JP2012118304A

JP2012118304A - Ｅｕｖマスク検査装置

Info

Publication number: JP2012118304A
Application number: JP2010268104A
Authority: JP
Inventors: Kiwamu Takehisa; 究武久; Haruhiko Kususe; 治彦楠瀬
Original assignee: Lasertec Corp
Current assignee: Lasertec Corp
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: JP4761588B1

Abstract

【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】本発明にかかる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センサー１０９を有する。照明光学系は、シュバルツシルト光学系１０８を含む検査光学系内に配置された多層膜凹面鏡１０２を有する。多層膜凹面鏡１０２は、ＥＵＶ光源１０１からのＥＵＶ光ＥＵＶ１１をＥＵＶマスク１１０へ向けて反射する。シュバルツシルト光学系１０８は、正反射光Ｓ１を集光する。ＴＤＩセンサー１０９は、シュバルツシルト光学系１０８が集光した正反射光Ｓ１を検出することにより、ＥＵＶマスク１１０の明視野像を取得する。多層膜凹面鏡１０２は、シュバルツシルト光学系１０８への正反射光Ｓ１の入射を遮らない位置に配置される。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

暗視野照明では、ＥＵＶマスクにより反射された照明光の正反射光は、受光器に向かわないような投影系の構成が必要である。この構成により、散乱光のような、正反射光ではない光のみが受光器に到達する。これにより、散乱光の発生源である欠陥を効率的に検出できる。これに対してパターン検査では、パターンを受光器で検知する必要があるため、明視野照明が必要である。

反射照明系における明視野照明では、照明光の正反射光が受光器に到達する必要がある。そのため、照明光を垂直付近の入射角度で入射させる必要がある場合、正反射光は同じ光路を逆方向に戻ってくる。従って、照明光（つまり入射光）と正反射光とを分離する光学部品が必要になる。

図８は、明視野照明による従来のマスク検査装置８００の断面構成を示す構成図である。マスク検査装置８００は、図８に示すように、偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳ）８０１、１／４波長板８０２、対物レンズ８０３、ステージ８０４、投影レンズ８０５、ＣＣＤ／ＴＤＩセンサー８０６により構成される。ステージ８０４上には、検査対象であるマスク８１０が保持される。

マスク検査装置８００における通常のフォトマスクの検査の場合では、直線偏光が照明光Ｌ１として用いられる。マスク検査装置８００では、照明光は、ＰＢＳ８０１で分離され、１／４波長板８０２を介して、マスク８１０のパターン面８１１を照明する。パターン面８１１で反射された反射光は、１／４波長板８０２及びＰＢＳ８０１を介して、ＣＣＤ／ＴＤＩセンサー８０６に入射する。

すなわち、パターン面８１１からの反射光は、１／４波長板８０２を往復で２回通過する。そのため、ＰＢＳ８０１においては、反射光の偏光方向は、入射光の偏光方向に対して９０度直交している。

Tsuneo Terasawa, et.al., "EUVL Mask Inspection and Metrology Capability", The 2009 Lithography Workshop, June 30, 2009.

発明者は、従来のマスク検査装置においては、以下の問題が有ることを見出した。マスク検査装置でＥＵＶマスクのアクティニック検査を行う場合には、ＥＵＶ光を照明光として用いる。しかし、ＥＵＶ光に対してＰＢＳや１／４波長板を適用すると、光の損失が大きいという問題が有る。光の損失の大きさを許容できる場合には、多層膜の薄膜によるＰＢＳが利用されることもある。ところが、欠陥の検出感度を高めるためには、照明光量を上げる必要がある。そのため、ＥＵＶ光を用いるＥＵＶマスク検査装置では、損失の大きな光学素子を利用することは困難であった。

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。

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ＥＵＶマスクによる正反射光の集光光学系と、前記集光光学系により集光された前記正反射光を検出することにより、前記ＥＵＶマスクの明視野像を取得する検出器と、を備え、前記照明光学系は、前記集光光学系を含む、前記ＥＵＶマスクと前記検出器との間の検査光学系の内部に配置され、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第１の反射鏡を備え、前記第１の反射鏡は、前記集光光学系へ入射する前記正反射光を遮らない位置に配置されるものである。これにより、照明光及び正反射光の損失を防止し、高感度の検査を行うことができる。

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、前記集光光学系は、前記正反射光を反射する第１の凹面鏡と、前記第１の凹面鏡により反射された前記正反射光を前記検出器へ向けて反射する凸面鏡と、を備え、前記第１の凹面鏡と前記凸面鏡とは、シュバルツシルト光学系を構成することを特徴とするものである。これにより、照明光及び正反射光の損失を防止し、高感度の検査を行うことができる。

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、ｎ（ｎは、１以上の整数）個の前記第１の反射鏡を備え、前記ｎ個の前記第１の反射鏡により反射されたｎ本の前記照明光のそれぞれは、前記第１の凹面鏡に設けられたｎ個の照明光導入孔を介して、前記ＥＵＶマスクを照明し、前記ＥＵＶマスクを照明する前記ｎ本の前記照明光のｎ本の前記正反射光は、前記第１の凹面鏡の前記ｎ個の前記照明光導入孔が設けられていない部分により反射されることを特徴とするものである。これにより、照明光及び正反射光の損失を防止しつつ、ＥＵＶマスクのパターン欠陥の方向性に依存しない検査を行うことができる。

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、前記凹面鏡により反射された前記正反射光は、前記第１の凸面鏡の中央部に設けられた正反射光出射孔を介して、前記検出器に到達し、前記ｎ個の前記照明光導入孔が、前記正反射光出射孔の周囲に設けられることを特徴とするものである。これにより、照明光及び正反射光の損失を防止しつつ、ＥＵＶマスクのパターン欠陥の方向性に依存しない検査を行うことができる。

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、３個以上の奇数個の前記照明光導入孔が等間隔で前記第１の凹面鏡に設けられ、前記３個以上の奇数個の前記照明光導入孔は、前記第１の凹面鏡の光軸に対してそれぞれ等しい角度間隔で設けられることを特徴とするものである。これにより、適切に正反射光を検出器に導くことができる。

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、前記照明光学系は、前記集光光学系と前記ＥＵＶマスクとの間に配置されたｎ（ｎは、１以上の整数）個の前記第１の反射鏡を備え、前記ｎ個の前記第１の反射鏡により反射された前記ｎ本の前記照明光のｎ本の前記正反射光のそれぞれは、前記ｎ個の前記第１の反射鏡のいずれにも遮られることなく、前記第１の凹面鏡により反射されることを特徴とするものである。これにより、照明光及び正反射光の損失を防止しつつ、ＥＵＶマスクのパターン欠陥の方向性に依存しない検査を行うことができる。

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、３個以上の奇数個の前記第１の反射鏡が等間隔で配置され、前記３個以上の奇数個の前記第１の反射鏡が、前記第１の凹面鏡の前記光軸に対してそれぞれ等しい角度間隔で設けられることを特徴とするものである。これにより、適切に正反射光を検出器に導くことができる。

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の反射鏡は凹面鏡であり、前記第１の反射鏡により前記照明光が前記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マスク上の微小領域を照明することができる。

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、前記照明光学系は、前記光源からの前記ＥＵＶ光を前記第１の反射鏡へ向けて反射する第２の凹面鏡を更に備えることを特徴とするものである。これにより、ＥＵＶマスクを照明することができる。

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、前記第１の反射鏡は平面鏡であり、前記第２の反射鏡により前記照明光が前記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マスク上の微小領域を照明することができる。

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。

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。実施の形態１にかかるＥＵＶマスク検査装置１００の出射孔付き凹面鏡１０７を上方より観察した場合の上面図である。実施の形態２にかかるＥＵＶマスク検査装置２００の出射孔付き凹面鏡２０７を上方から観察した場合の上面図である。実施の形態３にかかるＥＵＶマスク検査装置３００の出射孔付き凹面鏡３０７を上方から観察した場合の上面図である。実施の形態４にかかるＥＵＶマスク検査装置４００の断面構造を示す構成図である。実施の形態５にかかるＥＵＶマスク検査装置５００の出射孔付き凹面鏡４０７を上方より観察した場合の上面図である。一般的なＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）マスクの構造を示す断面図である。反射照明系における明視野照明による従来のマスク検査装置の断面構成を示す構成図である。

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。

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、明視野照明によりＥＵＶマスクのパターンの欠陥を検出する。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、凸面鏡１０６、出射孔付き凹面鏡１０７、ＴＤＩセンサー１０９により構成される。ＸＹステージ１０５上には、検査対象であるＥＵＶマスク１１０が保持される。

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。凸面鏡１０６及び出射孔付き凹面鏡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。また、以下では、検査対象であるＥＵＶマスク１１０と検出器であるＴＤＩセンサー１０９との間を、検査光学系と称する。

ＥＵＶ光源１０１は、照明光であるＥＵＶ光ＥＵＶ１１を発生させる。ＥＵＶ光ＥＵＶ１１は、検査光学系内に入り、多層膜凹面鏡１０２により下方へ向けて反射される。そして、ＥＵＶ光ＥＵＶ１１は、出射孔付き凹面鏡１０７に設けられた出射孔を通って、ＸＹステージ１０５上に保持されたＥＵＶマスク１１０へ向けて反射される。

図２は、出射孔付き凹面鏡１０７を上方より観察した場合の上面図である。出射孔付き凹面鏡１０７には、出射孔付き凹面鏡１０７の光軸が貫く中央部に、ＥＵＶマスク１１０からの正反射光Ｓ１をＴＤＩセンサー１０９へ向けて出射させるための正反射光出射孔ＲＨ１が設けられている。さらに、ＥＵＶ光ＥＵＶ１１を導入するための照明光導入孔ＩＨ１が形成されている。ＥＵＶ光ＥＵＶ１１は、出射孔付き凹面鏡１０７に設けられた照明光導入孔ＩＨ１を介して、ＸＹステージ１０５上に保持されたＥＵＶマスク１１０を照明する。この際、多層膜凹面鏡１０２によりＥＵＶ光ＥＵＶ１１は集光されて、ＥＵＶマスク１１０上の直径１ｍｍ弱の微小領域を照明する。

ＥＵＶマスク１１０上に照射されたＥＵＶ光ＥＵＶ１１の正反射光Ｓ１は、出射孔付き凹面鏡１０７の照明光導入孔ＩＨ１が設けられていない位置へ向けて入射する。従って、正反射光Ｓ１は、出射孔付き凹面鏡１０７及び凸面鏡１０６で反射され、ＴＤＩセンサー１０９に到達する。これにより、明視野照明によるＥＵＶマスク１１０のパターン検査を行うことができる。

従って、本構成によれば、ＥＵＶ光の損失の原因となるＰＢＳや１／４波長板を用いることなく、明視野照明によるパターン検査を行うことができる。これにより、ＥＵＶ光源を用いた、高い検出感度を有するＥＵＶマスク検査装置を提供することができる。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。

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。また、ＥＵＶマスク検査装置２００は、ＥＵＶマスク検査装置１００における出射孔付き凹面鏡１０７を、出射孔付き凹面鏡２０７に置き換えた構成を有する。

図３は、実施の形態２にかかるＥＵＶマスク検査装置２００の出射孔付き凹面鏡２０７を上方から観察した場合の上面図である。図３に示すように、出射孔付き凹面鏡２０７には、出射孔付き凹面鏡２０７の光軸が貫く中央部に、正反射光を出射させるための正反射光出射孔ＲＨ２が設けられている。さらに、正反射光出射孔ＲＨ２の周囲には、ＥＵＶ光ＥＵＶ２１ａ〜２１ｃのそれぞれを導入するための照明光導入孔ＩＨ２ａ〜ＩＨ２ｃが設けられている。照明光導入孔ＩＨ２ａ〜ＩＨ２ｃは、それぞれ等間隔で配置される。すなわち、照明光導入孔ＩＨ２ａ〜ＩＨ２ｃは、出射孔付き凹面鏡２０７の光軸に対して、等しい角度間隔で配置される。ＥＵＶ光ＥＵＶ２１ａ〜２１ｃは、それぞれ出射孔付き凹面鏡２０７に設けられた照明光導入孔ＩＨ２ａ〜ＩＨ２ｃを通って、ＸＹステージ１０５上に保持されたＥＵＶマスク１１０を照明する。

ここで、ＥＵＶ光ＥＵＶ２１ａ〜ＥＵＶ２１ｃは、それぞれ異なる３つの光源から導かれるＥＵＶ光を用いることができる。また、ＥＵＶ光ＥＵＶ２１ａ〜ＥＵＶ２１ｃは、単一の光源から発生したＥＵＶ光を分割した分割ＥＵＶ光を用いることも可能である。なお、ＥＵＶ光ＥＵＶ２１ａ〜ＥＵＶ２１ｃは、照明光導入孔ＩＨ２ａ〜ＩＨ２ｃの上部に設けられたそれぞれ異なる凹面鏡により、反射させることができる。マスク検査装置２００のその他の構成は、マスク検査装置１００と同様であるので、説明を省略する。

本構成によれば、ＥＵＶ光ＥＵＶ２１ａ〜ＥＵＶ２１ｃのそれぞれの正反射光Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃは、出射孔付き凹面鏡２０７の照明光導入孔ＩＨ２ａ〜ＩＨ２ｃが設けられていない部分により、反射される。これにより、正反射光Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃは、全てＴＤＩセンサー１０９に到達する。

従って、本構成によれば、実施の形態１と同様に、ＥＵＶ光の損失の原因となるＰＢＳや１／４波長板を用いることなく、明視野照明によるパターン検査を行うことができるＥＵＶマスク検査装置を実現することができる。これにより、ＥＵＶ光源を用いた、高い検出感度を有するＥＵＶマスク検査装置を提供することができる。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。

さらに、本構成では、複数の照明光導入孔が設けられた出射孔付き凹面鏡２０７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１１０の微小領域に対して、ＥＵＶ光を多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、ＥＵＶマスク１１０のパターンの方向性に依存することなく、高感度なパターン検査を行うことができる。つまり、例えば、細長いパターンの場合、単一の照明光が斜めから照射されると、照射光の入射方向とパターンの方向との関係によっては、ＴＤＩセンサー１０９での見え方が変化することが有る。しかしながら、マスク検査装置２００は、照明光を多方向から照射することができるので、こうした現象を防止することができる。

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２にかかるＥＵＶマスク検査装置２００の変形例である。ＥＵＶマスク検査装置３００は、ＥＵＶマスク検査装置２００における出射孔付き凹面鏡２０７を、出射孔付き凹面鏡３０７に置き換えた構成を有する。

図４は、実施の形態３にかかるＥＵＶマスク検査装置３００の出射孔付き凹面鏡３０７を上方から観察した場合の上面図である。図４に示すように、出射孔付き凹面鏡３０７には、出射孔付き凹面鏡３０７の光軸が貫く中央部に、正反射光を出射させるための正反射光出射孔ＲＨ３が設けられている。さらに、正反射光出射孔ＲＨ３の周囲には、ＥＵＶ光ＥＵＶ３１ａ〜３１ｅのそれぞれを導入するための照明光導入孔ＩＨ３ａ〜ＩＨ３ｅが設けられている。照明光導入孔ＩＨ３ａ〜ＩＨ３ｅは、それぞれ等間隔で配置される。すなわち、照明光導入孔ＩＨ３ａ〜ＩＨ３ｅは、出射孔付き凹面鏡３０７の光軸に対して、等しい角度間隔で配置される。ＥＵＶ光ＥＵＶ３１ａ〜３１ｅは、それぞれ出射孔付き凹面鏡３０７に設けられた照明光導入孔ＩＨ３ａ〜ＩＨ３ｅを通って、ＸＹステージ１０５上に保持されたＥＵＶマスク１１０を照明する。つまり、出射孔付き凹面鏡３０７は、実施の形態２にかかる出射孔付き凹面鏡２０７と比べて、ＥＵＶ光を導入するための照明光導入孔の数が多いことが特徴である。

ここで、ＥＵＶ光ＥＵＶ３１ａ〜ＥＵＶ３１ｅは、それぞれ異なる５つの光源から導かれるＥＵＶ光を用いることができる。また、ＥＵＶ光ＥＵＶ３１ａ〜ＥＵＶ３１ｅは、単一の光源から発生したＥＵＶ光を分割した分割ＥＵＶ光を用いることも可能である。なお、ＥＵＶ光ＥＵＶ３１ａ〜ＥＵＶ３１ｅは、照明光導入孔ＩＨ３ａ〜ＩＨ３ｅの上部に設けられたそれぞれ異なる凹面鏡により、反射させることができる。マスク検査装置３００のその他の構成は、マスク検査装置２００と同様であるので、説明を省略する。

本構成によれば、ＥＵＶ光ＥＵＶ３１ａ〜ＥＵＶ３１ｅのそれぞれの正反射光Ｓ３ａ〜Ｓ３ｅは、出射孔付き凹面鏡３０７の照明光導入孔ＩＨ３ａ〜ＩＨ３ｅが設けられていない部分により、反射される。これにより、正反射光Ｓ３ａ〜Ｓ３ｅは、全てＴＤＩセンサー１０９に到達する。

従って、本構成によれば、実施の形態２と同様に、ＥＵＶ光の損失の原因となるＰＢＳや１／４波長板を用いることなく、明視野照明によるパターン検査を行うことができるＥＵＶマスク検査装置を実現することができる。これにより、ＥＵＶ光源を用いた、高い検出感度を有するＥＵＶマスク検査装置を提供することができる。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。

さらに、本構成では、複数の照明光導入孔が設けられた出射孔付き凹面鏡３０７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２と同様に、ＥＵＶマスク１１０の微小領域に対して、ＥＵＶ光を多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、実施の形態２と同様に、ＥＵＶマスク１１０のパターンの方向性に依存することなく、高感度なパターン検査を行うことができる。さらに、出射孔付き凹面鏡３０７は、実施の形態２にかかる出射孔付き凹面鏡２０７と比べて、ＥＵＶ光を導入するための照明光導入孔の数が多いので、より方向性依存を低減することができる。

実施の形態４
本発明の実施の形態４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４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４にかかるＥＵＶマスク検査装置４００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４００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及び出射孔付き凹面鏡１０７を、それぞれＥＵＶ光源４０１及び出射孔付き凹面鏡４０７に置き換えたものである。また、ＥＵＶマスク検査装置４００は、実施の形態１にかかるＥＵＶマスク検査装置１００と比べて、多層膜凹面鏡４０２及び多層膜平面鏡４０３が追加されている。凸面鏡１０６及び出射孔付き凹面鏡４０７は、集光光学系であるシュバルツシルト光学系４０８を構成する。

ＥＵＶマスク検査装置４００では、ＥＵＶ光源４０１からＥＵＶマスク１１０へＥＵＶ光を導く光路に、多層膜凹面鏡４０２及び多層膜平面鏡４０３が配置されている。ＥＵＶ光源４０１から取り出されるＥＵＶ光ＥＵＶ４１は、多層膜凹面鏡４０２により、ＥＵＶ光ＥＵＶ４２として、多層膜平面鏡４０３へ向けて反射される。そしてＥＵＶ光ＥＵＶ４２は、多層膜平面鏡４０３により、ＥＵＶ光ＥＵＶ４３として、ＥＵＶマスク１１０へ向けて反射される。

上述のように、ＥＵＶ光源４０１からＥＵＶマスク１１０への光路には多層膜凹面鏡４０２が配置されている。従って、ＥＵＶ光源４０１から取り出されたＥＵＶ光ＥＵＶ４１のビームが広がりをもっていたとしても、多層膜凹面鏡４０２によりビームは絞られる。その結果、ＥＵＶマスク１１０に到達したＥＵＶ光ＥＵＶ４３は集光され、実施の形態１にかかるマスク検査装置１００と同様に、ＥＵＶマスク１１０上の直径１ｍｍ弱の微小領域を照明する。マスク検査装置４００のその他の構成は、マスク検査装置１００と同様であるので、説明を省略する。

なお、マスク検査装置４００では、検査光学系の一部から照明光が導入される。そのため、多層膜平面鏡４０３が光学系内に配置される。よって、ＥＵＶマスク１１０からのパターン情報を含む光の一部は、多層膜平面鏡４０３によりブロックされ、ＴＤＩセンサー１０９に到達しないことになる。ところが、多層膜平面鏡４０３によりブロックされる光は、照明光であるＥＵＶ光ＥＵＶ４３の正反射光とは反対側に進む回折光である。回折光の光量は正反射光の光量と比べて極僅かであるため、検出感度にはほとんど影響を及ぼすことはない。従って、マスク検査装置４００によれば、高感度なパターン検査が可能である。

実施の形態５
次に、本発明の実施の形態５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５にかかるＥＵＶマスク検査装置は、実施の形態４と同様に、ＥＵＶマスクを検査するための装置である。また、ＥＵＶマスク検査装置５００は、ＥＵＶマスク検査装置４００における多層膜凹面鏡及び多層膜平面鏡が複数個配置される構成を有する。

図６は、実施の形態５にかかるＥＵＶマスク検査装置５００の出射孔付き凹面鏡４０７を上方から観察した場合の上面図である。図６には、出射孔付き凹面鏡４０７の下部に配置される多層膜平面鏡５０３ａ〜５０３ｃの輪郭線を点線で表示している。図６に示すように、出射孔付き凹面鏡４０７には、中央部に正反射光を出射させるための正反射光出射孔ＲＨ５が設けられている。出射孔付き凹面鏡４０７の下部には、多層膜平面鏡５０３ａ〜５０３ｃがそれぞれ等間隔に配置される。すなわち、多層膜平面鏡５０３ａ〜５０３ｃは、出射孔付き凹面鏡２０７の光軸に対して、等しい角度間隔で配置される。ＥＵＶ光ＥＵＶ５２ａ〜５２ｃは、それぞれ多層膜平面鏡５０３ａ〜５０３ｃにより、ＸＹステージ１０５上に保持されたＥＵＶマスク１１０へ向けて反射される。

ここで、ＥＵＶ光ＥＵＶ５２ａ〜ＥＵＶ５２ｃは、それぞれ異なるＥＵＶ光源から異なる多層膜凹面鏡を介して導かれるＥＵＶ光を用いることができる。また、ＥＵＶ光ＥＵＶ５２ａ〜ＥＵＶ５２ｃは、単一の光源から発生したＥＵＶ光を分割した分割ＥＵＶ光を用いることも可能である。マスク検査装置５００のその他の構成は、マスク検査装置４００と同様であるので、説明を省略する。

本構成によれば、ＥＵＶ光ＥＵＶ５２ａ〜ＥＵＶ５２ｃのそれぞれの正反射光Ｓ５ａ〜Ｓ５ｃは、下部に多層膜平面鏡５０３ａ〜５０３ｃが配置されていない部分の出射孔付き凹面鏡４０７により反射される。これにより、正反射光Ｓ５ａ〜Ｓ５ｃは、全てＴＤＩセンサー１０９に到達する。

さらに、ＥＵＶマスク検査装置５００は、実施の形態２及び３と同様に、ＥＵＶマスク１１０の微小領域に対して、ＥＵＶ光を多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、実施の形態２及び３と同様に、ＥＵＶマスク１１０のパターンの方向性に依存することなく、高感度なパターン検査を行うことができる。

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１〜５にかかるＥＵＶマスク検査装置は、パターン付き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１〜５にかかるＥＵＶマスク検査装置は、例えば、ＥＵＶマスクブランクスの検査やＡＩＭＳ（Aerial Image Measurement System）にも適用できる。

実施の形態１、２及び３では、出射孔付き凹面鏡に、それぞれ１個、３個及び５個の照明光導入孔が設けられているが、照明光導入孔の数はこれに限られない。すなわち、正反射光が照明光導入孔に入射しない限り、１以上の任意の個数の照明光導入孔を設けることができる。また、３個以上の奇数個の照明光導入孔を設ける場合には、それぞれの照明光導入孔を正反射光出射孔の周囲に等間隔に配置することにより、正反射光は照明光導入孔に入射することなく、出射孔付き凹面鏡により反射される。換言すれば、３個以上の奇数個の照明光導入孔を設ける場合には、それぞれの照明光導入孔を、出射孔付き凹面鏡の光軸に対して等しい角度間隔で配置することにより、正反射光は照明光導入孔に入射することなく、出射孔付き凹面鏡により反射される。

実施の形態４及び５では、それぞれ１個及び３個の多層膜平面鏡が設けられているが、多層膜平面鏡の数はこれに限られない。すなわち、正反射光が多層膜平面鏡に入射しない限り、１以上の任意の個数の多層膜平面鏡を設けることができる。また、３個以上の奇数個の多層膜平面鏡を設ける場合には、それぞれの多層膜平面鏡を、出射孔付き凹面鏡の光軸に対して等しい角度間隔で配置することにより、正反射光は多層膜平面鏡に入射することなく、出射孔付き凹面鏡により反射される。

また、実施の形態４及び５では、多層膜平面鏡の代わりに凹面鏡を用いてもよい。

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。

ＥＵＶ１１、ＥＵＶ２１ａ〜ＥＵＶ２１ｃ、ＥＵＶ３１ａ〜ＥＵＶ３１ｅ、ＥＵＶ４１〜ＥＵＶ４３、ＥＵＶ５２ａ〜５２ｃＥＵＶ光
１００、２００、３００、４００、５００ＥＵＶマスク検査装置
１０１、４０１ＥＵＶ光源
１０２多層膜凹面鏡
１０５ＸＹステージ
１０７、２０７、３０７、４０７出射孔付き凹面鏡
１０６凸面鏡
１０８、４０８シュバルツシルト光学系
１０９ＴＤＩセンサー
１１０ＥＵＶマスク
４０２多層膜凹面鏡
４０３多層膜平面鏡
５０３ａ〜５０３ｃ多層膜平面鏡
７００ＥＵＶマスク
７０１基板
７０２多層膜
７０３吸収体
８００マスク検査装置
８０２１／４波長板
８０３対物レンズ
８０４ステージ
８０５投影レンズ
８０６ＣＣＤ／ＴＤＩセンサー
８１０マスク
８１１パターン面
ＲＨ１、ＲＨ２、ＲＨ３、ＲＨ５正反射光出射孔
ＩＨ１、ＩＨ２ａ〜ＩＨ２ｃ、ＩＨ３ａ〜ＩＨ３ｅ照明光導入孔
Ｓ１、Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃ、Ｓ３ａ〜Ｓ３ｅ、Ｓ５ａ〜Ｓ５ｃ正反射光

Claims

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ＥＵＶマスクによる正反射光の集光光学系と、
前記集光光学系により集光された前記正反射光を検出することにより、前記ＥＵＶマスクの明視野像を取得する検出器と、を備え、
前記照明光学系は、
前記集光光学系を含む、前記ＥＵＶマスクと前記検出器との間の検査光学系の内部に配置され、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第１の反射鏡を備え、
前記第１の反射鏡は、前記集光光学系へ入射する前記正反射光を遮らない位置に配置される、
ＥＵＶマスク検査装置。
前記集光光学系は、
前記正反射光を反射する第１の凹面鏡と、
前記第１の凹面鏡により反射された前記正反射光を前記検出器へ向けて反射する凸面鏡と、を備え、
前記第１の凹面鏡と前記凸面鏡とは、シュバルツシルト光学系を構成す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。
前記照明光学系は、ｎ（ｎは、１以上の整数）個の前記第１の反射鏡を備え、
前記ｎ個の前記第１の反射鏡により反射されたｎ本の前記照明光のそれぞれは、前記第１の凹面鏡に設けられたｎ個の照明光導入孔を介して、前記ＥＵＶマスクを照明し、
前記ＥＵＶマスクを照明する前記ｎ本の前記照明光のｎ本の前記正反射光は、前記第１の凹面鏡の前記ｎ個の前記照明光導入孔が設けられていない部分により反射されることを特徴とする、
請求項２に記載のＥＵＶマスク検査装置。
前記凹面鏡により反射された前記正反射光は、前記第１の凸面鏡の中央部に設けられた正反射光出射孔を介して、前記検出器に到達し、
前記ｎ個の前記照明光導入孔が、前記正反射光出射孔の周囲に設けられることを特徴とする、
請求項３に記載のＥＵＶマスク検査装置。
３個以上の奇数個の前記照明光導入孔が等間隔で前記第１の凹面鏡に設けられ、
前記３個以上の奇数個の前記照明光導入孔は、前記第１の凹面鏡の光軸に対してそれぞれ等しい角度間隔で設けられることを特徴とする、
請求項３又は４に記載のＥＵＶマスク検査装置。
前記照明光学系は、前記集光光学系と前記ＥＵＶマスクとの間に配置されたｎ（ｎは、１以上の整数）個の前記第１の反射鏡を備え、
前記ｎ個の前記第１の反射鏡により反射された前記ｎ本の前記照明光のｎ本の前記正反射光のそれぞれは、前記ｎ個の前記第１の反射鏡のいずれにも遮られることなく、前記第１の凹面鏡により反射されることを特徴とする、
請求項２に記載のＥＵＶマスク検査装置。
３個以上の奇数個の前記第１の反射鏡が等間隔で配置され、
前記３個以上の奇数個の前記第１の反射鏡が、前記第１の凹面鏡の前記光軸に対してそれぞれ等しい角度間隔で設けられることを特徴とする、
請求項６に記載のＥＵＶマスク検査装置。
前記第１の反射鏡は凹面鏡であり、前記第１の反射鏡により前記照明光が前記ＥＵＶマスク上に集光されることを特徴とする、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
前記照明光学系は、
前記光源からの前記ＥＵＶ光を前記第１の反射鏡へ向けて反射する第２の凹面鏡を更に備えることを特徴とする、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
前記第１の反射鏡は平面鏡であり、前記第２の反射鏡により前記照明光が前記ＥＵＶマスク上に集光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。