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KR0136213B1 - Photomask Inspection Method and Apparatus - Google Patents

Photomask Inspection Method and Apparatus

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Publication number
KR0136213B1
KR0136213B1 KR1019940020772A KR19940020772A KR0136213B1 KR 0136213 B1 KR0136213 B1 KR 0136213B1 KR 1019940020772 A KR1019940020772 A KR 1019940020772A KR 19940020772 A KR19940020772 A KR 19940020772A KR 0136213 B1 KR0136213 B1 KR 0136213B1
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KR
South Korea
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light
linearly polarized
photomask
polarization
optical
Prior art date
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KR1019940020772A
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Korean (ko)
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KR950007046A (en
Inventor
요시하라 오자끼
Original Assignee
마사시 고지마
닛뽄텔리그라프 앤드 텔리폰 코포레이션
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Publication date
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Priority claimed from JP20748093A external-priority patent/JPH0756321A/en
Priority claimed from JP28827593A external-priority patent/JPH07140641A/en
Priority claimed from JP30144893A external-priority patent/JPH07159977A/en
Priority claimed from JP3808394A external-priority patent/JPH07243982A/en
Priority claimed from JP6038081A external-priority patent/JPH07243967A/en
Application filed by 마사시 고지마, 닛뽄텔리그라프 앤드 텔리폰 코포레이션 filed Critical 마사시 고지마
Publication of KR950007046A publication Critical patent/KR950007046A/en
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Abstract

포토마스크 검사방법에서, 포토마스크는 직교하는 편광방향을 갖으며 2개의 다른 광로를 통과하는 두 개의 직선 편광의 중첩에 의해 발생된 타원편광의 편광상태와, 포토마스크의 대상부분이 직선 편광빔중 한 빔의 광로에 설치된후 두 직선편광이 서로 중첩될때 발생되는 타원편광의 편광상태사이의 차를 근거로 포토마스크를 검사한다.In the photomask inspection method, the photomask has an orthogonal polarization direction and the polarization state of the elliptical polarization caused by the superposition of two linear polarizations passing through two different optical paths, and the target portion of the photomask is a linear polarization beam. The photomask is inspected on the basis of the difference between the polarization states of the elliptical polarizations that are generated when two linearly polarized beams overlap each other after being installed in one beam of light.

Description

포토마스크 검사방법 및 장치Photomask Inspection Method and Apparatus

제1도(a)는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 검사대상이 있는 광학시스템의 2개의 직선 편광빔의 진행할때의 상태도.FIG. 1 (a) is a view for explaining the principle of the present invention, and is a state diagram when two linearly polarized beams of an optical system having an inspection object progress.

제1도(b)는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 검사대상이 없는 광학시스템의 2개의 직선 편광빔의 진행할때의 상태도.FIG. 1 (b) is a view for explaining the principle of the present invention, which is a state diagram when two linearly polarized beams of an optical system without an inspection object proceed.

제1도(c)는 제1도(a)의 검사대상이 있을 때, 광의 진행방향에 수직인 평면내에서 두 광선의 중첩에 의해 발생된 광의 편광상태를 나타내는 도면.FIG. 1C shows the polarization state of light generated by superposition of two light beams in a plane perpendicular to the traveling direction of light when there is the inspection object of FIG.

제1도(d)는 제1도(b)의 검사대상이 없을 때, 광의 진행방향에 수직인 평면내에서 두 광선의 중첩에 의해 발생된 광의 편광상태를 나타내는 도면.FIG. 1D shows the polarization state of light generated by superposition of two light beams in a plane perpendicular to the traveling direction of light when there is no inspection object in FIG.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 구조를 나타낸 도면.2 shows the structure of a system according to an embodiment of the invention.

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시스템의 구조를 나타낸 도면.3 is a diagram showing the structure of a system according to another embodiment of the present invention.

제4도는 제3도의 제1실시예에 사용된 에타론의 투과특성을 나타낸 그래프.4 is a graph showing the transmission characteristics of the etaron used in the first embodiment of FIG.

제5도 내지 제7도는 본 발명의 다른 실시예의 시스템 구조를 나타낸 도면.5 to 7 show a system structure of another embodiment of the present invention.

제8도는 타원편광 측정방법의 원리를 나타내는 도면.8 shows the principle of an elliptical polarization measuring method.

제9도는 두 직선 편광빔의 합성에 의해 발생된 타원편광의 진폭 벡터의 선단의 궤적을 나타낸 도면.FIG. 9 shows the trajectory of the tip of an amplitude vector of elliptical polarization generated by combining two linearly polarized beams.

제10도는 타원편광을 발생하는 2개의 직선편광빔의 위치상차와 타원편광의 편광상태와의 관계를 나타내는 도면.10 is a diagram showing the relationship between the positional difference of two linearly polarized beams that generate elliptical polarization and the polarization state of the elliptical polarization.

제11도는 본 발명의 타원편광원리를 나타내는 도면.11 shows the elliptical polarization principle of the present invention.

제12도는 제11도의 광강도검출기측으로부터 본 타원편광의 진폭벡터의 선단의 궤적을 나타낸 도면.FIG. 12 is a view showing the locus of the tip of an amplitude vector of an elliptical polarization viewed from the light intensity detector side of FIG.

제13도는 제11도의 원리를 근거한 측정시스템의 실시예를 나타낸 도면.FIG. 13 shows an embodiment of a measurement system based on the principle of FIG.

제14도는 제13도의 측정시스템을 사용하여 타원편광의 측정시 얻어진 측정결과를 나타낸 도면.14 shows measurement results obtained when measuring elliptical polarization using the measurement system of FIG.

제15도 내지 제17도는 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 검사장치를 나타낸 도면.15 to 17 are views showing a photomask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

제18도는 제17도의 실시예에서 δ와 ax를 계산하는 방법을 나타낸 도면.FIG. 18 shows a method for calculating δ and ax in the embodiment of FIG. 17.

제19도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토마스크 검사장치를 나타낸 도면.19 is a view showing a photomask inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.

제20도 내지 제22도는 본 발명의 실시예에 따른 통로조정장치를 나타낸 도면.20 to 22 are views showing a passage adjusting device according to an embodiment of the present invention.

제23도 내지 제25도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포토마스크 검사장치를 나타낸 도면.23 to 25 is a view showing a photomask inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.

제26도(a)는 통상의 포토마스크(NPM)를 사용하여 얻어진 진폭 및 광강도분포를 나타낸 그래프.FIG. 26A is a graph showing amplitude and light intensity distribution obtained using a conventional photomask (NPM). FIG.

제26도(b)는 위상반전 포토마스크(PPM)을 사용하여 얻어진 진폭 및 광강도분포를 나타낸 도면.FIG. 26 (b) shows amplitude and light intensity distribution obtained using a phase inversion photomask (PPM). FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

201, 301 : 광원 202, 302 : 광학시스템201, 301: light source 202, 302: optical system

203 : 필터 204, 207 : 직선 편광자203: filter 204, 207: linear polarizer

205, 212, 403, 413, 414, 415 : 하프미러205, 212, 403, 413, 414, 415: half mirror

206, 211, 404, 418 : 전반사미러206, 211, 404, 418: total reflection mirror

207, 405, 406 : λ/2파장판 208 : 포토마스크207, 405, 406: lambda / 2 wavelength plate 208 photomask

209 : 포토마스크부 210 : 임의 패턴부209: photomask portion 210: random pattern portion

213, 416, 417 : 편광상태 측정장치 303 : 에타론213, 416, 417: polarization state measuring device 303: etaron

401 : 추출된 단색광 402 : 빔스프라터401: extracted monochromatic light 402: beam splitter

411, 412 : 검사용 포토마스크411, 412: Inspection photomask

본 발명의 포토마스크 검사방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photomask inspection method and apparatus.

최근, 반도체집적회로의 집적도를 증가시키기 위하여 다양한 미세 패터닝 기술이 제안되었다.Recently, various fine patterning techniques have been proposed to increase the degree of integration of semiconductor integrated circuits.

일반적으로, 리소그라피가 패터닝하는데 사용되었다.In general, lithography was used to pattern.

미세 패턴을 형성하기 위해서는 리소그라피 기술에 사용되는 스테퍼라 불리우는 축소 투영노광장치의 해상력을 향상시켜야 한다.To form a fine pattern, the resolution of a reduced projection exposure apparatus called stepper used in lithography technology must be improved.

투영렌즈의 개구수를 증가시키고 광원의 파장을 감소시키는 기술이 상기 축소 투영 노광장치의 해상력을 증가시키기 위하여 사용되어 왔다.Techniques for increasing the numerical aperture of the projection lens and decreasing the wavelength of the light source have been used to increase the resolution of the reduced projection exposure apparatus.

그러나, 이 기술은 이미 이론적 한계에 근접한 해상력을 얻었다.However, the technology has already achieved resolution near theoretical limits.

이런 이유로, 해상력을 향상시키기 위하여 다른 기술이 최근 연구되어졌다.For this reason, other techniques have recently been studied to improve the resolution.

상기 이론적한계를 극복하는 방법으로는 포토마스크 공적시 패터닝된 포토마스크의 투과부를 통과하는 광에 거의 180℃의 위상차를 주는 방법과, 패턴부분에 일정 투명성과 위상을 변화시켜주는 방법이 있다.As a method of overcoming the theoretical limit, there is a method of giving a phase difference of approximately 180 ° C. to light passing through the transmission part of the patterned photomask when the photomask is applied, and a method of changing a certain transparency and phase in the pattern portion.

이러한 포토마스크를 일반적으로 위상 반전마스크라 한다.Such photomasks are generally referred to as phase reversal masks.

이러한 방법은 제36회 국제전자, 이온 및 포토빔 심포지움의 J4 논문(J4 of Proceedings of the 36th International Symposium on Electron, Ion and Photo Beams)에 발표되었다.This method was presented in the J4 of Proceedings of the 36th International Symposium on Electron, Ion and Photo Beams.

이러한 기술은 포토마스크의 각 부분에서의 광간섭결과로서 상표면의 광강도분포를 향상시켜 주는 기술이다.This technique improves the light intensity distribution on the trademark surface as a result of light interference in each part of the photomask.

위상반전(Phase Shift) 기술은 통상 포토마스크(normal photomask)를 사용하는 기술과 비교하여 설명하면 다음과 같다.Phase shift technology is described below in comparison with a technique using a normal photomask.

제26도(a)는 유리기판상에 마스크 부재(mask member)를 선택적으로 위치시켜 형성한 라인-스페이스 패턴(line-and-space pattern)을 사용한 통상 포토마스크(NPM)를 사용하는 경우, 이 NPM에 의해 상을 형성할때 진폭 및 광강도 분포를 도시한 것이다.FIG. 26A shows the case of using a normal photomask (NPM) using a line-and-space pattern formed by selectively placing a mask member on a glass substrate. It shows the amplitude and light intensity distribution when forming an image by.

제26도(a)에 도시된 진폭분포특성에서 점선은 각각 스페이서를 투과한 광의 진폭분포를 나타내고, 실선은 간섭에 따른 광의 진폭 분포를 나타낸다.In the amplitude distribution characteristic shown in FIG. 26 (a), the dotted line represents the amplitude distribution of the light passing through the spacer, and the solid line represents the amplitude distribution of the light according to the interference.

광강도분포는 실선으로 표시된 진폭 분포를 제곱하여 얻어진다.The light intensity distribution is obtained by squaring the amplitude distribution represented by the solid line.

제26도(b)는 위상반전 마스크(PPM)를 사용하는 경우 진폭 및 광강도분포를 도시한 것이다.FIG. 26 (b) shows the amplitude and the light intensity distribution when the phase inversion mask PPM is used.

제26도(a)에서와 마찬가지로 점선은 각각의 스페이스를 투과한 광의 진폭분포를 나타내고, 실선은 간섭에 따른 광의 진폭 분포를 나타낸 것이다.As in FIG. 26 (a), the dotted line shows the amplitude distribution of the light passing through each space, and the solid line shows the amplitude distribution of the light according to the interference.

강강도분포는 실선으로 표시된 진폭 분포를 제곱하여 얻어진다.The intensity distribution is obtained by squaring the amplitude distribution represented by the solid line.

제26도(a)의 통상 포토 마스크(NPM)의 경우에는, 이웃하는 투과부로부터의 굴절상의 동위상으로 중첩되어 각 광차폐부의 광강도는 0이 되지 않는다.In the case of the normal photo mask NPM shown in Fig. 26 (a), the light intensity of each light shielding portion does not become zero because it overlaps in the in-phase phase of the refraction image from neighboring transmission portions.

이와는 달리 제26도(b)의 위상 반전 포토마스크(PPM)는 이웃하는 투과부로부터의 굴절광이 역위상으로 중첩되어 각 광착폐부의 광강도는 0이 된다.In contrast, in the phase inversion photomask PPM of FIG. 26B, the light intensity of each light-closing part becomes zero because the light refraction from neighboring transmission parts is superimposed in reverse phase.

그 결과 제26도(b)의 위상 반전 포토마스크(PPM)를 사용하면 상의 콘트라스트(contrast)가 개선된다.As a result, the contrast of the image is improved by using the phase inversion photomask PPM of FIG. 26 (b).

이웃하는 투명부로부터의 광의 위상이 π로부터 벗어나고, 위상 반전 부재에서의 흡수로 인해 위상 반전 부재를 통과하는 광의 진폭이 감소할때 콘트라스트 개선 효과가 감소한다는 것에 유의해야 한다.It should be noted that the contrast improvement effect decreases when the phase of light from neighboring transparent portions deviates from π and the amplitude of light passing through the phase inversion member decreases due to absorption in the phase inversion member.

따라서, 위상 반전 마스크에서는 각부를 투과한 광의 위상 및 진폭 투과율을 조절하는 것은 매우 중요하다.Therefore, in the phase inversion mask, it is very important to adjust the phase and amplitude transmittance of the light transmitted through the respective portions.

포토마스크에 사용되는 각 물질의 굴절율과 소쇠계수(extinction coefficient)가 정확하게 얻어진다면, 위상, 진폭 투과율 및 에너지 투과율은 각 물질의 두께를 조절하여 줌으로써 조절될 수 있다.If the refractive index and extinction coefficient of each material used in the photomask are accurately obtained, the phase, amplitude transmittance and energy transmittance can be adjusted by adjusting the thickness of each material.

그러나, 여러 경우에 있어서, 각 물질의 굴절율과 소쇠계수를 정확하게 측정하는 것은 어렵다.In many cases, however, it is difficult to accurately measure the refractive index and extinction coefficient of each material.

게다가, 제조 공정시 각 물질에 불순물이 혼합되어 굴절율과 소쇠계수에 오차가 발생하게 된다.In addition, impurities are mixed in each material during the manufacturing process, causing errors in refractive index and extinction coefficient.

또한, 각 물질의 두께에는 제작공차(manufacturing tolerance)가 필수적으로 수반된다.In addition, the thickness of each material is necessarily accompanied by manufacturing tolerances.

이러한 이유로 제작된 포토마스크의 각 부분에 대하여 위상, 진폭투과율 및 에너지 투과율이 정확하게 측정되어져야 하고, 이 결과는 제조 공정에 피이드백되어야 한다.For this reason, the phase, amplitude transmittance and energy transmittance must be accurately measured for each part of the fabricated photomask, and the results should be fed back into the manufacturing process.

이러한 동작은 소정 포토마스크를 실현하기 위하여 반복된다.This operation is repeated to realize the desired photomask.

그러나, 위상, 진폭 투과율 및 에너지 투과율을 측정하는 효과적인 수단이 없다.However, there is no effective means of measuring phase, amplitude transmission and energy transmission.

본 발명의 목적은 위상, 진폭 투과율 및 에너지 투과율을 용이하고 정확하게 관찰하거나 측정할 수 있는 포토마스크 검사방법 및 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a photomask inspection method and apparatus which can easily and accurately observe or measure phase, amplitude transmittance and energy transmittance.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광을 2개의 다른 광로(光路)를 통해 통과하는 광선으로 분리하고, 두개의 빔은 광의 진행방향에 수직인 평면내에서 서로 수직방향으로 편광된 직선 편광빔으로 변환한다.In order to achieve the above object, the present invention divides light into light rays passing through two different optical paths, and the two beams are linearly polarized beams polarized perpendicularly to each other in a plane perpendicular to the traveling direction of light. Convert.

게다가, 두개의 직선 편광빔의 중첩에 의해 발생된 타원편광의 편광상태가 관찰된다.In addition, the polarization state of the elliptical polarization generated by the superposition of two linearly polarized beams is observed.

그에 따라서, 포토마스크의 검사대상부가 광로중 하나에 설치되고, 검사대상부의 설치에 따라 발생된 타원편광의 편광상태가 관측된다.Accordingly, the inspection target portion of the photomask is provided in one of the optical paths, and the polarization state of the elliptical polarization generated in accordance with the installation of the inspection target portion is observed.

포토마스크의 검사 대상부가 광로에서 설치되기전과 설치된 후 변하는 중첩에 의해 발생된 광의 편광상태를 관찰함으로써 포토마스크를 검사한다.The photomask is inspected by observing the polarization state of light generated by the overlapping change before and after the inspection target portion of the photomask is installed in the optical path.

이러한 동작으로써 각 포토마스크부의 진폭 투과율, 에너지 투과율과 각 포토마스크부를 통과하는 광에 대한 위상변화량을 서로 수직인 직선 편광빔을 중첩시켜서 발생된 타원광의 편광상태를 관측함으로써 얻어진다.This operation is obtained by observing the polarization state of the elliptical light generated by superimposing the linearly polarized beams perpendicular to each other on the amplitude transmittance, the energy transmittance, and the phase change amount for the light passing through each photomask part.

이 원리를 제1도(a)-(d)를 참조하여 설명하면 다음과 같다.This principle is explained with reference to FIGS. 1 (a)-(d) as follows.

제1도(a)와 (b)는 본 발명의 광학 시스템을 나타낸다.1 (a) and (b) show the optical system of the present invention.

제1도(a)는 검사대상이 서로 수직인 직선 편광빔의 광로중 하나에 위치해있는 경우를, 제1도(b)는 검사대상이 광로에 위치해 있지 않은 경우를 각각 나타낸다.FIG. 1 (a) shows the case where the inspection objects are located in one of the optical paths of the linear polarization beams perpendicular to each other, and FIG. 1 (b) shows the case where the inspection objects are not located in the optical path.

제1도(a)와 (b)를 참조하면, 광의 진행방향은 지면(紙面)에 평행한 면으로 설정되었다.Referring to Figs. 1 (a) and (b), the advancing direction of light is set to a plane parallel to the ground.

또한, x축은 지면의 우측방향이고 y축은 지면의 하면에서 상면측으로 향하는 방향이다.In addition, the x-axis is the right direction of the ground and the y-axis is a direction from the lower surface of the ground toward the upper surface side.

제1도(a)와 (b)를 참조하면, 참조번호 101은 y축 방향으로 앞서서 발진하는 직선 편광된 광, 102는 광(101)을 두개의 광선으로 나누는 하프미러(half-mirror), 103은 광선중 하나의 광고를 굴절시키기 위한 전반사미러, 104는 λ/2파장판, 105는 포토마스크의 검사대상부분이 삽입될 직선 편광빔, 106은 다른 광로를 통과하는 직선 편광빔을 각각 나타낸다.Referring to Figures 1 (a) and (b), reference numeral 101 denotes a linearly polarized light oscillating ahead in the y-axis direction, 102 denotes a half-mirror that divides the light 101 into two light rays, 103 denotes a total reflection mirror for refraction of one of the light beams, 104 denotes a λ / 2 wavelength plate, 105 denotes a linear polarization beam into which an inspection target portion of a photomask is to be inserted, and 106 denotes a linear polarization beam passing through another optical path. .

직선 편광빔(106)은 y축 방향으로 발진하고 직선 편광빔(105)은 x축 방향으로 발진한다.The linearly polarized beam 106 oscillates in the y-axis direction and the linearly polarized beam 105 oscillates in the x-axis direction.

두 직선 편광빔(105)와 (106)은 전반사미러(107)와 하프 미러(108)를 통해 서로 중첩된다.The two linearly polarized beams 105 and 106 overlap each other through the total reflection mirror 107 and the half mirror 108.

제1도(c)와 (d)는 광의 진행방향에 수직인 면에서의 편광상태를 나타낸 것으로서, 편광상태는 제1도(a)와 (b)에 도시된 광학시스템을 사용하여 얻는다.1 (c) and (d) show the polarization states in the plane perpendicular to the traveling direction of light, and the polarization states are obtained using the optical system shown in FIGS. 1 (a) and (b).

직선 편광빔(105)와 (106)을 각각The linearly polarized beams 105 and 106, respectively,

Ex = ax cos (ωt-δ1) …… (1)Ex = ax cos (ωt-δ 1 ). … (One)

Ex = ay cos (ωt-δ2) …… (2)Ex = ay cos (ωt-δ 2 ). … (2)

라 하면, 두 광빔의 중첩에 의해 발생된 광은 다음과 같은 식으로 표현된다.In this case, the light generated by the superposition of two light beams is expressed as follows.

단, δ = δ1-δ2…… (4)Provided that δ = δ 1- δ 2 . … (4)

이때, Ex는 포토마스크(109)가 삽입되기전 하프미러(108)보다 진행방향에 더 근접해있는 주어진 점에서 x축 방향으로 발진하는 직선 편광빔, Ey는 Ex가 정의된 점과 동일점에서 y축 방향으로 발진하는 직선 편광빔, ax는 Ex의 진폭, ay는 Ey의 진폭, δ1는 Ex의 초기 위상, δ2는 Ey의 초기 위상을 각각 의미한다.Ex is a linearly polarized beam oscillating in the x-axis direction at a given point closer to the traveling direction than the half mirror 108 before the photomask 109 is inserted, Ey is y at the same point as Ex is defined. The linearly polarized beam oscillating in the axial direction, ax denotes an amplitude of Ex, ay denotes an amplitude of Ey, δ 1 denotes an initial phase of Ex, and δ 2 denotes an initial phase of Ey.

검사될 포토마스크(109)가 제1도(a)에 도시된 바와 같이 직선 편광빔(105)의 광로에 삽입될때, 검사될 포토마스크(109)가 삽입된 후의 직선 편광빔(Ex')는 다음과 같이 표시된다.When the photomask 109 to be inspected is inserted into the optical path of the linearly polarized beam 105 as shown in FIG. 1A, the linearly polarized beam Ex 'after the photomask 109 to be inspected is inserted is It is displayed as follows.

Ex' = ax' cos (ωt-δ1) …… (5)Ex '= ax' cos (ωt-δ 1 ). … (5)

이때, Ex'는 포토마스크(109)가 삽입된후 Ex가 정의된 점과 동일점에서 x축 방향으로 발진하는 직선 편광빔이고, δ1는 포토마스크(109)의 삽입에 따른 δ1의 변화에 의해 얻어진 값, ax'는 포토마스크(109)의 삽입에 따른 ax의 변화에 의해 얻어진 값이다.At this time, Ex 'is a linearly polarized beam oscillating in the x-axis direction at the same point Ex is defined after the photomask 109 is inserted, δ 1 is the change of δ 1 according to the insertion of the photomask 109 Is a value obtained by the change of ax due to the insertion of the photomask 109.

두 광선의 중첩에 의해 발생된 광은 다음과 같은 식으로 표현된다.The light generated by the superposition of the two rays is represented by the following equation.

단, δ' = δ'1-δ2…… (7)Provided that δ '= δ' 1- δ 2 . … (7)

그러므로, 본 발명의 기본 원리에 따르면 포토마스크(109)가 삽입되기전 두 직선 편광빔의 중첩에 의해 발생된 타원편광이 관찰되거나, 또는 측정되어 첫째로 ax와 δ가 얻어진다.Therefore, according to the basic principle of the present invention, the elliptical polarization generated by the superposition of two linearly polarized beams before the photomask 109 is inserted is observed or measured, so that first, ax and δ are obtained.

그후, 포토마스크(109)가 삽입된 후 두 직선 편광빔의 중첩에 의해 발생된 타원편광이 관찰 또는 측정되어 ax'와 δ가 얻어진다.Then, after the photomask 109 is inserted, the elliptical polarization generated by the superposition of two linearly polarized beams is observed or measured to obtain ax 'and δ.

θ를 포토마스크(109)에 의해 발생된 위상 변화량, t를 진폭 투과율, T를 에너지 투과율이라 하면, 이들 값을 다음과 같이 구할 수 있다.When θ is the amount of phase change generated by the photomask 109, t is amplitude transmittance, and T is energy transmittance, these values can be obtained as follows.

θ = δ'-δ …… (8)θ = δ′-δ... … (8)

t = ax'/ax …… (9)t = ax '/ ax... … (9)

T = (ax'/ax)2…… (10)T = (ax '/ ax) 2 . … 10

제2도는 본 발명의 실시예를 도시한 것이다.2 shows an embodiment of the present invention.

제2도를 참조하면 참조번호 201은 리소그라피용 저압수은램프와 같은 광원, 202는 집광 및 조준기능을 갖는 광학시스템, 203은 광원 201으로부터 방출된 광의 g-라인 또는 i-라인과 같은 단색광을 추출하기 위한 필터, 204는 직선 편광기, 205는 하프미러, 206과 211는 전반사미러, 207은 λ/2 파장판을 각각 나타낸다.Referring to FIG. 2, reference numeral 201 denotes a light source such as a low pressure mercury lamp for lithography, 202 an optical system having a condensing and aiming function, and 203 extracts monochromatic light such as a g-line or i-line of light emitted from the light source 201. The filter 204 is a linear polarizer, 205 is a half mirror, 206 and 211 are total reflection mirrors, and 207 is a λ / 2 wave plate.

광원(201)에서 방출된 광은 광학시스템(202), 필터(203) 및 직선 편광기(204)에 의해 단색광으로 변환되고, 조준된 후 직선 편광된다.Light emitted from the light source 201 is converted into monochromatic light by the optical system 202, the filter 203 and the linear polarizer 204, and is linearly polarized after being aimed at.

이 직선편광은 하프미러(205)를 통해 진폭-분리되어 2개의 광선으로 된다.This linearly polarized light is amplitude-separated through the half mirror 205 into two light rays.

하나의 광선은 일직선으로 진행하고, 그의 조준방향은 λ/2 파장판(207)에 의해 90°회전한다.One light ray travels in a straight line, and its aiming direction is rotated 90 degrees by the λ / 2 wave plate 207.

다른 광선은 상기 광선의 방향으로부터 90°이동된 방향으로 진행하고 전반사미러(206)에 의해 전반사되어 90°반사되어 전반사미러(211)를 향해 진행한다.The other ray travels in the direction moved 90 ° from the direction of the ray and is totally reflected by the total reflection mirror 206 and reflected 90 ° to travel toward the total reflection mirror 211.

전반사미러(211)에 도달한 직선 편광은 다시 90°반사되어 하프미러(212)에 의해 일직선으로 진행한 직선 편광에 중첩되어진다.The linearly polarized light that has reached the total reflection mirror 211 is reflected by 90 ° again and is superimposed on the linearly polarized light which has been straightened by the half mirror 212.

참조번호 208는 포토마스크, 209는 노광광에 대하여 높은 투명도를 나타내는 기판부로만 구성된 포토마스크부, 210은 포토마스크(208)의 임의 패턴부이다.Reference numeral 208 denotes a photomask, 209 denotes a photomask portion composed only of a substrate portion exhibiting high transparency to exposure light, and 210 denotes an arbitrary pattern portion of the photomask 208.

일반적으로 포토마스크를 검사할때, 노광광에 대하여 높은 투명도를 나타내는 기판부로만 구성된 포토마스크부(209)에 대한 임의 패턴부(210)의 투과율 및 위상변화량이 요구되어진다.In general, when inspecting the photomask, the transmittance and phase change amount of the arbitrary pattern portion 210 with respect to the photomask portion 209 composed only of the substrate portion exhibiting high transparency to the exposure light is required.

이 실시예에서는 편광상태 측정장치(213)가 발생된 타원편광의 편광상태를 관찰하거나 측정하는데 사용된다.In this embodiment, the polarization state measuring device 213 is used to observe or measure the polarization state of the generated elliptical polarization.

이때, 타원편광은 노광광에 대하여 높은 투광도를 갖는 기판부만으로 구성된 포토마스크부(209)를 통과하는 직선 편광광이 포토마스크 외측의 광로를 따라 진행하는 직선 편광에 중첩될때 발생한다.At this time, the elliptical polarization occurs when the linearly polarized light passing through the photomask unit 209 including only the substrate part having a high light transmittance with respect to the exposure light is superimposed on the linearly polarized light traveling along the optical path outside the photomask.

이 관찰 또는 측정으로, 식(1)과 (4)에서의 ax값과 δ값이 얻어진다.By this observation or measurement, the ax value and (delta) value in Formula (1) and (4) are obtained.

그 다음으로, 임의 패턴부(210)를 통과하는 직선 편광된 광이 포토마스크 외측의 광로를 따라 진행하는 직선 편광된 광에 중첩될때 발생하는 타원편광의 편광상태는 편광상태 측정장치(213)에 의해 관찰되거나 측정되어져 식(5)과 (7)에서의 ax'값과 δ값이 얻어진다.Next, the polarization state of the elliptically polarized light generated when the linearly polarized light passing through the arbitrary pattern portion 210 overlaps the linearly polarized light traveling along the optical path outside the photomask is transmitted to the polarization state measuring device 213. Is observed or measured to obtain the ax 'and δ values in equations (5) and (7).

목표값으로서 위상변화량(θ), 진폭투과율(t) 및 에너지 투과율(T)은 식(8)-(10)으로부터 얻어진다.The phase change amount θ, amplitude transmittance t and energy transmittance T as target values are obtained from equations (8)-(10).

제2도에 도시된 실시예에 있어서, 노광광에 대하여 높은 투명도를 갖는 기판부만으로 구성된 부분에 대한 각 포토마스크부의 위상변화량, 진폭 투과율 및 에너지 투과율이 얻어진다.In the embodiment shown in FIG. 2, the amount of phase change, amplitude transmittance, and energy transmittance of each photomask portion with respect to the portion composed only of the substrate portion having high transparency with respect to the exposure light are obtained.

그러나, 식(1)과 (4)에서의 αx값과δ값이 발생된 타원편광의 편광상태를 측정하기 이전에 얻을 수 있다면, 각 포토마스크부의 위상 변화량, 진폭 투과율 및 에너지 투과율의 절대값이 얻어진다.However, if the αx and δ values in the equations (1) and (4) can be obtained before measuring the polarization state of the elliptical polarization generated, the absolute value of the phase change amount, amplitude transmittance and energy transmittance of each photomask portion is Obtained.

이때, 타원편광은 두개의 직선 편광빔이 일직선으로 진행하는 직선 편광빔의 광로에 포토마스크의 배치없이 중첩될때 발생한다.At this time, the elliptical polarization occurs when two linearly polarized beams overlap with each other in a light path of a linearly polarized beam that proceeds in a straight line without arrangement of a photomask.

게다가, 제2도에 도시된 실시예에 있어서, 포토마스크가 두개의 직선 편광빔중 일직선으로 진행하는 편광빔의 광로내에 배열되는 동안 측정된다. 그러나, 포토마스크가 하프미러(212)에 의해 90˚반사된 다른 직선 편광빔의 광로내에 배열되어 있다 하더라도 아무런 문제없이 측정을 할 수 있다.In addition, in the embodiment shown in FIG. 2, the photomask is measured while being arranged in the optical path of the polarizing beam running in a straight line of the two linearly polarized beams. However, even if the photomask is arranged in the optical path of another linearly polarized beam reflected 90 ° by the half mirror 212, the measurement can be performed without any problem.

제3도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다.3 shows another embodiment of the present invention.

이 실시예에서는, 제2도에 도시된 실시예에서의 직각 방향으로 편광된 직선 편광빔의 광로사이에 광로차가, 광원에서 방출된 광이 단색광으로 변화될 수 있는 가간섭거리(coherence length)보다 크게 설정된다.In this embodiment, the optical path difference between the optical paths of the linearly polarized beam polarized in the orthogonal direction in the embodiment shown in FIG. 2 is less than the coherence length at which the light emitted from the light source can be changed into monochromatic light. It is set large.

이러한 상태에서, 커다란 포토마스크는 역시 검사할 수 있다.In this state, a large photomask can be inspected as well.

이 경우, 직각 방향으로 편광된 직선 편광빔의 대역폭은 감소되어져야 한다.In this case, the bandwidth of the linearly polarized beam polarized in the perpendicular direction should be reduced.

이를 위하여 이 실시예에서는, 광원인 전압 수은램프의 라인 스펙트럼을 사용한다.To this end, in this embodiment, the line spectrum of the voltage mercury lamp as a light source is used.

제3도를 참조하면, 참조번호 301은 저압수은램프로 된 광원, 302는 집속 및 조준기능을 갖는 광학시스템, 303은 에타론을 각각 의미한다.Referring to FIG. 3, reference numeral 301 denotes a light source made of a low pressure mercury lamp, 302 an optical system having a focusing and aiming function, and 303 an etaron.

에타론(etalon)은 이미 알려진 것으로서, Max Borm and Emil Wolf의 Principles of Optics, 6th edition, Pergamon Press에 개재된 것이다Etalon is already known and is published in Max Borm and Emil Wolf's Principles of Optics, 6th edition, Pergamon Press

복수개의 다른 광역펙트럼이 저압수은램프광원(301)으로부터 방출된다.A plurality of different broad spectrums are emitted from the low pressure mercury lamp light source 301.

에타론(303)은 필요한 라인 스펙트럼만을 통과시킨다.The etaron 303 passes only the necessary line spectrum.

제4도에 도시된 바와같이, 에타론(303)은 복수개의 투과대역폭을 갖는 대역필터이다.As shown in FIG. 4, the etaron 303 is a band pass filter having a plurality of transmission bandwidths.

제4도를 참조하면, 상기 투과대역의 중심거리 및 투과대역의 최대값의 1/2의 전폭(全幅)은 두평면상에 형성된 반사막의 반사율 그리고 에타론의 서로 대향하는 평면사이의 거리로서 결정된다.Referring to FIG. 4, the center width of the transmission band and the full width of one half of the maximum value of the transmission band are determined as the reflectance of the reflective film formed on the two planes and the distance between the opposing planes of the etaron. .

그러나, 투과대역의 위치는 입사광선과 평행한 평면에 의해 정의되는 각에 의해 결정된다.However, the position of the transmission band is determined by the angle defined by the plane parallel to the incident light.

그러므로, 에타론(303)의 설치 각도는 리소그라피기술에 사용되는 i-라인 또는 g-라인에 상응하는 라인 스펙트럼만을 투과하도록 조정된다.Therefore, the installation angle of the etaron 303 is adjusted to transmit only the line spectrum corresponding to the i-line or g-line used in the lithography technique.

단색광을 추출하기 위한 구성 이후의 구성은 제2도에 도시된 실시예와 동일하다.The configuration after the configuration for extracting monochromatic light is the same as the embodiment shown in FIG.

노광광의 파장과 거의 같은 파장으로 발진하는 레이저를 검사용 광원으로 사용하거나, 또는 노광광 자체가 레이저로서 엑시머 레이저 리소그라피에서처럼 검사용 광원으로 사용된다고 가정하자.Assume that a laser oscillating at a wavelength substantially equal to the wavelength of the exposure light is used as the inspection light source, or that the exposure light itself is used as the inspection light source as in excimer laser lithography.

이 경우 제2도 및 제3도에 도시된 실시예에서 단색광으로 변환하기 위해 결합된 집속 및 조준 동작을 하는 광학시스템(202), (203)과 필터(203), (303)는 생략될수도 있다.In this case, in the embodiments shown in FIGS. 2 and 3, the optical systems 202, 203, filters 203, and 303, which perform combined focusing and aiming operations for converting to monochromatic light, may be omitted. .

제5도는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 복수개의 포토마스크를 한번에 검사할 수 있다.5 illustrates another embodiment of the present invention, and a plurality of photomasks can be inspected at one time.

이 실시예는 두 개의 포토마스크를 동시에 검사하는 장치를 예로 들었다.This embodiment exemplifies an apparatus for simultaneously inspecting two photomasks.

제5도를 참조하면, 참조번호 401은 제2도나 제3도에 도시된 실시예와 동일한 구성에 의해 추출되어 조준된 단색광이고, 407은 입사광을 직선 편광으로 변환시켜 주기위한 직선 편광기, 402는 단색광의 1/3 강도에 상응하는 광성분만을 일직선으로 진행시키고, 단색광의 2/3 강도에 상응하는 광성분을 90˚반사시켜주기 위한 빔스프릿터, 403은 빔스프릿터(402)에 의해 90˚반사된 직선 편광빔을 입력하는 λ/2 파장판을 각각 의미한다.Referring to FIG. 5, reference numeral 401 denotes monochromatic light extracted and aimed by the same configuration as the embodiment shown in FIG. 2 or FIG. 3, and 407 is a linear polarizer for converting incident light into linearly polarized light. A beam splitter for advancing light components corresponding to one-third intensity of monochromatic light in a straight line and reflecting 90 [deg.] Light components corresponding to two-thirds intensity of monochromatic light, and 403 is set to 90 by beam splitter 402. It means a lambda / 2 wave plate for inputting the reflected linearly polarized beam.

광(401)은 원래 진행방향과 동일한 방향으로 진행하는 3개의 직선 편광빔(408, 409, 410)으로 빔스프릿터(402), 하프미러(403) 및 전반사미러(404)에 의해 변환된다.The light 401 is converted by the beam splitter 402, the half mirror 403 and the total reflection mirror 404 into three linearly polarized beams 408, 409 and 410 traveling in the same direction as the original traveling direction.

직선 편광빔(408)과 (409)는 동일 방향으로 편광된 광선이고, 직선 편광빔(410)은 직선 편광빔(408) 또는 (409)에 수직인 방향으로 편광된 광선이다.The linearly polarized beams 408 and 409 are light beams polarized in the same direction, and the linearly polarized beam 410 is light beams polarized in a direction perpendicular to the linearly polarized beam 408 or 409.

제5도를 참조하면, λ/2 파장판(405)와 (406)의 방출측에 배열되어 있는 411과 412는 검사될 포토마스크, 413은 전반사미러(404)의 방출측에 배열된 하프미러, 414는 검사용 포토마스크(409)의 방출측에 배열된 하프미러, 415는 검사용 포토마스크(411)의 방출측에 배열된 하프미러, 418은 하프미러(413)를 통해 일직선으로 진행하는 직선 편광을 입력하여 90˚로 반사시켜 주기 위한 전반사미러, 416과 417은 편광상태측정장치를 각각 의미한다.Referring to FIG. 5, 411 and 412 arranged at the emission sides of the λ / 2 wave plates 405 and 406 are photomasks to be inspected, and 413 are half mirrors arranged at the emission side of the total reflection mirror 404. , 414 is a half mirror arranged on the emission side of the inspection photomask 409, 415 is a half mirror arranged on the emission side of the inspection photomask 411, 418 is a straight through the half mirror 413 Total reflection mirrors for inputting linearly polarized light and reflecting them at 90 DEG, 416 and 417, refer to polarization state measuring devices, respectively.

무엇보다도, 직선 편광빔(408)과 직선 편광빔(410)의 중첩에 의해 발생된 타원편광의 편광상태와 직선 편광빔(409)과 직선 편광빔(410)의 중첩에 의해 발생된 타원편광의 편광상태는, 포토마스크(411), (412)가 배치되지 않는 동안 편광상태 측정장치(416), (417)에 의해 관찰 또는 측정된다.Above all, the polarization state of the elliptically polarized light generated by the superposition of the linearly polarized beam 408 and the linearly polarized beam 410 and the elliptically polarized light generated by the superposition of the linearly polarized beam 409 and the linearly polarized beam 410. The polarization state is observed or measured by the polarization state measuring devices 416 and 417 while the photomasks 411 and 412 are not arranged.

그 다음에 직선 편광빔(408), (410)과의 중첩에 의해 발생된 타원광의 편광상태와 직선 편광빔(409), (410)과의 중첩에 의해 발생된 타원편광의 편광상태는, 포토마스크(411), (412)가 배열되어 있는 동안 편광상태 측정장치(416), (417)에 의해 관찰 또는 측정되어 목표치인 위상변화량(θ), 진폭 투과율(t) 및 에너지 투과율(T)이 식(8)-(10)에 의해 구해진다.Then, the polarization state of the elliptical light generated by the superposition of the linearly polarized beams 408 and 410 and the elliptical polarization state generated by the superposition of the linearly polarized beams 409 and 410 is While the photomasks 411 and 412 are arranged, they are observed or measured by the polarization state measuring devices 416 and 417, and the target phase change amount (θ), amplitude transmittance (t) and energy transmittance (T). It is calculated | required by this Formula (8)-(10).

제6도는 두개의 포토마스크를 비교/검사하기 위한 장치의 기본구성도를 예시한 실시예를 도시한 것이다.6 shows an embodiment illustrating a basic configuration diagram of an apparatus for comparing / inspecting two photomasks.

제6도를 참조하면, 참조번호 501은 제2도는 제3도에 도시된 실시예와 동일한 구성에 의해 추출된, 조준된 단색광이고, 506은 광(501)을 직선 편광된 광으로 변환시켜 주기 위한 직선 편광기, 502는 직선 편광기(506)으로부터 직선 편광된 광을 입력하기 위한 하프미터, 503과 504는 하프미러(502)에 의해 나뉘어진 직선 편광빔을 각각 입력하여 이들을 전반사시켜 주기 위한 전반사미러, 505는 전반사 미러(503)에 의해 전반사된 직선 편광된 광을 입력하는 λ/2 파장판, 507과 508은 검사용 포토마스크, 509와 510은 직선 편광된 광에 대하여 투명하고, 모두 동일 물질로 만들어져 동일 두께를 갖는 포토마스크(507)와 (508)용 지지테이블, 516과 517은 포토마스크(507)와 (508)의 방출측에 각각 배열된 전반사 미러, 511은 전반사 미러(516)과 (517)에 의해 전반사된 직선 편광빔을 입력하기 위한 하프미러, 512와 513은 서로 수직인 방향으로 발진하는 직선 편광빔, 515는 편광상태 측정장치를 각각 의미한다.Referring to FIG. 6, reference numeral 501 denotes a collimated monochromatic light extracted by the same configuration as the embodiment shown in FIG. 3, and 506 converts the light 501 into linearly polarized light. 502 is a half meter for inputting linearly polarized light from the linear polarizer 506, and 503 and 504 are total reflection mirrors for inputting and totally reflecting the linearly polarized beams divided by the half mirror 502, respectively. , 505 is a λ / 2 wave plate for inputting the linearly polarized light totally reflected by the total reflection mirror 503, 507 and 508 are the inspection photomask, 509 and 510 are transparent to the linearly polarized light, all the same material Support tables for photomasks 507 and 508 having the same thickness, 516 and 517 are total reflection mirrors arranged on the emission sides of photomasks 507 and 508, respectively, and 511 are total reflection mirrors 516 and The linearly polarized beam totally reflected by 517 Force to the half mirror, 512 and 513 are linearly polarized light beam, and 515 to each other, oscillating in a direction perpendicular to the polarization state measuring means, respectively.

무엇보다도, 광학특성과 패턴형상이 서로 동일한 포토마스크(507), (508)의 부분을 두 직선 편광빔(512), (513)이 통과하도록 설치한다.First of all, two linearly polarized beams 512 and 513 pass through portions of the photomasks 507 and 508 having the same optical characteristics and pattern shape.

두 직선 편광빔(512), (513)의 중첩에 의해 발생된 타원편광의 편광상태는 편광상태 측정장치(515)으로 측정한다.The polarization state of the elliptical polarization generated by the superposition of the two linearly polarized beams 512 and 513 is measured by the polarization state measuring device 515.

이후, 지지테이블(509)와 (510)은 동기적으로 이동된다.Thereafter, the support tables 509 and 510 are moved synchronously.

포토마스크(507)과 (508)은 서로 동일하다면 두 직선 편광빔(512)와 (513)은 동일한 위상과 동일한 진폭으로 변한다.If the photomasks 507 and 508 are identical to each other, the two linearly polarized beams 512 and 513 change in the same phase and in the same amplitude.

그러므로, 중첩에 의해 발생된 타원편광의 편광상태는 변하지 않는다.Therefore, the polarization state of the elliptical polarization generated by the superposition does not change.

그런 포토마스크(507)와 (508)이 다른 부분을 갖는다면 직선 편광빔(512)과 (513)이 그 부분을 통과할때 타원편광의 편광상태는 변한다.If such photomasks 507 and 508 have different portions, the polarization state of the elliptical polarization changes when the linearly polarized beams 512 and 513 pass through the portions.

두 포토마스크(507), (508)중 하나가 원래 포토마스크이고 다른 하나는 복제된 포토마스크라고 가정한다.Assume that one of the two photomasks 507, 508 is the original photomask and the other is a duplicated photomask.

이 경우에 복제가 완전하게 행하여진다면, 두 마스크의 임의 부분으로부터의 광선의 중첩에 의해 발생된 타원편광의 상태는 처음에 설치되었을때와 동일한 편광상태를 나타낸다.In this case, if the copying is done completely, the state of the elliptical polarization generated by the overlap of the light beams from any part of the two masks shows the same polarization state as when initially installed.

그러나, 복제 공정에서 발생된 결점부분이 광로에 위치해 있다면, 중첩에 의해 발생된 타원편광의 편광상태는 변한다.However, if the defect portion generated in the replication process is located in the optical path, the polarization state of the elliptical polarization generated by the superposition is changed.

즉, 복제된 마스크의 결점부분이 검출된다.That is, the defect part of the duplicated mask is detected.

제7도는 제2도에 도시된 실시예의 편광상태 측정장치가 회전분석기와 광강도검출기로 구성된 실시예를 도시한 것으로서, 관측은 복수개의 분석기와 검출기를 사용하게 행하여준다.FIG. 7 shows an embodiment in which the polarization state measuring apparatus of the embodiment shown in FIG. 2 is composed of a rotation analyzer and a light intensity detector, and the observation is performed using a plurality of analyzers and detectors.

이 실시예에 있어서, n개의 검출기가 사용된다.In this embodiment, n detectors are used.

제7도를 참조하면, 참조번호 601은 중첩에 의해 발생된 편광된 광, 631은 제1광강도검출기, 632는 제2광강도검출기, 633은 제3광강도검출기, 634는 제n광강도검출기, 621은 제1분석기, 622는 제2분석기, 623은 제3분석기, 624는 제n분석기를 의미한다.Referring to FIG. 7, reference numeral 601 denotes polarized light generated by superposition, 631 is a first light intensity detector, 632 is a second light intensity detector, 633 is a third light intensity detector, and 634 is an nth light intensity. The detector 621 denotes a first analyzer, 622 denotes a second analyzer, 623 denotes a third analyzer, and 624 denotes an n-th analyzer.

이들 분석기는 그들의 방향이 360°/n의 각도만큼 서로 이동되도록 고정된다.These analyzers are fixed so that their directions move with each other by an angle of 360 ° / n.

참조번호 611은 입사광의 1/n 강도에 상응하는 광성분만을 일직선으로 진행시키고, 나머지 광성분은 90˚로 반사시켜 주기위한 빔스프릿터이고, 612는 입사각의 1/(n-1) 강도에 상응하는 광성분만을 90˚로 반사시켜 주고 나머지 광성분은 일직선으로 진행시켜 주기위한 빔스프릿터이고, 613은 입사광의 1/(n-2) 강도에 상응하는 광성분만을 90˚로 반사시켜 주고, 나머지 광성분은 일직선으로 진행시켜 주기위한 빔스프릿터이며, 614는 전반사미러를 의미한다.Reference numeral 611 denotes a beam splitter for directing only light components corresponding to 1 / n intensity of incident light in a straight line and reflecting the remaining light components at 90 °, and 612 is a 1 / (n-1) intensity of incident angle. It is a beam splitter for reflecting only the corresponding light component at 90˚ and the remaining light component is proceeding in a straight line, and 613 reflects only light component corresponding to 1 / (n-2) intensity of incident light at 90˚. The remaining light components are beam splitters for traveling in a straight line, and 614 denotes a total reflection mirror.

상기 배열에 의해 중첩에 의해 발생된 편광된 광(601)의 편광상태는 360˚/n의 정도(精度)로 즉시 관찰된다.The polarization state of the polarized light 601 generated by the superposition by this arrangement is immediately observed at an accuracy of 360 ° / n.

제5도 내지 제7도 도시된 실시예에서는 복수개의 마스크가 검사된다.In the embodiment shown in Figs. 5-7, a plurality of masks are inspected.

그러나, 특별한 설명없이도 3가지 실시예가 한 마스크에 있어서 복수개의 검사 대상부분을 검사하는데에 적용할 수 있다는 것이 명백하다.However, it is clear that the three embodiments can be applied to inspecting a plurality of inspection target portions in one mask without any special explanation.

상기에서 설명한 바와같이, 제2도 내지 제7도에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 각 포토마스크 부분의 투과율과 위상변화량은 용이하고 정확하게 얻어질 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 2 to 7, the transmittance and the amount of phase change of each photomask portion can be obtained easily and accurately.

또한, 이들 실시예에 따르면, 본 발명은 포토마스크 뿐만아니라, 취급될 파장의 광에 대하여 투명도를 나타내는 어떠한 대상물에도 적용할 수 있다.Further, according to these embodiments, the present invention can be applied not only to a photomask but also to any object exhibiting transparency with respect to light of a wavelength to be handled.

게다가 대상물의 두께를 안다면, 대상물의 굴절율, 흡수계수 또는 소쇠계수를 구해진 진폭투과율과 위상 변화향으로부터 구할 수 있다.In addition, if the thickness of the object is known, the refractive index, absorption coefficient, or extinction coefficient of the object can be obtained from the obtained amplitude transmittance and the phase change direction.

상기 실시예에 사용된 타원편장 측정장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the elliptical length measurement device used in the embodiment as follows.

제8도는 타원편광 측정장치의 기본 구성도를 도시한 것이다.8 shows a basic configuration of an elliptical polarization measuring device.

제8도를 참조하면, 참조번호 801은 보상기, 802는 분석기, 803은 광검출기, 805는 측정될 타원편광, 806은 보상기(801)에 의한 타원편광(805)의 변환에 의해 발생된 순환 편광을 나타낸다.Referring to FIG. 8, reference numeral 801 denotes a compensator, 802 an analyzer, 803 a photodetector, 805 an elliptical polarization to be measured, and 806 a cyclic polarization generated by the conversion of the elliptical polarization 805 by the compensator 801. Indicates.

식(1)과 (2)에서 표현된 두 직선 편광빔의 중첩에 의해 발생된 타원편광의 진폭 벡터의 선단 궤적을 구할때, 제9도에 도시된 것과 같은 타원이 얻어진다.When obtaining the leading trajectory of the amplitude vector of the elliptical polarization generated by the superposition of two linearly polarized beams represented by equations (1) and (2), an ellipse as shown in FIG. 9 is obtained.

이 타원은 상기 설명한 식(3)으로 표현된다.This ellipse is represented by Formula (3) described above.

제10도는 식(3)에 의해 표현된 δ값의 변화에 따른 타원의 기울기의 변화를 도시한 것이다.FIG. 10 shows the change of the slope of the ellipse with the change of the value of δ expressed by the equation (3).

제10도를 참조하면, 벡터의 진폭의 회전방향은 화살표로 표시된다.Referring to FIG. 10, the direction of rotation of the amplitude of the vector is indicated by an arrow.

제9도 및 제10도를 참조하면, 타원의 장축(長軸)(원거리)방향을 X축 방향으로 정의하고, 단축(短軸)방향을 Y축 방향으로 정의하고, 장축길이의 1/2를 a, 단축길이의 1/2를 각각 b라 정의한다.9 and 10, the long axis (distance) direction of the ellipse is defined as the X axis direction, the short axis direction is defined as the Y axis direction, and 1/2 of the long axis length is defined. We define a as b and half of the shorter length as b.

이 경우에 타원은 다음과 같이 주어진다.In this case an ellipse is given by

ψ가 X축과 Y축에 의해 정의된 각이라 가정하면 각각의 변수들간에는 다음과 같은 관계가 설정된다.Assuming that ψ is an angle defined by the X and Y axes, the following relationship is established between the variables.

a2+ b2= ax2+ ay2…… (12)a 2 + b 2 = ax 2 + ay 2 . … (12)

a2- b2= (ax2-ay2) cos2ψ + 2axay sin2ψ cos …… (13)a 2 -b 2 = (ax 2 -ay 2 ) cos 2ψ + 2axay sin 2ψ cos. … (13)

ab = axay sinδ …… (14)ab = axay sin δ. … (14)

또한, 타원편광의 편광상태 및 편광정도를 나타내는 스트로크 파라미터 S0, S1, S2, S3을 상기 변수 a, b, ψ를 사용하여 표현하면 다음과 같다.In addition, the stroke parameters S 0 , S 1 , S 2 , and S 3 representing the polarization state and the degree of polarization of the elliptical polarization are expressed using the variables a, b, and ψ as follows.

S0= ax2+ ay2= a2+ b2…… (15)S 0 = ax 2 + ay 2 = a 2 + b 2 . … (15)

S1= ax2- ay2= (a2- b2) cos2ψ …… (16)S 1 = ax 2 -ay 2 = (a 2 -b 2 ) cos 2 ψ. … (16)

S2= 2axay cosδ = (a2- b2) sin2ψ …… (17)S 2 = 2axay cos δ = (a 2 -b 2 ) sin 2 ψ. … (17)

S3= 2axay sinδ = 2ab …… (18)S 3 = 2axay sin δ = 2ab. … (18)

이 경우에, 타원편광의 편광상태를 결정하기 위하여 파라미터 a/b와 ψ 및 회전방향, 그리고 파In this case, the parameters a / b and ψ and direction of rotation and wave to determine the polarization state of the elliptical polarization

라미터 ax/ay와 ψ 및 회전방향 또는 파라미터 S1, S2, S3을 결정해야 한다.The parameters ax / ay and ψ and direction of rotation or parameters S 1 , S 2 , S 3 must be determined.

제8도를 참조하여 타원편광의 편광상태를 결정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 8, a method of determining the polarization state of elliptical polarization is as follows.

타원편광은 식(1), (2)로 각각 표현되는 두개의 수직인 직선 편광빔으로 나뉘어진다.Elliptical polarization is divided into two perpendicular linearly polarized beams represented by equations (1) and (2), respectively.

이 경우, 보상기(801)는 이들 두 직선 편광빔사이의 위상차를 강제적으로 π/2 또는 3π/2로 조정하여야 한다.In this case, the compensator 801 must forcibly adjust the phase difference between these two linearly polarized beams to π / 2 or 3π / 2.

이때, 보상기(801)은 ax/ay의 값을 1로 조정한다.At this time, the compensator 801 adjusts the value of ax / ay to 1.

이 보상기의 구성은 Max Born and Emil Wolf의 Principles of Optics, 6th edition, Pergamon Press에 상세히 개재되었다.The compensator's construction is detailed in Max Born and Emil Wolf's Principles of Optics, 6th edition, Pergamon Press.

순환 편광(806)이 적절한 편광에 의해 얻어진다고 가정한다.Assume that cyclic polarization 806 is obtained by appropriate polarization.

이 경우에, 분석기(802)는 회전하더라도 순환 편광(806)의 편광상태는 변하지 않는다.In this case, even if the analyzer 802 rotates, the polarization state of the cyclic polarization 806 does not change.

결과적으로, 광검출기(803)의 출력은 동일하게 남아있다.As a result, the output of the photodetector 803 remains the same.

그러므로 식(4)에 의해 표현된, 두 직선 편광빔의 위상차는 보상기(801)에 의해 주어진 위상차로부터 구할 수 있다.Therefore, the phase difference of the two linearly polarized beams, expressed by equation (4), can be obtained from the phase difference given by the compensator 801.

또한 ax/ay의 값을 1로 조정하기 위하여 주어진 조정값의 크기로부터 ax/ay의 원래값을 알 수 있다.Also, the original value of ax / ay can be known from the magnitude of the adjustment value given to adjust the value of ax / ay to 1.

그러나, 이 방법은 다음의 불필요한 동작이 요구된다.However, this method requires the following unnecessary operation.

먼저, 보상기(801)에 의해 주어진 위상차와 ax/ay의 조정량을 주어진 값으로 설정한다.First, the adjustment amount of the phase difference and ax / ay given by the compensator 801 is set to a given value.

분석기(802)는 광검출기(803)의 출력이 분석기(802)의 각에 의존하는지 안하는지 체크하기 위하여 1/2 회전만큼 회전시킨다.The analyzer 802 rotates 1/2 turn to check whether the output of the photodetector 803 depends on the angle of the analyzer 802.

이들 동작은 상기 의존성이 0이 될때까지 반복되어져야 한다.These operations must be repeated until the dependency is zero.

또한, 보상기(801)는 보상기(801)가 회전하는 동안 고정되어 있어야 한다.In addition, the compensator 801 must be fixed while the compensator 801 is rotating.

이런 이유로, 보상기(801)에 의해 주어진 조정양은 이산적(discrete)값으로 설정되어져야만 한다.For this reason, the adjustment amount given by the compensator 801 must be set to a discrete value.

엄격히 말하자면, 타원편광을 순환편광으로 변환시키는데 필요한 조정양이 보상기(801)에 의해 주어진 조정값으로서의 설정값과 일치되지 않는 한, 타원편광을 순환편광으로 변환시키는 것은 불가능하다는 것을 이러한 문제점은 나타내고 있다.Strictly speaking, this problem indicates that it is impossible to convert elliptical polarization to circular polarization unless the amount of adjustment necessary to convert the elliptical polarization to circular polarization is consistent with the set value as the adjustment value given by the compensator 801. .

즉, 타원편광의 편광상태를 나타내는 다양한 파라미터를 결정하는데 있어서의 정도(精度)는 측정 정도 뿐만아니라 타원편광의 순환편광으로의 변환정도에도 의존한다.That is, the accuracy in determining various parameters representing the polarization state of the elliptical polarization depends not only on the measurement accuracy but also on the degree of conversion of the elliptical polarization to the circular polarization.

상기 문제를 해결하기 위하여, 측정될 타원편광을 다른 편광된 광으로 변환시키지 않고 신속하고 정확하게 다양한 파라미터를 결정할 수 있는 실시예가 제11도 내지 제14도에 도시되었다.In order to solve the above problem, an embodiment in which various parameters can be determined quickly and accurately without converting the elliptical polarization to be measured into other polarized light is shown in FIGS. 11 to 14.

제11도 내지 제14도에 도시된 실시예에서는 타원편광에 대한 파라미터가 오로지 4가지 측정값에 의해서만 결정된다.In the embodiments shown in FIGS. 11 to 14, the parameters for the elliptical polarization are determined only by four measurements.

4가지 측정값은 분석기가 1/2회전만큼 회전할 때 얻어지는 최대 및 최소 광강도, 최대 광강도에 상응하는 기준방향에 대한 분석기의 각도 및 분석기의 전면에 설치되어 있는 λ/4 파장판이 삽입된 경우의 최대 광강도에 상응하는 기준방향에 대한 분석기의 각도이다.Four measurements are made with the maximum and minimum light intensity obtained when the analyzer is rotated 1/2 turn, the angle of the analyzer relative to the reference direction corresponding to the maximum light intensity, and the λ / 4 waveplate mounted on the front of the analyzer. The angle of the analyzer relative to the reference direction corresponding to the maximum light intensity of the case.

결정방법을 제11도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The determination method will be described in detail with reference to FIG.

제11도는 본 발명의 실시예에 따른 타원 편광을 측정하는 원리를 도시한 것이다.11 shows a principle of measuring elliptical polarization according to an embodiment of the present invention.

제11도를 참조하면, 참조번호 851는 λ/4 파장판, 852는 분석기, 853은 광강도검출기, 855는 타원편광, 856은 분석기(852)를 통해 얻어진 편광된 광을 나타낸다.Referring to FIG. 11, reference numeral 851 denotes a λ / 4 wave plate, 852 an analyzer, 853 an optical intensity detector, 855 an elliptical polarization, and 856 an polarized light obtained through an analyzer 852.

이 측정 시스템을 사용하여 타원편광의 편광상태를 결정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.The method of determining the polarization state of the elliptical polarization using this measuring system is as follows.

먼저, 측정될 타원편광(805)이 분석기(852)에 입사될 때, 분석기(852)는 광강도검출기(853)측에서 볼때 시계반대방향으로 타원편광의 광축에 대하여 회전한다.First, when the elliptical polarization 805 to be measured is incident on the analyzer 852, the analyzer 852 rotates about the optical axis of the elliptical polarization counterclockwise when viewed from the light intensity detector 853 side.

이러한 동작에서, 분석기(852)에서 방출되는 타원편장(856)의 최대광강도와, 광강도가 최대일때 분석기(852)의 회전각도(ψ)와, 편광된 광(856)의 최소광강도가 얻어진다.In this operation, the maximum light intensity of the elliptic length 856 emitted from the analyzer 852, the rotation angle ψ of the analyzer 852 when the light intensity is maximum, and the minimum light intensity of the polarized light 856 are obtained. Lose.

다음, λ/4 파장판(851)이 분석기(852)의 입사측에 배치되고, 타원편광(855)이 순차적으로 λ/4 파장판(851)과 분석기(852)에 입사되도록 할때 분석기(852)는 타원편광(855)의 광축에 대하여 시계반대방향으로 회전한다.Next, the λ / 4 wave plate 851 is disposed on the incidence side of the analyzer 852, and when the elliptical polarization 855 is sequentially incident on the λ / 4 wave plate 851 and the analyzer 852, the analyzer ( 852 rotates counterclockwise with respect to the optical axis of the elliptical polarization 855.

이 동작에서, 분석기(852)에서 방출되는 파원편광(855)의 광강도가 최대일때 설정된 분석기(852)의 회전각도(ψ)가 구해진다.In this operation, the rotation angle ψ of the analyzer 852 set when the light intensity of the wave polarization 855 emitted from the analyzer 852 is maximum is obtained.

제12도는 광강도검출기(853)측에서 볼때 타원편광의 진폭벡터의 선단의 궤적을 도시한 것이다.12 shows the trajectory of the tip of the amplitude vector of the elliptical polarization when viewed from the light intensity detector 853 side.

제12도를 참조하면, x축, y축, x축, y축과 ax, ay, a, b 및 ψ값들은 제9도에서와 모두 동일하다.Referring to FIG. 12, the x-axis, y-axis, x-axis, y-axis and the ax, ay, a, b and ψ values are all the same as in FIG.

참조부호 θ는 X축으로부터 측정된 분석기(852)의 방향을 나타낸다.Reference θ indicates the direction of the analyzer 852 measured from the X axis.

(±m, ±n)이 식(11)으로 표현되는 라인과 하기의 식(19)으로 표현되는 라인사이의 교차점과 X-좌표와 Y-좌표라고 가정하고, θ방향에서 진폭벡터에 의해 주어진 에너지가 (m2+n2)×2에 비례한다고 가정한다.Assume that (± m, ± n) is the intersection between the line represented by Eq. (11) and the line represented by Equation (19) below and the X- and Y-coordinates, given by the amplitude vector in the θ direction. Assume that energy is proportional to (m 2 + n 2 ) × 2.

Y = X tanθ …… (19)Y = X tan? … (19)

좀 더 정확하게 하면, m2과 n2은 다음과 같이 표현된다.More precisely, m 2 and n 2 are expressed as

m2= a22b2/(b2+ a2tan2θ) …… (20)m 2 = a 2 2b 2 / (b 2 + a 2 tan 2 θ). … 20

n2= a2b2tan2θ/(b2+ a2tan2θ) …… (21)n 2 = a 2 b 2 tan 2 θ / (b 2 + a 2 tan 2 θ). … (21)

이 경우에, (θ + α(-π/2〈α〈π/2)) 방향에서 진폭벡터에 cos α를 곱해서 얻은 광성분이 분석기(802)를 통과한다.In this case, the optical component obtained by multiplying the amplitude vector by cos α in the (θ + α (−π / 2 <α <π / 2)) direction passes through the analyzer 802.

그러므로, 편의상 비례상수를 K라 하면, 분석기(802)를 통과한 총에너지 I(θ)는 다음과 같이 주어진다.Therefore, for convenience, assuming that the proportionality constant is K, the total energy I (θ) passing through the analyzer 802 is given as follows.

θ = 0과 π/2 일때 적분을 하면 총에너지는 다음과 같다.Integrating when θ = 0 and π / 2, the total energy is

I(0) = Kπa2b / (a + b) …… (23)I (0) = Kπa 2 b / (a + b). … (23)

I(π/2) = Kπa2b / (a + b) …… (24)I (π / 2) = Kπa 2 b / (a + b). … (24)

I (0)는 광강도 검출기에 의해 표시된 최대값을 의미하고, I (π/2)는 광강도 검출기에 의해 표시된 최소값을 의미한다.I (0) means the maximum value indicated by the light intensity detector, and I (π / 2) means the minimum value indicated by the light intensity detector.

식(23)과 (24)를 a와 b에 대하여 풀면 다음과 같다.The equations (23) and (24) are solved for a and b as follows.

a2= I(0)(I(0) + I(π/2)/KπI(π/2) …… (25)a 2 = I (0) (I (0) + I (π / 2) / KπI (π / 2) ... (25)

b2= I(π/2) + (I(0) + I(π/2)/KπI(0) …… (26)b 2 = I (π / 2) + (I (0) + I (π / 2) / KπI (0) …… (26)

따라서,therefore,

a/b = I(0)/I(π/2) …… (27)a / b = I (0) / I (π / 2)... … (27)

식(15)와 (16)을 ax와 ay에 대하여 풀고 식(25)와 (26)을 대입하면 다음과 같다.Solving equations (15) and (16) with respect to ax and ay and substituting equations (25) and (26) as follows:

식(4)의 δ는 식(14)에 따르면Δ of equation (4) is according to equation (14)

sin2δ = a2b2/ax2ay2…… (31)sin 2 δ = a 2 b 2 / ax 2 ay 2 . … (31)

식(25), (26), (28)과 (29)를 식(31)에 대입하면 다음과 같다.Substituting equations (25), (26), (28) and (29) into equation (31) is as follows.

의 경우에 측정 가능한 양은 I(0), I(π/2)와 ψ이고, δ에 대해 얻을 수 있는 4개의 해(解)는 식(32)을 사용하여 얻는다.In the case of, the measurable amounts are I (0), I (π / 2) and ψ, and four solutions that can be obtained for δ are obtained using equation (32).

제10도에 도시된 바와 같이 ψ값이 제한되었기 때문에 이를 얻을 수 있는 해는 2개로 제한될 수 있다.Since the value of ψ is limited as shown in FIG. 10, the solution that can obtain this can be limited to two.

ψ가 양이면, 0〈δ〈π/2 또는 3π/2〈δ〈2π가 된다.If ψ is positive, 0 <δ <π / 2 or 3π / 2 <δ <2π.

ψ가 음이면, π/2〈δ〈π 또는 π〈δ〈3π/2이다.If ψ is negative, then π / 2 <δ <π or π <δ <3π / 2.

2로 제한되어 있는 δ에 대해 얻을 수 있는 해를 1로 제한하기 위해서는 x와 y의 방향에서의 두 직선 편광빔중 한 빔의 위상이 π/2만큼 앞서도록 λ/4 파장판(851)을 분석기(852)의 입사측에 배치할 수도 있다.To limit the solution to δ, which is limited to 2, to 1, the λ / 4 wave plate 851 is placed so that the phase of one of the two linearly polarized beams in the x and y directions advances by π / 2. It may be arranged on the incident side of the analyzer 852.

y축 방향에서의 직선 편광빔의 위상이 x축 방향에서의 직선 편광빔보다 π/2만큼 앞선다고 가정한다.It is assumed that the phase of the linearly polarized beam in the y-axis direction is earlier by? / 2 than the linearly polarized beam in the x-axis direction.

이 경우, 식(1)과 (3)에 따른 δ에 대하여 π/2만큼 증가한다.In this case, π / 2 increases with respect to δ according to equations (1) and (3).

이때, ψ는 다시 측정된다.At this time, ψ is measured again.

λ/4 파장판(851)의 삽입전에 주어진 ψ가 양이라면 0〈δ〈π/2 또는 3π/2〈δ〈2π이다.If ψ given before insertion of the λ / 4 wave plate 851 is positive, 0 <δ <π / 2 or 3π / 2 <δ <2π.

λ/4 파장판(851)의 삽입후 ψ가 그대로 양이라면 3π/2〈δ〈2π가 옳다고 결정할 수 있다.If? is still positive after insertion of the λ / 4 wave plate 851, it can be determined that 3π / 2 <δ <2π is correct.

ψ가 음으로 된다면 0〈δ〈π/2가 옳다고 결정할 수 있다.If ψ becomes negative, it can be determined that 0 <δ <π / 2 is correct.

이와 마찬가지로, λ/4 파장판(851)이 삽입되기전 π/2〈δ〈π 또는 π〈δ〈3π/2가 옳고, λ/4 파장판(851) 삽입후 ψ는 음으로 남아있다면, π/2〈δ〈π로 결정된다.Similarly, if π / 2 <δ <π or π <δ <3π / 2 is correct before the λ / 4 wave plate 851 is inserted, and ψ remains negative after the λ / 4 wave plate 851 is inserted, π / 2 <δ <π is determined.

ψ가 양이라면 π〈δ〈3π/2가 옳다고 결정된다.If ψ is positive, then it is determined that π <δ <3π / 2 is correct.

그러므로, δ의 원래 값은 λ/4 파장판의 삽입전후 ψ의 부호로부터 유일하게 결정된다.Therefore, the original value of δ is uniquely determined from the sign of ψ before and after insertion of the λ / 4 waveplate.

상기에서 설명한 바와같이, I(0), I(π/2)와 ψ가 측정 가능한 양이므로 타원편광에 관련된 모든 파라미터는 식(15)-(18), (25)-(30) 및 (32)를 사용한 결정 공정에 의해 결정할 수 있다.As described above, since I (0), I (π / 2) and ψ are measurable quantities, all parameters related to elliptical polarization are represented by equations (15)-(18), (25)-(30) and (32). Can be determined by a determination step using

제13도는 본 발명에 따른 타원편광을 측정하는 방법을 수행하는데 사용되는 측정시스템을 도시한 것이다.13 shows a measurement system used to carry out a method for measuring elliptical polarization according to the present invention.

제13도를 참조하면, 참조번호 911은 광강도검출기, 921은 1mW의 출력으로 피편광된 광을 발진시키는 He-Ne 레이저, 922는 He-Ne 레이저(921)의 방출측에 배열된 편광기, 923은 편광기(922)의 방출측에 배열된 하프미러, 924A 924B는 각각 하프미러(923)에 의해 나뉘어진 두개의 직선 편광빔(931), (932)중 빔(932)을 90˚로 반사시키는 전반사미러, 925는 전반사미러(924A)와 (924B)사이에 배열된 λ/2 파장판을 각각 나타낸다.Referring to FIG. 13, reference numeral 911 denotes a light intensity detector, 921 denotes a He-Ne laser for generating polarized light at an output of 1 mW, 922 denotes a polarizer arranged on the emission side of the He-Ne laser 921, 923 denotes a half mirror arranged at the emission side of the polarizer 922, and 924A 924B reflects the beam 932 of 90 between two linearly polarized beams 931 and 932 respectively divided by a half mirror 923. The total reflection mirror 925 denotes a λ / 2 wave plate arranged between the total reflection mirrors 924A and 924B, respectively.

He-Ne 레이저(92)로부터 방출된 레이저는 편광기(922)에 의해 직선 편광으로 변환되고, 하프미러(923)에 의해 일직선 방향으로 진행하는 직선 편광빔(931)과 진행방향이 90˚회전된 직선 편광빔(932)로 나뉘어진다.The laser emitted from the He-Ne laser 92 is converted into linearly polarized light by the polarizer 922, and the traveling direction is rotated 90 ° with the linearly polarized beam 931 traveling in a straight direction by the half mirror 923. It is divided into a linear polarization beam 932.

직선 편광빔(932)은 전반사미러(924A)에 의해 다시 90˚반사되어 직선 편광빔에 평행한 방향으로 진행한다.The linearly polarized beam 932 is reflected back by 90 ° by the total reflection mirror 924A and proceeds in a direction parallel to the linearly polarized beam.

직선 편광빔(932)의 발진방향은 λ/2 파장판(925)을 통해 90˚회전하여 직선 편광빔(931)의 발진방향과 수직으로 된다.The oscillation direction of the linearly polarized beam 932 is rotated 90 degrees through the λ / 2 wave plate 925 to be perpendicular to the oscillation direction of the linearly polarized beam 931.

직선 편광발진방향이 90˚회전되는 직선 편광빔(932)의 진행방향은 전반사미러(924B)에 의해 90°더 회전된다.The traveling direction of the linearly polarized light beam 932 in which the linearly polarized light oscillation direction is rotated 90 degrees is further rotated 90 degrees by the total reflection mirror 924B.

그 결과, 직선 편광빔(932)는 하프미러(923)에 의해 직선 편광빔(931)과 합성되어 새로이 편광된 광(935)을 발생한다.As a result, the linearly polarized beam 932 is combined with the linearly polarized beam 931 by the half mirror 923 to generate newly polarized light 935.

새로이 편광된 광(935)은 통상적으로 타원 편광이다.The newly polarized light 935 is typically elliptical polarization.

그러나, 특별한 경우에, 예를 들면 직선 편광빔(931), (932)간의 위상차가 0 또는 π일 경우에는 편광된 광(935)은 직선 편광이 된다.However, in a special case, for example, when the phase difference between the linearly polarized beams 931 and 932 is 0 or π, the polarized light 935 becomes linearly polarized light.

직선 편광빔(931), (932)간의 위상차가 π/2 또는 3π/2이고, 빔간의 진폭비가 1인 경우 편광된 광(935)은 순환 편광이 된다.When the phase difference between the linearly polarized beams 931 and 932 is π / 2 or 3π / 2, and the amplitude ratio between the beams is 1, the polarized light 935 becomes circularly polarized light.

제14도는 제13도에 도시된 측정시스템을 사용하여 얻어진 측정 결과를 도시한 것이다.FIG. 14 shows measurement results obtained using the measurement system shown in FIG.

제14도를 참조하면, x축과 y축은 각각 직선 편광빔(931), (932)의 발진방향에 평행하다.Referring to FIG. 14, the x and y axes are parallel to the oscillation directions of the linearly polarized beams 931 and 932, respectively.

분석기(902)와 x축에 의해 정의된 각도가 제12도에 도시된 바와같이 θ이라고 가정한다.Assume that the angle defined by the analyzer 902 and the x-axis is θ as shown in FIG.

이 경우 0≤θ≥π라고 측정되어진다.In this case, it is measured that 0≤θ≥π.

π〈θ〈2π에 대하여, 측정치는 원래 값에 대하여 대칭적으로 이동하여 추가로 측정이 행하여진다.For π <θ <2π, the measured value shifts symmetrically with respect to the original value and further measurement is performed.

이 측정에서, ψ = -5°, I(0) = 78.55μW, I(π/2) = 26.6μW이다.In this measurement, ψ = -5 °, I (0) = 78.55 µW, and I (π / 2) = 26.6 µW.

δ에 대한 4가지 얻을 수 있는 해 77.2˚, 102.8˚, 257.2˚, 282.8˚가 이들 값과 식(32)으로부터 얻어진다.Four obtainable solutions for δ 77.2 °, 102.8 °, 257.2 °, and 282.8 ° are obtained from these values and equation (32).

ψ = -5°이므로 4가지 얻을 수 있는 해중에서 2가지 얻을 수 있는 해 즉 102.8˚와 257.2˚로 제한된다.Since ψ = -5 °, two obtainable solutions are limited to 102.8 ° and 257.2 ° from four possible solutions.

λ/4 파장판(921)가 분석기(902)의 전면에 삽입되어 직선 편광된 광의 위상은 y축 방향으로 π/2만큼 앞서게 된다.The λ / 4 wave plate 921 is inserted in front of the analyzer 902 so that the phase of the linearly polarized light is advanced by π / 2 in the y-axis direction.

이 경우, ψ는 음으로 체크되어 δ = 102.8˚가 된다.In this case, ψ is negatively checked and δ = 102.8 °.

즉, δ는 유일한 값으로 결정된다.That is, δ is determined to be a unique value.

또한, 식(27)과 (30)에 따르면 a/b = 2.953이고, ax/ay = 2.489이므로, 타원편광에 관련된 모든 파라미터는 결정되어진다.According to equations (27) and (30), since a / b = 2.953 and ax / ay = 2.489, all parameters related to elliptical polarization are determined.

상기에서 설명한 바와같이, 제11도 내지 제14도에 도시된 실시예에 따르면, 최대광강도에 상응하는 분석기의 회전각도, 최소광강도 및 λ/4 파장판이 삽입될때 최대광강도에 상응하는 분석기의 회전각도가 구해지고, 타원편광의 편광상태는 이 4값을 근거로 결정된다.As described above, according to the embodiments shown in Figs. 11 to 14, the rotation angle of the analyzer corresponding to the maximum light intensity, the minimum light intensity, and the rotation of the analyzer corresponding to the maximum light intensity when the λ / 4 waveplate is inserted The angle is obtained, and the polarization state of the elliptical polarization is determined based on these four values.

그러므로, 타원편광의 편광상태는 결정하는데 필요한 모든 파라미터가 신속하게 결정될 수 있다.Therefore, all the parameters necessary for determining the polarization state of the elliptical polarization can be determined quickly.

또한 측정될 타원편광은 타원편광이 다른 편광으로의 변환없이 측정되므로, 타원편광에 대한 모든 파라미터가 신속하고 정확하게 결정되어진다.In addition, since the elliptical polarization to be measured is measured without conversion of the elliptical polarization to another polarization, all parameters for the elliptical polarization can be determined quickly and accurately.

본 발명의 다른 실시예에 의한 타원편광의 편광상태를 측정하는 방법을 제15도와 제16도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of measuring the polarization state of the elliptical polarization according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16.

제15도에 도시된 실시예에서는, 참조번호 1201는 관찰용 광원이고, 1202는 집광렌즈, 1203은 집광렌즈(1202)에 의해 형성된 광원(1201)의 제1실상(實傷), 1204는 밝기 차단기, 1205는 제1조명렌즈, 1206은 제2조명렌즈, 1207은 필드스톱, 1208은 필드스톱에 의해 정의된 가시필드, 1209는 하프미러, 1210은 제1 및 제2조명렌즈(1205), (1206)에 의해 형성된 광원(1201)의 제2실상, 1211은 대물렌즈, 1212는 관찰 물체인 포토마스크를 각각 나타낸다.In the embodiment shown in FIG. 15, reference numeral 1201 is an observation light source, 1202 is a condenser lens, 1203 is a first real image of a light source 1201 formed by condenser lens 1202, and 1204 is brightness. Breaker, 1205 is first illumination lens, 1206 is second illumination lens, 1207 is field stop, 1208 is visible field defined by field stop, 1209 is half mirror, 1210 is first and second illumination lens 1205, In the second image of the light source 1201 formed by 1206, 1211 denotes an objective lens and 1212 denotes a photomask that is an observation object.

광원(1201)의 제2실상은 대물렌즈(1211)의 후집점면(後集点面)에 일치한다.The second real image of the light source 1201 corresponds to the collection point surface of the objective lens 1211.

참조번호 1213은 제2조명렌즈(1206)와 대물렌즈(1211)에 의해 형성된 가시필드(1208)의 실상, 1214는 포토마스크(1212)의 실상을 각각 나타낸다.Reference numeral 1213 denotes an actual image of the visible field 1208 formed by the second illumination lens 1206 and the objective lens 1211, and 1214 denotes an actual image of the photomask 1212.

광원(1201)과 실상(1214)간에 배열된 구성 성분을 포토마스크(1212)의 검사될 부분을 확대/관찰하는 역할을 한다.The component arranged between the light source 1201 and the actual image 1214 serves to enlarge / observe the portion of the photomask 1212 to be inspected.

구성은 금속관찰용 일반적인 현미경과 동일하기 때문에 조명광선과 포토마스크의 실상(1214)을 형성하기 위한 광선은 생략되었다.Since the configuration is the same as that of a general microscope for metal observation, illumination light and light rays for forming the actual image 1214 of the photomask are omitted.

참조번호 1215는 검사용 광원이고, 1216은 편광기이며, 1217은 하프미러이다.Reference numeral 1215 is a test light source, 1216 is a polarizer, and 1217 is a half mirror.

광원(1215)의 광은 하프미러(1217)에 의해 제1직선 편광빔(1218)과 제2직선 편광빔(1219)으로 나뉘어진다.The light of the light source 1215 is divided into a first linearly polarized beam 1218 and a second linearly polarized beam 1219 by the half mirror 1217.

참조번호 1220은 전반사미러, 1221은 렌즈, 1222는 판을 각각 나타낸다.Reference numeral 1220 denotes a total reflection mirror, 1221 denotes a lens, and 1222 denotes a plate.

판(1222)은 관찰광원(1201)의 광을 충분히 투과할 수 있는 투과율을 갖는다.The plate 1222 has a transmittance that can sufficiently transmit the light of the observation light source 1201.

렌즈(1221)의 전집점(前集点)은 밝기 차단기(brightness stop)(1204)의 중심에 일치된다.The premature point of the lens 1221 coincides with the center of the brightness stop 1204.

그러므로, 제1직선 편광빔(1218)은 밝기 차단기(1204)의 중심에서 관찰 광원의 제1실상에 중첩되고, 집광된다.Therefore, the first linearly polarized beam 1218 overlaps and condenses on the first chamber of the observation light source at the center of the brightness blocker 1204.

게다가, 제1직선 편광(1218)은 다시 관찰광원의 제2실상(1210) 부분에 집광된다.In addition, the first linearly polarized light 1218 is again focused on the second real image 1210 portion of the observation light source.

관찰광원의 제2실상(1210) 부분은 대물렌즈(1211)의 후집점면과 일치하므로, 제1직선 편광빔(1218)은 대물렌즈(1211)를 통해 평행 빔이디어 포토마스크(1212)를 통과한다.Since the portion of the second real image 1210 of the observation light source coincides with the focal point plane of the objective lens 1211, the first linearly polarized beam 1218 passes through the parallel beam guide photomask 1212 through the objective lens 1211. .

한편, 제2직선 편광빔(1219)의 광로는 미러(1223a)-(1223c)에 의해 굴절되고 광선(1219)은 λ/2 파장판(1224)을 통과한다.On the other hand, the optical path of the second linearly polarized beam 1219 is refracted by the mirrors 1223a-1223c and the light beam 1219 passes through the λ / 2 wave plate 1224.

미러(1223a)-(1223c)는 가간섭길이와 같거나 또는 작게 되도록 제1직선 편광빔(1218) 제2직선 편광빔(1219)간의 광로길이차를 조정하는 역할을 한다.The mirrors 1223a-1223c serve to adjust the optical path length difference between the first linearly polarized beam 1218 and the second linearly polarized beam 1219 to be equal to or smaller than the coherence length.

또한, 제2직선 편광빔(1219)이 λ/2 파장판(1224)을 통과할때 제2직선 편광빔(1219)의 편광방향은 제1직선 편광빔(1218)의 편광방향에 수직이 된다.Further, when the second linearly polarized beam 1219 passes through the λ / 2 wave plate 1224, the polarization direction of the second linearly polarized beam 1219 becomes perpendicular to the polarization direction of the first linearly polarized beam 1218. .

제1 및 제2직선 편광빔(1218), (1219)은 하프미러(1215)에 의해 서로 중첩되어 타원편광을 형성한다.The first and second linearly polarized beams 1218 and 1219 overlap each other by the half mirror 1215 to form elliptical polarization.

타원편광의 편광상태는 편광상태 관찰장치(1226)에 의해 관찰된다.The polarization state of the elliptical polarization is observed by the polarization state observation device 1226.

포토마스크의 검사시, 임의 부분의 투과율과 위상변화량은 노광광원에 대하여 고투명도를 나타내는 기판 부분에 대해서만 요구되어진다.In the inspection of the photomask, the transmittance and phase change amount of any portion are required only for the portion of the substrate which exhibits high transparency to the exposure light source.

제15도에 도시된 실시예를 참조하면, 편광상태 관찰장치(1226)는 타원편광의 편광상태를 측정할 수 있는데, 이때 타원편광은 노광광원에 대하여 고투명도를 나타내는 기판의 부분만을 통과하는 제1직선 편광빔(1218)이 제2직선 편광빔(1219)에 중첩될때 발생된다.Referring to the embodiment shown in FIG. 15, the polarization state observing apparatus 1226 may measure the polarization state of the elliptical polarization, wherein the elliptical polarization passes through only a portion of the substrate exhibiting high transparency with respect to the exposure light source. This occurs when the one linearly polarized beam 1218 overlaps the second linearly polarized beam 1219.

측정치는 식(1)과 (4)에서 ax와 δ로 설정된다.The measurements are set to ax and δ in equations (1) and (4).

이어서, 편광상태 관찰장치(1216)는 타원편광의 편광상태를 측정하는데, 이 타원편광은 임의 패턴을 통과하는 제1직선 편광빔(1218)이 제2직선 편광빔(1219)에 중첩될 때 발생한다.Subsequently, the polarization state observing apparatus 1216 measures the polarization state of the elliptical polarization, which occurs when the first linearly polarized beam 1218 passing through the arbitrary pattern overlaps the second linearly polarized beam 1219. do.

측정치는 식(5)와 (7)에서 ax'와 δ로 설정된다.The measurement is set to ax 'and δ in equations (5) and (7).

목표치인 위상변화량, 진폭투과율 및 에너지 투과율은 식(8), (9), (10)을 사용하여 구해진다.The target phase change amount, amplitude transmittance, and energy transmittance are obtained using equations (8), (9), and (10).

제15도에 도시된 실시예에서, 각 포토마스크의 위반변화량, 진폭투과율, 에너지 투과율은 노광광원에 대하여 고투명도를 나타내는 기판의 부분에 대해서만 얻어진다.In the embodiment shown in FIG. 15, the deviation change amount, amplitude transmittance, and energy transmittance of each photomask are obtained only for the portion of the substrate exhibiting high transparency to the exposure light source.

두 직선 편광빔의 중첩에 의해 발생된 타원편광의 편광상태를 제1직선 편광빔의 광로에 포토마스크를 배치하지 않고 즉 포토마스크(1212) 없이 측정할 수 있고, 측정값이 식(1)과 (4)에서 ax와 δ로 설정된다면, 각 마스크부의 위상변화량, 진폭투과율과 에너지 투과율의 절대치를 구할 수 있다.The polarization state of the elliptical polarization generated by the superposition of the two linearly polarized beams can be measured without placing the photomask on the optical path of the first linearly polarized beam, that is, without the photomask 1212, and the measured value is expressed by Equation (1) and If (x) is set to ax and δ, the absolute value of the phase change amount, amplitude transmittance and energy transmittance of each mask part can be obtained.

제15도에 도시된 실시예에서는 검사광원(1215)에서 방출된 광은 평행광이다.In the embodiment shown in FIG. 15, the light emitted from the inspection light source 1215 is parallel light.

그러나, 검사광처럼 검사될 파장에서 발진된 레이저로부터 방출되는 광이 사용될 수 있다.However, light emitted from a laser oscillated at the wavelength to be inspected, such as inspection light, may be used.

이와는 달리, 램프 즉 수은램프에서 방출된 365mm광을 필터나 모노크로미터에 의해 추출하고 조준광학시스템에 의해 조준하여서 평행광이 얻어진다.In contrast, parallel light is obtained by extracting 365 mm of light emitted from a lamp, that is, a mercury lamp, by a filter or a monochromator and aiming it by an aiming optical system.

포토마스크(1212)의 매우 작은 영역이 검사될때, 릴레이 광학시스템이 검사광원(1215)과 편광기(1216)사이 또는 편광기(1216)와 하프미러(1217)사이에 설치된다.When a very small area of the photomask 1212 is inspected, a relay optical system is installed between the inspection light source 1215 and the polarizer 1216 or between the polarizer 1216 and the half mirror 1217.

이러한 구성에서, 제1 및 제2직선 편광빔(1218)과 (1219)의 단면적은 감소될 것이다.In this configuration, the cross sectional areas of the first and second linearly polarized beams 1218 and 1219 will be reduced.

제16도는 제15도에 도시된 실시예에 상응하는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것이다.FIG. 16 shows another embodiment of the present invention corresponding to the embodiment shown in FIG.

제16도를 참조하면, 참조번호(1301)는 관찰광원, 1302는 집광렌즈, 1303은 집광렌즈(1302)에 의해 형성된 광원(1301)의 제1실상, 1304는 발기 차단기, 1205는 제1조명렌즈, 1306은 제2조명렌즈, 1307은 필드스톱, 1308은 필드스톱(1307)에 의해 정의된 가시필드, 1309는 하프미러, 1310은 제1 및 제2조명렌즈(1305), (1306)에 의해 발생된 광원(1301)의 제2실상, 1311은 대물렌즈, 1312는 관찰대상인 포토마스크를 각각 나타낸다.Referring to FIG. 16, reference numeral 1301 denotes an observation light source, 1302 a condenser lens, 1303 is a first image of a light source 1301 formed by a condenser lens 1302, 1304 is an erection breaker, and 1205 is a first light. Lens, 1306 is the second illumination lens, 1307 is the field stop, 1308 is the visible field defined by the field stop 1307, 1309 is the half mirror, 1310 is the first and second illumination lenses 1305, 1306 The second real image of the light source 1301 generated by 1311 denotes an objective lens and 1312 denotes a photomask to be observed.

관찰광원의 제2실상(1310)은 대물렌즈(1311)의 후집점면과 일치한다.The second real image 1310 of the observation light source coincides with the focal point plane of the objective lens 1311.

참조번호 1313은 제2조명렌즈(1306)와 대물렌즈(1311)에 의해 형성된 가시필드의 실상을 나타낸다.Reference numeral 1313 denotes an actual image of the visible field formed by the second illumination lens 1306 and the objective lens 1311.

참조번호 1314는 포토마스크(1312)의 실상을 나타낸다.Reference numeral 1314 denotes an actual image of the photomask 1312.

포토마스크(1312)의 실상(1314)과 광원(1301)사이에 배열된 구성성분으로 포토마스크(1312)의 검사될 부분을 확대/관찰하기 위한 장치로서의 역할을 한다.A component arranged between the actual image 1314 and the light source 1301 of the photomask 1312 serves as an apparatus for enlarging / observing the portion to be inspected of the photomask 1312.

배열은 금속관찰용 일반적인 현미경의 배열과 동일하기 때문에 조명광선과 포토마스크의 실상(1314)을 형성하기 위한 광선은 생략되었다.Since the arrangement is the same as that of a general microscope for metal observation, the illumination rays and the rays for forming the real image 1314 of the photomask are omitted.

참조번호 1315는 검사광원, 1316은 편광기, 1317은 하프미러를 각각 나타낸다.Reference numeral 1315 denotes an inspection light source, 1316 a polarizer, and 1317 a half mirror.

광원(1315)에서 방출된 광은 하프미러(1317)에 의해 제1직선 편광빔(1318)과 제2직선 편광빔(1319)으로 나뉘어진다.Light emitted from the light source 1315 is divided into a first linearly polarized beam 1318 and a second linearly polarized beam 1319 by the half mirror 1317.

참조번호 1320은 렌즈, 1321은 판을 나타낸다.Reference numeral 1320 denotes a lens and 1321 denotes a plate.

판(1321)은 광원(1301)에서 방출된 광의 충분한 양이 투과하도록 충분한 투과율을 갖는다.The plate 1321 has a sufficient transmittance so that a sufficient amount of light emitted from the light source 1301 is transmitted.

렌즈(1320)의 전집점(前集点)은 가시필드(1308)의 중심과 일치한다.The focal point of the lens 1320 coincides with the center of the visible field 1308.

그러므로, 제1직선 편광빔(1318)은 필드스톱(1307)의 중심에 집광되거나 가시필드(1308)의 중심에 집광된다.Therefore, the first linearly polarized beam 1318 is focused at the center of the field stop 1307 or at the center of the visible field 1308.

가시필드(1308)의 실상은 제2조명렌즈(1306)와 대물렌즈(1311)에 의해 포토마스크(1312)의 위치에 형성되므로, 제1직선 편광빔(1318)은 포토마스크(1312)에 집광된다.Since the actual image of the visible field 1308 is formed at the position of the photomask 1312 by the second illumination lens 1306 and the objective lens 1311, the first linearly polarized beam 1318 is focused on the photomask 1312. do.

따라서, 포토마스크(1313)의 매우 작은 영역도 검사될 수 있다.Thus, a very small area of the photomask 1313 can also be inspected.

참조번호 1322, 1323, 1316은 제1∼제3검사렌즈이고, 제1324와 1325는 미러이다.Reference numerals 1322, 1323, and 1316 denote first to third inspection lenses, and 1324 and 1325 denote mirrors.

제1검사렌즈(1322)와 대물렌즈(1311)는 포토마스크(1312)를 포함하는 평면에 대하여 광학적 대칭이 되도록 배열되고, 제2검사렌즈(1323)와 제2조명렌즈(1306), 미러(1325)와 판(1321), 제3검사렌즈(1326)와 렌즈(1320)도 역시 광학적 대칭이 되도록 배열된다.The first inspection lens 1322 and the objective lens 1311 are arranged to be optically symmetric with respect to the plane including the photomask 1312, and the second inspection lens 1323, the second illumination lens 1306, and the mirror ( 1325 and plate 1321, third inspection lens 1326 and lens 1320 are also arranged to be optically symmetrical.

이러한 배열에서 제1직선 편광빔(1318)은 제3검사렌즈(1326)을 통과한후 평행광선으로 된다.In this arrangement, the first linearly polarized beam 1318 passes through the third inspection lens 1326 and becomes parallel rays.

한편, 제2직선 편광빔(1319)의 광로는 미러(1327a), (1327b)에 의해 굴절된다.On the other hand, the optical path of the second linearly polarized beam 1319 is refracted by the mirrors 1327a and 1327b.

게다가, 제2직선 편광빔(1319)의 편광방향으로 λ/2 파장판(1328)에 의해 90˚회전한다.In addition, it rotates 90 degrees by the (lambda) / 2 wave plate 1328 in the polarization direction of the 2nd linear polarization beam 1319. As shown in FIG.

참조번호 1329는 하프미러, 1330은 편광상태 관찰장치를 나타낸다.Reference numeral 1329 denotes a half mirror and 1330 denotes a polarization state observing apparatus.

미러(1327a), (1327b)는 가간섭길이와 같거나 작도록 제1 및 제2직선 편광빔(1318), (1319)간의The mirrors 1327a and 1327b are formed between the first and second linearly polarized beams 1318 and 1319 to be equal to or smaller than the interference length.

광로길이차를 조정하는 역할을 한다.It controls the optical path length difference.

제1 및 제2직선 편광빔(1318), (1319)는 하프미러(1329)에 의해 서로 중첩되어 타원편광을 형성한다.The first and second linearly polarized beams 1318 and 1319 overlap each other by the half mirror 1333 to form an elliptical polarization.

타원편광의 편광상태는 편광상태 관찰장치(1330)에 의해 관찰된다.The polarization state of the elliptical polarization is observed by the polarization state observation device 1330.

포토마스크의 각 부분의 위상변화량, 진폭투과율 및 에너지 투과율은 제15도에서의 실시예에서와 동일한 방법으로 결정된다.The amount of phase change, amplitude transmittance and energy transmittance of each part of the photomask are determined in the same manner as in the embodiment in FIG.

제16도에 도시된 실시예에서는 검사광원(1315)에서 방출된 광은 평행광이다.In the embodiment shown in FIG. 16, the light emitted from the inspection light source 1315 is parallel light.

그러나, 그러한 검사광원으로서, 검사될 파장에서 발진하는 레이저의 광이 사용될 수도 있다.However, as such an inspection light source, light of a laser oscillating at the wavelength to be inspected may be used.

이와는 달리, 램프 즉 수은램프에서 방출된 365nm광은 필터나 모노크로미터에 의해 추출하고 조준광학시스템에 의해 조준하여서 평행광을 얻을 수도 있다.Alternatively, 365 nm light emitted from a lamp, or mercury lamp, may be extracted by a filter or a monochromator and aimed by a collimation optical system to obtain parallel light.

제15도 및 제16도에 도시된 실시예에서는 관찰광원의 광의 파장에 상응하는 색수차보정이 관찰광원의 광만이 통과하는 각 광학소자에 대하여 수행되어진다.In the embodiments shown in FIGS. 15 and 16, chromatic aberration correction corresponding to the wavelength of the light of the observation light source is performed for each optical element through which only the light of the observation light source passes.

직선편광의 파장에 상응하는 색수차보정은 직선 편광만이 통과하는 각 광학소자에 대하여 수행되어진다.Chromatic aberration correction corresponding to the wavelength of linearly polarized light is performed for each optical element through which only linearly polarized light passes.

그리고 관찰광원의 광과 직선 편광의 파장에 상응하는 색수차보정은 관찰광원의 광과 직선 편광이 모두 통과하는 각 광학소자에 대하여 수행되어진다.The chromatic aberration correction corresponding to the light of the observation light source and the wavelength of the linear polarization is performed for each optical element through which both the light of the observation light source and the linear polarization pass.

그러나, 관찰광원의 광과 직선 편광에 상응하는 색수차보정이 모든 광학소자에 대하여 행하여지더라도, 별다른 문제는 발생되지 않는다.However, even if chromatic aberration correction corresponding to light of the observation light source and linearly polarized light is performed for all the optical elements, no particular problem occurs.

상기한 바와 같이 제15도와 제16도에 도시된 실시예에서는 각 포토마스크 부분의 투과율과 위상변화량은 용이하고 정확하게 얻어진다.As described above, in the embodiments shown in FIGS. 15 and 16, the transmittance and the phase change amount of each photomask portion are easily and accurately obtained.

또한, 본 발명은 포토마스크 뿐만아니라 취급될 파장을 갖는 광에 대하여 투명도를 나타내는 어떠한 대상물에 대하여도 적용할 수 있다.In addition, the present invention can be applied not only to a photomask but also to any object exhibiting transparency to light having a wavelength to be handled.

게다가, 대상물의 두께를 알고 있다면 대상물의 굴절율과 흡수계수 또는 소쇠계수를 결과로서 얻어진 진폭투과율과 위상변화량으로부터 구할 수 있다.In addition, if the thickness of the object is known, the refractive index and absorption coefficient or extinction coefficient of the object can be obtained from the resulting amplitude transmittance and phase change amount.

제17도는 관계된 패턴의 강조기능을 갖는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것이다.Figure 17 illustrates another embodiment of the present invention with emphasis on the pattern involved.

제17도를 참조하면, 참조번호 1401은 광원, 1402는 광원(1401)의 광을 입력하여 직선 편광으로 변환하는 편광기, 1403은 편광기의 방출측에 배열되고, 편광기(1402)의 직선 편광을 일직선으로 진행하는 광선과 90˚반사된 광선으로 나누어주기 위한 빔스프릿터, 1404는 빔스프릿터(1403)으로부터 일직선으로 진행하는 직선 편광빔을 90˚반사시켜주기 위한 전반사미러, 1405 내지 1408은 광로조정장치를 구성하는 전반사미러그룹을 각각 나타낸다.Referring to FIG. 17, reference numeral 1401 denotes a light source, 1402 a polarizer for inputting light from the light source 1401 and converting it into linearly polarized light, 1403 is arranged on the emission side of the polarizer, and linearly polarizes the linearly polarized light of the polarizer 1402. A beam splitter for dividing the light propagating into the light beam and the 90 ° reflected beam, 1404 is a total reflection mirror for reflecting the 90 ° linearly polarized beam traveling in a straight line from the beam splitter 1403, and 1405 to 1408 are optical path adjustments Represents a total reflection mirror group constituting a device.

전반사미러그룹을 각각 빔스프릿터(1403)에 의해 90˚반사된 직선 편광빔을 90˚반사시켜, 직선편광빔이 최종적으로 빔스프릿터(1403)의 직선 편광빔의 방향과 동일 방향으로 방출되도록 한다.The total reflection mirror group reflects the linearly polarized beam 90 degree reflected by the beam splitter 1403, respectively, so that the linearly polarized beam is finally emitted in the same direction as the direction of the linearly polarized beam of the beam splitter 1403. do.

참조번호 1409는 전반사미러(1405-1408)의 방출측에 배열된 검사대상으로서 포토마스크, 1410은 포토마스크의 방출측에 배열된 대물렌즈, 1411은 포토마스크(1409)의상, 1412는 전반사미러(1404)의 방출측에 배열된 λ/2파장판, 1413은 하프미러, 1414는 전반사미러, 1415는 상(1411)에서 볼때 위치와 배열이 대물렌즈(1410)와, 등가인 광학시스템, 1416은 상(1411)에서 볼때 위치가 포토마스크와 등가인 가상평면, 1417은 하프미러(1413)의 방출측의 광로에 배열된 분석기를 각각 나타낸다.Reference numeral 1409 denotes an inspection object arranged on the emission side of the total reflection mirrors 1405-1408, a photomask, 1410 an objective lens arranged on the emission side of the photomask, 1411 a costume of the photomask 1409, and 1412 a total reflection mirror ( [Lambda] / 2 wavelength plate arranged at the emission side of 1404, 1413 is a half mirror, 1414 is a total reflection mirror, 1415 is an optical system having an equivalent position and arrangement with an objective lens 1410 when viewed from an image 1411, The virtual plane 1417, the position of which is equivalent to the photomask when viewed from the image 1411, represents an analyzer arranged in the optical path on the emission side of the half mirror 1413, respectively.

상(1411)은 분석기의 방출측에 형성된다.Phase 1411 is formed on the discharge side of the analyzer.

이 실시예에 사용된 광원(1401)으로서, 검사에 필요한 파장을 갖는 평행광을 제공하는 광원이 사용될 수도 있다.As the light source 1401 used in this embodiment, a light source that provides parallel light having a wavelength necessary for inspection may be used.

예를 들면, 검사가 KrF 엑시머레이저 빔의 파장을 사용하여 행하여진다면, KrF 엑시머레이저가 사용될 수도 있다.For example, if the inspection is done using the wavelength of the KrF excimer laser beam, KrF excimer laser may be used.

검사가 365nm의 파장을 사용하여 행하여진다면, 365nm에서 발진하는 레이저, 또는 수은램프, 모노크로미터와 조준기를 조합하여 사용할 수도 있다.If the inspection is performed using a wavelength of 365 nm, a laser oscillating at 365 nm, or a mercury lamp, a monochromator, and a combination of sights may be used.

광원(1401)에서 방출된 평행광은 편광기(1402)에 의해 직선 편광으로 변환되고, 빔스프릿터(1403)에 의해 2개의 광로를 따라 진행하는 광선으로 나뉘어진다.Parallel light emitted from the light source 1401 is converted into linearly polarized light by the polarizer 1402, and is divided into light rays traveling along two optical paths by the beam splitter 1403.

한 직선 편광빔은 전반사미러(1405-1408)에 의해 구성되는 광로조정장치를 통과한후, 포토마스크(1409)에 조사되어 대물렌즈(1403)를 통해 상(1411)을 형성한다.One linearly polarized beam passes through the optical path adjusting device constituted by the total reflection mirrors 1405-1408, and is then irradiated onto the photomask 1409 to form an image 1411 through the objective lens 1403.

한편, 빔스프릿터(1403)을 통해 진행하는 직선 편광빔의 광로는 전반사미러(1404)에 굴절되어 광선의 편광방향은 λ/2 파장판(1412)을 통해 90˚회전된다.On the other hand, the optical path of the linearly polarized beam that passes through the beam splitter 1403 is refracted by the total reflection mirror 1404 so that the polarization direction of the light beam is rotated 90 degrees through the λ / 2 wave plate 1412.

이후 직선 편광빔은 광학시스템(1415)을 통과한후 전반사미러(1414)와 하프미러(1413)에 의해 포토마스크를 통과하는 직선 편광빔에 중첩된다.The linearly polarized beam then passes through the optical system 1415 and is then superimposed on the linearly polarized beam passing through the photomask by the total reflection mirror 1414 and the half mirror 1413.

설명을 용이하게 하기위해, 포토마스크에 조사되는 한 직선 편광빔이 검사용 직선 편광빔이라 가정한다.For ease of explanation, it is assumed that one linearly polarized beam is irradiated to the photomask as the linearly polarized beam for inspection.

그리고 다른 직선 편광빔은 기준용 직선 편광빔(1419)이라 가정한다.In addition, it is assumed that the other linearly polarized beam is a reference linearly polarized beam 1419.

x와 y가 직선편광빔(1418), (1419)의 편광방향이고, δx가 하프미러(1413)의 위상지연이라 하면, 직선 편광빔(1418)은 다음과 같이 표현된다.If x and y are polarization directions of the linearly polarized beams 1418 and 1419, and delta x is a phase delay of the half mirror 1413, the linearly polarized beam 1418 is expressed as follows.

Ex = ax cos(ωt-δx)Ex = ax cos (ωt-δx)

δy를 하프미러의 위상차라 하면, 직선 편광빔(1419)는 다음과 같이 표현된다.When? y is the phase difference of the half mirror, the linearly polarized beam 1418 is expressed as follows.

Ey = ay cos(ωt-δy)Ey = ay cos (ωt-δy)

이들 식은 식(1)과 (2)에 상응한다.These equations correspond to equations (1) and (2).

중첩된 광은 다음과 같이 표현된다.The superimposed light is expressed as follows.

단 δ = δx-δyWhere δ = δx-δy

이들 식은 식(3)과 (4)에 상응한다.These equations correspond to equations (3) and (4).

δx1를 포토마스크(1409)에서 검사용 직선 편광빔(1418)의 위상지연이라 하고, δx2를 포토마스크의 대상부(검사될 부분)을 통해 광선이 통과할때 생기는 위상지연이라 하며, δx3를 포토마스크(1409)를 통과한후 상면(傷面)으로 확장되는 광로의 위상지연이라 하고, 빔스프릿터를 출발점이라 가정한다.δx1 is called the phase delay of the linear polarization beam 1418 for inspection in the photomask 1409, δx2 is called the phase delay that occurs when light passes through the target portion (inspection portion) of the photomask, and δx3 is the photo delay The phase delay of the optical path extending to the upper surface after passing through the mask 1409 is assumed, and the beam splitter is assumed to be a starting point.

또한 δy1을 가상평면(1416)에서의 기준직선 편광빔(1419)의 위상지연이라 하고, δy3을 가상평면에서 상면으로 확장되는 광로의 위상지연이라 하자.Let δy 1 be the phase delay of the reference linearly polarized beam 1418 in the virtual plane 1416, and δy 3 be the phase delay of the optical path extending from the virtual plane to the top plane.

이 경우, 식(4)에 상응하는 상기 식은 다음과 같이 된다.In this case, the above formula corresponding to formula (4) is as follows.

δ = (δx1+δx2+δx3) - (δy1+δy2) …… (33)δ = (δx 1 + δx 2 + δx 3 )-(δy 1 + δy 2 ). … (33)

이 경우, δx3은 포토마스크에 대하여 검사용 직선 편광빔의 위치의 함수이고, 포토마스크의 주어진 점에서 방출되는 굴절된 광에 대해서는 일정하며, 가상평면(1416)의 상응하는 점을 통과하는 기준직선 편광빔의 δy3과 일치한다.In this case, δx 3 is a function of the position of the inspection linear polarization beam with respect to the photomask, is constant for the refracted light emitted at a given point in the photomask, and the reference passes through the corresponding point in the virtual plane 1416. Coincides with δy 3 of the linearly polarized beam.

그러므로 식(33)은 다음과 같이 쓸 수 있다.Therefore, equation (33) can be written as

δ = (δx1+δx2) - δy1…… (34)δ = (δx 1 + δx 2 ) − δy 1 . … (34)

제17도에 도시된 실시예에서는 2차원 CCD 카메라가 상(1411)에 배열되었다.In the embodiment shown in FIG. 17, a two-dimensional CCD camera is arranged in the image 1411. FIG.

분석기(1417)가 회전되는 동안 포토마스크의 관계된 한 점의 영상을 입력하는 CCD소자의 출력강도가 모니터되고, 식(34)에서 δ와 식(1)에서 δx는 Wolfgang Budde, Photo electric Analysis of Polarized Light, Applied Optics, No.3, Vol.1, May 1962에 개재된 방법으로 구해진다.While the analyzer 1417 is rotated, the output intensity of the CCD element that inputs the image of the relevant point of the photomask is monitored, and δ in equation (34) and deltax in equation (1) are Wolfgang Budde, Photo electric Analysis of Polarized Obtained by the method disclosed in Light, Applied Optics, No. 3, Vol. 1, May 1962.

좀 더 상세히 하면, 제18도에 도시된 바와 같이, 광축에 수직으로 설치된 분석기(1417)은 광축에 대하여 1/n 회전×n번 = 1회전(n은 정수이다)만큼 회전하고, 분석기의 각 기울기에서의 광강도검출기의 출력은 독출된다.More specifically, as shown in FIG. 18, the analyzer 1417 installed perpendicular to the optical axis rotates about 1 / n rotation x n times = 1 rotation (n is an integer) with respect to the optical axis, and the angle of the analyzer The output of the light intensity detector at the slope is read.

분석기의 첫번째 회전(i = 1, 2, 3……)에 설정된 분석기의 방향이 기준방향에 대하여(360°/n)× i = α1(n=정수)로 주어질때 광강도검출기의 출력을 I1이라 가정하면 다음의 식으로 표현되는 K0, K1, K3가 얻어진다.When the analyzer's direction set for the first rotation of the analyzer (i = 1, 2, 3 ……) is given (360 ° / n) × i = α 1 (n = integer) with respect to the reference direction, the output of the light intensity detector Assuming I 1 , K 0 , K 1 , and K 3 are obtained.

이때 기준방향은 광축에 수직인 평면내로 가정한다.In this case, the reference direction is assumed to be in a plane perpendicular to the optical axis.

그 결과, δ와 ax는 다음과 같이 표현된다.As a result, δ and ax are expressed as follows.

그 다음, δ과 ax는 포토마스크(1409) 없을때 상기에서 설명한 것처럼 다음의 동일절차에 의해 얻어진다.Then, δ and ax are obtained by the following same procedure as described above in the absence of the photomask 1409.

식(34)으로부터 명확히 알 수 있는 것처럼, 두 값의 차 δ는 직선 편광빔이 포토마스크를 통과할때 생기는 위상지연이고 두 값의 비 ax는 진폭 투과율이다.As can be clearly seen from Eq. (34), the difference δ between the two values is a phase delay occurring when the linearly polarized beam passes through the photomask, and the ratio ax of the two values is the amplitude transmittance.

에너지 투과율은 이 비를 제곱하여 얻는다.Energy transmittance is obtained by squaring this ratio.

또한 식(3)과 (34)으로부터 명확히 알 수 있는 것처럼, 타원편광의 편광상태가 패턴의 광특성에 따라 결정되기 때문에, 특정패턴 즉 오직 위상반전을 주기 위하여 설계된 패턴의 상부분에서 발생된 타원편광의 장축방향을 분석기(1417)의 방향에 일치시키면, 상은 강조되는 특정패턴으로써 얻어진다.Also, as can be clearly seen from equations (3) and (34), since the polarization state of the elliptical polarization is determined according to the optical characteristics of the pattern, an ellipse generated in a specific pattern, that is, the upper part of the pattern designed to give only phase inversion If the long axis direction of polarized light coincides with the direction of the analyzer 1417, an image is obtained as a specific pattern to be emphasized.

전반사미러(1405-1408)로 구성되는 광로조정장치는 특정패턴 즉, 위상반전만을 주기위해 설계된 패턴에 대하여 압전소자(미도시)를 사용한 고정도 변위장치에 의해 구동되고, 식(34)의 δx1, δ이 nπ(n은 정수)로 설정되도록 조정된다고 가정한다.The optical path adjusting device composed of the total reflection mirrors 1405-1408 is driven by a high-precision displacement device using a piezoelectric element (not shown) for a specific pattern, i.e., a pattern designed to give only phase inversion, and δx in equation (34). Assume that 1 , δ is adjusted to be set to nπ (n is an integer).

이 경우, 특정패턴의 상부분에서의 중첩에 의해 발생된 편광은 직선 편광이 된다.In this case, the polarization generated by the superposition on the upper portion of the specific pattern becomes linearly polarized light.

그러므로, 중첩에 의해 발생된 직선 편광방향을 분석기(1417)의 방향과 일치시킬때, 특정패턴의 좀 더 강조된 상이 얻어진다.Therefore, when the linear polarization direction generated by the overlap coincides with the direction of the analyzer 1417, a more emphasized image of a specific pattern is obtained.

포토마스크(1409)가 광차폐부재, 기판 및 기판부분을 통과하는 광에 대하여 광의 위상을 지연시키기 위한 물체로 구성된다면 식(34)에서 δx1은 기판 부분에 대하여 δ가 nπ(n은 정수)가 되도록 조정된다.If the photomask 1409 is composed of a light shielding member, a substrate, and an object for retarding the phase of light with respect to light passing through the substrate portion, in equation (34), δx 1 is δ for the substrate portion, where n is an integer. Is adjusted to be.

이 동작에서 기판부분에서의 상을 통과하는 편광은 직선 편광이 된다.In this operation, the polarized light passing through the image in the substrate portion becomes linearly polarized light.

분석기(1417)가 직선 편광의 방향과 수직방향으로 설치된다면, 기판 부분을 통과하는 광에 대하여 광의 위상을 지연시키기 위한 물체만의 상을 얻을 수 있다.If the analyzer 1417 is installed in the direction perpendicular to the direction of linearly polarized light, an image of only an object for retarding the phase of the light with respect to the light passing through the substrate portion can be obtained.

제19도는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것이다.19 shows another embodiment of the present invention.

제19도를 참조하면, 참조번호 1501은 광원, 1502는 광원의 방출측에 배열되어 있는 편광기, 1503은 편광기의 방출측에 배열되어 있는 빔스프릿터, 1504는 빔스프릿터(1503)에 의해 편광기(1502)의 광으로부터 나뉘어져 90˚반사된 직선 편광을 90˚반사시켜 주기위한 전반사미러, 1505는 전반사미러(1504)의 방출측에 배열되어 있는 검사대상물인 포토마스크, 1506은 포토마스크의 방출측에 배열된 대물렌즈, 1507은 포토마스크(1505)의 상, 1508은 빔스프릿터(1503)를 통해 일직선으로 진행하는 직선 편광빔을 입력하는 λ/2 파장판, 1509는 하프미러, 1510은 전반사미러, 1511은 상(1507)에서 볼때 위치와 배열이 대물렌즈(1506)와 등가인 광학시스템, 1512는 상(1507)에서 볼때 위치가 포토마스크와 등가인 가상평면, 1513은 분석기를 각각 나타낸다.Referring to FIG. 19, reference numeral 1501 denotes a light source, 1502 a polarizer arranged on the emission side of the light source, 1503 a beam splitter arranged on the emission side of the polarizer, and 1504 a polarizer by the beam splitter 1503. A total reflection mirror for reflecting a 90 degree linearly polarized light reflected from the light of (1502) by 90 degrees, 1505 is a photomask which is an inspection object arranged on the emission side of the total reflection mirror 1504, and 1506 is the emission side of the photomask The objective lens 1507 is an image of the photomask 1505, 1508 is a λ / 2 wave plate for inputting a linearly polarized beam traveling in a straight line through the beam splitter 1503, 1509 is a half mirror, and 1510 is total reflection. The optical system 1511 is an optical system whose position and arrangement are equivalent to the objective lens 1506 when viewed in the image 1507, the virtual plane whose position is equivalent to the photomask when viewed in the image 1507, and 1513 represent an analyzer, respectively.

광원(1501)으로서 검사에 요구되는 파장을 갖는 평행광을 제공하는 광원을 사용할 수도 있다.As the light source 1501, a light source that provides parallel light having a wavelength required for inspection may be used.

예를 들어, 검사가 KrF 엑시머레이저빔의 파장을 사용하여 행하여진다면, 엑시머레이저가 사용될 것이다.For example, if the inspection is done using the wavelength of the KrF excimer laser beam, the excimer laser will be used.

검사가 365nm 파장을 사용하여 행하여진다면, 365nm에서 발진하는 레이저 또는 수은램프, 모노크로미터와 조준기를 결합하여 사용할 수도 있다.If the inspection is performed using a 365 nm wavelength, a laser or mercury lamp oscillating at 365 nm, a monochromator and a sight may be used in combination.

제19도를 참조하면, 광원(1501)으로부터 방출되는 평행광은 편광기(1502)에 의해 직선 편광으로 변환되고, 빔스프릿터(1503)에 의해 두광로를 따라 진행하는 직선 편광빔으로 나뉘어진다.Referring to FIG. 19, the parallel light emitted from the light source 1501 is converted into linearly polarized light by the polarizer 1502 and divided into linearly polarized beams traveling along two optical paths by the beam splitter 1503.

한 직선 편광빔은 포토마스크(1505)에 조사되어 대물렌즈(1506)를 통해 상(1507)을 형성한다.One linearly polarized beam is irradiated onto the photomask 1505 to form an image 1507 through the objective lens 1506.

빔스프릿터(1503)를 통해 일직선으로 진행하는 직선 편광빔의 편광방향은 λ/2 파장판(1508)에 의해 90˚회전된다.The polarization direction of the linearly polarized beam traveling in a straight line through the beam splitter 1503 is rotated 90 degrees by the λ / 2 wave plate 1508.

이후, 직선 편광빔은 광학시스템(1511)을 통과하여 전반사미러(1510)와 하프미러(1509)에 의해 포토마스크(1505)를 통과하는 직선 편광빔과 중첩된다.The linearly polarized beam then passes through the optical system 1511 and overlaps the linearly polarized beam passing through the photomask 1505 by the total reflection mirror 1510 and the half mirror 1509.

제19도에 도시된 실시예에서는 상(1507)의 위치에 설치되어 2차원 CCD카메라가 상관찰수단으로 사용된다.In the embodiment shown in FIG. 19, a two-dimensional CCD camera is used as the correlation means, provided at the position of the image 1507. FIG.

이 실시예의 동작원리는 제17도에 도시된 실시예의 동작원리와 동일하지만, 특정패턴에 상응하는 상부분에서의 중첩에 의해 발생된 편광은 일반적으로 직선 편광으로 변환될 수 없다.The operation principle of this embodiment is the same as that of the embodiment shown in FIG. 17, but the polarization generated by the superposition at the upper portion corresponding to the specific pattern cannot generally be converted to linear polarization.

그러나, 제19도에 도시된 실시예는 제17도에 도시된 실시예에서의 광로조정장치가 생략되도록 설계되었다.However, the embodiment shown in FIG. 19 is designed such that the optical path adjusting device in the embodiment shown in FIG. 17 is omitted.

이러한 이유로 이 실시예에서는 직선 편광빔이 포토마스크(1505)를 통과할때 생기는 위상변화가 무시되므로, 두광로를 통과하고 서로 수직방향으로 발진하는 직선 편광빔간에는 광로차가 없다.For this reason, in this embodiment, since the phase change generated when the linear polarization beam passes through the photomask 1505 is ignored, there is no optical path difference between the linear polarization beams passing through the two optical paths and oscillating in the vertical direction.

그러므로, 광원(1501)으로부터 방출되는 가간섭길이에 대한 제한이 매우 완화된다.Therefore, the restriction on the interference length emitted from the light source 1501 is very relaxed.

제17도와 제19도에 도시된 실시예에서는 검사용광의 파장이 가시영역보다는 자외선영역에 가깝다고 한다면, 알루미늄이나 크롬과 같은 증착된 박막 금속막으로 되어 적어도 방출면이 비반사처리된, 판으로 구성된 부재들은 빔스프릿터(1403), (1503)과 하프미러(1413), (1509)로서 사용된다.In the embodiment shown in FIG. 17 and FIG. 19, if the wavelength of the inspection light is closer to the ultraviolet region than the visible region, the plate is formed of a thin film metal film deposited such as aluminum or chromium, and at least the emitting surface is non-reflective. The members are used as beam splitters 1403 and 1503 and half mirrors 1413 and 1509.

색수차보정은 직선 편광이 통과하는 각 광학시스템에 대하여 직선 편광의 파자에 따라 행하여진다.Chromatic aberration correction is performed according to the waveguide of the linearly polarized light for each optical system through which the linearly polarized light passes.

상기에서 설명한 바와 같이, 제17도와 제19도에 도시된 실시예에 따르면, 각 포토마스크의 투과율과 위상변화량은 용이하고 정확하게 구해진다.As described above, according to the embodiments shown in FIGS. 17 and 19, the transmittance and the phase change amount of each photomask can be easily and accurately obtained.

또한, 특정패턴만이 상으로 되거나, 특정의 강조된 패턴을 갖는 상만이 형성될 수 있으므로, 특정패턴의 형상을 검사할 수 있다.In addition, since only a specific pattern can be formed as an image, or only an image having a specific highlighted pattern can be formed, the shape of the specific pattern can be inspected.

본 발명은 일반적으로 포토마스크 뿐만 아니라 취급될 파장을 갖는 광에 대하여 투명도를 나타내는 대상물에도 적용할 수 있다.The present invention is generally applicable not only to photomasks but also to objects which exhibit transparency to light having a wavelength to be handled.

게다가, 대상물의 두께가 알고 있는 값이라면, 각 대상물의 조절을, 흡수계수 및 소쇠계수는 진폭투과율과 위상변화량으로써 구할 수 있다.In addition, as long as the thickness of the object is a known value, the adjustment of each object and the absorption coefficient and extinction coefficient can be obtained as amplitude transmittance and phase change amount.

본 발명과 같은 광학기구에 있어서, 광로는 때때로 조정되어져야 한다.In an optical instrument such as the present invention, the light path has to be adjusted from time to time.

이 경우에, 조정될 광로를 따라 진행하는 광선에 제한을 가하지 않는 저가의 소자가 필요하다.In this case, there is a need for a low cost device that does not impose a restriction on the light rays traveling along the optical path to be adjusted.

제20도는 상기와 같은 문제를 해결하기에 적합한 실시예를 도시한 것이다.20 shows an embodiment suitable for solving such a problem.

이 실시예는 기본적으로 두판이 조정될 광로에 수직인 평면에 대하여 대칭적으로 배열되도록 설계되었다.This embodiment is basically designed such that the two plates are arranged symmetrically with respect to a plane perpendicular to the optical path to be adjusted.

본 발명의 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail by the accompanying drawings of the present invention.

제2도를 참조하면, 참조번호 1601은 광축, 1602는 광축을 따라 진행하는 광선, 1603과 1604는 각각 광선(1602)의 파장에 대하여 투명도 또는 고투명도를 나타내는 광학적 이방성물질로 만들어진 판, 1605는 광축(1601)에 수직인 평면, 1606a-1606d는 다유전층을 각각 나타낸다.Referring to FIG. 2, reference numeral 1601 denotes an optical axis, 1602 a ray traveling along the optical axis, 1603 and 1604 are plates made of an optically anisotropic material exhibiting transparency or high transparency with respect to the wavelength of the ray 1602, respectively. Planes perpendicular to the optical axis 1601, 1606a-1606d, represent the multi-dielectric layers, respectively.

판(1603), (1604)은 광축에 수직인 평면(1605)에 대하여 대칭적으로 배열된다.Plates 1603 and 1604 are arranged symmetrically about a plane 1605 perpendicular to the optical axis.

이 배열에서, 광선(1602)은 하나의 판(1603)을 통과하는 광축을 벗어나고 있지만, 광선(1602)은 다른 판(1604)을 통과하는 원래의 광축을 따라 진행한다.In this arrangement, the light rays 1602 deviate from the optical axis passing through one plate 1603, but the light rays 1602 travel along the original optical axis passing through the other plate 1604.

즉, 광축으로부터의 이탈은 발생되지 않는다.In other words, no deviation from the optical axis occurs.

또한, 각각의 판(1603), (1604)은 광학적 이방성물질로 만들어져 있으므로, 광선(1692)이 직선 편광빔이 아니라도 좋다.In addition, since each of the plates 1603 and 1604 is made of an optically anisotropic material, the light beam 1662 may not be a linearly polarized beam.

평면(1605)에 대하여 판(1603), (1604)이 대칭을 유지하고 있는 동안, 판(1603), (1604)과 평면(1605) 또는 광축(1601)에 의해 정의된 각도를 조정함으로써 광로를 조정할 수 있다.While the plates 1603 and 1604 are symmetrical with respect to the plane 1605, the optical path is adjusted by adjusting the angle defined by the plates 1603, 1604 and the plane 1605 or the optical axis 1601. I can adjust it.

광학장치로부터 제거될 노이즈와 같은 표면반사된 광은 다유전층(1606a-1606d)에 의해 방지된다.Surface reflected light, such as noise to be removed from the optics, is prevented by the multi-layers 1606a-1606d.

제21도는 광로가 제20도에 도시된 광로조정 장치에 의해 실제적으로 조정될때, 광축을 용이하게 점검할 수 있도록 설계된 구성을 나타낸 것이다.FIG. 21 shows a configuration designed to easily check the optical axis when the optical path is actually adjusted by the optical path adjusting device shown in FIG.

제21도에서 동일 참조번호는 제20도에서 동일한 부분을 나타낸다.Like reference numerals in FIG. 21 denote like parts in FIG.

참조번호 1655는 스캐터링 평평면을 갖는 슬라이드 글라스판, 1656은 슬라이드 글라스판(1655)의 표면에 형성된 그래픽패턴과 같은 마크, 1657은 드로잉로드(Drawing Rod), 1658a와 1658b는 드로잉로드(1657)에 고정된 고정편, 1659a와 1659b는 고정핀을 각각 나타낸다.Reference numeral 1655 denotes a slide glass plate having a scattering flat surface, 1656 a mark like a graphic pattern formed on the surface of the slide glass plate 1655, 1657 a drawing rod, and 1658a and 1658b a drawing rod 1657. Fixing pieces 1659a and 1659b fixed to the fixation pins respectively.

제21도에 도시된 실시예에서의 중요한 기능인 광축위치 점검동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.The optical axis position checking operation, which is an important function in the embodiment shown in FIG. 21, is described as follows.

먼저, 고정편 1658a이 고정핀 1659a와 접촉될 때까지 드로잉로드를 밀어준다.First, the drawing rod is pushed until the fixing piece 1658a contacts the fixing pin 1659a.

그 결과, 슬라이드 글라스판(1655)은 광로에 위치하게 된다.As a result, the slide glass plate 1655 is located in the optical path.

슬라이드 글라스판(1655)상의 광선(1602)의 위치는 두 판(1603)과 (1604)가 없을때 마크(1566)를 사용하여 점검한다.The position of the light rays 1602 on the slide glass plate 1655 is checked using the marks 1566 when there are no two plates 1603 and 1604.

그 다음, 판(1603), (1604)과 장축(1601)에 의해 정의된 각도를 조정하여 소정광로를 얻을 수 있도록 판(1603), (1604)을 설치한다.Then, the plates 1603 and 1604 are provided to adjust the angles defined by the plates 1603 and 1604 and the long axis 1601 to obtain a predetermined optical path.

이 경우, 제20도에 도시된 실시예에서 설명한 바와 같이, 판(1603), (1604)이 광축(1601)에 수직인 평면에 대하여 대칭이 아닌 경우에, 슬라이드 글라스판(1655)상의 광선(1602)의 위치는 초기위치로 변위(變位)된다.In this case, as described in the embodiment shown in FIG. 20, when the plates 1603 and 1604 are not symmetric with respect to the plane perpendicular to the optical axis 1601, the light rays on the slide glass plate 1655 The position of 1602 is displaced to the initial position.

변위가 발생되지 않으면, 판(1603), (1604)이 적당하게 설치되었다는 것을 나타낸다.If no displacement occurs, it indicates that the plates 1603 and 1604 are properly installed.

광측의 위치를 점검한 후 고정편(1658b)이 고정핀(1659b)과 접촉할 때까지 드로잉로드(1657)를 잡아당긴다.After checking the position of the light side, the drawing rod 1657 is pulled out until the fixing piece 1658b contacts the fixing pin 1659b.

드로잉로드(1657)와 결합된 슬라이드 글라스판(1655)은 광고의 외측으로 이동하여 광선(1602)의 진행을 방해하지 않는다.The slide glass plate 1655 coupled with the drawing rod 1657 does not move out of the advertisement and interfere with the progress of the light rays 1602.

제21도에 도시된 실시예에서는, 슬라이드 글라스판(1655)은 광축위치 검출수단에서 광축위치 점검판으로 사용된다.In the embodiment shown in FIG. 21, the slide glass plate 1655 is used as the optical axis position checking plate in the optical axis position detecting means.

그러나, 표면에 리세스 돌출부를 갖는 페이퍼판, 금속판이나 스캐터링광을 방출하는 대상물이 사용될 수 있다.However, a paper plate having a recessed protrusion on the surface, a metal plate or an object emitting scattering light can be used.

광선(1602)의 파장이 자외선영역이 아니면, 형광을 방출하는 물질, 즉 형광염료를 포함하는 페이퍼판이나 형광물질 즉, 살리실산염에틸(ethylsalicylate)이 코팅된 금속판이 사용될 수도 있다.If the wavelength of the light ray 1602 is not the ultraviolet region, a material that emits fluorescence, that is, a paper plate containing a fluorescent dye or a metal plate coated with fluorescent material, ie, ethyl salicylate, may be used.

제22도는 변경된 제20도의 실시예를 도시한 것이다.22 shows a modified embodiment of FIG.

제22도의 동일 참조번호는 제20도에서와 동일한 부분을 나타낸다.The same reference numerals in FIG. 22 denote the same parts as in FIG.

이 변경의 중요한 기능은 광축위치 점검동작을 전기적으로 수행하는 것이다.An important function of this change is to electrically perform the optical axis position checking operation.

먼저, 2차원 위치센서(1665)는 메카니즘(미도시)을 사용하여 광로내에 위치시킨다.First, the two-dimensional position sensor 1665 is positioned in the optical path using a mechanism (not shown).

2차원 위치센서(1665)상의 광선(1602)의 위치는 두 판(1603), (1604)이 없을 경우 제어회로를 사용하여 점검한다.The position of the light beam 1602 on the two-dimensional position sensor 1665 is checked using a control circuit in the absence of the two plates 1603 and 1604.

판(1603), (1604)과 광축(1601)에 의해 정의된 각도를 조정하여 소정관로를 얻을 수 있도록 판(1603), (1604)을 설치한다.The plates 1603 and 1604 are provided to adjust the angles defined by the plates 1603 and 1604 and the optical axis 1601 to obtain a predetermined pipeline.

이 경우에 제20도에 도시된 실시예에서 설명한 바와 같이 판(1603), (1640)이 광축(1601)에 수직인 평면에 대하여 대칭이 아니면, 2차원 위치센서(1655)상의 광선(1602)의 위치는 초기위치로 변위된다.In this case, as described in the embodiment shown in FIG. 20, if the plates 1603 and 1640 are not symmetrical with respect to the plane perpendicular to the optical axis 1601, the light rays 1602 on the two-dimensional position sensor 1655. The position of is shifted to the initial position.

이러한 변위가 발생되지 않는다는 것은 판(1603), (1604)이 적당하게 설치되었음을 나타낸다.The absence of this displacement indicates that the plates 1603 and 1604 are properly installed.

2차원 위치센서(1655)가 광축위치를 점검한 후 메카니즘(미도시)의 사용으로 광로의 외측으로 이동한다면 2차원 위치센서(1665)는 광산(1602)의 진행을 방해하지 않는다.If the two-dimensional position sensor 1655 moves out of the optical path by the use of a mechanism (not shown) after checking the optical axis position, the two-dimensional position sensor 1665 does not interfere with the progress of the mine 1602.

제22도에 도시된 실시예는 2차원 위치센서(1665)를 사용하였지만, 2차원 CCD 소자처럼 전기적으로 광의 스포트위치를 검출할 수 있는 어떠한 소자라도 이용할 수 있다.Although the embodiment shown in FIG. 22 uses the two-dimensional position sensor 1665, any element capable of detecting the spot position of light electrically, such as a two-dimensional CCD element, may be used.

제20도 내지 제22도에 도시된 실시예에서 각 판은 표면반사를 방지하기 위하여 판의 표면에 형성된 다유전층을 갖는다.In the embodiment shown in Figs. 20 to 22, each plate has a multi-dielectric layer formed on the surface of the plate to prevent surface reflection.

그러나, 단일유전층이 다유전층 대신에 형성될 수도 있다.However, a single dielectric layer may be formed in place of the multi dielectric layer.

상기에서 서명한 바와 같이, 제20도 내지 제22도에서 도시된 실시예의 각 광로 조정 장치에서, 입사광의 파장에 대하여 투명도 또는 고투명도를 나타내는 광학적 이방성물질로 만들어진 두 개의 판은, 입사광의 광축에 수직인 평면에 대하여 대칭적으로 설치된다.As signed above, in each optical path adjusting device of the embodiment shown in FIGS. 20 to 22, two plates made of an optically anisotropic material exhibiting transparency or high transparency with respect to the wavelength of the incident light are connected to the optical axis of the incident light. It is installed symmetrically with respect to the vertical plane.

상기 배열에서는 광축의 이탈은 발생되지 않는다.In this arrangement, no deviation of the optical axis occurs.

또한 각판은 광학적 이방성물질로 만들어졌기 때문에, 광축을 따라 진행하는 광선은 직선 편광이 아니라도 좋다.Since each plate is made of an optically anisotropic material, the light rays traveling along the optical axis may not be linearly polarized light.

게다가, 각 장치는 단순한 구성을 갖고, 저가의 물질과 저가의 생산가로써 얻어질 수 있다.In addition, each device has a simple configuration and can be obtained with low cost materials and low cost producers.

게다가, 각 장치는 광선의 진행을 방해함없이 광축의 위치를 점검하는 것이 허용된다.In addition, each device is allowed to check the position of the optical axis without disturbing the progress of the light beam.

각 판의 표면은 비반산처리를 하기 때문에 노이즈는 발생되지 않는다.Since the surface of each board is non-reflective, no noise is generated.

제23도는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것이다.Figure 23 shows another embodiment of the present invention.

참조번호 1701은 비편광을 방출하는 레이저, 1702는 레이저(1701)의 방출측에 배열된 편광기, 1703은 편광기(1702)의 방출측에 배열된 축소광학 시스템, 1704는 축소광학시스템(1703)의 방출측에 배열된 빔스프릿터를 각각 나타낸다.Reference numeral 1701 denotes a laser that emits unpolarized light, 1702 denotes a polarizer arranged on the emission side of the laser 1701, 1703 denotes a reduced optical system arranged on the emission side of the polarizer 1702, and 1704 denotes a reduced optical system 1703. Each of the beam splitters arranged on the emission side is shown.

레이저(1701)에서 방출된 레이저는 편광기(1702)에 의해 직선 편광으로 변화된다.The laser emitted from the laser 1701 is changed into linearly polarized light by the polarizer 1702.

직선 편광의 단면적은 축소광학 시스템(1703)에 의해 축소되고, 빔스프릿터(1704)에 의해 두 광학통로를 따라 진행하는 빔으로 나뉘어진다.The cross-sectional area of the linearly polarized light is reduced by the reduction optical system 1703 and divided by the beam splitter 1704 into beams traveling along two optical paths.

참조번호 1705와 1706은 나뉘어진 빔, 1707a와 1707b는 빔스프릿터(1704)에 의해 나뉘어진 광로중 한 광로에 배열된 전반사미러, 1708은 전반사미러(1707a), (1707b) 사이에 배열된 λ/2파장판을 각각 나타낸다.Reference numerals 1705 and 1706 denote split beams, 1707a and 1707b are total reflection mirrors arranged in one of the optical paths divided by the beam splitter 1704, and 1708 is arranged between the total reflection mirrors 1707a and 1707b. / 2 wavelength plate is shown, respectively.

빔(1705)의 편광평면은 빔(1706)에 수직인 방향으로 λ/2파장판(1708)에 의해 회전된다.The polarization plane of the beam 1705 is rotated by the λ / 2 wave plate 1708 in a direction perpendicular to the beam 1706.

참조번호(1709)는 검사 포토 마스크, 1710은 검사 포토 마스크를 지하는 스테이지, 1711은 스테이지(1710)의 구동회로를 각각 나타낸다.Reference numeral 1709 denotes an inspection photo mask, 1710 denotes a stage supporting an inspection photo mask, and 1711 denotes a driving circuit of the stage 1710.

포토마스크(1709)는 스테이지(1710)과 구동회로(1711)에 의해 빔(1706)에 수직인 평면내로 이동된다.The photomask 1709 is moved in a plane perpendicular to the beam 1706 by the stage 1710 and the driving circuit 1711.

참조번호 1712는 빔(1705), (1706)이 서로 중첩되도록 포토마스크(1709)의 방출측에 배열된 하프미러, 1713은 하프미러(1712)의 방출측에 배열된 회전가능한 분석기(1714)는 분석기(1713)의 방출측에 배열된 광강도 검출기, 1715는 구동회로(1711), 분석기(1713) 및 광강도 검출기(1714)의 동작을 제어하기 위한 콘트롤 컴퓨터를 각각 나타낸다.Reference numeral 1712 denotes a half mirror arranged at the emission side of the photomask 1709 so that the beams 1705 and 1706 overlap each other, and 1713 is a rotatable analyzer 1714 arranged at the emission side of the half mirror 1712. Light intensity detector 1715, arranged on the emitting side of analyzer 1713, represents a control computer for controlling the operation of drive circuit 1711, analyzer 1713 and light intensity detector 1714, respectively.

빔(1706)의 편행방향이 x방향이고, λ/2의 파장판(1708)을 통과하는 빔(1705)의 편광방향이 y방향이라 가정한다.It is assumed that the polarization direction of the beam 1706 is the x direction, and the polarization direction of the beam 1705 passing through the wavelength plate 1708 of λ / 2 is the y direction.

이 경우에 δx를 하프미러(1712)의 위상지연이라 하면, 빔(1706)은 다음과 같이 표현된다.In this case, when δx is the phase delay of the half mirror 1712, the beam 1706 is expressed as follows.

Ex = axcos(ωt-δx)Ex = axcos (ωt-δx)

하프미러(1712)의 위상지연을 δy라 하면, 빔(1705)은 다음과 같이 표현된다.If the phase delay of the half mirror 1712 is delta y, the beam 1705 is expressed as follows.

Ey = aycos(ωt-Sy)Ey = aycos (ωt-Sy)

이들 식은 식(1)과 (2)에 상응한다. 중첩에 의해 발생된 광은 다음과 같이 표현된다.These equations correspond to equations (1) and (2). The light generated by the superposition is expressed as follows.

이 식은 식(3)에 상응한다. 이때,This equation corresponds to equation (3). At this time,

δ = δx-δy이다.δ = δx−δy.

이 식은 식(4)에 상응한다. 식(3)에서 ax, ay, δ값은 분석기(1713)과 광강도 검출기(1714)를 사용하여 결정할 수 있다.This equation corresponds to equation (4). In equation (3), the ax, ay, and δ values can be determined using the analyzer 1713 and the light intensity detector 1714.

포토마스크(1709)가 스테이지(1710)위에 설치되어 있지 않은 경우에 얻어진 δ와 ax값을 δ와 ax로 표현할때, 빔(1706)이 포토마스크(1709)를 통과할때의 위상변화량(θ)과 에너지 투과율(T)는 다음과 같이 주어진다.When the δ and ax values obtained when the photomask 1709 is not provided on the stage 1710 by δ and ax, the amount of phase change θ when the beam 1706 passes through the photomask 1709 And energy transmittance (T) are given by

θ = δ-δ …… (40)θ = δ-δ. … 40

T = (ax/ay) …… (41)T = (ax / ay). … (41)

그러므로, 포토마스크(1709)가 스테이지(1710)상에 설치되기 전에 δ와 ax를 먼저 구한후, 포토마스크(1709)를 스테이지(1710)상에 설치한다.Therefore, δ and ax are first found before the photomask 1709 is installed on the stage 1710, and then the photomask 1709 is installed on the stage 1710.

콘트롤 컴퓨터(1715)는 구동회로(1711)로 지령신호를 출력하여 포토마스크(1709)의 측정 시작부분이 빔(1706)에 중첩되도록 스테이지(1710)를 콘트롤한후, 스테이지(1710)를 상응위치에 정지시킨다.The control computer 1715 outputs a command signal to the driving circuit 1711 to control the stage 1710 so that the measurement start portion of the photomask 1709 overlaps the beam 1706, and then moves the stage 1710 to a corresponding position. To stop.

그후, δ와 ax는 θ와 T는 식(40)과 (41)에 따라 계산된다.Δ and ax are then calculated according to equations (40) and (41).

그 다음, 콘트롤 컴퓨터(1715)는 구동회로(1711)에 지령신호를 출력하여 포토마스크(1709)의 다음 측정부분이 빔(1706)에 중첩되도록 스테이지(1710)를 콘트롤한후 스테이지(1710)를 상응하는 위치에 정지시킨다.The control computer 1715 then outputs a command signal to the drive circuit 1711 to control the stage 1710 so that the next measurement portion of the photomask 1709 overlaps the beam 1706 and then stages the stage 1710. Stop at the corresponding position.

그후, δ와 ax가 얻어지고, θ와 T가 식(40)과 (41)에 따라 계산된다.Then, δ and ax are obtained, and θ and T are calculated according to equations (40) and (41).

상기 진행을 반복함으로써, 포토마스크(1709)의 투과율분포와 위상변화량 분포가 얻어진다.By repeating the above process, the transmittance distribution and the phase change amount distribution of the photomask 1709 are obtained.

포토마스크(1709)의 제조시의 요소에 의해 발생된 결점은, 본 발명에서 실제적으로 얻어진 분포와 포토마스크(1709)의 디자인시 투과율분포와 디자인시 위상변화량을 비교함으로써 알 수 있다. 소정영역이 투과율이나 위상변화량에 대해 설정되고, 그 영역에 해당하는 측정값을 나타내는 부분만이 디스플레이 된다고 가정한다. 이 경우 관계된 위상이나 투과율을 갖는 패턴만이 상으로 만들어진다.The defects caused by the factors in manufacturing the photomask 1709 can be seen by comparing the distribution actually obtained in the present invention with the transmittance distribution in design of the photomask 1709 and the amount of phase change in design. It is assumed that a predetermined area is set for the transmittance or the amount of phase change, and only a portion representing the measured value corresponding to that area is displayed. In this case, only patterns having an associated phase or transmittance are made into an image.

제24도는 변경된 제23도의 실시예를 도시한 것이다. 제24도를 참조하면, 참조번호 1801은 비편광된 광을 방출하는 레이저, 1802는 편광기, 1803은 축소광학시스템, 1804는 빔스프릿터를 각각 나타낸다.FIG. 24 shows the modified embodiment of FIG. Referring to FIG. 24, reference numeral 1801 denotes a laser emitting unpolarized light, 1802 a polarizer, 1803 a reduced optical system, and 1804 a beam splitter.

레이저(1801)로부터 방출된 레이저 빔은 편광기(1802)에 의해 직선 편광으로 변환된다.The laser beam emitted from the laser 1801 is converted into linearly polarized light by the polarizer 1802.

직선 편광의 단면적은 축소광학 시스템(1803)에 의해 축소된후 빔스프릿터(1804)에 의해 2개의 광로를 따라 진행하는 빔으로 나뉘어진다.The cross-sectional area of the linearly polarized light is reduced by the reduced optical system 1803 and then divided by the beam splitter 1804 into beams traveling along two optical paths.

참조번호 1805와 1806은 나뉘어진 빔, 1807a와 1807b는 전반사미러, 1808은 λ/2파장만을 각각 나타낸다.Reference numerals 1805 and 1806 denote split beams, 1807a and 1807b reflect total reflection mirrors, and 1808 denotes lambda / 2 wavelengths only.

빔(1805)의 편광평면은 λ/2파장판(1808)에 의해 빔(1806)에 수직인 방향으로 회전된다.The polarization plane of the beam 1805 is rotated in a direction perpendicular to the beam 1806 by the λ / 2 wave plate 1808.

참조번호 1809는 검사포토 마스크, 1810은 스테이지, 1811은 스테이지(1810) 구동회로를 각각 나타낸다.Reference numeral 1809 denotes an inspection photo mask, 1810 a stage, and 1811 a stage 1810 driving circuit, respectively.

포토마스크(1809)는 스테이지(1810)와 구동회로(1811)에 의해 빔(1806)에 수직인 평면내로 이동된다.The photomask 1809 is moved in a plane perpendicular to the beam 1806 by the stage 1810 and the drive circuit 1811.

참조번호 1812는 빔(1805), (1806)을 서로 중첩시켜 주기 위한 하프미러, 1813은 회전가능한 편광기, 1814는 광강도 검출기, 1815는 콘트롤 컴퓨터, 1816은 광로조절장치를 각각 나타낸다.Reference numeral 1812 denotes a half mirror for superimposing beams 1805 and 1806, 1813 a rotatable polarizer, 1814 an optical intensity detector, 1815 a control computer, and 1816 an optical path control device.

빔(1806)의 편광방향을 x방향이라 하고, λ/2파장판(1808)을 통과하는 빔(1805)의 편광방향을 y방향이라 가정한다.The polarization direction of the beam 1806 is assumed to be the x direction, and the polarization direction of the beam 1805 passing through the λ / 2 wavelength plate 1808 is assumed to be the y direction.

이 경우에, 두 빔(1805), (1806)은 제23도에 도시된 실시예에서와 마찬가지 방법으로 표현된다.In this case, the two beams 1805 and 1806 are represented in the same manner as in the embodiment shown in FIG.

스테이지(1810)은 포토마스크(1809)의 관계된 패턴이 빔(1806)에 중첩되는 위치로 이동되도록 조절된 후 그 위치에서 정지된다.Stage 1810 is adjusted to move to a position where the relative pattern of photomask 1809 overlaps beam 1806 and then stops at that position.

하프미러(1812)에서 빔(1805)의 위상지연(δy)은 식(4)에서 δ이 0 또는 2π로 설정되도록 광로조정장치에 의해 조정된다.The phase delay δ y of the beam 1805 in the half mirror 1812 is adjusted by the optical path adjusting device such that δ is set to 0 or 2π in equation (4).

이 경우, 식(3)에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 빔(1805)과 (1806)이 하프미러(1812)에 의해 서로 중첩될때 발생되는 편광은 직선 편광이 된다.In this case, as can be clearly seen in equation (3), the polarization generated when the beams 1805 and 1806 overlap each other by the half mirror 1812 becomes linearly polarized light.

분석기(1813)는 중첩에 의해 발생된 직선 편광의 편광방향에 수직인 방향으로 고정된다.The analyzer 1813 is fixed in a direction perpendicular to the polarization direction of the linearly polarized light generated by the superposition.

그 다음, 스테이지(1810)는 연속적으로 이동한다.The stage 1810 then moves continuously.

즉, 빔(1806)은 포토마스크(1809)의 견지에서 볼때 포토마스크(1809)를 스캐닝한다.That is, the beam 1806 scans the photomask 1809 from the perspective of the photomask 1809.

적당하게 형성된 관계패턴이 빔(1806)의 위치에 도달할때, 광은 광강도 검출기(1814)에 입사되지 않는다.When a suitably formed relationship pattern reaches the position of the beam 1806, light is not incident on the light intensity detector 1814.

이러한 이유로, 광강도 검출기(1814)의 출력은 0이 된다.For this reason, the output of the light intensity detector 1814 is zero.

부적당하게 형성된 관계패턴 또는 관계패턴이 아닌 다른 패턴이 빔(1806)의 위치에 도달할 경우에는, 광이 광강도 검출기(1814)에 입사된다.When an improperly formed relationship pattern or a pattern other than the relationship pattern reaches the position of the beam 1806, light is incident on the light intensity detector 1814.

그러므로, 광강도 검출기(1814)로부터 출력 0에 상응하는 부분이 디스플레이 된다면, 적당하게 형성된 관계패턴만이 상으로 만들어진다.Therefore, if the portion corresponding to the output 0 from the light intensity detector 1814 is displayed, only a properly formed relation pattern is made into the image.

결점은 실제로 형성된 관계패턴의 형상과 디자인시 관계패턴의 형상을 비교함으로써 검출할 수 있다.The defect can be detected by comparing the shape of the relationship pattern actually formed with the shape of the relationship pattern at design time.

제25도는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것이다.25 illustrates another embodiment of the present invention.

제25도를 참조하면, 참조번호 1901은 편광된 광을 방출하는 레이저, 1902는 확대/축소 광학시스템, 1903은 빔형상 시스템, 1904는 빔스프릿터를 각각 나타낸다. 레이저(1901)에서 방출된 직선편광인 레이저빔은 확대/축소광학 시스템(1902)에 의해 확대된 단면적을 갖는 빔으로 된다.Referring to FIG. 25, reference numeral 1901 denotes a laser emitting polarized light, 1902 an zoom optical system, 1903 a beam shape system, and 1904 a beam splitter. The laser beam, which is linearly polarized light emitted from the laser 1901, becomes a beam having a cross-sectional area enlarged by the zoom optical system 1902.

빔은 빔형상 시스템(1903)에 의해 구형(矩形)의 단면형상을 갖는 빔으로 만들어진다.The beam is made into a beam having a spherical cross-sectional shape by the beam shape system 1903.

이 빔은 빔스프릿터(1904)에 의해 두 광로를 따라 진행하는 빔으로 나뉘어진다.This beam is divided into beams traveling along two optical paths by the beam splitter 1904.

참조번호 1905와 1906은 나뉘어진 빔, 1907a와 1907b는 전반사미러, 1908은 빔(1906)에 수직인 방향으로 빔(1905)의 편광광면을 회전시켜 주기 위한 λ/2파장판, 1909는 검사 포토마스크, 1910은 스테이지, 1911은 스테이지(1910) 구동회로를 각각 나타낸다.Reference numerals 1905 and 1906 denote split beams, 1907a and 1907b total reflection mirrors, 1908 are λ / 2 wavelength plates for rotating the polarized light plane of the beam 1905 in a direction perpendicular to the beam 1906, and 1909 an inspection photo. The mask 1910 represents a stage and 1911 represents a stage 1910 driving circuit, respectively.

포토마스크(1909)는 구동회로(1911)에 의해 빔(1906)에 수직인 평면내로 이동된다.The photomask 1909 is moved in a plane perpendicular to the beam 1906 by the drive circuit 1911.

참조번호(1912)는 빔(1905)과 (1906)을 서로 중첩시켜 주기 위한 하프미러, 1913은 회전가능한 분석기, 1914는 광강도 검출기, 1916은 콘트롤 컴퓨터를 각각 나타낸다.Reference numeral 1912 denotes a half mirror for superimposing beams 1905 and 1906, 1913 a rotatable analyzer, 1914 a light intensity detector, and 1916 a control computer.

빔(1906)의 편광방향은 x방향이고, λ/2파장판(1908)을 통과하는 빔(1905)의 편광방향은 y방향이라 가정한다.It is assumed that the polarization direction of the beam 1906 is the x direction, and the polarization direction of the beam 1905 passing through the λ / 2 wavelength plate 1908 is the y direction.

이 경우에, 두 빔(1905)과 (1906)은 제23도에 도시된 실시예에서와 같은 방법으로 표현된다.In this case, the two beams 1905 and 1906 are represented in the same way as in the embodiment shown in FIG.

그러므로, 포토마스크(1909)가 스테이지(1910)상에 설치되기 전에 먼저 δ와 ax를 구한다.Therefore, δ and ax are first found before the photomask 1909 is installed on the stage 1910.

이 경우에 ax는 빔(1906)의 단면적에 의존하기 때문에, ax는 단위 단면적당 양으로 콘트롤 컴퓨터(1915)에 저장된다.In this case, since ax depends on the cross-sectional area of the beam 1906, ax is stored in the control computer 1915 in an amount per unit cross-sectional area.

그 다음 포토마스크(1909)는 스테이지(1910)상에 설치된다.Photomask 1909 is then installed on stage 1910.

콘트롤 컴퓨터(1915)는 구동회로(1911)에 지령신호를 출력하여 포토마스크(1909)의 측정시작 부분이 빔(1906)에 중첩되도록 스테이지(1910)을 콘트롤하고, 상응하는 위치에 스테이지(1910)를 정지시킨다.The control computer 1915 outputs a command signal to the driving circuit 1911 to control the stage 1910 so that the measurement start portion of the photomask 1909 overlaps the beam 1906, and the stage 1910 at a corresponding position. To stop.

이때, 빔(1906)에 중첩된 관계패턴의 형상은 콘트롤 컴퓨터(1915)에 의해 알 수 있으므로, 빔형상 시스템(1903)은 콘트롤 컴퓨터(1915)에 의해 콘트롤되어 관계패턴의 형상과 동일한 단면형상을 갖는 빔을 만든다.At this time, since the shape of the relationship pattern superimposed on the beam 1906 can be known by the control computer 1915, the beam shape system 1901 is controlled by the control computer 1915 to have the same cross-sectional shape as that of the relationship pattern. To make a beam.

그후, δ와 ax가 얻어진다.Then δ and ax are obtained.

ax에 대하여 단위면적당 양이 계산된다.The quantity per unit area is calculated for ax.

θ와 T의 값은 식(40)과 (41)에 따른 이들값을 근거로 하여 계산된다.The values of θ and T are calculated based on these values according to equations (40) and (41).

그 다음, 콘트롤 컴퓨터(1915)는 구동회로(1911)로 지령신호를 출력하여 포토마스크(1909)의 다음 측정부분이 빔(1906)에 중첩되도록 스테이지(1910)를 콘트롤하고, 상응하는 부분에 스테이지(1910)를 정지시킨다.The control computer 1915 then outputs a command signal to the drive circuit 1911 to control the stage 1910 so that the next measurement portion of the photomask 1909 overlaps the beam 1906 and the stage at the corresponding portion. Stop 1910.

빔형상 시스템(1903)은 빔(1906)에 중첩된 관계패턴이 빔(1906)의 단면적 형상과 일치하도록 제어된다.The beam shape system 1903 is controlled such that the relationship pattern superimposed on the beam 1906 matches the cross-sectional shape of the beam 1906.

그후, δ와 ax가 얻어진다. ax에 대하여 단위 단면적당 양이 계산된다.Then δ and ax are obtained. The amount per unit cross-sectional area is calculated for ax.

θ와 T값이 식(40)과 (41)에 따라 계산되어진다.θ and T values are calculated according to equations (40) and (41).

상기 진행을 반복함으로써, 각 포토마스크(1909) 투과율분포와 위상변화량 분포가 얻어진다.By repeating the above process, the transmittance distribution and the phase change amount distribution of each photomask 1909 are obtained.

포토마스크의 디자인시 투과율분포와 디자인시 위상변화량 분포를 본 발명에서 얻어진 실제분포와 비교함으로써 포토마스크(1909)이 제조시 요소에 의해 생긴 결점을 찾을 수 있다.By comparing the transmittance distribution in the design of the photomask and the distribution of phase change in the design with the actual distribution obtained in the present invention, defects caused by the elements in the manufacturing of the photomask 1909 can be found.

투과율 또는 위상변화량에 대하여 소정영역을 설정하고, 영역에 해당하는 측정값을 나타내는 부분만이 디스플레이 된다고 가정한다.It is assumed that a predetermined area is set for the transmittance or the amount of phase change, and only a portion representing the measured value corresponding to the area is displayed.

이 경우, 관계된 위상 또는 투과율을 갖는 패턴만이 상으로 만들어진다.In this case, only patterns having a relevant phase or transmittance are made into the image.

제25도에 도시된 실시예에서는, 빔형상 시스템은 구형의 단면형상을 갖는 빔을 만든다.In the embodiment shown in FIG. 25, the beam system produces a beam having a spherical cross section.

빔(1906)에 중첩되는 관계패턴이 구형이 아닌 경우에는, 관계패턴은 구형부분으로 나뉘어질 것이다.If the relationship pattern overlapping the beam 1906 is not spherical, the relationship pattern will be divided into spherical portions.

이와는 달리, 액정셀과 같은 셀들이 2차원 평면내에 배열되고 각 셀의 투과율이 외부의 신호에 따라 변화될 수 있도록 빔형상 시스템이 디자인될 수 있다.Alternatively, a beam-shaped system can be designed such that cells such as liquid crystal cells are arranged in a two-dimensional plane and the transmittance of each cell can be changed in accordance with an external signal.

이 빔형상 시스템으로, 빔(1906)의 단면적 형상이 관계패턴의 형상과 일치하도록 빔(1906)을 만들 수 있다.With this beam shape system, the beam 1906 can be made such that the cross-sectional shape of the beam 1906 matches the shape of the relationship pattern.

상기에서 설명한 바와 같이, 제23도 내지 제25도에 도시된 실시예에 따르면, 각 포토마스크 부분의 투과율과 위상변화량은 용이하고 정확하게 얻어진다.As described above, according to the embodiment shown in FIGS. 23 to 25, the transmittance and the amount of phase change of each photomask portion are easily and accurately obtained.

또한, 오로지 특정패턴만이 상으로 만들어지거나, 또는 강조된 특정패턴을 갖는 상만이 만들어지기 때문에, 대상물의 굴절율과 흡수계수 또는 소쇠계수는 얻어진 진폭투과율과 위상변화량으로부터 구할 수 있다.Further, since only a specific pattern is made of an image, or only an image having a highlighted specific pattern is made, the refractive index and absorption coefficient or extinction coefficient of the object can be obtained from the obtained amplitude transmittance and phase change amount.

Claims (29)

직교하는 편광방향을 갖으며, 2개의 서로 다른 광로를 통과하는 2개의 직선 편광빔(105, 106), (408, 409, 410), (512, 513), (931, 934), (218, 219), (318, 319), (418, 419), (1705, 1706), (1805, 1806), (1905, 1906)의 중첩에 의해 발생된 타원편광의 편광상태와, 한 포토마스크의 검사대상부분(109), (209), (411, 412), (508), (1212), (1312), (1409), (1505), (1709), (1809), (1909)이 두 직선 편광빔중 한 빔의 광로에 설치된후 두 직선 편광빔이 서로 중첩되었을때 발생된 타원편광의 편광상태 차이를 근거로 하여 포토마스크를 검사하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사방법.Two linearly polarized beams 105, 106, (408, 409, 410), (512, 513), (931, 934), (218,) having orthogonal polarization directions and passing through two different optical paths. 219), (318, 319), (418, 419), (1705, 1706), (1805, 1806), (1905, 1906), and polarization state of the elliptical polarization caused by the superposition of one photomask Target parts 109, 209, 411, 412, 508, 1212, 1312, 1409, 1505, 1709, 1809, and 1909 are two straight lines A photomask inspection method comprising: inspecting a photomask based on a difference in polarization states of elliptical polarizations generated when two linearly polarized beams overlap each other after being installed in an optical path of one beam of polarized beams. 제1항에 있어서, 포토마스크가 설치된 직선 편광빔의 광로는 복수개의 광로부분으로 나뉘어지고, 포토마스크들의 검사 대상부분은 동시에 검사될 수 있도록 각각의 광로부분에 위치해있는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사방법.The photomask inspection according to claim 1, wherein the optical path of the linearly polarized beam having the photomask is divided into a plurality of optical path portions, and the inspection target portions of the photomasks are located at each optical path portion so as to be simultaneously examined. Way. 제1항에 있어서, 포토마스크가 설치된 직선 편광빔의 광로는 복수개의 광로부분으로 나뉘어지고, 한 포토마스크의 검사대상부분은 동시에 검사될 수 있도록 각각의 광로부분에 위치해있는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 검사방법.The photomask of claim 1, wherein the optical path of the linearly polarized beam provided with the photomask is divided into a plurality of optical path portions, and the inspection target portions of one photomask are positioned at each optical path portion so as to be simultaneously inspected. Inspection method. 포토마스크(507, 508)를 직교하는 편광방향을 갖으며, 다른 광로를 통과하는 두 개의 직선 편광빔(512, 513)에 설치하는 스텝과, 각 포토마스크를 통과하는 2개의 직선 편광빔의 중첩에 의해 발생된 편광의 편광상태를 관찰하는 스텝과, 두 마스크를 비교하여 마스크를 검사하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사방법.Steps provided on two linearly polarized beams 512 and 513 having polarization directions perpendicular to the photomasks 507 and 508 and passing through different optical paths, and overlapping of the two linearly polarized beams passing through each photomask. And a step of observing the polarization state of the polarization generated by the step, and comparing the two masks to inspect the mask. 타원편광(855)의 광축에 대하여 분석기(852)를 회전시키는 동안 측정될 타원편광(855)을 분석기(852)에 입사시켜서, 상기 분석기로부터 방출되는 편광(856)의 최대광강도, 최대광강도에 상응하는 상기 분석기의 회전 각도 및 편광의 최소광강도를 구하는 스텝과, λ/4파장판(851)을 상기 분석기의 입사측에 설치하고, 순차적으로 타원편광이 상기 λ/4파장판(851)과 상기 분석기(852)에 입사되는 동안 타원편광의 광축에 대하여 상기 분석기를 회전시켜서, 상기 분석기로부터 방출되는 편광의 광강도가 최대일때의 상기 분석기의 회전각도를 구하는 스텝과, 최대광강도, 최대광강도에 상응하는 상기 분석기의 회전각도, 최소광강도 및 λ/4파장판이 삽입될때의 최대광강도에 상응하는 분석기의 회전각도의 4가지 값을 근거로 하여 타원편광의 편광상태를 결정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 타원편광 측정방법.While rotating the analyzer 852 about the optical axis of the elliptical polarization 855, an elliptical polarization 855 to be measured is incident on the analyzer 852, corresponding to the maximum light intensity and the maximum light intensity of the polarization 856 emitted from the analyzer. A step of obtaining a rotation angle of the analyzer and a minimum light intensity of polarization, and a? / 4 wavelength plate 851 is provided on the incidence side of the analyzer, and the elliptical polarization is sequentially performed with the? / 4 wavelength plate 851 Rotating the analyzer with respect to the optical axis of the elliptical polarization while being incident on the analyzer 852 to obtain a rotation angle of the analyzer when the light intensity of the polarized light emitted from the analyzer is maximum, and the maximum light intensity and the maximum light intensity. Determining the polarization state of the ellipse polarization based on four values of the corresponding rotation angle of the analyzer, the minimum light intensity, and the analyzer's rotation angle corresponding to the maximum light intensity when the λ / 4 wavelength plate is inserted. Ellipsometry measurement method comprising the tab. 직선 편광빔을 제1편광방향을 갖는 제1직선 편광빔과 제1편광방향과는 다른 제2편광방향을 갖는 제2직선 편광빔으로 나누고, 대상 포토마스크의 대상 패턴에 상기 제1 및 제2직선 편광빔중 하나를 조사하여, 대상 포토마스크를 투과한 하나의 직선 편광빔을 대상 포토마스크를 통과하지 않은 다른 직선 편광빔에 중첩시켜 합성광을 발생하고, 합성광으로부터 위상변화량과 에너지 투과율을 구하는 포토마스크 검사방법에 있어서, 대상 포토마스크를 이동시켜 소정 위치(1710, 1711, 1715), (1810, 1811, 1815), (1911, 1910, 1915)에 정지시키는 스텝과, 합성광으로부터 위상변화량과 에너지 투과율을 반복적으로 측정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사방법.The linearly polarized beam is divided into a first linearly polarized beam having a first polarization direction and a second linearly polarized beam having a second polarization direction different from the first polarization direction, and the first and second portions are applied to the target pattern of the target photomask. One of the linearly polarized beams is irradiated, and one linearly polarized beam that has passed through the target photomask is superimposed on another linearly polarized beam that does not pass through the target photomask to generate synthetic light. In the method for obtaining a photomask inspection, a step of moving a target photomask to stop at predetermined positions 1710, 1711, 1715, 1810, 1811, 1815, 1911, 1910, and 1915, and the amount of phase change from synthetic light And measuring the energy transmittance repeatedly. 제6항에 있어서, 제1 및 제2직선 편광빔중 한 빔의 광로를 조정함으로써, 합성광을 직선 편광으로 변환하고, 분석기가 특정 각도로 유지되는 동안 대상 포토마스크를 연속적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사방법.7. The method of claim 6, wherein by adjusting the optical path of one of the first and second linearly polarized beams, the composite light is converted to linearly polarized light and the object photomask is continuously moved while the analyzer is held at a particular angle. Photomask inspection method. 제6항에 있어서, 직선 편광빔의 단면적을 축소 또는 확대시켜 소정 단면 형상이나 대상패턴과 동일한 형상으로 만들고 그리고 포토마스크를 이동시켜 소정 위치에 정지시킨후, 두 개로 나뉘어진 직선편광빔중 하나를 포토마스크의 대상 포토마스크 패턴에 조사하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사방법.The method of claim 6, wherein the cross-sectional area of the linearly polarized beam is reduced or enlarged to form the same shape as the predetermined cross-sectional shape or the target pattern, and the photomask is moved to stop at a predetermined position, and then one of the two linearly polarized beams is removed. A photomask inspection method characterized by irradiating a target photomask pattern of a photomask. 기준 광선으로서 제1편광상태를 갖는 직선 편광빔을 발생하는 수단과, 검사광선으로서 제2편광상태를 갖는 적어도 하나의 직선 편광빔을 발생하는 수단과, 기준광선에 검사광선중 하나를 중첩시키는 수단과, 중첩에 의해 발생된 편광의 편광상태를 측정하는 수단을 구비하고, 검출광선과 기준광선은 동일파장과 동일 파장분포를 갖으며, 검출광선과 기준광선의 편광방향은 서로 수직이고, 좁은 대역의 파장분포는 검출 및 기준광선이 통과하는 광로사이의 광로차보다 큰 가간섭길이를 갖도록 충분히 넓은 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.Means for generating a linearly polarized beam having a first polarization state as a reference ray, means for generating at least one linearly polarized beam having a second polarization state as the inspection ray, and means for superimposing one of the inspection rays on the reference ray And means for measuring the polarization state of the polarization generated by the superposition, wherein the detection beam and the reference beam have the same wavelength and the same wavelength distribution, and the polarization directions of the detection beam and the reference beam are perpendicular to each other, and a narrow band. And the wavelength distribution of is wide enough to have an interference length larger than the optical path difference between the optical paths through which the detection and reference light passes. 광을 제1 및 제2광로를 통과하는 광선으로 나누는 분리수단과, 제1광로를 통과하는 광선을 제1직선 편광빔으로 편광시켜 주기 위한 제1편광수단과, 제1직선 편광빔과는 다른 방향으로 광선을 편광시켜서, 제2광로를 통과하는 광선을 제2직선편광빔으로 변환하는 제2편광수단과, 제1광로를 통과하는 광선을 제2광로를 통과하는 광선에 중첩시키는 광합성수단과, 상기 제1 및 제2편광수단중 하나와 합성수단사이의 광로에 측정대상물이 설치되어 있는 동안, 상기 광합성수단에 의한 중첩에 의해 발생된 광의 편광상태를 측정하는 수단과, 대상물의 대상위치를 확대/관찰하기 위한 확대/관찰수단을 포함하고, 확대/관찰수단은 관찰광원과, 대상물에 관찰정원으로부터의 관찰광을 조사하기 위한 광학시스템을 구비하고, 관찰광원의 광로와 대상물이 설치된 광로부분이 일치하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.Separation means for dividing light into light rays passing through the first and second optical paths, first polarization means for polarizing the light rays passing through the first optical path with a first linearly polarized beam, and a first polarized beam Second polarization means for polarizing the light beam in the direction to convert the light beam passing through the second optical path into a second linearly polarized beam, and photosynthetic means for superimposing the light beam passing through the first optical path on the light beam passing through the second optical path; Means for measuring a polarization state of light generated by superposition by said photosynthetic means, while a measurement object is installed in an optical path between one of said first and second polarizing means and said synthesizing means; A magnification / observation means for magnification / observation, the magnification / observation means having an observation light source and an optical system for irradiating observation light from an observation garden on an object, and an optical path and an object of the observation light source installed The photomask inspection apparatus characterized in that the optical path portion match. 제10항에 있어서, 제1 및 제2광로중 하나는 광로를 통과하는 직선 편광의 위상을 변화시켜주기 위한 위상조정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.11. An apparatus according to claim 10, wherein one of the first and second optical paths comprises phase adjusting means for changing the phase of the linearly polarized light passing through the optical path. 제10항에 있어서, 대상물이 설치된 광로는, 대상물의 대상위치를 통과하는 직선 편광을 조준할 수 있도록 설계된 광학시스템으로 구성되는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.The photomask inspection apparatus according to claim 10, wherein the optical path provided with the object is constituted by an optical system designed to aim linearly polarized light passing through the object's object position. 제12항에 있어서, 상기 광학시스템은 광학시스템을 통과하는 직선 편광이 대상위치에 집광되도록 설계되어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.13. The apparatus of claim 12, wherein the optical system is designed such that linearly polarized light passing through the optical system is focused at a target position. 제10항에 있어서, 제1 및 제2광로는 광거리차가 제1 및 제2직선 편광빔사이의 가간섭길이보다 크지 않도록 그들사이의 광거리를 조정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.11. The photoconductor of claim 10, wherein the first and second optical paths comprise means for adjusting the optical distance therebetween such that the optical distance difference is not greater than the coherence length between the first and second linearly polarized beams. Mask inspection device. 제10항에 있어서, 관찰광선의 광로부분이 대상물이 설치된 광로부분과 일치하는 부분에서 광학시스템을 구성하는 광학소자는, 관찰광선과 직선 편광의 파장에 대하여 색수차보정이 행하여지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.The optical element constituting the optical system at a portion where the optical path portion of the observation light coincides with the optical path portion on which the object is installed is subjected to chromatic aberration correction with respect to the wavelength of the observation light and linearly polarized light. Mask inspection device. 평행직선편광을 방출하기 위한 광원과, 상기 광원에서 방출된 직선 편광을 서로 수직인 편광방향을 갖는 검사용 광선과 기준광선으로 나누어주는 제1하프미러와, 검사광선이 통과하는 검사광 광학시스템과, 기준광선이 통과하는 기준광학시스템과, 검사광선과 기준광선을 합성하기 위한 제2하프미러와 광검출수단을 구비한 포토마스크 검사장치에 있어서, 상기 검사광 광학시스템은 검사광선을 검사포토마스크에 조하기 위한 조사광학시스템과, 포토마스크를 투과한 검사광선의 상을 형성하기 위한 상광학시스템을 포함하고, 상기 기준광학시스템은 상기 상광학시스템과 광축의 부분을 공유하고 광학시스템의 상부분에서 볼때 광축상의 상기 상광학시스템의 위치와 동일위치에 설치되는, 상기 상광학시스템과 등가인 광학시스템을 포함하며, 상기 광검출수단은 상기 상광학시스템의 상위차에 배열된 광검출기와 상기 제2하프미러와 광검출기사이에 배열된 분석기를 포함하고, 상검사광 광학시스템과 상기 기준광 광학시스템사이의 광거리차는 직선 편광의 가간섭길이보다 작은 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.A light source for emitting parallel linearly polarized light, a first half mirror for dividing the linearly polarized light emitted from the light source into an inspection light beam and a reference light beam having a polarization direction perpendicular to each other, an inspection light optical system through which the inspection light passes; A photomask inspection apparatus comprising: a reference optical system through which reference light passes, and a second half mirror and light detection means for synthesizing the inspection light and the reference light, wherein the inspection light optical system inspects the inspection light. And an optical system for forming an image of the inspection light passing through the photomask, wherein the reference optical system shares a portion of the optical axis with the image optical system, and has an upper portion of the optical system. An optical system equivalent to the image optical system, installed at the same position as that of the image optical system on the optical axis, The light detecting means includes an optical detector arranged above the image optical system and an analyzer arranged between the second half mirror and the optical detector, and the optical distance difference between the image inspection optical system and the reference optical system is A photomask inspection apparatus, characterized in that it is smaller than the interference length of linearly polarized light. 제16항에 있어서, 상기 광검출기는 각각 입사광의 강도를 전기신호레벨로 변환시켜주도록 설계된 변환소자를 2차원적으로 배열함으로써 얻어지는 소자인 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.The photomask inspection apparatus according to claim 16, wherein each of the photodetectors is a device obtained by two-dimensionally arranging conversion elements designed to convert the intensity of incident light into an electrical signal level. 제16항에 있어서, 직선 편광은 자외선이고, 상기 제1 및 제2하프미러는 각각 표면에 형성된 박막의 금속막을 갖는 판이며, 이 판은 적어도 비반사 처리된 방출면을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.17. The photoconductor according to claim 16, wherein the linearly polarized light is ultraviolet light, and the first and second half mirrors each have a thin metal film formed on a surface thereof, the plate having at least an antireflective emission surface. Mask inspection device. 제16항에 있어서, 상기 검사광 광학시스템과 상기 기준광 광학시스템사이의 광거리차를 조정하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.17. An apparatus according to claim 16, further comprising means for adjusting the optical distance difference between the inspection light optical system and the reference light optical system. 각각 입사광의 파장에 대하여 실제적으로 투명하고, 광학적 이방성 물질로 만들어졌으며, 입사광의 광축에 대해 수직인 평면에 대하여 대칭적으로 배열된 2개의 판을 포함하는 것을 특징으로 하는 광로 조정장치.And an optically anisotropic material substantially transparent with respect to the wavelength of incident light, and comprising two plates arranged symmetrically with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the incident light. 제20항에 있어서, 상기 각판은 그의 표면에 형성된 박막의 유전체막을 갖는 것을 특징으로 하는 광로 조정장치.21. An optical path adjusting apparatus according to claim 20, wherein each plate has a thin film dielectric film formed on its surface. 제20항에 있어서, 광축의 위치를 검출하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광로 조정장치.21. The apparatus of claim 20, further comprising means for detecting the position of the optical axis. 제22항에 있어서, 광축 위치검출수단은 입사광의 파장이 가시영역에 해당될때 스캐터링 평면을 갖는 것을 특징으로 하는 광로 조정장치.The optical path adjusting device according to claim 22, wherein the optical axis position detecting means has a scattering plane when the wavelength of incident light corresponds to a visible region. 제22항에 있어서, 입사광의 파장이 자외선영역에 해당될때, 광축 위치 검출수단은 마크를 갖는 형광의 평면을 구비한 물질인 것을 특징으로 하는 광로 조명장치.The optical path illumination device according to claim 22, wherein when the wavelength of incident light corresponds to an ultraviolet region, the optical axis position detecting means is a material having a plane of fluorescence having a mark. 제22항에 있어서, 광축 위치검출수단은 광로에 배열된 2차원 광전변환소자인 것을 특징으로 하는 광로 조정장치.The optical path adjusting device according to claim 22, wherein the optical axis position detecting means is a two-dimensional photoelectric conversion element arranged in an optical path. 제19항에 있어서, 상기 광축위치검출수단은 광로로부터 철회가 가능한 메가니즘인 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.20. An apparatus according to claim 19, wherein said optical axis position detecting means is a mechanism capable of withdrawing from an optical path. 직선 편광빔을 방출하기 위한 수단과, 빔의 단면적을 축소시켜 주기 위한 수단과, 축소된 빔을 2개의 빔으로 나누어주기 위한 수단과, 나뉘어진 빔중 한 빔의 편광방향을 90°회전시켜 주기 위한 수단과, 두 편광방향의 빔중 하나에 검사 포토마스크를 설치하여, 빔의 진행을 방해함없이 빔에 수직인 평면내로 이동되는 스테이지와, 편광방향이 90°회전된 빔과 편광방향이 회전되지 않은 빔을 합성하기 위한 수단과, 합성광의 광로에 배열된 회전 가능한 분석기와 광강도 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.Means for emitting a linearly polarized beam, means for reducing the cross-sectional area of the beam, means for dividing the reduced beam into two beams, and for rotating the polarization direction of one of the divided beams by 90 °. Means, and an inspection photomask installed on one of the beams in the two polarization directions, the stage being moved into a plane perpendicular to the beam without disturbing the propagation of the beam, the beam having a 90 ° polarization direction rotated and the polarization direction not being rotated. Means for synthesizing a beam, a rotatable analyzer and a light intensity detector arranged in an optical path of the synthesized light. 제27항에 있어서, 직선 편광빔의 단면적을 축소시키기 위한 수단은 직선 편광빔의 단면적을 축소 또는 확대시켜, 직선 편광빔의 단면적을 소정 형상으로 만들어주는 수단인 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.28. The photomask inspection apparatus according to claim 27, wherein the means for reducing the cross-sectional area of the linearly polarized beam is a means for reducing or expanding the cross-sectional area of the linearly polarized beam and making the cross-sectional area of the linearly polarized beam into a predetermined shape. 제28항에 있어서, 빔의 단면을 소정 형상으로 만들어주기 위한 수단은 2차원적으로 배열된 셀에 의해 구성되고, 각 셀을 외부 신호에 의해 제어될 수 있는 투과율을 갖는 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 검사장치.29. The device according to claim 28, wherein the means for making the cross section of the beam into a predetermined shape is constituted by cells arranged in two dimensions, and each cell is made of a material having a transmittance which can be controlled by an external signal. Photomask inspection apparatus.
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