(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）光を含む照明光を発生させる光源と、  
露光時に所定の入射角で照射されるＥＵＶ光を反射する多層反射膜が形成されたＥＵＶマスクを、前記光源から取り出された前記照明光により照明する照明光学系と、
前記照明光が前記ＥＵＶマスク上の欠陥に照射されることにより生じる散乱光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系により集光された前記散乱光を検出することにより、前記欠陥の暗視野像を取得する検出器と、を備え、
前記照明光は、前記ＥＵＶマスクの露光波長と異なる波長範囲のＥＵＶ光を含み、
前記照明光の前記ＥＵＶマスクに対する入射角は、前記所定の入射角と異なる、
ＥＵＶマスク検査装置。
【請求項２】
露光時に前記ＥＵＶマスクに入射する前記ＥＵＶ光の入射角は、６°であり、
前記照明光の前記ＥＵＶマスクに対する前記入射角は、１５．２°以上３９．３°以下であることを特徴とする、
請求項１に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項３】
前記ＥＵＶマスクの露光波長は１３．５ｎｍであり、
前記照明光は、１０．５ｎｍ以上１３．１ｎｍ以下の波長範囲のＥＵＶ光を含むことを特徴とする、
請求項１又は２に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項４】
前記光源は、キセノンを含むガスの放電により、前記ＥＵＶ光を発生させることを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項５】
前記照明光学系は、前記集光光学系と前記ＥＵＶマスクとの間に挿入された第１の反射鏡を備え、
前記第１の反射鏡は、前記光源からの前記照明光を、前記ＥＵＶマスクへ向けて反射することを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項６】
前記第１の反射鏡は凹面鏡であり、前記光源からの前記照明光を、前記ＥＵＶマスク上に集光することを特徴とする、
請求項５に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項７】
前記照明光学系は、背面から入射する前記光源からの前記照明光を通過させる照明光通過孔が中央部に設けられた第２の反射鏡と、
前記照明光通過孔を通過した前記照明光を、前記第２の反射鏡の鏡面側へ向けて反射する第３の反射鏡と、を更に備え、
前記第２の反射鏡は、前記第１の反射鏡へ向けて前記第３の反射鏡からの前記照明光を反射し、
前記第１の反射鏡は、前記散乱光を前記集光光学系へ通過させる散乱光通過孔が設けられていることを特徴とする、
請求項５又は６に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項８】
前記第２の反射鏡は凹面鏡であることを特徴とする、
請求項７に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項９】
前記照明光学系は、前記光源からの前記照明光を前記第１の反射鏡へ向けて反射する第１の凹面鏡を更に備え、
前記第１の反射鏡は、前記照明光の一部を前記ＥＵＶマスクへ向けて反射し、かつ前記散乱光の一部を透過させ、
前記照明光は、前記第１の凹面鏡により、前記ＥＵＶマスク上に所定の集光角で集光され、
前記所定の集光角は、前記ＥＵＶマスクに到達した前記照明光の光パワーの５０％以上にあたる部分が、２０°以上の入射角で入射する角度であることを特徴とする、
請求項５に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項１０】
前記第１の反射鏡は、平板状の偏光分離膜により構成されることを特徴とする、
請求項９に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項１１】
前記集光光学系は、シュバルツシルト光学系であることを特徴とする、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項１２】
前記集光光学系は、
前記散乱光を反射する第２の凹面鏡と、
前記第２の凹面鏡により反射された前記散乱光を前記検出器へ向けて反射する凸面鏡と、を備えることを特徴とする、
請求項１１に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項１３】
ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）光を含む照明光を光源から発生させ、
露光時に所定の入射角で照射されるＥＵＶ光を反射する多層反射膜が形成されたＥＵＶマスクを、前記照明光により照明し、
前記照明光が前記ＥＵＶマスク上の欠陥に照射されることにより生じる散乱光を集光し、
集光した前記散乱光を検出することにより、前記欠陥の暗視野像を取得し、
前記照明光は、前記ＥＵＶマスクの露光波長と異なる波長範囲のＥＵＶ光を含み、
前記照明光の前記ＥＵＶマスクに対する入射角は、前記所定の入射角とは異なる、
ＥＵＶマスク検査方法。
【請求項１４】
露光時に前記ＥＵＶマスクに入射する前記ＥＵＶ光の入射角は、６°であり、
前記照明光の前記ＥＵＶマスクに対する前記入射角は、１５．２°以上３９．３°以下であることを特徴とする、
請求項１３に記載のＥＵＶマスク検査方法。
【請求項１５】
前記ＥＵＶマスクの露光波長は１３．５ｎｍであり、
前記照明光は、１０．５ｎｍ以上１３．１ｎｍ以下の波長範囲のＥＵＶ光を含むことを特徴とする、
請求項１３又は１４に記載のＥＵＶマスク検査方法。
【請求項１６】
キセノンを含むガスの放電により、前記照明光を発生させることを特徴とする、
請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載のＥＵＶマスク検査方法。
【請求項１７】
前記照明光は、第１の反射鏡により前記ＥＵＶマスクへ向けて反射されることを特徴とする、
請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載のＥＵＶマスク検査方法。
【請求項１８】
前記第１の反射鏡は凹面鏡であり、前記光源からの前記照明光を、前記ＥＵＶマスク上に集光することを特徴とする、
請求項１７に記載のＥＵＶマスク検査方法。
【請求項１９】
前記光源からの前記照明光は、第２の反射鏡の中央部に設けられた照明光通過孔を背面側から通過し、
前記照明光通過孔を通過した前記照明光は、第３の反射鏡により前記第２の反射鏡の鏡面側へ向けて反射され、
前記散乱光は、前記第１の反射鏡に設けられた散乱光通過孔を通過した後に集光されることを特徴とする、
請求項１７又は１８に記載のＥＵＶマスク検査方法。
【請求項２０】
前記第２の反射鏡は凹面鏡であることを特徴とする、
請求項１９に記載のＥＵＶマスク検査方法。
【請求項２１】
前記光源からの前記照明光は、第１の凹面鏡により、前記第１の反射鏡へ向けて反射され、
前記第１の反射鏡は、前記照明光の一部を前記ＥＵＶマスクへ向けて反射し、かつ前記散乱光の一部を透過させ、
前記照明光は、前記第１の凹面鏡により、前記ＥＵＶマスク上に集光されることを特徴とする、
請求項１７に記載のＥＵＶマスク検査方法。
【請求項２２】
前記第１の反射鏡は、平板状の偏光分離膜により構成されることを特徴とする、
請求項２１に記載のＥＵＶマスク検査方法。
【請求項２３】
前記散乱光は、シュバルツシルト光学系により集光されることを特徴とする、
請求項１３乃至２２のいずれか一項に記載のＥＵＶマスク検査方法。
【請求項２４】
前記シュバルツシルト光学系は、
前記散乱光を反射する第２の凹面鏡と、
前記第２の凹面鏡により反射された前記散乱光を前記検出器へ向けて反射する凸面鏡と、を備えることを特徴とする、
請求項２３に記載のＥＵＶマスク検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＵＶマスク検査装置に関し、特に高い検出感度を有するＥＵＶマスク検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の微細化を担うリソグラフィ技術に関しては、現在、露光波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを露光光源として用いるＡｒＦリソグラフィが量産適用されている。また、露光装置の対物レンズとウエハとの間を水で満たすことにより解像度を高める液浸技術（ＡｒＦ液浸リソグラフィ）も量産に利用され始めている。さらに一層の微細化を実現するために、露光波長１３．５ｎｍのＥＵＶＬ（Extreme Ultra Violet Lithography）の実用化に向けて、様々な技術開発が行われている。
【０００３】
図７は、一般的なＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）マスクの構造を示す断面図である。ＥＵＶマスク７００は、図７に示すように、低熱膨張性ガラスからなる基板７０１の上に、ＥＵＶ光の反射ミラーである多層膜７０２が形成される。多層膜７０２は、通常、モリブデンとシリコンとを交互に数十層積み重ねた構造を有している。この構造により、多層膜７０２に垂直に入射する波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光の約６５％を反射することができる。多層膜７０２の上には、ＥＵＶ光を吸収する吸収体７０３が形成される。基板７０１、多層膜７０２及び吸収体７０３により、マスクブランクスが構成される。ただし、吸収体７０３と多層膜７０２との間には、保護膜（バッファレイヤー又はキャッピングレイヤーと呼ばれる膜）７０４が形成される。実際に露光に用いられるＥＵＶマスクを作製するには、マスクブランクス上にレジストパターンを形成する。そして、レジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことで、パターン付きＥＵＶマスクが完成する。
【０００４】
以下では、特に区別する必要が無い場合は、ＥＵＶマスクは、基板、マスクブランクス及びパターン付きＥＵＶマスクを含むものとする。
【０００５】
ＥＵＶマスクにおいて、特に基板やマスクブランクスにおいて許容できない欠陥の最小の大きさ及び深さは、従来のＡｒＦマスクの場合に比べると極めて小さくなっている。そのため、許容できない欠陥を検出することが難しくなってきている。これに対し、検査光源にＥＵＶ光、すなわち露光光と同じ波長である波長１３．５ｎｍの照明光によって検査することで、波長の１／１０程度の微小な凹凸欠陥も検出できるとされている。このような露光光と同じ波長で検査を行う手法は、アクティニック（Actinic）検査と呼ばれる。微小な欠陥を検出するため、アクティニック検査は、特にＥＵＶマスクでは不可欠になっている。なお、ＥＵＶマスクのマスクブランクスを対象としたアクティニック検査装置に関しては、例えば、非特許文献１において示されている。
【０００６】
ＥＵＶマスクのアクティニック検査に用いられるＥＵＶ光源のパワーは、ＥＵＶ露光装置用のＥＵＶ光源に要求される平均パワー１００〜３００ＷのＥＵＶ光源に比べ、２〜３桁低い値で十分である。そのため、キセノンガスを用いた、構造的に簡単な放電プラズマ（以下ＤＰＰ: Discharge Produced Plasma）方式の光源が、ＥＵＶマスクのアクティニック検査用光源として用いられることが多い。以下では、キセノンガスを用いたＤＰＰ光源を、キセノンベースのＤＰＰ光源と称する。
【０００７】
なお、キセノンガス中に小さなプラズマを生成することで発光する光源はマイクロプラズマと呼ばれるが、マイクロプラズマは広い意味でＤＰＰの一種である。そのため、以下では、キセノンベースのＤＰＰは、マイクロプラズマを含むものとする。
【０００８】
なお、大出力が要求される露光機用のＥＵＶ光源では、錫（Ｓｎ）をプラズマ化する光源が用いられている。この光源は、キセノンの場合に比べて、１３．５ｎｍでの発光効率が高いことが知られている。ところが、Ｓｎは常温で固体であるため、プラズマ化するためには、Ｓｎを液化する等の工夫が必要となり、光源の構造が複雑になってしまう。従って、必要パワーが小さいＥＵＶマスク検査用の光源としては、簡単な構造でプラズマ化できるキセノンベースのＤＰＰ光源が広く用いられている。
【０００９】
次に、ＥＵＶマスク検査装置の基本的な構成を説明する。ＥＵＶマスクは、従来のフォトマスクとは異なり、露光光である波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を反射させて用いる。そのため、ＥＵＶマスクの検査でも、検査光源からの照明光をＥＵＶマスクに照射し、その反射光を検査に用いる。ただし、照明の手法としては、前述したマスクブランクス検査装置に適用される暗視野照明と、パターン検査に適用される明視野照明の２通りがある。
【００１０】
ブランクス検査装置で暗視野照明を用いる場合は、ＥＵＶマスクの欠陥で散乱される反射光を受光器で捕らえることにより、欠陥を検出する。従って、欠陥を高感度に検出するには、ＥＵＶマスクは、照明光に対して高い反射率を有する必要が有る。一方、明視野照明のパターン検査装置でも、ＥＵＶマスクからの反射光を受光器で捕らえて検査する。そのため、高感度又は高速な検査を実現するには、反射光が強い方が有利である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Tsuneo Terasawa, et.al., "EUVL Mask Inspection and Metrology Capability", The 2009 Lithography Workshop, June 30, 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
発明者は、従来のキセノンベースのＤＰＰ光源を用いたマスクブランクス装置においては、以下の問題が有ることを見出した。例えば、マスクブランクス検査装置においてブランク１枚を２時間で検査する場合、ＥＵＶ光源から検査光学系へ向けて取り出されるＥＵＶ光のパワーは、５０〜１００ｍＷである。しかしながら、実際にブランク表面に照射されるＥＵＶ光のパワーは、０．５〜１ｍＷに過ぎない。つまり、マスクブランクス検査装置においては、ＥＵＶ光の利用効率が極めて低いことが問題である。
【００１３】
つまり、キセノンベースのＤＰＰ光源を用いた従来のＥＵＶマスク検査装置では、マスク上での照明光のパワーが低いので、高感度な欠陥検出を行うことができない。また、これにより、検査時間を現状より短縮化することも困難である。
【００１４】
上術の問題を解決するには、照明光のパワーを高める、すなわちＥＵＶ光源自体の発光パワーを高める必要がある。そのためには、ＥＵＶ光源の放電電圧を上げる、又は、パルス動作の繰り返し数を高める必要がある。その結果、ＥＵＶ光源の電極等の寿命が短くなってしまうという問題が生じてしまう。
【００１５】
本発明は上記の問題に鑑みて為されたものであり、本発明の目的は、ＥＵＶ光源を用いた、高感度な検査を行うことができるＥＵＶ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】
【００１６】
本発明の第１の態様であるＥＵＶマスク検査装置は、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）光を含む照明光を発生させる光源と、前記光源から取り出された前記照明光によりＥＵＶマスクを照明する照明光学系と、前記照明光が前記ＥＵＶマスク上の欠陥に照射されることにより生じる散乱光を集光する集光光学系と、前記集光光学系により集光された前記散乱光を検出することにより、前記欠陥の暗視野像を取得する検出器と、を備え、前記照明光は、１０．５ｎｍ以上１３．１ｎｍ以下の波長範囲のＥＵＶ光を含み、前記照明光の前記ＥＵＶマスクに対する入射角は、１５．２°以上３９．３°以下であるものである。これにより、路光波長よりも発光強度が大きい、露光波長よりも短波長のＥＵＶ光を照明光として利用することができる。
【００１７】
本発明の第２の態様であるＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記光源は、キセノンを含むガスの放電により、前記ＥＵＶ光を発生させることを特徴とするものである。これにより、露光波長よりも発光強度が大きい、露光波長よりも短波長のＥＵＶ光を照明光に含ませることができる。
【００１８】
本発明の第３の態様であるＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記照明光学系は、前記集光光学系と前記ＥＵＶマスクとの間に挿入された第１の反射鏡を備え、前記第１の反射鏡は、前記光源からの前記照明光を、前記ＥＵＶマスクへ向けて反射することを特徴とするものである。これにより、照明光によってＥＵＶマスクを照明するこができる。
【００１９】
本発明の第４の態様であるＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記第１の反射鏡は凹面鏡であり、前記光源からの前記照明光を、前記ＥＵＶマスク上に集光することを特徴とするものである。これにより、照明光によって、ＥＵＶマスク上の微小領域を照明することができる。
【００２０】
本発明の第５の態様であるＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記照明光学系は、背面から入射する前記光源からの前記照明光を通過させる照明光通過孔が中央部に設けられた第２の反射鏡と、前記照明光通過孔を通過した前記照明光を、前記第２の反射鏡の鏡面側へ向けて反射する第３の反射鏡と、を更に備え、前記第２の反射鏡は、前記第１の反射鏡へ向けて前記第３の反射鏡からの前記照明光を反射し、前記第１の反射鏡は、前記散乱光を前記集光光学系へ通過させる散乱光通過孔が設けられていることを特徴とするものである。これにより、照明光によって、ＥＵＶマスクを全周方向から照明することができる。
【００２１】
本発明の第６の態様であるＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記第２の反射鏡は凹面鏡であることを特徴とするものである。これにより、照明光によって、ＥＵＶマスク上の微小領域を照明することができる。
【００２２】
本発明の第７の態様であるＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記照明光学系は、前記光源からの前記照明光を前記第１の反射鏡へ向けて反射する第１の凹面鏡を更に備え、前記第１の反射鏡は、前記照明光の一部を前記ＥＵＶマスクへ向けて反射し、かつ前記散乱光の一部を透過させ、前記照明光は、前記第１の凹面鏡により、前記ＥＵＶマスク上に集光されることを特徴とするものである。これにより、照明光によってＥＵＶマスクを照明するとともに、散乱光を集光光学系に導くことができる。
【００２３】
本発明の第８の態様であるＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記第１の反射鏡は、平板状の偏光分離膜により構成されることを特徴とするものである。これにより、照明光及び散乱光の偏光方向を利用して、照明光によってＥＵＶマスクを照明するとともに、散乱光を集光光学系に導くことができる。
【００２４】
本発明の第９の態様であるＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記集光光学系は、シュバルツシルト光学系であることを特徴とするものである。これにより、散乱光を検出器に導くことができる。
【００２５】
本発明の第１０の態様であるＥＵＶマスク検査装置は、上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記集光光学系は、前記散乱光を反射する第２の凹面鏡と、前記第２の凹面鏡により反射された前記散乱光を前記検出器へ向けて反射する凸面鏡と、を備えることを特徴とするものである。これにより、散乱光を検出器に導くことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ＥＵＶ光源を用いた、高感度な検査を行うことができるＥＵＶ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】
【００２７】
【図１】実施の形態１にかかるＥＵＶマスク検査装置１００の断面構造を示す構成図である。
【図２】キセノンの放電プラズマからの発光スペクトルを示すグラフである。
【図３】多層膜鏡の反射率の波長特性を示すグラフである。
【図４】多層膜鏡の反射率カーブとＥＵＶ光の入射角との関係を示すグラフである。
【図５】実施の形態２にかかるＥＵＶマスク検査装置２００の断面構造を示す構成図である。
【図６】実施の形態３にかかるＥＵＶマスク検査装置３００の断面構造を示す構成図である。
【図７】一般的なＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）マスクの構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００２９】
実施の形態１
本発明の実施の形態１にかかるＥＵＶマスク検査装置について説明する。実施の形態１にかかるＥＵＶマスク検査装置は、ＥＵＶマスクを検査するための装置であり、暗視野照明によりＥＵＶマスクブランクスの欠陥を検出する。図１は、実施の形態１にかかるＥＵＶマスク検査装置１００の断面構造を示す構成図である。図１に示すように、ＥＵＶマスク検査装置１００は、ＥＵＶ光源１０１、多層膜凹面鏡１０２、ＸＹステージ１０５、球面多層膜鏡１０６及び１０７、ＴＤＩカメラ１０９により構成される。ＥＵＶマスク検査装置１００では、多層膜凹面鏡１０２は、照明光学系を構成する。球面多層膜鏡１０６及び１０７は、集光光学系であるシュバルツシルト光学系１０８を構成する。球面多層膜鏡１０６は、凸面鏡である。球面多層膜鏡１０７は、凹面鏡である。
【００３０】
なお、球面多層膜鏡１０７の中央部には、散乱光Ｓ１及びＳ２を通過させるための散乱光通過孔が設けられている。図１は、ＥＵＶマスク検査装置１００の断面構造を示しているため、球面多層膜鏡１０７を、散乱光通過孔により分離された形態で表示している。
【００３１】
ＥＵＶ光源１０１は、照明光であるＥＵＶ光ＥＵＶ１１を発生させる。ＥＵＶ光源１０１は、例えば、ＮＡＮＯ−ＵＶ社（フランス）のＨＹＤＲＡ４−ＡＢＩＴＭなどの光源を用いることが可能である。ＥＵＶ光ＥＵＶ１１は、検査光学系内に入り、多層膜凹面鏡１０２により斜め下方、すなわち、ＸＹステージ１０５上に保持されたＥＵＶマスクブランクス１１０へ向けて反射される。反射されたＥＵＶ光ＥＵＶ１２は、多層膜凹面鏡１０２により集光され、ＥＵＶマスクブランクス１１０上の直径１ｍｍ弱の微小領域を照明する。
【００３２】
この微小領域内に欠陥が存在する場合、欠陥によってＥＵＶ光ＥＵＶ１２が散乱される。散乱されたＥＵＶ光である散乱光Ｓ１又はＳ２は、シュバルツシルト光学系１０８を構成する球面多層膜鏡１０６及び１０７で反射され、検出器であるＴＤＩカメラ１０９に到達する。これにより、ＴＤＩカメラ１０９は、マスクブランクス１１０の暗視野像を取得することができる。これにより、マスクブランクス１１０上の欠陥を検出することができる。
【００３３】
照明光であるＥＵＶ光ＥＵＶ１２は、ＥＵＶマスクブランクス１１０に対して一定の入射角θで入射する。本実施の形態においては、入射角は約２７度である。ただし、ＥＵＶ光ＥＵＶ１２は平行ビームではなく、多層膜凹面鏡１０２によって絞られながら進むビーム形状をしている。そのため、入射角は広がりを有する。この場合、入射角の広がりは、１７度から３７度までの範囲となる。
【００３４】
本実施の形態におけるＥＵＶ光源１０１は、キセノンベースのＤＰＰ光源である。図２は、キセノンの放電プラズマからの発光スペクトルを示すグラフである。図２に示すように、キセノンベースのＤＰＰ光源は、ＥＵＶリソグラフィの露光波長である１３．５ｎｍ付近よりも、波長１０.５〜１３．１ｎｍ付近でより強く発光する。
【００３５】
ところが、ＥＵＶマスク（ＥＵＶマスクブランクス）上に形成される多層膜鏡の反射率カーブから判るように、多層膜鏡は、波長１０．５〜１３．１ｎｍ付近のＥＵＶ光をほとんど反射することができない。図３は、多層膜鏡の反射率の波長特性を示すグラフである。図２及び３に示すように、多層膜鏡は、波長１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ光を反射するが、波長１０．５〜１３．１ｎｍのＥＵＶ光をほとんど反射することができない。そのため、従来のキセノンベースのＤＰＰ光源を用いたＥＵＶマスク検査装置では、波長１０．５〜１３．１ｎｍのＥＵＶ光を、照明光として利用することができない。
【００３６】
一方、ＥＵＶマスク検査装置１００では、ＥＵＶ光ＥＵＶ１２は、ＥＵＶマスクブランクス１１０に対して斜めに入射する。つまり、ＥＵＶ光ＥＵＶ１２は、多層膜からなる反射膜が施されたＥＵＶマスクブランクス１１０に対して、ある入射角で入射する。これにより、反射率が高くなる波長は、ＥＵＶマスクの設計波長である１３．５ｎｍよりも短い波長にシフトする。
【００３７】
入射角をθ、垂直入射の際の設計波長λ０とすると、強く反射する波長λは、λ０×ｃｏｓ（θ）だけ短波長側にシフトする。そのため、露光波長である波長１３．５ｎｍの照明光がＥＵＶマスクブランクス１１０に対して斜めに入射する場合、その反射率は低下してしまう。
【００３８】
図４は、多層膜鏡の反射率カーブとＥＵＶ光の入射角との関係を示すグラフである。入射角が３０°の場合は、反射率カーブの中心波長は、約１２．０ｎｍとなる。入射角が４０°の場合は、反射率カーブの中心波長は、約１０．５ｎｍとなる。本実施の形態のように入射角が約２７度である場合は、図４に示すように、波長１１〜１３ｎｍ付近のＥＵＶ光を反射することができるようになる。つまり、ＥＵＶマスクブランクス１１０におけるＥＵＶ光ＥＵＶ１２の反射光のパワーを増大させることが可能となる。
【００３９】
また、入射角が６°の波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に対して高い反射率を有するＥＵＶミラーについて検討する。このミラーは、波長１０．５ｎｍの光を、入射角約３９．３度のときに最も強く反射する。また、このミラーは、波長１３．１ｎｍの光を、入射角約１５．２度のときに最も強く反射する。
【００４０】
従って、入射角が１５．２°〜３９．３°の場合には、反射率カーブの中心波長は１３．１ｎｍ〜１０．５ｎｍとなる。この波長範囲は、図２に示すように、キセノンの発光スペクトルにおける発光強度が最も強い波長帯に相当する。よって、波長１０．５ｎｍ〜１３．１ｎｍの範囲のＥＵＶ光を照射することにより、大量のＥＵＶ光を反射させることができるようになる。
【００４１】
よって、ＥＵＶマスク検査装置１００では、キセノンを含むガスの放電により発光する少なくとも波長１０．５ｎｍ〜１３．１ｎｍの光を照明光として利用することができる。この波長範囲のＥＵＶ光を、ＥＵＶマスクブランクス１１０（ＥＵＶマスク）に対して、１５．２°〜３９．３°までの入射角で照射することが好適である。
【００４２】
なお、本実施例の形態にかかるＥＵＶマスク検査装置１００は暗視野照明を用いるが、暗視野照明による散乱光の強度は反射率に比例する。従って、本構成によれば、ＥＵＶ光ＥＵＶ１２の反射率を増大させることにより、散乱光Ｓ１、Ｓ２のパワーを増大させることができる。これにより、ＥＵＶマスク検査装置の欠陥検出感度を高めることができる。また、感度向上により、よりコンパクトなＥＵＶ光源を用いることができる。さらに、検査速度を向上させることも可能である。
【００４３】
実施の形態２  
次に、本発明の実施の形態２にかかるＥＵＶマスク検査装置について説明する。実施の形態２にかかるＥＵＶマスク検査装置は、実施の形態１と同様に、ＥＵＶマスクを検査するための装置である。図５は、実施の形態２にかかるＥＵＶマスク検査装置２００の断面構造を示す構成図である。図５に示すように、ＥＵＶマスク検査装置２００は、実施の形態１にかかるＥＵＶマスク検査装置１００と比べて、ＥＵＶ光源１０１からＥＵＶマスクブランクス１１０へＥＵＶ光を導く方法が異なる。
【００４４】
ＥＵＶマスク検査装置２００では、キセノンベースのＤＰＰ光源であるＥＵＶ光源１０１からＥＵＶマスクブランクス１１０へＥＵＶ光を導く光路に、円錐型多層膜鏡２０２、通過孔付き多層膜凹面鏡２０３、通過孔付き多層膜楕円面鏡２０４が配置されている。ＥＵＶ光源１０１から取り出されるＥＵＶ光ＥＵＶ２１は、円錐型多層膜鏡２０２により広がった角度で、通過孔付き多層膜凹面鏡２０３（多層膜凹面鏡２０３ａ及び２０３ｂ）へ向けて反射される。
【００４５】
図５では、通過孔付き多層膜凹面鏡２０３は、方向Ａから観察した場合、中央部にＥＵＶ光ＥＵＶ２１を通過させるための照明光通過孔が設けられている。図５は、ＥＵＶマスク検査装置２００の断面構造を示しているため、通過孔付き多層膜凹面鏡２０３は、照明光通過孔により分離された多層膜凹面鏡２０３ａ及び２０３ｂとして表示されている。円錐型多層膜鏡２０２により反射されたＥＵＶ光ＥＵＶ２１は、多層膜凹面鏡２０３ａ及び２０３ｂにより、通過孔付き多層膜楕円面鏡２０４（多層膜楕円面鏡２０４ａ及び２０４ｂ）へ向けて反射される。
【００４６】
図５では、通過孔付き多層膜楕円面鏡２０４は、方向Ｂから観察した場合、中央部に散乱光Ｓ１及びＳ２を通過させるための散乱光通過孔が設けられている。よって、通過孔付き多層膜凹面鏡２０３と同様に、通過孔付き多層膜楕円面鏡２０４は、散乱光通過孔により分離された多層膜楕円面鏡２０４ａ及び２０４ｂとして表示されている。多層膜凹面鏡２０３ａにより反射されたＥＵＶ光ＥＵＶ２１は、多層膜楕円面鏡２０４ａにより反射され、ＥＵＶ光ＥＵＶ２２ａとして、ＥＵＶマスクブランクス１１０に照射される。多層膜凹面鏡２０３ｂにより反射されたＥＵＶ光ＥＵＶ２１は、多層膜楕円面鏡２０４ｂにより反射され、ＥＵＶ光ＥＵＶ２２ｂとして、ＥＵＶマスクブランクス１１０に照射される。すなわち、ＥＵＶマスク検査装置２００では、円錐型多層膜鏡２０２、通過孔付き多層膜凹面鏡２０３及び通過孔付き多層膜楕円面鏡２０４は、照明光学系を構成する。
【００４７】
ＥＵＶ光ＥＵＶ２２ａ及びＥＵＶ２２ｂは、ＥＵＶマスクブランクス１１０の微小領域を照明する。このときのＥＵＶ光ＥＵＶ２２ａの入射角は、約マイナス２７度である。ＥＵＶ光ＥＵＶ２２ｂの入射角は、約プラス２７度である。ＥＵＶマスク検査装置２００のその他の構成については、実施の形態１にかかるＥＵＶマスク検査装置１００と同様であるので、説明を省略する。
【００４８】
従って、本構成によれば、実施の形態１と同様に、露光波長（１３．５ｎｍ）よりも短い波長のＥＵＶ光の反射率を増大させることにより、散乱光Ｓ１、Ｓ２のパワーを増大させることができる。これにより、ＥＵＶマスク検査装置の欠陥検出感度を高めることができる。また、感度向上により、よりコンパクトなＥＵＶ光源を用いることができる。さらに、検査速度を向上させることも可能である。
【００４９】
さらに、本構成では、通過孔付きミラー（通過孔付き多層膜凹面鏡２０３及び通過孔付き多層膜楕円面鏡２０４）が用いられる。これにより、ＥＵＶマスク検査装置２００は、実施の形態１にかかるＥＵＶマスク検査装置１００とは異なり、ＥＵＶマスクブランクス１１０の微小領域に対してＥＵＶ光を全周方向から均一に照射することができる。従って、本構成によれば、欠陥の方向性に依存することなく、高感度な検査を行うことができる。
【００５０】
実施の形態３  
次に、本発明の実施の形態３にかかるＥＵＶマスク検査装置について説明する。実施の形態３にかかるＥＵＶマスク検査装置は、実施の形態１と同様に、ＥＵＶマスクを検査するための装置である。図６は、実施の形態３にかかるＥＵＶマスク検査装置３００の断面構造を示す構成図である。図６に示すように、ＥＵＶマスク検査装置３００は、実施の形態１にかかるＥＵＶマスク検査装置１００のＥＵＶ光源１０１をＥＵＶ光源３０１に置き換えたものである。また、ＥＵＶマスク検査装置３００は、実施の形態１にかかるＥＵＶマスク検査装置１００と比べて、ＥＵＶ光源３０１からＥＵＶマスクブランクス１１０へＥＵＶ光を導く方法が異なる。
【００５１】
ＥＵＶマスク検査装置３００では、キセノンベースのＤＰＰ光源であるＥＵＶ光源３０１からＥＵＶマスクブランクス１１０へＥＵＶ光を導く光路に、多層膜凹面鏡３０２及びＥＵＶ用偏光分離膜３０３が配置されている。ＥＵＶ光源３０１から取り出されるＥＵＶ光ＥＵＶ３１は、多層膜凹面鏡３０２により、広がりを有するＥＵＶ光ＥＵＶ３２として、ＥＵＶ用偏光分離膜３０３へ向けて反射される。
【００５２】
ＥＵＶ用偏光分離膜３０３は、ＥＵＶ光ＥＵＶ３２の約３０％を反射し、ＥＵＶ光ＥＵＶ３２の約５０％を透過させる特性を有している。よって、ＥＵＶ光ＥＵＶ３２は、ＥＵＶ用偏光分離膜３０３により、ＥＵＶ光ＥＵＶ３３として、ＥＵＶマスクブランクス１１０へ向けて反射される。ＥＵＶ光ＥＵＶ３３の光軸（ビーム中心）は、ＥＵＶマスクブランクス１１０の主面に対してほぼ垂直である。しかし、図６に示すように、ＥＵＶ光ＥＵＶ３３は、大きな集光角でＥＵＶマスクブランクス１１０に照射される。そのため、ＥＵＶ光ＥＵＶ３３における光の成分の大半は、ＥＵＶマスクブランクス１１０の主面に対して、ある入射角θで照射される。すなわち、光パワーの５０％以上が、２０°以上の入射角で入射している。その結果、ＥＵＶマスク検査装置３００では、実施の形態１及び２と同様に、露光波長（１３．５ｎｍ）以下の波長のＥＵＶ光が強く反射される。
【００５３】
すなわち、ＥＵＶマスク検査装置３００では、多層膜凹面鏡３０２及びＥＵＶ用偏光分離膜３０３は、照明光学系を構成する。ＥＵＶマスク検査装置３００のその他の構成については、実施の形態１にかかるＥＵＶマスク検査装置１００と同様であるので、説明を省略する。
【００５４】
従って、本構成によれば、実施の形態１及び２と同様に、露光波長（１３．５ｎ）よりも短い波長のＥＵＶ光の反射率を増大させることにより、散乱光Ｓ１、Ｓ２のパワーを増大させることができる。これにより、ＥＵＶマスク検査装置の欠陥検出感度を高めることができる。また、感度向上により、よりコンパクトなＥＵＶ光源を用いることができる。さらに、検査速度を向上させることも可能である。
【００５５】
さらに、本構成によれば、実施の形態２と同様に、ＥＵＶマスクブランクス１１０の微小領域に対してＥＵＶ光を全周方向から均一に照射することができる。従って、本構成によれば、欠陥の方向性に依存することなく、高感度な検査を行うことができる。加えて、ＥＵＶマスク検査装置３００は、実施の形態２にかかるＥＵＶマスク検査装置２００に比べて、照明光学系の構成を簡単にすることができる。
【００５６】
その他の実施の形態
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、上述の実施の形態１〜３にかかるＥＵＶマスク検査装置は、ＥＵＶマスクにおける基板（サブストレート）、基板に上に多層膜やレジストが付けられたブランクスなどのパターンの無いＥＵＶマスクの欠陥を検出するものである。しかし、実施の形態はこれに限られるものではない。実施の形態１〜３にかかるＥＵＶマスク検査装置は、例えば、レジストパターン形成されたＥＵＶマスクなどの、パターンが形成されたマスクの欠陥検査にも適用することができる。
【００５７】
実施の形態１〜５にかかる集光光学系及び照明光学系はあくまで例示である。同様の機能を発揮できるならば、適宜他の構成の集光光学系及び照明光学系を用いることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１００、２００、３００  ＥＵＶマスク検査装置
１０１、３０１  ＥＵＶ光源
１０２  多層膜凹面鏡
１０５  ＸＹステージ
１０６、１０７  球面多層膜鏡
１０８  シュバルツシルト光学系
１０９  ＴＤＩカメラ
１１０  マスクブランクス
２０２  円錐型多層膜鏡
２０３  通過孔付き多層膜凹面鏡
２０３ａ、２０３ｂ  多層膜凹面鏡
２０４  通過孔付き多層膜楕円面鏡
２０４ａ、２０４ｂ  多層膜楕円面鏡
３０２  多層膜凹面鏡
３０３  ＥＵＶ用偏光分離膜
７００  ＥＵＶマスク
７０１  基板
７０２  多層膜
７０３  吸収体
７０４  保護膜
ＥＵＶ１１、ＥＵＶ１２、ＥＵＶ２１、ＥＵＶ２２ａ、ＥＵＶ２２ｂ、ＥＵＶ３１〜ＥＵＶ３３  ＥＵＶ光
Ｓ１、Ｓ２  散乱光
【要約】
【課題】ＥＵＶ光源を用いた、高感度な検査を行うことができるＥＵＶマスク検査装置を提供すること。
【解決手段】ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）マスク検査装置１００は、ＥＵＶ光源１０１、照明光学系、シュバルツシルト光学系１０８及びＴＤＩカメラ１０９を有する。照明光学系はＥＵＶ光源１０１からのＥＵＶ光ＥＵＶ１１によりＥＵＶマスクブランクス１１０を照明する。シュバルツシルト光学系１０８はＥＵＶ光ＥＵＶ１１がＥＵＶマスクブランクス１１０上の欠陥に照射されることにより生じる散乱光Ｓ１及びＳ２を集光する。ＴＤＩカメラ１０９は集光された散乱光Ｓ１及びＳ２を検出して、ＥＵＶマスクブランクス１１０上の欠陥の暗視野像を取得する。なお、ＥＵＶ光ＥＵＶ１１は１０．５ｎｍ以上１３．１ｎｍ以下の波長範囲のＥＵＶ光を含む。ＥＵＶ光ＥＵＶ１１のＥＵＶマスクブランクス１１０に対する入射角は１５．２°以上３９．３°以下である。
【選択図】図１【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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