(57)【要約】【課題】位相シフトマスクの検査方法において露光光の位相差の計測精度を向上させること。【解決手段】第１及び第２のレーザ光２１、２２の間を通る基準線Lを、遮光膜２０２の第１の開口２０２ａの第１の辺２０２ｘに合わせ、遮光膜２０２で反射した第１のレーザ光２１と、第１の開口２０２ａに重なるように透明基板２０１に形成された第１の凹部２０１ａの底面で反射した第２のレーザ光２２との第１の位相差φ1(x)を求め、第１の開口２０２ａから斜めの位置に形成された第２の開口２０２ｂの第２の辺２０２ｙに基準線Lを合わせ、遮光膜２０２で反射した第２のレーザ光２２と、第２の開口２０２ｂに重なるように透明基板２０１に形成された第２の凹部２０１ｂの底面で反射した第１のレーザ光２１との第２の位相差φ2(x)を求め、各位相差φ1(x)、φ2(x)に基づき、露光光の位相差を算出する位相シフトマスクの検査方法による。【選択図】図２３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の一方の主面側から入射した第１のレーザ光と第２のレーザ光のそれぞれの照射点の中点を通る基準線を、前記透明基板の他方の主面上の遮光膜に形成された平面形状が矩形の第１の開口の第１の辺に合わせるステップと、
前記基準線が前記第１の辺に合わせられた状態で、前記遮光膜で反射した前記第１のレーザ光と、前記第１の開口に重なるように前記透明基板の前記他方の主面に形成された第１の凹部の底面で反射した前記第２のレーザ光との第１の位相差を求めるステップと、
前記透明基板の前記他方の主面において前記第１の開口から斜めの位置に形成され、且つ前記第１の辺の延長線上に第２の辺を有する平面形状が矩形状の第２の開口の該第２の辺に、前記基準線を合わせるステップと、
前記基準線が前記第２の辺に合わせられた状態で、前記遮光膜で反射した前記第２のレーザ光と、前記第２の開口に重なるように前記透明基板の前記他方の主面に形成された第２の凹部の底面で反射した前記第１のレーザ光との第２の位相差を求めるステップと、
前記第１の位相差と前記第２の位相差に基づき、前記第１の凹部と前記第２の凹部のそれぞれにより生じる露光光の位相差を算出するステップと、
を有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】
前記第２の辺に前記基準線を合わせるステップは、前記基準線に沿って所定距離だけ前記位相シフトマスクを移動させることにより行われることを特徴とする請求項１に記載の位相シフトマスクの検査方法。
【請求項３】
前記位相シフトマスクの面内に直交座標系を設定するステップを更に有し、
前記第２の辺に前記基準線を合わせるステップは、前記直交座標系の座標軸に沿って前記所定距離だけ前記位相シフトマスクを移動させることにより行われることを特徴とする請求項２に記載の位相シフトマスクの検査方法。
【請求項４】
前記第１の凹部と前記第２の凹部は、前記位相シフトマスクのモニター領域に設けられたと共に、
前記位相シフトマスクのデバイス領域に第３の凹部が設けられ、該第３の凹部により生じる前記露光光の位相差が、前記第１の凹部と前記第２の凹部のそれぞれにより生じる前記露光光の前記位相差に等しいと推定するステップを更に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の位相シフトマスクの検査方法。
【請求項５】
前記遮光膜が、前記第１の凹部に重なるシフター開口と、該シフター開口から間隔をおいて形成された非シフター開口とを備え、
前記位相シフトマスクに検査光を照射するステップと、
前記シフター開口を通った前記検査光の第１の透過光と、前記非シフター開口を通った前記検査光の第２の透過光のそれぞれを、前記シフター開口と前記非シフター開口のそれぞれよりも小さなホールに通すステップと、
前記ホールを通った前記第１の透過光と前記第２の透過光との位相差を求め、該位相差に基づいて、前記第１の凹部により生じる前記露光光の位相差を算出するステップと、
を更に有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の位相シフトマスクの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相シフトマスクの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
LSI等の半導体装置の微細化に伴い、半導体装置の露光工程では、露光装置の解像度を向上させるべく、位相シフトマスクを用いた超解像技術が採用されている。
【０００３】
位相シフトマスクには様々なタイプのものがあるが、シフター用の凹部が透明基板に形成されたレベンソンマスクでは、凹部を通った露光光とそれ以外の部分を通った露光光との位相差をπにすることで、これらの露光光同士が互いに打ち消しあい、高解像度が実現される。
【０００４】
そのようなレベンソンマスクの製造工程では、製造途中の適当なタイミングで上記の位相差を測定し、位相差が丁度πとなるように凹部の深さを管理するのが望まれる。
【０００５】
位相差計測装置としては、例えば、マスクにレーザを照射し、その反射光をシアリング干渉計等で測定して位相差を測定する計測装置がある。
【０００６】
その位相差計測装置は、クロムパターン等の遮光パターンやシフター用の凹部を形成する際のレジストパターンがマスクに残っている状態で位相差を測定することができるので、マスクの製造途中での位相差を測定するのに好適である。このようなレーザを用いた位相差計測装置においては、位相差の計測方法を工夫して、その測定値の再現性を高めるのが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００７−５３４９７４号公報
【特許文献２】特開２００８−１５２０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
位相シフトマスクの検査方法において、露光光の位相差の測定精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下の開示の一観点によれば、透明基板の一方の主面側から入射した第１のレーザ光と第２のレーザ光のそれぞれの照射点の中点を通る基準線を、前記透明基板の他方の主面上の遮光膜に形成された平面形状が矩形の第１の開口の第１の辺に合わせるステップと、前記基準線が前記第１の辺に合わせられた状態で、前記遮光膜で反射した前記第１のレーザ光と、前記第１の開口に重なるように前記透明基板の前記他方の主面に形成された第１の凹部の底面で反射した前記第２のレーザ光との第１の位相差を求めるステップと、前記透明基板の前記他方の主面において前記第１の開口から斜めの位置に形成され、且つ前記第１の辺の延長線上に第２の辺を有する平面形状が矩形状の第２の開口の該第２の辺に、前記基準線を合わせるステップと、前記基準線が前記第２の辺に合わせられた状態で、前記遮光膜で反射した前記第２のレーザ光と、前記第２の開口に重なるように前記透明基板の前記他方の主面に形成された第２の凹部の底面で反射した前記第１のレーザ光との第２の位相差を求めるステップと、前記第１の位相差と前記第２の位相差に基づき、前記第１の凹部と前記第２の凹部のそれぞれにより生じる露光光の位相差を算出するステップとを有する位相シフトマスクの検査方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
開示の位相シフトマスクの検査方法によれば、第２の開口の第２の辺が第１の開口の第１の辺の延長線上にあるので、第１の辺に基準線を合わせれば、自動的にその基準線が第２の辺にも合わせられることになる。よって、目視により基準線を第２の辺に合わせる必要がなくなるため、目視が原因の誤差が位相差の計測結果に入り込む余地がなくなり、位相差の測定精度の再現性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、位相シフトマスクの断面図である。
【図２】図２は、位相シフトマスクを通る露光光の位相差を計測するレーザ計測装置の構成図である。
【図３】図３は、レーザ計測装置の表示部の表示画面の一例を示す図である。
【図４】図４は、位相シフトマスクが搭載された支持部の斜視図である。
【図５】図５は、レーザ光学系の構成図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は、位相差の測定原理について説明するための模式図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、位相差の測定時における反射光波形表示部の表示例を示す図である。
【図８】図８は、レーザ光の干渉光の各強度I0〜I2を重ね合わせた図である。
【図９】図９は、第２のビームスプリッタに入る直前における第１のレーザ光と第２のレーザ光のそれぞれの位相を模式的に表す図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は、レーザ光と位相シフトマスクとの位置合わせの仕方の一例について説明するためのモニタの表示画面である。
【図１１】図１１は、位置ずれ量を定義するための断面図である。
【図１２】図１２は、位置ずれ量と、第１のレーザ光と第２のレーザ光の間の位相差との関係を示すグラフである。
【図１３】図１３は、位置ずれ量と、予備的事項に係る方法で測定した凹部での位相差との関係を示すグラフである。
【図１４】図１４は、図１３の結果を露光光の波長での位相差に変換して得られたグラフである。
【図１５】図１５は、第１実施形態に係る位相シフトマスクの全体平面図である。
【図１６】図１６は、第１実施形態において、モニタ領域をデバイスパターン領域の外側に設けた場合における位相シフトマスクの全体平面図である。
【図１７】図１７は、第１実施形態において、一つのデバイスパターン領域のみを形成した場合の位相シフトマスクの全体平面図である。
【図１８】図１８は、モニタ領域における第１実施形態に係る位相シフトマスクの拡大平面図である。
【図１９】図１９は、第１実施形態に係る位相シフトマスクの断面図である。
【図２０】図２０は、第１実施形態に係る位相シフトマスクの検査方法のフローチャートである。
【図２１】図２１は、第１実施形態に係る位相シフトマスクの検査方法の代表的なステップについて説明するための模式図（その１）である。
【図２２】図２２は、第１実施形態に係る位相シフトマスクの検査方法の代表的なステップについて説明するための模式図（その２）である。
【図２３】図２３は、第１実施形態に係る位相シフトマスクの検査方法の代表的なステップについて説明するための模式図（その３）である。
【図２４】図２４は、第１実施形態において、透明基板の平坦面での位相差の調査結果を示すグラフである。
【図２５】図２５は、第１実施形態において、透明基板の凹部での位相差の調査結果を示すグラフである。
【図２６】図２６は、図２５の位相差を露光光の波長での値に変換し直して得られたグラフである。
【図２７】図２７は、第１実施形態における位相シフトマスクの平面レイアウトの他の例について示す平面図である。
【図２８】図２８は、第２実施形態で使用する透過型の計測装置の構成図である。
【図２９】図２９は、第２実施形態に係る位相シフトマスクのモニタ領域における拡大平面図である。
【図３０】図３０は、図２９のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図３１】図３１は、第２実施形態に係る位相シフトマスクの検査方法のフローチャートである。
【図３２】図３２は、第２実施形態に係る位相シフトマスクの検査方法の代表的なステップについて説明するための模式図（その１）である。
【図３３】図３３は、第２実施形態に係る位相シフトマスクの検査方法の代表的なステップについて説明するための模式図（その２）である。
【図３４】図３４は、第２実施形態に係る位相シフトマスクの検査方法の代表的なステップについて説明するための模式図（その３）である。
【図３５】図３５は、第２実施形態における第１の開口とモニタ用非シフター開口の好適な大きさの一例について説明するための平面図である。
【図３６】図３６（ａ）、（ｂ）は、第３実施形態に係る露光マスクの製造途中の断面図（その１）である。
【図３７】図３７（ａ）、（ｂ）は、第３実施形態に係る露光マスクの製造途中の断面図（その２）である。
【図３８】図３８（ａ）、（ｂ）は、第３実施形態に係る露光マスクの製造途中の断面図（その３）である。
【図３９】図３９（ａ）、（ｂ）は、第３実施形態に係る露光マスクの製造途中の断面図（その４）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
（予備的事項）
本実施形態の説明に先立ち、本実施形態の基礎となる予備的事項について説明する。
【００１４】
図１は、半導体装置の露光工程で使用される位相シフトマスク１００の断面図である。
【００１５】
その位相シフトマスク１００はレベンソンマスクであり、石英基板等の透明基板１０１と、クロム膜等の遮光膜１０２とを有する。
【００１６】
透明基板１０１にはシフターとして機能する凹部１０１ａが形成され、その凹部１０１ａに重なるシフター開口１０２ａが遮光膜１０２に形成される。更に、遮光膜１０２において、シフター開口１０２ａから間隔をおいた部位には、非シフター開口１０２ｂが形成される。
【００１７】
この位相シフトマスク１００では、シフター開口１０２ａと非シフター開口１０２ｂのそれぞれを通る露光光の位相差が丁度πになるように、凹部１０１ａの深さが設定される。
【００１８】
そのような深さの凹部１０１ａが得られるように、位相シフトマスク１００の製造工程では、製造途中の適当なタイミングで露光光の位相差を計測し、位相差が足りない場合には追加エッチング等を行い凹部１０１ａの深さを調節する。
【００１９】
追加エッチングを行うときには遮光膜１０２の上にエッチングマスクとしてレジストパターンが形成されているので、レジストを剥離せずに上記の位相差を測定するのが効率的である。レジストの剥離が不要な位相差の測定装置として、以下に説明するようなレーザ計測装置がある。
【００２０】
図２は、位相シフトマスク１００を通る露光光の位相差をレーザで計測する位相差計測装置の構成図である。
【００２１】
この位相差計測装置１は、例えばレーザテック社のQSM400であって、位相シフトマスク１００を支持する支持部２と、その位相シフトマスク１００の表面を観察する観察光学系３と、位相シフトマスク１００にレーザを照射するレーザ光学系４とを備える。
【００２２】
位相シフトマスク１００は、遮光膜１０２を鉛直下側にして支持部２により支持される。その支持部２は、不図示のステッピングモータ等によって水平面内を移動することができる。
【００２３】
また、観察光学系３は、CCD（Charge Coupled Device）カメラ等により位相シフトマスク１００の遮光膜１０２側を観察するものであり、観察により得られた画像信号を後段の演算部６に出力する。
【００２４】
一方、レーザ光学系４は、アルゴンレーザ光源で発生した波長が４８８nm第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２とを位相シフトマスク１００に向けて照射すると共に、位相シフトマスク１００で反射したこれらのレーザの反射光の強度を計測する機能を有する。そのようにして計測された反射光の強度信号は、既述の演算部６に向けて出力される。
【００２５】
演算部６には表示部７が接続されており、観察光学系３で得られた位相シフトマスク１００の観察像がその表示部７に表示される。
【００２６】
図３は、表示部７の表示画面の一例を示す図である。
【００２７】
表示部７は、マスク表示部１１と、ステージコントロールパネル１２と、反射光波形表示部１３とを有する。
【００２８】
これらのうち、マスク表示部１１に、観察光学系３で得られた位相シフトマスク１００の観察像が表示される。その観察像には、マスク１００に照射された第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２が点状に表示されると共に、各レーザ光２１、２２の照射点の中点Pを通る基準線Lが破線で表示される。その基準線Lは、各レーザ光２１、２２の照射点を結ぶ線分Tに直交し、これらの照射点の垂直二等分線としての意義を有する。
【００２９】
そして、波形表示部１３には、位相シフトマスク１００で反射した各レーザ２１、２２の反射光の波形が後述のように表示される。
【００３０】
また、ステージコントロールパネル１２は、支持部２（図２参照）を水平面内で駆動するのに用いられる。
【００３１】
支持部２の駆動速度は、ユーザがスピード変更ボタン１３をクリックすることで、低速側から順に「LOW」、「MID」、「FAST」の三種類の速度から選択することができる。これらの速度は、一回のステップ移動で支持部２が移動する距離が異なり、例えば「LOW」では１ステップあたりの移動距離が０．１μmである。
【００３２】
なお、支持部２の駆動速度は、ステップ移動距離変更スライダ１７とステップ移動距離変更ボタン１８によっても手動で変更できる。その場合、ステップ移動距離変更スライダ１７により、一回のステップ移動で支持部２が移動する距離を指定できる。また、ステップ移動距離変更ボタン１８により、一回のステップで支持部２が移動するステップ数を変更することもできる。
【００３３】
また、スピード変更ボタン１３の周囲のステップ移動ボタン１４をクリックすると、クリックした部位に応じて支持部２がマスク座標系の+X方向、+Y方向、-X方向、及び-Y方向に移動し、現在のマスク座標が位置座標表示部１５に表示される。なお、マスク座標系は、位相シフトマスク１００に設定されたX-Y直交座標系として定義される。
【００３４】
図４は、位相シフトマスク１００が搭載された支持部２の斜視図である。
【００３５】
図４に示されるように、マスク１００は、その側面が二本の支持ピン２ａと押さえ２ｂにより支持され、支持部２と共に水平面内を移動する。
【００３６】
図５は、レーザ光学系４の構成図である。
【００３７】
レーザ光学系４は、第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２を発生するアルゴンレーザ光源３７と、第１及び第２のビームスプリッタ３１、３２と、第１及び第２のミラー３３、３４とを有する。
【００３８】
各レーザ光２１、２２は、透明基板１０１の一方の主面１０１ｘから位相シフトマスク１００内に入射し、他方の主面１０１ｙで反射してレーザ光学系４に戻る。
【００３９】
レーザ光学系４に戻った第１のレーザ光２１は、第１のビームスプリッタ３１を透過した後、第１のミラー３３と第２のビームスプリッタ３２で反射して受光部３６に入射する。
【００４０】
一方、レーザ光学系４に戻った第２のレーザ光２２は、第１のビームスプリッタ３１と第２のミラー３４とで反射した後、第２のビームスプリッタ３２を透過して受光部３６に入射する。
【００４１】
そのような第２のレーザ光３２の光路において、第２のミラー３４と第２のビームスプリッタ３２との間には、光軸に対して垂直な方向に変位可能なウエッジプリズム３５が設けられる。そのウエッジプリズム３５の変位量xを調節することにより、ウエッジプリズム３５内での第２のレーザ光３２の光路長を変化させることができる。
【００４２】
また、各レーザ光２１、２２を受光した受光部３６は、これらのレーザ光の干渉光の強度信号Iを既述の演算部６に出力する。
【００４３】
次に、このような位相差計測装置１を用いた位相差の測定原理について説明する。
【００４４】
図６（ａ）〜（ｃ）は、位相差の測定原理について説明するための模式図である。また、図７（ａ）〜（ｃ）は、位相差の測定時における反射光波形表示部１３の表示例を示す図である。
【００４５】
位相差を測定するには、まず、図６（ａ）に示すように、凹部１０１ａが形成されていない部分の透明基板１０１に第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２を照射する。そのような各レーザの照射部分を以下では第１の測定ポイントM1と呼ぶ。
【００４６】
そして、ウエッジプリズム３５を変位させながら、受光部３６で各レーザ光２１、２２の干渉光の強度を計測する。このようにウエッジプリズム３５を変位させることで、各レーザ光２１、２２の干渉光の強度I0は、ウエッジプリズム３５の変位量xと共に変化する。
【００４７】
演算部６（図２参照）は、そのような強度I0の変化を変位量ｘの関数として求め、その強度I0の波形を図７（ａ）のように反射光波形表示部１３（図３参照）に表示する。このような強度I0の測定を以下ではベースライン測定とも呼ぶ。
【００４８】
次いで、図６（ｂ）に示すように、支持部２（図２参照）を駆動することで位相シフトマスク１００を移動し、第１のレーザ光２１が遮光膜１０２に当たり、且つ第２のレーザ光２２が凹部１０１ａの底面に当たるようにする。そのような各レーザの照射部分を以下では第２の測定ポイントM2と呼ぶ。
【００４９】
そして、ベースライン測定（図６（ａ））の場合と同様にウエッジプリズム３５を変位させながら各レーザ光２１、２２の干渉光の強度I1を受光部３６で計測する。その強度I1は、ウエッジプリズム３５の変位量xの関数として、図７（ｂ）のような波形として反射光波形表示部１３（図３参照）に表示される。
【００５０】
その後、図６（ｃ）に示すように、支持部２を駆動することで位相シフトマスク１００を移動させ、第１のレーザ光２１が凹部１０１ａの底面に当たり、且つ第２のレーザ光２２が遮光膜１０２に当たるようにする。そのような各レーザの照射部分を以下では第３の測定ポイントM3と呼ぶ。
【００５１】
そして、ウエッジプリズム３５を変位させながら各レーザ光２１、２２の干渉光の強度I2を受光部３６で計測し、その計測結果をウエッジプリズム３５の変位量xの関数として反射光波形表示部１３に図７（ｃ）のような波形で表す。
【００５２】
図８は、上記の各強度I0〜I2を重ね合わせた図である。
【００５３】
図８に示すように、各測定ポイントM1〜M3における干渉光の強度I0〜I2は、ウエッジプリズム３５の変位量xの関数として次の式（１）〜（３）のように表される。
【００５４】
I0=cosφ0(x)  ・・・（１）
I1=cosφ1(x)  ・・・（２）
I2=cosφ2(x)  ・・・（３）
ここで、三角関数には位相に２nπ（nは整数）の不定性があるため、強度I1、I2のみからそれらの位相φ1(x)、φ2(x)を一意に決定することはできない。そのため、本例では強度I0の位相φ0(x)を基準に用いて、|φ0(x)−φ1(x)|と|φ0(x)−φ2(x)|がいずれも２π未満となるように、位相φ1(x)、φ2(x)を決定する。
【００５５】
また、各位相φ0(x)〜φ2(x)は、各測定ポイントM1〜M3における第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２の位相差としての意義を有し、その値はウエッジプリズム３５の変位量xの関数となる。そして、これらの位相φ0(x)〜φ2(x)は、位相シフトマスク１００の凹部１０１ａで発生する位相差Δφが原因で、それぞれ異なった値となる。
【００５６】
本例では、そのような位相φ0(x)〜φ2(x)を利用して位相差Δφを次のように求める。
【００５７】
図９は、第２のビームスプリッタ３２に入る直前における第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２のそれぞれの位相を模式的に表す図である。
【００５８】
なお、図９では、横方向に各測定ポイントM1〜M3を示し、縦方向に各レーザ光２１、２２の位相差を示している。
【００５９】
上記したように、各測定ポイントM1〜M3においては、各レーザ光２１、２２の位相差がφ0(x)〜φ2(x)となる。
【００６０】
そして、第１のレーザ光２１については、第３の測定ポイントM3において凹部１０１ａの底面で反射したので、第３の測定ポイントM3における位相が第１の測定ポイントM1と比較してΔφだけずれる。
【００６１】
同様に第２のレーザ光２２については、第２の測定ポイントM2において凹部１０１ａの底面で反射したので、第２の測定ポイントM2における位相が第１の測定ポイントM1と比較してΔφだけずれる。
【００６２】
これらのことから、Δφは、次の式（４）、（５）のように表されることになる。
【００６３】
Δφ＝φ1(x)−φ0(x)  ・・・（４）
Δφ＝φ0(x)−φ2(x)  ・・・（５）
そして、これらの式（４）、（５）の両辺を足して２で割ることにより、Δφを次の式（６）のように表すことができる。
【００６４】
Δφ＝（φ1(x)−φ2(x)）／２  ・・・（６）
すなわち、位相差φΔを求めるには、強度I1、I2から位相φ1(x)、φ2(x)を算出し、これらの位相φ1(x)、φ2(x)を式（６）に代入すればよいことになる。
【００６５】
ところで、上記した位相差Δφの計測は、位相シフトマスク１００の異なる製造工程のそれぞれにおいて複数回行われる。例えば、位相シフトマスク１００の製造工程には、ドライエッチングによりシフター用の凹部１０１ａを形成する工程や、その凹部１０１ａをウエットエッチングしてアンダーカットを形成する工程等があり、これらの工程で位相差が計測される。
【００６６】
ここで、第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２のマスク１００上での照射位置が測定の度に異なったのでは、マスク１００の同一部分における位相差Δφが各製造工程間でどのように変動するのかを評価することができない。
【００６７】
そのため、位相差Δφの計測に際しては、複数の製造工程のそれぞれにおいて各レーザ光２１、２２の照射位置が同一になるように、各レーザ光２１、２２と位相シフトマスク１００との位置合わせを行うのが好ましい。
【００６８】
図１０（ａ）、（ｂ）は、その位置合わせの仕方の一例について説明するための表示部７の表示画面である。
【００６９】
このうち、図１０（ａ）は、第２の測定点M2（図６（ｂ）参照）における測定時の位置合わせを示し、図１０（ｂ）は、第３の測定点M3（図６（ｃ）参照）における測定時の位置合わせを示す。
【００７０】
図１０（ａ）に示されるように、第２の測定点M2での位置合わせでは、ユーザが表示部７を見ながら位相シフトマスク１００を水平面内で移動させることにより、シフター開口１０２ａの左側の一辺１０２ｘと表示部７に表示された基準線Lとを目視で一致させる。
【００７１】
このとき、位相シフトマスク１００の移動は、ユーザがステージコントロールパネル１２（図３参照）を操作することにより手動で行われる。このような位置合わせを以下では第１のエッジライン指定と呼ぶ。
【００７２】
そして、第１のエッジライン指定が終了した後は、図１０（ｂ）に示すように、マスク座標系のY座標を固定しながらX座標のみを変化させることにより、X方向に位相シフトマスク１００を移動させ、シフター開口１０２の右側の一辺１０２ｙと基準線Lとを一致させる。一致したかどうかは、ユーザが表示部７を観察することにより目視で行う。このような位置合わせを以下では第２のエッジライン指定と呼ぶ。
【００７３】
このように基準線Lを利用して位置合わせを行うことで、位相シフトマスク１００の複数の製造工程のそれぞれにおいて位相差Δφを計測する場合でも、各計測時に各レーザ光２１、２２が位相シフトマスク１００の同一箇所に照射されると期待できる。
【００７４】
しかしながら、この方法では、ユーザの目視に頼って基準線Lを各辺１０２ｘ、１０２ｙに位置合わせしているので、その位置合わせに誤差が生じるおそれがある。特に、基準線Lと位置合わせすべき辺が二つ（１０２ｘ、１０２ｙ）あるので、誤差が入り込む余地が二回あり、測定の度に位相差Δφがばらつくおそれがある。
【００７５】
本願発明者は、基準線Lと辺１０２ｘとの位置ずれ量Δxによって、位相差の測定値がどの程度ばらつくのかを以下のように実験した。
【００７６】
図１１は、その実験における位置ずれ量Δxを定義するための断面図である。
【００７７】
図１１に示すように、この実験では、基準線Lが辺１０２ｘよりも左側にずれたときをマイナスのずれとし、基準線Lが辺１０２ｘよりも右側にずれたときをプラスのずれとした。
【００７８】
図１２は、上記のようにして定義された位置ずれ量Δxと、各レーザ光２１、２２間の位相差との関係を示すグラフである。
【００７９】
なお、図１２の調査では、凹部１０１ａの形成前における透明基板１０１の平坦面での位相差を測定している。図１２における「位相差Ａ」、「位相差Ｂ」、「位相差Ｃ」は、形成予定の凹部１０１ａの深さが異なる三種類の透明基板１０１について調査したことを示す。これについては、後述の図１３と図１４でも同様である。
【００８０】
また、位相差は、各レーザ光２１、２２として使用したアルゴンレーザの波長（４８８nm）における値である。
【００８１】
図１２に示すように、位置ずれ量Δxが増大すると共に、位相差も増大する傾向にある。
【００８２】
一方、図１３は、その位置ずれ量Δxと、上記の方法により計測した凹部１０１ａでの位相差との関係を示すグラフである。図１２と同様に、図１３でもアルゴンレーザの波長（４８８nm）での位相差を示している。
【００８３】
図１３に示すように、この場合も位置ずれによって位相差が変動するのが理解される。
【００８４】
また、図１４は、図１３の結果を露光光の波長（１９３nm）での位相差に変換して得られたグラフである。図１４に示されるように、露光光の波長に変換しても位置ずれによって位相差がばらついている。
【００８５】
図１２〜図１４の結果から分かるように、上記した位相差Δφの計測方法では、基準線Lと辺１０２ｘとの位置ずれによって計測結果が大きな影響を受けてしまう。
【００８６】
本願発明者はこのような問題に鑑み、以下に説明するような実施形態に相当した。
【００８７】
（第１実施形態）
図１５は、本実施形態に係る位相シフトマスク２００の全体平面図である。
【００８８】
この位相シフトマスク２００はレベンソンマスクであって、露光対象のチップに対応した四つのデバイスパターン領域２２０を有する。
【００８９】
各デバイスパターン領域２２２はスクライブ領域２２１で隔てられ、また、各デバイスパターン領域２２２の周囲にはそれらを囲うレチクルカバー部２２２が設けられる。
【００９０】
そして、そのレチクルカバー部２２２の外側の領域には、マスク座標系を設定する際に使用する十字型のアライメントマーク２２９が二つ設けられる。
【００９１】
これらのアライメントマーク２２９はマスク座標系を設定する基準として使用されるものであり、各アライメントマーク２２９を通る直線がマスク座標系のX軸として設定され、そのX軸に垂直な直線がY軸として設定される。
【００９２】
更に、この位相シフトマスク２００には、製造途中で位相差を測定するためのモニターパターンが形成されたモニタ領域２２５を有する。この例では、各デバイスパターン領域２２０内の空き領域にモニタ領域２２５が形成されるが、モニタ領域２２５の形成部位はこれに限定されない。
【００９３】
図１６は、そのモニタ領域２２５をデバイスパターン領域２２０の外側に設けた場合における位相シフトマスク２００の全体平面図である。デバイスパターン領域２２２に空き領域がない場合には、このようにデバイスパターン領域２２０の外側にモニタ領域２２５を設けるのが好ましい。
【００９４】
更に、チップの取り数も上記に限定されない。図１７は、一つのデバイスパターン領域２２０のみを形成した場合の位相シフトマスク２００の全体平面図である。なお、この例ではデバイスパターン領域２２０の内側にモニタ領域２２５を設けたが、図１６で説明したようにデバイスパターン２２０の外側にモニタ領域２２５を設けるようにしてもよい。
【００９５】
図１８は、モニタ領域２２５における位相シフトマスク２００の拡大平面図である。
【００９６】
図１８に示されるように、位相シフトマスク２００は、石英基板等の透明基板２０１と、その上に形成されたクロム膜等の遮光膜２０２とを有する。
【００９７】
モニタ領域２２５における透明基板２０１には、シフターとして機能する第１の凹部２０１ａと第２の凹部２０１ｂとが形成される。
【００９８】
そして、遮光膜２０２には、これらの凹部２０１ａ、２０１ｂのそれぞれに重なる第１のシフター開口２０２ａと第２のシフター開口２０２ｂが形成される。これらの開口２０２ａ、２０２ｂはいずれも平面形状が矩形であって、第２の開口２０２ｂは平面視で第１の開口２０２ａから斜めの位置に形成される。
【００９９】
また、各シフター開口２０２ａ、２０２ｂの辺の位置は特に限定されないが、第１のシフター開口２０２ａの第１の辺２０２ｘの延長線上に、第２のシフター開口２０２ｂの第２の辺２０２ｙが位置するのが好ましい。
【０１００】
更に、各シフター開口２０２ａ、２０２ｂの大きさも特に限定されないが、X方向に平行な短辺の長さについては、第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２の間隔の２倍以上の長さ、例えば５μmとするのが好ましい。
【０１０１】
図１９は、この位相シフトマスク２００の断面図である。図１９では、モニタ領域２２５における断面とデバイスパターン領域２２０における断面とを併記してある。更に、モニタ領域２２２については、図１８のＡ−Ａ線に沿う断面とＢ−Ｂ線に沿う断面とを併記してある。
【０１０２】
図１９に示すように、デバイスパターン領域２２０においては、透明基板２０１にシフター用の第３の凹部２０１ｃが形成され、その第３の凹部２０１ｃに重なる第３のシフター開口２０２ｃが遮光膜２０２に形成される。また、デバイスパターン領域２２０において第３のシフター開口２０２ｃから間隔をおいた部分の遮光膜２０２には非シフター開口２０２ｄが形成される。
【０１０３】
そのような位相シフトマスク２００においては、デバイスパターン領域２２０における非シフター開口２０２ｄと第３のシフター開口２０２ｃのそれぞれを通った露光光の位相差Δφが丁度πのときに解像度が高められる。
【０１０４】
その位相差Δφは第３の凹部２０１ｃの深さに依存するが、各凹部２０１ａ〜２０１ｃは同じ工程で形成されるので、第３の凹部２０１ｃの深さは第１の凹部２０１ａや第２の凹部２０１ｂと同じであるとみなせる。よって、第３の凹部２０１ｃにより生じた位相差Δφは、第１の凹部２０１ａや第２の凹部２０１ｂにより生じた位相差と同一であるとみなすことができる。
【０１０５】
そこで、本実施形態では、第３の凹部２０１ｃで生じた位相差がπになっているか否かをマスク２００の製造途中で検査するために、既述の位相差計測装置１（図２参照）を利用してモニタ領域２２５における各凹部２０１ａ、２０１ｂでの位相差を次のようにして測定する。
【０１０６】
図２０は、本実施形態に係る位相シフトマスクの検査方法のフローチャートである。
【０１０７】
また、図２１〜図２３は、そのフローチャートの代表的なステップについて説明するための模式図である。なお、図２１〜図２３では、モニタ領域２２５の平面図と断面図とを併記してある。
【０１０８】
最初のステップＳ１では、図２１に示すように、第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２の両方が遮光膜２０２に照射されるように支持部２の位置を移動させ、この状態で既述のベースライン測定を行う。
【０１０９】
既述のように、ベースライン測定では、各レーザ光２１、２２の反射光同士の干渉光の強度I0が測定され、図８に示したようなI0=cosφ0(x)の波形が取得される。
【０１１０】
なお、各レーザ光２１、２２のマスク２００上での間隔は特に限定されないが、本実施形態ではその間隔を約２μmとする。
【０１１１】
次のステップＳ２では、図２２に示すように、ユーザが表示部７（図２参照）を観察しながら支持部２を水平面内で移動させることにより、表示部７に表示されている基準線Lを第１の開口２０２ａの第１の辺２０２ｘに合わせる。既述のように、基準線Lは、各レーザ光２１、２２の中点Pを通るように表示される。よって、本ステップを行うことにより、中点Pが第１の辺２０２ｘに合わせられることになる。
【０１１２】
次のステップＳ３では、図２２の状態を維持しながら、遮光膜２０２で反射した第１のレーザ光２１と、第１の凹部２０１ａの底面で反射した第２のレーザ光２２との位相差φ1(x)を取得する。
【０１１３】
その位相差φ1(x)は、第１のエッジライン指定（図６（ｂ）参照）と同様に、ウエッジプリズム３５の変位量xを変化させ、これにより得られたI1=cosφ1(x)の波形（図８参照）から取得することができる。
【０１１４】
次のステップＳ４では、図２３に示すように、マスク座標系のX座標を固定しながらY座標のみを所定量ΔYだけ変化させることにより、基準線Lに沿って位相シフトマスク２００を移動させる。なお、基準線Lはマスク座標系のY軸に平行なので、位相シフトマスク２００はY軸にそって移動することになる。
【０１１５】
この操作は、マスク座標系のY座標の変化量ΔYをユーザが指定することにより行うものであり、目視により基準線Lを第２の辺２０２ｙに合わせることを要しない。
【０１１６】
既述のように、第２の辺２０２ｙは第１の辺２０２ｘの延長線上にあるため、このようにマスク座標系のX座標を固定することで、基準線Lと第２の辺２０２ｙとが位置合わせされた状態を維持することができる。
【０１１７】
なお、このようにY軸に沿って位相シフトマスク２００を移動するとき、各辺２０２ｘ、２０２ｙの長さが長すぎると、支持部２のローテーションの影響により基準線Lが第２の辺２０２ｙから外れるおそれがある。そのため、各辺２０２ｘ、２０２ｙの長さについては、支持部２のローテーションの影響を無視し得る長さ、例えば２０μm程度とするのが好ましい。
【０１１８】
更に、そのローテーションの影響を受け難くするために、図示のように各開口２０２ａ、２０２ｂをそれぞれの角において互いに接するように形成し、本ステップでのY座標の変化量ΔYをなるべく小さくするのが好ましい。
【０１１９】
次のステップＳ５では、図２３の状態を維持しながら、遮光膜２０２で反射した第２のレーザ光２２と、第２の凹部２０１ｂの底面で反射した第１のレーザ光２１との位相差φ2(x)を取得する。
【０１２０】
その位相差φ2(x)は、第１のエッジライン指定（図６（ｃ）参照）と同様に、ウエッジプリズム３５の変位量xを変化させ、これにより得られたI2=cosφ2(x)の波形（図８参照）から取得することができる。
【０１２１】
その後に、ステップＳ６に移り、ステップＳ３、Ｓ５で取得した位相差φ1(x)、φ2(x)に基づいて、第１の凹部２０１ａと第２の凹部２０１ｂのそれぞれにより生じる露光光の位相差を算出する。
【０１２２】
その位相差は、既述の式（６）に従ってΔφ＝（φ1(x)−φ2(x)）／２により各レーザ光２１、２２の位相差Δφを算出した後、その位相差Δφと、各レーザ光２１、２２の波長λ0と、露光光の波長λ1と、透明基板２０１の屈折率nとに基づいて算出され得る。
【０１２３】
そして、このように算出した露光光の位相差が、デバイスパターン領域２２０に形成されたシフター用の第３の凹部２０２ｃ（図１９参照）により生じる露光光の位相差に等しいと推定する。
【０１２４】
以上により、本実施形態に係る位相シフトマスクの検査方法の代表的なステップが終了したことになる。
【０１２５】
上記した本実施形態によれば、図２３のステップにおいて、ユーザの目視に頼ることなく、マスク座標系のY座標の変化量ΔYを指定することで基準線Lを第２の辺２０２ｙに合わせる。よって、基準線Lと第２の辺２０２ｙとの位置合わせに際し、目視が原因の誤差が入り込む余地がなくなる。
【０１２６】
そのため、位相シフトマスク２００の複数の製造工程のそれぞれにおいて位相差を計測する場合でも、それぞれの計測時において各レーザ光２１、２２がマスク２００の同一箇所に照射され、位相差の計測値にばらつきが生じるのを防止できる。
【０１２７】
図２４〜図２６は、その位相差の計測値のばらつきがどの程度抑えられるかを調査して得られたグラフである。
【０１２８】
その調査では、マスク２００の同一箇所における位相差を１０セット測定した。各セットの測定回数は１０回である。そして、その１０回の平均値を図２４〜図２６にプロットした。調査で作製したシフター開口２０２ａ、２０２ｂの短辺の長さは５μmである。
【０１２９】
また、これらの図には、比較例として、予備的事項で説明した方法での測定結果も併記してある。
【０１３０】
なお、図２４の調査では、各凹部２０１ａ〜２０１ｃの形成前における透明基板２０１の平坦面での位相差を測定している。その位相差は、各レーザ光２１、２２として使用したアルゴンレーザの波長（４８８nm）における値である。
【０１３１】
図２４に示されるように、本実施形態における位相差の測定値のばらつき（３σ）は０．１９degであり、比較例のばらつき（０．６１deg）よりも改善されている。
【０１３２】
また、図２５は、本実施形態に従って第１の凹部２０１ａと第２の凹部２０１ｂでの位相差を測定した結果を示す。なお、その位相差は、各レーザ光２１、２２の波長（４８８nm）での値である。
【０１３３】
図２５に示されるように、この場合でも本実施形態の測定値のばらつき（３σ）は０．４０degであり、比較例のばらつき（１．１０deg）よりもばらつきが改善できている。
【０１３４】
図２６は、図２５の結果を露光光の波長（１９３nm）での値に換算し直して得られたグラフである。図２６に示すように、露光光の波長でも位相差の測定結果のばらつき（３σ）が比較例よりも抑制されている。
【０１３５】
これら図２４〜図２５の結果から、本実施形態に従って位相差の測定を行うことで、測定値のばらつきが抑制され、測定値の再現性が向上することが明らかとなった。
【０１３６】
なお、そのような位相差の測定に使用可能な位相シフトマスク２００の平面レイアウトは図１８に示したものに限定されない。
【０１３７】
図２７は、位相シフトマスク２００の平面レイアウトの他の例について示す平面図である。
【０１３８】
この例では、第２の辺２０２ｙが第１の辺２０２ｘの延長線上にある状態を維持しながら、第１のシフター開口２０２ａと第２のシフター開口２０２ｂのそれぞれを互いに間隔をおいて形成する。
【０１３９】
このようにすることで、各シフター開口２０２ａ、２０２ｂの間の部分Kにおける遮光膜２０２がマスク２００の製造途中で剥離するのを防止でき、位相シフトマスク２００が不良となる危険性を低減できる。
【０１４０】
但し、各シフター開口２０２ａ同士を離しすぎると、第２のパターンエッジ指定のために支持部２をY方向に移動させるときに、支持部２の移動精度の影響で移動後の各レーザ光２１、２２の照射位置がばらつくおそれがある。
【０１４１】
そのため、各シフター開口２０２ａのY方向の中心間間隔Eの上限については、支持部２の移動精度の影響を受けない１０μm程度とするのが好ましい。
【０１４２】
（第２実施形態）
第１実施形態では、位相差計測装置を用いて位相シフトマスクにおける位相差を求めるために、図１８に示したように各凹部２０１ａ、２０２ｂを互いに斜めに配置した。
【０１４３】
位相差計測装置としては、そのようなレーザを用いるタイプのほかに、位相シフトマスクの透過光を利用して位相差を求める透過型の位相差計測装置もあり、マスクの製造工程ではこれら二つの位相差計測装置とを併用することがある。
【０１４４】
そこで、本実施形態では、図１８のように各凹部２０１ａ、２０１ｂを斜めに配置した場合でも、透過型の位相差計測装置での位相差測定を可能とするような位相シフトマスクについて説明する。
【０１４５】
図２８は、本実施形態で使用する透過型の位相差計測装置の構成図である。
【０１４６】
その位相差計測装置３００は、検査光Lを発生するための光源ランプ３１９と、検査光Lのうち特定の波長の光のみを取り出すバンドパスフィルタ３２３と、検査光Lが通る回折格子３０１とを有する。このうち、光源ランプ３１９としては、例えばHg-Xeランプを使用し得る。
【０１４７】
回折格子３０１の後段には、コンデンサレンズ３０２と対物レンズ群３０６とが設けられると共に、第１及び第２のビームスプリッタ３０７、３０９と、第１及び第２のミラー３０８、３１０と、コリメータレンズ３１８と、ピンホールミラー３２０とが設けられる。
【０１４８】
このような位相差計測装置３００においては、回折格子３１０を通った検査光Lの回折光が位相シフトマスク４００を透過し、透過光が第１のビームスプリッタ３０７において第１の透過光Q1と第２の透過光Q2に分けられる。これらの透過光Q1、Q2の各々は、図中の光路A、Bを通ってピンホールミラー３２０の直前で合成される。
【０１４９】
ピンホールミラー３２０にはピンホール３２０ａが設けられており、上記した各透過光の干渉光の一部がピンホール３２０から取り出され、当該一部の干渉光の強度が受光部３２２において計測される。
【０１５０】
また、各光路A、Bの途中には第１のダブルウエッジプリズム３１５と第２のダブルウエッジプリズム３１６が設けられる。これらのうち、例えば第１のダブルウエッジプリズム３１５のウエッジプリズム３１５ａを光路に対して横方向にずらすことにより、第１の透過光Q1の横ずらしを行うことができる。
【０１５１】
横ずらしが行われた第１の透過光Q1の像は、第２の透過光Q2の像と合成された後にピンホールミラー３２０により反射され、撮像部３２５で各像の合成像が観察される。本実施形態では、合成像における横ずらしの距離をシアリングと呼ぶ。
【０１５２】
更に、第２のダブルウエッジプリズム３１６のウエッジプリズム３１６ａを光路に対して横方向にずらすことにより、各透過光Q1、Q2の光路差を変化させることができる。
【０１５３】
次に、この透過型の位相差計測装置３００と第１実施形態のレーザを用いた位相差計測装置１の双方で使用可能な位相シフトマスクについて説明する。
【０１５４】
図２９は、そのような位相シフトマスク２００のモニタ領域２２５における拡大平面図である。なお、図２９において第１実施形態で説明したのと同じ要素には第１実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【０１５５】
図２９に示されるように、この位相シフトマスク２００では、第１実施形態で説明したシフター開口２０２ａ、２０２ｂに加え、これらの開口２０２ａ、２０２ｂから間隔をおいた部分の遮光膜２０２にモニタ用非シフター開口２０２ｅが形成される。
【０１５６】
これら第１のシフター開口２０２ａと非シフター開口２０２ｅの配列ピッチは特に限定されないが、本実施形態では開口の中心間距離が１５μmとなるようにこれらの開口２０２ａ、２０２ｅを横方向（X軸方向）に配列する。
【０１５７】
また、縦方向（Y軸方向）における開口同士の間隔Wについては、例えば１μmとする。
【０１５８】
図３０は、図２９のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【０１５９】
図３０に示されるように、モニタ用非シフター開口２０２ｅは、凹部の形成されていない透明基板２０１の平坦面上に形成される。
【０１６０】
次に、上記の透過型の位相差計測装置３００を用いた位相シフトマスク２００の検査方法について説明する。
【０１６１】
本実施形態における位相シフトマスク２００の検査は、第１実施形態に従ってマスク２００の位相差を求めた後、その位相差を再確認するために行われるものである。
【０１６２】
図３１は、本実施形態に係る位相シフトマスクの検査方法のフローチャートである。
【０１６３】
また、図３２〜図３４は、そのフローチャートの代表的なステップについて説明するための模式図である。図３２〜図３４では、説明を分かり易くするために、光路Aについてのマスク２００の断面と光路Bについてのマスク２００の断面とを併記すると共に、光路Aのシアリング量をΔDで表している。
【０１６４】
最初のステップＳ１１では、図３２に示すように、位相シフトマスク２００のモニタ領域２２５において、遮光膜２０２が形成されていない部分に検査光Lを照射する。
【０１６５】
このとき、光路Aを通る透過光には横ずらしが行われており、撮像部３２５では光路Aと光路Bのそれぞれを通った透過光Q1と透過光Q2の合成像が観察される。
【０１６６】
この状態で撮像部３２５により観察を行うと、図３２の上側に示すような観察像が得られる。これに示されるように、観察像には各透過光Q1、Q2の干渉縞が現れる。更に、観察像の中心付近には、ピンホール３２０ａに対応した矩形状の暗部３５０が現れる。
【０１６７】
このように光路Aの横ずらしを行った状態で、第１のダブルウエッジプリズム３１５（図２８参照）のウエッジプリズム３１５ａを図中のx方向に変位させることにより、各透過光Q1、Q2の光路差を変化させる。
【０１６８】
これにより、観察像における干渉縞が変動し、ピンホール３２０ａを透過する光の強度I0が変化する。
【０１６９】
その光の強度I0とウエッジプリズム３１５ａの変位量xとの関係は、第１実施形態の図８における強度I0と同様になり、I0=cosφ0(x)と表される。
【０１７０】
本ステップは、そのような強度I0の位相φ0(x)を取得するものであり、第１実施形態で説明したベースライン測定に相当する。
【０１７１】
次のステップＳ１２では、図３３に示すように、光路Aにおけるモニタ用非シフター開口２０２ｅが、光路Bにおける第１のシフター開口２０２ａに重なるように、光路Aの横ずらしを行う。
【０１７２】
これにより、モニタ用非シフター開口２０２ｅを通った第１の透過光Q1と、第１のシフター開口２０２ａを通った第２の透過光Q2のそれぞれが重ね合わせられる。
【０１７３】
そして、この状態で、ウエッジプリズム３１５ａ（図２８参照）をx方向に変位させることにより、各各透過光Q1、Q2の光路差を変化させながら、ピンホール３２０ａを透過する各透過光Q1、Q2の干渉光の強度I1をxの関数として表す。
【０１７４】
その強度I1は、第１の実施形態の図８における強度I1と同様に、I1=cosφ1(x)と表される。
【０１７５】
本ステップは、そのような強度I1の位相φ1(x)を取得するものであり、第１実施形態で説明した第１のエッジライン指定に相当する。
【０１７６】
次のステップＳ１３では、図３４に示すように、光路Aにおける第１のシフター開口２０２ａが、光路Bにおけるモニタ用非シフター開口２０２ｅに重なるように、光路Aの横ずらしを行う。
【０１７７】
これにより、第１のシフター開口２０２ａを通った第１の透過光Q1と、モニタ用非シフター開口２０２ｅを通った第２の透過光Q2のそれぞれが重ね合わせられる。
【０１７８】
そして、この状態で、ウエッジプリズム３１５ａ（図２８参照）をx方向に変位させることにより、各透過光Q1、Q2の光路差を変化させながら、ピンホール３２０ａを透過する各透過光Q1、Q2の干渉光の強度I2をxの関数として表す。
【０１７９】
その強度I2は、第１の実施形態の図８における強度I2と同様に、I2=cosφ2(x)と表される。
【０１８０】
本ステップは、そのような強度I2の位相φ2(x)を取得するものであり、第１実施形態で説明した第２のエッジライン指定に相当する。
【０１８１】
その後に、ステップＳ１４に移り、ステップＳ１１、Ｓ１２で取得した位相差φ1(x)、φ2(x)に基づいて、ピンホール３２０ａを透過した各透過光Q1、Q2同士の位相差を算出する。
【０１８２】
その位相差は、第１実施形態の式（６）に従ってΔφ＝（φ1(x)−φ2(x)）／２により検査光Lでの位相差Δφを算出した後、その位相差Δφ、検査光Lの波長λ2、露光光の波長λ1、及び透明基板２０１の屈折率nに基づいて算出され得る。
【０１８３】
以上により、本実施形態に係る位相シフトマスクの検査方法の代表的なステップが終了したことになる。
【０１８４】
このような位相シフトマスクの検査方法によれば、ピンホール３２０ａを通して透過光Q1、Q2の強度I0〜I2を測定する。よって、ピンホール３２０ａの大きさが第１のシフター開口２０２ａとモニタ用非シフター開口２０２ｅのそれぞれよりも大きいと、各開口２０２ａ、２０２ｂを通った透過光Q1、Q2がピンホール３２０ａによってケラレてしまい、強度I0〜I2を正確に測定できない。
【０１８５】
そこで、本実施形態では、ピンホール３２０ａの大きさが第１のシフター開口２０２ａとモニタ用非シフター開口２０２ｅのそれぞれよりも小さくなるように、これらの開口２０２ａ、２０２ｅの大きさを次のように決定する。
【０１８６】
図３５は、これらの開口２０２ａ、２０２ｅの好適な大きさの一例について説明するための平面図である。
【０１８７】
この例では、ピンホール３２０ａの横方向（X軸方向）の長さをD1、縦方向（Y軸方向）の長さをD2としている。これらの長さの値は、例えばD1が４μm、D2が１６μmである。
【０１８８】
そのような大きさのピンホール３２０ａに対し、各開口２０２ａ、２０２ｅの横方向と縦方向の長さD3、D4をそれぞれ１５μm、２０μmとすることで、ピンホール３２０ａが各開口２０２ａ、２０２ｅに収まり、ピンホール３２０ａでのケラレを防止できる。
【０１８９】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態や第２実施形態の露光マスク２００の製造方法について説明する。
【０１９０】
図３６〜図３９は、本実施形態に係る露光マスク２００の製造途中の断面図である。なお、これらの図において第１、第２実施形態で説明したのと同じ要素にはこれらの実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【０１９１】
露光マスク２００を製造するには、まず、図３６（ａ）に示すように、石英基板等の透明基板２０１の上に、スパッタ法により遮光膜２０２としてクロム膜を形成する。そして、この遮光膜２０２の上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像して第１のレジストパターン２６０を形成する。
【０１９２】
次いで、図３６（ｂ）に示すように、上記の第１のレジストパターン２６０をマスクにして遮光膜２０２をドライエッチングする。
【０１９３】
これにより、モニタ領域２２５には第１のシフター開口２０２ａとモニタ用非シフター開口２０２ｅが形成され、デバイスパターン領域２２０には第３のシフター開口２０２ｃと非シフター開口２０２ｄが形成される。
【０１９４】
次いで、図３７（ａ）に示すように、このドライエッチングが終了した時点での露光光の位相差を検査すべく、第１実施形態のフローチャート（図２０参照）に従って位相差を計測する。
【０１９５】
第１実施形態で説明したように、この方法では、第１のレーザ光２１と第２のレーザ光の反射光の位相差に基づき、位相差が検査される。
【０１９６】
この方法によれば、第１のレジストパターン２６０が形成されていない透明基板２０１の主面２０１ｘから各レーザ光２１、２２を照射し、その反射光を利用するので、位相差の計測にあたって第１のレジストパターン２６０を剥離する必要がない。
【０１９７】
この後に、第１のレジストパターン２６０は除去される。
【０１９８】
次いで、図３７（ｂ）に示すように、透明基板２０１と遮光膜２０２のそれぞれの上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像して第２のレジストパターン２６２を形成する。
【０１９９】
そして、この第２のレジストパターン２６２をマスクに用いながら透明基板２０１をドライエッチングすることにより、モニタ領域２２５とデバイスパターン領域２２０のそれぞれに第１の凹部２０１ａと第３の凹部２０１ｃを形成する。
【０２００】
ここで、各凹部２０１ａ、２０１ｃはシフターとして機能するものであるから、その深さに過不足があると、各凹部２０１ａ、２０１ｃにより生じる露光光の位相差が設計値から外れてしまう。
【０２０１】
そこで、次の工程では、図３８（ａ）に示すように、第１実施形態に従って第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２を透明基板２０１に照射し、第１の凹部２０１ａで生じる露光光の位相差を計測する。
【０２０２】
ここで、第３の凹部２０１ｃは、第１の凹部２０１ａと同一の工程で形成されるものであるから、第３の凹部２０１ｃにより生じる露光光の位相差は第１の凹部２０１ａで生じる位相差と同じであると推定できる。
【０２０３】
そして、その位相差が許容値よりも多いと判断された場合は、各凹部２０１ａ、２０１ｂが設計よりも深いことになり、その場合には透明基板２０１を再使用することはできないので透明基板２０１を破棄する。
【０２０４】
一方、位相差が許容値に満たない場合には各凹部２０１ａ、２０１ｃの深さが不足しているので、透明基板２０１に対して追加のエッチングを行う。このとき、位相差の計測に際して第２のレジストパターン２６２を剥離する必要がないので、その第２のレジストパターン２６２を引き続き用いて追加のエッチングを行うことができ、レジストパターンを再形成するための工程を省くことができる。
【０２０５】
そして、追加のエッチングによって第１の凹部２０１ａで生じる位相差が許容値内に収まったときは、第２のレジストパターン２６２を剥離して本工程を終了する。
【０２０６】
次に、図３８（ｂ）に示すように、透明基板２０１と遮光膜２０２のそれぞれの上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像して第３のレジストパターン２６５を形成する。
【０２０７】
そして、この第３のレジストパターン２６５をマスクに用いながら透明基板２０１をフッ酸溶液等でウエットエッチングする。これにより、各凹部２０１ａ、２０１ｃの幅が基板横方向に広がり、遮光膜２０２の下の透明基板２０１にアンダーカットと呼ばれる掘り込みが形成される。
【０２０８】
なお、このウエットエッチングのマスクとして、剥離前の第２のレジストパターン２６２を用いることも考えられるが、第２のレジストパターン２６２には凹部２０１ａ、２０１ｃの形成時のドライエッチングによりピンホールが形成されているおそれがある。よって、本実施形態のようにウエットエッチング用に第３のレジストパターン２６５を改めて形成し、それをマスクにしてウエットエッチングを行うのが好ましい。
【０２０９】
ここで、各凹部２０１ａ、２０１ｂの形成時と同様に、本工程でもこれらの凹部２０１ａ、２０１ｂで生じる位相差が許容値よりも多いか少ないかを評価するのが好ましい。
【０２１０】
そこで、次の工程では、図３９（ａ）に示すように、第１実施形態に従って第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２を石英基板２０１に照射し、第１の凹部２０１ａでの位相差を計測する。
【０２１１】
そして、図３８（ａ）の場合と同様に、位相差が許容値よりも多いと判断された場合には石英基板２０１を破棄し、位相差が許容値に満たない場合には第３のレジストパターン２６５が形成された状態で追加のウエットエッチングを行う。
【０２１２】
このような追加のウエットエッチングにより第１の凹部２０１ａで生じる露光光の位相差が許容値となった場合には、第３のレジストパターン２６５を剥離して本工程を終了する。
【０２１３】
以上により、レベンソン型の位相シフトマスク２００の基本構造が完成したことになるが、その位相シフトマスク２００を完成品として次工程に払い出す前に、露光光の位相差を再確認するのが好ましい。
【０２１４】
その再確認においては、位相シフトマスク２００にはレジストパターンが無い状態なので、検査光Lを透明基板２０１に通すことで第２実施形態のフローチャート（図３１参照）に従って第１の凹部２０１ａにおける位相差を検査し得る。
【０２１５】
そして、この検査によって位相差が許容値となっていることが確認できたときに、位相シフトマスク２００を次工程に払い出す。
【０２１６】
以上により、本実施形態に係る位相シフトマスクの製造方法の主要工程が終了したことになる。
【０２１７】
上記した本実施形態によれば、位相シフトマスク２００の製造途中において、第１実施形態に従って露光光の位相差を計測することで、レジストパターンを剥離することなしに、位相差の過不足を把握することができる。そして、位相差が不足していることが判った場合には、第１の凹部２０１ａに対して追加のエッチングを行うことで、第１の凹部２０１ａにより生じる露光光の位相差を許容値にすることができるようになる。
【０２１８】
更に、図３９（ｂ）に示したように、第３のレジストパターン２６５を剥離した後に、第２実施形態に従って位相差を再確認するので、位相差に過不足が生じている位相シフトマスク２００を次工程に誤って払い出してしまうのを防止できる。
【０２１９】
以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０２２０】
（付記１）  透明基板の一方の主面側から入射した第１のレーザ光と第２のレーザ光のそれぞれの照射点の中点を通る基準線を、前記透明基板の他方の主面上の遮光膜に形成された平面形状が矩形の第１の開口の第１の辺に合わせるステップと、
前記基準線が前記第１の辺に合わせられた状態で、前記遮光膜で反射した前記第１のレーザ光と、前記第１の開口に重なるように前記透明基板の前記他方の主面に形成された第１の凹部の底面で反射した前記第２のレーザ光との第１の位相差を求めるステップと、
前記透明基板の前記他方の主面において前記第１の開口から斜めの位置に形成され、且つ前記第１の辺の延長線上に第２の辺を有する平面形状が矩形状の第２の開口の該第２の辺に、前記基準線を合わせるステップと、
前記基準線が前記第２の辺に合わせられた状態で、前記遮光膜で反射した前記第２のレーザ光と、前記第２の開口に重なるように前記透明基板の前記他方の主面に形成された第２の凹部の底面で反射した前記第１のレーザ光との第２の位相差を求めるステップと、
前記第１の位相差と前記第２の位相差に基づき、前記第１の凹部と前記第２の凹部のそれぞれにより生じる露光光の位相差を算出するステップと、
を有することを特徴とする位相シフトマスクの検査方法。
【０２２１】
（付記２）  前記第２の辺に前記基準線を合わせるステップは、前記基準線に沿って所定距離だけ前記位相シフトマスクを移動させることにより行われることを特徴とする付記１に記載の位相シフトマスクの検査方法。
【０２２２】
（付記３）  前記位相シフトマスクの面内に直交座標系を設定するステップを更に有し、
前記第２の辺に前記基準線を合わせるステップは、前記直交座標系の座標軸に沿って前記所定距離だけ前記位相シフトマスクを移動させることにより行われることを特徴とする付記２に記載の位相シフトマスクの検査方法。
【０２２３】
（付記４）  前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光のそれぞれの照射点を結ぶ線分は、前記第１の辺と前記第２の辺のそれぞれに直交することを特徴とする付記１〜３のいずれかに記載の位相シフトマスクの検査方法。
【０２２４】
（付記５）  前記第１の凹部と前記第２の凹部は、前記位相シフトマスクのモニタ領域に設けられたと共に、
前記位相シフトマスクのデバイス領域に第３の凹部が設けられ、該第３の凹部により生じる前記露光光の位相差が、前記第１の凹部と前記第２の凹部のそれぞれにより生じる前記露光光の前記位相差に等しいと推定するステップを更に有することを特徴とする付記１〜４のいずれかに記載の位相シフトマスクの検査方法。
【０２２５】
（付記６）  前記遮光膜が、前記第１の凹部に重なるシフター開口と、該シフター開口から間隔をおいて形成された非シフター開口とを備え、
前記位相シフトマスクに検査光を照射するステップと、
前記シフター開口を通った前記検査光の第１の透過光と、前記非シフター開口を通った前記検査光の第２の透過光のそれぞれを、前記シフター開口と前記非シフター開口のそれぞれよりも小さなホールに通すステップと、
前記ホールを通った前記第１の透過光と前記第２の透過光との位相差を求め、該位相差に基づいて、前記第１の凹部により生じる前記露光光の位相差を算出するステップと、
を更に有することを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の位相シフトマスクの検査方法。
【０２２６】
（付記７）  前記第１の開口と前記第２の開口は、それぞれの角が互いに接するように前記遮光膜に形成されたことを特徴とする付記１〜６のいずれかに記載の位相シフトマスクの検査方法。
【０２２７】
（付記８）  前記第１の開口と前記第２の開口は、前記遮光膜において間隔をおいて形成されたことを特徴とする付記１〜６のいずれかに記載の位相シフトマスクの検査方法。
【符号の説明】
【０２２８】
１…位相差計測装置、２…支持部、２ａ…支持ピン、２ｂ…押さえ、３…観察光学系、４…レーザ光学系、１１…マスク表示部、１３…反射光波形表示部、１４…ステップ移動ボタン、１７…ステップ移動距離変更スライダ、１８…ステップ移動距離変更ボタン、２１…第１のレーザ光、２２…第２のレーザ光、３１…第１のビームスプリッタ、３２…第２のビームスプリッタ、３３…第１のミラー、３４…第２のミラー、３５…ウエッジプリズム、３６…受光部、３７…アルゴンレーザ光源、１００…位相シフトマスク、１０１…透明基板、１０１ａ…凹部、１０１ｘ…一方の主面、１０１ｙ…他方の主面、１０２…遮光膜、１０２ａ…シフター開口、１０２ｂ…非シフター開口、１０２ｘ、１０２ｙ…辺、２００…位相シフトマスク、２０１…透明基板、２０１ａ〜２０１ｃ…第１〜第３の凹部、２０２…遮光膜、２０２ａ〜２０２ｃ…第１〜第３のシフター開口、２０２ｄ…非シフター開口、２０２ｅ…モニタ用非シフター開口、２０２ｘ…第１の辺、２０２ｙ…第２の辺、２２０…デバイスパターン領域、２２１…スクライブ領域、２２２…レチクルカバー部、２２５…モニタ領域、２２９…アライメントマーク、２６０…第１のレジストパターン、２６２…第２のレジストパターン、２６５…第３のレジストパターン、３００…透過型の位相差計測装置、３０１…回折格子、３０２…コンデンサレンズ、３０６…対物レンズ群、３０７…第１のビームスプリッタ、３０９…第２のビームスプリッタ、３０８…第１のミラー、３１０…第２のミラー、３１５…第１のダブルウエッジプリズム、３１５ａ…ウエッジプリズム、３１６…第２のダブルウエッジプリズム、３１６ａ…ウエッジプリズム、３１９…光源ランプ、３２０…ピンホールミラー、３２０ａ…ピンホール、３２２…受光部、３２５…撮像部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011008021.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2011008021.tif 000027
【図２６】
2011008021.tif 000028
【図２７】
2011008021.tif 000029
【図２８】
2011008021.tif 000030
【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
2011008021.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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