JPH06201602A - 移相マスクの検査方法 - Google Patents
移相マスクの検査方法Info
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- JPH06201602A JPH06201602A JP24666793A JP24666793A JPH06201602A JP H06201602 A JPH06201602 A JP H06201602A JP 24666793 A JP24666793 A JP 24666793A JP 24666793 A JP24666793 A JP 24666793A JP H06201602 A JPH06201602 A JP H06201602A
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/06—Means for illuminating specimens
- G02B21/08—Condensers
- G02B21/14—Condensers affording illumination for phase-contrast observation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、移相マスクのエラー検出を容易に
することを目的とする。 【構成】 本発明の第１の実施例では、厚さλθ／２π
のひとみ板２０中に四分の一波長板３０を備えた、移相
マスク１０の検査用の位相差顕微鏡８が提供される。角
θと波長λは位相検出感度が最適となるように調節可能
である。同様のθとλの最適化方式が干渉顕微鏡アセン
ブリにも適用され、この場合は検査用ビームがビーム・
スプリッタで２本のビームに分割され、それぞれ鏡で反
射され、第２のビーム・スプリッタで再結合される。一
方のビーム中の鏡を移動させて、所与のλでθをその最
適値に変化させることができ、λは光源の選択またはフ
ィルタの交換によって変えることができる。
することを目的とする。 【構成】 本発明の第１の実施例では、厚さλθ／２π
のひとみ板２０中に四分の一波長板３０を備えた、移相
マスク１０の検査用の位相差顕微鏡８が提供される。角
θと波長λは位相検出感度が最適となるように調節可能
である。同様のθとλの最適化方式が干渉顕微鏡アセン
ブリにも適用され、この場合は検査用ビームがビーム・
スプリッタで２本のビームに分割され、それぞれ鏡で反
射され、第２のビーム・スプリッタで再結合される。一
方のビーム中の鏡を移動させて、所与のλでθをその最
適値に変化させることができ、λは光源の選択またはフ
ィルタの交換によって変えることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフォトリソグラフィ用の
移相マスクを検査する方法に関し、より詳しくは検査に
よって位相エラーを改善することに関する。
移相マスクを検査する方法に関し、より詳しくは検査に
よって位相エラーを改善することに関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｂ．Ｊ．リン(Lin)の発表Proceedings o
f the 10th Annual Symposium on Microlithography, p
p.54-79, SPIE, Vol.1496(1990年9月)に記載されている
ように、移相マスク技術を用いると、光学撮像システム
の撮像性能が改善されることがわかっている。しかし、
製造への適用を容易にするにはいくつかの問題を克服し
なければならない。重要な問題の１つは、パターン化ま
たは移相（位相ずれともいう）のエラーについて移相マ
スク（ＰＳＭ）を検査することである。横方向の多くの
移相エラーは、境界が存在するから、従来型の強度マス
ク用の既存の検査機器を使って容易に検査できるが、位
相エラーは検査が難しい。原則として、Ｍ．ボーン(Bor
n)及びＥ．ウルフ(Wolf)の論文"Principles of Optic
s", PergamonPress, 3rd Ed., pp.300, 424(1964年)に
記載されている位相差顕微鏡技術では、位相変化を強度
分配に変換して、定量的評価を可能にする。
f the 10th Annual Symposium on Microlithography, p
p.54-79, SPIE, Vol.1496(1990年9月)に記載されている
ように、移相マスク技術を用いると、光学撮像システム
の撮像性能が改善されることがわかっている。しかし、
製造への適用を容易にするにはいくつかの問題を克服し
なければならない。重要な問題の１つは、パターン化ま
たは移相（位相ずれともいう）のエラーについて移相マ
スク（ＰＳＭ）を検査することである。横方向の多くの
移相エラーは、境界が存在するから、従来型の強度マス
ク用の既存の検査機器を使って容易に検査できるが、位
相エラーは検査が難しい。原則として、Ｍ．ボーン(Bor
n)及びＥ．ウルフ(Wolf)の論文"Principles of Optic
s", PergamonPress, 3rd Ed., pp.300, 424(1964年)に
記載されている位相差顕微鏡技術では、位相変化を強度
分配に変換して、定量的評価を可能にする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】大部分の移相マスク
は、撮像の改善を最大にするためにπ位相ずれを必要と
するが、π位相ずれは位相エラー検出に最適の位相ずれ
ではない。
は、撮像の改善を最大にするためにπ位相ずれを必要と
するが、π位相ずれは位相エラー検出に最適の位相ずれ
ではない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、０次光又は基
準光をθだけ移相させることのできる調節可能な移相器
を使用することからなる、位相エラーの改善により、フ
ォトリソグラフィ用移相マスクを検査する方法を提供す
るものである。本発明においては、位相差法又は干渉法
を使う。本発明者は、本発明の方法を使用することによ
り、位相エラー検出に所定の最適波長を使用できること
を発見した。さらに本発明によれば、波長を変更する必
要はないが、所与の位相ずれ角を検査するために最適の
検査用位相ずれ角が使用できる。本発明の方法は、ウェ
ハ上の移相マスクを露光するのに使用する波長と同じ又
は異なる所望の波長を使用する。検査用波長は調節可能
である。θは最適化されて固定される。波長又はθある
いはその両方は、下記の方程式７及び８によって最適化
され、
準光をθだけ移相させることのできる調節可能な移相器
を使用することからなる、位相エラーの改善により、フ
ォトリソグラフィ用移相マスクを検査する方法を提供す
るものである。本発明においては、位相差法又は干渉法
を使う。本発明者は、本発明の方法を使用することによ
り、位相エラー検出に所定の最適波長を使用できること
を発見した。さらに本発明によれば、波長を変更する必
要はないが、所与の位相ずれ角を検査するために最適の
検査用位相ずれ角が使用できる。本発明の方法は、ウェ
ハ上の移相マスクを露光するのに使用する波長と同じ又
は異なる所望の波長を使用する。検査用波長は調節可能
である。θは最適化されて固定される。波長又はθある
いはその両方は、下記の方程式７及び８によって最適化
され、
【数７】
【数８】θoptimum＝２φ−（１±２ｍ）π 新しい波長λ'が下記の方程式９に従って選ばれる。
【数９】 また、下記の方程式１０、１１、１２によって最適化さ
れてもよい。
れてもよい。
【数１０】
【数１１】θoptimum＝２φ−（１±２ｍ）π
【数１２】θoptimum＝φ＋（２ｍ−１）π／２
【０００５】
【実施例】本発明は、よりよい検査のための位相エラー
改善技術を提供する。位相エラーの感度が改善されて、
移相マスクを検査する際のエラーの検出が容易になる。
改善技術を提供する。位相エラーの感度が改善されて、
移相マスクを検査する際のエラーの検出が容易になる。
【０００６】本発明に適用される位相エラー検出感度の
議論は次の通りである。位相差イメージの強度は、下記
の式１３で与えられる。
議論は次の通りである。位相差イメージの強度は、下記
の式１３で与えられる。
【数１３】Ｉ（φ）＝Ｅ（φ）*Ｅ（φ）
【０００７】関数Ｅ（φ）は、下記の式１４で表される
マスク上の電界分布をとり、下記の式１５で表される０
次成分を分離し、次いで０次成分にλ／４位相ずれを加
えて、次式１６で表される位相差操作を実行することに
よって誘導される。
マスク上の電界分布をとり、下記の式１５で表される０
次成分を分離し、次いで０次成分にλ／４位相ずれを加
えて、次式１６で表される位相差操作を実行することに
よって誘導される。
【数１４】
【数１５】
【数１６】
【０００８】位相差強度は次式１７のようになる。
【数１７】
【０００９】位相差強度の感度は、次式１８のように位
相ずれ変化の関数として変化する。
相ずれ変化の関数として変化する。
【数１８】
【００１０】検出感度を最大にするには、φ＋３π／４
が±π／２の奇数倍でなければならない。すなわち、次
式１９が成立する。
が±π／２の奇数倍でなければならない。すなわち、次
式１９が成立する。
【数１９】φoptimum＝（４ｍ−１）π／４ ただし、ｍ＝０，±１，±２，．．． φoptimum＝−５π／４，−π／４，３π／４，７π／４．．．
【００１１】検出感度の利得は次のように表される。大
部分の移相マスクではそうであるがφ＝πの場合、ｄＩ
／ｄφ＝２であり、φがその最適値の１つであるとき、
すなわち次式２０の値よりも４０％小さい。
部分の移相マスクではそうであるがφ＝πの場合、ｄＩ
／ｄφ＝２であり、φがその最適値の１つであるとき、
すなわち次式２０の値よりも４０％小さい。
【数２０】
【００１２】本発明は、移相式撮像が最善になるように
φをπに保ちながら、φを検査のための最適値に変化さ
せる方法を示す。本発明の方法は、撮像用移相波長をλ
に保ちながら、検査用波長をλからλ'に増大させるこ
とによる、位相ずれφの減少を利用する。移相材料の屈
折率が一定のままである場合、波長λを波長λ'に増加
させると、位相ずれの量がφからφ'に減少する。
φをπに保ちながら、φを検査のための最適値に変化さ
せる方法を示す。本発明の方法は、撮像用移相波長をλ
に保ちながら、検査用波長をλからλ'に増大させるこ
とによる、位相ずれφの減少を利用する。移相材料の屈
折率が一定のままである場合、波長λを波長λ'に増加
させると、位相ずれの量がφからφ'に減少する。
【００１３】したがって、次式２１のように置くことに
よってφをφoptimumに設定することができる。
よってφをφoptimumに設定することができる。
【数２１】
【００１４】新しい波長λ'で反射率が変化する場合、
最適の動作点が得られるようにλ'を微細同調すること
ができる。そうすると、新しい波長λ'は、次式２２に
従って選ばれることになる。
最適の動作点が得られるようにλ'を微細同調すること
ができる。そうすると、新しい波長λ'は、次式２２に
従って選ばれることになる。
【数２２】
【００１５】上式２２に従ってφoptimumを達成するた
めに波長を増減することができる。
めに波長を増減することができる。
【００１６】別法として、検査用波長λを変化させる代
りに、位相差顕微鏡技術で０次ビームに適用される位相
ずれθを調整することもできる。上式１６を一般化し
て、０次ビームでλ／４の代りにθのずれが可能なよう
にすると、次式２３が得られる。
りに、位相差顕微鏡技術で０次ビームに適用される位相
ずれθを調整することもできる。上式１６を一般化し
て、０次ビームでλ／４の代りにθのずれが可能なよう
にすると、次式２３が得られる。
【数２３】
【００１７】そうすると、上式１７は次式２４のように
なる。
なる。
【数２４】
【００１８】したがって、波長は変化しないままとな
る。０次検査ビームのずれをθoptimumに設定すること
によって、最大検出感度を得ることができる。
る。０次検査ビームのずれをθoptimumに設定すること
によって、最大検出感度を得ることができる。
【００１９】さらに、波長λを照明源、検出用光線及び
検出器に関して所望の波長に設定するとき、検出感度が
最大になるようにθを設定することができる。
検出器に関して所望の波長に設定するとき、検出感度が
最大になるようにθを設定することができる。
【００２０】最適動作点が望ましいが、本発明の趣旨
は、最適点から僅かに外れた動作点でも実施できる。
は、最適点から僅かに外れた動作点でも実施できる。
【００２１】図１に、本発明の例示的実施例である位相
差顕微鏡８を示す。他の位相検出方式も同様に利用でき
る。図１には、移相マスク１０と、ひとみ面２０内に四
分の一波長板３０を他の要素の間に含む顕微鏡８とが示
されている。波長板３０の厚さはλθ／２πである。図
１には、複合レンズの要素４０と４６からなる典型的な
位相差対物レンズ４２と、０次ビーム用の移相板３０が
示されている。角θと波長λは本発明の趣旨に従って調
節可能である。
差顕微鏡８を示す。他の位相検出方式も同様に利用でき
る。図１には、移相マスク１０と、ひとみ面２０内に四
分の一波長板３０を他の要素の間に含む顕微鏡８とが示
されている。波長板３０の厚さはλθ／２πである。図
１には、複合レンズの要素４０と４６からなる典型的な
位相差対物レンズ４２と、０次ビーム用の移相板３０が
示されている。角θと波長λは本発明の趣旨に従って調
節可能である。
【００２２】図２は、本発明の趣旨を干渉顕微鏡に適用
したものである。検査用ビーム１６０がビーム・スプリ
ッタ１５４でビーム１６１と１７１とに分離され、それ
ぞれ鏡１５２と１７０で反射されて、第２のビーム・ス
プリッタ１５０で再結合される。レンズ１６３と１４０
は、スプリット・ビーム１６２用の複合対物レンズを形
成し、レンズ１４６と１４０はもう一方のスプリット・
ビーム１７２用のもう１つの複合対物レンズを形成す
る。鏡１５２は、破線の鏡１５２'で示すように移動し
て、θをその最適値に変えることができる。波長λは、
光源の選択により、あるいはフィルタをその最適値に変
えることによって変化させることができる。
したものである。検査用ビーム１６０がビーム・スプリ
ッタ１５４でビーム１６１と１７１とに分離され、それ
ぞれ鏡１５２と１７０で反射されて、第２のビーム・ス
プリッタ１５０で再結合される。レンズ１６３と１４０
は、スプリット・ビーム１６２用の複合対物レンズを形
成し、レンズ１４６と１４０はもう一方のスプリット・
ビーム１７２用のもう１つの複合対物レンズを形成す
る。鏡１５２は、破線の鏡１５２'で示すように移動し
て、θをその最適値に変えることができる。波長λは、
光源の選択により、あるいはフィルタをその最適値に変
えることによって変化させることができる。
【００２３】図２の干渉計の場合、基準アームの位相ず
れはθ、移相マスク（ＰＳＭ）の位相ずれはφである。
最適検査位相ずれθoptimumは、次式２５のように計算
される。
れはθ、移相マスク（ＰＳＭ）の位相ずれはφである。
最適検査位相ずれθoptimumは、次式２５のように計算
される。
【数２５】
【００２４】上式でφは移相マスクの位相ずれ角であ
り、通常は前と同様に撮像波長でπである必要がある。
り、通常は前と同様に撮像波長でπである必要がある。
【００２５】この場合、次式２６が成立する。
【数２６】 θoptimum＝φ＋（２ｍ−１）π／２ ただし、ｍ＝０，１，２，．．．
【図１】本発明の第１の実施例を例示する位相差顕微鏡
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例を例示する干渉計を示す
図である。
図である。
８ 位相差顕微鏡 １０ 移相マスク ２０ ひとみ板 ３０ 四分の一波長板 ４２ 位相差対物レンズ １４０ レンズ １４６ レンズ １５０ ビーム・スプリッタ １５２ 鏡 １５４ ビーム・スプリッタ １６３ レンズ １７０ 鏡
Claims (6)
- 【請求項１】０次光または基準光をθだけ移相させるこ
とのできる調節可能な移相器を使用することからなる位
相エラーの改善により、フォトリソグラフィ用移相マス
クを検査する方法。 - 【請求項２】ウェハ上の前記移相マスクを露光するのに
使用する波長と同じまたは異なる所望の波長を使用する
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】検査用波長が調節可能であることを特徴と
する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】θが固定されているが、最適化されている
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】波長またはθあるいはその両方は、下記の
方程式１及び２によって最適化され、 【数１】 【数２】θoptimum ＝ ２φ−（１±２ｍ）π 新しい波長λ'が下記の方程式３に従って選ばれること
を特徴とする、請求項１、２、３又は４に記載の方法。 【数３】 - 【請求項６】波長またはθあるいはその両方が下記の方
程式４、５、６によって最適化されることを特徴とす
る、請求項１、２、３又は４に記載の方法。 【数４】 【数５】θoptimum ＝ ２φ−（１±２ｍ）π 【数６】θoptimum ＝ φ＋（２ｍ−１）π／２
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/968,745 US5446540A (en) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | Method of inspecting phase shift masks employing phase-error enhancing |
| US968745 | 1992-10-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201602A true JPH06201602A (ja) | 1994-07-22 |
| JP2685164B2 JP2685164B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=25514710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24666793A Expired - Lifetime JP2685164B2 (ja) | 1992-10-30 | 1993-10-01 | フォトリソグラフィ用移相マスクを検査する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5446540A (ja) |
| EP (1) | EP0599361A1 (ja) |
| JP (1) | JP2685164B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPN201295A0 (en) * | 1995-03-28 | 1995-04-27 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Simplified conditions and configurations for phase-contrast imaging with hard x-rays |
| US5807647A (en) * | 1996-07-03 | 1998-09-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for determining phase variance and shifter stability of phase shift masks |
| US6018392A (en) * | 1998-10-23 | 2000-01-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Apparatus and method for inspecting phase shifting masks |
| US6396944B1 (en) * | 1999-01-19 | 2002-05-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Inspection method for Levenson PSM mask |
| US6134014A (en) * | 1999-02-08 | 2000-10-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Apparatus and method of inspecting phase shift masks using comparison of a mask die image to the mask image database |
| US6819435B2 (en) * | 2000-04-12 | 2004-11-16 | Nano Or Technologies Inc. | Spatial and spectral wavefront analysis and measurement |
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| US7557929B2 (en) | 2001-12-18 | 2009-07-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for phase measurements |
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| JP7641528B2 (ja) * | 2021-05-21 | 2025-03-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 位相差顕微鏡 |
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-
1992
- 1992-10-30 US US07/968,745 patent/US5446540A/en not_active Expired - Fee Related
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1993
- 1993-10-01 JP JP24666793A patent/JP2685164B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-08 EP EP93202861A patent/EP0599361A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0599361A1 (en) | 1994-06-01 |
| US5446540A (en) | 1995-08-29 |
| JP2685164B2 (ja) | 1997-12-03 |
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