(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源ガスを用いてＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光発生手段と、
前記ＥＵＶ光発生手段に前記光源ガスを供給する光源ガス供給手段と、
を備える光源チャンバーと、
前記ＥＵＶ光発生手段で発生したＥＵＶ光を選択的に透過させるフィルタと、
前記フィルタを通過したＥＵＶ光を反射する第１の凹面鏡と
第１排気手段と、
を備える補助チャンバーと、
前記第１の凹面鏡で反射したＥＵＶ光をＥＵＶマスクに向けて反射する折り返しミラーと、
前記ＥＵＶマスクで反射したＥＵＶ光を受光器に導くシュバルツシルト光学系と、
第２排気手段と、
を備える検査光学系チャンバーと、
を具備するＥＵＶマスク検査装置であって、
前記第１の凹面鏡と前記折り返しミラーとの間に配置された第２の凹面鏡を備え、
前記光源チャンバーと前記補助チャンバーと前記検査光学系チャンバーは空間的に接続されており、前記第１排気手段及び前記第２排気手段により前記補助チャンバーと前記検査光学系チャンバーとの間で差動排気が行われ、
前記補助チャンバーの圧力が前記光源チャンバーの圧力以下になっており、
前記ＥＵＶ光発生手段で発生したＥＵＶ光が第１ホールを通過して、前記第１の凹面鏡に入射し、
前記第１の凹面鏡で反射したＥＵＶ光が前記第１ホールよりも小さい第２ホールに集光されて、記第２の凹面鏡に入射し、
前記第２ホールを介して前記補助チャンバーと前記検査光学系チャンバーが差動排気されるＥＵＶマスク検査装置。
【請求項２】
前記光源チャンバーは、第３排気手段を更に備え、
前記第１排気手段と前記第３排気手段により前記補助チャンバーと前記光源チャンバーとの間で差動排気が行われる、
請求項１に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項３】
前記補助チャンバーには、前記第１ホール、及び前記第２ホールが設けられ、
前記フィルタは、前記第１ホールに密着しない状態で配置されることを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項４】
前記第１の凹面鏡は楕円反射鏡であり、
前記ＥＵＶ光の発生位置と前記第２ホールの位置がそれぞれ前記楕円反射鏡の２つの焦点となるように前記楕円反射鏡を配置したことを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項５】
前記第２ホールは、直径が５．２ｍｍ以下であることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項６】
前記第１ホールから入射されるＥＵＶ光のエタンデュ値が１ｍｍ＾２・ｓｒ以下であり、
前記第２ホールの直径が１ｍｍ以下であることを特徴とする、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項７】
前記フィルタは、前記第１ホールと比べて前記第１の凹面鏡に近い位置に配置される、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項８】
前記第２の凹面鏡が前記検査光学系チャンバー内に配置されている請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項９】
前記補助チャンバーと前記検査光学系チャンバーの間に配置される少なくとも１以上の中間チャンバーを更に具備し、
前記中間チャンバーは、
前記第２の凹面鏡と、
前記第２の凹面鏡で集光したＥＵＶ光を出射する第３のホールと、
第４排気手段と、
を備えることを特徴とする、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項１０】
前記フィルタは、ＥＵＶ光を選択的に透過させるフィルタを複数配置したターレットで構成されていることを特徴とする、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項１１】
前記フィルタの厚みは１００ｎｍ以下であることを特徴とする、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項１２】
所定のガスを用いてＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光源が配置される光源チャンバーと、
折り返しミラー、及びシュバルツシルト光学系が配置される検査光学系チャンバーと、
第１ホールと前記第１ホールよりも小さい第２ホールとを有する補助チャンバーであって、前記ＥＵＶ光源から発生したＥＵＶ光を前記第１ホールから入射し、前記入射したＥＵＶ光を前記第２ホールから出射することで前記ＥＵＶ光源から発生したＥＵＶ光を前記検査光学系チャンバーへ導く補助チャンバーと、
を備えるＥＵＶマスク検査装置で用いられるマスク検査方法であって、
前記第２ホールを介して、前記補助チャンバーと前記検査光学系チャンバーとの間で差動排気を行う排気ステップと、
前記補助チャンバーの圧力が前記光源チャンバーの圧力以下となっている状態で、前記ＥＵＶ光源でＥＵＶ光を発生させるＥＵＶ光発生ステップと、
前記補助チャンバー内に前記第１ホールに密着しない状態で配置されたフィルタを用いてＥＵＶ光を選択的に透過させるＥＵＶ光選択ステップと、
前記補助チャンバー内で前記フィルタ後段に配置された第１の凹面鏡を用いて前記フィルタで選択的に透過したＥＵＶ光を前記第２ホールに集光する第１集光ステップと、
前記第２ホールを通過した前記ＥＵＶ光を第２の凹面鏡によって集光するとともに、前記第２の凹面鏡で反射したＥＵＶ光を折り返しミラーで反射して、検査対象に導く導光ステップと、
前記シュバルツシルト光学系を用いて前記検査対象で反射したＥＵＶ光を受光器まで伝搬する伝搬ステップと、を有するＥＵＶマスク検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程におけるＥＵＶＬ（Extremely Ultraviolet Lithography）で利用されるＥＵＶマスクの欠陥を検出するＥＵＶマスク検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の微細化を担うリソグラフィ技術に関して、現在、露光波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを露光光源としたＡｒＦリソグラフィが量産適用されている。また、露光装置の対物レンズとウエハとの間を水で満たして、解像度を高める液浸技術（ＡｒＦ液浸リソグラフィと呼ばれる。）も量産され始めている。さらに一層の微細化を実現するために、露光波長１３．５ｎｍのＥＵＶＬの実用化に向けて様々な技術開発が行われている。
【０００３】
図９にＥＵＶマスクの構造の一例を示す。図９に示すように、ＥＵＶマスク２０は、基板２１、多層膜２２、保護膜２３、吸収体２４を備える。低熱膨張性ガラスから成る基板２１の上には、ＥＵＶ光を反射させるための多層膜２２が設けられている。多層膜２２は、通常、モリブデンとシリコンを交互に数十層積み重ねた構造になっている。これによって、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を垂直入射で約６５％も反射させることができる。多層膜２２の上にはＥＵＶ光を吸収する吸収体２４が設けられ、ブランクスが構成されている。
【０００４】
吸収体２４と多層膜２２の間には保護膜２３（バッファレイヤー、及びキャッピングレイヤーと呼ばれる膜）が設けられている。実際に露光に使うために吸収体２４にパターン形成することで、パターン付きＥＵＶマスクが完成する。本発明では、ブランクス及びパターン付きＥＵＶマスクのいずれも検査対象としているため、これらを特に区別しない場合は、単にＥＵＶマスクと呼ぶものとする。
【０００５】
ＥＵＶマスク、特にブランクスにおいて許容できない欠陥の最小の大きさと深さは、従来のＡｒＦマスクの場合に比べると極めて小さくなっていることから、検出が難しくなっている。そこで、検査光源にＥＵＶ光、すなわち波長１３．５ｎｍの露光光と同じ波長の照明光によって検査することが提案されている。これにより、波長の１／１０程度の微小な凹凸欠陥も検出できるとされている。
【０００６】
露光光と同じ波長で検査することは、アクティニック（Actinic）検査と呼ばれている。ＥＵＶマスクでは、特にアクティニック検査が不可欠になっている。なお、ＥＵＶマスクのブランクスを対象としたアクティニック検査装置に関しては、例えば、非特許文献１において示されている。
【０００７】
ＥＵＶマスクのアクティニック検査に用いられるＥＵＶ光源には、ＥＵＶ露光装置用のＥＵＶ光源に要求されるＥＵＶ光パワーに比べれば、桁違いに低いパワーで十分である。そのため、構造的に簡単な放電プラズマ（DPP: Discharge Produced Plasmaと呼ばれる。）方式の光源が用いられることが多い。
【０００８】
例えば、ブランクス検査装置の場合、ＥＵＶ光源から検査光学系の方向に取り出されるＥＵＶ光のパワーとしては、ブランク１枚を２時間で検査する場合、５０〜１００ｍＷとされている。しかしながら、実際にブランク表面に照射されるＥＵＶ光のパワーは０．５〜１ｍＷと非常に小さい。つまり、ＥＵＶ光の利用効率が極めて低いことが問題であった。
【０００９】
このＥＵＶ光の利用効率について、図１０を用いて定量的に説明する。図１０は非特許文献１記載のＥＵＶマスク検査装置における光学系の一部を示した図である。ＥＵＶマスク検査装置２００はＥＵＶ光源２００ａと検査部２００ｂとで構成されている。ＥＵＶ光源２００ａから下方に放射されるＥＵＶ光Ｌ２１は、ＥＵＶ光を発生させるためのガス（一般にＸｅ単体、あるいはＸｅを主体とする混合ガス）で満たされたＥＵＶ光源２００ａと真空である検査部２００ｂとを分離するためのＥＵＶ用フィルタ２０１（ウインドと呼ばれることもある。）を透過する。
【００１０】
ＥＵＶ用フィルタ２０１は、波長１３．５ｎｍを中心とするＥＵＶ光の透過率が他の波長に比較して高いジルコニウム（Ｚｒ）やシリコン（Ｓｉ）等の材料を選ぶことにより、薄膜フィルタ型ＳＰＦ（Spectral Purity Filter）としても作用する。ジルコニウムフィルタに関しては、例えば、非特許文献２に示されている。また、ジルコニウム単体ではなく、シリコン等を交互に積み重ねたＥＶＵ用フィルタに関しては、特許文献１に示されている。
【００１１】
ＥＵＶ用フィルタ２０１を透過したＥＵＶ光は、検査部２００ｂ内部に配置される検査光学系によって検査対象であるＥＵＶマスク２０３に導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−２７９０３６号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Tsuneo Terasawa, et.al., "EUVL Mask Inspection and Metrology Capability," The 2009 Lithography Workshop, June 30, 2009.
【非特許文献２】Forbes R. Powell, et. Al., "Filter windows for EUV lithography," Proceedings of SPIE Vol.4343, pp.585-589.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記従来のＥＵＶマスク検査装置では、ＥＵＶ用フィルタ２０１は、ＥＵＶ光を選択的に検査部２００ｂに通過させる機能に加えてＥＵＶ光源２００ａのプラズマから飛散するデブリが検査部２００ｂ側に流れることを防ぐ役割を果たしている。従って、ＥＵＶ用フィルタ２０１に破損が生じると直ちにデブリが検査部２００ｂ側に流れ込み、検査対象であるＥＵＶマスクの汚染に繋がる。
【００１５】
ここで、ＥＵＶ光源２００ａはＥＵＶ光を発生させるガスで満たされるのに対し、検査部２００ｂは真空であるため、ＥＵＶ用フィルタ２０１にはＥＵＶ用フィルタの表面と裏面にかかる圧力差に起因して応力が加わる。
【００１６】
従って、上記応力が加わっても破損が生じて検査部２００ｂ内の光学部品を汚染しないようにＥＵＶ用フィルタ２０１としては厚さ４００ｎｍ程度の厚いジルコニウムフィルタが用いられる。当該ＥＵＶ用フィルタ２０１の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光透過率は２１％程度となる。
【００１７】
ＥＵＶ用フィルタ２０１を透過したＥＵＶ光Ｌ２２は、多層膜鏡２０２ａに４５度で入射する。ＥＵＶ光Ｌ２２は、多層膜鏡２０２ａに入射する前はランダム偏光であり、Ｐ偏光とＳ偏光の両方が同等のパワーで存在する光であると考えることができる。ＥＵＶ光Ｌ２２が多層膜鏡２０２ａに入射すると、Ｐ偏光はほとんど反射せず、Ｓ偏光のみが約６５％の反射率で反射される。従って、この多層膜鏡２０２ａで反射するＥＵＶ光Ｌ２３は、入射前のＥＵＶ光Ｌ２２の約３２．５％になっている。
【００１８】
ＥＵＶ光Ｌ２３は、ブランクスを照射する前にもう１枚の多層膜鏡２０２ｂに４５度で入射する。ＥＵＶ光Ｌ２３は、多層膜鏡２０２ｂに入射する前はほぼＳ波しかない。このため、ＥＵＶ光Ｌ２３は、多層膜鏡２０２ｂで約６５％の反射率で反射される。従って、ＥＵＶ光Ｌ２１に対するＥＵＶ光Ｌ２４のパワーの割合であるＥＵＶ光利用効率は約４．４％となり、非常に低かった。
【００１９】
本発明は、上記課題を鑑み、ＥＵＶ光源を用いたＥＵＶマスク検査装置において、ＥＵＶ光の利用効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第１の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、光源ガスを用いてＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光発生手段と、前記ＥＵＶ光発生手段に前記光源ガスを供給する光源ガス供給手段と、を備える光源チャンバーと、前記ＥＵＶ光発生手段で発生したＥＵＶ光を選択的に透過させるフィルタと、第１排気手段と、を備える補助チャンバーと、前記フィルタを透過したＥＵＶ光を検査対象に導く検査光学系と、第２排気手段と、を備える検査光学系チャンバーと、を具備するＥＵＶマスク検査装置であって、前記光源チャンバーと前記補助チャンバーと前記検査光学系チャンバーは空間的に接続されており、前記第１排気手段及び前記第２排気手段により前記補助チャンバーと前記検査光学系チャンバーとの間で差動排気が行われることを特徴とする。当該構成によれば、フィルタに対して圧力差による破損が生じないため薄いフィルタを用いることができるため、ＥＵＶ光の利用効率を高めることができ、また、別途補助チャンバーを光源と検査光学系の間に挿入することで、光源側から漏れ出たデブリが検査光学系へ直ちに流れ込むことを防ぐことができる。
【００２１】
本発明の第２の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記光源チャンバーは、第３排気手段を更に具備し、前記第１排気手段と前記第３排気手段により前記補助チャンバーと前記光源チャンバーとの間で差動排気が行われることを特徴とする。当該構成によれば、光源チャンバーと補助チャンバーの間で第２の差動排気が行われることで、補助チャンバーから検査光学系チャンバーへ漏れ出る光源ガスの量を更に減らすことが可能となる。
【００２２】
本発明の第３の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記補助チャンバーは、前記ＥＵＶ光発生手段で発生したＥＵＶ光を入射する第１ホールと、前記フィルタ透過後のＥＵＶ光を前記検査光学系に出射する第２ホールと、を有し、前記フィルタは、前記第１ホールに密着しない状態で配置されることを特徴とする。当該構成によれば、フィルタに対して圧力差による破損が生じないため薄いフィルタを用いることができ、ＥＵＶ光の利用効率を高めることができる。
【００２３】
本発明の第４の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記補助チャンバーは、前記フィルタ透過後のＥＵＶ光を前記第２ホールに集光する凹面鏡を更に備え、前記第２ホールは前記第１ホールよりも小さいことを特徴とする。当該構成により補助チャンバーに設けられる第２ホールを小さくすることが可能となるため、補助チャンバーから検査光学系チャンバーへ漏れ出る光源ガスの量を減らすことが可能となる。
【００２４】
本発明の第５の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記凹面鏡は楕円反射鏡であり、前記ＥＵＶ光の発生位置と前記第２ホールの位置がそれぞれ前記楕円反射鏡の２つの焦点となるように前記楕円反射鏡を配置したことを特徴とする。当該構成によれば、補助チャンバーに設けられる第２ホールを更に小さくすることが可能となるため、補助チャンバーから検査光学系チャンバーへ漏れ出る光源ガスの量を減らすことが可能となる。
【００２５】
本発明の第６の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記第２ホールは、直径が５．２ｍｍ以下であることを特徴とする。このように小さな第２ホールを用いることで、補助チャンバーから検査光学系チャンバーへ漏れ出る光源ガスの量を減らすことが可能となる。
【００２６】
本発明の第７の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記第１ホールから入射されるＥＵＶ光のエタンデュ値が１ｍｍ＾２・ｓｒ以下であり、前記第２ホールの直径が１ｍｍ以下であることを特徴とする。一般的な露光装置とは異なり、エタンデュ値が小さなＥＵＶ光を用いてＥＵＶマスクの検査を行うため、第２ホールを更に小さくすることができ、検査光学系チャンバーにおける光源ガスの分圧を無視できる程度まで下げることができる。
【００２７】
本発明の第８の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記検査光学系チャンバーは水素ガスを供給する第１充填ガス供給手段を更に備え、前記第１充填ガス供給手段は、検査光学系チャンバーの水素分圧が１０Ｐａ〜５０Ｐａとなるように前記水素ガスを前記検査光学系チャンバーに供給する。ＥＵＶ光の吸収率が最も低い気体である水素を充填ガスとして検査光学系チャンバーに供給することで、カーボンコンタミ等の汚染によって生じるＥＵＶ光利用効率の低下を抑えることができる。
【００２８】
本発明の第９の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記補助チャンバーは充填ガスを供給する第２充填ガス供給手段を更に備え、前記第２充填ガス供給手段は、補助チャンバーの水素分圧が前記検査光学系チャンバーの水素分圧よりも低くなるように水素ガスを充填ガスとして前記補助チャンバーに供給する。当該構成により、補助チャンバー内での水素ラジカルによる洗浄効果が実現できると同時に光源内に水素ガスが混入する割合を抑制することができる。
【００２９】
本発明の第１０の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記補助チャンバーは充填ガスを供給する第２充填ガス供給手段を更に備え、前記第２充填ガス供給手段は、ヘリウムガスを充填ガスとして前記補助チャンバーに供給する。当該構成によれば、補助チャンバーにＥＵＶ光の発光を比較的妨げないヘリウムガスを供給することで、補助チャンバーより光源側にヘリウムガスが漏れ出してもプラズマ放電が妨げられないため、高い発光効率を維持することができる。
【００３０】
本発明の第１１の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記フィルタは、前記第１ホールと比べて前記凹面鏡に近い位置に配置される。フィルタをこのように配置することで、フィルタにぶつかるデブリの速度を落とすことができると共に、フィルタの熱破壊を抑えることができる。
【００３１】
本発明の第１２の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記補助チャンバーと前記検査光学系チャンバーの間に配置される少なくとも１以上の中間チャンバーを更に具備し、前記中間チャンバーは、前記第２ホールを通過したＥＵＶ光を集光する第２の凹面鏡と、前記第２の凹面鏡で集光したＥＵＶ光を出射する第３のホールと、第４排気手段と、を備える。補助チャンバーと検査光学系チャンバーの間に更に中間チャンバーを配置することで、検査光学系チャンバーに漏れ出す光源ガスの量を更に減らすことができ、同時に、光源内に水素ガスが混入する割合を大幅に抑制することができる。
【００３２】
本発明の第１３の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記フィルタは、ＥＵＶ光を選択的に透過させるフィルタを複数配置したターレットで構成されていることを特徴とする。当該構成によれば、デブリ衝突によるフィルタ破損が生じても、ターレットを回転させることで直ちに別のフィルタを用いることができる。
【００３３】
また、本発明のＥＵＶマスク検査方法は、所定のガスを用いてＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光源と、検査光学系が配置される検査光学系チャンバーと、第１ホールと第２ホールとを有するチャンバーであって、前記ＥＵＶ光源から発生したＥＵＶ光を前記第１ホールから入射し、前記入射したＥＵＶ光を前記第２ホールから出射することで前記ＥＵＶ光源から発生したＥＵＶ光を前記検査光学系へ導く補助チャンバーと、を備えるＥＵＶマスク検査装置で用いられるマスク検査方法であって、前記補助チャンバーと前記検査光学系チャンバーとの間で差動排気を行う排気ステップと、前記ＥＵＶ光源でＥＵＶ光を発生させるＥＵＶ光発生ステップと、前記補助チャンバー内に前記第１ホールに密着しない状態で配置されたフィルタを用いてＥＵＶ光を選択的に透過させるＥＵＶ光選択ステップと、前記補助チャンバー内で前記フィルタ後段に配置された凹面鏡を用いて前記フィルタで選択的に透過したＥＵＶ光を前記第２ホールに集光する第１集光ステップと、前記第２ホールを通過した前記ＥＵＶ光を検査対象に導く導光ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、ＥＵＶ光源から発生するＥＵＶ光の利用効率を高めたＥＵＶマスク検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態１に係るＥＵＶマスク検査装置の構成を示す模式図である。
【図２】２ｍの伝搬光路におけるＥＵＶ光の透過率とキセノン分圧の関係を示す図である。
【図３】実施の形態２に係るＥＵＶマスク検査装置の構成を示す模式図である。
【図４】２ｍの伝搬光路におけるＥＵＶ光の透過率と水素分圧の関係を示す図である。
【図５】実施の形態３に係るＥＵＶマスク検査装置の構成を示す模式図である。
【図６】本発明に係るＥＵＶマスク検査装置における注入ガスの説明図である。
【図７】実施の形態４に係るＥＵＶマスク検査装置の構成を示す模式図である。
【図８】ＥＵＶフィルタを複数備えたターレットの構成を示す図である。
【図９】ＥＵＶマスクブランクスの構成を示す図である。
【図１０】従来のＥＵＶマスク検査装置を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。
【００３７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態に係るＥＵＶマスク検査装置について、図１を参照して説明する。図１は、ＥＵＶマスク検査装置３００の構成を示す模式図である。ただし、図では電源類は省略している。
【００３８】
ＥＵＶマスク検査装置３００は、半導体製造工程におけるＥＵＶリソグラフィ（Extremely Ultraviolet Lithography）で利用されるＥＵＶマスクの欠陥を検出する。なお、ＥＵＶマスク検査装置３００は、検査対象として、基板上に多層膜が付けられたブランクスあるいはパターン形成されたマスクのいずれにも適用できる。ここでは、これらをＥＵＶマスクと称する。
【００３９】
ＥＵＶマスク検査装置３００は、大別すると、光源３００ａ、照明光伝送部３００ｂ、検査部３００ｃ、から構成される。
【００４０】
光源３００ａは、排気用配管３１１ａを備える光源チャンバー３１２ａと、当該光源チャンバー３１２ａ内部に配置されるＥＵＶ光発生部３０１とから構成される。ＥＵＶ光発生部３０１は、内部に放電用の電極を備えており、ガス供給用配管３１０ａから供給される光源ガスに放電を行うことでＥＵＶ光を発生させる。
【００４１】
ガス供給用配管３１０ａは図示せぬガスボンベと接続されており、当該ガス供給用配管３１０ａを通じてＥＵＶ光を発生させるための光源ガスがＥＵＶ光発生部３０１に供給される。具体的には、キセノンをベースとした、Ｘｅ、Ｎｅ、Ａｒの３種類の混合ガス（以下、Ｘｅ混合ガスと呼ぶ。）が光源ガスとして用いられ、当該Ｘｅ混合ガスがガス供給用配管３１０ａを通じてＥＵＶ光発生部３０１内へ供給される。
【００４２】
排気用配管３１１ａは、図示せぬ真空ポンプと接続されており、当該真空ポンプにより光源チャンバー３１２ａの排気が行われる。
【００４３】
光源チャンバー３１２ａ内部は、ガス供給用配管３１０ａを通じて供給されるＸｅ混合ガスで満たされている。光源チャンバー３１２ａの圧力は、ＥＵＶ光の発生に適した全圧５０Ｐａ〜１５０Ｐａ程度の圧力に設定される。光源チャンバー３１２ａの圧力は、図示せぬ圧力計によってモニターされ、別途設けられた圧力制御装置が、圧力計からのデータに基づいてガス供給用配管３１０ａ及び排気用配管３１１ａに取り付けられたバルブを制御することで圧力が一定に保たれる。
【００４４】
ＥＵＶ光発生部３０１は、Ｘｅ混合ガスへの放電により生成されるＸｅプラズマからの発光を利用してＥＵＶ光を発生させる。発生したＥＵＶ光は、光源チャンバー３１２ａに取り付けられたダクト３０２中を通り、照明光伝送部３００ｂへ進む。
【００４５】
照明光伝送部３００ｂは、排気用配管３１１ｂを備える補助チャンバー３１２ｂと、当該補助チャンバー３１２ｂ内部に配置されるＥＵＶ用フィルタ３０３と凹面鏡３０４とから構成される。また、補助チャンバー３１２ｂは、ＥＵＶ光を入射するための第１ホール３０５ａとＥＵＶ光を出射するための第２ホール３０５ｂとを有する。
【００４６】
排気用配管３１１ｂは、図示せぬ真空ポンプと接続されており、当該真空ポンプにより補助チャンバー３１２ｂの排気が行われる。当該真空ポンプが行う排気により、補助チャンバー３１２ｂの圧力は１Ｐａ程度まで減圧される。
【００４７】
ダクト３０２を通ってきたＥＵＶ光は、第１ホール３０５ａより、補助チャンバー３１２ｂ内部へ入射される。ここで第１ホール３０５ａは、当該第１ホール３０５ａの位置におけるＥＵＶ光のビーム径よりもわずかに大きい穴となっており、本実施の形態１のＥＵＶマスク検査装置３００では、１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度の大きさとなっている。第１ホール３０５ａから入射したＥＵＶ光は、ＥＵＶ用フィルタ３０３を透過する。
【００４８】
ＥＵＶ用フィルタ３０３は、ＥＵＶ光を選択的に透過させる薄膜フィルタ型ＳＰＦとして作用するフィルタであり、図１のように、第１ホール３０５ａから一定の距離だけ離れた位置に配置される。従って、第１ホール３０５ａは、ＥＵＶ用フィルタ３０３で密閉されておらず、光源チャンバー３１２ａ内部の空間Ａと補助チャンバー３１２ｂ内部の空間Ｂは繋がっている。
【００４９】
ＥＵＶ用フィルタ３０３としては、波長１３．５ｎｍを中心とするＥＵＶ光の透過率が他の波長に比較して高いジルコニウム（Ｚｒ）やシリコン（Ｓｉ）等の材料からなるものが選ばれる。
【００５０】
なお、ＥＵＶ用フィルタ３０３には、ジルコニウム単体のものを用いても良いが、前述の特開２００６−２７９０３６号公報に示されたようなジルコニウムとシリコンを交互に積み重ねたものを用いても良い。ＥＵＶ用フィルタ３０３の厚みは、数ｎｍ〜約１００ｎｍ程度の中から選択することができる。ここでは、具体的に、厚さ約５０ｎｍのＥＵＶ用フィルタを用いている。
【００５１】
また、ＥＵＶ用フィルタ３０３は、ＥＵＶ光を選択的に透過させる機能に加えて、光源３００ａで発生し、ダクト３０２及び第１ホール３０５ａを通過してきたデブリが凹面鏡３０４に衝突することを防ぐ保護バリアとしての機能も有している。
【００５２】
凹面鏡３０４は、ＥＵＶ用フィルタ３０３を通過したＥＵＶ光を所定の位置に集光させる。より具体的には、凹面鏡３０４は、楕円面鏡であり、ＥＵＶ光発生部３０１におけるＥＵＶ光発生位置と第２ホール３０５ｂの位置がそれぞれ当該楕円面鏡の２つの焦点の位置関係を満たすように楕円面鏡が配置される。
【００５３】
第２ホール３０５ｂは、補助チャンバー３１２ｂに設けられたピンホールであり、当該第２ホール３０５ｂの位置におけるＥＵＶ光のビーム径よりもわずかに大きい穴となっている。ここで、当該第２ホール３０５ｂを介して補助チャンバー３１２ｂと検査光学系チャンバー３１２ｃとが連結されているため、補助チャンバー３１２ｂ内部の空間Ｂと検査光学系チャンバー３１２ｃ内部の空間Ｃも繋がっている。従って、本発明のＥＵＶマスク検査装置３００を構成する光源チャンバー３１２ａと補助チャンバー３１２ｂと検査光学系チャンバー３１２ｃの３つのチャンバーはすべて空間的に接続されている。
【００５４】
ここで、ＥＵＶ光は凹面鏡３０４によって当該第２ホール３０５ｂの位置で集光されるため、第２ホール３０５ｂの大きさは第１ホール３０５ａと比べて小さくすることができる。従って、後述する補助チャンバー３１２ｂと検査光学系チャンバー３１２ｃの間で行う差動排気の効率を高めることが可能になる。
【００５５】
以上のように、第１ホール３０５ａから入射されたＥＵＶ光は、ＥＵＶ用フィルタ３０３を透過し、凹面鏡３０４で絞られながら上方に進み、第２ホール３０５ｂが配置された位置で集光することで第２ホール３０５ｂを通過し、後述する検査光学系へ出射される（ＥＵＶ３１〜ＥＵＶ３３）。
【００５６】
検査部３００ｃは、排気用配管３１１ｃを備える検査光学系チャンバー３１２ｃと、当該検査光学系チャンバー３１２ｃ内部に配置される検査光学系とから構成される。なお、検査光学系は、複数の光学機器３０６〜３０９等で構成される。
【００５７】
排気用配管３１１ｃは、図示せぬ真空ポンプと接続されており、当該真空ポンプにより検査光学系チャンバー３１２ｃの排気が行われる。
【００５８】
第２ホール３０５ｂを通過したＥＵＶ光は、検査対象であるマスクブランクス上で集光するように凹面鏡３０６で反射される。凹面鏡３０６で反射されたＥＵＶ光は、平面多層膜鏡３０７に当たって折り返され、ＸＹステージ３０８に載置された検査対象であるマスクブランクス３５０における微小領域を照明する。
【００５９】
ここで、マスクブランクス３５０に適当な大きさの欠陥が存在する場合、マスクブランクス３５０から散乱光Ｓ（点線で示された光）が発生する。当該散乱光Ｓが、シュバルツシルト光学系３０９を構成する球面多層膜鏡で反射され、図示せぬ光検出器で受光されることにより、マスクブランクスの欠陥が検出される。
【００６０】
以上の構成によれば、ＥＵＶ用フィルタ３０３の両面に圧力差が生じないため、従来のＥＵＶマスク検査装置と比較してＥＵＶ用フィルタを薄くすることができ、ＥＵＶ光利用効率を向上させることができる。また、当該ＥＵＶ用フィルタ３０３を配置する補助チャンバー３１２ｂを光源チャンバー３１２ａ及び検査光学系チャンバー３１２ｃの中間地点に新たに設けたことで、光源３００ａ側で発生したデブリが直接検査部３００ｃ側へ流入することを防ぐことができる。
【００６１】
次に、照明光伝送部３００ｂが有する機能について説明する。本実施の形態において、照明光伝送部３００ｂでは、ＥＵＶ用フィルタ３０３が第１ホール３０５ａから一定の距離だけ離れた位置に配置されている。すなわち、ＥＵＶ用フィルタ３０３は、光源チャンバー３１２ａの空間と補助チャンバー３１２ｂの空間の圧力差によって破損することを防ぐため、第１ホール３０５ａと密着していない。
【００６２】
従って、光源チャンバー３１２ａと補助チャンバー３１２ｂは、空間的に分離されておらず、上述の通り空間的に繋がっている。従って、排気用配管３１１ａに接続された真空ポンプにより、光源３００ａ側で光源ガスを排気しているものの、補助チャンバー３１２ｂ内に、当該空間接続部分より光源ガスが一部流れ込んでくる。
【００６３】
光源ガスのベースであるキセノンはＥＵＶ光の吸収率が比較的高いため、伝搬光路におけるキセノン分圧が高いと、当該キセノンによるＥＵＶ光吸収によりＥＵＶ光の利用効率が低下する。
【００６４】
ＥＵＶ光の吸収損失は、伝搬光路の長さとキセノン分圧に依存する。ここで、補助チャンバー内の伝搬光路が約２０ｃｍ〜５０ｃｍ程度の長さであるのに対し、検査光学系内の伝搬光路は検査光学系の配置の関係上約２ｍ程度と比較的長くなる。
【００６５】
図２は、伝搬光路が２ｍである場合のＥＵＶ光の透過率とキセノン分圧との関係を示したグラフである。図２のグラフから読み取れるように、伝搬光路が２ｍと比較的長い場合、キセノン分圧が１Ｐａ以下であっても吸収損失が無視できなくなる。従って、検査光学系における伝搬光路のキセノン分圧を特に低く抑えることがＥＵＶ光利用効率向上の観点から好ましい。
【００６６】
そこで、先ずは光源チャンバー３１２ａと補助チャンバー３１２ｂとの間（つまり空間Ａと空間Ｂ）でダクト３０２を介して差動排気を行うことにより、補助チャンバー３１２ｂ内部のキセノン分圧を１Ｐａ程度まで減圧する。具体的には、排気用配管３１１ａに接続される真空ポンプと排気用配管３１１ｂに接続される真空ポンプでそれぞれ排気することにより、ダクト３０２（第１ホール３０５ａ）を隔てて第１の差動排気が行われる。キセノン分圧１Ｐａの補助チャンバー３１２ｂにおいて、２０ｃｍの伝搬光路におけるＥＵＶ光の透過率は８８．３％となる。なお、補助チャンバー３１２ｂの伝搬光路は５０ｃｍ程度まで長くすることもできる。その際は、キセノン分圧を０．３Ｐａ程度まで減圧すればよい。
【００６７】
次に、第２ホール３０５ｂを隔てて第２の差動排気が行われる。すなわち、排気用配管３１１ｂと３１１ｃにそれぞれ接続された真空ポンプを用いて補助チャンバー３１２ｂ内部と検査光学系チャンバー３１２ｃ内部をそれぞれ排気することで、第２ホール３０５ｂ前後（つまり空間Ｂと空間Ｃ）で差動排気が行われる。
【００６８】
ここで、第２ホール３０５ｂは、凹面鏡３０４の集光作用により、第１ホール３０５ａと比較して小さなピンホールとなっている。従って、第２の差動排気は、第１の差動排気と比較して強力な差動排気が可能となる。
【００６９】
当該第２の差動排気により、検査光学系チャンバー３１２ｃ内（空間Ｃ）のキセノン分圧が更に１／１００程度、すなわち０．０１Ｐａ程度まで抑制される。その結果、検査光学系チャンバー３１２ｃ内では、キセノンによるＥＵＶ光の吸収は極めて少なく、２ｍ当たりの透過率は９８．８％になる。
【００７０】
以上のように、照明光伝送部３００ｂを、ＥＵＶ光源３００ａと検査部３００ｃの中間に別途設け、第１ホール３０５ａと第２ホール３０５ｂを隔てて２段階の差動排気を行うことで伝搬光路の大部分を占める検査光学系が配置される検査光学系チャンバー３１２ｃのキセノン分圧を大幅に下げることができる。
【００７１】
また、照明光伝送部３００ｂに配置されるＥＵＶ用フィルタ３０３は、補助チャンバー３１２ｂ内で保持されているだけであり、ガスを密封して差圧を設けるようには構成されていない。したがって、ＥＵＶ光源３００ａから発生するデブリが衝突して、ＥＵＶ用フィルタ３０３に微小な穴が多数形成されようとも、補助チャンバー３１２ｂ内のキセノン分圧、及び空間Ｃ内のキセノン分圧が増大することはなく、ＥＵＶ光が減衰することはない。
【００７２】
従って、ＥＵＶ用フィルタ３０３は、破損に対する許容性が向上し従来のＥＵＶ用フィルタと比較して薄いものを用いることができ、結果、ＥＵＶ光の透過率が上がるため、ＥＵＶ光の利用効率を向上させることができる。
【００７３】
また、照明光伝送部３００ｂに凹面鏡を別途配置し、ＥＵＶ光を第２ホール３０５ｂの位置で集光させることで、第２ホール３０５ｂの大きさを小さくすることができ、第２の差動排気の効率を向上させることができる。当該構成により、検査部３００ｃ内のキセノン分圧を更に下げることが可能となる。
【００７４】
ピンホールの直径をどれだけ小さくできるかは、ＥＵＶ光源より取り出されるＥＵＶ光のエタンデュ（光源プラズマの大きさとＥＵＶ光取り出し立体角の積）に依存する。エタンデュの小さい照射光は輝度が高く、シャープな光となるのに対して、エタンデュの大きい照射光は輝度が低く、ぼやけた光となる。どのようなエタンデュを有するＥＵＶ光を用いるかは、当該ＥＵＶ光の使用目的によって変化する。
【００７５】
例えば、ＥＵＶ光を露光に用いるＥＵＶ露光装置では、比較的大きい照射領域にＥＵＶ光を照射して露光を行う。一般的には、１ｍｍ×２６ｍｍの照射領域にＥＵＶ光を照射する。従って、ＥＵＶ光源から発生するＥＵＶ光のエタンデュは３ｍｍ２・ｓｒ程度と比較的大きく、凹面鏡を用いても焦点の大きさを小さく絞りきることはできない。従って、このようなＥＵＶ光を用いる場合は、ピンホールの大きさを大きくしなければならないため、検査部３００ｃのキセノン分圧が高くなる。
【００７６】
一方、ＥＵＶ光をマスクブランクスの検査に用いるＥＵＶマスク検査装置では、ＥＵＶ光露光装置と比較してかなり小さな照射領域にＥＵＶ光を照射する。具体的には、ＥＵＶマスク検査装置では０．５ｍｍ×０．５ｍｍ程度の広さを検査領域とし、直径０．８ｍｍ程度の丸形のＥＵＶ光を照射する。従って、ＥＵＶマスク検査装置では、エタンデュが比較的小さいＥＵＶ光を検査用照明光として用いることができる。具体的には、ＥＵＶ光源より取り出されたＥＵＶ光のエタンデュが１ｍｍ２・ｓｒ程度であれば、半角４５度で集光する場合、直径約０．９ｍｍの集光サイズになる。従って、第２ホールとして直径１ｍｍのピンホールを用いても、ＥＵＶ光はカットされずに全て通過させることができる。
【００７７】
直径１ｍｍの小さなピンホールを用いてピンホール前後で差動排気を行う場合、ピンホール前の空間に１Ｐａのキセノンが満たされていたとしても、ピンホール後では、１Ｅ−４Ｐａ以下にできるようになり、ピンホール後の空間におけるＥＵＶ光の吸収損失は無視できる程度になる。つまり、１Ｅ−４Ｐａのキセノン中の光路長２ｍにおけるＥＵＶ光の透過率は９９．９９％以上となり、吸収はほぼ無視することができる。
【００７８】
次に、上記第２ホール３０５ｂ（ピンホール）前後で行う差動排気によるＥＵＶ光利用効率の向上に関して、具体的な数値を用いて定量的に説明する。
【００７９】
ピンホール後の空間を排気する真空ポンプとして、一般的なターボ分子ポンプを用いる場合、当該真空ポンプにおける排気速度Ｓは１ｍ３／ｓ程度である。ここで、ピンホール前の空間に満たされたガス中のキセノンの分圧Ｐ１が１Ｐａとする。この時に、ピンホール後のキセノン分圧Ｐ２は、次式で表される。
Ｐ２＝Ｃ（Ｐ１−Ｐ２）／Ｓ
【００８０】
ここで、Ｃはこのピンホールでのコンダクタンス（ただし分子流領域）である。これは、ピンホールの半径をｒ、ピンホール板の厚みをｔ、キセノンガスの分子量をＭとすると、次式で表される。
Ｃ＝０．５２３ｒ３／（√（Ｍ）・ｔ）  ［ｍ３／ｓ］
【００８１】
一例として、ピンホールの大きさがｒ＝０．５ｍｍ、ｔ＝１ｍｍの場合、Ｃ＝５．７Ｅ−５となる。従って、直径１ｍｍのピンホールを用いると、ピンホール板後のキセノン分圧Ｐ２は約５．７Ｅ−５（Ｐａ）となり、ＥＵＶ光の吸収はほぼ無視できるようになる。従って、検査光学系３００ｃ内の空間でＥＵＶ光が大きく減衰することはない。
【００８２】
また、逆に説明するならば、マスク側空間の光路長が２ｍの場合、ＥＵＶ光のパワーがキセノン吸収によって９９％まで低下することを認めるならば、キセノン分圧を約０．００８１Ｐａ以下に抑える必要がある。Ｓ＝１（ｍ３／ｓ）のポンプでピンホール後の空間を排気する場合、ピンホール前のキセノン分圧Ｐ１が１Ｐａ程度であるならば、コンダクタンスＣは０．００８（ｍ^３／ｓ）以上にする必要がある。ピンホール板の厚みｔが１ｍｍであるならば、ピンホールの直径は約５．２ｍｍとなる。
【００８３】
次に、本発明のＥＵＶマスク検査装置におけるＥＵＶ光利用効率について説明する。
【００８４】
本発明で用いる厚さ５０ｎｍのジルコニウムフィルタであるＥＵＶ用フィルタ３０３の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光透過率は８４％程度である。凹面鏡３０５入射前のＥＵＶ光はランダム偏光であり、凹面鏡はＳ偏光のみ反射するため、反射率６５％の凹面鏡３０５による反射後のＥＵＶ光は入射前と比較して３２．５％になる。ブランクスを照射する前に凹面鏡３０６及び多層膜鏡３０７でそれぞれ反射されるが、凹面鏡３０５でＳ偏光のみが反射されているため凹面鏡３０６及び多層膜鏡３０７でそれぞれ６５％で反射される。また、ＥＵＶ用フィルタ３０３で密閉しないことによるキセノンガスの漏れに起因するＥＵＶ光透過率は、キセノン分圧１Ｐａの補助チャンバー側で８８．３％であり、検査光学系チャンバー側では上述の通り５．２ｍｍ程度の大きさのピンホールを用いて約９９％となる。
【００８５】
以上より、本実施の形態１に係るＥＵＶマスク検査装置では、ＥＵＶ光の利用効率が１２．１％となり、従来技術のＥＵＶマスク検査装置におけるＥＵＶ光の利用効率４．４％と比較して２倍以上に改善されている。
【００８６】
なお、上記説明では、ピンホールを５．２ｍｍとして説明したが、光源から取り出されるＥＵＶ光のエタンデュを０．０６ｍｍ２・ｓｒとし、ピンホールを１ｍｍとすれば、このピンホール前後で差動排気を行いやすくなるため、差動排気に用いる真空ポンプの能力を下げることができる。従って、真空ポンプの小型化・低コスト化が可能となる。
【００８７】
また、逆に考えて、ＥＵＶ用フィルタ３０３として、透過率３２．２％である厚さ２７０ｎｍより薄いジルコニウムフィルタを用いれば、従来技術の４．４％の利用効率を上回ることができる。従って、本発明のＥＵＶマスク検査装置では、厚さ２７０ｎｍ以下（透過率３２．２％以下）のジルコニウムフィルタをＥＵＶ用フィルタ３０３として用いることにより、従来のＥＵＶマスク検査装置と比べてＥＵＶ光の利用効率を向上させることができる。
【００８８】
従って、ＥＵＶ用フィルタを用いて光源チャンバー３１２ａと補助チャンバー３１２ｂとを空間的に分離しなくても、上述の差動排気を行うことにより、漏れ込んだキセノンによる吸収損失を非常に小さくすることができる。その結果、ＥＵＶ用フィルタ３０３の厚みを薄くすることによるＥＵＶ光利用効率の向上が漏れ込んだキセノンによるＥＵＶ光吸収によって生じるＥＵＶ光利用効率の低下と比較して遥かに大きいため、全体としてＥＵＶ光の利用効率を大幅に向上させることができる。
【００８９】
以上説明したように、ＥＵＶマスク検査装置３００では、補助チャンバーと検査光学系チャンバーの間で強力な差動排気を行っているため、検査光学系チャンバーのキセノン分圧を下げることができ、ＥＵＶ光源より漏れ出したキセノンのＥＵＶ光吸収によるＥＵＶ光の減衰を抑えることができる。
【００９０】
従来のＥＵＶマスク検査装置では、フィルタ前後にかかる圧力差や光源で発生するデブリの衝突によりフィルタが破れた場合には、直ちに検査光学系にデブリが流れ込み、マスク汚染に繋がる。また、機密が保てなくなり検査光学系の真空度が低下し、キセノンガスによるＥＵＶ光吸収が増大することでＥＵＶ光が減衰し、ＥＵＶ光の利用効率が低下していた。
【００９１】
一方、本発明のＥＵＶマスク検査装置は、フィルタには圧力差が加わらないため、圧力差によるフィルタ破壊は起こらない。また、デブリが衝突することでフィルタが破れても、当該フィルタは、光源と検査光学系の間に別途設けた補助チャンバー内に配置されているため、デブリが検査光学系に直ちに流れ込むといった事態にはならない。
【００９２】
また、本発明のＥＵＶマスク検査装置では、補助チャンバーと検査光学系チャンバーの間で差動排気を行っているため、ＥＵＶ光の伝搬光路が長い検査光学系チャンバー内におけるキセノンガスの分圧が抑えられている。従って、フィルタが破れてもＥＵＶ光の減衰はほとんど起きない。
【００９３】
また、フィルタ後方に配置した楕円面鏡を用いてＥＵＶ光を一旦集光し、補助チャンバーに設けられたピンホールを通って検査光学系チャンバーにＥＵＶ光が進む構成とすることで、強力な差動排気を行うことができる。
【００９４】
従って、検査光学系チャンバーに流れ込むキセノンをほぼ完全に排除できるため、フィルタで気密を保つ必要がない。その結果、フィルタの破損に対する許容度が上がるため、フィルタがデブリの衝突によってピンホールが空いても、フィルタを使い続けることが可能となる。このことにより、本発明のＥＵＶマスク検査装置では、フィルタの使用期間つまり寿命が長くなり、メンテナンスコストも低減できるようになった。
【００９５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るＥＵＶマスク検査装置について、図３を参照して説明する。但し、図１に示すＥＵＶマスク検査装置と同一部分については一部説明を省略する。
【００９６】
本実施の形態２に係るＥＵＶマスク検査装置において、検査光学系チャンバー３１２ｃは、ガス供給配管３１０ｃを更に備える。
【００９７】
ガス供給配管３１０ｃは、図示せぬガスボンベと接続されており、当該ガス供給用配管３１０ｃより検査光学系チャンバー３１２ｃ内へ充填ガスが供給される。ここで、充填ガスは、検査光学系チャンバーを清浄化するために供給されるガスであり、具体的には水素ガスが検査光学系チャンバー３１２ｃに供給される。
【００９８】
一般的に、装置の使用に伴い所謂カーボンコンタミが発生し、検査光学系を構成する各種ミラーに付着する場合がある。ミラー表面に付着したカーボンコンタミはＥＵＶ光を乱反射させるため、カーボンコンタミの蓄積と共にＥＵＶ光の利用効率が低下していく。
【００９９】
特に、平面多層膜鏡３０７は検査対象であるマスクブランクス直前に配置されるため、平面多層膜鏡３０７で反射されるＥＵＶ光の密度が高い。従って、平面多層膜鏡３０７においてカーボンコンタミが蓄積すると、乱反射によりＥＵＶ光の利用効率は急激に低下する。
【０１００】
そこで、上記カーボンコンタミによるＥＵＶ光の利用効率低下を抑えるために、水素ガスが前記ガス供給配管３１０ｃを通じて供給される。ＥＵＶ光が当たるミラー近傍では、ＥＵＶ光によって水素分子が励起されることにより、水素ラジカルが生じる。当該発生したラジカルがミラー表面に付着したカーボンコンタミを分解除去することで、ＥＵＶ光の利用効率低下が軽減される。
【０１０１】
なお、検査光学系チャンバー３１２ｃの圧力は、光源チャンバー３１２ａと同様図示せぬ圧力計によってモニターされる。圧力制御装置は、当該圧力計からのデータに基づいて水素ガスの供給速度や真空ポンプによる排気速度を制御することで、検査光学系チャンバー３１２ｃ内の水素分圧を所定の値に保つ制御を行う。
【０１０２】
図４は、伝搬光路が２ｍである場合のＥＵＶ光の透過率と水素分圧との関係を示したグラフである。グラフからわかるように、水素は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光の透過率が非常に高い。従って、上記水素ラジカルによるミラー清浄効果と水素によるＥＵＶ光の吸収損失とを比較して、検査光学系チャンバー３１２ｃに供給される水素ガスの分圧が最適な値に設定される。
【０１０３】
ここでは、検査光学系チャンバー３１２ｃの水素ガスの分圧を１０Ｐａ〜５０Ｐａの間に設定すると、水素ラジカルによる洗浄作用によるＥＵＶ光利用効率向上が水素ガスによるＥＵＶ光吸収による損失を上回るため好ましい。
【０１０４】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係るＥＵＶマスク検査装置について、図５を参照して説明する。但し、図１に示すＥＵＶマスク検査装置と同一部分については一部説明を省略する。
【０１０５】
本実施の形態３に係るＥＵＶマスク検査装置において、補助チャンバー３１２ｂは、ガス供給配管３１０ｂを更に備える。
【０１０６】
ガス供給配管３１０ｂは、図示せぬガスボンベと接続されており、当該ガス供給用配管３１０ｂより補助チャンバー３１２ｂ内へ充填ガスが供給される。ここで、補助チャンバー３１２ｂに供給される充填ガスとして水素ガスとヘリウムガスの２種類のガスを用いることができる。
【０１０７】
図６は、ＥＵＶマスク検査装置を構成する３つのチャンバーに供給されるガスの種類を示している。
【０１０８】
供給例１では、光源チャンバー３１２ａに光源ガスであるキセノンが、補助チャンバー３１２ｂ及び検査光学系チャンバー３１２ｃには水素ガスが供給される。これら２つのチャンバーに供給される水素ガスは、それぞれミラー表面に付着するカーボンコンタミを洗浄するために供給される。
【０１０９】
ここで、補助チャンバー３１２ｂに配置される凹面鏡３０４は、ＥＵＶ光の密度が小さいためカーボンコンタミによる影響は平面多層膜鏡３０７による影響と比べて小さい。そこで、補助チャンバー３１２ｂの水素分圧は検査光学系チャンバー３１２ｃの水素分圧と比較して小さく設定される。具体的には、検査光学系チャンバー３１２ｃの水素分圧が１０Ｐａ〜５０Ｐａ程度に設定されるのに対し、補助チャンバー３１２ｂの水素分圧は１Ｐａ〜１０Ｐａ程度に設定される。
【０１１０】
また、このように、補助チャンバー３１２ｂの水素分圧を小さく設定することで、補助チャンバー３１２ｂから光源チャンバー３１２ａに流れ込む水素ガスの量を少なくすることができる。
【０１１１】
次に供給例２について説明する。供給例２では、供給例１と比べて、補助チャンバー３１２ｂに水素ガスではなくヘリウムガスを供給する。
【０１１２】
補助チャンバー３１２ｂ内部をヘリウムで満たすことで、ＥＵＶ光発生部３０１内にヘリウムが多少流れ込むことはあるが、検査光学系チャンバー３１２ｃに満たされている水素がＥＵＶ光発生部３０１内に流れ込む量を低減することができる。その結果、ＥＵＶ光発生部３０１内に含まれる水素の分圧を大幅に低減でき、プラズマ放電におけるＥＵＶ光の発光性能の低下を防ぐことができる。つまり、補助チャンバー３１２ｂにガス供給用配管３１０ｂを通じて水素を充填ガスとして供給した場合、ＥＵＶ光発生部３０１内に流れ込む水素の量が多くなる。水素は、ヘリウムと比較してＥＵＶ光の吸収が低いことや洗浄作用といった利点がある一方で、ヘリウムと比較してプラズマ放電によるＥＵＶ光の発光性能を低下させる。
【０１１３】
従って、本供給例２では、補助チャンバー３１２ｂの充填ガスとしてヘリウムを用いることで、ＥＵＶ光源３００ａの発光性能を低下させずに、最も伝搬光路の長い検査光学系３００ｃについては水素で満たすことができる。従って、ＥＵＶ光源３００ａ側では高いＥＵＶ光の発光性能を維持しつつ、検査光学系３００ｃにおいては低いＥＵＶ光吸収を実現することで、全体としてＥＵＶ光の利用効率を向上させることが可能となる。
（実施の形態４）
【０１１４】
本発明の実施の形態４に係るＥＵＶマスク検査装置について、図７を参照して説明する。但し、図１に示すＥＵＶマスク検査装置と同一部分については一部説明を省略する。
【０１１５】
本実施の形態４に係るＥＵＶマスク検査装置において、検査部３００ｃは、ＥＵＶ光照射用の穴が設けられたオリフィス３３０で第１検査部３００ｃ−１と第２検査部３００ｃ−２に分離されている。
【０１１６】
光検出器や各種ミラー等の検査光学系が配置された第１検査光学系チャンバー３１２ｃ−１内の空間Ｃ−１とＥＵＶマスクが配置された第２検査光学系チャンバー３１２ｃ−２内の空間Ｃ−２は、それぞれ排気用配管３１１ｃ−１及び３１１ｃ−２に接続された真空ポンプを用いて個別に排気している。このように構成することで、当該オリフィス３３０前後で更に第３の差動排気を行うことが可能である。
【０１１７】
また、このように構成することで、ＥＵＶマスクは、ＥＵＶ光の照射領域を除いて大部分がオリフィス３３０で覆われているため、ＥＵＶ光源３００ａで発生し、照明光伝送部３００ｂを通って検査光学系３００ｃ−１にデブリが舞い込んだとしても検査対象であるＥＵＶマスクに付着することを防ぐことができる。ここで、ＥＵＶ光の照射領域は０．８ｍｍ２の小領域であるため、オリフィス３３０の穴は１ｍｍ２〜２ｍｍ２程度の大きさにすることができる。
【０１１８】
以上各実施の形態で説明したように、本発明によれば、ＥＵＶ光の利用効率を大幅に高めることができる。このため、ＥＵＶ光源における必要なＥＵＶパワーを従来よりも下げることができる。これにより、ＥＵＶ光源の寿命を長くすることができたり、又は、より小型で低コストなＥＵＶ光源に置き換えることができる。
【０１１９】
このことは、ＥＵＶ光源で発生させるＥＵＶパワーが従来と同等の場合、マスクの検査領域への照明光パワーを高められることとなる。これにより、検査感度を向上することができたり、検査時間を短縮することも可能となる。
【０１２０】
また、ＥＵＶ用フィルタに応力が加わらないことから、ＥＵＶ光源内に満たされるＸｅ混合ガスの圧力を高めることができる。このため、ＥＵＶ光の発光点のサイズを０．４ｍｍ程度まで小さくすることができる。これにより、ＥＵＶ光のエタンデュを低減でき、ＥＵＶマスク面への照明光の輝度を高めることも可能である。なお、一般的にＤＰＰ方式のＥＵＶ光源では、Ｘｅ混合ガスの圧力を下げるとプラズマが広がることは広く知られており、例えば、前述のPaul A Blackborow, et. al.の"EUV Source Development at Energetiq,"において、この傾向を表す実験結果が示されている。
【０１２１】
また、本発明のＥＵＶマスク検査装置は適宜その構成が変更可能であることは言うまでもない。例えば、補助チャンバーと検査光学系チャンバーの間に中間チャンバーを更に設けても良い。当該中間チャンバーに、凹面鏡を別途配置し、第２ホールを通過したＥＵＶ光を再度集光する構成であっても良い。集光した場所に第３のホール（ピンホール）を配置し、当該ピンホールを通過したＥＵＶ光が検査光学系側に導かれる構成であっても良い。
【０１２２】
また、上記中間チャンバーにガス供給手段と排気手段を設け、補助チャンバー及び検査光学系チャンバーとの間で差動排気が可能な構成としても良い。更に多くの差動排気を行うことで検査光学系チャンバーに洩れ出る光源ガスを更に減らすことができる。
【０１２３】
また、光源チャンバーと補助チャンバーの間に小型の中間チャンバーを配置し、当該チャンバーに接続された真空ポンプを用いて更に差動排気を行うことで補助チャンバーのキセノン分圧を更に下げるよう構成していても良い。
【０１２４】
なお、このような中間チャンバーを複数配置し、多段差動排気を可能とする構成であっても良い。
【０１２５】
また、本発明のＥＵＶマスク検査装置で用いられるフィルタとして、例えば図８に示すフィルタを用いても良い。
【０１２６】
図８のＥＵＶ用フィルタには、ＥＵＶ用フィルタ３０３を多数備えたターレット３２０が用いられている。具体的には、ターレット３２０には４枚のＥＵＶ用フィルタ３０３が並べられている。
【０１２７】
前述したように、ＥＵＶ用フィルタ３０３は非常に薄く、デブリの衝突によって劣化しやすい。そこで、図８に示すＥＵＶ用フィルタのように、ＥＵＶ用フィルタ３０３に破損が生じた場合、ターレット３２０を回転させることで、瞬時に新しいＥＵＶ用フィルタ３０３と交換できる構成とするとなお良好である。
【０１２８】
本発明のＥＵＶマスク検査装置では、ＥＵＶ用フィルタは、第１ホール３０５ａと密着しておらず、第１ホール３０５ａから所定の距離離れて配置されているため、ターレット３２０を容易に回転させることができる。その結果、ＥＵＶフィルタ３０３の交換時における装置のダウンタイムを数秒程度と非常に短くできる。
【０１２９】
ここで、ターレット３２０（ＥＵＶ用フィルタ３０３）は、第１ホール３０５ａより大きく距離を離して配置されることが望ましい。より具体的には、ＥＵＶ用フィルタ３０３は、第１ホール３０５ａと凹面鏡３０４の中間地点よりも凹面鏡寄りの場所に配置されていることが望ましい。更に望ましくは、ＥＵＶ用フィルタ３０３は、凹面鏡３０４直前の位置に配置されることが望ましい。
【０１３０】
第１ホール３０５ａから十分な距離を取ることで、ＥＵＶ用フィルタ３０３に到達したＥＵＶ光源３００ａ側から漏れてくるデブリの速度は低下しているため、ＥＵＶ用フィルタ３０３の破損を抑えることができる。
【０１３１】
また、ＥＵＶ用フィルタ３０３を、第１ホール３０５ａより大きく距離を離して配置することで、ＥＵＶ用フィルタ３０３に照射されるＥＵＶ光の単位面積当たりの発熱を抑え、放射冷却効率が向上する。従って、このようにＥＵＶ用フィルタ３０３を配置することによりＥＵＶ用フィルタ３０３の熱破壊を抑えることができる。
【０１３２】
なお、本発明に係るＥＵＶマスク検査装置は、ＥＵＶ露光に用いられる、ブランクスあるいはパターン付きＥＵＶマスクの欠陥検査を対象とするものであるが、これに限定されるものではない。本発明は、欠陥検査だけでなく、小型のＥＵＶ光源からのＥＵＶ光に基づく様々な計測装置にも適用できる。例えば、マスクブランクスのＥＵＶのパターン検査装置などにも応用が可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
２０    マスク
２１    基板
２２    多層膜
２３    保護膜
２４    吸収体
２００    ＥＵＶマスク検査装置
２００ａ    光源
２００ｂ    検査部
２０１    ＥＵＶ用フィルタ
２０２ａ    多層膜鏡
２０２ｂ    多層膜鏡
３００    ＥＵＶマスク検査装置
３００ａ    光源
３００ｂ    照明光伝送部
３００ｃ    検査部
３００ｃ‐１  第１検査光学系
３００ｃ‐２  第２検査光学系
３０１    光発生部
３０２    ダクト
３０３    ＥＵＶ用フィルタ
３０４    凹面鏡
３０５ａ    第１ホール
３０５ｂ    第２ホール
３０６    凹面鏡
３０７    平面多層膜鏡
３０８    XYステージ
３０９    シュバルツシルト光学系
３１０ａ    ガス供給用配管
３１０ｂ    ガス供給用配管
３１０ｃ    ガス供給用配管
３１１ａ    排気用配管
３１１ｂ    排気用配管
３１１ｃ    排気用配管
３１２ａ    光源チャンバー
３１２ｂ    補助チャンバー
３１２ｃ    検査光学系チャンバー
３１２ｃ‐１  第１検査光学系チャンバー
３１２ｃ‐２  第２検査光学系チャンバー
３２０    ターレット
３３０      オリフィス
３５０    マスクブランクス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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