できるので、
位相シフトマスク3の設定値と比較することにより位相
シフトマスク3の良否を判定でき、さらに位相シフト露
光にあっては半導体ウエハに対して高精度にパターン転
写ができ、半導体製造における歩留まりを向上できる。
測定でき、その測定結果の信頼性を向上できる。このよ
うに位相シフタ2の位相量を高精度に測定できるので、
位相シフトマスク3の設定値と比較することにより位相
シフトマスク3の良否を判定でき、さらに位相シフト露
光にあっては半導体ウエハに対して高精度にパターン転
写ができ、半導体製造における歩留まりを向上できる。
【0037】又、位相シフタ2として半透明の膜を用い
たハーフトーン型の集積度の高い位相シフトマスク3
は、位相シフタ2の位相量を測定するのには、半導体露
光装置の光源と同じ波長の光を用いて測定をしなければ
ならない。しかし、上記装置では半導体露光装置の光源
と同一の中心波長248nmのHg−Xeランプ光又は
KrFエキシマレーザ光を用いるので、高精度にかつ確
実に位相シフタ2の位相量を測定できる。
たハーフトーン型の集積度の高い位相シフトマスク3
は、位相シフタ2の位相量を測定するのには、半導体露
光装置の光源と同じ波長の光を用いて測定をしなければ
ならない。しかし、上記装置では半導体露光装置の光源
と同一の中心波長248nmのHg−Xeランプ光又は
KrFエキシマレーザ光を用いるので、高精度にかつ確
実に位相シフタ2の位相量を測定できる。
【0038】なお、上記第1の実施の形態は、次の通り
変形してもよい。上記第1の実施の形態では、位相シフ
トマスク3上に2つの横ずれした照明エリアを形成し、
位相シフトマスク3の2つの横ずれした像を重ね合わせ
た横ずらし干渉画像をフォトマル40のセンサ面に投影
しているが、マスク像をフォトマル40のセンサ面に結
像せず、照明側ウォラストンプリズム26で分離された
2光束を照明レンズで位相シフトマスク3上のわずかに
離れた2点に小さく絞り込み、一方を位相シフタ2に他
方をガラス基板1に照射する。そして、位相シフトマス
ク3を透過した2光束を再び検出側ウォラストンプリズ
ム34で重ね合わせて干渉させ、フォトマル40で検出
するようにしてもよい。
変形してもよい。上記第1の実施の形態では、位相シフ
トマスク3上に2つの横ずれした照明エリアを形成し、
位相シフトマスク3の2つの横ずれした像を重ね合わせ
た横ずらし干渉画像をフォトマル40のセンサ面に投影
しているが、マスク像をフォトマル40のセンサ面に結
像せず、照明側ウォラストンプリズム26で分離された
2光束を照明レンズで位相シフトマスク3上のわずかに
離れた2点に小さく絞り込み、一方を位相シフタ2に他
方をガラス基板1に照射する。そして、位相シフトマス
ク3を透過した2光束を再び検出側ウォラストンプリズ
ム34で重ね合わせて干渉させ、フォトマル40で検出
するようにしてもよい。
【0039】又、位相シフトマスク3のガラス基板1と
位相シフタ2との透過強度を比較することで、位相測定
だけでなく透過率の測定もできる。 (2) 次に本発明の第2の実施の形態について説明する。
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。
位相シフタ2との透過強度を比較することで、位相測定
だけでなく透過率の測定もできる。 (2) 次に本発明の第2の実施の形態について説明する。
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は位相シフトマスク検査装置の構成図
である。中心波長248nmの遠紫外光を放射するHg
−Xeランプ50が設けられ、このHg−Xeランプ5
0から出力されるランプ光の光路上に照明光学系21が
配置されている。
である。中心波長248nmの遠紫外光を放射するHg
−Xeランプ50が設けられ、このHg−Xeランプ5
0から出力されるランプ光の光路上に照明光学系21が
配置されている。
【0041】一方、中心波長248nmのエキシマレー
ザ光を出力するKrFエキシマレーザ装置51が設けら
れている。このKrFエキシマレーザ装置51から出力
されるエキシマレーザ光の光路上には、拡散板52、各
光学レンズ53、54及びハーフミラー55が配置され
ている。
ザ光を出力するKrFエキシマレーザ装置51が設けら
れている。このKrFエキシマレーザ装置51から出力
されるエキシマレーザ光の光路上には、拡散板52、各
光学レンズ53、54及びハーフミラー55が配置され
ている。
【0042】このうち拡散板52は、KrFエキシマレ
ーザ装置51から出力されたエキシマレーザ光を等価的
に拡散放射の光源に変換する光源変換光学系としての機
能を有している。
ーザ装置51から出力されたエキシマレーザ光を等価的
に拡散放射の光源に変換する光源変換光学系としての機
能を有している。
【0043】又、ハーフミラー55は、KrFエキシマ
レーザ装置51から出力されたエキシマレーザ光を、照
明光学系21の光軸f方向、すなわち光学レンズ24か
ら偏光子25、照明側ウォラストンプリズム26、各光
学レンズ27、28及びコンデンサレンズ29を通して
位相シフトマスク3に照射するものとなっている。
レーザ装置51から出力されたエキシマレーザ光を、照
明光学系21の光軸f方向、すなわち光学レンズ24か
ら偏光子25、照明側ウォラストンプリズム26、各光
学レンズ27、28及びコンデンサレンズ29を通して
位相シフトマスク3に照射するものとなっている。
【0044】従って、Hg−Xeランプ50又はKrF
エキシマレーザ装置51を2種の露光装置に応じて切り
替えて使用できる構成となっている。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。
エキシマレーザ装置51を2種の露光装置に応じて切り
替えて使用できる構成となっている。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。
【0045】先ず、Hg−Xeランプ50から出力され
たランプ光は、各光学レンズ22〜24を通して偏光子
25に入射し、ここで照明側ウォラストンプリズム26
の偏光角と光軸fと垂直な面内で45°回転した方向の
直線偏光が取り出される。
たランプ光は、各光学レンズ22〜24を通して偏光子
25に入射し、ここで照明側ウォラストンプリズム26
の偏光角と光軸fと垂直な面内で45°回転した方向の
直線偏光が取り出される。
【0046】この光が照明側ウォラストンプリズム26
に入射すると、この照明側ウォラストンプリズム26か
らは、互いに直交した偏光面を持つ2つの直線偏光に分
離され、これら2光は、わずかに横ずれした2つの照明
として各光学レンズ27、28及びコンデンサレンズ2
9を通して位相シフトマスク3に照射される。
に入射すると、この照明側ウォラストンプリズム26か
らは、互いに直交した偏光面を持つ2つの直線偏光に分
離され、これら2光は、わずかに横ずれした2つの照明
として各光学レンズ27、28及びコンデンサレンズ2
9を通して位相シフトマスク3に照射される。
【0047】この位相シフトマスク3を透過した2つの
光は、対物レンズ31、各光学レンズ32、33を通し
て検出側ウォラストンプリズム34に入射し、ここで重
ね合わされる。
光は、対物レンズ31、各光学レンズ32、33を通し
て検出側ウォラストンプリズム34に入射し、ここで重
ね合わされる。
【0048】この検出側ウォラストンプリズム34によ
り重ね合わされた2つの光は、検光子35を通すことに
より干渉を起こし、この干渉光が光学レンズ36、ピン
ホール37を通してフォトマル40に入射する。
り重ね合わされた2つの光は、検光子35を通すことに
より干渉を起こし、この干渉光が光学レンズ36、ピン
ホール37を通してフォトマル40に入射する。
【0049】このフォトマル40に入射する干渉光は、
2つの直交する直線偏光のうち一方が位相シフトマスク
3のガラス基板1を透過し、他方が位相シフタ2を透過
しているので、位相シフタ2の位相量に応じた干渉強度
となっている。
2つの直交する直線偏光のうち一方が位相シフトマスク
3のガラス基板1を透過し、他方が位相シフタ2を透過
しているので、位相シフタ2の位相量に応じた干渉強度
となっている。
【0050】ここで、位相シフトマスク3の位相シフタ
2の位相量を測定する場合、照明側ウォラストンプリズ
ム26を光軸fに対して垂直方向(イ)に移動させ、互
いに直交する直線偏光の2光の位相量を例えば0°、9
0°、180°、270°にそれぞれ変化する。
2の位相量を測定する場合、照明側ウォラストンプリズ
ム26を光軸fに対して垂直方向(イ)に移動させ、互
いに直交する直線偏光の2光の位相量を例えば0°、9
0°、180°、270°にそれぞれ変化する。
【0051】フォトマル40は、これら位相量0°、9
0°、180°、270°のときの各干渉光の強度I1
〜I4 に応じた各電圧信号を出力する。算出部41は、
フォトマル40から出力される各干渉光強度I1 〜I4
に応じた各電圧信号を入力し、これら電圧信号から上記
式(1) を演算して位相シフトマスク3における位相シフ
タの位相量θを求める。
0°、180°、270°のときの各干渉光の強度I1
〜I4 に応じた各電圧信号を出力する。算出部41は、
フォトマル40から出力される各干渉光強度I1 〜I4
に応じた各電圧信号を入力し、これら電圧信号から上記
式(1) を演算して位相シフトマスク3における位相シフ
タの位相量θを求める。
【0052】一方、KrFエキシマレーザ装置51から
出力されたエキシマレーザは、拡散板52により等価的
に拡散放射の光源に変換され、各光学レンズ53からハ
ーフミラー55を通して照明光学系21の光軸fに入射
し、さらに偏光子25、照明側ウォラストンプリズム2
6、各光学レンズ27、28及びコンデンサレンズ29
を通して位相シフトマスク3に照射される。
出力されたエキシマレーザは、拡散板52により等価的
に拡散放射の光源に変換され、各光学レンズ53からハ
ーフミラー55を通して照明光学系21の光軸fに入射
し、さらに偏光子25、照明側ウォラストンプリズム2
6、各光学レンズ27、28及びコンデンサレンズ29
を通して位相シフトマスク3に照射される。
【0053】この位相シフトマスク3を透過した2つの
光は、対物レンズ31、各光学レンズ32、33を通し
て検出側ウォラストンプリズム34に入射し、ここで重
ね合わされる。
光は、対物レンズ31、各光学レンズ32、33を通し
て検出側ウォラストンプリズム34に入射し、ここで重
ね合わされる。
【0054】この重ね合わされた2つの光は、検光子3
5を通すことにより干渉を起こし、この干渉光が光学レ
ンズ36、ピンホール37を通してフォトマル40に入
射する。
5を通すことにより干渉を起こし、この干渉光が光学レ
ンズ36、ピンホール37を通してフォトマル40に入
射する。
【0055】このフォトマル40に入射する干渉光は、
2つの直交する直線偏光のうち一方が位相シフトマスク
3のガラス基板1を透過し、他方が位相シフタ2を透過
しているので、位相シフタ2の位相量に応じた干渉強度
となっている。
2つの直交する直線偏光のうち一方が位相シフトマスク
3のガラス基板1を透過し、他方が位相シフタ2を透過
しているので、位相シフタ2の位相量に応じた干渉強度
となっている。
【0056】ここで、位相シフトマスク3の位相シフタ
2の位相量を測定する場合、照明側ウォラストンプリズ
ム26を光軸fに対して垂直方向(イ)に移動させ、互
いに直交する直線偏光の2光の位相量を例えば0°、9
0°、180°、270°にそれぞれ変化する。
2の位相量を測定する場合、照明側ウォラストンプリズ
ム26を光軸fに対して垂直方向(イ)に移動させ、互
いに直交する直線偏光の2光の位相量を例えば0°、9
0°、180°、270°にそれぞれ変化する。
【0057】フォトマル40は、これら位相量0°、9
0°、180°、270°のときの各干渉光の強度I1
〜I4 に応じた各電圧信号を出力する。算出部41は、
フォトマル40から出力される各干渉光強度I1 〜I4
に応じた各電圧信号を入力し、これら電圧信号から上記
式(1) を演算して位相シフトマスク3における位相シフ
タの位相量θを求める。
0°、180°、270°のときの各干渉光の強度I1
〜I4 に応じた各電圧信号を出力する。算出部41は、
フォトマル40から出力される各干渉光強度I1 〜I4
に応じた各電圧信号を入力し、これら電圧信号から上記
式(1) を演算して位相シフトマスク3における位相シフ
タの位相量θを求める。
【0058】このように上記第2の実施の形態において
は、Hg−Xeランプ50又はKrFエキシマレーザ装
置51を切り替える構成としたので、上記第1の実施の
形態と同一の効果を奏することは言うまでもなく、Kr
Fエキシマレーザ装置51をランプ光と等価な拡散光源
として用いることができ、これによりHg−Xeランプ
50とKrFエキシマレーザ装置51とを2種の露光装
置に応じて切り替えて使用することができ、これら露光
装置と同一の光源を用いて位相シフトマスク3における
位相シフタの位相量θを求めることができる。
は、Hg−Xeランプ50又はKrFエキシマレーザ装
置51を切り替える構成としたので、上記第1の実施の
形態と同一の効果を奏することは言うまでもなく、Kr
Fエキシマレーザ装置51をランプ光と等価な拡散光源
として用いることができ、これによりHg−Xeランプ
50とKrFエキシマレーザ装置51とを2種の露光装
置に応じて切り替えて使用することができ、これら露光
装置と同一の光源を用いて位相シフトマスク3における
位相シフタの位相量θを求めることができる。
【0059】なお、上記第2の実施の形態は、次の通り
変形してもよい。例えば、光源としては、ArFレーザ
(波長193nm)を用いてもよい。要は256Mbit
DRAM等の高集積度の半導体に対する露光装置に用い
られる遠紫外光を発する光源であればよい。
変形してもよい。例えば、光源としては、ArFレーザ
(波長193nm)を用いてもよい。要は256Mbit
DRAM等の高集積度の半導体に対する露光装置に用い
られる遠紫外光を発する光源であればよい。
【0060】
【発明の効果】以上詳記したように本発明の請求項1〜
5によれば、位相シフタの位相量を高精度に測定できる
信頼性を向上させた位相シフトマスク検査装置を提供で
きる。又、本発明の請求項2〜5によれば、各種の露光
装置と同一光源を用いて位相シフトマスクにおける位相
シフタの位相量を求めることができる位相シフトマスク
検査装置を提供できる。
5によれば、位相シフタの位相量を高精度に測定できる
信頼性を向上させた位相シフトマスク検査装置を提供で
きる。又、本発明の請求項2〜5によれば、各種の露光
装置と同一光源を用いて位相シフトマスクにおける位相
シフタの位相量を求めることができる位相シフトマスク
検査装置を提供できる。
【図1】本発明に係わる位相シフトマスク検査装置の第
1の実施の形態を示す構成図。
1の実施の形態を示す構成図。
【図2】本発明に係わる位相シフトマスク検査装置の第
2の実施の形態を示す構成図。
2の実施の形態を示す構成図。
【図3】位相シフトマスクの構成図。
【図4】従来の位相シフタの膜厚測定装置の構成図。
3…位相シフトマスク、 20…光源、 21…照明光学系、 26,34…ウォラストンプリズム、 30…検出光学系、 40…フォトマル、 41…算出部、 50…Hg−Xeランプ、 51…KrFエキシマレーザ装置、 55…ハーフミラー。
Claims (5)
- 【請求項1】 遠紫外光を放射する光源と、 この光源から放射された遠紫外光を互いに直交する偏光
面を持つ2つの直線偏光に分離して位相シフトマスクに
照射する照明光学系と、 前記位相シフトマスクを透過した2つの直線偏光を重ね
合わせて干渉光を発生させる検出光学系と、 この検出光学系により検出された干渉光の強度に基づい
て前記位相シフトマスクにおける位相シフタの位相量を
求める位相量算出手段と、 を具備したことを特徴とする位相シフトマスク検査装
置。 - 【請求項2】 遠紫外光を拡散放射するランプと、 遠紫外のレーザ光を出力するレーザ光源と、 前記レーザ光源からのレーザ光を等価な強度を持つ拡散
放射の光源に変換する光源変換光学系と、 前記ランプから拡散放射された遠紫外光又は前記光源変
換光学系により変換された拡散放射のレーザ光を互いに
直交する偏光面を持つ2つの直線偏光に分離して位相シ
フトマスクに照射する照明光学系と、 前記位相シフトマスクを透過した2つの直線偏光を重ね
合わせて干渉光を発生させる検出光学系と、 この検出光学系により検出された干渉光の強度に基づい
て前記位相シフトマスクにおける位相シフタの位相量を
求める位相量算出手段と、 を具備したことを特徴とする位相シフトマスク検査装
置。 - 【請求項3】 前記照明光学系は、ウォラストンプリズ
ムを用いたことを特徴とする請求項1又は2記載の位相
シフトマスク検査装置。 - 【請求項4】 中心波長が3000nm以下の遠紫外光
又はレーザ光を位相シフトマスクに照射することを特徴
とする請求項1又は2記載の位相シフトマスク検査装
置。 - 【請求項5】 前記ランプとして水銀ランプを用い、前
記レーザ光源としてエキシマレーザ装置を用いたことを
特徴とする請求項2記載の位相シフトマスク検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8218688A JPH1062258A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 位相シフトマスク検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8218688A JPH1062258A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 位相シフトマスク検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1062258A true JPH1062258A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16723863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8218688A Pending JPH1062258A (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 位相シフトマスク検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1062258A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000186964A (ja) * | 1998-12-07 | 2000-07-04 | Steinbichler Optotechnik Gmbh | 放射線の位相角を直接測定する方法および装置 |
DE102005041203A1 (de) * | 2005-08-31 | 2007-03-01 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur interferometrischen Messung von Phasenmasken |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP8218688A patent/JPH1062258A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000186964A (ja) * | 1998-12-07 | 2000-07-04 | Steinbichler Optotechnik Gmbh | 放射線の位相角を直接測定する方法および装置 |
DE102005041203A1 (de) * | 2005-08-31 | 2007-03-01 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur interferometrischen Messung von Phasenmasken |
US7911624B2 (en) | 2005-08-31 | 2011-03-22 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Device and method for the interferometric measurement of phase masks |
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