(57)【要約】【課題】透光性基板における検査位置に対し、複数の方向の検査光を適切に照射する。【解決手段】透光性基板１０の検査において用いられる光学部材１０２であって、基板検査時において、検査光を、検査光照射面である面２０２から所定位置へ向けて、第１の方向で照射し、所定位置で全反射された検査光を検査光照射面から光学部材の内部へ導入し、検査光反射部１２２で、検査光照射面から導入された検査光を、第１の方向とは異なる方向である第２の方向へ反射して所定位置へ向けて照射するものであり、光学部材１０２を大気中に置き、基板検査時と同じ方向の検査光を光学部材の外部から導入した場合、第１の方向及び第２の方向の各検査光は、いずれも、光学部材１０２の内部において、検査光照射面で全反射され、かつ、その全反射後の各検査光が予め設定された光集中点３０４に集まる。【選択図】図１
2014052367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板の検査において用いられる光学部材であって、
前記透光性基板の検査を行う基板検査時に前記透光性基板の一方の主表面と液体を介在させて光学的に接続される面であり、前記基板検査時において前記透光性基板の他方の主表面における所定位置へ向けて検査光を照射する検査光照射面と、
前記光学部材の内部において予め設定された方向へ前記検査光を反射する検査光反射部と
を備え、
前記基板検査時において、
前記光学部材の外部から導入された前記検査光を、前記検査光照射面から前記所定位置へ向けて、前記所定位置で全反射される方向である第１の方向で照射し、前記所定位置で全反射された前記検査光を前記検査光照射面から前記光学部材の内部へ導入し、前記検査光反射部で、前記検査光照射面から導入された検査光を前記所定位置で全反射される方向であり、かつ前記第１の方向とは異なる方向である第２の方向へ反射し、前記第２の方向へ反射された検査光を前記検査光照射面から前記所定位置へ向けて照射するものであり、
前記光学部材を大気中に置き、前記基板検査時と同じ方向の前記検査光を前記光学部材の外部から導入した場合、
前記第１の方向及び前記第２の方向の各検査光は、いずれも、前記光学部材の内部において、前記検査光照射面で全反射され、かつ、その全反射後の前記各検査光が前記光学部材の表面に予め設定された光集中点に集まることを特徴とする光学部材。
【請求項２】
前記検査光は、レーザー光であることを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記検査光照射面と平行な面である対向面を更に備え、
前記光集中点は、前記検査光照射面又は前記対向面のいずれかの面内の点であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学部材。
【請求項４】
前記光集中点は、前記対向面の面内の点であり、
前記透光性基板の厚さをＤ１、前記透光性基板の屈折率をｎ１とし、
前記基板検査時における前記透光性基板の一方の主表面と、前記検査光照射面との間の距離をＤ２、前記基板検査時に前記透光性基板の一方の主表面と、前記検査光照射面との間に介在する液体の屈折率をｎ２とし、
前記光学部材における前記検査光照射面と前記対向面との間の距離をＤ３、前記光学部材の屈折率をｎ３、前記検査光照射面の法線方向に対する前記第１の方向の傾斜角をθとした場合、式（１）
Ｄ１×ｔａｎ［ｓｉｎ−１｛（ｎ３／ｎ１）×ｓｉｎθ｝］
＋Ｄ２×ｔａｎ［ｓｉｎ−１｛（ｎ３／ｎ２）×ｓｉｎθ｝］＝Ｄ３×ｔａｎθ  …（１）
の関係を満たすことを特徴とする請求項３に記載の光学部材。
【請求項５】
前記光学部材の外部において前記検査光照射面と平行な方向へ進む前記検査光を前記光学部材の内部へ導入する検査光導入面と、
前記検査光導入面から導入された前記検査光を前記所定位置へ向けて、前記第１の方向に反射する導入光反射部と
を更に備えることを特徴とする請求項３又は４のいずれかに記載の光学部材。
【請求項６】
前記検査光導入面は、前記検査光照射面と交差する平面であり、
前記導入光反射部は、前記検査光照射面と対向し、かつ前記検査光照射面に対して傾斜する位置に設けられた平面であり、
前記検査光反射部は、前記対向面と、前記検査光導入面と対向し、かつ前記検査光照射面と交差する位置に設けられた反射平面とからなり、
前記基板検査時において、
前記導入光反射部は、前記検査光導入面から入射した前記検査光を前記検査光照射面へ向けて反射し、
前記対向面は、前記検査光照射面から導入された前記検査光を、前記反射平面へ向けて反射し、
前記反射平面は、前記対向面により反射された前記検査光を前記第２の方向へ反射することを特徴とする請求項５に記載の光学部材。
【請求項７】
前記検査光反射部に加え、少なくとも第２の検査光反射部を備え、
前記基板検査時において、
前記第２の方向で照射し、前記所定位置で全反射された前記検査光を前記検査光照射面から前記光学部材の内部へ導入し、前記第２の検査光反射部で、前記検査光照射面から導入された検査光を前記所定位置で全反射される方向であり、かつ前記第１の方向および第２の方向のいずれとも異なる方向である第３の方向へ反射し、前記第３の方向へ反射された検査光を前記検査光照射面から前記所定位置へ向けて照射するものであり、
前記光学部材を大気中に置き、前記基板検査時と同じ方向の前記検査光を前記光学部材の外部から導入した場合、
前記第１の方向、前記第２の方向、及び前記第３の方向の各検査光は、いずれも、前記検査光照射面で全反射され、かつ、その全反射後の前記各検査光が前記光集中点に集まることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光学部材。
【請求項８】
第３の検査光反射部を更に備え、
前記基板検査時において、
前記第３の方向で照射し、前記所定位置で全反射された前記検査光を前記検査光照射面から前記光学部材の内部へ導入し、前記第３の検査光反射部で、前記検査光照射面から導入された検査光を前記所定位置で全反射される方向であり、かつ前記第１の方向、第２の方向および第３の方向のいずれとも異なる方向である第４の方向へ反射し、前記第４の方向へ反射された検査光を前記検査光照射面から前記所定位置へ向けて照射するものであり、
前記光学部材を大気中に置き、前記基板検査時と同じ方向の前記検査光を前記光学部材の外部から導入した場合、
前記第１の方向、前記第２の方向、前記第３の方向、及び前記第４の方向の各検査光は、いずれも、前記検査光照射面で全反射され、かつ、その全反射後の前記各検査光が前記光集中点に集まることを特徴とする請求項７に記載の光学部材。
【請求項９】
前記検査光反射部に加え、第２〜第ｍ（ｍは２以上の整数）の検査光反射部を備え、
前記基板検査時において、
前記第ｋ（ｋは、２以上、ｍ以下の整数）の方向で照射し、前記所定位置で全反射された前記検査光を前記検査光照射面から前記光学部材の内部へ導入し、前記第ｋの検査光反射部で、前記検査光照射面から導入された検査光を前記所定位置で全反射される方向であり、かつ前記第１から第ｋのいずれの方向とも異なる方向である第ｋ＋１の方向へ反射し、前記第ｋ＋１の方向へ反射された検査光を前記検査光照射面から前記所定位置へ向けて照射するものであり、
前記光学部材を大気中に置き、前記基板検査時と同じ方向の前記検査光を前記光学部材の外部から導入した場合、
前記第１〜第ｋ＋１の方向の各検査光は、いずれも、前記検査光照射面で全反射され、
かつ、その全反射後の前記各検査光が前記光集中点に集まることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光学部材。
【請求項１０】
前記光学部材は、前記第２〜第ｐ（ｐは２以上の整数）の検査光反射部を備えており、
前記第２の方向へ前記検査光を反射する前記検査光反射部を第１の検査光反射部とした場合、
前記第１〜第ｐの検査光反射部のそれぞれは、３つの反射面を有し、
前記基板検査時において、第ｑ（ｑは、１以上、ｐ以下の整数）の検査光反射部は、前記３つの反射面により３回の反射をすることにより、検査光を、第ｑ＋１の方向へ反射することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の光学部材。
【請求項１１】
前記光学部材は、前記第２〜第ｐ（ｐは２以上の整数）の検査光反射部を備えており、
前記第２の方向へ前記検査光を反射する前記検査光反射部を第１の検査光反射部とした場合、
前記第１〜第ｐの検査光反射部のそれぞれは、２つの反射面を有し、
前記基板検査時において、第ｑ（ｑは、１以上、ｐ以下の整数）の検査光反射部は、前記２つの反射面により２回の反射をすることにより、検査光を、第ｑ＋１の方向へ反射することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の光学部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性基板の検査において用いられる光学部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
マスクブランクの製造に用いられる透光性基板は、主表面を研磨する工程等で主表面にキズ等の凹欠陥ができてしまうことがある。また、透光性基板の形状に切り出す前のガラスインゴットの段階で内部に気泡や異物が混入していたり、内部脈理が生じていたりしていることもある。このような欠陥が存在する透光性基板の主表面にパターン形成用の薄膜を形成してマスクブランクを製造し、更にそのマスクブランクの薄膜にドライエッチング等で転写パターンを形成して転写用マスクを作成した場合、その欠陥が存在する部分に薄膜が除去された転写パターンが存在しない部分（白部分）が配置されてしまうと、欠陥に起因する転写不良が生じるおそれがある。このため、所定値以上の大きさの凹欠陥や内部脈理が存在する透光性基板は、排除されることが好ましい。
【０００３】
これに対し、従来、例えば特許文献１には、主表面が研磨された後の透光性基板に対し、主表面に存在する凹欠陥や内部に存在する光学的に不均一な部分（気泡、異物、内部脈理等）である内部欠陥の有無を検査する方法について、開示されている。この検査方法は、レーザー光の透光性基板の内部に入射する角度を、その入射したレーザー光が透光性基板の内部を透過して主表面に当たったときに全反射する条件に設定し、透光性基板の内部でレーザー光が主表面や端面で全反射を繰り返すようにしている。そして、そのレーザー光が凹欠陥や内部欠陥が存在している部分に当たり、全反射条件から逸脱してしまうことで、透光性基板から漏れ出てくる光を検出することで、透光性基板の凹欠陥や内部欠陥の有無を検査するものである。また、その漏れ出る光の検出には主表面をＣＣＤによって撮影し、その撮像画像を画像処理することで凹欠陥や内部欠陥を検出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２４２００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の透光性基板の検査方法では、検査光であるレーザー光を、検査対象である透光性基板の内部で、一方の端面側から他方の端面側に向かって、２つの主表面の間で全反射を繰り返しながら進行させておき、そのレーザー光が全反射条件から逸脱して漏れ出た場合に、その透光性基板には欠陥が存在するとしている。この検査方法では、レーザー光は、透光性基板の一方の端面側と他方の端面側で間を往復するが、一方の端面側から他方の端面側に進行するレーザー光が通過する透光性基板内の領域と、他方の端面側から一方の端面側に進行するレーザー光が通過する透光性基板内の領域とを完全一致させることは困難である。このため、透光性基板内の一地点には、ある一方向から進行してきたレーザー光しか照射されない状態になる。このような検査光（レーザー光）の照射条件で透光性基板を検査する場合、検査対象の透光性基板に存在する欠陥（表面欠陥又は内部欠陥）が、検査光の照射方向によっては全反射条件を逸脱しないような特性を有している場合、その欠陥の箇所に検査光が当たっても全反射条件から逸脱せず、検査光が正常に進行してしまって、検査光が漏れ出ないことが生じるおそれがある。この透光性基板の検査の場合、検査光が漏れ出ないと欠陥の存在を認識できず、欠陥の存在する透光性基板をマスクブランク用基板として使用可能と判定することになってしまうという問題があった。
【０００６】
また、近年の転写用マスクに形成されるパターンの微細化や、偏光照明等の超解像技術の導入によって、マスクブランク用基板に存在する欠陥の条件が厳しくなっている。例えば、マスクブランク用基板の表面にマスク検査機レベルで５０ｎｍ相当よりも大きい欠陥が存在しないことが要求され始めている。前述の検査方法では、検査光を透光性基板の主表面間で全反射を繰り返させながら進行させる方式であることから、このような微細なサイズの欠陥を確実に検出することは難しく、問題となっていた。
【０００７】
そこで、検査対象の透光性基板における主表面の検査地点に対し、その主表面と対向する側の主表面側から検査地点に向かう方向であって、全反射条件を満たす複数の方向（２方向以上）から検査光（レーザー光）を照射する検査方法を採用することで、検査光が当たる方向によって、欠陥を認識できない問題を解決することを検討した。しかし、この検査方法をそのまま行おうとすると、複数の検査光源が必要になってしまう。この問題を解決する方法を鋭意研究した結果、検査対象の透光性基板における検査地点とする側の主表面と対向する主表面に対して、特定の機能を有する光学部材を液浸コンタクトし、その光学部材を介して検査光を透光性基板の検査地点に照射することを考えついた。この光学部材は、１つの検査光を導入面から取り込み、液浸コンタクトしている面を介して透光性基板の主表面にある検査地点に対し、その検査地点で検査光が全反射する条件を満たす方向である第１の方向の検査光を照射する機能と、更に、検査地点で全反射された検査光を液浸コンタクトしている面から再度導入し、光学部材内部で反射（または全反射）を２回以上させ、その検査光の方向を、第１の方向とは異なる方向であり、主表面の同じ検査位置に向かう方向であり、その検査位置で検査光が全反射する条件を満たす方向である第２の方向に変更する機能を有するものである。
【０００８】
しかし、このような機能を有する光学部材は、光学部材内の複数の反射面同士の位置関係が設計値通りでなければ、所望の機能を発揮することができなくなるため、非常に高い加工精度が求められる。そのため、実際に製作した光学部材が所望の機能を有しているかどうかを検証することも容易ではなく、より簡便に加工精度を確認できる方法が望まれる。そこで、本発明は、上記の課題を解決できる光学部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の発明者は、光学部材を単独に配置した状態（透光性基板と液浸コンタクトしていない状態）で、検査光（レーザー光）を導入することで、設計図から許容される誤差範囲内の加工精度となっているか否かを検証できる（自己診断可能な）光学部材の構成を検討した。その結果、以下の構成の光学部材であれば、実現可能であることを見出した。
（ａ）前提として、透光性基板の検査地点とする側の主表面に対向する主表面と液浸コンタクトさせる光学部材であり、透光性基板と液浸コンタクトした状態の光学部材に検査光（レーザー光）を導入面から導入した場合に、光学部材と透光性基板の主表面の検査地点との間で全反射を繰り返す構成を有し、それにより、前記の対向する主表面側から主表面の検査地点に対して、異なる方向から検査光（レーザー光）が照射される状態になること。
（ｂ）大気中で光学部材を単独に配置した場合、光学部材内の導入面から導入され、光学部材内部で反射（または全反射）を繰り返すレーザー光の軌跡が、光学部材の表面の特定点（光集中点）で重なるように光学部材を設計すること。
【００１０】
このように光学部材を設計することにより、レーザー光を光学部材内に導入した時に、光学部材の表面のいずれかの位置にレーザー光が重なる点が生じること、その重なる点が、設計したときに設定した特定点（光集中点）に所定の誤差範囲内で一致すること、という２つの条件を満たせば、その光学部材は、設計図から許容される誤差範囲内で作製されていることを確認することができる。
【００１１】
また、光学部材の光学設計を容易にする観点からは、以下の構成を有することがより好ましいことを見出した。
（ｃ）光学部材は、透光性基板と液浸コンタクトする液浸コンタクト面と、その液浸コンタクト面に対向する対向面とが平行の位置関係にあること。
（ｄ）液浸コンタクト面で全反射されたレーザー光が対向面上で当たる地点を特定点（光集中点）としたとき、その対向面の特定点で反射（または全反射）されたレーザー光が、液浸コンタクト面で全反射され、かつ２以上の反射面（または全反射面）で反射（または全反射）され、液浸コンタクト面で全反射され、再度対向面に当たる地点が前記の特定点と一致するように設計すること。
【００１２】
このように光学部材を設計した場合、レーザー光を光学部材内に導入した時に、液浸コンタクト面に対向する表面（対向面）にレーザー光が重なる点が生じること、その重なる点が、設計したときに設定した特定点（光集中点）に所定の誤差範囲内で一致すること、という２つの条件を満たせば、その光学部材は、設計図から許容される誤差範囲内で作製されていることを確認することができる。
【００１３】
以上の知見に基づいて本願の発明者が想到した本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）透光性基板の検査において用いられる光学部材であって、透光性基板の検査を行う基板検査時に透光性基板の一方の主表面と液体を介在させて光学的に接続される面であり、基板検査時において透光性基板の他方の主表面における所定位置へ向けて検査光を照射する検査光照射面と、光学部材の内部において予め設定された方向へ検査光を反射（または全反射）する検査光反射部（または検査光全反射部）とを備え、基板検査時において、光学部材の外部から導入された検査光を、検査光照射面から所定位置へ向けて、所定位置で全反射される方向である第１の方向で照射し、所定位置で全反射された検査光を検査光照射面から光学部材の内部へ導入し、検査光反射部（または検査光全反射部）で、検査光照射面から導入された検査光を所定位置で全反射される方向であり、かつ第１の方向とは異なる方向である第２の方向へ反射（または全反射）し、第２の方向へ反射（または全反射）された検査光を検査光照射面から所定位置へ向けて照射するものであり、光学部材を大気中に置き、基板検査時と同じ方向の検査光を光学部材の外部から導入した場合、第１の方向及び第２の方向の各検査光は、いずれも、光学部材の内部において、検査光照射面で全反射され、かつ、その全反射後の各検査光が光学部材の表面に予め設定された光集中点に集まる。
【００１４】
このように構成すれば、例えば、透光性基板の検査において、複数の光源を用意することなく、透光性基板における検査地点（検査位置）に対し、複数の方向から検査光（例えば、レーザー光）を適切に照射できる。また、大気中に置いた透光性部材に検査光（レーザー光等）を導入し、複数の方向の検査光が光集中点に集まることを確認することにより、設計図から許容される誤差範囲内で光学部材が作製されていることの確認（以下、自己診断という）を適切に行うことができる。また、これにより、高い精度で光学部材を作成できる。
【００１５】
尚、検査対象となる透光性基板は、例えば、マスクブランク用基板の製造に用いられる透光性基板である。また、透光性基板は、例えば、ＴＦＴアレイや有機ＥＬの透明電極を表面に形成するガラス基板等であってもよい。このほか、対向する２つの主表面を有し、２つの主表面が平行な位置関係にある透光性基板であれば、この基板検査を適用することができる。
【００１６】
（構成２）検査光は、レーザー光である。このように構成すれば、検査光の照射方向の制御を高い精度で適切に行うことができる。また、これにより、基板検査時及び自己診断時において、検査光の方向を高い精度で適切に制御できる。
【００１７】
（構成３）検査光照射面と平行な面である対向面を更に備え、光集中点は、検査光照射面又は対向面のいずれかの面内の点である。このように構成すれば、例えば、光学部材の光学設計をより容易に行うことができる。
【００１８】
（構成４）光集中点は、対向面の面内の点であり、透光性基板の厚さをＤ１、透光性基板の屈折率をｎ１とし、基板検査時における透光性基板の一方の主表面と、検査光照射面との間の距離をＤ２、基板検査時に透光性基板の一方の主表面と、検査光照射面との間に介在する液体の屈折率をｎ２とし、光学部材における検査光照射面と対向面との間の距離をＤ３、光学部材の屈折率をｎ３、前記検査光照射面の法線方向に対する前記第１の方向の傾斜角をθとした場合、式（１）
Ｄ１×ｔａｎ［ｓｉｎ−１｛（ｎ３／ｎ１）×ｓｉｎθ｝］
＋Ｄ２×ｔａｎ［ｓｉｎ−１｛（ｎ３／ｎ２）×ｓｉｎθ｝］＝Ｄ３×ｔａｎθ  …（１）
の関係を満たす。このように構成すれば、例えば、光学部材における光集中点の設定がより容易になる、また、これにより、光学部材の光学設計をより容易に行うことができる。
【００１９】
（構成５）光学部材の外部において検査光照射面と平行な方向へ進む検査光を光学部材の内部へ導入する検査光導入面と、検査光導入面から導入された検査光を所定位置へ向けて、第１の方向に反射（または全反射）する導入光反射部とを更に備える。このように構成すれば、例えば、光学部材への検査光の入射角度の調整がより容易になる。また、これにより、基板検査時及び自己診断時において、検査光の方向をより高い精度で設定できる。
【００２０】
（構成６）検査光導入面は、検査光照射面と交差する平面であり、導入光反射部は、検査光照射面と対向し、かつ検査光照射面に対して傾斜する位置に設けられた平面であり、検査光反射部（または検査光全反射部）は、対向面と、検査光導入面と対向し、かつ検査光照射面と交差する位置に設けられた反射平面（または全反射平面）とからなり、基板検査時において、導入光反射部は、検査光導入面から入射した検査光を検査光照射面へ向けて反射（または全反射）し、対向面は、検査光照射面から導入された検査光を、反射平面（または全反射平面）へ向けて反射（または全反射）し、反射平面（または全反射平面）は、対向面により反射（または全反射）された検査光を第２の方向へ反射（または全反射）する。このように構成すれば、例えば、透光性基板の検査位置に対し、第１の方向及び第２の方向の検査光を、高い精度で適切に照射できる。
【００２１】
（構成７）検査光反射部（または検査光全反射部）に加え、少なくとも第２の検査光反射部（または第２の検査光全反射部）を備え、基板検査時において、第２の方向で照射し、所定位置で全反射された検査光を検査光照射面から光学部材の内部へ導入し、第２の検査光反射部（または第２の検査光全反射部）で、検査光照射面から導入された検査光を所定位置で全反射される方向であり、かつ第１の方向および第２の方向のいずれとも異なる方向である第３の方向へ反射（または全反射）し、第３の方向へ反射（または全反射）された検査光を検査光照射面から所定位置へ向けて照射するものであり、光学部材を大気中に置き、基板検査時と同じ方向の検査光を光学部材の外部から導入した場合、第１の方向、第２の方向、及び第３の方向の各検査光は、いずれも、検査光照射面で全反射され、かつ、その全反射後の各検査光が光集中点に集まる。
【００２２】
このように構成すれば、例えば、透光性基板の所定位置へより多くの方向から検査光を照射することにより、透光性基板の欠陥をより確実に検出できる。また、自己診断時において、各検査光が光集中点に集まることを確認することにより、設計図から許容される誤差範囲内で光学部材が作製されていることを適切に確認できる。
【００２３】
（構成８）第３の検査光反射部（または第３の検査光全反射部）を更に備え、基板検査時において、第３の方向で照射し、所定位置で全反射された検査光を検査光照射面から光学部材の内部へ導入し、第３の検査光反射部（または第３の検査光全反射部）で、検査光照射面から導入された検査光を所定位置で全反射される方向であり、かつ第１の方向、第２の方向および第３の方向のいずれとも異なる方向である第４の方向へ反射（または全反射）し、第４の方向へ反射（または全反射）された検査光を検査光照射面から所定位置へ向けて照射するものであり、光学部材を大気中に置き、基板検査時と同じ方向の検査光を光学部材の外部から導入した場合、第１の方向、第２の方向、第３の方向、及び第４の方向の各検査光は、いずれも、検査光照射面で全反射され、かつ、その全反射後の各検査光が光集中点に集まる。
【００２４】
このように構成すれば、例えば、透光性基板の所定位置へより多くの方向から検査光を照射することにより、透光性基板の欠陥をより確実に検出できる。また、自己診断時において、各検査光が光集中点に集まることを確認することにより、設計図から許容される誤差範囲内で光学部材が作製されていることを適切に確認できる。
【００２５】
（構成９）検査光反射部（または検査光全反射部）に加え、第２〜第ｍ（ｍは２以上の整数）の検査光反射部（または第２〜第ｍの検査光全反射部）を備え、基板検査時において、第ｋ（ｋは、２以上、ｍ以下の整数）の方向で照射し、所定位置で全反射された検査光を検査光照射面から光学部材の内部へ導入し、第ｋの検査光反射部（または第ｋの検査光全反射部）で、検査光照射面から導入された検査光を所定位置で全反射される方向であり、かつ第１から第ｋのいずれの方向とも異なる方向である第ｋ＋１の方向へ反射（または全反射）し、第ｋ＋１の方向へ反射（または全反射）された検査光を検査光照射面から所定位置へ向けて照射するものであり、光学部材を大気中に置き、基板検査時と同じ方向の検査光を光学部材の外部から導入した場合、第１〜第ｋ＋１の方向の各検査光は、いずれも、検査光照射面で全反射され、かつ、その全反射後の各検査光が光集中点に集まる。
【００２６】
このように構成すれば、例えば、透光性基板の所定位置へより多くの方向から検査光を照射することにより、透光性基板の欠陥をより確実に検出できる。また、自己診断時において、各検査光が光集中点に集まることを確認することにより、設計図から許容される誤差範囲内で光学部材が作製されていることを適切に確認できる。
【００２７】
（構成１０）光学部材は、第２〜第ｐ（ｐは２以上の整数）の検査光反射部（または第２〜第ｐの検査光全反射部）を備えており、第２の方向へ検査光を反射（または全反射）する検査光反射部（または検査光全反射部）を第１の検査光反射部（または第１の検査光全反射部）とした場合、第１〜第ｐの検査光反射部（または第１〜第ｐの検査光全反射部）のそれぞれは、３つの反射面（または全反射面）を有し、基板検査時において、第ｑ（ｑは、１以上、ｐ以下の整数）の検査光反射部（または第ｑの検査光全反射部）は、３つの反射面（または全反射面）により３回の反射（または全反射）をすることにより、検査光を、第ｑ＋１の方向へ反射（または全反射）する。
【００２８】
このように構成した場合、例えば２以下の反射面（または全反射面）により検査光の方向を変える場合と比べ、各反射面（または各全反射面）への検査光の入射角度を大きくできる。そのため、このように構成すれば、例えば、反射面（または全反射面）で検査光が全反射する条件を設定しやすくなる。また、これにより、例えば全反射面とする場合、全反射の臨界角度がより大きな材料、すなわち、屈折率がより小さい材料で光学部材を形成することが可能になる。
【００２９】
（構成１１）光学部材は、第２〜第ｐ（ｐは２以上の整数）の検査光反射部（または第２〜第ｐの検査光全反射部）を備えており、第２の方向へ検査光を反射（または全反射）する検査光反射部（または検査光全反射部）を第１の検査光反射部（または第１の検査光全反射部）とした場合、第１〜第ｐの検査光反射部（または第１〜第ｐの検査光全反射部）のそれぞれは、２つの反射面（または全反射面）を有し、基板検査時において、第ｑ（ｑは、１以上、ｐ以下の整数）の検査光反射部（または第ｑの検査光全反射部）は、２つの反射面（または全反射面）により２回の反射（または全反射）をすることにより、検査光を、第ｑ＋１の方向へ反射（または全反射）する。
【００３０】
このように構成すれば、例えば、より多くの反射面（または全反射面）で各検査光反射部（または各検査光全反射部）を構成する場合と比べ、光学部材の加工が容易になる。また、これにより、例えば、高い精度の光学部材をより適切に作成できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、例えば、透光性基板の検査において、透光性基板における検査地点（検査位置）に対し、複数の方向から検査光を適切に照射できる。また、光学部材について、設計図から許容される誤差範囲内で光学部材が作製されていることを適切に確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学部材１０２について説明をする図である。図１（ａ）は、光学部材１０２を用いて透光性基板の検査を行う検査装置１００の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、光学部材１０２の詳細な構成の一例を示す。図１（ｃ）は、自己診断時における検査光の経路と共に、光学部材１０２の側断面図を示す。
【図２】光学部材１０２を用いる場合と異なる方法で透光性基板１０に検査光を照射する場合の例を示す図である。図２（ａ）は、一般的なプリズム１５２を用いて検査光を透光性基板１０内に導入する場合の様子の例を示す。図２（ｂ）は、透光性基板１０の端面又は面取り面から透光性基板１０内へ検査光を導入する場合の例を示す。
【図３】透光性基板１０を用いて製造されるマスクブランク２０及び転写用マスク３０の一例を示す図である。図３（ａ）は、マスクブランク２０の構成の一例を示す。図３（ｂ）は、転写用マスク３０の構成の一例を示す。
【図４】光学部材１０２の光学設計の概要について説明をする図である。図４（ａ）は、第１の方向の検査光を照射する方法の一例を示す。図４（ｂ）は、第２の方向の検査光を照射する方法の一例を示す。
【図５】自己診断が可能な光学部材１０２の構成の他の例を示す図である。図５（ａ）は、面２０２と面２０４とが非平行である場合の光学部材１０２の構成の例を示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した光学部材１０２の斜視図である。図５（ｃ）は、面２０２に光集中点３０４が設定される場合の光学部材１０２の構成の例を示す図である。図５（ｄ）は、図５（ｃ）に示した光学部材１０２の斜視図である。
【図６】基板検査時に第１〜第４の４方向の検査光を検査位置へ照射する場合の光学部材１０２の構成の例を示す図である。図６（ａ）は、基板検査時に４方向の検査光を照射する光学部材１０２の構成の一例を示す斜視図である。図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、検査位置３０２へ検査光を照射している状態を示す光学部材１０２の斜視図、下面図、及び側面図である。
【図７】基板検査時に第１〜第４の４方向の検査光を検査位置へ照射する場合の光学部材１０２の構成の例を示す図である。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、自己診断時の検査光の様子を示す光学部材１０２の斜視図、下面図、及び側面図である。
【図８】基板検査時に６方向の検査光を照射する場合（６方向立体折り返し）の例を示す図である。図８（ａ）は、検査光を照射する方向の数と、欠陥検出の角度依存との関係の一例を示す図である。図８（ｂ）は、６方向立体折り返しを行う光学部材１０２の構成の一例を示す斜視図である。
【図９】基板検査時に８方向の検査光を照射する光学部材１０２の構成（８方向立体折り返し）の一例を示す図である。図９（ａ）は、８方向立体折り返しを行う光学部材１０２の構成の第１の例を示す図である。図９（ｂ）は、８方向立体折り返しを行う光学部材１０２の構成の第２の例を示す図である。
【図１０】基板検査時に１２方向の検査光を照射する光学部材１０２の構成の一例を示す図である。図１０（ａ）、（ｂ）は、基板検査時に検査位置３０２へ検査光を照射する様子の一例を示す側面図及び斜視図である。図１０（ｃ）は、自己診断時の光学部材１０２の様子の一例を示す斜視図である。図１０（ｄ）は、光学部材１０２の全体の構成の一例を示す斜視図である。
【図１１】図８（ｂ）の光学部材１０２を分割作成する場合の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る光学部材１０２について説明をする図である。本例において、光学部材１０２は、マスクブランク用基板の製造工程での透光性基板の検査において用いられる。
【００３４】
ここで、先ず、本例におけるマスクブランク用基板の製造工程について説明する。本例において、マスクブランク用基板の製造工程は、対向する１組の主表面を有する透光性基板を用いてマスクブランク用基板を製造する方法であり、基板準備工程、検査工程、及び選定工程を少なくとも備える。
【００３５】
基板準備工程は、所定形状に加工された透光性基板１０を準備する工程である。本例において、基板準備工程は、波長が２００ｎｍ以下のレーザー光（例えば、露光波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー等）を露光光として用いる場合のマスクブランク用基板となる透光性基板１０を準備する。基板準備工程は、公知の方法と同一又は同様の方法により、透光性基板１０を準備する工程であってよい。透光性基板１０としては、例えば透光性の合成石英ガラス基板を用いることが好ましい。また、透光性基板１０として、反射型マスクブランクの基板として使用される低熱膨張ガラスを用いることもできる。この低熱膨張ガラスとしては、例えば、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２ガラス等が挙げられる。
【００３６】
基板準備工程においては、例えば、先ず、透光性の合成石英ガラスインゴットから、所定形状及び寸法の合成石英ガラス基板を切り出す。切り出される合成石英ガラス基板の形状は、四角形状の上下の主表面と、両主表面と直交して、両主表面の各辺をつなぐ４つの側面とを有する形状である。
【００３７】
そして、合成石英ガラス基板の両主表面と、直交する各側面との間に、面取り加工を施し、面取り面を形成する。尚、以下においては、面取り加工後の合成石英ガラス基板において、側面のうち、面取り加工した部分を除いた部分を端面と呼ぶ。
【００３８】
そして、更に、例えば、合成石英ガラス基板の両主表面、各端面、及び各面取り面を全て鏡面に研磨する。鏡面研磨により、例えば、合成石英ガラス基板の両主表面の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）を約０．５ｎｍ以下とし、各端面及び各面取り面の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）を約２ｎｍ以下とする。また、主表面の表面粗さは、自乗平均平方根粗さ（Ｒｑ）で０．２ｎｍ以下とすることが好ましい。また、基板準備工程において、更に、主表面や端面に対し、精密研磨や超精密研磨を行ってもよい。尚、この鏡面研磨が行われた後における合成石英ガラス基板の寸法は、例えば、約１５２．１ｍｍ×約１５２．１ｍｍ×約６．３５ｍｍである。
【００３９】
検査工程は、基板準備工程において準備された透光性基板１０に対する検査を行う工程である。本例において、検査工程は、透光性基板１０の検査位置へ検査光を照射することにより、透光性基板１０内における光学的に不均一な領域の有無を検査する。光学的に不均一な領域とは、例えば、主表面に存在する凹欠陥や、内部に存在する光学的に不均一な部分（気泡、異物、内部脈理等）である。また、選定工程は、検出工程において光学的に不均一な領域が検出されなかった透光性基板１０を、マスクブランク用基板として選定する。
【００４０】
続いて、検査工程について、更に詳しく説明する。図１（ａ）は、光学部材１０２を用いて透光性基板の検査を行う検査装置１００の構成の一例を示す。本例において、検査装置１００は、透光性基板１０における所定の検査位置３０２へ検査光を照射することで検査位置３０２における欠陥の有無を検査する検査装置であり、光学部材１０２、基板ホルダ１０４、光源部１０６、走査駆動部１０８、拡大光学系１１０、撮像部１１２、及び検査判定部１１４を備える。
【００４１】
光学部材１０２は、透光性基板１０へ照射する検査光の向きを設定する透光性の部材である。本例において、光学部材１０２は、特殊形状のプリズムであり、光源部１０６から入射する光の向き（光路）をその内部で変更することにより、矢印４０４及び矢印４０８で示すように、複数の方向の検査光を検査位置３０２へ照射する。尚、光学部材１０２の光学特性については、後に更に詳しく説明する。
【００４２】
基板ホルダ１０４は、検査対象の透光性基板１０を保持する保持部材である。本例において、検査工程時、基板ホルダ１０４に保持された透光性基板１０は、その一方の主表面と、光学部材１０２の一の面との間に液体５０を介した液浸の状態にされる。これにより、透光性基板１０の一方の主表面と、光学部材１０２とは、液体５０を介在させて光学的に接続された状態となる。この液体５０としては、例えば水（純水）を好適に用いることができる。また、基板ホルダ１０４は、この液浸の状態を維持したままで検査位置３０２の走査が可能なように、透光性基板１０を保持する。検査対象の透光性基板１０の厚さは、全く同一とすることが難しく、基板同士の間で微小な差がある。この微小な差は、液体５０の厚みで微調整することができる。
【００４３】
光源部１０６は、検査位置３０２へ照射する光の光源である。本例において、光源部１０６は、レーザー光源であり、発生したレーザー光を、光学部材１０２へ向けて照射する。光源部１０６としては、例えば、検査装置１００により検出しようとする欠陥のサイズに応じた波長のレーザー光を発生する光源を用いることが好ましい。
【００４４】
例えば、マスクブランク用基板から製造される転写マスクにおいて、１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー等の波長が２００ｎｍ以下のレーザー光を露光波長として用いる場合、波長４８８ｎｍ（青色）のレーザー等を好適に用いることができる。本例によれば、このような波長を用いることにより、例えば、３０ｎｍ以下程度のサイズの欠陥を適切に検出できる。また、例えば、波長５１５ｎｍ（緑色）のレーザーや、波長４０５ｎｍのレーザー等の可視光域の波長のレーザーを用いることも考えられる。また、光源部１０６は、これらのうちの複数のレーザー光を出力するマルチライン型のレーザー光源であってもよい。このように構成すれば、高い出力のレーザー光を適切に出力できる。レーザー光のビーム径は、例えば０．６ｍｍ程度（例えば、０．５〜０．９ｍｍ）、ビームの広がり角は１ｍｒａｄ程度（例えば、０．５〜１．５ｍｒａｄ）とすることが好ましい。光源部１０６は、例えば波長２６６ｎｍ等の深紫外線（ＤＵＶ）のレーザー光を発生してもよい。また、光源部１０６が発生するレーザー光の波長は、マスクブランク用基板から製造される転写マスクにおいて用いられる露光波長と同じであってもよい。
【００４５】
走査駆動部１０８は、透光性基板１０の主表面と平行な方向において透光性基板１０に対して相対的に光学部材１０２を移動させる駆動部であり、この移動により、透光性基板１０の主表面内で検査位置３０２を走査する。本例において、走査駆動部１０８は、位置を固定した光学部材１０２に対して透光性基板１０の側を移動させることにより、透光性基板１０に対して相対的に光学部材１０２を移動させる。走査駆動部１０８は、位置を固定した透光性基板１０に対して光学部材１０２の側を移動させてもよい。
【００４６】
拡大光学系１１０は、透光性基板１０における検査位置３０２近傍の像を拡大する光学系である。本例において、拡大光学系１１０は、顕微鏡であり、対物レンズの焦点を検査位置３０２に合わせて保持される。また、拡大光学系１１０の接眼レンズ側には、撮像部１１２が取り付けられている。撮像部１１２は、例えばＣＣＤ素子等の撮像素子であり、拡大光学系１１０により拡大された検査位置３０２近傍の像を撮像する。なお、撮像部１１２は、ＴＤＩカメラであるとより好ましい。また、撮像部１１２は、撮像した画像を、検査判定部１１４へ送る。
【００４７】
検査判定部１１４は、例えば画像処理を行うコンピュータであり、透光性基板１０の検査位置３０２における検査結果を判定する。本例において、検査判定部１１４は、撮像部１１２により撮像された画像に基づき、検査光が照射された検査位置３０２における光の漏出の有無を判断する。そして、光の漏出が検出された場合、検査対象の透光性基板に欠陥が存在すると判定する。尚、光の漏出の検出と、検査位置３０２における欠陥との関係については、後に、光学部材１０２の光学特性と合わせて説明する。
【００４８】
図１（ｂ）は、光学部材１０２の詳細な構成の一例を示す図であり、検出工程における基板検査時に検査位置３０２へ検査光を照射している状態での検査光の経路と共に、光学部材１０２の側断面図を示す。この側断面図は、透光性基板１０の主表面と垂直、かつ、検査光の光路と平行な平面による光学部材１０２の断面である。
【００４９】
本例において、光学部材１０２は、モノリシックなプリズムであり、例えばガラスで形成されている。また、光学部材１０２の表面は、断面図において示した面２０２〜２１２と、断面図の手前側及び奥側の面とで構成されている。これらの面は、全て平面である。
【００５０】
面２０２は、透光性基板１０へ向けて検査光を照射する検査光照射面の一例の面である。本例において、面２０２は、透光性基板１０と対向する面であり、基板検査時において、透光性基板１０の一方の主表面と、液体５０を介在させて光学的に接続される。これにより、面２０２は、透光性基板１０と液浸コンタクトする液浸コンタクト面として機能する。また、基板検査時において、面２０２は、光学部材１０２の内部から透光性基板１０へ向けて検査光を出射する出射面になっており、透光性基板１０の他方の主表面における所定の検査位置３０２へ向けて、検査光を照射する。
【００５１】
面２０４は、検査光照射面と平行な面である対向面の一例である。本例において、面２０４は、面２０８と共に、検査光反射部（または検査光全反射部）１２２を構成する。面２０６は、光源部１０６が発生する検査光を光学部材１０２の内部へ導入する検査光導入面の一例である。本例において、面２０６は、面２０２と交差する平面であり、光学部材１０２の外部において光源部１０６が照射する検査光を、光学部材１０２の内部へ導入する。面２０８は、透光性基板１０の内部で検査光を反射（または全反射）する反射平面（または全反射平面）の一例である。本例において、面２０８は、面２０６と対向し、かつ面２０２及び面２０４と交差する位置に設けられた面である。面２１０は、面２０６から導入された検査光を反射（または全反射）する導入光反射部の一例である。本例において、面２１０は、面２０２と対向し、かつ面２０２に対して傾斜する位置に設けられた平面であり、基板検査時において、面２０６から入射した検査光を面２０２へ向けて反射（または全反射）する。面２１２は、面２１０と面２０４とをつなぐ平面である。
【００５２】
このような光学部材１０２を用いることにより、基板検査時における検査光の経路は、以下の通りになる。先ず、矢印４０２に示すように、光源部１０６は、透光性基板１０の外部において面２０２と平行な方向へ進む検査光を発生する。そして、面２０６は、その検査光を、光学部材１０２の内部に導入する。また、面２１０は、面２０６から導入された検査光を、検査位置３０２へ向けて、矢印４０４に示す第１の方向に反射（または全反射）する。この第１の方向は、透光性基板１０の他方の主表面における所定位置である検査位置３０２で検査光が全反射される方向である。
【００５３】
尚、本例の基板検査時において、面２０２は、上記のように、液体を介在させて透光性基板１０の一方の主表面と光学的に接続している。そのため、面２１０により反射（または全反射）された検査光は、面２０２において全反射されることなく、透光性基板１０の検査位置３０２まで到達する。
【００５４】
また、検査位置３０２において、第１の方向の検査光は、矢印４０６に示すように全反射される。そして、全反射された検査光は、面２０２から光学部材１０２の内部に導入され、面２０４に到達する。
【００５５】
面２０４は、検査位置３０２で全反射した後に面２０２から導入された検査光を、面２０８へ向けて反射（または全反射）する。また、面２０８は、面２０４により反射（または全反射）された検査光を、検査位置３０２へ向けて、矢印４０８に示す第２の方向に反射（または全反射）する。この第２の方向は、検査位置３０２で全反射される方向であり、かつ第１の方向とは異なる方向である。これにより、面２０４及び面２０８により構成される検査光反射部（または検査光全反射部）１２２は、光学部材１０２の内部において予め設定された方向へ検査光を反射（または全反射）する。
【００５６】
また、面２０８により反射（または全反射）された第２の方向の検査光は、面２０２において全反射されることなく、透光性基板１０の検査位置３０２へ到達する。そして、検査位置３０２において、第２の方向の検査光は、矢印４１０に示すように全反射される。また、全反射された検査光は、面２０２から光学部材１０２の内部に導入され、その後、面２０６における出射予定位置から光学部材１０２の外部に出射する。この出射予定位置は、検査位置３０２に欠陥がない場合に検査光が出射する位置であり、光学部材１０２の光学設計により予め設定される。
【００５７】
以上のようにして、基板検査時において、光学部材１０２は、光学部材１０２の外部から導入された検査光を、面２０２から検査位置３０２へ向けて、第１の方向で照射し、検査位置３０２で全反射された検査光を、面２０２から光学部材１０２の内部へ導入する。そして、面２０２から導入された検査光を、検査光反射部（または検査光全反射部）１２２で、第２の方向へ反射（または全反射）し、第２の方向へ反射（または全反射）された検査光を面２０２から検査位置３０２へ向けて照射する。そのため、本例によれば、基板検査時において、複数の光源を用意することなく、透光性基板１０の検査位置３０２に対し、複数の方向の検査光を高い精度で適切に照射できる。
【００５８】
ここで、本例の基板検査時に行う透光性基板１０の検査について、更に詳しく説明する。本例においては、上記説明のように、透光性基板１０における光学部材１０２から遠い側の主表面上に検査位置３０２を設定し、検査位置３０２に対し、光学部材１０２を介して、第１の方向及び第２の方向の検査光を照射する。そして、検査位置３０２、及び、透光性基板１０内での検査光の経路のいずれにも光学的に不均一な領域がなければ、検査光は、検査位置３０２で全反射し、光学設計により予め設定された経路で光学部材１０２の方向へ進む。
【００５９】
一方、例えば研磨時の異物混入等によって透光性基板１０における検査位置３０２にキズ等がある場合、その検査位置３０２においては光学設計通りの全反射がされないこととなる。また、検査光の経路において、ガラスの脈理等に特徴的な、透過率は同じで屈折率だけが違う欠陥が存在する場合、検査光は、屈折率の違うところで本来の軌道（光路）を外れることとなる。そのため、この場合も、検査位置３０２において光学設計通りの全反射がされないこととなる。そして、検査位置３０２において光学設計通りの全反射がされない場合、その後、光学部材１０２の出射予定位置以外から検査光が漏出する。すなわち、透光性基板１０において、キズや脈理等の光学的に不均一部分があると、検査光が光学設計上の経路（光路）を外れ、他の方向へ漏れ出すこととなる。そのため、このような光の漏出を検出することにより、透光性基板１０における光学的に不均一な領域を適切に検出できる。
【００６０】
また、本例においては、走査駆動部１０８により透光性基板１０における検査位置３０２を順次変更することにより、透光性基板１０の主表面の各位置を検査位置３０２に設定できる。そのため、本例によれば、透光性基板１０において検査が必要な領域全体について、光学的に不均一な領域による欠陥を適切に検出できる。また、マスクブランク用基板の製造工程における選定工程では、検出工程において光学的に不均一な領域の影響で漏出する光がなかった透光性基板１０を選択することにより、マスクブランク用基板を適切に選定できる。
【００６１】
続いて、光学部材１０２の自己診断時における検査光の経路について、説明をする。図１（ｃ）は、自己診断時における検査光の経路と共に、光学部材１０２の側断面図を示す。本例において、自己診断時における検査光とは、光学部材１０２の自己診断を行うために光学部材１０２内に導入するレーザー光のことである。このレーザー光は、例えば、基板検査時に用いる検査光と同じレーザー光である。
【００６２】
本例において、光学部材１０２の自己診断は、光学部材１０２を大気中に置き、基板検査時と同じ方向の検査光を光学部材１０２の外部から導入することで行う。この場合、基板検査時と同じ方向である矢印４０２に示す方向の検査光は、面２０６から光学部材１０２の内部に導入され、面２１０で反射される。そのため、面２１０は、基板検査時と同じ第１の方向へ検査光を反射（または全反射）する。
【００６３】
しかし、透光性基板１０との間が液浸状態となっている基板検査時と異なり、自己診断時において、光学部材１０２は、大気中に置かれている。そのため、面２１０で反射（または全反射）された検査光は、図中の矢印で示すように、面２０２の位置３０６において全反射され、光集中点３０４に向かう。位置３０６は、基板検査時に第１の方向の検査光が出射する位置である。光集中点３０４は、光学部材１０２の光学設計により面２０４において予め設定された所定の位置である。また、位置３０６で全反射された検査光は、光集中点３０４で反射（あるいは全反射）され、面２０２の位置３０８へ向かう。そして、位置３０８で全反射され、再度、面２０４へ向かう。
【００６４】
ここで、本例において、光学部材１０２は、基板検査時に検査位置３０２で全反射された第１の方向の検査光が光学部材１０２内に導入される位置と、位置３０８とが一致するように、光学設計されている。より具体的には、例えば、透光性基板１０の厚さをＤ１、透光性基板１０の屈折率をｎ１とし、基板検査時における透光性基板１０の一方の主表面と、面２０２との間の距離をＤ２、基板検査時に透光性基板１０と光学部材１０２との間に介在する液体５０の屈折率をｎ２とし、光学部材１０２における面２０２と面２０４との間の距離をＤ３、光学部材１０２の屈折率をｎ３、前記検査光照射面の法線方向に対する前記第１の方向の傾斜角をθとした場合、Ｄ１×ｔａｎ［ｓｉｎ−１｛（ｎ３／ｎ１）×ｓｉｎθ｝］＋Ｄ２×ｔａｎ［ｓｉｎ−１｛（ｎ３／ｎ２）×ｓｉｎθ｝］＝Ｄ３×ｔａｎθの関係を満たすように設計されている。
【００６５】
そのため、自己診断時に位置３０８で全反射された後の検査光は、基板検査時に面２０２から導入された検査光と同じ経路を進む。すなわち、検査光は、面２０４及び面２０８により構成される検査光反射部（または検査光全反射部）１２２により第２の方向へ反射（または全反射）され、面２０２へ向かう。
【００６６】
しかし、自己診断時には、光学部材１０２が大気中に置かれているため、面２０８により第２の方向へ反射（または全反射）された検査光は、面２０２の位置３１０において、再度全反射される。そして、全反射された検査光は、面２０４へ向かう。この位置３１０は、基板検査時に第２の方向の検査光が出射する位置である。また、検査光は、面２０４で反射（あるいは全反射）され、面２０２の位置３１２へ向かう。
【００６７】
ここで、本例において、光学部材１０２は、自己診断時に位置３１０で全反射された検査光が面２０４における光集中点３０４へ向かうように光学設計されている。そのため、自己診断時において、第１の方向及び第２の方向の各検査光は、いずれも、光学部材１０２の内部において、面２０２で全反射され、かつ、その全反射後の各検査光が光集中点３０４に集まる。そのため、本例によれば、複数の方向の検査光が光集中点３０４に集まることを確認することにより、設計図から許容される誤差範囲内で光学部材１０２が作製されていることを適切に確認できる。また、このような自己診断機能を持たせることにより、高い精度で光学部材１０２を作成することが可能となる。
【００６８】
尚、本例において、光学部材１０２は、更に、基板検査時に検査位置３０２で全反射された第２の方向の検査光が光学部材１０２内に導入される位置と、位置３１２とが一致するように、光学設計されている。そのため、自己診断時に位置３１２で全反射された後の検査光は、基板検査時に面２０２から導入された検査光と同じ経路を進む。
【００６９】
また、光学部材１０２のより具体的な形状については、例えば以下のようにすることができる。例えば、図１（ｂ）、（ｃ）に示した断面形状における各辺の長さについて、Ｌ１、Ｌ２＝２５〜３５ｍｍ程度（但し、Ｌ２＞Ｌ１）とすることができる。また、Ｌ３＝５〜８ｍｍ程度、Ｌ４＝０．５〜２ｍｍ程度、Ｌ５＝２０〜２５ｍｍ程度とすることができる。また、Ｄ３＝４〜８ｍｍ程度とすることができる。また、各頂点の角度について、ａ、ｂ＝９１〜９５°程度、ｃ＝５０〜８０程度、ｄ＝７０〜１２０°程度、ｅ＝９０〜１３０°程度、ｆ＝７０〜９０°程度とすることができる。また、光学部材１０２の幅（断面図の奥側の面と手前側の面との距離）は、検査光のビーム径よりも大きければよく、例えば、１〜２０ｍｍ程度とすることができる。
【００７０】
透光性基板１０の検査時において、光学部材１０２の内部で検査光を反射する反射面としては、導入光反射部を構成する面２１０と、検査光反射部１２２を構成する面２０４と面２０８がある。これらの反射面で検査光を反射可能とする簡単な方法としては、その反射面の表面を鏡面状態とし、かつその表面を露出状態とし、反射面で検査光を全反射させる方法がある。この方法を適用する場合、反射面に接する光学部材１０２の外側の媒体（空気等）の屈折率と、光学部材１０２を構成する物質の屈折率との間の差を大きくすることが望まれる。この屈折率差が大きくなるほど、反射面で検査光を全反射させることが可能な検査光の反射面に対する入射角度の限界値である臨界角が小さくなるためである。
【００７１】
このような反射面が全反射によって検査光を反射させる構成とする場合においては、光学部材１０２は、検査光の透過率が高く、屈折率がある程度の高さがあり、透過率や屈折率の均一性が高いという条件を満たすのであれば、いずれの材料も適用可能である。合成石英ガラスは、検査光に対する透過率が非常に高く、屈折率も比較的高く、屈折率の均一性も高めることができ、さらにこれらの条件を満たしつつ、コストも比較的低いため、好ましい。また、例えばサファイア、キュービック・ジルコニア、ダイヤモンド等の、より屈折率の高い材料で透光性材料を形成することもできる。この場合、検査光が全反射する臨界角がより小さくなるため、例えば、光学部材１０２の設計の自由度をより高めることができる。
【００７２】
上記の方法以外に反射面で検査光を反射可能とする方法としては、その反射面の表面を鏡面状態とし、かつその表面に誘電体膜等の反射膜をコーティングする方法がある。この場合、全反射させる場合に比べると反射面での検査光の反射率は多少下がる。しかし、反射面で検査光を反射させることが可能な臨界角を考慮する必要が実質的になくなり、光学部材１０２の光学設計の自由度は大幅に高まるという利点がある。反射面の表面にコーティングする反射膜は、検査光の波長において高い反射率で反射可能な構成であれば、特に制限はされない。反射面の検査光に対する反射率をより高めるという観点では、低屈折率材料（低誘電体）の層と高屈折率材料（高誘電体）の層が交互に積層した構造の多層反射膜を反射膜の表面にコーティングすることが好ましい。
【００７３】
このような反射面の表面に反射膜を設けることによって検査光を反射させる構成とする場合においては、光学部材１０２は、検査光の透過率が高く、透過率の均一性が高いという条件を満たすのであれば、いずれの材料も適用可能である。この構成の場合、光学部材１０２を構成する材料として、前記に列挙した合成石英ガラス等の材料のほか、ソーダライムガラスやアルミノシリケートガラス等のガラス材料や、検査光に対する透過率が高い樹脂材料も適用可能となる。
【００７４】
実際に光学部材１０２を用いて透光性基板１０に検査光を照射する実験をおこなった。ただし、この実験では、検査光に波長２６６ｎｍのＤＵＶ域のレーザー光を用いた。その結果、この実験により、４０ｎｍ以下のサイズ（直径）の欠陥、更には、３０ｎｍ以下（例えば、２８ｎｍ程度）のサイズの欠陥を検出できることを確認できた。また、透光性基板１０の表面の欠陥については、例えば、深さ７ｎｍ程度の凹欠陥についても、適切に検出できた。また、この光学部材１０２を用いて、光学部材１０２の自己診断を適切に行うこともできた。
【００７５】
続いて、本例の光学部材１０２を用いる場合と比較をするために、図２に、光学部材１０２を用いる場合と異なる方法で透光性基板１０に検査光を照射する場合の例を示す。図２（ａ）は、一般的なプリズム１５２を用いて検査光を透光性基板１０内に導入する場合の様子の例を示す。この場合、透光性基板１０の一方の主表面とプリズム１５２の一面とを、液体５０（水等）を介在させて光学的に接続することにより、検査位置３０２で全反射される方向の検査光を、プリズム（透光性部材）１５２を通して透光性基板１０内に導入する。また、検査位置３０２で全反射された検査光を、プリズム１５２を介して、透光性基板１０の外部へ出射させる。
【００７６】
このようにした場合も、所定の方向の検査光を透光性基板１０の検査位置へ照射できる。また、これにより、透光性基板１０の検査を行うこともできる。しかし、一般的なプリズム１５２を用いる場合、一のレーザー光源からの１回の光照射により検査位置３０２へ照射される検査光の方向は、一方向のみとなる。そのため、例えば、検査対象の透光性基板に存在する欠陥が、検査光の照射方向によっては全反射条件を逸脱しないような特性を有している場合、欠陥を適切に検出できないおそれがある。
【００７７】
図２（ｂ）は、透光性基板１０の端面又は面取り面から透光性基板１０内へ検査光を導入する場合の例を示す。この場合、透光性基板１０の主表面で全反射する方向の検査光を端面又は面取り面から導入すると、検査光は、透光性基板１０の内部において、両主表面間で全反射を繰り返しつつ進行する。そのため、検査光の方向及び透光性基板１０への導入位置を適切に設定することにより、検査位置３０２へ検査光を照射できる。
【００７８】
しかし、この場合も、検査位置３０２へ照射される検査光の方向は、一方向のみとなる。そのため、例えば、検査対象の透光性基板に存在する欠陥が、検査光の照射方向によっては全反射条件を逸脱しないような特性を有している場合、欠陥を適切に検出できないおそれがある。
【００７９】
このように、図２（ａ）、（ｂ）のような方法により検査位置３０２へ検査光を照射する場合、検査位置３０２へ照射される検査光の方向が一方向のみとなる結果、欠陥を適切に検出できないおそれがある。これに対し、本例の光学部材１０２を用いる場合、一のレーザー光源からの１回の光照射により、検査位置３０２へ複数の方向の検査光を照射できる。そのため、本例によれば、より高い精度で欠陥を検出することが可能となる。
【００８０】
図３は、透光性基板１０を用いて製造されるマスクブランク２０及び転写用マスク３０の一例を示す。図３（ａ）は、マスクブランク２０の構成の一例を示す。選定工程で合格品となり、マスクブランク用基板として選定された透光性基板１０は、その後、マスクブランク２０の製造に用いられる。マスクブランク２０の製造工程では、マスクブランク用基板として選定された透光性基板１０の主表面に、例えば公知の方法により、パターン形成用薄膜１２を形成する。このようにすれば、高い精度で選定されたマスクブランク用基板を用いることができる。また、これにより、精度の高いマスクブランク２０を適切に製造できる。
【００８１】
前記のパターン形成用薄膜１２は、単層構造、複数層の積層構造、組成傾斜した構造のいずれの構成でもよい。ここでいうマスクブランクは、パターン形成用薄膜１２上に、パターン形成用薄膜１２をパターニングする際にエッチングマスクとして使用されるハードマスク膜が形成されている構成も含まれる。また、ここでいうマスクブランクには、パターン形成用薄膜１２上やハードマスク膜上に、有機系材料からなるレジスト膜が形成されている構成も含まれる。このように製造されたマスクブランク２０は、転写用マスク３０の製造に用いられる。
【００８２】
図３（ｂ）は、転写用マスク３０の構成の一例を示す。転写用マスク３０の製造工程では、例えば公知の方法により、マスクブランク２０のパターン形成用薄膜１２をエッチングによりパターニングして、転写パターンを形成する。このようにすれば、高い精度で製造されたマスクブランク２０を用いることで、精度の高い転写用マスク３０を適切に製造できる。
【００８３】
尚、ここでいうマスクブランク２０には、透光性基板１０とパターン形成用薄膜１２の間に、露光光を反射する多層反射膜（例えば、Ｓｉ膜とＭｏ膜の交互積層膜）を設けた構成も含まれる。このようなマスクブランクとしては、例えば、露光光にＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）光（波長  １３〜１４ｎｍ等）が適用される反射型のマスクブランクが挙げられる。この反射型のマスクブランクの場合、主表面にキズ等の欠陥が存在する透光性基板の上に多層反射膜を形成していくと、そのキズ等の欠陥を起点に大きさや深さが増幅され、多層反射膜に致命的な位相欠陥が発生するおそれがある。また、反射型のマスクブランクから製造される反射型マスク（転写用マスク）は、露光装置のマスクステージにセットされる際には、多層反射膜やパターン形成用薄膜が形成されている側とは反対側（裏面側）がチャックされる。このため、透光性基板の裏面側の主表面においてもキズ等の欠陥が存在するとチャックの精度が低下するおそれがある。これらのことから、反射型のマスクブランクに用いられる透光性基板においても、キズ等の欠陥を精度よく検出できることは重要である。
【００８４】
反射型マスクの製造工程では、前記の反射型のマスクブランクを用い、例えば公知の方法により、パターン形成用薄膜をエッチングによりパターニングして、転写パターンを形成する。このようにすれば、高い精度で製造された反射型のマスクブランク２０を用いることで、精度の高い反射型マスク（転写用マスク）を適切に製造できる。
【００８５】
また、これらの製造された転写用マスク３０は、半導体デバイスの製造に用いられる。半導体デバイスの製造工程においては、例えば公知の方法により、転写用マスク３０を用い、半導体ウェハ上に回路パターンを形成する。このようにすれば、高い精度で製造された転写用マスク３０を用いることにより、半導体ウェハ上に回路パターンを高い精度で形成できる。また、これにより、動作不良欠陥のない高品質の半導体デバイスを適切に製造できる。
【００８６】
尚、上記においては、検査対象となる透光性基板１０について、マスクブランク用基板の製造に用いられる透光性基板である場合の説明を行った。しかし、本例の光学部材１０２を用いた基板検査の方法は、他の用途の透光性基板１０の検査にも適用可能である。例えば、検査対象の透光性基板１０は、ＴＦＴアレイや有機ＥＬの透明電極を表面に形成するガラス基板等であってもよい。
【００８７】
続いて、光学部材１０２の構成の他の例について説明する。先ず、光学部材１０２の光学設計の概要について説明する。図４は、異なる２つの方向である第１の方向及び第２の方向の検査光を検査位置３０２へ照射する場合について、光学部材１０２の光学設計の概要を説明する図である。尚、図４以降の図面において、図１と同じ符号を付した構成は、以下に説明する点を除き、図１の構成と同一又は同様の特徴を有してよい。また、図４（ａ），（ｂ）において、横方向の座標軸（座標横軸）は、透光性基板１０の検査位置３０２が設定される側の主表面に対して平行な位置関係に設定されたものであり、縦方向の座標軸（座標縦軸）は、その座標横軸に対して垂直な位置関係に設定されたものである。
【００８８】
図４（ａ）は、第１の方向の検査光を照射する方法の一例を示す。本例において、検査位置３０２への照射する検査光の方向の設定は、光学部材１０２の内部で検査光を予め設定した方向へ反射（または全反射）することで行うことができる。より具体的には、例えば、矢印４０２で示す方向の検査光について、面２０６から導入し、面２１０で反射（または全反射）することで検査位置３０２へ照射する場合、面２０６及び面２１０の傾きを適宜設定することにより、矢印４０４に示す検査光の方向（第１の方向）を設定できる。尚、図示した場合において、面２０６は、透光性基板１０の主表面の法線（座標縦軸）に対し、図示の方向へ、角度ａｉ傾いている。また、第１の方向の検査光の入射角度は、ｔｄ１である。
【００８９】
図４（ｂ）は、第２の方向の検査光を照射する方法の一例を示す。第１の方向の検査光は、検査位置３０２で全反射された後、光学部材１０２へ向かって進む。そのため、検査光を再度光学部材１０２内へ導入し、予め設定した方向へ反射（または全反射）することにより、次に検査位置３０２へ照射する検査光の方向も設定できる。より具体的には、例えば、検査位置３０２での全反射後、矢印４０６の方向へ進んで面２０４へ到達する検査光に対し、面２０４及び面２０８により構成される検査光反射部（または検査光全反射部）１２２で反射（または全反射）を行う場合、面２０４及び面２０８の傾きを適宜設定することにより、矢印４０８に示す検査光の方向（第２の方向）を設定できる。尚、図示した場合において、面２０４は、透光性基板１０の主表面（座標横軸）に対し、図示の方向へ、角度ａ傾いている。また、第２の方向の検査光の入射角度は、ｔｄ１＋ｄｅｌである。
【００９０】
このような方針に基づいて光学部材１０２の光学設計をすることにより、基板検査時に複数の方向の検査光を検査位置３０２へ照射することが可能となる。また、これにより、透光性基板１０の検査を高い精度で行うことが可能となる。
【００９１】
尚、単に検査光の方向を設定するという観点で考えた場合、上記方針の光学設計について、例えば複数のプリズムを用いる構成や、プリズムと鏡とを組み合わせた構成等の、複数の光学部材を用いる構成に対して行うことも考えられる。しかし、その場合、複数の光学部材間の精密な位置合わせ等が必要になるため、基板検査時の工数が増加することとなる。また、光学部材間の位置のずれにより、検査の精度が低下するおそれもある。そのため、実用上、本例のように、モノリシックな単独の光学部材１０２を用いることが好ましい。
【００９２】
図５は、自己診断が可能な光学部材１０２の構成の他の例を示す。図５（ａ）は、面２０２と面２０４とが非平行である場合の光学部材１０２の構成の例を示す図であり、自己診断時の検査光の経路と共に、光学部材１０２の側断面図を示す。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した光学部材１０２の斜視図である。図から分かるように、面２０２と面２０４とが非平行である場合も、各面の傾きや、面間の距離等を適宜調整することにより、自己診断を行うための光集中点３０４を適切に設定することができる。
【００９３】
ここで、図５（ａ）、（ｂ）に示した場合において、光集中点３０４は、基板検査時に透光性基板から遠い側の面となる面２０４に設定されている。しかし、光集中点３０４は、その他の面に設定することも可能である。
【００９４】
図５（ｃ）は、面２０２に光集中点３０４が設定される場合の光学部材１０２の構成の例を示す図であり、自己診断時の検査光の経路と共に、光学部材１０２の側断面図を示す。図５（ｄ）は、図５（ｃ）に示した光学部材１０２の斜視図である。図から分かるように、各面の傾きや、面間の距離等を適宜調整することにより、面２０４以外の面である面２０２上にも、自己診断を行うための光集中点３０４を適切に設定することができる。
【００９５】
尚、図５（ｃ）、（ｄ）に示した場合においては、光学設計を簡単にするため、面２０２と面２０４とが平行な構成とした。しかし、各面の傾きや、面間の距離等を適宜調整すれば、面２０２と面２０４とが非平行な場合であっても、面２０２上に光集中点３０４を設定可能である。また、面２０２、面２０４以外の面上に光集中点３０４を設定することも考えられる。
【００９６】
また、図１〜図５においては、基板検査時の検査光の照射について、第１の方向及び第２の方向の２つの方向の検査光を照射する場合について説明した。しかし、基板検査時においては、３以上の方向の検査光を照射してもよい。このようにすれば、例えば、検査対象の透光性基板に存在する欠陥が、検査光の照射方向によっては全反射条件を逸脱しないような特性を有している場合であっても、より適切に欠陥を検出できる。そこで、以下、基板検査時に検査位置へ３以上の方向の検査光を照射する場合の例について説明する。
【００９７】
３方向以上の多方向の検査光を検査位置へ照射する光学部材１０２は、例えば、第１方向設定部と、第１〜第ｍ（ｍは２以上の整数）の検査光反射部（または第１〜第ｍの検査光全反射部）を備える。第１方向設定部は、第１の方向の検査光を照射するための構成である。また、第１〜第ｍの検査光反射部（または第１〜第ｍの検査光全反射部）は、その他の方向の検査光を照射するための構成である。
【００９８】
そして、この構成により、基板検査時において、光学部材１０２は、先ず、外部から導入した検査光を第１方向設定部で反射（または全反射）することにより、第１の方向の検査光を検査位置へ照射する。また、光学部材１０２は、第ｋ（ｋは、１以上、ｍ以下の整数）の方向で照射し、検査位置で全反射された検査光を検査光照射面となる平面から光学部材１０２の内部へ導入する。そして、第ｋの検査光反射部（または第ｋの検査光全反射部）で、検査光照射面から導入された検査光を、検査位置で全反射される方向であり、かつ第１から第ｋのいずれの方向とも異なる方向である第ｋ＋１の方向へ反射（または全反射）することで、検査光を、検査光照射面から検査位置へ向けて照射する。また、自己診断時において、光学部材１０２を大気中に置き、基板検査時と同じ方向の検査光を光学部材１０２の外部から導入した場合、第１〜第ｋ＋１の方向の各検査光は、いずれも、検査光照射面で全反射され、かつ、その全反射後の各検査光が光集中点に集まる構成とする。
【００９９】
このように構成すれば、例えば、透光性基板の検査位置へ、より多くの方向の検査光を適切に照射できる。また、これにより、透光性基板の欠陥をより確実に検出できる。更には、光学部材１０２の自己診断を適切に行うことができる。
【０１００】
続いて、３方向以上の多方向の検査光を検査位置へ照射する光学部材１０２の具体的な構成の例を示す。図６及び図７は、基板検査時に第１〜第４の４方向の検査光を検査位置へ照射する場合の光学部材１０２の構成（４方向立体折り返し）の例を示す。図６は、光学部材１０２の形状、及び、基板検査時に検査位置３０２へ検査光を照射する様子の一例を示す。
【０１０１】
図６（ａ）は、基板検査時に４方向の検査光を照射する光学部材１０２の構成の一例を示す斜視図である。図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、検査位置３０２へ検査光を照射している状態を示す光学部材１０２の斜視図、下面図、及び側面図である。尚、この下面図は、基板検査時に透光性基板１０の検査位置３０２側から光学部材１０２を見た図である。
【０１０２】
本例において、光学部材１０２は、第１方向設定部１２０と、３つの検査光反射部（または検査光全反射部）１２２を備える。第１方向設定部１２０は、検査光導入面である面２０６と、導入光反射部である面２１０からなる部分である。基板検査時において、第１方向設定部１２０は、光学部材１０２の内部へ面２０６から導入される検査光を面２１０で反射（または全反射）することにより、検査光を第１の方向へ向ける。これにより、基板検査時において、光学部材１０２は、透光性基板の検査位置３０２へ、第１の方向の検査光を、面２０２から照射する。また、第１の方向の検査光は、検査位置３０２で全反射された後、面２０２から再度光学部材１０２内へ導入される。
【０１０３】
３つの検査光反射部（あるいは検査光全反射部）１２２のそれぞれは、基板検査時に検査位置３０２へ照射する検査光の方向を設定する部分である。本例において、それぞれの検査光反射部（あるいは検査光全反射部）１２２は、検査位置３０２で全反射されて光学部材１０２内に導入された検査光に対し、複数回の反射（あるいは全反射）をすることにより、それぞれの検査光反射部１２２毎に予め設定されている方向へ検査光の方向を変えて、検査位置３０２へ向けて反射（あるいは全反射）する。
【０１０４】
より具体的には、例えば、図６（ｃ）に示したように、検査光の経路に沿って、３つの検査光反射部（または検査光全反射部）１２２のそれぞれを、第１、第２、及び第３の検査光反射部（または第１、第２、及び第３の検査光全反射部）１２２とした場合、基板検査時において、第１の検査光反射部（または第１の検査光全反射部）１２２は、第１方向設定部１２０により第１の方向で照射され、検査位置３０２で全反射されて光学部材１０２内に導入された検査光を、第２の方向へ反射（または全反射）する。この第２の方向は、検査位置３０２で全反射される方向であり、かつ第１の方向と異なる方向である。第２の方向の検査光は、面２０２から検査位置３０２へ照射され、検査位置３０２で全反射される。また、その後、面２０２から再度光学部材１０２内へ導入される。
【０１０５】
第２の検査光反射部（または第２の検査光全反射部）１２２は、第２の方向で照射され、検査位置３０２で全反射されて光学部材１０２内に導入された検査光を、第３の方向へ反射（または全反射）する。この第３の方向は、検査位置３０２で全反射される方向であり、かつ第１の方向及び第２の方向のいずれとも異なる方向である。第３の方向の検査光は、面２０２から検査位置３０２へ照射され、検査位置３０２で全反射される。また、その後、面２０２から再度光学部材１０２内へ導入される。
【０１０６】
第３の検査光反射部（または第３の検査光全反射部）１２２は、第３の方向で照射され、検査位置３０２で全反射されて光学部材１０２内に導入された検査光を、第４の方向へ反射（または全反射）する。この第４の方向は、検査位置３０２で全反射される方向であり、かつ第１の方向、第２の方向、及び第３の方向のいずれとも異なる方向である。第４の方向の検査光は、面２０２から検査位置３０２へ照射され、検査位置３０２で全反射される。また、その後、面２０２から再度光学部材１０２内へ導入される。
【０１０７】
以上のようにして、基板検査時において、光学部材１０２は、透光性基板の検査位置３０２へ、それぞれ異なる第１〜第４の方向の検査光を照射する。本例によれば、例えば、検査位置３０２へより多くの方向の検査光を照射することにより、透光性基板の欠陥をより確実に検出できる。
【０１０８】
また、本例において、光学部材１０２は、図７に示すように、自己診断の機能も有している。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本例における自己診断時の検査光の様子を示す光学部材１０２の斜視図、下面図、及び側面図である。図７（ｃ）等から分かるように、光学部材を大気中に置き、基板検査時と同じ方向の検査光を光学部材の外部から導入した場合、第１の方向、第２の方向、第３の方向、及び第４の方向の各検査光は、いずれも、検査光照射面である面２０２で全反射され、かつ、その全反射後の各検査光が、対向面である面２０４上の１点（光集中点３０４）に集まる。
【０１０９】
そのため、本例によれば、自己診断時において、各検査光が光集中点３０４に集まることを確認することにより、設計図から許容される誤差範囲内で光学部材が作製されていることを適切に確認できる。また、これにより、高い精度で光学部材１０２を作成することが可能になる。
【０１１０】
図８〜図１０は、基板検査時に更に多くの方向の検査光を検査位置へ照射する場合の例を示す。図８は、基板検査時に６方向の検査光を照射する場合（６方向立体折り返し）の例を示す。図８（ａ）は、同じ検査位置に検査光を照射する方向の数と、欠陥検出の角度依存との関係の一例を示す図である。
【０１１１】
上記においても説明をしたように、検査対象の透光性基板に存在する欠陥には、検査光の照射方向によっては全反射条件を逸脱しないような特性を有しているものもある。そのため、例えば１方向のみから検査光を照射して基板検査を行う場合、図８（ａ）に示すように、一部の角度において、欠陥を適切に検出できない場合がある。これに対し、例えば、２方向の検査光を照射することにより、欠陥検出の角度依存を大きく低減することができる。また、例えば３方向以上の方向から検査光を照射することにより、全ての角度において、検出精度を大きく向上させることができる。更には、４方向以上の方向から検査光を照射した場合、欠陥検出の角度依存がほとんどなくなると考えられる。
【０１１２】
図８（ｂ）は、６方向立体折り返しを行う光学部材１０２の構成の一例を示す斜視図である。この構成において、光学部材１０２は、第１方向設定部１２０と、第１〜第５の検査光反射部（または第１〜第５の検査光全反射部）１２２を備える。また、基板検査時において、光学部材１０２は、第１方向設定部１２０、及び第１〜第５の検査光反射部（または第１〜第５の検査光全反射部）１２２により、第１〜第６の方向の検査光を検査位置へ照射する。そのため、このような光学部材１０２を用いることにより、より高い精度で透光性基板の欠陥を検出できる。また、この場合も、図８（ｂ）の左側に示すように、光学部材１０２の自己診断を適切に行うことができる。
【０１１３】
また、より小さな欠陥を、より確実に検出するためには、更に多くの方向の検査光を検査位置へ照射することも考えられる。図９は、基板検査時に８方向の検査光を照射する光学部材１０２の構成（８方向立体折り返し）の一例を示す。図９（ａ）は、８方向立体折り返しを行う光学部材１０２の構成の第１の例を示す図であり、光学部材１０２の斜視図、自己診断時の様子、及び検査光反射部（または検査光全反射部）１２２のより詳細な構成の一例を示す。
【０１１４】
図９（ａ）に示す構成において、光学部材１０２は、第１方向設定部１２０と、第１〜第７の検査光反射部（または第１〜第７の検査光全反射部）１２２を備える。また、基板検査時において、第１方向設定部１２０、及び第１〜第７の検査光反射部（または第１〜第７の検査光全反射部）１２２により、第１〜第８の方向の検査光を検査位置へ照射する。そのため、このような光学部材１０２を用いることにより、高い精度で透光性基板の欠陥を検出できる。また、この場合も、図９（ａ）の中央部に示すように、光学部材１０２の自己診断を適切に行うことができる。
【０１１５】
また、図９（ａ）に示す構成の場合、図中右側に示すように、第１〜第７の検査光反射部（または第１〜第７の検査光全反射部）１２２のそれぞれは、２つの反射面（または全反射面）４２２と、この２つの反射面（または全反射面）４２２をつなぐ面４２４とで構成されている。そして、基板検査時において、それぞれの検査光反射部（または検査光全反射部）１２２は、この２つの反射面（または全反射面）４２２で検査光を反射（または全反射）することにより、検査光を検査位置へ向けて反射する。より具体的には、第１〜第７の検査光反射部（または第１〜第７の検査光全反射部）１２２のうち、第ｑの検査光反射部（または第１〜第７の検査光全反射部）は、２つの反射面（または全反射面）４２２により２回の反射（あるいは全反射）をすることにより、検査光を、第ｑ＋１の方向へ反射（あるいは全反射）する。
【０１１６】
このように構成すれば、例えば、より多くの反射面（または全反射面）で検査光反射部（または検査光全反射部）１２２を構成する場合と比べ、光学部材１０２における検査光反射部（または検査光全反射部）１２２の加工が容易になる。また、これにより、例えば、高い精度の光学部材をより適切に作成できる。
【０１１７】
図９（ｂ）は、８方向立体折り返しを行う光学部材１０２の構成の第２の例を示す図であり、光学部材１０２の斜視図、自己診断時の様子、及び検査光反射部（または検査光全反射部）１２２のより詳細な構成の一例を示す。図９（ｂ）に示す光学部材１０２は、図９（ａ）に示す光学部材１０２と、検査光反射部（または検査光全反射部）１２２以外は同じ構成を有する。そのため、この場合も、高い精度で透光性基板の欠陥を検出できる。また、図９（ｂ）の中央部に示すように、光学部材１０２の自己診断を適切に行うことができる。
【０１１８】
また、図９（ｂ）に示す構成の場合、図中右側に示すように、第１〜第７の検査光反射部（または第１〜第７の検査光全反射部）１２２のそれぞれは、３つの反射面（または全反射面）４２２で構成されている。そして、基板検査時において、それぞれの検査光反射部（または検査光全反射部）１２２は、この３つの反射面（または全反射面）４２２で検査光を反射（あるいは全反射）することにより、検査光を検査位置へ向けて反射する。より具体的には、第１〜第７の検査光反射部（または第１〜第７の検査光全反射部）１２２のうち、第ｑの検査光反射部（または第ｑの検査光全反射部）は、３つの反射面（または全反射面）４２２により３回の反射（あるいは全反射）をすることにより、検査光を、第ｑ＋１の方向へ反射（または全反射）する。
【０１１９】
このように構成した場合、例えば２以下の反射面（または全反射面）４２２により検査光の方向を変える場合と比べ、各反射面（または各全反射面）４２２への検査光の入射角度を大きくできる。また、その結果、反射面（または全反射面）４２２で検査光が反射する条件を設定しやすくなる。また、これにより、例えば各反射面４２２で全反射させる場合、全反射の臨界角度がより大きな材料、すなわち、屈折率がより小さい材料で光学部材１０２を形成することが可能になる。
【０１２０】
尚、検査光反射部（または検査光全反射部）１２２について、２回の反射（あるいは全反射）で検査光の向きを変える構成や、３回の反射（あるいは全反射）で検査光の向きを変える構成とすることは、当然、８方向立体折り返しを行う場合以外の光学部材１０２における検査光反射部（または検査光全反射部）１２２にも適用できる。また、例えば図９（ａ）に示すように、検査光反射部（または検査光全反射部）１２２において２回の反射（あるいは全反射）で検査光の向きを変える場合、３回の反射（あるいは全反射）で検査光の向きを変える場合と比べ、反射面（または全反射面）４２２への検査光の入射角度が小さくなる。そのため、各反射面４２２で全反射させる場合、全反射の臨界角度がより小さな材料、すなわち、屈折率がより大きい材料で光学部材１０２を形成することが好ましい。この場合、例えば、サファイア等によって光学部材１０２で形成することが好ましい。
【０１２１】
また、３回の全反射で検査光の向きを変える場合であっても、ガラスよりもより屈折率の高い材料で光学部材１０２を形成することにより、例えば、光学部材１０２の光学設計の自由度を高めることができる。特に、４方向以上の検査光を検査位置に照射する場合には、ガラスよりもより屈折率の高い材料で光学部材１０２を形成することが好ましい。
【０１２２】
図１０は、基板検査時に１２方向の検査光を照射する光学部材１０２の構成（１２方向立体折り返し）の一例を示す。図１０（ａ）、（ｂ）は、基板検査時に検査位置３０２へ検査光を照射する様子の一例を示す側面図及び斜視図である。図１０（ｃ）は、自己診断時の光学部材１０２の様子の一例を示す斜視図である。図１０（ｄ）は、光学部材１０２の全体の構成の一例を示す斜視図である。
【０１２３】
図１０に示す場合において、光学部材１０２は、第１方向設定部１２０と、第１〜第１１の検査光反射部（または第１〜第１１の検査光全反射部）１２２を備え、これらのそれぞれにおいて検査位置３０２へ向けて検査光を反射することにより、それぞれ異なる第１〜第１２の方向の検査光を検査位置３０２へ照射する。また、自己診断時において、各方向の検査光は、所定の光集中点に集まる。
【０１２４】
このように構成すれば、例えば、透光性基板の検査位置３０２へより多くの方向の検査光を適切に照射できる。また、これにより、透光性基板の欠陥をより確実に検出できる。更には、光学部材１０２の自己診断を適切に行うことができる。
【０１２５】
尚、前記構成の各光学部材１０２であるが、検査光照射面である面２０２の表面は鏡面に研磨されている必要がある。また、光学部材１０２の内部と透過する検査光を反射面（面２１０，面２０４，面２０８，反射面４２２，４２４）で全反射する場合はもちろんであるが、反射面の表面に反射膜をコーティングした構成によって検査光を反射する場合であっても反射面は鏡面に研磨されている必要がある。さらに、検査光導入面２０６も鏡面に研磨されている必要がある。
【０１２６】
しかし、光学部材１０２が凹部を有する複雑な形状であり、各面を鏡面に研磨することは容易ではない。このため、光学部材１０２を複数の部材に分けて切り出し、それぞれの部材に対して鏡面研磨を行ってから接合して完成させる方法をとることが好ましい。たとえば、図８（ｂ）に図示した光学部材１０２の場合、図１１に示すように、主に検査光照射面と対向面を有する部材１０２Ａと、主に検査光導入部の構成を有する部材１０２Ｂと、主に検査光全反射部（または検査光反射部）の機能を有する部材１０２Ｃに分割して作成するとよい。各部材の接合方法については、オプティカルコンタクトや加熱溶着などが好ましい。
【０１２７】
一方、上記のマスクブランク用基板の製造方法で行われる検出工程や検査装置１００は、透光性基板１０の主表面に薄膜１２（パターン形成用薄膜等）が設けられたマスクブランク２０における薄膜１２の欠陥検査にも応用できる。具体的には、まず、検査対象となるマスクブランクは、透光性基板１０の対向する２つの主表面のうち、光学部材１０２と液浸コンタクトする側の主表面が露出した状態（薄膜１２等が設けられていない状態）であることが前提となる。そして、透光性基板１０の検査の場合と同様、透光性基板１０の露出している側の主表面に対して光学部材１０２を液体５０を介して液浸コンタクトされた状態とし、透光性基板の対向するもう一方の主表面であり、薄膜１２が設けられている側の主表面の検査位置（所定位置）３０２に対して、検査光が照射されるように照射条件を設定する。
【０１２８】
このマスクブランク２０の欠陥検査では、透光性基板１０の主表面の検査位置３０２では、薄膜１２の方が透光性基板１０よりも屈折率が高い材料で形成されているため全反射とはならない。しかし、薄膜１２との界面において高反射率で反射されるため、検査光は、透光性基板１０の検査の場合と概ね同様の光路をたどる。そして、マスクブランク２０の薄膜１２にピンホール欠陥等のような周囲に比べて薄膜１２の厚さが局所的に薄くなっている箇所や周囲に比べて透過率が大幅に高い箇所が存在しており、そこが検査位置３０２となった場合、その検査位置３０２に検査光が照射されると検査光の一部が薄膜１２の表面から外に漏れ出てくる。この漏れ出る光の有無やその光の強度を見て、その検査位置３０２上の薄膜１２に問題となる欠陥を識別することができる。
【０１２９】
このマスクブランク２０の欠陥検査の場合においても、透光性基板１０の薄膜１２との界面となる主表面の検査位置（所定位置）３０２に複数の方向から検査光が照射されるため、一方向からの検査光の照射では検出が難しい状態の薄膜１２の欠陥を容易に検出することが可能となる。このマスクブランク２０の欠陥検査を備えたマスクブランクの製造方法としては、例えば、以下の各構成が挙げられる。
【０１３０】
（構成１Ｂ）対向する１組の主表面を有する透光性基板と薄膜とからなるマスクブランクを製造する方法であって、前記透光性基板は、一方の主表面が露出しており、他方の主表面には薄膜が設けられており、前記透光性基板の一方の主表面と液体を介在させて光学的に接続された光学部材を介して、他方の主表面の所定位置に向かう方向であり、かつ前記所定位置で反射される方向で検査光を照射し、前記光学部材の出射予定位置以外から漏出する検査光の有無および光強度を検査する検査工程を有し、前記検査工程は、前記検査光を、前記所定位置で反射される方向である第１の方向で照射し、前記所定位置で反射された前記検査光を前記光学部材に導入し、前記導入した検査光の方向が、前記第１の方向とは異なる方向であり、かつ前記所定位置で反射される方向である第２の方向になるように前記光学部材内で反射することにより、前記検査光を前記第２の方向で更に前記所定位置に照射することを特徴とする。
【０１３１】
（構成２Ｂ）前記光学部材は、前記透光性基板の一方の主表面と液体を介在させて光学的に接続される面であり、かつ前記所定位置へ向けて検査光を照射する検査光照射面と、前記光学部材の内部において予め設定された方向へ前記検査光を反射する検査光反射部とを備え、前記光学部材の外部から導入された前記検査光を、前記第１の方向で照射し、前記所定位置で反射された前記検査光を前記検査光照射面から前記光学部材の内部へ導入し、前記検査光反射部で、前記検査光照射面から導入された検査光を前記第２の方向へ反射し、前記第２の方向へ反射された検査光を前記検査光照射面から前記所定位置へ向けて照射するものであることを特徴とする。
【０１３２】
（構成３Ｂ）前記検査光反射部は、前記導入した検査光を反射する第１の反射面と、前記第１の反射面で反射された検査光を反射して前記検査光を第２の方向に変える第２の反射面を有することを特徴とする。
【０１３３】
（構成４Ｂ）前記検査光は、レーザー光であることを特徴とする。
【０１３４】
（構成５Ｂ）前記光学部材は、外部において前記検査光照射面と平行な方向へ進む前記検査光を前記光学部材の内部へ導入する検査光導入面と、前記検査光導入面から導入された前記検査光を前記所定位置へ向けて、前記第１の方向に反射する導入光反射部とを備えることを特徴とする。
【０１３５】
（構成６Ｂ）前記検査光導入面は、前記検査光照射面と交差する平面であり、前記導入光反射部は、前記検査光照射面と対向し、かつ前記検査光照射面に対して傾斜する位置に設けられた平面であることを特徴とする。
【０１３６】
（構成７Ｂ）前記光学部材は、検査光反射部に加え、少なくとも第２の検査光反射部を備え、前記第２の方向で前記所定位置に照射した前記検査光について、前記所定位置で反射された前記検査光を前記光学部材に導入し、前記導入した検査光の方向が、前記第１の方向、及び前記第２の方法のいずれとも異なる方向であり、かつ前記所定位置で反射される方向である第３の方向になるように第２の検査光反射部で反射することにより、前記検査光を前記第３の方向で更に前記所定位置に照射することを特徴とする。
【０１３７】
（構成８Ｂ）前記光学部材は、更に第３の検査光反射部を備え、前記第３の方向で前記所定位置に照射した前記検査光について、前記所定位置で反射された前記検査光を前記光学部材に導入し、前記導入した検査光の方向が、前記第１の方向、第２の方向及び前記第３の方法のいずれとも異なる方向であり、かつ前記所定位置で反射される方向である第４の方向になるように第３の検査光反射部で反射することにより、前記検査光を前記第４の方向で更に前記所定位置に照射することを特徴とする。
【０１３８】
（構成９Ｂ）転写用マスクの製造方法であって、前記の各構成のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの前記パターン形成用薄膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする。
【０１３９】
（構成１０Ｂ）半導体デバイスの製造方法であって、前記の転写用マスクの製造方法で製造された転写用マスクを用い、半導体ウェハ上に回路パターンを形成することを特徴とする。
なお、上記のマスクブランクの製造方法に関し、検査工程の具体的な構成や、光学部材１０２の具体的な構成、マスクブランクの具体的な構成については、前記のマスクブランク用基板の製造方法の場合と同様である。
【０１４０】
以上、本発明に関して実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明は、例えば、透光性基板用の検査において用いられる光学部材に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１４２】
１０・・・透光性基板、１２・・・パターン形成用薄膜、２０・・・マスクブランク、３０・・・転写用マスク、５０・・・液体、１００・・・検査装置、１０２・・・光学部材、１０４・・・基板ホルダ、１０６・・・光源部、１０８・・・走査駆動部、１１０・・・拡大光学系、１１２・・・撮像部、１１４・・・検査判定部、１２０・・・第１方向設定部、１２２・・・検査光反射部（検査光全反射部）、１５２・・・プリズム、２０２・・・面、２０４・・・面、２０６・・・面、２０８・・・面、２１０・・・面、２１２・・・面、３０２・・・検査位置、３０４・・・光集中点、３０６・・・位置、３０８・・・位置、３１０・・・位置、３１２・・・位置、３１４・・・位置、４０２・・・矢印、４０４・・・矢印、４０６・・・矢印、４０８・・・矢印、４１０・・・矢印、４２２・・・反射面（全反射面）、４２４・・・面
【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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【図１１】
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