CN106502046A - 光掩模坯的缺陷检查方法、分选方法和制备方法 - Google Patents

光掩模坯的缺陷检查方法、分选方法和制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了检查存在于包括光学膜和薄膜的光掩模坯的表面部的缺陷的方法。该方法包括：选择和指定对应于光掩模坯的光学膜和薄膜的模式的用于判定缺陷的凹凸形状的标准和检查处理工序；基于指定的检查处理工序，施加检查光至包括缺陷的区域，同时保持缺陷和检查用光学系统的物镜之间的距离，通过该检查用光学系统将来自被检查光照射的区域的反射光作为该区域的放大图像聚集；以及基于指定的用于判定的标准，从该放大图像的光强度分布判定缺陷的凹凸形状。

Description

光掩模坯的缺陷检查方法、分选方法和制备方法
技术领域
本发明涉及用于制备其转而用于制造半导体器件等的光掩模的掩模坯的缺陷检查方法，特别地，涉及有效判定带有存在于光掩模坯中10nm以下厚度的薄膜中的微小缺陷的表面的凹凸形状(鼓起/凹坑形状)的技术。本发明还涉及基于应用该缺陷检查方法以判定光掩模坯中的缺陷的凹凸形状的光掩模坯分选方法和光掩模坯制备方法。
背景技术
通过重复光刻法技术制造半导体器件，其中将曝光光施加于其上刻画有电路图的掩模(转印掩模)如光掩模并通过缩小光学系统将在掩模上形成的电路图转印到半导体衬底(半导体晶片)上。通过在用光学膜形成的基底(掩模坯)中形成电路图制备转印掩模。这样的光学膜通常为主要由过渡金属化合物组成的膜或者主要由含过渡金属的硅化合物组成的膜。作为光学膜，根据目的选择用作遮光膜的膜或用作相移膜的膜。此外，为了高精度加工光学膜的目的可以形成硬掩模膜作为加工助膜。
转印掩模如光掩模用作原版物以制造具有微型图案的半导体器件并且被要求无缺陷。这自然导致也要求光掩模坯无缺陷。此外，在形成电路图时，将用于加工的抗蚀剂膜形成在其上形成有膜的光掩模坯上，并且通过普通的光刻工艺如电子束光刻法形成最终图案。因此，也要求抗蚀剂膜无缺陷如针孔。在这样的条件下，关于光掩模和光掩模坯的缺陷检测技术已经做了很多调研。
JP-A 2001-174415(后文称为专利文献1)和JP-A 2002-333313(后文称为专利文献2)记载了将激光施加到基底以由散射光检测缺陷和/或异物的方法，特别记载了其中将不对称赋予检测信号以判定所关心的缺陷是鼓起缺陷还是凹坑缺陷的技术。此外，JP-A2005-265736(后文称为专利文献3)记载了其中将常规用于一般的光学掩模图案检查的深紫外(DUV)光用作检查光的技术。此外，JP-A 2013-19766(后文称为专利文献4)记载了其中将检查光以被分成多个点的状态用于扫描并且反射光束被光检测元件接收的技术。另一方面，JP-A 2007-219130(后文称为专利文献5)公开了其中具有波长约13.5nm的极紫外(EUV)光用作检查光以判定EUV掩模坯中缺陷的凹凸形状的技术。
引用文献列表
专利文献1:JP-A 2001-174415
专利文献2:JP-A 2002-333313
专利文献3:JP-A 2005-265736
专利文献4:JP-A 2013-19766
专利文献5:JP-A 2007-219130
发明内容
伴随着半导体器件的持续的微型化，已经频繁使用利用193nm波长的ArF准分子激光的氟化氩(ArF)光刻法技术。此外，已经大力地研究了如下技术，其中采用由曝光法和加工法多次组合组成的称为多步图案化(multi-patterning)的方法而最终形成具有与曝光波长相比足够精细的尺寸的图案。如上所述，转印掩模用作精细图案的原版物，并且因此，必须全部排除转印掩模上的将阻碍图案转印的保真度的缺陷。因此，在掩模坯制备阶段，还应当全部检测那些妨碍掩模图案形成的缺陷。
在转印掩模中，凹坑缺陷、特别是针孔缺陷对掩模图案形成是致命的。另一方面，鼓起缺陷对掩模图案形成可能未必是致命的，尽管这取决于缺陷的高度。因此，而将这些鼓起缺陷全部看作致命缺陷来排除具有缺陷的掩模坯导致收率的降低。因此，在缺陷检查中，高度精确的区分缺陷的凹凸形状对于确定排除具有致命缺陷的掩模坯和对于确保良好收率非常重要。
专利文献1至4中记载的检查装置采用了光学的缺陷检测方法。光学的缺陷检测方法有利之处在于，可以相对短的时间进行宽区域内的缺陷检查，并且通过利用具有较短波长的光源，可以精确地检测微细缺陷。此外，专利文献1至4中记载的检查装置提供如下方法，其中由通过使用了倾斜照明和/或空间滤波器的检查用光学系统获得的检测信号的亮部和暗部的位置关系，可判定所关心的缺陷是凹坑缺陷还是鼓起缺陷。此外，专利文献5记载了用于判定相缺陷的凹凸形状的方法，但在该情形中的检查物体被局限于EUV掩模坯。
然而，根据联合使用原子力显微镜或者电子显微镜进行的检查实验，发现，存在其中光掩模坯中缺陷的凹凸形状不能通过考察相关光掩模坯的检查信号的亮部和暗部的布局(位置关系)的方法判定的情形。具体地，发现，对于相关凹坑缺陷如针孔缺陷的检查信号，在一些情形中用于区分凹凸形状的亮部和暗部之间的位置关系可能不清晰，并且在一些情形中被判定为凹坑缺陷的缺陷可能包括鼓起缺陷。尤其是，用于高级的光掩模加工的加工助膜如硬掩模膜可能具有例如10nm以下的厚度，发现，刚提到的问题可能发生在这样的薄膜中存在的缺陷的凹凸形状的判定中。
专利文献1至4中记载的缺陷检查方法未必可以精确地判定缺陷的凹凸形状。而且，专利文献5中记载的缺陷检查方法为其可应用于EUV掩模坯的固有的相缺陷但是不易应用于当前主流的氟化氪(KrF)光刻法中使用的光掩模坯的方法。因此，需要建立一种技术，通过该技术可高度精确地判定存在于厚度降低的硬掩模膜的缺陷的凹凸形状，这根据常规技术难以实现。
因此，本发明的目的是提供缺陷检查方法、基于应用该缺陷检查方法的光掩模坯分选方法、光掩模坯制备方法，通过该缺陷检查方法可在使用光学的缺陷检查方法时高度精确地判定缺陷的凹凸表面形状,尤其提供检查存在于厚度10nm以下的薄膜、如用作加工掩模图案中的加工助膜的硬掩模膜中的缺陷的方法。
为了实现上述需要，本发明人通过利用光学检测方法的实际测量并通过模拟，做出用于检查存在于厚度10nm以下的薄膜、如在光学膜上形成的硬掩模膜中的缺陷的方法的研究。其研究的结果，本发明人发现，基于光学检查方法的观测的图像的光强度的亮度/暗度的变化与光强度的亮部和暗部的位置关系因不同的检测模式而不同，取决于光学膜和其上形成的薄膜相对于检查光的反射率和复折射率的值等。
于是，作为其进一步研究的结果，本发明人发现，当根据光学膜和薄膜的模式和缺陷模式确定用于判定缺陷的凹凸形状的检查处理工序和标准，通过光学检测方法，根据用于判定的标准和检查处理工序，收集缺陷的检查图像，评价检查图像的光强度分布(光强度轮廓)、特别是亮部和暗部的位置关系、亮部和暗部的光强度或者强度差时，于是，可以更准确地彼此区分凹坑缺陷和鼓起缺陷。基于这些发现，发明人完成了本发明。
本发明的一方面中，提供通过使用检查光学系统检查存在于光掩模坯表面部的缺陷的方法，该光掩模坯包括形成在基底上的光学膜，以及接触基底相对的光学膜侧而形成的薄膜，该薄膜作为最外表面层而形成。该方法包括：
(A1)准备光掩模坯的步骤；
(A2)选择和指定对应于光掩模坯的光学膜和薄膜的模式的用于判定缺陷的凹凸形状的标准以及检查处理工序的步骤；
(A3)移动光掩模坯以将缺陷移到检查用光学系统的观测位置中的步骤，
基于步骤(A2)中指定的检查处理工序，施加检查光至包括缺陷的区域，同时保持缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离，和
通过该检查用光学系统将来自被检查光照射的区域的反射光作为该区域的放大图像聚集；以及
(A4)基于步骤(A2)中指定的用于判定的标准，从该放大图像的光强度分布判定缺陷的凹凸形状的步骤。
在该缺陷检查方法中，优选地，步骤(A4)包括：将该放大图像的缺陷部的光强度水平变化与该缺陷的周边部的光强度水平比较的处理；以及将比较处理的结果与用于判定的标准比较的处理。
在该缺陷检查方法中，优选地，步骤(A3)中的距离为焦距，步骤(A3)中检查光施加条件是该检查光为非偏振光。
在该缺陷检查方法中，优选地，步骤(A2)的检查处理工序包括关于步骤(A3)的多种检查条件，并且对于在该检查处理工序中包括的全部检查条件将步骤(A3)依序执行之后实施步骤(A4)。
在该缺陷检查方法中，优选地，多种检查条件包括其中步骤(A3)中的距离为焦距的检查条件以及其中骤(A3)中的距离为离焦量的检查条件。
在该缺陷检查方法中，优选地，多种检查条件包括其中步骤(A3)中的距离为焦距的检查条件，步骤(A3)中的距离为正离焦量的检查条件，以及步骤(A3)中的距离为负离焦量的检查条件。
在该缺陷检查方法中，优选地，多种检查条件包括其中步骤(A3)中的检查光施加条件为检查光是非偏振光的检查条件，以及其中步骤(A3)中的检查光施加条件为检查光是偏振光的检查条件。
在该缺陷检查方法中，优选地，多种检查条件包括其中步骤(A3)中的检查光施加条件为检查光是非偏振光的检查条件，其中步骤(A3)中的检查光施加条件为检查光是横向电场(TE)偏振光的检查条件，以及其中步骤(A3)中的检查光施加条件为检查光是横向磁场(TM)偏振光的检查条件。
在该缺陷检查方法中，优选地，多种检查条件包括其中步骤(A3)中的距离和检查光施加条件为正离焦量和检查光为TE偏振光的检查条件，其中步骤(A3)中的距离和检查光施加条件为正离焦量和检查光为TM偏振光的检查条件，其中步骤(A3)中的距离和检查光施加条件为负离焦量和检查光为TE偏振光的检查条件，以及其中步骤(A3)中的距离和检查光施加条件为负离焦量和检查光为TM偏振光的检查条件，并且其中在每个检查条件下实施放大图像的聚集。
在该缺陷检查方法中，优选地，多种检查条件包括其中步骤(A3)中的距离和检查光施加条件为焦距和检查光为TE偏振光的检查条件，以及其中步骤(A3)中的距离和检查光施加条件为焦距和检查光为TM偏振光的检查条件。
在该缺陷检查方法中，优选地，步骤(A4)包括计算每个放大图像的缺陷部的光强度水平的最小值的处理，以及将计算处理的结果与用于判定的标准比较的处理。
在该缺陷检查方法中，优选地，该薄膜为硬掩模膜。
在该缺陷检查方法中，优选地，该薄膜具有10nm以下的厚度。
在该缺陷检查方法中，优选地，该检查光为具有210至550nm的波长。
在该缺陷检查方法中，优选地，通过其中使检查光的光学轴相对于检查光照射的薄膜表面的法线以预定角度倾斜的倾斜照明施加检查光。
在该缺陷检查方法中，优选地，步骤(A3)中,将光掩模坯放置在其可在光掩模坯的面内方向移动的台上，并且该台在该面内方向移动以使缺陷和检查用光学系统的物镜彼此接近。
在本发明的另一方面，提供光掩模坯的分选方法，其包括基于通过上述缺陷检查方法判定的缺陷的凹凸形状，分选出没有凹坑缺陷的光掩模。
在本发明的另一方面中，提供制备光掩模坯的方法，包括：
在基底上形成光学薄膜和在基底相对的该光学膜侧上形成薄膜作为最外表面层的步骤；以及
通过上述缺陷检查方法判定该薄膜中存在的缺陷的凹凸形状的步骤。
发明的有益的效果
根据本发明的记载的方面，通过使用光学缺陷检查方法高度可靠地区分缺陷的凹凸形状，可检查光掩模坯中的缺陷。此外，通过应用本文披露的缺陷检查方法，可以可靠地排除具有作为致命缺陷的凹坑缺陷的光掩模坯，并且以较低成本和高收率提供不具有致命缺陷的光掩模坯。
附图说明
图1A和1B为说明光掩模坯中存在缺陷的实例的剖面图，其中图1A显示其中存在凹坑缺陷的光掩模坯，图1B显示由其中存在凹坑缺陷的光掩模坯制备的光掩模。
图2为说明光掩模坯中存在缺陷的另一实例的剖面图，显示鼓起缺陷存在于其上的光掩模坯。
图3说明用于光掩模坯的缺陷检查中的检查用光学系统的布置的实例。
图4A为显示相对于由倾斜照明朝向光掩模坯上的典型凹坑缺陷施加的检查光的正反射光模式的概念图，图4B为显示检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图5A为显示相对于由倾斜照明朝向光掩模坯上的典型鼓起缺陷施加的检查光的正反射光模式的概念图，图5B为显示检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图6A为第一膜模式中在硬掩模膜中具有凹坑缺陷的光掩模坯的平面图，图6B为其剖面图，图6C为凹坑缺陷的检查图像，图6D为显示检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图7为显示图6A和6B中所示的光掩模坯的硬掩模膜的检查光反射率的膜厚依赖性的图。
图8A为第一膜模式中在硬掩模膜上具有鼓起缺陷的光掩模膜的剖面图，图8B为鼓起缺陷的检查图像，图8C为显示检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图9A为第二膜模式中在硬掩模膜中具有凹坑缺陷的光掩模坯的剖面图，图9B为凹坑缺陷的检查图像，图9C为显示检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图10为图9A中所示的光掩模坯的硬掩模膜的检查光反射率的膜厚依赖性的图。
图11A为第二膜模式中在硬掩模膜和光学膜中具有凹坑缺陷的光掩模坯的剖面图，图11B为凹坑缺陷的检查图像，图11C为显示检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图12A为第二膜模式中在硬掩模膜上具有鼓起缺陷的光掩模坯的平面图，图12B为其剖面图，图12C为鼓起缺陷的检查图像，图12D为显示检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图13A为图11A中显示的光掩模坯的剖面图，图13B为图12B中显示的光掩模坯的剖面图，图13C和13D为显示在正离焦条件中得到的缺陷的检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图，图13E和13F为在焦距下得到的缺陷的检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图，图13G和13H为显示在负离焦条件中得到的缺陷的检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图14为显示光掩模坯的缺陷检查方法的步骤的实例的流程图。
图15为显示判定光掩模坯的缺陷部的凹凸表面形状的步骤的实例的流程图。
图16为显示判定光掩模坯的缺陷部的凹凸表面形状的步骤的另一实例的流程图。
图17A为实施例1中具有仅在硬掩模膜中形成的凹坑缺陷的光掩模坯的剖面图，图17B为显示在焦距下得到的检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图18A为实施例1中具有在硬掩模膜和光学膜中形成的凹坑缺陷的光掩模坯的剖面图，图18B为显示在焦距下得到的检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图19A为实施例1中具有鼓起缺陷的光掩模坯的剖面图，图19B为显示在焦距下得到的检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图20A为实施例2中具有仅在硬掩模膜中形成的凹坑缺陷的光掩模坯的剖面图，图20B为显示在焦距下得到的检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图21A为实施例2中具有在硬掩模膜和光学膜中形成的凹坑缺陷的光掩模坯的剖面图，图21B为显示在焦距下得到的检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图22A为由与实施例2中具有与由硬掩模膜材料相同的材料形成的鼓起缺陷的光掩模坯的剖面图，图22B为显示在焦距下得到的检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图23A为实施例2中具有在硬掩模膜和光学膜中形成的凹坑缺陷的光掩模坯的剖面图，图23B为具有由与实施例2中硬掩模膜材料相同的材料形成的鼓起缺陷的光掩模坯的剖面图,图23C和23D为显示在离焦量+200nm下得到的缺陷的检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图，图23E和23F为显示在焦距下得到的缺陷的检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图，图23G和23H为显示在离焦量-200nm下得到的缺陷的检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
图24A和24B为显示图23A和23B中所示的光掩模坯中的缺陷的检查图像的光强度分布中的最小值的距离依赖性的图。
图25A为实施例2中具有由检查光透射率低的物质的粘附形成的鼓起缺陷的光掩模坯剖面图，图25B为显示在焦距下得到的检查图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
具体实施方式
如果缺陷如针孔存在于光掩模坯的薄膜中，则其引起在利用该光掩模坯制备的光掩模上的掩模图案中的缺陷。光掩模坯中凹坑缺陷的典型实例示于图1A和1B。图1A为显示光掩模坯100的剖面图，其中用作遮光膜的光学膜102、用于进行光学膜102的高精度加工的相移膜如半色调相移膜等和硬掩模膜(加工助膜)103形成在透明基底101上。在该情形中，硬掩模膜103中存在针孔缺陷DEF1。如果通过普通的制备工序由上述的这样的光掩模坯100制备光掩模，可能在对应于硬掩模膜103中的针孔缺陷DEF1的位置在光学膜102中形成针孔缺陷。因此，制备其中起因于光掩模坯的缺陷DEF2存在于光学膜图案102a中的光掩模，如图1B中描述的光掩模100a。像这样的缺陷导致在使用该光掩模实施的曝光中图案转印错误。因此，需要在加工光掩模坯之前的阶段检测光掩模坯中的缺陷，并且排除伴有该缺陷的光掩模坯或者矫正缺陷。
另一方面，图2说明存在于光掩模坯上的鼓起缺陷的实例。具体地，图2为说明光掩模坯100的实例的剖面图，其中在透明基底101上形成光学膜102和硬掩模膜103，并且在硬掩模膜103上存在与硬掩模膜103一体形成的鼓起缺陷DEF3。在像光掩模坯100这样的情形中，没有像图1B中所示的情形那样形成在光学膜102中的针孔缺陷DEF2。因此，这样的鼓起缺陷通常不会构成致命缺陷。此外，如果粘附于光掩模坯表面的异物造成的鼓起缺陷能够通过清洁被除去，则其不会成为致命缺陷。
以此方式，判定光掩模坯上存在的缺陷是作为致命缺陷的凹坑缺陷如针孔还是未必为致命缺陷的鼓起缺陷将是关系到确保光掩模坯制备中的收率和光掩模坯质量的重要因素。鉴于此，希望建立一种方法，通过该方法，使用光学检查技术可以高可靠性区分缺陷的凹凸形状(鼓起/凹坑形状)。
首先，将描述优选地用于光掩模坯的缺陷检查的检查用光学系统，具体地为优选地用于判定在光掩模坯的表面部的缺陷的凹凸形状的检查用光学系统。图3为显示包括光源ILS、光束分离器BSP、物镜OBL、光掩模坯MB安置在其上的可移动的台STG以及图像检测器SE的检查用光学系统的基本布置的实例的概念图。使光源ILS构成为能够发出约210nm至550nm的波长的光，并且从光源ILS发出的检查光BM1被光束分离器BSP偏移，通过物镜OBL被施加到光掩模坯MB的预定区域。来自光掩模坯MB的表面的反射光BM2被物镜OBL聚集并且经过光束分离器BSP和透镜L1而到达图像检测器SE的受光表面。该情形中，以光掩模坯MB表面的放大的检查图像形成在图像检测器SE的受光表面上的方式控制图像检测器SE的位置。接着，对在图像检测器SE聚集的放大的检查图像的数据进行图像处理计算，由此进行缺陷尺寸的计算和缺陷的凹凸形状判定并将结果记录为缺陷信息。
例如可通过直接法控制放大的检查图像，其中具有多个光学检测元件作为像素排列的检测器如电耦合器件(CCD)相机用作图像检测器SE，并且将通过物镜OBL由来自光掩模坯MB的表面的反射光BM2形成的放大的图像作为二维图像聚集。或者，可以采取以下方法，其中，通过扫描装置用检查光BM1扫描光掩模坯MB的表面，依序地通过图像检测器SE聚集反射光BM2的光强度，通过光电转换记录收集信号，并且生成光掩模坯MB的全部面积的二维图像。此外，遮蔽部分反射光BM2的空间滤波器SPF可设置在检查用光学系统的瞳位置，例如在反射光BM2的光路上，特别是在光束分离器BSP和透镜L1之间。在该情形中，可按照要求遮蔽反射光BM2的部分光路，由此可通过图像检测器SE捕捉放大的检查图像。可将检查光BM1的入射角相对于光掩模坯MB设定为预定的角度。需要注意的是，待检查的缺陷的定位可以能通过物镜OBL观测作为检查物体的缺陷的方式进行。该情形中，将光掩模坯MB放置在掩模台STG上，并且通过掩模台STG的移动可定位光掩模坯MB以使其可通过物镜OBL被观测到。需要注意的是，尽管未图示，如果需要可通过将偏振片插入到光路中的预定位置采取偏振光照明。
接着，将参考图4A、4B、5A和5B，对在缺陷和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为聚焦距离(后文称为焦距)并且在该条件中聚集反射光的情形中的凹坑缺陷的检查图像和鼓起缺陷的检查图像之间的差别进行说明。图4A为显示其中将来自图3中所示的检查用光学系统的检查光BM1从左侧倾斜地施加到具有典型的凹坑缺陷DEF4的光掩模坯的表面MBS的实例的概念图。例如，通过其中从图3中所示的光源ILS施加到光掩模坯MB的检查光BM1的位置通过控制(位于光源ILS与光束分离器BSP之间的)孔位置来控制的方法，可实现这样的倾斜照明。在该情形中，在该图中的凹坑缺陷DEF4的左侧的侧表面LSF上反射的反射光BM2通过正反射被集聚在相对于物镜OBL的右侧，并且由此不足以被取到物镜OBL中。另一方面，在该图中的凹坑缺陷DEF4的右侧的侧表面RSF上反射的反射光足以通过正反射被取到物镜OBL中。结果，在图像检测器获得的检查图像的光强度分布呈现剖面轮廓PR1，如图4B中显示，其中凹坑缺陷DEF4的左侧为暗部，右侧为亮部。
另一方面，图5A为将图3中所示的来自检查用光学系统的检查光BM1从左侧倾斜地施加到具有典型的鼓起缺陷DEF5的光掩模坯的表面MBS的实例的概念图。在该情形中，在该图中的鼓起缺陷DEF5的左侧的侧表面LSF上反射的反射光BM2通过正反射足以被取到物镜OBL中。另一方面，在该图中的鼓起缺陷DEF5的右侧的侧表面RSF上反射的反射光通过正反射被集聚在相对于物镜OBL的右侧，并且由此不足以被取到物镜OBL中。结果，在图像检测器SE获得的检查图像的光强度分布呈现剖面轮廓PR2，如图5B中显示，其中鼓起缺陷DEF5的左侧为亮部，右侧为暗部。
此外，在其中如图3中显示的在检查用光学系统中将遮蔽部分反射光的空间滤波器SPF设置在反射光的光路上并将反射光通过空间滤波器SPF聚集的布置的情形中，确保：即使光掩模坯表面用法向入射的检查光照射时，也可如使用上述的倾斜照明的情形中那样在检查图像中产生亮部和暗部。在该情形中，例如，将检查光入射侧作为参考时，如果将反射光的光路的一半光束遮蔽，则可由检查图像的亮部和暗部之间的位置关系或者亮部和暗部之间的光强度之差判定缺陷的凹凸形状。
以此方式，通过应用倾斜照明，可由获得的检查图像的亮部和暗部的位置关系判定其为典型的凹坑缺陷或鼓起缺陷的缺陷的凹凸形状。尽管在图4A、4B、5A和5B中已显示来自图中的左侧的倾斜照明的实例，但照明方向可任意设定，并且，将检查光入射侧作为获得的检查图像中的参考，可类似地由检查图像的亮部和暗部之间的位置关系或者由亮部和暗部之间的光强度之差判定缺陷的凹凸形状。
然而，根据光掩模坯的膜模式，存在其中不能仅仅基于上述的检查图像的亮部和暗部之间的位置关系就准确地判定缺陷是凹坑缺陷还是鼓起缺陷的情形。以下将描述这样的情形。
第一膜模式
首先，将描述在以下情形中的检查图像的光强度分布，其中在透明基底上形成作为除透明基底之外的最外表面层的高反射率膜(在后述的实例中，硬掩模膜103对应于该膜)，以及具有等于或低于高反射率膜的反射率并且接触透明基底相对的高反射率膜侧的膜(在后述的实例中，光学膜102对应于该膜)，并且其中高反射率膜的厚度小。
图6A和6B为具有凹坑缺陷的光掩模坯100的平面图和剖面图。这些图说明其中在对检查光透明的透明基底101如石英基底上形成由钼硅化物(MoSi)材料形成的光学膜102和由铬(Cr)材料形成的厚度约10nm的硬掩模膜103，并且在硬掩模膜103中存在凹坑缺陷DEF6如针孔缺陷的状态。在将凹坑缺陷DEF6和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为焦距下使用图3中所示的检查用光学系统，通过倾斜照明从图6A和6B中左侧将检查光施加至表面光掩模坯的表面MBS，并且将反射光聚集的情形中，得到图6C中所示的具有光强度分布的检查图像。此外，沿着图6C的线A-A'的剖面的光强度分布呈现图6D中所示的剖面轮廓PR3。该情形中,检查图像的光强度分布仅包括暗部,没有任何亮部出现在凹坑缺陷DEF6的部分，因此，与图4A和4B中描绘的典型的凹坑缺陷的检查图像的光强度分布不对应。
观测到该情形中的凹坑缺陷仅由暗部组成的原因被认为在于，由于凹坑缺陷DEF6的深度不大，因此，来自缺陷侧表面的反射光量小，检查光反射率对光强度变化的影响非常大。图7是显示在图6A和6B中描绘的光掩模坯100的由MoSi材料形成的光学膜102上的由Cr材料形成的硬掩模膜103的厚度与检查光反射率之间的关系的图。在图7中，0厚度下的反射率对应于在硬掩模膜103的凹坑缺陷部的反射率(该图中，REF10)，并且该反射为来自光学膜102的反射。另一方面，在硬掩模膜103的预定厚度(该图中，TH1)下的反射率对应于在硬掩模膜103的非缺陷部(例如，缺陷周边部)的反射率(该图中，REF11)，并且该反射是来自硬掩模膜103的反射。该情形中,REF10低于REF11(REF10<REF11)，这被认为是凹坑缺陷部整体上被观测为暗部的原因。因此，在其中仅仅在硬掩模膜103中形成凹坑缺陷的情形中，观测图像的缺陷部的光强度分布并非如图4A和4B所示其中左侧为暗部并且右侧为亮部的典型的凹坑缺陷光强度分布。
然而，在其中凹坑缺陷为足够深，例如其中凹坑缺陷穿过硬掩模膜103并且还进一步形成在光学膜102中的情形中，相应地来自缺陷侧表面的反射光量大,在来自左侧表面的反射光量与来自右侧表面的反射光量之间产生足够的差。因此，得到其中左侧为暗部并且右侧为亮部的观测图像，对应于图4A和4B中所示的典型的凹坑缺陷的检查图像的光强度分布。
另一方面，图8A为具有鼓起缺陷的光掩模坯100的剖面图。该图说明其中在对检查光透明的透明基底101如石英基底上形成由MoSi材料形成的光学膜102和由Cr材料形成的厚度约10nm的硬掩模膜103，并且在硬掩模膜103上存在由与硬掩模膜103材料相同的材料(例如，Cr材料)形成的鼓起缺陷DEF7的状态。在将鼓起缺陷DEF7和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为焦距下使用图3中所示的检查用光学系统，通过倾斜照明从图8A中左侧将检查光施加至表面光掩模坯的表面，并且将反射光聚集的情形中，得到图8B中所描绘的具有光强度分布的检查图像。此外，沿着图8B的线A-A'的剖面的光强度分布呈现图8C中所示的剖面轮廓PR4。该情形中,具体地在鼓起缺陷DEF7的部分，检查图像的光强度分布以与图5A和5B中所示的典型的鼓起缺陷情形中的光强度分布相同的方式、在左侧具有亮部并且在右侧具有暗部。
由上述，可将第一膜模式中的缺陷的凹凸形状按照如下判定：
(1-1)如果观测图像的光强度分布中的缺陷部仅具有暗部，则该缺陷为仅在高反射率膜(硬掩模膜103)中形成的凹坑缺陷；
(1-2)如果观测图像的光强度分布中的缺陷部在左侧具有暗部并且在右侧具有亮部，则该缺陷为穿过高反射率膜(硬掩模膜103)并且还进一步形成在具有等于或低于高反射率膜的反射率的反射率的膜(光学膜102)中的凹坑缺陷；
(1-3)如果观测图像的光强度分布中的缺陷部在左侧具有亮部并且在右侧具有暗部，则该缺陷为鼓起缺陷。
在第一膜模式中用于判定的标准不同于图4A、4B、5A和5B中所示的典型的凹坑缺陷和鼓起缺陷的情形中的标准，但其是第一膜模式的情形中特有的。在第一膜模式中用于判定的标准优选地用于以下情形，其中在透明基底上形成作为除透明基底之外的最外表面层的高反射率膜，以及具有等于或低于高反射率膜的反射率的反射率并且与透明基底相对的高反射率膜侧接触的膜，并且其中高反射率膜具有小的厚度，例如，5～10nm的厚度。
第二膜模式
接下来，将描述在以下情形中的检查图像的光强度分布，其中在透明基底上形成作为除透明基底之外的最外表面层的由对检查光基本透明的材料形成的膜(在后述的实例中，硬掩模膜103对应于该膜)，以及对检查光不透明或半透明的并且与所述对检查光基本透明的材料的膜的透明基底侧接触的膜(在后述的实例中，光学膜202对应于该膜)，并且其中所述对检查光基本透明的材料的膜的厚度小。
图9A为具有凹坑缺陷的光掩模坯100的剖面图。该图说明其中在对检查光透明的透明基底101如石英基底上形成由MoSi材料形成的光学膜102、由Cr材料形成的光学膜202、和由对检查光基本透明的材料、例如氧化硅等形成并具有厚度约5至10nm的硬掩模膜103，并且在硬掩模膜103中存在凹坑缺陷DEF8如针孔缺陷的状态。在将凹坑缺陷DEF8和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为焦距下使用图3中所示的检查用光学系统，通过倾斜照明从图9A中左侧将检查光施加至表面光掩模坯的表面，并且将反射光聚集的情形中，得到图9B中所示的具有光强度分布的检查图像。此外，沿着图9B的线A-A'的剖面的光强度分布呈现图9C中所描绘的剖面轮廓PR5。该情形中,检查图像的光强度分布具体地在凹坑缺陷DEF8的部分，虽然其在左侧稍微暗淡，但主要为亮部，并且基本上只有亮部。因此，在图4A和4B中所示的典型的凹坑缺陷的检查图像的光强度分布中看到的亮部和暗部之间的清晰差别并没有出现在该情形中。
对于该情形中凹坑缺陷主要观测到亮部的原因被认为在于，和图6A至6D中所示的第一膜模式中的凹坑缺陷DEF6的情形类似由于凹坑缺陷DEF8的深度不大，因此，来自缺陷侧表面的反射光量小，检查光反射率对光强度变化的影响非常大。图10是显示在图9A中描绘的光掩模坯100的在由Cr材料形成的光学膜102上形成并且由对检查光基本透明的材料形成的硬掩模膜103的厚度与检查光反射率之间的关系的图。在图10中，0厚度下的反射率对应于在硬掩模膜103的凹坑缺陷部的反射率(该图中，REF20)，并且该反射为来自光学膜202的反射。另一方面，在硬掩模膜103的预定厚度(该图中，TH2)下的反射率对应于在硬掩模膜103的非缺陷部(例如，缺陷周边部)的反射率(该图中，REF21)，并且该反射是来自硬掩模膜103的反射。该情形中,REF20高于REF21(REF20<REF21)，这被认为是对于凹坑缺陷部主要观测到亮部的原因。因此，在其中仅仅在硬掩模膜103中形成凹坑缺陷的情形中，观测图像的缺陷部的光强度分布并非如图4A和4B所示其中左侧为暗部并且右侧为亮部的典型的凹坑缺陷光强度分布。
然而，在其中凹坑缺陷为足够深，例如其中凹坑缺陷穿过硬掩模膜103并且还进一步形成在光学膜202中的情形中，相应地来自缺陷侧表面的反射光量大,在来自左侧表面的反射光量与来自右侧表面的反射光量之间产生足够的差。因此，得到其中左侧为暗部并且右侧为亮部的观测图像，对应于图4A和4B中所示的典型的凹坑缺陷的检查图像的光强度分布。
图11A为具有凹坑缺陷的光掩模坯100的剖面图。该图说明其中在对检查光透明的透明基底101如石英基底上形成由MoSi材料形成的光学膜102、由Cr材料形成的光学膜202、和由对检查光基本透明的材料、例如氧化硅等形成并具有厚度约5至10nm的硬掩模膜103，并且其中凹坑缺陷DEF9如针孔缺陷穿过硬掩模膜103并且还进一步形成在光学膜202中的状态。在将凹坑缺陷DEF9和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为焦距下使用图3中所示的检查用光学系统，通过倾斜照明从图11A中左侧将检查光施加至表面光掩模坯的表面，并且将反射光聚集的情形中，得到图11B中所示的具有光强度分布的检查图像。此外，沿着图11B的线A-A'的剖面的光强度分布呈现图11C中所描绘的剖面轮廓PR6。该情形中,检查图像的光强度分布具体地在凹坑缺陷DEF9的部分，在左侧具有暗部并且在右侧具有亮部，因此，显示与在图4A和4B中所示的典型的凹坑缺陷情形中类似的光强度分布。
图12A和12B为具有鼓起缺陷的光掩模坯100的平面图和剖面图。这些图说明其中在对检查光透明的透明基底101如石英基底上形成由MoSi材料形成的光学膜102、由Cr材料形成的光学膜、和由对检查光基本透明的材料、例如氧化硅等形成并具有厚度约5至10nm的硬掩模膜103，并且在硬掩模膜103上存在由与硬掩模膜103材料相同的材料(例如，对检查光基本透明的材料)形成的鼓起缺陷DEF10的状态。在将鼓起缺陷DEF10和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为焦距下使用图3中所示的检查用光学系统，通过倾斜照明从图12A和12B中左侧将检查光施加至光掩模坯的表面MBS，并且将反射光聚集的情形中，得到图12C中所示的具有光强度分布的检查图像。此外，沿着图12C的线A-A'的剖面的光强度分布呈现图12D中所示的剖面轮廓PR7。该情形中,检查图像的光强度分布具体地在鼓起缺陷部DEF10的部分，在左侧具有暗部并且在右侧具有亮部。尤其是，更清晰的暗部和亮部出现在具有高度大于50nm的鼓起缺陷的情形中。
以此方式，在薄膜如硬掩模膜形成有由与该薄膜材料相同的材料组成的鼓起缺陷的情形中，观测图像的缺陷部的光强度分布并不类同于图5A和5B中所描绘的其中左侧为亮部并且右侧为暗部的典型的鼓起缺陷。而且，该情形中，显示与图11A至11C中所描绘的凹坑缺陷穿过硬掩模膜103并且还进一步形成在光学膜202中的情形中相同的检查图像的亮部和暗部之间的位置关系，因此，基于检查图像的亮部和暗部的位置关系不能将图12A和12B中所示的鼓起缺陷与图11A中所示的凹坑缺陷两者彼此区分。
然而，关于图11A中所示的这样的凹坑缺陷和图12A和12B中所示的鼓起缺陷，发现了以下情况。在将缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离设定为偏离焦距的离焦量，在不同的偏振条件(TE偏振或TM偏振)下施加通过倾斜照明施加的检查光并且聚集反射光的情形中，发现在凹坑缺陷和鼓起缺陷之间在TM偏振下得到的观测图像的光强度的最小值对于缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离的依赖性(该依赖性后文将简称为距离依赖性)上产生区别。
图13A至13H示出该区别。图13A为图11A中描绘的具有凹坑缺陷DEF9的光掩模坯100的剖面图，图13B为图12B中描绘的具有鼓起缺陷DEF10的光掩模坯100的剖面图。
在其中在检查凹坑缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10中,使用图3中所示的检查用光学系统以在TE偏振或TM偏振下通过倾斜照明将检查光从这些图中左侧施加至光掩模坯的表面并且将反射光聚集的情形中，如果将缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离设定为焦距(△z＝0；需要注意的是，此处以及后文中，△z表示与焦距的差),则得到图13E中所示的剖面轮廓PR12(TE偏振)和剖面轮廓PR13(TM偏振)作为凹坑缺陷DEF9的光强度分布的剖面轮廓，而得到图13F中所示的剖面轮廓PR14(TE偏振)和剖面轮廓PR15(TM偏振)作为鼓起缺陷DEF10的光强度分布的剖面轮廓。
此外，在缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离为正离焦量，即，使其上安装有光掩模坯MB的掩模台STG升高到设定比焦距更近的正离焦条件(Δz＞0)的情形中,得到图13C中所示的剖面轮廓PR8(TE偏振)和剖面轮廓PR9(TM偏振)作为凹坑缺陷DEF9的光强度分布的剖面轮廓，而得到图13D中所示的剖面轮廓PR10(TE偏振)和剖面轮廓PR11(TM偏振)作为鼓起缺陷DEF10的光强度分布的剖面轮廓。
另一方面，在将缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离设定为负离焦量，即，使其上安装有光掩模坯MB的掩模台STG降低到设定比焦距更远的负离焦条件(Δz<0)的情形中,得到图13G中所示的剖面轮廓PR16(TE偏振)和剖面轮廓PR17(TM偏振)作为凹坑缺陷DEF9的光强度分布的剖面轮廓，而得到图13H中所示的剖面轮廓PR18(TE偏振)和剖面轮廓PR19(TM偏振)作为鼓起缺陷DEF10的光强度分布的剖面轮廓。
请注意这些观测图像中的亮部和暗部之间的位置关系，据说，在任意距离条件和偏振条件下，在检查图像的亮部和暗部的位置关系上凹坑缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10之间没有区别，因此，基于位置关系不能将这两种缺陷彼此区分。然而，将TE偏振下得到的观测图像的光强度的最小值的距离依赖性和在TM偏振下得到的观测图像的光强度的最小值的距离依赖性进行比较时，可知，在凹坑缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10之间存在区别。具体地，对于凹坑缺陷DEF9，使在TE偏振下得到的观测图像的光强度的最小值和在TM偏振下得到的观测图像的光强度的最小值均在焦距(△z＝0)下最小，使得提供最小值的距离彼此一致。另一方面，对于鼓起缺陷DEF10,使在TE偏振下得到的观测图像的光强度的最小值在焦距(△z＝0)下最小，而在TM偏振下得到的观测图像的光强度的最小值在正离焦量(△z>0)下最小。这被认为是归因于TE偏振光和TM偏振光之间在通过由对检查光透明的材料形成的鼓起缺陷DEF10的部分的透射性上的差别。因此，通过改变焦距和评价在TM偏振下得到的检查图像的光强度的最小值，可以将凹坑缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10彼此区分。
另一方面，鼓起缺陷为由检查光透射率低的物质粘附于硬掩模膜形成的鼓起缺陷的情形中，得到在左侧具有亮部并且在右侧具有暗部的观测图像，对应于图5A和5B中所示的典型的鼓起缺陷的检查图像的光强度分布。
由上所述，可将第二膜模式中的缺陷的凹凸形状按照如下判定：
(2-1)如果观测图像的光强度分布中的缺陷部主要为亮部或者仅由亮部组成，则该缺陷为仅在由对检查光基本透明的材料形成的膜(硬掩模膜103)中形成的凹坑缺陷；
(2-2)如果观测图像的光强度分布中的缺陷部在左侧具有暗部并且在右侧具有亮部并且观测图像的光强度不具有距离依赖性，则该缺陷为穿过由对检查光基本透明的材料形成的膜(硬掩模膜103)并且还进一步形成在对检查光不透明或半透明的膜(光学膜202)中的凹坑缺陷；
(2-3)如果观测图像的光强度分布中的缺陷部在左侧具有暗部并且在右侧具有亮部并且观测图像的光强度具有距离依赖性，则该缺陷为与由对检查光基本透明的材料形成的膜(硬掩模膜103)的材料相同的材料形成的鼓起缺陷；
(2-4)如果观测图像的光强度分布中的缺陷部在左侧具有亮部并且在右侧具有暗部，则该缺陷为由检查光透射率低的物质的粘附形成的鼓起缺陷。
第二膜模式中用于判定的标准不同于图4A、4B、5A和5B中所示的典型的凹坑缺陷和鼓起缺陷情形中的标准，并且是第二膜模式的情形所特有的。第二膜模式中用于判定的标准优选地用于以下情形中，其中在透明基底上由对检查光基本透明的材料形成并且用作除透明基底之外的最外表面层的膜，以及对检查光不透明或半透明并且与上述膜的透明基底侧接触的膜，并且其中所述对检查光基本透明的材料形成的膜具有小的厚度，例如5至10nm的厚度。
在本发明中，在其中光掩模坯包括在透明基底如石英基底上形成的光学膜与接触基底相对的光学膜侧而形成的薄膜，该薄膜作为最外表面层形成，并且其中利用检查用光学系统检查在光掩模坯的表面部存在的缺陷以判定缺陷的凹凸形状的情形中，选择和指定对光掩模坯的膜模式特有的用于判定缺陷的凹凸形状的标准和检查处理工序。尽管取决于光掩模坯的膜模式，预测存在用于判定缺陷的凹凸形状的多种标准和多种检查处理工序，用于判定的标准和检查处理工序可根据薄膜和其下面的光学膜相对于检查光的透射率和反射率的量级大致分类。
检查处理工序包括一种或至少两种检查条件。检查条件包括关于检查用光学系统的物镜与缺陷之间的距离的距离条件(具体为焦距、正离焦量或负离焦量)以及检查光条件(具体地，非偏振或者偏振如TE偏振和TM偏振)。在施加至少两种检查条件的情形中，可以施加包括通过改变上述条件得到的至少两种检查条件的检查处理工序。通常，在基于施加焦距和非偏振的检查条件下可以判定缺陷的凹凸形状的情形中，在检查处理工序中仅仅涉及一种检查条件。然而，在利用仅仅一种检查条件不能判定缺陷的凹凸形状的情形中，应用其中不仅包括一种检查条件还包括其他不同的一种或多种检查条件的检查处理工序。用于判定缺陷的凹凸形状的标准和检查处理工序可由实际检查实验的数据和通过光学模拟得到的结果判定。在用于判定的标准中包括的标准的具体实例包括由观测图像的光强度分布得到的在缺陷部存在亮部或暗部，亮部和暗部的布局(位置关系)，光强度的最大值或最小值等。在检查处理工序至少两种检查条件的情形中，例如可采用如下方法，在检查用光学系统的控制单元中准备如运算处理、离焦控制等选项，在准备待检查的光掩模坯时在这些选项中选择并且指定选项。
在根据本发明的缺陷检查方法中，检查光优选地为具有210至550nm波长的光。待设定的离焦量范围取决于缺陷的尺寸、深度或高度而变化，优选地为-300nm至+300nm、更优选为-250nm至+250nm的范围。离焦量的步宽优选地约为100nm。
本发明中，利用检查用光学系统检查在光掩模坯的表面部存在的缺陷，该光掩模坯包括在基底上形成的光学膜与接触基底相对的光学膜侧而形成的薄膜，该薄膜用作最外表面层。该薄膜的实例包括用作光学膜的加工助膜的硬掩模膜。此外，作为检查物体的薄膜优选地具有10nm以下的厚度。需要注意的是，该薄膜的厚度的下限通常为至少3nm。
根据本发明的缺陷检查包括：
(A1)准备光掩模坯的步骤；
(A2)选择和指定对应于光掩模坯的光学膜和薄膜的模式的用于判定缺陷的凹凸形状的标准以及检查处理工序的步骤；
(A3)移动光掩模坯以将缺陷移到检查用光学系统的观测位置中的步骤，
基于步骤(A2)中指定的检查处理工序，施加检查光至包括缺陷的区域，同时保持缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离，和
通过该检查用光学系统将来自被检查光照射的区域的反射光作为该区域的放大图像聚集；以及
(A4)基于步骤(A2)中指定的用于判定的标准，从该放大图像的光强度分布判定缺陷的凹凸形状的步骤。在步骤(A2)中的检查处理工序包括关于步骤(A3)的多种检查条件的情形中，对于在该检查处理工序中包括的全部检查条件将步骤(A3)依序执行之后实施步骤(A4)。此外，步骤(A4)优选地包括：将该放大图像的在缺陷部的光强度水平变化与在该缺陷的周边部的光强度水平比较的处理；以及将比较处理的结果与用于判定的标准比较的处理。需要注意的是，步骤(A4)可通过计算机计算而进行。
在其中步骤(A2)中的检查处理工序仅包括关于步骤(A3)的一种检查条件的情形中，优选的是，设定缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离为焦距，并且设定检查光施加条件为非偏振(其中检查光为非偏振光)。该检查处理工序特别优选用于上述第一膜模式情形中的缺陷检查。
另一方面，在其中步骤(A2)中的检查处理条件包括关于步骤(A3)的多种检查条件的情形中，优选的是，检查条件包括其中缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离为焦距的检查条件和其中缺陷与物镜之间的距离为离焦量的检查条件。优选地，其中使用离焦量的检查条件包括其中使用正离焦量的检查条件和其中使用负离焦量的检查条件中的一者或两者。
此外，在其中步骤(A2)中的检查处理工序包括关于步骤(A3)的多种检查条件的情形中，优选的是，检查条件包括其中检查光施加条件为非偏振(其中检查光为非偏振光)的检查条件和其中检查光施加条件为偏振(其中检查光为偏振光)的检查条件。优选地，其中使用偏振光的检查条件包括其中使用TE偏振光的检查条件与其中使用TM偏振光的检查条件中的一者或两者。
特别地，多种检查条件优选地包括其中使用正离焦量和TE偏振的检查条件，其中使用正离焦量和TM偏振的检查条件，其中使用负离焦量和TE偏振的检查条件以及使用负离焦量和TM偏振的检查条件作为步骤(A3)中的距离和检查光施加条件。此外，多种检查条件可以包括其中使用焦距和TE偏振的检查条件以及其中使用焦距和TM偏振的检查条件。该检查处理工序特别优选地应用于上述第二膜模式情形中的缺陷检查。该情形中,优选的是，在步骤(A3)中，在各检查条件下实施包括缺陷的区域的放大图像的聚集。特别地，优选的是，步骤(A4)包括计算在各放大图像的缺陷部的光强度水平最小值的处理，以及将该计算处理的结果与判定的标准比较的处理。
优选地，通过其中使检查光的光学轴相对于检查光照射的薄膜表面的法线以预定角度倾斜的倾斜照明施加检查光。此外，优选的是，在步骤(A3)中，将光掩模坯安置在可在光掩模坯的面内方向移动的台上，使该台在该面内方向移动以使缺陷和检查用光学系统的物镜彼此接近。通过利用包括上述步骤(A1)至(A4)的方法检查缺陷，可以更准确地判定缺陷的凹凸形状。
现在将随着图14中所示的流程图以下更具体地描述根据本发明的缺陷检查方法。首先，作为步骤(A1),准备具有缺陷的光掩模坯(待检查的光掩模坯)作为检查物体(步骤S201)。
接下来，作为步骤(A2),选择并指定对应于待检查的光掩模坯的膜模式的用于判定缺陷的凹凸形状的固有的标准和固有的检查处理工序(步骤S202)。随后，取关于光掩模坯上存在的缺陷的位置的坐标信息(步骤S203)。作为缺陷位置坐标，可使用通过已知的缺陷检查初步识别的缺陷位置坐标。
接下来，作为步骤(A3)，将缺陷的位置相配于检查用光学系统的检查位置，使缺陷和检查用光学系统的物镜彼此靠近，将缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离设定为焦距，接着，同时保持焦距，例如，从倾斜方向(在流程图中所示的方法中，从缺陷的左侧)通过物镜施加检查光(步骤S204),通过检查用光学系统的物镜将来自被检查光照射区域的反射光作为包括缺陷的区域的放大图像聚集(步骤S205)。通过如下的方法可实施位置相配，其中将作为待检查物体的光掩模坯放置在可在光掩模坯的面内方向移动的台上，基于待检查的光掩模坯上的缺陷的坐标位置使该台在面内方向移动，从而使缺陷和检查用光学系统的物镜彼此接近。需要注意的是，取决于检查处理工序，还在其他检查条件或者所要求的条件下进行步骤(A3)。
随后，从由此聚集的放大图像的光强度分布(图像数据(检查图像)和剖面轮廓等)，识别缺陷部的光强度的变动部分(步骤S206)，之后，作为步骤(A4)，根据在步骤S202中已经指定的用于判定凹凸形状的标准判定缺陷的凹凸形状(步骤S207)。如果步骤S207中判定缺陷为凹坑缺陷，则将缺陷信息记录为凹坑缺陷(决策D201，步骤S208)，而如果步骤S207中没有判定缺陷为凹坑缺陷，则缺陷信息记录为鼓起缺陷(决策D201,步骤S209)。接下来，基于初步所取的缺陷位置坐标信息确定对于全部缺陷是否已经完成检查(决策D202),并且如果对于全部缺陷检查尚未完成，在指定新的缺陷位置(步骤S210)后，控制过程返回到步骤S204,重复收集检查图像数据和判定缺陷的凹凸形状。于是，如果确定对于初步所取的全部缺陷已经完成检查(决策D202)，则结束缺陷检查。
接下来，作为其为根据用于判定凹凸形状的标准的判定步骤的步骤(A4)(步骤S207)的具体实例，以下将随着图15中所示的流程图描述优选用于第一膜模式中的光掩模坯检查的判定步骤。图15显示图14中所示的流程图中的步骤S207的详情。
首先，在第一决策步骤(决策D221)中，考察在关于步骤S206中得到的放大图像的图像数据中，对应于缺陷部的光强度分布，是否仅具有暗部，并且，如果光强度分布仅具有暗部，则关心的缺陷被判定为仅在所述薄膜中形成的凹坑缺陷(步骤S221)。接下来，如果在决策D221中该光强度分布未被判定为仅具有暗部，则在接下来的决策步骤(决策D222)中考察亮部和暗部的布局。如果该布局包括在左侧的暗部和在右侧的亮部，则关心的缺陷被判定为穿过该薄膜并且还进一步形成在下面的膜(光学膜)中的凹坑缺陷(步骤S222)，而如果该布局包括在左侧的亮部和在右侧的暗部，则关心的缺陷被判定为鼓起缺陷(步骤S223)。在仅在第一膜模式中的薄膜中形成的凹坑缺陷的情形中，放大图像的缺陷部仅仅具有暗部，其不同于图4B中所示的典型凹坑缺陷的光强度分布(剖面轮廓PR1)。这是第一膜模式中用于判定凹凸形状的标准的特色的特点。
此外，作为其为根据用于判定凹凸形状的标准的判定步骤的步骤(A4)(步骤S207)的具体实例，以下将随着图16中所示的流程图描述优选用于第二膜模式中的光掩模坯检查的判定步骤。图16显示图14中所示的流程图中的步骤S207的详情。
首先，在第一决策步骤(决策D231)中，考察在关于步骤S206中得到的放大图像的图像数据中，对应于缺陷部的光强度分布，是否主要为亮部或者仅由亮部组成，并且，如果光强度分布主要为亮部或者仅由亮部组成，则关心的缺陷被判定为仅在所述薄膜中形成的凹坑缺陷(步骤S237)。接下来，如果在决策D231中判定该光强度分布并非主要为亮部或者并非仅由亮部组成，则在接下来的决策步骤(决策D232)中考察亮部和暗部的的布局，并且如果发现该布局包括在左侧的暗部和在右侧的亮部，则控制过程进入步骤S231。
如果在决策步骤D232中判定该布局包括在左侧的暗部和在右侧的亮部，则在通过其中将缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离设定为偏离焦距的离焦量(正离焦量或负离焦量)的条件改变和其中将图3中所示的检查用光学系统中的照明光设定为TE偏振或TM偏振的改变中的一者或两者得到的新检查条件下，进一步聚集缺陷的检查图像，然后，控制过程进入缺陷的凹凸形状的判定。例如，在将离焦量设定为一个距离(初始值)(步骤S231)后，在由此设定的离焦量下实施利用采用TE偏振光的照明的放大图像的聚集(步骤S232)，接着实施利用采用TM偏振光的照明的放大图像的聚集(步骤S233)(需要注意的是，步骤S232和步骤S233可互换)，并由放大图像的光强度分布计算光强度的最小值(步骤S234)。需要注意的是，在该情况中，可以按照要求实施利用采用非偏振光的照明的放大图像的聚集。接下来，判定是否已经在全部预设的离焦量设定下实施放大图像的聚集(决策D233)，并且如果尚未在全部设定下实施聚集，则缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离设定为其他距离(下一个距离)(步骤S235)，并重复步骤S232至S234。需要注意的是，在该情况中，可以按照要求进行在焦距下的放大图像的聚集。在全部检查条件下的检查完成时，将在各距离和照明条件下得到的光强度的最小值汇总一起(步骤S236)。随后，在决策步骤D234中，将提供在TE偏振下得到的光强度的最小值中的最小值的距离和提供在TM偏振下得到的光强度的最小值中的最小值的距离互相比较，以由此评价距离依赖性。如果由此比较的最小的最小值基本相等，则关心的缺陷被判定为穿过所述薄膜并进一步还在下面的光学膜中形成的缺陷(步骤S238)；如果比较的最小的最小值不同，则关心的缺陷被判定为由与所述薄膜材料相同的材料形成的鼓起缺陷(步骤S239)。
另一方面，如果决策步骤D232中判定该布局没有包括在左侧的暗部和在右侧的亮部，则关心的缺陷被判定为由对检查光的透射率低的物质粘附形成的鼓起缺陷(步骤S240)。
需要注意的是，从步骤S231至决策步骤D234的步骤为区别穿过所述薄膜并进一步还在下面的光学膜中形成的凹坑缺陷和由与所述薄膜材料相同的材料形成的鼓起缺陷的步骤。在下面的光学膜没有缺陷并仅需要判定薄膜中的缺陷的凹凸形状的情形中，不需要由步骤S231至决策步骤D234的步骤。该情形中,如果在决策步骤S232中发现该布局包括在左侧的暗部和在右侧的亮部，则控制过程沿着图16中的点划线箭头进行，并且关心的缺陷可被判定为由与所述薄膜材料相同的材料形成的鼓起缺陷。在第二膜模式中，对于仅仅在薄膜中形成的凹坑缺陷，放大图像的缺陷部基本上仅具有亮部，其不同于图4B中所示的典型的凹坑缺陷的光强度分布(剖面轮廓PR1)。此外，对于由与所述薄膜材料相同的材料形成的鼓起缺陷，相关的光强度分布不同于图5B中所示的典型的鼓起缺陷的光强度分布(剖面轮廓PR2)。这些是第二膜模式中用于判定凹凸形状的标准的特色的特点。因此，根据本发明检查处理工序和用于判定的标准，可准确判定鼓起缺陷而不会被错误地判定为凹坑缺陷。
根据本发明的缺陷检查方法，在光掩模坯的最外表面部形成薄膜如硬掩模膜、例如具有厚度10nm以下的薄膜的情形中，通过使用该膜模式特有的用于判定凹凸形状的标准和检查处理工序，根据预定的检查处理工序聚集检查图像以及进行判定凹凸形状的处理，可高度可靠地区分缺陷的凹凸形状。
通过本发明的缺陷检查方法可高度可靠地区分缺陷的凹凸形状，在将其应用于光掩模坯制备方法时，可高度可靠地排除具有凹坑缺陷、特别是针孔缺陷的光掩模坯，并且能分选出不具有凹坑缺陷如针孔缺陷的光掩模坯。此外，例如通过配备检查卡片将通过本发明的缺陷评价方法得到的关于缺陷的凹凸形状的信息可赋予给光掩模坯。此外，还可基于被赋予光掩模坯的信息，分选出不具有凹坑缺陷如针孔缺陷的光掩模坯。常规地，通过光学检查粘附物质造成的鼓起缺陷可能被判定为凹坑缺陷，并且存在着具有未必为致命缺陷的缺陷的光掩模坯以次品被拒绝的高的可能性，由此导致收率的降低。另一方面，通过本发明的缺陷检查方法，可选择性地拒绝具有为致命缺陷的凹坑缺陷的光掩模坯，因此，可以高收率提供符合产品规格的光掩模坯。
实施例
以下将参考实施例具体描述本发明，但是本发明并不限于以下的实施例。
实施例1
进行了第一膜模式中具有凹坑缺陷和鼓起缺陷的光掩模坯的缺陷检查。该实施例中，应用第一膜模式中的用于判定的标准。图3中显示的检查用光学系统用作检查用光学系统，其中数值孔径NA为0.75并且检查波长为248nm。采用了其中将检查光以38度的平均入射角从该图中左上侧施加于光掩模坯上的缺陷的倾斜照明。需要注意的是检查光施加条件是非偏振。
图17A所示的光掩模坯100具有其中在对检查光透明的石英基底101上形成由MoSi材料形成的光学膜102和由Cr材料形成的厚度10nm的硬掩模膜103的结构，并且硬掩模膜103中存在凹坑缺陷DEF6如针孔缺陷。凹坑缺陷DEF6的宽度W1为100nm并且深度D1为5nm(不穿过硬掩模膜103的凹坑缺陷)和10nm(穿过硬掩模膜103的凹坑缺陷)中任意一者时在焦距下得到的检查图像的光强度的剖面轮廓描绘在图17B中。在仅仅在硬掩模膜103中形成致命凹坑缺陷、特别是针孔缺陷的情形中，没有亮部出现，但是仅暗部出现在光强度的剖面轮廓的缺陷部。
图18A所示的光掩模坯100具有其中在对检查光透明的石英基底101上形成由MoSi材料形成的光学膜102和由Cr材料形成的厚度10nm的硬掩模膜103的结构，并且在光学膜102和硬掩模膜103中存在凹坑缺陷DEF11如针孔缺陷。凹坑缺陷DEF11的宽度W1为100nm并且深度D1为30nm和40nm(穿过硬掩模膜103并且还进一步形成在光学膜102中的凹坑缺陷)时在焦距下得到的检查图像的光强度的剖面轮廓示于图18B中。在穿过硬掩模膜103并且还进一步形成在光学膜102中的致命缺陷、特别是针孔缺陷的情形中，光强度的剖面轮廓的缺陷部在左侧具有暗部，在右侧具有亮部。因此，尽管强度水平取决于凹坑缺陷的深度而变化，仍得到与图4B中所示的典型的凹坑缺陷的光强度分布(剖面轮廓PR1)相同的亮部和暗部之间的位置关系。
图19A所示的光掩模坯100具有其中在对检查光透明的石英基底101上形成由MoSi材料形成的光学膜102和由Cr材料形成的厚度10nm的硬掩模膜103的结构，并且在硬掩模膜103上存在鼓起缺陷DEF7。鼓起缺陷DEF7的宽度W1为100nm并且高度H1为10nm、20nm和40nm时在焦距下得到的检查图像的光强度的剖面轮廓示于图19B。在鼓起缺陷的情形中，光强度的剖面轮廓的缺陷部在左侧具有亮部，在右侧具有暗部。因此，尽管强度水平取决于鼓起缺陷的高度而变化，仍得到与图5B中所示的典型的鼓起缺陷的光强度分布(剖面轮廓PR2)相同的亮部和暗部之间的位置关系。
由上可知，在其中高反射率材料的薄膜如硬掩模膜形成在光学膜上的光掩模坯的情形中，根据如下的用于判定的标准可准确地判定存在于光掩模坯中的缺陷的凹凸形状：
如果在焦距下得到的缺陷的检查图像的光强度分布仅仅具有暗部，或者在左侧具有暗部并在右侧具有亮部，关心的缺陷是凹坑缺陷；以及
如果光强度分布在左侧具有亮部并在右侧具有暗部，则关心的缺陷是鼓起缺陷。
实施例2
进行了第二膜模式中具有凹坑缺陷和鼓起缺陷的光掩模坯的缺陷检查。该实施例中，应用第二膜模式中的用于判定的标准。图3中显示的检查用光学系统用作检查用光学系统，其中数值孔径NA为0.75并且检查波长为248nm。采用了其中将检查光以38度的平均入射角从该图中左上侧施加于光掩模坯上的缺陷的倾斜照明。需要注意的是检查光施加条件是非偏振，除非另有说明。
图20A所示的光掩模坯100具有其中在对检查光透明的石英基底101上形成由MoSi材料形成的光学膜102、由Cr材料形成的光学膜202、以及由氧化硅形成的厚度5nm的硬掩模膜103的结构，并且硬掩模膜103中存在凹坑缺陷DEF8如针孔缺陷。凹坑缺陷DEF8的宽度W2为100nm并且深度D2为3nm(不穿过硬掩模膜103的凹坑缺陷)和5nm(穿过硬掩模膜103的凹坑缺陷)时在焦距下得到的检查图像的光强度的剖面轮廓描示于图20B。在仅仅在硬掩模膜103中形成致命凹坑缺陷、特别是针孔缺陷的情形中，亮部是主要的，或者暗部没有出现、但是仅亮部出现在光强度的剖面轮廓的缺陷部中。
图21A所示的光掩模坯100具有其中在对检查光透明的石英基底101上形成由MoSi材料形成的光学膜102、由Cr材料形成的光学膜202、和由氧化硅形成的厚度5nm的硬掩模膜103的结构，并且光学膜202和硬掩模膜103中存在凹坑缺陷DEF9如针孔缺陷。凹坑缺陷DEF9的宽度W2为100nm并且深度D1为20nm、25nm和30nm(穿过硬掩模膜103并且还进一步形成在光学膜102中的凹坑缺陷)时在焦距下得到的检查图像的光强度的剖面轮廓示于图21B。在穿过硬掩模膜103形成并且还进一步形成在光学膜102中的致命缺陷、特别是针孔缺陷的情形中，光强度的剖面轮廓的缺陷部在左侧具有暗部，在右侧具有亮部。因此，尽管强度水平取决于凹坑缺陷的深度而变化，仍得到与图4B中所示的典型的凹坑缺陷的光强度分布(剖面轮廓PR1)相同的亮部和暗部之间的位置关系。
图22A所示的光掩模坯100具有其中在对检查光透明的石英基底上形成由MoSi材料形成的光学膜102、由Cr材料形成的光学膜202、和由氧化硅形成的厚度5nm的硬掩模膜103的结构，并且在硬掩模膜103上存在由与硬掩模膜103的材料相同的材料形成的鼓起缺陷DEF10。鼓起缺陷DEF10的宽度W2为100nm并且高度H2为20nm和60nm时在焦距下得到的检查图像的光强度的剖面轮廓示于图22B。在鼓起缺陷的情形中，光强度的剖面轮廓的缺陷部在左侧具有暗部，在右侧具有亮部，这与图5B的典型的鼓起缺陷的光强度分布(剖面轮廓PR2)不对应。而且，按照光强度分布的亮部和暗部之间的位置关系，图22A中所示的鼓起缺陷相关的位置关系与图21A中所示的凹坑缺陷相关的位置关系相同。因此，无法基于光强度分布的亮部和暗部之间的位置关系区分图21A中所示的致命凹坑缺陷和图22A所示的鼓起缺陷。
鉴于此，关于图21A中所示的致命凹坑缺陷和图22A所示的鼓起缺陷，在多个离焦量下聚集观测的图像，考察观测的图像的光强度变化。图23A为具有图21A的凹坑缺陷DEF9的光掩模坯的剖面图，图23B为具有图22A的鼓起缺陷DEF10的光掩模坯的剖面图。形成具有100nm的宽度W2和25nm的深度D2的凹坑缺陷DEF9，而形成具有100nm的宽度W2和60nm的高度H2的鼓起缺陷DEF10。此外，图23C至23H为显示在两个离焦量和焦距下得到的观测图像的光强度分布的剖面轮廓的图。
当距离△z分别为+200nm、0nm和-200nm时得到的凹坑缺陷DEF9的观测图像的光强度分布的剖面轮廓示于图23C、23E和23G。此外，当距离△z分别为+200nm、0nm和-200nm时得到的鼓起缺陷DEF10的观测图像的光强度分布的剖面轮廓示于图23D、23F和23H。由这些结果，可以知道，即使与离焦量比较，凹坑缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10也不能基于观测图像的光强度分布的亮部和暗部之间的位置关系而彼此区分。
鉴于上述，在焦距和多个离焦量下聚集观测图像，并且将检查光施加条件变为TE偏振或者TM偏振，并且还在非偏振的情形中，在距离△z设定为除了+200nm和-200nm以外的离焦量下进一步聚集观测图像，之后，判定观测图像的光强度分布的最小值。图24A和24B分别为显示的凹坑缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10的观测图像的光强度分布的最小值的距离依赖性的图。图24A与图24B的对比表明在凹坑缺陷DEF9的情形中，非偏振、TE偏振和TM偏振下得到的观测图像的光强度分布的最小值均在焦距(△z＝0)下最小。另一方面，在鼓起缺陷DEF10中，非偏振、TE偏振下得到的观测图像的光强度分布的最小值均在焦距(△z＝0)下最小，而TM偏振下得到的观测图像的光强度分布的最小值在离焦量△z约+200nm下最小。这被认为归因于在通过由对检查光透明的材料形成的鼓起缺陷DEF10部分而透射时TE偏振光与TM偏振光之间在透射特性上的差别。因此，通过改变检查用光学系统的物镜和缺陷之间的距离的同时,评价TM偏振下得到的检查图像的光强度分布最小值的距离依赖性，可以彼此区分缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10。
图25A中所示的光掩模坯100具有其中在对检查光透明的石英基底上形成由MoSi材料形成的光学膜102、由Cr材料形成的光学膜202、和由氧化硅形成的厚度5nm的硬掩模膜103的结构，其中在硬掩模膜103上存在对检查光的透射率低的物质粘附形成的鼓起缺陷DEF12。鼓起缺陷DEF12的宽度W2为100nm并且高度H2为20nm和40nm时在焦距下得到的观测图像的光强度的剖面轮廓示于图25B。在对检查光透射率低的物质粘附形成的鼓起缺陷的情形中，光强度的剖面轮廓的缺陷部在左侧具有亮部，在右侧具有暗部。因此，尽管强度水平取决于鼓起缺陷的高度而变化，仍得到与图5B中所示的典型的鼓起缺陷的光强度分布(剖面轮廓PR2)相同的亮部和暗部之间的位置关系。
由上可知，在其中对检查光基本透明的材料的薄膜如硬掩模膜形成在光学膜上的光掩模坯的情形中，根据如下的用于判定的标准可准确地判定存在于光掩模坯中的缺陷的凹凸形状：
如果在焦距下得到的缺陷的检查图像的光强度分布主要为亮部或者仅仅由亮部组成，或者缺陷的检查图像的光强度分布的缺陷部在左侧具有暗部并在右侧具有亮部，并且观测图像的光强度没有距离依赖性，则关心的缺陷是凹坑缺陷；以及
如果缺陷的检查图像的光强度分布的缺陷部在左侧具有暗部并且在右侧具有亮部，并且观测的图像的光强度具有距离依赖性，或者如果在焦距下得到的缺陷的检查图像的光强度分布在左侧具有亮部并且在右侧具有暗部，则关心的缺陷是鼓起缺陷。

Claims (18)

1.通过使用检查用光学系统检查存在于光掩模坯表面部的缺陷的方法，该光掩模坯包括形成在基底上的光学膜，以及接触基底相对的光学膜侧而形成的薄膜，该薄膜作为最外表面层而形成，该方法包括：
(A1)准备光掩模坯的步骤；
(A2)选择和指定对应于光掩模坯的光学膜和薄膜的模式的用于判定缺陷的凹凸形状的标准以及检查处理工序的步骤；
(A3)移动光掩模坯以将缺陷移到检查用光学系统的观测位置中的步骤，
基于步骤(A2)中指定的检查处理工序，施加检查光至包括缺陷的区域，同时保持缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离，和
通过该检查用光学系统将来自被检查光照射的区域的反射光作为该区域的放大图像聚集；以及
(A4)基于步骤(A2)中指定的用于判定的标准，从该放大图像的光强度分布判定缺陷的凹凸形状的步骤。
2.权利要求1的方法，其中步骤(A4)包括：
将该放大图像的缺陷部的光强度水平变化与该缺陷的周边部的光强度水平比较的处理；以及
将比较处理的结果与用于判定的标准比较的处理。
3.权利要求1的方法，其中步骤(A3)中的距离为焦距，步骤(A3)中检查光施加条件是该检查光为非偏振光。
4.权利要求1的方法，其中步骤(A2)的检查处理工序包括关于步骤(A3)的多种检查条件，并且对于在该检查处理工序中包括的全部检查条件将步骤(A3)依序执行之后实施步骤(A4)。
5.权利要求4的方法，其中多种检查条件包括其中步骤(A3)中的距离为焦距的检查条件以及其中骤(A3)中的距离为离焦量的检查条件。
6.权利要求4的方法，其中多种检查条件包括：
其中步骤(A3)中的距离为焦距的检查条件，
其中步骤(A3)中的距离为正离焦量的检查条件，
以及其中步骤(A3)中的距离为负离焦量的检查条件。
7.权利要求4的方法，其中多种检查条件包括：
其中步骤(A3)中的检查光施加条件为检查光是非偏振光的检查条件，以及
其中步骤(A3)中的检查光施加条件为检查光是偏振光的检查条件。
8.权利要求4的方法，其中多种检查条件包括：
其中步骤(A3)中的检查光施加条件为检查光是非偏振光的检查条件，
其中步骤(A3)中的检查光施加条件为检查光是横向电场偏振光的检查条件，以及
其中步骤(A3)中的检查光施加条件为检查光是横向磁场偏振光的检查条件。
9.权利要求3的方法，其中多种检查条件包括：
其中步骤(A3)中的距离和检查光施加条件为正离焦量和检查光为横向电场偏振光的检查条件，
其中步骤(A3)中的距离和检查光施加条件为正离焦量和检查光为横向磁场偏振光的检查条件，
其中步骤(A3)中的距离和检查光施加条件为负离焦量和检查光为横向电场偏振光的检查条件，以及
其中步骤(A3)中的距离和检查光施加条件为负离焦量和检查光为横向磁场偏振光的检查条件，并且其中在每种检查条件下实施放大图像的聚集。
10.权利要求9的方法，其中多种检查条件还包括：
其中步骤(A3)中的距离和检查光施加条件为焦距和检查光为横向电场偏振光的检查条件，以及
其中步骤(A3)中的距离和检查光施加条件为焦距和检查光为横向磁场偏振光的检查条件。
11.权利要求5的方法，其中步骤(A4)包括：
计算每个放大图像的缺陷部的光强度水平的最小值的处理，以及
将计算处理的结果与用于判定的标准比较的处理。
12.权利要求1的方法，其中该薄膜为硬掩模膜。
13.权利要求1的方法，其中该薄膜具有10nm以下的厚度。
14.权利要求1的方法，其中该检查光为具有210至550nm的波长的光。
15.权利要求1的方法，其中，通过其中使检查光的光学轴相对于检查光照射的薄膜表面的法线以预定角度倾斜的倾斜照明施加检查光。
16.权利要求1的方法，其中，步骤(A3)中,将光掩模坯放置在其能在光掩模坯的面内方向移动的台上，并且使该台在该面内方向移动以使缺陷和检查用光学系统的物镜彼此接近。
17.光掩模坯的分选方法，其包括基于通过权利要求1的方法判定的缺陷的凹凸形状，分选出没有凹坑缺陷的光掩模。
18.制备光掩模坯的方法，包括：
在基底上形成光学薄膜和在基底相对的该光学膜侧上形成薄膜作为最外表面层的步骤；以及
通过权利要求1的方法判定该薄膜中存在的缺陷的凹凸形状的步骤。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN112889087A (zh) * 2018-10-15 2021-06-01 3M创新有限公司 对制膜中任意形状的片材部件的自动检查

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10295477B2 (en) 2017-01-26 2019-05-21 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Methods for defect inspection, sorting, and manufacturing photomask blank
JP6791031B2 (ja) * 2017-06-13 2020-11-25 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク及びその製造方法
JP6753375B2 (ja) * 2017-07-28 2020-09-09 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク、フォトマスクブランクの製造方法及びフォトマスクの製造方法
KR102027156B1 (ko) * 2017-10-24 2019-10-01 한국기계연구원 공초점 리소그래피 장치
WO2019167455A1 (ja) * 2018-03-02 2019-09-06 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理装置の演算方法、プログラム
KR102352625B1 (ko) 2018-03-08 2022-01-17 주식회사 엘지에너지솔루션 외부 단락 방지 구조가 적용된 배터리 모듈을 이용한 배터리 팩
JP6675433B2 (ja) * 2018-04-25 2020-04-01 信越化学工業株式会社 欠陥分類方法、フォトマスクブランクの選別方法、およびマスクブランクの製造方法
JP7017475B2 (ja) * 2018-06-19 2022-02-08 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク関連基板の表面状態の評価方法
JP7154572B2 (ja) * 2018-09-12 2022-10-18 Hoya株式会社 マスクブランク、転写用マスク、及び半導体デバイスの製造方法
JP7320416B2 (ja) * 2018-09-28 2023-08-03 Hoya株式会社 フォトマスク基板の修正方法、フォトマスク基板の製造方法、フォトマスク基板の処理方法、フォトマスク基板、フォトマスクの製造方法、及び基板処理装置
TWI771594B (zh) * 2019-06-19 2022-07-21 住華科技股份有限公司 缺陷判斷訓練方法及應用其之系統以及缺陷判斷方法及應用其之系統
CN114450580A (zh) * 2019-10-02 2022-05-06 柯尼卡美能达株式会社 工件的表面缺陷检测装置及检测方法、工件的表面检查系统以及程序

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11191528A (ja) * 1997-12-26 1999-07-13 Sony Corp フォトマスクの欠陥検査装置
CN101833235A (zh) * 2009-03-13 2010-09-15 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 掩模版原片的质量检测系统和方法
US20120218543A1 (en) * 2011-02-25 2012-08-30 Takeshi Yamane Mask inspection method and mask inspection apparatus

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3614741B2 (ja) 1999-12-17 2005-01-26 日立ハイテク電子エンジニアリング株式会社 欠陥検出光学系および表面欠陥検査装置
JP4084580B2 (ja) * 2001-03-06 2008-04-30 株式会社日立ハイテクノロジーズ 表面欠陥検査装置
US6617603B2 (en) 2001-03-06 2003-09-09 Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. Surface defect tester
JP2005265736A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Toshiba Corp マスク欠陥検査装置
JP4204583B2 (ja) 2005-10-24 2009-01-07 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランクの製造方法
JP2007219130A (ja) 2006-02-16 2007-08-30 Renesas Technology Corp マスクブランクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置、並びにそれらを用いた半導体装置の製造方法
JP5039495B2 (ja) * 2007-10-04 2012-10-03 ルネサスエレクトロニクス株式会社 マスクブランク検査方法、反射型露光マスクの製造方法、反射型露光方法および半導体集積回路の製造方法
JP5032396B2 (ja) * 2008-05-20 2012-09-26 信越化学工業株式会社 薄膜欠陥検査用標準基板、その製造方法、および薄膜欠陥検査方法
WO2010079771A1 (ja) 2009-01-09 2010-07-15 Hoya株式会社 マスクブランク用ガラス基板の製造方法、マスクブランクの製造方法及び露光用フォトマスクの製造方法
JP5444053B2 (ja) 2010-03-15 2014-03-19 株式会社日立ハイテクノロジーズ 多結晶シリコン薄膜検査方法及びその装置
JP2012058558A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Renesas Electronics Corp マスクブランクの検査方法およびマスクの製造方法
JP2013019766A (ja) 2011-07-12 2013-01-31 Lasertec Corp 検査装置及び検査方法
DE102011079382B4 (de) * 2011-07-19 2020-11-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren und zum Beseitigen eines Defekts einer EUV Maske
US9726617B2 (en) * 2013-06-04 2017-08-08 Kla-Tencor Corporation Apparatus and methods for finding a best aperture and mode to enhance defect detection
US9274417B2 (en) * 2013-09-18 2016-03-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for lithography patterning
DE102013020705B4 (de) * 2013-12-10 2018-01-25 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Untersuchung einer Maske
JP6310263B2 (ja) 2014-01-30 2018-04-11 株式会社ニューフレアテクノロジー 検査装置
JP6271307B2 (ja) 2014-03-17 2018-01-31 大塚包装工業株式会社 包装箱及び箱原板
US10685846B2 (en) * 2014-05-16 2020-06-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor integrated circuit fabrication with pattern-reversing process
EP3109700B1 (en) * 2015-06-26 2020-07-01 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Defect inspecting method, sorting method, and producing method for photomask blank

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11191528A (ja) * 1997-12-26 1999-07-13 Sony Corp フォトマスクの欠陥検査装置
CN101833235A (zh) * 2009-03-13 2010-09-15 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 掩模版原片的质量检测系统和方法
US20120218543A1 (en) * 2011-02-25 2012-08-30 Takeshi Yamane Mask inspection method and mask inspection apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107632495A (zh) * 2017-08-16 2018-01-26 上海华力微电子有限公司 一种掩膜板微尘影响评估方法和系统
CN107632495B (zh) * 2017-08-16 2020-11-03 上海华力微电子有限公司 一种掩膜板微尘影响评估方法和系统
CN112889087A (zh) * 2018-10-15 2021-06-01 3M创新有限公司 对制膜中任意形状的片材部件的自动检查

Also Published As

Publication number Publication date
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Badger et al. Wavelength dependent mask defects
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