(57)【要約】【課題】光マスク及びＥＵＶマスクを検査することができ、検査精度を向上させることができるマスク検査装置、切り替え方法及びマスク検査方法を提供する。【解決手段】本発明に係るマスク検査装置１は、入射した照明光Ｌ１の偏光状態を維持したまま出射させる光マスク用視野絞り１０ａと、入射した照明光Ｌ１の一部の偏光状態を変化させ、Ｓ偏光及びＰ偏光を含む照明光Ｌ２ｂを出射させるＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂと、に切り替え可能な視野絞りユニット１０と、光マスク用ＰＢＳ２０ａと、無偏光ＢＳ２０ｂと、に切り替え可能なビームスプリッタユニット２０と、ビームスプリッタユニット２０で反射した照明光Ｌ２を検査対象マスクに集光するとともに、照明光Ｌ３が検査対象マスクで反射した反射光Ｒ１を集光する対物レンズ４０と、照明光Ｌ２ａ及び反射光Ｒ１ａの光路に挿入可能なλ／４板３０と、反射光Ｒ２を検出する検出器と、を備える。【選択図】図２
2020094853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した第１直線偏光を含む照明光の偏光状態を維持したまま前記照明光を出射させる光マスク用視野絞りと、入射した前記第１直線偏光を含む前記照明光の一部の前記偏光状態を変化させ、前記第１直線偏光、及び、前記第１直線偏光と偏光方向が異なる第２直線偏光を含む前記照明光を出射させるＥＵＶマスク用視野絞りと、に切り替え可能な視野絞りユニットと、
前記第１直線偏光を含む光を反射させ、前記第２直線偏光を含む光を透過させる光マスク用ＰＢＳと、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光を含む光の一部を反射させるとともに、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光を含む前記光の一部を透過させる無偏光ＢＳと、に切り替え可能なビームスプリッタユニットと、
前記ビームスプリッタユニットで反射した前記照明光を検査対象マスクに集光するとともに、前記照明光が前記検査対象マスクで反射した反射光を集光する対物レンズと、
前記照明光及び前記反射光の光路に挿入可能なλ／４板と、
前記対物レンズで集光され、前記ビームスプリッタユニットを透過した前記第１直線偏光または前記第２直線偏光のうちの一方を含む前記反射光を検出する第１検出器及び他方を含む前記反射光を検出する第２検出器と、
を備えたマスク検査装置。
【請求項２】
前記無偏光ＢＳは、金属膜を含む無偏光ＰＢＳである、
請求項１に記載のマスク検査装置。
【請求項３】
前記ＥＵＶマスク用視野絞りは、λ／２板を含み、
前記ＥＵＶマスク用視野絞りを出射した前記照明光は、前記λ／２板を透過した部分を含む、
請求項１または２に記載のマスク検査装置。
【請求項４】
前記ビームスプリッタユニットを透過した前記反射光の光軸を調整するポジショナと、
前記第１検出器及び前記第２検出器の位置を調整するステージと、
をさらに備えた、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のマスク検査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のマスク検査装置の切り替え方法であって、
光マスクを検査する場合には、
前記視野絞りユニットを、前記光マスク用視野絞りに切り替え、
前記ビームスプリッタユニットを、前記光マスク用ＰＢＳに切り替え、
前記λ／４板を、前記照明光及び前記反射光の前記光路に挿入し、
ＥＵＶマスクを検査する場合には、
前記視野絞りユニットを、前記ＥＵＶマスク用視野絞りに切り替え、
前記ビームスプリッタユニットを、前記無偏光ＢＳに切り替え、
前記λ／４板を、前記照明光及び前記反射光の前記光路から外す、
切り替え方法。
【請求項６】
入射した第１直線偏光を含む照明光の偏光状態を維持したまま前記照明光を出射させる光マスク用視野絞りと、入射した前記第１直線偏光を含む前記照明光の一部の偏光状態を変化させ、前記第１直線偏光、及び、前記第１直線偏光と偏光方向が異なる第２直線偏光を含む前記照明光を出射させるＥＵＶマスク用視野絞りと、に切り替え可能な視野絞りユニットと、
前記第１直線偏光を含む光を反射させ、前記第２直線偏光を含む光を透過させる光マスク用ＰＢＳと、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光を含む光の一部を反射させるとともに、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光を含む前記光の一部を透過させる無偏光ＢＳと、に切り替え可能なビームスプリッタユニットと、
を用いたマスク検査方法であって、
光マスクを検査する場合には、
前記視野絞りユニットを前記光マスク用視野絞りに切り替え、前記ビームスプリッタユニットを、前記光マスク用ＰＢＳに切り替えるステップと、
前記光マスク用視野絞りを介した前記照明光を前記光マスク用ＰＢＳで反射させるステップと、
前記光マスク用ＰＢＳで反射させた前記照明光が円偏光を含むように偏光状態を変化させるステップと、
前記円偏光を含む前記照明光を前記光マスクに集光するとともに、前記照明光が前記光マスクで反射した反射光を集光するステップと、
前記反射光が前記第２直線偏光を含むように前記偏光状態を変化させるステップと、
前記第２直線偏光を含む前記反射光を検出するステップと、
を備え、
ＥＵＶマスクを検査する場合には、
前記視野絞りユニットを前記ＥＵＶマスク用視野絞りに切り替え、前記ビームスプリッタユニットを、前記無偏光ＢＳに切り替えるステップと、
前記ＥＵＶマスク用視野絞りを介した前記照明光を前記無偏光ＢＳで反射させるステップと、
前記無偏光ＢＳで反射させた前記照明光を前記ＥＵＶマスクに集光するとともに、前記照明光が前記ＥＵＶマスクで反射した反射光を集光するステップと、
前記第１直線偏光を含む前記反射光及び前記第２直線偏光を含む前記反射光を検出するステップと、
を備えたマスク検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク検査装置、切り替え方法及びマスク検査方法に関するものであり、例えば、半導体製造工程で利用されるフォトマスクの欠陥を検査するマスク検査装置、切り替え方法及びマスク検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）マスクを検査するマスク検査装置では、微小パターンを検出する感度を向上させるために、相互に異なる方向の直線偏光を含む照明光を用いて検査を行っている。
【０００３】
特許文献１には、偏光方向がそれぞれ異なる第１直線偏光及び第２直線偏光を含む照明光を、ハーフミラーにより反射させて、検査対象のマスクを照明することが記載されている。
【０００４】
一方、光マスクを検査するマスク検査装置では、照明光をハーフミラーで反射させると、光量ロスが生じ、検査に必要な照明光の光量を確保することが困難な場合がある。そこで、反射照明光学系として、ビームスプリッタ及びλ／４板を用いることにより、円偏光を含む照明光で、検査対象のマスクを照明している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４７０１４６０号明細書
【特許文献２】特開２００９−２２３０９５号公報
【特許文献３】特開平０５−１０９６０１号公報
【特許文献４】特開２０１３−０２４７７２号公報
【特許文献５】特開２０１７−００９３７９号公報
【特許文献６】特開２０１７−０９０１４７号公報
【特許文献７】特開２０１４−０４８２１７号公報
【特許文献８】特開平４−２８９４０９号公報
【特許文献９】特開２００３−３４４３０６号公報
【特許文献１０】特開２００９−２１６６４８号公報
【特許文献１１】特開２０１０−０９２９８４号公報
【特許文献１２】特開２０１２−１２７８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１（ａ）は、光マスクの検査装置の構成を例示した図であり、（ｂ）は、ＥＵＶマスクの検査装置の構成を例示した図である。図１（ａ）に示すように、光マスクＭａの検査装置１０１ａの場合には、例えば、直線偏光のＳ偏光を含む照明光Ｌ１ａをビームスプリッタ１２０ａで反射させる。ビームスピリッタ１２０ａは、Ｓ偏光を反射させつつ、Ｐ偏光を透過させるものを用いる。Ｐ偏光は、Ｓ偏光に直交した直線偏光である。ビームスプリッタ１２０ａで反射した照明光Ｌ１ａは、λ／４板１３０を透過することにより、円偏光を含む照明光Ｌ２ａに変換される。
【０００７】
λ／４板１３０により円偏光を含むように変換された照明光Ｌ２ａは、対物レンズ１４０で集光され、光マスクＭａを照明する。照明光Ｌ２ａが光マスクＭａで反射した反射光Ｒ１ａは、対物レンズ１４０で集光される。光マスクＭａで反射した反射光Ｒ１ａは、照明光Ｌ２ａとは逆回転の円偏光を含んでいる。対物レンズ１４０で集光された円偏光を含む反射光Ｒ１ａは、λ／４板１３０を透過することにより、Ｐ偏光を含む反射光Ｒ２ａに変換される。よって、Ｐ偏光を含む反射光Ｒ２ａは、ビームスプリッタ１２０ａを透過し、検出器によって検出される。
【０００８】
一方、図１（ｂ）に示すように、ＥＵＶマスクの検査装置１０１ｂの場合には、Ｓ偏光及びＰ偏光を含む照明光Ｌ１ｂを用いる。これにより、マスクＭｂのパターン面における縦方向及び横方向に沿った微小パターンの検出感度を向上させることができる。Ｓ偏光及びＰ偏光の両方を反射させるため、照明光Ｌ１ｂをハーフミラー１２０ｂで反射させる。ハーフミラー１２０ｂで反射した照明光Ｌ１ｂは、対物レンズ１４０で集光され、ＥＵＶマスクＭｂを照明する。照明光Ｌ１ｂがＥＵＶマスクＭｂで反射した反射光Ｒ１ｂは、対物レンズ１４０で集光される。対物レンズ１４０で集光された反射光Ｒ１ｂは、Ｓ偏光及びＰ偏光を含んでいる。反射光Ｒ１ｂは、ハーフミラー１２０ｂを透過する。透過した反射光Ｒ２ｂは、検出器によって検出される。
【０００９】
同一のマスク検査装置で、光マスクＭａ及びＥＵＶマスクＭｂを検査するためには、ビームスプリッタ１２０ａとハーフミラー１２０ｂとの切り替え、及び、λ／４板１３０の挿入及び取り外しが必要となる。しかしながら、ビームスプリッタ１２０ａとハーフミラー１２０ｂとの切り替えによって、光軸ずれが発生する。
【００１０】
例えば、ビームスプリッタ１２０ａは、誘電体多層膜等の薄膜によって照明光Ｌ１ａの反射及び反射光Ｒ２ａの透過が制御されるのに対し、ハーフミラー１２０ｂは、平板状の透明部材によって照明光Ｌ１ｂの反射及び反射光Ｒ１ｂの透過が制御される。よって、ハーフミラー１２０ｂの界面における屈折により、ハーフミラー１２０ｂに入射する反射光Ｒ１ｂと、ハーフミラー１２０ｂから出射する反射光Ｒ２ｂと、の間に光軸ずれが発生する。また、ビームスプリッタ１２０ａから出射する反射光Ｒ２ａと、ハーフミラー１２０ｂから出射する反射光Ｒ２ｂと、の間に光軸ずれが発生する。
【００１１】
さらに、ハーフミラー１２０ｂの反射面において、反射率が偏光方向に依存する場合があり、反射光Ｒ２ｂの光量に大きく影響し、検査精度を低減させる。
【００１２】
本発明の目的は、光マスクＭａ及びＥＵＶマスクＭｂを検査することができ、検査精度を向上させることができるマスク検査装置、切り替え方法及びマスク検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るマスク検査装置は、入射した第１直線偏光を含む照明光の偏光状態を維持したまま前記照明光を出射させる光マスク用視野絞りと、入射した前記第１直線偏光を含む前記照明光の一部の前記偏光状態を変化させ、前記第１直線偏光、及び、前記第１直線偏光と偏光方向が異なる第２直線偏光を含む前記照明光を出射させるＥＵＶマスク用視野絞りと、に切り替え可能な視野絞りユニットと、前記第１直線偏光を含む光を反射させ、前記第２直線偏光を含む光を透過させる光マスク用ＰＢＳと、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光を含む光の一部を反射させるとともに、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光を含む前記光の一部を透過させる無偏光ＢＳと、に切り替え可能なビームスプリッタユニットと、前記ビームスプリッタユニットで反射した前記照明光を検査対象マスクに集光するとともに、前記照明光が前記検査対象マスクで反射した反射光を集光する対物レンズと、前記照明光及び前記反射光の光路に挿入可能なλ／４板と、前記対物レンズで集光され、前記ビームスプリッタユニットを透過した前記第１直線偏光または前記第２直線偏光のうちの一方を含む前記反射光を検出する第１検出器及び他方を含む前記反射光を検出する第２検出器と、を備える。このような構成によって、光マスク及びＥＵＶマスクを検査することができ、検査精度を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る切り替え方法は、上記マスク検査装置の切り替え方法であって、光マスクを検査する場合には、前記視野絞りユニットを、前記光マスク用視野絞りに切り替え、前記ビームスプリッタユニットを、前記光マスク用ＰＢＳに切り替え、前記λ／４板を、前記照明光及び前記反射光の前記光路に挿入し、ＥＵＶマスクを検査する場合には、前記視野絞りユニットを、前記ＥＵＶマスク用視野絞りに切り替え、前記ビームスプリッタユニットを、前記無偏光ＢＳに切り替え、前記λ／４板を、前記照明光及び前記反射光の前記光路から外す。このような構成によって、光マスク及びＥＵＶマスクを検査することができる。
【００１５】
さらに、本発明による検査方法は、入射した第１直線偏光を含む照明光の偏光状態を維持したまま前記照明光を出射させる光マスク用視野絞りと、入射した前記第１直線偏光を含む前記照明光の一部の偏光状態を変化させ、前記第１直線偏光、及び、前記第１直線偏光と偏光方向が異なる第２直線偏光を含む前記照明光を出射させるＥＵＶマスク用視野絞りと、に切り替え可能な視野絞りユニットと、前記第１直線偏光を含む光を反射させ、前記第２直線偏光を含む光を透過させる光マスク用ＰＢＳと、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光を含む光の一部を反射させるとともに、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光を含む前記光の一部を透過させる無偏光ＢＳと、に切り替え可能なビームスプリッタユニットと、を用いたマスク検査方法であって、光マスクを検査する場合には、前記視野絞りユニットを前記光マスク用視野絞りに切り替え、前記ビームスプリッタユニットを、前記光マスク用ＰＢＳに切り替えるステップと、前記光マスク用視野絞りを介した前記照明光を前記光マスク用ＰＢＳで反射させるステップと、前記光マスク用ＰＢＳで反射させた前記照明光が円偏光を含むように偏光状態を変化させるステップと、前記円偏光を含む前記照明光を前記光マスクに集光するとともに、前記照明光が前記光マスクで反射した反射光を集光するステップと、前記反射光が前記第２直線偏光を含むように前記偏光状態を変化させるステップと、前記第２直線偏光を含む前記反射光を検出するステップと、を備え、ＥＵＶマスクを検査する場合には、前記視野絞りユニットを前記ＥＵＶマスク用視野絞りに切り替え、前記ビームスプリッタユニットを、前記無偏光ＢＳに切り替えるステップと、前記ＥＵＶマスク用視野絞りを介した前記照明光を前記無偏光ＢＳで反射させるステップと、前記無偏光ＢＳで反射させた前記照明光を前記ＥＵＶマスクに集光するとともに、前記照明光が前記ＥＵＶマスクで反射した反射光を集光するステップと、前記第１直線偏光を含む前記反射光及び前記第２直線偏光を含む前記反射光を検出するステップと、を備える。このような構成により、光マスク及びＥＵＶマスクを検査することができ、検査精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光マスク及びＥＵＶマスクを検査することができ、検査精度を向上させることができるマスク検査装置、切り替え方法及びマスク検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は、光マスクの検査装置の構成を例示した図であり、（ｂ）は、ＥＵＶマスクの検査装置の構成を例示した図である。
【図２】実施形態に係るマスク検査装置を例示した構成図である。
【図３】実施形態に係るマスク検査装置において、視野絞りユニットを例示した平面図である。
【図４】（ａ）は、実施形態に係るマスク検査装置において、光マスクのパターン面を照明する照明光を例示した平面図であり、（ｂ）は、実施形態に係るマスク検査装置において、ＥＵＶマスクのパターン面を照明する照明光を例示した平面図である。
【図５】実施形態に係るマスク検査装置の切り替え方法を例示した構成図である。
【図６】実施形態に係るマスク検査装置の切り替え方法を例示した構成図である。
【図７】実施形態に係るマスク検査方法において、光マスクを検査する場合を例示したフローチャート図である。
【図８】実施形態に係るマスク検査方法において、ＥＵＶマスクを検査する場合を例示したフローチャート図である。
【図９】実施形態の変形例に係るマスク検査装置の偏光分割部の近傍を例示した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本実施形態の具体的構成について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。
【００１９】
（実施形態）
＜マスク検査装置の構成＞
実施形態に係るマスク検査装置を説明する。本実施形態のマスク検査装置は、例えば、半導体製造工程で用いられるフォトマスクにおける欠陥を検出するマスク検査装置である。本実施形態のマスク検査装置は、光マスクＭａ及びＥＵＶマスクＭｂを検査対象に含む。図２は、実施形態１に係るマスク検査装置を例示した構成図である。
【００２０】
図２に示すように、マスク検査装置１は、視野絞りユニット１０、ビームスプリッタユニット２０、λ／４板３０、対物レンズ４０、ミラー５０、偏光分割部６０、検出器７１及び７２を備えている。また、マスク検査装置１は、光源８０を含んでもよいし、図示しないレンズ、ミラー等の光学部材を備えてもよい。図示しないレンズ及びミラー等の光学部材は、複数個、設けられてもよい。
【００２１】
マスク検査装置１は、例えば、検査対象である光マスクＭａ及びＥＵＶマスクＭｂのパターンの欠陥を検査する。ＥＵＶマスクＭｂは、ＥＵＶ光を露光光として用いるマスクであり、光マスクＭａは、ＥＵＶ光よりも長波長の露光光を用いるマスクである。ここで、マスク検査装置１の説明の便宜のために、ＸＹＺ直交座標軸を導入する。光マスクＭａ及びＥＵＶマスクＭｂのパターン面に平行な面をＸＹ平面とする。パターン面に直交する方向をＺ軸方向とする。例えば、上方を＋Ｚ軸方向、下方を−Ｚ軸方向とする。なお、ＸＹＺ直交座標軸は、マスク検査装置１の説明に用いるものであり、マスク検査装置１が実際に使用される場合の位置を示すものではない。
【００２２】
検査対象のマスクを照明する照明光Ｌ１は、例えば、レーザ光である。光源８０から出射した照明光Ｌ１は、レンズ、ミラー等の光学部材を経て、視野絞りユニット１０に入射する。視野絞りユニット１０に入射する照明光Ｌ１は、直線偏光を含んでいる。例えば、Ｓ偏光の直線偏光を含んでいる。なお、視野絞りユニット１０に入射する照明光Ｌ１は、Ｐ偏光の直線偏光を含んでもよいし、直線偏光であれば、他の方向の偏光を含んでもよい。また、以下の記載において、Ｐ偏光をＳ偏光に代え、Ｓ偏光をＰ偏光に代えてもよい。また、Ｓ偏光を第１直線偏光と呼び、Ｐ偏光を第２直線偏光と呼んでもよいし、Ｓ偏光を第２直線偏光と呼び、Ｐ偏光を第１直線偏光と呼んでもよい。また、Ｓ偏光及びＰ偏光以外の相互に異なる偏光を第１直線偏光及び第２直線偏光と呼んでもよい。視野絞りユニット１０は、入射した照明光Ｌ１の偏光状態を制御する。
【００２３】
図３は、実施形態に係るマスク検査装置１において、視野絞りユニット１０を例示した平面図である。図３に示すように、視野絞りユニット１０は、光マスク用視野絞り１０ａと、ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂと、を含んでいる。視野絞りユニット１０は、検査対象のマスクに応じて、光マスク用視野絞り１０ａと、ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂと、に切り替え可能である。
【００２４】
光マスク用視野絞り１０ａは、平板状の部材であり、一方の板面１１から他方の板面１２に貫通する１つのスリット１３ａが設けられている。スリット１３ａは、例えば、板面１１に直交する方向から見て矩形である。スリット１３ａは、例えば、空洞である。光マスク用視野絞り１０ａは、入射した直線偏光を含む照明光Ｌ１の偏光状態を維持したまま照明光Ｌ２ａを出射させる。具体的には、スリット１３ａを通過した照明光Ｌ２ａは、偏光状態を維持したまま、光マスク用視野絞り１０ａから出射する。照明光Ｌ２ａにおけるスリット１３ａを通過した部分をビームと呼ぶ。スリット１３ａを通過したビームは、偏光状態が変化していない。よって、光マスク用視野絞り１０ａを透過した照明光Ｌ２ａは、スリット１３ａを通過したＳ偏光のビームを含んでいる。
【００２５】
一方、ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂは、平板状の部材であり、一方の板面１１から他方の板面１２に貫通する２つのスリット１３ａ及び１３ｂが設けられている。１つのスリット１３ａは、光マスク用視野絞り１０ａのスリット１３ａと同様に、入射した照明光Ｌ１の偏光状態を変化させず、そのままの偏光状態で照明光Ｌ２ｂを出射させる。しかしながら、もう１つのスリット１３ｂには、λ／２板１４が設けられている。よって、スリット１３ｂを通過したビームは、偏光状態が変化している。
【００２６】
スリット１３ｂを透過した照明光Ｌ２ｂは、透過前の偏光方向とは異なる直線偏光を含んでいる。例えば、スリット１３ｂを透過したビームは、Ｐ偏光の直線偏光を含んでいる。よって、ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂを透過した照明光Ｌ２ｂは、スリット１３ａを通過したＳ偏光のビーム及びスリット１３ｂを透過したＰ偏光のビームを含んでいる。したがって、ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂは、入射したＳ偏光を含む照明光Ｌ１の一部の偏光状態を変化させ、Ｓ偏光、及び、Ｓ偏光と偏光方向が異なるＰ偏光を含む照明光Ｌ２ｂを出射させる。このように、ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂは、λ／２板１４を含み、ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂを出射した照明光Ｌ２ｂは、λ／２板１４を透過した部分を含んでいる。
【００２７】
視野絞りユニット１０を透過した照明光Ｌ２は、Ｓ偏光のビームを含む照明光Ｌ２ａか、または、Ｓ偏光のビーム及びＰ偏光のビームの両方を含む照明光Ｌ２ｂである。照明光Ｌ２は、ビームスプリッタユニット２０に入射する。ビームスプリッタユニット２０は、照明光Ｌ２の少なくとも一部を反射させる。ビームスプリッタユニット２０は、光マスク用ＰＢＳ２０ａと、無偏光ＢＳ２０ｂと、に切り替え可能である。
【００２８】
光マスク用ＰＢＳ２０ａは、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる。例えば、光マスク用ＰＢＳ２０ａは、光マスク用視野絞り１０ａを介して入射したＳ偏光のビームを含む照明光Ｌ２ａを反射する。例えば、光マスク用ＰＢＳ２０ａは、照明光Ｌ２ａを、下方の光マスクＭａ側に反射する。また、光マスク用ＰＢＳ２０ａは、λ／４板３０で変換されたＰ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ａを上方へ透過させる。
【００２９】
具体的には、光マスク用ＰＢＳ２０ａに入射した照明光Ｌ２ａは、下方に進み、λ／４板３０で円偏光のビームを含む照明光Ｌ３ａに変換される。そして、円偏光のビームを含む照明光Ｌ３ａは、対物レンズ４０で集光され、光マスクＭａを照明する。
【００３０】
図４は、（ａ）は、実施形態に係るマスク検査装置１において、光マスクＭａのパターン面を照明する照明光Ｌ３ａを例示した平面図である。図４（ａ）に示すように、光マスクＭａのパターンを照明する照明光Ｌ３ａは、円偏光のビームを含んでいる。なお、照明光Ｌ１及びＬ２の光路上の所定の位置に図示しないレンズを配置して、レンズと対物レンズ４０とでリレー光学系を構成してもよい。そして、視野絞りユニット１０を、検査対象のマスクと共役な位置に配置させてもよい。こうすることにより、視野絞りユニット１０の近傍における中間投影像が、検査対象のマスクにおけるパターン面に投影させることができる。
【００３１】
図２に示すように、照明光Ｌ３ａがマスクＭａで反射した反射光Ｒ１ａは、円偏光のビームを含んでいる。ただし、反射光Ｒ１ａは、照明光Ｌ３ａと逆回転の円偏光のビームを含んでいる。反射光Ｒ１ａは、対物レンズ４０で集光され、λ／４板３０を透過する。この際、円偏光のビームを含む反射光Ｒ１ａは、Ｐ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ａに変換される。反射光Ｒ２ａは、光マスク用ＰＢＳ２０ａを透過する。
【００３２】
λ／４板３０は、Ｓ偏光のビームを含む照明光Ｌ２ａを透過させる際に、円偏光のビームを含む照明光Ｌ３ａに変換する。また、λ／４板３０は、円偏光のビームを含む反射光Ｒ１ａを透過させる際に、Ｐ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ａに変換する。円偏光のビームを含む反射光Ｒ１ａは、照明光Ｌ３ａが光マスクＭａで反射した反射光Ｒ１ａである。λ／４板３０は、照明光Ｌ２ａ及び反射光Ｒ１ａの光路に挿入可能である。λ／４板３０は、光マスクＭａを検査する場合に、照明光Ｌ２ａ及び反射光Ｒ１ａの光路に挿入される。λ／４板３０は、ＥＵＶマスクＭｂを検査する場合に、照明光Ｌ２ｂ及び反射光Ｒ２ｂの光路から外される。
【００３３】
無偏光ＢＳ２０ｂは、Ｓ偏光のビーム及びＰ偏光のビームを含む照明光Ｌ２ｂの一部を反射するとともに、Ｓ偏光のビーム及びＰ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ｂの一部を透過させる。例えば、無偏光ＢＳ２０ｂは、金属膜を含む無偏光ＰＢＳである。よって、無偏光ＢＳ２０ｂは、ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂを介して入射したＳ偏光のビーム及びＰ偏光のビームを含む照明光Ｌ２ｂの一部を反射する。無偏光ＢＳ２０ｂは、照明光Ｌ２ｂを、下方のＥＵＶマスクＭｂ側に反射する。対物レンズ４０は、無偏光ＢＳ２０ｂで反射された照明光Ｌ２ｂを、ＥＵＶマスクＭｂに集光する。対物レンズ４０は、集光させた照明光Ｌ３ｂでＥＵＶマスクＭｂを照明する。
【００３４】
図４（ｂ）は、実施形態に係るマスク検査装置１において、ＥＵＶマスクＭｂのパターン面を照明する照明光Ｌ３ｂを例示した平面図である。図４（ｂ）に示すように、ＥＵＶマスクＭｂのパターンを照明する照明光Ｌ３ｂは、Ｓ偏光のビーム及びＰ偏光のビームを含んでいる。例えば、パターン面における＋Ｙ軸方向側にＳ偏光のビームが照明され、−Ｙ軸方向側にＰ偏光のビームが照明される。
【００３５】
ＥＵＶマスクＭｂで反射したＲ１ｂは、Ｓ偏光のビーム及びＰ偏光のビームを含んでいる。対物レンズ４０は、照明光Ｌ３ｂがＥＵＶマスクＭｂで反射した反射光Ｒ１ｂを集光する。無偏光ＢＳ２０ｂは、対物レンズ４０で集光された反射光Ｒ２ｂであって、Ｓ偏光のビーム及びＰ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ｂの一部を透過させる。
【００３６】
対物レンズ４０は、ビームスプリッタユニット２０で反射した照明光Ｌ３ａ及びＬ３ｂを検査対象のマスクに集光する。それとともに、対物レンズ４０は、照明光Ｌ３ａ及びＬ３ｂが検査対象のマスクで反射した反射光Ｒ１ａ及びＲ１ｂを集光する。
【００３７】
ミラー５０は、対物レンズ４０で集光され、ビームスプリッタユニット２０を透過した反射光Ｒ２ａ及びＲ２ｂを偏光分割部６０に対して反射させる。
【００３８】
偏光分割部６０は、対物レンズ４０で集光され、ビームスプリッタユニット２０を透過した反射光Ｒ２を分割する。偏光分割部６０は、空間分割ミラー６１を含んでいる。空間分割ミラー６１は、反射光Ｒ２において、例えば、Ｐ偏光のビームを反射するように配置されている。ＥＵＶマスクＭｂを検査する場合には、空間分割ミラー６１は、反射光Ｒ２ｂの−Ｚ軸側に位置するＰ偏光のビームを反射するように配置される。
【００３９】
反射光Ｒ２の＋Ｚ軸方向側の部分は、空間分割ミラー６１に入射せず、空間分割ミラー６１を通り抜ける。例えば、光マスクＭａを検査する場合において、反射光Ｒ２ａの＋Ｚ軸方向側に位置するＰ偏光のビームは、空間分割ミラー６１を通り抜ける。また、ＥＵＶマスクＭｂを検査する場合において、反射光Ｒ２ｂの＋Ｚ軸方向側に位置するＳ偏光のビームは、空間分割ミラー６１に入射せず、空間分割ミラー６１を通り抜ける。
【００４０】
空間分割ミラー６１で反射した反射光Ｒ２は、検出器７１に入射する。空間分割ミラー６１で反射せず、空間分割ミラー６１を通り抜けた反射光Ｒ２は、検出器７２に入射する。なお、検出器７１及び７２は、例えば、ＴＤＩセンサである。
【００４１】
このように、偏光分割部６０は、対物レンズ４０で集光された反射光Ｒ２を、検出器７１及び検出器７２に導く。検出器７１は、対物レンズ４０で集光され、ビームスプリッタユニット２０を透過したＰ偏光またはＳ偏光のビームのうち、一方を含む反射光Ｒ２を検出する。検出器７２は、Ｐ偏光またはＳ偏光のビームのうち、他方を含む反射光Ｒ２を検出する。
【００４２】
マスク検査装置１は、検出器７１及び７２により検出された反射光Ｒ２に基づいて検査対象マスクを検査する。例えば、マスク検査装置１は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の図示しない処理部を備え、各検出器により検出された各反射光を用いて処理した画像から検査対象を検査する。
【００４３】
＜切り替え方法＞
次に、マスク検査装置１を用いて、検査対象マスクを検査するマスク検査方法を説明する。まず、光マスクＭａを検査する場合と、ＥＵＶマスクＭｂを検査する場合のマスク検査装置１の切り替え方法を説明する。
【００４４】
図５及び図６は、実施形態に係るマスク検査装置の切り替え方法を例示した構成図である。図５に示すように、光マスクＭａを検査する場合には、視野絞りユニット１０を、光マスク用視野絞り１０ａに切り換える。ビームスプリッタユニット２０を、光マスク用ＰＢＳ２０ａに切り換える。λ／４板３０を、照明光Ｌ２ａ及び反射光Ｒ１ａの光路に挿入する。Ｓ偏光のビームを含む照明光Ｌ１は、光マスク用視野絞り１０ａに入射する。光マスク用視野絞り１０ａは、入射したＳ偏光のビームを含む照明光Ｌ１の偏光状態を維持したまま出射させる。光マスク用視野絞り１０ａから出射した照明光Ｌ２ａは、光マスク用ＰＢＳ２０ａに入射する。光マスク用ＰＢＳ２０ａは、入射したＳ偏光のビームを含む照明光Ｌ２ａを反射する。光マスク用ＰＢＳ２０ａによって反射された照明光Ｌ２ａは、光マスクＭａ側に向きを変え、λ／４板３０に入射する。
【００４５】
λ／４板３０は、入射したＳ偏光のビームを含む照明光Ｌ２ａを透過させる際に、円偏光を含む照明光Ｌ３ａに変換する。λ／４板３０を透過した円偏光のビームを含む照明光Ｌ３ａは、対物レンズ４０により、光マスクＭａの検査領域に集光される。照明光Ｌ３ａが光マスクＭａで反射した反射光Ｒ１ａは、照明光Ｌ３ａとは逆方向に回転した円偏光のビームを含んでいる。光マスクＭａで反射した反射光Ｒ１ａは、対物レンズ４０により集光され、λ／４板３０に入射する。λ／４板３０は、入射した円偏光のビームを含む反射光Ｒ１ａを透過させる際に、Ｐ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ａに変換する。λ／４板３０を透過したＰ偏光を含む反射光Ｒ２ａは、光マスク用ＰＢＳ２０ａに入射する。
【００４６】
光マスク用ＰＢＳ２０ａは、入射したＰ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ａを透過させる。光マスク用ＰＢＳ２０ａを透過した反射光Ｒ２ａは、ミラー５０で向きを変え、偏光分割部６０に入射する。偏光分割部６０の空間分割ミラー６１は、入射したＰ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ａを、例えば、検出器７２に入射するように反射させる。空間分割ミラー６１に入射せず、空間分割ミラー６１を通り抜けた反射光Ｒ２ａは、検出器７１により検出される。なお、Ｐ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ａは、検出器７１で検出されてもよい。
【００４７】
一方、図６に示すように、ＥＵＶマスクＭｂを検査する場合には、視野絞りユニット１０を、ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂに切り換える。ビームスプリッタユニット２０を、無偏光ＢＳ２０ｂに切り換える。λ／４板３０を、照明光Ｌ２ｂ及び反射光Ｒ２ｂの光路から外す。
【００４８】
Ｓ偏光のビームを含む照明光Ｌ１は、ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂに入射する。ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂは、入射したＳ偏光のビームを含む照明光Ｌ１の一部の偏光状態を変化させ、Ｓ偏光及びＰ偏光のビームを含む照明光Ｌ２ｂを出射させる。ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂから出射した照明光Ｌ２ｂは、無偏光ＢＳ２０ｂに入射する。無偏光ＢＳ２０ｂは、入射したＳ偏光及びＰ偏光のビームを含む照明光Ｌ２ｂの一部を反射する。無偏光ＢＳ２０ｂによって反射された照明光Ｌ２ｂは、光マスクＭａ側に向きを変え、対物レンズ４０により、ＥＵＶマスクＭｂの検査領域に集光される。対物レンズ４０により集光された照明光Ｌ３ｂは、ＥＵＶマスクＭｂを照明する。照明光Ｌ３ｂがＥＵＶマスクＭｂで反射した反射光Ｒ１ｂは、Ｓ偏光及びＰ偏光のビームを含んでいる。ＥＵＶマスクＭｂで反射した反射光Ｒ１ｂは、対物レンズ４０により集光される。対物レンズ４０で集光された反射光Ｒ２ｂは、無偏光ＢＳ２０ｂに入射する。
【００４９】
無偏光ＢＳ２０ｂは、入射したＳ偏光及びＰ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ｂの一部を透過させる。無偏光ＢＳ２０ｂを透過した反射光Ｒ２ｂは、ミラー５０で向きを変え、偏光分割部６０に入射する。偏光分割部６０は、入射したＰ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ｂを、例えば、検出器７２に入射するように反射させる。空間分割ミラー６１に入射せず、空間分割ミラー６１を通り抜けたＳ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ｂは、検出器７１により検出される。なお、Ｓ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ｂは、検出器７２で検出され、Ｐ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ｂは、検出器７１で検出されてもよい。
【００５０】
＜マスク検査方法＞
次に、マスク検査装置１を用いて、検査対象マスクを検査するマスク検査方法を説明する。本実施形態のマスク検査方法は、視野絞りユニット１０及びビームスプリッタユニット２０を用いた検査方法である。そして、前述の切り替え方法によって、光マスクＭａを検査する場合及びＥＵＶマスクＭｂを検査する場合とで切り替えて、検査対象マスクを検査する。
【００５１】
図７は、実施形態に係るマスク検査方法において、光マスクを検査する場合を例示したフローチャート図であり、図８は、実施形態に係るマスク検査方法において、ＥＵＶマスクを検査する場合を例示したフローチャート図である。
【００５２】
図７のステップＳ１１に示すように、光マスクＭａを検査する場合には、視野絞りユニット１０を光マスク用視野絞り１０ａに切り替え、ビームスプリッタユニット２０を、光マスク用ＰＢＳ２０ａに切り替える。
【００５３】
次に、ステップＳ１２に示すように、光マスク用視野絞り１０ａを介した照明光Ｌ２ａを光マスク用ＰＢＳ２０ａで反射させる。
【００５４】
次に、ステップＳ１３に示すように、光マスク用ＰＢＳ２０ａで反射させた照明光Ｌ２ａが円偏光のビームを含むように、照明光Ｌ２ａの偏光状態を変化させる。具体的には、照明光Ｌ２ａがλ／４板３０を透過するようにして、円偏光のビームを含む照明光Ｌ３ａに変換させる。
【００５５】
次に、ステップＳ１４に示すように、円偏光を含む照明光Ｌ３ａを光マスクＭａに集光するとともに、照明光Ｌ３ａが光マスクＭａで反射した反射光Ｒ１ａを集光する。具体的には、対物レンズ４０により、照明光Ｌ３ａを光マスクＭａに集光するとともに、反射光Ｒ１ａを集光する。
【００５６】
次に、ステップＳ１５に示すように、反射光Ｒ１ａがＰ偏光のビームを含むように偏光状態を変化させる。具体的には、反射光Ｒ１ａがλ／４板３０を透過するようにして、Ｐ偏光を含む反射光Ｒ２ａに変換させる。
【００５７】
次に、ステップＳ１６に示すように、Ｐ偏光を含む反射光Ｒ２ａを検出する。そして、検出器７１または７２が検出した反射光Ｒ２ａに基づいて、光マスクＭａのパターン面の画像を取得する。このようにして、光マスクＭａを検査することができる。
【００５８】
一方、図８のステップＳ２１に示すように、ＥＵＶマスクＭｂを検査する場合には、視野絞りユニット１０をＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂに切り替え、ビームスプリッタユニット２０を、無偏光ＢＳ２０ｂに切り替える。
【００５９】
次に、ステップＳ２２に示すように、ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂを介した照明光Ｌ２ｂを無偏光ＢＳ２０ｂで反射させる。
【００６０】
次に、ステップＳ２３に示すように、無偏光ＢＳ２０ｂで反射させた照明光Ｌ３ｂをＥＵＶマスクＭｂに集光するとともに、照明光Ｌ３ｂがＥＵＶマスクＭｂで反射した反射光Ｒ１ｂを集光する。具体的には、対物レンズ４０により、照明光Ｌ３ｂをＥＵＶマスクＭｂに集光するとともに、反射光Ｒ１ｂを集光する。
【００６１】
次に、ステップＳ２４に示すように、Ｓ偏光のビームを含む反射光及びＰ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ｂを検出する。そして、検出器７１が検出した反射光Ｒ２ｂ及び検出器７２が検出した反射光Ｒ２ｂに基づいて、ＥＵＶマスクＭｂのパターン面の画像を取得する。このようにして、ＥＵＶマスクＭｂを検査することができる。
【００６２】
次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態のマスク検査装置１は、視野絞りユニット１０及びビームスプリッタユニット２０を、検査対象のマスクに応じて切り替え可能である。よって、光マスクＭａ及びＥＵＶマスクＭｂを検査することができ、検査精度を向上させることができる。
【００６３】
また、無偏光ＢＳ２０ｂは、平板状のハーフミラーではなく、金属膜を含む無偏光ＰＢＳを用いている。よって、ハーフミラーの界面における屈折の影響を排除し、光軸ずれの発生を抑制することができる。
【００６４】
ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂは、λ／２板１４を含んでいる。よって、ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂを出射した照明光Ｌ２ｂは、Ｓ偏光及びＰ偏光を含み、ＥＵＶマスクＭｂのパターン面における縦方向及び横方向に延びた微小パターンを精度よく検出することができる。
【００６５】
マスク検査装置１を用いたマスク検査方法は、同一の装置で、光マスクＭａ及びＥＵＶマスクＭｂの両方を検査することができる。よって、検査コスト及び検査時間を低減することができる。
【００６６】
（変形例）
次に、実施形態の変形例に係るマスク検査装置を説明する。図９は、実施形態の変形例に係るマスク検査装置の偏光分割部の近傍を例示した構成図である。図９に示すように、変形例に係るマスク検査装置２は、ポジショナ７５と、ステージ７６とをさらに備えている。ポジショナ７５は、ビームスプリッタユニット２０を透過した反射光Ｒ２の光軸を調整する。具体的には、ポジショナ７５は、ミラー５０と偏光分割部６０との間の反射光Ｒ２の光路に挿入されている。ポジショナ７５は、入射した反射光Ｒ２の光軸のズレを検出する。そして、ポジショナ７５は、反射光Ｒ２が所定の光路を進むように反射光Ｒ２の光軸を調整する。
【００６７】
ステージ７６は、検出器７１及び検出器７２の位置を調整する。具体的には、ステージ７６は、検出器７１及び検出器７２に取り付けられている。ステージ７６は、検出器７１及び検出器７２が所定の位置に配置されるように、検出器７１及び検出器７２の位置を調整する。
【００６８】
マスク検査装置２は、ポジショナ７５及びステージ７６を有しているので、光軸ずれが発生しても、修正することができる。よって、検査精度を向上させることができる。これ以外の構成及び効果は、実施形態の記載に含まれている。
【００６９】
以上、本発明の実施形態及び変形例を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態及び変形例による限定は受けない。また、実施形態及び変形例における構成は、適宜、組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１、２  マスク検査装置
１０  視野絞りユニット
１０ａ  光マスク用視野絞り
１０ｂ  ＥＵＶマスク用視野絞り
１１、１２  板面
１３ａ、１３ｂ  スリット
１４  λ／２板
２０  ビームスプリッタユニット
２０ａ  光マスク用ＰＢＳ
２０ｂ  無偏光ＢＳ
３０  λ／４板
４０  対物レンズ
５０  ミラー
６０  偏光分割部
７１、７２  検出器
７５  ポジショナ
７６  ステージ
８０  光源
１０１ａ、１０１ｂ  検査装置
１２０ａ  ビームスプリッタ
１２０ｂ  ハーフミラー
１３０  λ／４板
１４０  対物レンズ
Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ  照明光
Ｍａ  光マスク
Ｍｂ  ＥＵＶマスク
Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ  反射光
【図１】
2020094853.tif 000003
【図２】
2020094853.tif 000004
【図３】
2020094853.tif 000005
【図４】
2020094853.tif 000006
【図５】
2020094853.tif 000007
【図６】
2020094853.tif 000008
【図７】
2020094853.tif 000009
【図８】
2020094853.tif 000010
【図９】
2020094853.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月20日(2019.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記無偏光ＢＳは、金属膜を含む、
請求項１に記載のマスク検査装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
無偏光ＢＳ２０ｂは、Ｓ偏光のビーム及びＰ偏光のビームを含む照明光Ｌ２ｂの一部を反射するとともに、Ｓ偏光のビーム及びＰ偏光のビームを含む反射光Ｒ２ｂの一部を透過させる。例えば、無偏光ＢＳ２０ｂは、金属膜を含むものである。よって、無偏光ＢＳ２０ｂは、ＥＵＶマスク用視野絞り１０ｂを介して入射したＳ偏光のビーム及びＰ偏光のビームを含む照明光Ｌ２ｂの一部を反射する。無偏光ＢＳ２０ｂは、照明光Ｌ２ｂを、下方のＥＵＶマスクＭｂ側に反射する。対物レンズ４０は、無偏光ＢＳ２０ｂで反射された照明光Ｌ２ｂを、ＥＵＶマスクＭｂに集光する。対物レンズ４０は、集光させた照明光Ｌ３ｂでＥＵＶマスクＭｂを照明する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
また、無偏光ＢＳ２０ｂは、平板状のハーフミラーではなく、金属膜を含むものを用いている。よって、ハーフミラーの界面における屈折の影響を排除し、光軸ずれの発生を抑制することができる。