JP2014146709A - 反射型マスクの検査装置、露光装置、反射型マスク、反射型マスクを検査する方法及び露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反射型マスクのパターン領域を損なうことなく、反射型マスクをインライン検査できる反射型マスクの検査装置を提供する。
【解決手段】反射型マスクの検査装置は、露光パターンを有するパターン領域３１と、パターン領域３１とは異なる位置に配置された検査領域３２とを有する反射型マスク３０を覆うように配置され、パターン領域３１に対応する位置に形成されたパターン開口部２２と、検査領域３２に対応する位置に形成された検査開口部２３とを有する遮蔽板２１を備え、光が、遮蔽板２１に対して反射型マスク３０とは反対側から、前記検査開口部２３を通って反射型マスク３０に向かって進むことは許容するが、光が、遮蔽板２１に対して反射型マスク３０側から、前記検査開口部２３を通って反射型マスク３０とは反対側に向かって進むことを許容しない。
【選択図】図６

Description

本発明は、反射型マスクの検査装置、露光装置、反射型マスク、反射型マスクを検査する方法及び露光方法に関する。

従来、半導体装置の製造工程において、微細な回路パターンを基板上に転写する方法としてリソグラフィ技術が用いられている。このリソグラフィ技術には主に投影露光装置が用いられる。投影露光装置に装着したマスクからの露光光をウエハ上のレジストに照射することにより回路パターンが転写される。

近年、半導体装置の高集積化や、動作速度の高速化が求められており、これらの要求に応えて回路パターンの更なる微細化が進められている。そこで、露光波長の短波長化などにより、投影像の解像度を向上することが検討されている。例えば、従来の紫外線よりも波長の短い極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｇｈｔ：ＥＵＶ光）を用いた露光法が提案されている。そして、ＥＵＶ光を用いた露光によるパターンの転写技術は、ＥＵＶリソグラフィともいわれる。ここで、レンズ収差、画角（視野角）などからの要求もあって、ＥＵＶリソグラフィでは、ステッパ方式に代わって、円弧形状の露光領域を、マスク上で走査して露光を行うスキャナ方式が主流となっている。

ＥＵＶ光は大気中では吸収されるので、ＥＵＶリソグラフィは減圧下で行なわれる。また、ＥＵＶ光は、レンズ等の物質による吸収が大きいので、従来の透過／屈折光学系を用いることができないため、ＥＵＶリソグラフィでは、光学系は全て反射型(ミラー)光学素子を用いて形成される。

同様にＥＵＶリソグラフィでは、マスクも反射型である。ＥＵＶリソグラフィで用いられる反射型マスクは、反射ミラー上にＥＵＶ光を吸収する材料で回路パターンが描かれている。

特開２００２−１２４４５３号公報

ＥＵＶリソグラフィでは、露光による反射型マスクへの異物成長又は反射型マスクの表面酸化が生じる場合がある。露光装置内では、炭化水素等の残留ガスが反射型マスクの表面に吸着する。そして、吸着した炭化水素等の分子が、ＥＵＶ光により光化学分解されるか又はＥＵＶ光により発生した光電子又はその２次電子により分解されて、反射型マスクの表面に炭素を含む薄膜が成長する。また、残留ガス中に水分が含まれていると、ＥＵＶ光により分解されて酸素が生成されて、反射型マスクの表面が酸化される。

反射型マスクのミラーの部分に異物が成長するか又は酸化膜が形成すると、ＥＵＶ光が吸収されて反射率が低下するので露光時間が増加して、露光工程のスループットが低下する。

また、反射型マスクにおけるパターンの部分に異物が成長すると、パターンの寸法が変化するので、ウエハ上に露光されるパターンの寸法精度が低下する。

従って、このような反射型マスクの劣化を検査して、露光不良の発生を防止することが求められている。

例えば、反射型マスクにおけるパターンの寸法変化は、ＣＤ−ＳＥＭ又はＣＤ−ＡＦＭを用いて測定することが提案されている。また、異物成長又は酸化膜の検査については、反射型マスク上のパターン領域内に吸収体のないミラー領域を設けて、反射率の測定又はエリプソメトリを用いた膜厚測定を行うことが提案されている。

しかし、これらの反射型マスクの検査では、検査のために反射型マスクを露光装置内から取り出すことが求められていた。また、反射型マスクのパターン領域内に吸収体のないミラー領域を設けることは、回路パターンの領域を減少させる問題があった。

そこで、本明細書では、反射型マスクのパターン領域を損なうことなく、反射型マスクを露光工程でインライン検査できる反射型マスクの検査装置を提案することを目的とする。

また、本明細書では、反射型マスクのパターン領域を損なうことなく、反射型マスクをインライン検査できる露光装置を提案することを目的とする。

また、本明細書では、パターン領域を損なうことなく、インライン検査できる反射型マスクを提案することを目的とする。

また、本明細書では、反射型マスクのパターン領域を損なうことなく、反射型マスクを露光工程でインライン検査できる反射型マスクを検査する方法を提案することを目的とする。

更に、本明細書では、反射型マスクのパターン領域を損なうことなく、反射型マスクをインライン検査できる露光方法を提案することを目的とする。

本明細書に開示する反射型マスクの検査装置の一形態によれば、露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスクを覆うように配置され、パターン領域に対応する位置に形成されたパターン開口部と、検査領域に対応する位置に形成された検査開口部とを有する遮蔽板を備え、光が、上記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、上記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進むことは許容するが、光が、上記遮蔽板に対して反射型マスク側から、上記検査開口部を通って反射型マスクとは反対側に向かって進むことを許容しない。

また、本明細書に開示する露光装置の一形態によれば、露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスクを覆うように配置され、パターン領域に対応する位置に形成されたパターン開口部と、検査領域に対応する位置に形成された検査開口部とを有する遮蔽板を備え、光が、上記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、上記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進むことは許容するが、光が、上記遮蔽板に対して反射型マスク側から、上記検査開口部を通って反射型マスクとは反対側に向かって進むことを許容しない、反射型マスクの検査装置を備える。

また、本明細書に開示する反射型マスクの一形態によれば、露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する。

また、本明細書に開示する反射型マスクを検査する方法の一形態によれば、露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスクを覆うように、パターン領域に対応する位置に形成されたパターン開口部と、検査領域に対応する位置に形成された検査開口部とを有する遮蔽板を配置して、光が、上記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、上記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進むことは許容するが、光が、上記遮蔽板に対して反射型マスク側から、上記検査開口部を通って反射型マスクとは反対側に向かって進むことを許容しない状態で、上記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、上記検査開口部に向かって光を照射し、検査領域により反射された光に基づいて反射型マスクを検査する。

更に、本明細書に開示する露光方法の一形態によれば、露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスクを覆うように、パターン領域に対応する位置に形成されたパターン開口部と、検査領域に対応する位置に形成された検査開口部とを有する遮蔽板を配置して、光が、上記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、上記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進むことは許容するが、光が、上記遮蔽板に対して反射型マスク側から、上記検査開口部を通って反射型マスクとは反対側に向かって進むことを許容しない状態で、上記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、上記検査開口部に向かって光を照射し、検査領域により反射された光に基づいて反射型マスクを検査し、反射型マスクの検査の結果に基づいて、露光条件を調整する。

上述した本明細書に開示する反射型マスクの検査装置の一形態によれば、反射型マスクのパターン領域を損なうことなく、反射型マスクを露光工程でインライン検査できる。

また、上述した本明細書に開示する露光装置の一形態によれば、反射型マスクのパターン領域を損なうことなく、反射型マスクをインライン検査できる。

また、本明細書に開示する反射型マスクの一形態によれば、パターン領域を損なうことなく、インライン検査できる。

また、上述した本明細書に開示する反射型マスクを検査する方法の一形態によれば、反射型マスクのパターン領域を損なうことなく、反射型マスクを露光工程でインライン検査できる。

更に、上述した本明細書に開示する露光方法の一形態によれば、反射型マスクのパターン領域を損なうことなく、反射型マスクをインライン検査できる。

本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるだろう。

前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、特許請求の範囲に記載されている本発明を制限するものではない。

本明細書に開示する露光装置の一実施形態を示す図である。 （Ａ）は反射型マスクの平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。 遮蔽板を示す図である。 露光フィールドを説明する図である。 反射型マスクに対して、遮蔽板を介して露光光が照射されている図である。 図５のＹ−Ｙ線拡大断面図である。 本明細書に開示する露光装置の変形例１を示しており、（Ａ）は要部の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＺ１−Ｚ１線断面図である。 本明細書に開示する露光装置の変形例２を示しており、（Ａ）は要部の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＺ２−Ｚ３線断面図である。 図８の部分Ｈの拡大図である。 本明細書に開示する露光装置の変形例３を示す図である。 本明細書に開示する露光装置の変形例３の遮蔽板におけるパターン開口部の寸法を縮小した図である。 （Ａ）は、図１０のＺ３−Ｚ３線拡大断面図であり、（Ｂ）は、図１０のＺ４−Ｚ４線拡大断面図である。 本明細書に開示する露光装置の変形例４を示しており、（Ａ）は要部の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＺ５−Ｚ５線断面図である。 本明細書に開示する露光装置の変形例５を示しており、（Ａ）は要部の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＺ６−Ｚ６線断面図である。 本明細書に開示する露光方法の一実施形態のフローチャートである。

以下、本明細書で開示する露光装置の好ましい一実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。

図１は、本明細書に開示する露光装置の第１実施形態を示す図である。図２（Ａ）は反射型マスクの平面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。図３は、遮蔽板を示す図である。図４は、露光フィールドを説明する図である。図５は、反射型マスクに対して、遮蔽板を介して露光光が照射されている図である。図６は、図４のＹ−Ｙ線拡大断面図である。

本実施形態の露光装置１０は、ＥＵＶ光を用いて反射型マスク３０の露光パターンをウエハＷに転写する投影露光装置である。

露光装置１０は、ＥＵＶ光を発生する光源１１を備える。光源１１は、例えば、１ｎｍ〜１００ｎｍの波長のＥＵＶ光を生成する。

また、露光装置１０は、光源１１が生成したＥＵＶ光を入射し光束が絞られた露光光Ｌを出射する照明光学部１２と、照明光学部１２が出射した露光光Ｌを入射し、反射型マスク３０で反射された露光光ＬをウエハＷに投影する投影光学部１３とを備える。

投影光学部１３の内部は、図示しない真空排気部により減圧されており、反射型マスク３０が配置される。投影光学部１３は、入射した露光光Ｌを反射して反射型マスク３０上に照射するミラーＭ１と、反射型マスク３０が反射した露光光Ｌを更に反射してウエハＷ上に投影する複数のミラーＭ２〜Ｍ７とを有する。

投影光学部１３は、ミラーによる露光ケラレを防止するために円弧形状のスリット（図示せず）を介して露光光Ｌを反射型マスク３０上に照射する。そのため、図４及び図５に示すように、反射型マスク３０上に照射される露光光の領域、すなわち露光フィールドＦは、円弧形状となる。

また、投影光学部１３内には、反射型マスク３０を覆うように配置され、反射型マスク３０のパターン領域３１に対応する位置に形成されたパターン開口部２２を有する遮蔽板２１が配置される。遮蔽板２１は、ミラーＭ１と反射型マスク３０との間に位置する。遮蔽板２１は、露光光Ｌが反射型マスク３０のパターン領域以外の部分に照射されることを防止する。遮蔽板２１は、露光光Ｌを吸収する材料を用いて形成されることが好ましい。

また、露光装置１０は、ウエハＷが載置されるステージ１４を備える。更に、露光装置１０は、光源１１と、照明光学部１２と、投影光学部１３と、ステージ１４とを制御する制御部１５を備える。

制御部１５は、ミラーＭ１を駆動して、露光フィールドＦで反射型マスク３０上を走査すると共に、この走査と同期してステージ１４を駆動してウエハＷを移動させる。また、制御部１５は、光源１１が生成するＥＵＶ光の強度、露光時間等の露光条件を制御する。

露光装置１０は、ミラーによるケラレを防止するために中心軸はずしの光学系を有しているので、広い露光フィールドＦが得られる。

図４に示すように、露光フィールドＦは、円弧形状の中心点に向けて集光するような集光光となっている。このため、露光フィールドＦ内の光強度は厳密には一様ではない。また、光の進む向きは、露光フィールドＦ内で厳密には一致していない。このため、露光フィールドＦにおける幅方向の位置に応じてＥＵＶ光はそれぞれ入射方向が異なる。例えば、図４に示すように、露光フィールドＦにおける左側部分には、露光フィールドＦの中央寄りに向くように左に傾いたＥＵＶ光ＦＬが入射される。同様に、露光フィールドＦにおける右側部分には、露光フィールドＦの中央寄りに向くように右に傾いたＥＵＶ光ＦＲが入射される。

露光光Ｌは、反射型マスク３０に対し、反射型マスク３０の法線方向を基準として６°〜８°程度傾けて入射させており、またウエハＷに対してやや傾いた光線で結像する。

図２（Ａ）に示すように、反射型マスク３０は、ウエハＷに投影される露光パターンを有するパターン領域３１と、パターン領域３１とは異なる位置に配置された検査領域３２とを有する。検査領域３２は、パターン領域３１に隣接して配置される。検査領域３２は、後述する検査部２０によって反射型マスク３０の劣化の状態が検査される領域である。

図２（Ｂ）に示すように、反射型マスク３０は、マスク基板３３と、マスク基板上に配置された反射層３４と、反射層上に配置された吸収層３５とを有する。マスク基板３３は、例えば、合成石英あるいは低熱膨張材料（Ｌｏｗ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌ：ＬＴＥＭ）を用いて形成され得る。反射層３４は、例えば、Ｍｏ／Ｓｉ等を用いた多層膜により形成され得る。吸収層３５は、ＴａＢＮ等のＥＵＶ光を吸収する材料を用いて形成され得る。

パターン領域３１では、反射層３４上に吸収層３５を用いて露光パターンが形成される。従って、パターン領域３１に照射された露光光Ｌは、吸収層３５の部分では吸収されるが、反射層３４が露出している部分では反射される。

検査領域３２では、反射層３４上の吸収層３５が除去されている。従って、検査領域３２に照射されたＥＵＶ光は、露出している反射層３４により反射される。

反射型マスク３０は、パターン領域３１及び検査領域３２以外の部分は、吸収層３５により覆われている。

投影光学部１３は、上述した反射型マスク３０の検査領域３２を検査する検査部２０を備える。検査部２０は、検査領域３２の反射層３４の反射率を調べて、反射層３４上に生じた異物又は酸化膜による検査領域の劣化を検査する。

検査部２０は、上述した遮蔽板２１と、遮蔽板２１の反射型マスク３０側の面に配置された受光部２６（図６参照）を有する。

図３に示すように、遮蔽板２１は、パターン領域３１に対応する位置に形成されたパターン開口部２２と、検査領域３２に対応する位置に形成された検査開口部２３とを有する。

遮蔽板２１は、第１遮蔽板２１ａと第２遮蔽板２１ｂとが一部が重なって形成される。第１遮蔽板２１ａと第２遮蔽板２１ｂとの重なる領域を調整することにより、パターン開口部２２の寸法を変更できる。第１遮蔽板２１ａ及び第２遮蔽板２１ｂは、駆動部２４（図１参照）により駆動される。

第１遮蔽板２１ａは、パターン開口部２２に隣接して検査開口部２３を有する。本実施形態では、検査開口部２３は、検査領域３２と同じ形状及び同じ寸法を有している。検査開口部２３は、パターン開口部の周縁の中央に設けられている。

図５に示すように、検査開口部２３は、露光フィールドＦがパターン領域３１の一方の端部を照射した際に、パターン領域３１の一部と共に、この露光フィールドＦによって同時に照射される位置に形成されることが好ましい。図５では、パターン領域３１の一方の端部と検査開口部２３とが、同じ露光フィールドＦの帯の中に含まれて照射されている。即ち、反射型マスク３０の検査領域３２には、反射型マスク３０を露光する露光光Ｌの一部が照射される。

このように、検査領域３２とパターン領域３１とを、同じ露光フィールドＦの中に含まれるように近接して配置することにより、両領域に照射される光量が同じとなり、両領域における炭素を含む薄膜又は酸化膜等の形成が同じ程度なる。従って、検査領域３２の状態を調べることにより、パターン領域３１の劣化の程度を検査することができる。

図６に示すように、露光光Ｌが、反射型マスク３０とは反対側から、検査開口部２３を通って反射型マスク３０に向かって進む。露光光Ｌは、反射型マスク３０の法線方向に対して入射角θを有して、反射型マスク３０に入射する。第１遮蔽板２１ａは、反射型マスク３０と平行に配置されているので、露光光Ｌは、第１遮蔽板２１ａの法線方向に対しても角度θを有して、遮蔽板２１ａに入射する。この入射角θとしては、上述したように６°〜８°とすることができる。

図６では、検査開口部２３を通る露光光Ｌの部分だけを鎖線で示しているが、露光フィールドＦに含まれる光は、検査開口部２３以外の第１遮蔽板２１ａの部分も照射している。第１遮蔽板２１ａは、ＥＵＶ光を吸収する材料を用いて形成されているので、入射角θが６°〜８°程度であれば、ほぼ全てのＥＵＶ光が遮蔽板２１ａに吸収される。従って、光が遮蔽板２１ａにより反射されてウエハＷへ向かうことが防止される。

検査開口部２３の位置は、入射角θを有して検査開口部２３を通った露光光Ｌが、反射型マスク３０の検査領域３２に照射されるように配置される。上述したように検査開口部２３と検査領域３２とは、同じ形状及び同じ寸法を有しているので、検査開口部２３を通った露光光Ｌにより反射型マスク３０が照射される照射領域Ｔは、検査領域３２の位置と略一致している。

また、検査開口部２３は、検査領域３２により反射された露光光Ｌが、再び検査開口部２３に入射しない位置に配置される。即ち、第１遮蔽板２１ａの法線方向に対して傾いた角度θを有して反射型マスク３０とは反対側から検査開口部２３を通って反射型マスク３０に向かって進み検査領域３２により反射された光が、入射しない位置に検査開口部２３が配置される。

具体的には、第１遮蔽板２１ａの法線方向に対して光の入射角θの方向における検査開口部２３の幅Ｗと、第１遮蔽板２１ａと反射型マスク３０との間の距離ｄとが、下記式の関係を満たしている。これにより、検査領域３２により反射された光が、再び検査開口部２３に入射することが防止される。
Ｗ ≦ ２ｄｔａｎθ

ここで、入射角を６°とし、距離ｄを５ｍｍとすると、検査開口部２３の幅Ｗが、最大約１ｍｍとなる。検査領域３２の幅も、検査開口部２３の幅Ｗと同様に約１ｍｍとなる。

検査開口部２３において、第１遮蔽板２１ａの法線方向に対して光の入射角θの方向と直交する方向の寸法については、検査開口部２３が露光フィールドＦ内に収まるように設定されることが好ましい。

検査領域３２により反射された全ての露光光Ｌは、第１遮蔽板２１ａの反射型マスク側の面の照射領域Ｓ１に照射されて、反射型マスク３０とは反対側に向かって進むことが遮られる。

このように露光装置１０は、露光光Ｌが、反射型マスク３０とは反対側から、検査開口部２３を通って反射型マスク３０に向かって進むことを許容する。しかし、露光装置１０は、露光光Ｌが、反射型マスク３０側から、検査開口部２３を通って反射型マスク３０とは反対側に向かって進むことを許容しない。

従って、検査領域３２により反射された露光光ＬがウエハＷに照射されることが防止されるので、ウエハＷの露光工程において、検査領域３２に露光光Ｌを照射して反射型マスク３０を検査することをインラインで行うことができる。

第１遮蔽板２１ａは、反射型マスク側の面の照射領域Ｓ１内に、検査領域３２から反射した露光光Ｌを受光する第１受光部２６を有する。

受光部２６は、検査領域３２からの反射光を受光し、受光量を電気信号に変換して制御部１５に出力する。検査前にあらかじめ反射率が既知のリファレンス試料を用いて受光部２６を較正し、検査領域３２の反射率を検査して、反射率の経時変化を調べることにより、反射型マスク３０の劣化の程度を決定することができる。

受光部２６としては、例えばフォトダイオードを用いることができる。フォトダイオードの厚さは、通常ウエハの厚さ以下であり、第１遮蔽板２１ａと反射型マスク３０との間に配置できる。また、面積が１ｍｍ平方以下のフォトダイオードが入手可能であり、照射領域Ｓ１内に、フォトダイオードを配置することができる。

照射領域Ｓ１内で、受光部２６以外に照射される光は、第１遮蔽板２１ａに吸収される。

上述した本実施形態の露光装置１０によれば、検査領域３２により反射された露光光Ｌが、反射型マスク３０側から、検査開口部２３を通って反射型マスク３０とは反対側に向かって進むことを許容しないので、反射型マスク３０をインライン検査できる。また、本実施形態の露光装置１０によれば、遮蔽板２１が、反射型マスク側の面の照射領域Ｓ１内に、検査領域３２から反射した露光光Ｌを受光する受光部２６を有するので、反射型マスク３０をインライン検査できる。従って、反射型マスク３０を露光装置１０から取り外すことなく検査して、反射型マスク３０の劣化を随時監視できる。そして、反射型マスク３０の劣化の程度に応じて、制御部１５を用いて露光条件を調整することにより、露光不良の発生を防止することできる。

また、露光装置１０で用いられる反射型マスク３０は、検査領域３２がパターン領域３１とは異なる位置に配置されるので、反射型マスク３０のパターン領域は損なわれない。

上述した本実施形態の露光装置１０によれば、受光部２６としてフォトダイオードのようなセンサを用いて、検査領域３２からの反射光の受光量を測定するので、簡易な測定手段を用いて、検査部２０を構築することができる。

次に、上述した本実施形態の露光装置の変形例を、図を参照して、以下に説明する。

図７（Ａ）及び（Ｂ）は、本明細書に開示する露光装置の変形例１を示しており、図７（Ａ）は要部の平面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＺ１−Ｚ１線断面図である。

本変型例では、検査開口部２３は、反射型マスク３０とは反対側から反射型マスク３０に向かって進む入射光の進む方向に沿って延びており、検査領域３２に光を導く導光部２３ａを有する。

導光部２３ａは、厚さＬを有する第１遮蔽板２１ａを貫通する孔によって形成される。検査開口部２３は、第１遮蔽板２１ａにおける反射型マスク３０とは反対側の面に形成された開口ｋ１と、反射型マスク３０側の面に形成された開口ｋ２と、開口ｋ１と開口ｋ２とを結ぶ導光部２３ａとを有する。

図７（Ａ）に示すように、検査開口部２３、即ち開口ｋ１を平面視した形状は、円形である。導光部２３ａは、円柱形状の空間である。

露光光Ｌは、反射型マスク３０とは反対側の面に形成された開口ｋ１から、検査開口部２３に入り、導光部２３ａに導かれて反射型マスク３０に向かって進み、反射型マスク３０側の面に形成された開口ｋ２から出て行く。

露光フィールドＦは完全な平行光線ではないので、導光部２３ａにより、導光部２３ａを通った光の直進性を高めることができる。そのため、検査開口部２３を通った露光光Ｌが、反射型マスク３０における検査領域３２以外の部分に照射されることが防止される。

導光部２３ａの長さは、第１遮蔽板２１ａの法線方向に対して光の入射角θの方向における検査開口部２３の幅Ｗの３倍以上３０倍以下であることが好ましい。導光部２３ａの長さが、検査開口部２３の幅Ｗの３倍以上であることにより、導光部２３ａを通った光の直進性をより高めることができる。一方、導光部２３ａの長さが、検査開口部２３の幅Ｗの３０倍よりも大きいと、露光光の平行度によっては透過する光量が低下するので好ましくない。

検査領域３２により反射された光は、導光部２３ａ又は第１遮蔽板２１ａにおける反射型マスク３０とは反対側の面に照射されて、第１遮蔽板２１ａに吸収される。従って、検査領域３２により反射された光が、検査開口部２３を通って反射型マスク３０とは反対側に向かって進むことは許容されない。

第１遮蔽板２１ａにおける反射型マスク３０とは反対側の面には、受光部２６が配置されており、検査領域３２から反射した露光光Ｌを受光する。

図７（Ｂ）に示すように、第１遮蔽板２１ａの法線方向に対する光の入射角θと、検査開口部２３の幅Ｗと、第１遮蔽板２１ａの反射型マスク３０とは反対側の面と反射型マスク３０との間の距離ｈは、次の関係を満たすことが好ましい。

ｈ＞（Ｗ／２）ｃｏｔθ

この関係を満たすことにより、検査領域３２により反射された光が、検査開口部２３を通って反射型マスク３０とは反対側に向かって進むことが防止される。

また、第１遮蔽板２１ａの法線方向に対する光の入射角θと、検査開口部２３の幅Ｗと、第１遮蔽板２１ａの反射型マスク３０側の面と反射型マスク３０との間の距離ｄと、第１遮蔽板２１ａの厚さＬは、次の関係を満たすことが好ましい。

Ｌ＞（Ｗ／２）ｃｏｔθ−ｄ

この関係を満たすことにより、検査領域３２により反射された光が、検査開口部２３を通って反射型マスク３０とは反対側に向かって進むことが防止される。

図８（Ａ）及び（Ｂ）は、本明細書に開示する露光装置の変形例２を示しており、図８（Ａ）は要部の平面図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＺ２−Ｚ２線断面図である。

本変形例では、検査開口部２３は、複数の開口ｋ１及び開口ｋ２と、対応する開口ｋ１及び開口ｋ２同士を結ぶ導光部２３ａとを有する。

本変形例では、複数の導光部２３ａを用いて、広い検査領域３２に対して露光光を照射することができる。そこで、照射された広い検査領域３２を用いて、反射型マスク３０の劣化を高感度で検査することができる。反射型マスク３０の検査は、インラインで行っても良いし、反射型マスク３０を露光装置１０から取り外してオフラインで行っても良い。

例えば、ＲＢＳ（Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）測定では、イオンビームの照射面積として、ある程度の広さが求められるので、本変形例では、ＲＢＳで測定される広い検査領域３２を提供できる。他のオフラインにおける検査方法としては、例えばエリプソメトリ法、Ｘ線光電子分光法、オージェ電子分光法、表面弾性波モニタ法等の方法を用いることができる。このように、検査領域の測定法としては、反射光を用いて測定する以外の方法を用いても良い。また、上述した説明では、検査領域３２は、吸収層が除去されていたが、検査領域３２に吸収層を残しておいても良い。

検査開口部２３において、一の開口ｋ１を通って検査領域３２により反射した光が、他の開口ｋ１から出射することを防止する観点から、光の入射角θと、検査開口部２３の幅Ｗと、距離ｄと、距離ｈと、第１遮蔽板２１ａの厚さＬは、次の関係を満たすことが好ましい。ここで、各符号の意味は、図７と同じである。

Ｗ＜２ｈｔａｎθ＝２（Ｌ＋ｄ）ｔａｎθ

また、同様の観点から、第１遮蔽板２１ａの法線方向に対して光の入射角θの方向における開口ｋ１同士の間隔ｔと、距離ｄと、光の入射角θは、次の関係を満たすことが好ましい。

ｔ＞２ｄｔａｎθ

検査領域３２により反射された光は、導光部２３ａ又は第１遮蔽板２１ａにおける反射型マスク３０とは反対側の面に照射されて、第１遮蔽板２１ａに吸収される。

導光部２３に入射した光は、貫通孔の内面に対して比較的浅い角度で入射するので、貫通孔内で吸収されずに反射する部分が生じる場合がある。そこで、本変形例では、貫通孔内における光の吸収を促進するために、中空の導光部２３ａの内側には凹凸が形成されている。ここで、導光部２３ａの内側は、導光部２３ａを形成する貫通孔の内面を意味する。

図９は、図８の部分Ｈの拡大図である。

導光部２３ａを形成する貫通孔の内面には、凹凸が形成されており、この凹凸は、検査領域３２により反射された光に対して、略直交する向きに形成された領域２３ｂを有する。このように、深い角度で入射する光は、露光光を吸収する材質で形成された貫通孔の内面に高い割合で吸収される。なお、このような凹凸は、上述した変形例１の導光部２３ａにも形成されている。

図１０は、本明細書に開示する露光装置の変形例３を示す図である。図１１は、本明細書に開示する露光装置の変形例３の遮蔽板におけるパターン開口部の寸法を縮小した図である。図１２（Ａ）は、図１０のＺ３−Ｚ３線拡大断面図であり、図１２（Ｂ）は、図１０のＺ４−Ｚ４線拡大断面図である。

本変形例では、複数の検査開口部２３が、パターン開口部２２の周縁２２ａに沿って設けられている。周縁２２ａは、露光フィールドＦが走査する向きと直交する方向に向かって延びている。

露光パターンの寸法に応じて、第１遮蔽板２１ａと第２遮蔽板２１ｂとの重なる領域を調整することにより、パターン開口部２２の寸法が調節される。

図１１に示す例では、第１遮蔽板２１ａと第２遮蔽板２１ｂとの重なる領域を増加させることにより、パターン開口部２２の寸法が、図１０に示す例よりも小さく変更されている。

一方、上述したように、露光フィールドＦは、円弧形状の中心点に向けて集光するような集光光となっているので、光の進む向きは、露光フィールドＦ内で厳密には一致していない。

そこで、複数の検査開口部２３を、パターン開口部の周縁２２ａの中央（図１０のハッチングされた検査開口部を参照）と共に、パターン開口部２２の周縁２２ａに沿って設けられている。このような構成により、パターン開口部２２の寸法が変更されても、何れか一つの検査開口部２３（図１１のハッチングされた検査開口部を参照）が、パターン開口部の周縁２２ａの中央に位置するようになされている。反射型マスク３０には、このハッチングされた検査開口部２３に対応する検査領域が配置される。

図１２（Ａ）に示すように、パターン開口部の周縁２２ａに沿って配置される複数の検査開口部２３それぞれは、第１遮蔽板２１ａにおいて同じ向きに延びるように形成された貫通孔である。

複数の検査開口部２３それぞれは、露光フィールドＦにおける幅方向の中央の光の進む向きと一致する向きに導光部２３ａが延びるように形成される。

また、複数の検査開口部２３を、パターン開口部２２の他の周縁２２ｂに沿って設けても良い。周縁２２ｂは、露光フィールドＦが走査する向きと一致する方向に向かって延びている。反射型マスク３０には、これらの検査開口部２３に対応する検査領域が配置されることが好ましい。

図１２（Ｂ）に示すように、パターン開口部の周縁２２ｂに沿って配置される複数の検査開口部２３それぞれは、第１遮蔽板２１ａにおいて同じ向きに延びるように形成された貫通孔である。これは、露光フィールドＦによる反射型マスク３０の走査中、光の進む向きは、露光フィールドＦにおける幅方向の所定の位置では同じなためである。

図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、本明細書に開示する露光装置の変形例４を示しており、図１３（Ａ）は要部の平面図であり、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のＺ５−Ｚ５線断面図である。

本変形例では、導光部２３ａが角形の管を用いて形成されている。検査開口部２３は、導光部２３ａが、第１遮蔽板２１ａの開口に接合されて形成される。

図１３（Ｂ）に示すように、第１遮蔽板２１ａの法線方向に対する光の入射角θと、検査開口部２３の幅Ｗと、開口ｋ１と反射型マスク３０との間の距離ｈは、次の関係を満たすことが好ましい。

ｈ＞（Ｗ／２）ｃｏｔθ

この関係を満たすことにより、検査領域３２により反射された光が、検査開口部２３を通って反射型マスク３０とは反対側に向かって進むことが防止される。

また、第１遮蔽板２１ａの法線方向に対する光の入射角θと、検査開口部２３の幅Ｗと、第１遮蔽板２１ａの反射型マスク３０側の面と反射型マスク３０との間の距離ｄと、導光部２３ａの第１遮蔽板２１ａの法線方向における長さＬは、次の関係を満たすことが好ましい。

Ｌ＞（Ｗ／２）ｃｏｔθ−ｄ

この関係を満たすことにより、検査領域３２により反射された光が、検査開口部２３を通って反射型マスク３０とは反対側に向かって進むことが防止される。

図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、本明細書に開示する露光装置の変形例５を示しており、図１４（Ａ）は要部の平面図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＺ６−Ｚ６線断面図である。

本変形例では、導光部２３ａが間隔を開けて対向して配置される一対の導光板２３ｇを用いて形成される。検査開口部２３は、複数の開口ｋ１及び開口ｋ２と、対応する開口ｋ１及び開口ｋ２同士を結ぶ導光部２３ａを有する。

各導光板２３ｇは、第１遮蔽板２１ａから反射型マスク３０側に向かって延びるように第１遮蔽板２１ａの開口ｋ１の周縁に接合されている。

一の開口ｋ１を通って検査領域３２で反射した光が、他の開口ｋ１から出射することを防止する観点から、検査開口部２３の寸法は、次の関係を満たすことが好ましい。

Ｗ＜２ｔａｎθ＝２（Ｌ＋ｄ）ｔａｎθ

ここで、光の入射角：θ、第１遮蔽板２１ａの法線方向に対して光の入射角θの方向における開口ｋ１の幅：Ｗ、開口ｋ２と反射型マスク３０との間の距離：ｄ、導光部２３ａの第１遮蔽板２１ａの法線方向における長さ：Ｌである。

また、同様の観点から、第１遮蔽板２１ａの法線方向に対して光の入射角θの方向における開口ｋ１同士の間隔ｔ（導光板２３ｇの厚さ）と、距離ｄと、光の入射角θは、次の関係を満たすことが好ましい。

ｔ＞２ｄｔａｎθ

次に、上述した本明細書に開示する露光方法の好ましい一実施形態を以下に説明する。この露光方法は、例えば、上述した各実施形態の露光装置を用いて行うことができる。

図１５は、本明細書に開示する露光方法の一実施形態のフローチャートである。

まず、ステップＳ１０において、制御部１５は、反射型マスク３０を用いて、所定の露光条件でウエハＷを露光する。

次に、ステップＳ１２において、制御部１５は、露光光Ｌが、反射型マスク３０とは反対側から、検査開口部２３を通って反射型マスク３０に向かって進み且つ検査領域３２により反射された光を受光した受光部２６の出力信号を入力する。

本明細書に開示する露光装置は、上述したように、検査領域３２により反射された露光光Ｌが、反射型マスク３０側から、検査開口部２３を通って反射型マスク３０とは反対側に向かって進むことを許容しないので、反射型マスク３０をインライン検査できる。制御部１５が入力する受光部２６の出力信号は、ステップＳ１０の露光において受光部２６が受光した受光量を電気信号に変換した信号である。

次に、ステップＳ１４において、制御部１５は、入力した受光部２６の出力信号を用いて検査領域３２を検査する。具体的には、制御部１５は、検査領域３２の反射率を導出し、導出した反射率に基づいて、反射型マスク３０の劣化の程度を決定する。

次に、ステップＳ１６において、制御部１５は、反射型マスク３０の検査の結果に基づいて、露光条件を調整する。なお、検査領域３２の反射率によっては、露光条件の調整が行われない場合もある。

そして、次の露光を行うために、ステップＳ１０に戻る。このステップＳ１０における露光では、ステップＳ１６で調整された露光条件が用いられる。

本発明では、上述した実施形態の反射型マスクの検査装置、露光装置、反射型マスク、反射型マスクを検査する方法及び露光方法は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、一の実施形態又は変形例が有する構成要件は、他の実施形態又は変形例にも適宜適用することができる。

ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、読者が、発明者によって寄与された発明及び概念を技術を深めて理解することを助けるための教育的な目的を意図する。ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、そのような具体的に述べられた例及び条件に限定されることなく解釈されるべきである。また、明細書のそのような例示の機構は、本発明の優越性及び劣等性を示すこととは関係しない。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、その様々な変更、置き換え又は修正が本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り行われ得ることが理解されるべきである。

以上の上述した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスクを覆うように配置され、パターン領域に対応する位置に形成されたパターン開口部と、検査領域に対応する位置に形成された検査開口部とを有する遮蔽板を備え、
光が、前記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、前記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進むことは許容するが、光が、前記遮蔽板に対して反射型マスク側から、前記検査開口部を通って反射型マスクとは反対側に向かって進むことを許容しない、反射型マスクの検査装置。

（付記２）
前記検査開口部は、前記遮蔽板の法線方向に対して傾いた角度を有して反射型マスクとは反対側から前記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進み検査領域により反射された光が、入射しない位置に配置される付記１に記載の反射型マスクの検査装置。

（付記３）
前記遮蔽板の法線方向に対して光の入射角θの方向における前記検査開口部の幅Ｗと、前記遮蔽板と反射型マスクとの間の距離ｄとが、Ｗ≦２ｄｔａｎθの関係を満足する付記１又は２に記載の反射型マスクの検査装置。

（付記４）
前記検査開口部は、反射型マスクとは反対側から反射型マスクに向かって進む光の進む方向に沿って延びており、検査領域に光を導く導光部を有する付記１〜３の何れか一項に記載の反射型マスクの検査装置。

（付記５）
前記導光部は中空であり、前記導光部の内側には、凹凸が形成されている付記４に記載の反射型マスクの検査装置。

（付記６）
前記検査開口部は、複数の導光部を有する付記４又は５に記載の反射型マスクの検査装置。

（付記７）
前記導光部の長さは、前記遮蔽板の法線方向に対して光の入射角の方向における前記検査開口部の幅の３倍以上３０倍以下である付記４〜６の何れか一項に記載の反射型マスクの検査装置。

（付記８）
前記検査開口部が、パターン開口部の周縁の中央に設けられている付記１〜７の何れか一項に記載の反射型マスクの検査装置。

（付記９）
複数の前記検査開口部が、パターン開口部の周縁に沿って設けられている付記１〜７の何れか一項に記載の反射型マスクの検査装置。

（付記１０）
露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスクを覆うように配置され、パターン領域に対応する位置に形成されたパターン開口部と、検査領域に対応する位置に形成された検査開口部とを有する遮蔽板を備え、
光が、前記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、前記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進むことは許容するが、光が、前記遮蔽板に対して反射型マスク側から、前記検査開口部を通って反射型マスクとは反対側に向かって進むことを許容しない、反射型マスクの検査装置を備えた露光装置。

（付記１１）
前記検査装置の検査結果に基づいて、露光条件を調整する制御部を備える付記１０に記載の露光装置。

（付記１２）
露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスク。

（付記１３）
基板と、基板上に形成された反射層と、反射層上に形成された吸収層とを有し、前記検査領域では、前記吸収層が除去されている付記１１に記載の反射型マスク。

（付記１４）
露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスクを覆うように、パターン領域に対応する位置に形成されたパターン開口部と、検査領域に対応する位置に形成された検査開口部とを有する遮蔽板を配置して、
光が、前記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、前記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進むことは許容するが、光が、前記遮蔽板に対して反射型マスク側から、前記検査開口部を通って反射型マスクとは反対側に向かって進むことを許容しない状態で、前記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、前記検査開口部に向かって光を照射し、
検査領域により反射された光に基づいて反射型マスクを検査する方法。

（付記１５）
露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスクを覆うように、パターン領域に対応する位置に形成されたパターン開口部と、検査領域に対応する位置に形成された検査開口部とを有する遮蔽板を配置して、
光が、前記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、前記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進むことは許容するが、光が、前記遮蔽板に対して反射型マスク側から、前記検査開口部を通って反射型マスクとは反対側に向かって進むことを許容しない状態で、前記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、前記検査開口部に向かって光を照射し、
検査領域により反射された光に基づいて反射型マスクを検査し、
反射型マスクの検査の結果に基づいて、露光条件を調整する露光方法。

１０ 露光装置
１１ 光源
１２ 照明光学部
１３ 投影光学部
１４ ステージ
１５ 制御部
２０ 検査部
２１ 遮蔽板
２１ａ 第１遮蔽板
２１ｂ 第２遮蔽板
２２ パターン開口部
２３ 検査開口部
２３ａ 導光部
２３ｂ 領域
２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ 導光面
２３ｇ 導光板
２４ 駆動部
２６ 受光部
３０ 反射型マスク
３１ パターン領域
３２ 検査領域
３３ 基板
３４ 反射層
３５ 吸収層
Ｆ 露光フィールド
Ｌ 露光光
Ｐ 法線
Ｗ ウエハ
Ｍ１〜Ｍ７ ミラー

Claims (9)

1. 露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスクを覆うように配置され、パターン領域に対応する位置に形成されたパターン開口部と、検査領域に対応する位置に形成された検査開口部とを有する遮蔽板を備え、
   光が、前記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、前記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進むことは許容するが、光が、前記遮蔽板に対して反射型マスク側から、前記検査開口部を通って反射型マスクとは反対側に向かって進むことを許容しない、反射型マスクの検査装置。
2. 前記検査開口部は、前記遮蔽板の法線方向に対して傾いた角度を有して反射型マスクとは反対側から前記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進み検査領域により反射された光が、入射しない位置に配置される請求項１に記載の反射型マスクの検査装置。
3. 前記遮蔽板の法線方向に対して光の入射角θの方向における前記検査開口部の幅Ｗと、前記遮蔽板と反射型マスクとの間の距離ｄとが、Ｗ≦２ｄｔａｎθの関係を満足する請求項１又は２に記載の反射型マスクの検査装置。
4. 前記検査開口部は、反射型マスクとは反対側から反射型マスクに向かって進む光の進む方向に沿って延びており、検査領域に光を導く導光部を有する請求項１〜３の何れか一項に記載の反射型マスクの検査装置。
5. 前記導光部は中空であり、前記導光部の内側には、凹凸が形成されている請求項４に記載の反射型マスクの検査装置。
6. 露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスクを覆うように配置され、パターン領域に対応する位置に形成されたパターン開口部と、検査領域に対応する位置に形成された検査開口部とを有する遮蔽板を備え、
   光が、前記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、前記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進むことは許容するが、光が、前記遮蔽板に対して反射型マスク側から、前記検査開口部を通って反射型マスクとは反対側に向かって進むことを許容しない、反射型マスクの検査装置を備えた露光装置。
7. 露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスク。
8. 露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスクを覆うように、パターン領域に対応する位置に形成されたパターン開口部と、検査領域に対応する位置に形成された検査開口部とを有する遮蔽板を配置して、
   光が、前記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、前記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進むことは許容するが、光が、前記遮蔽板に対して反射型マスク側から、前記検査開口部を通って反射型マスクとは反対側に向かって進むことを許容しない状態で、前記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、前記検査開口部に向かって光を照射し、
   検査領域により反射された光に基づいて反射型マスクを検査する方法。
9. 露光パターンを有するパターン領域と、パターン領域とは異なる位置に配置された検査領域とを有する反射型マスクを覆うように、パターン領域に対応する位置に形成されたパターン開口部と、検査領域に対応する位置に形成された検査開口部とを有する遮蔽板を配置して、
   光が、前記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、前記検査開口部を通って反射型マスクに向かって進むことは許容するが、光が、前記遮蔽板に対して反射型マスク側から、前記検査開口部を通って反射型マスクとは反対側に向かって進むことを許容しない状態で、前記遮蔽板に対して反射型マスクとは反対側から、前記検査開口部に向かって光を照射し、
   検査領域により反射された光に基づいて反射型マスクを検査し、
   反射型マスクの検査の結果に基づいて、露光条件を調整する露光方法。

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