(57)【要約】【課題】被写体の映像を高精度に入力することができる画像入力装置を提供すること。【解決手段】ウエハＷを支持するステージ２１の位置決めを行う駆動部２２と、ステージ２１の位置を測定するレーザ干渉計２３と、発光間隔を決める同期信号に同期してパルス光を発するパルス光源３１と、パルス光源３１からの照明光をウエハＷに照射する照明光学系３２と、光学像を画像電気信号に変換するＴＤＩセンサ２４と、ウエハＷの拡大投影像をＴＤＩセンサ２４上に結像する結像光学系２５と、レーザ干渉計２３の位置情報に基づいてパルス光源３１の発光間隔とＴＤＩセンサ２４の同期とを制御する同期制御回路４０と、パルス光源３１の光量を測定する光量モニタ３４と、光量モニタ３４の出力に基づいて画像電気信号を補正する光量補正回路５０とを具備する。【選択図】      図１
2005241290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の画像を入力し電気信号として出力する画像入力装置において、
前記被写体を支持するステージと、
このステージの位置決めを行う駆動部と、
前記ステージの位置を測定するレーザ干渉計と、
発光間隔を決める同期信号に同期してパルス光を発する光源と、
この光源からの照明光を前記ステージに支持される被写体に照射する照明光学系と、
結像された光学像を画像電気信号に変換するセンサと、
前記被写体の拡大投影像を前記センサ上に結像する結像光学系と、
前記レーザ干渉計の位置情報に基づいて前記光源の発光間隔と前記センサの同期とを制御する同期制御回路と、
前記光源からの照明光の光量を測定する光量モニタと、
この光量モニタの出力に基づいて前記画像電気信号を補正する光量補正回路とを具備することを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
前記センサは、蓄積型センサであり、
前記同期制御回路は、前記ステージが一定距離移動する時間間隔に同期して、パルス光源の発光間隔を制御するパルス光源発光間隔制御器と、
前記ステージが移動した位置に同期して前記蓄積型センサを駆動するスキャンパルス発生器とを具備することを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項３】
前記センサは、蓄積型センサであり、
前記光量補正回路は、測定した光量の前記蓄積型センサ蓄積時間内の積算平均値を求めて、前記蓄積型センサの出力信号レベルを補正することを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項４】
前記センサは、蓄積型センサであり、
前記同期制御回路は、前記ステージが、被写体上で前記蓄積型センサの蓄積段数に整数の逆数を乗じた段数に対応する距離を移動した時間間隔に同期してパルス光源を発光させることを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項５】
前記光源は、レーザ光源、または、レーザ光源により励起された光源であることを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項６】
請求項１に記載の画像入力装置と、
この画像入力装置から得られた画像電気信号に基づいて被写体のパターン欠陥の検出を行う欠陥処理部とを備えていることを特徴とする検査装置。
【請求項７】
前記被写体は、フォトマスク又は半導体ウエハであることを特徴とする請求項６に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の画像を撮像するための画像入力装置、及びこの画像入力装置を用いて被写体の検査を行う検査装置に関し、特に微細なパターンが形成された被写体について、この被写体の画像を高精度に撮像する装置、及び高精度に検査・測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトマスク、ウェハなどのパターン検査装置は、欠陥検出感度を向上させるため、紫外域の光源と光学系を用い、光学系の解像度を向上させて検査する必要がある。紫外域の光源としては、レーザ光源及びレーザ光源で励起したプラズマ光源が用いられる。これらの光源の多くはパルス光源である。一方、被検査対象のフォトマスク、ウェハの画像電気信号を得るセンサとしては、エリアセンサ、リニアセンサ、ＴＤＩセンサが用いられる。特にＴＤＩセンサは、高速で画像入力が可能なことから、紫外域の感度性能が満たされれば、パターン検査装置で使うには最適なセンサとなる。
【０００３】
パターン検査装置としては、例えば図１４〜図１６に示すものが知られている。例えば、図１４に示すように、エリア型のＣＣＤセンサの画像取り込み間隔に合わせてパルスレーザを発光する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。図１４中２００はエキシマレーザ、２０１は発光制御部、２０２はＣＣＤカメラ、２０３はハーフミラー、２０４，２０５はレンズ、Ｗは検査対象のウエハを示している。本装置では、エリア型のＣＣＤカメラ２０２の画像取り込み速度が遅いため、検査速度が律速される、またＣＣＤカメラの画像取込み中に生ずるレーザ光量変動の補正が必要となる課題がある。
【０００４】
また、図１５に示すように、一定間隔でパルスレーザを発光させながら、ＴＤＩセンサに同期をかける技術が知られている（例えば特許文献２参照）。図１５中２１０はパルスレーザ、２１１は同期制御回路、２１２はＴＤＩセンサ、２１３はステージ、２１４はミラー、２１５，２１６はレンズ、Ｍは検査対象のフォトマスクを示している。この場合、ステージ２１３の速度変動が生じた場合、ＴＤＩセンサ２１２で得られる画像の解像度が低下する課題がある。
【０００５】
さらに、図１６に示すように、パルスレーザの発光間隔に合わせてステージの駆動量を制御する技術が知られている（例えば特許文献３参照）。図１６中２２０はパルスレーザ、２２１は制御系、２２２はＴＤＩセンサ、２２３はステージ、２２４はミラー、２２５，２２６はレンズ、Ｍは検査対象のフォトマスクを示している。この場合、パルスレーザの発光間隔に合わせてステージ２２３の駆動量を制御しても、制御遅れがあるため、ＴＤＩセンサ２２２の駆動速度に正確に同期することは困難である。
【特許文献１】特開平０８−３３４３１５号公報
【特許文献２】特開平１０−１７１９６５号公報
【特許文献３】特開平１１−３１１６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したパターン検査装置であると、ステージの速度変動と、パルス光源の光量変動が補正できないため、センサ出力信号の解像性が低下したり、出力レベルが変動する。このため、半導体のフォトマスク、ウェハ等の微細なパターンを高精度に検査する場合に適さない。
【０００７】
そこで本発明は、微細なパターン等が形成されている被写体の映像を高精度に入力することができる画像入力装置及びこの画像入力装置を用いて精度の高い検査を行うことができる検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の画像入力装置及び検査装置は次のように構成されている。
【０００９】
（１）被写体の画像を入力し電気信号として出力する画像入力装置において、前記被写体を支持するステージと、このステージの位置決めを行う駆動部と、前記ステージの位置を測定するレーザ干渉計と、発光間隔を決める同期信号に同期してパルス光を発する光源と、この光源からの照明光を前記ステージに支持される被写体に照射する照明光学系と、結像された光学像を画像電気信号に変換するセンサと、前記被写体の拡大投影像を前記センサ上に結像する結像光学系と、前記レーザ干渉計の位置情報に基づいて前記光源の発光間隔と前記センサの同期とを制御する同期制御回路と、前記光源からの照明光の光量を測定する光量モニタと、この光量モニタの出力に基づいて前記画像電気信号を補正する光量補正回路とを具備することを特徴とする。
【００１０】
（２）上記（１）に記載された画像入力装置であって、前記センサは、蓄積型センサであり、前記同期制御回路は、前記ステージが一定距離移動する時間間隔に同期して、パルス光源の発光間隔を制御するパルス光源発光間隔制御器と、前記ステージが移動した位置に同期して前記蓄積型センサを駆動するスキャンパルス発生器とを具備することを特徴とする。
【００１１】
（３）上記（１）に記載された画像入力装置であって、前記センサは、蓄積型センサであり、前記光量補正回路は、測定した光量の前記蓄積型センサ蓄積時間内の積算平均値を求めて、前記蓄積型センサの出力信号レベルを補正することを特徴とする。
【００１２】
（４）上記（１）に記載された画像入力装置であって、前記センサは、蓄積型センサであり、前記同期制御回路は、前記ステージが、被写体上で前記蓄積型センサの蓄積段数に整数の逆数を乗じた段数に対応する距離を移動した時間間隔に同期してパルス光源を発光させることを特徴とする。
【００１３】
（５）上記（１）に記載された画像入力装置であって、前記光源は、レーザ光源、または、レーザ光源により励起された光源であることを特徴とする。
【００１４】
（６）上記（１）に記載された画像入力装置と、この画像入力装置から得られた画像電気信号に基づいて被写体のパターン欠陥の検出を行う欠陥処理部とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
（７）上記（６）に記載された検査装置であって、前記被写体は、フォトマスク又は半導体ウエハであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被写体を支持するステージの速度変動を補正するとともに、被写体を照明する光源の光量変動を補正することで、被写体の画像を高精度に取り込むことが可能となる。また、このような画像入力装置を用いて被写体を高精度に検査することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る画像入力装置１０の構成を示す説明図である。画像入力装置１０は、被写体の拡大光学像を画像電気信号として出力する画像入力部２０と、被写体を照明する照明部３０と、レーザ干渉計２３の位置データに基づいてＴＤＩセンサ２４の同期制御信号（スキャンクロック）を発生するとともに、パルス光源３１の発光間隔を制御する同期制御回路４０と、光量のレベル変動を相殺する光量補正回路５０とを備えている。
【００１８】
画像入力部２０は、被写体であるウエハＷを支持するステージ２１と、ステージ２１を図１中矢印Ｘ方向に移動する駆動機構２２と、ステージ２１の位置を高精度に検出するためのレーザ干渉計２３と、ステージ２１に対向配置されたＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：蓄積型）センサ２４と、ステージ２１とＴＤＩセンサ２４との間に配置された結像光学系レンズ２５及びハーフミラー２６とを備えている。
【００１９】
ＴＤＩセンサ２４は、結像光学系により得られた被写体の微弱な拡大光学像を電気的に蓄積して、画像電気信号に変換して出力する機能を有している。ＴＤＩセンサ２４の画素構成については後述する。
【００２０】
照明部３０は、パルス光源３１と、パルス光源３１からの照明光をハーフミラー２６に導く照明光学系３２と、照明光学系３２とハーフミラー２６との間に設けられたハーフミラー３３と、このハーフミラー３３の反射先に配置された光量モニタ３４とを備えている。
【００２１】
パルス光源３１は、同期制御回路４０からの発光制御信号に同期してパルス光を発光するもので、レーザ光源、またはレーザ光源から励起された光源が用いられる。パルス光源３１から発光されたパルス光は照明光学系３２を介してステージ２１上のウエハＷに照射される。光量モニタ３４は、パルス光の光量を測定して光量補正回路５０へ出力する。
【００２２】
同期制御回路４０は、レーザ干渉計２３によって得られたステージ２１の位置データを元に、ＴＤＩセンサ２４の同期制御信号を発生するとともに、パルス光源３１の発光間隔を制御する発光制御信号を発生する。詳細については後述する。
【００２３】
光量補正回路５０は、光量モニタ３４の出力に基づいて、ＴＤＩセンサ２４の出力信号レベルを補正して、光量変動による画像電気信号のレベル変動を相殺する機能を有している。詳細については後述する。
【００２４】
次に、ＴＤＩセンサ２４の画素構造について説明する。ＴＤＩセンサ２４は、画素方向とは直交する積算方向にＮ段露光エリアがあるエリアセンサであって、スキャン毎に電荷を積算方向に１段ずつ転送することで、電荷を積算段数分蓄積して出力することができるセンサである。
【００２５】
図２は、画素方向が２０４８画素、蓄積段数（積算方向の画素数）が５１２段あるＴＤＩセンサ２４の例であって、積算方向を下側とし電荷を下向きに転送するようにしている。なお、転送方向を切替えることで積算方向を上側とし電荷を上向きに転送するようにしてもよい。
【００２６】
図３は、ＴＤＩセンサ２４の読出しクロックを説明する図である。同期制御信号は、センサの積算方向に電荷を転送するクロックである。画素方向の読出しクロックは、センサ出力段の画素方向のデータの読出しクロックで、同期制御信号の１サイクル内でデータ読出しに必要なクロックパルス数がある。
【００２７】
同期制御回路４０は、図４に示すように、スキャン移動量を発生するスキャン移動量発生器４１と、スキャン移動量をスキャン毎に加算して更新するスキャン位置レジスタ４２と、スキャン位置レジスタ４２から与えられたスキャン発生位置（β）とレーザ干渉計２３からの位置データ（α）とを比較する比較器４３と、この比較器４３でα≧βのときＴＤＩセンサ２４の同期制御信号を発生するスキャンパルス発生器４４と、同期制御信号に基づいて蓄積段数／Ｎスキャン毎にパルス光源３１の発光制御信号を有効にするパルス光源発光間隔制御器４５とを備えている。ここに、Ｎは１以上の整数である。
【００２８】
このように構成された同期制御回路４０は、レーザ干渉計２３の位置データに基づいて、ステージ２１の移動距離がＴＤＩセンサ２４の画素分解能にあたるスキャン移動量に達した時間に、ＴＤＩセンサ２４の同期制御信号を発生し、かつ、ステージ２１が、蓄積段数／Ｎに対応する距離を移動した時間間隔でパルス光源の発光制御を行うことができる。
【００２９】
光量補正回路５０は、図５に示すように、光量モニタ３４の出力信号のＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器５１と、このＡ／Ｄ変換器５１からの出力データと発光制御信号に同期して、ＴＤＩセンサ２４の蓄積段数内の発光回数分の積算平均値を求める積算回路５２と、この積算回路５２による積算後の光量データを逆数変換し光量補正データを出力する逆数変換器５３と、ＴＤＩセンサ２４のＡ／Ｄ出力データと光量補正データとを乗算する乗算器５４とを備えている。積算回路５２では、ＴＤＩセンサ２４の蓄積段数内のパルス光の光量を積算して、それを元にＴＤＩセンサ２４の出力データを補正することで、パルス光の光量変動によるＴＤＩセンサ２４の出力変動を相殺することができる。
【００３０】
このように構成された画像入力装置１０では、次のようしてウエハＷの画像を取得する。すなわち、フォトマスク等の検査の被写体Ｍはステージ２１上に固定され、ステージ２１の動きに合わせて移動する。ステージ２１の位置はレーザ干渉計２３により高精度に測定され、その位置データが同期制御回路４０に入力される。
【００３１】
同期制御回路４０は、この位置データを元に、ステージ２１がＴＤＩセンサ２４のスキャン移動量、つまり画素分解能分移動する時間間隔に同期して、ＴＤＩセンサ２４の同期制御信号を発生させる。また、同期制御回路４０は、蓄積段数／Ｎスキャン毎の時間間隔で、パルス光源３１に発光制御信号を送り、パルスレーザ光を発生させる。
【００３２】
パルス光源３１から発するパルスレーザ光は照明光学系３２を介してウエハＷ上に照射される。ウエハＷの画像は、ＴＤＩセンサ２４に入力され、画像電気信号に変換された後、光量補正回路５０に入力される。
【００３３】
光量モニタ３６は、パルス光源３１からの光量を発光制御信号に同期した間隔で測定して、ウエハＷに照射する光量を光量補正回路５０に出力する。光量補正回路５０では、光量モニタ３４からの光量データを元にＴＤＩセンサ２４の蓄積段数内の発光回数分の積算平均値を求め、ＴＤＩセンサ２４の出力データを補正して、パルスレーザ光の光量変動によるセンサの出力変動を補正する。
【００３４】
ステージ２１の位置に同期して蓄積されて、ＴＤＩセンサ２４のウエハＷの画像情報を含んだ出力は光量変動成分を光量補正された画像電気信号となる。この画像電気信号は、光量変動成分や同期ずれのないＳ／Ｎの良いデータとなる。
【００３５】
図６及び図７は画像を同期ずれなく取り込むための同期制御原理を示すものであって、時刻Ｔ１〜Ｔ３における被写体ＸとＴＤＩセンサ２４の画像エリアの位置関係を示す説明図である。なお、図６は同期制御を行った場合、図７は比較のため同期制御を行わない場合を示している。なお、説明を簡略化するため、ＴＤＩセンサ２４の積算段数は８段とし、スキャン毎にパルス光が発光する場合を示している。
【００３６】
図６においては、時刻Ｔ１（発光１回目とスキャン１回目）から時刻Ｔ２（発光２回目とスキャン２回目）となり、被写体Ｘがスキャン移動量（蓄積段数１段の距離）分移動したことを示している。時刻Ｔ３（発光３回目とスキャン３回目）となっても、スキャンと発光間隔が正確に同期していることを示している。
【００３７】
これに対し、図７においては、同期制御を行わないため、時刻Ｔ１で被写体Ｘとセンサの位置に同期ずれはないが、時刻Ｔ２ではスキャン移動量（蓄積段数１段の距離）に対して、スキャンと発光間隔がずれているため、被写体Ｘが下側に同期ずれ量τ１だけずれている。時刻Ｔ３ではさらに同期ずれ量τ２だけずれてその量が増えることとなる。このため、発光間隔とスキャン間隔との同期制御を行わない状態でＴＤＩセンサ２４上の電荷を蓄積段数分蓄積して出力すると、得られる画像電気信号は同期がずれた分、ブレた状態で得られることになる。
【００３８】
上述したように、ＴＤＩセンサ２４上の電荷を蓄積段数分蓄積して出力することで、出力される画像電気信号は同期ずれがない非常に解像性能が良い状態で得られることになる。なお、パルス光の発光間隔をスキャンと同期する時間間隔としたが（蓄積段数／Ｎスキャン毎のパルス光源の発光制御でＮ＝蓄積段数の場合に相当する）、Ｎを蓄積段数以外の整数値にしてもよい。
【００３９】
次に、画像入力装置１０においてパルス光の光量変動成分を正確に求めるための光量補正原理について説明する。図８は、スキャン間隔とパルス光の発光間隔が同じ場合を例に、パルス光の発光毎の光量モニタ３４の出力の推移と、ＴＤＩセンサ２４の蓄積段が８段の場合の光量の積算範囲を示している。
【００４０】
図９は、図８の積算範囲の光量を積算回路５２で積算して平均値をスキャン毎、すなわち発光間隔毎に算出した結果を示している。この光量の積算平均値は、ＴＤＩセンサ２４で蓄積した時間の総光量に対応するもので、この積算平均値の逆数を求めて、ＴＤＩセンサ２４の出力データを補正することで、パルス光の光量変動成分を相殺することができる。
【００４１】
上述したように本第１の実施の形態に係る画像入力装置１０においては、同期制御信号とパルス光源発光制御信号とを発生することで、ウエハＷを支持するステージ２１の速度変動を相殺するとともに、ウエハＷを照明する光源の光量変動を相殺することで、微細なパターン等が形成されている被検査体の映像を高精度に入力することが可能となる。
【００４２】
なお、本第１の実施の形態に係る画像入力装置１０では、ウエハＷを被写体とし、反射した光学像をＴＤＩセンサ２４に投影する結像光学系を示しているが、被写体がフォトマスクなど透明な物体である場合は、被写体を透過した光学像をＴＤＩセンサ２４に投影する結像光学系にしてもよい。
【００４３】
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るＥＵＶマスク用のマスク検査装置６０の構成を示す説明図である。マスク検査装置６０は、被写体の拡大光学像を画像電気信号として出力する画像入力部７０と、被写体を照明する照明部８０と、レーザ干渉計７３の位置データに基づいてＴＤＩセンサ２４の同期制御信号を発生するとともに、ＬＰＰ光源８３の発光間隔を制御する同期制御回路９０と、光量のレベル変動を相殺する光量補正回路１００と、求められた画像電気信号に基づいてＥＵＶマスクの欠陥の有無を判定する欠陥判定処理部１１０とを備えている。
【００４４】
なお、画像入力部７０は第１の実施の形態に係る画像入力装置１０の画像入力部２０、照明部８０は同画像入力装置１０の照明部３０、同期制御回路９０は同画像入力装置１０の同期制御回路４０、光量補正回路１００は同画像入力装置１０の光量補正回路５０にそれぞれ対応する機能を有している。
【００４５】
画像入力部７０は、被写体である多層膜マスクブランクスＥを支持するステージ７１と、ステージ７１を図１０中矢印Ｘ方向に移動する駆動機構７２と、ステージ７１の位置を高精度に検出するためのレーザ干渉計７３と、ステージ７１に対向配置されたＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサ７４と、ステージ７１とＴＤＩセンサ７４との間に配置され正反射光を遮断する暗視野拡大結像光学系７５及びハーフミラー７６とを備えている。ＴＤＩセンサ７４は、上述したＴＤＩセンサ２４と同様に構成されている。暗視野拡大結像光学系７５は、２枚の球面形状の多層膜鏡を組み合わせたシュバルツシルド光学系を採用している。
【００４６】
照明部８０は、励起用レーザ光源８１と、この励起用レーザ光源からのレーザ光を導く光学系８２と、レーザ光により励起されて照明用ＥＵＶ光を発するＬＰＰ光源（レーザ励起プラズマ光源）８３と、このＬＰＰ光源８３からの照明用ＥＵＶ光をミラー７６に導く照明光学系８４と、照明光学系８４とミラー７６との間に設けられたハーフミラー８５と、このハーフミラー８５の反射先に配置された光量モニタ８６とを備えている。光量モニタ８６は、パルス光の光量を測定して光量補正回路１００へ出力する。
【００４７】
同期制御回路９０は、レーザ干渉計７３の位置データを元に、ＴＤＩセンサ２４の同期制御信号を発生する機能と、パルス光源の発光間隔を制御する機能がある。光量補正回路１００は、光量モニタ８６の出力を元に、ＴＤＩセンサ７４の出力信号レベルを補正して、光量変動によるセンサ出力信号のレベル変動を相殺する機能を有している。
【００４８】
次に、検査対象である多層膜マスクブランクスＥについて説明する。図１１は、波長が１３．５ｎｍ付近の極紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）光を照明光として、半導体基板上にＬＳＩ回路パターンを転写するための、反射型のマスクＭを製造する工程を示した図である。
【００４９】
高い反射率を得るために粗さがほとんどない超平滑基板Ｓを準備し（工程１）、その上にＥＵＶ光を反射させる為の多層膜Ｐを形成する（工程２）。この多層膜Ｐは、例えばシリコンとモリブデンの薄膜を交互に積層させて形成したものである。超平滑基板Ｓの表面に多層膜Ｐを形成したものを、一般に多層膜マスクブランクスＥと呼ぶ。次にバッファ層Ｂを挟んで、反射型のマスクＭの非反射部となる吸収体Ｑを形成する（工程３）。吸収体Ｑの材料としてはタングステン、タンタル、金、クロム、チタン、ゲルマニウム、ニッケル、コバルト等の金属，半金属，半導体材料の単体もしくは化合物が用いられる。
【００５０】
その後、所望の吸収体パターンを形成するため、吸収体Ｑの上にレジスト膜Ｒを形成し、電子線ビーム描画技術あるいは、光、レーザ、Ｘ線、イオンビームを用いるリソグラフィ技術でレジストパターンを形成する（工程４）。最後に、レジストパターンが形成されたレジスト膜Ｒをマスクとして吸収体Ｑを反応性イオンエッチングなどにより加工し、レジスト膜Ｒを除去して吸収体パターンを形成する（工程５）。この吸収体パターンが、ＬＳＩ回路パターンとなる。
【００５１】
図１２は、工程２で形成された多層膜マスクブランクスＥを示す図である。図１２は多層膜マスクブランクスＥの概観を示す図であって、その表面にはデバイスパターン領域Ｄが形成されている。なお、Ｄｘは位相欠陥部を示している。なお、マスクアライメントマークＥ１、マスク・ウェーハアライメントマークＥ２が形成されている。多層膜マスクブランクスＥの表面に微細な凹凸が存在すると、これが位相欠陥部Ｄｘとなる可能性がある。
【００５２】
図１３は、位相欠陥部Ｄｘの断面を示す図である。表面の微細な凹凸は、超平滑基板Ｓの表面に微小な異物Ｅｘが存在したまま多層膜Ｐを形成した場合等に発生する可能性が高い。
【００５３】
マスク検査装置６０は、次のようにしてマスクＭの検査を行う。すなわち、励起用レーザ光源８１から発するパルスレーザ光はＬＰＰ光源８３にあるターゲットを照射してＥＵＶ光を発生する。このＥＵＶ光を取り出して照明用ＥＵＶ光とし、多層膜マスクブランクスＥ上に照射する。
【００５４】
多層膜マスクブランクスＥ上に位相欠陥が存在すると、照明用ＥＵＶ光が散乱し、暗視野拡大結像光学系を介してＴＤＩセンサ７４に集光される。欠陥が存在しない場合は、多層膜マスクブランクスＥ上で散乱せず正反射光のみが暗視野拡大結像光学系に向かうが、正反射光は遮断されるのでＴＤＩセンサ７４上には光は届かない。すなわち、欠陥が存在する部分のみに散乱光が結像されることになる。多層膜マスクブランクスＥを支持するステージ７１は駆動部７２により所定方向に移動するので、ＴＤＩセンサ７４の出力データを処理することで、所定領域の欠陥検査を行なうことができる。
【００５５】
ステージ７１の移動位置は、ステージ７１に固定されたミラー７１ａの位置としてレーザ干渉計７３によって検出される。レーザ干渉計７３は、所定の位置分解能でステージ７１の位置データを求めて、同期制御回路９０に出力する。同期制御回路９０は、この位置データを元に、ステージ７１がＴＤＩセンサ７４のスキャン移動量、つまり画素分解能分移動する時間間隔に同期して、ＴＤＩセンサ７４の同期制御信号を発生させる。また、同期制御回路９０は、蓄積段数／Ｎスキャン毎の時間間隔で、励起用レーザ光源８１に発光制御信号を送り、励起用のレーザ光を発生させて、ＬＰＰ光源８３からＥＵＶ光を発光させる。
【００５６】
光量モニタ８６は、ＬＰＰ光源８３からのＥＵＶ光の光量を、励起用レーザ光源８１の発光制御信号に同期した間隔で測定して、多層膜マスクブランクスＥを照射するＥＵＶ光の光量を光量補正回路１００に出力する。光量補正回路１００では、光量モニタ８６からの光量データを元にＴＤＩセンサの蓄積段数内の発光回数分の積算平均値を求め、ＴＤＩセンサ７４の出力データを補正して、ＥＵＶ光の光量変動によるセンサの出力変動を補正する。
【００５７】
ステージ７１の位置に同期して蓄積されて、ＥＵＶ光の光量変動成分を光量補正されたＴＤＩセンサ７４の出力は、多層膜マスクブランクスＥの欠陥情報を含んだ画像データとなる。この画像データは、光量変動成分や同期ずれのないＳ／Ｎの良いデータなので、欠陥判定処理部１１０で、例えば一定にしきい値以上を欠陥とする判定処理を行うことで、多層膜マスクブランクスＥの欠陥検査を行なうことができる。
【００５８】
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６０においては、同期制御信号とパルス光源発光制御信号とを発生することで、多層膜ブランクスＥを支持するステージ７１の速度変動を相殺するとともに、多層膜ブランクスＥを照明するＬＰＰ光源８３の光量変動を相殺することで、ノイズの少ない画像電気信号を欠陥判定処理部１１０に入力でき、高い精度で欠陥を発見することが可能となる。
【００５９】
なお、上述した実施の形態では、センサとしてＴＤＩセンサを用いたが、エリアセンサとパルス光源を用い、ステージを連続移動して画像を取込む場合、蓄積段数をエリアセンサのステージ連続移動方向の画素数として、Ｎを１にした場合にも適用することができる。また、本発明の画像入力装置は、半導体の検査装置の適用を前提に記載してあるが、高精度の画像計測、検査をする応用事例に適用することもできる。
【００６０】
なお、本発明は上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、上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。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像入力装置の構成を示す説明図。
【図２】同画像入力装置に組み込まれたＴＤＩセンサの画素構成を示す説明図。
【図３】同ＴＤＩセンサのデータ読出しクロック信号を示す説明図。
【図４】同画像入力装置に組み込まれた同期制御回路の構成を示すブロック図。
【図５】同画像入力装置に組み込まれた光量補正回路の構成を示すブロック図。
【図６】同同期制御回路による同期制御を行った場合の結果を示す説明図。
【図７】同同期制御回路による同期制御を行わない場合の結果を示す説明図。
【図８】パルス光の光量の推移と光量の積算範囲との関係を示す説明図。
【図９】パルス光の光量の積算平均値の推移を示す説明図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る画像入力装置が組み込まれたマスク検査装置の構成を示す説明図。
【図１１】マスクの製造工程を示す断面図。
【図１２】多層膜ブランクスの概観を示す説明図。
【図１３】同多層膜ブランクスの欠陥部位を示す説明図。
【図１４】従来の画像入力装置の一例を示す説明図。
【図１５】従来の画像入力装置の一例を示す説明図。
【図１６】従来の画像入力装置の一例を示す説明図。
【符号の説明】
【００６２】
１０…画像入力装置、２０…画像入力部、３０…照明部、４０…同期制御回路、５０…光量補正回路、６０…マスク検査装置、７０…画像入力部、８０…照明部、９０…同期制御回路、１００…光量補正回路、１１０…欠陥判定処理部。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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