(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型サンプル基板上の被検欠陥に対して、実際の露光で利用する波長のコヒーレント光を、該反射型サンプル基板上の被検欠陥と略同一のサイズに集光する集光手段と、
上記反射型サンプル基板上に上記集光手段により集光された上記コヒーレント光を被検パタン領域に照射する照射手段と、
上記照射手段により照射された被検パタン領域からの回折光を２次元的に受光する受光手段と、
上記受光手段による受光結果である画像情報を記録する記録手段と、
上記記録手段により記録された画像情報から、上記被検欠陥の反射振幅と位相分布を反復計算により導出する導出手段とを備え、
上記照射手段は、上記被検パタン領域をスキャンさせながら、上記反射型サンプル基板上の被検欠陥と略同一のサイズに集光された上記コヒーレント光を複数回照射することを特徴とする欠陥特性評価装置。
【請求項２】
上記照射手段は、上記被検パタン領域に照射するコヒーレント光の照射角度及び焦点位置、照射方向、照射開口数のうち少なくとも一の照射条件を変化させながら、上記集光手段により集光されたコヒーレント光を該被検パタン領域に照射する可変照射手段を備える請求項１記載の欠陥特性評価装置。
【請求項３】
上記照射手段は、上記被検パタン領域に照射するコヒーレント光の波長を、上記実際に露光で利用する波長付近で変化させて、上記集光手段により集光されたコヒーレント光を該被検パタン領域に照射する波長可変照射手段を備える請求項１記載の欠陥特性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型サンプル基板における微小欠陥の特性を評価する欠陥特性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
極端紫外線（以下、ＥＵＶともいう。）を用いたリソグラフィ工程で半導体の回路パターンを描画する前の原板であるブランクマスクを検査する検査装置としては、例えば、下記の非特許文献１に記載されているような、紫外線（以下、ＵＶともいう。）を用いて評価する装置（以下、ＵＶ検査装置ともいう。）がある。このＵＶ検査装置は、波長が１９３ｎｍの紫外光を利用することで検出感度を高め、最小のサイズがφ１００ｎｍで高さ１ｎｍまでの欠陥の検出を実現している。
【０００３】
また、ＥＵＶ光を用いた検査装置としては、例えば、下記の非特許文献２に記載されているような、Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系による暗視野観察での検査装置（以下、ＡＢＩ装置ともいう。）が開発されている。このＡＢＩ装置では、最小のサイズがφ６０ｎｍで高さ１．５ｎｍまでの欠陥を検出することができる。
【０００４】
ここで、ＥＵＶリソグラフィなどに用いられる反射型サンプル基板における欠陥は、表面に付着したパーティクルなどの振幅欠陥だけでなく、多層膜中のパーティクルや基板凹凸など反射位相に影響を与える位相欠陥がある。
【０００５】
このように、ＥＵＶリソグラフィでは、露光波長が１３．５ｎｍと短いため、ガラス基板上の１ｎｍの凹凸形状も位相欠陥として転写されうる。
【０００６】
また、微小な位相欠陥の転写特性は、多層膜の表面形状とは一致せず、実露光波長検査が必要である。
【０００７】
確かに、非特許文献１、２に記載された装置を用いることで、ブランクマスク上の欠陥の有無を評価することができるが、形状や位相分布、ガラス基板上に形成されている多層膜周期構造乱れなどの、欠陥の特性を評価することができず、このような評価を行う手法としては、例えば、ブランクマスク上の欠陥を原子間力顕微鏡（以下、ＡＦＭともいう。）で評価する手法や、透過型電子顕微鏡（以下、ＴＥＭともいう。）により欠陥の断面を測定する手法がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｓｔａｎ  Ｓｔｏｋｏｗｓｋｉ，  Ｊｏｓｈｕａ  Ｇｌａｓｓｅｒ，  Ｇｒｅｇｇ  Ｉｎｄｅｒｈｅｅｓ，  Ｐｈａｎｉ  Ｓａｎｋｕｒａｔｒｉ，  “Ｉｎｓｐｅｃｔｉｎｇ  ＥＵＶ  ｍａｓｋ  ｂｌａｎｋｓ  ｗｉｔｈ  ａ  １９３−ｎｍ  ｓｙｓｔｅｍ”，  ＳＰＩＥ  Ｐｒｏｃ．  ７３７６  （２０１０）  ７３７６Ｚ−１．
【非特許文献２】Ｔｓｕｎｅｏ  Ｔｅｒａｓａｗａ，  Ｔａｋｅｓｈｉ  Ｙａｍａｎｅ，  Ｔｏｓｈｉｈｉｋｏ  Ｔａｎａｋａ，  Ｔｅｒｕｏ  Ｉｗａｓａｋｉ，  Ｏｓａｍｕ  Ｓｕｇａ，  ａｎｄ  Ｔｏｓｈｉｈｉｓａ  Ｔｏｍｉｅ，  “Ａｃｔｉｎｉｃ  Ｍａｓｋ  Ｂｌａｎｋ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓｉ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｅｆｅｃｔｓ  Ｄｏｗｎ  ｔｏ  １．５  ｎｍ  ｉｎ  Ｈｅｉｇｈｔ”，  Ｊｐｎ．  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ４８  （２００９）  ０６ＦＡ０４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、形状や位相分布、ガラス基板上に形成されている多層膜周期構造乱れなどの、ブランクマスク上の欠陥の特性は、ＡＦＭやＴＥＭを用いることで評価できる。
【００１０】
しかしながら、ＡＦＭにより測定されるのは表面形状であり、ガラス基板上に形成されている多層膜中の構造までは評価できない。実際に、ＥＵＶ光を用いたＡＢＩ装置による評価手法で得られる欠陥信号強度が、微小欠陥において、実際の表面形状と一致しない例は多くあり、ＡＦＭによる表面形状測定だけでは転写特性を評価できない。したがって、どのようなプロセスにすると欠陥を低減できるかを知るには、個々の欠陥の形状や位相、多層膜周期構造乱れを評価し、どのプロセスにおいて発生したどのような欠陥かを精査する必要がある。
【００１１】
また、ＴＥＭを用いた測定では、破壊検査であることと、欠陥位置での断面測定が非常に困難であるため現実的ではない。
【００１２】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、反射型サンプル基板上の欠陥の特性を、非破壊かつ高精度に評価可能な欠陥特性評価装置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】
【００１３】
上述した課題を解決するための手段として、本発明に係る欠陥特性評価装置は、反射型サンプル基板上の被検欠陥に対して、実際の露光で利用する波長のコヒーレント光を、該反射型サンプル基板上の被検欠陥と略同一のサイズに集光する集光手段と、上記反射型サンプル基板上に上記集光手段により集光された上記コヒーレント光を被検パタン領域に照射する照射手段と、上記照射手段により照射された被検パタン領域からの回折光を２次元的に受光する受光手段と、上記受光手段による受光結果である画像情報を記録する記録手段と、上記記録手段により記録された画像情報から、上記被検欠陥の反射振幅と位相分布を反復計算により導出する導出手段とを備え、上記照射手段は、上記被検パタン領域をスキャンさせながら、上記反射型サンプル基板上の被検欠陥と略同一のサイズに集光された上記コヒーレント光を複数回照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、微小欠陥を露光波長で評価するため、実効的な特性評価が非破壊で可能である。
【００１５】
すなわち、本発明は、微小な欠陥からの回折光で評価するため、結像光学系の開口数に制限されることなく、回折光を２次元的に受光する受光手段の受光面のサイズに応じた高開口な観察が可能である。また、本発明は、他方式では評価が難しい実際に露光で使用される波長を用いて欠陥の位相情報を測定するため、欠陥の反射振幅分布のみならず位相分布を観察でき、実効的な欠陥特性を精査することができる。また、本発明は、集光手段によってコヒーレント光を、被検欠陥と同程度の微小スポットに集光することが可能なため、ノイズ成分である基板粗さによる回折光に対する、信号成分である欠陥からの回折光の信号強度比を大幅に改善することができる。また、本発明は、照射手段により、微小スポットによるスキャン測定が可能であるため、他方式で欠陥が検出された観察位置に容易に移動可能であり、この観察位置に移動後、欠陥からの回折光を受光手段で測定することができる。
【００１６】
このようにして、本発明は、反射型サンプル基板上の欠陥の特性を、非破壊かつ高精度に評価することができる。
【００１７】
本発明は被検パタン領域をスキャンさせながら，コヒーレント光を複数回照射する照射手段により，欠陥からの回折光の情報を精査することができる。具体的には下記の文献に示すシフト照明による像再生アルゴリズムを利用することで実現することができる．
文献：Ｊ．  Ｍ．  Ｒｏｄｅｎｂｕｒｇ  ａｎｄ  Ｈ．  Ｍ．  Ｌ．  Ｆａｕｌｋｎｅｒａ，  “Ａ  ｐｈａｓｅ  ｒｅｔｒｉｅｖａｌ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  ｓｈｉｆｔｉｎｇ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ，”  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ８５  （２００４）  ｐｐ．  ４７９５  −  ４７９７．
さらに、本発明は、照射手段が備える可変照射手段により、波長を変化させて観察することで、分光イメージングが可能であり、多層化された反射増加膜の乱れ分布などの内部構造まで評価可能することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が適用された欠陥特性評価装置の構成例を示した図である。
【図２】フレネルゾーンプレート光学系による集光を採用した欠陥特性評価装置の構成例を示した図である。
【図３】軸外フレネルゾーンプレートプレートの具体的な構成を示す図である。
【図４】Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系による集光を採用した欠陥特性評価装置の構成例を示した図である。
【図５】欠陥と照明領域の関係を示した図である。なお、本図において、欠陥は等高線で示したような位相分布を持っている。
【図６】欠陥に対して照明光をずらしながら照射したときの欠陥と照明領域の関係を示した図である。本図では欠陥に対して４回の照明をしているが、特に照射回数を制限するものではない。
【図７】本発明が適用された欠陥特性評価装置により記録される回折強度分布の欠陥深さ依存性の計算例を示した図である。
【図８】本発明が適用された欠陥特性評価装置により記録される回折強度分布の欠陥大きさ依存性の計算例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明が適用された欠陥特性評価装置は、半導体パタンの原板であるガラス基板上に反射面を有する反射型サンプル基板における微小欠陥の特性を評価する欠陥特性評価装置である。以下では、図１に示すような欠陥特性評価装置１を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。
【００２０】
すなわち、本発明が適用された欠陥特性評価装置１は、反射型サンプル基板であるマスク基板１１上に実際の露光で利用するコヒーレントなＥＵＶ光を集光する集光光学系１０と、マスク基板１１上の被検対象である欠陥１２での反射光１４と回折光１５を受光する二次元検出器１３と、マスク基板１１上の被検パタン領域をスキャンさせながらコヒーレントなＥＵＶ光を光源１６ａにより複数回照射する照射部１６と、二次元検出器１３が受光した画像情報を記録する記録部１７と、記録部１７により記録された画像情報から欠陥１２の特性を導出する導出部１８とを備える。
【００２１】
マスク基板１１は、本発明が適用された欠陥特性評価装置１による測定対象であり、具体的には、ＥＵＶを用いたリソグラフィ工程で回路パタンを描画する前のブランクマスク基板である。なお、本構成例での測定対象は、回路パタン描画前のブランクマスクとしたが、回路パタン描画後であっても同様に評価可能であり、測定対象を限定するものではない。
【００２２】
照射部１６は、コヒーレントなＥＵＶ光を発光する光源１６ａを有し、測定対象であるマスク基板１１を、その面方向に移動させながら、光源１６ａにより発光したＥＵＶ光を照射する。光源１６ａは，波長が４［ｎｍ］乃至２０［ｎｍ］程度の極端紫外光を発光する光源である。具体的には、シンクロトロン放射光や高次高調波光源、レーザプラズマ光源、放電型のピンチプラズマ光源などであるが、極端紫外光を発光するものであれば、いかなる光源を用いるようにしてもよい。
【００２３】
集光光学系１０は、照射部１６の光源１６ａから発生してコヒーレントにされたＥＵＶ光をマスク基板１１上の欠陥１２と略同一のサイズに集光する光学系であって、具体例として、図２に示すようなフレネルゾーンプレート（以下、ＦＺＰともいう。）を用いた光学系が採用される。
【００２４】
ここで、光源１６ａは単色化機構を備えることが好ましい。これは、ＦＺＰが回折光学素子であり、波長により焦点距離が変化するため、単一焦点距離で集光するには単色光が必要であるからである。単色化機構は、例えば、回折格子と集光素子からなる分光器であり、これにより、欠陥特性評価装置１への入射光の波長を変化させることができる。
【００２５】
集光光学系１０は、視野絞りピンホール１０ａと開口絞り１０ｂと折り返しミラー１０ｃと軸外フレネルゾーンプレート１０ｄとから構成される。
【００２６】
このような構成からなる集光光学系１０では、光源１６ａにより出射されたコヒーレントなＥＵＶ光を視野絞りピンホール１０ａ上に集光し、視野絞りピンホール１０ａを通過する光の開口を開口絞り１０ｂで制限する。そして、集光光学系１０では、開口絞り１０ｂで制限した光を折り返しミラー１０ｃで折り返し、折り返したコヒーレント光を軸外フレネルゾーンプレート１０ｄを介して、マスク基板１１上の欠陥１２に集光する。
【００２７】
軸外フレネルゾーンプレート１０ｄは、軸外れ型のフレネルゾーンプレートであって、反射光と回折光が矩形開口を透過するため、具体的には図３に示すような、折り返しミラー１０ｃからの光を回折させて集光する集光部１０ｄ１と、欠陥１２からの反射光と回折光を二次元検出器１３に透過させる開口部１０ｄ２とから構成される。例えば、波長１３．５ｎｍのコヒーレントな照明光に対して焦点距離１ｍｍで開口サイズφ１９０μｍの軸外フレネルゾーンプレート１０ｄを用いると、開口数は０．０８となり、コヒーレントな照明光をφ１００ｎｍのサイズまで集光することができる。そして、欠陥特性評価装置１では、光源１６ａにより出射され集光光学系１０により集光した照射光で欠陥１２を照射し、反射光１４と回折光１５を二次元検出器１３にて直接受光する。
【００２８】
ここで、実際の集光点のサイズは、軸外フレネルゾーンプレート１０ｄの縮小倍率と、視野絞りピンホール１０ａのサイズとに応じて決まる。例えば、軸外フレネルゾーンプレート１０ｄの焦点距離を１ｍｍ、軸外フレネルゾーンプレート１０ｄから視野絞りピンホール１０ａまでの距離を１０００ｍｍとすると、集光光学系１０の縮小倍率は、１／１０００倍となる。
【００２９】
このとき、ピンホールサイズがφ１０μｍの視野絞りピンホール１０ａを利用すると、マスク基板１１上の欠陥１２上で、φ１００ｎｍに集光される。このような軸外フレネルゾーンプレート１０ｄと視野絞りピンホール１０ａとの配置を保持したまま、視野絞りピンホール１０ａのピンホールサイズを変更することで、集光サイズを容易に変更することができる。このようにして、集光サイズを容易に変更可能であるため、１００ｎｍより大きな欠陥に対しても測定が可能である。
【００３０】
また、欠陥への照明形状プロファイルは、集光サイズで決まってくる。例えば欠陥に対して、より均一な照明をしたい場合はピンホールサイズを大きくし、大きな集光サイズで照射する。このようにして、均一な照明をすることにより、照明の情報は相対的に減少し、欠陥からの情報のみを取り出すことができる。ただし、欠陥部以外への照射量が増加し基板粗さによる散乱が増加することによって、Ｓ／Ｎが低下する。よって、実際のマスク基板へ照射し、基板粗さによる散乱の影響を評価し、適切な集光サイズを選択する必要がある。
【００３１】
また、集光光学系１０では、軸外フレネルゾーンプレート１０ｄの使用領域を、開口絞り１０ｂの位置と絞り系により自由に変更することができる。よって、集光光学系１０では、軸外フレネルゾーンプレート１０ｄの使用領域を変更することで、照明光を欠陥１２へ集光するときの入射角と開口数とを自由に変更することができる。
【００３２】
また、欠陥特性評価装置１では、マスク基板１１上に多層化された反射増加膜の乱れ分布などの多層膜内部構造まで評価するため、照射部１６がさらに、光源１６ａにより発生するコヒーレントなＥＵＶ光の波長を実際に露光で利用する波長付近で変化させる可変照射部１６ｂを備えることが好ましい。
【００３３】
単色化機構部１６ｂによりＥＵＶ光の波長を変化させると、集光光学系１０では、軸外フレネルゾーンプレート１０ｄの焦点距離が波長に応じて変化する。このため、集光光学系１０では、軸外フレネルゾーンプレート１０ｄとマスク基板１１との間の距離を適切に変えて分光測定する、もしくは、あらかじめ集光特性の波長依存性を測定してから欠陥の波長依存性を評価することができる。
【００３４】
また、照射部１６は、照射光の照射角度及び焦点位置、照射方向、照射開口数のうち少なくとも一の照射条件を変化させながら、集光光学系１０により集光されたコヒーレント光を欠陥１２に照射する可変照射部１６ｃと、照射位置を可変する移動プレート１６ｄとを備える。このような可変照射部１６ｃと移動プレート１６ｄとを備えることで、欠陥特性評価装置１は、欠陥１２の照射パタン領域のサイズを調整する点で好ましい。
【００３５】
ここで、欠陥特性評価装置１で利用する集光光学系１０は、斜入射での集光を実現するため、軸外フレネルゾーンプレート１０ｄを採用している。このため、軸外フレネルゾーンプレート１０ｄは、同軸型として考えると大きな開口数を持っている。欠陥特性評価装置１では、軸外フレネルゾーンプレート１０ｄのうち、開口絞り１０ｂにより開口の一部のみを利用し、軸外し型としている。よって、可変照射部１６ｃは、集光光学系１０において、開口絞り１０ｂの位置やサイズを変更することで、照射条件を変更することができる。
【００３６】
また、移動プレート１６ｄは、例えばマスク基板１１の位置を上下にずらすことによって、焦点位置をマスク上ではなく違う位置にし、集光サイズを大きくする。なお、開口数が小さくなれば同様に集光サイズは大きくなる。
【００３７】
次に、集光光学系の変形例として、Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系２０を採用した変形例に係る欠陥特性評価装置１ａを図４に示す。すなわち、欠陥特性評価装置１ａは、集光光学系として、図４に示すような、凹面鏡２１と凸面鏡２２とから構成されるＳｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系２０を備える以外は欠陥特性評価装置１と同様の構成を有する。このＳｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系２０では、光源１６ａから出射された照明光が、まず、凹面鏡２１を透過し、その後、凸面鏡２２で反射され、さらに凹面鏡２１で反射されることでマスク基板１１上に集光される。
【００３８】
また、マスク基板１１は反射型試料であるため、Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系２０は、中心軸を垂直方向に対して傾けて使用する。Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系２０の開口数は、ＮＡを０．３以上と非常に大きくすることができるが、本実施例では中心遮光のない照明光とするため、瞳の一部を利用する配置としている。
【００３９】
また、変形例に係る欠陥特性評価装置１ａは、上述した軸外フレネルゾーンプレート１０ｄを備える集光光学系１０の実施例と同様に、集光した照射光で欠陥１２を照射し、反射光１４と回折光１５を二次元検出器１３にて直接受光する。
【００４０】
また、Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系２０では、入射ＥＵＶ光の波長を変化させても焦点距離が同一で、光学系を固定したまま分光測定が可能であるが、ＥＵＶ用Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系の各鏡が多層膜コートされており、この多層膜の反射スペクトルで測定可能な波長範囲が決まる。
【００４１】
また、Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系２０では、図４に示すように欠陥に対して斜入射で照明し，瞳面上の一部を利用している。よって、変形例に係る欠陥特性評価装置１ａにおいて、可変照射部１６ｃは、Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系２０に設けられた開口絞り２０ａの位置やサイズを変更することで任意の軸外し型を選択でき、照明条件を容易に変更することができる。
【００４２】
具体的にはＥＵＶ領域で用いられる等周期構造のＭｏ／Ｓｉ多層膜の反射スペクトル幅は、０．３〜０．５ｎｍ程度である。例えば、マスク基板１１も等周期のＭｏ／Ｓｉ多層膜でコートされているため、このような多層膜における周期構造乱れを評価するにはより広い波長域で測定する必要がある。このような測定のため、Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系２０は、例えば非周期構造のＭｏ／Ｓｉ多層膜など広帯域多層膜を各鏡にコートし、広帯域で利用可能とすることが好ましい。
【００４３】
なお、図３と図４の実施例では、本発明が適用された欠陥特性評価装置１、１ａで採用される集光光学系として、軸外フレネルゾーンプレート１０ｄとＳｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系２０を示したが、特にこれらの集光光学系に限定されるものではない。
【００４４】
次に、マスク基板１１上の欠陥１２ａと、照射部１６により照射される照射パタン領域１２ｂとの関係を図５を参照して説明する。なお、図５においては、欠陥１２ａが反射振幅と位相に分布があるため、等高線により位相分布の一例を示した。図５に示すように、集光光学系１０により、照射パタン領域１２ｂを、欠陥１２ａの大きさ程度に集光する。
【００４５】
また、図６では、欠陥１２ａをより詳細に評価するため、照射部１６により照射される照射パタン領域１２ｂをずらしながら回折強度を測定する場合の、欠陥１２ａと照射パタン領域１２ｂとの位置の関係を示している。図６に示すように、照射部１６は、欠陥１２ａと重なりを持たせながら照射パタン領域１２ｂをずらし、欠陥１２ａに対して複数回照射する。このようにして、照射部１６は、欠陥１２ａに対して複数回照射することで、反復計算時の拘束条件が増え、より像再生の精度を高くできる。なお、図６の実施例では、照射部１６は、欠陥１２ａに対して、照射パタン領域１２ｂを４カ所にずらして照射しているが、特に回数を制限するものではない。
【００４６】
次に、導出部１８によって実行される欠陥１２からの回折画像の計算例を図７、及び図８に示す。測定条件を簡単にするため、照明光強度分布と欠陥形状はトップハット型の円形とし、照明光の入射角を０度とした平行照明条件でのスカラー回折計算をした。また、計算に用いた集光サイズはφ１００ｎｍで、二次元検出器１３は、マスク基板１１位置より５０ｍｍ離れた位置とした。この条件では、回折強度分布が反射位置を中心に等方的となるため、回折光の１次元プロファイルを回折強度として図７、及び図８に示している。
【００４７】
このような条件の下、導出部１８によって導出される図７に示す回折強度分布は、サイズφ５０ｎｍのピット型欠陥における、回折強度分布の欠陥深さ依存性を表している。導出部１８によって導出される図８に示す回折強度分布は、欠陥深さを１ｎｍと固定した場合の欠陥サイズ依存性を表している。
【００４８】
図７、及び図８から明らかなように、照射された欠陥のサイズや深さが変化すると、回折強度分布が大きく変化する。具体的に、中心の回折環やその周辺の回折環の強度や弱め合い位置は、欠陥サイズや深さに応じて変化する。また、照明光をφ１００ｎｍまで集光して照射すると、数十ｎｍサイズの微小な欠陥でも反射光が弱くなり、回折強度の変化だけで欠陥位置の導出が可能となる。このようにして、導出部１８は、反射光の強度変化により欠陥位置を導出後、欠陥からの回折光強度分布を記録し、欠陥の反射振幅と位相分布を評価可能に導出することができる。
【００４９】
以上のような構成からなる欠陥特性評価装置１、１ａは、微小欠陥を露光波長で評価するため、実効的な特性評価が非破壊で可能である。
【００５０】
すなわち、欠陥特性評価装置１、１ａは、微小な欠陥１２からの回折光で評価するため、結像光学系の開口数に制限されることなく、回折光を２次元的に受光する二次元検出器１３の受光面のサイズに応じた高開口な観察が可能である。また、欠陥特性評価装置１、１ａは、導出部１８により、他方式では評価が難しい実際に露光で使用される波長を用いて欠陥１２の位相情報を測定するため、欠陥１２の反射振幅分布のみならず位相分布を観察でき、実効的な欠陥特性を精査することができる。また、欠陥特性評価装置１、１ａは、集光光学系１０、Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系２０によってコヒーレント光を、被検対象である欠陥１２と同程度の微小スポットに集光することが可能なため、ノイズ成分である基板粗さによる回折光に対する、信号成分である欠陥１２からの回折光の信号強度比を大幅に改善することができる。また、欠陥特性評価装置１、１ａは、照射部１６により、微小スポットによるスキャン測定が可能であるため、他方式で欠陥１２が検出された観察位置に容易に移動可能であり、この観察位置に移動後、欠陥１２からの回折光を二次元検出器１３で受光することができる。
【００５１】
欠陥特性評価装置１、１ａは、ＥＵＶ光を用いたリソグラフィ工程で半導体パターンを描画する前の原板であるマスク基板１１上の欠陥１２の特性を、非破壊かつ高精度に評価することができる。
【００５２】
また、欠陥特性評価装置１、１ａは、被検パタン領域をスキャンさせながら、コヒーレント光を複数回照射することにより、欠陥からの回折光の情報を精査することができる。具体的には、下記の文献に示すシフト照明による像再生アルゴリズムを利用することで実現することができる。
【００５３】
文献：Ｊ．  Ｍ．  Ｒｏｄｅｎｂｕｒｇ  ａｎｄ  Ｈ．  Ｍ．  Ｌ．  Ｆａｕｌｋｎｅｒａ，  “Ａ  ｐｈａｓｅ  ｒｅｔｒｉｅｖａｌ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  ｓｈｉｆｔｉｎｇ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ，”  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ８５  （２００４）  ｐｐ．  ４７９５  −  ４７９７．
さらに、欠陥特性評価装置１、１ａは、照明部１６が備える可変照射部１６ｂにより、波長を変化させて観察することで、分光イメージングが可能であり、多層化された反射増加膜の乱れ分布などの内部構造まで評価可能することができる。
【００５４】
以上のように、欠陥特性評価装置１、１ａは、欠陥１２の形状と位相量、反射多層膜の界面構造の乱れなどの欠陥の特性が評価できるので、測定結果をマスクの製造工程へフィードバックすることで、より欠陥の少ないマスク製作が可能となる。また、欠陥特性評価装置１、１ａは、欠陥１２の反射振幅と位相分布を詳細に評価することで、パタンマスク上における欠陥補正が可能となる。
【００５５】
なお、本発明は、以上の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５６】
１、１ａ  欠陥特性評価装置、１０  集光光学系、１０ａ  ピンホール、１０ｂ、２０ａ  開口絞り、１０ｃ  ミラー、１０ｄ  軸外フレネルゾーンプレート、１０ｄ１  集光部、１０ｄ２  開口部、１１  マスク基板、１２  欠陥、１２ａ  欠陥、１２ｂ  照射パタン領域、１３  二次元検出器、１３ｂ  照射パタン領域、１４  反射光、１５  回折光、１６  照射部、１６ａ  光源、１６ｂ  単色化機構部、１６ｃ  可変照射部、１６ｄ  移動プレート、１７  記録部、１８  導出部、２０  Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ光学系、２１  凹面鏡、２２  凸面鏡
【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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