JP3179697B2

JP3179697B2 - フォトマスクの欠陥検出装置

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Publication number: JP3179697B2
Application number: JP2675696A
Authority: JP
Inventors: 治彦楠瀬
Original assignee: Lasertec Corp
Current assignee: Lasertec Corp
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 2001-06-25
Anticipated expiration: 2016-02-14
Also published as: JPH09218165A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトマスク、フ
ォトマスクブランク等を検査の対象とするフォトマスク
の欠陥検出装置に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、パターン欠陥検
査としては、２つ以上の画像を比較する方法、データベ
ースと画像を比較する方法等を使用していた。２つ以上
の画像を比較する方法においては、例えば、フォトマス
クにおいて１枚のフォトマスク上には同一パターンが２
個以上存在しており、これらの画像を比較する。データ
ベースと画像を比較する場合、上記と同様、検査の対象
となるものがフォトマスクの場合は、フォトマスクの画
像データをデータベースといい、一方画像はフォトマス
クの画像である。また、異物検査としては、レーザー光
の散乱光を検出する方法や透過光と反射光を比較する方
法等を用いていた。

【０００３】フォトマスク、フォトマスクブランク等を
試料として検査する場合、高さが異常なパターン、異物
が検出できるのが望ましい。なお、パターンは、例えば
フォトマスクの場合は遮光パターン、位相シフトパター
ン等である。パターン欠陥は、例えば、遮光パターンの
場合はエッチング不良及び成膜不良によるハーフトーン
欠陥、位相シフトパターンの場合はエッチング不足によ
ってエッチング深さが不足した部分であり、高さが異常
なパターンは上記のことを示す。異物とは具体的には正
常なパターンまたは基板等の上に付着しているパターン
以外の全てのものを示す。

【０００４】従来の透過光または反射光の強度分布から
判定する方法では、位相シフトパターン等のエッジレス
欠陥の検出は不可能であった。ここに、エッジレス欠陥
とは、断面形状において高さの変化が緩やかで正常部分
との境界が明確でない欠陥であり、透過光及び反射光で
観察した場合に正常なパターンとの差異がない欠陥のこ
とをいい、段差が急峻な場合は欠陥領域の境界部分が観
察できたため特にこのような位相シフタ欠陥をエッジレ
ス欠陥と称する。また、透明な異物を適切に検出できる
と、例えばガラス基板上の透明異物の欠陥検出に良好に
応じられるが、透過光や反射光の強度分布からでは、か
かる異物の高感度の検出に対応しにくい。また、データ
ベースと比較する方法では画像処理装置や撮像素子等の
ほか、上記のようなフォトマスクの画像データ（データ
ベース）が要求され（図７）、更にまた、２つの画像を
比較するとき、ステージ位置のずれがあると、画像が互
いにずれて欠陥として判定されることから、ステージ精
度は重要で、ステージの位置精度は欠陥検出感度以上の
精度が要求される。

【０００５】本発明は、フォトマスク、フォトマスクブ
ランク等を検査の対象とし、欠陥検査に使用でき、表面
の高さが、正常なパターンや基板部分等とは異なる部分
を検出し、異物またはパターン欠陥と判定する検査方式
を提供しようというものである。また、位相シフトパタ
ーン等のエッジレス欠陥の検出、透明異物の高感度な検
出が可能で、また、ステージの位置精度が検査感度に影
響しにくく、更にはまた、検出手段にマッハツエンダー
型のシヤリング干渉系を用いて、照明系の干渉性を高く
することができ、また干渉条件を保ったままでシヤリン
グ量を連続可変できる、等々の特徴を有するパターン検
査装置を提供しようというものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるフォトマス
クの欠陥検出装置は、透明基板上に遮光パターンが形成
されているフォトマスクの欠陥を、フォトマスクからの
反射光を利用して検出するフォトマスクの欠陥検出装置
であって、光ビームを発生する光源と、光源からの光ビ
ームを欠陥検出されるべきフォトマスクの遮光パターン
が形成されている表面に向けて投射すると共に透明基板
の表面及び遮光パターンの表面からの反射光を受光する
対物レンズと、前記光源と対物レンズとの間に配置さ
れ、光源から発生した光ビームをシヤリングされた２本
の光ビームに変換すると共に、フォトマスクの表面で反
射し前記対物レンズにより受光された２本の反射ビーム
を合成し、干渉光として出射させるシヤリング光学系
と、前記シヤリング光学系から出射した干渉光を受光し
て光電変換し、干渉光の強度に応じた出力信号を発生す
る撮像装置と、前記撮像装置からの出力信号を処理し、
干渉光の強度分布に対応したヒストグラムを形成し、フ
ォトマスクの正常な部分の干渉光強度分布と比較するこ
とにより欠陥の存在を検出する画像処理装置とを具える
ことを特徴とするものである。

【０００７】本発明装置は、高さが異常なパターンを検
出する目的で使用できる。また、異物を検出する目的で
使用できる。高さが異常なパターンと異物はいずれも検
出する必要がある。実際には検出が必要な正常でない部
分が全て検出される。本発明においては、表面の高さ
が、正常なパターンや基板部分等とは異なる部分を検出
する。上記検出の手段としてシヤリング干渉系を用い
る。また、上記シヤリング干渉系においてマッハツエン
ダー型のシヤリング干渉系を用い撮像素子と共役な部分
に光源を配置することができる。上記検出の方法として
まず正常部分の干渉光強度のヒストグラムにおいて、ピ
ークを正常部分と判断する。上記検出された正常部分の
干渉光強度とは異なる干渉光強度の部分を異物またはパ
ターン欠陥と判定する。

【０００８】

【発明の効果】本発明によれば、従来の透過光及び反射
光では検出することができなかった位相シフトパターン
等のエッジレス欠陥を検出することができる。エッジレ
ス欠陥は、断面形状において高さの変化が緩やかで正常
部分との境界が明確でなく、透過光及び反射光で観察し
た場合に正常なパターンとの差異がなく、透過光または
反射光の強度分布から判定することができなかったが、
このようなエッジレス欠陥が検出される。また、シング
ルチップレティクルにおいても、データベースと比較す
ることなしに位相シフタパターン欠陥を検出することが
できる。ここに、シングルチップレティクルとは１枚の
レティクル上に１個分の半導体デバイスのパターンが存
在するレティクルのことをいい、位相シフタパターン欠
陥とは位相シフタパターンの欠陥のことであり、位相シ
フトパターンの高さが異常なことである。また、マッハ
ツエンダー型のシヤリング干渉系において撮像素子と共
役な部分に光源を配置すると、このようにすることによ
り、照明光の空間的な可干渉性を高くすることができ、
また、干渉条件を保ったままでシヤリング量を連続可変
できる。照明系の干渉条件を保ったままシヤリング量を
連続可変できるためそれぞれのレティクルのパターンに
応じて最適なシヤリング量を与える場合、調整要素が１
箇所で済み、なおかつ任意のシヤリング量とすることが
できる。これは本技術に特有な利点である。また、透明
異物を高感度に検出することができる。透明異物を高感
度に検出することができるのは透過光または反射光の強
度分布から判定するのではなく、本発明においては、試
料上の２点から反射光の干渉光強度分布の判定をするよ
うにしている。そのため、観察部分の高さ情報に基づい
てパターンの正常、異常を判定しており、本発明装置の
中に干渉系を使用しているため可能となるものである。
また、チップ比較方式及びデータベース比較方式の欠陥
検査装置と比較してステージの位置精度が検査感度に影
響しにくい。このようにステージの位置精度が検査感度
に影響しにくいのは本発明の検査アルゴリズムからきて
いる。従来の検査装置は２つの画像を比較するため、こ
れらの相対位置がずれている場合は欠陥として判定され
る。この場合ステージ位置がずれている場合に２個の画
像は互いにずれてしまうので、ステージ位置精度は欠陥
検出感度以上の精度が必要となる。これに対して本検出
アルゴリズムでは２個の画像を比較するのではなく、１
つの画像の中の干渉光強度分布において中間調の部分を
欠陥として判定するためステージ精度はそれほど重要で
はない。これは、本技術に特有のものである。また、検
出アルゴリズムがシンプルであるため高速検査が可能で
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例を示す。図
中、１０は検査の対象となるフォトマスク等の試料、２
０はイメージディテクタを示し、該イメージディテクタ
は画像処理装置３０に接続される。なお、図示のよう
に、該画像処理装置３０に対して、従来のデータベース
は用いない。

【００１０】本実施例装置では、基板にパターンが形成
されている被検査対象試料の検査において、表面の高さ
が、正常なパターンや基板部分等とは異なる部分を検出
するものであり、その検出の手段としてマッハツエンダ
ー型のシヤリング干渉系４０を用い、かつ該干渉系にお
いて撮像素子と共役な部分に光源５０を配置する構成と
する。

【００１１】図示のように、本干渉系４０の干渉光路部
は、基本的に、光束を分割する分割素子６１、分割され
た光束を結合するための結合素子６２、及びそれらの間
にあってそれぞれ分割光路を形成し、光束を結合素子６
２へ導くよう偏向する光束偏向素子６３，６４を含む干
渉光学系を有する。ここでは、これらの素子は、２つの
ビームスプリッタＢＳ１，ＢＳ２と２つの全反射ミラー
Ｍ１，Ｍ２として示されている。

【００１２】第１のビームスプリッタＢＳ１は光束分割
光学系を、第２のビームスプリッタＢＳ２は光束重合せ
光学系を、第１の反射ミラーＭ１と第２の反射ミラーＭ
２は分割光路の光学系を、それぞれ構成する。なお、第
２のビームスプリッタＢＳ２は、図の如く、チューブレ
ンズ７１を介して配置したイメージディテクタ２０と対
向するとともに、更にコリメータレンズ７２と対向さ
せ、これを通し、上述の共役な位置に配した光源５０か
らの照明を導入する。また、装置の他の光学系要素とし
て、レンズ７５（対物レンズ）、レンズ７６及びレンズ
７７を図示の如くに第１のビームスプリッタＢＳ１と対
象試料１０との間に配置する。

【００１３】本実施例では、これら光学素子を備え、か
つ上記光源５０による照明系の干渉性を高めた状態の
下、検査の対象となる試料表面部分からの反射光による
干渉像を得る。試料１０からの反射光は、レンズ７５〜
７７を通して、上記構成の干渉計の干渉光路部に導入さ
れる。

【００１４】入射したその反射光は、第１のビームスプ
リッタＢＳ１により２光束に分割される。該ビームスプ
リッタＢＳ１で反射された一方の光束（第１の光束）
は、ビームスプリッタＢＳ１及び第１の反射ミラーＭ１
間の光路を経て該反射ミラーＭ１で反射され、反射ミラ
ーＭ１及び第２のビームスプリッタＢＳ２間の光路によ
り該第２のビームスプリッタＢＳ２を透過して干渉光路
部を出射し、チューブレンズ７１を通して、観察／検出
系を構成するイメージディテクタ２０に至る。

【００１５】他方、第１のビームスプリッタＢＳ１を透
過したもう一方の光束（第２の光束）は、該ビームスプ
リッタＢＳ１及び第２の反射ミラーＭ２間の光路を経て
該反射ミラーＭ２で反射され、反射ミラーＭ２及び第２
のビームスプリッタＢＳ２間の光路により該第２のビー
ムスプリッタＢＳ２で反射されて干渉光路部を出射し、
チューブレンズ７１を通してイメージディテクタ２０に
至る。これら光路間の光路差は、理想はλ／２（λ：波
長）である。

【００１６】また、本実施例装置光学系では、試料１０
からの反射光の一方の光束が通る第１のビームスプリッ
タＢＳ１→第１の反射ミラーＭ１→第２のビームスプリ
ッタＢＳ２の光路と他方の光束が通る第１のビームスプ
リッタＢＳ１→第２の反射ミラーＭ２→第２のビームス
プリッタＢＳ２の光路との２光路が形成されるが、図示
の如く、このような光路中に調整用の光学部品Ｈを介
挿、配置し、これにより調整を行わせる構成とすること
ができる。

【００１７】なお、従来、マッハツエンダー型の干渉計
にあっては、４つのミラーの角度をそれぞれ独立して調
整する機構が用いられ、その分、製作、調整等の上で不
利、不便がある。本実施例では、２つのビームスプリッ
タＢＳ１，ＢＳ２及び２つの反射ミラーＭ１，Ｍ２の４
つの要素は機械的に固定したままとしてよく、必要な調
整は、図示の如くに光路に配した調整用の光学部品Ｈに
よって行うものとすることができる。

【００１８】ここでは、光路長差調整用の光学部品（コ
ンペンセータ）には、光学くさびを適用するものとし、
図に示すように、一方の面を斜面としたガラスからなる
光学くさびＨ１，Ｈ２を用い、これらを例えば図の如く
に互いの斜面同志を対向させた状態に組み合わせたもの
を使用する。

【００１９】そして、例えば、反射ミラーＭ２とビーム
スプリッタＢＳ２間の光路中にこれを介挿して光路長の
調整の用に供する。光学くさびＨ１，Ｈ２のスライド
（図中直線矢印）により、入出射側の光軸の平行を維持
しつつくさび部分の厚みの変化に応じて光路長が調整さ
れる。なお、光路長を調整する手段あるいは素子として
は、これに限らず、例えば印加電圧に応じ屈折率を制御
する電気光学素子その他を用いることもできる。

【００２０】また、ここでは、もう一方のビームスプリ
ッタＢＳ１と反射ミラーＭ１間の光路中に、図に示すよ
うな向きの配置で、一面に斜面を有する同様形態の光学
くさびＨ１′，Ｈ２′を介挿し、２光束間の波面角度の
調整を行う。図に回転矢印で示すように、光軸周りに光
学くさびＨ１′，Ｈ２′の回転角度を調整する。このと
き、両者は互いに反対の向きで同量回転させる。例え
ば、一方の光学くさびＨ１′を或る向きの回転方向で回
転させるとき、他方の光学くさびＨ２′はそれとは逆の
回転方向で反対向きに回転させるようにするものであ
り、これにより波面角度が調整される。

【００２１】上記構成では、波面調整を含んで全て調整
を光学くさびによって行うため機械的な動きに対して鈍
感であり、微妙な調整箇所が存在しない。従って、この
点でも調整が容易であり、製作及び調整が容易で機械的
な振動に対して安定なマッハツエンダー型のシヤリング
干渉系を用いたパターン検査装置が実現される。

【００２２】試料１０からの反射光に基づき上記干渉光
路部を経て光束が入射するイメージディテクタ２０は、
そのビームスプリッタＢＳ１により分離された光束が別
々の光路を経てビームスプリッタＢＳ２で重ね合わされ
ることによって生ずる干渉像を検出し、該画像を光電変
換して出力する。ここで画像処理装置５０に取り込まれ
る画像データは、干渉像の干渉光強度情報であり、これ
が検査試料１０の異物またはパターン欠陥の検出、判定
のための処理に供される。この場合、画像処理装置５０
は、データベースと比較することなく、上記マッハツエ
ンダー型のシヤリング干渉系により得られる１つの干渉
像画像のその干渉光強度分布（例えば図２（ａ），
（ｂ））に基づいてかかる検出、判定を行うことができ
る。

【００２３】図２に、差分干渉法を用いた透明異物検査
の例が示される。本検査例は、図３（ｅ）の断面形状に
示すような透明異物が存する試料１０の欠陥部位を対象
とした場合の例である。なお、同図中、１１はガラスに
よる透明な基板部分（ＱＺ）、１２は表面が酸化された
クロムによるパターン部分（Ｃｒ）であり、１３が検出
すべき透明異物の一例である。

【００２４】図３（ａ）〜（ｄ）は、透明異物１３が存
在する試料１０の観察部分を対象とした場合における透
過光像（従来の例１）や反射光像（従来の例２）による
ときの様子を本例との対比のため示してあり、かかる場
合、それぞれ（ａ），（ｂ）や（ｃ），（ｄ）のような
光学像、光学プロファイルとなる。

【００２５】これに対して、本例の場合は、それら光学
像、光学プロファイルと異なり、イメージディテクタ２
０の画像は図２（イ）に示すような差分干渉反射光像と
なる。同図（ロ）には、かかる差分干渉反射光像におけ
る異物相当部分を含んで、図中左右方向に横切るライン
ｌｎに沿う干渉光強度の変化の様子が示され、また、同
図（ハ）ＡからＦは、その干渉光強度分布を示す情報を
基に画像処理装置５０において信号処理をし最終的に欠
陥（デフェクト（Ｄｅｆｅｃｔ））を示す検出信号（図
Ｆ）を取り出す方式の一例の過程を示してある。

【００２６】図Ａは、干渉光強度情報に基づいて図
（ロ）に示したような所定のハイシュレスホールドレベ
ル（Ｈ＝８０）と比較して得られる信号、図Ｂはその信
号を２ビットディレイさせた信号、及び図Ｃはそれら信
号のオア（ＡＯＲＢ）による信号（オーバーサイズドＨ
（ＯｖｅｒｓｉｚｅｄＨ））、図Ｄは、干渉光強度情
報に基づいて図（ロ）に示したような所定のローシュレ
スホールドレベル（Ｌ＝２０）と比較して得られる信
号、図ＥはＤ信号の１ビットディレイさせた信号、図Ｆ
は、信号Ｅ−信号Ｃとして得られる検出信号である。

【００２７】図１の構成において、画像処理装置５０
は、ここでは、上記のような処理を行う比較回路、ディ
レイ回路、オア回路、減算回路等の手段を備える構成の
ものとすることができる。この場合、図１のイメージデ
ィテクタ２０から干渉像の画像情報を取り込む画像処理
装置５０は、図Ａに示す信号を干渉光強度信号から得る
とともに、そのＡの信号を２ビットディレイさせたＢ信
号を得る。また、Ａ信号とＢ信号のオアをとって図に示
すようなＣ信号を形成する。他方、干渉光強度信号から
図Ｄに示す信号を得るとともに、そのＤの信号を１ビッ
トディレイさせたＥ信号を得る。そして、こうして得ら
れるＥ信号からＣ信号を引く。すると、図Ｆに示す如
く、図３（ｅ）のような透明異物１３がある場合は図示
のような検出出力が取り出され（無欠陥部分の場合は、
図示のような出力はない）、透明異物検査を行うことが
できる。

【００２８】また、本検査装置により、透明異物が高感
度に検出される。透明異物を高感度に検出することがで
きるのは、透過光または反射光の強度分布から測定する
のではなく、試料１０上の２点からの反射光の干渉光強
度分布を判定している。そのため、観察部分の高さ情報
に基づいてパターンの正常・異常を判定しており、実施
例装置の中に干渉計を使用しているため可能となるもの
である。

【００２９】また、チップ比較方式及びデータベース比
較方式の欠陥検査装置と比較して、ステージ位置精度は
検査感度に影響しにくいものとなる。従来の検査装置
は、２つの画像を比較するため、これらの相対位置がず
れている場合は、欠陥として判定される。この場合、ス
テージ位置がずれている場合に２個の画像は互いにずれ
てしまうので、ステージ位置精度は欠陥検出感度以上の
精度が必要となる。これに対して、本検出アルゴリズム
では、２個の画像を比較するのではなく、１つの画像の
中の干渉光強度分布において中間調の部分を欠陥として
判定するため、ステージ精度はそれほど重要ではない。
これは、本技術に特有のものである。

【００３０】検出方法として、正常部分の干渉光強度の
ヒストグラムにおいて、ピークを正常部分と判断し、検
出された正常部分の干渉光強度とは異なる干渉光強度の
部分を欠陥と判定する本検出方法は、以下の如き用途等
にも適用し得て、同様の作用効果をもって欠陥検査が実
現できる。

【００３１】図４は、レベンソン位相シフトマスクにお
ける位相シフタ欠陥部分の検出原理（アルゴリズム）を
示す。検査方式は既に述べたとおりであるので、以下で
は、要部を説明する。本検査例において、図４（イ）に
示すものは、前記図２（イ）に対応するものであるが、
ここでは、エッジレス欠陥部分が存する検査対象試料１
０の断面の形状をも併せて示す。このため、イメージデ
ィテクタ２０で得られる干渉像において、左側に見える
像の部分、右側に見える像の部分に関して図示のような
図式内容のもので表した。図中、断面形状において高さ
の変化が緩やかで正常部分との境界が明確でないエッジ
レス欠陥（１４）の一例が表されており、これは、やは
り、透過光及び反射光で観察した場合に正常なパターン
との差異がなく、従来の透過光または反射光の強度分布
から判定することができないものである。

【００３２】図４（ロ）は、図２（ロ）の干渉光強度変
化態様に対応するもので、本例における干渉光強度の変
化の様子を示し、また、図４（ハ）Ａ〜Ｆに示す各処理
の信号波形は、前記図２（ハ）Ａ〜Ｆにおける、それぞ
れの対応する各信号に相当している。従って、かかるエ
ッジレス欠陥でも、検出方法は、図４（ハ）Ａ〜Ｆに示
す如く、前記例と同様であり、図４（ロ）の干渉光強度
分布を示す情報を基に、図１の画像処理装置５０は、同
様の信号処理をし、図４（ハ）Ｆに示すように、試料１
０のレベンソン位相シフトマスクにエッジレス欠陥１４
（位相シフタ欠陥）がある場合、図示のように検出信号
を出力する。

【００３３】上記検査例をもって示したように、本検査
装置によって、従来の透過光及び反射光では検出するこ
とができなかった位相シフトパターン等のエッジレス欠
陥を検出できることが分かる。

【００３４】図５は、レベンソン及びクロムレス構造の
位相シフトマスクにおける反射光位相差を用いたシフタ
及び異物検査装置原理（干渉光強度）を示し、図６は、
数値例を挙げて示す例であって、レベンソン及びクロム
レス構造の位相シフトマスクにおける反射光位相差及び
位相差と反射率で決定される干渉光強度（λ＝２４８ｎ
ｍ）等の説明に供するものである。

【００３５】本例において、干渉光強度Ｉは、以下のよ
うである。

【数１】Ｉ＝Ａ₁ ²＋Ａ₂ ²＋２Ａ₁ Ａ₂cosφ ・・・１

【数２】 φ＝２π［｛ (ＮＡ)²／４＋１｝２ｄ］／λ＋δ ・・・２Ａ₁ ：１の部分からの反射光の振幅Ａ₂：２の部分からの反射光の振幅 φ：１の部分と２の部分からの反射光の位相差ｄ：１と２の部分の高さの差ＮＡ：照明の開口数 δ：干渉計中の光路差上記から、この場合、レベンソン及びクロムレス構造の
位相シフトマスクにおける反射光位相差により、欠陥、
判定に用いる干渉光強度Ｉが変化し、該位相差は式２に
よって与えられるものとなる。

【００３６】図６は、実際に適用した試料１０や本検査
装置側のデータ等の具体的数値の一例を示してある。こ
こに、形成した表面が酸化されたＣｒパターン１２の膜
厚及びガラス段差等のデータは図の如く１２０ｎｍ、２
４３ｎｍとし、また、式１，２による干渉光強度Ｉは、
ここでは、位相差及び反射率で決定されるものである
が、その場合の試料側のＣｒパターンの反射率などや、
装置の照明の開口数ＮＡ等は、以下の設定とした。

【００３７】

【数３】ＮＡ：照明の開口数（０．７） λ：測定光波長（５４６ｎｍ）ｄ：段差（マスク上の場所による） δ：干渉計内部の光路差（λ／２）Ａ₁ ：表面が酸化されたＣｒパターンの反射率（１６
％）による反射光の振幅（８Ａ．Ｕ．）Ａ₂：ガラス部の反射率（４％）による反射光の振幅
（４Ａ．Ｕ．）

【００３８】上記条件の下、試料１０のＡ〜Ｅ各場所で
の「反射光の光路差」、「正常パターン部の干渉光強度
Ｉnor 」、「異常パターン部の干渉光強度Ｉabn 」（異
常部の反射率は正常パターンの反射率と同一とする）の
各項目について、次表の結果を得た。

【００３９】

【表１】

【００４０】上記表から、場所Ａのような部分において
は反射光の「光路差」は０、正常パターン部の干渉光強
度「Ｉnor 」は０、異常パターン部の干渉光強度「Ｉab
n 」は２５６であり、同様、場所Ｂのような部分では
「光路差」０、「Ｉnor 」０で、「Ｉabn 」が６４であ
ることが分かる。場所Ｃでは「光路差」は表データ中最
大で２．９８π、このとき「Ｉnor 」は１４３．９３、
一方「Ｉabn 」は１６．０７であり、場所Ｄでは「光路
差」は０．９８πであって、「Ｉnor 」１４３．９３、
「Ｉabn 」１６．０７でこれら場所Ｃとほぼ同じ値を呈
し、また、場所Ｅでは「光路差」は２．０πであって、
「Ｉnor 」０．００、「Ｉabn 」６４．００なる結果が
得られたことが分かる。

【００４１】本検査例では、上述のようなレベンソン及
びクロムレス構造の位相シフトマスクを使用して実験し
たところ、反射光位相差を用いたシフタ及び異物検査を
行うことができる結果を得られた。

【００４２】なお、上記各検査例のほか、本発明は、表
面の高さが、正常なパターンや基板部分等とは異なる部
分を検出する欠陥検査の用途に広く使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るパターン検査装置光学
系の図である。

【図２】差分干渉法を用いた透明異物検査アルゴリズム
を示す図である

【図３】透明異物の一例を示すとともに、図２と対比し
て示すための透明異物に対する比較例での光学像及び光
学プロファイルの説明図である。

【図４】レベンソン位相シフトマスクにおける位相シフ
タ欠陥部分の検出原理（アルゴリズム）の図である。

【図５】レベンソン及びクロムレス構造の位相シフトマ
スクにおける反射光位相差を用いたシフタ及び異物検査
装置原理（干渉光強度）の図である。

【図６】レベンソン及びクロムレス構造の位相シフトマ
スクにおける反射光位相差及び位相差と反射率で決定さ
れる干渉光強度（λ＝５４６ｎｍ）等の説明図である。

【図７】従来の欠陥検査装置を示す図である。

【符号の説明】

１０試料１１基板（ＱＺ）１２パターン（表面が酸化されたＣｒ）１３異物（透明異物）１４エッジレス欠陥２０イメージディテクタ３０画像処理装置４０マッハツエンダー型のシヤリング干渉系５０光源６１分割素子６２結合素子６３偏向素子６４偏向素子７１チューブレンズ７２コリメータレンズ７５レンズ（対物レンズ）７６レンズ７７レンズＢＳ１，ＢＳ２ビームスプリッタＨ調整用光学部品Ｈ１，Ｈ２，Ｈ１′，Ｈ２′ 光学くさびＭ１，Ｍ２反射ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/956 G01B 11/00 - 11/30 G03F 1/00 - 1/16 H01L 21/64 - 21/66

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に遮光パターンが形成されて
いるフォトマスクの欠陥を、フォトマスクからの反射光
を利用して検出するフォトマスクの欠陥検出装置であっ
て、光ビームを発生する光源と、光源からの光ビームを欠陥検出されるべきフォトマスク
の遮光パターンが形成されている表面に向けて投射する
と共に透明基板の表面及び遮光パターンの表面からの反
射光を受光する対物レンズと、前記光源と対物レンズとの間に配置され、光源から発生
した光ビームをシヤリングされた２本の光ビームに変換
すると共に、フォトマスクの表面で反射し前記対物レン
ズにより受光された２本の反射ビームを合成し、干渉光
として出射させるシヤリング光学系と、前記シヤリング光学系から出射した干渉光を受光して光
電変換し、干渉光の強度に応じた出力信号を発生する撮
像装置と、前記撮像装置からの出力信号を処理し、干渉光の強度分
布に対応したヒストグラムを形成し、フォトマスクの正
常な部分の干渉光強度分布と比較することにより欠陥の
存在を検出する画像処理装置とを具えることを特徴とす
るフォトマスクの欠陥検出装置。