JP6004126B1

JP6004126B1 - 検査装置、及びそのフォーカス調整方法

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Publication number: JP6004126B1
Application number: JP2016039598A
Authority: JP
Inventors: 博基宮井; 究武久
Original assignee: Lasertec Corp
Current assignee: Lasertec Corp
Priority date: 2016-03-02
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-02
Also published as: US10319088B2; US20170256045A1; JP2017156545A

Abstract

【課題】簡素な構成で、適切にフォーカス位置を調整することができる検査装置、及びそのフォーカス調整方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様にかかる検査装置は、ＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光源１１と、ＥＵＶ光を前記ＥＵＶマスクに照射するために設けられた照明光学系１０と、ＥＵＶマスク６０で反射したＥＵＶ光を反射する穴開き凹面鏡２１及び凸面鏡２２と、凸面鏡２２で反射したＥＵＶ光を検出して、ＥＵＶマスクを撮像するカメラ３２と、波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍのＡＦ光を発生するＡＦ光源１６と、ＥＵＶマスク６０で反射したＡＦ光を穴開き凹面鏡２１、及び凸面鏡２２を介して検出する第１検出器２７及び第２検出器３０と、検出結果に基づいて、ＥＵＶマスク６０におけるＥＵＶ光のフォーカス位置を調整する処理装置３１と、を備えたものである。【選択図】図１

Description

本発明は、ＥＵＶマスクの検査装置、及びそのフォーカス調整方法に関する。

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。）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（Extremely Ultraviolet Lithography）の実用化に向けて様々な技術開発が行われている。

ＥＵＶマスクにおける特に基板やブランクスにおいて許容できない欠陥の最小の大きさと深さは、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。このことから、欠陥の検出が難しくなっている。そこで、検査光源にＥＵＶ光、すなわち波長１３．５ｎｍの露光光と同じ波長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。露光光と同じ波長で検査することをアクティニック（Actinic）検査と呼ばれている。

特許文献１には、ＥＵＶマスクの検査装置において、フォーカスを調整する方法が開示されている。特許文献１ではサイズが既知のフォーカス用パターンをＥＵＶマスクに形成している。そして、フォーカス用パターンを非テレセントリックな拡大光学系を介して撮像している。

特願２０１４−２３５３６５号公報

しかしながら、特許文献１の方法は、サイズが既知のフォーカス用パターンをＥＵＶマスクに形成する必要がある。

本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、簡素な構成で、適切にフォーカス位置を調整することができる検査装置、及びそのフォーカス調整方法を提供することを目的とするものである。

本実施形態の一態様にかかる検査装置は、ＥＵＶ（Extremely Ultraviolet）光を発生するＥＵＶ光源と、多層反射膜と吸収膜とを有するＥＵＶマスクに前記ＥＵＶ光を照射するために設けられた照明光学系と、前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＥＵＶ光を反射する穴開き凹面鏡と、前記凹面鏡で反射したＥＵＶ光を前記穴開き凹面鏡の穴に向けて反射する凸面鏡と、前記凸面鏡で反射したＥＵＶ光を検出して、前記ＥＵＶマスクを撮像する撮像装置と、波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍのＡＦ光を発生するＡＦ光源と、前記ＥＵＶマスクで反射したＡＦ光を前記穴開き凹面鏡、及び前記凸面鏡を介して検出するＡＦ光検出器と、前記ＡＦ光検出器の検出結果に基づいて、ＥＵＶマスクにおける前記ＥＵＶ光のフォーカス位置を調整する調整部と、を備えたものである。これにより、簡素な構成で適切にフォーカスを調整することができる。

上記の検査装置において、前記穴開き凹面鏡の反射面において、前記ＡＦ光が前記ＥＵＶ光の入射位置よりも外側に入射していてもよい。これにより、穴開き凹面鏡の形状精度を緩和することができる。

上記の検査装置において、前記照明光学系は、前記ＥＵＶマスクの真上に配置され、前記ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光を前記ＥＵＶマスクに向けて反射する落とし込みミラーを備え、前記ＡＦ光が前記落とし込みミラーで反射して、前記ＥＵＶマスクに入射するようにしてもよい。これにより、簡素な構成でフォーカスを調整することができる。

上記の検査装置において、前記照明光学系には、前記ＥＵＶマスクと共役な位置に絞りが配置され、前記絞りの裏面側に、前記ＡＦ光源が設けられていてもよい。これにより、簡素な構成でフォーカスを調整することができる。

上記の検査装置において、前記照明光学系は、前記ＥＵＶマスクの真上に設けられ、前記ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光を前記ＥＵＶマスクに向けて反射する落とし込みミラーを備え、前記ＡＦ光が、前記落とし込みミラーの外側から前記ＥＵＶマスクに入射するようにしてもよい。これにより、簡素な構成でフォーカスを調整することができる。

上記の検査装置では、前記ＥＵＶマスクにおいて、前記ＡＦ光の入射位置と前記ＥＵＶ光の入射位置が一致していてもよい。これにより、検査領域と同じ位置のフォーカスを調整することができる。

上記の検査装置では、前記ＥＵＶマスクにおいて、前記ＡＦ光の入射位置と前記ＥＵＶ光の入射位置がずれていてもよい。これにより、簡素な構成でフォーカスを調整することができる。

上記の検査装置において、前記ＥＵＶマスクに、シリコンを含む材料により形成されたペリクルが設けられていてもよい。ペリクルに対する透過率の高い波長を用いているため、検出光量が減少するのを防ぐことができる。

本実施形態の一態様にかかるフォーカス調整方法は、ＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光源と、多層反射膜と吸収膜とを有するＥＵＶマスクに前記ＥＵＶ光を照射するために設けられた照明光学系と、前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＥＵＶ光を反射する穴開き凹面鏡と、前記凹面鏡で反射したＥＵＶ光を前記穴開き凹面鏡の穴に向けて反射する凸面鏡と、前記凸面鏡で反射したＥＵＶ光を検出して、前記ＥＵＶマスクを撮像する撮像装置と、波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍのＡＦ光を発生するＡＦ光源と、を備えた検査装置におけるフォーカス調整方法であって、前記ＥＵＶマスクで反射したＡＦ光を前記穴開き凹面鏡、及び前記凸面鏡を介して検出するステップと、前記ＡＦ光の検出結果に基づいて、ＥＵＶマスクにおける前記ＥＵＶ光のフォーカス位置を調整するステップと、を備えたものである。これにより、簡素な構成で適切にフォーカスを調整することができる。

上記のフォーカス調整方法において、前記穴開き凹面鏡の反射面において、前記穴開き凹面鏡の反射面において、前記ＡＦ光が前記ＥＵＶ光の入射位置よりも外側に入射していてもよい。これにより、穴開き凹面鏡の形状精度を緩和することができる。

上記のフォーカス調整方法において、前記照明光学系は、前記ＥＵＶマスクの真上に配置され、前記ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光を前記ＥＵＶマスクに向けて反射する落とし込みミラーを備え、前記ＡＦ光が前記落とし込みミラーで反射して、前記ＥＵＶマスクに入射するようにしてもよい。これにより、簡素な構成でフォーカスを調整することができる。

上記のフォーカス調整方法において、前記照明光学系には、前記ＥＵＶマスクと共役な位置に絞りが配置され、前記絞りの裏面側に、前記ＡＦ光源が設けられていてもよい。

上記のフォーカス調整方法において、前記照明光学系は、前記ＥＵＶマスクの真上に設けられ、前記ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光を前記ＥＵＶマスクに向けて反射する落とし込みミラーを備え、前記ＡＦ光が、前記落とし込みミラーの外側から前記ＥＵＶマスクに入射するようにしてもよい。これにより、簡素な構成でフォーカスを調整することができる。

上記のフォーカス調整方法において、前記ＥＵＶマスクにおいて、前記ＡＦ光の入射位置と前記ＥＵＶ光の入射位置が一致していてもよい。これにより、検査領域と同じ位置のフォーカスを調整することができる。

上記のフォーカス調整方法において、前記ＥＵＶマスクにおいて、前記ＡＦ光の入射位置と前記ＥＵＶ光の入射位置がずれていてもよい。これにより、簡素な構成でフォーカスを調整することができる。

上記のフォーカス調整方法において、前記ＥＵＶマスクに、シリコンを含む材料により形成されたペリクルが設けられていてもよい。ペリクルに対する透過率の高い波長を用いているため、検出光量が減少するのを防ぐことができる。

本発明によれば、簡素な構成で、適切にフォーカス位置を調整することができる検査装置、及びそのフォーカス調整方法を提供することができる。

本実施の形態１にかかる検査装置の構成を示す図である。検査対象となるＥＵＶマスクの断面構成を模式的に示す図である。ＥＵＶマスクでの反射率を示すグラフである。ペリクルの透過率を示すグラフである。実施の形態２にかかる検査装置の構成を示す図である。

実施の形態１．
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。まず、図１を用いて本実施形態に係る検査装置の全体構成を説明する。図１は、ＥＵＶマスク６０を検査する検査装置１００の光学系を示す図である。

検査装置１００は、照明光学系１０、検出光学系２０、処理装置３１、カメラ３２、及びステージ７０を備えている。照明光学系１０は、ＥＵＶ光源１１、凹面鏡１２、絞り１３、凹面鏡１４、及び落とし込みミラー１５を備えている。検出光学系２０は、穴開き凹面鏡２１、凸面鏡２２、ミラー２３、ハーフミラー２４、スリット２５、レンズ２６、第１検出器２７、スリット２８、レンズ２９、及び第２検出器３０を備えている。

検査装置１００は、ＥＵＶマスク６０の検査を行うための検査光学系と、ＥＵＶマスク６０に照明光のフォーカス位置を合わせるためのＡＦ（Auto Focus）光学系を有している。まず、検査光学系について、説明する。

ＥＵＶ光源１１は、検査対象であるＥＵＶマスク６０の露光波長と同じ１３．５ｎｍのＥＵＶ光Ｌ１１を発生する。ＥＵＶ光源１１から発生したＥＵＶ光Ｌ１１は、凹面鏡１２で反射する。凹面鏡１２で反射したＥＵＶ光Ｌ１１は、絞られながら進んで、絞り１３に入射する。絞り１３は、ＥＵＶ光Ｌ１１の光軸上に、光を通過させるための開口１３ａを有している。よって、ＥＵＶ光Ｌ１１は絞り１３の開口１３ａを通過する。なお、絞り１３は、凹面鏡１２によるＥＵＶ光Ｌ１１の中間集光点ＩＦに配置されている。中間集光点ＩＦは、ＥＵＶマスク６０のパターン面と共役な位置に配置されている。

絞り１３を通過したＥＵＶ光Ｌ１１は拡がりながら進んで、凹面鏡１４に入射する。凹面鏡１４で反射したＥＵＶ光Ｌ１１は絞られながら進んで、落とし込みミラー１５に入射する。落とし込みミラー１５はＥＵＶマスク６０の真上に配置されている。そして、落とし込みミラー１５で反射したＥＵＶ光Ｌ１１がＥＵＶマスク６０に入射する。凹面鏡１４は、ＥＵＶマスク６０にＥＵＶ光Ｌ１１を集光する。ＥＵＶ光Ｌ１１がＥＵＶマスク６０を照明する照明光となる。

ＥＵＶマスク６０はステージ７０の上に載置されている。ここで、ＥＵＶマスク６０の上面に平行な平面をＸＹ平面とし、ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向とする。ＥＵＶ光Ｌ１１はＺ方向から傾いた方向からＥＵＶマスク６０に入射する。すなわち、ＥＵＶ光Ｌ１１は斜め入射して、ＥＵＶ光６０を照明する。ここでは、ＥＵＶ光Ｌ１１はＸ方向に傾いた方向から、ＥＵＶマスク６０に斜め入射する。ステージ７０は、ＸＹＺ駆動ステージである。ステージ７０をＸＹ方向に移動することで、ＥＵＶマスク６０の所望の領域を照明することができる。さらに、ステージ７０をＺ方向に移動することにより、フォーカス調整を行うことができる。処理装置３１がステージ７０を制御して、フォーカス調整を行う調整部となる。

ここで、図２を用いて、検査対象であるＥＵＶマスク６０の構成を説明する。Ｅ図２は、ＵＥＶマスク６０の構成を模式的に示す断面図である。ＥＵＶマスク６０は、基板６１、多層反射膜６２、吸収膜６４、フレーム６５、ペリクル６６を備えている。

基板６１は、低熱膨張性ガラスにより形成されている。基板６１の上に、ＥＵＶ光を反射させるための多層反射膜６２が付けられている。多層反射膜６２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。多層反射膜６２は、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。この多層反射膜６２の上にＥＵＶ光を吸収する吸収膜６４が付けられ、ブランクスができる。吸収膜６４は例えば、ＴａＢＮにより形成される。吸収膜６４をパターニングすることで、パターン付きのＥＵＶマスク６０が完成する。なお、吸収膜６４と多層反射膜６２の間には保護膜（バッファレイヤー、及びキャッピングレイヤーと呼ばれる膜）が設けられていてもよい。

さらに、基板６１の上には、ペリクルフレーム６５が設けられている。ペリクルフレーム６５は、ＥＵＶマスク６０の外周部に設けられている。すなわち、ペリクルフレーム６５は、吸収膜６４のパターンが形成された露光領域を囲むように配置されている。ペリクルフレーム６５のパターン面と反対側の面には、ペリクル６６が張設されている。すなわち、ペリクル６６はパターン面からペリクルフレーム６５の高さを隔てた位置に配置されている。ペリクル６６は、シリコンを含む材料により形成されている。具体的には、ペリクル６６は、厚さ５０ｎｍのシリコンフィルムである。このように、ペリクル６６は、吸収膜６４が形成された露光領域を覆っている。

図１の説明に戻る。ＥＵＶ光源１１からのＥＵＶ光Ｌ１１は、ＥＵＶマスク６０の検査領域を照明する。ＥＵＶ光ＥＵＶ１２によって照明される検査領域は約０．５ｍｍ角である。ＥＵＶマスク６０で反射したＥＵＶ光Ｌ１１は、穴開き凹面鏡２１に入射する。穴開き凹面鏡２１の中心には、穴２１ａが設けられている。穴開き凹面鏡２１で反射されたＥＵＶ光Ｌ１１は、凸面鏡２２に入射する凸面鏡２２は、穴開き凹面鏡２１からのＥＵＶ光Ｌ１１を穴開き凹面鏡２１の穴２１ａに向けて反射する。穴開き凹面鏡２１の穴２１ａを通過したＥＵＶ光Ｌ１２は、カメラ３２で検出される。カメラ３２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ、ＴＤＩ（Time Delay Integration）センサ等の撮像装置であり、ＥＵＶマスク６０を撮像する。

カメラ３２で撮像された画像は、カメラ３２に出力される。これにより、ＥＵＶマスク６０の欠陥検査を行うことができる。具体的には、穴開き凹面鏡２１、及び凸面鏡２２はシュバルツシルト拡大光学系を構成している。よって、ＥＵＶ光Ｌ１１で検査領域がカメラ３２に拡大投影される。微小な検査領域内に欠陥が存在すると、散乱光が発生する。よって、ＥＵＶマスク６０を撮像することで、欠陥を検出することができる。

次に、フォーカス調整のためのＡＦ光学系について説明する。ＡＦ光源１６は、フォーカス調整を行うためのＡＦ光Ｌ２１を発生する。ＡＦ光Ｌ２１は、ＥＵＶ光Ｌ１１とは異なる波長の光である。具体的には、ＡＦ光Ｌ２１は、波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの可視光を用いることが好ましい。さらに、ＡＦ光Ｌ２１として波長５００ｎｍ近傍の可視光を用いることがより好ましい。ＡＦ光源１６は、例えば、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）、レーザダイオード、光ファイバ等であり、点光源であることが好ましい。

例えば、ＡＦ光源１６は、絞り１３の裏面側に配置されている。すなわち、ＡＦ光源１６は、絞り１３の凹面鏡１４側の面に配置されている。ＡＦ光源１６は、絞り１３の開口部の外側に配置されている。したがって、ＡＦ光Ｌ２１は、ＥＵＶ光Ｌ１１の光軸と異なる光軸に沿って伝播する。すなわち、ＡＦ光Ｌ２１の光軸は、ＥＵＶ光Ｌ１１の光軸から傾いている。

ＡＦ光源１６からのＡＦ光Ｌ２１は凹面鏡１４、及び落とし込みミラー１５で反射されて、ＥＵＶマスク６０に入射する。ＡＦ光Ｌ２１の光軸は、Ｚ方向から傾斜している。よって、ＡＦ光Ｌ２１は、ＥＵＶマスク６０に対して斜め入射する。さらに、ＡＦ光Ｌ２１の光軸は、ＥＵＶ光Ｌ１１の光軸からずれている。よって、ＡＦ光Ｌ２１は、ＥＵＶ光Ｌ１１とは異なる位置に入射する。すなわち、ＥＵＶマスク６０において、ＡＦ光Ｌ２１が入射する入射位置と、ＥＵＶ光Ｌ１１が入射する位置がずれている。換言すると、ＥＵＶマスク６０のパターン面において、ＥＵＶ光Ｌ１１のスポットと、ＡＦ光Ｌ２１のスポットが重なっていない。このように、ＡＦ光Ｌ２１は、ＥＵＶ光Ｌ１１で照明される検査領域の外側に入射する。

ＥＵＶマスク６０で反射したＡＦ光Ｌ２２は、ＥＵＶ光Ｌ１２と同様に、穴開き凹面鏡２１、凸面鏡２２で反射される。すなわち、ＥＵＶマスク６０で反射したＡＦ光Ｌ２２は、穴開き凹面鏡２１に入射する。ここで、ＥＵＶ光及びＡＦ光がＥＵＶマスク６０の正常箇所で正反射した場合、穴開き凹面鏡２１の反射面において、ＡＦ光Ｌ２２の入射位置は、ＥＵＶ光Ｌ１２の入射位置よりも外側になっている。すなわち、ＥＵＶ光Ｌ１２は、ＡＦ光Ｌ２２よりも穴２１ａに近い位置に入射する。

ＡＦ光Ｌ２２は、穴開き凹面鏡２１で反射されて凸面鏡２２に入射する。凸面鏡２２は、ＡＦ光Ｌ２２を穴開き凹面鏡２１の穴２１ａに向けて反射する。穴開き凹面鏡２１の穴２１ａを通過したＡＦ光Ｌ２２は、ミラー２３に入射される。

ミラー２３は、ＡＦ光Ｌ２２のみが入射して、ＥＵＶ光Ｌ１２が入射しない位置に配置されている。すなわち、ミラー２３はＥＵＶ光Ｌ１２の光路から外れている。上記のように、ＥＵＶ光Ｌ１２の光軸とＡＦ光Ｌ１１の光軸は異なっている。よって、ＥＵＶマスク６０で反射したＡＦ光Ｌ２１の光軸とＥＵＶ光Ｌ１２の光軸も異なっている。このようにすることで、ＡＦ光Ｌ２２の光路とＥＵＶ光Ｌ１２の光路とを分離することができる。これにより、ＡＦ光Ｌ２２が後述するように、カメラ３２とは異なる光検出器で検出される。もちろん、ＡＦ光Ｌ２２を反射するのではなく、ＥＵＶ光Ｌ１２を反射するようにミラー２３を配置してもよい。なお、ＡＦ光Ｌ２２を反射することで、ＥＵＶ光Ｌ１２を反射するよりも反射率の高いミラー２３を用いることできる。

ミラー２３で反射したＡＦ光Ｌ２２は、ハーフミラー２４で２本の光ビームに分岐される。ここで、ハーフミラー２４で分岐された２本の光ビームをＡＦ光Ｌ２３、ＡＦ光Ｌ２４とする。ハーフミラー２４を透過したＡＦ光Ｌ２３は、スリット２５を通過して、レンズ２６に入射する。レンズ２６は、ＡＦ光Ｌ２３を第１検出器２７の受光面に集光する。第１検出器２７は、レンズ２６で集光されたＡＦ光Ｌ２３を検出する。第１検出器２７は、例えば、フォトダイオードである。第１検出器２７は、ＡＦ光Ｌ２３の検出光量に応じた第１検出信号を処理装置３１に出力する。

ハーフミラー２４で反射したＡＦ光Ｌ２４はスリット２８を通過して、レンズ２９に入射する。レンズ２９は、ＡＦ光Ｌ２４を第２検出器３０の受光面に集光する。第２検出器３０は、レンズ２９で集光されたＡＦ光Ｌ２４を検出する。レンズ２９は、例えば、フォトダイオードである。第２検出器３０は、ＡＦ光Ｌ２４の検出光量に応じた第２検出信号を処理装置３１に出力する。このように、第１検出器２７、及び第２検出器３０は、ＥＵＶマスク６０で反射したＥＵＶ光を穴開き凹面鏡２１、凸面鏡２２を介して検出する。

ハーフミラー２４からのスリット２５までの距離と、ハーフミラー２４からスリット２８までの距離が異なっている。具体的には、ハーフミラー２４からスリット２５までの距離が、ハーフミラー２４からスリット２８までの距離よりも長くなっている。そして、穴開き凹面鏡２１、凸面鏡２２によるＡＦ光の焦点位置よりもスリット２８が前側にあり、スリット２５が後ろ側にある。したがって、スリット２８が前ピンで第２検出器３０の検出光量が最大となり、スリット２５が後ピンで第１検出器２７の検出光量が最大となる。

例えば、ＥＵＶマスク６０がＥＵＶ光Ｌ１１の合焦点位置にある場合、第１検出器２７と第２検出器３０との検出光量が等しくなるように、スリット２５、２８が配置されている。そして、ＥＵＶマスク６０が合焦点位置からずれるほど、第１検出器２７の検出光量、及び第２検出器３０の検出光量のうち、一方が大ききなり、他方が小さくなる。さらに、合焦位置からずれる方向によって、検出光量が大きくなる検出器が変わる。処理装置３１が第１の検出信号と第２の検出光量を比較することで、焦点位置からのずれを検出することができる。

例えば、処理装置３１は、第１の検出信号と第２の検出信号の比を求める。そして、処理装置３１は、検出信号の比に応じて、ステージ７０を駆動する。すなわち、処理装置３１がステージ７０をＺ方向に駆動することで、ＥＵＶマスク６０の高さが変化する。焦点位置を調整することができる。このようにすることで、フォーカス位置を精度よく調整することができる。処理装置３１は、第１検出器２７、第２検出器３０での検出結果に基づいて、フォーカスを調整する。例えば、第１の検出信号と第２の検出信号が等しくなるように、処理装置３１がステージ７０をフィードバック制御する。このようにすることで、カメラ３２が、合焦位置でＥＵＶマスク６０を撮像する。よって、精度よく欠陥を検出することができる。

なお、上記の説明では、前ピンにスリット２８、後ピンにスリット２５を配置した構成を用いてフォーカス位置を調整したが、フォーカス調整のための構成は上記の構成に限られるものではない。例えば、光てこ方式により、フォーカス位置を調整してもよい。

ここで、ＡＦ光Ｌ２１として波長４５０ｎｍから６５０ｎｍの可視光を用いる理由について、説明する。図３は、多層反射膜６２と吸収膜６３の反射率を示すグラフである。図３において、横軸が波長、縦軸が反射率を示している。また、図３では実線が多層反射膜６２の反射率を示し、破線が吸収膜６３の反射率を示している。

波長４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲では、多層反射膜６２の反射率と吸収膜６３の反射率とが同程度となる。よって、ＥＵＶマスク６０は、吸収膜６３のパターンの有無にかかわらず、正反射光の強度が同程度となる反射特性を有する。上記の波長のＡＦ光Ｌ２１を用いることで、吸収膜６３のパターンの有無による影響を低減することができる。

例えば、ＥＵＶマスク６０に、吸収膜６３のパターンが形成されている場合について考える。吸収膜６３が形成されている箇所では、ＡＦ光Ｌ２１が吸収膜６３で反射する。吸収膜６３が形成されていない箇所では、ＡＦ光Ｌ２１が多層反射膜６２で反射する。波長４５０ｎｍから６５０ｎｍの光では、吸収膜６３と多層反射膜６２とが同程度の反射率を有している。よって、多層反射膜６２と吸収膜６３とのコントラストが低くなる。波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ以外の波長を含まないＡＦ光を用いることで、パターンの有無による光量変化を小さくすることができる。このため、より精度よくフォーカスを調整することができる。よって、簡素な構成でフォーカスを適切に調整することができる。

さらに、ＥＵＶマスク６０の表面で反射される散乱光強度は、波長の４状に反比例する。このため、ＡＦ光をＥＵＶ光に比べて長波長にすると、散乱光による誤差増加の影響が改善される。よって、精度の高いフォーカス調整が可能となる。

図４は、ペリクル６６の透過率を示すグラフである。図４に示すように、波長５００ｎｍ前後であれば、ペリクル６６の透過率が高くなる。したがって、検出器での検出されるＡＦ光Ｌ２２の光量の低下を防ぐことができる。よって、波長４５０ｎｍから６５０ｎｍのＡＦ光源１６を用いることで、第１検出器２７、第２検出器３０が十分な光量のＡＦ光Ｌ２３、Ｌ２４を検出することができる。もちろん、ＡＦ光は、波長４５０〜６５０ｎｍ以外の波長を含んでいてもよい。また、波長フィルタにより適切な波長のＡＦ光のみを通過するようにしてもよい。

さらに、本実施の形態では、中間集光点ＩＦに配置された絞り１３の裏面側にＡＦ光源１６を配置している。中間集光点ＩＦは、ＥＵＶマスク６０と共役な位置にある。よって、ＡＦ光源１６を絞り１３の開口１３ａの近傍に配置することで、ＥＵＶマスク６０における、ＡＦ光Ｌ２１の入射位置とＥＵＶ光Ｌ１１の入射位置を近づけることができる。これにより、検査領域に近い入射位置から反射したＡＦ光に基づいて、焦点位置を調整することができる。よって、精度の高いフォーカス調整が可能となる。合焦位置での検査が可能となるため、より精度よく欠陥を検出することができる。よって、より簡素な構成でフォーカスを適切に調整することができる。

さらに、穴開き凹面鏡２１の反射面において、ＡＦ光Ｌ２２がＥＵＶ光Ｌ１２よりも外側に入射する。すなわち、穴開き凹面鏡２１の反射面において、ＥＵＶ光Ｌ１２の入射位置がＡＦ光Ｌ２２の入射位置よりも穴２１ａ側になっている。このようにすることで、対物ミラーである穴開き凹面鏡２１の内側ＮＡ範囲をＥＵＶ光の結像光学系に用い、外側のＮＡ範囲をＡＦ光学系に用いることができる。ＥＵＶ光は、波長が短い。このため、像の位相を揃え、解像度を高めるためには、穴開き凹面鏡２１の形状精度を高める必要がある。

本実施の形態では、穴開き凹面鏡２１の内側のＮＡ領域のみＥＵＶ光Ｌ１２の結像に利用されている。よって、内側のＮＡ領域のみ高い形状精度で製作すればよい。換言すると、穴開き凹面鏡２１の外側のＮＡ領域では、低い形状精度で製作してよい。すなわち、フォーカス調整では、第１検出器２７及び第２検出器３０の検出光量比のみをモニタしているため、外側のＮＡ領域では、設計収差や形状精度を緩和することができる。よって、外側のＮＡ範囲については、内側のＮＡ範囲よりも低い形状精度で製作することができる。これにより、穴開き凹面鏡の全体を高い形状精度で製作する必要がなくなる。

例えば、ＮＡ０．２７よりも内側のＮＡ範囲がＥＵＶ光の結像に用いられる。ＮＡ０．２７よりも外側のＮＡ範囲は、収差が大きいため、ＡＦ光学系のリレーにのみ用いる。こうすることで、高いＮＡの領域を用いることができるため、フォーカス調整のコントラストを高くすることができる。また、穴開き凹面鏡２１の内側のＮＡ領域のみ形状精度を高くすればよいので、穴開き凹面鏡２１の部品コストを低減することができる。

実施の形態２．
本実施の形態にかかる検査装置とそのフォーカス調整方法について、図５を用いて説明する。図５は、実施の形態２にかかる検査装置の構成を示す図である。なお、実施の形態２では、ＡＦ光をＥＵＶマスク６０に照射するためのＡＦ照明光学系５０が実施の形態と異なっている。具体的には、本実施の形態では、ＡＦ照明光学系５０がＥＵＶ光源５１、及び光ファイバ５２を有している。すなわち、ＡＦ光源１６の代わりに、ＡＦ光源５１と光ファイバ５２が設けられている。なお、ＡＦ照明光学系５０以外の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

ＡＦ光源５１からのＡＦ光は光ファイバ５２の内部を伝搬して、ＥＵＶマスク６０に入射する。光ファイバ５２の入射端面はＡＦ光源５１の近傍に配置され、出射端面は、落とし込みミラー１５の近傍に配置されている。そして、光ファイバ５２内を伝搬したＡＦ光Ｌ２１は、落とし込みミラー１５の外側からＥＵＶ光６０に入射する。すなわち、本実施の形態では、ＡＦ光Ｌ２１が落とし込みミラー１５で反射されずに、ＥＵＶマスク６０に入射する。

このようにすることでも、実施の形態１と同様にフォーカス位置を調整することができる。よって、簡素な構成でフォーカスを適切に調整することができる。さらに、本実施の形態では、光りファイバ５２の位置及び角度を変えることによって、ＥＵＶマスク６０におけるＡＦ光Ｌ２１の入射位置を調整することができる。例えば、ＥＵＶマスク６０におけるＡＦ光Ｌ２１の入射位置が、ＥＵＶ光Ｌ１１の入射位置と一致するように、光ファイバ５２を配置することができる。これにより、検査領域から反射したＡＦ光に基づいて、焦点位置を調整することができる。よって、さらに精度の高いフォーカス調整が可能となる。もちろん、実施の形態１と同様に、ＥＵＶマスク６０におけるＡＦ光Ｌ２１の入射位置と、ＥＵＶ光Ｌ１１の入射位置とをずらしてもよい。

なお、上記の説明では、ペリクル６６付のＥＵＶマスク６０を検査する例について説明したが、検査対象はペリクル６６がないＥＵＶマスク６０であってもよい。すなわち、検査対象は、吸収膜６４と多層反射膜６２とが設けられているＥＵＶマスク６０であればよい。

上記の説明では、凸面鏡２２で反射したＥＵＶ光６０、及びＡＦ光Ｌ２２を分岐する分岐手段として、ＡＦ光Ｌ２２のみの光路中に配置されたミラー２３を用いたが、分岐手段は特に限定されるものではない。例えば、ＥＵＶ光６０、及びＡＦ光Ｌ２２の一方を通過して、他方を反射するダイクロイックミラー等を用いてもよい。

また、ＡＦ光の波長は、４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲であれば、単波長であっても、複数の波長を含んでいてもよい。例えば、ＡＦ光源１６、５１が、多層反射膜６２の反射率が吸収膜６４の反射率よりも高くなる波長を発生する第１光源と、多層反射膜６２の反射率が吸収膜６４の反射率よりも低くなる波長を発生する第２光源とを含んでいてもよい。この場合、第１光源の光量と第２光源の光量を調整することで、多層反射膜６２で反射されるＡＦ光と吸収膜６４で反射される光量とを一致させることができる。すなわち、ＡＦ光が吸収膜６４で入射されている場合と、多層反射膜６２に入射している場合とで、検出されるＡＦ光の検出光量が変わらなくなる。よって、より精度よく、フォーカス調整することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態よる限定は受けない。

１０照明光学系
１１ＥＵＶ光源
１２凹面鏡
１３絞り
１４凹面鏡
１５落とし込みミラー
１６ＡＦ光源
２０検出光学系
２１穴開き凹面鏡
２２凸面鏡
２３ミラー
２４ハーフミラー
２５スリット
２６レンズ
２７第１検出器
２８スリット
２９レンズ
３０第２検出器
３１処理装置
３２カメラ
５０照明光学系
５１ＡＦ光源
５２光ファイバ
６０ＥＵＶマスク
６１基板
６２多層反射膜
６４吸収膜
６５ペリクルフレーム
６６ペリクル
１００検査装置

Claims

ＥＵＶ（Extremely Ultraviolet）光を発生するＥＵＶ光源と、
多層反射膜と吸収膜とを有するＥＵＶマスクに前記ＥＵＶ光を照射するために設けられた照明光学系と、
前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＥＵＶ光を反射する穴開き凹面鏡と、
前記凹面鏡で反射したＥＵＶ光を前記穴開き凹面鏡の穴に向けて反射する凸面鏡と、
前記凸面鏡で反射したＥＵＶ光を検出して、前記ＥＵＶマスクを撮像する撮像装置と、
波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍのＡＦ光を発生するＡＦ光源と、
前記ＥＵＶマスクで反射したＡＦ光を前記穴開き凹面鏡、及び前記凸面鏡を介して検出するＡＦ光検出器と、
前記ＡＦ光検出器の検出結果に基づいて、ＥＵＶマスクにおける前記ＥＵＶ光のフォーカス位置を調整する調整部と、を備え、
前記穴開き凹面鏡の反射面において、前記ＡＦ光が前記ＥＵＶ光の入射位置よりも外側に入射している検査装置。
前記照明光学系は、前記ＥＵＶマスクの真上に配置され、前記ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光を前記ＥＵＶマスクに向けて反射する落とし込みミラーを備え、
前記ＡＦ光が前記落とし込みミラーで反射して、前記ＥＵＶマスクに入射する請求項１に記載の検査装置。
前記照明光学系には、前記ＥＵＶマスクと共役な位置に絞りが配置され、
前記絞りの裏面側に、前記ＡＦ光源が設けられている請求項２に記載の検査装置。
前記照明光学系は、前記ＥＵＶマスクの真上に設けられ、前記ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光を前記ＥＵＶマスクに向けて反射する落とし込みミラーを備え、
前記ＡＦ光が、前記落とし込みミラーの外側から前記ＥＵＶマスクに入射する請求項１に記載の検査装置。
ＥＵＶ（Extremely Ultraviolet）光を発生するＥＵＶ光源と、
多層反射膜と吸収膜とを有するＥＵＶマスクに前記ＥＵＶ光を照射するために設けられた照明光学系と、
前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＥＵＶ光を反射する穴開き凹面鏡と、
前記凹面鏡で反射したＥＵＶ光を前記穴開き凹面鏡の穴に向けて反射する凸面鏡と、
前記凸面鏡で反射したＥＵＶ光を検出して、前記ＥＵＶマスクを撮像する撮像装置と、
波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍのＡＦ光を発生するＡＦ光源と、
前記ＥＵＶマスクで反射したＡＦ光を前記穴開き凹面鏡、及び前記凸面鏡を介して検出するＡＦ光検出器と、
前記ＡＦ光検出器の検出結果に基づいて、ＥＵＶマスクにおける前記ＥＵＶ光のフォーカス位置を調整する調整部と、を備え、
前記照明光学系は、前記ＥＵＶマスクの真上に設けられ、前記ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光を前記ＥＵＶマスクに向けて反射する落とし込みミラーを備え、
前記ＡＦ光が、前記落とし込みミラーの外側から前記ＥＵＶマスクに入射する検査装置。
前記ＥＵＶマスクにおいて、前記ＡＦ光の入射位置と前記ＥＵＶ光の入射位置が一致している請求項４または５に記載の検査装置。
前記ＥＵＶマスクにおいて、前記ＡＦ光の入射位置と前記ＥＵＶ光の入射位置がずれている請求項１〜５のいずれか１項に記載の検査装置。
ＥＵＶ（Extremely Ultraviolet）光を発生するＥＵＶ光源と、
多層反射膜と吸収膜とを有するＥＵＶマスクに前記ＥＵＶ光を照射するために設けられた照明光学系と、
前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＥＵＶ光を反射する穴開き凹面鏡と、
前記凹面鏡で反射したＥＵＶ光を前記穴開き凹面鏡の穴に向けて反射する凸面鏡と、
前記凸面鏡で反射したＥＵＶ光を検出して、前記ＥＵＶマスクを撮像する撮像装置と、
波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍのＡＦ光を発生するＡＦ光源と、
前記ＥＵＶマスクで反射したＡＦ光を前記穴開き凹面鏡、及び前記凸面鏡を介して検出するＡＦ光検出器と、
前記ＡＦ光検出器の検出結果に基づいて、ＥＵＶマスクにおける前記ＥＵＶ光のフォーカス位置を調整する調整部と、を備え、
前記ＥＵＶマスクにおいて、前記ＡＦ光の入射位置と前記ＥＵＶ光の入射位置がずれている検査装置。
前記ＥＵＶマスクに、シリコンを含む材料により形成されたペリクルが設けられている請求項１〜８のいずれか１項に記載の検査装置。
ＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光源と、
多層反射膜と吸収膜とを有するＥＵＶマスクに前記ＥＵＶ光を照射するために設けられた照明光学系と、
前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＥＵＶ光を反射する穴開き凹面鏡と、
前記凹面鏡で反射したＥＵＶ光を前記穴開き凹面鏡の穴に向けて反射する凸面鏡と、
前記凸面鏡で反射したＥＵＶ光を検出して、前記ＥＵＶマスクを撮像する撮像装置と、
波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍのＡＦ光を発生するＡＦ光源と、を備えた検査装置におけるフォーカス調整方法であって、
前記ＥＵＶマスクで反射したＡＦ光を前記穴開き凹面鏡、及び前記凸面鏡を介して検出するステップと、
前記ＡＦ光の検出結果に基づいて、ＥＵＶマスクにおける前記ＥＵＶ光のフォーカス位置を調整するステップと、を備え、
前記穴開き凹面鏡の反射面において、前記ＡＦ光が前記ＥＵＶ光の入射位置よりも外側に入射しているフォーカス調整方法。
前記照明光学系は、前記ＥＵＶマスクの真上に配置され、前記ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光を前記ＥＵＶマスクに向けて反射する落とし込みミラーを備え、
前記ＡＦ光が前記落とし込みミラーで反射して、前記ＥＵＶマスクに入射する請求項１０に記載のフォーカス調整方法。
前記照明光学系には、前記ＥＵＶマスクと共役な位置に絞りが配置され、
前記絞りの裏面側に、前記ＡＦ光源が設けられている請求項１１に記載のフォーカス調整方法。
前記照明光学系は、前記ＥＵＶマスクの真上に設けられ、前記ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光を前記ＥＵＶマスクに向けて反射する落とし込みミラーを備え、
前記ＡＦ光が、前記落とし込みミラーの外側から前記ＥＵＶマスクに入射する請求項１０に記載のフォーカス調整方法。
ＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光源と、
多層反射膜と吸収膜とを有するＥＵＶマスクに前記ＥＵＶ光を照射するために設けられた照明光学系と、
前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＥＵＶ光を反射する穴開き凹面鏡と、
前記凹面鏡で反射したＥＵＶ光を前記穴開き凹面鏡の穴に向けて反射する凸面鏡と、
前記凸面鏡で反射したＥＵＶ光を検出して、前記ＥＵＶマスクを撮像する撮像装置と、
波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍのＡＦ光を発生するＡＦ光源と、を備えた検査装置におけるフォーカス調整方法であって、
前記ＥＵＶマスクで反射したＡＦ光を前記穴開き凹面鏡、及び前記凸面鏡を介して検出するステップと、
前記ＡＦ光の検出結果に基づいて、ＥＵＶマスクにおける前記ＥＵＶ光のフォーカス位置を調整するステップと、を備え、
前記照明光学系は、前記ＥＵＶマスクの真上に設けられ、前記ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光を前記ＥＵＶマスクに向けて反射する落とし込みミラーを備え、
前記ＡＦ光が、前記落とし込みミラーの外側から前記ＥＵＶマスクに入射するフォーカス調整方法。
前記ＥＵＶマスクにおいて、前記ＡＦ光の入射位置と前記ＥＵＶ光の入射位置が一致している請求項１３または１４に記載のフォーカス調整方法。
前記ＥＵＶマスクにおいて、前記ＡＦ光の入射位置と前記ＥＵＶ光の入射位置がずれている請求項１０〜１４のいずれか１項に記載のフォーカス調整方法。
ＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光源と、
多層反射膜と吸収膜とを有するＥＵＶマスクに前記ＥＵＶ光を照射するために設けられた照明光学系と、
前記ＥＵＶマスクで反射した前記ＥＵＶ光を反射する穴開き凹面鏡と、
前記凹面鏡で反射したＥＵＶ光を前記穴開き凹面鏡の穴に向けて反射する凸面鏡と、
前記凸面鏡で反射したＥＵＶ光を検出して、前記ＥＵＶマスクを撮像する撮像装置と、
波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍのＡＦ光を発生するＡＦ光源と、を備えた検査装置におけるフォーカス調整方法であって、
前記ＥＵＶマスクで反射したＡＦ光を前記穴開き凹面鏡、及び前記凸面鏡を介して検出するステップと、
前記ＡＦ光の検出結果に基づいて、ＥＵＶマスクにおける前記ＥＵＶ光のフォーカス位置を調整するステップと、を備え、
前記ＥＵＶマスクにおいて、前記ＡＦ光の入射位置と前記ＥＵＶ光の入射位置がずれているフォーカス調整方法。
前記ＥＵＶマスクに、シリコンを含む材料により形成されたペリクルが設けられている請求項１０〜１７のいずれか１項に記載のフォーカス調整方法。