(57)【要約】【課題】適切にフォーカス位置を調整することができるＥＵＶマスク検査装置、及びそのフォーカス調整方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様にかかる検査装置は、ＥＵＶマスク１０３を照明するための照明光ＥＵＶ１４１を発生するＥＵＶ光源１３０と、ＥＵＶマスク１０３で反射した正反射光Ｓ１４２を反射する反射鏡を複数有する拡大光学系１３３と、拡大光学系１３３を介して、正反射光Ｓ１４２を検出して、ＥＵＶマスク１０３を撮像するＣＣＤカメラ１１２と、ＡＦ光を発生するため、波長４４５〜４７３ｎｍで発振するＡＦ用レーザ装置１２０と、ＥＵＶマスクで反射したレーザ光ＡＦ１４５を検出するＡＦ用センサ１２４と、ＡＦ用センサ１２４での検出結果に応じて、ＥＵＶマスク１０３における照明光ＥＵＶ１４１のフォーカス位置を調整する制御部１３２と、を備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ（Extremely Ultraviolet）マスクを照明するためのＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光源と、
前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＥＵＶ光を反射する反射鏡を複数有する光学系と、
前記光学系を介して、前記ＥＵＶ光を検出して、前記ＥＵＶマスクを撮像する撮像装置と、
ＡＦ（Auto Focus）光を発生するため、波長４４５ｎｍ〜４７３ｎｍで発振する半導体レーザ装置と、
前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＡＦ光を検出するＡＦ用センサと、
前記ＡＦ用センサでの検出結果に応じて、前記ＥＵＶマスクにおける前記ＥＵＶ光のフォーカス位置を調整する制御部と、を備えたＥＵＶマスク検査装置。
【請求項２】
前記半導体レーザ装置の発振波長が４４５ｎｍであることを特徴とする請求項１のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項３】
前記ＡＦ用センサが、前記光学系に含まれる１枚以上の反射鏡を介して、前記ＡＦ光を検出する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】
光テコ方式により、フォーカス位置が調整されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項５】
前記ＥＵＶマスクがペリクルを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項６】
前記ＥＵＶマスクのパターン検査を行うことを特徴とした請求項１〜５のいずれか１項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
【請求項７】
ＥＵＶマスクを照明するためのＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光源と、
前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＥＵＶ光を反射する反射鏡を複数有する光学系と、
前記光学系を介して、前記ＥＵＶ光を検出して、前記ＥＵＶマスクを撮像する撮像装置と、
ＡＦ光を発生するため、波長４４５ｎｍ〜４７３ｎｍで発振する半導体レーザ装置と、を備えたＥＵＶマスク検査装置のフォーカス調整方法であって、
前記ＥＵＶマスクで反射したＡＦ光をＡＦ用センサで検出するステップと、
前記ＡＦ光の検出結果に基づいて、ＥＵＶマスクにおける前記ＥＵＶ光のフォーカス位置を調整するステップと、を備えたフォーカス調整方法。
【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、及びフォーカス調整方法に関する。
【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たＡｒＦ露光装置が広く利用されている。また、ＡｒＦ液浸リソグラフィと呼ばれるように、露光装置の対物レンズとウエハとの間を水で満たして、解像度を高める液浸技術も量産に利用されている。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（Extremely UltraViolet Lithography)の実用化に向けた技術開発が広く行われている。
【０００３】
ＡｒＦ露光装置で用いられるフォトマスク（以下、単にマスクと呼ぶ。）とは異なり、ＥＵＶＬで用いられるマスク（以下、ＥＵＶマスクと呼ぶ。）は反射型となっている。図５に示したように、低熱膨張性ガラスから成る基板５１の上に、極端紫外線（以下、EUVLで用いられる極端紫外線をＥＵＶ光と呼ぶ。）を反射させるための多層膜５２が形成された層状構造となっている。多層膜５２は、通常、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）を交互に数十層積み重ねた構造になっている（Mo/Si多層膜と表記されることが多い）。
【０００４】
この構成によって波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を最大約６５％反射させることができる。この多層膜５２の上にＥＵＶ光を吸収する吸収体５４（例えば、タンタル・ボロン・ナイトライド（ＴａＢＮ））が堆積されてブランク（パターン無しマスク）が形成される。ただし、吸収体５４を形成する前の多層膜５２の最上面にはルテニウム（Ru）膜が保護膜５３として堆積される。吸収体５４をマスク全面に形成してブランクが完成する。次にレジストプロセスを用いて、吸収体５４をパターン状に成形する。これにより、パターン付きＥＵＶマスク５０が完成する。さらに、吸収体５４のパターンはペリクル５５で覆われている。
【０００５】
一方、ＥＵＶマスクブランクスの欠陥検査には、ＥＵＶ光源を用いたＡＢＩ（Actinic M blank inspection）装置と呼ばれる検査装置が用いられている。ＡＢＩ装置では、暗視野照明によって欠陥を検出するように光学系が構成されている。ＡＢＩ装置に関しては、例えば、非特許文献１などに説明されている。これによると、検出光学系としては、拡大率２６倍のシュバルツシルト光学系が用いられている。すなわち、検査領域を２６倍に拡大してＣＣＤ（Charged Coupled Device）等のイメージセンサに投影する拡大光学系が用いられている。
【０００６】
ＥＵＶマスクブランクに欠陥が検出された場合、その欠陥の形状や大きさを調べるためのレビュー機能がＡＢＩ装置に設けられていることがある。レビュー機能を用いる場合、照明光の正反射光がＣＣＤに届くように照明する明視野照明が用いられる。ただし、欠陥は小さいため、２６倍程度のシュバルツシルト光学系では、形状が正確には判らない．このことから、凹面鏡を併用して投影像をさらに数十倍に拡大し、計１２００倍程度の高い倍率で欠陥を観察する装置が実用化されている。なお、このようなレビュー機能に関しては、例えば、特許文献１に示されている。
【０００７】
ＡＢＩ装置のレビュー機能を用いる場合、微小な欠陥の形状を正確に観察するために、フォーカスを正確に合わせる必要がある。一般にマスクを対象とした自動フォーカス調整機構（Auto Focus：ＡＦと呼ぶ。）には、マスク表面にＡＦ用のレーザ光を照射して、そこでの反射光を２分割センサやＣＣＤ等のＡＦ用センサへ導いてフォーカスの変化を検出する方式がある。これは一般に光テコ方式と呼ばれる。この名称の意味することは、レーザ光を単にマスク面に反射させたものをそのままセンサに当てるのではなく、マスク面でレーザ光が当たる部分を拡大してＡＦ用センサに導くからである。拡大することでフォーカスの微妙な変化が検知できることが広く知られている。
【０００８】
ただし光テコ方式によるＡＦの光学系には２通りある。一つはマスク面を拡大する光学系をＡＦ専用に設けるものである。例えば凸レンズを用いて、マスク面をＡＦ用センサに拡大投影すれば良い。もう一つは、検査用の拡大光学系の一部を利用するものであり、ＡＦ専用の光学系が不要になる特長がある。
【０００９】
ところで、ＡｒＦリソグラフィ、ＫｒＦリソグラフィ等で用いられているマスクには、パターン面に、ペリクルと呼ばれる透明の薄い膜でパターン面が覆われている。ペリクルは、大気中の微小な塵や異物（これらをパーティクルと呼ぶ。）がパターン面に付着するのを防ぐために設けられる。
【００１０】
光マスク用のペリクルは、フッ素系の高分子材料で構成されている。ペリクルの上面に、ある程度の大きさ以下のパーティクルが付着したとしても、露光時に問題とならない。すなわち、ウエハを露光する際には、そのパーティクルの位置と、パターン面との位置（光軸方向の位置）が異なるため、ウエハ上に投影されるパーティクルの像はぼけてしまう。したがって、パーティクル像は露光されない。このように、ペリクルは、パーティクルが大気中に浮遊していても、それがマスクのパターン面に付着することを防ぐために極めて有効な部材である。
【００１１】
ところが、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光は、光マスク用の高分子材から成るペリクルを透過しない。その代わりに、極めて薄いシリコン（Ｓｉ）製の膜は、ＥＵＶ光をある程度透過することが知られている。そこでＥＵＶマスク用のペリクル５５（以下、ＥＵＶペリクルと呼ぶ。）にはシリコンの薄膜を利用することが検討されている。具体的にはＥＵＶ光を約９０％透過する厚さ４０ｎｍを目指してシリコン薄膜を実現することが検討されている。ただし厚さ４０ｎｍで面積１１０×１４２ｍｍ２のフルサイズを実現することは容易ではない。このため、厚さを５０ｎｍ近くまで薄くすることができれば、シリコン製のＥＵＶペリクル５５が利用されることが考えられる。なお、ＥＵＶペリクル５５に関しては、非特許文献２において説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第５００８０１２号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Takashi Yamane, et al, “Actinic EUVL M blank inspection and phase defect characterization,” Proceedings of SPIE, Vol. 7379, 73790H (2009).
【非特許文献２】Luigi Scaccabarozzi, et al., “Investigation of EUV pellicle feasibility,” SPIE Vol. 8679, 867904, 2013.
【非特許文献３】Kenneth GoLDberg, Iacopo Mochi, “Defect Detection and Inspection Unmasked,” International Workshop on EUV Lithography 2010.
【非特許文献４】インターネットホームページ（平成２８年３月２２日検索）http://refractiveindex.info/
【非特許文献５】インターネットホームページ（平成２８年３月２２日検索）http://www.nichia.co.jp/jp/about_nichia/index.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ＡＦ用の光学系に検査用光学系を利用する方式では、ＡＦ用レーザ光が検査用光学系を高く透過する必要がある。ＡＢＩ装置の場合、検査光学系の各ミラーはＥＵＶ用多層膜鏡である。ＥＵＶ用多層膜鏡では、波長１３．５ｎｍに対して高い反射率を有するように設計されている。このことから、図６に示したように、ＡＦ用レーザには、多層膜で高く反射する波長２５０ｎｍ付近の紫外レーザを用いるのが好ましいことになる。なお、図６は、ＥＵＶ用多層膜鏡を製作しているＮＴＴアドバンステクノロジ株式会社による計算結果である。
【００１５】
一方、シリコン薄膜（厚さ５０ｎｍ）における波長２００ｎｍ以上の透過率特性を図７に示す。横軸は波長を示し、縦軸は透過率である。図７は、シリコン薄膜における波長に対する吸収率のデータに基づいて計算したデータを示している。図７から明らかなように、波長３５０ｎｍ以上の光、つまりほぼ可視光しか透過しないことが判る。
【００１６】
従って、ペリクル５５が装着されたパターン付きＥＵＶマスク５０を、前述したＡＢＩI装置のレビュー機能を用いて観察しようとした場合、パターン面にフォーカスを合わせるには、ＡＦ用のレーザ光がＥＵＶペリクルを透過する必要がある。このことから、３５０ｎｍ以上の波長のレーザ装置をＡＦ用光源に用いる必要である。その場合、非特許文献３に示されている図８から明らかなように、波長が４８８ｎｍのように紫外に比べて長いと、多層膜中のレーザ光が浸透する距離が増えていく。
【００１７】
その結果、図９に示したように、反射光が多重になって進んでいくことから、ＡＦ用センサに当たるスポットが一方向に伸びてしまう。従って、フォーカス検出精度が低下することが問題になる。
【００１８】
また、光テコ方式のＡＦ用光学系に検出光学系を利用する場合は、前述したように、波長が２５０ｎｍより長くなると、多層膜鏡での反射率が低下していく。このため、ＡＦレーザに高出力が必要になることも問題になる。したがって、ＡＦ用レーザ光の波長はできるだけ短い波長が好ましいことになる。
【００１９】
ＥＵＶペリクル５５を透過できる波長３５０ｎｍ以上において、できるだけ短い光源としては、波長４０５ｎｍで動作するＧａＮ（窒化ガリウム）系の半導体レーザ（レーザーダイオード、以下、ＬＤと示す。）ＬＤがある。ＧａＮ（窒化ガリウム）系のＬＤは、広く普及している。
【００２０】
ところが、波長４０５ｎｍにおいて、シリコン薄膜の透過率を計算した結果、膜厚４０ｎｍでは約４０％透過するものの、膜厚５０ｎｍでの透過率は１０％程度しかないことが判明した（図３を参照）。これに対して、波長４４５ｎｍ、４４５ｎｍ、及び４７３ｎｍでは、膜厚４０〜５０ｎｍにおいて、３０％以上の透過率が得られることが判明した（図３を参照）。なお、透過率の計算に必要な複素屈折率Ｎ（＝ｎ―ｉｋ）のｎ、ｋの値は以下の非特許文献４のホームページに示された情報から入手している。
【００２１】
ＬＤの波長に関しては、例えば、非特許文献５のホームページにおける製品情報の中のレーザーダイオードの項目に示されている。これによると、波長４４５nmのＬＤとは、厳密には波長４４０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲に発振スペクトルが広がっている。同様に、波長４５７ｎｍのＬＤとは、波長４５０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲に発振スペクトルが広がっている。また、波長４７３ｎｍのＬＤとは、波長４６８ｎｍ〜４７８ｎｍの範囲に発振スペクトルが広がっている。
【００２２】
本発明の目的は、適切にフォーカスを調整することができるＥＵＶマスク検査装置、及びフォーカス調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本実施形態の一態様にかかるＥＵＶマスク検査装置は、ＥＵＶ（Extremely Ultraviolet）マスクを照明するためのＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光源と、前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＥＵＶ光を反射する反射鏡を複数有する光学系と、前記光学系を介して、前記ＥＵＶ光を検出して、前記ＥＵＶマスクを撮像する撮像装置と、ＡＦ（Auto Focus）光を発生するため、波長４４５ｎｍ〜４７３ｎｍで発振する半導体レーザ装置と、前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＡＦ光を検出するＡＦ用センサと、前記ＡＦ用センサでの検出結果に応じて、前記ＥＵＶマスクにおける前記ＥＵＶ光のフォーカス位置を調整する制御部と、を備えたものである。これにより、適切にフォーカスを調整することができる。
【００２４】
上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記半導体レーザ装置の発振波長が４４５ｎｍであることが好ましい。これにより、４０ｎｍ〜５０ｎｍのシリコン膜で形成されたＥＵＶペリクル付きＥＵＶマスクを適切に検査することができる。
【００２５】
上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記ＡＦ用センサが、前記光学系に含まれる１枚以上の反射鏡を介して、前記ＡＦ光を検出するようにしてもよい。これにより、ＡＦ光の検出光学系を簡素化することができる。
【００２６】
上記のＥＵＶマスク検査装置において、光テコ方式により、フォーカス位置が調整されていてもよい。
【００２７】
上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記ＥＵＶマスクがペリクルを有することが好ましい。
【００２８】
上記のＥＵＶマスク検査装置において、前記ＥＵＶマスクのパターン検査を行うようにしてもよい。
【００２９】
本実施の形態にかかるフォーカス調整方法は、ＥＵＶマスクを照明するためのＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光源と、前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＥＵＶ光を反射する反射鏡を複数有する光学系と、前記光学系を介して、前記ＥＵＶ光を検出して、前記ＥＵＶマスクを撮像する撮像装置と、ＡＦ光を発生するため、波長４４５ｎｍ〜４７３ｎｍで発振する半導体レーザ装置と、を備えたＥＵＶマスク検査装置のフォーカス調整方法であって、前記ＥＵＶマスクで反射したＡＦ光をＡＦ用センサで検出するステップと、前記ＡＦ光の検出結果に基づいて、ＥＵＶマスクにおける前記ＥＵＶ光のフォーカス位置を調整するステップと、を備えたものである。これにより、適切にフォーカスを調整することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、適切にフォーカスを調整することができるＥＵＶマスク検査装置、及びフォーカス調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態１にかかるＥＵＶマスク用レビュー装置を示す図である。
【図２】検査装置の一部を示した説明図である。
【図３】波長４０５ｎｍ、４４５ｎｍ、４５７ｎｍ、４７３ｎｍにおけるレーザ光に対するシリコン薄膜の透過率を示す計算結果である。
【図４】実施形態２にかかる検査装置を示す図である。
【図５】ＥＵＶマスクの一般的な構造を示す断面図である。
【図６】ＥＵＶ用多層膜の反射率特性を示す計算結果である。
【図７】厚さ５０ｎｍのシリコン膜における透過率特性を示す計算結果である
【図８】ＥＵＶマスク用多層膜における様々な波長の光の吸収を示した説明図である。
【図９】多層膜表面に入射するレーザ光の反射の様子を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本実施形態の具体的構成について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。
【００３３】
実施形態１．
本実施形態にかかる検査装置は、ペリクル付ＥＵＶマスクをアクティニック検査するＡＢＩ装置である。具体的には、ＡＢＩ装置はレビュー機構を搭載している。よって、本実施の形態では、検査装置１００が、ＥＵＶマスク用レビュー装置であるとして説明する。図１は、実施形態１にかかるＥＵＶマスク用レビュー装置を例示した図面である。検査対象は、パターン付きＥＵＶマスクやパターン無しのＥＵＶマスク（マスクブランク）等のＥＵＶマスクである。例えば、ＥＵＶマスク用レビュー装置は、ペリクル付きＥＵＶマスクをパターン検査する。
【００３４】
検査装置１００は、ＥＵＶ光源１３０、落とし込み鏡１０２、制御部１３２、拡大光学系１３３、ＡＦ用レーザ装置１２０、集光レンズ１２１、ＡＦ用センサ１２４、及びＣＣＤカメラ１１２を有している。拡大光学系１３３は、凹面鏡１０８、凸面鏡１０９、平面鏡１１０、凹面鏡１１１の４枚の反射鏡を有している。凹面鏡１０８、凸面鏡１０９は、シュバルツシルト光学系１０７を構成する。
【００３５】
ＥＵＶ光源１３０は照明光ＥＵＶ１４１を発生する。照明光ＥＵＶ１４１は、例えば、露光波長と同じ１３．５ｎｍのＥＵＶ光である。これにより、アクティニック検査を行うことができる。照明光ＥＵＶ１４１は、図示しない凹面鏡などにより、絞られながら進む。そして、照明光ＥＵＶ１４１は、落とし込み鏡１０２の下面に入射する。落とし込み鏡１０２は、入射した照明光ＥＵＶ１４１はＥＵＶマスク１０３の方向に反射する。
【００３６】
ＥＵＶマスク１０３は、基板１０４と、ＥＵＶペリクル１０６とを有している。基板１０４の上面がパターン面１０５となっている。ＥＵＶマスク１０３には、ＥＵＶペリクル１０６が装着されている。そして、パターン面１０５は、ＥＵＶペリクル１０６で覆われている。照明光ＥＵＶ１４１は、パターン面１０５に集光されている。
【００３７】
照明光ＥＵＶ１４１は、パターン面１０５の一部を照明する。パターン面１０５は、照明光ＥＵＶ１４１の一部を反射する。すなわち、パターン面１０５のパターンに応じて、照明光ＥＵＶ１４１が反射される。照明光ＥＵＶ１４１が照射された部分から進む正反射光Ｓ１４２は、シュバルツシルト光学系１０７に入射する。シュバルツシルト光学系１０７は、凹面鏡１０８と凸面鏡１０９とを有している。パターン面１０５からの正反射光Ｓ１４２は、凹面鏡１０８で反射されて凸面鏡１０９に入射する。
【００３８】
凸面鏡１０９は、正反射光Ｓ２４２を平面鏡１１０に向けて反射する。さらに、正反射光Ｓ２４２は、平面鏡１１０、及び凹面鏡１１１で反射されて、ＣＣＤカメラ１１２に入射する。ＣＣＤカメラ１１２は、２次元アレイ状に配列された複数の受光画素を有しており、入射した正反射光Ｓ２４２を検出する。ＣＣＤカメラ１１２で撮像された画像は、制御部１３２に入力される。制御部１３２は、撮像画像に基づいて、ＥＵＶマスクの検査を行う。
【００３９】
ここで、拡大光学系１３３について説明する。シュバルツシルト光学系１０７は約２６倍の拡大率になっている。一方、凹面鏡１１１にも拡大機能がある。このため、前段（シュバルツシルト光学系１０７）と後段（凹面鏡１１１）の２段の拡大により、合計約１２００倍の拡大率が得られる。すなわち、ＥＵＶマスク１０３のパターン面１０５は、約１２００倍に拡大されて、ＣＣＤカメラ１１２に投影されている。凹面鏡１０８、凸面鏡１０９、平面鏡１１０、及び凹面鏡１１１は、検査用の拡大光学系１３３を構成している。拡大光学系１３３を介して、ＣＣＤカメラ１１２が、正反射光Ｓ２４２を検出する。よって、ＣＣＤカメラ１１２は、ＥＵＶマスク１０３の拡大像を撮像する。
【００４０】
次に、ＡＦ光学系について説明する。検査装置１００におけるフォーカス調整では、ＥＵＶマスク１０３のパターン面１０５とシュバルツシルト光学系１０７との間隔を調整している。例えば、ＥＵＶマスク１０３は駆動ステージ（不図示）に載置されている。そして、制御部１３２駆動ステージをパターン面１０５と垂直な方向に駆動している。そのためのＡＦ機構としては、以下に説明するように検査光学系（拡大光学系１３３）の一部を利用した光テコ方式が用いられている。
【００４１】
ＡＦ用レーザ装置１２０は、例えば、中心波長４４５ｎｍのレーザダイオード（ＬＤ）を有している。ＡＦ用レーザ装置１２０は、青色のレーザ光ＡＦ１４３を出射する。レーザ光ＡＦ１４３は、集光レンズ１２１を通って絞られながら進む。そして、レーザ光ＡＦ１４３は、ミラー１２２で反射する。なお、ミラー１２２は、照明光ＥＵＶ１４１が入射しない位置に配置されている。
【００４２】
ミラー１２２で反射したレーザ光ＡＦ１４３は、落とし込み鏡１０２に入射する。落とし込み鏡１０２は、レーザ光ＡＦ１４３をＥＵＶマスク１０３に向けて反射する。レーザ光ＡＦ１４３はＥＵＶペリクル１０６を通過して、パターン面１０５に入射する。レーザ光ＡＦ１４３はＥＵＶマスク１０３のパターン面１０５に集光される。
【００４３】
図１において、レーザ光ＡＦ１４３の光軸は一点鎖線で示されている。レーザ光ＡＦ１４３は、パターン面１０５に対して斜め入射する。レーザ光ＡＦ１４３の光軸は、パターン面１０５と垂直な方向からずれている。さらに、図１に示されるように、レーザ光ＡＦ１４３と照明光ＥＵＶ１４１の光軸はずれている。したがって、レーザ光ＡＦ１４３の光軸が落とし込み鏡１０２に入射する入射角度と、照明光ＥＵＶ１４１の光軸が落とし込み鏡１０２に入射する入射角度は異なっている。
【００４４】
パターン面１００５で反射したレーザ光ＡＦ１４４は、正反射光Ｓ２４２と同様にシュバルツシルト光学系１０７に入射する。したがって、レーザ光ＡＦ１４４は、凹面鏡１０８、及び凸面鏡１０９によって反射される。レーザ光ＡＦ１４３と照明光ＥＵＶ１４１の光軸はずれている。そのため、レーザ光ＡＦ１４４は平面鏡１１０の横を通過して、平面鏡１２３に入射する。すなわち、正反射光Ｓ２４２は、平面鏡１１０に入射するのに対して、レーザ光ＡＦ１４３は、平面鏡１１０に入射しない。
【００４５】
平面鏡１２３で反射されたレーザ光ＡＦ１４５は、ＡＦ用センサ１２４に入射する。ＡＦ用センサ１２４は、例えば２分割フォトダイオード等の２分割センサである。ＡＦ用センサ１２４は、検出結果に応じた検出信号を制御部１３２に出力する。制御部１３２は、検出信号に応じて、フォーカス位置を調整する。具体的には、制御部１３２は、ＥＵＶマスク１０３が載置されたステージをパターン面１０５と垂直な方向に駆動する。したがって、パターン面１０５が上下に変化するのに追従するように、ＡＦ用センサ１２４に入射するレーザ光ＡＦ１４５の位置が変化する。ＡＦ用センサ１２４からのＡＦ調整用信号をフィードバックすることで、常時フォーカスを合わせることができる。
【００４６】
例えば、合焦位置にある場合に、レーザ光ＡＦ１４５がＡＦ用センサ１２４の中央に入射するように光学系を調整しておく。これにより、合焦位置にある場合、２つのフォトダイオードからの出力が等しくなる。合焦位置からずれると、一方のフォトダイオードからの出力が他方のフォトダイオードからの出力よりも高くなる。ＡＦ用センサ１２４に含まれる２つのフォトダイオードの信号の比を取ることで、フォーカスを調整することができる。
【００４７】
シュバルツシルト光学系１０７を構成する凹面鏡１０８の外側ＮＡ（ＮＡｏｕｔ）は０．２７になっている。すなわち、ＥＵＶマスク１０３から反射していく光線の入射角が１５．７°（＝ｓｉｎ−１(ＮＡｏｕｔ)）以下の光線を凹面鏡１０８が反射できるようになっている。その場合、レーザ光ＡＦ１４３が落とし込み鏡１０２を経由してＥＵＶマスク１０３のパターン面１０５に入射する際の入射角（図２に示したθ）は１５．７°以下に設定する必要がある。入射角θはできるだけ大きい方が、光テコ方式におけるＡＦ感度が高くなる。そこで、本実施の形態では、レーザ光ＡＦ１４３の最大の入射角θは約１５度になっている。
【００４８】
その結果、図３（ｂ）のグラフに示されたように、膜厚４０ｎｍのシリコン薄膜の透過率は約５０％となる。膜厚５０ｎｍの場合の透過率は約５６％になる。なお、図３は、シリコン膜の膜厚と透過率との関係を示す。図３（ａ）〜図３（ｄ）には、入射光（レーザ光ＡＦ１４３）の波長が４０５ｎｍ、４４５ｎｍ、４５７ｎｍ、４７３ｎｍの時の透過率のグラフがそれぞれ示されている。図３において、横軸がシリコン膜の厚み（ｎｍ）であり、縦軸が透過率（％）である。ＥＵＶペリクル１０６の透過率は、入射光の波長、及び、シリコン膜の厚さに応じて、変化する。なお、図３は、入射光の入射角を１５度として、シリコン膜の両面に厚さ４ｎｍのＳｉ３Ｎ４を形成した構成のシミュレーション結果である。
【００４９】
図３（ａ）に示されるように、レーザ光ＡＦ１４３の波長が４０５ｎｍである場合、膜厚５０ｎｍのシリコン薄膜に対する透過率は約８％しかない。このため、レーザ光ＡＦ１４３に波長４０５ｎｍのレーザ光を利用することは困難になる。また、図３（ｃ）、図３（ｄ）に示されるように、波長４５７ｎｍ、あるいは波長４７３ｎｍの場合は、膜厚５０ｎｍでの透過率は増すが、膜厚４０ｎｍでの透過率が、波長４４５ｎｍの場合に比べて低下する。そこで本実施形態では、４４５ｎｍのＬＤをＡＦ用レーザ装置１２０に用いている。
【００５０】
このように発振波長４４５ｎｍの半導体レーザ装置をＡＦ用レーザ装置１２０として用いている。こうすることで、シリコン薄膜に対する高い透過率の光をレーザ光ＡＦ１４３として利用することができる。ＡＦ用センサ１２４における検出光量を高くすることができるため、適切にフォーカス位置を調整することができる。特に、厚さ４０ｎｍ〜５０ｎｍのＥＵＶペリクル１０６付のＥＵＶマスク１０３の検査装置におけるフォーカス調整に好適である。適切なフォーカス位置で検査することができるため、正確にＥＵＶマスク１０３を検査することができる。
【００５１】
なお、上記の説明では、ＡＦ用レーザ装置１２０として発振波長４４５ｎｍの半導体レーザ装置を用いたが、ＡＦ用レーザ装置１２０は、４４５ｎｍに限られるものではない。ＡＦ用レーザ装置１２０の発振波長は４４５〜４７３ｎｍであればよい。このような青色レーザ光を用いることで、４０〜５０ｎｍのシリコン膜に対して高い透過率で、レーザ光ＡＦ１４３がＥＵＶペリクル１０６を通過する。
【００５２】
さらに、本実施の形態では、レーザ光ＡＦ１４５の検出に、ＥＵＶマスク１０３で反射した正反射光Ｓ２４２をＣＣＤカメラ１１２に導くための拡大光学系１３３の一部を利用している。すなわち、ＡＦ用センサ１２４が、拡大光学系１３３に含まれる複数の反射鏡のうちの１枚以上の反射鏡を介して、レーザ光ＡＦ１４５を検出している。具体的には、凹面鏡１０８、凸面鏡１０９で反射したレーザ光ＡＤ１４５がＡＦ用センサ１２４で検出される。このようにすることで、ＡＦ用の検出光学系を簡素化することができる。
【００５３】
本実施形態１によれば、ＥＵＶマスクのレビュー機能において、単にブランクスだけでなく、ＥＵＶペリクル１０６が装着されたパターン付きのＥＵＶマスク１０３に対しても、正確にフォーカスを合わせることができる。従って、パターン付きのＥＵＶマスク１０３の欠陥、あるいはパターンそのものを感度良く観察できる。さらに、パターン付きのＥＵＶマスク１０３のパターン検査を高精度に行うことができる。
【００５４】
実施の形態２．
実施の形態２について図４を用いて説明する。図４は、実施の形態２にかかる検査装置２００を例示した図である。実施の形態２では、検査装置２００がＥＵＶマスク２０３のパターン検査を行うパターン検査装置となっている。実施の形態２では、ＡＦ光学系の構成の一部が実施の形態１と異なっている。具体的には、ＥＵＶマスク２０３からＡＦ用センサ２２４までの光路が、実施の形態１と異なっている。なお、実施の形態１と同様の構成については、適宜説明を省略する。
【００５５】
ＥＵＶ光源２３０は照明光ＥＵＶ２４１を発生する。照明光ＥＵＶ２４１は、図示しない凹面鏡などで絞られながら進む。照明光ＥＵＶ２４１は、落とし込み鏡２０２の下面に入射する。照明光ＥＵＶ２４１は、落とし込み鏡２０２で反射して、ＥＵＶマスク２０３に入射する。ＥＵＶマスク２０３には、ＥＵＶペリクル２０６が装着されている。照明光ＥＵＶ２４１は、ＥＵＶペリクル２０６を通過して、基板２０４のパターン面１０５の一部を照明する。
【００５６】
照明光ＥＵＶ２４１がパターン面２０５に照射されると、パターン面２０５のパターンに応じて、照明光ＥＵＶ２４１が反射する。パターン面２０５で制反射された正反射光Ｓ２４２は、凹面鏡２０８、凹面鏡２０９、凹面鏡２１０、及び平面鏡２１１で反射されて、ＴＤＩカメラ２１２に入射する。凹面鏡２０８、凹面鏡２０９、凹面鏡２１０、及び平面鏡２１１は、実施の形態１と同様に、拡大光学系を構成している。ＴＤＩカメラ２１２は、パターン面２０５の照明された領域を撮像する。
【００５７】
実施の形態１と同様に、ＡＦ用レーザ装置２２０として、波長４４５ｎｍのＬＤが用いられている。ＡＦ用レーザ装置２２０から出射したレーザ光ＡＦ２４３は、集光レンズ２２１に入射する。集光レンズ２２１と通過したレーザ光ＡＦ２４３は、絞られながら進み、ミラー２２２に入射する。ミラー２２２で反射したレーザ光ＡＦ２４３は、落とし込み鏡２０２に入射する。落とし込み鏡２０２で反射したレーザ光ＡＦ２４３は、ＥＵＶマスク２０３のパターン面２０５に集光する。
【００５８】
パターン面２０５で反射したレーザ光ＡＦ２４４は、凹面鏡２０８、凹面鏡２０９、及び凹面鏡２１０で反射する。凹面鏡２０８、凹面鏡２０９、及び凹面鏡２１０は拡大光学系を構成している。レーザ光ＡＦ２４３と照明光ＥＵＶ２４１の光軸はずれている。そのため、凹面鏡２１０で反射したレーザ光ＡＦ２４２は、平面鏡２１１の横を通過して、平面鏡２２３に入射する。すなわち、正反射光Ｓ２４２は、平面鏡２１１で反射されるのに対して、レーザ光ＡＦ２４４は、平面鏡２１１で反射されない。
【００５９】
平面鏡２２３で反射したレーザ光ＡＦ２４５は、ＡＦ用センサ２２４に入射する。ＡＦ用センサ２２４は、実施の形態１と同様に２分割センサである。ＡＦ用センサ２２４は、ＡＦ２４５を検出し、検出光量に応じた検出信号を制御部２３２に出力する。
【００６０】
これによって、パターン面２０５のフォーカスを常時合わせることができる。すなわち検査装置２００のＡＦ機構としても、検査用の拡大光学系２３３の一部（４枚のミラーにおける３枚）を利用する光テコ方式が用いられている。
【００６１】
このように、ＡＦ用のレーザ光ＡＦ２４４は、拡大光学系２３３を構成する４枚の多層膜鏡中３枚を経由してから平面鏡２２３に入射する。そして、平面鏡２２３を用いて、レーザ光ＡＦ２４４を正反射光Ｓ２４２から分離している。これに対して、図１に示された実施の形態１の検査装置１００では、シュバルツシルト光学系を構成する凹面鏡１０８と凸面鏡１０９の２枚の多層膜鏡を経由してから、レーザ光ＡＦ１４４が正反射光Ｓ１４２から分離される点が本実施の形態と異なっている。ただし、どちらの場合もＡＦ用レーザ光ＡＦ１４５、ＡＦ２４５を受光するＡＦ用センサ１２４、２２４付近において、ＥＵＶマスク１０３、２０３のパターン面１０５、２０５が結像する構成になっている。
【００６２】
なお、検査装置２００の投影光学系を構成する４枚の多層膜鏡における第一の凹面鏡２０８では、外側ＮＡが０．３５と高くなっている。つまりＮＡ＝０．３５に相当する入射角は２０．５°である。従って、ＡＦ用レーザ光ＡＦ２４３は、ＥＵＶマスク２０３のパターン面２０５に対して約１８度で入射する。その結果、図３に示されたように、厚さ５０ｎｍのシリコン薄膜の透過率は約４５％である。波長４４５ｎｍのレーザ光ＡＦ２４１を用いることで、波長４０５ｎｍの場合より４〜５倍も高い透過率を得ることができる。なお、図３は、入射角が１５度の時のシミュレーション結果であるが、入射角１８度と入射角１５度の場合の透過率の違いは小さいので、入射角が１８度であっても、図３と略同等の透過率となる。
【００６３】
もちろん、ＡＦ用レーザ装置２２０のＬＤとして波長４５７ｎｍ、あるいは４７３ｎｍの青色半導体レーザ装置を用いても良い。ＡＦ用レーザ装置１２０は、ＡＦ光を発生するため、波長４４５〜４７３ｎｍで発振すればよい。発振波長４４５〜４７３ｎｍの半導体レーザ装置を用いることで、ＡＦ用のレーザ光ＡＦ２４５の検出光量が高くなる。よって、適切にフォーカス位置を調整することができる。適切なフォーカス位置で検査することができるため、正確にＥＵＶマスク２０３を検査することができる。
【００６４】
本実施の形態によれば、パターン付きのＥＵＶマスク１０３の欠陥、あるいはパターンそのものを感度良く観察できる。その結果、パターン付きのＥＵＶマスク１０３のパターン検査を高精度に行うことができる。これにより、正確に検査を行うことができる。
【００６５】
さらに、本実施の形態では、レーザ光ＡＦ２４５の検出に、ＥＵＶマスク２０３で反射した正反射光Ｓ２４２をＴＤＩカメラ２１２に導くための拡大光学系２３３の一部を利用している。すなわち、ＡＦ用センサ２２４が、拡大光学系２３３に含まれる複数の反射鏡のうち、１枚以上の反射鏡を介して、レーザ光ＡＦ２４５を検出している。具体的には、凹面鏡２０８、凹面鏡２０９、凹面鏡２１０で反射したレーザ光ＡＦ２４５がＡＦ用センサ２２４で検出される。このようにすることで、ＡＦ用の検出光学系を簡素化することができる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態よる限定は受けない。
【符号の説明】
【００６７】
５０  ＥＵＶマスク
５１  基板
５２  多層膜
５３  保護膜
５４  吸収体
５５  ペリクル
１００  検査装置
１０２  落とし込み鏡
１０３  ＥＵＶマスク
１０４  基板
１０５  パターン面
１０６  ＥＵＶペリクル
１０７  シュバルツシルト光学系
１０８  凹面鏡
１０９  凸面鏡
１１０  平面鏡
１１１  凹面鏡
１１２  ＣＣＤカメラ
１２０  ＡＦ用レーザ装置
１２１  集光レンズ
１２２  ミラー
１２３  平面鏡
１２４  ＡＦ用センサ
１３０  ＥＵＶ光源
１３２  制御部
１３３  拡大光学系
２００  検査装置
２０２  落とし込み鏡
２０３  ＥＵＶマスク
２０４  基板
２０５  パターン面
２０６  ＥＵＶペリクル
２０８  凹面鏡
２０９  凹面鏡
２１０  凹面鏡
２１１  平面鏡
２２０  ＡＦ用レーザ装置
２２１  集光レンズ
２２２  ミラー
２２３  平面鏡
２２４  ＡＦ用センサ
２３０  ＥＵＶ光源
２３２  制御部
２３３  拡大光学系
ＥＵＶ１４１、ＥＵＶ２４１  照明光
Ｓ１４２、Ｓ２４２  正反射光
ＡＦ１４３〜ＡＦ１４５、ＡＦ２４３〜ＡＦ２４５  レーザ光
【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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