JPH10254124A - Method for inspecting phase shift mask and device therefor - Google Patents

Method for inspecting phase shift mask and device therefor

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JPH10254124A
JPH10254124A JP9058787A JP5878797A JPH10254124A JP H10254124 A JPH10254124 A JP H10254124A JP 9058787 A JP9058787 A JP 9058787A JP 5878797 A JP5878797 A JP 5878797A JP H10254124 A JPH10254124 A JP H10254124A
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JP
Japan
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phase
shift mask
light
phase shift
mask
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Application number
JP9058787A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Nakayama
保彦 中山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the phase difference of phase shifters in a short time by illuminating a phase shift mask with light of a prescribed wavelength, interfering this light with reference light to generate interference fringes and calculating the phase quantity of the phase shifters from the phase information of the phase shifter parts and non-phase shifter parts of these interference fringes. SOLUTION: The light emitted from a light source 1 having coherence is split to the reference light and the object light by a beam splitter 2. The object light is cast to the phase shift mask 5 and forms a phase shift mask image on a sensor 15 by an objective lens 7 and an image forming lens 13. On the other hand, the reference light is magnified by a mirror 3, a variable angle mirror 10 and lenses 11, 12 to a size which interferes with the object light on the sensor 15 which is two-dimensional CCDs and is cast as parallel luminous fluxes. The object light and the reference light are interfered on the sensor 15 and the interference fringe images are obtd. by an image processing section 16. The phase shift quantity is found with a phase calculation section 17 by using the images obtd. in this image processing section 16.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ULSI等の高集
積回路の製造に用いられる位相シフトマスクの検査方法
に関し、特に、位相シフトマスクの位相シフタの位相差
を正確に測定する位相シフトマスクの検査方法及び検査
方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for inspecting a phase shift mask used for manufacturing a highly integrated circuit such as ULSI, and more particularly, to a method for accurately measuring a phase difference of a phase shifter of the phase shift mask. The present invention relates to an inspection method and an inspection method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路は、シリコンウェハ等の
非加工基板上にレジストを塗布し、ステッパ等の投影露
光装置により所望のパターンを露光した後、現像、エッ
チング、成膜等を繰り返すことによって製造される。
2. Description of the Related Art A semiconductor integrated circuit is formed by applying a resist on a non-processed substrate such as a silicon wafer, exposing a desired pattern by a projection exposure apparatus such as a stepper, and repeating development, etching, film formation and the like. Manufactured.

【0003】この中のパターンを形成する露光工程に使
用されるマスクと呼ばれるマスクは、半導体集積回路の
高性能化、高集積化に伴ってますます高精度なものが要
求される傾向にある。例えば、64MDRAM用の5倍
マスクにおける寸法ずれは、0.07μm(3σ)の寸
法精度が要求されている。
A mask called a mask used in an exposure process for forming a pattern in the semiconductor integrated circuit tends to be required to be more and more accurate as the performance and integration of a semiconductor integrated circuit are increased. For example, a dimensional deviation in a five-fold mask for a 64M DRAM requires a dimensional accuracy of 0.07 μm (3σ).

【0004】さらに、これらのマスクを使用して形成さ
れるデバイスパターンは64MDRAMでは0.35μ
mと、高集積化に伴いますます微細化が要求されてお
り、このような要求に応えるために様々な露光方法が研
究、提案されている。
Further, a device pattern formed by using these masks is 0.35 μm in a 64 MDRAM.
In addition, miniaturization is required with the increase in the degree of integration, and various exposure methods have been studied and proposed in order to meet such a requirement.

【0005】ところが、64MDRAM以降のデバイス
パターンはこれまでのマスクを用いた露光方式では、光
学的解像度の限界となり、この限界を乗り越えるものと
して、例えば特開昭58−173744号公報、特公昭
62−59296号公報等に示されているように、位相
シフトマスクという新しい考え方のマスクが提案されて
きている。位相シフトマスクは、マスクを透過する光の
位相を操作することによって、投影像の分解能及びコン
トラストを向上させる技術である。
[0005] However, the device pattern of 64MDRAM and thereafter has a limit of the optical resolution in the conventional exposure method using a mask. To overcome this limit, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-173744, Japanese Patent Publication No. As disclosed in Japanese Patent No. 59296 and the like, a mask based on a new concept called a phase shift mask has been proposed. The phase shift mask is a technique for improving the resolution and contrast of a projected image by manipulating the phase of light transmitted through the mask.

【0006】位相シフトマスクを用いた投影方式を次に
説明する。図9は位相シフトの原理を示す説明図であ
る。図10は従来法であり、(a)はマスクの断面、
(b)はマスク上の光の振幅、(c)はウェハ上の光の
振幅、(d)はウェハ上の光強度を示す。
Next, a projection system using a phase shift mask will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the principle of the phase shift. 10A and 10B show a conventional method, in which FIG.
(B) shows the amplitude of light on the mask, (c) shows the amplitude of light on the wafer, and (d) shows the light intensity on the wafer.

【0007】従来法では、図10(a)に示すように、
ガラス等からなる基板70にクロム等からなる遮光膜7
1が形成されて、所定のパターンの光透過部が形成され
ている。位相シフトマスクは図9(a)に示すようにマ
スク上の隣接する光透過部の一方に位相を反転(位相差
180°)させるための透過膜ならなる位相シフタ72
が設けられている。従って、従来法では、マスク上の光
の振幅は図10(b)に示すように同相となり、ウェハ
上の光の振幅も図10(c)に示すように同相となるの
で、その結果、図10(d)のようにウェハ上のパター
ンを分離することができないのに対して、位相シフトを
用いると、これを透過した光は図9(b)に示すように
隣接するパターンの間で互いに逆位相になるため、パタ
ーンの境界部で光強度が零になり、図9(d)に示すよ
うに隣接するパターンを明瞭に分離することができる。
このように、位相シフタを用いると、従来は分離できな
かったパターンが分離可能となり、解像度を向上させる
ことができる。
In the conventional method, as shown in FIG.
A light shielding film 7 made of chromium or the like on a substrate 70 made of glass or the like.
1 is formed, and a light transmitting portion of a predetermined pattern is formed. As shown in FIG. 9A, the phase shift mask is a phase shifter 72 which is a transmission film for inverting the phase (a phase difference of 180 °) to one of the adjacent light transmission portions on the mask.
Is provided. Therefore, in the conventional method, the amplitude of the light on the mask becomes in-phase as shown in FIG. 10B, and the amplitude of the light on the wafer also becomes in-phase as shown in FIG. 10C. While the pattern on the wafer cannot be separated as shown in FIG. 10 (d), when the phase shift is used, the light transmitted therethrough causes the adjacent patterns to be separated from each other as shown in FIG. 9 (b). Since the phases are opposite to each other, the light intensity becomes zero at the boundary between the patterns, and adjacent patterns can be clearly separated as shown in FIG. 9D.
As described above, when the phase shifter is used, a pattern that cannot be separated conventionally can be separated, and the resolution can be improved.

【0008】また、別な方法としてハーフトーン位相シ
フトマスクがある。このハーフトーン位相シフトマスク
の原理を図11に示す。従来は遮光部は100%遮光膜
で形成れているが、ハーフトーン位相マスクは遮光膜を
数%の透過率を有するハーフトーン遮光膜で形成されて
いる。ハーフトーン遮光膜の上または下に位相を反転
(位相差180°)させるための透過膜からなる位相シ
フトが設けられている。従って、マスク上の光の振幅
は、従来法では図11(b)に示すようになり、マスク
の開口部から外側へ裾広がりに分布するので、その結
果、図11(d)のようにウェハ上の光強度分布はマス
クパターンに対応した形状にはならないで、マスク開口
部から外側への裾広がりの分布になる。これに対して、
ハーフトーン位相シフトマスクでは、ハーフトーン遮光
膜73から漏れた光に位相シフト層74で位相差を与
え、図11(b)に示すように、開口部を透過した光と
逆位相にするので、図11(c)に示すような振幅にな
るため、図11(c)に示すようにパターンの境界部で
光振幅が零になり、光強度分布の裾広がりを抑えること
ができる。このようにハーフトーン位相シフトマスクを
用いると、従来は分解できなかったパターンも分解可能
となり、解像度を向上させることができる。
Another method is a halftone phase shift mask. FIG. 11 shows the principle of this halftone phase shift mask. Conventionally, the light-shielding portion is formed of a 100% light-shielding film, but the halftone phase mask is formed of a halftone light-shielding film having a transmittance of several percent. A phase shift made of a transmission film for inverting the phase (180 ° phase difference) is provided above or below the halftone light-shielding film. Therefore, the amplitude of the light on the mask is as shown in FIG. 11B in the conventional method, and is distributed so as to spread out from the opening of the mask to the outside. As a result, as shown in FIG. The upper light intensity distribution does not have a shape corresponding to the mask pattern, but has a distribution in which the skirt spreads outward from the mask opening. On the contrary,
In the halftone phase shift mask, light leaked from the halftone light-shielding film 73 is given a phase difference by the phase shift layer 74, and as shown in FIG. Since the amplitude is as shown in FIG. 11C, the light amplitude becomes zero at the boundary between the patterns as shown in FIG. 11C, and the spread of the light intensity distribution can be suppressed. When a halftone phase shift mask is used in this manner, a pattern that could not be resolved conventionally can be resolved, and the resolution can be improved.

【0009】従来は、位相シフタの位相量は、位相シフ
タに用いる透明薄膜材料の屈折率をエリプソメータ等に
より予め測定し、次に、位相シフトマスク上に形成され
た位相シフタパターンの段差を接触式あるいは非接触式
表面形状測定装置により測定して求めていた。
Conventionally, the phase amount of a phase shifter is determined by measuring the refractive index of a transparent thin film material used for the phase shifter in advance using an ellipsometer or the like, and then measuring the step of the phase shifter pattern formed on the phase shift mask by a contact type. Alternatively, it has been determined by measuring with a non-contact type surface profile measuring device.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
位相差測定法法では、厳密な位相差の測定に際し、屈折
率と厚さの2種類の物理量を測定する必要があるが、位
相シフタパターンのような微細なパターンでは、この2
種類の物理量のマスク上での測定は測定領域が狭いため
極めて困難であり、現実できでない。
However, in the phase difference measuring method as described above, it is necessary to measure two kinds of physical quantities, the refractive index and the thickness, when measuring the exact phase difference. In a fine pattern like a pattern, this 2
Measurement of various types of physical quantities on a mask is extremely difficult due to the small measurement area and cannot be realized.

【0011】実際の測定では、位相シフトに用いる透明
薄膜材料の屈折率をダミーマスクを用いエリプソメータ
等により予め測定し、その測定値は、すべての被測定サ
ンプルのすべての被測定点において変化がないとの仮定
の下に、位相シフタの膜厚の測定値によって位相差を保
証しており、厳密さを欠いている。
In the actual measurement, the refractive index of the transparent thin film material used for the phase shift is previously measured by an ellipsometer or the like using a dummy mask, and the measured value does not change at all the measured points of all the measured samples. Under the assumption, the phase difference is guaranteed by the measured value of the film thickness of the phase shifter, and lacks strictness.

【0012】位相シフタ膜厚の測定により位相差を保証
する際、測定法法が接触式の表面形状測定装置による場
合、接触針によることが多く、測定時に位相シフタパタ
ーンに損傷を与える可能性が高く、好ましくない。
When the phase difference is assured by measuring the thickness of the phase shifter, if the measuring method is a contact type surface shape measuring device, the contact needle is often used, and the phase shifter pattern may be damaged during the measurement. High and not preferred.

【0013】また、位相シフタ膜厚測定により位相差を
保証する際、表面形状測定装置の測定時間は、測定法法
が接触式あるいは非接触式いずれにおいても、1測定点
あたり数秒から数十秒の時間を要するため、効率が極め
て悪い。
When the phase difference is assured by measuring the phase shifter film thickness, the measuring time of the surface profile measuring apparatus is several seconds to several tens of seconds per measuring point regardless of whether the measuring method is a contact type or a non-contact type. Time is required, and the efficiency is extremely low.

【0014】本発明の目的は、位相シフトマスクの位相
シフタの位相差を簡単になんら損傷を与えずに、短時間
で、かつ実際に使用する波長とおなじ波長で直接的に、
正確に測定する位相シフトマスクの検査方法および方式
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a phase shift mask of a phase shift mask which can be easily and without any damage at all, in a short time and directly at the same wavelength as that actually used.
An object of the present invention is to provide a method and a system for inspecting a phase shift mask that accurately measure.

【0015】[0015]

【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、部分的に透明あるいはハーフトーンの
位相シフタパターンを有する位相シフトマスクの位相シ
フタ配置部と位相シフタ非配置部の間の位相差を検査す
る方法において、位相シフトマスクに所定波長の光を照
明し、この光と参照光とを傾けて干渉させて干渉縞を発
生させて、この干渉縞の位相シフタ部と非位相シフタ部
の位相情報より位相シフタの位相量を算出する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a method for controlling a phase shifter having a partially transparent or halftone phase shifter pattern between a phase shifter arrangement part and a phase shifter non-arrangement part. In the method for inspecting the phase difference, a phase shift mask is illuminated with light having a predetermined wavelength, and this light and the reference light are tilted to interfere with each other to generate interference fringes. The phase amount of the phase shifter is calculated from the phase information of the shifter unit.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施例
を説明する。図1は本発明の第1の実施例の位相シフト
マスク検査装置の説明図である。検査装置は光源1、光
源1から発せられた光を物体光と参照光に2分割するビ
ームスプリッタ2、参照光の角度を変えるミラー3、位
相シフトマスク5のステージ4、ステージ4のコントロ
ーラ6、対物レンズ7、参照光のシャッタ8とそのコン
トローラ9、参照光の角度を変えるミラー10とそのコ
ントローラ14、この光を拡大するレンズ11、12、
対物レンズを透過した光を結像するレンズ13、位相シ
フトマスク5と共役で物体光と参照光が干渉する位置に
あるセンサ15、センサ15から得られる画像を処理す
る画像処理部16、画像処理部16から得られるデータ
から位相量を算出する位相量算出部17、位相シフトマ
スク測定点への指令と物体光と参照光のなす角、シャッ
タのオン,オフの指令を出す指令部18からなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of a phase shift mask inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. The inspection apparatus includes a light source 1, a beam splitter 2 for dividing light emitted from the light source 1 into object light and reference light, a mirror 3 for changing an angle of the reference light, a stage 4 of a phase shift mask 5, a controller 6 for the stage 4, An objective lens 7, a reference light shutter 8 and its controller 9, a mirror 10 for changing the angle of the reference light and its controller 14, lenses 11 and 12 for enlarging this light,
A lens 13 for imaging light transmitted through the objective lens, a sensor 15 at a position where the object light and the reference light interfere with each other in conjugate with the phase shift mask 5, an image processing unit 16 for processing an image obtained from the sensor 15, an image processing A phase amount calculator 17 for calculating a phase amount from the data obtained from the unit 16; a command unit 18 for issuing a command to the phase shift mask measurement point, an angle between the object light and the reference light, and a command to turn the shutter on and off. .

【0017】以下に動作を説明する。可干渉性のある光
源1から発せられた光はビームスプリッタ2により参照
光と物体光に分割される。物体光は位相シフトマスクに
照射され対物レンズ7、結像レンズ13によりセンサ1
5上に位相シフトマスク像が結像する。一方、参照光は
ミラー3、10、レンズ11、12により、例えば、2
次元CCDであるセンサ15上に物体光と干渉する大き
さに拡大して、平行光束として照明される。この物体光
と参照光はセンサ15上で干渉し、パターンとしてライ
ンアンドスペースを用いるのならば、図2に示す干渉縞
画像が画像処理部16で得られる。画像処理部16では
得られた画像を用いて位相量算出部17で位相シフト量
を求める。画像処理部16で得られたの画像の非位相シ
フタ部50のA−A’断面の信号は図3の実線54のよ
うに正弦波となる。また、クロムパターン部51に隣接
した位相シフタ部52のB−B’断面の信号は図3の破
線55のように正弦波となる。この二つの信号の位相差
は、2π×d/Lで求められ、これはA−A’断面の非
位相シフタとB−B’断面の位相シフタの位相量の差と
なるので、A−A’断面の非位相シフタを基準とする
と、B−B’断面の位相シフタの位相ずれ量が測定され
る。図2のようなラインアンドスペースパターンでは位
相シフタは、0、π、0、πの順に並んでいるため、5
0と50‘の断面の信号の平均信号を基準としてこれに
対するB−B’断面の位相シフタの位相ずれ量を測定す
れば、位相量測定の高精度化をはかることができる。こ
のようにして、位相差が0の場所の非位相シフタを基準
として、1画像内の位相シフタの分布が求められる。こ
のデータはすべての位相シフタの分布を求めることがで
きる。この分布結果をもとに、位相シフタ分布が許容値
以内に入っているかの良否を判定し、位相シフトマスク
の良否検査を行うことができる。また、、図4のように
断面で得られた干渉縞信号をFFTし、干渉縞ピッチか
ら決まる周波数の位相を求めれば、これがこの干渉縞信
号の位相情報となるため、A−A’断面の干渉縞信号と
B−B’断面の干渉縞信号を各々FFTし、干渉縞ピッ
チから決まる周波数の位相の差から位相シフタの位相ず
れ量を求めることもできる。さらに、干渉縞ピッチから
決まる周波数成分を周波数0の位置に一致するようにス
ペクトルをシフトして逆FFTすると、図12に示す位
相シフタ部52のC−C’断面の設計値60に対する局
所的位相分布61を求めることができる。
The operation will be described below. Light emitted from the coherent light source 1 is split by the beam splitter 2 into reference light and object light. The object light is irradiated on the phase shift mask, and the sensor 1 is
5, a phase shift mask image is formed. On the other hand, the reference light is reflected by mirrors 3 and 10 and lenses 11 and 12,
The light is magnified to a size that interferes with the object light on the sensor 15 that is a dimensional CCD, and is illuminated as a parallel light flux. The object light and the reference light interfere with each other on the sensor 15, and if a line and space is used as a pattern, an interference fringe image shown in FIG. The image processing unit 16 uses the obtained image to calculate the phase shift amount in the phase amount calculation unit 17. The signal of the non-phase shifter section 50 taken along the line AA ′ of the image obtained by the image processing section 16 becomes a sine wave as shown by a solid line 54 in FIG. The signal on the BB ′ section of the phase shifter section 52 adjacent to the chrome pattern section 51 becomes a sine wave as shown by a broken line 55 in FIG. The phase difference between these two signals is obtained by 2π × d / L, which is the difference between the phase amount of the non-phase shifter in the AA ′ section and the phase shifter in the BB ′ section. The phase shift amount of the phase shifter in the section BB is measured with reference to the non-phase shifter in the section. In the line and space pattern as shown in FIG. 2, the phase shifters are arranged in the order of 0, π, 0, π.
If the phase shift amount of the phase shifter in the BB 'cross section with respect to the average signal of the signals in the 0 and 50' cross sections is measured, the accuracy of the phase measurement can be improved. In this way, the distribution of the phase shifter in one image is obtained based on the non-phase shifter at the position where the phase difference is 0. This data can determine the distribution of all phase shifters. Based on the distribution result, it is possible to determine whether the phase shifter distribution is within an allowable value or not, and to perform a quality inspection of the phase shift mask. Also, if the interference fringe signal obtained in the cross section is subjected to FFT as shown in FIG. 4 and the phase of the frequency determined by the interference fringe pitch is obtained, this becomes the phase information of the interference fringe signal. The interference fringe signal and the interference fringe signal on the BB 'cross section are each subjected to FFT, and the phase shift amount of the phase shifter can be obtained from the difference between the phases of the frequencies determined by the interference fringe pitch. Further, when the frequency component determined from the interference fringe pitch is shifted so as to coincide with the position of frequency 0 and inverse FFT is performed, the local phase relative to the design value 60 of the CC ′ section of the phase shifter unit 52 shown in FIG. The distribution 61 can be obtained.

【0018】また、指令部18からに信号によりシャッ
タ8で参照光を遮光すると、センサ15には干渉縞のな
い位相シフトマスク像が結像するため、この画像と設計
データを比較することにより位相シフトマスクのパター
ン検査も行うことができる。
Further, when the reference light is blocked by the shutter 8 in response to a signal from the command section 18, a phase shift mask image without interference fringes is formed on the sensor 15, and the phase is compared by comparing this image with the design data. Pattern inspection of the shift mask can also be performed.

【0019】このようにして位相シフト量とパターンの
検査を画像処理により逐次行うことにより、マスク全面
の検査が可能となる。
In this manner, the inspection of the entire surface of the mask can be performed by sequentially performing the inspection of the phase shift amount and the pattern by image processing.

【0020】また、光源に異なる2波長の光を用いて上
記位相を測定すれば、これを用いて任意の波長における
位相差を求めることもできる。
Further, if the above-mentioned phase is measured using light of two different wavelengths as a light source, a phase difference at an arbitrary wavelength can be obtained by using this.

【0021】図6は実施例の光源1からの光をファイバ
により2分割した実施例である。ファイバを用いること
により参照光を導くスペースを小さくすることができ
る。
FIG. 6 shows an embodiment in which the light from the light source 1 of the embodiment is divided into two by a fiber. By using the fiber, the space for guiding the reference light can be reduced.

【0022】図7は、第2の実施例であるAO変調器に
より周波数の若干異なる二つの光を用いたときの検査装
置の構成である。光源1より発した光は、AO変調器に
より、第1の波長λとこれと若干波長の異なる第2の波
長λ’の光となる。この光をミラー27とビームスプリ
ッタ28により合成し、ミラー29、レンズ31を介し
て位相シフトマスク5に照射する。位相シフトマスク5
を透過した光は対物レンズ7、結像レンズ13により、
ビームスプリッタ31、37を介して光電変換素子3
9、39‘の全面にあるピンホール38、38’上に位
相シフトマスク像が結像する。このピンホールを通過し
た光は光電変換素子39、39‘でビート信号として検
出される。この二つのビート信号のうち、観察用カメラ
32に結像した位相シフトマスク像データから指令部3
6より一方を非位相シフト部からの光のみを検出するよ
うに光電変換素子部40を微動し、他方を位相シフト部
からの光のみを検出するように光電変換素子部40’を
微動すれば、非位相シフト部及び位相シフト部のビート
信号が得られる。この二つのビート信号は位相測定部3
4に送られ、各々の位相が求められる。二つのビート信
号の位相から位相差測定部35で位相差が求められる。
この位相差よりすなわち位相シフトの非位相シフトに対
する位相量が求めることができる。
FIG. 7 shows the configuration of an inspection apparatus when two lights having slightly different frequencies are used by the AO modulator according to the second embodiment. The light emitted from the light source 1 is converted by the AO modulator into light having a first wavelength λ and a second wavelength λ ′ slightly different from the first wavelength λ. This light is combined by the mirror 27 and the beam splitter 28, and is applied to the phase shift mask 5 via the mirror 29 and the lens 31. Phase shift mask 5
Is transmitted by the objective lens 7 and the imaging lens 13
Photoelectric conversion element 3 via beam splitters 31 and 37
A phase shift mask image is formed on the pinholes 38 and 38 'on the entire surfaces 9 and 39'. The light passing through the pinhole is detected as a beat signal by the photoelectric conversion elements 39 and 39 '. From these two beat signals, the command section 3 is obtained from the phase shift mask image data formed on the observation camera 32.
6, the photoelectric conversion element unit 40 is finely moved so that one detects only the light from the non-phase shift unit, and the other is slightly moved to detect the light only from the phase shift unit. , The beat signals of the non-phase shift unit and the phase shift unit are obtained. These two beat signals are output to the phase measurement unit 3
4 to determine the respective phases. From the phases of the two beat signals, a phase difference is obtained by the phase difference measuring section 35.
From this phase difference, that is, the phase amount of the phase shift with respect to the non-phase shift can be obtained.

【0023】図8は非位相シフト部でのビート信号に相
当する参照ビート信号を検出する部分を位相シフトマス
クに照射しない箇所に設けた実施例である。本実施例を
用いれば、参照ビート信号を検出するための光電変換素
子部を固定できる。
FIG. 8 shows an embodiment in which a portion for detecting a reference beat signal corresponding to a beat signal in a non-phase shift portion is provided at a position where the phase shift mask is not irradiated. According to this embodiment, the photoelectric conversion element unit for detecting the reference beat signal can be fixed.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、位相差を求めるために
必要な干渉縞を可動部無しに得ることができるため、高
精度に位相シフトマスクのシフト量を測定することがで
きる。
According to the present invention, it is possible to obtain the interference fringes necessary for obtaining the phase difference without using any movable parts, so that the shift amount of the phase shift mask can be measured with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の位相シフトマスクの検査装置のブロッ
ク図。
FIG. 1 is a block diagram of a phase shift mask inspection apparatus according to the present invention.

【図2】センサ上で得られる画像の例の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of an image obtained on a sensor.

【図3】センサ上で得られる画像の断面の信号の説明
図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a signal of a cross section of an image obtained on a sensor.

【図4】センサ上で得られる画像の断面の信号をFFT
したときの例の説明図。
FIG. 4 shows an FFT of a cross-sectional signal of an image obtained on a sensor.
Explanatory drawing of the example at the time of doing.

【図5】センサ上で得られる画像の断面の信号をFFT
したのち逆FFTすることで位相差分布を求めた例の説
明図。
FIG. 5 shows an FFT of a cross-sectional signal of an image obtained on a sensor.
Explanatory drawing of an example in which a phase difference distribution is obtained by performing inverse FFT after that.

【図6】光ファイバを用いて光を2分割したときの位相
シフトマスクの検査装置の説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a phase shift mask inspection device when light is split into two using an optical fiber.

【図7】本発明の第2の実施例の位相シフトマスクの検
査装置の説明図。
FIG. 7 is an explanatory view of a phase shift mask inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例の参照部を別途設けたと
きの位相シフトマスクの検査装置の説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a phase shift mask inspection apparatus when a reference unit according to a second embodiment of the present invention is separately provided.

【図9】位相シフトマスクを用いたときのパターンコン
トラストを示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing pattern contrast when a phase shift mask is used.

【図10】従来のマスクを用いたときのパターンコント
ラストを示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a pattern contrast when a conventional mask is used.

【図11】ハーフトーン位相シフトマスクを用いたとき
のパターンコントラストを示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a pattern contrast when a halftone phase shift mask is used.

【図12】位相シフタの局所的分布の測定例の説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram of a measurement example of a local distribution of a phase shifter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源、 2…ビームスプリッタ、 3…ミラー、 4…位相シフタマスクステージ、 5…位相シフタマスク、 6…位相シフタマスクステージコントローラ、 7…対物レンズ、 8…シャッタ、 9…シャッタコントローラ、 10…角度可変ミラー、 11、12…レンズ、 13…結像レンズ、 14…角度可変ミラーコントローラ、 15…センサ、 16…画像処理部、 17…位相量算出部、 18…指令部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Beam splitter, 3 ... Mirror, 4 ... Phase shifter mask stage, 5 ... Phase shifter mask, 6 ... Phase shifter mask stage controller, 7 ... Objective lens, 8 ... Shutter, 9 ... Shutter controller, 10 ... Angle Variable mirror 11, 12, Lens 13 Image forming lens 14, Angle variable mirror controller 15, Sensor 16, Image processing unit 17, Phase amount calculation unit 18, Command unit

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】位相シフタパターンを有する位相シフトマ
スクにおいて、可干渉性のある光を分岐し、一方の光を
上記位相シフトマスクに照射し、上記位相シフトマスク
からの透過光を結像レンズにより上記位相シフトマスク
と共役な位置で位相シフトマスク像を結像させ、他方の
光を上記位相シフトマスクと共役な位置に角度をつけて
照明し、干渉させ、位相シフタの位相差が異なる複数点
の干渉縞信号の位相差より位相シフタの位相量を測定
し、位相シフトマスクの良否を判定することを特徴とす
る位相シフトマスクの検査方法。
In a phase shift mask having a phase shifter pattern, coherent light is branched, one light is irradiated to the phase shift mask, and transmitted light from the phase shift mask is transmitted by an imaging lens. A phase shift mask image is formed at a position conjugate with the phase shift mask, and the other light is illuminated at an angle at a position conjugate with the phase shift mask at an angle to cause interference, and a plurality of points having different phase differences of the phase shifter. A phase shifter phase amount is measured from the phase difference of the interference fringe signal to determine the quality of the phase shift mask.
【請求項2】可干渉性のある光を分岐する手段と、位相
シフタパターンを有する位相シフトマスクに、一方の光
を照射する手段と、上記位相シフトマスクからの透過光
を結像レンズにより上記位相シフトマスクと共役な位置
で位相シフトマスク像を結像させる手段と、他方の光を
上記位相シフトマスクと共役な位置に角度をつけて照明
する手段と、上記位置で干渉させ干渉縞信号を検出する
手段と、位相シフタの位相差が異なる複数点の干渉縞信
号の位相差より位相シフタの位相量を測定する手段と、
上記検出された位相量から位相シフトマスクの良否を判
定する手段からなることを特徴とする位相シフトマスク
の検査装置。
2. A means for branching coherent light, a means for irradiating a phase shift mask having a phase shifter pattern with one light, and a light transmitted from the phase shift mask by an imaging lens. A means for forming an image of the phase shift mask at a position conjugate with the phase shift mask, a means for illuminating the other light at an angle at a position conjugate with the phase shift mask, and an interference fringe signal at the position. Means for detecting, and means for measuring the phase amount of the phase shifter from the phase difference between the interference fringe signals at multiple points where the phase difference of the phase shifter is different,
An apparatus for inspecting a phase shift mask, comprising means for judging the quality of a phase shift mask from the detected phase amount.
【請求項3】位相シフタパターンを有する位相シフトマ
スクにおいて、可干渉性のある光を分岐し、一方の光を
上記位相シフトマスクに照射し、上記位相シフトマスク
からの透過光を結像レンズにより上記位相シフトマスク
と共役な位置で位相シフトマスク像を結像させ、他方の
光を上記位相シフトマスクと共役な位置に角度をつけて
照明し、干渉させ、位相シフタの位相差が異なる複数点
の干渉縞信号の位相差より位相シフタの位相量を測定す
ることを特徴とする位相シフトマスクの測定方法。
3. A phase shift mask having a phase shifter pattern, wherein coherent light is branched, one of the lights is irradiated on the phase shift mask, and transmitted light from the phase shift mask is passed through an imaging lens. A phase shift mask image is formed at a position conjugate with the phase shift mask, and the other light is illuminated at an angle at a position conjugate with the phase shift mask at an angle to cause interference, and a plurality of points having different phase differences of the phase shifter. Measuring the phase shifter phase amount from the phase difference between the interference fringe signals.
【請求項4】可干渉性のある光を分岐する手段と、位相
シフタパターンを有する位相シフトマスクに、一方の光
を照射する手段と、上記位相シフトマスクからの透過光
を結像レンズにより上記位相シフトマスクと共役な位置
で位相シフトマスク像を結像させる手段と、他方の光を
上記位相シフトマスクと共役な位置に角度をつけて照明
する手段と、上記位置で干渉させ干渉縞信号を検出する
手段と、位相シフタの位相差が異なる複数点の干渉縞信
号の位相差より位相シフタの位相量を測定する手段から
なる位相シフトマスクの測定装置。
4. A means for branching coherent light, a means for irradiating one light to a phase shift mask having a phase shifter pattern, and a light transmitted from the phase shift mask by an imaging lens. A means for forming an image of the phase shift mask at a position conjugate with the phase shift mask, a means for illuminating the other light at an angle at a position conjugate with the phase shift mask, and an interference fringe signal at the position. An apparatus for measuring a phase shift mask, comprising: means for detecting; and means for measuring the phase amount of a phase shifter from the phase difference between interference fringe signals at a plurality of points where the phase shifter has a different phase difference.
【請求項5】請求項1において、上記干渉縞信号から平
均的な上記位相シフタの位相量を測定する位相シフトマ
スク検査方法。
5. The phase shift mask inspection method according to claim 1, wherein an average phase amount of the phase shifter is measured from the interference fringe signal.
【請求項6】請求項1において、上記干渉縞信号から局
所的な上記位相シフタの位相量を測定する位相シフトマ
スク検査方法。
6. A phase shift mask inspection method according to claim 1, wherein a local phase shift of said phase shifter is measured from said interference fringe signal.
【請求項7】請求項2において、上記干渉縞信号から平
均的な上記位相シフタの位相量を測定する手段を有する
位相シフトマスク検査装置。
7. A phase shift mask inspection apparatus according to claim 2, further comprising means for measuring an average phase shifter phase amount from said interference fringe signal.
【請求項8】請求項2において、上記干渉縞信号から局
所的な上記位相シフタの位相量を測定す手段を有する位
相シフトマスク検査装置。
8. A phase shift mask inspection apparatus according to claim 2, further comprising means for measuring a local phase shift of said phase shifter from said interference fringe signal.
【請求項9】請求項1において、上記干渉縞信号から平
均的な上記位相シフタの位相量を測定する位相シフトマ
スク測定方法。
9. The phase shift mask measuring method according to claim 1, wherein the average phase amount of the phase shifter is measured from the interference fringe signal.
【請求項10】請求項1において、上記干渉縞信号から
局所的な位相シフタの位相量を測定する位相シフトマス
ク測定方法。
10. A phase shift mask measuring method according to claim 1, wherein a local phase shifter phase amount is measured from the interference fringe signal.
【請求項11】請求項2において、上記干渉縞信号から
平均的な位相シフタの位相量を測定する手段を有する位
相シフトマスク測定装置。
11. A phase shift mask measuring apparatus according to claim 2, further comprising means for measuring an average phase shifter phase amount from said interference fringe signal.
【請求項12】請求項2において、上記干渉縞信号から
局所的な位相シフタの位相量を測定す手段を有する位相
シフトマスク測定装置。
12. A phase shift mask measuring apparatus according to claim 2, further comprising means for measuring a local phase shifter phase amount from said interference fringe signal.
【請求項13】位相シフタパターンを有するマスクにお
いて、可干渉性のある光と上記光と波長がわずかに異な
る光を合成してマスクに照射し、マスクからの透過光を
マスクと共役な位置で位相シフタの位相差が異なる複数
点での光を光電変換し、光電変換された信号の位相差よ
り位相シフタの位相量を測定し、位相シフトマスクの良
否を判定することを特徴とする位相シフトマスクの検査
方法。
13. A mask having a phase shifter pattern, wherein light having a coherent light and light having a slightly different wavelength from the light are combined and irradiated onto the mask, and transmitted light from the mask is conjugated with the mask. A phase shifter that photoelectrically converts light at a plurality of points having different phase differences of a phase shifter, measures a phase shifter phase amount from a phase difference of the photoelectrically converted signal, and determines whether a phase shift mask is good or not. Mask inspection method.
【請求項14】請求項13において、可干渉性のある光
と上記光と波長がわずかに異なる光を合成した後に2つ
に分割し、一方をマスクに照射し、マスクからの透過光
をマスクと共役な位置で位相シフタ部の光を光電変換
し、他方の光を光電変換し、光電変換された信号の位相
差より位相シフタの位相量を測定し、位相シフトマスク
の良否を判定する位相シフトマスクの検査方法。
14. A method according to claim 13, wherein the light having a coherent light and the light having a slightly different wavelength from the light are combined and then divided into two, and one of the two is irradiated on the mask, and the transmitted light from the mask is transmitted through the mask. The phase shifter unit photoelectrically converts the light of the phase shifter unit at a position conjugate with the other, photoelectrically converts the other light, measures the phase amount of the phase shifter from the phase difference of the photoelectrically converted signal, and determines the quality of the phase shift mask Inspection method for shift mask.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003015270A (en) * 2001-06-28 2003-01-15 Raitoron Kk Device and method for inspecting phase shift mask
US7406198B2 (en) 2003-03-25 2008-07-29 Fujitsu Limited Image capture apparatus
KR20220043339A (en) 2020-09-29 2022-04-05 (주)엘립소테크놀러지 An Apparatus For Measuring Phase Shift For Blank Phase Shift Mask

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