(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク基板上に形成された多層膜と、前記多層膜上に配置された吸収体パターンとを有するＥＵＶマスクの欠陥検査方法であって、
（ａ）前記ＥＵＶマスクを、２次元方向に可動なマスクステージ上に載置する工程と、
（ｂ）前記ＥＵＶマスクに配置された基準マークの位置を検出する工程と、
（ｃ）前記ＥＵＶマスク上の被検査領域にＥＵＶ光を照射する工程と、
（ｄ）前記ＥＵＶマスク上の前記被検査領域からの鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を多数の画素を有する画像検出器により画素信号として取得する工程と、
（ｅ）前記吸収体パターンの設計データから、前記ＥＵＶマスク上の前記被検査領域からの前記画素信号の予測値を数値計算により求める工程と、
（ｆ）前記（ｄ）工程で取得した前記画素信号と、前記（ｅ）工程により求めた前記画素信号の予測値とを比較することで、前記ＥＵＶマスク上の前記被検査領域の欠陥の有無を判定する工程と、
（ｇ）前記（ｆ）工程において、前記ＥＵＶマスク上の前記被検査領域に前記欠陥が検出された場合、前記被検査領域の位置を前記基準マークからの相対位置として記録する工程とを有し、
前記（ｇ）工程の後、前記マスクステージを移動して、前記ＥＵＶマスク上の他の被検査領域に対して、前記（ｃ）工程から前記（ｇ）工程を繰り返して施すことを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥検査方法。
【請求項２】
請求項１記載のＥＵＶマスクの欠陥検査方法において、
前記（ｆ）工程では、
前記（ｄ）工程で取得した前記画素信号の強度と、前記（ｅ）工程により求めた前記画素信号の強度の予測値との強度差を取り、
前記強度差が所定の閾値よりも大きい場合に、前記ＥＵＶマスク上の前記被検査領域に前記欠陥が有ると判定することを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項２記載のＥＵＶマスクの欠陥検査方法において、
前記（ｆ）工程では、
前記所定の閾値は、第１の閾値と第２の閾値とを有し、
前記第１の閾値は、前記第２の閾値よりも大きい値であり、
前記強度差が、前記第１の閾値よりも大きい場合は、前記欠陥は位相欠陥であると判定し、
前記強度差が、前記第２の閾値よりも大きく、前記第１の閾値よりも小さい場合は、前記欠陥は前記吸収体パターンの欠陥であると判定することを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥検査方法。
【請求項４】
請求項３記載のＥＵＶマスクの欠陥検査方法において、
前記（ｂ）工程では、
ＥＵＶ光またはＤＵＶ光を用いて、光学式マーク検出方式によって、前記基準マークの位置を検出することを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥検査方法。
【請求項５】
マスク基板上に形成された多層膜と、前記多層膜上に配置された吸収体パターンとを有するＥＵＶマスクの欠陥検査方法であって、
前記ＥＵＶマスク上には、互いに同じ平面パターン形状からなる前記吸収体パターンを有する第１のダイおよび第２のダイが平面的に隣り合って配置され、
（ａ）前記ＥＵＶマスクを、２次元方向に可動なマスクステージ上に載置する工程と、
（ｂ）前記ＥＵＶマスクに配置された基準マークの位置を検出する工程と、
（ｃ）前記ＥＵＶマスク上の前記第１のダイの第１被検査領域に、ＥＵＶ光を照射する工程と、
（ｄ）前記ＥＵＶマスク上の前記第１のダイの前記第１被検査領域からの鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を多数の画素を有する画像検出器により第１の画素信号として取得する工程と、
（ｅ）前記ＥＵＶマスク上の前記第２のダイの第２被検査領域に、前記ＥＵＶ光を照射する工程と、
（ｆ）前記ＥＵＶマスク上の前記第２のダイの前記第２被検査領域からの鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を前記画像検出器により第２の画素信号として取得する工程と、
（ｇ）前記第１の画素信号と前記第２の画素信号とを比較することで、前記ＥＵＶマスク上の前記第１のダイの前記第１被検査領域および前記第２のダイの前記第２被検査領域の欠陥の有無を判定する工程と、
（ｈ）前記（ｇ）工程において、前記ＥＵＶマスク上の前記第１被検査領域または前記第２被検査領域に前記欠陥が検出された場合、前記第１被検査領域または前記第２被検査領域の位置を前記基準マークからの相対位置として記録する工程とを有し、
前記（ｅ）工程で前記ＥＵＶ光を照射する前記第２のダイの前記第２被検査領域は、前記（ｃ）工程で前記ＥＵＶ光を照射する前記第１のダイの前記第１被検査領域と対応する同じ平面パターンを有する領域であり、
前記（ｈ）工程の後、前記マスクステージを移動して、前記ＥＵＶマスク上の前記第１のダイおよび前記第２のダイそれぞれの他の被検査領域に対して、前記（ｃ）工程から前記（ｈ）工程を繰り返して施し、
前記（ｇ）工程では、
前記（ｄ）工程で取得した前記第１の画素信号の強度と、前記（ｆ）工程で取得した前記第２の画素信号の強度との差である強度差を取り、
前記強度差が所定の閾値よりも大きい場合に、前記ＥＵＶマスク上の前記第１被検査領域または前記第２被検査領域に前記欠陥が有ると判定し、さらに、
前記閾値は、第１の閾値と第２の閾値とを有し、
前記第１の閾値は、前記第２の閾値よりも大きい値であり、
前記強度差が、前記第１の閾値よりも大きい場合は、前記欠陥は位相欠陥であると判定し、
前記強度差が、前記第２の閾値よりも大きく、前記第１の閾値よりも小さい場合は、前記欠陥は前記吸収体パターンの欠陥であると判定することを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥検査方法。
【請求項６】
請求項５記載のＥＵＶマスクの欠陥検査方法において、
前記（ｇ）工程において、前記第１被検査領域または前記第２被検査領域において前記欠陥が検出された場合には、更に、
（ｉ）前記画像検出器に対する前記第１のダイの相対位置を第１方向に第１距離だけずらして、第１の補助画素信号の強度を取得する工程と、
（ｊ）前記画像検出器に対する前記第２のダイの相対位置を前記第１方向に前記第１距離だけずらして、第２の補助画素信号の強度を取得する工程と、
（ｋ）前記（ｉ）工程で取得した前記第１の補助画素信号の強度と、前記（ｊ）工程で取得した前記第２の補助画素信号の強度との差である補助強度差を取る工程と、
（ｌ）前記（ｉ）工程から前記（ｋ）工程を繰り返すことで、前記第１のダイと前記第２のダイとにおける対応した複数の領域の補助画素信号の強度を取得する工程と、
（ｍ）前記補助強度差から、前記第１被検査領域内または前記第２被検査領域内における前記欠陥の位置を特定する工程とを有し、
前記（ｉ）工程および前記（ｊ）工程において、
前記第１距離は、前記画像検出器の画素寸法よりも小さい距離であることを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥検査方法。
【請求項７】
請求項６記載のＥＵＶマスクの欠陥検査方法において、
前記（ｉ）工程および前記（ｊ）工程では、前記画像検出器を動かすことで、前記画像検出器に対する前記第１のダイおよび前記第２のダイの相対位置を、前記第１距離だけずらすことを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥検査方法。
【請求項８】
請求項７記載のＥＵＶマスクの欠陥検査方法において、
前記（ｉ）工程および前記（ｊ）工程では、ピエゾ素子によって、前記画像検出器を動かすことを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥検査方法。
【請求項９】
請求項８記載のＥＵＶマスクの欠陥検査方法において、
前記（ｋ）工程は、前記（ｊ）工程の直後に施すことを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥検査方法。
【請求項１０】
（ａ）マスク基板上に多層膜と吸収体膜とを順に形成する工程と、
（ｂ）前記吸収体膜を加工して、吸収体パターンを形成する工程と、
（ｃ）前記マスク基板表面の欠陥検査を行い、前記欠陥の有無および位置を判定する工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程の判定結果に基づいて、前記欠陥部分の前記吸収体パターンを補正する工程とを有し、
前記（ｃ）工程は、
（ｃ１）前記マスク基板を、２次元方向に可動なマスクステージ上に載置する工程と、
（ｃ２）前記マスク基板に配置された基準マークの位置を検出する工程と、
（ｃ３）前記マスク基板上の被検査領域にＥＵＶ光を照射する工程と、
（ｃ４）前記マスク基板上の前記被検査領域からの鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を多数の画素を有する画像検出器により画素信号として取得する工程と、
（ｃ５）前記吸収体パターンの設計データから、前記マスク基板上の前記被検査領域からの前記画素信号の予測値を数値計算により求める工程と、
（ｃ６）前記（ｃ４）工程で取得した前記画素信号と、前記（ｃ５）工程により求めた前記画素信号の予測値とを比較することで、前記マスク基板上の前記被検査領域の欠陥の有無を判定する工程と、
（ｃ７）前記（ｃ６）工程において、前記マスク基板上の前記被検査領域に前記欠陥が検出された場合、前記被検査領域の位置を前記基準マークからの相対位置として記録する工程とを有し、
前記（ｃ７）工程の後、前記マスクステージを移動して、前記マスク基板上の他の被検査領域に対して、前記（ｃ３）工程から前記（ｃ７）工程を繰り返して施すことを特徴とするＥＵＶマスクの製造方法。
【請求項１１】
ＥＵＶマスクを載置するマスクステージと、
前記マスクステージに載置された前記ＥＵＶマスクにＥＵＶ光を照射するためのＥＵＶ光源と、
前記ＥＵＶマスクに照射した前記ＥＵＶ光のＥＵＶ反射光を拡大結像するための結像光学系と、
前記ＥＵＶ反射光を画素信号として取得するための多数の画素を有する画像検出器とを有し、
前記マスクステージは２次元方向に可動であり、
前記画像検出器は、その画素寸法よりも小さい距離で、２次元方向に可動であることを特徴とするＥＵＶマスク検査装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のＥＵＶマスク検査装置において、
前記画像検出器は、ピエゾ素子を備えた微動駆動部によって、その画素寸法よりも小さい距離で２次元方向に可動であることを特徴とするＥＵＶマスク検査装置。
【請求項１３】
（ａ）半導体基板上にゲート形成膜を堆積する工程と、
（ｂ）第１フォトリソグラフィによって前記ゲート形成膜を加工することで、ゲート電極を形成する工程と、
（ｃ）前記半導体基板を覆うようにして層間絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）第２フォトリソグラフィによって前記層間絶縁膜を加工することで、接続孔を形成する工程と、
（ｅ）前記半導体基板を覆うようにして金属膜を堆積する工程と、
（ｆ）第３フォトリソグラフィによって前記金属膜を加工することで、第１配線層を形成する工程とを有し、
前記（ｂ）工程、前記（ｄ）工程、および、前記（ｆ）工程では、ＥＵＶマスクの製造工程によって製造された、それぞれ別の前記ＥＵＶマスクを用いた前記第１フォトリソグラフィ、前記第２フォトリソグラフィ、および、前記第３フォトリソグラフィによって、それぞれ、前記ゲート形成膜、前記層間絶縁膜、および、前記金属膜を加工し、
前記ＥＵＶマスクの製造工程は、
（ｇ）マスク基板上に多層膜と吸収体膜とを順に形成する工程と、
（ｈ）前記吸収体膜を加工して、吸収体パターンを形成する工程と、
（ｉ）前記マスク基板表面の欠陥検査を行い、前記欠陥の有無および位置を判定する工程と、
（ｊ）前記（ｉ）工程の判定結果に基づいて、前記欠陥部分の前記吸収体パターンを補正する工程とを有し、
前記（ｉ）工程は、
（ｉ１）前記マスク基板を、２次元方向に可動なマスクステージ上に載置する工程と、
（ｉ２）前記マスク基板に配置された基準マークの位置を検出する工程と、
（ｉ３）前記マスク基板上の被検査領域にＥＵＶ光を照射する工程と、
（ｉ４）前記マスク基板上の前記被検査領域からの鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を多数の画素を有する画像検出器により画素信号として取得する工程と、
（ｉ５）前記吸収体パターンの設計データから、前記マスク基板上の前記被検査領域からの前記画素信号の予測値を数値計算により求める工程と、
（ｉ６）前記（ｉ４）工程で取得した前記画素信号と、前記（ｉ５）工程により求めた前記画素信号の予測値とを比較することで、前記マスク基板上の前記被検査領域の欠陥の有無を判定する工程と、
（ｉ７）前記（ｉ６）工程において、前記マスク基板上の前記被検査領域に前記欠陥が検出された場合、前記被検査領域の位置を前記基準マークからの相対位置として記録する工程とを有し、
前記（ｉ７）工程の後、前記マスクステージを移動して、前記マスク基板上の他の被検査領域に対して、前記（ｉ３）工程から前記（ｉ７）工程を繰り返して施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）マスクの欠陥検査方法、ＥＵＶマスク検査装置およびＥＵＶマスクの製造方法ならびにそれを用いた半導体装置の製造方法に関し、特に、欠陥検出感度と検出信頼性が高い多層膜マスクの欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス（半導体装置）は、回路パターンが描かれた原版であるマスクに露光光を照射し、前記回路パターンを、縮小光学系を介して半導体基板（ウェハともいう）上に転写する光リソグラフィ工程を繰り返し用いることによって、大量生産されている。
【０００３】
近年、半導体デバイスの微細化が進み、光リソグラフィの露光波長をより短くして解像度を上げる方法が検討されている。これまでは波長１９３ｎｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザー光を用いたＡｒＦリソグラフィが開発されてきたが、それよりもはるかに波長の短い波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を用いるＥＵＶリソグラフィ（以下、ＥＵＶＬ（EUV Lithography）と称する）の開発が進んでいる。この波長域では透過マスクは使えないので、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）などの多層膜による反射を利用した多層膜反射基板が使用される。このようなＥＵＶＬ用のマスク（以下、ＥＵＶマスクまたは反射型マスクと称する）は、石英ガラスや低熱膨張ガラス基板の上に上記のＭｏとＳｉなどの多層膜が被着された多層膜マスクブランク上に吸収体パターンが形成されている。ここで、マスクブランクとは、基板面上に多層膜などからなる反射膜のみが形成され、吸収体パターンが形成されていない状態（多層膜上にパターニングされていない吸収体膜が形成された状態も含む）のマスクのことである。
【０００４】
例えば、特開２００３−１１４２００号公報（特許文献１）には、ＥＵＶ光を用いて多層膜内部の欠陥を検出する方法として、暗視野検査像を用いる技術が開示されている。
【０００５】
また、例えば、特開平６−３４９７１５号公報（特許文献２）には、ＥＵＶ光を用いて多層膜内部の欠陥を検出する方法として、Ｘ線顕微鏡法において明視野を用いる技術が開示されている。
【０００６】
また、例えば、米国特許出願公開第２００４／００５７１０７号明細書（特許文献３）には、ＥＵＶ光を用いて多層膜内部の欠陥を検出する方法として、暗視野画像による検査とフレネルゾーンプレートを用いた明視野系による欠陥同定とを行う、暗視野明視野併用技術が開示されている。
【０００７】
また、例えば、特開２００７−２１９１３０号公報（特許文献４）には、検出像信号のフォーカス位置の非対称性から凸欠陥か凹欠陥か判別する技術が開示されている。
【０００８】
また、例えば、特開平１１−３５４４０４号公報（特許文献５）には、剥離可能なパターンを多層膜マスク上に形成して実際にパターン転写を行い、パターンを検査することにより多層膜欠陥を検査する技術が開示されている。
【０００９】
また、例えば、特表２００２−５３２７３８号公報（特許文献６）には、位相欠陥が既に存在したまま吸収体パターンを形成した場合、吸収体パターンの輪郭を修正して、露光装置でパターンを転写したときの投影像を改善する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１１４２００号公報
【特許文献２】特開平６−３４９７１５号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／００５７１０７号明細書
【特許文献４】特開２００７−２１９１３０号公報
【特許文献５】特開平１１−３５４４０４号公報
【特許文献６】特表２００２−５３２７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＥＵＶＬ技術に関する本発明者らの検討により、以下のことが分かった。
【００１２】
上記特許文献１に開示されているＥＵＶ光を用いた暗視野検出法では、欠陥部は輝点として感度良く検出できるものの、検出した位相欠陥の程度や位置を特定することは考慮されていない。また、上記特許文献２のような明視野を用いたＸ線顕微鏡法では、多層膜の反射率のみを調べているため、位相の変化を起こさせる欠陥をすべて検出することは困難である。また欠陥の程度や位置を特定することについては考慮されていない。また、上記特許文献３のように、露光波長検査であって、明視野検査と暗視野検査とを兼ね備える方法は、検査装置が複雑になると同時に、高速な暗視野検査であっても検出感度が高くない。また、マスクブランクの検査では、欠陥の程度や位置を特定することについては考慮されていない。また、上記特許文献４，５に記載の方法においても、マスクブランク上の欠陥の有無は判定できるが、欠陥の程度や欠陥位置の特定については考慮されていない。
【００１３】
このように、上述したいずれの欠陥検査方法でも、修正が困難な多層膜欠陥が検出された場合は、たとえ微小サイズの欠陥であっても吸収体パターンを形成する工程に進むことなく、そのマスクブランクは不良品として取り扱われ、処分されることになる。本発明者らの知見では、位相欠陥が吸収体パターンを形成した後に被覆されるような位置にあれば、そのマスクブランクは使用可能になり得る。しかしながら、位相欠陥を検査した時点でマスクブランクにおける欠陥位置座標を特定し、その後に形成される吸収体パターンとの相対位置を明確にすることは、本発明者らが事前に検討した上記の技術では困難である。
【００１４】
また、上記特許文献６に記載の方法は、吸収体パターンを形成した後に位相欠陥が残存しても、そのＥＵＶマスクを良品として取扱える方法を与える。しかし、吸収体パターンを形成した後に残存する位相欠陥がどこに存在するかを特定する、所謂欠陥検査手法は開示されていない。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、多層膜マスクブランクの上に吸収体パターンを形成したＥＵＶマスクを検査してマスクパターンの転写に影響を与える多層膜の位相欠陥や吸収体パターンの欠陥を検出し、これらの欠陥の位置を吸収体パターンで構成された基準マークとの相対位置としてその座標を特定することができるような、ＥＵＶマスクの欠陥検査方法を提供することである。
【００１６】
また本発明の他の目的は、上記欠陥検査方法によって欠陥の存在が判明した場合でも、信頼性の高いＥＵＶマスクを製造できる製造方法を提供することである。
【００１７】
また本発明の他の目的は、上記製造方法によって得られたＥＵＶマスクを用いて半導体基板上にパターンを形成する方法を用いた半導体装置の製造方法を提供することである。
【００１８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本願においては、複数の発明が開示されるが、そのうちの一実施例の概要を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００２０】
マスク基板上に形成された多層膜と、多層膜上に配置された吸収体パターンとを有するＥＵＶマスクの欠陥検査方法であって、この欠陥検査方法は以下の工程を有する。まず、ＥＵＶマスクを、２次元方向に可動なマスクステージ上に載置する。その後、ＥＵＶマスクに配置された基準マークの位置を検出する。続いて、ＥＵＶマスク上の被検査領域にＥＵＶ光を照射し、その鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を多数の画素を有する画像検出器により画素信号として取得する。次に、吸収体パターンの設計データから、ＥＵＶマスク上の被検査領域からの画素信号の予測値を数値計算により求める。そして、実際に取得した画素信号と、数値計算により求めた画素信号の予測値とを比較することで、ＥＵＶマスク上の被検査領域の欠陥の有無を判定し、欠陥が検出された場合、被検査領域の位置を前記基準マークからの相対位置として記録する。その後、マスクステージを移動して、ＥＵＶマスク上の他の被検査領域に対して上記の工程を繰り返して施す。
【発明の効果】
【００２１】
本願において開示される複数の発明のうち、上記一実施例により得られる効果を代表して簡単に説明すれば以下の通りである。
【００２２】
即ち、ＥＵＶマスクの欠陥検査方法において、多層膜マスクブランクの上に吸収体パターンを形成したＥＵＶマスクを検査してマスクパターンの転写に影響を与える多層膜の位相欠陥や吸収体パターンの欠陥を検出し、これらの欠陥の位置を吸収体パターンで構成された基準マークとの相対位置としてその座標を特定することができる。
【００２３】
また、ＥＵＶマスクの製造方法において、上記検査方法によって欠陥の存在が判明した場合でも、信頼性の高いＥＵＶマスクを製造できる。
【００２４】
また、半導体装置の製造方法において、上記製造方法によって得られたＥＵＶマスクを用いて半導体基板上にパターンを形成する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法に用いるＥＵＶマスク検査装置の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法の説明図であって、（ａ）は欠陥が存在する場合を示し、（ｂ）は欠陥が存在しない場合を示す。
【図４】本発明の実施の形態１であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法を説明する図であって、（ａ）はＥＵＶマスクの平面図を示し、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿って見た断面図を示し、（ｃ）〜（ｅ）は測定により得られる信号強度の説明図を示す。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態１であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法の説明図であって、左側は欠陥が存在しない場合の画素であり、右側は欠陥が存在する場合の画素である。
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態１であるＥＵＶマスクの欠陥検査の対象となるＥＵＶマスクの説明図であって、（ｂ）および（ｃ）はそのＥＵＶマスクの基準マークの説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法を説明するためのフロー図である。
【図８】本発明の実施の形態２であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法を説明するためのタイムチャート図である。
【図１０】本発明の実施の形態２であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法を説明するためのフロー図である。
【図１１】本発明の実施の形態２であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法を説明するための、他のフロー図である。
【図１２】本発明の実施の形態３であるＥＵＶマスクの製造方法の説明図であって、（ａ）は位相欠陥が存在する様子を示し、（ｂ）はＥＵＶマスクを修正する様子を示す。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態３であるＥＵＶマスクの製造方法の説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態３であるＥＵＶマスクの製造方法を説明するためのフロー図である。
【図１５】本発明の実施の形態４であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法を説明する図であって、（ａ）はＥＵＶマスクの平面図を示し、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って見た断面図を示す。
【図１６】（ａ）は、本発明の実施の形態５である半導体装置の製造工程中における断面図であって、（ｂ）は（ａ）に続き、（ｃ）は（ｂ）に続き、（ｄ）は（ｃ）に続き、（ｅ）は（ｄ）に続き、（ｆ）は（ｅ）に続く工程中における断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態６であるＥＵＶマスク検査装置の説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態６であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法の説明図である。
【図１９】本発明の実施の形態６であるＥＵＶマスクの他の欠陥検査方法の説明図である。
【図２０】（ａ）は、本発明の実施の形態６である欠陥検査工程中におけるＥＵＶマスクを示す説明図であって、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）の状態から順に横方向に微動させた状態を示し、（ｄ）および（ｅ）は、（ａ）の状態から順に縦方向に微動させた状態を示す。
【図２１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態６であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法で得られるＥＵＶ光強度信号のグラフ図である。
【図２２】本発明の実施の形態６であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法で検出される欠陥の平面形状を示す説明図である。
【図２３】本発明者らが検討したＥＵＶマスクを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図を示す。
【図２４】本発明者らが検討したＥＵＶマスク検査装置の説明図である。
【図２５】（ａ）および（ｂ）は、本発明者らが検討したＥＵＶマスクにおいて、位相欠陥を有するマスクブランクの説明図である。
【図２６】（ａ）および（ｂ）は、本発明者らが検討したＥＵＶマスクにおいて、位相欠陥とパターン欠陥を有するＥＵＶマスクの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略するようにしている。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
まず、本発明者らが事前に検討したＥＵＶＬ技術と、見出された課題について、図面を用いて詳しく説明する。
【００２８】
図２３（ａ）は、本発明者らが検討したＥＵＶマスクＭをパターン面と対抗するようにして見た平面図である。ＥＵＶマスクＭの中央部には半導体集積回路装置のパターンを有するデバイスパターンエリアＭＤＥを有し、周辺部にはマスクの位置合せのためのマークやウェハアライメントマークなどを含むアライメントマークエリアＭＡ１，ＭＡ２，ＭＡ３，ＭＡ４が配置されている。
【００２９】
図２３（ｂ）はＥＵＶマスクＭのデバイスパターンエリアＭＤＥにおける要部断面図である。石英ガラスや低熱膨張材などの基板ＭＳの上に上述のような多層膜ＭＬが被着され、その上にキャッピング層ＣＡＰが被着されている。その上に、バッファ層ＢＵＦを介して吸収体パターンＡＢＳが設けられている。一方、基板ＭＳの裏面側には、マスクを静電チャックするためのメタル膜ＣＦがコーティングされている。
【００３０】
図２４は、ＥＵＶ投影露光装置ＥＰによりＥＵＶマスクＭ上のパターンをウェハ上に縮小転写する手段を示す説明図である。光源８０から発する中心波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光（極端紫外線）ＬＬは多層膜反射鏡からなる照明光学系８１を介してＥＵＶマスクＭのパターン面を照明する。パターン面からの反射光を多層膜反射鏡からなる縮小投影光学系８２を通過させ、パターンをウェハ８３上に転写する。ウェハ８３はステージ８４に搭載されており、ステージ８４の移動とパターン転写の繰返しによりウェハ８３の所望の領域にパターンを多数転写する。
【００３１】
ＥＵＶＬでは、露光波長が１３．５ｎｍと極めて短いので、数ｎｍ程度のごく僅かな表面高さあるいは深さの異常が発生した場合でも、その表面異常に起因して反射光に位相差が生じ、吸収体パターン転写の際に欠陥を生じさせる要因となる。図２５（ａ）は、基板ＭＳの上に前記の多層膜ＭＬを被着させる際に、微小なパーティクルＰ０１を挟んだために凸形状の位相欠陥９１が発生した例を示す説明図である。また、図２５（ｂ）は、基板ＭＳの上に微小な窪みＰ０２が存在したまま前記の多層膜ＭＬを被着させた結果、凹形状の位相欠陥９２が発生した例を示す説明図である。これらの位相欠陥９１，９２を残したままバッファ層ＢＵＦと吸収体パターンＡＢＳとを形成すると、例えば図２６（ａ）の説明図に示すように、隣接する吸収体パターンＡＢＳの中央に凸型の位相欠陥９１が残存したり、あるいは図２６（ｂ）の説明図に示すように、隣接する吸収体パターンＡＢＳの中央に凹型の位相欠陥９２が存在したりする。また、バッファ層ＢＵＦと吸収体パターンＡＢＳとを形成する際にパターン欠陥９３が発生する場合もある。
【００３２】
このような各欠陥９１，９２，９３が存在すると、ウェハ８３上に転写するパターン投影像が乱れて転写パターンの欠陥が発生する。従来の光リソグラフィ用の透過型マスクブランクでは、表面の数ｎｍ程度の凹凸は無視しても差し支えなかった。しかしながら、ＥＵＶマスクＭでは、従来の透過マスクと比較して欠陥転写に関して質的に大きな差があり、位相差を与えるマスクブランク欠陥の発生を回避する必要がある。
【００３３】
そこで、多層膜ＭＬ上に吸収体パターンＡＢＳを被着させる前の段階、すなわち上記図２５の段階で、位相欠陥９１，９２を検出することが必要である。吸収体パターンＡＢＳを形成する前段階でのマスクブランク欠陥検査に関しては、レーザ光をマスクブランクに対し斜めから照射し、その乱反射光から異物を検出するものと、マスクパターン露光に用いる波長と同じ波長のＥＵＶ光を用いて欠陥検出する同波長（at wavelength）欠陥検査法がある。レーザ光を検査光とする方法は多層膜表面のみに感度を有するので、多層膜内部や底部にある欠陥を検出することが困難である。
【００３４】
この様な観点から、本発明者らは上記特許文献１〜６に開示されている技術の導入を検討した。上述のように、これらの技術によれば、マスクブランク上の欠陥の有無は判定できるが、欠陥の程度や位置の特定については考慮されていない。例えば、マスクブランク上の位相欠陥としては、微小サイズであったり、吸収体に完全に覆われる位置であったりと、パターン転写に影響を及ぼさないものもある。本発明者らが事前に検討した上記の技術では、このように影響の少ない位相欠陥を有する場合であっても、その程度を判別するのが困難であり、不良品として扱われ、処分されることになる。また、欠陥検出段階で修正可能な程度の位相欠陥であっても、その位置の特定が困難であれば修正することができず、やはり不良品として扱われ、処分されることになる。言い換えれば、本発明者らが事前に検討した技術では、位相欠陥を検査した時点でマスクブランクにおける欠陥位置座標を特定し、その後に形成される吸収体パターンとの相対位置を明確にすることは困難である。
【００３５】
以上を踏まえて、本実施の形態１では、多層膜ＭＬが形成されたマスクブランク上に吸収体パターンＡＢＳを形成したＥＵＶマスクの位相欠陥９１，９２やパターン欠陥９３を、暗視野検査光学系で得られる検査画像と、パターン設計データから計算される暗視野投影像との比較により検出する技術について説明する。
【００３６】
図１を用いて、本実施の形態１のＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１について説明する。ＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１は、ＥＵＶ検査光ＢＭを発生する光源１、ＥＵＶマスクＭを載置するためのマスクステージ２、照明光学系ＣＩＯ、結像光学系ＤＰＯ、２次元アレイセンサー（画像検出器）ＳＥ、センサー回路５、パターンメモリ６，閾値設定回路８、閾値との比較回路９、タイミング制御回路１０、マスクステージ制御回路１１、及び、装置全体の動作を制御するシステム制御コンピュータ１８などで構成される。
【００３７】
結像光学系ＤＰＯは凹面鏡Ｌ１と凸面鏡Ｌ２とから構成され、集光開口数ＮＡ＝０．２、中心遮光開口数ＮＡ＝０．１、倍率２６倍のシュバルツシルド光学系である。位相欠陥やパターン欠陥の有無が検査されるＥＵＶマスクＭは、マスクステージ２上に載置される。マスクステージ２は、２次元方向（例えば、互いに交差するＸ方向およびＹ方向）に可動である。光源１から発する中心波長１３．５ｎｍのＥＵＶ検査光ＢＭは、照明光学系ＣＩＯを通して集束ビームに変換された後、多層膜ミラーＰＭで折り曲げられてＥＵＶマスクＭの所定の領域を照射する。ＥＵＶマスクＭからの反射光のうちパターン部や欠陥部で散乱した光は、結像光学系ＤＰＯを介して集束ビームＳＬＩを形成し、２次元アレイセンサーＳＥ上に集光する。すなわち、２次元アレイセンサーＳＥには、ＥＵＶマスクＭの暗視野検査像が形成され、その結果、ＥＵＶマスクＭ上に残存する位相欠陥は検査画像の中で輝点として検出される。２次元アレイセンサーＳＥは多数の画素を有し、検査画像を画素信号として取り込む。また吸収体パターンのエッジで散乱する光も捉えられ、前記の位相欠陥の輝点に比べて小さい信号しか得られないものの、吸収体パターンに欠陥が存在すると検出信号の強度が変化する。
【００３８】
ＥＵＶマスクＭの位置は、マスクステージ２に固定された測長用ミラー３の位置をレーザ測長器４で読み込むことにより、マスクステージ２の位置情報として得られる。この情報は位置回路１２に送られ、システム制御コンピュータ１８で認識できる。
【００３９】
一方、本ＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１には、ＥＵＶマスクＭ上に形成されているパターンあるいはＥＵＶマスクＭの輪郭位置などを光学的に観察してパターン位置を把握できる光学顕微鏡ＡＬＯが備えられている。
【００４０】
また、ビームスプリッタＢＳＰによりＥＵＶ検査光ＢＭの一部を分岐してセンサー７で光量をモニタし、閾値設定回路８において信号処理のための閾値を設定することができる。更に、マスクパターンに関する種々のデータを格納する各種データファイル１３、閾値データを格納する閾値データファイル１４、欠陥位置などの検出結果を記録する記録装置１５が備えられており、種々の情報をパターンモニタ１６や画像出力部１７を介して観察することができる。
【００４１】
次に、図２を用いて、本実施の形態１のＥＵＶマスクの欠陥検査方法に関し、マスクパターンの画像検査の方法を説明する。ＥＵＶマスクＭ上の検査画像取得領域２１は、幅２００〜５００μｍ程度の細長い短冊状の検査ストライプ２２に分割されている。まず、この検査ストライプ２２内において所定の被検査領域を定め、そこにＥＵＶ光を照射する。そして、上記図１を用いて説明したＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１の機構により、被検査領域からの鏡面反射光を除く散乱光を捕集して拡大結像し、その暗視野拡大像を多数の画素２４を有する２次元アレイセンサー（画像検出器）ＳＥにより、画素信号として取得する。この状態でマスクステージを走査させ、矢印２３に示す方向に連続的に同様の拡大像を取り込む。センサーとして、走査方向と直交する画素方向が１０２４画素、積算方向の画素数が５１２段であるＴＤＩ（Time Delay Integration）センサーを用いた。このＴＤＩセンサーは、マスクステージの走査と同期して矢印２５の示す方向に電荷を１段ずつ転送することで、電荷を蓄積段数分だけ蓄積して出力することができる。尚、ストライプの幅やセンサーの画素数については上記の数値に限定されることは無い。
【００４２】
図３（ａ）は、種々の形状の吸収体パターンＡＢＳといくつかの欠陥（欠陥ＤＥＦ１〜ＤＥＦ５）が含まれるマスクパターンがセンサーに取り込まれたときの、画素との位置関係を示す説明図である。図中、縦方向の点線２６はＴＤＩセンサーの電荷蓄積方向（すなわちパターンの走査方向）の画素の境界線を表し、横方向の点線２７はＴＤＩセンサーの画素方向の境界線を表している。一方、図３（ｂ）は欠陥が存在しない理想的な吸収体パターンＡＢＳの設計値とそこに仮想的に重ねた画素境界線を示す説明図である。
【００４３】
図３（ｂ）に示すパターンは、例えばパターン設計データから生成される。図３（ａ）と図３（ｂ）との対応する画素の出力を比較して、差が有れば欠陥が存在すると判断できる。この比較は画素ごとに行なわれることを基本とするが、周辺の画素で得られる信号強度を参照した様々な信号処理アルゴリズムが適用される。
【００４４】
一例として、図４（ａ）を用いて、隣接する吸収体パターンＡＢＳの中間に多層膜の位相欠陥３１が存在する場合の欠陥検出について説明する。図４（ｂ）は図４（ａ）の平面図のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。吸収体パターンＡＢＳの幅と間隔はいずれも１４０ｎｍとする。また、位相欠陥３１はガウシアン形状を有し、その半値全幅は６０ｎｍ、高さは２ｎｍとする。このパターンを暗視野検査光学系で観察したときに得られる投影像光強度分布３２を図４（ｃ）に示す。一方、吸収体パターンＡＢＳが存在せず位相欠陥３１のみが存在する場合、即ち吸収体パターンＡＢＳを形成する前のマスクブランクの状態で前記と同一の位相欠陥３１が存在すると、図４（ｄ）に示す暗視野検査像の光強度分布３３が得られる。逆に、位相欠陥３１が存在せず吸収体パターンＡＢＳのみが存在する、所謂良品マスクを検査すると、暗視野検査画像からは図４（ｅ）に示す光強度分布３４が得られる。これら３種の信号を比較すると、暗視野検出信号は吸収体パターンＡＢＳのエッジの散乱光成分も捉えるが、位相欠陥が存在すると光強度の強い検査信号が現われることがわかる。
【００４５】
実際の２次元アレイセンサーＳＥで得られる信号は、これらのような暗視野検査像の光強度分布３２，３３，３４ではなく、ピクセルごとに蓄積されるピクセル光強度の羅列として得られる。例として、集光開口数ＮＡ＝０．２、中心遮光開口数ＮＡ＝０．１の結像光学系ＤＰＯを採用し、マスク上に対応する一画素のサイズを２００μｍ×２００μｍとすると、１なる強度の照明光に対する１画素の検査信号は、図４（ｃ）の場合は０．０３３、図４（ｄ）の場合は０．０２５、図４（ｅ）の場合は、０．０１９となった。したがって、例えば閾値を０．０２２と設定すれば、吸収体パターンＡＢＳの有無に関わらず位相欠陥を含む画素が閾値を超える信号を捕らえて位相欠陥を検知できる。
【００４６】
次に、欠陥ＤＥＦ１〜ＤＥＦ５として認識される画素の例を前記の図３（ａ）から抽出し、欠陥ＤＥＦ１〜ＤＥＦ５の存在しない場合（図３（ｂ））の画素と比較して表した説明図を図５に示す。図５の左側は欠陥ＤＥＦ１〜ＤＥＦ５が存在しない場合の画素であり、図５の右側は欠陥ＤＥＦ１〜ＤＥＦ５が存在する場合の画素である。図５（ａ）は密集した吸収体ラインパターン群の一部をライン幅より大きな画素で捉えたときに、吸収体パターンＡＢＳに窪み型の欠陥ＤＥＦ１が存在する場合を示す。図５（ｂ）は、吸収体パターンＡＢＳの輪郭部に突起型の欠陥ＤＥＦ２が存在する場合を示す。図５（ｃ）は、吸収体パターンＡＢＳが存在しない領域に位相欠陥ＤＥＦ３のみが存在する場合を示す。図５（ｄ）は吸収体にピンホール状の欠陥ＤＥＦ４が存在する場合を示す。図５（ｅ）は多層膜表面に吸収体材料が微小付着したドット状の欠陥ＤＥＦ５の場合を示す。
【００４７】
上記図４に示す例と同様に暗視野検査像を計算して画素信号強度を求め、それぞれの欠陥ＤＥＦ１〜ＤＥＦ５について、欠陥ＤＥＦ１〜ＤＥＦ５が存在する場合と存在しない場合についての画素信号強度の比較を行った。なお、吸収体パターン線幅を１２８ｎｍに設定している。その結果、図５（ａ）の窪み型の欠陥ＤＥＦ１に関して、検出された信号強度は、欠陥なしの場合０．００８であったのに対し、欠陥ありの場合０．０１４２であった。また、図５（ｂ）の突起型の欠陥ＤＥＦ２に関して、検出された信号強度は、欠陥なしの場合０．００８であったのに対し、欠陥ありの場合０．０１１０であった。また、図５（ｃ）の位相欠陥ＤＥＦ３に関して、検出された信号強度は、欠陥なしの場合０．００２であったのに対し、欠陥ありの場合０．０１１７であった。また、図５（ｄ）のピンホール状の欠陥ＤＥＦ４に関して、検出された信号強度は、欠陥なしの場合０．０であったのに対し、欠陥ありの場合０．００１３であった。また、図５（ｅ）のドット状の欠陥ＤＥＦ５に関して、検出された信号強度は、欠陥なしの場合０．００２であったのに対し、欠陥ありの場合０．００２６であった。これらのように、欠陥の種類によって欠陥信号強度レベルや欠陥の有無による信号レベル差は異なるが、両者の画素強度には明らかな差があるので、この差が事前に定めた閾値を超えれば、欠陥ありと判断できる。
【００４８】
ここで、欠陥なしの場合の画素強度は、検査対象となっている被検査領域の吸収体パターンＡＢＳの設計データを用いて、画素信号の予測値を数値計算により求めることも可能である。
【００４９】
図６（ａ）は、ＥＵＶマスクＭ上のパターン配置と吸収体パターンで構成された基準マークを示す説明図である。上述のように、ＥＵＶマスクＭの中央部には半導体装置の製造工程において転写すべきパターンを有するデバイスパターンエリアＭＤＥを有し、周辺部にはＥＵＶマスクＭの位置合せのためのマークやウェハアライメントマークなどを含むアライメントマークエリアＭＡ１，ＭＡ２，ＭＡ３，ＭＡ４が配置されている。このアライメントエリアの複数の場所に、図６（ｂ）または図６（ｃ）の説明図に示すような基準マーク４１，４４が形成されている。図６（ｂ）中には、吸収体パターンＡＢＳの中に、十字形状の多層膜反射領域ＲＥＦからなる基準マーク４１、および仮想的に重ねた画素境界線（破線）を示している。多層膜反射領域ＲＥＦとは、吸収体パターンＡＢＳの開口により、下層の多層膜ＭＬが露出した領域である。図６（ｃ）中には、多層膜反射領域ＲＥＦ内に十字形状の吸収体パターンＡＢＳからなる基準マーク４４と画素境界線とを示している。
【００５０】
いずれの場合も、画素の幅に対して基準マーク４１，４４の太さは充分に大きい。従って、例えば図６（ｂ）に示すように、基準マーク検査画像には、吸収体パターンＡＢＳのみを含む画素４２と多層膜反射領域ＲＥＦのみを含む画素４３が多数存在する。本実施の形態１で使用するマスク検査装置で基準マーク４１，４４を暗視野観察すると、吸収体パターンＡＢＳのみを含む画素４２から得られる信号強度はほぼゼロである。一方、多層膜反射領域ＲＥＦのみを含む画素４３で得られる信号強度は多層膜表面の粗さに起因した散乱光成分を捉えた強度となる。この強度は、本発明者らのこれまでの検討によれば、照明強度１に対して少なくとも０．００２程度の検出信号が得られることが分かっている。従って、画素４３と画素４２とで得られる信号強度を区別することができる。即ち、ＥＵＶ光を用いた暗視野検査で基準マーク４１，４４の位置を検出できる。ここでは、ＥＵＶ光の代わりに深紫外線（Deep Ultra Violet：ＤＵＶ光）を用いても良い。いずれにしても、ＥＵＶ光またはＤＵＶ光を用いて、光学式マーク検出方式によって、前記基準マークの位置を検出する。
【００５１】
以上に示した検査手段を用いて、本実施の形態１のＥＵＶマスクの欠陥検査方法のフローをまとめると、図７に示す通りとなる。図７に示すステップＳ１０１において、上記図１で説明したようなＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１において、ＥＵＶマスクＭをマスクステージ２に載置したのち、ＥＵＶマスクＭ上に配置された基準マーク４１，４４が結像光学系ＤＰＯの光軸上になるようにマスクステージ制御回路１１によってマスクステージ２を位置決めする。この位置を干渉計からなるレーザ測長器４で読み取って、ＥＵＶマスクＭ上の基準座標として記憶する。
【００５２】
続いて、ステップＳ１０２において、ＥＵＶマスクＭの検査領域を短冊状に分割した際の最初の短冊領域の検査開始位置（被検査領域）にマスクステージ２を移動し、位置決めする。次に、マスクステージ２を連続移動させながら上記図２で説明した方法で検査信号であるピクセル光強度を連続的に収集してパターンメモリ６に格納する（ステップＳ１０３）。同時に、検査領域内の画素の番号を指定し（ステップＳ１０４）、指定された画素の検査信号強度とパターンデータから計算される無欠陥パターンの検査信号計算値とを比較する（ステップＳ１０５）。この比較は、図３（ａ）で表されるパターンの検査信号強度と図３（ｂ）のパターンデータから計算された検査信号強度との比較に相当する。より具体的には、上記の画素信号の強度の差である強度差を取る。
【００５３】
次に、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５で得られた信号強度差を、予め指定した閾値（所定の閾値）と比較する。閾値を超えた場合は、その画素に対応するＥＵＶマスクＭ上の位置に欠陥が存在すると判断して、その欠陥情報、例えば基準マーク４１の中心位置に対する相対位置としての欠陥位置を記録装置１５に記録する（ステップＳ１０７）。強度差が所定の閾値よりも充分大きければ、上記図４で説明した位相欠陥の候補となり、小さければ吸収体パターンＡＢＳの欠陥と解釈する。
【００５４】
続いて、短冊状領域内の全画素の比較処理が終了したかどうかを判断し（ステップＳ１０８）、比較すべき画素が残っていたら画素番号を更新して（ステップＳ１０９）、再びステップＳ１０５に戻り比較処理を継続する。
【００５５】
短冊状領域内の検査が終了したら、ステップＳ１１０において、ＥＵＶマスクＭ上の指定した全ての領域の検査処理が完了したかどうかを判断する。検査処理すべき領域が残っている場合は、ステップＳ１１１で短冊状の検査領域を更新してステップＳ１０２に移行し、再び欠陥の有無の判断処理を繰り返す。このようにして、ＥＵＶマスクＭ上の指定された検査領域の検査が終了するまで、前記の比較検査を行う。
【００５６】
本実施の形態１では、以上のようなＥＵＶマスクＭの欠陥検査方法とすることによって、吸収体パターンＡＢＳが形成されたＥＵＶマスクＭ上の多層膜ＭＬ反射面に残存する位相欠陥や、吸収体パターンＡＢＳの欠陥を検出することができる。更に、その欠陥の位置を、吸収体パターンＡＢＳで形成された基準マーク４１，４４に対する相対位置として明確に検知することができる。
【００５７】
（実施の形態２）
本実施の形態２では、同じパターンが描かれた２つのチップのパターンをそれぞれ複数の画素を有するセンサーで走査検出し、その両者の違いを適当な欠陥検出アルゴリズムによって比較し検出する方法について説明する。
【００５８】
図８は、ＥＵＶマスクＭ上に、同じパターンの２つのダイ５１，５２（チップＡ１，チップＡ２）が描かれた様子を示す説明図である。それぞれ複数の画素を有するセンサーで観察する。ＥＵＶマスクＭには、上記実施の形態１で述べたように基準マーク４１，４４が付与されている。ＥＵＶマスクＭを搭置したマスクステージ２を連続移動させ、短冊状の検査領域５３の長手方向に連続して存在する複数のダイを一度に貫通して走査し、画像を取得する。これにより、チップ画像を効率よく取り込むことができる。このために、画像は連続で撮影して撮影画像をメモリに取り込み、取り込みと同時進行あるいは短冊状の検査領域５３の全信号を取り込み完了後に、メモリに格納された画像同士を比較する。この画像同士の比較は、上記実施の形態１において図３（ａ）に示す検査画像と図３（ｂ）に示す設計値から計算される信号強度との画素ごとの比較と同様の処理となる。
【００５９】
図９は、本実施の形態２のＥＵＶマスクの欠陥検査方法において、１つの短冊状の検査領域５３を検査・処理する工程を説明するためのタイムチャート図である。ここで例示する被検査ＥＵＶマスクＭは、上記図８で説明したように、短冊状の検査領域５３の長手方向（例えばＸ方向とする）に見て、平面的に隣り合うようにして２つのダイ（第１のダイ５１および第２のダイ５２、または、第１のチップＡ１および第２のチップＡ２と記す）が配置されている。第１のダイ５１（第１のチップＡ１）および第２のダイ（第２のチップＡ２）には、互いに同じ平面パターン形状からなる吸収体パターンＡＢＳが形成されている。
【００６０】
時刻Ｔ１でＥＵＶマスクＭを走査開始するとともに、２次元アレイセンサーＳＥをスタンバイ状態にする。時刻Ｔ２でセンサーの画素が第１のダイ５１（第１のチップＡ１）の第１被検査領域に差し掛かると、マスクステージ２の位置とセンサー画像との相互関係を記憶すると同時に第１のダイ５１（第１のチップＡ１）の検査画像データ（第１の画素信号）を取り込む。以後パターンメモリ６にデータを取り込む。時刻Ｔ３で第１のダイ５１（第１のチップＡ１）からの画像データ取り込みを終了する。マスクステージ２が移動を続けてセンサーの画素が第２のダイ５２（第２のチップＡ２）の第２被検査領域に差し掛かる時刻Ｔ４で、第２のダイ５２（第２のチップＡ２）の検査画像データ（第２の画素信号）の取り込みを開始する。時刻Ｔ５において、第２のダイ５２（第２のチップＡ２）からの画像データの取り込みを終了する。時刻Ｔ４と時刻Ｔ５の間では、前述した画像処理を用いたダイ−ダイ（Die to Die）比較処理が行なわれる。
【００６１】
ダイ−ダイ比較を行なう方法としては、第２のダイ５２（第２のチップＡ２）から取り込まれた検査画像データ（第２の画素信号）を比較回路９に入力する。これと並行して、パターンメモリ６から、先に記録してある第１のダイ５１（第１のチップＡ１）の区切りに相当するメモリ番地から検査画像データ（第１の画素信号）を順次読み出して、比較回路９に入力する。比較回路９は、二つの画素信号データを比較して、欠陥判定を行う。比較回路９は適切なアルゴリズムに従って２つの検査画像データ（画素信号データ）を比較し、その差が予め指定した閾値（所定の閾値）より大きい場合は、両者は一致しないので欠陥ありと判断する。第１のダイ５１（第１のチップＡ１）または第２のダイ５２（第２のチップＡ２）のどちらが欠陥かすぐに判断できない場合は、両方の位置情報を基準マーク４１，４４に対する欠陥位置座標として記録する。
【００６２】
Ｘ方向のダイ（チップ）構成数が３つ（例えば、第１のチップＡ１、第２のチップＡ２および第３のチップＡ３）の場合もある。このときは、第３のチップＡ３の検査画像を取り込む際に、第１のチップＡ１の検査画像データを再度パターンメモリ６から読み出して比較回路９に送ると同時に、第３のチップＡ３の検査画像データを比較回路９に並列に送り込んで、欠陥判定を行う。Ｘ方向のダイ構成数が４つ以上の場合も同様である。一つの短冊状の検査領域５３内の複数チップの画像を取り込み終わった時点で、比較回路９での比較判定処理の終了を待ち、次の短冊状の検査領域の検査画像取り込みに進み、マスク上の所定の全短冊状検査領域の処理が終了した段階でマスク検査を終了する。
【００６３】
短冊状の検査領域５３の幅方向（または短手方向、例えばＹ方向とする）に繰り返されているチップ同士を比較する際には、各チップの開始Ｙ座標に基づいて、検査のための短冊状の検査領域５３の位置（Ｙ座標）を調整して、画像画素の差し掛かり具合を一致させるようにする。
【００６４】
以上に示した検査手段を用いて、本実施の形態２のＥＵＶマスクの欠陥検査方法のフローをまとめると、図１０に示す通りとなる。ステップＳ２０１において、上記図１を用いて説明したように、ＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１において、ＥＵＶマスクＭをマスクステージ２に載置したのち、ＥＵＶマスクＭ上の基準マーク４１が結像光学系ＤＰＯの光軸上になるようにマスクステージ制御回路１１によってマスクステージ２を位置決めする。この位置を干渉計からなるレーザ測長器４で読み取って、ＥＵＶマスクＭ上のパターン位置の原点座標として記憶する。
【００６５】
続いて、ステップＳ２０２において、ＥＵＶマスクＭの検査領域を短冊状に分割した際の最初の短冊領域の検査開始位置にマスクステージ２を移動し、位置決めする。次にマスクステージ２を連続移動させながら、上記図２で説明した方法で検査画像を連続的に収集する（ステップＳ２０３）。
【００６６】
センサーの画素が第１のダイ５１（第１のチップＡ１）の第１被検査領域に差し掛かったら、第１のダイ５１（第１のチップＡ１）の検査画像データ（第１の画素信号）の取り込みを行なう（ステップＳ２０４）。ここでは、第１のダイ５１（第１のチップＡ１）に対応する検査画像のパターンメモリ６への取り込みを合わせて行なう（ステップＳ２０５）。次に、マスクステージ２の継続的な連続移動によりセンサーの画素が第２のダイ５２（第２のチップＡ２）の第２被検査領域に差し掛かったら、第２のダイ５２（第２のチップＡ２）の検査画像データ（第２の画素信号）の取り込みを行なう。同時に、これらのデータと、パターンメモリ６から読み出した第１のダイ５１（第１のチップＡ１）の検査画像データとを比較回路９に入力する（ステップＳ２０６）。比較回路６では、２つのダイ５１，５２（２つのチップＡ１，Ａ２）の画像比較を行ない欠陥の有無を判定する（ステップＳ２０７）。画像比較の方法については、検出された欠陥位置の記録法と共に後述する。
【００６７】
次に、１つの短冊状検査領域内に３つ以上のダイ（チップ）があるかを判断し（ステップＳ２０８）、もし存在する場合は、同様に第３以降のダイ（チップ）について同様な比較処理と欠陥の有無の判定を継続する（ステップＳ２０９）。１つの短冊状検査領域上の処理がすべて終了したら、マスク上の所定領域の欠陥検査が終了したかを判定する（ステップＳ２１０）。未終了の場合は次の短冊状検査領域を指定して（ステップＳ２１１）、マスクステージ２の新たな位置決めによりＥＵＶマスクＭを次の検査開始位置決めし、ステップＳ２０２に戻って比較検査を繰り返す。ＥＵＶマスクＭ上の所定領域内のすべての短冊状検査領域上の処理が終了した時点で、欠陥検査を終了する。
【００６８】
ここで、上記図１０を用いて説明した、ステップＳ２０７で行なわれる画像比較の方法と、検出された欠陥位置の記録方法とを図１１のフロー図を用いて説明する。比較回路６では、第１のダイ５１（第１のチップＡ１）と第２のダイ５２（第２のチップＡ２）との検査画像のうち対応する画素同士の比較処理を行なう。より詳しく、まずはステップＳ２２１において比較する最初の画素の画素番号を指定する。
【００６９】
次に、対応する画素の検査信号強度差を比較するが、それに先立って、ステップＳ２２２において位相欠陥の有無を判定するために第１のダイ５１（第１のチップＡ１）と第２のダイ５２（第２のチップＡ２）とのそれぞれの画素信号強度が第１の閾値を超えるか否かを判断する。第１の閾値とは、上記図５（ｃ）を用いて説明したような位相欠陥の有無を判定するために設定する画素信号強度の閾値である。もし両方の画素信号がいずれも第１の閾値を超えていれば、両方に位相欠陥が存在するとしてその位置を画素番号から演算し、前記の基準マーク４１，４４に対する相対座標として記録する（ステップＳ２２３）。いずれか一方のみが超えている場合も、それを位相欠陥候補位置として記録すると共に、他の画素に対しては欠陥位置候補としてこれも記録する。ただし、この場合は無欠陥である可能性もあるが、少なくともダイ（チップ）同士の比較検査においては欠陥位置の候補として記録する。
【００７０】
上記のステップＳ２２２において、いずれのダイ（チップ）も第１の閾値未満であれば、次のステップＳ２２４において、第１のダイ領域の画素強度と第２のダイ領域の画素強度との差を計算し、その差があらかじめ定めた第２の閾値を越えるかどうかを判定する。超えていれば、両画素の強度が異なることになるのでいずれの画素に対応する位置も欠陥存在候補としてそれらの基準マーク４１，４４に対する相対座標を記録装置１５に記録する。どちらのダイ（チップ）に欠陥が存在するかは、別方式で確認することになり、ダイ（チップ）同士の比較検査においては確認すべき欠陥位置の候補を記録する（ステップＳ２２５）。
【００７１】
与えられた短冊状領域の全て画素強度の比較が行なわれたどうかを判断する（ステップＳ２２６）。まだ画素が残っていれば画素番号を更新して（ステップＳ２２７）ステップＳ２２２に移行する。全ての画素に対して比較処理を終了した時点で、上記図１０に示すステップＳ２０７の処理が終了したことになる。
【００７２】
以上のように、本実施の形態２のＥＵＶマスクＭの欠陥検査方法によれば、同じパターンが繰返し描かれた複数のダイ（チップ）を有するＥＵＶＬマスクＭのパターン欠陥検査を行うにあたり、ＥＵＶ光を検査光とする暗視野検査によるダイ−ダイ比較により、多層膜ＭＬ中に残存する位相欠陥や吸収体パターンＡＢＳの欠陥の存在する位置を検出することができる。特に、パターン設計データから検査の参照画像を演算することなく欠陥の存在候補位置を特定でき、それらの欠陥位置を、ＥＵＶマスクＭ上に吸収体パターンＡＢＳで形成された基準マークに対する相対位置として検知することができる。これにより、パターン設計データから検査の参照画像を計算する工程を省略することができ、より高速かつ高精度なＥＵＶマスクＭの欠陥検査方法を実現することができる。
【００７３】
（実施の形態３）
本実施の形態３では、上記実施の形態１または２にて説明したＥＵＶマスクの欠陥検査方法と同様の工程を含み、検出した位相欠陥が吸収体パターンＡＢＳの転写に影響を与えると判断した場合に、位相欠陥の近傍の吸収体パターンの形状を修正することにより、見かけ上位相欠陥の影響を低減あるいは消滅させることが可能なＥＵＶマスクの製造方法を説明する。
【００７４】
図１２（ａ）は、検出された位相欠陥６１が隣接する吸収体パターンＡＢＳの中間に存在する例を示す説明図である。この位相欠陥６１は、上記実施の形態１の上記図１を用いて説明した検査装置の暗視野検査機能によりその存在を検出され、その位置を吸収体パターンで構成された基準マーク４１，４４に対する座標として記憶されている。従って、例えば上記図１に示す各種データファイル１３に格納されているパターン図形情報を参照することにより、位相欠陥６１に近接する吸収体パターンＡＢＳの位置や形状を把握することができる。
【００７５】
図１２（ａ）のようなＥＵＶマスクＭをそのまま用いて、マスクパターンをウェハ上に転写すると２本の吸収体パターンＡＢＳの像が中央部で接近して線幅精度が劣化する。これは位相欠陥部分の反射率が低下してウェハ面における投影像光強度が本来の値より低くなる為である。
【００７６】
そこで、この投影像光強度の低下を防止する為に、位相欠陥の周辺の吸収体パターンＡＢＳの一部を除去加工するなどの、所謂吸収体パターン修正工程を導入した。即ち、図１２（ｂ）に示すように、吸収体パターンＡＢＳのうち、要部６２および要部６３で表される吸収体パターンＡＢＳの一部分を除去する。この除去は、吸収体パターンＡＢＳの中の除去加工すべき座標を取り込み、集束イオンビーム（Focused Ion Beam：ＦＩＢ）を用いる一般的なパターン修正方法を採用する。その結果、位相欠陥部で発生した投影像光強度の低下を抑制あるいは回避し、寸法誤差が充分小さいパターン投影像を与えるＥＵＶマスクＭを製造することができる。このような、ＥＵＶマスクＭにおける吸収体パターンＡＢＳの修正は、前記のような位相欠陥の転写影響低減のほか、吸収体パターンＡＢＳの輪郭そのものに欠陥が存在する場合にも適用できる。
【００７７】
本発明者らが事前に検討したＥＵＶマスクの製造方法では、吸収体パターンを形成する前のマスクブランクの段階で位相欠陥検査が行なわれる。従って、位相欠陥の存在が検知されると、そのマスクブランクは不良品として扱われる。仮に、その後の吸収体パターンの形成によって、吸収体に被覆される位置に位相欠陥があったとしても、吸収体パターンを描画する際に、事前に検出された位相欠陥の位置情報を描画位置に反映させることは困難であった。これに対し、本実施の形態３のＥＵＶマスクＭの製造方法では、マスクブランク上に存在する位相欠陥が極端に大きいものでなければ吸収体パターンＡＢＳ形成工程に送り、その後に吸収体パターンＡＢＳと残存する位相欠陥との相対位置を求め、かつ、吸収体パターンＡＢＳの形状補正によって位相欠陥の転写への影響を回避することができる。
【００７８】
また、本実施の形態３のＥＵＶマスクの製造方法では、吸収体パターンＡＢＳを形成した後に上述のような位相欠陥検査を行うことにより、位相欠陥の修正を施す必要の無い場合を選定することができる。より具体的に、以下で説明する。
【００７９】
図１３（ａ）は、多数のホールパターン７１を有する吸収体パターンＡＢＳを含むＥＵＶマスクＭにおいて、吸収体の下に位相欠陥７２が残存している場合の説明図を示している。このような位相欠陥７２は、上記実施の形態１，２の検査では検出できない。しかしながら、このように吸収体パターンＡＢＳに埋もれる位相欠陥７２は転写パターンに影響を与えないから、検出する必要も無ければ、修正する必要も無い。即ち、上記実施の形態１，２の欠陥検査方法においてこのような位相欠陥７２が検出されないことはむしろ好適である。そして、本実施の形態３のＥＵＶマスクの製造方法においても、吸収体パターンＡＢＳに覆われた位相欠陥７２に対しては、上記図１２で説明したような修正工程を経ずに、ＥＵＶマスクの製造工程を遂行できる。
【００８０】
また、図１３（ｂ）は、吸収体パターンＡＢＳから離れた位置に位相欠陥７３が存在する場合である。上記実施の形態１，２の欠陥検査方法によれば、この位相欠陥７３は当然に検出される。一方で、上記実施の形態１，２の欠陥検査方法によれば、欠陥の位置も特定できるので、この位相欠陥７３が吸収体パターンＡＢＳから充分離れている位置に存在することも判断することができる。従って、この位相欠陥７３のように、単独で転写されないものであれば、それが存在しても修正の必要は無いと判断することができる。
【００８１】
以上に示した検査手段を用いて、本実施の形態３のＥＵＶマスクの製造方法のフローをまとめると、図１４に示す通りとなる。まずクリーニングされたマスク基板を準備し（ステップＳ３０１）、次いでＥＵＶ光を反射させるＭｏ，Ｓｉ多層膜およびキャッピング層を形成し、多層膜マスクブランクを作製する（ステップＳ３０２）。必要に応じてマスクブランクの従来の検査を行ない、明らかな欠陥が無いことを確認しておく。
【００８２】
続いて、ステップＳ３０３で、バッファ層や吸収体材料（吸収体膜）の被着を行う。その後、通用のフォトリソグラフィ法やエッチング法によって吸収体膜などをパターニング（加工）して、吸収体パターンを形成する。その後、従来の光リソグラフィ用マスクに施されるパターン欠陥検査を行なっても良い。その場合、深紫外線（Deep Ultra Violet：ＤＵＶ光ともいう）などを検査光とする従来の吸収体パターンの欠陥検査を行なって、吸収体パターンに輪郭異常やピンホールあるいは吸収体残りなどの吸収体パターンの欠陥を見出した場合は、欠陥情報を記憶する。ここまでの工程は、本発明者らが事前に検討したＥＵＶＬ用マスクの従来の製造方法と同様である。
【００８３】
次に、上記実施の形態１，２で説明した方法でＥＵＶマスクの検査を行なう。即ち、ステップＳ３０４において、上記図１で説明したＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１にＥＵＶマスクＭを載置して吸収体パターンで構成された基準マークの位置を検出し、続いてステップＳ３０５においてＥＵＶマスクＭのパターン形成領域全面を暗視野検査法で検査する。欠陥が検出された場合は、その位置を吸収体パターンＡＢＳで構成された基準マーク４１，４４に対する相対位置として記録する。ＥＵＶマスクＭ全面の検査を終了した後、位相欠陥が検出されてその位置が記録されたか否か、すなわち欠陥の有無を判定する（ステップＳ３０６）。ここでは、欠陥の有無の判定に際して前記の位相欠陥のみならず、吸収体パターンＡＢＳそのものの欠陥の有無の判定も含める。
【００８４】
欠陥が検出されなかった場合、良品マスクとする。位相欠陥が検出された場合、それが近傍の吸収体パターンＡＢＳからなるデバイスパターンの転写像に影響するかを判定する（ステップＳ３０７）。この欠陥が、例えば上記図１３（ｂ）で説明したように、転写パターンに影響を及ぼすような欠陥でないならば、良品マスクとする。そして、位相欠陥が検出され、かつ、近傍の吸収体パターンＡＢＳからなるデバイスパターンの転写像に影響すると判定された場合は、ステップＳ３０８において、それが吸収体パターンＡＢＳの輪郭補正で位相欠陥の影響を回避できるか否かを判断する。吸収体パターンＡＢＳの輪郭補正により位相欠陥の影響を修正できると判断した場合は、上記図１２（ｂ）に示したような吸収体パターンＡＢＳの修正を行なって（ステップＳ３０９）、最終的に良品マスクとすることができる。吸収体パターンＡＢＳの輪郭補正では位相欠陥の影響が回避できないと判断した場合に、初めて、検査対象のＥＵＶマスクＭは不良品として扱われる。また、吸収体パターンＡＢＳそのものの欠陥が検出された場合も、ステップＳ３０９において合わせて修正する。
【００８５】
ここで、残存して検出された位相欠陥のパターン転写に与える影響を、吸収体パターンＡＢＳの輪郭修正で回避できるかどうかの判断は、光学投影像光強度シミュレーションの結果をみて行う。ここでは、本実施の形態３のＥＵＶマスクの製造方法では、上記実施の形態１，２のような欠陥検査方法を採用することで、欠陥と吸収体パターンとの相対位置関係を特定できることから、上記のような判断が可能になる。
【００８６】
なお、本実施の形態３では、吸収体パターンＡＢＳ形成後に従来の光リソグラフィ用マスクに施される方式と同様の吸収体パターン欠陥検査を行なっても良いとし、その後に位相欠陥検査を行なう例を示したが、吸収体パターンＡＢＳ形成後は、ＥＵＶ光を用いる暗視野欠陥検査を従来技術である吸収体パターンＡＢＳの欠陥検査工程の前に行なっても良い。
【００８７】
以上のように、本実施の形態３のＥＵＶマスクＭの製造方法によれば、吸収体パターンＡＢＳを形成したＥＵＶマスクＭの多層膜に残存する位相欠陥に起因するパターン投影像の欠陥発生を、吸収体パターンＡＢＳの修正によって回避することができる。また、検出された位相欠陥において、修正を施す必要があるか否かを判断することができる。その結果、完成したＥＵＶマスクＭに位相欠陥が残存しても、これを良品として使用できる頻度が増大してマスクの歩留まりを大幅に向上させることができる。結果として、信頼性の高いＥＵＶマスクを製造することができる。また、製造するＥＵＶマスクのコスト低減に寄与することができる。
【００８８】
（実施の形態４）
本実施の形態４では、上記実施の形態１，２にて説明したＥＵＶマスクの欠陥検査工程を、マスクブランクにおける吸収体膜のピンホール欠陥の検査に適用する例を示す。
【００８９】
図１５（ａ）は、多層膜ＭＬおよびキャッピング層ＣＡＰの上に、順に、バッファ層ＢＵＦと吸収体膜ＡＢ１とを被着した状態のマスクブランクＭＢを示す平面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って見た断面図である。ここで、吸収体膜ＡＢ１とは、後のフォトリソグラフィ法などによる加工によりパターニングされ、吸収体パターンＡＢＳとなる前の膜である。このように吸収体膜ＡＢ１をバッファ層ＢＵＦ上に被着した段階で、吸収体膜ＡＢ１が正常にバッファ層ＢＵＦを覆いきれず、ピンホール欠陥７４が発生する場合がある。
【００９０】
このマスクブランクＭＢを、上記図１を用いて説明したＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１で検査すると、２次元センサーＳＥのほとんど全ての画素に取り込まれる検査信号は吸収体膜ＡＢ１表面の暗視野検査画像で、その強度はほとんどゼロである。しかし、ピンホール欠陥７４を含む画素は、ピンホール欠陥７４からのわずかな反射光やピンホールのエッジからの回折光成分を収集してゼロより大きな画素強度を有する。これはちょうど上記図５（ｄ）に示す欠陥ＤＥＦ４を含む画素強度に相当する。そのため、ピンホール欠陥７４については、暗視野検査では比較的高い信号コントラストで検出することができる。
【００９１】
以上のように、本実施の形態４のＥＵＶマスクの欠陥検査方法によれば、吸収体膜ＡＢ１を多層膜ＭＬ上に被着する際に発生し得るピンホール欠陥７４を、比較的大きな画素サイズで検出することができる。また、吸収体膜ＡＢ１を被着したマスクブランクＭＢの状態でピンホール欠陥７４を検出しておけば、それが致命的なサイズと判断される場合は、以後のＥＵＶマスク製造工程に送ることを止めることができ、ＥＵＶマスク製造の歩留まり低下を未然に防止できる。
【００９２】
（実施の形態５）
本実施の形態５では、上記実施の形態３の製造方法で製造されたＥＵＶマスクＭを用いた、半導体装置の製造方法について説明する。上記実施の形態３のＥＵＶマスクの製造方法によって製造されたマスクは、上述の反射型露光装置（上記図２４を参照）に載置されて、パターン転写を行なう。半導体装置の製造工程において、微細なパターンの転写が必要な工程にＥＵＶＬを採用する。
【００９３】
図１６（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態５の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。ここでは、ツイン・ウエル方式のＣＭＩＳ（Complimentary MIS）回路を有する半導体集積回路を製造する場合を例示するが、他の種々の方式の回路にも本製造方法は適用可能である。
【００９４】
半導体ウェハ１０１を構成するシリコン基板（半導体基板）１０１ｓは、例えば、平面略円板状のｎ型Ｓｉ（シリコン）単結晶からなる。シリコン基板１０１ｓの上部には、例えばｎウェル１０２ｎおよびｐウェル１０２ｐが形成されている。ｎウェル１０２ｎには、例えば、ｎ型不純物のＰ（リン）またはＡｓ（ヒ素）が導入されている。また、ｐウェル１０２ｐには、例えば、ｐ型不純物のＢ（ホウ素）が導入されている。ｎウェル１０２ｎおよびｐウェル１０２ｐは以下のようにして形成する。
【００９５】
まず、シリコン基板１０１ｓ上にマスク合わせ用のウエハライメントマークを形成する（図示しない）。このウエハライメントマークは選択酸化工程を付加してウェル形成時に形成することもできる。続いて、図１６（ａ）に示すように、シリコン基板１０１ｓ上に酸化膜１０３を形成し、そして、酸化膜１０３の上に、インプラ（イオン・インプランテーションの略称、イオン注入ともいう）マスク用のレジストパターン１０４を通常の光リソグラフィを用いて形成する。その後、Ｐ（リン）またはＡｓをイオン注入して、ｎウェル１０２ｎを形成する。その後、アッシング処理を行ってレジストパターン１０４を除去し、酸化膜１０３を除去する。
【００９６】
次に、図１６（ｂ）に示すように、シリコン基板１０１ｓの上に酸化膜１０５を形成する。そして、酸化膜１０５の上に、インプラマスク用のレジストパターン１０６を通常の光リソグラフィを用いて形成する。その後、Ｂ（ホウ素）をイオン注入して、ｐウェル１０２ｐを形成する。その後、アッシング処理を行ってレジストパターン１０６を除去し、酸化膜１０５を除去する。
【００９７】
次に、図１６（ｃ）に示すように、シリコン基板１０１ｓの上側主面に、例えば、酸化シリコン膜からなる分離部１０７を溝型アイソレーションの形状で形成する。このアイソレーション形状は、例えば、最小寸法がウェハ上で約３６ｎｍと小さく、寸法精度が約３．５ｎｍと厳しい値が要求される。このような微細寸法での加工時のリソグラフィ法として、ＥＵＶリソグラフィ技術を適用するのが好ましい。
【００９８】
この分離部１０７によって囲まれた活性領域には、ｎＭＩＳトランジスタＱｎおよびｐＭＩＳトランジスタＱｐが形成される。各トランジスタのゲート絶縁膜１０８は、例えば、酸化シリコン膜からなり、熱酸化法などで形成される。また、各トランジスタのゲート電極１０９は、例えば、最小寸法がウェハ上で約３２ｎｍと小さく、寸法精度が約３ｎｍと厳しい値が要求される。そのため、例えば、化学気相成長（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法等を用いて低抵抗ポリシリコンからなるゲート形成膜を堆積した後、ＥＵＶリソグラフィ（第１リソグラフィ）を用いてパターニングしたフォトレジストを形成し、エッチング処理によりゲート電極１０９を形成する。この工程のリソグラフィは、一般にゲート層用リソグラフィと称され、極めて微細でかつ寸法精度の高いパターン転写が求められる。
【００９９】
ｎＭＩＳトランジスタＱｎの半導体領域１１０は、ゲート電極１０９をマスクとしてシリコン基板１０１ｓに、例えば、ＰまたはＡｓをイオン注入法等によって導入することにより、ゲート電極１０９に対して自己整合的に形成される。また、ｐＭＩＳトランジスタＱｐの半導体領域１１１は、ゲート電極１０９をマスクとして基板１０１ｓに、例えば、Ｂ（ホウ素）をイオン注入法等によって導入することにより、ゲート電極１０９に対して自己整合的に形成される。
【０１００】
ここで、ゲート電極１０９は、低抵抗ポリシリコンの単体膜で形成されることに限定されるものではなく種々変更可能である。例えば、ゲート電極１０９は、低抵抗ポリシリコン膜上にタングステンシリサイドやコバルトシリサイド等のようなシリサイド層を設けた、いわゆるポリサイド構造としてもよい。あるいは、ゲート電極１０９は、低抵抗ポリシリコン膜上に、窒化チタンや窒化タングステン等のようなバリア導体膜を介在し、さらにタングステン等のような金属膜を設けた、いわゆるポリメタル構造としてもよい。
【０１０１】
次に、図１６（ｄ）に示すように、シリコン基板１０１ｓ上に、例えば、ＣＶＤ法等を用いて酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜１１２を堆積する。その後、層間絶縁膜１１２の上面に配線用のポリシリコン膜をＣＶＤ法等によって堆積する。続いて、このポリシリコン膜に対してフォトリソグラフィ法やエッチング法などによりパターニングを施した後、パターニングされたポリシリコン膜の所定領域に不純物を導入することにより、ポリシリコン膜からなる配線１１３Ｌおよび抵抗１１３Ｒを形成する。
【０１０２】
次に、図１６（ｅ）に示すように、シリコン基板１０１ｓ上に、例えば、ＣＶＤ法等を用いて酸化シリコン膜１１４を堆積する。そして、層間絶縁膜１１２および酸化シリコン膜１１４に対してＥＵＶリソグラフィ（第２リソグラフィ）を用いてフォトレジスト膜を形成し（図示しない）、エッチング処理により、半導体領域１１０，１１１および配線１１３Ｌの一部が露出するような接続孔（コンタクトホールともいう）１１５を形成する。微細な孔は光回折の影響により解像しにくいので、この接続孔用リソグラフィには高い解像度を持ったＥＵＶリソグラフィ技術を適用するのが好ましい。
【０１０３】
次に、図１６（ｆ）に示すように、シリコン基板１０１ｓ上に、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等を用いてチタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）またはタングステン（Ｗ）などからなる金属膜を順次堆積する。その後、金属膜上に、ＥＵＶリソグラフィ（第３リソグラフィ）を用いてパターニングしたフォトレジスト膜を形成し（図示しない）、エッチング処理により第１配線層１１６を形成する。第１配線層１１６は、微細な密集パターンと孤立パターンとが含まれ、また近隣の配線を避けて配線を引き回したり、配線間を接続したりするため複雑なレイアウト形状となる。このため第１配線層１１６のフォトリソグラフィにおいても、高い解像度と寸法精度が要求される。
【０１０４】
これ以降も、第１配線層１１６と同様にして第２配線層（図示しない）等を形成することにより、最終製品を製造することができる。上述した一連の半導体装置の製造工程の中で、上記図１６（ｃ）のゲート層用リソグラフィ、上記図１６（ｅ）の接続孔用リソグラフィ、または、上記図１６（ｆ）の第１配線層用リソグラフィには十分高い解像性能が要求される。
【０１０５】
そして、上記図１６（ｃ）のゲート層用リソグラフィと、上記図１６（ｆ）の第１配線層用リソグラフィのフォトレジストマスクのパターニングには、実施の形態１〜４を用いて説明したＥＵＶマスクの欠陥検査方法およびＥＵＶマスクの製造方法を用いて、無欠陥の状態を確認したＥＵＶマスクを用いることが好ましい。また、微細な欠陥が検出された場合であっても、ＥＵＶマスク製造時に、欠陥近傍には吸収体パターンが存在せず、かつ欠陥単独では実質的にウェハ上に転写されない場合は、無欠陥と同様の取り扱いができる可能性もある。このように、本実施の形態５の半導体装置の製造方法とすることで、微細なパターンを高い歩留まりで加工することができる。結果として、より信頼性の高い半導体装置を製造することが可能となる。
【０１０６】
また上記図１６（ｅ）の接続孔用リソグラフィには、実施の形態１〜４を用いて説明したＥＵＶマスクの欠陥検査方法およびＥＵＶマスクの製造方法を用いて、接続孔部形成予定領域付近に欠陥がないことを確認したＥＵＶマスクを用いることが、より好ましい。上述のように、接続孔の面積は小さく、またパターン密度も５％程度であるため、接続孔付近に欠陥が発生する比率は少なく、この方法により使用できるマスクの歩留まりは高くなる。従って、本実施形態により作製した半導体集積回路の歩留まりは、従来のマスク欠陥検査を行って作製したものより高くなる。
【０１０７】
以上のように、本実施の形態５の半導体装置の製造方法を採用することで、上記実施の形態１，２または４で説明したＥＵＶマスクの検査装置および欠陥検査方法を用いてマスクブランクを検査し、上記実施の形態３を用いて説明した製造方法で製造したＥＵＶマスクを用いることができ、信頼性の高いＥＵＶマスクを用いたパターン転写を行なうことができる。このため、本実施の形態５の半導体装置の製造方法によって製造した半導体装置の性能、信頼性および歩留まりを向上させることが可能となる。そして、半導体装置のコスト低減にも寄与できる。
【０１０８】
（実施の形態６）
図１７は、本実施の形態６のＥＵＶマスク検査装置ＥＣ２を示す説明図である。ＥＵＶマスク検査装置ＥＣ２は、ＥＵＶ検査光（ＥＵＶ光）ＢＭを発生する光源（ＥＵＶ光源）１、反射型マスクブランクあるいはＥＵＶマスクＭを載置するためのマスクステージ２、照明光学系ＣＩＯ、結像光学系ＤＰＯ、２次元アレイセンサー（画像検出器）ＳＥ、センサー回路５、パターンメモリ６、閾値設定回路８、閾値との比較回路９、タイミング制御回路１０、マスクステージ制御回路１１、及び、装置全体の動作を制御するシステム制御コンピュータ１８などで構成される。
【０１０９】
結像光学系ＤＰＯは凹面鏡Ｌ１と凸面鏡Ｌ２とから構成され、例えば集光開口数ＮＡ＝０．２、中心遮光開口数ＮＡ＝０．１、倍率２０倍のシュバルツシルド光学系である。位相欠陥やパターン欠陥の有無が検査されるＥＵＶマスクＭは、マスクステージ２上に載置される。光源１から発する中心波長１３．５ｎｍのＥＵＶ検査光ＢＭは、照明光学系ＣＩＯを通して集束ビームに変換された後、多層膜ミラーＰＭで折り曲げられて多層膜マスクＭの所定の領域を照射する。多層膜マスクＭからの反射光のうち欠陥部で散乱した光は、結像光学系ＤＰＯを介して集束ビームＳＬＩを形成し、２次元アレイセンサーＳＥ上に集光する。すなわち、２次元アレイセンサーＳＥには、ＥＵＶマスクＭの暗視野検査像が形成され、その結果、ＥＵＶマスクＭ上に残存する位相欠陥は検査画像の中で輝点として検出される。
【０１１０】
ここでは吸収体パターンのエッジで散乱する光も捉えられ、前記の位相欠陥の輝点に比べて小さい信号しか得られないものの、吸収体パターンに欠陥が存在すると検出信号の強度が変化する。ここで、ＥＵＶマスクＭは、石英ガラス等の低熱膨張材で形成されたマスク基板上に、波長（例えば、１３．５ｎｍ）の露光光に対して反射率が十分に得られるように、Ｓｉ（シリコン）とＭｏ（モリブデン）を交互に積層した多層膜を形成している。そして、この多層膜の上に所望のパターン形状を有する吸収体パターンを形成することによって、反射型露光マスクを構成している。
【０１１１】
ＥＵＶマスクＭの位置は、マスクステージ２に固定された測長用ミラー３の位置をレーザ測長器４で読み込むことにより、マスクステージ２の位置情報として得られる。この情報は位置回路１２に送られ、システム制御コンピュータ１８で認識できる。また、ＥＵＶマスクＭ上に形成されているパターンあるいはＥＵＶマスクＭの輪郭位置などを光学的に観察してパターン位置を把握できる光学顕微鏡ＡＬＯが備えられている。また、ビームスプリッタＢＳＰによりＥＵＶ検査光ＢＭの一部を分岐してセンサー７で光量をモニターし、閾値設定回路８において信号処理のための閾値を設定することができる。更に、マスクパターンに関する種々のデータを格納する各種データファイル１３、閾値データを格納する閾値データファイル１４、欠陥位置などの検出結果を記録する記録装置１５が備えられており、種々の情報をパターンモニタ１６や画像出力部１７を介して観察することができる。以上の構成は、上記実施の形態１において上記図１を用いて説明したＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１の構成とほぼ同様である。上記で特記していない構成に関しても、本実施の形態６のＥＵＶマスク検査装置ＥＣ２は、上記実施の形態１のＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１と同様の構成を有するとし、ここでの重複した説明は省略する。
【０１１２】
本実施の形態６のＥＵＶマスク検査装置ＥＣ２は、更に、２次元アレイセンサーＳＥの位置を２次元方向（互いに交差するＸ，Ｙ方向とする）に微動させる微動駆動部１００１と駆動制御回路１００２が備え付けられている。この微動駆動部１００１は、２次元アレイセンサーＳＥの検出器の画素の大きさ、即ちピクセルサイズ（画素寸法）より小さな距離だけ２次元アレイセンサーＳＥを動かすことが可能である。例えば、２次元アレイセンサーＳＥの１ピクセルの寸法は１０μｍであり、倍率２０倍の結像光学系ＤＰＯを用いた場合、マスク上換算ではピクセルサイズは５００ｎｍなので、マスクを５００ｎｍより小さい距離だけ移動させることに相当する。このような微動駆動部１００１の駆動源として、例えばピエゾ素子を用いる。
【０１１３】
以下では、上記のＥＵＶマスク検査装置ＥＣ２を用いたＥＵＶマスクの欠陥検査方法を説明する。第１ステップとして、マスク全面検査は上記実施の形態２の欠陥検査方法と同じ手順で行う。
【０１１４】
ここでの検査では、欠陥の有無の判断と、画像検出器の検査画素サイズとほぼ同じ位置精度での欠陥位置の特定となる。ここで用いた画像検出器の画素サイズは１個当たり、実際の検出器上で１０μｍ、倍率２０倍のシュバルツシルド光学系が用いられているのでマスク上換算では５００ｎｍとなり、この位置特定精度では欠陥修正に用いるには誤差が大きい。ＥＵＶＬでは、代表的な転写寸法が３２ｎｍである。これは、通常使用されている４倍体のマスク上では、１２８ｎｍとなる。
【０１１５】
この観点からの本発明者らの事前の検討によれば、マスク上換算の検査画素を細かくするのは２つの理由で課題がある。１つの課題は画素が細かいほど検査時間がかかることである。例えば画素サイズを５０ｎｍと現状の１０分の１にすると、検査時間は画素面積にほぼ反比例するので、１００倍時間がかかることになる。現状の検査時間はマスク全面で２〜１０時間であり、その１００倍の２００〜１０００時間は実用的な時間ではない。もう１つの課題は検出器のブラーの問題である。画像検出器としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用いているが、このデバイスでは、入射してきたＥＵＶ光がＳｉ層で原子と相互作用して２次電子を放出し、その電子に感応してＥＵＶ光が入射してきたことを検知する。ＥＵＶ光の波長帯ではＳｉ層の比較的表層面で２次電子を放出するため、この電子は幅広く拡散する。従って、拡散領域は数から数十ミクロンにおよび、画素のピクセルサイズを小さくしても検出器上数から数十ミクロン内にある周囲のピクセルが感応してしまうため、位置を特定する精度を向上させるのが困難となる。
【０１１６】
そこで、本実施の形態６のＥＵＶマスクの欠陥検査方法では、第２ステップとして、ＥＵＶマスクＭと検出器の相対位置を微動させてデータを取得することにより、第１のステップで検出した欠陥の位置と形状を正確に特定する。
【０１１７】
まず、欠陥が観測された場所（第１被検査領域または第２被検査領域）にマスクステージ２を移動し、微動駆動部１００１を使って２次元アレイセンサーＳＥを所望の方向（第１方向）に微動させて、ＥＵＶ像信号を収集する。
【０１１８】
本実施の形態６のＥＵＶマスクの欠陥検査方法におけるダイ−ダイ比較のシーケンスの例を図１８に示す。ここでは、上記実施の形態２と同様に、第１のチップＡ１（第１のダイ）および第２のチップＡ２（第２のダイ）が、同一のＥＵＶマスクＭ上に配置され、ダイ−ダイ比較されるチップ同士である。この符号に添え字を付けて、所望の方向に微動させた場合を示す。より具体的には、第１の位置Ａ１１と表記した場合が、第１のチップＡ１内の最初の位置（第１被検査領域）を示し、以後、順に、第２の位置Ａ１２、第３の位置Ａ１３、第４の位置Ａ１４、・・・、第ｎの位置Ａ１ｎなどが微動させた場合を示す。同様に、第１の位置Ａ２１と表記した場合が、第２のチップＡ２内の最初の位置（第２被検査領域）を示し、以後、順に、第２の位置Ａ２２、第３の位置Ａ２３、第４の位置Ａ２４、・・・、第ｎの位置Ａ２ｎなどが微動させた場合を示す。
【０１１９】
時間軸の流れとして、第１のチップＡ１の最初の位置（第１の位置Ａ１１）でのデータを取り込み、メモリに格納する。続いて、２次元アレイセンサーＳＥに対する第１のチップＡ１の相対位置を所望の方向（第１方向）に第１距離だけ微動させて、第２の位置Ａ１２でのデータを取り込み、メモリに格納する。ここでは、２次元アレイセンサーＳＥを動かすことで、２次元アレイセンサーＳＥに対する第１のチップＡ１の相対位置を第１距離だけずらすようにして微動させる。予め定めた第ｎの位置Ａ１ｎまでこの手順を続けて、第１のチップＡ１の第１被検査領域内における各位置でのデータ（第１の補助画素信号）を取り込み、メモリに格納する。
【０１２０】
その後、第２のチップＡ２の箇所にマスクステージ２を移動させて、第２のチップＡ２の最初の位置（第１の位置Ａ２１）でのデータを取り込み、メモリに格納する。続いて、２次元アレイセンサーＳＥに対する第２のチップＡ２の相対位置を微動させて、第２の位置Ａ２２でのデータを取り込み、メモリに格納する。ここでは、２次元アレイセンサーＳＥを動かすことで、２次元アレイセンサーＳＥに対する第２のチップＡ２の相対位置を第１距離だけずらすようにして微動させる。この際の微動の方向（第１方向）および量（第１距離）は、第１のチップＡ１において第１の位置Ａ１１から第２の位置Ａ１２に微動させた方向および量と同じにする。予め定めた第ｎの位置Ａ２ｎまでこの手順を続けて、第２のチップＡ２の第２被検査領域内における各位置でのデータ（第２の補助画素信号）を取り込み、メモリに格納する。
【０１２１】
ここで、上述のように、２次元アレイセンサーＳＥは微動駆動部１００１によって、２次元アレイセンサーＳＥの検出器の画素の大きさ、即ちピクセルサイズ（画素寸法）より小さな距離だけ２次元アレイセンサーＳＥを動かすことが可能である。従って、上記の第１距離も、２次元アレイセンサーＳＥの画素寸法よりも小さい距離として設定することが可能である。
【０１２２】
次に、メモリから第１のチップＡ１および第２のチップＡ２の各データを読み出してきてダイ−ダイ比較を行う。ここでは、特に、第１のチップＡ１と第２のチップＡ２との対応する位置での信号強度の差を取り、データＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・，Ｄｎとする。より具体的には、第１のチップＡ１の第１の位置Ａ１１での信号（第１の補助画素信号）の強度と、第２のチップＡ２の第１の位置Ａ２１での信号（第２の補助画素信号）の強度とをメモリから読み出し、これらの強度の差である補助強度差を取って、データＤ１とする。この段階で検出信号のマスク吸収体パターンの影響は除去され、あたかも多層膜上に位相欠陥のみがあるのと同じような状況となる。続いて、第１のチップＡ１の第２の位置Ａ１２での信号強度と、第２のチップＡ２の第２の位置Ａ２２での信号強度とをメモリから読み出し、差を取って、データＤ２とする。
【０１２３】
この手順を続けて第ｎの位置Ａ１ｎ，Ａ２ｎでの信号強度を比較したデータＤｎまで演算し、データを蓄える。その後、各位置の補助強度差であるデータＤ１〜データＤｎの解析をして、欠陥位置を特定する。このようにすると、多層膜上に欠陥がある場合を示す上記図２５の例に帰することができる。
【０１２４】
また、本実施の形態６のＥＵＶマスクの欠陥検査方法における、他のダイ−ダイ比較のシーケンスの例を図１９に示す。時間軸の流れとして、第１のチップＡ１の最初の位置（第１の位置Ａ１１）でのデータを取り込み、メモリに格納する。第１のチップＡ１を第１方向に第１距離だけ微動させて、第２の位置Ａ１２でのデータを取り込み、メモリに格納する。ここでは、２次元アレイセンサーＳＥを動かすことで、２次元アレイセンサーＳＥに対する第１のチップＡ１の相対位置を第１距離だけずらすようにして微動させる。予め定めた第ｎの位置Ａ１ｎまでこの手順を続けて、各位置でのデータ（第１の補助画素信号）を取り込み、メモリに格納する。
【０１２５】
その後、第２のチップＡ２の箇所にマスクステージ２を移動させて、第２のチップＡ２の最初の位置（第１の位置Ａ２１）でのデータを取り込む。ここでは、同時に、第１のチップＡ１の第１の位置Ａ１１のデータをメモリより読み出し、それらの信号強度の差を取って、データＤ１としてメモリに格納する。その後、第２のチップＡ２を第１方向に第１距離だけ微動させて、第２の位置Ａ２２でのデータ（第２の補助画素信号）を取り込む。この際の微動の方向および量は、第１のチップＡ１において第１の位置Ａ１１から第２の位置Ａ１２に微動させた方向（第１方向）および量と同じにする。ここでは、２次元アレイセンサーＳＥを動かすことで、２次元アレイセンサーＳＥに対する第２のチップＡ２の相対位置を第１距離だけずらすようにして微動させる。そして、上記と同様に、この時点で第１のチップＡ１の第２の位置Ａ１２のデータ（第１の補助画素信号）をメモリより読み出し、これらの信号強度の差である補助強度差を取って、データＤ２としてメモリに格納する。予め定めた第ｎの位置Ａ２ｎまでこの手順を続けて、データＤｎをメモリに格納する。その後、各位置での補助強度差としてのデータＤ１〜データＤｎを解析して、欠陥位置を特定する。
【０１２６】
ここで、上述のように、２次元アレイセンサーＳＥは微動駆動部１００１によって、２次元アレイセンサーＳＥの検出器の画素の大きさ、即ちピクセルサイズ（画素寸法）より小さな距離だけ２次元アレイセンサーＳＥを動かすことが可能である。従って、上記の第１距離も、２次元アレイセンサーＳＥの画素寸法よりも小さい距離として設定することが可能である。
【０１２７】
このように、図１９を用いて説明した方法によれば、上記図１８を用いて説明した方法と比較してメモリの消費量が少なく、また処理時間を短くすることができる。一方、上記図１８を用いて説明した方法によれば、図１９を用いて説明した方法と比較して、各データ（例えばデータＤ１）などの差分画像計算を各位置（例えば第１の位置Ａ１１）などのデータ取り込み時間にとらわれずに設定でき、中央処理装置の設定自由度を高くすることができる。
【０１２８】
上記のデータ収集工程について、図２０の説明図を用いて詳しく説明する。ここでは、説明を分かりやすくするために、ＥＵＶマスクＭ上に位相欠陥１１０１が１つ存在する場合を示す。また、周囲にマスク吸収体パターンがある場合の吸収体の影響は、同じパターンが配置されたチップとのダイ−ダイ比較により排しておく。
【０１２９】
図２０中には、２次元アレイセンサーＳＥの画素１１０２、即ちピクセルアレイマトリックスを示している。図２０（ａ），（ｂ），（ｃ）は最初の位置を基点にＸ方向（横方向）にマスクステージ２に対して２次元アレイセンサーＳＥを相対的に微動させた場合を示し、図２０（ａ），（ｄ），（ｅ）はＹ方向（縦方向）にマスクステージ２に対して２次元アレイセンサーＳＥを相対的に微動させた場合を示す。この微動はステップ送りでも良いし、スキャンでもよい。微動機構はピエゾ駆動とした。ここで、ＥＵＶマスクＭ全面走査のスループットを考慮して、２次元アレイセンサーＳＥの画素１１０２のサイズは、センサー上で１０μｍとなっている。本発明者らの検証によれば、通常、位相欠陥１１０１の大きさはそれよりはるかに小さい。例えば、本発明者らがマスクブランクの破壊検査を行ったところ、代表的な位相欠陥は多層膜表面からの高さが約１．５ｎｍ程度であり、幅が約４０ｎｍ程度であった。
【０１３０】
本実施の形態６の欠陥検査方法によれば、２次元アレイセンサーＳＥを微動させて各センサー画素（ピクセル）で信号を取ることにより、位相欠陥１１０１の正確な位置情報が得られる。即ち、図２０（ａ）では、中心のピクセルで強い信号が得られ、図２０（ｂ）では中心ピクセルでの信号強度はやや減衰して、中段列左側のピクセルの信号が強まり、図２０（ｃ）では中心ピクセルでの信号強度は大幅に減衰して、中段列左側のピクセルの信号が強まる。このようにして、ピクセルの大きさと比較した移動距離と信号強度の各ピクセルでの挙動から、正確な欠陥位置を特定できる。
【０１３１】
２次元アレイセンサーＳＥで捕らえる欠陥像信号のグラフ図を図２１に示す。図２１（ａ）は、静止状態での２次元アレイセンサーＳＥ上でのＥＵＶ光強度分布（像）１２０１を示す。暗視野像であり、結像光学系の収差も加わることから欠陥の大きさそのものより拡がった像となる。これを２次元アレイセンサーＳＥで受けて信号１２０２として表示したものを図２１（ｂ）に示す。信号１２０２は、２次元アレイセンサーＳＥの画素（ピクセル）単位で離散されたものとなるとともに、センサーでのブラーが加わって数ピクセルに渡って信号１２０２が観測される。２次元アレイセンサーＳＥでのブラーとは、センサーに入射して来たＥＵＶ光がセンサーの物質に当って２次電子を出す際、いろいろな向きに２次電子を放出することである。言い換えれば、このような２次電子は物質中で拡散するため、所謂ニジミとなる現象である。このため欠陥の位置の特定は、２次元アレイセンサーＳＥ上の数十μｍの範囲にとどまる。結像光学系の倍率は２０倍であるため、マスクブランク全面検査の段階ではマスク上で表現しても１μｍ程度の位置特定精度となっている。
【０１３２】
一方、本実施の形態６の欠陥検査方法のように、２次元アレイセンサーＳＥに微動をかけて信号解析を施した場合、各微動位置において信号波形を積算した包絡線を求めて必要に応じてスムージング処理を施すと、図２１（ｃ）に示すように中心位置を正確に把握できるＥＵＶ光強度分布１２０３を得る位置を求めることができる。本発明者らの検証によれば、本実施の形態６の欠陥検査方法とすることで、全面走査だけの場合に比べて５０倍以上の細かさで欠陥位置を特定することができた。即ち、欠陥の位置をマスクブランク上で数十ｎｍの精度で特定することができた。特に、この４０ｎｍの欠陥の場合の位置特定精度は３０ｎｍ程度で、マスクとして欠陥救済する上で十分な精度であった。
【０１３３】
また、本実施の形態６のような方法で、Ｘ，Ｙ両方向に微動を行って信号を取得することにより、欠陥の平面形状を計測することも可能となった。欠陥の平面形状は、欠陥救済を行う上で有用である。一例として、図２２に、測定の結果得られた代表的な欠陥の平面形状を説明するための説明図を示す。円形の欠陥１３０１、楕円形状の欠陥１３０２、または、線状に近い欠陥１３０３といったような欠陥形状を、位置を特定して検出することができる。さらに、例えば楕円形状の欠陥１３０２などにおいては、中心位置に加え、長軸、短軸の向きも捉えることができ、欠陥救済を行う上で重要なデータを得ることができる。また信号強度のピーク位置から重心を求めることもできる。
【０１３４】
以上では、ＥＵＶマスク検査装置ＥＣ２においてＥＵＶマスクＭと２次元アレイセンサーＳＥとの相対位置を微動させる手段として、２次元アレイセンサーＳＥに微動駆動部１００１を設けた構造を説明した。この方法は、結像光学系ＤＰＯを介した拡大像に対しての微動となるため、微動精度を保つ上で効果的である。
【０１３５】
この他に、マスクステージ２に微動機構を備えるという方法もある。この方法では駆動部がステージに集中し、２次元アレイセンサーＳＥは半固定となってセンサー周りの構造を簡便、軽量にすることができる。また、マスクステージ２の微動機構と２次元アレイセンサーＳＥの微動機構を組み合わせることもできる。本質的なことは２次元アレイセンサーＳＥとマスクブランクとの相対位置をセンサーのピクセルサイズより細かく微動させることにある。
【０１３６】
なお、本実施例では欠陥検査対象として吸収体パターンのついたＥＵＶマスクＭの場合を示したが、これに限らずフィデューシャルマークのついた多層膜ブランクを検査対象とすることもできる。その場合はダイ−ダイ比較を省くことができる。
【０１３７】
以上のように、本実施の形態６のＥＵＶマスク検査装置およびＥＵＶマスクの欠陥検査方法によれば、ＥＵＶマスクの位相欠陥の位置と形状とを正確に測定することが可能となる。更に、得られた欠陥位置情報を用いて、欠陥の影響を回避するように、ＥＵＶマスクブランクの上に吸収体パターンを形成することが可能になるため、ＥＵＶマスクの製造歩留まりを向上させることができる。
【０１３８】
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は、波長が１３．５ｎｍ付近の極端紫外線（ＥＵＶ光）を用いた半導体装置の製造業に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１４０】
１  光源
２  マスクステージ
３  測長用ミラー
４  レーザ測長器
５  センサー回路
６  パターンメモリ
７  センサー
８  閾値設定回路
９  比較回路
１０  タイミング制御回路
１１  マスクステージ制御回路
１２  位置回路
１３  各種データファイル
１４  閾値データファイル
１５  記録装置
１６  パターンモニタ
１７  画像出力部
１８  システム制御コンピュータ
２１  検査画像取得領域
２２  検査ストライプ
３１  位相欠陥
３２，３３，３４  光強度分布
４１，４４  基準マーク
４２，４３  画素
５１  第１のダイ
５２  第２のダイ
５３  検査領域
６１  位相欠陥
６２，６３  要部
７１  ホールパターン
７２，７３  位相欠陥
７４  ピンホール欠陥
８０  光源
８１  照明光学系
８２  縮小投影光学系
８３  ウェハ
８４  ステージ
９１，９２  位相欠陥
９３  パターン欠陥
１０１  半導体ウェハ
１０１ｓ  シリコン基板
１０２ｎ  ｎウェル
１０２ｐ  ｐウェル
１０３，１０５  酸化膜
１０４，１０６  レジストパターン
１０７  分離部
１０８  ゲート絶縁膜
１０９  ゲート電極
１１０，１１１  半導体領域
１１２  層間絶縁膜
１１３Ｌ  配線
１１３Ｒ  抵抗
１１４  酸化シリコン膜
１１５  接続孔
１１６  第１配線層
１００１  微動駆動部
１００２  駆動制御回路
１１０１  位相欠陥
１１０２  画素
１２０１，１２０３  ＥＵＶ光強度分布
１２０２  信号
１３０１，１３０２，１３０３  欠陥
Ａ１  第１のチップ
Ａ２  第２のチップ
Ａ３  第３のチップ
ＡＢ１  吸収体膜
ＡＢＳ  吸収体パターン
ＡＬＯ  光学顕微鏡
ＢＭ  ＥＵＶ検査光
ＢＳＰ  ビームスプリッタ
ＢＵＦ  バッファ層
ＣＡＰ  キャッピング層
ＣＦ  メタル膜
ＣＩＯ  照明光学系
ＤＥＦ１，ＤＥＦ２，ＤＥＦ３，ＤＥＦ４，ＤＥＦ５  欠陥
ＤＰＯ  結像光学系
ＥＣ１，ＥＣ２  ＥＵＶマスク検査装置
ＥＰ  ＥＵＶ投影露光装置
Ｌ１  凹面鏡
Ｌ２  凸面鏡
ＬＬ  ＥＵＶ光（極端紫外線）
Ｍ  ＥＵＶマスク
ＭＡ１，ＭＡ２，ＭＡ３，ＭＡ４  アライメントマークエリア
ＭＢ  マスクブランク
ＭＤＥ  デバイスパターンエリア
ＭＬ  多層膜
ＭＳ  基板
ＮＡ  開口数
Ｐ０１  微小なパーティクル
Ｐ０２  微小な窪み
ＰＭ  多層膜ミラー
Ｑｎ  ｎＭＩＳトランジスタ
Ｑｐ  ｐＭＩＳトランジスタ
ＲＥＦ  多層膜反射領域
Ｓ１０１〜Ｓ１１１  ステップ
Ｓ２０１〜Ｓ２１１  ステップ
Ｓ２２１〜Ｓ２２７  ステップ
Ｓ３０１〜Ｓ３０９  ステップ
ＳＥ  ２次元アレイセンサー
ＳＬＩ  集束ビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0005425593.tif 000014
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図４】
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