JP2013080810A - Ｅｕｖマスク検査装置及びｅｕｖマスク検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】位相欠陥と表面異物とを識別できるＥＵＶマスク検査装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るＥＵＶマスク検査装置は、ＥＵＶ光を出射するＥＵＶ光源１００ａと、ＥＵＶ光を伝播する第１多層膜楕円面鏡１０３ａ、第２多層膜楕円面鏡１０３ｂ、落とし込みＥＵＶミラー１０５を含む光学系と、ＥＵＶ光の光軸と同軸に導入され、光学系で伝播される紫外光を出射するＡｒＦエキシマレーザ１００ｄとを備える。紫外光は、ＥＵＶ光の光軸上に挿入された振り込みミラー１１３により反射され、ＥＵＶ光と同軸に導入される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造工程におけるリソグラフィ工程としてＥＵＶリソグラフィ（Extremely Ultraviolet Lithography）で利用されるＥＵＶマスクの基板あるいはブランクスの欠陥を検出するＥＵＶマスク検査装置、ＥＵＶマスク検査方法に関する。

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た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して、解像度を高める液浸技術（ＡｒＦ液浸リソグラフィと呼ばれる。）や、一つのレイヤーのパターン形成に２種のマスクを用いるダブルパターニング技術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の実用化に向けて様々な技術開発が行われている。

ＥＵＶマスクの構造に関しては、図５に示したように、低熱膨張性ガラスから成る基板１０上に、ＥＵＶ光を反射させるための多層膜１１が付けられている。多層膜１１は、通常、モリブデンとシリコンを交互に数十層積み重ねた構造になっている。これによって、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を垂直で約６５％も反射させることができる。多層膜１１上にはＥＵＶ光を吸収する吸収体１３が付けられ、ブランクスが形成される。ただし、吸収体１３と多層膜１１の間には保護膜１２（キャッピングレイヤーと呼ばれる膜）が付けられる。実際に露光に使うためにレジストにパターン形成させることで、パターン付きＥＵＶマスクが完成する。なお、レジストが塗布された状態でもパターン形成前はブランクスと呼ばれる。

ブランクスの欠陥としては、ブランクスの多層膜１１が不完全であることに起因する位相欠陥と、パーティクル等の表面異物に大別される。位相欠陥に関しては、図６に示したように、基板１０上に異物１４ａが残っていた場合に、そこをカバーするように多層膜１１が形成されることに起因する場合、基板１０自体に窪み１５等がある場合、あるいは多層膜１１の形成中に異物１４ｂが混入する場合等が原因として考えられている。

位相欠陥は、表面には突起も窪みも見られない場合や非常に小さい場合があり、従来の可視あるいは紫外のレーザを用いた検査装置では検出が難しくなっている。特に検出が困難な理由としては、可視あるいは紫外のレーザ光は、多層膜の内部まで侵入しないからである。

そこで、検査光としてＥＵＶ光、すなわち波長１３．５ｎｍの露光光と同じ波長の照明光が用いられている。これにより、多層膜内部にも照明光が侵入し、その反射光には位相の乱れが含まれる。この反射光によって形成される拡大投影像をＣＣＤ等で観察することで、位相欠陥を検出できる。

露光光と同じ波長で検査することは、アクティニック（Actinic）検査と呼ばれている。特にＥＵＶマスクの基板及びブランクスの検査には、アクティニック検査が不可欠になっている。なお、ＥＵＶマスクのブランクスを対象としたアクティニックブランクス検査装置（以下、ＡＢＩ（Actinic Blanks Inspection）装置と呼ぶ。）に関しては、例えば、特許文献１、２、３、あるいは非特許文献１において示されている。

なお、ブランクス表面に付着した異物はアクティニック検査でも検出できるが、従来の紫外のレーザを用いた検査装置でも検出できる。その理由としては、図７に示したように、ＥＵＶ光、紫外のレーザ光のいずれが入射しても、異物１４ｃのところは反射しないため、容易に判別できるからである。

ＥＵＶ露光装置やＥＵＶ検査装置における大きな課題としては、内部で使われているＥＵＶミラー（ＥＵＶマスクと同様に多層膜が形成されたミラーである。）が直ぐに汚れてしまうことである。これらの装置内はＥＵＶ光を伝搬させるために真空にしておく必要があるが、真空中に微量な有機系の不純物が漂っていると、ＥＵＶ光によって分解して、ＥＵＶミラーの表面に付着するからである。これは通常カーボンコンタミと呼ばれている。

ＡＢＩ装置では、照明光をブランクスに照射させる際に導く数枚のＥＵＶミラーのうち最後のＥＵＶミラー（ブランクスに対して、上側から照明光を落とし込むように照射するため、以下、落とし込みＥＵＶミラーと呼ぶ。）が面積的に他に比べて非常に小さい。その結果、落とし込みＥＵＶミラーの単位面積当たりの照明光のパワー（すなわちパワー密度）が非常に高くなるため、カーボンコンタミが発生しやすいと考えられている。

ＥＵＶミラーのカーボンコンタミを除去するには、ＥＵＶミラーを取り出して洗浄すれば良い。一方、ＥＵＶミラーを取り出さず、装置内に装着された状態で、ＥＵＶミラー面のカーボンコンタミを除去する手法も様々に検討されている。この手法としては、おもに水素ラジカルを用いる還元法と、オゾンを利用する酸化法とに大別される。水素ラジカルを用いる手法では、水素ラジカルがカーボンと反応するため、コンタミが分解するとされている。これに関しては、例えば、非特許文献２において説明されている。

オゾンを利用するカーボンコンタミ除去法の一つとしては、波長２００ｎｍ以下の紫外光を発生できる光源を用いて、取り出される紫外光を酸素に照射する手法がある。酸素が紫外光を吸収して分解する際に、オゾンと励起酸素（１Ｄと表わされる。）が生成され、励起酸素がカーボンと反応することでコンタミが分解すると考えられている。紫外光として波長１８０ｎｍ以下の真空紫外光（以下、ＶＵＶ（Vacuum Ultraviolet）光と呼ぶ。）と酸素を用いる手法は、広くＵＶオゾン法と呼ばれており、例えば、非特許文献３において示されている。

また、ＵＶオゾン法における波長１８０ｎｍ以下の光源としては、波長１７２ｎｍのＶＵＶ光を発生させるキセノンエキシマランプが広く利用されているが、より強い紫外光を容易に発生できるエキシマレーザを用いても良い。これに関しては、特許文献４、５等において提案されている。

特開２００３−１１４２００号公報 特開２００６−８０４３７号公報 特開２０１０−２７２５５３号公報 特開２００１−３００４５０号公報 特開２００１−３００４５３号公報

Tsuneo Terasawa, et.al., "EUVL Mask Inspection and Metrology Capability,"The 2009 Lithography Workshop, June 30, 2009. 原子状水素によるEUVマスククリーニング、半導体MIRAIプロジェクト成果報告会資料2008年 K. Hamamoto, Y. Tanaka, and T. Watanabe, "Cleaning of extreme ultraviolet lithography optics and masks using 13.5nm and 172nm radiation," Journal of Vacuum Science and Technology, B23, 2005, pp.247-251.

ＡＢＩ装置では、多層膜内の位相欠陥も、ブランクス上の表面異物も検出できるが、これらを識別することは困難であった。位相欠陥は簡単には修正できないが、表面異物の大半を占めるパーティクルは、洗浄によって簡単に除去できる場合が多いため、検出した全ての欠陥から位相欠陥だけを識別する必要が生じることがある。従来のＡＢＩ装置ではこの識別を行うことが極めて困難であり、ほとんど不可能であった。

本発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、位相欠陥と表面異物とを識別できるＥＵＶマスク検査装置を提供することである。この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から明らかとなろう。

本発明の第１の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、ＥＵＶ光を出射するＥＵＶ光源と、前記ＥＵＶ光を伝播する光学系と、前記ＥＵＶ光の光軸と同軸に導入され、前記光学系で伝播される紫外光を出射する紫外光源とを備える。これにより、位相欠陥と表面異物とを識別できるＥＵＶマスク検査装置を提供することが可能となる。

本発明の第２の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記の装置において、前記ＥＵＶ光の光軸上に挿入可能に設けられた、前記紫外光を前記ＥＵＶ光の光軸と同軸に導入するミラーをさらに備える。これにより、簡単な構成で位相欠陥と表面異物とを識別することが可能となる。

本発明の第３の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記の装置において、前記光学系は、モリブデンとシリコンとから成る前記ＥＵＶ光を反射する多層膜鏡を含み、前記紫外光は、波長が１５０〜２５０ｎｍの間であることを特徴とする。本発明はこのような場合に特に有効である。

本発明の第４の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記の装置において、前記紫外光源は、エキシマレーザであることを特徴とする。これにより、紫外光による検査に係る時間を短縮することができる。

本発明の第５の態様に係るＥＵＶマスク検査装置は、上記の装置において、前記光学系が配置されるチャンバと、前記チャンバ内にオゾン又は酸素を供給する供給部とをさらに備える。これにより、オゾン又は酸素を供給して、光学系に紫外光を照射することにより、Ｉｎ Ｓｉｔｕで光学系の洗浄を行うことが可能となる。

本発明の第６の態様に係るＥＵＶマスク検査方法は、ＥＵＶ光源から出射されるＥＵＶ光を光学系により伝播してＥＵＶマスクに照射して第１検査を行うステップと、前記ＥＵＶ光の光軸と同軸に紫外光源から出射される紫外光を導入し、前記光学系により前記紫外光を伝播して前記ＥＵＶマスクに照射して第２検査を行い、位相欠陥と表面異物とを識別するステップとを備える。これにより、位相欠陥と表面異物とを識別できるＥＵＶマスク検査装置を提供することが可能となる。

本発明の第７の態様に係るＥＵＶマスク検査方法は、上記の方法において、前記ＥＵＶ光の光軸上にミラーを挿入し、前記紫外光を反射させることにより、前記ＥＵＶ光と同軸に前記紫外光を導入することを特徴とする。これにより、簡単な構成で位相欠陥と表面異物とを識別することが可能となる。

本発明の第８の態様に係るＥＵＶマスク検査方法は、上記の方法において、チャンバ内に配置された前記ＥＵＶマスクを取りだすステップと、前記ＥＵＶマスクを前記チャンバ内から取り出した後に、当該チャンバ内にオゾン又は酸素を供給するステップと、前記光学系に対し前記紫外光源から前記紫外光を照射し、前記光学系を洗浄するステップと、を備える。これにより、オゾン又は酸素を供給して、光学系に紫外光を照射することにより、Ｉｎ Ｓｉｔｕで光学系の洗浄を行い、光学系の反射率の低下を抑制することができる。

本発明によれば、ＥＵＶマスクブランクスの位相欠陥と表面異物を識別できる機能を備えるＥＵＶマスク検査装置及びＥＵＶマスク検査方法を提供することができる。

実施の形態１に係るＥＵＶマスク検査装置の構成を示す模式図である。 多層膜鏡の反射率の波長特性を示すグラフである。 実施の形態２に係るＥＵＶマスク検査装置の構成を示す模式図である。 本発明のＥＵＶマスク検査装置におけるＤＵＶ光の導入位置を説明するための図である。 ＥＵＶマスクブランクスの構成の一例を示す断面図である。 ＥＵＶマスクブランクスの位相欠陥を示す図である。 ＥＵＶマスクブランクス上の表面異物を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明は、本発明の実施の形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。

本発明は、半導体製造工程におけるリソグラフィ工程としてＥＵＶリソグラフィ（Extremely Ultraviolet Lithography）で利用されるＥＵＶマスクの基板あるいはブランクスの欠陥を検出するＥＵＶマスク検査装置に関する。本発明に係るＥＵＶマスク検査装置は、位相欠陥と表面異物を識別できる機能を備えている。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係るＥＵＶマスク検査装置について、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係るＥＵＶマスク検査装置１００の構成を示す模式図である。図１に示すように、ＥＵＶマスク検査装置１００は、ＥＵＶ光源１００ａ、第１チャンバ１００ｂ、第２チャンバ１００ｃ、ＡｒＦエキシマレーザ１００ｄを備える。ただし、図１では電源や制御装置等は省略してある。

ＥＵＶ光源１００ａと第１チャンバ１００ｂとはダクト１０１により繋がれている。ＥＵＶ光源１００ａから発生したＥＵＶ光１は、ダクト１０１内を通って第１チャンバ１００ｂ内に入る。これをＥＵＶ光２とする。第１チャンバ１００ｂ内には、ＥＵＶ用フィルタ１０２、第１多層膜楕円面鏡１０３ａが設けられている。ＥＵＶ光２は厚さ約１００ｎｍのＥＵＶ用フィルタ１０２を透過し、第１多層膜楕円面鏡１０３ａに当たる。第１多層膜楕円面鏡１０３ａは、モリブデンとシリコンとから成るＥＵＶ用の多層膜鏡からなる。

ＥＵＶ光２は、第１多層膜楕円面鏡１０３ａで反射すると上方に絞られながら進み、ピンホール１０４を通過して第２チャンバ１００ｃ内に入る。これをＥＵＶ光３とする。第２チャンバ１００ｃ内には、第２多層膜楕円面鏡１０３ｂ、落とし込みＥＵＶミラー１０５、シュバルツシルト拡大光学系１０７、振り込みミラー１１３が設けられている。第２多層膜楕円面鏡１０３ｂ、落とし込みＥＵＶミラー１０５は、モリブデンとシリコンとから成るＥＵＶ用の多層膜鏡からなる。振り込みミラー１１３は、ＥＵＶ光３の光路中に平行移動可能に設けられている。

ＥＵＶ光源１００ａからのＥＵＶ光によりブランク１０６の検査を行う場合には、振り込みミラー１１３はＥＵＶ光３の光路上には配置されない。ＥＵＶ光３は第２多層膜楕円面鏡１０３ｂに当たり、右方向に反射して、絞られながら進む。これをＥＵＶ光４とする。ＥＵＶ光４は落とし込みＥＵＶミラー１０５に当たり、ここで下方に反射して（これをＥＵＶ光５とする。）、ブランク１０６上の微小領域内に集光する。

ブランク１０６上にＥＵＶ光４が集光する微小領域内に適当な大きさの位相欠陥や表面異物が存在する場合、欠陥によって散乱されたＥＵＶ光は、散乱光Ｓのように、ＥＵＶ光５とは異なる方向に進む。散乱光Ｓは、凹面と凸面とで構成されるシュバルツシルト拡大光学系１０７を経由して、ＣＣＤ１１４面において集光する。これにより、ＣＣＤ１１４から信号が発生し、欠陥検査が行われる。従って、ブランク１０６に位相欠陥や表面異物が存在すれば、これらはＣＣＤ１１４により検出される。

なお、第１チャンバ１００ｂと第２チャンバ１００ｃとはそれぞれダクト１０８ａ、１０８ｂが繋がれており、図示されていない真空ポンプによって常時排気されている。

ここで、本発明者らは、第１多層膜楕円面鏡１０３ａ、第２多層膜楕円面鏡１０３ｂ、落とし込みＥＵＶミラー１０５等のモリブデンとシリコンとから成るＥＵＶ用の多層膜鏡が、ＥＵＶ光以外に紫外光に対しても高い反射率を有することを見出した。図２に、ＥＵＶの一般的な多層膜鏡の反射率の波長特性を示す。図２において、横軸が波長を示しており、縦軸が反射率を示している。

図２に示すように、多層膜鏡は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光以外でも、波長１５０ｎｍから２５０ｎｍの紫外光に対しても８０％程度の高い反射率を有する。従って、紫外光は多層膜鏡に入射すると反射して進み、ブランクスまで到達できる。このため、ＥＵＶ光を伝播する光学系を用いて、紫外光をＥＵＶ光の光軸と同軸上に伝搬させることができる。

そこで、実施の形態１に係るＥＵＶマスク検査装置１００には、小型のＡｒＦエキシマレーザ１００ｄが備えられている。ＡｒＦエキシマレーザ１００ｄは、第２チャンバ１００ｃとダクト１１０で繋がれている。ダクト１１０内には、凸レンズ１１１、ウインド１１２が設けられている。

ＡｒＦエキシマレーザ１００ｄから取り出される波長１９３ｎｍの紫外光（図１中にＤＵＶ光と示した。）は、凸レンズ１１１を通り、絞られながら進み、ウインド１１２を透過して、第２チャンバ１００ｃ内に進む。紫外光源としてエキシマレーザを用いることにより、パワー密度が高いため、検査にかかる時間を短縮することができる。

ＡｒＦエキシマレーザ１００ｄを用いて検査を行う場合は、図１中に矢印で示したように振り込みミラー１１３が平行移動し、光路中に挿入される。その結果、ＤＵＶ光は振り込みミラー１１３に当たって上方に反射する。振り込みミラー１１３により反射されたＤＵＶ光は、第２多層膜楕円面鏡１０３ｂで反射され、ＥＵＶ光４と同様に絞られながら進み、落とし込みＥＵＶミラー１０５に当たって、下方に反射され、ブランク１０６上で集光する。なお、ＤＵＶ光が進んでいくビーム形状を図１中に点線で示したが、ＤＵＶ光の光路は、前述したＥＵＶ光とほぼ同じようになる。

ブランク１０６上でＤＵＶ光が照射されている検査領域において、表面異物が存在する場合は、散乱光Ｓが発生し、前述したＥＵＶ光の散乱光Ｓと同様に、シュバルツシルト拡大光学系１０７を経由してＣＣＤ１１４上に集光する。これにより、ＣＣＤ１１４から信号が発生し、この表面異物が検出される。しかしながら、ＤＵＶ光はブランク１０６の内部まで浸透しないため、ブランク１０６の内部に位相欠陥が存在する場合でも散乱光は発生しない。この場合、ＣＣＤ１１４から信号は得られず、位相欠陥は検出されない。なお、ＣＣＤ１１４の代わりにＴＤＩ（Time Delay Integration）動作を行うカメラを用いてもよい。

このように、紫外光はＥＵＶ光に比べると、多層膜の内部には極めて浸透しにくいことから、ブランクス内部の位相欠陥を検出することなく、ブランクス表面に付着している異物のみをおもに検出することになる。従って、最初にＥＵＶ光による欠陥検出を行った後で、紫外光によるパーティクル検査を行い、両方で検出された欠陥は高い確率で表面異物であると判断でき、それ以外は位相欠陥であると判断できる。

このように、実施の形態１に係るＥＵＶマスク検査装置１００では、ＥＵＶ光源１００ａと、ＡｒＦエキシマレーザ１００ｄとを設け、ＥＵＶ光、ＤＵＶ光を同軸に伝播させることにより、簡易な構成でブランク１０６に存在する位相欠陥と表面異物とを識別することが可能となる。

ところで、ＥＵＶマスク検査装置１００では、位相欠陥を検出するために、ＥＵＶ光源１００ａを動作させてＥＵＶ光を導いていると、光学系にカーボンコンタミが付着していき、反射率が徐々に低下するという問題がある。特に、落とし込みＥＵＶミラー１０５は、サイズが第１多層膜楕円面鏡１０３ａ、第２多層膜楕円面鏡１０３ｂと比較して小さく、ＥＵＶ光のパワーが強くなるため、反射率の低下が顕著である。

そこで、ＥＵＶマスク検査装置１００では、以下に説明するように落とし込みＥＵＶミラー１０５を取り外さずにＩｎ Ｓｉｔｕで洗浄することができる。ここで、落とし込みＥＵＶミラー１０５の洗浄方法について説明する。なお、ブランク１０６の保護膜がＲｕからなる場合、保護膜が酸化されやすいため、クリーニング中はブランク１０６を第２チャンバ１００ｃ内から取り出す。

そして、ブランク１０６が第２チャンバ１００ｃ内に配置されていないときに、ＥＵＶマスク検査装置１００ｃに取り付けられたガス注入管１０９からオゾン（Ｏ３）を数十から数百パスカルの圧力になるまで注入する。その後、ＡｒＦエキシマレーザ１００ｄを動作させて、ＤＵＶ光を落とし込みＥＵＶミラー１０５に照射させる。これにより、オゾンから励起酸素が発生し、これがカーボンを分解するため、カーボンコンタミが除去される。

すなわち、本発明のＥＵＶマスク検査装置１００では、オゾンと紫外光を利用したＥＵＶミラーのＵＶオゾン法と同様の洗浄方法が利用できる。これに必要な紫外光の光源として、前述した表面異物検査に用いるためのＡｒＦエキシマレーザが利用できる。このため、ＥＵＶマスク検査装置１００では、洗浄のために余分な光源を搭載する必要がないことが大きな特徴である。

また、ＥＵＶマスク検査装置１００、紫外光をＥＵＶ光の光軸と同軸上に伝送できるため、ブランクスを第２チャンバ１００ｃから取り出した状態で、第２チャンバ１００ｃ内部にオゾンを注入してから紫外光を照射することで、多層膜鏡に対して洗浄効果が生じる。その結果、特にコンタミの付着が激しい落とし込みＥＵＶミラー１０５を洗浄することが可能である。

落とし込みＥＵＶミラー１０５のクリーニングが終わった後に、ダクト１０８ａ、ダクト１０８ｂにより、第１チャンバ１００ｂ、第２チャンバ１００ｃ内を排気して、上述のようにＥＵＶ光とＤＵＶ光とを用いて位相欠陥、表面異物の識別検査を行うことができる。これにより、多層膜鏡におけるＥＵＶ光、ＤＵＶ光の反射率を向上させ、欠陥検出感度を向上させることが可能となる。

第２チャンバ１００ｃ内のオゾンの圧力は、ＥＵＶ光源１００ａ内部の圧力よりも低いことが好ましい。これにより、オゾンがＥＵＶ光源１００ａ内に流れ込むのを防止することができる。

また、ピンホール１０４にシャッターを設けてもよい。クリーニング中は、シャッターを閉じることにより、オゾンが第１チャンバ１００ｂ側に流れ込まないようにすることができる。また、第２チャンバ１００ｃにおけるオゾンの圧力を高くすることができるため、短時間で落とし込みＥＵＶミラー１０５のクリーニングを完了させることが可能である。

このように、本発明によれば、ＥＵＶ光源と紫外光光源とを備え、多層膜鏡により同軸にＥＵＶ光とＤＵＶ光とを伝播させることにより、ＥＵＶマスクブランクスの位相欠陥と表面異物を識別できる機能を備えるだけでなく、ＥＵＶ光とＤＵＶ光とを伝播させる光学系を取り出さずに洗浄することも可能となる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るＥＵＶマスク検査装置２００について、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態２に係るＥＵＶマスク検査装置２００の構成を示す模式図である。図３に示すように、ＥＵＶマスク検査装置２００は、実施の形態１と同様に、ＥＵＶ光源２００ａ、第１チャンバ２００ｂ、第２チャンバ２００ｃ、ＡｒＦエキシマレーザ２００ｄを備えている。

ＥＵＶ光源２００ａと第１チャンバ２００ｂとはダクト２０１により繋がれている。ＥＵＶ光源２００ａから発生したＥＵＶ光２１は、ダクト２０１内を通って第１チャンバ２００ｂ内に入る。これをＥＵＶ光２２とする。第１チャンバ２００ｂ内には、ＥＵＶ用フィルタ２０２、第１多層膜楕円面鏡２０３ａが設けられている。ＥＵＶ光２２は厚さ約１００ｎｍのＥＵＶ用フィルタ２０２を透過し、第１多層膜楕円面鏡２０３ａに当たる。

ＥＵＶ光２２は、第１多層膜楕円面鏡２０３ａで反射すると上方に絞られながら進み、ピンホール２０４を通過して第２チャンバ２００ｃ内に入る。これをＥＵＶ光２３とする。第２チャンバ２００ｃ内には、第２多層膜楕円面鏡２０３ｂ、落とし込みＥＵＶミラー２０５、シュバルツシルト拡大光学系２０７、振り込みミラー２１３が設けられている。

ＥＵＶ光２３は第２多層膜楕円面鏡２０３ｂに当たり、右方向に反射して、絞られながら進む。これをＥＵＶ光２４とする。振り込みミラー２１３は、ＥＵＶ光２４の光路中に平行移動可能である。

ＥＵＶ光源２００ａからのＥＵＶ光によりブランク２０６の検査を行う場合には、振り込みミラー２１３はＥＵＶ光２４の光路上には配置されない。ＥＵＶ光２４は落とし込みＥＵＶミラー２０５に当たり、ここで下方に反射して（これをＥＵＶ光２５とする。）、ブランク２０６上の微小領域内に集光する。

ブランク２０６上にＥＵＶ光２４が集光する微小領域内に適当な大きさの位相欠陥や表面異物が存在する場合、欠陥によって散乱されたＥＵＶ光は、散乱光Ｓのように、ＥＵＶ光２５とは異なる方向に進む。散乱光Ｓは、シュバルツシルト拡大光学系２０７を経由して、ＣＣＤ２１４面において集光する。これにより、ＣＣＤ２１４から信号が発生し、欠陥検査が行われる。従って、ブランク２０６に位相欠陥や表面異物が存在すれば、これらは検出される。

なお、第１チャンバ２００ｂと第２チャンバ２００ｃとはそれぞれダクト２０８ａ、２０８ｂが繋がれており、図示されていない真空ポンプによって常時排気されている。

また、ＥＵＶマスク検査装置２００にも小型のＡｒＦエキシマレーザ２００ｄが備えられている。ＡｒＦエキシマレーザ２００ｄと第２チャンバ２００ｃとはダクト２１０で繋がれている。ただし、ＥＵＶマスク検査装置２００におけるＡｒＦエキシマレーザ２００ｄは、第１の実施の形態と異なり、第２チャンバ２００ｃの上に配置されている。

ダクト２１０内には、凸レンズ２１１、ウインド２１２、折り返しミラー２１３が配置されている。ＡｒＦエキシマレーザ２００ｄから取り出される波長１９３ｎｍのＤＵＶ光は、折り返しミラー２１３で下方に反射され、凸レンズ２１１を通り絞られながら進み、ウインド２１２を透過して、第２チャンバ２００ｃ内に進む。

ＡｒＦエキシマレーザ２００ｄを動作させる際は、図中に矢印で示したように上下に平行移動できる振り込みミラー２１４がＥＵＶ光２４の光路中に挿入される。ＤＵＶ光は振り込みミラー２１４に当たって右に反射していく。落とし込みＥＵＶミラー２０５に当たって、下方に反射し、ブランク２０６上で集光する。

ブランク２０６上でＤＵＶ光が照射されている検査領域において、表面異物が存在する場合は、散乱光Ｓが発生し、前述したＥＵＶ光の散乱光と同様に、シュバルツシルト拡大光学系２０７を経由してＣＣＤ２０７上に集光する。これにより、ＣＣＤ２０７から信号が発生し、この表面異物は検出される。しかしながら、ＤＵＶ光はブランク２０６の内部まで浸透しないため、ブランク２０６の内部に位相欠陥が存在する場合でも散乱光は発生しない。その結果、ＣＣＤ２０７から信号は得られず、位相欠陥は検出されない。

また、ＥＵＶマスク検査装置２００においても、実施の形態１と同様に、落とし込みＥＵＶミラー１０５を取り外さずにＩｎ Ｓｉｔｕで洗浄することができる。まず、ブランク１０６が第２チャンバ１００ｃ内に配置されていないときに、ＥＵＶマスク検査装置１００ｃに取り付けられたガス注入管２０９からオゾン（Ｏ３）を数十から数百パスカルの圧力になるまで注入する。

その後、ＡｒＦエキシマレーザ２００ｄを動作させて、ＤＵＶ光を落とし込みＥＵＶミラー２０５に照射させる。これにより、オゾンから励起酸素が発生し、これがカーボンを分解するため、カーボンコンタミが除去される。

第２の実施の形態にかかるＥＵＶマスク検査装置２００の特徴としては、ＡｒＦエキシマレーザ２００ｄから取り出されるＤＵＶ光が、多層膜楕円面鏡２０３ｂを経由せずに、落とし込みＥＵＶミラー２０５を照射している。このため、落とし込みＥＵＶミラー２０５に到達するまでのＤＵＶ光の反射損失を低減でき、短時間でクリーニングを完了することが可能となる。

上述したように、本発明のＥＵＶマスク検査装置では、ＡｒＦエキシマレーザから取り出されるＤＵＶ光を、ＥＵＶ光の光軸に沿って導入できるようになっている。ＤＵＶ光の導入位置に関して、図４を用いて補足説明する。図４は、ＤＵＶ光の導入位置を説明する図である。

振り込みミラーはＥＵＶ光源内の発光点と一番目の多層膜楕円面鏡との間、あるいは実施の形態１で示したように、一番目の多層膜楕円面鏡と二番目の多層膜楕円面鏡との間、あるいは実施の形態２で示したように、二番目の多層膜楕円面鏡と落とし込みＥＵＶミラーとの間のいずれでも良い。ＤＵＶ光の光軸が、ＥＵＶ光の光軸と同軸になるように導入すれば良い。これによって、ＤＵＶ光で暗視野照明による表面異物検査を行って、ＥＵＶ光を用いた異物検査結果と比較することにより、異物の識別が行えるだけでなく、オゾンを供給することで落とし込みＥＵＶミラーの洗浄も行えるようになる。

以上に説明したように、本発明のＥＵＶマスク検査装置では、ＥＵＶマスクブランクスの位相欠陥と表面異物を識別できる機能を備えるだけでなく、落とし込みＥＵＶミラーを取り外さずに洗浄することも可能になった。その結果、従来、落とし込みＥＵＶミラーを洗浄するために取り外して、洗浄されたものと交換する際に掛る時間を節約できるようになり、平均的な検査処理のスループットを大幅に向上することができる。

なお、上述の実施の形態では、光学系のクリーニング中にオゾンを導入したが、酸素を導入してもよい。また、ＡｒＦエキシマレーザの代わりに波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、波長１５７ｎｍのＦ２エキシマレーザを用いることも可能である。なお、紫外光の波長が短いとオゾンの吸収が強く、また、紫外光の波長が長いと検出感度が低下してしまうことが考えられるため、ＡｒＦエキシマレーザを用いることが好ましい。

１００ ＥＵＶマスク検査装置
１００ａ ＥＵＶ光源
１００ｂ 第１チャンバ
１００ｃ 第２チャンバ
１００ｄ ＡｒＦエキシマレーザ
１０１ ダクト
１０２ ＥＵＶ用フィルタ
１０３ａ 第１多層膜楕円面鏡
１０３ｂ 第２多層膜楕円面鏡
１０４ ピンホール
１０５ 落とし込みＥＵＶミラー
１０６ ブランク
１０７ シュバルツシルト拡大光学系
１０８ａ ダクト
１０８ｂ ダクト
１０９ ガス注入管
１１０ ダクト
１１１ 凸レンズ
１１２ ウインド
１１３ 振り込みミラー
１１４ ＣＣＤ
２００ ＥＵＶマスク検査装置
２００ａ ＥＵＶ光源
２００ｂ 第１チャンバ
２００ｃ 第２チャンバ
２００ｄ ＡｒＦエキシマレーザ
２０１ ダクト
２０２ ＥＵＶ用フィルタ
２０３ａ 第１多層膜楕円面鏡
２０３ｂ 第２多層膜楕円面鏡
２０４ ピンホール
２０５ 落とし込みＥＵＶミラー
２０６ ブランク
２０７ シュバルツシルト拡大光学系
２０８ａ ダクト
２０８ｂ ダクト
２０９ ガス注入管
２１０ ダクト
２１１ 凸レンズ
２１２ ウインド
２１３ 折り返しミラー
２１４ 振り込みミラー
２１５ ＣＣＤ
Ｓ 散乱光
１０ 基板
１１ 多層膜
１２ 保護膜
１３ 吸収体
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 異物
１５ 窪み

Claims (8)

1. ＥＵＶ光を出射するＥＵＶ光源と、
   前記ＥＵＶ光を伝播する光学系と、
   前記ＥＵＶ光の光軸と同軸に導入され、前記光学系で伝播される紫外光を出射する紫外光源と、
   を備えるＥＵＶマスク検査装置。
2. 前記ＥＵＶ光の光軸上に挿入可能に設けられた、前記紫外光を前記ＥＵＶ光の光軸と同軸に導入するミラーをさらに備える請求項１に記載のＥＵＶマスク検査装置。
3. 前記光学系は、モリブデンとシリコンとから成る前記ＥＵＶ光を反射する多層膜鏡を含み、
   前記紫外光は、波長が１５０〜２５０ｎｍの間であ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。
4. 前記紫外光源は、エキシマレーザであ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。
5. 前記光学系が配置されるチャンバと、
   前記チャンバ内にオゾン又は酸素を供給する供給部と、
   をさらに備える請求項１〜４のいずれか１項に記載のＥＵＶマスク検査装置。
6. ＥＵＶ光源から出射されるＥＵＶ光を光学系により伝播してＥＵＶマスクに照射して第１検査を行うステップと、
   前記ＥＵＶ光の光軸と同軸に紫外光源から出射される紫外光を導入し、前記光学系により前記紫外光を伝播して前記ＥＵＶマスクに照射して第２検査を行い、位相欠陥と表面異物とを識別するステップと、
   を備えるＥＵＶマスク検査方法。
7. 前記ＥＵＶ光の光軸上にミラーを挿入し、前記紫外光を反射させることにより、前記ＥＵＶ光と同軸に前記紫外光を導入することを特徴とする請求項６に記載のＥＵＶマスク検査方法。
8. チャンバ内に配置された前記ＥＵＶマスクを取りだすステップと、
   前記ＥＵＶマスクを前記チャンバ内から取り出した後に、当該チャンバ内にオゾン又は酸素を供給するステップと、
   前記光学系に対し前記紫外光源から前記紫外光を照射し、前記光学系を洗浄するステップと、
   を備える請求項６又は７に記載のＥＵＶマスク検査方法。

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