(57)【要約】【課題】ＥＵＶＬにおいて用いるＥＵＶマスクの信頼性を向上させる。【解決手段】多層膜と吸収体パターンとを有するＥＵＶマスク上の基準パターンを基点にして、吸収体パターンのレイアウトデータをメッシュに区分する（ステップＳ０１）。その後、ＥＵＶマスク上に欠陥が無い場合におけるＥＵＶ光に対する散乱光の補正信号強度を、メッシュごとに算出する（ステップＳ０３）。それに並列して、ＥＵＶマスクにＥＵＶ光を照射し、その散乱光の測定信号強度を計測する（ステップＳ０４）。続いて、メッシュごとに、測定信号強度から補正信号強度を差し引くことでメッシュ信号強度を算出する（ステップＳ０５）。そして、メッシュ信号強度の値から位相欠陥の有無を判定する（ステップＳ０６）。ここでは、メッシュ信号強度が所定の閾値を超える場合に、そのメッシュのＥＵＶマスク上に位相欠陥が有ると判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク基板上に形成された多層膜と、前記多層膜上に配置された吸収体パターンとを有するＥＵＶマスクの欠陥検査方法であって、
（ａ）前記ＥＵＶマスク上の基準パターンを基点にして、前記吸収体パターンのレイアウトデータを、画像検出器の画素サイズに対応するメッシュに区分する工程と、
（ｂ）前記ＥＵＶマスク上に欠陥が無い場合の、ＥＵＶ光に対する鏡面反射光を除く散乱光の強度である補正信号強度を、前記メッシュごとに算出する工程と、
（ｃ）前記ＥＵＶマスクに前記ＥＵＶ光を照射し、前記鏡面反射光を除く散乱光の強度である測定信号強度を、前記メッシュごとに前記画像検出器により計測する工程と、
（ｄ）前記メッシュごとに、前記測定信号強度から前記補正信号強度を差し引くことで、メッシュ信号強度を算出する工程と、
（ｅ）前記メッシュ信号強度の値から、前記メッシュごとに位相欠陥の有無を判定する工程とを有し、
前記（ｅ）工程では、前記メッシュ信号強度が所定の閾値を超える場合に、前記メッシュ内の前記ＥＵＶマスク上に前記位相欠陥が有ると判定することを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥検査方法。
【請求項２】
請求項１記載のＥＵＶマスクの欠陥検査方法において、
前記（ｂ）工程では、前記メッシュ内における前記吸収体パターンの密度、エッジ長および頂点数を用いて、前記補正信号強度を算出することを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項１記載のＥＵＶマスクの欠陥検査方法において、
前記ＥＵＶマスクの前記吸収体パターンはホールパターンを有し、
前記（ｂ）工程では、前記メッシュ内における前記ホールパターンの数を用いて、前記補正信号強度を算出することを特徴とするＥＵＶマスクの欠陥検査方法。
【請求項４】
（ａ）マスク基板上に多層膜と吸収体膜とを順に形成する工程と、
（ｂ）前記吸収体膜を加工して、吸収体パターンを形成する工程と、
（ｃ）前記マスク基板表面の欠陥検査を行い、前記欠陥の有無および位置を判定する工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程の判定結果に基づいて、前記欠陥部分の前記吸収体パターンを補正する工程とを有し、
前記（ｃ）工程は、
（ｃ１）前記マスク基板上の基準パターンを基点にして、前記吸収体パターンのレイアウトデータを、画像検出器の画素サイズに対応するメッシュに区分する工程と、
（ｃ２）前記マスク基板上に前記欠陥が無い場合の、ＥＵＶ光に対する鏡面反射光を除く散乱光の強度である補正信号強度を、前記メッシュごとに算出する工程と、
（ｃ３）前記マスク基板に前記ＥＵＶ光を照射し、前記鏡面反射光を除く散乱光の強度である測定信号強度を、前記メッシュごとに前記画像検出器により計測する工程と、
（ｃ４）前記メッシュごとに、前記測定信号強度から前記補正信号強度を差し引くことで、メッシュ信号強度を算出する工程と、
（ｃ５）前記メッシュ信号強度の値から、前記メッシュごとに位相欠陥の有無を判定する工程とを有し、
前記（ｃ５）工程では、前記メッシュ信号強度が所定の閾値を超える場合に、前記メッシュ内の前記マスク基板上に前記位相欠陥が有ると判定することを特徴とするＥＵＶマスクの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載のＥＵＶマスクの製造方法において、
前記（ｃ２）工程では、前記メッシュ内における前記吸収体パターンの密度、エッジ長および頂点数を用いて、前記補正信号強度を算出することを特徴とするＥＵＶマスクの製造方法。
【請求項６】
請求項４記載のＥＵＶマスクの製造方法において、
前記（ｂ）工程では、ホールパターンを有する前記吸収体パターンを形成し、
前記（ｃ２）工程では、前記メッシュ内における前記ホールパターンの数を用いて、前記補正信号強度を算出することを特徴とするＥＵＶマスクの製造方法。
【請求項７】
（ａ）半導体基板上にゲート形成膜を堆積する工程と、
（ｂ）第１リソグラフィによって前記ゲート形成膜を加工することで、ゲート電極を形成する工程と、
（ｃ）前記半導体基板を覆うようにして層間絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）第２リソグラフィによって前記層間絶縁膜を加工することで、接続孔を形成する工程と、
（ｅ）前記半導体基板を覆うようにして金属膜を堆積する工程と、
（ｆ）第３リソグラフィによって前記金属膜を加工することで、第１配線層を形成する工程とを有し、
前記（ｂ）工程、前記（ｄ）工程、および、前記（ｆ）工程の少なくとも１つ以上のいずれかの工程では、ＥＵＶマスクの製造工程によって製造された、それぞれ別の前記ＥＵＶマスクを用いた前記第１リソグラフィ、前記第２リソグラフィ、および、前記第３リソグラフィによって、それぞれ、前記ゲート形成膜、前記層間絶縁膜、および、前記金属膜を加工し、
前記ＥＵＶマスクの製造工程は、
（ｇ）マスク基板上に多層膜と吸収体膜とを順に形成する工程と、
（ｈ）前記吸収体膜を加工して、吸収体パターンを形成する工程と、
（ｉ）前記マスク基板表面の欠陥検査を行い、前記欠陥の有無および位置を判定する工程と、
（ｊ）前記（ｉ）工程の判定結果に基づいて、前記欠陥部分の前記吸収体パターンを補正する工程とを有し、
前記（ｉ）工程は、
（ｉ１）前記マスク基板上の基準パターンを基点にして、前記吸収体パターンのレイアウトデータを、画像検出器の画素サイズに対応するメッシュに区分する工程と、
（ｉ２）前記マスク基板上に欠陥が無い場合の、ＥＵＶ光に対する鏡面反射光を除く散乱光の強度である補正信号強度を、前記メッシュごとに算出する工程と、
（ｉ３）前記マスク基板に前記ＥＵＶ光を照射し、前記鏡面反射光を除く散乱光の強度である測定信号強度を、前記メッシュごとに前記画像検出器により計測する工程と、
（ｉ４）前記メッシュごとに、前記測定信号強度から前記補正信号強度を差し引くことで、メッシュ信号強度を算出する工程と、
（ｉ５）前記メッシュ信号強度の値から、前記メッシュごとに位相欠陥の有無を判定する工程とを有し、
前記（ｉ５）工程では、前記メッシュ信号強度が所定の閾値を超える場合に、前記メッシュ内の前記マスク基板上に前記位相欠陥が有ると判定することを特徴とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程の前記第１リソグラフィおよび前記（ｆ）工程の前記第３リソグラフィに用いる前記ＥＵＶマスクの製造工程のうち、
前記（ｉ２）工程では、前記メッシュ内における前記吸収体パターンの密度、エッジ長および頂点数を用いて、前記補正信号強度を算出することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程の第２リソグラフィに用いる前記ＥＵＶマスクの製造工程のうち、
前記（ｈ）工程では、ホールパターンを有する前記吸収体パターンを形成し、
前記（ｉ２）工程では、前記メッシュ内における前記ホールパターンの数を用いて、前記補正信号強度を算出することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）マスクの欠陥検査方法、ＥＵＶマスク検査装置およびＥＵＶマスクの製造方法ならびにそれを用いた半導体装置の製造方法に関し、特に、欠陥検出感度と検出信頼性が高い多層膜マスクの欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス（半導体装置）は、回路パターンが描かれた原版であるマスクに露光光を照射し、前記回路パターンを、縮小光学系を介して半導体基板（ウェハともいう）上に転写する光リソグラフィ工程を繰り返し用いることによって、大量生産されている。
【０００３】
近年、半導体デバイスの微細化が進み、光リソグラフィの露光波長をより短くして解像度を上げる方法が検討されている。これまでは波長１９３ｎｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザー光を用いたＡｒＦリソグラフィが開発されてきたが、それよりもはるかに波長の短い波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を用いるＥＵＶリソグラフィ（以下、ＥＵＶＬ（EUV Lithography）と称する）の開発が進んでいる。この波長域では透過マスクは使えないので、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）などの多層膜による反射を利用した多層膜反射基板が使用される。このようなＥＵＶＬ用のマスク（以下、ＥＵＶマスクまたは反射型マスクと称する）は、石英ガラスや低熱膨張ガラス基板の上に上記のＭｏとＳｉなどの多層膜が被着された多層膜マスクブランク上に吸収体パターンが形成されている。ここで、マスクブランクとは、基板面上に多層膜などからなる反射膜のみが形成され、吸収体などからなるパターンが形成されていない状態のマスクのことである。
【０００４】
例えば、特開２００３−１１４２００号公報（特許文献１）には、ＥＵＶ光を用いて多層膜内部の欠陥を検出する方法として、暗視野検査像を用いる技術が開示されている。
【０００５】
また、例えば、特開平６−３４９７１５号公報（特許文献２）には、ＥＵＶ光を用いて多層膜内部の欠陥を検出する方法として、Ｘ線顕微鏡法において明視野を用いる技術が開示されている。
【０００６】
また、例えば、米国特許出願公開第２００４／００５７１０７号明細書（特許文献３）には、ＥＵＶ光を用いて多層膜内部の欠陥を検出する方法として、暗視野画像による検査とフレネルゾーンプレートを用いた明視野系による欠陥同定とを行う、暗視野明視野併用技術が開示されている。
【０００７】
また、例えば、特開２００７−２１９１３０号公報（特許文献４）には、検出像信号のフォーカス位置の非対称性から凸欠陥か凹欠陥か判別する技術が開示されている。
【０００８】
また、例えば、特開平１１−３５４４０４号公報（特許文献５）には、剥離可能なパターンを多層膜マスク上に形成して実際にパターン転写を行い、パターンを検査することにより多層膜欠陥を検査する技術が開示されている。
【０００９】
また、例えば、特表２００２−５３２７３８号公報（特許文献６）には、位相欠陥が既に存在したまま吸収体パターンを形成した場合、吸収体パターンの輪郭を修正して、露光装置でパターンを転写したときの投影像を改善する技術が開示されている。
【００１０】
また、例えば、特開平４−２５１８４６号公報（特許文献７）には、暗視野検査で得た測定データと、マスクパターンの設計データとを比較して、欠陥を判別するマスクの検査および修正技術が開示されている。
【００１１】
また、例えば、特開２００３−２７０７７３号公報（特許文献８）には、パターンデータを所定のピクセルでマップフォーマットの線画データに変換した検査用画像と、欠陥検出用画像を照合して、欠陥を判定する欠陥検査技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１１４２００号公報
【特許文献２】特開平６−３４９７１５号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／００５７１０７号明細書
【特許文献４】特開２００７−２１９１３０号公報
【特許文献５】特開平１１−３５４４０４号公報
【特許文献６】特表２００２−５３２７３８号公報
【特許文献７】特開平４−２５１８４６号公報
【特許文献８】特開２００３−２７０７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ＥＵＶＬ技術に関する本発明者らの検討により、以下のことが分かった。
【００１４】
上記特許文献１に開示されているＥＵＶ光を用いた暗視野検出法では、欠陥部は輝点として感度良く検出できるものの、検出した位相欠陥の程度や位置を特定することは考慮されていない。また、上記特許文献２のような明視野を用いたＸ線顕微鏡法では、多層膜の反射率のみを調べているため、位相の変化を起こさせる欠陥をすべて検出することは困難である。また欠陥の程度や位置を特定することについては考慮されていない。また、上記特許文献３のように、露光波長検査であって、明視野検査と暗視野検査とを兼ね備える方法は、検査装置が複雑になると同時に、高速な暗視野検査であっても検出感度が高くない。また、マスクブランクの検査では、欠陥の程度や位置を特定することについては考慮されていない。また、上記特許文献４，５に記載の方法においても、マスクブランク上の欠陥の有無は判定できるが、欠陥の程度や欠陥位置の特定については考慮されていない。
【００１５】
このように、上述したいずれの検査方法でも、修正が困難な多層膜欠陥が検出された場合は、たとえ微小サイズの欠陥であっても吸収体パターンを形成する工程に進むことなく、そのマスクブランクは不良品として取り扱われ、処分されることになる。本発明者らの知見では、位相欠陥が吸収体パターンを形成した後に被覆されるような位置にあれば、そのマスクブランクは使用可能になり得る。しかしながら、位相欠陥を検査した時点でマスクブランクにおける欠陥位置座標を特定し、その後に形成される吸収体パターンとの相対位置を明確にすることは、本発明者らが事前に検討した上記の技術では困難である。
【００１６】
また、上記特許文献６に記載の方法は、吸収体パターンを形成した後に位相欠陥が残存しても、そのＥＵＶマスクを良品として取扱える方法を与える。しかし、吸収体パターンを形成した後に残存する位相欠陥がどこに存在するかを特定する、所謂欠陥検査手法は開示されていない。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、多層膜マスクブランクの上に吸収体パターンを形成したＥＵＶマスクを検査して、マスクパターンの転写に影響を与える多層膜の位相欠陥を、高感度に検出することができるような、ＥＵＶマスクの欠陥検査方法を提供することである。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、上記検査方法によって欠陥の存在が判明した場合でも、信頼性の高いＥＵＶマスクを製造できる製造方法を提供することである。
【００１９】
また、本発明の他の目的は、上記製造方法によって得られるＥＵＶマスクを用いて、高い歩留まりの半導体装置の製造方法を提供することである。
【００２０】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本願においては、複数の発明が開示されるが、そのうちの一実施例の概要を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００２２】
マスク基板上に形成された多層膜と、多層膜上に配置された吸収体パターンとを有するＥＵＶマスクの欠陥検査方法であって、この欠陥検査方法は以下の工程を有する。まず、ＥＵＶマスク上の基準パターンを基点にして、吸収体パターンのレイアウトデータを、画像検出器の画素サイズに対応するメッシュに区分する。その後、ＥＵＶマスク上に欠陥が無い場合の、ＥＵＶ光に対する鏡面反射光を除く散乱光の強度である補正信号強度を、メッシュごとに算出する。それに並列して、ＥＵＶマスクにＥＵＶ光を照射し、鏡面反射光を除く散乱光の強度である測定信号強度を、メッシュごとに画像検出器により取得する。続いて、メッシュごとに、測定信号強度から補正信号強度を差し引くことでメッシュ信号強度を算出する。そして、メッシュ信号強度の値から、メッシュごとに位相欠陥の有無を判定する。ここでは、メッシュ信号強度が所定の閾値を超える場合に、そのメッシュのＥＵＶマスク上に位相欠陥が有ると判定する。
【発明の効果】
【００２３】
本願において開示される複数の発明のうち、上記一実施例により得られる効果を代表して簡単に説明すれば以下の通りである。
【００２４】
即ち、ＥＵＶマスクの欠陥検査方法において、多層膜マスクブランクの上に吸収体パターンを形成したＥＵＶマスクを検査して、マスクパターンの転写に影響を与える多層膜の位相欠陥を、高感度に検出することができる。
【００２５】
また、ＥＵＶマスクの製造方法において、上記検査方法によって欠陥の存在が判明した場合でも、信頼性の高いＥＵＶマスクを製造できる。
【００２６】
また、半導体装置の製造方法において、上記製造方法によって得られるＥＵＶマスクを用いて、高い歩留まりの半導体装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法に用いるＥＵＶマスク検査装置の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１であるＥＵＶマスクの欠陥検査方法を説明するためのフロー図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態２であるＥＵＶマスクの欠陥検査工程中におけるＥＵＶマスクの平面図であり、（ｂ）はその工程の特性を示すグラフ図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施の形態２である他のＥＵＶマスクの欠陥検査工程中におけるＥＵＶマスクの平面図であり、（ｂ）はその工程の特性を示すグラフ図である。
【図５】本発明の実施の形態３であるＥＵＶマスクの製造方法の説明図であって、（ａ）は位相欠陥が存在する様子を示し、（ｂ）はＥＵＶマスクを修正する様子を示す。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態３であるＥＵＶマスクの製造方法の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３であるＥＵＶマスクの製造方法を説明するためのフロー図である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施の形態４である半導体装置の製造工程中における断面図であって、（ｂ）は（ａ）に続き、（ｃ）は（ｂ）に続き、（ｄ）は（ｃ）に続き、（ｅ）は（ｄ）に続き、（ｆ）は（ｅ）に続く工程中における断面図である。
【図９】本発明者らが検討したＥＵＶマスクを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図を示す。
【図１０】本発明者らが検討したＥＵＶマスク露光装置の説明図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、本発明者らが検討したＥＵＶマスクにおいて、位相欠陥を有するマスクブランクの説明図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、本発明者らが検討したＥＵＶマスクにおいて、位相欠陥を有するＥＵＶマスクの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略するようにしている。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
まず、本発明者らが事前に検討したＥＵＶＬ技術と、見出された課題について、図面を用いて詳しく説明する。
【００３０】
図９（ａ）は、本発明者らが検討したＥＵＶマスクＭをパターン面と対抗するようにして見た平面図である。ＥＵＶマスクＭの中央部には半導体集積回路装置のパターンを有するデバイスパターンエリアＭＤＥを有し、周辺部にはマスクの位置合せのためのマークやウェハアライメントマークなどを含むアライメントマークエリアＭＡ１，ＭＡ２，ＭＡ３，ＭＡ４が配置されている。
【００３１】
図９（ｂ）はＥＵＶマスクＭのデバイスパターンエリアＭＤＥにおける要部断面図である。石英ガラスや低熱膨張材などの基板ＭＳの上に上述のような多層膜ＭＬが被着され、その上にキャッピング層ＣＡＰが被着されている。その上に、バッファ層ＢＵＦを介して吸収体パターンＡＢＳが設けられている。一方、基板ＭＳの裏面側には、マスクを静電チャックするためのメタル膜ＣＦがコーティングされている。
【００３２】
図１０は、ＥＵＶ投影露光装置ＥＰによりＥＵＶマスクＭ上のパターンをウェハ上に縮小転写する手段を示す説明図である。光源８０から発する中心波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光（極端紫外線）ＬＬは多層膜反射鏡からなる照明光学系８１を介してＥＵＶマスクＭのパターン面を照明する。パターン面からの反射光を多層膜反射鏡からなる縮小投影光学系８２を通過させ、パターンをウェハ８３上に転写する。ウェハ８３はステージ８４に搭載されており、ステージ８４の移動とパターン転写の繰返しによりウェハ８３の所望の領域にパターンを多数転写する。
【００３３】
ＥＵＶＬでは、露光波長が１３．５ｎｍと極めて短いので、数ｎｍ程度のごく僅かな表面高さあるいは深さの異常が発生した場合でも、その表面異常に起因して反射光に位相差が生じ、吸収体パターン転写の際に欠陥を生じさせる要因となる。図１１（ａ）は、基板ＭＳの上に前記の多層膜ＭＬを被着させる際に、微小なパーティクルＰ０１を挟んだために凸形状の位相欠陥９１が発生した例を示す説明図である。また、図１１（ｂ）は、基板ＭＳの上に微小な窪みＰ０２が存在したまま前記の多層膜ＭＬを被着させた結果、凹形状の位相欠陥９２が発生した例を示す説明図である。これらの位相欠陥９１，９２を残したままバッファ層ＢＵＦと吸収体パターンＡＢＳとを形成すると、例えば図１２（ａ）の説明図に示すように、隣接する吸収体パターンＡＢＳの中央に凸型の位相欠陥９１が残存したり、あるいは図１２（ｂ）の説明図に示すように、隣接する吸収体パターンＡＢＳの中央に凹型の位相欠陥９２が存在したりする。また、バッファ層ＢＵＦと吸収体パターンＡＢＳとを形成する際にパターン欠陥９３が発生する場合もある。
【００３４】
このような各欠陥９１，９２，９３が存在すると、ウェハ８３上に転写するパターン投影像が乱れて転写パターンの欠陥が発生する。従来の光リソグラフィ用の透過型マスクブランクでは、表面の数ｎｍ程度の凹凸は無視しても差し支えなかった。しかしながら、ＥＵＶマスクＭでは、従来の透過マスクと比較して欠陥転写に関して質的に大きな差があり、位相差を与えるマスクブランク欠陥の発生を回避する必要がある。
【００３５】
そこで、多層膜ＭＬ上に吸収体パターンＡＢＳを被着させる前の段階、すなわち上記図１１の段階で、位相欠陥９１，９２を検出することが必要である。吸収体パターンＡＢＳを形成する前段階でのマスクブランク欠陥検査に関しては、レーザ光をマスクブランクに対し斜めから照射し、その乱反射光から異物を検出するものと、マスクパターン露光に用いる波長と同じ波長のＥＵＶ光を用いて欠陥検出する同波長（at wavelength）欠陥検査法がある。レーザ光を検査光とする方法は多層膜表面のみに感度を有するので、多層膜内部や底部にある欠陥を検出することが困難である。
【００３６】
この様な観点から、本発明者らは上記特許文献１〜８に開示されている技術の導入を検討した。上述のように、これらの技術によれば、マスクブランク上の欠陥の有無は判定できるが、欠陥の程度や位置の特定については考慮されていない。例えば、マスクブランク上の位相欠陥としては、微小サイズであったり、吸収体に完全に覆われる位置であったりと、パターン転写に影響を及ぼさないものもある。本発明者らが事前に検討した上記の技術では、このように影響の少ない位相欠陥を有する場合であっても、その程度を判別するのが困難であり、不良品として扱われ、処分されることになる。また、欠陥検出段階で修正可能な程度の位相欠陥であっても、その位置の特定が困難であれば修正することができず、やはり不良品として扱われ、処分されることになる。
【００３７】
以上を踏まえて、本実施の形態１では、反射面に多層膜を用いたマスクブランク上に吸収体パターンが形成されたＥＵＶマスクの位相欠陥や吸収体パターン欠陥を、暗視野検査光学系で得られる検査信号にパターンが形成されたことによる補正信号処理を加えて、多層膜の欠陥を高感度に検査する欠陥検査方法について述べる。
【００３８】
まず、欠陥検査方法の説明に先立って、図１の説明図を用いて、本実施の形態１のＥＵＶリソグラフィ用の多層膜マスク、即ちＥＵＶマスクＭの検査を行うための、ＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１について説明する。ＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１は、ＥＵＶ検査光（ＥＵＶ光）ＢＭを発生する光源１、ＥＵＶマスクＭを載置するためのマスクステージ２、照明光学系ＣＩＯ、結像光学系ＤＰＯ、２次元アレイセンサー（画像検出器）ＳＥ、センサー回路５、パターンデータ格納ファイル７、補正信号発生回路８、タイミング制御回路９、装置全体の動作を制御するシステム制御コンピュータ１０、マスクステージ制御回路１２、および、閾値比較欠陥判定回路１３などで構成される。
【００３９】
結像光学系ＤＰＯは凹面鏡Ｌ１と凸面鏡Ｌ２とから構成され、集光開口数ＮＡ＝０．２、中心遮光開口数ＮＡ＝０．１、倍率２６倍のシュバルツシルド光学系である。位相欠陥やパターン欠陥の検査対象となるＥＵＶマスクＭは、マスクステージ２上に載置される。
【００４０】
光源１から発する中心波長１３．５ｎｍのＥＵＶ検査光ＢＭは、照明光学系ＣＩＯを通して集束ビームに変換された後、多層膜ミラーＰＭで折り曲げられてＥＵＶマスクＭの所定の領域を照射する。ＥＵＶマスクＭからの反射光のうちパターン部や欠陥部で散乱した光は、結像光学系ＤＰＯを介して集束ビームＳＬＩを形成し、２次元アレイセンサーＳＥ上に集光する。即ち、２次元アレイセンサーＳＥには、ＥＵＶマスクＭの暗視野検査像が形成され、その結果、ＥＵＶマスクＭ上に残存する位相欠陥は検査画像の中で輝点として検出される。また吸収体パターンのエッジで散乱する光も捉えられ、前記の位相欠陥の輝点に比べて小さい信号しか得られないものの、吸収体パターンに欠陥が存在すると検出信号の強度が変化する。
【００４１】
ＥＵＶマスクＭの位置は、マスクステージ２に固定された測長用ミラー３の位置をレーザ測長器４で読み込むことにより、マスクステージ２の位置情報として得られる。この情報は位置回路１１に送られ、システム制御コンピュータ１０で認識できる。
【００４２】
また、本ＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１には、ＥＵＶマスクＭ上に形成されているパターンあるいはＥＵＶマスクＭの輪郭位置などを光学的に観察してパターン位置を把握できる光学顕微鏡ＡＬＯが備えられている。また、マスクパターンに関する種々のデータを格納するパターンデータ格納ファイル７が備えられている。
【００４３】
次に、上記図１のＥＵＶマスク検査装置を参照しながら、図２のフロー図を用いて本実施の形態１のＥＵＶマスクの欠陥検査方法を説明する。まず、ＥＵＶマスクＭ上の基準マーク（図示しない）を基点にマスクパターンのレイアウトデータを、センサー回路５で制御される２次元アレイセンサーＳＥの検査ピクセル（画素）に対応した大きさのメッシュに区分する（ステップＳ０１）。続いて、メッシュごとにメッシュ内の吸収体パターンの面密度、エッジ長および頂点数を算出する（ステップＳ０２）。その後、メッシュごとの吸収体パターン面密度、エッジ長および頂点数を用いて補正信号強度を算出する（ステップＳ０３）。補正信号強度とは、ＥＵＶマスクＭの吸収体パターン形状から推測される、ＥＵＶ光に対する鏡面反射光を除く散乱光の強度である。還元すれば、該当のメッシュにおいて、位相欠陥が存在しない場合の散乱光強度であり、実際の検査を施して得られる散乱光強度のバックグラウンド信号である。ここで、メッシュごとに算出した補正信号強度を、実際のメッシュ配置に倣って並べることで、信号強度補正マップを作成しても良い。補正信号強度の算出方法に関して、以下で詳しく説明する。
【００４４】
吸収体パターン面では検出信号の強度は多層膜面比で約３％程度と低いため、吸収体パターン面密度が大きいと補正信号の強度は面積に比例して小さくなる。また、吸収体パターンのエッジでは検査光が散乱し、検出信号の強度はそのエッジ長に比例して大きくなる。また、吸収体パターンのエッジ頂点ではエッジ部そのものよりも検査光が強く散乱し、検出信号の強度はエッジ部よりも更に大きくなる。なお、エッジ部での検査光の散乱に関してより詳しく述べると、吸収体エッジ自体からのＥＵＶ光散乱の寄与は小さく、多層膜面露出の有無によるＥＵＶ光回折の寄与が主体である。
【００４５】
上記の観点から、本実施の形態１のＥＵＶマスクの欠陥検査方法では、各メッシュ内に存在する吸収体パターンの形状などを用いて、欠陥が存在しない場合の各メッシュからの検出信号強度（補正信号強度、バックグラウンド強度）を予め計算しておく。吸収体パターンの形状は設計データを元に容易に把握できる。具体的には、各メッシュ内の吸収体パターン面密度をρ、吸収体パターン単位面積当たりの補正信号強度をＩ１、多層膜単位面積当たりの補正信号強度をＩ２、吸収体パターンのエッジ長をＬ、単位エッジ長当たりの補正信号強度をＩ３、吸収体パターン頂点数をＮ、頂点１個当たりの補正信号強度をＩ４とすると、メッシュ内における補正信号強度は、ρ×Ｉ１＋（１−ρ）×Ｉ２＋Ｌ×Ｉ３＋Ｎ×Ｉ４として表すことができる。
【００４６】
２次元アレイセンサーＳＥの１ピクセルの寸法は１３μｍであり、倍率２６倍の結像光学系ＤＰＯを用いているため、マスク上換算ではピクセルサイズは５００ｎｍに相当する。ＥＵＶマスクＭの転写対象の寸法は、ウェハ上で２０〜４０ｎｍ（ＥＵＶマスクＭ上８０〜１６０ｎｍ）が主であり、ピクセルに比べパターンの寸法が大幅に小さい。前述のように、パターンエッジからの散乱光は回折光が主体であって、パターンの細さやピッチによってその拡がりは変わるが、ピクセルが十分大きいため、取り込まれセンサーで観測される信号強度はその影響をあまり受けない。パターンの線幅やピッチに対して大きなピクセルサイズで欠陥検査が可能な暗視野光学系検査の特長を活かしている。なお、ピクセル境界近傍にあるパターンにおいて、全量ではないもののそのパターンがあるピクセルで信号が取り込まれる。これは、２次元アレイセンサーＳＥのデバイスとしてＣＣＤ（Charge Coupled Device）あるいはＣＭＯＳセンサーが使われており、それらのデバイスでは入射してきたＥＵＶ光がそのデバイス内で２次電子を放出する際にブラーが生じるためである。
【００４７】
本実施の形態１のＥＵＶマスクの欠陥検査方法では、上述の工程と併せて、吸収体パターンで形成された基準マークを基点に上記装置を用いてＥＵＶマスクを検査し、計測生信号である測定信号（検査信号、Actinic信号ともいう）を得る（ステップＳ０４）。即ち、上記図１のＥＵＶマスク検査装置によって、ＥＵＶマスクＭ上で基準マークによって位置決めされた各メッシュ領域に対してＥＵＶ検査光を照射し、２次元アレイセンサーＳＥによって反射光強度を計測し、これを測定信号とする。
【００４８】
次に、上記のステップＳ０４で得た測定信号強度を、ステップＳ０３で得た補正マップの信号レベル（補正信号強度）で補正し、メッシュごとのメッシュ信号強度を算出する（ステップＳ０５）。より具体的には、基準マークを基点として対応するメッシュごとに、ステップＳ０４で計測した測定信号強度から、ステップＳ０３で算出した補正信号強度を差し引くことで、メッシュごとに補正された信号強度（メッシュ信号強度）を得る。そして、このメッシュ信号強度と予め設定された閾値とを比較して、位相欠陥の有無を判定する（ステップＳ０６）。
【００４９】
以上の信号補正工程に関して、図３を用いてより詳しく説明する。図３（ａ）は、本実施の形態１の欠陥検査方法で検査対象となるＥＵＶマスクＭの表面を示した平面図である。ＥＵＶマスクＭの表面には吸収体からなる吸収体パターンＡＢＳが配置されている。吸収体パターンＡＢＳ以外の領域は、反射膜である多層膜ＭＬが露出している。また、ＥＵＶマスクＭの表面には、位相欠陥ＰＤが生じているとする。そして、本実施の形態１のＥＵＶマスクの欠陥検査方法では、上述の通り、ＥＵＶマスクＭの表面を、基準マークをもとにメッシュ２１で区分し、メッシュ２１ごとにＥＵＶ検査光を照射して、反射光の信号強度を取る。ここでは、ＥＵＶマスクＭ表面から反射してくるＥＵＶ反射光のうち、鏡面反射光を除いた散乱光の強度を２次元アレイセンサーＳＥによって測定する。
【００５０】
図３（ｂ）は、実際のＥＵＶマスクＭ表面から得られる反射光の信号強度を、メッシュ２１ごとに区切って示したグラフ図である。ここでは、一例として、図３（ａ）のメッシュ２１の中段から得られる信号の強度を示す。図３（ａ）のメッシュ２１の中段の各要素メッシュを、左から順に、第１要素メッシュＭ１、第２要素メッシュＭ２、第３要素メッシュＭ３、第４要素メッシュＭ４、第５要素メッシュＭ５、および、第６要素メッシュＭ６と表記する。
【００５１】
図３（ｂ）中では、検査によって得られる生の測定信号強度を、特性Ｄ０１として示している。通常、位相欠陥ＰＤがあるとＥＵＶ検査光は散乱され、暗視野検査であるので輝点となって強い信号が観測される。しかし、特性Ｄ０１のような生の信号強度として観測されるものの中には、多層膜ＭＬ面のラフネスや、吸収体パターンＡＢＳのエッジや頂点部での散乱光も加わっている。従って、上述の通り、これらのバックグラウンド信号によって位相欠陥ＰＤからの信号が埋没し、位相欠陥ＰＤの検出が困難になる。例えば、図３（ａ）では、第５要素メッシュＭ５に位相欠陥ＰＤが含まれており、そこでの散乱光によって、信号強度が大きくなっている。しかしながら、第２要素メッシュＭ２においては、位相欠陥ＰＤは存在しないにも関わらず、第５要素メッシュＭ５と同程度の大きい信号強度が得られている。これは、第２要素メッシュＭ２には、個片状の吸収体パターンＡＢＳが多数含まれており、このような吸収体パターンＡＢＳは頂点数が多くなっていることから、ＥＵＶ光の散乱がより多くなり、信号強度が増加するからである。この状態では、生の測定信号強度である特性Ｄ０１から、位相欠陥ＰＤの情報のみを取得するのは困難である。
【００５２】
そこで、本実施の形態１のＥＵＶマスクの欠陥検査方法では、上述のように、予め、パターンレイアウトに準拠したバックグラウンド信号の強度を計算しておき、これを補正信号強度として生の測定信号強度から差し引く。図３（ｂ）中では、パターンレイアウトによって計算した補正信号強度を特性Ｄ０２として示している。そして、生の測定信号強度（特性Ｄ０１）から補正信号強度（特性Ｄ０２）を差し引いた強度であるメッシュ信号強度を、特性Ｄ０３として示している。このようにして、補正マップ上で対応しているメッシュそれぞれにおいて、測定信号強度から補正信号強度を減ずることで、メッシュ信号強度を得ることができる。
【００５３】
そして、位相欠陥が無い状態では超え得ない信号強度、即ち、吸収体パターンＡＢＳのエッジや多層膜ＭＬ表面のラフネスによる散乱光だけでは超え得ない信号強度を、閾値ＴＨとして予め設定しておく。そして、補正後のメッシュ信号強度の特性Ｄ０３と閾値ＴＨとを比較することで、位相欠陥ＰＤが存在するメッシュを特定できる。図３の例では、第５要素メッシュＭ５からの反射光の補正強度が閾値ＴＨを超えており、この第５要素メッシュＭ５に位相欠陥ＰＤが存在していると判定できる。
【００５４】
以上のように、本実施の形態１のＥＵＶマスクの欠陥検査方法によれば、吸収体パターンＡＢＳのレイアウトに準拠したバックグラウンドを計算し、実際の観測結果から差し引くことで、位相欠陥に関する情報のみを浮き出させ、高感度に位相欠陥を抽出できる。そして、本実施の形態１のＥＵＶマスクの欠陥検査方法では、吸収体パターンＡＢＳのレイアウト情報を、メッシュごとの面密度、エッジ長、および、頂点数という幾何学的に簡素な数字を用いて計算しているため、データの取り扱いや処理が容易となり、検査の高効率化、低コスト化、または、高速化を実現することができる。
【００５５】
（実施の形態２）
本実施の形態２では、ＥＵＶマスクがホールパターン状の吸収体パターンを有する場合に関して、そのＥＵＶマスクの欠陥検査方法を説明する。ここで使用する装置や工程は上記実施の形態１と同様である。違いは、上記実施の形態１の欠陥検査方法では補正信号強度をパターン面密度、エッジ長および頂点数から計算して求めていたのに対し、本実施の形態２の欠陥検査方法ではホールの数から計算して求めることである。その方法に関して、以下で詳しく説明する。
【００５６】
図４（ａ）は、本実施の形態２の欠陥検査方法で検査対象となるＥＵＶマスクＭの表面を示した平面図である。ＥＵＶマスクＭの表面には吸収体からなる吸収体パターンＡＢＳが配置されている。特に、本実施の形態２で検査対象としているのはホールパターンを有するＥＵＶマスクＭであり、ＥＵＶマスクＭの表面は吸収体に覆われ、一部にホールパターンＨＰが形成されたような吸収体パターンＡＢＳのパターン形状となっている。図４（ａ）の中には、上記図３（ａ）と同様のメッシュ３１も記入している。
【００５７】
ホールパターンＨＰは、吸収体に対して孔部を形成したような吸収体パターンＡＢＳである。後部の底には、多層膜ＭＬが露出している。従って、定性的には、メッシュ３１内にホールパターンＨＰが多く存在するほど多層膜ＭＬの露出が増え、反射光の信号強度は増加する。
【００５８】
図４（ｂ）は、図４（ａ）のようなホールパターンＨＰを有するＥＵＶマスクＭから得られる反射光の信号強度として、補正に用いる補正信号の特性Ｄ０４を示したグラフ図である。ホールパターンＨＰを多く含む左側のメッシュ３１と比較して、ホールパターンＨＰが少ない右側のメッシュ３１では、補正信号の強度が小さい。
【００５９】
ここで、ホールパターンＨＰは、光近接効果補正（Optical Proximity Correction：ＯＰＣ）等によって形成される大きさに多少の差異はあるものの、本願で対象にしているのはＥＵＶ露光であるため、その差は比較的小さい。また、ホールパターンＨＰ当たりの頂点数は４個に固定され、エッジ長も大きくは変わらない。ホールパターンＨＰの形状が同じであれば、反射光の信号強度はホールパターンＨＰの数に比例する。言い換えれば、１つのホールパターンＨＰから生じる補正信号をＩとし、ホールパターンＨＰの個数をＫとすれば、メッシュ３１内における補正信号強度は、Ｉ×Ｋとして表すことができる。このように、上記実施の形態１の欠陥検査方法では、メッシュごとの補正信号を、そのメッシュに含まれる吸収体パターンの面密度、エッジ長およびその頂点数から計算していたが、本実施の形態２の欠陥検査方法では、更に、ホールパターンの個数にまで落とし込んで簡略化することができる。
【００６０】
以上のように、本実施の形態２のＥＵＶマスクの欠陥検査方法によれば、位相欠陥検査の障害となるパターンからの信号を、ホールパターンの個数という簡便な情報を基に取り除くことができ、ホールパターンの位相欠陥検査を高感度、かつ簡便に行うことができる。
【００６１】
（実施の形態３）
本実施の形態３では、上記実施の形態１または２にて説明したＥＵＶマスクの欠陥検査方法と同様の工程を含み、検出した位相欠陥が吸収体パターンＡＢＳの転写に影響を与えると判断した場合に、位相欠陥の近傍の吸収体パターンの形状を修正することにより、見かけ上位相欠陥の影響を低減あるいは消滅させることが可能なＥＵＶマスクの製造方法を説明する。
【００６２】
図５（ａ）は、ＥＵＶマスクＭ上で検出された位相欠陥４１が、隣接する吸収体パターンＡＢＳの中間に存在する例を示す説明図である。この位相欠陥４１は、上記実施の形態１の欠陥検査方法によって検出され、その位置が基準マークに対する座標として記憶されている。従って、例えば上記図１に示すパターンデータ格納ファイル７に格納されているパターン図形情報を参照することにより、位相欠陥４１に近接する吸収体パターンＡＢＳの位置や形状を把握することができる。ここでは、例えばゲート電極や金属配線などのパターニングに用いるような吸収体パターンＡＢＳを備えたＥＵＶマスクＭの欠陥検査には、上記実施の形態１の欠陥検査方法を適用すれば良い。また、例えばコンタクトホールなどのパターニングに用いるような吸収体パターンＡＢＳを備えたＥＵＶマスクＭの欠陥検査には、上記実施の形態２の欠陥検査方法を適用すれば良い。
【００６３】
図５（ａ）のようなＥＵＶマスクＭをそのまま用いて、マスクパターンをウェハ上に転写すると２本の吸収体パターンＡＢＳの像が中央部で接近して線幅精度が劣化する。これは位相欠陥部分の反射率が低下してウェハ面における投影像光強度が本来の値より低くなる為である。
【００６４】
そこで、この投影像光強度の低下を防止する為に、位相欠陥４１の周辺の吸収体パターンＡＢＳの一部を除去加工するなどの、所謂吸収体パターン修正工程を導入した。即ち、図５（ｂ）に示すように、吸収体パターンＡＢＳのうち、要部４２および要部４３で表される吸収体パターンＡＢＳの一部分を除去する。この除去は、吸収体パターンＡＢＳの中の除去加工すべき座標を取り込み、集束イオンビーム（Focused Ion Beam：ＦＩＢ）を用いる一般的なパターン修正方法を採用する。その結果、位相欠陥部で発生した投影像光強度の低下を抑制あるいは回避し、寸法誤差が充分小さいパターン投影像を与えるＥＵＶマスクＭを製造することができる。このような、ＥＵＶマスクＭにおける吸収体パターンＡＢＳの修正は、前記のような位相欠陥の転写影響低減のほか、吸収体パターンＡＢＳの輪郭そのものに欠陥が存在する場合にも適用できる。
【００６５】
本発明者らが事前に検討したＥＵＶマスクの製造方法では、吸収体パターンを形成する前のマスクブランクの段階で位相欠陥検査が行なわれる。従って、位相欠陥の存在が検知されると、そのマスクブランクは不良品として扱われる。仮に、その後の吸収体パターンの形成によって、吸収体に被覆される位置に位相欠陥があったとしても、吸収体パターンを描画する際に、事前に検出された位相欠陥の位置情報を描画位置に反映させることは困難であった。これに対し、本実施の形態３のＥＵＶマスクＭの製造方法では、マスクブランク上に存在する位相欠陥が極端に大きいものでなければ吸収体パターンＡＢＳ形成工程に送り、その後に吸収体パターンＡＢＳと残存する位相欠陥との相対位置を求め、かつ、吸収体パターンＡＢＳの形状補正によって位相欠陥の転写への影響を回避することができる。
【００６６】
また、本実施の形態３のＥＵＶマスクの製造方法では、吸収体パターンＡＢＳを形成した後に上述のような位相欠陥検査を行うことにより、位相欠陥の修正を施す必要の無い場合を選定することができる。より具体的に、以下で説明する。
【００６７】
図６（ａ）は、多数のホールパターンＨＰを有する吸収体パターンＡＢＳを含むＥＵＶマスクＭにおいて、吸収体の下に位相欠陥５１が残存している場合の説明図を示している。このような位相欠陥５１は、上記実施の形態１，２の検査では検出できない。しかしながら、このように吸収体パターンＡＢＳに埋もれる位相欠陥５１は転写パターンに影響を与えないから、検出する必要も無ければ、修正する必要も無い。即ち、上記実施の形態１，２の欠陥検査方法においてこのような位相欠陥５１が検出されないことはむしろ好適である。そして、本実施の形態３のＥＵＶマスクの製造方法においても、吸収体パターンＡＢＳに覆われた位相欠陥５１に対しては、上記図５で説明したような修正工程を経ずに、ＥＵＶマスクの製造工程を遂行できる。
【００６８】
また、図６（ｂ）は、吸収体パターンＡＢＳから離れた位置に位相欠陥５２が存在する場合である。上記実施の形態１，２の欠陥検査方法によれば、この位相欠陥５２は当然に検出される。一方で、上記実施の形態１，２の欠陥検査方法によれば、欠陥の位置も特定できるので、この位相欠陥５２が吸収体パターンＡＢＳから充分離れている位置に存在することも判断することができる。従って、この位相欠陥５２のように、単独で転写されないものであれば、それが存在しても修正の必要は無いと判断することができる。
【００６９】
以上に示した検査手段を用いて、本実施の形態３のＥＵＶマスクの製造方法のフローをまとめると、図７に示す通りとなる。まずクリーニングされたマスク基板を準備し（ステップＳ１１）、次いでＥＵＶ光を反射させるＭｏ，Ｓｉ多層膜およびキャッピング層を形成し、多層膜マスクブランクを作製する（ステップＳ１２）。必要に応じてマスクブランクの従来の検査を行ない、明らかな欠陥が無いことを確認しておく。
【００７０】
続いて、ステップＳ１３で、バッファ層や吸収体材料（吸収体膜）の被着を行う。その後、通用のフォトリソグラフィ法やエッチング法によって吸収体膜などをパターニング（加工）して、吸収体パターンを形成する。その後、従来の光リソグラフィ用マスクに施されるパターン欠陥検査を行なっても良い。その場合、深紫外線（Deep Ultra Violet：ＤＵＶ光ともいう）などを検査光とする従来の吸収体パターンの欠陥検査を行なって、吸収体パターンに輪郭異常やピンホールあるいは吸収体残りなどの吸収体パターンの欠陥を見出した場合は、欠陥情報を記憶する。ここまでの工程は、本発明者らが事前に検討したＥＵＶＬ用マスクの従来の製造方法と同様である。
【００７１】
次に、上記実施の形態１，２で説明した方法でＥＵＶマスクの検査を行なう。即ち、ステップＳ１４において、上記図１で説明したＥＵＶマスク検査装置ＥＣ１にＥＵＶマスクＭを載置して吸収体パターンで構成された基準マークの位置を検出し、続いてステップＳ１５においてＥＵＶマスクＭのパターン形成領域全面を暗視野検査法で検査する。欠陥が検出された場合は、その位置を吸収体パターンＡＢＳで構成された基準マークに対する相対位置として記録する。ＥＵＶマスクＭ全面の検査を終了した後、位相欠陥が検出されてその位置が記録されたか否か、すなわち欠陥の有無を判定する（ステップＳ１６）。ここでは、欠陥の有無の判定に際して前記の位相欠陥のみならず、吸収体パターンＡＢＳそのものの欠陥の有無の判定も含める。
【００７２】
欠陥が検出されなかった場合、良品マスクとする。位相欠陥が検出された場合、それが近傍の吸収体パターンＡＢＳからなるデバイスパターンの転写像に影響するかを判定する（ステップＳ１７）。この欠陥が、例えば上記図６（ｂ）で説明したように、転写パターンに影響を及ぼすような欠陥でないならば、良品マスクとする。そして、位相欠陥が検出され、かつ、近傍の吸収体パターンＡＢＳからなるデバイスパターンの転写像に影響すると判定された場合は、ステップＳ１８において、それが吸収体パターンＡＢＳの輪郭補正で位相欠陥の影響を回避できるか否かを判断する。吸収体パターンＡＢＳの輪郭補正により位相欠陥の影響を修正できると判断した場合は、上記図５（ｂ）に示したような吸収体パターンＡＢＳの修正を行なって（ステップＳ１９）、最終的に良品マスクとすることができる。吸収体パターンＡＢＳの輪郭補正では位相欠陥の影響が回避できないと判断した場合に、初めて、検査対象のＥＵＶマスクＭは不良品として扱われる。また、吸収体パターンＡＢＳそのものの欠陥が検出された場合も、ステップＳ１９において合わせて修正する。
【００７３】
ここで、残存して検出された位相欠陥のパターン転写に与える影響を、吸収体パターンＡＢＳの輪郭修正で回避できるかどうかの判断は、光学投影像光強度シミュレーションの結果をみて行う。ここでは、本実施の形態３のＥＵＶマスクの製造方法では、上記実施の形態１，２のような欠陥検査方法を採用することで、欠陥と吸収体パターンとの相対位置関係を特定できることから、上記のような判断が可能になる。
【００７４】
なお、本実施の形態３では、吸収体パターンＡＢＳ形成後に従来の光リソグラフィ用マスクに施される方式と同様の吸収体パターン欠陥検査を行なっても良いとし、その後に位相欠陥検査を行う例を示したが、吸収体パターンＡＢＳ形成後は、ＥＵＶ光を用いる暗視野欠陥検査を従来技術である吸収体パターンＡＢＳの欠陥検査工程の前に行なっても良い。
【００７５】
以上のように、本実施の形態３のＥＵＶマスクの製造方法によれば、吸収体パターンＡＢＳを形成したＥＵＶマスクＭの多層膜に残存する位相欠陥に起因するパターン投影像の欠陥発生を、吸収体パターンＡＢＳの修正によって回避することができる。また、検出された位相欠陥において、修正を施す必要があるか否かを判断することができる。その結果、完成したＥＵＶマスクＭに位相欠陥が残存しても、これを良品として使用できる頻度が増大してマスクの歩留まりを向上させることができる。結果として、信頼性の高いＥＵＶマスクを製造することができる。更に、上記実施の形態１，２のＥＵＶマスクの欠陥検査方法では、補正信号強度の計算を簡略化しているため、検査工程自体が高効率化、低コスト化、または、高速化されている。本実施の形態３のＥＵＶマスクの製造方法では、このようなＥＵＶマスクの欠陥検査方法を適用することで、製造するＥＵＶマスクのコスト低減に寄与することができる。
【００７６】
（実施の形態４）
本実施の形態４では、上記実施の形態３の製造方法で製造されたＥＵＶマスクＭを用いた、半導体装置の製造方法について説明する。上記実施の形態３のＥＵＶマスクの製造方法によって製造されたマスクは、上述の反射型露光装置（上記図１０を参照）に載置されて、パターン転写を行なう。半導体装置の製造工程において、微細なパターンの転写が必要な工程にＥＵＶＬを採用する。
【００７７】
図８（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態４の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。ここでは、ツイン・ウエル方式のＣＭＩＳ（Complimentary MIS）回路を有する半導体集積回路を製造する場合を例示するが、他の種々の方式の回路にも本製造方法は適用可能である。
【００７８】
半導体ウェハ６１を構成するシリコン基板（半導体基板）６１ｓは、例えば、平面略円板状のｎ型Ｓｉ（シリコン）単結晶からなる。シリコン基板６１ｓの上部には、例えばｎウェル６２ｎおよびｐウェル６２ｐが形成されている。ｎウェル６２ｎには、例えば、ｎ型不純物のＰ（リン）またはＡｓ（ヒ素）が導入されている。また、ｐウェル６２ｐには、例えば、ｐ型不純物のＢ（ホウ素）が導入されている。ｎウェル６２ｎおよびｐウェル６２ｐは以下のようにして形成する。
【００７９】
まず、シリコン基板６１ｓ上にマスク合わせ用のウエハライメントマークを形成する（図示しない）。このウエハライメントマークは選択酸化工程を付加してウェル形成時に形成することもできる。続いて、図８（ａ）に示すように、シリコン基板６１ｓ上に酸化膜６３を形成し、そして、酸化膜６３の上に、インプラ（イオン・インプランテーションの略称、イオン注入ともいう）マスク用のレジストパターン６４を通常の光リソグラフィを用いて形成する。その後、Ｐ（リン）またはＡｓをイオン注入して、ｎウェル６２ｎを形成する。その後、アッシング処理を行ってレジストパターン６４を除去し、酸化膜６３を除去する。
【００８０】
次に、図８（ｂ）に示すように、シリコン基板６１ｓの上に酸化膜６５を形成する。そして、酸化膜６５の上に、インプラマスク用のレジストパターン６６を通常の光リソグラフィを用いて形成する。その後、Ｂ（ホウ素）をイオン注入して、ｐウェル６２ｐを形成する。その後、アッシング処理を行ってレジストパターン６６を除去し、酸化膜６５を除去する。
【００８１】
次に、図８（ｃ）に示すように、シリコン基板６１ｓの上側主面に、例えば、酸化シリコン膜からなる分離部６７を溝型アイソレーションの形状で形成する。このアイソレーション形状は、例えば、最小寸法がウェハ上で約３６ｎｍと小さく、寸法精度が約３．５ｎｍと厳しい値が要求される。このような微細寸法での加工時のリソグラフィ法として、ＥＵＶリソグラフィ技術を適用するのが好ましい。
【００８２】
この分離部６７によって囲まれた活性領域には、ｎＭＩＳトランジスタＱｎおよびｐＭＩＳトランジスタＱｐが形成される。各トランジスタのゲート絶縁膜６８は、例えば、酸化シリコン膜からなり、熱酸化法などで形成される。また、各トランジスタのゲート電極６９は、例えば、最小寸法がウェハ上で約３２ｎｍと小さく、寸法精度が約３ｎｍと厳しい値が要求される。そのため、例えば、化学気相成長（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法等を用いて低抵抗ポリシリコンからなるゲート形成膜を堆積した後、ＥＵＶリソグラフィ（第１リソグラフィ）を用いてパターニングしたフォトレジストを形成し、エッチング処理によりゲート電極６９を形成する。この工程のリソグラフィは、一般にゲート層用リソグラフィと称され、極めて微細でかつ寸法精度の高いパターン転写が求められる。
【００８３】
ｎＭＩＳトランジスタＱｎの半導体領域７０は、ゲート電極６９をマスクとしてシリコン基板６１ｓに、例えば、ＰまたはＡｓをイオン注入法等によって導入することにより、ゲート電極６９に対して自己整合的に形成される。また、ｐＭＩＳトランジスタＱｐの半導体領域７１は、ゲート電極６９をマスクとして基板６１ｓに、例えば、Ｂ（ホウ素）をイオン注入法等によって導入することにより、ゲート電極６９に対して自己整合的に形成される。
【００８４】
ここで、ゲート電極６９は、低抵抗ポリシリコンの単体膜で形成されることに限定されるものではなく種々変更可能である。例えば、ゲート電極６９は、低抵抗ポリシリコン膜上にタングステンシリサイドやコバルトシリサイド等のようなシリサイド層を設けた、いわゆるポリサイド構造としてもよい。あるいは、ゲート電極６９は、低抵抗ポリシリコン膜上に、窒化チタンや窒化タングステン等のようなバリア導体膜を介在し、さらにタングステン等のような金属膜を設けた、いわゆるポリメタル構造としてもよい。
【００８５】
次に、図８（ｄ）に示すように、シリコン基板６１ｓ上に、例えば、ＣＶＤ法等を用いて酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜７２を堆積する。その後、層間絶縁膜７２の上面に配線用のポリシリコン膜をＣＶＤ法等によって堆積する。続いて、このポリシリコン膜に対してフォトリソグラフィ法やエッチング法などによりパターニングを施した後、パターニングされたポリシリコン膜の所定領域に不純物を導入することにより、ポリシリコン膜からなる配線７３Ｌおよび抵抗７３Ｒを形成する。
【００８６】
次に、図８（ｅ）に示すように、シリコン基板６１ｓ上に、例えば、ＣＶＤ法等を用いて酸化シリコン膜７４を堆積する。そして、層間絶縁膜７２および酸化シリコン膜７４に対してＥＵＶリソグラフィ（第２リソグラフィ）を用いてフォトレジスト膜を形成し（図示しない）、エッチング処理により、半導体領域７０，７１および配線７３Ｌの一部が露出するような接続孔（コンタクトホールともいう）７５を形成する。微細な孔は光回折の影響により解像しにくいので、この接続孔用リソグラフィには高い解像度を持ったＥＵＶリソグラフィ技術を適用するのが好ましい。
【００８７】
次に、図８（ｆ）に示すように、シリコン基板６１ｓ上に、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等を用いてチタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）またはタングステン（Ｗ）などからなる金属膜を順次堆積する。その後、金属膜上に、ＥＵＶリソグラフィ（第３リソグラフィ）を用いてパターニングしたフォトレジスト膜を形成し（図示しない）、エッチング処理により第１配線層７６を形成する。第１配線層７６は、微細な密集パターンと孤立パターンとが含まれ、また近隣の配線を避けて配線を引き回したり、配線間を接続したりするため複雑なレイアウト形状となる。このため第１配線層７６のフォトリソグラフィにおいても、高い解像度と寸法精度が要求される。
【００８８】
これ以降も、第１配線層７６と同様にして第２配線層（図示しない）等を形成することにより、最終製品を製造することができる。上述した一連の半導体装置の製造工程の中で、上記図８（ｃ）のゲート層用リソグラフィ、上記図８（ｅ）の接続孔用リソグラフィ、または、上記図８（ｆ）の第１配線層用リソグラフィには十分高い解像性能が要求される。
【００８９】
そして、上記図８（ｃ）のゲート層用リソグラフィと、上記図８（ｆ）の第１配線層用リソグラフィのフォトレジストマスクのパターニングには、上記実施の形態１，３を用いて説明したＥＵＶマスクの欠陥検査方法およびＥＵＶマスクの製造方法を用いて、無欠陥の状態を確認したＥＵＶマスクを用いることが好ましい。また、微細な欠陥が検出された場合であっても、ＥＵＶマスク製造時に、欠陥近傍には吸収体パターンが存在せず、かつ欠陥単独では実質的にウェハ上に転写されない場合は、無欠陥と同様の取り扱いができる可能性もある。このように、本実施の形態４の半導体装置の製造方法とすることで、微細なパターンを高い歩留まりで加工することができる。結果として、より信頼性の高い半導体装置を製造することが可能となる。
【００９０】
また上記図８（ｅ）の接続孔用リソグラフィには、上記実施の形態２，３を用いて説明したＥＵＶマスクの欠陥検査方法およびＥＵＶマスクの製造方法を用いて、接続孔部形成予定領域付近に欠陥がないことを確認したＥＵＶマスクを用いることが、より好ましい。上述のように、接続孔の面積は小さく、またパターン密度も５％程度であるため、接続孔付近に欠陥が発生する比率は少なく、この方法により使用できるマスクの歩留まりは高くなる。従って、本実施形態により作製した半導体集積回路の歩留まりは、従来のマスク欠陥検査を行って作製したものより高くなる。
【００９１】
以上のように、本実施の形態４の半導体装置の製造方法を採用することで、上記実施の形態１または２で説明したＥＵＶマスクの検査装置および検査方法を用いてマスクブランクを検査し、上記実施の形態３を用いて説明した製造方法で製造したＥＵＶマスクを用いることができ、信頼性の高いＥＵＶマスクを用いたパターン転写を行なうことができる。このため、本実施の形態４の半導体装置の製造方法によって製造した半導体装置の性能、信頼性および歩留まりを向上させることが可能となる。そして、半導体装置のコスト低減にも寄与できる。
【００９２】
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、波長が１３．５ｎｍ付近の極端紫外線（ＥＵＶ光）を用いた半導体装置の製造業に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１  光源
２  マスクステージ
３  測長用ミラー
４  レーザ測長器
５  センサー回路
７  パターンデータ格納ファイル
８  補正信号発生回路
９  タイミング制御回路
１０  システム制御コンピュータ
１１  位置回路
１２  マスクステージ制御回路
１３  閾値比較欠陥判定回路
２１  メッシュ
３１  メッシュ
４１  位相欠陥
４２，４３  要部
５１，５２  位相欠陥
６１  半導体ウェハ
６１ｓ  シリコン基板（半導体基板）
６２ｎ  ｎウェル
６２ｐ  ｐウェル
６３，６５  酸化膜
６４，６６  レジストパターン
６７  分離部
６８  ゲート絶縁膜
６９  ゲート電極
７０，７１  半導体領域
７２  層間絶縁膜
７３Ｌ  配線
７３Ｒ  抵抗
７４  酸化シリコン膜
７５  接続孔
７６  第１配線層
８０  光源
８１  照明光学系
８２  縮小投影光学系
８３  ウェハ
８４  ステージ
９１，９２  位相欠陥
９３  パターン欠陥
ＡＢＳ  吸収体パターン
ＡＬＯ  光学顕微鏡
ＢＭ  ＥＵＶ検査光
ＢＵＦ  バッファ層
ＣＡＰ  キャッピング層
ＣＦ  メタル膜
ＣＩＯ  照明光学系
Ｄ０１〜Ｄ０４  特性
ＤＰＯ  結像光学系
ＥＰ  ＥＵＶ投影露光装置
ＥＣ１  ＥＵＶマスク検査装置
ＨＰ  ホールパターン
Ｌ１  凹面鏡
Ｌ２  凸面鏡
ＬＬ  ＥＵＶ光（極端紫外線）
Ｍ  ＥＵＶマスク
Ｍ１  第１要素メッシュ
Ｍ２  第２要素メッシュ
Ｍ３  第３要素メッシュ
Ｍ４  第４要素メッシュ
Ｍ５  第５要素メッシュ
Ｍ６  第６要素メッシュ  
ＭＡ１，ＭＡ２，ＭＡ３，ＭＡ４  アライメントマークエリア
ＭＤＥ  デバイスパターンエリア
ＭＬ  多層膜
ＭＳ  基板
Ｐ０１  微小なパーティクル
Ｐ０２  微小な窪み
ＰＤ  位相欠陥
ＰＭ  多層膜ミラー
Ｑｎ  ｎＭＩＳトランジスタ
Ｑｐ  ｐＭＩＳトランジスタ
Ｓ０１〜Ｓ０６  ステップ
Ｓ１１〜Ｓ１９  ステップ
ＳＬＩ  集束ビーム
ＳＥ  ２次元アレイセンサー
ＴＨ  閾値
【図１】
2011108711.tif 000003
【図２】
2011108711.tif 000004
【図３】
2011108711.tif 000005
【図４】
2011108711.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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