(57)【要約】【課題】透過像と反射像の間で光学像の歪や位置・倍率のずれが発生するのを防止することで高精度の検査を行うことが可能な検査装置を提供すること。【解決手段】マスクＭを透過して透過像を形成する透過光学系１１０と、マスクＭに反射して反射像を形成する反射光学系１２０と、透過像及び反射像を拡大して拡大投影像を形成する結像光学系１３０と、結像光学系１３０で得られた拡大投影像を電気的な画像信号に変換するセンサ部１４０とを備えている。【選択図】    図１
2004354088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物のパターン面を検査する検査装置において、
前記被検査物のパターン面を透過して透過像を形成する第１の照明手段と、
前記被検査物のパターン面に反射して反射像を形成する第２の照明手段と、
前記透過像及び前記反射像を拡大した光学像を形成する結像光学系と、
この結像光学系で得られた光学像を電気的な画像信号に変換するセンサとを備えていることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記第１の照明手段は、第１の光源と、この第１の光源から発する光の前記被検査物面上の照明視野を制限する第１の絞りとを具備し、
前記第２の照明手段は、第２の光源と、この第２の光源から発する光の前記被検査物面上の照明視野を制限する第２の絞りとを具備していることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記センサは、前記被検査物の透過像をとらえる透過像センサと、この透過像センサに隣接して配置され、前記被検査物の反射像をとらえる反射像センサとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項４】
前記センサは、ＴＤＩセンサ、または、ラインセンサ、または、エリアセンサのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項５】
前記透過像センサと前記反射像センサとは２個のセンサからなり、かつ、互いに位置決めして配置されていることを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
【請求項６】
前記透過像センサと前記反射像センサとは単一のウエハ上に形成されたデバイスであることを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
【請求項７】
前記透過像と前記反射像の画像信号に基づいて、前記パターンの欠陥を検出する欠陥検出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項８】
マスク基板にパターンを形成するパターン形成工程と、
前記パターンの欠陥を検出するパターン検査工程と、
このパターン検査工程により検出された前記パターンの欠陥を修正するパターン修正工程とを具備し、
前記パターン検査工程は、請求項１〜７のいずれかに記載の検査装置を用いることを特徴とするマスク製造方法。
【請求項９】
透過照明用光源と、
この透過照明用光源から出射された光を被検査物の表面の第１の所定領域に投影するための第１の光学系と、
前記透過照明用光源から出射された光の一部を遮光し、前記第１の所定領域の一部である第２の所定領域に前記光源から出射された光を投影するための第１の遮光手段と、
反射照明用光源と、
この反射照明用光源から出射された光を前記被検査物の表面の第３の所定領域に投影するための第２の光学系と、
前記反射照明用光源から出射された光の一部を遮光し、前記第３の所定領域の一部であって前記第２の所定領域とは異なる第４の所定領域に前記反射照明用光源から出射された光を投影するための第２の遮光手段と、
前記第２の所定領域を透過した透過光及び前記第４の所定領域で反射した反射光を結像するための結像光学系と、
前記結像光学系における結像面に配置され、前記透過光及び反射光を検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に基づいて前記被検査物を検査する検査手段とを備えていることを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトマスク等のように微細なパターンが形成された被検査物を検査・測定する検査装置及びこの検査装置を用いたマスク製造方法に関し、特に高精度に検査・測定が可能なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトマスク等の半導体のパターン検査装置では、フォトマスクに光を透過させ、その透過像と既知のパターンとを比較することで、欠陥を検査するものがあった。しかしながら、ハーフトーン上の薄残りや微小なピンホール欠陥を透過像だけで検出することが困難であることから、フォトマスクに光を照射し、反射して得られた反射像も合せて検査することで、欠陥検出性能を向上するものが知られている。
【０００３】
図１０は、透過用のセンサ及び反射用のセンサを備えることで透過像及び反射像を検査することができるマスク検査装置１０の光学系の構成を示す説明図である。マスク検査装置１０は、光源１１と、コレクタ１２と、ハーフミラー１３と、コンデンサ兼対物レンズ１４と、対物レンズ１５と、センサ（透過用）１６が光路上に配置されるとともに、ハーフミラー１３から分岐した光路上に配置されたセンサ（反射用）１７とを備えている。なお、マスク（被検査物）Ｍは、コンデンサ兼対物レンズ１４と対物レンズ１５との間に配置されている。
【０００４】
マスク検査装置１０では、マスクＭを透過して得られた透過像を対物レンズ１５により透過用のセンサ１６に結像する同時に、コンデンサ兼対物レンズ１４でマスクＭから反射した反射像を反射用のセンサ１７に結像するようにしている。
【０００５】
図１１は、透過用と反射用の２つの光源を備えることで透過像及び反射像を検査することができるマスク検査装置２０の光学系の構成を示す説明図である。マスク検査装置２０は、透過光源２１と、コレクタ２２と、反射ミラー２３と、コンデンサ２４と、対物レンズ２５と、ハーフミラー２６と、結像レンズ２７と、センサ（透過・反射兼用）２８が光路上に配置されるとともに、ハーフミラー２６から分岐した光路上に反射光源２９と、コレクタ３０が配置されている。なお、被検査物となるマスクＭは、コンデンサ２４と対物レンズ２５との間に配置されている。
【０００６】
マスク検査装置２０では、マスクＭを透過した透過像、また対物レンズ２５側から照明された光で反射した反射像が、透過・反射兼用のセンサ２８に結像するようにしている。
【０００７】
図１２は光源波長の短波長化を実現するためレーザ光源を用いるとともに、透過像及び反射像を検査することができるマスク検査装置４０の光学系の構成を示す説明図である。
【０００８】
マスク検査装置４０は、レーザ光源４１と、ビームエキスパンダ４２と、スペックル低減機構（特許文献１参照）４３と、コレクタ４４と、ハーフミラー４５とを備えており、ハーフミラー４５により透過光路Ｒと、反射光路Ｑとに分割される。透過光路Ｒには、コレクタ４６と、ミラー４７と、コンデンサ４８と、対物レンズ４９と、ハーフミラー５０が配置されている。一方、反射光路Ｑには、ミラー５１と、コンデンサ５２とが配置され、ハーフミラー５０の反射面に入射するようにしている。
【０００９】
さらに、ハーフミラー５０の透過面側には、結像レンズ５３と、センサ（透過・反射兼用）５４が配置されている。なお、被検査物となるマスクＭは、コンデンサ４８と対物レンズ４９との間に配置されている。
【００１０】
マスク検査装置４０では、レーザ光がビームエキスパンダ４２でビーム径を拡げられた後、スペックル低減機構４３でレーザ光の干渉によるスペックルが除去され、ハーフミラー４５で透過光路Ｒと反射光路Ｑとに分割される。透過光路Ｒを通るレーザ光によりマスクＭの透過像が得られ、反射光路Ｑを通るレーザ光によりマスクＭの反射像が得られる。そして、透過像及び反射像が、センサ５４に結像するようにしている。
【００１１】
図１３はレーザ光源を用いるとともに、透過像及び反射像を検査することができるマスク検査装置６０の光学系の構成を示す説明図である。本装置においては、透過光と反射光の偏光を９０度ずらすことにより、マスクパターンの透過像と反射像を、透過用のセンサと反射用のセンサにそれぞれ結像させるものである。
【００１２】
マスク検査装置６０は、レーザ光源６１と、ビームエキスパンダ６２と、スペックル低減機構６３と、コレクタ６４と、ハーフミラー６５とを備えており、ハーフミラー６５により透過光路Ｒと反射光路Ｑとに分割される。透過光路Ｒには、λ／４板６６と、コレクタ６７と、ミラー６８と、コンデンサ６９と、対物レンズ７０と、λ／４板７１と、ハーフミラー７２とが配置されている。一方、反射光路Ｑには、λ／２板７３と、ミラー７４と、コンデンサ７５とが配置され、ハーフミラー７２の反射面に入射するようにしている。
【００１３】
さらに、ハーフミラー７２の透過面側には、Ｓ波とＰ波とを分離する偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）７６が配置されている。偏光ビームスプリッタ７６のＰ波透過側には、結像レンズ７７と、センサ（透過用）７８とが配置されており、Ｓ波反射側には、結像レンズ７９と、センサ（反射用）８０とが配置されている。なお、被検査物となるマスクＭは、コンデンサ６９と対物レンズ７０との間に配置されている。
【００１４】
マスク検査装置６０では、レーザ光（Ｓ波）がビームエキスパンダ６２でビーム径を拡げられた後、スペックル低減機構６３でレーザ光の干渉によるスペックルが除去され、ハーフミラー６５で透過光路Ｒと反射光路Ｑとに分割される。
【００１５】
透過光路Ｒを通るレーザ光は、λ／４板６６を透過し、マスクＭの透過像を得た後、さらにλ／４板７１を透過することでＰ波に偏向された後、偏光ビームスプリッタ７６に入射する。透過光はＰ波であるため直進し、結像レンズ７７を介してセンサ（透過用）７８に結像するようにしている。
【００１６】
一方、反射光路Ｑを通るレーザ光は、λ／２板７３によりＰ波に偏向された後、ハーフミラー７２で反射されて、λ／４板７１を介してマスクＭに照射され、反射像が得られる。そして、反射像が再度λ／４板７１を透過することでＳ波に偏向された後、偏光ビームスプリッタ７６に入射する。反射光はＳ波であるため反射し、結像レンズ７９を介してセンサ（透過用）８０に結像するようにしている。
【００１７】
その他、ビームスキャン方式により、透過像と反射像を同時に検出して検査を行なう方法が知られている（特許文献２参照）。また、高速で透過と反射の光源を切替えながらマスクの反射像と透過像の画像の取り込み検査を行なう方法が知られている（特許文献３参照）。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１０−１７８３００号公報
【００１９】
【特許文献２】
特開平０６−２９４７５０号公報
【００２０】
【特許文献３】
特開平１０−１２３０５９号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したマスクの検査方法であると次のような問題があった。すなわち、透過像用と反射像用のセンサを共用した場合、透過光のみ、反射光のみ、または透過光と反射光を合成した光で得られた光学像を得ることができるが、透過光と反射光を同時に使った検査ができないという制約がある。また、透過と反射の検査を別々に行なう場合は、透過のみ、反射のみの検査に比べ、検査時間が２倍必要となる。
【００２２】
一方、透過光と反射光を合成しての検査では、検査時間は、透過のみ、反射のみの検査と同じになるが、欠陥の種類、大きさによっては、透過光と反射光の両方の光により欠陥の信号が打ち消しあい、欠陥が検出できなくなる不感帯が生ずる問題がある。また、センサを共用するため、透過像と反射像を同時に取り込んで得られた透過像と反射像を比較して検査することができない。
【００２３】
透過光用と反射光用の２個のセンサでマスクの透過像と反射像を撮像して検査する場合、２個のセンサで同時にマスクの透過像と反射像を入力して検査を行なうことができることから、上述したような問題は改善される。しかし、透過と反射の結像光学系を共通にできないため、透過像と反射像の間で検査しているパターンの位置が異なることとなり、透過像・反射像、それぞれ独立に位置を合わせる機能が必要となる。また、異なる結像光学系を用いた場合、透過像と反射像を同時に取り込んで得られた透過像と反射像は、光学系の倍率の違いや歪の影響を受け、相互に比較して検査することが困難となる。
【００２４】
また、ビームスキャン方式による検査では、波長が短くなるにつれ、レーザビームのエネルギー密度が高くなる。このため、２５０ｎｍ以下の波長では、マスクダメージが生じてしまう問題がある。また、透過と反射の光源を切替えながら検査する場合は、光源切替え時間が律則して、検査時間が長くなる。
【００２５】
そこで本発明は、被検査物の透過像と反射像を結像して撮像して検査する際に、透過像と反射像の間で光学像の歪や位置・倍率のずれが発生するのを防止することで高精度の検査を行うことができる検査装置及びこの検査装置を用いたマスク製造方法を提供することを目的としている。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の検査装置及びマスク製造方法は次のように構成されている。
【００２７】
（１）被検査物のパターン面を検査する検査装置において、前記被検査物のパターン面を透過して透過像を形成する第１の照明手段と、前記被検査物のパターン面に反射して反射像を形成する第２の照明手段と、前記透過像及び前記反射像を拡大した光学像を形成する結像光学系と、この結像光学系で得られた光学像を電気的な画像信号に変換するセンサとを備えていることを特徴とする。
【００２８】
（２）前記（１）に記載された検査装置であって、前記第１の照明手段は、第１の光源と、この第１の光源から発する光の前記被検査物面上の照明視野を制限する第１の絞りとを具備し、前記第２の照明手段は、第２の光源と、この第２の光源から発する光の前記被検査物面上の照明視野を制限する第２の絞りとを具備していることを特徴とする。
【００２９】
（３）前記（１）に記載された検査装置であって、前記センサは、前記被検査物の透過像をとらえる透過像センサと、この透過像センサに隣接して配置され、前記被検査物の反射像をとらえる反射像センサとを備えていることを特徴とする。
【００３０】
（４）前記（１）に記載された検査装置であって、前記センサは、ＴＤＩセンサ、または、ラインセンサ、または、エリアセンサのいずれかであることを特徴とする。
【００３１】
（５）前記（３）に記載された検査装置であって、前記透過像センサと前記反射像センサとは２個のセンサからなり、かつ、互いに位置決めして配置されていることを特徴とする。
【００３２】
（６）前記（３）に記載された検査装置であって、前記透過像センサと前記反射像センサとは単一のウエハ上に形成されたデバイスであることを特徴とする。
【００３３】
（７）前記（１）に記載された検査装置であって、前記透過像と前記反射像の画像信号に基づいて、前記パターンの欠陥を検出する欠陥検出手段を有することを特徴とする。
【００３４】
（８）マスク基板にパターンを形成するパターン形成工程と、前記パターンの欠陥を検出するパターン検査工程と、このパターン検査工程により検出された前記パターンの欠陥を修正するパターン修正工程とを具備し、前記パターン検査工程は、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の検査装置を用いることを特徴とする。
【００３５】
（９）透過照明用光源と、この透過照明用光源から出射された光を被検査物の表面の第１の所定領域に投影するための第１の光学系と、前記透過照明用光源から出射された光の一部を遮光し、前記第１の所定領域の一部である第２の所定領域に前記光源から出射された光を投影するための第１の遮光手段と、反射照明用光源と、この反射照明用光源から出射された光を前記被検査物の表面の第３の所定領域に投影するための第２の光学系と、前記反射照明用光源から出射された光の一部を遮光し、前記第３の所定領域の一部であって前記第２の所定領域とは異なる第４の所定領域に前記反射照明用光源から出射された光を投影するための第２の遮光手段と、前記第２の所定領域を透過した透過光及び前記第４の所定領域で反射した反射光を結像するための結像光学系と、前記結像光学系における結像面に配置され、前記透過光及び反射光を検知する検知手段と、前記検知手段による検知結果に基づいて前記被検査物を検査する検査手段とを備えていることを特徴とする。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態に係るマスク検査装置１００の構成を示す説明図である。本マスク検査装置１００では、マスクＭを検査するために用いられるものである。
【００３７】
マスク検査装置１００は、透過用照明光Ｔを伝達する透過光学系１１０と、反射用照明光Ｈを伝達する反射光学系１２０と、結像光学系１３０と、光学像を検出し画像信号に変換するセンサ部１４０と、センサ部１４０にて得られた画像信号を処理する演算回路１５０と、演算回路１５０により得られた２つの画像データを比較処理して欠陥箇所を検出する欠陥検出回路１６０とを備えている。
【００３８】
透過光学系１１０は、透過用照明光Ｔを出射する透過光源１１１と、透過用照明光Ｔの進行方向に配置された一対のコレクタ１１２，１１３と、これらコレクタ１１２，１１３間に配置され透過用照明光Ｔの照明エリアを照明視野の半分に制約するた第１の視野絞り１１４と、透過用照明光Ｔの向きをマスクＭ側に変換するミラー１１５と、透過用照明光をマスクＭ上に投影するコンデンサ１１６とを備えている。
【００３９】
反射光学系１２０は、反射用照明光Ｈを出射する反射光源１２１と、反射用照明光Ｈの進行方向に配置された一対のコレクタ１２２，１２３と、これらコレクタ１２２，１２３間に配置され反射用照明光Ｈの照明エリアを照明視野の半分に制約するた第２の視野絞り１２４とを備えている。、
結像光学系１３０は、反射用照明光ＨをマスクＭに投影するコンデンサ機能を有するとともに、マスクＭの光学像を拡大する対物レンズ１３１と、マスクＭからの光学像をセンサ部１４０側へ透過させるとともに、反射光学系１２０からの反射用照明光ＨをマスクＭ側に変換するハーフミラー１３２と、後述する透過用センサ１４２及び反射用センサ１４３にマスクＭの拡大像を結像する結像レンズ１３３とを備えている。
【００４０】
センサ部１４０は、支持部１４１と、この支持部１４１上に配置された透過用センサ１４２及び反射用センサ１４３とを備えている。なお、透過用センサ１４２及び反射用センサ１４３は、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサを用いている。なお、センサとしては、エリアセンサの他、ラインセンサ、エリアセンサ等を用いてもよい。
【００４１】
透過用センサ１４２及び反射用センサ１４３は、センサは２個のセンサを隣接して配置されており（図６参照）、その間隔は可能な限り少なくなるように設定されている。透過用センサ１４２及び反射用センサ１４３は、それぞれ別個にセンサデバイスを製作したものを支持部１４１上に機械的に位置決めする場合や、またセンサデバイスを製作する際に、ウェハ上に隣接してセンサを製作し、２個合わせてダイシングしてマウントする場合等がある。
【００４２】
演算回路１５０は、図７に示すように、透過用センサ１４２を駆動するとともに、画像信号をＡＤ変換してデジタルの画像データに変換するドライブ＆ＡＤ変換回路１５１及び反射用センサ１４３を駆動するとともに、画像信号をＡＤ変換してデジタルの画像データに変換するドライブ＆ＡＤ変換回路１５４に接続されている。
【００４３】
演算回路１５０は、ドライブ＆ＡＤ変換回路１５１からのゲイン・オフセット等の出力特性を補正する出力特性補正回路１５２と、透過用センサ１４２から得られる画像データを反射用センサ１４３から得られる画像データの発生タイミングに合わせる遅延回路１５３と、ドライブ＆ＡＤ変換回路１５４からのゲイン・オフセット等の出力特性を補正する出力特性補正回路１５５とを備えている。
【００４４】
このように構成されたマスク検査装置１００の動作について説明する。検査対象となるマスクＭを所定の位置にセットし後、透過光源１１１及び反射光源１２１からそれぞれ透過用照明光Ｔ及び反射用照明光Ｈが出射される。透過用照明光Ｔは、透過光学系１１０を介してマスクＭに照射され、透過像が形成される。このとき、第１視野絞り１１４によって照明視野が半分に制約されている。
【００４５】
ここで、照明視野が半分に制約される理由について説明する。図２の（ａ），（ｂ）は、第１の視野絞り１１４により照明光路を遮光して照明視野を半分にする原理を示す説明図である。図２の（ａ）は、第１の視野絞り１１４がない場合の照明光路を示す図である。この照明方法はケラー照明と呼ばれ、コレクタ１１２，１１３で集光された透過光源１１１からの光を、コンデンサ１１６によりマスクＭに投影することができる。ケラー照明法は、異なる位置にある透過光源１１１上の発光点の光を、マスクＭ上の同じ領域に照明することができ、視野絞りの位置、つまり照明の投影面と共役な位置に絞りを置くことで、マスクＭ表面での照明視野を制約することができる。
【００４６】
図２の（ｂ）は、照明の視野絞りの位置に光路の半分を遮光する第１視野絞り１１４を配置した場合の照明光路を示す図である。つまり、視野絞りの位置で照明光路を半分に遮光することで、マスクＭ上の照明視野を半分にできる。
【００４７】
一方、反射光学系１２０においても反射用照明光ＨがマスクＭに照射され反射像が形成されるが、同様にして照明視野が半分に制約されている。
【００４８】
図３は、結像光学系１３０における結像光路を示す説明図である。マスクＭの光学像（透過像及び反射像）は、対物レンズ１３１及び結像レンズ１３３により拡大されて透過用センサ１４２及び反射用センサ１４３に投影される。この際、マスクＭの図３における上側の像、下側の像が、それぞれ反射用センサ１４３、透過用センサ１４２に投影される。つまり、図３でマスクＭの上側を反射用照明光、マスクＭの下側を透過用照明光で照明した場合、反射用センサ１４３にはマスクの反射像が、透過用センサ１４２にはマスクＭの透過像が入射することとなる。
【００４９】
図４の（ａ），（ｂ）は、透過と反射の投影エリアとセンサの位置関係を説明する図である。図４の（ａ）は、マスクＭ、結像光学系１３０及びセンサ部１４０の配置を横から見た図であり、図３の（ｂ）を９０度回転させた図に相当する。図４の（ｂ）はセンサ配置をセンサ部１４０の背面側から見た図である。
【００５０】
図３で説明した通り、マスク面上の照明視野の左半分が反射光で照明され、照明視野の右半分は透過光で照明される場合、左側にある透過用センサにはマスクの透過拡大像が、右側にある反射用センサにはマスクの反射拡大像が投影される。
【００５１】
図４の（ｂ）で示すように、透過像の結像エリアには、透過用センサ１４２が、反射像の結像エリアには、反射用センサ１４３が設置されている。なお、実際に透過・反射の照明エリアを半分にし、それらに対応する結像エリアに透過・反射のセンサを設置するには、機械的な位置精度と共に、視野絞りの設置角度、またセンサの設置角度を正確に合わせる必要がある。
【００５２】
図５は、検査でのマスクの移動方向をセンサの配置関係を示した図である。透過用センサ１４２と反射用センサ１４３は、マスクＭの移動方向Ｅに対して並行になるように設置されている。
【００５３】
図６の（ａ）は、マスクＭ上のパターン「Ａ」が透過用センサ１４２のエリアにある場合を示しており、図６の（ｂ）は、パターン「Ａ」が反射用センサ１４３のエリアにある場合を示している。透過用センサ１４２及び反射用センサ１４３はエリアセンサである場合は、マスクＭと透過用センサ１４２及び反射用センサ１４３との位置関係が、図６の（ａ），（ｂ）に示すような相対位置関係にある場合、マスクＭ上の同じ場所の像、すなわち、パターン「Ａ」の透過像と反射像を得ることができる。なお、透過用センサ１４２及び反射用センサ１４３が、リニアセンサ、またＴＤＩセンサである場合は、マスクＭの移動方向に沿って透過用センサ１４２及び反射用センサ１４３の出力画像が連続的に得られるため、透過用センサ１４２及び反射用センサ１４３の相対位置に対する時間遅れだけで、マスクＭ上の同じ場所のセンサ画像に対応する出力信号が得られることとなる。
【００５４】
上述したようにして得られた出力信号は、図７に示すようにドライブ＆ＡＤ変換回路１５１、１５４において画像データに変換される。すなわち、反射用センサ１４３からの出力信号はＡＤ変換されデジタルの画像データに変換された後、演算回路１５０で出力特性が補正されて、欠陥検出回路１６０に入力される。
【００５５】
一方、透過用センサ１４２からの出力信号はＡＤ変換されデジタルの画像データに変換された後、出力特性が補正され、さらに反射用センサ１４３から得られる画像データの発生タイミングに合わせるために遅延が行われて欠陥検出回路１６０に入力される。上述したように透過用センサ１４２と反射用センサ１４３とが隣接して並行に設置されているため、透過用センサ１４２と反射用センサ１４３間の画像データの発生タイミングのずれが容易に合わせられる。
【００５６】
図８の（ａ），（ｂ）は、欠陥検出回路１６０の入力段における透過用センサ１４２及び反射用センサ１４３からの出力信号に対応する画像データを示す説明図である。透過用センサ１４２からの出力信号に対応する画像データと反射用センサ１４３からの出力信号に対応する画像データとでは、パターンの出力濃度、すなわち画像データ上の明るさが白黒反転することになる。また、反射用センサ１４３では、透過用センサ１４２では検知可能な出力強度が得られないマスクＭ上の微小のピンホール欠陥であっても検知可能な出力強度が得られる。このようにして透過像及び反射像を比較することによりより正確な欠陥検出が可能となる。
【００５７】
上述したように本第１の実施の形態に係るマスク検査装置１００によれば、共通の結像光学系１３０を用いて、マスクＭの透過像と反射像を得るようにしているので、透過像と反射像を同時に使ってのマスク検査を行うことができるとともに、透過像と反射像の間の光学像の歪や、位置・倍率のずれが生じなくなり、透過像と反射像を同時に使っての検査が可能となる。
【００５８】
また、マスクＭにパターンを形成した後、マスクＭを検査して欠陥を検出し、パターンの欠陥を修正するようなマスク製造方法におけるマスク検査工程に上述したマスク検査装置１００組み込むことで、高品質のマスクを製造することが可能となる。
【００５９】
図９は本発明の第２の実施の形態に係るマスク検査装置２００の構成を示す説明図である。なお、図９において図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。マスク検査装置２００は、照明光源としてレーザ光源を用いている。
【００６０】
マスク検査装置２００では、上述した透過光源１１１及び反射光源１２１の代わりに、レーザ光源２０１と、ビームエキスパンダ２０２と、スペックル低減機構２０３とを備えている。また、反射光学系１２０の代わりに反射光学系２１０を備えている。
【００６１】
反射光学系２１０は、透過光と反射光との２つの光路に分割するハーフミラー２１１と、第２の視野絞り２１２と、一対のコレクタ２１３，２１４と、ミラー２１５とを備えている。なお、コレクタ２１４を通過した反射用照明光Ｈは、ハーフミラー１３２により、マスクＭ側へ偏向する。
【００６２】
このように構成されたマスク検査装置２００では、スペックル低減機構２０３から出射した照明光は、ハーフミラー２１１で透過用照明光Ｔと反射用照明光Ｈの２つの光路に分割される。透過用照明光Ｔは前述したようにマスクＭを照射され透過像が形成される。一方、反射用照明光Ｈは第２の視野絞り２１２により照明視野を半分に制約された後、マスクＭに照射され反射像が形成される。
【００６３】
が、同様にして照明視野が半分に制約されている。
【００６４】
そして、上述したマスク検査装置２００と同様にして透過像と反射像が結像光学系１３０を介してセンサ部１４０に入力される。さらに演算回路１５０及び欠陥検出回路１６０により欠陥が検出される。
【００６５】
上述したように本第２の実施の形態に係るマスク検査装置２００によれば、前述したマスク検査装置１００と同様の効果が得られるとともに、単一の光源で検査を行うことが可能となる。
【００６６】
なお、前記実施の形態においては、マスク検査装置に適用しているが、透過光と反射光を用いて検査を行うことができる被検査物であれば適用でき、例えば液晶フィルタや光学フィルタ等の検査装置としても適用できる。
【００６７】
なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、被検査物の透過像と反射像を結像して撮像して検査する際に、透過像と反射像の間で光学像の歪や位置・倍率のずれが発生するのを防止することで高精度の検査を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るマスク検査装置の構成を示す説明図。
【図２】第１の視野絞りにより照明光路を遮光して照明視野を半分にする原理を示す説明図。
【図３】結像光学系における結像光路を示す説明図。
【図４】透過像及び反射像の投影エリアと透過用センサ及び反射用センサとの位置関係を示す説明図。
【図５】マスクの移動方向と透過用センサ及び反射用センサとの配置関係を示す説明図。
【図６】マスク上のパターンと透過用センサ及び反射用センサとの位置関係を示す説明図。
【図７】マスク検査装置に組み込まれた演算回路を示すブロック図。
【図８】欠陥検出回路の入力段における透過用センサ及び反射用センサからの出力信号に対応する画像データを示す説明図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るマスク検査装置の構成を示す説明図。
【図１０】従来のマスク検査装置の構成を示す図。
【図１１】従来のマスク検査装置の構成を示す図。
【図１２】従来のマスク検査装置の構成を示す図。
【図１３】従来のマスク検査装置の構成を示す図。
【符号の説明】
１００…マスク検査装置、１１０…透過光学系、１２０…反射光学系、１３０…結像光学系、１４０…センサ部、１５０…演算回路、１６０…欠陥検出回路。
【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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【図１２】
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【図１３】
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