(57)【要約】【課題】欠陥検出感度を向上させることができるマスク検査装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係るマスク検査装置１００は、略同一の第１パターン、第２パターンが形成されたマスク２０に略同一の複数の照明光を照射する光源１０と、複数の照明光がそれぞれ照射されたときの第１パターン、第２パターンからの複数の出射光を検出する光検出器と、複数の出射光のうち第１パターンからの出射光の一つと第２パターンからの出射光の一つとを用いて第１欠陥判定信号を算出し、第１欠陥判定信号の算出に用いた出射光以外の第１パターンからの出射光の一つと第２パターンからの出射光の一つとを用いて第２欠陥判定信号を算出し、第１欠陥判定信号と前記第２欠陥判定信号とを用いて欠陥の判定を行う判定部１７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略同一の第１パターン、第２パターンが形成されたマスクに略同一の複数の照明光を照射し、
前記複数の照明光がそれぞれ照射されたときの前記第１パターン、第２パターンからの複数の出射光を検出し、
前記複数の出射光のうち前記第１パターンからの出射光の一つと前記第２パターンからの出射光の一つとを用いて、第１欠陥判定信号を算出し、
前記第１欠陥判定信号の算出に用いた出射光以外の前記第１パターンからの出射光の一つと前記第２パターンからの出射光の一つとを用いて、第２欠陥判定信号を算出し、
前記第１欠陥判定信号と前記第２欠陥判定信号とを用いて欠陥の判定を行うマスク検査方法。
【請求項２】
前記複数の照明光のうちの第１照明光が照射されたときの前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を第１光検出部で検出し、
前記複数の照明光のうちの前記第１照明光と異なる第２照明光が照射されたときの前記第１照明パターン、前記第２照明パターンからのそれぞれの出射光を前記第１光検出部と異なる第２光検出部で検出することを特徴とする請求項１に記載のマスク検査方法。
【請求項３】
前記第１照明光を対物レンズの視野の一部に入射させ、前記第２照明光を前記対物レンズの他の一部に入射させ、
前記対物レンズにより前記第１照明光及び前記第２照明光を前記マスクに集光して、１回のスキャンで前記第１照明光及び前記第２照明光による前記第１パターン及び前記第２のパターンからの出射光を検出することを特徴とする請求項２に記載のマスク検査方法。
【請求項４】
前記複数の照明光は、いずれも反射照明光であり、
前記マスクはＥＵＶマスクであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のマスク検査方法。
【請求項５】
略同一の第１パターン、第２パターンが形成されたマスクに略同一の複数の照明光を照射する照明光学系と、
前記複数の照明光がそれぞれ照射されたときの前記第１パターン、第２パターンからの複数の出射光を検出する光検出器と、
前記複数の出射光のうち前記第１パターンからの出射光の一つと前記第２パターンからの出射光の一つとを用いて第１欠陥判定信号を算出し、前記第１欠陥判定信号の算出に用いた出射光以外の前記第１パターンからの出射光の一つと前記第２パターンからの出射光の一つとを用いて第２欠陥判定信号を算出し、前記第１欠陥判定信号と前記第２欠陥判定信号とを用いて欠陥の判定を行う判定部と、
を備えるマスク検査装置。
【請求項６】
前記光検出器は、
前記複数の照明光のうちの第１照明光が照射されたときの前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を検出する第１光検出部と、
前記複数の照明光のうちの前記第１照明光と異なる第２照明光が照射されたときの前記第１照明パターン、前記第２照明パターンからのそれぞれの出射光を検出する第２光検出部と、
を備える請求項５に記載のマスク検査装置。
【請求項７】
前記第１照明光、前記第２照明光を前記マスクに集光する対物レンズを備え、
前記第１照明光を前記対物レンズの視野の一部の領域に入射させ、前記第２照明光を前記対物レンズの視野の他の一部の領域に入射させ、１回のスキャンで前記第１照明光及び前記第２照明光による前記第１パターン及び前記第２のパターンからの出射光を検出することを特徴とする請求項６に記載のマスク検査装置。
【請求項８】
前記第１照明光及び前記第２照明光は、いずれも反射照明光であり、
前記マスクはＥＵＶマスクであることを特徴とする請求項５、６又は７に記載のマスク検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程で利用されるフォトマスク（あるいはレチクルとも呼ばれる。以下、単にマスクと呼ぶ。）における欠陥を検出する際に利用されるマスク検査方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、パターンが形成されたマスクの欠陥検査法には、マスクパターンと設計データとの比較検査法（一般にDie-to-Database比較法と呼ばれる。）と、２つのマスクにおけるパターン比較検査法（一般にDie-to-Die比較法と呼ばれる。）との２通りの方法が広く知られている。
【０００３】
これらの検査方法では、いずれもマスクパターンにおける微小な一部分（以下、視野領域と呼ぶ。）が対物レンズによって拡大される。その拡大された光学像は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサーやＴＤＩ（Time Delay Integration）センサー等の光検出器で検出され、比較検査が行われる。なお、マスク検査装置に関しては、例えば、非特許文献１に概説されている。
【０００４】
また、視野領域を照明するための光源としては、紫外域で連続動作するレーザや紫外域にスペクトルを有する点光源ランプが用いられている。これらのレーザやランプから取り出される紫外光をマスクに対して対物レンズと反対側から照射する照明方式は、透過照明と呼ばれている。これに対して、マスクに対して対物レンズ側から照明する照明方式は、反射照明と呼ばれている。
【０００５】
また、Die-to-Die比較法（以下、ＤＤ比較法と呼ぶ。）において、欠陥検査性能を高めるため、即ち、検査感度を向上するために、ＴＤＩセンサーを２台用いて、反射照明による検査と、透過照明による検査とを同時に行うことができる検査装置が提案されている。これに関しては、例えば、特許文献１に記載されている。また、特許文献２には、２台のＴＤＩセンサーを用いて、
【０００６】
マスク検査の検査感度を高めるために検出できる欠陥サイズを小さくしようとすると、その小さな欠陥部分を照明する照明光の光量が少なくなる。この結果、照明光の光量バラツキ（輝度ムラ）が検査結果に大きく影響するようになる。
【０００７】
すなわち、光検出器で検出されるパターンの検出信号には、光検出器内で発生するショットノイズや、光源としてレーザを用いる場合に発生するスペックルノイズが含まれる。欠陥部分から発生する欠陥検出信号の光量が少なくなると、これらのノイズに欠陥検出信号が埋もれることとなる。
【０００８】
つまり、ＤＤ比較検査では、比較する２つのパターンを撮像したそれぞれの検出信号の輝度に閾値以上の差があれば、そこを欠陥として判断する。このため、ショットノイズやスペックルノイズよりも高いレベルに閾値を設定し、この閾値よりも大きい輝度差がある場合だけ、欠陥として識別している。このため、欠陥を検出することが困難となり、検出感度を向上させることができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１４５９８９号公報
【特許文献２】特許第４１８５０３７号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】東芝レビュー、第５８巻、第７号、第５８〜６１頁、２００３年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、欠陥検出感度を向上させることができるマスク検査方法及びマスク検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様に係るマスク検査方法は、略同一の第１パターン、第２パターンが形成されたマスクに略同一の複数の照明光を照射し、前記複数の照明光がそれぞれ照射されたときの前記第１パターン、第２パターンからの複数の出射光を検出し、前記複数の出射光のうち前記第１パターンからの出射光の一つと前記第２パターンからの出射光の一つとを用いて、第１欠陥判定信号を算出し、前記第１欠陥判定信号の算出に用いた出射光以外の前記第１パターンからの出射光の一つと前記第２パターンからの出射光の一つとを用いて、第２欠陥判定信号を算出し、前記第１欠陥判定信号と前記第２欠陥判定信号とを用いて欠陥の判定を行う。このように２回の比較検査を行うことにより、欠陥検出感度を向上させることが可能となる。
【００１３】
本発明の第２の態様に係るマスク検査方法は、上記の方法において、前記複数の照明光のうちの第１照明光が照射されたときの前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を第１光検出部で検出し、前記複数の照明光のうちの前記第１照明光と異なる第２照明光が照射されたときの前記第１照明パターン、前記第２照明パターンからのそれぞれの出射光を前記第１光検出部と異なる第２光検出部で検出することを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の態様に係るマスク検査方法は、上記の方法において、前記第１照明光を対物レンズの視野の一部に入射させ、前記第２照明光を前記対物レンズの他の一部に入射させ、前記対物レンズにより前記第１照明光及び前記第２照明光を前記マスクに集光して、１回のスキャンで前記第１照明光及び前記第２照明光による前記第１パターン及び前記第２のパターンからの出射光を検出することを特徴とする。これにより、１回のスキャンで２回の比較検査を行うことができ、検査にかかる時間の増大を抑制することが可能である。
【００１５】
本発明の第４の態様に係るマスク検査方法は、上記の方法において、前記第１照明光及び前記第２照明光は、いずれも反射照明光であり、前記マスクはＥＵＶマスクであることを特徴とする。本発明は、このような場合に特に有効である。
【００１６】
本発明の第５の態様に係るマスク検査装置は、略同一の第１パターン、第２パターンが形成されたマスクに略同一の複数の照明光を照射する照明光学系と、前記複数の照明光がそれぞれ照射されたときの前記第１パターン、第２パターンからの複数の出射光を検出する光検出器と、前記複数の出射光のうち前記第１パターンからの出射光の一つと前記第２パターンからの出射光の一つとを用いて第１欠陥判定信号を算出し、前記第１欠陥判定信号の算出に用いた出射光以外の前記第１パターンからの出射光の一つと前記第２パターンからの出射光の一つとを用いて第２欠陥判定信号を算出し、前記第１欠陥判定信号と前記第２欠陥判定信号とを用いて欠陥の判定を行う判定部とを備えるものである。このように２回の比較検査を行うことにより、欠陥検出感度を向上させることが可能となる。
【００１７】
本発明の第６の態様に係るマスク検査装置は、上記の装置において、前記光検出器は、前記複数の照明光のうちの第１照明光が照射されたときの前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を検出する第１光検出部と、前記複数の照明光のうちの前記第１照明光と異なる第２照明光が照射されたときの前記第１照明パターン、前記第２照明パターンからのそれぞれの出射光を検出する第２光検出部とを備えるものである。
【００１８】
本発明の第７の態様に係るマスク検査装置は、上記の装置において、前記第１照明光、前記第２照明光を前記マスクに集光する対物レンズを備え、前記第１照明光を前記対物レンズの視野の一部の領域に入射させ、前記第２照明光を前記対物レンズの視野の他の一部の領域に入射させ、１回のスキャンで前記第１照明光及び前記第２照明光による前記第１パターン及び前記第２のパターンからの出射光を検出することを特徴とするものである。これにより、１回のスキャンで２回の比較検査を行うことができ、検査にかかる時間の増大を抑制することが可能である。
【００１９】
本発明の第８の態様に係るマスク検査装置は、上記の装置において、前記第１照明光及び前記第２照明光は、いずれも反射照明光であり、前記マスクはＥＵＶマスクであることを特徴とするものである。本発明は、このような場合に特に有効である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、欠陥検出感度を向上させることができるマスク検査方法及び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】
【００２１】
【図１】実施の形態１に係るマスク検査装置の構成を示す図である。
【図２】検査対象となるマスクの構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に係るマスク検査装置における対物レンズの視野内の視野領域を説明するための図である。
【図４】実施の形態１に係るマスク検査装置のＴＤＩセンサー１７ａで得られるパターンＰ１、Ｐ２それぞれの検出信号の輝度分布の一例を示す図である。
【図５】図４に示すパターンＰ１、Ｐ２それぞれの検出信号の輝度差（Ｐ２ａ−Ｐ１ａ）を示す図である。
【図６】実施の形態１に係るマスク検査装置のＴＤＩセンサー１７ｂで得られるパターンＰ１、Ｐ２それぞれの検出信号の輝度分布の一例を示す図である。
【図７】図６に示すパターンＰ１、Ｐ２それぞれの検出信号の輝度差（Ｐ２ｂ−Ｐ１ｂ）を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る検査方法を説明するための図である。
【図９】実施の形態２に係るマスク検査装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。
【００２３】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る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、本実施の形態に係るマスク検査装置１００の構成を示す図である。ここでは、検査対象が、ペリクル２４付きのマスク２０の例について説明する。
【００２４】
まず、検査対象となるマスク２０の構成について、図２を参照して説明する。マスク２０は、半導体等の露光工程で使用されるフォトマスクであり、レチクルとも呼ばれる。マスク２０は、基板２１、パターン２２、ペリクルフレーム２３、ペリクル２４を有する。
【００２５】
基板２１はガラス、石英等の透明基板である。基板２１上には、露光時に転写されるパターン２２が形成されている。パターン２２は、遮光パターンの他、ハーフトーンパターンや位相シフトパターン等であってもよい。
【００２６】
図２に示すように、ここでは、基板２１上に略同一のコの字型の第１パターンＰ１と第２パターンＰ２が形成されている例について説明する。第１パターンＰ１、第２パターンＰ２はハーフトーンパターンであり、例えば、ＭｏＳｉが用いられる。
【００２７】
基板２１のパターン面側には、枠状のペリクルフレーム２３が装着されている。ペリクルフレーム２３は、パターン２２が形成されている領域を囲むように取り付けられている。ペリクルフレーム２３の基板２１と反対側には、ペリクル２４が貼着されている。すなわち、ペリクル２４は、ペリクルフレーム２３を介してマスク２０に装着されている。
【００２８】
パターン２２は、基板２１、ペリクルフレーム２３、ペリクル２４で囲まれた閉空間（ペリクル空間）内に配置される。これにより、外部から飛来する異物がパターン２２面に付着するのを防ぐことができる。
【００２９】
マスク検査装置１００では、パターン２２が形成された面に付着する欠陥を検査するものである。ここでは、欠陥として、照明光に対して不透明な汚れ（ヘイズ２５）が第２パターンＰ２に付着しているものとする。なお、欠陥は、ヘイズに限らず、パーティクル等のパターン２２上にあってはいけない異物やパターン不良等をさす。
【００３０】
なお、ここではマスク２０の一例としてペリクル２４付きのものについて説明するが、マスク検査装置１００の検査対象はこのようなマスク２０に限定されず、ペリクルが設けられていないマスクにも適用可能である。
【００３１】
図１に示すように、マスク検査装置１００は、光源１０、ミラー１１ａ、１１ｂ、コンデンサレンズ１２、対物レンズ１３、投影レンズ１４、分割ミラー１５、ＴＤＩセンサー１６ａ、１６ｂ、判定部１７を備えている。
【００３２】
光源１０は、第１パターンＰ１、第２パターンＰ２が形成されたマスク２０に対し、照明光を照射する。光源１０としては、例えば、波長１９３ｎｍのレーザ光を出射する紫外レーザ装置を用いることができる。マスク検査装置１００では、光源１０から取り出される光を透過照明光Ｌ１として用いている。
【００３３】
透過照明光Ｌ１はマスク２０の下側まで導かれ、ミラー１１ａで反射して上方に進む。そして、透過照明光Ｌ１はコンデンサレンズ１２を通った後、基板２１内を通過し、マスク２０のパターン面におけるに照射される。
【００３４】
検査領域から発生する光は、対物レンズ１３を通り、投影レンズ１４を通過した後、分割ミラー１５で２つに分割される。本実施の形態ではマスク検査装置１００では、検査領域から発生する光を検出する光検出器として、２台のＴＤＩセンサー１６ａ、１６ｂが設けられている。
【００３５】
分割ミラー１５で分割された一方の光は、ＴＤＩセンサー１６ａで受光される。また、分割ミラー１５で分割された他方の光は、ミラー１１ｂで反射され、ＴＤＩセンサー１６ｂで受光される。ＴＤＩセンサー１６ａ、１６ｂから出力される検出信号は、判定部１７に入力される。判定部１７は、ＴＤＩセンサー１６ａ、１６ｂからの検出信号を用いて、マスク２０のどの位置に欠陥が存在するかを判定する。
【００３６】
ここで、図３を参照して、本実施の形態に係るマスク検査装置における対物レンズの視野内の視野領域について説明する。一般に、Die-to-Die比較法（ＤＤ比較法）では、２つの同一のパターンが並ぶ方向にマスク２０をスキャンする。すなわち、第１パターンＰ１、第２パターンＰ２が並ぶ方向に照明光を移動させる。そして、それぞれのパターンを対物レンズ１３で観察する。
【００３７】
本実施の形態では、ＴＤＩセンサー１６ａで検査する視野領域ＡとＴＤＩセンサー１６ｂで検査する視野領域Ｂとが、対物レンズ１３の視野内において、マスク２０のスキャン方向に沿って並べられている。このため、１回のスキャンで、視野領域Ａでの第１パターンＰ１と第２パターンＰ２の検査と、視野領域Ｂでの第１パターンＰ１と第２パターンＰ２の検査とを行うことができる。すなわち、１回のスキャンで、２つの同じパターンを２回比較検査することができる。
【００３８】
例えば、視野領域Ａで取得された第１パターンＰ１、第２パターンＰ２のそれぞれの検出信号を用いたＤＤ比較検査、視野領域Ｂで取得された第１パターンＰ１、第２パターンＰ２のそれぞれの検出信号を用いたＤＤ比較検査の２回のＤＤ比較検査を行うことができる。これによりマスクの検査にかかる時間の増大を抑制することが可能となる。
【００３９】
なお、視野領域Ａでの第１パターンＰ１の検出信号と視野領域Ｂでの第２パターンＰ２の検出信号とを比較し、視野領域Ｂでの第１パターンＰ１の検出信号と視野領域Ａでの第２パターンＰ２の検出信号とを比較しても良い。
【００４０】
ここで、本発明に係るマスク検査方法について説明する。図４は、視野領域Ａで得られた第１パターンＰ１の検出信号Ｐ１ａと、第２パターンＰ２の検出信号Ｐ２ａを示す。図５は、第１パターンＰ１の検出信号Ｐ１ａと第２パターンＰ２の検出信号Ｐ２ａとの差分（Ｐ２ａ−Ｐ１ａ）を示す。
【００４１】
図６は、視野領域Ｂで得られた第１パターンＰ１の検出信号Ｐ１ｂと、第２パターンＰ２の検出信号Ｐ２ｂを示す。図７は、第１パターンＰ１の検出信号Ｐ１ｂと第２パターンＰ２の検出信号Ｐ２ｂとの差分（Ｐ２ｂ−Ｐ１ｂ）を示す。
【００４２】
なお、ここでは、検出信号は、光源１０から透過照明光Ｌ１を照射したときに第１パターンＰ１、第２パターンＰ２から発生した光をＴＤＩセンサー１６ａ、１６ｂの各ピクセルが受光した輝度信号を数値化した信号である。図４、６においては、判りやすい様に、検出信号の最大値を９９とした。
【００４３】
なお、図４、６において、第１パターンＰ１、第２パターンＰ２が設けられている部分を破線で示している。また、図５、７に示す、輝度差（Ｐ２ａ−Ｐ１ａ）、輝度差（Ｐ２ｂ−Ｐ１ｂ）をそれぞれ欠陥判定信号とする。
【００４４】
本実施の形態では、基板２１の部分は照射される光を透過する。図４、６に示すように、基板２１部分の検出信号の値は、９５〜９９である。また、パターン２２の部分はハーフトーンパターンであるため、照射される光の一部が遮光され、基板２１の部分よりも輝度が低下する。パターン２２部分の検出信号の値は、１８〜２３である。
【００４５】
一方、ヘイズ２５が生成した部分は、基板２１部分よりも輝度が低く、パターン２２部分よりも輝度が高くなる。この例では、ヘイズ２５が発生した部分の検出信号の値は、９１〜９２である。図４、６から分かるように、同じ材質からなる基板２１の部分でも、検出信号は場所によって９５〜９９までばらついている。また、同じＭｏＳｉからなるパターン２２でも、検出信号は場所によって１８〜２３までばらついている。これは、透過照明光Ｌ１に含まれるスペックルノイズや、ＴＤＩセンサー１６ａ、１６ｂでのショットノイズに起因している。
【００４６】
各視野領域Ａ、Ｂでのスキャンが終了した後、Ｐ２ａ−Ｐ１ａ、Ｐ２ｂ−Ｐ１ｂの演算を行って輝度差を算出し、欠陥判定信号を得る。図５、７に示すように、欠陥判定信号は−４から４までの値をとる。ヘイズ２５が付着した微小な欠陥部分に対応する輝度差は−４（絶対値４）になっている。
【００４７】
従来は、１つの視野領域で得られた第１パターンＰ１の検出信号と第２パターンＰ２の検出信号とを比較して欠陥検査を行っていた。すなわち、従来のＤＤ検査では、１つのＴＤＩセンサーで撮像された２つの同じパターンにおける輝度差が、ある一定値（スライスレベル）より大きい場合に欠陥があると判定していた。
【００４８】
例えば、Ｐ２ａ−Ｐ１ａの欠陥判定信号（図５）とスライスレベルとを比較し、欠陥の判定を行っていた。この場合、ヘイズ２５を検出するには、スライスレベル（閾値）を４以下にする必要がある。しかし、マスクに照射される照明光にスペックルノイズが存在したり、ＴＤＩセンサー内でショットノイズ等が生じたりすることにより、欠陥が全く存在しない部分でも輝度差は完全に０（ゼロ）にならず、僅かに残る。
【００４９】
図５に示す例では、ヘイズ２５が付着していない基板２１のみの部分でも、輝度差の絶対値が４の部分がある。この結果、実際には欠陥がないにもかかわらず、欠陥があると判断される疑似欠陥が検出されていた。このように、従来は、微小な欠陥を正確に検出することは、従来のＤＤ比較法では不可能であった。
【００５０】
これに対して、本発明に係る検査方法では、２回のＤＤ比較検査を行う。すなわち、上述したように、視野領域Ａで得られた第１パターンＰ１と第２パターンＰ２のそれぞれの検出信号を用いて、図５に示す第１欠陥判定信号を算出する。また、視野領域Ｂで得られた第１パターンＰ１と第２パターンＰ２のそれぞれの検出信号を用いて、図７に示す第２欠陥判定信号を算出する。
【００５１】
図５、７を参照すると、微小な欠陥であるヘイズ２５が付着した部分に対応する輝度差の絶対値はいずれも４である。しかし、図５においてヘイズ２５が付着した部分以外で輝度差が４となる部分は、図７においてヘイズ２５が付着した部分以外で輝度差が４となる部分と位置が異なっている。
【００５２】
これは、スペックルノイズやショットノイズはランダムに発生するものであるため、これらのノイズに基づいて輝度が変化する部分が、２回のＤＤ比較検査において全く同じ位置に生じることはきわめて稀であるからである。
【００５３】
本実施の形態においては、２回のＤＤ比較検査において、２回とも輝度差の絶対値が４以上となる位置だけに欠陥が存在すると判定することができる。これにより、疑似欠陥を排除し、正確に欠陥を検出することが可能となる。
【００５４】
また、スライスレベルを下げることも可能である。例えば、スライスレベルを３として２回のＤＤ比較検査を行う。図８（ａ）、（ｂ）に、スライスレベルを３にしたときの、ＤＤ比較検査の検査結果を示す。図８（ａ）は１回目のＤＤ比較検査の検査結果であり、図８（ｂ）は２回目のＤＤ比較検査の検査結果である。図８（ａ）、（ｂ）において、横軸は視野領域中の位置を示しており、縦軸は輝度差を示している。
【００５５】
図８（ａ）に示すように、１回目のＤＤ比較検査では、実際に存在する欠陥に加えて、ノイズにより欠陥があると判断される疑似欠陥が検出される。上述したように、ノイズは多くの場合異なる位置に発生するため、２回目のＤＤ比較検査において、１回目の疑似欠陥が検出された位置と同じ位置に疑似欠陥が発生する可能性は極めて低い。
【００５６】
従って、判定部１７は、図８（ａ）に示す１回目のＤＤ比較検査において欠陥が検出された位置と、図８（ｂ）に示す２回目のＤＤ比較検査において欠陥が検出された位置とが同じである場合に、その位置に真の欠陥が存在すると判断する。これにより、スペックルノイズやショットノイズによる影響を排除して、実際に欠陥が存在する真の欠陥を検出することが可能である。
【００５７】
このように、本発明に係るマスクの検査方法では、スライスレベルをスペックルノイズやショットノイズによる輝度差の最大値よりも低い値に設定できる。このため、極めて微小な欠陥まで検出することが可能である。
【００５８】
なお、本実施の形態では、ＤＤ比較検査を２回行う例について説明したが、これに限定されるものではない。２回より多くのＤＤ比較検査を行ってもよい。これにより、検査精度を向上させることが可能である。
【００５９】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るマスク検査装置の構成について、図９を参照して説明する。図９は、本実施の形態に係るマスク検査装置２００の構成を示す図である。図９において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を適宜省略する。
【００６０】
図９に示すように、マスク検査装置２００は、光源１０、対物レンズ１３、投影レンズ１４、分割ミラー１５、ＴＤＩセンサー１６ａ、ＴＤＩセンサー１６ｂ、判定部１７、波長板１８、偏光ビームスプリッタ１９を備えている。マスク検査装置２００は、特にパターンが微細化しているＥＵＶマスクの検査に有効である。
【００６１】
光源１０は、波長１９３ｎｍの直線偏光のレーザ光を出射する。マスク検査装置２００では、この直線偏光のレーザ光をＥＵＶマスク３０のパターン面側から照射し、反射照明光として用いている。また、マスク検査装置２００においても、実施の形態１と同様に、パターンからの検査光を検出する光検出器として、２台のＴＤＩセンサー１６ａ、１６ｂを用いている。
【００６２】
光源１０から出射された反射照明光はＳ波となっており、偏光ビームスプリッタ１９で反射され下方に進む。その後、偏光ビームスプリッタ１９で反射された光は、波長板１８で円偏光に変換され、対物レンズ１３を通り、検査対象であるＥＵＶマスク３０に照射される。
【００６３】
ＥＵＶマスク３０で反射された光、すなわち視野領域から発生する光は、反対方向の円偏光となる。このため、対物レンズ１３を通過した後、波長板１８を通過するとＰ偏光となる。波長板１８でＰ偏光となった光は、偏光ビームスプリッタ１９を通過して上方に進む。
【００６４】
この上方に進む光は、投影レンズ１４を通過した後、分割ミラー１５で分割される。分割ミラー１５で分割された一方の光は、ＴＤＩセンサー１６ａで受光される。また、分割ミラー１５で分割された他方の光は、ミラー１１ｂで反射され、ＴＤＩセンサー１６ｂで受光される。
【００６５】
実施の形態１と同様に、本実施の形態においても、図３に示すように、ＴＤＩセンサー１６ａで検査する領域とＴＤＩセンサー１６ｂで検査する領域とはが、ＥＵＶマスク３０のスキャン方向に沿って並べられている。このため、１回のスキャンによって、２つの略同じパターンを２回ＤＤ比較検査することができる。これにより、検査に係る時間を短縮することができる。
【００６６】
また、判定部１７では、２回のＤＤ比較検査を行うことにより、真の欠陥を判定するため、スペックルノイズやショットノイズに起因する疑似欠陥を除外することができ、微小な実欠陥のみを検出することができる。
【００６７】
ＥＵＶマスク３０は、従来のＡｒＦマスク等に比べてパターンが微細化されている。このため、ＡｒＦマスクでは問題とならなかった微小な欠陥であっても、問題となることがある。複数回のＤＤ比較検査を行う本発明に係るマスク検査方法でＥＵＶマスク３０の欠陥検査を行うことにより、より小さな欠陥を検出することができる。
【００６８】
さらに、従来のＡｒＦマスク等の場合、例えば、特開２００８−１９０９３８号公報に記載されているように、２台のＴＤＩセンサーを用いて、透過照明と反射照明とを同時に照明して検査する方法が用いられることがあった。ＥＵＶマスクは照明光を透過させることができないため、反射照明による検査しか適用できない。
【００６９】
ＡｒＦマスク等を対象として２台のＴＤＩセンサーが搭載されたマスク検査装置を用いて、ＥＵＶマスクを検査しようとしても、透過照明による検査を行うＴＤＩセンサーが余ってしまう。これに対して、本発明では、この余ったＴＤＩセンサーを有効に利用することができる。
【００７０】
すなわち、２台のＴＤＩセンサーのそれぞれで、反射照明によるＤＤ比較検査を行うことができる。これにより、２台のＴＤＩセンサーを利用して、検査装置のコストアップを抑制することができると共に、検査精度を向上させることが可能となる。
【００７１】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、２台のＴＤＩセンサーを設けず、１台のＴＤＩセンサーでマスクから発生する光を受光しても構わない。
【符号の説明】
【００７２】
１０  光源
１１ａ  ミラー
１１ｂ  ミラー
１２  コンデンサレンズ
１３  対物レンズ
１４  投影レンズ
１５  分割ミラー
１６ａ  ＴＤＩセンサー
１６ｂ  ＴＤＩセンサー
１７  判定部
１８  波長板
１９  偏光ビームスプリッタ
２０  マスク
２１  基板
２２  パターン
２３  ペリクルフレーム
２４  ペリクル
２５  ヘイズ
３０  ＥＵＶマスク
１００  マスク検査装置
２００  マスク検査装置
Ｐ１  第１パターン
Ｐ２  第２パターン
【図１】
2011090169.tif 000003
【図２】
2011090169.tif 000004
【図３】
2011090169.tif 000005
【図４】
2011090169.tif 000006
【図５】
2011090169.tif 000007
【図６】
2011090169.tif 000008
【図７】
2011090169.tif 000009
【図８】
2011090169.tif 000010
【図９】
2011090169.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月11日(2010.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略同一の第１パターン、第２パターンが形成されたマスクに照明光を照射する際に、対物レンズの第１の視野領域及び第２の視野領域に略同一の照明光を照射し、
前記対物レンズの第１の視野領域における、前記第１パターンからの出射光と前記第２パターンからの出射光とを用いて、第１欠陥判定信号を算出し、
前記対物レンズの第２の視野領域における、前記第１パターンからの出射光と前記第２パターンからの出射光とを用いて、第２欠陥判定信号を算出し、
前記第１欠陥判定信号と前記第２欠陥判定信号とを用いて欠陥の判定を行うマスク検査方法。
【請求項２】
前記対物レンズの第１の視野領域における前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を第１光検出部で検出し、
前記対物レンズの第２の視野領域における前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を前記第１光検出部と異なる第２光検出部で検出することを特徴とする請求項１に記載のマスク検査方法。
【請求項３】
第１照明光を前記対物レンズの第１の視野領域に入射させ、第２照明光を前記対物レンズの第２の視野領域に入射させ、
前記対物レンズにより前記第１照明光及び前記第２照明光を前記マスクに集光して、１回のスキャンで前記第１照明光及び前記第２照明光による前記第１パターン及び前記第２のパターンからの出射光を検出することを特徴とする請求項２に記載のマスク検査方法。
【請求項４】
前記照明光は、いずれも反射照明光であり、
前記マスクはＥＵＶマスクであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のマスク検査方法。
【請求項５】
略同一の第１パターン、第２パターンが形成されたマスクに照明光を照射する際に、対物レンズの第１の視野領域及び第２の視野領域に略同一の照明光を照射する照明光学系と、
前記照明光が照射されたときの前記第１パターン、第２パターンからの出射光を検出する光検出器と、
前記出射光のうち前記対物レンズの第１の視野領域における前記第１パターンからの出射光と前記第２パターンからの出射光とを用いて第１欠陥判定信号を算出し、前記対物レンズの第２の視野領域における前記第１パターンからの出射光と前記第２パターンからの出射光とを用いて第２欠陥判定信号を算出し、前記第１欠陥判定信号と前記第２欠陥判定信号とを用いて欠陥の判定を行う判定部と、
を備えるマスク検査装置。
【請求項６】
前記光検出器は、
前記対物レンズの第１の視野領域における前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を検出する第１光検出部と、
前記対物レンズの第２の視野領域における前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を検出する第２光検出部と、
を備える請求項５に記載のマスク検査装置。
【請求項７】
第１照明光、第２照明光を前記マスクに集光する対物レンズを備え、
前記第１照明光を前記対物レンズの第１の視野領域に入射させ、前記第２照明光を前記対物レンズの第２の視野領域に入射させ、１回のスキャンで前記第１照明光及び前記第２照明光による前記第１パターン及び前記第２のパターンからの出射光を検出することを特徴とする請求項６に記載のマスク検査装置。
【請求項８】
前記第１照明光及び前記第２照明光は、いずれも反射照明光であり、
前記マスクはＥＵＶマスクであることを特徴とする請求項５、６又は７に記載のマスク検査装置。
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月9日(2010.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略同一の第１パターン、第２パターンが形成された基板上に照明光を照射し、
前記基板と前記照明光を相対的に移動して前記第１パターン及び前記第２パターンを照明光で走査し、
前記照明光で走査することで前記基板から出射する出射光を空間的に分離して、前記第１パターン及び前記第２パターンからの出射光を第１及び第２の検出器で検出し、
前記第１の検出器において検出した前記第１パターンからの出射光と、前記第１の検出器又は前記第２の検出器において検出した前記第２パターンからの出射光と、を比較して第１欠陥判定信号を算出し、
前記第２の検出器において検出した前記第１パターンからの出射光と、前記第１の検出器又は前記第２の検出器において検出した前記第２パターンからの出射光と、を比較して第２欠陥判定信号を算出し、
前記第１欠陥判定信号と前記第２欠陥判定信号とを用いて欠陥判定を行うマスク検査方法。
【請求項２】
前記照明光を照射する際に、対物レンズの第１の視野領域及び第２の視野領域に略同一の照明光を照射し、
前記対物レンズの第１の視野領域における前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を前記第１の検出器で検出し、
前記対物レンズの第２の視野領域における前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を前記第２の検出器で検出する、請求項１記載のマスク検査方法。
【請求項３】
第１照明光を前記対物レンズの第１の視野領域に入射させ、第２照明光を前記対物レンズの第２の視野領域に入射させ、
前記対物レンズにより前記第１照明光及び前記第２照明光を前記第１パターン及び第２パターンが形成されたマスクに集光して、１回のスキャンで前記第１照明光及び前記第２照明光による前記第１パターン及び前記第２のパターンからの出射光を検出することを特徴とする請求項２に記載のマスク検査方法。
【請求項４】
前記照明光は、いずれも反射照明光であり、
前記マスクはＥＵＶマスクであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のマスク検査方法。
【請求項５】
略同一の第１パターン、第２パターンが形成された基板上に照明光を照射する照明光学系と、
前記基板と前記照明光を相対的に移動して前記第１パターン及び前記第２パターンを照明光で走査した場合に、前記第１パターンからの出射光を空間的に２つに分離する分離手段と、
前記分離された一方の光を検出する第１の検出器と、
前記分離された他方の光を検出する第２の検出器と、
前記第１の検出器において検出された前記第１パターンからの出射光と、前記第１の検出器又は前記第２の検出器において検出された前記第２パターンからの出射光と、を比較して算出した第１欠陥判定信号と、前記第２の検出器において検出された前記第１パターンからの出射光と、前記第１の検出器又は前記第２の検出器において検出された前記第２パターンからの出射光と、を比較して算出した第２欠陥判定信号とを用いて欠陥判定を行う判定部と、を備えるマスク検査装置。
【請求項６】
前記照明光学系は、前記照明光を照射する際に、対物レンズの第１の視野領域及び第２の視野領域に略同一の照明光を照射し、
前記第１の検出器は、
前記対物レンズの第１の視野領域における前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を検出し
前記第２の検出器は、
前記対物レンズの第２の視野領域における前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を検出する、請求項５に記載のマスク検査装置。
【請求項７】
第１照明光、第２照明光を前記第１パターン及び第２パターンが形成されたマスクに集光する対物レンズを備え、
前記第１照明光を前記対物レンズの第１の視野領域に入射させ、前記第２照明光を前記対物レンズの第２の視野領域に入射させ、１回のスキャンで前記第１照明光及び前記第２照明光による前記第１パターン及び前記第２のパターンからの出射光を検出することを特徴とする請求項６に記載のマスク検査装置。
【請求項８】
前記第１照明光及び前記第２照明光は、いずれも反射照明光であり、
前記マスクはＥＵＶマスクであることを特徴とする請求項５、６又は７に記載のマスク検査装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月27日(2011.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを有する照明光学系を用いて略同一の第１パターン、第２パターンが形成された基板上に照明光を集光して照射する際に、第１照明光を対物レンズの第１の視野領域に入射させ、前記第１照明光と略同一の照明光である第２照明光を前記対物レンズの第２の視野領域に入射させ、
前記基板と前記第１照明光及び第２照明光とを相対的に移動して、前記レンズにより前記第１照明光及び第２照明光を前記第１パターン及び前記第２パターンが形成されたマスクに集光し、
１回のスキャンで前記対物レンズの第１の視野領域における前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を前記第１の検出器で検出するとともに前記対物レンズの第２の視野領域における前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を前記第２の検出器で検出し、
前記第１の検出器において検出した前記第１パターンからの出射光と、前記第１の検出器又は前記第２の検出器において検出した前記第２パターンからの出射光と、を比較して第１欠陥判定信号を算出し、
前記第２の検出器において検出した前記第１パターンからの出射光と、前記第１の検出器又は前記第２の検出器において検出した前記第２パターンからの出射光と、を比較して第２欠陥判定信号を算出し、
前記第１欠陥判定信号と前記第２欠陥判定信号とを用いて欠陥判定を行うマスク検査方法。
【請求項２】
前記照明光は、いずれも反射照明光であり、
前記照明光学系の前記レンズは、前記対物レンズであり、
前記マスクはＥＵＶマスクであることを特徴とする請求項１に記載のマスク検査方法。
【請求項３】
略同一の第１パターン、第２パターンが形成された基板上に、レンズを用いて照明光を集光して照射する際に、第１照明光を対物レンズの第１の視野領域に入射させ、前記第１照明光と略同一の照明光である第２照明光を前記対物レンズの第２の視野領域に入射させる照明光学系と、
前記基板と前記第１照明光及び第２照明光とを相対的に移動して、前記レンズにより前記第１照明光及び第２照明光を前記第１パターン及び前記第２パターンが形成されたマスクに集光した場合に、１回のスキャンで前記対物レンズの第１の視野領域における前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を検出する前記第１の検出器と、前記対物レンズの第２の視野領域における前記第１パターン、前記第２パターンからのそれぞれの出射光を検出する前記第２の検出器と、
前記第１の検出器において検出された前記第１パターンからの出射光と、前記第１の検出器又は前記第２の検出器において検出された前記第２パターンからの出射光と、を比較して算出した第１欠陥判定信号と、前記第２の検出器において検出された前記第１パターンからの出射光と、前記第１の検出器又は前記第２の検出器において検出された前記第２パターンからの出射光と、を比較して算出した第２欠陥判定信号とを用いて欠陥判定を行う判定部と、を備えるマスク検査装置。
【請求項４】
前記第１照明光及び前記第２照明光は、いずれも反射照明光であり、
前記照明光学系の前記レンズは、前記対物レンズであり、
前記マスクはＥＵＶマスクであることを特徴とする請求項３に記載のマスク検査装置。