JPH06273916A

JPH06273916A - 位相シフトマスクの検査方法とその装置

Info

Publication number: JPH06273916A
Application number: JP6027493A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Hoshino; 栄一星野; Masanori Onodera; 正則小野寺; Naoyuki Ishiwatari; 直行石渡; Kazumasa Doi; 一正土井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】位相シフトマスクの検査方法と装置に関し、
位相シフトマスクのパターン段差の輪郭部と深さを精密
な寸法精度で迅速に検査する手段を提供する。【構成】ピンホール板４₁によって点状に絞られた光
源４から放出される異なる波長の光を含む複合光を、光
学系（集光レンズ５）によって集光し、この光学系の色
収差によって分散された異なる波長の光（第１波長光
９、第２波長光１０）をパターン段差３を有する位相シ
フトマスク１に入射し、この位相シフトマスク１を透過
または、位相シフトマスク１から反射される異なる波長
の光強度を、ピンホール板７₁のピンホールを通して光
検出器７によって選択的に検出し、このように検出され
たパターン段差３の輪郭部と深さに対応する信号を基準
となる参照信号と比較し、または、同一の位相シフトマ
スク１に形成された複数のパターン段差から得られた輪
郭部と深さに対応する信号同士を比較して検査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
において使用される位相シフトホトマスクの検査方法と
その装置に関する。

【０００２】近年、集積回路装置の集積度がますます高
くなり、その製造工程で高解像フォトリソグラフィー技
術を用いて回路パターンを露光する場合に位相シフトマ
スクを用いることが不可避の状況にある。位相シフトマ
スクについてはいくつかの型式のものが提案されている
が、いずれにしても、透明な位相シフトマスクを透過す
る露光光とパターン段差を透過する露光光の位相関係を
用いるものであるから、位相シフトマスクに形成する回
路パターンを精密な形状に形成することのほか、位相シ
フトマスクに形成する段差部の輪郭部と深さを光源の波
長と一定の関係をもつ値にすることが必要であり、従来
からこのパターン段差を検査する種々の方法が提案され
ている。

【０００３】

【従来の技術】図７は、従来の位相シフトマスクの検査
装置の説明図である。この図において、３１は位相シフ
トマスク、３２はパターン遮光膜、３３はパターン段
差、３４は光源、３５₁はコリメートレンズ、３５₂は
集光レンズ、３６は対物レンズ、３７は光検出器、３８
は複合波長光、３９は第１波長光、４０は第２波長光を
示している。

【０００４】この従来の位相シフトマスクの検査装置に
おいては、パターン遮光膜３２によって回路パターンが
形成され、パターン段差３３を有する位相シフトマスク
３１を、この図示されていないＸＹステージにセットし
て水平方向に移動可能にし、その上に光源３４を配置
し、この光源３４から放射される複合波長光３８をコリ
メートレンズ３５₁によって平行光線にし、集光レンズ
３５₂によって集光して、位相シフトマスク３１に入射
させ、位相シフトマスク３１を透過した後の複合波長光
３８を対物レンズ３６によって集光して光検出器３７に
よって検出するようになっている。

【０００５】この検査装置においては、ＸＹステージに
セットした位相シフトマスク３１を水平方向に移動して
光検出器３７によって位相シフトマスク３１を透過する
光を観測することによって、位相シフトマスクの３１の
パターン段差の輪郭部を検査することを意図している。

【０００６】図８は、従来の位相シフトマスクの検査装
置による観測結果（１）である。この図における符号は
図７において同符号を付して説明したものである。この
従来の位相シフトマスクの検査装置によると、光源３４
から放射され、コリメートレンズ３５₁によって平行光
線にされ、集光レンズ３５₂によって集光された複合波
長光３８は、被検査面である位相シフトマスク３１に入
射され、対物レンズ３６によって集光されて光検出器３
７によって検出されるが、その過程で複合波長光３８は
光学系の色収差によって分散されるため、光検出器３７
によって検出される光は、位相シフトマスク３１の表面
上で焦点を結んだ強い第１波長光３９のほか、複合波長
光３８がコリメートレンズ３５₁集光レンズ３５₂等の
光学系あるいは位相シフトマスク３１によって分散され
た弱い第２波長光４０が合成されたものとなる（光学系
によって分散された他の波長の光については説明を省略
する）。

【０００７】その結果、光検出器３７によって検出され
る透過光強度分布はこの図に示されているようになる。
すなわち、この透過光強度分布において、位相シフトマ
スク３１のパターン遮光膜３２が形成されている部分の
透過光強度は、大気中の塵埃等による散乱光やバックグ
ラウンドの影響で僅かなレベルを示しているが実質的に
は０であり、そして、パターン遮光膜３２が形成されて
いない部分では透過光強度は高いレベルを示している。

【０００８】また、位相シフトマスク３１のパターン段
差３３の輪郭部に入射する光が、この部分で乱反射され
て透過されないため、このパターン段差３３の輪郭部に
相当する部分では低いレベルを示している。したがっ
て、このパターン段差３３の輪郭部に相当する低いレベ
ルのパターンの形状を参照信号と比較し、あるいは、繰
り返しパターンを相互に比較することによって、パター
ン段差３３の輪郭部の形状を検査することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示されていように、位相シフトマスク３１のパターン段
差３３の近傍を透過して光検出器３７に届く光像は、位
相シフトマスク３１の表面上で焦点を結んだ第１波長光
３９と、位相シフトマスク３１の表面上で焦点を結ばな
い弱い第２波長光４０が合成されたものであるため、こ
の透過光強度分布は鮮明にはならない。例えば、位相シ
フトマスクの段差３３の上面に焦点を合わせると、段差
の底面の像も光検出器３７に入射していまう。

【００１０】図９は、従来の位相シフトマスクの検査装
置による観測結果（２）で、（Ａ），（Ｂ）は２つのパ
ターン段差の透過光強度分布を示している。この図にお
いて、３１は位相シフトマスク、３２₁，３２₂はパタ
ーン遮光膜、３３₁，３３₂はパターン段差を示してい
る。

【００１１】この図は、従来の位相シフトマスクの検査
装置による、一つの位相シフトマスク３１に形成された
深いパターン段差３３₁とパターン遮光膜３２₁を透過
する透過光強度分布と、浅いパターン段差３３₂とパタ
ーン遮光膜３２₂を透過する透過光強度分布を示してい
るが、この検査方法による透過光強度分布には、パター
ン段差３３₁，３３₂の輪郭部で乱反射された光の差し
か表れないため、この図のようにパターン段差３３₁，
３３₂の深さが異なっていてもほぼ同じ形状の透過光強
度分布が得られる。

【００１２】そのため、位相シフトマスク３１に形成さ
れたパターン段差３３₁，３３₂の深さが不均一であっ
てもその欠陥を検査することができず、パターン段差３
３₁，３３₂の輪郭部で光が乱反射することによって生
じる透過光強度の低いレベルのパターンを用いて、参照
パターンの輪郭部の形状と比較するか、同一の位相シフ
トマスク内に形成された同じパターン段差３３₁，３３
₂の輪郭部の形状を相互に比較することができるにすぎ
ない。

【００１３】なお、本来、集積回路装置を製造する工程
において、位相シフトマスクを用いて回路パターンを縮
小投影して感光性レジスト膜を露光する際は、そのパタ
ーン段差において露光光の干渉が生じるが、ここで問題
にする位相シフトマスクの検査方法においては、縮小投
影しないから、検査に用いる光の干渉はほとんど生じな
い。

【００１４】また、探針によってパターン段差３３₁，
３３₂を含む位相シフトマスクの表面を摺動走査してパ
ターン段差の深さを測定する方法が提案されているが、
その典型的な探針の直径が細くても５μｍ程度であるた
め、微細なパターン段差３３ ₁，３３₂内に入り込むこ
とができず、微細パターンの段差３３₁，３３₂の輪郭
部や深さを正確に測定することはできない。

【００１５】本発明は、位相シフトマスクのパターン段
差の輪郭部と深さを精密な寸法精度で迅速に検査するこ
とができる位相シフトマスクの検査方法とその装置を提
供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の位相シフトマス
クの検査方法においては、異なる波長の光を含む複合波
長光を光学系によって集光し、該光学系の色収差によっ
て分散された異なる波長の光をパターン段差を有する位
相シフトマスクに入射し、該位相シフトマスクを透過ま
たは反射する異なる波長の光を選択的に検出する過程を
採用した。

【００１７】この場合、位相シフトマスクを透過または
反射する異なる波長の光を選択的に検出するために、点
状光源と点状検出器を用いることができる。

【００１８】またこの場合、位相シフトマスクの表面か
らパターン段差の底面に、あるいは、その逆にパターン
段差の底面から位相シフトマスクの表面に向かって、よ
り長波長の光が焦点を結ぶような色収差を有する光学系
を用いることができる。

【００１９】またこの場合、パターン段差の輪郭部また
は深さに対応する検査信号を参照信号と比較してその輪
郭部または深さを検査すること、あるいは、位相シフト
マスクに形成された複数のパターン段差の輪郭部または
深さに対応する検査信号を相互に比較してパターン段差
の輪郭部または深さを検査することができる。

【００２０】また、本発明にかかる位相シフトマスクの
検査装置においては、異なる波長の光を含む複合波長光
を放射する光源と、該複合波長光を集光する過程で色収
差によって異なる波長の光に分散して、パターン段差を
有する位相シフトマスクに入射する光学系と、該位相シ
フトマスクを透過または反射する異なる波長の光を選択
的に検出する光検出器を有する構成を採用した。

【００２１】この場合、異なる波長の光を含む複合波長
光を放射する光源として点状光源を用い、位相シフトマ
スクを透過または反射する異なる波長の光を選択的に検
出する光検出器として点状検出器を用いることができ
る。

【００２２】またこの場合、光学系として、位相シフト
マスクの表面からパターン段差の底面に、あるいは、そ
の逆にパターン段差の底面から位相シフトマスクの表面
に向かって、より長波長の光が焦点を結ぶような色収差
を有する光学系を用いることができる。

【００２３】またこの場合、パターン段差の輪郭部また
は深さに対応する検査信号を参照信号と比較してパター
ン段差の輪郭部または深さを検査する手段、あるいは、
位相シフトマスクに形成された複数のパターン段差の輪
郭部または深さに対応する検査信号を相互に比較してパ
ターン段差の輪郭部または深さを検査する手段を設ける
ことができる。

【００２４】

【作用】図１、図２は、本発明の位相シフトマスクの検
査装置の説明図である。これらの図において、１は位相
シフトマスク、２はパターン遮光膜、３はパターン段
差、４は光源、４₁，７₁はピンホール板、５は集光レ
ンズ、６は対物レンズ、７は光検出器、８は複合波長
光、９は第１波長光、１０は第２波長光を示している。

【００２５】この図に示された本発明の位相シフトマス
クの検査装置においては、パターン遮光膜２によって回
路パターンが形成され、パターン段差３を有する位相シ
フトマスク１を、図示されていないＸＹステージにセッ
トして水平方向に移動できるようにし、その上に複合波
長光８を放射する光源４を配置し、この光源４から放射
される複合波長光８をピンホール板４₁によって点状光
源にし、集光レンズ５によって集光して、位相シフトマ
スク１に入射させ、位相シフトマスク１を透過した後の
複合波長光８を対物レンズ６によって集光し、ピンホー
ル板７₁によって複合波長光のうちの検出対象以外の光
を遮断する機能を有する光検出器７（点状光検出器）に
よって第１波長光９または第２波長光１０を検出するよ
うになっている。

【００２６】これらの図によって、本発明の位相シフト
マスクの検査装置とその装置を用いる位相シフトマスク
の検査方法を説明する。〔第１段階〕ＸＹステージを駆動してパターン遮光膜２
とパターン段差３を有する位相シフトマスク１のパター
ン段差３を光軸から外し、集光レンズ５の焦点を調節し
て、光源４から放出される複合波長光８のうち第１波長
光９の焦点を位相シフトマスク１の表面であるパターン
段差３の上面に結ばせる。

【００２７】そして、この状態で位相シフトマスク１を
透過した第１波長光９がピンホール板７₁のピンホール
を通過して光検出器７の表面に焦点を結ぶように対物レ
ンズ６を調整する。このとき、第２波長光１０は、位相
シフトマスク１のパターン段差３の上面では焦点を結ば
ず、パターン段差３の底面近傍で焦点を結び、光検出器
７の表面には焦点を結ばない（図１参照）。

【００２８】図３は、位相シフトマスク透過後の透過光
強度分布特性図であり、（Ａ）は光軸がパターン段差の
上面にある状態、（Ｂ）は光軸がパターン段差の中にあ
る状態を示している。この図において、７₁はピンホー
ル板、９₀は第１は波長光の透過光強度分布、１０₀は
第２は波長光の透過光強度分布を示している。位相シフ
トマスク１のパターン段差３を光軸から外し、光源４か
ら放出される複合波長光８のうち第１波長光９の焦点を
パターン段差３の上面に結ばせ、位相シフトマスク１を
透過した第１波長光９がピンホール板７₁のピンホール
を通過して光検出器７の表面に焦点を結ぶように調整さ
れた状態（図１参照）では、図３（Ａ）の第１は波長光
の透過光強度分布９₀に示されているように、第１波長
光９の強度が支配的で、第２は波長光の透過光強度分布
１０₀に示されているように、光検出器７の表面に焦点
を結ばない第２波長光１０の強度は低いレベルに止まっ
ている。

【００２９】〔第２段階〕次いで、集光レンズ５と対物
レンズ６を光源４から放出される複合波長光８のうち第
１波長光９の焦点をパターン段差３の上面に結ばせた状
態を維持しながらＸＹステージを駆動して、位相シフト
マスク１のパターン段差３を光軸に移す（図２参照）。
この状態では、光源４から放出された複合波長光８のう
ち第１波長光９は位相シフトマスク１のパターン段差３
の底面を透過するため光路が変化し、光検出器７の表面
に入射するときは実線で示されているように大きい断面
を有するが、その大部分はピンホール板７₁によって遮
蔽されて検出器７には入らない。

【００３０】ところが、光源４から放出された複合波長
光８のうち第２波長光１０は、位相シフトマスク１と対
物レンズ６を透過するために光路が変化し、破線で示さ
れているようにピンホール板７₁のピンホールを通って
検出器７の表面に焦点を結ぶようになる。

【００３１】この状態では、図３（Ｂ）の第２は波長光
の透過光強度分布１０₀に示されているように、第２波
長光１０の強度が支配的になり、第１は波長光の透過光
強度分布９₀に示されているように、光検出器７の表面
に焦点を結ばない第１波長光９の強度は低いレベルに止
まっている。

【００３２】以上説明した本発明の位相シフトマスクの
検査方法あるいはその装置によると、鋭いピークを有す
る第１波長光９または第２波長光１０を干渉フィルター
等によって識別して光検出器７によって検出し、色座標
系に変換して色相と明度のベクトルとして定量化するこ
とができるから、例えば、第１波長光９の透過光を電気
信号に変換し、参照パターン信号と比較し、あるいは、
同一の位相シフトマスクに形成された複数のパターン段
差３の透過光信号の電気信号を相互に比較することによ
って位相シフトマスクのパターン段差３の輪郭部を精度
高く、かつ自動的に検査することができる。

【００３３】またパターン段差３の深さが異なると、ピ
ンホール板７₁のピンホールを通って光検出器７（点状
光検出器）の表面に達する透過光のレベルが異なるか
ら、上記と同様に、例えば、第１波長光９の透過光に対
応する光検出器７の信号を参照パターン信号と比較し、
あるいは、同一の位相シフトマスクに形成された複数の
パターン段差３の透過光を相互に比較することによって
位相シフトマスクのパターン段差３の深さを検査するこ
とができる。

【００３４】図４は、本発明の位相シフトマスクの検査
装置による観測結果で、（Ａ），（Ｂ）は２つのパター
ン段差の透過光強度分布を示している。この図におい
て、１は位相シフトマスク、２₁，２₂はパターン遮光
膜、３₁，３₂はパターン段差、９₁，９₂は第１波長
光の透過光強度分布、１０₁，１０₂は第２波長光の透
過光強度分布を示している。

【００３５】この図には、一つの位相シフトマスク１に
形成された深いパターン段差３₁とパターン遮光膜２₁
を透過する第１波長光の透過光強度分布９₁と第２波長
光の透過光強度分布１０₁、および、浅いパターン段差
３₂とパターン遮光膜２₂を透過する第１波長光の透過
光強度９₂と第２波長光の透過光強度分布１０₂が概略
的に示されている。

【００３６】この図の第１波長光の透過光強度分布
９₁，９₂、第２波長光の透過光強度分布１０₁，１０
₂に示されているように、位相シフトマスク１のパター
ン段差３ ₁，３₂の深さが変化することによる、第１波
長光の透過光強度９₁，９₂と、第２波長光の透過光強
度１０₁，１０₂の増減の傾向が拮抗するため、第１波
長光の透過光強度９₁，９₂と、第２波長光の透過光強
度１０₁，１０₂の差を演算して比較することにより、
位相シフトマスク１のパターン段差３₁，３₂の深さを
高精度で測定することが可能になる。

【００３７】この点は、位相シフトマスク１のパターン
段差３₁，３₂の深さを参照信号と比較する場合でも同
様である。なお、前記の説明は、位相シフトマスク１を
透過する検査光を検出する場合であるが、本発明の原理
は、検査光が位相シフトマスクの上面に入射してパター
ン段差近傍で反射する光を検出する場合でも同様に成立
する。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。（第１実施例）図５は、第１実施例の位相シフトマスク
の検査装置の構成説明図である。この図において、１１
は点光源光学系、１２は位相シフトマスク、１３はＸＹ
ステージ、１４は焦点調節機構、１５は焦点調節制御装
置、１６は点状光検出器、１７はパターンデータ画像処
理装置、１８は画像比較装置、１９はパターン欠陥情報
記憶装置を示している。なお、点光源光学系１１は、例
えば、先に図１等に原理的に示した光源とピンホール板
であり、点状光検出器１６は、例えば、図１等に原理的
に示した光検出器とピンホール板と同様のものである。

【００３９】この実施例の位相シフトマスク検査装置に
おいては、点光源光学系１１から放出される複合波長光
はＸＹ面内で移動するＸＹステージ１３に搭載されてい
る位相シフトマスク１２に照射され、この位相シフトマ
スク１２を透過した光は、各波長の光を識別して点状光
検出器１６によって検出されるようになっている。

【００４０】そして、このＸＹステージ１３は、点状光
検出器１６によって検出された信号が入力される焦点調
節制御装置１５によって制御されてＸＹステージ１３を
上下に駆動する焦点調節機構１４によって制御される。
また、点状光検出器１６によって検出された信号は、画
像比較装置１８を経てパターンデータ画像処理装置１７
に伝送され、パターン欠陥情報記憶装置１９に蓄積され
る。

【００４１】この実施例の位相シフトマスク検査装置に
よって、位相シフトマスクのパターン段差の信号を参照
信号と比較する方法を説明する。位相シフトマスクの被
検査部分が点光源光学系１１の直下にくるようにＸＹス
テージ１３によって水平方向に移動し、位相シフトマス
ク１２のパターン段差の深さに合わせて最適な色収差を
有する点光源光学系１１の下で、検査に用いる検査光の
うちの特定の波長を有する光が位相シフトマスク１２の
上面に焦点を結ぶように、微調整可能な焦点調節機構１
４によってＸＹステージ１３を垂直方向に移動する。そ
の状態で、ＸＹステージ１３は全検査対象領域が光軸の
直下にくるように移動される。

【００４２】検査光のうち特定の波長を有する光が位相
シフトマスク１２の段差の底面に焦点を結ぶように基準
を決めてもパターンの異常は、同様の原理で検出でき
る。上面に基準を定めたほうがパターン遮光膜２の欠陥
も精度よく検出できる。

【００４３】点状光検出器１６によって得られた画像
は、要求される設計データと比較するため、画像比較装
置１８によって、予めパターンデータ画像処理装置１７
によって画像に変換されたデータと比較される。比較は
顕微鏡の視野単位で行われ、その際、不一致点が検出さ
れると、その座標と形状を、パターン欠陥情報記憶装置
１９に記憶する。位相シフトマスク内の検査が全て終了
した後、このパターン欠陥情報記憶装置１９に記憶され
た情報によって、従来の検査方法と同様にしてパターン
欠陥を確認する。なお、同一の位相シフトマスクに形成
された複数のパターン段差を比較して検査する場合も上
記と同様である。

【００４４】この実施例の位相シフトマスクの検査装置
の光源としては、低圧水銀ランプ（５８４ｎｍ）また
は、高圧水銀ランプ、タンクステンランプ、ナトリウム
ランプ（５８９ｎｍ）、カトミウムランプ（６４４ｎ
ｍ）、ヘリウム放電管（５８８ｎｍ）、タリウムランプ
（５３５ｎｍ）等が、単独で、または、複数の光源が例
えば半透明鏡を用いた光学系によって組み合わせて用い
られる。

【００４５】（第２実施例）図６は、第２実施例の位相
シフトマスクの検査装置の構成説明図である。この図に
おいて、２１は位相シフトマスク、２２はパターン遮光
膜、２３はパターン段差、２４はレーザー光源、２５発
散レンズ、２６は集光レンズ、２７は対物レンズ、２８
はピンホール板、２９は光検出器を示している。

【００４６】この実施例の位相シフトマスクの検査装置
では、先に図１等において説明した位相シフトマスクの
検査装置の光源として、複数波長の光を放出するレーザ
光源（Ｈｅ−Ｎｅ，６３３ｎｍ）２４を用いたものであ
る。この場合は、点光源を作るためのピンホール板ある
いはスリットは不要であるが、その代わりに例えばレー
ザ光を拡げて集光レンズ２６によって色収差を生じさせ
るために発散レンズ２５が取り付けられている。

【００４７】この実施例の位相シフトマスクの検査装置
の構成およびその操作方法は、第１実施例と同様である
から、その説明は省略する。なお、複数のレーザー光源
を光学系によって組み合わせて用いられることは前記と
同様である。

【００４８】なお、前記の各実施例の位相シフトマスク
の検査装置を用いて、１つの位相シフトマスク基板内に
形成された繰り返しパターンを相互に比較検査する場合
は、検出結果を記憶して相互に比較することもでき、前
記の光学系を２つ用いて、検査光を選択した２つのパタ
ーンを通過するような光学系を設定して同時に比較する
こともできる。また、対物レンズ等の光学系に色収差を
持たせるためには、この光学系を適当な大きさの屈折率
をもつガラスのレンズを組み合わせて構成すればよい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の位相シフ
トマスクの検査方法あるいはその装置を用いると、特定
波長の光を選択的に用いることによって鮮明な画像を得
てパターン段差の輪郭部を精密な寸法精度で検査するこ
とができ、また、異なる波長を有する複数の光を識別し
て用いることによって、パターン段差の輪郭部の形状と
深さを一括して検査することができるため、近年強く要
求されている微細な位相シフトマスクの検査を高精度
化、迅速化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位相シフトマスクの検査装置の説明図
（１）である。

【図２】本発明の位相シフトマスクの検査装置の説明図
（２）である。

【図３】位相シフトマスク透過後の透過光強度分布特性
図であり、（Ａ）は光軸がパターン段差の上面にある状
態、（Ｂ）は光軸がパターン段差の中にある状態を示し
ている。

【図４】本発明の位相シフトマスクの検査装置による観
測結果で、（Ａ），（Ｂ）は２つのパターン段差の透過
光強度分布を示している。

【図５】第１実施例の位相シフトマスクの検査装置の構
成説明図である。

【図６】第２実施例の位相シフトマスクの検査装置の構
成説明図である。

【図７】従来の位相シフトマスクの検査装置の説明図で
ある。

【図８】従来の位相シフトマスクの検査装置による観測
結果（１）である。

【図９】従来の位相シフトマスクの検査装置による観測
結果（２）で、（Ａ），（Ｂ）は２つのパターン段差の
透過光強度分布を示している。

【符号の説明】

１位相シフトマスク２パターン遮光膜２₁，２₂ パターン遮光膜３パターン段差３₁，３₂ パターン段差４光源４₁ ピンホール板５集光レンズ６対物レンズ７光検出器７₁ ピンホール板８複合波長光９第１波長光９₀，９₁，９₂ 第１波長光の透過光強度分布１０第２波長光１０₀，１０₁，１０₂ 第２波長光の透過光強度分布１１点光源光学系１２位相シフトマスク１３ＸＹステージ１４焦点調節機構１５焦点調節制御装置１６点状光検出器１７パターンデータ画像処理装置１８画像比較装置１９パターン欠陥情報記憶装置２１位相シフトマスク２２パターン遮光膜２３パターン段差２４レーザー光源２５発散レンズ２６集光レンズ２７対物レンズ２８ピンホール板２９光検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土井一正神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異なる波長の光を含む複合波長光を光学
系によって集光し、該光学系の色収差によって分散され
た異なる波長の光をパターン段差を有する位相シフトマ
スクに入射し、該位相シフトマスクを透過または反射す
る異なる波長の光を選択的に検出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２】位相シフトマスクを透過または反射する
異なる波長の光を選択的に検出するために、点状光源と
点状検出器を用いることを特徴とする請求項１に記載さ
れた位相シフトマスクの検査方法。
【請求項３】位相シフトマスクの表面からパターン段
差の底面に、あるいは、その逆にパターン段差の底面か
ら位相シフトマスクの表面に向かって、より長波長の光
が焦点を結ぶような色収差を有する光学系を用いること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載された位相
シフトマスクの検査方法。
【請求項４】パターン段差の輪郭部または深さに対応
する検査信号を参照信号と比較してパターン段差の輪郭
部または深さを検査することを特徴とする請求項１から
請求項３までのいずれか１項に記載された位相シフトマ
スクの検査方法。
【請求項５】位相シフトマスクに形成された複数のパ
ターン段差の輪郭部または深さに対応する検査信号を相
互に比較してパターン段差の輪郭部または深さを検査す
ることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれ
か１項に記載された位相シフトマスクの検査方法。
【請求項６】異なる波長の光を含む複合波長光を放射
する光源と、該複合波長光を集光する過程で色収差によ
って異なる波長の光に分散して、パターン段差を有する
位相シフトマスクに入射する光学系と、該位相シフトマ
スクを透過または反射する異なる波長の光を選択的に検
出する光検出器を有す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７】異なる波長の光を含む複合波長光を放射
する光源が点状光源であり、位相シフトマスクを透過ま
たは反射する異なる波長の光を選択的に検出する光検出
器が点状検出器であることを特徴とする請求項６に記載
された位相シフトマスクの検査装置。
【請求項８】位相シフトマスクの表面からパターン段
差の底面に、あるいは、その逆にパターン段差の底面か
ら位相シフトマスクの表面に向かって、より長波長の光
が焦点を結ぶような色収差を有する光学系を有すること
を特徴とする請求項６または請求項７に記載された位相
シフトマスクの検査装置。
【請求項９】パターン段差の輪郭部または深さに対応
する検査信号を参照信号と比較してパターン段差の輪郭
部または深さを検査する手段を有することを特徴とする
請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載された
位相シフトマスクの検査装置。
【請求項１０】位相シフトマスクに形成された複数の
パターン段差の輪郭部または深さに対応する検査信号を
相互に比較してパターン段差の輪郭部または深さを検査
する手段を有することを特徴とする請求項６から請求項
８までのいずれか１項に記載された位相シフトマスクの
検査装置。