(57)【要約】【課題】ハーフトーン型の位相シフトマスクの欠陥検査に対して、欠陥検出や欠陥分類をより的確に行えるようにする。【解決手段】半遮光性のシフタパターン部と透過性の開口パターン部とを含むマスクパターンを透明基板上に形成してなるハーフトーン型の位相シフトマスク２の欠陥を検査するためのマスク欠陥検査装置の構成として、位相シフトマスク２に欠陥検査のための検査光を照射する照射手段（１，３，５）と、検査光の照射によって位相シフトマスクを透過した透過光のイメージを取得する第１のイメージ取得手段（７，８）と、検査光の照射により位相シフトマスク４で反射した反射光のイメージを取得する第２のイメージ取得手段（４，９，１０）と、透過光のイメージと反射光のイメージとを用いて位相シフトマスク２の欠陥検査を行う検査手段（１３）とを備える。【選択図】        図１
2004151622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半遮光性のシフタパターン部と透過性の開口パターン部とを含むマスクパターンを透明基板上に形成してなるハーフトーン型の位相シフトマスクの欠陥を検査するためのマスク欠陥検査装置であって、
前記位相シフトマスクに欠陥検査のための検査光を照射する照射手段と、
前記位相シフトマスクに前記照射手段によって前記検査光を照射した際に、前記位相シフトマスクを透過した透過光のイメージを取得する第１のイメージ取得手段と、
前記位相シフトマスクに前記照射手段によって前記検査光を照射した際に、前記位相シフトマスクで反射した反射光のイメージを取得する第２のイメージ取得手段と
を備えることを特徴とするマスク欠陥検査装置。
【請求項２】
前記第１のイメージ取得手段で取得した前記透過光のイメージと前記第２のイメージ取得手段で取得した前記反射光のイメージとを用いて前記位相シフトマスクの欠陥検査を行う検査手段を具備する
ことを特徴とする請求項１記載のマスク欠陥検査装置。
【請求項３】
前記検査手段は、前記透過光のイメージから得られた第１の欠陥情報と前記反射光のイメージから得られた第２の欠陥情報とを比較することにより、欠陥検査を行う
ことを特徴とする請求項２記載のマスク欠陥検査装置。
【請求項４】
前記検査手段は、前記第１の欠陥情報と前記第２の欠陥情報との比較結果において、前記開口パターン部に隣接する前記シフタパターン部上に前記第１の欠陥情報に含まれず且つ前記第２の欠陥情報に含まれる欠陥が存在する場合に、この欠陥をピンホール欠陥として検出する
ことを特徴とする請求項３記載のマスク欠陥検査装置。
【請求項５】
前記検査手段は、前記第１の欠陥情報と前記第２の欠陥情報との比較結果において、前記開口パターン部に隣接する前記シフタパターン部上に前記第１，第２の欠陥情報の両方に含まれ且つ前記シフタパターン部よりも透過率の低い共通の欠陥が存在する場合に、この共通の欠陥の相対的な位置ずれ量に基づいて当該欠陥の種類を判断する
ことを特徴とする請求項３記載のマスク欠陥検査装置。
【請求項６】
前記検査手段は、前記共通の欠陥の相対的な位置ずれ量が予め設定された基準量以上である場合に、前記欠陥をピンホール欠陥と判断する
ことを特徴とする請求項５記載のマスク欠陥検査装置。
【請求項７】
前記検査手段は、前記共通の欠陥の相対的な位置ずれ量が予め設定された基準量未満である場合に、前記欠陥を黒欠陥と判断する
ことを特徴とする請求項５記載のマスク欠陥検査装置。
【請求項８】
半遮光性のシフタパターン部と透過性の開口パターン部とを含むマスクパターンを透明基板上に形成してなるハーフトーン型の位相シフトマスクの欠陥を検査するためのマスク欠陥検査方法であって、
前記位相シフトマスクに欠陥検査のための検査光を照射した際に得られる、前記位相シフトマスクを透過した透過光のイメージと前記位相シフトマスクで反射した反射光のイメージとを用いて、前記位相シフトマスクの欠陥を検査する
ことを特徴とするマスク欠陥検査方法。
【請求項９】
前記透過光のイメージから得られた第１の欠陥情報と前記反射光のイメージから得られた第２の欠陥情報とを比較することにより、欠陥検査を行う
ことを特徴とする請求項８記載のマスク欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記第１の欠陥情報と前記第２の欠陥情報との比較結果において、前記開口パターン部に隣接する前記シフタパターン部上に前記第１の欠陥情報に含まれず且つ前記第２の欠陥情報に含まれる欠陥が存在する場合に、この欠陥をピンホール欠陥として検出する
ことを特徴とする請求項９記載のマスク欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記第１の欠陥情報と前記第２の欠陥情報との比較結果において、前記開口パターン部に隣接する前記シフタパターン部上に前記第１，第２の欠陥情報の両方に含まれ且つ前記シフタパターン部よりも透過率の低い共通の欠陥が存在する場合に、この共通の欠陥の相対的な位置ずれ量に基づいて当該欠陥の種類を判断する
ことを特徴とする請求項９記載のマスク欠陥検査方法。
【請求項１２】
前記共通の欠陥の相対的な位置ずれ量が予め設定された基準量以上である場合に、前記欠陥をピンホール欠陥と判断する
ことを特徴とする請求項１１記載のマスク欠陥検査方法。
【請求項１３】
前記共通の欠陥の相対的な位置ずれ量が予め設定された基準量未満である場合に、前記欠陥を黒欠陥と判断する
ことを特徴とする請求項１１記載のマスク欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトマスクの欠陥を検査するマスク欠陥検査装置及びマスク欠陥検査方法に係り、特に、ハーフトーン型の位相シフトマスクの欠陥検査に用いて好適なマスク欠陥検査装置及びマスク欠陥検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の微細化に伴い、露光用のフォトマスク上に形成されるパターンのサイズは益々小さくなっている。そして、これまで露光波長を短波長化することでより微細なパターンを形成する方法に対して、近年は露光装置の延命策として超解像技術が広く一般的に用いられている。超解像技術は、パターンの微細化が可能となるメリットがある反面、露光波長を短波長化して形成した場合と比較すると、マスク上に生じる線幅エラーや欠陥等がウエハに転写される線幅に与える影響が大きいというデメリットがある。
【０００３】
これまで、フォトマスク上に許容される欠陥のサイズを黒欠陥とピンホール欠陥で比較すると、ピンホール欠陥は黒欠陥よりも大きなサイズまでウエハ上への転写線幅に与える影響が小さいものとなっていた。しかしながら、ハーフトーン型の位相シフトマスクを用いた超解像技術では、露光波長以下のパターンを形成する場合、そのマスク上のピンホール欠陥の転写性が著しく上昇する。そのため、同一サイズの欠陥で比較したときに、ピンホール欠陥でも黒欠陥と同程度の転写線幅変動が発生する。
【０００４】
また、例えば以下の非特許文献１に記載されたような、透過光を用いたマスク欠陥検査装置において、ピンホール欠陥などの白欠陥の検出は、黒欠陥と比較して透過する部分が小さくなる分、検出が困難とされていたが、前述したようにウエハ上へのパターン線幅変動に与える影響が小さいことから必要十分な検出感度が得られていた。これまで白欠陥の検出に関してはマスク欠陥検査装置の検査光波長の短波長化により検出感度を高めてきているものの、短波長化のみでは十分な欠陥検出感度を得ることが困難となってきている。
【０００５】
【非特許文献１】
「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ」、２００１、Ｖｏｌ．  ４１８６、ｐ．１６５−１７２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特に、ハーフトーン型の位相シフトマスクの欠陥を、この位相シフトマスクを透過した透過光のイメージを使って検査する場合は、半遮光性を有するシフタ膜によって形成されたパターン部（以下、「シフタパターン部」と記す）上に存在する欠陥の検出が困難になったり、この欠陥を検出できたとしても、それがピンホール欠陥であるのか黒欠陥であるのか判断できないケースも考えられる。
【０００７】
すなわち、ハーフトーン型の位相シフトマスクにおいて、透過性の開口パターン部（シフタ膜を開口して形成されるホールパターン）に隣接するシフタパターン部上にピンホール欠陥が存在し、その欠陥サイズがマスク欠陥検査装置で使用される検査光の波長以下の微小サイズである場合は、位相シフトマスクの位相シフト効果により、ピンホール欠陥のサイズ（ピンホールサイズ）が小さくなるにしたがってピンホール欠陥部分での光の透過率（以下、単に「透過率」とも記す）が低下する。
【０００８】
具体的には、図４に示すように、ピンホール欠陥のサイズ（ピンホールサイズ）が小さくなると、それにつれてピンホール欠陥部分での透過率が低下する。図５はピンホール欠陥のサイズとピンホール欠陥部分での透過率の関係を示すイメージ図である。この図５（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、開口パターン部Ｈｐに隣接するシフタパターン部Ｓｐ上で、そこに存在するピンホール欠陥Ｐｄのサイズ（ピンホールが円の場合は直径）が徐々に小さくなると、この欠陥サイズが或るサイズ以下のところで、ピンホール欠陥Ｐｄ部分での透過率がシフタパターン部Ｓｐの透過率と同等かそれよりも低くなる。したがって、ピンホール欠陥Ｐｄ部分での透過率がシフタパターン部Ｓｐでの透過率と同等になる状況では、これを欠陥として検出できなくなる。また、ピンホール欠陥Ｐｄ部分での透過率がシフタパターン部Ｓｐでの透過率よりも低くなった状況では、この欠陥がピンホール欠陥であるのか黒欠陥であるのかを判断できなくなる。
【０００９】
特に、位相シフトマスクの場合は、検査光波長以下の微小サイズのピンホール欠陥であっても、超解像技術によるピンホール欠陥の転写性の上昇により、ウエハ上の転写パターンの線幅寸法に影響を与える恐れがあるため、これをマスク欠陥検査で的確に検出及び分類することが重要になる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るマスク欠陥検査装置は、半遮光性のシフタパターン部と透過性の開口パターン部とを含むマスクパターンを透明基板上に形成してなるハーフトーン型の位相シフトマスクの欠陥を検査するためのマスク欠陥検査装置であって、位相シフトマスクに欠陥検査のための検査光を照射する照射手段と、位相シフトマスクに照射手段によって検査光を照射した際に、位相シフトマスクを透過した透過光のイメージを取得する第１のイメージ取得手段と、位相シフトマスクに照射手段によって検査光を照射した際に、位相シフトマスクで反射した反射光のイメージを取得する第２のイメージ取得手段とを備えた構成となっている。
【００１１】
上記構成のマスク欠陥検査装置においては、位相シフトマスクに照射手段によって検査光を照射した際に、位相シフトマスクを透過した透過光のイメージを第１のイメージ取得手段で取得するとともに、位相シフトマスクで反射した反射光のイメージを第２のイメージ取得手段で取得することにより、透過光のイメージと反射光のイメージの両方を用いて位相シフトマスクの欠陥を検査することが可能となる。これにより、透過光のイメージからだけでは検出できない欠陥や、その種類を分類できない欠陥についても、欠陥検出及び欠陥分類を的確に行うことが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係るマスク欠陥検査装置の構成例を示す概略図である。図１においては、光源１は、欠陥検査のための検査光を出射するもので、照射手段の主要部となる。光源１から出射される検査光としては、例えば波長が２６６ｎｍの光を用いることができる。光源１と被検査物となる位相シフトマスク２との間には、照明レンズ３、ハーフミラー４及び集光レンズ５が配設されている。このうち、照明レンズ３及び集光レンズ５は、上記光源１とともに照射手段を構成するものである。
【００１４】
位相シフトマスク２は、半遮光性のシフタパターン部（シフタ膜によるパターン部）と透過性の開口パターン部（シフタ膜を開口させたホールパターン）とを含むマスクパターンを、例えばガラス等からなる透明基板上に形成したハーフトーン型の位相シフトマスクである。この位相シフトマスク２は、水平２軸方向（ＸＹ方向）に移動可能な検査ステージ６に水平にセットされる。この検査ステージ６を間に挟んで集光レンズ５の反対側（検査ステージ６の下方）には対物レンズ７が配設されている。対物レンズ７は、位相シフトマスク２を透過した光をイメージ取り込み用の光電変換素子８の受光面に結像させるものである。
【００１５】
一方、ハーフミラー４による光の反射方向（図１の右方向）には対物レンズ９が配設されている。対物レンズ９は、位相シフトマスク２で反射しかつハーフミラー４で反射した光をイメージ取り込み用の光電変換素子１０の受光面に結像させるものである。ここで、光電変換素子８は、対物レンズ７とともに第１のイメージ取得手段を構成するもので、光電変換素子１０は、ハーフミラー４及び対物レンズ９とともに第２のイメージ取得手段を構成するものである。光電変換素子８，１０としては、それぞれＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサを用いることができる。また、対物レンズ７による透過光のフォーカス位置と対物レンズ９による反射光のフォーカス位置は、それぞれ図示しないフォーカス制御回路によって自動調整可能な構成となっている。
【００１６】
光電変換素子８は、その受光面上で区画された複数の微小エリア（読み取り画素）ごとの受光量に応じてアナログのイメージ信号（画像信号）を生成する。これに対して、Ａ／Ｄ変換回路（アナログ／デジタル変換回路）１１は、光電変換素子８から生成されたアナログのイメージ信号をデジタル化して、デジタルのイメージ信号を生成する。同様に、光電変換素子１０は、その受光面上で区画された複数の微小エリアごとの受光量に応じてアナログのイメージ信号を生成し、これに対応するＡ／Ｄ変換回路１２は、光電変換素子１０から生成されたアナログのイメージ信号をデジタル化して、デジタルのイメージ信号を生成する。
【００１７】
各々のＡ／Ｄ変換回路１１，１２から生成されたイメージ信号は、位相シフトマスク２の設計データ（ＣＡＤデータ等）となるマスクデータとともに、共通の比較回路１３に入力される。比較回路１３は、Ａ／Ｄ変換回路１１，１２から与えられる各々のイメージ信号を例えば二次元のイメージに展開し、この二次元イメージとマスクデータを用いて位相シフトマスク２の欠陥検査を行うとともに、その検査結果を欠陥データとして出力する。
【００１８】
上記構成からなるマスク欠陥検査装置において、光源１から出射された検査光は照明レンズ３で平行光とされた状態で、集光レンズ５により集光されて位相シフトマスク２に照射される。このとき、位相シフトマスク２を透過した光は対物レンズ７を通して光電変換素子８にイメージとして取り込まれる。また、位相シフトマスク２で反射した光は、集光レンズ５を通してハーフミラー４に達し、このハーフミラー４で略直角に光路を曲げられて（反射されて）対物レンズ９を通して光電変換素子１０にイメージとして取り込まれる。これにより、光電変換素子８では位相シフトマスク２を透過した透過光のイメージ（マスクイメージ）が取得され、光電変換素子１０では位相シフトマスク２で反射した反射光のイメージ（マスクイメージ）が取得されることになる。こうして取得された透過光のイメージと反射光のイメージは、それぞれ比較回路１３に与えられ、この比較回路１３により、それぞれのイメージ（透過光のイメージと反射光のイメージ）を用いて位相シフトマスク２の欠陥検査が行われる。
【００１９】
続いて、本発明の実施形態に係るマスク欠陥検査方法について説明する。なお、ここでは上記構成のマスク欠陥検査装置を用いた場合のマスク欠陥検査方法を例に挙げて説明する。
【００２０】
まず、光源１から出射した検査光を位相シフトマスク２に照射した際に、位相シフトマスク２を透過した透過光のイメージと、位相シフトマスク２で反射した反射光のイメージを、それぞれ光電変換素子８，１０で取得する。このとき、光電変換素子８によって取得された透過光のイメージはＡ／Ｄ変換回路１１を介して比較回路１３に取り込まれ、光電変換素子１０によって取得された反射光のイメージはＡ／Ｄ変換回路１２を介して比較回路１３に取り込まれる。透過光及び反射光のイメージは同時に取得してもよいし、順不同でどちらかを先に取得してもよい。
【００２１】
次に、比較回路１３においては、透過光のイメージと反射光のイメージを用いて、それぞれのイメージに含まれる欠陥を抽出する。透過光のイメージに関しては、この透過光のイメージデータと基準となるマスクデータとを比較・照合して両者に相違がないかどうかを各々の検査エリアごとに確認し、相違があれば、これを欠陥として抽出する。そして、透過光のイメージから抽出した各々の欠陥ごとに、その大きさ（サイズデータ）や位置（座標データ）、透過率などの欠陥情報（以下、「第１の欠陥情報」とも記す）を得る。同様に、反射光のイメージに関しても、この反射光のイメージデータとマスクデータとを比較・照合して両者に相違がないかどうかを各々の検査エリアごとに確認し、相違があれば、これを欠陥として抽出する。そして、反射光のイメージから抽出した各々の欠陥ごとに、その大きさ（サイズデータ）や位置（座標データ）、反射率などの欠陥情報（以下、「第２の欠陥情報」とも記す）を得る。なお、ここではイメージデータとマスクデータとの比較・照合によって欠陥を抽出するものとしたが、同じパターン形状を有する検査エリアのイメージを順に取得する場合などでは、実際に取得した複数のイメージデータを比較・照合することにより欠陥を抽出することも可能である。
【００２２】
次いで、比較回路１３では、第１の欠陥情報と第２の欠陥情報とを付き合わせて比較することにより、欠陥を検出する。特に、開口パターン部に隣接するシフタパターン部上に欠陥が存在する場合は、この欠陥を次のようにして検出する。
【００２３】
まず、矩形の開口パターン部に隣接するシフタパターン上にピンホール欠陥が存在し、このピンホール欠陥のサイズが十分に大きい場合（すなわち、ピンホール欠陥のサイズが検査光波長よりも大きい場合）は、透過光のイメージを用いて得られる第１の欠陥情報では図２（Ａ）に示すようにピンホール欠陥Ｐｄ部分の透過率がシフタパターン部Ｓｐの透過率よりも高くなり、反射光のイメージを用いて得られる第２の欠陥情報では図２（Ｂ）に示すようにピンホール欠陥Ｐｄ部分の反射率がシフタパターン部の反射率よりも低くなる。
【００２４】
これに対して、開口パターン部に隣接するシフタパターン部上に例えばダスト等の異物の付着などによる黒欠陥が存在する場合は、その欠陥サイズの大小にかかわらず、透過光のイメージを用いて得られる第１の欠陥情報では黒欠陥部の透過率がシフタパターン部の透過率よりも低くなり、反射光のイメージを用いて得られる第２の欠陥情報では黒欠陥部の反射率がシフタパターン部の反射率よりも低くなる。
【００２５】
この場合、透過光のイメージを用いて得られる第１の欠陥情報に含まれる欠陥がピンホール欠陥であるか黒欠陥であるかにより、それぞれの欠陥部を透過する光の透過率に大きな差が生じる。そのため、シフタパターン部Ｓｐ上に存在する欠陥がピンホール欠陥であるか黒欠陥であるかは、透過光のイメージに基づく第１の欠陥情報だけで的確に判断（判別）することができる。すなわち、開口パターン部Ｈｐに隣接するシフタパターン部Ｓｐ上に存在する欠陥部の透過率がシフタパターン部Ｓｐの透過率よりも高い場合はピンホール欠陥と判断し、低い場合は黒欠陥と判断する。
【００２６】
一方、開口パターン部に隣接するシフタパターン上にピンホール欠陥が存在し、このピンホール欠陥のサイズが或るサイズ以下（すなわち検査光波長以下）に小さくなると、位相シフトマスクにおける位相シフト効果の影響で、ピンホール欠陥部分での透過率がシフタパターン部の透過率と同等かそれよりも低くなる。
【００２７】
このうち、ピンホール欠陥部分での透過率がシフタパターン部の透過率と同等になる場合は、透過光のイメージの中にピンホール欠陥が現れないため、第１の欠陥情報と第２の欠陥情報の両方を用いて欠陥検査を行う。すなわち、透過光のイメージを用いて得られる第１の欠陥情報では、図２（Ｃ）に示すように、ピンホール欠陥Ｐｄ部分の透過率がシフタパターン部Ｓｐの透過率と同等となるため、欠陥そのものの存在が認められず、反射光のイメージを用いて得られる第２の欠陥情報では、図２（Ｄ）に示すように、ピンホール欠陥Ｐｄ部分の反射率がシフタパターン部Ｓｐの反射率よりも低くなる。したがって、この条件を満たす欠陥、すなわち第１の欠陥情報では欠陥としての存在が認められず、第２の欠陥情報でシフタパターン部Ｓｐよりも反射率が低くなって現れる欠陥をピンホール欠陥Ｐｄとして検出する。換言すると、開口パターン部Ｈｐに隣接するシフタパターン部Ｓｐ上に第１の欠陥情報に含まれず且つ第２の欠陥情報に含まれる欠陥が存在する場合に、この欠陥をピンホール欠陥として検出する。
【００２８】
また、ピンホール欠陥部分での透過率がシフタパターン部の透過率よりも低くなる場合は、透過光のイメージにピンホール欠陥が黒欠陥と同様の状態で現れるため、この場合も第１の欠陥情報と第２の欠陥情報の両方を用いて欠陥検査を行う。すなわち、透過光のイメージを用いて得られる第１の欠陥情報では、図２（Ｅ）に示すように、ピンホール欠陥Ｐｄ部分の透過率がシフタパターン部Ｓｐの透過率よりも低くなり、反射光のイメージを用いて得られる第２の欠陥情報でも、図２（Ｆ）に示すように、ピンホール欠陥Ｐｄ部分の反射率がシフタパターン部Ｓｐの反射率よりも低くなる。この場合、欠陥そのものの存在は検出できるものの、第１の欠陥情報における透過率の違いや第２の欠陥情報における反射率の違いからでは欠陥の種類（ピンホール欠陥／黒欠陥）を判断（分類）することができない。そこで本発明においては、位相シフトマスクの位相シフト効果を利用して、次のように欠陥の種類を判断することとした。
【００２９】
すなわち、シフタパターン部上に存在する単一の微小サイズ（検査光波長よりも小さいサイズ）のピンホール欠陥では、このピンホール欠陥によって透過率が低くなる位置と反射率が低くなる位置が異なるものとなる。これは、上述したように開口パターン部Ｈｐに隣接するシフタパターン部Ｓｐ上に微小サイズのピンホール欠陥Ｐｄが存在する場合、開口パターン部Ｈｐのエッジ近傍に発生する光の二次ピークとピンホール欠陥Ｐｄ部分を透過する光のピークが干渉し、このピンホール欠陥Ｐｄで遮光される位置が実際にピンホール欠陥Ｐｄが存在する位置からずれるという現象によるものである。そのため、図３（Ａ）に示すように、開口パターン部Ｈｐに隣接するシフタパターン部Ｓｐ上に微小サイズのピンホール欠陥Ｐｄが生じた位相シフトマスク２を検査したときに、反射光のイメージでは、図３（Ｂ）に示すように、ピンホール欠陥Ｐｄが実際の欠陥位置（図３（Ａ）に示すピンホール欠陥Ｐｄの位置）と同じ位置に現れるものの、透過光のイメージでは、ピンホール欠陥Ｐｄ部分を透過した光と該ピンホール欠陥Ｐｄ部分の近傍で開口パターン部Ｈｐを透過した光の干渉により、図３（Ｃ）に示すようにピンホール欠陥Ｐｄの位置が実際の欠陥位置よりも開口パターン部Ｈｐ側にシフトした状態で現れる。
【００３０】
したがって、開口パターン部Ｈｐに隣接するシフタパターン部Ｓｐ上に第１の欠陥情報と第２の欠陥情報の両方に含まれる共通の欠陥が存在する場合、この欠陥が検査光波長よりも小さい微小サイズのピンホール欠陥Ｐｄであれば、透過光のイメージに現れる欠陥の位置（中心位置）と反射光のイメージに現れる欠陥の位置（中心位置）に相対的なずれ（ΔＸ）が生じることになる。これに対して、開口パターン部Ｈｐに隣接するシフタパターン部Ｓｐ上に微小サイズの黒欠陥が存在する場合、この黒欠陥によって透過率が低くなる位置と反射率が低くなる位置は互いに同位置となる。したがって、黒欠陥の場合は、その欠陥サイズにかかわらず、透過光のイメージに現れる欠陥の位置と反射光のイメージに現れる欠陥の位置に相対的なずれが生じることはない。
【００３１】
これらのことから、位相シフトマスクにおける位相シフト効果の影響により、ピンホール欠陥部分での透過率がシフタパターン部の透過率よりも低くなるようなサイズ（微小サイズ）の欠陥がシフタパターン部上に現れた場合は、この欠陥に関して、第１の欠陥情報における欠陥の位置と第２の欠陥情報における欠陥の位置とを比較し、それらの相対的な位置ずれ量ΔＸに基づいて欠陥の種類を判断する。換言すると、開口パターン部Ｈｐに隣接するシフタパターン部Ｓｐ上に第１，第２の欠陥情報の両方に含まれ且つシフタパターン部Ｓｐよりも透過率の低い共通の欠陥が存在する場合に、この共通の欠陥の相対的な位置ずれ量ΔＸに基づいて欠陥の種類を判断する。
【００３２】
具体的には、第１，第２の欠陥情報に含まれる共通の欠陥の相対的な位置ずれ量ΔＸを例えば座標計算等によって求め、この求めた相対的な位置ずれ量ΔＸが予め設定された基準量以上であるかどうかを確認する。そして、相対的な位置ずれ量ΔＸが基準量以上である場合は、その欠陥をピンホール欠陥Ｐｄと判断する。また、相対的な位置ずれ量ΔＸが基準量未満である場合は、その欠陥を黒欠陥と判断する。
【００３３】
ちなみに、第１，第２の欠陥情報に含まれる微小サイズの欠陥がピンホール欠陥Ｐｄである場合に生じる相対的な位置ずれ量ΔＸは、マスク欠陥検査装置における検査光の波長、ハーフトーン型の位相シフトマスクを露光する際の露光波長によって異なる。そのため、予め微小サイズのピンホール欠陥Ｐｄを意図的に形成したテストマスク（ハーフトーン型の位相シフトマスク）を用いて、ピンホール欠陥Ｐｄのサイズと各々の欠陥サイズで生じる相対的な位置ずれ量ΔＸを実験的に測定し、この測定結果に基づいて、欠陥の種類を判断するための上記基準量を設定することが望ましい。
【００３４】
一例として、マスク欠陥検査装置の検査光の波長が２６６ｎｍで、ハーフトーン型の位相シフトマスクの露光波長が１９３ｎｍである場合は、上記基準量を１μｍに設定することにより、透過光のイメージと反射光のイメージの両方に現れた共通の欠陥について、それぞれのイメージから得られた第１，第２の欠陥情報に含まれる共通の欠陥の相対的な位置ずれ量ΔＸを求め、この位置ずれ量ΔＸが１μｍ以上のものをピンホール欠陥Ｐｄと判断し、１μｍ未満のものを黒欠陥と判断することになる。
【００３５】
なお、上記実施形態においては、マスク欠陥検査装置の構成として、各々の光電変換素子８，１０により取り込んだ透過光のイメージ及び反射光のイメージをそれぞれＡ／Ｄ変換回路１１，１２を介して比較回路１３に与え、この比較回路１３で位相シフトマスク２の欠陥検査を行うものとしたが、本発明はこれに限らず、例えば各々の光電変換素子８，１０によって取り込んだ透過光のイメージと反射光のイメージをそれぞれモニタ画面に表示し、このモニタ画面上で検査員の目視により位相シフトマスク２の欠陥検査を行うものとしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ハーフトーン型の位相シフトマスクの欠陥検査に際して、位相シフトマスクを透過した透過光のイメージと位相シフトマスクで反射した反射光のイメージの両方を用いて欠陥検査を行うことにより、透過光のイメージからだけでは検出できない欠陥や分類できない欠陥についても、欠陥検出及び欠陥分類を的確に行うことができる。これにより、開口パターン部に隣接するシフタパターン部上に微小サイズ（検査光波長以下）のピンホール欠陥が存在する場合でも、このピンホール欠陥を黒欠陥と区別して確実に検出することができる。その結果、位相シフトマスクの欠陥検査の信頼性を高めることができるとともに、微小サイズのピンホール欠陥が生じた位相シフトマスクに対して適切な修正処理を行って転写線幅寸法の変動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るマスク欠陥検査装置の構成例を示す概略図である。
【図２】ピンホール欠陥を含む透過光イメージと反射光イメージを示す図である。
【図３】ピンホール欠陥によって生じる欠陥位置のずれを説明する図である。
【図４】ピンホール欠陥のサイズと透過率の関係を示す図である。
【図５】ピンホール欠陥のサイズと透過率の関係を示すイメージ図である。
【符号の説明】
１…光源、２…位相シフトマスク、８，１０…光電変換素子、１３…比較回路、Ｈｐ…開口パターン部、Ｓｐ…シフタパターン部、Ｐｄ…ピンホール欠陥
【図１】
2004151622.tif 000003
【図２】
2004151622.tif 000004
【図３】
2004151622.tif 000005
【図４】
2004151622.tif 000006
【図５】
2004151622.tif 000007