JPH1114500A - 位相差測定装置 - Google Patents
位相差測定装置Info
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- JPH1114500A JPH1114500A JP9168937A JP16893797A JPH1114500A JP H1114500 A JPH1114500 A JP H1114500A JP 9168937 A JP9168937 A JP 9168937A JP 16893797 A JP16893797 A JP 16893797A JP H1114500 A JPH1114500 A JP H1114500A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
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- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 十分な光量によりマッハツエンダ干渉計内で
の光軸合わせを容易にし、かつ長期的使用を可能にす
る。 【解決手段】 測定に用いる紫外光と照明用の可視光線
とが同一の光軸でマッハツエンダ干渉計７に入射する。
石英板８により２つに分岐され、一方（試料光路）は位
相シフトマスク１３に入射され、他方（参照用光路）は
直角プリズム１２により光路長補正が施される。石英板
９にて両光束が重ね合わされて干渉する。重ね合わされ
た光はミラー１６ａで反射されＣＣＤカメラ１９にて撮
像される。また、ミラー１６ａのピンホールを透過した
光は光電子増倍管１８にて光強度が求められる。
の光軸合わせを容易にし、かつ長期的使用を可能にす
る。 【解決手段】 測定に用いる紫外光と照明用の可視光線
とが同一の光軸でマッハツエンダ干渉計７に入射する。
石英板８により２つに分岐され、一方（試料光路）は位
相シフトマスク１３に入射され、他方（参照用光路）は
直角プリズム１２により光路長補正が施される。石英板
９にて両光束が重ね合わされて干渉する。重ね合わされ
た光はミラー１６ａで反射されＣＣＤカメラ１９にて撮
像される。また、ミラー１６ａのピンホールを透過した
光は光電子増倍管１８にて光強度が求められる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ（大規模集
積回路）製造等に用いられる位相シフトマスクの特性を
求める位相差測定装置に関する。
積回路）製造等に用いられる位相シフトマスクの特性を
求める位相差測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＬＳＩの製造においては、一般に
光ステッパと呼ばれる露光器を用いて所望のＬＳＩパタ
ーンが半導体ウエハ上に形成されている。この露光工程
は、フォトリソグラフィ技術を利用してマスク上のパタ
ーンを半導体基板に転写するものである。高密度パター
ンを形成するために、光の位相を１８０度シフトして透
過させる位相シフト部を備えた位相シフトマスクが、露
光用のマスクとして用いられる場合がある。この場合、
位相シフト部を透過した光が、それ以外の部分を透過し
た光に対して位相差が正確に１８０度であること、すな
わち位相シフト量が正確であることが、解像力向上及び
高密度パターン形成のために不可欠である。そこで、位
相シフトマスクの実際の位相シフト量を直接測定するこ
とにより位相シフトマスクの検査が行われている。その
測定方法としては、位相シフト部を透過した光と、これ
とは別の光路の透過光とを互いに干渉させ、干渉縞（干
渉フリンジ）の明るさまたは周期のシフト量から位相シ
フト量を換算する方法がある。
光ステッパと呼ばれる露光器を用いて所望のＬＳＩパタ
ーンが半導体ウエハ上に形成されている。この露光工程
は、フォトリソグラフィ技術を利用してマスク上のパタ
ーンを半導体基板に転写するものである。高密度パター
ンを形成するために、光の位相を１８０度シフトして透
過させる位相シフト部を備えた位相シフトマスクが、露
光用のマスクとして用いられる場合がある。この場合、
位相シフト部を透過した光が、それ以外の部分を透過し
た光に対して位相差が正確に１８０度であること、すな
わち位相シフト量が正確であることが、解像力向上及び
高密度パターン形成のために不可欠である。そこで、位
相シフトマスクの実際の位相シフト量を直接測定するこ
とにより位相シフトマスクの検査が行われている。その
測定方法としては、位相シフト部を透過した光と、これ
とは別の光路の透過光とを互いに干渉させ、干渉縞（干
渉フリンジ）の明るさまたは周期のシフト量から位相シ
フト量を換算する方法がある。
【０００３】このように位相シフト量測定のために干渉
状態を生じさせる方法としては、以下の２つの方法があ
る。第１の方法は、マッハツエンダ型の干渉計を用いる
方法である。例えば、特開平７−１５９９７８号に開示
されている方法は、光源（水銀ランプ）からの光をハー
フミラー等により分光して、露光に用いられる波長の光
を取り出し、そのうち位相シフト部を透過してマッハツ
エンダ干渉計に入射する光と、位相シフト部以外の部分
を透過してマッハツエンダ干渉計に入射する光とが干渉
し合うように、シェアリング部材を設置して調整するも
のである。
状態を生じさせる方法としては、以下の２つの方法があ
る。第１の方法は、マッハツエンダ型の干渉計を用いる
方法である。例えば、特開平７−１５９９７８号に開示
されている方法は、光源（水銀ランプ）からの光をハー
フミラー等により分光して、露光に用いられる波長の光
を取り出し、そのうち位相シフト部を透過してマッハツ
エンダ干渉計に入射する光と、位相シフト部以外の部分
を透過してマッハツエンダ干渉計に入射する光とが干渉
し合うように、シェアリング部材を設置して調整するも
のである。
【０００４】もう一つの方法は、マッハツエンダ干渉計
を用いず、ノマルスキ法を応用する方法である。例え
ば、特開平８−９４４４４号に開示されている方法は、
露光に用いられる波長の光を複屈折結晶であるプリズム
などにより偏光方向の異なる２光束に分離し、位相シフ
ト部とそれ以外の部分とにそれぞれ入射させ透過させ
る。それから、両透過光の同一方向の偏光分を取り出し
て互いに干渉させることにより、位相差を検出する。
を用いず、ノマルスキ法を応用する方法である。例え
ば、特開平８−９４４４４号に開示されている方法は、
露光に用いられる波長の光を複屈折結晶であるプリズム
などにより偏光方向の異なる２光束に分離し、位相シフ
ト部とそれ以外の部分とにそれぞれ入射させ透過させ
る。それから、両透過光の同一方向の偏光分を取り出し
て互いに干渉させることにより、位相差を検出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法（マッハツエンダ型の干渉計を使う方法）では、光
源（水銀ランプ）からの光をフィルタにより分光して用
いるため、光量が低下しマッハツエンダ干渉計内での光
軸合わせが極めて難しくなってしまう。
方法（マッハツエンダ型の干渉計を使う方法）では、光
源（水銀ランプ）からの光をフィルタにより分光して用
いるため、光量が低下しマッハツエンダ干渉計内での光
軸合わせが極めて難しくなってしまう。
【０００６】また後者の方法では、実際に露光に用いら
れる紫外光の測定を長期間にわたって行うと、複屈折結
晶が経時的に劣化して位相シフト量測定の信頼性が低下
するおそれがある。従って、この方法は実用的ではな
い。
れる紫外光の測定を長期間にわたって行うと、複屈折結
晶が経時的に劣化して位相シフト量測定の信頼性が低下
するおそれがある。従って、この方法は実用的ではな
い。
【０００７】そこで本発明の目的は、上述したような従
来の問題点を解決し、十分な光量によりマッハツエンダ
干渉計内での光軸合わせを容易にし、かつ複屈折性結晶
を用いず長期的使用が可能な位相差測定装置を提供する
ことにある。
来の問題点を解決し、十分な光量によりマッハツエンダ
干渉計内での光軸合わせを容易にし、かつ複屈折性結晶
を用いず長期的使用が可能な位相差測定装置を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、紫外光を発する第１の光源と、前記第１の
光源からの光を、被測定部材が配設される試料光路を通
過する第１光束と、参照用光路を通過する第２光束とに
分岐する光分岐手段と、前記参照用光路に配設され、前
記試料光路と前記参照用光路の光路長差を調整する光路
長調整手段と、前記試料通路を通過した前記第１の光束
と前記参照用通路を通過した前記第２の光束とを再度重
ね合わせる重ね合わせ手段と、前記重ね合わせ手段によ
り重ね合わせられた光束に生じる干渉縞の間隔と光強度
に基づいて、前記被測定部材による前記両光束の位相差
を算出する測定手段とを有する位相差測定装置におい
て、照明用の可視光を照射する第２の光源を有し、該可
視光が、重ね合わせられた前記紫外光と光軸が一致した
状態で前記測定手段に入射されることを特徴とする。紫
外光と可視光とが測定手段に入射されるため十分な光量
が得られる。
に本発明は、紫外光を発する第１の光源と、前記第１の
光源からの光を、被測定部材が配設される試料光路を通
過する第１光束と、参照用光路を通過する第２光束とに
分岐する光分岐手段と、前記参照用光路に配設され、前
記試料光路と前記参照用光路の光路長差を調整する光路
長調整手段と、前記試料通路を通過した前記第１の光束
と前記参照用通路を通過した前記第２の光束とを再度重
ね合わせる重ね合わせ手段と、前記重ね合わせ手段によ
り重ね合わせられた光束に生じる干渉縞の間隔と光強度
に基づいて、前記被測定部材による前記両光束の位相差
を算出する測定手段とを有する位相差測定装置におい
て、照明用の可視光を照射する第２の光源を有し、該可
視光が、重ね合わせられた前記紫外光と光軸が一致した
状態で前記測定手段に入射されることを特徴とする。紫
外光と可視光とが測定手段に入射されるため十分な光量
が得られる。
【０００９】前記測定手段は、前記干渉縞を撮像する撮
像手段を含んでいる。
像手段を含んでいる。
【００１０】また、本発明の位相差測定装置は、前記第
１光束を前記重ね合わせ手段に入射させるミラーと、前
記第２光束を前記重ね合わせ手段に入射させるミラーと
を有している。さらに、前記被測定部材の所望の位置に
前記第１光束を入射させる集光手段と、前記被測定部材
を透過した第１光束を結像させる結像手段とを有してい
る。前記集光手段および前記結像手段は、反射型対物レ
ンズであってもよい。
１光束を前記重ね合わせ手段に入射させるミラーと、前
記第２光束を前記重ね合わせ手段に入射させるミラーと
を有している。さらに、前記被測定部材の所望の位置に
前記第１光束を入射させる集光手段と、前記被測定部材
を透過した第１光束を結像させる結像手段とを有してい
る。前記集光手段および前記結像手段は、反射型対物レ
ンズであってもよい。
【００１１】前記光路長調整手段が、光路長調整用直角
プリズムであってもよい。あるいは、前記光路長調整手
段が、前記位相シフトマスクと同一材料および同一厚さ
のマスク基板と、該マスク基板の前後に配置されている
前記集光手段および前記結像手段と同一の反射型対物レ
ンズとからなるものであってもよい。
プリズムであってもよい。あるいは、前記光路長調整手
段が、前記位相シフトマスクと同一材料および同一厚さ
のマスク基板と、該マスク基板の前後に配置されている
前記集光手段および前記結像手段と同一の反射型対物レ
ンズとからなるものであってもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の位相差測定装置
の第１の実施形態を示す模式図である。図１に示すよう
に、実際に露光に用いられる紫外光を照射するＨｇＸｅ
ランプ（第１の光源）１と、照明光となる可視光を照射
するハロゲンランプ（第２の光源）２との２種の光源が
配設されている。ＨｇＸｅランプ１は、電源１ａに接続
されたランプ本体１ｂと、紫外光の特定の輝線のみを取
り出すフィルタ１ｃと、コリメートレンズ１ｄとからな
るものである。
いて図面を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の位相差測定装置
の第１の実施形態を示す模式図である。図１に示すよう
に、実際に露光に用いられる紫外光を照射するＨｇＸｅ
ランプ（第１の光源）１と、照明光となる可視光を照射
するハロゲンランプ（第２の光源）２との２種の光源が
配設されている。ＨｇＸｅランプ１は、電源１ａに接続
されたランプ本体１ｂと、紫外光の特定の輝線のみを取
り出すフィルタ１ｃと、コリメートレンズ１ｄとからな
るものである。
【００１３】ＨｇＸｅランプ１から照射された紫外光
は、導入用の光学系である全反射ミラー（例えばＡｌミ
ラー）３と石英板４とに反射される。一方、ハロゲンラ
ンプ２から照射された照明光は、導入用の光学系である
全反射ミラー（例えばＡｌミラー）５、６に反射され、
石英板４を透過する。こうして、ＨｇＸｅランプ１から
の紫外光とハロゲンランプ２からの可視光とは、それぞ
れの光軸が一致した状態で、マッハツエンダ干渉計７に
入射する。なお、石英板は入射光の一部を透過可能であ
るとともに一部を反射可能である。
は、導入用の光学系である全反射ミラー（例えばＡｌミ
ラー）３と石英板４とに反射される。一方、ハロゲンラ
ンプ２から照射された照明光は、導入用の光学系である
全反射ミラー（例えばＡｌミラー）５、６に反射され、
石英板４を透過する。こうして、ＨｇＸｅランプ１から
の紫外光とハロゲンランプ２からの可視光とは、それぞ
れの光軸が一致した状態で、マッハツエンダ干渉計７に
入射する。なお、石英板は入射光の一部を透過可能であ
るとともに一部を反射可能である。
【００１４】マッハツエンダ干渉計７は石英板８、９と
ミラー（例えばＭｇＦ2／Ａｌミラー）１０、１１とか
ら構成されている。石英板８とミラー１０とが図１左右
方向に並置され、石英板８による反射光が入射可能な位
置に配置されたミラー１１と、ミラー１０による反射光
が入射可能な位置に配置された石英板９とが図１左右方
向に並置されており、石英板８、９とミラー１０、１１
とが四角形の各頂点をなしている。そして、光分岐手段
である石英板８とミラー１０との間には光路長調整手段
である光路長調整用直角プリズム１２が配置されてい
る。この光路長調整用直角プリズム１２は２つの直角プ
リズムからなり、両直角プリズム間の間隔を変えること
により光路長を調整可能である。また、ミラー１０と重
ね合わせ手段である石英板９との間には、被測定部材で
ある位相シフトマスク１３と、その前後に反射型対物レ
ンズ１４、１５が配設されている。位相シフトマスク１
３、の前方の反射型対物レンズ１４は集光手段であり、
位相シフトマスク１３の後方の反射型対物レンズ１５は
結像手段である。
ミラー（例えばＭｇＦ2／Ａｌミラー）１０、１１とか
ら構成されている。石英板８とミラー１０とが図１左右
方向に並置され、石英板８による反射光が入射可能な位
置に配置されたミラー１１と、ミラー１０による反射光
が入射可能な位置に配置された石英板９とが図１左右方
向に並置されており、石英板８、９とミラー１０、１１
とが四角形の各頂点をなしている。そして、光分岐手段
である石英板８とミラー１０との間には光路長調整手段
である光路長調整用直角プリズム１２が配置されてい
る。この光路長調整用直角プリズム１２は２つの直角プ
リズムからなり、両直角プリズム間の間隔を変えること
により光路長を調整可能である。また、ミラー１０と重
ね合わせ手段である石英板９との間には、被測定部材で
ある位相シフトマスク１３と、その前後に反射型対物レ
ンズ１４、１５が配設されている。位相シフトマスク１
３、の前方の反射型対物レンズ１４は集光手段であり、
位相シフトマスク１３の後方の反射型対物レンズ１５は
結像手段である。
【００１５】このマッハツエンダ干渉計７からの出射
光、すなわち石英板９からの出射光が測定手段３０に導
かれる。この測定手段３０の構成について以下に説明す
る。石英板９からの出射光が入射する位置に暗箱１６が
配設されている。暗箱１６は、中心に光透過用のピンホ
ールを持つミラー１６ａを有し、このピンホールを透過
した光が入射する位置に、可視光をカットするフィルタ
１７を介して光電子増倍管１８が設けられている。一方
ミラー１６ａによる反射光が、結像レンズ２２を介して
入射する位置に撮像手段であるＣＣＤカメラ１９が配設
されている。そして、光電子増倍管１８には解析用のパ
ーソナルコンピュータ２０が、ＣＣＤカメラ１９にはデ
ィスプレイ２１が、それぞれ接続されている。
光、すなわち石英板９からの出射光が測定手段３０に導
かれる。この測定手段３０の構成について以下に説明す
る。石英板９からの出射光が入射する位置に暗箱１６が
配設されている。暗箱１６は、中心に光透過用のピンホ
ールを持つミラー１６ａを有し、このピンホールを透過
した光が入射する位置に、可視光をカットするフィルタ
１７を介して光電子増倍管１８が設けられている。一方
ミラー１６ａによる反射光が、結像レンズ２２を介して
入射する位置に撮像手段であるＣＣＤカメラ１９が配設
されている。そして、光電子増倍管１８には解析用のパ
ーソナルコンピュータ２０が、ＣＣＤカメラ１９にはデ
ィスプレイ２１が、それぞれ接続されている。
【００１６】本実施形態は以上のような構成である。光
軸が一致した状態で石英板１２に入射した紫外光および
可視光は、石英板８により反射される光束（第１の光
束）と、石英板８を透過して直進する光束（第２の光
束）とに分岐される。
軸が一致した状態で石英板１２に入射した紫外光および
可視光は、石英板８により反射される光束（第１の光
束）と、石英板８を透過して直進する光束（第２の光
束）とに分岐される。
【００１７】石英板８により反射された光束（第１の光
束）は、ミラー１０に反射され、反射型対物レンズ１４
を通して位相シフトマスク１３に集光する。位相シフト
マスク１３の透過光は、反射型対物レンズ１５で結像さ
れて石英板９に導かれる。この光路は被測定部材である
位相シフトマスク１３を透過する光路であるので、試料
光路と称する。
束）は、ミラー１０に反射され、反射型対物レンズ１４
を通して位相シフトマスク１３に集光する。位相シフト
マスク１３の透過光は、反射型対物レンズ１５で結像さ
れて石英板９に導かれる。この光路は被測定部材である
位相シフトマスク１３を透過する光路であるので、試料
光路と称する。
【００１８】一方、石英板８を透過した光束（第２の光
束）は、光路長調整用直角プリズム５により光路長が調
整された後、ミラー１１で反射され、石英板９に導かれ
る。この光路は位相シフトマスク１３を透過しない参照
用光路である。
束）は、光路長調整用直角プリズム５により光路長が調
整された後、ミラー１１で反射され、石英板９に導かれ
る。この光路は位相シフトマスク１３を透過しない参照
用光路である。
【００１９】このようにして、試料光路を通過した光束
と参照用光路を通過した光束とが、石英板９に導かれ重
ね合わされて、暗箱１６へ入射する。両光束の紫外光同
士は干渉する。光路長調整用直角プリズム１２によって
参照用光路の光路長が調整され、両光束の光路長の差が
可干渉範囲内に入るように設定されることにより、干渉
縞が発現する。この干渉縞は、それぞれの位置の位相情
報を反映した周期的な明暗分布となっているので、その
明暗強度を測定することで、位相塗に換算することがで
きる。なお、ＸｅＨｇランプ１からの紫外光はフィルタ
で特定の輝線が取り出されているので、バンド幅が狭く
比較的干渉し易いので干渉縞が生じる。しかし、ハロゲ
ンランプ２からの可視光は、白色光であるため極めて干
渉しにくい。したがって、可視光による干渉が紫外光の
干渉縞に混ざって計測が困難になるという問題は発生し
ない。
と参照用光路を通過した光束とが、石英板９に導かれ重
ね合わされて、暗箱１６へ入射する。両光束の紫外光同
士は干渉する。光路長調整用直角プリズム１２によって
参照用光路の光路長が調整され、両光束の光路長の差が
可干渉範囲内に入るように設定されることにより、干渉
縞が発現する。この干渉縞は、それぞれの位置の位相情
報を反映した周期的な明暗分布となっているので、その
明暗強度を測定することで、位相塗に換算することがで
きる。なお、ＸｅＨｇランプ１からの紫外光はフィルタ
で特定の輝線が取り出されているので、バンド幅が狭く
比較的干渉し易いので干渉縞が生じる。しかし、ハロゲ
ンランプ２からの可視光は、白色光であるため極めて干
渉しにくい。したがって、可視光による干渉が紫外光の
干渉縞に混ざって計測が困難になるという問題は発生し
ない。
【００２０】暗箱１６前面のミラー１６ａに反射された
光は、ＣＣＤカメラ１９に結像され、ディスプレイ２１
に表示される。作業者がこのディスプレイ２１を観察す
ることにより、集光点の位置決めが可能である。暗箱１
６のピンホールの位置を干渉縞の所望箇所に合わせてそ
の部分の強度情報を得るために、ＣＣＤカメラ１９を介
して反射光をディスプレイ２１で観察し、所望の位置に
ミラー中心のピンホールが来るように暗箱１６の位置を
調整する。ピンホールを透過した光はフィルタ１７によ
りハロゲンランプ２の可視光の波長をカットした上で、
光電子増倍管１８に入射する。光電子増倍管１８により
観測された光の強度に基づいて、パーソナルコンピュー
タ２０が位相量を算出する。具体的な算出方法について
は、ここでは省略するが、例えば特開平７−１５９９７
８号に開示されているような従来の方法を適用すること
ができる。
光は、ＣＣＤカメラ１９に結像され、ディスプレイ２１
に表示される。作業者がこのディスプレイ２１を観察す
ることにより、集光点の位置決めが可能である。暗箱１
６のピンホールの位置を干渉縞の所望箇所に合わせてそ
の部分の強度情報を得るために、ＣＣＤカメラ１９を介
して反射光をディスプレイ２１で観察し、所望の位置に
ミラー中心のピンホールが来るように暗箱１６の位置を
調整する。ピンホールを透過した光はフィルタ１７によ
りハロゲンランプ２の可視光の波長をカットした上で、
光電子増倍管１８に入射する。光電子増倍管１８により
観測された光の強度に基づいて、パーソナルコンピュー
タ２０が位相量を算出する。具体的な算出方法について
は、ここでは省略するが、例えば特開平７−１５９９７
８号に開示されているような従来の方法を適用すること
ができる。
【００２１】紫外光のみではＣＣＤカメラ１９の感度が
不足して明瞭な観察が困難な場合があるが、本実施形態
によると、ハロゲンランプ２からの可視光（照明用の白
色光）と重ね合わせた状態で観察するため、明瞭に観察
することができ、集光点の位置決めが容易かつ確実にで
きる。しかも、この可視光は干渉縞に影響を及ぼすこと
はない。なお、この場合ＣＣＤカメラ１１に結像するた
めの結像レンズ２２の位置は、ハロゲンランプ２からの
可視光の波長に応じて決定される。 （第２の実施の形態）図２は、本発明の位相量直接測定
装置の第２の実施形態を示す模式図である。第１の実施
形態と同様な構成については同一の符号を付与し、説明
は省略する。本実施形態が第１の実施形態と異なる部分
は、ハロゲンランプ２３の配置である。本実施形態で
は、ハロゲンランプからの可視光を、ＸｅＨｇランプ１
からの紫外光と光軸を合わせてマッハツエンダ干渉計の
初段の石英板８に入射させてはいない。そして、第１の
実施形態におけるＭｇＦ２／Ａｌミラー１０に代えて、
ハロゲンランプからの可視光の波長に対して透過させ得
る誘電体多層膜ミラー２４が採用されている。この誘電
体多層膜ミラー２４の背面側に配設されたハロゲンラン
プ２３から可視光が照射され、その光軸が、ＸｅＨｇラ
ンプ１から照射され石英板８および誘電体多層膜ミラー
２４により反射された紫外光と一致させてある。こうす
ることにより、本実施形態においても、第１の実施形態
と同様な効果が得られる。
不足して明瞭な観察が困難な場合があるが、本実施形態
によると、ハロゲンランプ２からの可視光（照明用の白
色光）と重ね合わせた状態で観察するため、明瞭に観察
することができ、集光点の位置決めが容易かつ確実にで
きる。しかも、この可視光は干渉縞に影響を及ぼすこと
はない。なお、この場合ＣＣＤカメラ１１に結像するた
めの結像レンズ２２の位置は、ハロゲンランプ２からの
可視光の波長に応じて決定される。 （第２の実施の形態）図２は、本発明の位相量直接測定
装置の第２の実施形態を示す模式図である。第１の実施
形態と同様な構成については同一の符号を付与し、説明
は省略する。本実施形態が第１の実施形態と異なる部分
は、ハロゲンランプ２３の配置である。本実施形態で
は、ハロゲンランプからの可視光を、ＸｅＨｇランプ１
からの紫外光と光軸を合わせてマッハツエンダ干渉計の
初段の石英板８に入射させてはいない。そして、第１の
実施形態におけるＭｇＦ２／Ａｌミラー１０に代えて、
ハロゲンランプからの可視光の波長に対して透過させ得
る誘電体多層膜ミラー２４が採用されている。この誘電
体多層膜ミラー２４の背面側に配設されたハロゲンラン
プ２３から可視光が照射され、その光軸が、ＸｅＨｇラ
ンプ１から照射され石英板８および誘電体多層膜ミラー
２４により反射された紫外光と一致させてある。こうす
ることにより、本実施形態においても、第１の実施形態
と同様な効果が得られる。
【００２２】なお、図示しないが、図２のミラー１１に
代えて誘電体多層膜ミラーが配設され、この誘電体多層
膜ミラーの背面側に配置したハロゲンランプから石英板
９に向けて可視光が照射される構成とすることもでき
る。 （第３の実施の形態）図３は、本発明の位相量直接測定
装置の第３の実施形態を示す模式図である。第１の実施
形態と同様な構成については同一の符号を付与し、説明
は省略する。本実施形態では、第１、２の実施形態の光
路長調整用直角プリズムが省略されている。その代わ
り、参照用光路において光路長調整手段として光路長調
整用マスク基板２５が配設され、この光路長調整用マス
ク基板２５の前後に反射型対物レンズ２６、２７が配設
されている。光路長調整用マスク基板２５は、被測定部
材である位相シフトマスク１３と同一であり、反射型対
物レンズ２６、２７は、反射型対物レンズ１４、１５と
同一である。これにより、マッハツエンダ干渉計の２つ
の光路（試料光路および参照用光路）の光路長差を補正
することができる。なお、微調整が必要な場合は、図４
に示すように、試料光路および参照用光路にそれぞれ光
路長調整用石英板２８、２９を配設する構成とすること
ができる。この場合、透過光の光軸に対する光路長調整
用石英板２８、２９の角度を変えることによって、光路
長調整を行うことができる。
代えて誘電体多層膜ミラーが配設され、この誘電体多層
膜ミラーの背面側に配置したハロゲンランプから石英板
９に向けて可視光が照射される構成とすることもでき
る。 （第３の実施の形態）図３は、本発明の位相量直接測定
装置の第３の実施形態を示す模式図である。第１の実施
形態と同様な構成については同一の符号を付与し、説明
は省略する。本実施形態では、第１、２の実施形態の光
路長調整用直角プリズムが省略されている。その代わ
り、参照用光路において光路長調整手段として光路長調
整用マスク基板２５が配設され、この光路長調整用マス
ク基板２５の前後に反射型対物レンズ２６、２７が配設
されている。光路長調整用マスク基板２５は、被測定部
材である位相シフトマスク１３と同一であり、反射型対
物レンズ２６、２７は、反射型対物レンズ１４、１５と
同一である。これにより、マッハツエンダ干渉計の２つ
の光路（試料光路および参照用光路）の光路長差を補正
することができる。なお、微調整が必要な場合は、図４
に示すように、試料光路および参照用光路にそれぞれ光
路長調整用石英板２８、２９を配設する構成とすること
ができる。この場合、透過光の光軸に対する光路長調整
用石英板２８、２９の角度を変えることによって、光路
長調整を行うことができる。
【００２３】以上説明した実施形態では、照明光として
ハロゲンランプからの可視光を用い、集光手段および結
像手段として色収差のない反射型対物レンズを用いてい
るので、被測定部材表面の所望箇所への光軸合わせが極
めて容易である。また、複屈折性素子を一切用いていな
いので、耐久性にも優れている。
ハロゲンランプからの可視光を用い、集光手段および結
像手段として色収差のない反射型対物レンズを用いてい
るので、被測定部材表面の所望箇所への光軸合わせが極
めて容易である。また、複屈折性素子を一切用いていな
いので、耐久性にも優れている。
【００２４】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明では紫外光と
照明用の可視光とを光軸を合わせて測定手段に入射させ
るので、十分な光量が得られ、測定位置の決定が極めて
容易に行える。また一切の複屈折性光学素子を用いてい
ないので、耐久性にも優れている。
照明用の可視光とを光軸を合わせて測定手段に入射させ
るので、十分な光量が得られ、測定位置の決定が極めて
容易に行える。また一切の複屈折性光学素子を用いてい
ないので、耐久性にも優れている。
【００２５】さらに、集光手段を介して被測定部材に光
束を入射し、被測定部材を透過した光は結像手段により
結像させる構成とすると、位置決め精度が向上する。特
に、集光手段および結像手段として色収差をもたない反
射型対物レンズを用いると、可視光も紫外光も同一の焦
点距離で結像するため、波長によってレンズ位置を調整
する必要がない。従って表面観測の容易な可視光でレン
ズ位置を決定した後、紫外光で干渉縞強度、または干渉
縞シフト量を観測することにより、位置決め精度のより
高い測定が可能となる。
束を入射し、被測定部材を透過した光は結像手段により
結像させる構成とすると、位置決め精度が向上する。特
に、集光手段および結像手段として色収差をもたない反
射型対物レンズを用いると、可視光も紫外光も同一の焦
点距離で結像するため、波長によってレンズ位置を調整
する必要がない。従って表面観測の容易な可視光でレン
ズ位置を決定した後、紫外光で干渉縞強度、または干渉
縞シフト量を観測することにより、位置決め精度のより
高い測定が可能となる。
【００２６】参照用光路に、試料光路と同様な反射型対
物レンズと、被測定部材と同様なマスク基板とからなる
光露長調整手段を設けると、光路長の調整が極めて容易
となる。
物レンズと、被測定部材と同様なマスク基板とからなる
光露長調整手段を設けると、光路長の調整が極めて容易
となる。
【図１】本発明の位相差測定装置の第１の実施形態を示
す模式図である。
す模式図である。
【図２】本発明の位相差測定装置の第２の実施形態を示
す模式図である。
す模式図である。
【図３】本発明の位相差測定装置の第３の実施形態を示
す模式図である。
す模式図である。
【図４】本発明の位相差測定装置の第３の実施形態にお
いて石英板を追加した構成を示す模式図である。
いて石英板を追加した構成を示す模式図である。
１ ＨｇＸｅランプ（第１の光源） １ａ 電源 １ｂ ランプ本体 １ｃ フィルタ １ｄ コリメートレンズ ２ ハロゲンランプ（第２の光源） ３、５、６ 全反射ミラー ４ 石英板 ７ マッハツエンダ干渉計 ８ 石英板（光分岐手段） ９ 石英板（重ね合わせ手段） １０、１１ ミラー １２ 光路長調整用直角プリズム（光路長調整手
段） １３ 位相シフトマスク（被測定部材） １４ 反射型対物レンズ（集光手段） １５ 反射型対物レンズ（結像手段） １６ 暗箱 １６ａ ミラー １７ フィルタ １８ 光電子増倍管 １９ ＣＣＤカメラ（撮像手段） ２０ パーソナルコンピュータ ２１ ディスプレイ ２２ 結像レンズ ２３ ハロゲンランプ（第２の光源） ２４ 誘電体多層膜ミラー ２５ 光路長調整用マスク基板（光路長調整手
段） ２６、２７ 反射型対物レンズ（光路長調整手段） ２８、２９ 光路長調整用石英板（光路長調整手段） ３０ 測定手段
段） １３ 位相シフトマスク（被測定部材） １４ 反射型対物レンズ（集光手段） １５ 反射型対物レンズ（結像手段） １６ 暗箱 １６ａ ミラー １７ フィルタ １８ 光電子増倍管 １９ ＣＣＤカメラ（撮像手段） ２０ パーソナルコンピュータ ２１ ディスプレイ ２２ 結像レンズ ２３ ハロゲンランプ（第２の光源） ２４ 誘電体多層膜ミラー ２５ 光路長調整用マスク基板（光路長調整手
段） ２６、２７ 反射型対物レンズ（光路長調整手段） ２８、２９ 光路長調整用石英板（光路長調整手段） ３０ 測定手段
Claims (7)
- 【請求項１】 紫外光を発する第１の光源と、前記第１
の光源からの光を、被測定部材が配設される試料光路を
通過する第１光束と、参照用光路を通過する第２光束と
に分岐する光分岐手段と、前記参照用光路に配設され、
前記試料光路と前記参照用光路の光路長差を調整する光
路長調整手段と、前記試料通路を通過した前記第１の光
束と前記参照用通路を通過した前記第２の光束とを再度
重ね合わせる重ね合わせ手段と、前記重ね合わせ手段に
より重ね合わせられた光束に生じる干渉縞の間隔と光強
度に基づいて、前記被測定部材による前記両光束の位相
差を算出する測定手段とを有する位相差測定装置におい
て、 照明用の可視光を照射する第２の光源を有し、該可視光
が、重ね合わせられた前記紫外光と光軸が一致した状態
で前記測定手段に入射されることを特徴とする位相差測
定装置。 - 【請求項２】 前記測定手段が、前記干渉縞を撮像する
撮像手段を含んでいる請求項１に記載の位相差測定装
置。 - 【請求項３】 前記第１光束を前記重ね合わせ手段に入
射させるミラーと、前記第２光束を前記重ね合わせ手段
に入射させるミラーとを有する請求項１または２に記載
の位相差測定装置。 - 【請求項４】 前記被測定部材の所望の位置に前記第１
光束を入射させる集光手段と、前記被測定部材を透過し
た第１光束を結像させる結像手段とを有する請求項１〜
３のいずれか１項に記載の位相差測定装置。 - 【請求項５】 前記集光手段および前記結像手段が、反
射型対物レンズである請求項１〜４のいずれか１項に記
載の位相差測定装置。 - 【請求項６】 前記光路長調整手段が、光路長調整用直
角プリズムである請求項１〜５のいずれか１項に記載の
位相差測定装置。 - 【請求項７】 前記光路長調整手段が、前記位相シフト
マスクと同一材料および同一厚さのマスク基板と、該マ
スク基板の前後に配置されている前記集光手段および前
記結像手段と同一の反射型対物レンズとからなる請求項
１〜５のいずれか１項に記載の位相差測定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9168937A JP3067697B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | 位相差測定装置 |
| KR1019980023570A KR100275617B1 (ko) | 1997-06-25 | 1998-06-23 | 광축을 용이하게 정렬시킬 수 있는 위상차 측정 장치 |
| US09/104,594 US6081335A (en) | 1997-06-25 | 1998-06-25 | Phase difference measuring device with visible light source for providing easy alignment of optical axes and method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9168937A JP3067697B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | 位相差測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114500A true JPH1114500A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3067697B2 JP3067697B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=15877312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9168937A Expired - Fee Related JP3067697B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | 位相差測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6081335A (ja) |
| JP (1) | JP3067697B2 (ja) |
| KR (1) | KR100275617B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008304456A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-12-18 | Kashiko Kodate | 計測システム及び計測方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6559953B1 (en) * | 2000-05-16 | 2003-05-06 | Intel Corporation | Point diffraction interferometric mask inspection tool and method |
| US6956653B1 (en) | 2000-06-27 | 2005-10-18 | Lockheed Martin Corporation | Dual electrooptic waveguide interferometer |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5473657A (en) * | 1977-11-25 | 1979-06-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Measuring method of propagation time difference of optical pulse in preform for optical fiber |
| JPS5748708A (en) * | 1980-09-09 | 1982-03-20 | Ricoh Co Ltd | Reflex objective lens |
| JPS6138505A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-24 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 光学式計測装置 |
| JPS62106306A (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-16 | Olympus Optical Co Ltd | 多波長干渉計 |
| JPS633236A (ja) * | 1986-06-24 | 1988-01-08 | Fujikura Ltd | 光フアイバの波長分散測定器 |
| JPH0660803B2 (ja) * | 1986-07-09 | 1994-08-10 | 日本電信電話株式会社 | マツハ・ツエンダ−形光干渉計 |
| JPH04221704A (ja) * | 1990-12-25 | 1992-08-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 位相シフト斜入射干渉計 |
| JPH04352133A (ja) * | 1991-05-30 | 1992-12-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | マッハツェンダ干渉計型光スイッチの駆動回路 |
| JPH05273077A (ja) * | 1992-03-24 | 1993-10-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光位相変調特性の測定装置 |
| JP3233723B2 (ja) * | 1993-03-26 | 2001-11-26 | 静岡大学長 | 位相パターン差判別装置 |
| JP3209645B2 (ja) * | 1993-10-12 | 2001-09-17 | 三菱電機株式会社 | 位相シフトマスクの検査方法およびその方法に用いる検査装置 |
| JP3417640B2 (ja) * | 1994-03-10 | 2003-06-16 | 株式会社東芝 | 位相差測定装置及びその方法 |
| JPH0894444A (ja) * | 1994-09-21 | 1996-04-12 | Olympus Optical Co Ltd | 位相差測定装置及び方法 |
| JP2655097B2 (ja) * | 1994-10-07 | 1997-09-17 | 日本電気株式会社 | 位相差測定方法および装置 |
-
1997
- 1997-06-25 JP JP9168937A patent/JP3067697B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-23 KR KR1019980023570A patent/KR100275617B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-25 US US09/104,594 patent/US6081335A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008304456A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-12-18 | Kashiko Kodate | 計測システム及び計測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6081335A (en) | 2000-06-27 |
| KR100275617B1 (ko) | 2001-03-02 |
| JP3067697B2 (ja) | 2000-07-17 |
| KR19990007219A (ko) | 1999-01-25 |
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