マスクブランクの検査方法およびマスクの製造方法
【課題】量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるＤＵＶ光を使用したマスクブランクの検査方法において、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）を高感度に検出できる技術を提供する。
【解決手段】第１画像検出器ＳＥ１をレンズＬ３の結像面１６よりも光路長がＸＬ１だけ短い位置に配置することにより、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１２の拡大検査像を負のデフォーカス状態で収集する。これに対し、第２画像検出器ＳＥ２をレンズＬ４の結像面１７よりも光路長がＸＬ２だけ長い位置に配置することにより、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１１の拡大検査像を正のデフォーカス状態で収集する。
【解決手段】第１画像検出器ＳＥ１をレンズＬ３の結像面１６よりも光路長がＸＬ１だけ短い位置に配置することにより、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１２の拡大検査像を負のデフォーカス状態で収集する。これに対し、第２画像検出器ＳＥ２をレンズＬ４の結像面１７よりも光路長がＸＬ２だけ長い位置に配置することにより、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１１の拡大検査像を正のデフォーカス状態で収集する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクブランクの検査方法およびマスクの製造方法に関し、特に、波長が１３．５ｎｍ付近の極端紫外線（ＥＵＶ：Extreme Ultra Violet）を使用するＥＵＶＬ（Extreme Ultra Violet Lithography）用のマスクブランクの検査方法およびＥＵＶＬに使用するマスクの製造方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００１−１７４４１５号公報（特許文献１）や特開２００２−３３３３１３号公報（特許文献２）には、レーザ光を基板に照射し、乱反射する光から異物を検出する方法として、明視野像（顕微鏡像）を使用する検査方法が記載されている。特に、特許文献１や特許文献２では、検出信号に非対称性を与えて凸欠陥であるか凹欠陥であるかを判別する技術が記載されている。
【０００３】
特開２００３−１１４２００号公報（特許文献３）や米国出願公開２００４／００５７１０７号（特許文献４）には、露光に使用するＥＵＶ光と同じ波長の検査光を用いて、マスクブランクに存在する欠陥を検出する技術が記載されている。特に、特許文献３には、暗視野像を使用する技術が記載され、特許文献４には、明視野像を使用する技術が記載されている。
【０００４】
特開２００５−２６５７３６号公報（特許文献５）には、一般的な光学マスクのパターン検査を行なうために用いられるＤＵＶ光（Deep Ultra Violet）を検査光に使用する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７４４１５号公報
【特許文献２】特開２００２−３３３３１３号公報
【特許文献３】特開２００３−１１４２００号公報
【特許文献４】米国出願公開２００４／００５７１０７号
【特許文献５】特開２００５−２６５７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体デバイス（半導体装置）は、回路パターンが描かれたマスクに露光光を照射し、マスクに形成されている回路パターンを、縮小光学系を介して半導体基板（半導体ウェハ）上に転写するフォトリソグラフィ技術を繰り返し用いることによって形成される。
【０００７】
近年、半導体デバイスの微細化が進み、フォトリソグラフィ技術で使用する露光光の波長をより短くして解像度を向上する技術が検討されている。例えば、これまでは波長１９３ｎｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ光を用いたＡｒＦリソグラフィ技術が開発されているが、それよりもはるかに波長の短い波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術（ＥＵＶＬ（Extreme Ultra Violet Lithography））の開発が進んでいる。
【０００８】
通常のフォトリソグラフィ技術では、回路パターンを形成したマスクに対して露光光を透過させることにより、マスクに形成したパターンを半導体基板上に転写する構成がとられる。すなわち、マスクは露光光に対して透過する透過材料から形成し、この透過材料に遮光パターンを形成することにより、マスクに所望の回路パターンを形成しているのである。ところが、ＥＵＶ光の波長域では、ＥＵＶ光に対して透明な物質が存在しないのである。つまり、ＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術では、ＥＵＶ光が物質に吸収されて透過しない関係から、露光光を透過させるマスクを構成することができないのである。このため、ＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術では、マスクに露光光を透過させるのではなく、マスクから露光光を反射する光学系が採用されている。
【０００９】
具体的にＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術では、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層からなる多層膜での反射を利用した多層膜反射基板がマスク基板（マスクブランク）として使用される。多層膜による反射は一種の干渉を利用した反射である。そして、ＥＵＶＬ用のマスクは、石英ガラスや低熱膨張ガラス基板の上にモリブデン層とシリコン層などの多層膜が被着された多層膜反射基板（マスクブランク）上に、低反射領域として、吸収体パターンすなわちＥＵＶ光の吸収膜と緩衝膜のパターンを形成している。すなわち、ＥＵＶＬ用マスクは、マスクブランク上に吸収体パターンを形成した構造をしている。このように構成されたＥＵＶＬ用マスクにＥＵＶ光を入射すると、吸収体パターンに入射したＥＵＶ光は吸収されて反射しない一方、吸収体パターンが形成されていない領域では、多層膜にＥＵＶ光が入射することにより多層膜からＥＵＶ光が反射する。これにより、ＥＵＶＬ用マスクから反射したＥＵＶ光を半導体基板上に露光することで、ＥＵＶＬ用マスクに形成された回路パターンを半導体基板上のレジスト膜に転写することができる。
【００１０】
このようにＥＵＶＬ用マスクは、多層膜を形成したマスクブランク上に吸収体パターンを形成した構造をしていることがわかる。ここで、ＥＵＶＬ用マスクでは、マスクブランク上に形成されたわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）も転写パターン不良を引き起こす原因となる。例えば、ＥＵＶＬ用マスクでは、露光光としてＥＵＶ光を使用するが、このＥＵＶ光の波長は１３．５ｎｍ程度であるので、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥でも、この凹凸欠陥でＥＵＶ光が反射されると、反射されたＥＵＶ光に対して大きな位相変化を与えるのである。つまり、ＥＵＶ光から見ると、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥も無視できる程度のものではなく、微細な凹凸欠陥による位相変化や乱反射によって、本来充分な反射光が得られるはずの領域の光強度が低下し、あたかも吸収体パターンが存在して反射光が吸収されている状態と同じ状態になってしまうおそれがある。すなわち、吸収体パターンが形成されていないマスクブランクの反射領域にわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥が存在すると、その微細な凹凸欠陥があたかも吸収体パターンのように機能し、正常な転写パターンが形成できなくなってしまうおそれがあるのである。
【００１１】
これに対し、波長１９３ｎｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ光を用いたＡｒＦリソグラフィ技術においては、上述したようなわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥が存在しても問題はない。つまり、波長（１９３ｎｍ）が微細な凹凸欠陥（数ｎｍ）よりも充分大きいことと、反射型マスクではなく透過型マスクを使用することから、通常の光リソグラフィ技術においては、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥は無視しても問題ないのである。このように、ＥＵＶＬ用マスクと通常の光リソグラフィ用マスクでは、露光光に使用する波長の相違や、反射型マスクか透過型マスクかの相違に起因して、欠陥に対して大きな差があることがわかる。すなわち、ＥＵＶＬ用マスクでは、従来の光リソグラフィ用マスクでは問題とならなかったわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥もパターンの転写不良を引き起こす原因となるのである。したがって、ＥＵＶＬ用マスクでは、吸収体パターンを形成する前のマスクブランクの段階で、マスクブランクにわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥が存在するか否かを検査する必要がある。
【００１２】
例えば、マスクブランクに形成されたわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥を検出する検査方法として、特許文献１や特許文献２に記載されているレーザ光を用いる検査方法が考えられる。しかし、レーザ光を用いる検査方法では、数ｎｍの微細な凹凸欠陥が検査光（レーザ光）の波長に比べて２桁以上小さいので、微細な凹凸欠陥を検出することは困難である。
【００１３】
一方、特許文献３や特許文献４に記載されている検査方法では、波長の短いＥＵＶ光を検査光として使用しているので、いずれも高い感度で位相欠陥を検出できることが知られている。しかし、検査光学系の取り扱いが難しいという問題点がある。つまり、検査光のＥＵＶ光源と多層膜反射面を採用した真空チャンバ内の検査光学系はいずれも取り扱いが難しく、さらに、光学ミラーへのダメージも充分に小さいとはいえない問題点が存在する。
【００１４】
これに対し、特許文献５に記載された検査方法では、検査光としてＤＵＶ光（波長２００ｎｍ程度）を使用しているので、量産装置としての完成度が高く、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるため、マスクブランクの有効な検査方法である。しかし、ＤＵＶ光の波長（約２００ｎｍ）は、検出すべき位相欠陥の凹凸に比べて約２桁長いので、上述した特許文献１や特許文献２に記載されているレーザ光を使用する検査方法と同様に、位相欠陥の検出感度が低下する問題点がある。
【００１５】
本発明の目的は、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるＤＵＶ光を使用したマスクブランクの検査方法において、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）を高感度に検出できる技術を提供することにある。
【００１６】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１８】
代表的な実施の形態におけるマスクブランクの検査方法は、（ａ）ＥＵＶ光を反射させる多層膜が形成されたマスクブランクをステージに載置する工程と、（ｂ）前記（ａ）工程後、検査光を前記マスクブランクに照射する工程とを備える。そして、（ｃ）前記（ｂ）工程後、前記マスクブランクの検査光照射領域を走査しながら、対物レンズを介して前記検査光照射領域の拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して第１所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程とを備える。さらに、（ｄ）前記（ｂ）工程後、前記マスクブランクの前記検査光照射領域を走査しながら、前記対物レンズを介して前記検査光照射領域の前記拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して前記第１所定量とは符号の異なる第２所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程とを備える。続いて、（ｅ）前記（ｃ）工程で収集される前記拡大検査像と、前記（ｄ）工程で収集される前記拡大検査像に基づいて、欠陥の有無を判定する工程と、（ｆ）前記（ｅ）工程で得られる判定結果を表示する工程とを備えることを特徴とするものである。
【００１９】
また、代表的な実施の形態におけるマスクの製造方法は、（ａ）ＥＵＶ光を反射させる多層膜が形成されたマスクブランクに存在する欠陥の有無を検査する工程と、（ｂ）前記（ａ）工程で前記欠陥が検出された場合、検出された前記欠陥の位置座標に基づいて、吸収体パターンを形成する工程とを備える。このとき、前記（ａ）工程は、（ａ１）前記マスクブランクをステージに載置する工程と、（ａ２）前記（ａ１）工程後、検査光を前記マスクブランクに照射する工程とを有する。そして、（ａ３）前記（ａ２）工程後、前記マスクブランクの検査光照射領域を走査しながら、対物レンズを介して前記検査光照射領域の拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して第１所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程とを有する。さらに、（ａ４）前記（ａ２）工程後、前記マスクブランクの前記検査光照射領域を走査しながら、前記対物レンズを介して前記検査光照射領域の前記拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して前記第１所定量とは符号の異なる第２所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程とを有する。続いて、（ａ５）前記（ａ３）工程で収集される前記拡大検査像と、前記（ａ４）工程で収集される前記拡大検査像に基づいて、欠陥の有無を判定する工程と、（ａ６）前記（ａ５）工程を実施した結果、前記マスクブランクに存在する前記欠陥が検出された場合、前記欠陥の位置座標を記憶する工程とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２１】
量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるＤＵＶ光を使用したマスクブランクの検査方法において、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）を高感度に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ＥＵＶ光を使用した露光光学系を示す構成図である。
【図２】マスクの平面構成を示す図である。
【図３】図２に示すマスクのデバイスパターンエリアでの一断面を示す断面図である。
【図４】マスク基板上に位相欠陥が形成されている状態を示す断面図である。
【図５】位相欠陥が吸収体の間の反射領域に残存する場合を示す断面図である。
【図６】ＤＵＶ光を検査光とする検査装置において、マスクブランクスに存在する欠陥画像を取り込む検査光学系を示す構成図である。
【図７】マスクブランクに形成された多層膜上に凹形状の位相欠陥が存在する場合において、マスクブランクの表面を対物レンズの光軸方向にずらす量を変化させた際、画像検出器の受光面に形成されるそれぞれの拡大検査像の光強度分布をシミュレーション解析により求めた結果を示すグラフである。
【図８】マスクブランクに形成された多層膜上に凸形状の位相欠陥が存在する場合において、マスクブランクの表面を対物レンズの光軸方向にずらす量を変化させた際、画像検出器の受光面に形成されるそれぞれの拡大検査像の光強度分布をシミュレーション解析により求めた結果を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法に使用する検査装置の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態１において、マスクブランク上にわたって２つの検査光照射領域を走査する様子を示す図である。
【図１１】２つの検査光照射領域を１つの検査ストライプの検査領域内で移動させる様子を示す図である。
【図１２】実施の形態１における検査装置において、１つの検査ストライプでの処理工程を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法の流れを示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態２における検査装置の構成を示す図である。
【図１５】実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法に使用する検査装置の構成を示す図である。
【図１６】実施の形態３における検査装置において、１つの検査ストライプでの処理工程を説明するためのタイムチャートである。
【図１７】実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法の流れを示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態４におけるマスクの製造方法で製造されたマスクの一例を示す平面図である。
【図１９】図１８のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図２０】実施の形態４におけるマスクの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２１】実施の形態４におけるマスクの製造方法で製造されたマスクの一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２４】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２５】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２６】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２７】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２８】
（実施の形態１）
例えば、波長１９３ｎｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ光を用いたＡｒＦリソグラフィ技術が開発されているが、さらなるパターンの微細化に対応するため、それよりもはるかに波長の短い波長１３．５ｎｍ（１２ｎｍ〜１５ｎｍ）のＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術（ＥＵＶＬ（Extreme Ultra Violet Lithography））の開発が進んでいる。つまり、露光光の波長が短くなるほど、より微細化されたパターンを半導体ウェハに転写することができることから、さらなる微細化されたパターンを転写するため、露光光の波長を短くすることが行なわれているのである。
【００２９】
このとき、例えば、波長１９３ｎｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ光を用いた通常のフォトリソグラフィ技術では、回路パターンを形成したマスクに対して露光光を透過させることにより、マスクに形成したパターンを半導体基板上に転写する構成がとられる。すなわち、マスクは露光光に対して透過する透過材料から形成し、この透過材料に遮光パターンを形成することにより、マスクに所望の回路パターンを形成しているのである。ところが、ＥＵＶ光の波長域では、ＥＵＶ光に対して透明な物質が存在しないのである。つまり、ＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術では、ＥＵＶ光が物質に吸収されて透過しない関係から、露光光を透過させるマスクを構成することができないのである。このため、ＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術では、マスクに露光光を透過させるのではなく、マスクから露光光を反射する光学系が採用されている。
【００３０】
図１は、ＥＵＶ光を使用した露光光学系を示す構成図である。図１に示すように、ＥＵＶ光を使用した露光光学系は、光源ＬＳ、照明光学系ＬＯＳ１、マスクＭ、結像光学系ＬＯＳ２およびステージＳＴを有している。光源ＬＳは、波長が１２ｎｍ〜１５ｎｍのＥＵＶ光（極端紫外線）を照射する光源である。照明光学系ＬＯＳ１は、光源ＬＳからＥＵＶ光を入射し、入射したＥＵＶ光を加工してマスクＭに照射するように構成されている。通常、照明光学系ＬＯＳ１はレンズを用いて構成されるが、ＥＵＶ光に対して透明な材料は存在しないため、ＥＵＶ光を使用する照明光学系ＬＯＳ１では、ＥＵＶ光を反射する反射鏡（例えば、凹面鏡や凸面鏡）から構成されている。すなわち、照明光学系ＬＯＳ１は、反射鏡を使用してＥＵＶ光の形状を加工するようになっている。マスクＭには、半導体基板１Ｓに転写するパターン（例えば、回路パターン）が形成されており、照明光学系ＬＯＳ１から射出したＥＵＶ光がマスクＭに形成されているパターンを反映して反射するようになっている。結像光学系ＬＯＳ２は、マスクＭで反射したＥＵＶ光を入射して半導体基板１Ｓ上にＥＵＶ光を結像させるように構成されている。通常、結像光学系ＬＯＳ２はレンズを用いて構成されるが、ＥＵＶ光に対して透明な材料は存在しないため、ＥＵＶ光を使用する結像光学系ＬＯＳ２では、ＥＵＶ光を反射する反射鏡（例えば、凹面鏡や凸面鏡）から構成されている。すなわち、結像光学系ＬＯＳ２は、反射鏡を使用してＥＵＶ光を集光しマスクパターンの像を半導体基板１Ｓ上に結像させるように構成されている。ステージＳＴは、半導体基板１Ｓを載置するためのものであり、結像光学系ＬＯＳ２によってＥＵＶ光が結像される位置に半導体基板１Ｓを配置するように構成されている。図１に示す露光光学系では、ＥＵＶ光を使用しており、ＥＵＶ光を減衰させないために、光源ＬＳ、照明光学系ＬＯＳ１、マスクＭ、結像光学系ＬＯＳ２およびステージＳＴを有する露光光学系は、真空中に配置される。
【００３１】
本実施の形態１における露光光学系は上記のように構成されており、以下に、その動作について図１を参照しながら説明する。まず、光源ＬＳよりＥＵＶ光を照射する。光源ＬＳから射出されたＥＵＶ光は、照明光学系ＬＯＳ１に入射する。照明光学系ＬＯＳ１に入射したＥＵＶ光は、照明光学系ＬＯＳ１を構成する反射鏡で反射されることにより加工された後、照明光学系ＬＯＳ１から射出される。続いて、照明光学系ＬＯＳ１から射出されたＥＵＶ光は、マスクＭに入射される。マスクＭに入射したＥＵＶ光は、マスクＭに形成されているパターンを反映して反射される。そして、マスクＭで反射したＥＵＶ光は、結像光学系ＬＯＳ２に入射する。結像光学系ＬＯＳ２に入射したＥＵＶ光は、結像光学系ＬＯＳ２を構成する反射鏡によって加工され、ステージＳＴ上に搭載されている半導体基板１Ｓ（詳細には、半導体基板１Ｓ上に形成されているレジスト膜）にパターンが結像する。つまり、マスクＭに形成されている回路パターンが結像光学系ＬＯＳ２によって、半導体基板１Ｓ上に縮小投影される。このようにして、マスクＭに形成されている回路パターンを半導体基板１Ｓのレジスト膜に転写することができる。
【００３２】
上述したようにマスクＭにはパターンが形成されており、このパターンにＥＵＶ光を入射することにより、パターンに対応した反射光を射出することができるようになっている。以下では、マスクＭに形成されているパターンの構造について説明する。
【００３３】
図２は、マスクＭの平面構成を示す図である。図２に示すように、マスクＭは矩形形状をしており、矩形形状をしているマスクＭの四隅にアライメントマークＭＡが形成されている。このアライメントマークＭＡは、マスクＭの位置合わせを行なう機能のパターン群を有するものである。そして、マスクＭの中央部には、デバイスパターンエリアＭＤＥが形成されている。このデバイスパターンエリアＭＤＥには、半導体装置を構成する回路パターンが形成されている。したがって、マスクＭに入反射するＥＵＶ光はこのデバイスパターンエリアＭＤＥに照射されることになる。
【００３４】
図３は、図２に示すマスクＭのデバイスパターンエリアＭＤＥでの一断面を示す断面図である。図３に示すように、マスクＭには、マスク基板（マスクブランク）ＭＳ上に多層膜ＭＬＦが形成されている。マスク基板ＭＳは、例えば、石英ガラスや低熱膨張材から構成されており、多層膜ＭＬＦは、例えば、シリコン層とモリブデン層とを多層にわたって積層した構造をしている。多層膜ＭＬＦは、マスクＭに入射したＥＵＶ光を反射するために設けられている膜である。つまり、例えば、シリコン層とモリブデン層からなる多層膜ＭＬＦでは、シリコン層の屈折率とモリブデン層の屈折率が異なることで生じる多層膜反射を利用してＥＵＶ光を反射している。この多層膜反射は、一種の干渉を利用した反射である。具体的には、多層膜ＭＬＦの表面で反射した光と、多層膜ＭＬＦの内部で反射した光とが干渉して強め合うことにより、ある一定強度以上のＥＵＶ光を反射できるようになっている。
【００３５】
多層膜ＭＬＦ上には、キャッピング層ＣＡＰが形成されている。このキャッピング層ＣＡＰは、多層膜ＭＬＦを保護するために設けられている膜であり、例えば、シリコン層やルテニウム層から形成されている。このキャッピング層ＣＡＰ上には、バッファ層ＢＵＦを介して吸収体ＡＢＳがパターン状に形成されている。吸収体ＡＢＳはマスクＭに入射してきたＥＵＶ光を吸収して反射しないようにするものである。この吸収体ＡＢＳは、例えば、窒化タンタル（ＴａＮ）などのタンタル系材料から形成されている。吸収体ＡＢＳは、ＥＵＶ光を充分に吸収する観点から、その厚さは、例えば、５０ｎｍ〜１００ｎｍとなっている。バッファ層ＢＵＦは、吸収体ＡＢＳを加工する際に行なわれるエッチングに対するストッパとして機能する膜であり、バッファ層ＢＵＦの下層に形成されている多層膜ＭＬＦをエッチングダメージから保護する機能を有している。なお、マスク基板ＭＳの裏面には、導体膜ＣＦが形成されているが、この導体膜ＣＦはマスクＭをステージに静電チャックするために設けられる膜である。
【００３６】
以上のように構成されているマスクＭでは、多層膜ＭＬＦが露出している領域と、吸収体ＡＢＳが形成されている領域とを設けることにより、ＥＵＶ光に対するパターニングが行なわれている。すなわち、マスクＭにＥＵＶ光が入射する場合、多層膜ＭＬＦが露出している領域では、ＥＵＶ光が反射して反射光が射出される。これに対し、吸収体ＡＢＳが形成されている領域ではＥＵＶ光が吸収され反射光が生じない。このため、多層膜ＭＬＦが露出する領域と、吸収体ＡＢＳが形成されている領域とで、回路パターンを形成することにより、回路パターンを反映した反射光を得ることができるのである。
【００３７】
ここで、ＥＵＶＬ用マスクでは、マスクブランク（マスク基板）上に形成されたわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）も転写パターン不良を引き起こす原因となる。例えば、図４は、マスク基板ＭＳ上に位相欠陥ＰＤが形成されている状態を示す断面図である。図４に示すように、マスク基板ＭＳ上に多層膜ＭＬＦを被着させる際、マスク基板ＭＳ上に微細な窪みが存在したまま多層膜ＭＬＦを形成すると、多層膜ＭＬＦを形成したマスク基板ＭＳに凹形状の位相欠陥ＰＤが発生してしまうことがわかる。この位相欠陥ＰＤを残したままバッファ層ＢＵＦと吸収体ＡＢＳを形成してマスクＭを製造すると、例えば、図５に示すように、隣接する吸収体ＡＢＳの間に位相欠陥ＰＤが残存する場合がある。図５は、位相欠陥ＰＤが吸収体ＡＢＳの間の反射領域に残存する場合を示す断面図である。
【００３８】
図５に示すように、反射領域に位相欠陥ＰＤが存在する場合、露光光に使用するＥＵＶ光の波長は１３．５ｎｍ程度であるので、わずか数ｎｍの微細な位相欠陥ＰＤでも、この位相欠陥ＰＤでＥＵＶ光が反射されると、反射されたＥＵＶ光に対して大きな位相変化を与える。つまり、ＥＵＶ光から見ると、わずか数ｎｍの微細な位相欠陥ＰＤも無視できる程度のものではなく、微細な位相欠陥ＰＤによる位相変化や乱反射によって、本来充分な反射光が得られるはずの領域の光強度が低下し、あたかも吸収体ＡＢＳが存在して反射光が吸収されている状態と同じ状態になってしまうおそれがある。すなわち、吸収体ＡＢＳが形成されていないマスク基板ＭＳ（マスクブランク）の反射領域にわずか数ｎｍの微細な位相欠陥ＰＤが存在すると、その微細な位相欠陥ＰＤがあたかも吸収体ＡＢＳのように機能し、正常な転写パターンが形成できなくなってしまうおそれがある。したがって、ＥＵＶＬ用マスクでは、吸収体ＡＢＳを形成する前のマスク基板ＭＳ（マスクブランク）の段階で、マスク基板ＭＳ（マスクブランク）にわずか数ｎｍの微細な位相欠陥ＰＤが存在するか否かを検査する必要がある。
【００３９】
まず、マスク基板ＭＳに存在する数ｎｍ程度の位相欠陥を検出する方法として、露光光としても使用しているＥＵＶ光を検査光として使用することが考えられる。つまり、波長が１３．５ｎｍ程度のＥＵＶ光で、高さが数ｎｍ程度の位相欠陥が問題となることから、このＥＵＶ光を検査光として使用することにより高感度で位相欠陥を検出することができると考えられる。しかし、ＥＵＶ光を検査光として使用する場合、以下に示すような問題点が存在する。すなわち、ＥＵＶ光の波長域では、ＥＵＶ光に対して透明な物質が存在しない。このため、ＥＵＶ光を使用した検査では、検査光のＥＵＶ光源と多層膜反射面を採用した真空チャンバ内の検査光学系を使用する必要が生じる。ところが、検査光のＥＵＶ光源と多層膜反射面を採用した真空チャンバ内の検査光学系はいずれも取り扱いが難しいという課題が存在する。
【００４０】
これに対し、検査光としてＤＵＶ光（波長１８０ｎｍ〜２１０ｎｍ程度）を使用することが考えられる。このＤＵＶ光を使用した検査方法は、量産装置としての完成度が高く、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるため、マスク基板の有効な検査方法と考えられる。しかし、ＤＵＶ光の波長（１８０ｎｍ〜２１０ｎｍ）は、検出すべき位相欠陥の凹凸に比べて約２桁長いので、数ｎｍ程度の高さを有する位相欠陥を高感度に検出することが難しい。
【００４１】
そこで、本願発明では、量産装置としての完成度が高く、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できて取り扱いが容易であるというＤＵＶ光を使用した検査方法を採用することを前提とし、ＤＵＶ光を使用した検査方法であっても、数ｎｍ程度の高さを有する位相欠陥の検出感度を向上できる工夫を施している。以下に、この工夫を施したマスクブランクス（マスク基板）の検査方法について説明する。
【００４２】
まず、ＤＵＶ光を使用した検査方法であっても、ＤＵＶ光の波長よりも２桁程度小さい高さの微細な位相欠陥を高感度に検出できる知見について説明する。図６は、ＤＵＶ光を検査光とする検査装置において、マスクブランクス（マスク基板）に存在する欠陥画像を取り込む検査光学系を示す構成図である。図６に示すように、この検査光学系は、光源ＩＬＳ、ビームスプリッタＢＳＰ、対物レンズＯＢＬ、マスクブランクＭＢ、および、画像検出器ＳＥを備えている。光源ＩＬＳは、波長が１８０ｎｍ〜２１０ｎｍ程度のＤＵＶ光を射出することができるように構成されており、この光源ＩＬＳから射出されたＤＵＶ光ＢＭ１は、ビームスプリッタＢＳＰに入射される。そして、ビームスプリッタＢＳＰに入射されたＤＵＶ光ＢＭ１は、ビームスプリッタＢＳＰで折り曲げられ、対物レンズＯＢＬを通してマスクブランクＭＢの所定領域に照射される。このとき、マスクブランクＭＢには多層膜が形成されており、多層膜が形成されているマスクブランクＭＢの面にＤＵＶ光ＢＭ１が照射される。すなわち、図６において、マスクブランクＭＢの下面に多層膜が形成されている。マスクブランクＭＢに照射されたＤＵＶ光ＢＭ１は反射し、反射したＤＵＶ光ＢＭ２は対物レンズＯＢＬで集められるとともに、ビームスプリッタＢＳＰを透過する。ビームスプリッタＢＳＰを透過したＤＵＶ光ＢＭ２は、画像検出器ＳＥの受光面に照射される。このとき、画像検出器ＳＥの受光面にマスクブランクＭＢの表面の拡大検査像が結像されるように画像検出器ＳＥの位置が調整されている。つまり、マスクブランクＭＢの表面と、画像検出器ＳＥの受光面とは、対物レンズＯＢＬを介して共役の位置関係にあることになる。このようにして、マスクブランクＭＢの表面の拡大検査像を画像検出器ＳＥで受光することができる。この場合、画像検出器ＳＥで受光された拡大検査像を解析することにより、マスクブランクＭＢ上に形成されている位相欠陥を検出できると考えられる。しかし、実際には、画像検出器ＳＥの受光面にマスクブランクＭＢの表面の拡大検査像を結像させるだけでは、微細な位相欠陥による光強度変化はわずかであり、この位相欠陥を検出することは困難である。
【００４３】
そこで、本発明者は、画像検出器ＳＥの受光面にマスクブランクＭＢの表面の拡大検査像を結像させるのではなく、マスクブランクＭＢの表面と画像検出器ＳＥの受光面との位置関係をデフォーカス状態にすることにより、微細な位相欠陥の光強度分布を変化させることができるのではないかという発想に基づいて、画像検出器ＳＥの受光面に形成される拡大検査像の光強度分布をシミュレーション解析した。このシミュレーション解析の結果について説明する。
【００４４】
図７は、マスクブランクに形成された多層膜ＭＬＦ上に凹形状の位相欠陥ＰＤ１が存在する場合において、マスクブランクの表面を対物レンズの光軸方向にずらす量を変化させた際、画像検出器の受光面に形成されるそれぞれの拡大検査像の光強度分布をシミュレーション解析により求めた結果を示すグラフである。ここでは、凹形状の位相欠陥ＰＤ１の深さを２．２ｎｍ、半値全幅を６０ｎｍとしている。そして、対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．７５としている。また、照明光（ＤＵＶ光）の干渉性の度合いを示すコヒーレンスファクタσの値を１．０と仮定している。コヒーレンスファクタσの値を１よりも小さくすると、照明光の干渉性は高くなり、欠陥などの像の強度変化は大きくなる傾向にある。
【００４５】
図７の横軸は、マスクブランク上の位置（ｎｍ）を示しており、図７の縦軸は、拡大検査像の光強度を示している。
【００４６】
ここで、図７においては、マスクブランクの位置がフォーカス位置から対物レンズの光軸方向に沿ってシフトする量、すなわち、デフォーカス量を、−４００ｎｍ、−２００ｎｍ、０ｎｍ、＋２００ｎｍ、＋４００ｎｍに設定したときに得られる拡大検査像の光強度分布をそれぞれ、曲線１−１、曲線１−２、曲線１−３、曲線１−４、曲線１−５で示している。このとき、本明細書では、デフォーカス量が＋という場合は光路長が長くなる方向へのシフトをいい、デフォーカス量が−という場合は光路長が短くなる方向へのシフトをいうものとする。
【００４７】
図７の曲線１−３に示すように、デフォーカス量を０ｎｍとした場合、すなわち、マスクブランクと画像検出器の位置関係がフォーカス状態にある場合、位相欠陥ＰＤ１に対応する光強度は、周囲の光強度に比べてわずかに暗くなっていることがわかる。これは、位相欠陥ＰＤ１にＤＵＶ光が照射された際、位相欠陥ＰＤ１の凹形状によってＤＵＶ光が乱反射されることにより、位相欠陥ＰＤ１に対応する光強度が低くなったものと考えることができる。しかし、この光強度の変化は、周囲の光強度とくらべてわずかに暗くなる程度であり、この光強度変化を検出することにより、位相欠陥ＰＤ１を検出することは困難であると考えられる。
【００４８】
一方、−２００ｎｍや−４００ｎｍといった負のデフォーカス量に対しては、曲線１−１や曲線１−２に示すように、位相欠陥ＰＤ１に対応した光強度が、周辺部の光強度に比べて大きくなっていることがわかる。そして、この場合の光強度の変化量は、デフォーカス量を０ｎｍとした場合の光強度の変化量よりも大きくなっている。つまり、マスクブランクと画像検出器の位置関係を負のデフォーカス状態とすると、位相欠陥ＰＤ１の光強度変化が、マスクブランクと画像検出器の位置関係をフォーカス状態とする場合よりも大きくなるとともに、光強度が減少する方向に変化するのではなく、光強度が増加する方向に変化することがわかる。
【００４９】
さらに、＋２００ｎｍや＋４００ｎｍといった正のデフォーカス量に対しては、曲線１−４や曲線１−５に示すように、位相欠陥ＰＤ１に対応した光強度が、周辺部の光強度に比べて小さくなっていることがわかる。この場合の光強度の変化量は、デフォーカス量を０ｎｍとした場合の光強度の変化量よりも大きくなっている。つまり、マスクブランクと画像検出器の位置関係を正のデフォーカス状態とすると、マスクブランクと画像検出器の位置関係をフォーカス状態とする場合と同じく位相欠陥ＰＤ１に対応した光強度は減少するが、その光強度の変化量は、マスクブランクと画像検出器の位置関係をフォーカス状態とする場合よりも大きくなることがわかる。
【００５０】
続いて、図８は、マスクブランクに形成された多層膜ＭＬＦ上に凸形状の位相欠陥ＰＤ２が存在する場合において、マスクブランクの表面を対物レンズの光軸方向にずらす量を変化させた際、画像検出器の受光面に形成されるそれぞれの拡大検査像の光強度分布をシミュレーション解析により求めた結果を示すグラフである。ここでは、凸形状の位相欠陥ＰＤ２の高さを２．２ｎｍ、半値全幅を６０ｎｍとしている。そして、対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．７５としている。また、照明光（ＤＵＶ光）の干渉性の度合いを示すコヒーレンスファクタσの値を１．０と仮定している。コヒーレンスファクタσの値を１よりも小さくすると、照明光の干渉性は高くなり、欠陥などの像の強度変化は大きくなる傾向にある。
【００５１】
図８の横軸は、マスクブランク上の位置（ｎｍ）を示しており、図８の縦軸は、拡大検査像の光強度を示している。
【００５２】
ここで、図８においては、マスクブランクの位置がフォーカス位置から対物レンズの光軸方向に沿ってシフトする量、すなわち、デフォーカス量を、＋４００ｎｍ、＋２００ｎｍ、０ｎｍ、−２００ｎｍ、−４００ｎｍに設定したときに得られる拡大検査像の光強度分布をそれぞれ、曲線２−１、曲線２−２、曲線２−３、曲線２−４、曲線２−５で示している。このとき、本明細書では、デフォーカス量が＋（正）という場合は光路長が長くなる方向へのシフトをいい、デフォーカス量が−（負）という場合は光路長が短くなる方向へのシフトをいうものとする。
【００５３】
図８の曲線２−３に示すように、デフォーカス量を０ｎｍとした場合、すなわち、マスクブランクと画像検出器の位置関係がフォーカス状態にある場合、位相欠陥ＰＤ２に対応する光強度は、周囲の光強度に比べてわずかに暗くなっていることがわかる。これは、位相欠陥ＰＤ２にＤＵＶ光が照射された際、位相欠陥ＰＤ２の凸形状によってＤＵＶ光が乱反射されることにより、位相欠陥ＰＤ２に対応する光強度が低くなったものと考えることができる。しかし、この光強度の変化は、周囲の光強度とくらべてわずかに暗くなる程度であり、この光強度変化を検出することにより、位相欠陥ＰＤ２を検出することは困難であると考えられる。
【００５４】
一方、＋２００ｎｍや＋４００ｎｍといった正のデフォーカス量に対しては、曲線２−１や曲線２−２に示すように、位相欠陥ＰＤ２に対応した光強度が、周辺部の光強度に比べて大きくなっていることがわかる。そして、この場合の光強度の変化量は、デフォーカス量を０ｎｍとした場合の光強度の変化量よりも小さいが、光強度が減少する方向に変化するのではなく、光強度が増加する方向に変化することがわかる。
【００５５】
さらに、−２００ｎｍや−４００ｎｍといった負のデフォーカス量に対しては、曲線２−４や曲線２−５に示すように、位相欠陥ＰＤ２に対応した光強度が、周辺部の光強度に比べて小さくなっていることがわかる。この場合の光強度の変化量は、デフォーカス量を０ｎｍとした場合の光強度の変化量よりも大きくなっている。つまり、マスクブランクと画像検出器の位置関係を負のデフォーカス状態とすると、マスクブランクと画像検出器の位置関係をフォーカス状態とする場合と同じく位相欠陥ＰＤ２に対応した光強度は減少するが、その光強度の変化量は、マスクブランクと画像検出器の位置関係をフォーカス状態とする場合よりも大きくなることがわかる。
【００５６】
以上のことから、上述したシミュレーション解析により、以下に示す知見が得られる。
【００５７】
（１）画像検出器の受光面にマスクブランクの表面の拡大検査像を結像させるのではなく、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係をデフォーカス状態にすることにより、微細な位相欠陥に対応した光強度を周辺部に対応した光強度から大きく変化させることができる。
【００５８】
（２）正のデフォーカス状態と負のデフォーカス状態では、位相欠陥に対応する光強度変化が逆方向となるので、正のデフォーカス状態での位相欠陥に対応する光強度と、負のデフォーカス状態での位相欠陥に対応する光強度との差をとれば、さらに、大きな光強度差を得ることができる。
【００５９】
（３）凹形状の位相欠陥では、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を負のデフォーカス状態にすると、凹形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも明るくなるように変化する一方、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を正のデフォーカス状態にすると、凹形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも暗くなるように変化する。これに対し、凸形状の位相欠陥では、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を正のデフォーカス状態にすると、凸形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも明るくなるように変化する一方、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を負のデフォーカス状態にすると、凸形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも暗くなるように変化する。つまり、位相欠陥に対応する光強度の明暗のデフォーカス依存性は、凹形状の位相欠陥と凸形状の位相欠陥で逆になる。
【００６０】
次に、上述した知見を具現化した本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法について図面を参照しながら説明する。まず、本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法を実現する検査装置の構成について説明する。図９は、本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法に使用する検査装置の構成を示す図である。図９に示すように、本実施の形態１における検査装置の投光系は、まず、光源ＩＬＳ、レンズＬ１、レンズＬ２、絞り（アパーチャ）ＡＰ１、ビームスプリッタＢＳＰ、対物レンズＯＢＬ、および、欠陥検査の対象となるマスクブランクＭＢを備えている。
【００６１】
光源ＩＬＳは、波長が１８０ｎｍ〜２１０ｎｍ程度のＤＵＶ光を射出することができるように構成されており、この光源ＩＬＳから射出されたＤＵＶ光ＢＭ１は、レンズＬ１、絞りＡＰ１、レンズＬ２を透過し、ビームスプリッタＢＳＰで折り曲げられた後、対物レンズＯＢＬを透過してマスクブランクＭＢ上の所定領域ＩＬＡに照射される。これにより、絞りＡＰ１に形成されている２つの開口部をマスクブランクＭＢの所定領域ＩＬＡ内の検査光照射領域１１、１２に像として投影することができる。このとき、マスクブランクＭＢには多層膜が形成されており、多層膜が形成されているマスクブランクＭＢの面にＤＵＶ光ＢＭ１が照射される。すなわち、図９において、マスクブランクＭＢの下面に多層膜が形成されている。マスクブランクＭＢに照射されたＤＵＶ光ＢＭ１は反射し、反射したＤＵＶ光ＢＭ２は対物レンズＯＢＬで集められるとともに、ビームスプリッタＢＳＰを透過する。ビームスプリッタＢＳＰを透過したＤＵＶ光ＢＭ２は、投影領域ＰＲＡに集光する。つまり、マスクブランクＭＢ上の所定領域ＩＬＡは、対物レンズＯＢＬの投影可能領域であり、この所定領域ＩＬＡ内で反射したＤＵＶ光ＢＭ２は、対物レンズＯＢＬおよびビームスプリッタＢＳＰを透過して、対物レンズＯＢＬの結像面である投影領域ＰＲＡに集光する。したがって、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１１および検査光照射領域１２は、投影領域ＰＲＡ内に拡大検査像１３および拡大検査像１４として分離して投影される。このとき、例えば、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１１が投影領域ＰＲＡ内の拡大検査像１３に対応し、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１２が投影領域ＰＲＡ内の拡大検査像１４に対応する。
【００６２】
さらに、本実施の形態１における検査装置の受光系は、ミラー１５、レンズＬ３、レンズＬ４、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２を備えている。そして、上述した投影領域ＰＲＡ内の拡大検査像１４を構成する光束はミラー１５によって折り曲げられ、この折り曲げられた光束は、レンズＬ３を介して第１画像検出器ＳＥ１の受光面上に拡大検査像を形成するように、ミラー１５、レンズＬ３および第１画像検出器ＳＥ１が配置されている。ただし、図９に示すように、第１画像検出器ＳＥ１は、レンズＬ３の結像面１６よりも光路長がＸＬ１だけ短い位置に配置されている。このとき、レンズＬ３の結像面１６は、拡大検査像１４と共役の関係にある。したがって、検査光照射領域１２と、拡大検査像１４と、結像面１６とは互いに共役の関係にあることになる。
【００６３】
一方、投影領域ＰＲＡ内の拡大検査像１３を構成する光束は、レンズＬ４を介して第２画像検出器ＳＥ２の受光面上に拡大検査像を形成するように、レンズＬ４および第２画像検出器ＳＥ２が配置されている。ただし、図９に示すように、第２画像検出器ＳＥ２は、レンズＬ４の結像面１７よりも光路長がＸＬ２だけ長い位置に配置されている。このとき、レンズＬ４の結像面１７は、拡大検査像１３と共役の関係にある。したがって、検査光照射領域１１と、拡大検査像１３と、結像面１７とは互いに共役の関係にあることになる。
【００６４】
このように第１画像検出器ＳＥ１をレンズＬ３の結像面１６よりも光路長がＸＬ１だけ短い位置に配置することにより、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１２の拡大検査像を負のデフォーカス状態で収集することができる。これに対し、第２画像検出器ＳＥ２をレンズＬ４の結像面１７よりも光路長がＸＬ２だけ長い位置に配置することにより、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１１の拡大検査像を正のデフォーカス状態で収集することができる。したがって、本実施の形態１における検査装置では、マスクブランクＭＢ上の隣接する検査光照射領域１１および検査光照射領域１２のそれぞれの拡大検査像を、互いに異符号のデフォーカス状態で収集することができる。なお、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２は、配置位置を変更できるように構成されている。
【００６５】
さらに、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２は、制御回路ＣＮＴと接続されており、制御回路ＣＮＴを構成するＣＰＵ１およびメモリ２によってデータが収集されるように構成されている。具体的に、第１画像検出器ＳＥ１から第１検査画像データが収集され、第２画像検出器ＳＥ２から第２検査画像データが収集される。そして、本実施の形態１における検査装置では、収集された第１検査画像データの光強度と第２検査画像データの光強度の差分を取ることにより、光強度差データが算出されるように構成されている。
【００６６】
ここで、本実施の形態１における検査装置では、図９に示すように、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１２の拡大検査像を第１画像検出器ＳＥ１で収集しているが、第１画像検出器ＳＥ１の受光面がレンズＬ３の結像面よりも対物レンズＯＢＬに近い位置に配置されている。すなわち、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１２）と第１画像検出器ＳＥ１の位置関係がデフォーカス状態となっている。同様に、本実施の形態１における検査装置では、図９に示すように、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１１の拡大検査像を第２画像検出器ＳＥ２で収集しているが、第２画像検出器ＳＥ２の受光面がレンズＬ４の結像面よりも対物レンズＯＢＬから遠い位置に配置されている。すなわち、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１１）と第２画像検出器ＳＥ２の位置関係がデフォーカス状態となっている。そして、本実施の形態１では、デフォーカス状態で第１画像検出器ＳＥ１から第１検査画像データを収集し、かつ、デフォーカス状態で第２画像検出器ＳＥ２から第２検査画像データを収集している。したがって、本実施の形態１における検査装置では、画像検出器（第１画像検出器ＳＥ１、第２画像検出器ＳＥ２）の受光面にマスクブランクＭＢの表面の拡大検査像を結像させるのではなく、マスクブランクＭＢの表面と画像検出器（第１画像検出器ＳＥ１、第２画像検出器ＳＥ２）の受光面との位置関係をデフォーカス状態にすることにより、微細な位相欠陥に対応した光強度を周辺部に対応した光強度から大きく変化させることができるという知見（１）を具現化していることがわかる。
【００６７】
さらに、本実施の形態１における検査装置では、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１２）と第１画像検出器ＳＥ１の位置関係が負のデフォーカス状態となっている一方、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１１）と第２画像検出器ＳＥ２の位置関係が正のデフォーカス状態となっている。そして、負のデフォーカス状態となっている第１画像検出器ＳＥ１からの第１検査画像データ（光強度）と、正のデフォーカス状態となっている第２画像検出器ＳＥ２からの第２検査画像データ（光強度）の差分から光強度差データを算出している。このことから、正のデフォーカス状態と負のデフォーカス状態では、位相欠陥に対応する光強度変化が逆方向となるので、正のデフォーカス状態での位相欠陥に対応する光強度と、負のデフォーカス状態での位相欠陥に対応する光強度との差をとれば、さらに、大きな光強度差を得ることができるという知見（２）も本実施の形態１における検査装置では具現化されている。
【００６８】
また、本実施の形態１では、上述した光強度差データだけでなく、負のデフォーカス状態となっている第１画像検出器ＳＥ１からの第１検査画像データ（光強度）自体も保持し、かつ、正のデフォーカス状態となっている第２画像検出器ＳＥ２からの第２検査画像データ（光強度）も保持している。このため、本実施の形態１における検査装置によれば、位相欠陥に対応する光強度の明暗のデフォーカス依存性が凹形状の位相欠陥と凸形状の位相欠陥で逆になるという知見（３）も実現することができる。
【００６９】
例えば、凹形状の位相欠陥では、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を負のデフォーカス状態にすると、凹形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも明るくなるように変化する一方、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を正のデフォーカス状態にすると、凹形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも暗くなるように変化する。したがって、負のデフォーカス状態にある第１画像検出器ＳＥ１からの第１検査画像データに特定の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも明るくなるように変化するデータが存在し、かつ、正のデフォーカス状態にある第２画像検出器ＳＥ２からの第２検査画像データに特定の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも暗くなるように変化するデータが存在する場合、この位相欠陥は凹形状の位相欠陥であると判別することができる。
【００７０】
同様に、凸形状の位相欠陥では、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を正のデフォーカス状態にすると、凸形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも明るくなるように変化する一方、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を負のデフォーカス状態にすると、凸形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも暗くなるように変化する。したがって、負のデフォーカス状態にある第１画像検出器ＳＥ１からの第１検査画像データに特定の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも暗くなるように変化するデータが存在し、かつ、正のデフォーカス状態にある第２画像検出器ＳＥ２からの第２検査画像データに特定の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも明るくなるように変化するデータが存在する場合、この位相欠陥は凸形状の位相欠陥であると判別することができる。
【００７１】
以上のことから、本実施の形態１における検査装置の構成は、上述した知見（１）〜（３）を具現化するために必要な構成となっており、本実施の形態１における検査装置によれば、上述した知見（１）〜（３）を実際に具現化できることがわかる。
【００７２】
ここで、本実施の形態１では、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の配置位置を移動させる構成を取っていることにより、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１２）と第１画像検出器ＳＥ１の位置関係を負のデフォーカス状態とすることができるとともに、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１１）と第２画像検出器ＳＥ２の位置関係を正のデフォーカス状態とすることができる。
【００７３】
例えば、上述したシミュレーション解析においては、画像検出器ではなくマスクブランクの位置をずらすことによりデフォーカス状態を実現していたが、マスクブランクの位置をずらす方法でデフォーカス状態を形成する場合、１つのマスクブランクに形成されている検査光照射領域１１と検査光照射領域１２は同じ方向にずれることになる。つまり、画像検出器の位置を結像面に固定し、マスクブランクの位置をずらすことによってデフォーカス状態を形成する方法では、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１２）と第１画像検出器ＳＥ１の位置関係を負のデフォーカス状態とすると、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１１）と第２画像検出器ＳＥ２の位置関係も負のデフォーカス状態となってしまう。つまり、画像検出器の位置を結像面に固定し、マスクブランクの位置をずらすことによってデフォーカス状態を形成する方法では、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１２）と第１画像検出器ＳＥ１の位置関係を負のデフォーカス状態とすることができるとともに、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１１）と第２画像検出器ＳＥ２の位置関係を正のデフォーカス状態とすることが実現できないのである。
【００７４】
これに対し、本実施の形態１のように、マスクブランクＭＢを固定し、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の配置位置をそれぞれ別方向に移動させる構成を取る場合、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１２）と第１画像検出器ＳＥ１の位置関係を負のデフォーカス状態とすることができるとともに、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１１）と第２画像検出器ＳＥ２の位置関係を正のデフォーカス状態とすることができる。
【００７５】
また、本実施の形態１のように、マスクブランクＭＢを固定し、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の配置位置をそれぞれ別方向に移動させる構成を取る場合は、さらなる利点がある。例えば、シミュレーション解析で説明したように、マスクブランクＭＢと画像検出器（第１画像検出器ＳＥ１、第２画像検出器ＳＥ２）の位置関係を、位相欠陥の光強度を大きくするデフォーカス状態にするために、マスクブランクを移動させる場合、数百ｎｍの精度でマスクブランクを移動させる必要があり、これを実現することは困難である。一方、第１画像検出器ＳＥ１や第２画像検出器ＳＥ２を移動させる場合、例えば、第１画像検出器ＳＥ１の移動量をＸＬ１、第２画像検出器ＳＥ２の移動量をＸＬ２とし、対物レンズＯＢＬとレンズＬ３の倍率の積（数百倍）や対物レンズＯＢＬとレンズＬ４の倍率の積（数百倍）を考慮すると、ＸＬ１／（倍率）２やＸＬ２／（倍率）２がマスクブランクＭＢ上のデフォーカス量になる。したがって、マスクブランクＭＢのデフォーカス量を数百ｎｍとする場合でも、第１画像検出器ＳＥ１の移動量であるＸＬ１や第２画像検出器ＳＥ２の移動量であるＸＬ２は数十ｍｍのオーダとなる。このことから、本実施の形態１のように、第１画像検出器ＳＥ１や第２画像検出器ＳＥ２を動かす構成では、位相欠陥の光強度を大きくするデフォーカス状態を容易に実現できる利点があるのである。
【００７６】
本実施の形態１における検査装置は上記のように構成されており、以下に、この検査装置を使用したマスクブランクの検査方法について図面を参照しながら説明する。本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法は、上述した検査装置の動作を説明することにより明らかにされる。
【００７７】
まず、マスクブランクＭＢの全面にわたって検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を走査する方法について説明する。図１０は、本実施の形態１において、マスクブランクＭＢ上にわたって検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を走査する様子を示す図である。図１０に示すように、マスクブランクＭＢの検査領域を幅２００μｍ程度の細長い短冊状の検査ストライプＳＰ１に分割する。そして、１つの検査ストライプＳＰ１内を検査光照射領域１１および検査光照射領域１２が移動するように、マスクブランクＭＢを搭載したステージが走査制御される。具体的に、図１０では、１つの検査ストライプＳＰ１内を検査光照射領域１１および検査光照射領域１２が左側から右側に向って移動するようにマスクブランクＭＢを搭載したステージは制御される。これにより、１つの検査ストライプＳＰ１の領域内で検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を走査することができる。そして、１つの検査ストライプＳＰ１内で検査光照射領域１１および検査光照射領域１２の走査が完了すると、同様にして、順次、次の検査ストライプの領域内で検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を走査させる。このようにして、マスクブランクＭＢの検査領域全体に検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を走査させることができる。
【００７８】
ここで、図９に示すように、１つの検査ストライプＳＰ１の領域内の検査光照射領域１１に照射されたＤＵＶ光は、対物レンズＯＢＬおよびレンズＬ４を透過して第２画像検出器ＳＥ２の受光面に入射する。つまり、検査光照射領域１１に対応する拡大検査像ＩＭＡ１が第２画像検出器ＳＥ２の受光面に正のデフォーカス状態で投影される。同様に、１つの検査ストライプＳＰ１の領域内の検査光照射領域１２に照射されたＤＵＶ光は、対物レンズＯＢＬおよびレンズＬ３を透過して第１画像検出器ＳＥ１の受光面に入射する。つまり、検査光照射領域１２に対応する拡大検査像ＩＭＡ２が第１画像検出器ＳＥ１の受光面に負のデフォーカス状態で投影される。
【００７９】
このとき、図１０に示すように、拡大検査像ＩＭＡ１は、複数の画素ＰＩＸ１における光強度として第２画像検出器ＳＥ２に取り込まれる。つまり、第２画像検出器ＳＥ２は、複数の画素ＰＩＸ１を備えており、この複数の画素ＰＩＸ１単位で拡大検査像ＩＭＡ１の光強度を取り込むように構成されている。同様に、拡大検査像ＩＭＡ２は、複数の画素ＰＩＸ２における光強度として第１画像検出器ＳＥ１に取り込まれる。つまり、第１画像検出器ＳＥ１は、複数の画素ＰＩＸ２を備えており、この複数の画素ＰＩＸ２単位で拡大検査像ＩＭＡ２の光強度を取り込むように構成されている。この第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２は、例えば、ＴＤＩ（Time Delay Integration）センサから構成されている。このＴＤＩセンサは、マスクブランクＭＢを搭載しているステージの走査と同期して電荷を転送するように構成されているセンサである。以上のようにして、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１１は拡大検査像ＩＭＡ１として第２画像検出器ＳＥ２の受光面に正のデフォーカス状態で投影され、投影された拡大検査像ＩＭＡ１は、第２画像検出器ＳＥ２を構成するＴＤＩセンサに取り込まれて、第２検査画像データとして記憶される。同様に、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１２は拡大検査像ＩＭＡ２として第１画像検出器ＳＥ１の受光面に負のデフォーカス状態で投影され、投影された拡大検査像ＩＭＡ２は、第１画像検出器ＳＥ１を構成するＴＤＩセンサに取り込まれて、第１検査画像データとして記憶される。
【００８０】
図１１は、検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を１つの検査ストライプＳＰ１の検査領域内で移動させる様子を示す図である。図１１に示すように、Ｔ１で示される状態は、マスクブランクＭＢを搭載しているステージの走査を開始し、検査ストライプＳＰ１の左端が検査光照射領域１２にさしかかる直前の状態を示している。そして、Ｔ２で示される状態は、ステージの走査が進み、検査ストライプＳＰ１の左端が検査光照射領域１１にさしかかる直前の状態を示している。さらに、Ｔ３で示される状態は、ステージの走査が終了する状態であり、検査ストライプＳＰ１の右端を検査光照射領域１１が超えた状態を示している。このようにして、マスクブランクＭＢが搭載されたステージを走査させることにより、１つの検査ストライプＳＰ１の検査領域内にわたって検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を移動させることができる。
【００８１】
続いて、１つの検査ストライプでの処理工程を図１２に示すタイムチャートを使用して説明する。図１２は、本実施の形態１における検査装置において、１つの検査ストライプでの処理工程を説明するためのタイムチャートである。図９、図１０および図１２において、まず、時刻ｔ１でマスクブランクＭＢの走査を開始するとともに、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２をスタンバイ状態にする。そして、時刻ｔ２において、検査光照射領域１２が検査ストライプＳＰ１の左端に差し掛かると、ステージの位置と第１画像検出器ＳＥ１で捉える拡大検査像ＩＭＡ２との位置関係を記憶するとともに、制御回路ＣＮＴにあるＣＰＵ１の制御に基づいて、第１画像検出器ＳＥ１の受光面に投影される拡大検査像ＩＭＡ２を第１検査画像データとして取り込み、取り込んだ第１検査画像データを第１メモリ（メモリ２の一部）に記憶する。
【００８２】
次に、時刻ｔ３において、検査光照射領域１１が検査ストライプＳＰ１の左端に差し掛かると、ステージの位置と第２画像検出器ＳＥ２で捉える拡大検査像ＩＭＡ１との位置関係を記憶するとともに、制御回路ＣＮＴにあるＣＰＵ１の制御に基づいて、第２画像検出器ＳＥ２の受光面に投影される拡大検査像ＩＭＡ１を第２検査画像データとして取り込み、取り込んだ第２検査画像データを第２メモリ（メモリ２の一部）に記憶する。
【００８３】
そして、検査ストライプＳＰ１の全領域にわたって第１検査画像データの取り込みと第２検査画像データの取り込みを連続して行なった後、時刻ｔ４で第１画像検出器ＳＥ１による第１検査画像データの取り込みを終了し、時刻ｔ５で第２画像検出器ＳＥ２による第２検査画像データの取り込みを終了する。以上のようにして時刻ｔ２〜時刻ｔ５にかけて１ストライプ（１つの検査ストライプＳＰ１）での第１検査画像データおよび第２検査画像データの取り込みが行なわれる。そして、時刻ｔ６において、マスクブランクＭＢの走査を終了し、次の検査ストライプへの移行に備える。
【００８４】
ここで、時刻ｔ３から時刻ｔ５の間では、第２画像検出器ＳＥ２で捉える第２検査画像データを第２メモリに取り込むとともに、第１メモリから先に記憶している第１画像検出器ＳＥ１で捉えた第１検査画像データを順次読み出す。そして、マスクブランクＭＢの同一位置（同一場所）における第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算することにより、光強度差データ（絶対値）を算出する。
【００８５】
第１検査画像データと第２検査画像データとは、互いに異符号のデフォーカス状態で収集されたデータであるので、位相欠陥が存在すると、例えば、図７や図８に示したように、位相欠陥に対応する光強度は、一方が周辺部よりも暗くなり、他方が周辺部よりも明るくなる。したがって、第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算して光強度差データを算出し、算出した光強度差データの絶対値が、予め設定されている所定のしきい値を超えると、位相欠陥が存在すると判断される。このようにして、１つの検査ストライプＳＰ１に存在する位相欠陥を検出することができる。
【００８６】
本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法は上述した通りであり、以下に、本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法を改めてフローチャートを用いて説明する。図１３は、本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法の流れを示すフローチャートである。まず、図１３に示すように、マスクブランクＭＢの検査領域内において、最初に検査する検査ストライプＳＰ１を指定する（Ｓ１０１）。その後、マスクブランクＭＢを搭載したステージの走査を開始する（Ｓ１０２）。
【００８７】
次に、ＤＵＶ光が照射される検査光照射領域１２が検査ストライプＳＰ１内に入ると、第１画像検出器ＳＥ１で第１検査画像データの取り込みを行なうとともに、取り込んだ第１検査画像データを第１メモリに記憶する（Ｓ１０３）。続いて、マスクブランクＭＢの継続的な走査により、ＤＵＶ光が照射される検査光照射領域１１が検査ストライプＳＰ１内に入ると、第２画像検出器ＳＥ２で第２検査画像データの取り込みを行なうとともに、取り込んだ第２検査画像データを第２メモリに記憶する。さらに、第１メモリから第１画像検出器ＳＥ１で収集した第１検査画像データを順次読み出す（Ｓ１０４）。
【００８８】
その後、マスクブランクＭＢの同一領域における第１検査画像データと第２検査画像データとを比較する。この比較は、同一位置に対応する画素ごとに行われる。そして、同一領域における第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算することにより、光強度差データ（絶対値）を算出する（Ｓ１０５）。
【００８９】
続いて、算出した光強度差データの絶対値と予め設定されているしきい値と比較し（Ｓ１０６）、光強度差データがしきい値よりも小さい場合は、位相欠陥が存在しないものと判断してステップＳ１０８へ移行する。一方、光強度差データの絶対値がしきい値を超えている画素が存在する場合、位相欠陥が存在すると判断して、欠陥情報（欠陥サイズや欠陥位置や欠陥形状など）の表示や記憶を行なう（Ｓ１０７）。例えば、位相欠陥の存在する座標は、適宜、マスクブランクＭＢに設けたマークや、吸収体を形成したマスクにおいては、所定の吸収体パターンの位置を基準として定めることができる。なお、複数の連続した画素にわたって、光強度差データの絶対値がしきい値を越える場合は、欠陥サイズや欠陥の輪郭を把握することができる。
【００９０】
さらに、本実施の形態１では、第１検査画像データ自体や第２検査画像データ自体も記憶しているので、第１検査画像データと第２検査画像データとの間の光強度の大小関係から、凹形状の位相欠陥であるのか、あるいは、凸形状の位相欠陥であるのかも判断することができる。つまり、位相欠陥に対応する光強度の明暗のデフォーカス依存性は、凹形状の位相欠陥と凸形状の位相欠陥で逆になることから、第１検査画像データ自体と第２検査画像データ自体を解析することにより欠陥形状も把握することができる。
【００９１】
そして、１つの検査ストライプＳＰ１（１ストライプ）上での処理がすべて終了したかを判断し（Ｓ１０８）、未終了であれば、Ｓ１０３に戻り、１つの検査ストライプＳＰ１内での検査を継続する。一方、１つの検査ストライプＳＰ１での処理がすべて終了した場合には、全ストライプの欠陥検査が終了したかを判断する（Ｓ１０９）。全ストライプの欠陥検査が終了していない場合には、新たな検査ストライプを指定し（Ｓ１１０）、マスクブランクＭＢを指定したストライプのスタート位置に配置し、欠陥検査を繰り返す。一方、全ストライプの欠陥検査が終了すると、マスクブランクＭＢの欠陥検査は終了する。このようにして、本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法を実施することができる。
【００９２】
以上のことから、本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法によれば、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるＤＵＶ光を使用したマスクブランクの検査方法においても、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）を高感度に検出できる。つまり、本実施の形態１によれば、ＤＵＶ光を用いることができるので、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できる。この結果、取り扱いの容易な既存の検査装置を使用して、ＥＵＶＬ用のマスクブランクに存在する位相欠陥を検査することができる。そして、本実施の形態１では、上述した知見（１）〜（３）を具現化しているので、ＤＵＶ光を使用しても、ＤＵＶ光の波長よりも２桁程度小さな凹凸を有する位相欠陥でも高感度で検出できるという顕著な効果を得ることができる。
【００９３】
なお、本実施の形態１では、図９に示すように、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の位置を調整することにより、マスクブランクＭＢとの間でデフォーカス状態を実現しているので、以下に示す利点も得られる。つまり、本実施の形態１では、デフォーカス状態で位相欠陥の画像データを収集することにより、位相欠陥の検出感度を向上させる点に特徴があるが、位相欠陥のサイズによって、検出感度が向上するデフォーカス量は異なると考えられる。したがって、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の位置を調整することによりデフォーカス状態を実現する構成では、ターゲットとする位相欠陥のサイズによって、第１画像検出器ＳＥ１や第２画像検出器ＳＥ２でのデフォーカス量を容易に調整することができるので、ターゲットとなる位相欠陥を最適な状態で検査できる利点が得られる。
【００９４】
さらに、照明光の干渉性の度合いを示すコヒーレンスファクタσの値を１よりも小さくすると、照明光の干渉性は高くなり、位相欠陥などの像の強度変化は大きくなる傾向がある。このため、本実施の形態１でも、絞りなどを工夫して、コヒーレンスファクタσを１よりも小さくする光学系を使用することにより、さらに、位相欠陥の検出感度を向上させることができる。
【００９５】
本実施の形態１では、マスクブランクＭＢの検査方法について説明したが、本実施の形態１の技術的思想は、これに限らず、マスクブランクＭＢ上に部分的に吸収体ＡＢＳが形成されたマスクＭにおいても、吸収体ＡＢＳが除去されて多層膜反射面が露出しているマスクＭの領域での欠陥検査に適用することができる。
【００９６】
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の配置位置を調整することにより、デフォーカス状態を実現する例について説明したが、本実施の形態２では、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の前にレンズを挿入することにより、デフォーカス状態を実現する例について説明する。
【００９７】
図１４は、本実施の形態２における検査装置の構成を示す図である。図１４に示す本実施の形態２における検査装置の構成は、図９に示す前記実施の形態１における検査装置の構成とほぼ同様であるため、異なる点について説明する。
【００９８】
図１４に示すように、本実施の形態２では、レンズＬ３と第１画像検出器ＳＥ１との間に凹レンズＣＡＬが挿入されている。つまり、第１画像検出器ＳＥ１は、レンズＬ３の結像面１６に受光面がくるように配置されているが、このレンズＬ３と第１画像検出器ＳＥ１の間に凹レンズＣＡＬが挿入されている。このため、レンズＬ３の結像面１６は、凹レンズＣＡＬによって、第１画像検出器ＳＥ１の受光面よりも対物レンズＯＢＬやレンズＬ３から遠い位置にずれた状態となる。したがって、第１画像検出器ＳＥ１は、受光位置よりも対物レンズＯＢＬやレンズＬ３から遠い位置に拡大検査像１４の結像面１６が結像されたデフォーカス状態で拡大検査像を収集することになる。
【００９９】
一方、本実施の形態２では、レンズＬ４と第２画像検出器ＳＥ２との間に凸レンズＣＶＬが挿入されている。つまり、第２画像検出器ＳＥ２は、レンズＬ４の結像面１７に受光面がくるように配置されているが、このレンズＬ４と第２画像検出器ＳＥ２の間に凸レンズＣＶＬが挿入されている。このため、レンズＬ４の結像面１７は、凸レンズＣＶＬによって、第２画像検出器ＳＥ２の受光面よりも対物レンズＯＢＬやレンズＬ４に近い位置にずれた状態となる。したがって、第２画像検出器ＳＥ２は、受光位置よりも対物レンズＯＢＬやレンズＬ４に近い位置に拡大検査像１３の結像面１７が結像されたデフォーカス状態で拡大検査像を収集することになる。
【０１００】
以上のことから、本実施の形態２におけるマスクブランクの検査方法でも、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるＤＵＶ光を使用したマスクブランクの検査方法においても、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）を高感度に検出できる。つまり、本実施の形態２でも、ＤＵＶ光を用いることができるので、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できる。この結果、取り扱いの容易な既存の検査装置を使用して、ＥＵＶＬ用のマスクブランクに存在する位相欠陥を検査することができる。そして、本実施の形態２では、上述した知見（１）〜（３）を具現化しているので、ＤＵＶ光を使用しても、ＤＵＶ光の波長よりも２桁程度小さな凹凸を有する位相欠陥でも高感度で検出できるという顕著な効果を得ることができる。
【０１０１】
特に、本実施の形態２では、第１画像検出器ＳＥ１の配置位置や第２画像検出器ＳＥ２の配置位置を調整しなくても、凹レンズＣＡＬや凸レンズＣＶＬを挿入するだけで、容易にデフォーカス状態を実現できる利点が得られる。
【０１０２】
（実施の形態３）
前記実施の形態１では、２つの検査光照射領域（検査光照射領域１１と検査光照射領域１２）を使用する検査方法について説明したが、本実施の形態３では、１つの検査光領域だけを使用する検査方法について説明する。
【０１０３】
図１５は、本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法に使用する検査装置の構成を示す図である。図１５に示すように、本実施の形態３における検査装置の投光系は、まず、光源ＩＬＳ、レンズＬ１、レンズＬ２、絞り（アパーチャ）ＡＰ２、ビームスプリッタＢＳＰ、対物レンズＯＢＬ、および、欠陥検査の対象となるマスクブランクＭＢを備えている。
【０１０４】
光源ＩＬＳは、波長が１８０ｎｍ〜２１０ｎｍ程度のＤＵＶ光を射出することができるように構成されており、この光源ＩＬＳから射出されたＤＵＶ光ＢＭ１は、レンズＬ１、絞りＡＰ２、レンズＬ２を透過し、ビームスプリッタＢＳＰで折り曲げられた後、対物レンズＯＢＬを透過してマスクブランクＭＢ上の所定領域ＩＬＡに照射される。ここで、本実施の形態３では、絞りＡＰ２に形成されている１つの開口部をマスクブランクＭＢの所定領域ＩＬＡ内の検査光照射領域２０に像として投影することができる。このとき、マスクブランクＭＢには多層膜が形成されており、多層膜が形成されているマスクブランクＭＢの面にＤＵＶ光ＢＭ１が照射される。すなわち、図１５において、マスクブランクＭＢの下面に多層膜が形成されている。マスクブランクＭＢに照射されたＤＵＶ光ＢＭ１は反射し、反射したＤＵＶ光ＢＭ２は対物レンズＯＢＬで集められるとともに、ビームスプリッタＢＳＰを透過する。ビームスプリッタＢＳＰを透過したＤＵＶ光ＢＭ２は、投影領域ＰＲＡに集光する。つまり、マスクブランクＭＢ上の所定領域ＩＬＡは、対物レンズＯＢＬの投影可能領域であり、この所定領域ＩＬＡ内で反射したＤＵＶ光ＢＭ２は、対物レンズＯＢＬおよびビームスプリッタＢＳＰを透過して、対物レンズＯＢＬの結像面である投影領域ＰＲＡに集光する。したがって、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域２０は、投影領域ＰＲＡ内に拡大検査像２１として投影される。
【０１０５】
さらに、本実施の形態３における検査装置の受光系は、凸レンズＣＶＬ１、ハーフミラーＨＦＭ、凸レンズＣＶＬ２、凸レンズＣＶＬ３、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２を備えている。そして、上述した投影領域ＰＲＡ内の拡大検査像２１を構成する光束は凸レンズＣＶＬ１によって平行光に変換され、平行光に変換された光束は、その一部がハーフミラーＨＦＭによって反射する。ハーフミラーＨＦＭで反射した光束は、凸レンズＣＶＬ２によって結像面２２に集光される。つまり、拡大検査像２１は、凸レンズＣＶＬ１、ハーフミラーＨＦＭ、および、凸レンズＣＶＬ２によって、結像面２２に結像する。ここで、図１５に示すように、第１画像検出器ＳＥ１は、凸レンズＣＶＬ２の結像面２２よりも光路長がＸＬ１だけ短い位置に配置されている。このとき、凸レンズＣＶＬ２の結像面２２は、拡大検査像２１と共役の関係にある。したがって、検査光照射領域２０と、拡大検査像２１と、結像面２２とは互いに共役の関係にあることになる。
【０１０６】
一方、上述した投影領域ＰＲＡ内の拡大検査像２１を構成する光束は凸レンズＣＶＬ１によって平行光に変換されるが、平行光に変換された光束は、その一部がハーフミラーＨＦＭを透過する。ハーフミラーＨＦＭを透過した光束は、凸レンズＣＶＬ３によって結像面２３に集光される。つまり、拡大検査像２１は、凸レンズＣＶＬ１、ハーフミラーＨＦＭ、および、凸レンズＣＶＬ３によって、結像面２３に結像する。ここで、図１５に示すように、第２画像検出器ＳＥ２は、凸レンズＣＶＬ３の結像面２３よりも光路長がＸＬ２だけ長い位置に配置されている。このとき、凸レンズＣＶＬ３の結像面２３は、拡大検査像２１と共役の関係にある。したがって、検査光照射領域２０と、拡大検査像２１と、結像面２３とは互いに共役の関係にあることになる。
【０１０７】
このように第１画像検出器ＳＥ１を凸レンズＣＶＬ２の結像面２２よりも光路長がＸＬ１だけ短い位置に配置することにより、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域２０の拡大検査像２１を負のデフォーカス状態で収集することができる。これに対し、第２画像検出器ＳＥ２を凸レンズＣＶＬ３の結像面２３よりも光路長がＸＬ２だけ長い位置に配置することにより、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域２０の拡大検査像２１を正のデフォーカス状態で収集することができる。したがって、本実施の形態３における検査装置では、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域２０の拡大検査像を、互いに異符号のデフォーカス状態で収集することができる。なお、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２は、配置位置を変更できるように構成されている。
【０１０８】
さらに、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２は、制御回路ＣＮＴと接続されており、制御回路ＣＮＴを構成するＣＰＵ１およびメモリ２によってデータが収集されるように構成されている。具体的に、第１画像検出器ＳＥ１から第１検査画像データが収集され、第２画像検出器ＳＥ２から第２検査画像データが収集される。そして、本実施の形態１における検査装置では、収集された第１検査画像データの光強度と第２検査画像データの光強度の差分を取ることにより、光強度差データが算出されるように構成されている。
【０１０９】
ここで、本実施の形態３の特徴は、１つの検査光照射領域２０に対して、負のデフォーカス状態と正のデフォーカス状態の両方で拡大検査像２１を収集している点にある。例えば、前記実施の形態１では、２つの検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を設けて、検査光照射領域１１に対応する拡大検査像を負のデフォーカス状態で収集し（第１検査画像データ）、検査光照射領域１２に対応する拡大検査像を正のデフォーカス状態で収集している（第２検査画像データ）。このため、マスクブランクＭＢの同一位置における光強度差を算出するためには、同時刻の第１検査画像データと第２検査画像データ（この第１検査画像データと第２検査画像データは異なる位置のデータとなっている）を比較するのではなく、時間差のある第１検査画像データと第２検査画像データを比較する必要があり、データ処理工程が複雑化する。これに対し、本実施の形態３では、１つの検査光照射領域２０に対して、負のデフォーカス状態と正のデフォーカス状態の両方で拡大検査像２１を収集することができる。つまり、本実施の形態３では、１つの検査光照射領域２０に対して、同時に、第１検査画像データと第２検査画像データを収集している。このため、本実施の形態３において、マスクブランクＭＢの同一位置における光強度差を算出するためには、同時刻の第１検査画像データと第２検査画像データを比較すればよく、データ処理工程を簡略化できる利点が得られるのである。
【０１１０】
本実施の形態３における検査装置は上記のように構成されており、以下に、この検査装置を使用したマスクブランクの検査方法について図面を参照しながら説明する。本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法は、上述した検査装置の動作を説明することにより明らかにされる。
【０１１１】
まず、１つの検査ストライプでの処理工程を図１６に示すタイムチャートを使用して説明する。図１６は、本実施の形態３における検査装置において、１つの検査ストライプでの処理工程を説明するためのタイムチャートである。図１５および図１６において、時刻ｔ１でマスクブランクＭＢの走査を開始するとともに、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２をスタンバイ状態にする。そして、時刻ｔ２において、検査光照射領域２０が検査ストライプの左端に差し掛かると、制御回路ＣＮＴにあるＣＰＵ１の制御に基づいて、第１画像検出器ＳＥ１の受光面に投影される拡大検査像を第１検査画像データとして取り込み、取り込んだ第１検査画像データを第１メモリ（メモリ２の一部）に記憶する。同時に、第２画像検出器ＳＥ２の受光面に投影される拡大検査像を第２検査画像データとして取り込み、取り込んだ第２検査画像データを第２メモリ（メモリ２の一部）に記憶する。
【０１１２】
そして、検査ストライプの全領域にわたって第１検査画像データの取り込みと第２検査画像データの取り込みを同時に連続して行なった後、時刻ｔ３で第１画像検出器ＳＥ１による第１検査画像データの取り込みと、第２画像検出器ＳＥ２による第２検査画像データの取り込みを終了する。以上のようにして時刻ｔ２〜時刻ｔ３にかけて１ストライプ（１つの検査ストライプ）での第１検査画像データおよび第２検査画像データの取り込みが行なわれる。そして、時刻ｔ４において、マスクブランクＭＢの走査を終了し、次の検査ストライプへの移行に備える。
【０１１３】
ここで、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間では、マスクブランクＭＢの同一位置（同一場所）における第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算することにより、光強度差データ（絶対値）を算出する。具体的に、本実施の形態３では、同時刻で取り込んだ第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算することにより、マスクブランクＭＢの同一位置における光強度差データ（絶対値）を算出することができる。
【０１１４】
第１検査画像データと第２検査画像データとは、互いに異符号のデフォーカス状態で収集されたデータであるので、位相欠陥が存在すると、例えば、図７や図８に示したように、位相欠陥に対応する光強度は、一方が周辺部よりも暗くなり、他方が周辺部よりも明るくなる。したがって、第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算して光強度差データを算出し、算出した光強度差データの絶対値が、予め設定されている所定のしきい値を超えると、位相欠陥が存在すると判断される。このようにして、１つの検査ストライプに存在する位相欠陥を検出することができる。
【０１１５】
本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法は上述した通りであり、以下に、本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法を改めてフローチャートを用いて説明する。図１７は、本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法の流れを示すフローチャートである。まず、図１７に示すように、マスクブランクＭＢの検査領域内において、最初に検査する検査ストライプを指定する（Ｓ２０１）。その後、マスクブランクＭＢを搭載したステージの走査を開始する（Ｓ２０２）。
【０１１６】
次に、ＤＵＶ光が照射される検査光照射領域２０が検査ストライプ内に入ると、第１画像検出器ＳＥ１で第１検査画像データの取り込みを行なうとともに、取り込んだ第１検査画像データを第１メモリに記憶する。同時に、第２画像検出器ＳＥ２で第２検査画像データの取り込みを行なうとともに、取り込んだ第２検査画像データを第２メモリに記憶する（Ｓ２０３）。
【０１１７】
その後、マスクブランクＭＢの同時刻における第１検査画像データと第２検査画像データとを比較する。この比較は、同一位置に対応する画素ごとに行われる。そして、同時刻における第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算することにより、マスクブランクＭＢの同一位置における光強度差データ（絶対値）を算出することができる（Ｓ２０４）。
【０１１８】
続いて、算出した光強度差データの絶対値と予め設定されているしきい値と比較し（Ｓ２０５）、光強度差データがしきい値よりも小さい場合は、位相欠陥が存在しないものと判断してステップＳ２０７へ移行する。一方、光強度差データの絶対値がしきい値を超えている画素が存在する場合、位相欠陥が存在すると判断して、欠陥情報（欠陥サイズや欠陥位置や欠陥形状など）の表示や記憶を行なう（Ｓ２０６）。例えば、位相欠陥の存在する座標は、適宜、マスクブランクＭＢに設けたマークや、吸収体を形成したマスクにおいては、所定の吸収体パターンの位置を基準として定めることができる。なお、複数の連続した画素にわたって、光強度差データの絶対値がしきい値を越える場合は、欠陥サイズや欠陥の輪郭を把握することができる。
【０１１９】
さらに、本実施の形態３では、第１検査画像データ自体や第２検査画像データ自体も記憶しているので、第１検査画像データと第２検査画像データとの間の光強度の大小関係から、凹形状の位相欠陥であるのか、あるいは、凸形状の位相欠陥であるのかも判断することができる。つまり、位相欠陥に対応する光強度の明暗のデフォーカス依存性は、凹形状の位相欠陥と凸形状の位相欠陥で逆になることから、第１検査画像データ自体と第２検査画像データ自体を解析することにより欠陥形状も把握することができる。
【０１２０】
そして、１つの検査ストライプ（１ストライプ）上での処理がすべて終了したかを判断し（Ｓ２０７）、未終了であれば、Ｓ２０３に戻り、１つの検査ストライプ内での検査を継続する。一方、１つの検査ストライプでの処理がすべて終了した場合には、全ストライプの欠陥検査が終了したかを判断する（Ｓ２０８）。全ストライプの欠陥検査が終了していない場合には、新たな検査ストライプを指定し（Ｓ２０９）、マスクブランクＭＢを指定したストライプのスタート位置に配置し、欠陥検査を繰り返す。一方、全ストライプの欠陥検査が終了すると、マスクブランクＭＢの欠陥検査は終了する。このようにして、本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法を実施することができる。
【０１２１】
以上のことから、本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法によれば、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるＤＵＶ光を使用したマスクブランクの検査方法においても、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）を高感度に検出できる。つまり、本実施の形態３によれば、ＤＵＶ光を用いることができるので、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できる。この結果、取り扱いの容易な既存の検査装置を使用して、ＥＵＶＬ用のマスクブランクに存在する位相欠陥を検査することができる。そして、本実施の形態３では、上述した知見（１）〜（３）を具現化しているので、ＤＵＶ光を使用しても、ＤＵＶ光の波長よりも２桁程度小さな凹凸を有する位相欠陥でも高感度で検出できるという顕著な効果を得ることができる。
【０１２２】
特に、本実施の形態３では、１つの検査光照射領域２０に対して、同時に、第１検査画像データと第２検査画像データを収集している。このため、本実施の形態３において、マスクブランクＭＢの同一位置における光強度差を算出するためには、同時刻の第１検査画像データと第２検査画像データを比較すればよく、データ処理工程を簡略化できる利点が得られる。
【０１２３】
（実施の形態４）
本実施の形態４では、前記実施の形態１〜３で説明した検査方法で検査されたマスクブランクを使用してＥＵＶＬ用マスクを製造するマスクの製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【０１２４】
図１８は、本実施の形態４におけるマスクの製造方法で製造されたマスクの一例を示す平面図である。図１８において、マスクＭの表面には、吸収体ＡＢＳが形成されており、この吸収体ＡＢＳの一部が除去されてホールパターンＨＰが形成されている。つまり、このマスクＭは、半導体基板（半導体ウェハ）上にホールパターンを形成するためのマスクである。このマスクＭの特徴は、マスクＭを形成する前にマスクブランクの状態で位相欠陥があるかを検査し、このマスクブランク上に位相欠陥が存在する場合であっても、図１８に示すように、位相欠陥ＰＤが吸収体ＡＢＳに覆われるようにマスクＭを形成する点にある。これにより、本実施の形態４におけるマスクＭによれば、位相欠陥ＰＤが吸収体ＡＢＳに覆われているため、例えば、ホールパターンＨＰを半導体基板（半導体ウェハ）上に露光投影する場合であっても、位相欠陥ＰＤが存在することによる転写不良を防止することができる。
【０１２５】
具体的に、図１９は、図１８のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図１９に示すように、本実施の形態４におけるマスクＭは、マスク基板（マスクブランク）ＭＳの裏面（下面）に導体膜ＣＦが形成されており、マスク基板（マスクブランク）ＭＳの主面（上面）に多層膜ＭＬＦが形成されている。そして、この多層膜ＭＬＦ上にキャッピング層ＣＡＰが形成されており、このキャッピング層ＣＡＰ上にバッファ層ＢＵＦが形成されている。このバッファ層ＢＵＦ上に吸収体ＡＢＳが形成されている。このとき、マスク基板（マスクブランク）ＭＳの主面（表面）に位相欠陥ＰＤが形成されているが、この位相欠陥ＰＤは吸収体ＡＢＳで覆われていることがわかる。したがって、本実施の形態４におけるマスクＭでは、たとえ位相欠陥ＰＤが存在しても、位相欠陥ＰＤの影響を排除することができることがわかる。
【０１２６】
以下に、本実施の形態４におけるマスクの製造方法について図面を参照しながら説明する。図２０は、本実施の形態４におけるマスクの製造方法を説明するためのフローチャートである。まず、多層膜を形成したマスクブランクを用意する（Ｓ３０１）。そして、用意したマスクブランクに対して位相欠陥が存在するか否かを検査する（Ｓ３０２）。この検査工程は、例えば、前記実施の形態１〜３で説明した検査方法を使用することができる。その後、マスクブランク全面において欠陥の有無を判断し（Ｓ３０３）上述した検査の結果、マスクブランクに位相欠陥が存在しない場合には、マスクブランク上に吸収体を形成し、この吸収体をパターニングすることによりマスクを製造する（Ｓ３０５）。一方、上述した検査の結果、マスクブランクに位相欠陥が存在する場合は、マスクブランク上に吸収体を形成し、この吸収体に対してパターニングを施す際、位相欠陥が吸収体に覆われるように吸収体をパターニングする（Ｓ３０４）。このようにしてマスクを製造することができる。
【０１２７】
さらに詳細に説明すると、上述した検査工程で位相欠陥が検出された場合、マスクブランクに存在する位相欠陥の位置情報をメモリに記憶しておく。このとき、位相欠陥の位置情報は、マスクブランク上に予め設けられている段差パターンなどのアライメントマークを基準として利用することにより、正確に把握することができる。
【０１２８】
そして、マスクブランク上に吸収体を形成し、この吸収体をパターニングすることになる。このとき、吸収体パターンを形成する位置を規定するための吸収体パターン用マスクが使用される。つまり、マスクブランクの全面に吸収体を形成した後、吸収体パターン用マスクを用いたリソグラフィ技術により、マスクブランク上に形成された吸収体のパターニングが行われる。ここで、マスクブランクと吸収体パターン用マスクとの相対位置関係を、記憶している位相欠陥の位置情報に基づいて決定する。すなわち、記憶している位相欠陥の位置情報に基づいて、位相欠陥が吸収体に覆われるようにマスクブランクと吸収体パターン用マスクの相対的な位置関係を決定する。これにより、マスクブランクに存在する位相欠陥を吸収体で覆い隠すように、吸収体パターンの位置決めをすることが可能となる。そして、決定したマスクブランクと吸収体パターン用マスクの相対位置に基づいて、マスクブランク上に吸収体パターンを形成する。この結果、製造されたマスクにおいては、吸収体の下に位相欠陥が隠れているため、マスクパターンの半導体基板（半導体ウェハ）への露光投影にはまったく支障がなくなる。
【０１２９】
吸収体パターンを形成するためには、マスクブランクの検査を終了した後、吸収体材料をまずマスクブランク上に一様に形成する。そして、通常の電子線リソグラフィなどを用いるマスクパターン描画法を採用する。吸収体材料をマスクブランク上に一様に形成しても、マスクブランクに形成されている段差パターン（凹部）などのアライメントマークは、吸収体材料の表面に現れるので、アライメントマークを電子線で検知することは可能である。したがって、吸収体パターンの形成に際しても、マスクブランクに形成されたアライメントマークを利用することができる。この結果、本実施の形態４のように位相欠陥の影響を受けない吸収体パターンを形成することができる。
【０１３０】
なお、基準となるアライメントマークの形成方法は、例えば、マスク基板（マスクブランク）上に多層膜を形成した後、多層膜上にＦＩＢ（Focused Ion Beam）や短波長レーザを照射することにより形成することができる。また、マスクブランクのエッジ位置を光学的に検出する方法を採用することもできる。
【０１３１】
また、マスクブランク上の位相欠陥が単独では転写に影響を与えないような小さなものである場合、その位相欠陥の近傍に吸収体が存在しなければ、投影露光されるパターンの寸法変動の主要因とはならない。このため、例えば、図２１に示すように、位相欠陥ＰＤが微細な場合（吸収体パターンのラインアンドスペースよりも小さい場合）においては、多層膜の表面に形成する吸収体ＡＢＳからなる吸収体パターンを位相欠陥ＰＤから充分に離す（吸収体パターンのラインアンドスペースよりも大きな距離）ように、吸収体パターンの位置決めを行ない、この位置決め結果に基づいて、マスクブランク上に吸収体パターンを形成することができる。このようにして得られたマスクＭでは、吸収体パターンの近傍に位相欠陥ＰＤが存在しないので、吸収体パターンの半導体基板（半導体ウェハ）への露光投影に支障をきたすことなく、パターン転写を行なうことができる。
【０１３２】
上述したマスクの製造方法は、予め準備された吸収体パターン全体の配置位置をマスクブランク上で調整することにより、位相欠陥の影響を実質的に除去する方法である。さらに、例えば、吸収体パターンの全体領域の中で比較的パターン密度の小さい領域では、最終的に完成する半導体装置の性能への影響がない範囲内で、吸収体パターンの形状を一部変更して、転写する吸収体パターンと位相欠陥との間の距離を所定距離（例えば、吸収体パターンのラインアンドスペース間の距離）以上となるように、局所的な吸収体パターンの再設計を行なうように構成してもよい。
【０１３３】
以上のように、本実施の形態４におけるマスクの製造方法によれば、位相欠陥の位置を特定することができ、半導体装置を形成するための吸収体パターンと、マスクブランクに存在する位相欠陥との位置関係を、位相欠陥によるパターン転写への影響を受けないように調整することができる。この結果、位相欠陥を有するマスクブランクを良品として使用できる頻度が大きくなる。このため、マスクブランクの歩留まりを大きく向上させることができ、製造するマスクのコスト削減を図ることができる。
【０１３４】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１ ＣＰＵ
１Ｓ 半導体基板
２ メモリ
１１ 検査光照射領域
１２ 検査光照射領域
１３ 拡大検査像
１４ 拡大検査像
１５ ミラー
１６ 結像面
１７ 結像面
２０ 検査光照射領域
２１ 拡大検査像
２２ 結像面
２３ 結像面
ＡＢＳ 吸収体
ＡＰ１ 絞り
ＡＰ２ 絞り
ＢＭ１ ＤＵＶ光
ＢＭ２ ＤＵＶ光
ＢＳＰ ビームスプリッタ
ＢＵＦ バッファ層
ＣＡＬ 凹レンズ
ＣＡＰ キャッピング層
ＣＮＴ 制御回路
ＣＦ 導体膜
ＣＶＬ 凸レンズ
ＣＶＬ１ 凸レンズ
ＣＶＬ２ 凸レンズ
ＣＶＬ３ 凸レンズ
ＨＦＭ ハーフミラー
ＨＰ ホールパターン
ＩＬＡ 所定領域
ＩＬＳ 光源
ＩＭＡ１ 拡大検査像
ＩＭＡ２ 拡大検査像
ＬＯＳ１ 照明光学系
ＬＯＳ２ 結像光学系
ＬＳ 光源
Ｌ１ レンズ
Ｌ２ レンズ
Ｌ３ レンズ
Ｌ４ レンズ
Ｍ マスク
ＭＡ アライメントマーク
ＭＢ マスクブランク
ＭＤＥ デバイスパターンエリア
ＭＬＦ 多層膜
ＭＳ マスク基板
ＯＢＬ 対物レンズ
ＰＤ 位相欠陥
ＰＤ１ 位相欠陥
ＰＤ２ 位相欠陥
ＰＩＸ１ 画素
ＰＩＸ２ 画素
ＰＲＡ 投影領域
ＳＥ 画像検出器
ＳＥ１ 第１画像検出器
ＳＥ２ 第２画像検出器
ＳＰ１ 検査ストライプ
ＳＴ ステージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクブランクの検査方法およびマスクの製造方法に関し、特に、波長が１３．５ｎｍ付近の極端紫外線（ＥＵＶ：Extreme Ultra Violet）を使用するＥＵＶＬ（Extreme Ultra Violet Lithography）用のマスクブランクの検査方法およびＥＵＶＬに使用するマスクの製造方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００１−１７４４１５号公報（特許文献１）や特開２００２−３３３３１３号公報（特許文献２）には、レーザ光を基板に照射し、乱反射する光から異物を検出する方法として、明視野像（顕微鏡像）を使用する検査方法が記載されている。特に、特許文献１や特許文献２では、検出信号に非対称性を与えて凸欠陥であるか凹欠陥であるかを判別する技術が記載されている。
【０００３】
特開２００３−１１４２００号公報（特許文献３）や米国出願公開２００４／００５７１０７号（特許文献４）には、露光に使用するＥＵＶ光と同じ波長の検査光を用いて、マスクブランクに存在する欠陥を検出する技術が記載されている。特に、特許文献３には、暗視野像を使用する技術が記載され、特許文献４には、明視野像を使用する技術が記載されている。
【０００４】
特開２００５−２６５７３６号公報（特許文献５）には、一般的な光学マスクのパターン検査を行なうために用いられるＤＵＶ光（Deep Ultra Violet）を検査光に使用する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７４４１５号公報
【特許文献２】特開２００２−３３３３１３号公報
【特許文献３】特開２００３−１１４２００号公報
【特許文献４】米国出願公開２００４／００５７１０７号
【特許文献５】特開２００５−２６５７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体デバイス（半導体装置）は、回路パターンが描かれたマスクに露光光を照射し、マスクに形成されている回路パターンを、縮小光学系を介して半導体基板（半導体ウェハ）上に転写するフォトリソグラフィ技術を繰り返し用いることによって形成される。
【０００７】
近年、半導体デバイスの微細化が進み、フォトリソグラフィ技術で使用する露光光の波長をより短くして解像度を向上する技術が検討されている。例えば、これまでは波長１９３ｎｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ光を用いたＡｒＦリソグラフィ技術が開発されているが、それよりもはるかに波長の短い波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術（ＥＵＶＬ（Extreme Ultra Violet Lithography））の開発が進んでいる。
【０００８】
通常のフォトリソグラフィ技術では、回路パターンを形成したマスクに対して露光光を透過させることにより、マスクに形成したパターンを半導体基板上に転写する構成がとられる。すなわち、マスクは露光光に対して透過する透過材料から形成し、この透過材料に遮光パターンを形成することにより、マスクに所望の回路パターンを形成しているのである。ところが、ＥＵＶ光の波長域では、ＥＵＶ光に対して透明な物質が存在しないのである。つまり、ＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術では、ＥＵＶ光が物質に吸収されて透過しない関係から、露光光を透過させるマスクを構成することができないのである。このため、ＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術では、マスクに露光光を透過させるのではなく、マスクから露光光を反射する光学系が採用されている。
【０００９】
具体的にＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術では、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層からなる多層膜での反射を利用した多層膜反射基板がマスク基板（マスクブランク）として使用される。多層膜による反射は一種の干渉を利用した反射である。そして、ＥＵＶＬ用のマスクは、石英ガラスや低熱膨張ガラス基板の上にモリブデン層とシリコン層などの多層膜が被着された多層膜反射基板（マスクブランク）上に、低反射領域として、吸収体パターンすなわちＥＵＶ光の吸収膜と緩衝膜のパターンを形成している。すなわち、ＥＵＶＬ用マスクは、マスクブランク上に吸収体パターンを形成した構造をしている。このように構成されたＥＵＶＬ用マスクにＥＵＶ光を入射すると、吸収体パターンに入射したＥＵＶ光は吸収されて反射しない一方、吸収体パターンが形成されていない領域では、多層膜にＥＵＶ光が入射することにより多層膜からＥＵＶ光が反射する。これにより、ＥＵＶＬ用マスクから反射したＥＵＶ光を半導体基板上に露光することで、ＥＵＶＬ用マスクに形成された回路パターンを半導体基板上のレジスト膜に転写することができる。
【００１０】
このようにＥＵＶＬ用マスクは、多層膜を形成したマスクブランク上に吸収体パターンを形成した構造をしていることがわかる。ここで、ＥＵＶＬ用マスクでは、マスクブランク上に形成されたわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）も転写パターン不良を引き起こす原因となる。例えば、ＥＵＶＬ用マスクでは、露光光としてＥＵＶ光を使用するが、このＥＵＶ光の波長は１３．５ｎｍ程度であるので、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥でも、この凹凸欠陥でＥＵＶ光が反射されると、反射されたＥＵＶ光に対して大きな位相変化を与えるのである。つまり、ＥＵＶ光から見ると、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥も無視できる程度のものではなく、微細な凹凸欠陥による位相変化や乱反射によって、本来充分な反射光が得られるはずの領域の光強度が低下し、あたかも吸収体パターンが存在して反射光が吸収されている状態と同じ状態になってしまうおそれがある。すなわち、吸収体パターンが形成されていないマスクブランクの反射領域にわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥が存在すると、その微細な凹凸欠陥があたかも吸収体パターンのように機能し、正常な転写パターンが形成できなくなってしまうおそれがあるのである。
【００１１】
これに対し、波長１９３ｎｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ光を用いたＡｒＦリソグラフィ技術においては、上述したようなわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥が存在しても問題はない。つまり、波長（１９３ｎｍ）が微細な凹凸欠陥（数ｎｍ）よりも充分大きいことと、反射型マスクではなく透過型マスクを使用することから、通常の光リソグラフィ技術においては、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥は無視しても問題ないのである。このように、ＥＵＶＬ用マスクと通常の光リソグラフィ用マスクでは、露光光に使用する波長の相違や、反射型マスクか透過型マスクかの相違に起因して、欠陥に対して大きな差があることがわかる。すなわち、ＥＵＶＬ用マスクでは、従来の光リソグラフィ用マスクでは問題とならなかったわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥もパターンの転写不良を引き起こす原因となるのである。したがって、ＥＵＶＬ用マスクでは、吸収体パターンを形成する前のマスクブランクの段階で、マスクブランクにわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥が存在するか否かを検査する必要がある。
【００１２】
例えば、マスクブランクに形成されたわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥を検出する検査方法として、特許文献１や特許文献２に記載されているレーザ光を用いる検査方法が考えられる。しかし、レーザ光を用いる検査方法では、数ｎｍの微細な凹凸欠陥が検査光（レーザ光）の波長に比べて２桁以上小さいので、微細な凹凸欠陥を検出することは困難である。
【００１３】
一方、特許文献３や特許文献４に記載されている検査方法では、波長の短いＥＵＶ光を検査光として使用しているので、いずれも高い感度で位相欠陥を検出できることが知られている。しかし、検査光学系の取り扱いが難しいという問題点がある。つまり、検査光のＥＵＶ光源と多層膜反射面を採用した真空チャンバ内の検査光学系はいずれも取り扱いが難しく、さらに、光学ミラーへのダメージも充分に小さいとはいえない問題点が存在する。
【００１４】
これに対し、特許文献５に記載された検査方法では、検査光としてＤＵＶ光（波長２００ｎｍ程度）を使用しているので、量産装置としての完成度が高く、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるため、マスクブランクの有効な検査方法である。しかし、ＤＵＶ光の波長（約２００ｎｍ）は、検出すべき位相欠陥の凹凸に比べて約２桁長いので、上述した特許文献１や特許文献２に記載されているレーザ光を使用する検査方法と同様に、位相欠陥の検出感度が低下する問題点がある。
【００１５】
本発明の目的は、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるＤＵＶ光を使用したマスクブランクの検査方法において、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）を高感度に検出できる技術を提供することにある。
【００１６】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１８】
代表的な実施の形態におけるマスクブランクの検査方法は、（ａ）ＥＵＶ光を反射させる多層膜が形成されたマスクブランクをステージに載置する工程と、（ｂ）前記（ａ）工程後、検査光を前記マスクブランクに照射する工程とを備える。そして、（ｃ）前記（ｂ）工程後、前記マスクブランクの検査光照射領域を走査しながら、対物レンズを介して前記検査光照射領域の拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して第１所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程とを備える。さらに、（ｄ）前記（ｂ）工程後、前記マスクブランクの前記検査光照射領域を走査しながら、前記対物レンズを介して前記検査光照射領域の前記拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して前記第１所定量とは符号の異なる第２所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程とを備える。続いて、（ｅ）前記（ｃ）工程で収集される前記拡大検査像と、前記（ｄ）工程で収集される前記拡大検査像に基づいて、欠陥の有無を判定する工程と、（ｆ）前記（ｅ）工程で得られる判定結果を表示する工程とを備えることを特徴とするものである。
【００１９】
また、代表的な実施の形態におけるマスクの製造方法は、（ａ）ＥＵＶ光を反射させる多層膜が形成されたマスクブランクに存在する欠陥の有無を検査する工程と、（ｂ）前記（ａ）工程で前記欠陥が検出された場合、検出された前記欠陥の位置座標に基づいて、吸収体パターンを形成する工程とを備える。このとき、前記（ａ）工程は、（ａ１）前記マスクブランクをステージに載置する工程と、（ａ２）前記（ａ１）工程後、検査光を前記マスクブランクに照射する工程とを有する。そして、（ａ３）前記（ａ２）工程後、前記マスクブランクの検査光照射領域を走査しながら、対物レンズを介して前記検査光照射領域の拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して第１所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程とを有する。さらに、（ａ４）前記（ａ２）工程後、前記マスクブランクの前記検査光照射領域を走査しながら、前記対物レンズを介して前記検査光照射領域の前記拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して前記第１所定量とは符号の異なる第２所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程とを有する。続いて、（ａ５）前記（ａ３）工程で収集される前記拡大検査像と、前記（ａ４）工程で収集される前記拡大検査像に基づいて、欠陥の有無を判定する工程と、（ａ６）前記（ａ５）工程を実施した結果、前記マスクブランクに存在する前記欠陥が検出された場合、前記欠陥の位置座標を記憶する工程とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２１】
量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるＤＵＶ光を使用したマスクブランクの検査方法において、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）を高感度に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ＥＵＶ光を使用した露光光学系を示す構成図である。
【図２】マスクの平面構成を示す図である。
【図３】図２に示すマスクのデバイスパターンエリアでの一断面を示す断面図である。
【図４】マスク基板上に位相欠陥が形成されている状態を示す断面図である。
【図５】位相欠陥が吸収体の間の反射領域に残存する場合を示す断面図である。
【図６】ＤＵＶ光を検査光とする検査装置において、マスクブランクスに存在する欠陥画像を取り込む検査光学系を示す構成図である。
【図７】マスクブランクに形成された多層膜上に凹形状の位相欠陥が存在する場合において、マスクブランクの表面を対物レンズの光軸方向にずらす量を変化させた際、画像検出器の受光面に形成されるそれぞれの拡大検査像の光強度分布をシミュレーション解析により求めた結果を示すグラフである。
【図８】マスクブランクに形成された多層膜上に凸形状の位相欠陥が存在する場合において、マスクブランクの表面を対物レンズの光軸方向にずらす量を変化させた際、画像検出器の受光面に形成されるそれぞれの拡大検査像の光強度分布をシミュレーション解析により求めた結果を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法に使用する検査装置の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態１において、マスクブランク上にわたって２つの検査光照射領域を走査する様子を示す図である。
【図１１】２つの検査光照射領域を１つの検査ストライプの検査領域内で移動させる様子を示す図である。
【図１２】実施の形態１における検査装置において、１つの検査ストライプでの処理工程を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法の流れを示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態２における検査装置の構成を示す図である。
【図１５】実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法に使用する検査装置の構成を示す図である。
【図１６】実施の形態３における検査装置において、１つの検査ストライプでの処理工程を説明するためのタイムチャートである。
【図１７】実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法の流れを示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態４におけるマスクの製造方法で製造されたマスクの一例を示す平面図である。
【図１９】図１８のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図２０】実施の形態４におけるマスクの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２１】実施の形態４におけるマスクの製造方法で製造されたマスクの一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２４】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２５】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２６】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２７】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２８】
（実施の形態１）
例えば、波長１９３ｎｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ光を用いたＡｒＦリソグラフィ技術が開発されているが、さらなるパターンの微細化に対応するため、それよりもはるかに波長の短い波長１３．５ｎｍ（１２ｎｍ〜１５ｎｍ）のＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術（ＥＵＶＬ（Extreme Ultra Violet Lithography））の開発が進んでいる。つまり、露光光の波長が短くなるほど、より微細化されたパターンを半導体ウェハに転写することができることから、さらなる微細化されたパターンを転写するため、露光光の波長を短くすることが行なわれているのである。
【００２９】
このとき、例えば、波長１９３ｎｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ光を用いた通常のフォトリソグラフィ技術では、回路パターンを形成したマスクに対して露光光を透過させることにより、マスクに形成したパターンを半導体基板上に転写する構成がとられる。すなわち、マスクは露光光に対して透過する透過材料から形成し、この透過材料に遮光パターンを形成することにより、マスクに所望の回路パターンを形成しているのである。ところが、ＥＵＶ光の波長域では、ＥＵＶ光に対して透明な物質が存在しないのである。つまり、ＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術では、ＥＵＶ光が物質に吸収されて透過しない関係から、露光光を透過させるマスクを構成することができないのである。このため、ＥＵＶ光を使用したリソグラフィ技術では、マスクに露光光を透過させるのではなく、マスクから露光光を反射する光学系が採用されている。
【００３０】
図１は、ＥＵＶ光を使用した露光光学系を示す構成図である。図１に示すように、ＥＵＶ光を使用した露光光学系は、光源ＬＳ、照明光学系ＬＯＳ１、マスクＭ、結像光学系ＬＯＳ２およびステージＳＴを有している。光源ＬＳは、波長が１２ｎｍ〜１５ｎｍのＥＵＶ光（極端紫外線）を照射する光源である。照明光学系ＬＯＳ１は、光源ＬＳからＥＵＶ光を入射し、入射したＥＵＶ光を加工してマスクＭに照射するように構成されている。通常、照明光学系ＬＯＳ１はレンズを用いて構成されるが、ＥＵＶ光に対して透明な材料は存在しないため、ＥＵＶ光を使用する照明光学系ＬＯＳ１では、ＥＵＶ光を反射する反射鏡（例えば、凹面鏡や凸面鏡）から構成されている。すなわち、照明光学系ＬＯＳ１は、反射鏡を使用してＥＵＶ光の形状を加工するようになっている。マスクＭには、半導体基板１Ｓに転写するパターン（例えば、回路パターン）が形成されており、照明光学系ＬＯＳ１から射出したＥＵＶ光がマスクＭに形成されているパターンを反映して反射するようになっている。結像光学系ＬＯＳ２は、マスクＭで反射したＥＵＶ光を入射して半導体基板１Ｓ上にＥＵＶ光を結像させるように構成されている。通常、結像光学系ＬＯＳ２はレンズを用いて構成されるが、ＥＵＶ光に対して透明な材料は存在しないため、ＥＵＶ光を使用する結像光学系ＬＯＳ２では、ＥＵＶ光を反射する反射鏡（例えば、凹面鏡や凸面鏡）から構成されている。すなわち、結像光学系ＬＯＳ２は、反射鏡を使用してＥＵＶ光を集光しマスクパターンの像を半導体基板１Ｓ上に結像させるように構成されている。ステージＳＴは、半導体基板１Ｓを載置するためのものであり、結像光学系ＬＯＳ２によってＥＵＶ光が結像される位置に半導体基板１Ｓを配置するように構成されている。図１に示す露光光学系では、ＥＵＶ光を使用しており、ＥＵＶ光を減衰させないために、光源ＬＳ、照明光学系ＬＯＳ１、マスクＭ、結像光学系ＬＯＳ２およびステージＳＴを有する露光光学系は、真空中に配置される。
【００３１】
本実施の形態１における露光光学系は上記のように構成されており、以下に、その動作について図１を参照しながら説明する。まず、光源ＬＳよりＥＵＶ光を照射する。光源ＬＳから射出されたＥＵＶ光は、照明光学系ＬＯＳ１に入射する。照明光学系ＬＯＳ１に入射したＥＵＶ光は、照明光学系ＬＯＳ１を構成する反射鏡で反射されることにより加工された後、照明光学系ＬＯＳ１から射出される。続いて、照明光学系ＬＯＳ１から射出されたＥＵＶ光は、マスクＭに入射される。マスクＭに入射したＥＵＶ光は、マスクＭに形成されているパターンを反映して反射される。そして、マスクＭで反射したＥＵＶ光は、結像光学系ＬＯＳ２に入射する。結像光学系ＬＯＳ２に入射したＥＵＶ光は、結像光学系ＬＯＳ２を構成する反射鏡によって加工され、ステージＳＴ上に搭載されている半導体基板１Ｓ（詳細には、半導体基板１Ｓ上に形成されているレジスト膜）にパターンが結像する。つまり、マスクＭに形成されている回路パターンが結像光学系ＬＯＳ２によって、半導体基板１Ｓ上に縮小投影される。このようにして、マスクＭに形成されている回路パターンを半導体基板１Ｓのレジスト膜に転写することができる。
【００３２】
上述したようにマスクＭにはパターンが形成されており、このパターンにＥＵＶ光を入射することにより、パターンに対応した反射光を射出することができるようになっている。以下では、マスクＭに形成されているパターンの構造について説明する。
【００３３】
図２は、マスクＭの平面構成を示す図である。図２に示すように、マスクＭは矩形形状をしており、矩形形状をしているマスクＭの四隅にアライメントマークＭＡが形成されている。このアライメントマークＭＡは、マスクＭの位置合わせを行なう機能のパターン群を有するものである。そして、マスクＭの中央部には、デバイスパターンエリアＭＤＥが形成されている。このデバイスパターンエリアＭＤＥには、半導体装置を構成する回路パターンが形成されている。したがって、マスクＭに入反射するＥＵＶ光はこのデバイスパターンエリアＭＤＥに照射されることになる。
【００３４】
図３は、図２に示すマスクＭのデバイスパターンエリアＭＤＥでの一断面を示す断面図である。図３に示すように、マスクＭには、マスク基板（マスクブランク）ＭＳ上に多層膜ＭＬＦが形成されている。マスク基板ＭＳは、例えば、石英ガラスや低熱膨張材から構成されており、多層膜ＭＬＦは、例えば、シリコン層とモリブデン層とを多層にわたって積層した構造をしている。多層膜ＭＬＦは、マスクＭに入射したＥＵＶ光を反射するために設けられている膜である。つまり、例えば、シリコン層とモリブデン層からなる多層膜ＭＬＦでは、シリコン層の屈折率とモリブデン層の屈折率が異なることで生じる多層膜反射を利用してＥＵＶ光を反射している。この多層膜反射は、一種の干渉を利用した反射である。具体的には、多層膜ＭＬＦの表面で反射した光と、多層膜ＭＬＦの内部で反射した光とが干渉して強め合うことにより、ある一定強度以上のＥＵＶ光を反射できるようになっている。
【００３５】
多層膜ＭＬＦ上には、キャッピング層ＣＡＰが形成されている。このキャッピング層ＣＡＰは、多層膜ＭＬＦを保護するために設けられている膜であり、例えば、シリコン層やルテニウム層から形成されている。このキャッピング層ＣＡＰ上には、バッファ層ＢＵＦを介して吸収体ＡＢＳがパターン状に形成されている。吸収体ＡＢＳはマスクＭに入射してきたＥＵＶ光を吸収して反射しないようにするものである。この吸収体ＡＢＳは、例えば、窒化タンタル（ＴａＮ）などのタンタル系材料から形成されている。吸収体ＡＢＳは、ＥＵＶ光を充分に吸収する観点から、その厚さは、例えば、５０ｎｍ〜１００ｎｍとなっている。バッファ層ＢＵＦは、吸収体ＡＢＳを加工する際に行なわれるエッチングに対するストッパとして機能する膜であり、バッファ層ＢＵＦの下層に形成されている多層膜ＭＬＦをエッチングダメージから保護する機能を有している。なお、マスク基板ＭＳの裏面には、導体膜ＣＦが形成されているが、この導体膜ＣＦはマスクＭをステージに静電チャックするために設けられる膜である。
【００３６】
以上のように構成されているマスクＭでは、多層膜ＭＬＦが露出している領域と、吸収体ＡＢＳが形成されている領域とを設けることにより、ＥＵＶ光に対するパターニングが行なわれている。すなわち、マスクＭにＥＵＶ光が入射する場合、多層膜ＭＬＦが露出している領域では、ＥＵＶ光が反射して反射光が射出される。これに対し、吸収体ＡＢＳが形成されている領域ではＥＵＶ光が吸収され反射光が生じない。このため、多層膜ＭＬＦが露出する領域と、吸収体ＡＢＳが形成されている領域とで、回路パターンを形成することにより、回路パターンを反映した反射光を得ることができるのである。
【００３７】
ここで、ＥＵＶＬ用マスクでは、マスクブランク（マスク基板）上に形成されたわずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）も転写パターン不良を引き起こす原因となる。例えば、図４は、マスク基板ＭＳ上に位相欠陥ＰＤが形成されている状態を示す断面図である。図４に示すように、マスク基板ＭＳ上に多層膜ＭＬＦを被着させる際、マスク基板ＭＳ上に微細な窪みが存在したまま多層膜ＭＬＦを形成すると、多層膜ＭＬＦを形成したマスク基板ＭＳに凹形状の位相欠陥ＰＤが発生してしまうことがわかる。この位相欠陥ＰＤを残したままバッファ層ＢＵＦと吸収体ＡＢＳを形成してマスクＭを製造すると、例えば、図５に示すように、隣接する吸収体ＡＢＳの間に位相欠陥ＰＤが残存する場合がある。図５は、位相欠陥ＰＤが吸収体ＡＢＳの間の反射領域に残存する場合を示す断面図である。
【００３８】
図５に示すように、反射領域に位相欠陥ＰＤが存在する場合、露光光に使用するＥＵＶ光の波長は１３．５ｎｍ程度であるので、わずか数ｎｍの微細な位相欠陥ＰＤでも、この位相欠陥ＰＤでＥＵＶ光が反射されると、反射されたＥＵＶ光に対して大きな位相変化を与える。つまり、ＥＵＶ光から見ると、わずか数ｎｍの微細な位相欠陥ＰＤも無視できる程度のものではなく、微細な位相欠陥ＰＤによる位相変化や乱反射によって、本来充分な反射光が得られるはずの領域の光強度が低下し、あたかも吸収体ＡＢＳが存在して反射光が吸収されている状態と同じ状態になってしまうおそれがある。すなわち、吸収体ＡＢＳが形成されていないマスク基板ＭＳ（マスクブランク）の反射領域にわずか数ｎｍの微細な位相欠陥ＰＤが存在すると、その微細な位相欠陥ＰＤがあたかも吸収体ＡＢＳのように機能し、正常な転写パターンが形成できなくなってしまうおそれがある。したがって、ＥＵＶＬ用マスクでは、吸収体ＡＢＳを形成する前のマスク基板ＭＳ（マスクブランク）の段階で、マスク基板ＭＳ（マスクブランク）にわずか数ｎｍの微細な位相欠陥ＰＤが存在するか否かを検査する必要がある。
【００３９】
まず、マスク基板ＭＳに存在する数ｎｍ程度の位相欠陥を検出する方法として、露光光としても使用しているＥＵＶ光を検査光として使用することが考えられる。つまり、波長が１３．５ｎｍ程度のＥＵＶ光で、高さが数ｎｍ程度の位相欠陥が問題となることから、このＥＵＶ光を検査光として使用することにより高感度で位相欠陥を検出することができると考えられる。しかし、ＥＵＶ光を検査光として使用する場合、以下に示すような問題点が存在する。すなわち、ＥＵＶ光の波長域では、ＥＵＶ光に対して透明な物質が存在しない。このため、ＥＵＶ光を使用した検査では、検査光のＥＵＶ光源と多層膜反射面を採用した真空チャンバ内の検査光学系を使用する必要が生じる。ところが、検査光のＥＵＶ光源と多層膜反射面を採用した真空チャンバ内の検査光学系はいずれも取り扱いが難しいという課題が存在する。
【００４０】
これに対し、検査光としてＤＵＶ光（波長１８０ｎｍ〜２１０ｎｍ程度）を使用することが考えられる。このＤＵＶ光を使用した検査方法は、量産装置としての完成度が高く、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるため、マスク基板の有効な検査方法と考えられる。しかし、ＤＵＶ光の波長（１８０ｎｍ〜２１０ｎｍ）は、検出すべき位相欠陥の凹凸に比べて約２桁長いので、数ｎｍ程度の高さを有する位相欠陥を高感度に検出することが難しい。
【００４１】
そこで、本願発明では、量産装置としての完成度が高く、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できて取り扱いが容易であるというＤＵＶ光を使用した検査方法を採用することを前提とし、ＤＵＶ光を使用した検査方法であっても、数ｎｍ程度の高さを有する位相欠陥の検出感度を向上できる工夫を施している。以下に、この工夫を施したマスクブランクス（マスク基板）の検査方法について説明する。
【００４２】
まず、ＤＵＶ光を使用した検査方法であっても、ＤＵＶ光の波長よりも２桁程度小さい高さの微細な位相欠陥を高感度に検出できる知見について説明する。図６は、ＤＵＶ光を検査光とする検査装置において、マスクブランクス（マスク基板）に存在する欠陥画像を取り込む検査光学系を示す構成図である。図６に示すように、この検査光学系は、光源ＩＬＳ、ビームスプリッタＢＳＰ、対物レンズＯＢＬ、マスクブランクＭＢ、および、画像検出器ＳＥを備えている。光源ＩＬＳは、波長が１８０ｎｍ〜２１０ｎｍ程度のＤＵＶ光を射出することができるように構成されており、この光源ＩＬＳから射出されたＤＵＶ光ＢＭ１は、ビームスプリッタＢＳＰに入射される。そして、ビームスプリッタＢＳＰに入射されたＤＵＶ光ＢＭ１は、ビームスプリッタＢＳＰで折り曲げられ、対物レンズＯＢＬを通してマスクブランクＭＢの所定領域に照射される。このとき、マスクブランクＭＢには多層膜が形成されており、多層膜が形成されているマスクブランクＭＢの面にＤＵＶ光ＢＭ１が照射される。すなわち、図６において、マスクブランクＭＢの下面に多層膜が形成されている。マスクブランクＭＢに照射されたＤＵＶ光ＢＭ１は反射し、反射したＤＵＶ光ＢＭ２は対物レンズＯＢＬで集められるとともに、ビームスプリッタＢＳＰを透過する。ビームスプリッタＢＳＰを透過したＤＵＶ光ＢＭ２は、画像検出器ＳＥの受光面に照射される。このとき、画像検出器ＳＥの受光面にマスクブランクＭＢの表面の拡大検査像が結像されるように画像検出器ＳＥの位置が調整されている。つまり、マスクブランクＭＢの表面と、画像検出器ＳＥの受光面とは、対物レンズＯＢＬを介して共役の位置関係にあることになる。このようにして、マスクブランクＭＢの表面の拡大検査像を画像検出器ＳＥで受光することができる。この場合、画像検出器ＳＥで受光された拡大検査像を解析することにより、マスクブランクＭＢ上に形成されている位相欠陥を検出できると考えられる。しかし、実際には、画像検出器ＳＥの受光面にマスクブランクＭＢの表面の拡大検査像を結像させるだけでは、微細な位相欠陥による光強度変化はわずかであり、この位相欠陥を検出することは困難である。
【００４３】
そこで、本発明者は、画像検出器ＳＥの受光面にマスクブランクＭＢの表面の拡大検査像を結像させるのではなく、マスクブランクＭＢの表面と画像検出器ＳＥの受光面との位置関係をデフォーカス状態にすることにより、微細な位相欠陥の光強度分布を変化させることができるのではないかという発想に基づいて、画像検出器ＳＥの受光面に形成される拡大検査像の光強度分布をシミュレーション解析した。このシミュレーション解析の結果について説明する。
【００４４】
図７は、マスクブランクに形成された多層膜ＭＬＦ上に凹形状の位相欠陥ＰＤ１が存在する場合において、マスクブランクの表面を対物レンズの光軸方向にずらす量を変化させた際、画像検出器の受光面に形成されるそれぞれの拡大検査像の光強度分布をシミュレーション解析により求めた結果を示すグラフである。ここでは、凹形状の位相欠陥ＰＤ１の深さを２．２ｎｍ、半値全幅を６０ｎｍとしている。そして、対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．７５としている。また、照明光（ＤＵＶ光）の干渉性の度合いを示すコヒーレンスファクタσの値を１．０と仮定している。コヒーレンスファクタσの値を１よりも小さくすると、照明光の干渉性は高くなり、欠陥などの像の強度変化は大きくなる傾向にある。
【００４５】
図７の横軸は、マスクブランク上の位置（ｎｍ）を示しており、図７の縦軸は、拡大検査像の光強度を示している。
【００４６】
ここで、図７においては、マスクブランクの位置がフォーカス位置から対物レンズの光軸方向に沿ってシフトする量、すなわち、デフォーカス量を、−４００ｎｍ、−２００ｎｍ、０ｎｍ、＋２００ｎｍ、＋４００ｎｍに設定したときに得られる拡大検査像の光強度分布をそれぞれ、曲線１−１、曲線１−２、曲線１−３、曲線１−４、曲線１−５で示している。このとき、本明細書では、デフォーカス量が＋という場合は光路長が長くなる方向へのシフトをいい、デフォーカス量が−という場合は光路長が短くなる方向へのシフトをいうものとする。
【００４７】
図７の曲線１−３に示すように、デフォーカス量を０ｎｍとした場合、すなわち、マスクブランクと画像検出器の位置関係がフォーカス状態にある場合、位相欠陥ＰＤ１に対応する光強度は、周囲の光強度に比べてわずかに暗くなっていることがわかる。これは、位相欠陥ＰＤ１にＤＵＶ光が照射された際、位相欠陥ＰＤ１の凹形状によってＤＵＶ光が乱反射されることにより、位相欠陥ＰＤ１に対応する光強度が低くなったものと考えることができる。しかし、この光強度の変化は、周囲の光強度とくらべてわずかに暗くなる程度であり、この光強度変化を検出することにより、位相欠陥ＰＤ１を検出することは困難であると考えられる。
【００４８】
一方、−２００ｎｍや−４００ｎｍといった負のデフォーカス量に対しては、曲線１−１や曲線１−２に示すように、位相欠陥ＰＤ１に対応した光強度が、周辺部の光強度に比べて大きくなっていることがわかる。そして、この場合の光強度の変化量は、デフォーカス量を０ｎｍとした場合の光強度の変化量よりも大きくなっている。つまり、マスクブランクと画像検出器の位置関係を負のデフォーカス状態とすると、位相欠陥ＰＤ１の光強度変化が、マスクブランクと画像検出器の位置関係をフォーカス状態とする場合よりも大きくなるとともに、光強度が減少する方向に変化するのではなく、光強度が増加する方向に変化することがわかる。
【００４９】
さらに、＋２００ｎｍや＋４００ｎｍといった正のデフォーカス量に対しては、曲線１−４や曲線１−５に示すように、位相欠陥ＰＤ１に対応した光強度が、周辺部の光強度に比べて小さくなっていることがわかる。この場合の光強度の変化量は、デフォーカス量を０ｎｍとした場合の光強度の変化量よりも大きくなっている。つまり、マスクブランクと画像検出器の位置関係を正のデフォーカス状態とすると、マスクブランクと画像検出器の位置関係をフォーカス状態とする場合と同じく位相欠陥ＰＤ１に対応した光強度は減少するが、その光強度の変化量は、マスクブランクと画像検出器の位置関係をフォーカス状態とする場合よりも大きくなることがわかる。
【００５０】
続いて、図８は、マスクブランクに形成された多層膜ＭＬＦ上に凸形状の位相欠陥ＰＤ２が存在する場合において、マスクブランクの表面を対物レンズの光軸方向にずらす量を変化させた際、画像検出器の受光面に形成されるそれぞれの拡大検査像の光強度分布をシミュレーション解析により求めた結果を示すグラフである。ここでは、凸形状の位相欠陥ＰＤ２の高さを２．２ｎｍ、半値全幅を６０ｎｍとしている。そして、対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．７５としている。また、照明光（ＤＵＶ光）の干渉性の度合いを示すコヒーレンスファクタσの値を１．０と仮定している。コヒーレンスファクタσの値を１よりも小さくすると、照明光の干渉性は高くなり、欠陥などの像の強度変化は大きくなる傾向にある。
【００５１】
図８の横軸は、マスクブランク上の位置（ｎｍ）を示しており、図８の縦軸は、拡大検査像の光強度を示している。
【００５２】
ここで、図８においては、マスクブランクの位置がフォーカス位置から対物レンズの光軸方向に沿ってシフトする量、すなわち、デフォーカス量を、＋４００ｎｍ、＋２００ｎｍ、０ｎｍ、−２００ｎｍ、−４００ｎｍに設定したときに得られる拡大検査像の光強度分布をそれぞれ、曲線２−１、曲線２−２、曲線２−３、曲線２−４、曲線２−５で示している。このとき、本明細書では、デフォーカス量が＋（正）という場合は光路長が長くなる方向へのシフトをいい、デフォーカス量が−（負）という場合は光路長が短くなる方向へのシフトをいうものとする。
【００５３】
図８の曲線２−３に示すように、デフォーカス量を０ｎｍとした場合、すなわち、マスクブランクと画像検出器の位置関係がフォーカス状態にある場合、位相欠陥ＰＤ２に対応する光強度は、周囲の光強度に比べてわずかに暗くなっていることがわかる。これは、位相欠陥ＰＤ２にＤＵＶ光が照射された際、位相欠陥ＰＤ２の凸形状によってＤＵＶ光が乱反射されることにより、位相欠陥ＰＤ２に対応する光強度が低くなったものと考えることができる。しかし、この光強度の変化は、周囲の光強度とくらべてわずかに暗くなる程度であり、この光強度変化を検出することにより、位相欠陥ＰＤ２を検出することは困難であると考えられる。
【００５４】
一方、＋２００ｎｍや＋４００ｎｍといった正のデフォーカス量に対しては、曲線２−１や曲線２−２に示すように、位相欠陥ＰＤ２に対応した光強度が、周辺部の光強度に比べて大きくなっていることがわかる。そして、この場合の光強度の変化量は、デフォーカス量を０ｎｍとした場合の光強度の変化量よりも小さいが、光強度が減少する方向に変化するのではなく、光強度が増加する方向に変化することがわかる。
【００５５】
さらに、−２００ｎｍや−４００ｎｍといった負のデフォーカス量に対しては、曲線２−４や曲線２−５に示すように、位相欠陥ＰＤ２に対応した光強度が、周辺部の光強度に比べて小さくなっていることがわかる。この場合の光強度の変化量は、デフォーカス量を０ｎｍとした場合の光強度の変化量よりも大きくなっている。つまり、マスクブランクと画像検出器の位置関係を負のデフォーカス状態とすると、マスクブランクと画像検出器の位置関係をフォーカス状態とする場合と同じく位相欠陥ＰＤ２に対応した光強度は減少するが、その光強度の変化量は、マスクブランクと画像検出器の位置関係をフォーカス状態とする場合よりも大きくなることがわかる。
【００５６】
以上のことから、上述したシミュレーション解析により、以下に示す知見が得られる。
【００５７】
（１）画像検出器の受光面にマスクブランクの表面の拡大検査像を結像させるのではなく、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係をデフォーカス状態にすることにより、微細な位相欠陥に対応した光強度を周辺部に対応した光強度から大きく変化させることができる。
【００５８】
（２）正のデフォーカス状態と負のデフォーカス状態では、位相欠陥に対応する光強度変化が逆方向となるので、正のデフォーカス状態での位相欠陥に対応する光強度と、負のデフォーカス状態での位相欠陥に対応する光強度との差をとれば、さらに、大きな光強度差を得ることができる。
【００５９】
（３）凹形状の位相欠陥では、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を負のデフォーカス状態にすると、凹形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも明るくなるように変化する一方、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を正のデフォーカス状態にすると、凹形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも暗くなるように変化する。これに対し、凸形状の位相欠陥では、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を正のデフォーカス状態にすると、凸形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも明るくなるように変化する一方、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を負のデフォーカス状態にすると、凸形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも暗くなるように変化する。つまり、位相欠陥に対応する光強度の明暗のデフォーカス依存性は、凹形状の位相欠陥と凸形状の位相欠陥で逆になる。
【００６０】
次に、上述した知見を具現化した本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法について図面を参照しながら説明する。まず、本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法を実現する検査装置の構成について説明する。図９は、本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法に使用する検査装置の構成を示す図である。図９に示すように、本実施の形態１における検査装置の投光系は、まず、光源ＩＬＳ、レンズＬ１、レンズＬ２、絞り（アパーチャ）ＡＰ１、ビームスプリッタＢＳＰ、対物レンズＯＢＬ、および、欠陥検査の対象となるマスクブランクＭＢを備えている。
【００６１】
光源ＩＬＳは、波長が１８０ｎｍ〜２１０ｎｍ程度のＤＵＶ光を射出することができるように構成されており、この光源ＩＬＳから射出されたＤＵＶ光ＢＭ１は、レンズＬ１、絞りＡＰ１、レンズＬ２を透過し、ビームスプリッタＢＳＰで折り曲げられた後、対物レンズＯＢＬを透過してマスクブランクＭＢ上の所定領域ＩＬＡに照射される。これにより、絞りＡＰ１に形成されている２つの開口部をマスクブランクＭＢの所定領域ＩＬＡ内の検査光照射領域１１、１２に像として投影することができる。このとき、マスクブランクＭＢには多層膜が形成されており、多層膜が形成されているマスクブランクＭＢの面にＤＵＶ光ＢＭ１が照射される。すなわち、図９において、マスクブランクＭＢの下面に多層膜が形成されている。マスクブランクＭＢに照射されたＤＵＶ光ＢＭ１は反射し、反射したＤＵＶ光ＢＭ２は対物レンズＯＢＬで集められるとともに、ビームスプリッタＢＳＰを透過する。ビームスプリッタＢＳＰを透過したＤＵＶ光ＢＭ２は、投影領域ＰＲＡに集光する。つまり、マスクブランクＭＢ上の所定領域ＩＬＡは、対物レンズＯＢＬの投影可能領域であり、この所定領域ＩＬＡ内で反射したＤＵＶ光ＢＭ２は、対物レンズＯＢＬおよびビームスプリッタＢＳＰを透過して、対物レンズＯＢＬの結像面である投影領域ＰＲＡに集光する。したがって、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１１および検査光照射領域１２は、投影領域ＰＲＡ内に拡大検査像１３および拡大検査像１４として分離して投影される。このとき、例えば、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１１が投影領域ＰＲＡ内の拡大検査像１３に対応し、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１２が投影領域ＰＲＡ内の拡大検査像１４に対応する。
【００６２】
さらに、本実施の形態１における検査装置の受光系は、ミラー１５、レンズＬ３、レンズＬ４、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２を備えている。そして、上述した投影領域ＰＲＡ内の拡大検査像１４を構成する光束はミラー１５によって折り曲げられ、この折り曲げられた光束は、レンズＬ３を介して第１画像検出器ＳＥ１の受光面上に拡大検査像を形成するように、ミラー１５、レンズＬ３および第１画像検出器ＳＥ１が配置されている。ただし、図９に示すように、第１画像検出器ＳＥ１は、レンズＬ３の結像面１６よりも光路長がＸＬ１だけ短い位置に配置されている。このとき、レンズＬ３の結像面１６は、拡大検査像１４と共役の関係にある。したがって、検査光照射領域１２と、拡大検査像１４と、結像面１６とは互いに共役の関係にあることになる。
【００６３】
一方、投影領域ＰＲＡ内の拡大検査像１３を構成する光束は、レンズＬ４を介して第２画像検出器ＳＥ２の受光面上に拡大検査像を形成するように、レンズＬ４および第２画像検出器ＳＥ２が配置されている。ただし、図９に示すように、第２画像検出器ＳＥ２は、レンズＬ４の結像面１７よりも光路長がＸＬ２だけ長い位置に配置されている。このとき、レンズＬ４の結像面１７は、拡大検査像１３と共役の関係にある。したがって、検査光照射領域１１と、拡大検査像１３と、結像面１７とは互いに共役の関係にあることになる。
【００６４】
このように第１画像検出器ＳＥ１をレンズＬ３の結像面１６よりも光路長がＸＬ１だけ短い位置に配置することにより、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１２の拡大検査像を負のデフォーカス状態で収集することができる。これに対し、第２画像検出器ＳＥ２をレンズＬ４の結像面１７よりも光路長がＸＬ２だけ長い位置に配置することにより、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１１の拡大検査像を正のデフォーカス状態で収集することができる。したがって、本実施の形態１における検査装置では、マスクブランクＭＢ上の隣接する検査光照射領域１１および検査光照射領域１２のそれぞれの拡大検査像を、互いに異符号のデフォーカス状態で収集することができる。なお、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２は、配置位置を変更できるように構成されている。
【００６５】
さらに、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２は、制御回路ＣＮＴと接続されており、制御回路ＣＮＴを構成するＣＰＵ１およびメモリ２によってデータが収集されるように構成されている。具体的に、第１画像検出器ＳＥ１から第１検査画像データが収集され、第２画像検出器ＳＥ２から第２検査画像データが収集される。そして、本実施の形態１における検査装置では、収集された第１検査画像データの光強度と第２検査画像データの光強度の差分を取ることにより、光強度差データが算出されるように構成されている。
【００６６】
ここで、本実施の形態１における検査装置では、図９に示すように、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１２の拡大検査像を第１画像検出器ＳＥ１で収集しているが、第１画像検出器ＳＥ１の受光面がレンズＬ３の結像面よりも対物レンズＯＢＬに近い位置に配置されている。すなわち、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１２）と第１画像検出器ＳＥ１の位置関係がデフォーカス状態となっている。同様に、本実施の形態１における検査装置では、図９に示すように、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１１の拡大検査像を第２画像検出器ＳＥ２で収集しているが、第２画像検出器ＳＥ２の受光面がレンズＬ４の結像面よりも対物レンズＯＢＬから遠い位置に配置されている。すなわち、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１１）と第２画像検出器ＳＥ２の位置関係がデフォーカス状態となっている。そして、本実施の形態１では、デフォーカス状態で第１画像検出器ＳＥ１から第１検査画像データを収集し、かつ、デフォーカス状態で第２画像検出器ＳＥ２から第２検査画像データを収集している。したがって、本実施の形態１における検査装置では、画像検出器（第１画像検出器ＳＥ１、第２画像検出器ＳＥ２）の受光面にマスクブランクＭＢの表面の拡大検査像を結像させるのではなく、マスクブランクＭＢの表面と画像検出器（第１画像検出器ＳＥ１、第２画像検出器ＳＥ２）の受光面との位置関係をデフォーカス状態にすることにより、微細な位相欠陥に対応した光強度を周辺部に対応した光強度から大きく変化させることができるという知見（１）を具現化していることがわかる。
【００６７】
さらに、本実施の形態１における検査装置では、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１２）と第１画像検出器ＳＥ１の位置関係が負のデフォーカス状態となっている一方、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１１）と第２画像検出器ＳＥ２の位置関係が正のデフォーカス状態となっている。そして、負のデフォーカス状態となっている第１画像検出器ＳＥ１からの第１検査画像データ（光強度）と、正のデフォーカス状態となっている第２画像検出器ＳＥ２からの第２検査画像データ（光強度）の差分から光強度差データを算出している。このことから、正のデフォーカス状態と負のデフォーカス状態では、位相欠陥に対応する光強度変化が逆方向となるので、正のデフォーカス状態での位相欠陥に対応する光強度と、負のデフォーカス状態での位相欠陥に対応する光強度との差をとれば、さらに、大きな光強度差を得ることができるという知見（２）も本実施の形態１における検査装置では具現化されている。
【００６８】
また、本実施の形態１では、上述した光強度差データだけでなく、負のデフォーカス状態となっている第１画像検出器ＳＥ１からの第１検査画像データ（光強度）自体も保持し、かつ、正のデフォーカス状態となっている第２画像検出器ＳＥ２からの第２検査画像データ（光強度）も保持している。このため、本実施の形態１における検査装置によれば、位相欠陥に対応する光強度の明暗のデフォーカス依存性が凹形状の位相欠陥と凸形状の位相欠陥で逆になるという知見（３）も実現することができる。
【００６９】
例えば、凹形状の位相欠陥では、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を負のデフォーカス状態にすると、凹形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも明るくなるように変化する一方、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を正のデフォーカス状態にすると、凹形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも暗くなるように変化する。したがって、負のデフォーカス状態にある第１画像検出器ＳＥ１からの第１検査画像データに特定の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも明るくなるように変化するデータが存在し、かつ、正のデフォーカス状態にある第２画像検出器ＳＥ２からの第２検査画像データに特定の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも暗くなるように変化するデータが存在する場合、この位相欠陥は凹形状の位相欠陥であると判別することができる。
【００７０】
同様に、凸形状の位相欠陥では、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を正のデフォーカス状態にすると、凸形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも明るくなるように変化する一方、マスクブランクの表面と画像検出器の受光面との位置関係を負のデフォーカス状態にすると、凸形状の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも暗くなるように変化する。したがって、負のデフォーカス状態にある第１画像検出器ＳＥ１からの第１検査画像データに特定の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも暗くなるように変化するデータが存在し、かつ、正のデフォーカス状態にある第２画像検出器ＳＥ２からの第２検査画像データに特定の位相欠陥に対応した光強度が周辺部よりも明るくなるように変化するデータが存在する場合、この位相欠陥は凸形状の位相欠陥であると判別することができる。
【００７１】
以上のことから、本実施の形態１における検査装置の構成は、上述した知見（１）〜（３）を具現化するために必要な構成となっており、本実施の形態１における検査装置によれば、上述した知見（１）〜（３）を実際に具現化できることがわかる。
【００７２】
ここで、本実施の形態１では、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の配置位置を移動させる構成を取っていることにより、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１２）と第１画像検出器ＳＥ１の位置関係を負のデフォーカス状態とすることができるとともに、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１１）と第２画像検出器ＳＥ２の位置関係を正のデフォーカス状態とすることができる。
【００７３】
例えば、上述したシミュレーション解析においては、画像検出器ではなくマスクブランクの位置をずらすことによりデフォーカス状態を実現していたが、マスクブランクの位置をずらす方法でデフォーカス状態を形成する場合、１つのマスクブランクに形成されている検査光照射領域１１と検査光照射領域１２は同じ方向にずれることになる。つまり、画像検出器の位置を結像面に固定し、マスクブランクの位置をずらすことによってデフォーカス状態を形成する方法では、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１２）と第１画像検出器ＳＥ１の位置関係を負のデフォーカス状態とすると、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１１）と第２画像検出器ＳＥ２の位置関係も負のデフォーカス状態となってしまう。つまり、画像検出器の位置を結像面に固定し、マスクブランクの位置をずらすことによってデフォーカス状態を形成する方法では、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１２）と第１画像検出器ＳＥ１の位置関係を負のデフォーカス状態とすることができるとともに、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１１）と第２画像検出器ＳＥ２の位置関係を正のデフォーカス状態とすることが実現できないのである。
【００７４】
これに対し、本実施の形態１のように、マスクブランクＭＢを固定し、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の配置位置をそれぞれ別方向に移動させる構成を取る場合、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１２）と第１画像検出器ＳＥ１の位置関係を負のデフォーカス状態とすることができるとともに、マスクブランクＭＢの表面（検査光照射領域１１）と第２画像検出器ＳＥ２の位置関係を正のデフォーカス状態とすることができる。
【００７５】
また、本実施の形態１のように、マスクブランクＭＢを固定し、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の配置位置をそれぞれ別方向に移動させる構成を取る場合は、さらなる利点がある。例えば、シミュレーション解析で説明したように、マスクブランクＭＢと画像検出器（第１画像検出器ＳＥ１、第２画像検出器ＳＥ２）の位置関係を、位相欠陥の光強度を大きくするデフォーカス状態にするために、マスクブランクを移動させる場合、数百ｎｍの精度でマスクブランクを移動させる必要があり、これを実現することは困難である。一方、第１画像検出器ＳＥ１や第２画像検出器ＳＥ２を移動させる場合、例えば、第１画像検出器ＳＥ１の移動量をＸＬ１、第２画像検出器ＳＥ２の移動量をＸＬ２とし、対物レンズＯＢＬとレンズＬ３の倍率の積（数百倍）や対物レンズＯＢＬとレンズＬ４の倍率の積（数百倍）を考慮すると、ＸＬ１／（倍率）２やＸＬ２／（倍率）２がマスクブランクＭＢ上のデフォーカス量になる。したがって、マスクブランクＭＢのデフォーカス量を数百ｎｍとする場合でも、第１画像検出器ＳＥ１の移動量であるＸＬ１や第２画像検出器ＳＥ２の移動量であるＸＬ２は数十ｍｍのオーダとなる。このことから、本実施の形態１のように、第１画像検出器ＳＥ１や第２画像検出器ＳＥ２を動かす構成では、位相欠陥の光強度を大きくするデフォーカス状態を容易に実現できる利点があるのである。
【００７６】
本実施の形態１における検査装置は上記のように構成されており、以下に、この検査装置を使用したマスクブランクの検査方法について図面を参照しながら説明する。本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法は、上述した検査装置の動作を説明することにより明らかにされる。
【００７７】
まず、マスクブランクＭＢの全面にわたって検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を走査する方法について説明する。図１０は、本実施の形態１において、マスクブランクＭＢ上にわたって検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を走査する様子を示す図である。図１０に示すように、マスクブランクＭＢの検査領域を幅２００μｍ程度の細長い短冊状の検査ストライプＳＰ１に分割する。そして、１つの検査ストライプＳＰ１内を検査光照射領域１１および検査光照射領域１２が移動するように、マスクブランクＭＢを搭載したステージが走査制御される。具体的に、図１０では、１つの検査ストライプＳＰ１内を検査光照射領域１１および検査光照射領域１２が左側から右側に向って移動するようにマスクブランクＭＢを搭載したステージは制御される。これにより、１つの検査ストライプＳＰ１の領域内で検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を走査することができる。そして、１つの検査ストライプＳＰ１内で検査光照射領域１１および検査光照射領域１２の走査が完了すると、同様にして、順次、次の検査ストライプの領域内で検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を走査させる。このようにして、マスクブランクＭＢの検査領域全体に検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を走査させることができる。
【００７８】
ここで、図９に示すように、１つの検査ストライプＳＰ１の領域内の検査光照射領域１１に照射されたＤＵＶ光は、対物レンズＯＢＬおよびレンズＬ４を透過して第２画像検出器ＳＥ２の受光面に入射する。つまり、検査光照射領域１１に対応する拡大検査像ＩＭＡ１が第２画像検出器ＳＥ２の受光面に正のデフォーカス状態で投影される。同様に、１つの検査ストライプＳＰ１の領域内の検査光照射領域１２に照射されたＤＵＶ光は、対物レンズＯＢＬおよびレンズＬ３を透過して第１画像検出器ＳＥ１の受光面に入射する。つまり、検査光照射領域１２に対応する拡大検査像ＩＭＡ２が第１画像検出器ＳＥ１の受光面に負のデフォーカス状態で投影される。
【００７９】
このとき、図１０に示すように、拡大検査像ＩＭＡ１は、複数の画素ＰＩＸ１における光強度として第２画像検出器ＳＥ２に取り込まれる。つまり、第２画像検出器ＳＥ２は、複数の画素ＰＩＸ１を備えており、この複数の画素ＰＩＸ１単位で拡大検査像ＩＭＡ１の光強度を取り込むように構成されている。同様に、拡大検査像ＩＭＡ２は、複数の画素ＰＩＸ２における光強度として第１画像検出器ＳＥ１に取り込まれる。つまり、第１画像検出器ＳＥ１は、複数の画素ＰＩＸ２を備えており、この複数の画素ＰＩＸ２単位で拡大検査像ＩＭＡ２の光強度を取り込むように構成されている。この第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２は、例えば、ＴＤＩ（Time Delay Integration）センサから構成されている。このＴＤＩセンサは、マスクブランクＭＢを搭載しているステージの走査と同期して電荷を転送するように構成されているセンサである。以上のようにして、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１１は拡大検査像ＩＭＡ１として第２画像検出器ＳＥ２の受光面に正のデフォーカス状態で投影され、投影された拡大検査像ＩＭＡ１は、第２画像検出器ＳＥ２を構成するＴＤＩセンサに取り込まれて、第２検査画像データとして記憶される。同様に、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域１２は拡大検査像ＩＭＡ２として第１画像検出器ＳＥ１の受光面に負のデフォーカス状態で投影され、投影された拡大検査像ＩＭＡ２は、第１画像検出器ＳＥ１を構成するＴＤＩセンサに取り込まれて、第１検査画像データとして記憶される。
【００８０】
図１１は、検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を１つの検査ストライプＳＰ１の検査領域内で移動させる様子を示す図である。図１１に示すように、Ｔ１で示される状態は、マスクブランクＭＢを搭載しているステージの走査を開始し、検査ストライプＳＰ１の左端が検査光照射領域１２にさしかかる直前の状態を示している。そして、Ｔ２で示される状態は、ステージの走査が進み、検査ストライプＳＰ１の左端が検査光照射領域１１にさしかかる直前の状態を示している。さらに、Ｔ３で示される状態は、ステージの走査が終了する状態であり、検査ストライプＳＰ１の右端を検査光照射領域１１が超えた状態を示している。このようにして、マスクブランクＭＢが搭載されたステージを走査させることにより、１つの検査ストライプＳＰ１の検査領域内にわたって検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を移動させることができる。
【００８１】
続いて、１つの検査ストライプでの処理工程を図１２に示すタイムチャートを使用して説明する。図１２は、本実施の形態１における検査装置において、１つの検査ストライプでの処理工程を説明するためのタイムチャートである。図９、図１０および図１２において、まず、時刻ｔ１でマスクブランクＭＢの走査を開始するとともに、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２をスタンバイ状態にする。そして、時刻ｔ２において、検査光照射領域１２が検査ストライプＳＰ１の左端に差し掛かると、ステージの位置と第１画像検出器ＳＥ１で捉える拡大検査像ＩＭＡ２との位置関係を記憶するとともに、制御回路ＣＮＴにあるＣＰＵ１の制御に基づいて、第１画像検出器ＳＥ１の受光面に投影される拡大検査像ＩＭＡ２を第１検査画像データとして取り込み、取り込んだ第１検査画像データを第１メモリ（メモリ２の一部）に記憶する。
【００８２】
次に、時刻ｔ３において、検査光照射領域１１が検査ストライプＳＰ１の左端に差し掛かると、ステージの位置と第２画像検出器ＳＥ２で捉える拡大検査像ＩＭＡ１との位置関係を記憶するとともに、制御回路ＣＮＴにあるＣＰＵ１の制御に基づいて、第２画像検出器ＳＥ２の受光面に投影される拡大検査像ＩＭＡ１を第２検査画像データとして取り込み、取り込んだ第２検査画像データを第２メモリ（メモリ２の一部）に記憶する。
【００８３】
そして、検査ストライプＳＰ１の全領域にわたって第１検査画像データの取り込みと第２検査画像データの取り込みを連続して行なった後、時刻ｔ４で第１画像検出器ＳＥ１による第１検査画像データの取り込みを終了し、時刻ｔ５で第２画像検出器ＳＥ２による第２検査画像データの取り込みを終了する。以上のようにして時刻ｔ２〜時刻ｔ５にかけて１ストライプ（１つの検査ストライプＳＰ１）での第１検査画像データおよび第２検査画像データの取り込みが行なわれる。そして、時刻ｔ６において、マスクブランクＭＢの走査を終了し、次の検査ストライプへの移行に備える。
【００８４】
ここで、時刻ｔ３から時刻ｔ５の間では、第２画像検出器ＳＥ２で捉える第２検査画像データを第２メモリに取り込むとともに、第１メモリから先に記憶している第１画像検出器ＳＥ１で捉えた第１検査画像データを順次読み出す。そして、マスクブランクＭＢの同一位置（同一場所）における第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算することにより、光強度差データ（絶対値）を算出する。
【００８５】
第１検査画像データと第２検査画像データとは、互いに異符号のデフォーカス状態で収集されたデータであるので、位相欠陥が存在すると、例えば、図７や図８に示したように、位相欠陥に対応する光強度は、一方が周辺部よりも暗くなり、他方が周辺部よりも明るくなる。したがって、第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算して光強度差データを算出し、算出した光強度差データの絶対値が、予め設定されている所定のしきい値を超えると、位相欠陥が存在すると判断される。このようにして、１つの検査ストライプＳＰ１に存在する位相欠陥を検出することができる。
【００８６】
本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法は上述した通りであり、以下に、本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法を改めてフローチャートを用いて説明する。図１３は、本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法の流れを示すフローチャートである。まず、図１３に示すように、マスクブランクＭＢの検査領域内において、最初に検査する検査ストライプＳＰ１を指定する（Ｓ１０１）。その後、マスクブランクＭＢを搭載したステージの走査を開始する（Ｓ１０２）。
【００８７】
次に、ＤＵＶ光が照射される検査光照射領域１２が検査ストライプＳＰ１内に入ると、第１画像検出器ＳＥ１で第１検査画像データの取り込みを行なうとともに、取り込んだ第１検査画像データを第１メモリに記憶する（Ｓ１０３）。続いて、マスクブランクＭＢの継続的な走査により、ＤＵＶ光が照射される検査光照射領域１１が検査ストライプＳＰ１内に入ると、第２画像検出器ＳＥ２で第２検査画像データの取り込みを行なうとともに、取り込んだ第２検査画像データを第２メモリに記憶する。さらに、第１メモリから第１画像検出器ＳＥ１で収集した第１検査画像データを順次読み出す（Ｓ１０４）。
【００８８】
その後、マスクブランクＭＢの同一領域における第１検査画像データと第２検査画像データとを比較する。この比較は、同一位置に対応する画素ごとに行われる。そして、同一領域における第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算することにより、光強度差データ（絶対値）を算出する（Ｓ１０５）。
【００８９】
続いて、算出した光強度差データの絶対値と予め設定されているしきい値と比較し（Ｓ１０６）、光強度差データがしきい値よりも小さい場合は、位相欠陥が存在しないものと判断してステップＳ１０８へ移行する。一方、光強度差データの絶対値がしきい値を超えている画素が存在する場合、位相欠陥が存在すると判断して、欠陥情報（欠陥サイズや欠陥位置や欠陥形状など）の表示や記憶を行なう（Ｓ１０７）。例えば、位相欠陥の存在する座標は、適宜、マスクブランクＭＢに設けたマークや、吸収体を形成したマスクにおいては、所定の吸収体パターンの位置を基準として定めることができる。なお、複数の連続した画素にわたって、光強度差データの絶対値がしきい値を越える場合は、欠陥サイズや欠陥の輪郭を把握することができる。
【００９０】
さらに、本実施の形態１では、第１検査画像データ自体や第２検査画像データ自体も記憶しているので、第１検査画像データと第２検査画像データとの間の光強度の大小関係から、凹形状の位相欠陥であるのか、あるいは、凸形状の位相欠陥であるのかも判断することができる。つまり、位相欠陥に対応する光強度の明暗のデフォーカス依存性は、凹形状の位相欠陥と凸形状の位相欠陥で逆になることから、第１検査画像データ自体と第２検査画像データ自体を解析することにより欠陥形状も把握することができる。
【００９１】
そして、１つの検査ストライプＳＰ１（１ストライプ）上での処理がすべて終了したかを判断し（Ｓ１０８）、未終了であれば、Ｓ１０３に戻り、１つの検査ストライプＳＰ１内での検査を継続する。一方、１つの検査ストライプＳＰ１での処理がすべて終了した場合には、全ストライプの欠陥検査が終了したかを判断する（Ｓ１０９）。全ストライプの欠陥検査が終了していない場合には、新たな検査ストライプを指定し（Ｓ１１０）、マスクブランクＭＢを指定したストライプのスタート位置に配置し、欠陥検査を繰り返す。一方、全ストライプの欠陥検査が終了すると、マスクブランクＭＢの欠陥検査は終了する。このようにして、本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法を実施することができる。
【００９２】
以上のことから、本実施の形態１におけるマスクブランクの検査方法によれば、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるＤＵＶ光を使用したマスクブランクの検査方法においても、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）を高感度に検出できる。つまり、本実施の形態１によれば、ＤＵＶ光を用いることができるので、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できる。この結果、取り扱いの容易な既存の検査装置を使用して、ＥＵＶＬ用のマスクブランクに存在する位相欠陥を検査することができる。そして、本実施の形態１では、上述した知見（１）〜（３）を具現化しているので、ＤＵＶ光を使用しても、ＤＵＶ光の波長よりも２桁程度小さな凹凸を有する位相欠陥でも高感度で検出できるという顕著な効果を得ることができる。
【００９３】
なお、本実施の形態１では、図９に示すように、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の位置を調整することにより、マスクブランクＭＢとの間でデフォーカス状態を実現しているので、以下に示す利点も得られる。つまり、本実施の形態１では、デフォーカス状態で位相欠陥の画像データを収集することにより、位相欠陥の検出感度を向上させる点に特徴があるが、位相欠陥のサイズによって、検出感度が向上するデフォーカス量は異なると考えられる。したがって、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の位置を調整することによりデフォーカス状態を実現する構成では、ターゲットとする位相欠陥のサイズによって、第１画像検出器ＳＥ１や第２画像検出器ＳＥ２でのデフォーカス量を容易に調整することができるので、ターゲットとなる位相欠陥を最適な状態で検査できる利点が得られる。
【００９４】
さらに、照明光の干渉性の度合いを示すコヒーレンスファクタσの値を１よりも小さくすると、照明光の干渉性は高くなり、位相欠陥などの像の強度変化は大きくなる傾向がある。このため、本実施の形態１でも、絞りなどを工夫して、コヒーレンスファクタσを１よりも小さくする光学系を使用することにより、さらに、位相欠陥の検出感度を向上させることができる。
【００９５】
本実施の形態１では、マスクブランクＭＢの検査方法について説明したが、本実施の形態１の技術的思想は、これに限らず、マスクブランクＭＢ上に部分的に吸収体ＡＢＳが形成されたマスクＭにおいても、吸収体ＡＢＳが除去されて多層膜反射面が露出しているマスクＭの領域での欠陥検査に適用することができる。
【００９６】
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の配置位置を調整することにより、デフォーカス状態を実現する例について説明したが、本実施の形態２では、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２の前にレンズを挿入することにより、デフォーカス状態を実現する例について説明する。
【００９７】
図１４は、本実施の形態２における検査装置の構成を示す図である。図１４に示す本実施の形態２における検査装置の構成は、図９に示す前記実施の形態１における検査装置の構成とほぼ同様であるため、異なる点について説明する。
【００９８】
図１４に示すように、本実施の形態２では、レンズＬ３と第１画像検出器ＳＥ１との間に凹レンズＣＡＬが挿入されている。つまり、第１画像検出器ＳＥ１は、レンズＬ３の結像面１６に受光面がくるように配置されているが、このレンズＬ３と第１画像検出器ＳＥ１の間に凹レンズＣＡＬが挿入されている。このため、レンズＬ３の結像面１６は、凹レンズＣＡＬによって、第１画像検出器ＳＥ１の受光面よりも対物レンズＯＢＬやレンズＬ３から遠い位置にずれた状態となる。したがって、第１画像検出器ＳＥ１は、受光位置よりも対物レンズＯＢＬやレンズＬ３から遠い位置に拡大検査像１４の結像面１６が結像されたデフォーカス状態で拡大検査像を収集することになる。
【００９９】
一方、本実施の形態２では、レンズＬ４と第２画像検出器ＳＥ２との間に凸レンズＣＶＬが挿入されている。つまり、第２画像検出器ＳＥ２は、レンズＬ４の結像面１７に受光面がくるように配置されているが、このレンズＬ４と第２画像検出器ＳＥ２の間に凸レンズＣＶＬが挿入されている。このため、レンズＬ４の結像面１７は、凸レンズＣＶＬによって、第２画像検出器ＳＥ２の受光面よりも対物レンズＯＢＬやレンズＬ４に近い位置にずれた状態となる。したがって、第２画像検出器ＳＥ２は、受光位置よりも対物レンズＯＢＬやレンズＬ４に近い位置に拡大検査像１３の結像面１７が結像されたデフォーカス状態で拡大検査像を収集することになる。
【０１００】
以上のことから、本実施の形態２におけるマスクブランクの検査方法でも、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるＤＵＶ光を使用したマスクブランクの検査方法においても、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）を高感度に検出できる。つまり、本実施の形態２でも、ＤＵＶ光を用いることができるので、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できる。この結果、取り扱いの容易な既存の検査装置を使用して、ＥＵＶＬ用のマスクブランクに存在する位相欠陥を検査することができる。そして、本実施の形態２では、上述した知見（１）〜（３）を具現化しているので、ＤＵＶ光を使用しても、ＤＵＶ光の波長よりも２桁程度小さな凹凸を有する位相欠陥でも高感度で検出できるという顕著な効果を得ることができる。
【０１０１】
特に、本実施の形態２では、第１画像検出器ＳＥ１の配置位置や第２画像検出器ＳＥ２の配置位置を調整しなくても、凹レンズＣＡＬや凸レンズＣＶＬを挿入するだけで、容易にデフォーカス状態を実現できる利点が得られる。
【０１０２】
（実施の形態３）
前記実施の形態１では、２つの検査光照射領域（検査光照射領域１１と検査光照射領域１２）を使用する検査方法について説明したが、本実施の形態３では、１つの検査光領域だけを使用する検査方法について説明する。
【０１０３】
図１５は、本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法に使用する検査装置の構成を示す図である。図１５に示すように、本実施の形態３における検査装置の投光系は、まず、光源ＩＬＳ、レンズＬ１、レンズＬ２、絞り（アパーチャ）ＡＰ２、ビームスプリッタＢＳＰ、対物レンズＯＢＬ、および、欠陥検査の対象となるマスクブランクＭＢを備えている。
【０１０４】
光源ＩＬＳは、波長が１８０ｎｍ〜２１０ｎｍ程度のＤＵＶ光を射出することができるように構成されており、この光源ＩＬＳから射出されたＤＵＶ光ＢＭ１は、レンズＬ１、絞りＡＰ２、レンズＬ２を透過し、ビームスプリッタＢＳＰで折り曲げられた後、対物レンズＯＢＬを透過してマスクブランクＭＢ上の所定領域ＩＬＡに照射される。ここで、本実施の形態３では、絞りＡＰ２に形成されている１つの開口部をマスクブランクＭＢの所定領域ＩＬＡ内の検査光照射領域２０に像として投影することができる。このとき、マスクブランクＭＢには多層膜が形成されており、多層膜が形成されているマスクブランクＭＢの面にＤＵＶ光ＢＭ１が照射される。すなわち、図１５において、マスクブランクＭＢの下面に多層膜が形成されている。マスクブランクＭＢに照射されたＤＵＶ光ＢＭ１は反射し、反射したＤＵＶ光ＢＭ２は対物レンズＯＢＬで集められるとともに、ビームスプリッタＢＳＰを透過する。ビームスプリッタＢＳＰを透過したＤＵＶ光ＢＭ２は、投影領域ＰＲＡに集光する。つまり、マスクブランクＭＢ上の所定領域ＩＬＡは、対物レンズＯＢＬの投影可能領域であり、この所定領域ＩＬＡ内で反射したＤＵＶ光ＢＭ２は、対物レンズＯＢＬおよびビームスプリッタＢＳＰを透過して、対物レンズＯＢＬの結像面である投影領域ＰＲＡに集光する。したがって、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域２０は、投影領域ＰＲＡ内に拡大検査像２１として投影される。
【０１０５】
さらに、本実施の形態３における検査装置の受光系は、凸レンズＣＶＬ１、ハーフミラーＨＦＭ、凸レンズＣＶＬ２、凸レンズＣＶＬ３、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２を備えている。そして、上述した投影領域ＰＲＡ内の拡大検査像２１を構成する光束は凸レンズＣＶＬ１によって平行光に変換され、平行光に変換された光束は、その一部がハーフミラーＨＦＭによって反射する。ハーフミラーＨＦＭで反射した光束は、凸レンズＣＶＬ２によって結像面２２に集光される。つまり、拡大検査像２１は、凸レンズＣＶＬ１、ハーフミラーＨＦＭ、および、凸レンズＣＶＬ２によって、結像面２２に結像する。ここで、図１５に示すように、第１画像検出器ＳＥ１は、凸レンズＣＶＬ２の結像面２２よりも光路長がＸＬ１だけ短い位置に配置されている。このとき、凸レンズＣＶＬ２の結像面２２は、拡大検査像２１と共役の関係にある。したがって、検査光照射領域２０と、拡大検査像２１と、結像面２２とは互いに共役の関係にあることになる。
【０１０６】
一方、上述した投影領域ＰＲＡ内の拡大検査像２１を構成する光束は凸レンズＣＶＬ１によって平行光に変換されるが、平行光に変換された光束は、その一部がハーフミラーＨＦＭを透過する。ハーフミラーＨＦＭを透過した光束は、凸レンズＣＶＬ３によって結像面２３に集光される。つまり、拡大検査像２１は、凸レンズＣＶＬ１、ハーフミラーＨＦＭ、および、凸レンズＣＶＬ３によって、結像面２３に結像する。ここで、図１５に示すように、第２画像検出器ＳＥ２は、凸レンズＣＶＬ３の結像面２３よりも光路長がＸＬ２だけ長い位置に配置されている。このとき、凸レンズＣＶＬ３の結像面２３は、拡大検査像２１と共役の関係にある。したがって、検査光照射領域２０と、拡大検査像２１と、結像面２３とは互いに共役の関係にあることになる。
【０１０７】
このように第１画像検出器ＳＥ１を凸レンズＣＶＬ２の結像面２２よりも光路長がＸＬ１だけ短い位置に配置することにより、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域２０の拡大検査像２１を負のデフォーカス状態で収集することができる。これに対し、第２画像検出器ＳＥ２を凸レンズＣＶＬ３の結像面２３よりも光路長がＸＬ２だけ長い位置に配置することにより、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域２０の拡大検査像２１を正のデフォーカス状態で収集することができる。したがって、本実施の形態３における検査装置では、マスクブランクＭＢ上の検査光照射領域２０の拡大検査像を、互いに異符号のデフォーカス状態で収集することができる。なお、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２は、配置位置を変更できるように構成されている。
【０１０８】
さらに、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２は、制御回路ＣＮＴと接続されており、制御回路ＣＮＴを構成するＣＰＵ１およびメモリ２によってデータが収集されるように構成されている。具体的に、第１画像検出器ＳＥ１から第１検査画像データが収集され、第２画像検出器ＳＥ２から第２検査画像データが収集される。そして、本実施の形態１における検査装置では、収集された第１検査画像データの光強度と第２検査画像データの光強度の差分を取ることにより、光強度差データが算出されるように構成されている。
【０１０９】
ここで、本実施の形態３の特徴は、１つの検査光照射領域２０に対して、負のデフォーカス状態と正のデフォーカス状態の両方で拡大検査像２１を収集している点にある。例えば、前記実施の形態１では、２つの検査光照射領域１１および検査光照射領域１２を設けて、検査光照射領域１１に対応する拡大検査像を負のデフォーカス状態で収集し（第１検査画像データ）、検査光照射領域１２に対応する拡大検査像を正のデフォーカス状態で収集している（第２検査画像データ）。このため、マスクブランクＭＢの同一位置における光強度差を算出するためには、同時刻の第１検査画像データと第２検査画像データ（この第１検査画像データと第２検査画像データは異なる位置のデータとなっている）を比較するのではなく、時間差のある第１検査画像データと第２検査画像データを比較する必要があり、データ処理工程が複雑化する。これに対し、本実施の形態３では、１つの検査光照射領域２０に対して、負のデフォーカス状態と正のデフォーカス状態の両方で拡大検査像２１を収集することができる。つまり、本実施の形態３では、１つの検査光照射領域２０に対して、同時に、第１検査画像データと第２検査画像データを収集している。このため、本実施の形態３において、マスクブランクＭＢの同一位置における光強度差を算出するためには、同時刻の第１検査画像データと第２検査画像データを比較すればよく、データ処理工程を簡略化できる利点が得られるのである。
【０１１０】
本実施の形態３における検査装置は上記のように構成されており、以下に、この検査装置を使用したマスクブランクの検査方法について図面を参照しながら説明する。本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法は、上述した検査装置の動作を説明することにより明らかにされる。
【０１１１】
まず、１つの検査ストライプでの処理工程を図１６に示すタイムチャートを使用して説明する。図１６は、本実施の形態３における検査装置において、１つの検査ストライプでの処理工程を説明するためのタイムチャートである。図１５および図１６において、時刻ｔ１でマスクブランクＭＢの走査を開始するとともに、第１画像検出器ＳＥ１および第２画像検出器ＳＥ２をスタンバイ状態にする。そして、時刻ｔ２において、検査光照射領域２０が検査ストライプの左端に差し掛かると、制御回路ＣＮＴにあるＣＰＵ１の制御に基づいて、第１画像検出器ＳＥ１の受光面に投影される拡大検査像を第１検査画像データとして取り込み、取り込んだ第１検査画像データを第１メモリ（メモリ２の一部）に記憶する。同時に、第２画像検出器ＳＥ２の受光面に投影される拡大検査像を第２検査画像データとして取り込み、取り込んだ第２検査画像データを第２メモリ（メモリ２の一部）に記憶する。
【０１１２】
そして、検査ストライプの全領域にわたって第１検査画像データの取り込みと第２検査画像データの取り込みを同時に連続して行なった後、時刻ｔ３で第１画像検出器ＳＥ１による第１検査画像データの取り込みと、第２画像検出器ＳＥ２による第２検査画像データの取り込みを終了する。以上のようにして時刻ｔ２〜時刻ｔ３にかけて１ストライプ（１つの検査ストライプ）での第１検査画像データおよび第２検査画像データの取り込みが行なわれる。そして、時刻ｔ４において、マスクブランクＭＢの走査を終了し、次の検査ストライプへの移行に備える。
【０１１３】
ここで、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間では、マスクブランクＭＢの同一位置（同一場所）における第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算することにより、光強度差データ（絶対値）を算出する。具体的に、本実施の形態３では、同時刻で取り込んだ第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算することにより、マスクブランクＭＢの同一位置における光強度差データ（絶対値）を算出することができる。
【０１１４】
第１検査画像データと第２検査画像データとは、互いに異符号のデフォーカス状態で収集されたデータであるので、位相欠陥が存在すると、例えば、図７や図８に示したように、位相欠陥に対応する光強度は、一方が周辺部よりも暗くなり、他方が周辺部よりも明るくなる。したがって、第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算して光強度差データを算出し、算出した光強度差データの絶対値が、予め設定されている所定のしきい値を超えると、位相欠陥が存在すると判断される。このようにして、１つの検査ストライプに存在する位相欠陥を検出することができる。
【０１１５】
本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法は上述した通りであり、以下に、本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法を改めてフローチャートを用いて説明する。図１７は、本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法の流れを示すフローチャートである。まず、図１７に示すように、マスクブランクＭＢの検査領域内において、最初に検査する検査ストライプを指定する（Ｓ２０１）。その後、マスクブランクＭＢを搭載したステージの走査を開始する（Ｓ２０２）。
【０１１６】
次に、ＤＵＶ光が照射される検査光照射領域２０が検査ストライプ内に入ると、第１画像検出器ＳＥ１で第１検査画像データの取り込みを行なうとともに、取り込んだ第１検査画像データを第１メモリに記憶する。同時に、第２画像検出器ＳＥ２で第２検査画像データの取り込みを行なうとともに、取り込んだ第２検査画像データを第２メモリに記憶する（Ｓ２０３）。
【０１１７】
その後、マスクブランクＭＢの同時刻における第１検査画像データと第２検査画像データとを比較する。この比較は、同一位置に対応する画素ごとに行われる。そして、同時刻における第１検査画像データと第２検査画像データの光強度の差分を演算することにより、マスクブランクＭＢの同一位置における光強度差データ（絶対値）を算出することができる（Ｓ２０４）。
【０１１８】
続いて、算出した光強度差データの絶対値と予め設定されているしきい値と比較し（Ｓ２０５）、光強度差データがしきい値よりも小さい場合は、位相欠陥が存在しないものと判断してステップＳ２０７へ移行する。一方、光強度差データの絶対値がしきい値を超えている画素が存在する場合、位相欠陥が存在すると判断して、欠陥情報（欠陥サイズや欠陥位置や欠陥形状など）の表示や記憶を行なう（Ｓ２０６）。例えば、位相欠陥の存在する座標は、適宜、マスクブランクＭＢに設けたマークや、吸収体を形成したマスクにおいては、所定の吸収体パターンの位置を基準として定めることができる。なお、複数の連続した画素にわたって、光強度差データの絶対値がしきい値を越える場合は、欠陥サイズや欠陥の輪郭を把握することができる。
【０１１９】
さらに、本実施の形態３では、第１検査画像データ自体や第２検査画像データ自体も記憶しているので、第１検査画像データと第２検査画像データとの間の光強度の大小関係から、凹形状の位相欠陥であるのか、あるいは、凸形状の位相欠陥であるのかも判断することができる。つまり、位相欠陥に対応する光強度の明暗のデフォーカス依存性は、凹形状の位相欠陥と凸形状の位相欠陥で逆になることから、第１検査画像データ自体と第２検査画像データ自体を解析することにより欠陥形状も把握することができる。
【０１２０】
そして、１つの検査ストライプ（１ストライプ）上での処理がすべて終了したかを判断し（Ｓ２０７）、未終了であれば、Ｓ２０３に戻り、１つの検査ストライプ内での検査を継続する。一方、１つの検査ストライプでの処理がすべて終了した場合には、全ストライプの欠陥検査が終了したかを判断する（Ｓ２０８）。全ストライプの欠陥検査が終了していない場合には、新たな検査ストライプを指定し（Ｓ２０９）、マスクブランクＭＢを指定したストライプのスタート位置に配置し、欠陥検査を繰り返す。一方、全ストライプの欠陥検査が終了すると、マスクブランクＭＢの欠陥検査は終了する。このようにして、本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法を実施することができる。
【０１２１】
以上のことから、本実施の形態３におけるマスクブランクの検査方法によれば、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できるＤＵＶ光を使用したマスクブランクの検査方法においても、わずか数ｎｍの微細な凹凸欠陥（位相欠陥）を高感度に検出できる。つまり、本実施の形態３によれば、ＤＵＶ光を用いることができるので、量産装置としての完成度が高く、かつ、大気中でのレンズを使用した検査光学系を使用できる。この結果、取り扱いの容易な既存の検査装置を使用して、ＥＵＶＬ用のマスクブランクに存在する位相欠陥を検査することができる。そして、本実施の形態３では、上述した知見（１）〜（３）を具現化しているので、ＤＵＶ光を使用しても、ＤＵＶ光の波長よりも２桁程度小さな凹凸を有する位相欠陥でも高感度で検出できるという顕著な効果を得ることができる。
【０１２２】
特に、本実施の形態３では、１つの検査光照射領域２０に対して、同時に、第１検査画像データと第２検査画像データを収集している。このため、本実施の形態３において、マスクブランクＭＢの同一位置における光強度差を算出するためには、同時刻の第１検査画像データと第２検査画像データを比較すればよく、データ処理工程を簡略化できる利点が得られる。
【０１２３】
（実施の形態４）
本実施の形態４では、前記実施の形態１〜３で説明した検査方法で検査されたマスクブランクを使用してＥＵＶＬ用マスクを製造するマスクの製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【０１２４】
図１８は、本実施の形態４におけるマスクの製造方法で製造されたマスクの一例を示す平面図である。図１８において、マスクＭの表面には、吸収体ＡＢＳが形成されており、この吸収体ＡＢＳの一部が除去されてホールパターンＨＰが形成されている。つまり、このマスクＭは、半導体基板（半導体ウェハ）上にホールパターンを形成するためのマスクである。このマスクＭの特徴は、マスクＭを形成する前にマスクブランクの状態で位相欠陥があるかを検査し、このマスクブランク上に位相欠陥が存在する場合であっても、図１８に示すように、位相欠陥ＰＤが吸収体ＡＢＳに覆われるようにマスクＭを形成する点にある。これにより、本実施の形態４におけるマスクＭによれば、位相欠陥ＰＤが吸収体ＡＢＳに覆われているため、例えば、ホールパターンＨＰを半導体基板（半導体ウェハ）上に露光投影する場合であっても、位相欠陥ＰＤが存在することによる転写不良を防止することができる。
【０１２５】
具体的に、図１９は、図１８のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図１９に示すように、本実施の形態４におけるマスクＭは、マスク基板（マスクブランク）ＭＳの裏面（下面）に導体膜ＣＦが形成されており、マスク基板（マスクブランク）ＭＳの主面（上面）に多層膜ＭＬＦが形成されている。そして、この多層膜ＭＬＦ上にキャッピング層ＣＡＰが形成されており、このキャッピング層ＣＡＰ上にバッファ層ＢＵＦが形成されている。このバッファ層ＢＵＦ上に吸収体ＡＢＳが形成されている。このとき、マスク基板（マスクブランク）ＭＳの主面（表面）に位相欠陥ＰＤが形成されているが、この位相欠陥ＰＤは吸収体ＡＢＳで覆われていることがわかる。したがって、本実施の形態４におけるマスクＭでは、たとえ位相欠陥ＰＤが存在しても、位相欠陥ＰＤの影響を排除することができることがわかる。
【０１２６】
以下に、本実施の形態４におけるマスクの製造方法について図面を参照しながら説明する。図２０は、本実施の形態４におけるマスクの製造方法を説明するためのフローチャートである。まず、多層膜を形成したマスクブランクを用意する（Ｓ３０１）。そして、用意したマスクブランクに対して位相欠陥が存在するか否かを検査する（Ｓ３０２）。この検査工程は、例えば、前記実施の形態１〜３で説明した検査方法を使用することができる。その後、マスクブランク全面において欠陥の有無を判断し（Ｓ３０３）上述した検査の結果、マスクブランクに位相欠陥が存在しない場合には、マスクブランク上に吸収体を形成し、この吸収体をパターニングすることによりマスクを製造する（Ｓ３０５）。一方、上述した検査の結果、マスクブランクに位相欠陥が存在する場合は、マスクブランク上に吸収体を形成し、この吸収体に対してパターニングを施す際、位相欠陥が吸収体に覆われるように吸収体をパターニングする（Ｓ３０４）。このようにしてマスクを製造することができる。
【０１２７】
さらに詳細に説明すると、上述した検査工程で位相欠陥が検出された場合、マスクブランクに存在する位相欠陥の位置情報をメモリに記憶しておく。このとき、位相欠陥の位置情報は、マスクブランク上に予め設けられている段差パターンなどのアライメントマークを基準として利用することにより、正確に把握することができる。
【０１２８】
そして、マスクブランク上に吸収体を形成し、この吸収体をパターニングすることになる。このとき、吸収体パターンを形成する位置を規定するための吸収体パターン用マスクが使用される。つまり、マスクブランクの全面に吸収体を形成した後、吸収体パターン用マスクを用いたリソグラフィ技術により、マスクブランク上に形成された吸収体のパターニングが行われる。ここで、マスクブランクと吸収体パターン用マスクとの相対位置関係を、記憶している位相欠陥の位置情報に基づいて決定する。すなわち、記憶している位相欠陥の位置情報に基づいて、位相欠陥が吸収体に覆われるようにマスクブランクと吸収体パターン用マスクの相対的な位置関係を決定する。これにより、マスクブランクに存在する位相欠陥を吸収体で覆い隠すように、吸収体パターンの位置決めをすることが可能となる。そして、決定したマスクブランクと吸収体パターン用マスクの相対位置に基づいて、マスクブランク上に吸収体パターンを形成する。この結果、製造されたマスクにおいては、吸収体の下に位相欠陥が隠れているため、マスクパターンの半導体基板（半導体ウェハ）への露光投影にはまったく支障がなくなる。
【０１２９】
吸収体パターンを形成するためには、マスクブランクの検査を終了した後、吸収体材料をまずマスクブランク上に一様に形成する。そして、通常の電子線リソグラフィなどを用いるマスクパターン描画法を採用する。吸収体材料をマスクブランク上に一様に形成しても、マスクブランクに形成されている段差パターン（凹部）などのアライメントマークは、吸収体材料の表面に現れるので、アライメントマークを電子線で検知することは可能である。したがって、吸収体パターンの形成に際しても、マスクブランクに形成されたアライメントマークを利用することができる。この結果、本実施の形態４のように位相欠陥の影響を受けない吸収体パターンを形成することができる。
【０１３０】
なお、基準となるアライメントマークの形成方法は、例えば、マスク基板（マスクブランク）上に多層膜を形成した後、多層膜上にＦＩＢ（Focused Ion Beam）や短波長レーザを照射することにより形成することができる。また、マスクブランクのエッジ位置を光学的に検出する方法を採用することもできる。
【０１３１】
また、マスクブランク上の位相欠陥が単独では転写に影響を与えないような小さなものである場合、その位相欠陥の近傍に吸収体が存在しなければ、投影露光されるパターンの寸法変動の主要因とはならない。このため、例えば、図２１に示すように、位相欠陥ＰＤが微細な場合（吸収体パターンのラインアンドスペースよりも小さい場合）においては、多層膜の表面に形成する吸収体ＡＢＳからなる吸収体パターンを位相欠陥ＰＤから充分に離す（吸収体パターンのラインアンドスペースよりも大きな距離）ように、吸収体パターンの位置決めを行ない、この位置決め結果に基づいて、マスクブランク上に吸収体パターンを形成することができる。このようにして得られたマスクＭでは、吸収体パターンの近傍に位相欠陥ＰＤが存在しないので、吸収体パターンの半導体基板（半導体ウェハ）への露光投影に支障をきたすことなく、パターン転写を行なうことができる。
【０１３２】
上述したマスクの製造方法は、予め準備された吸収体パターン全体の配置位置をマスクブランク上で調整することにより、位相欠陥の影響を実質的に除去する方法である。さらに、例えば、吸収体パターンの全体領域の中で比較的パターン密度の小さい領域では、最終的に完成する半導体装置の性能への影響がない範囲内で、吸収体パターンの形状を一部変更して、転写する吸収体パターンと位相欠陥との間の距離を所定距離（例えば、吸収体パターンのラインアンドスペース間の距離）以上となるように、局所的な吸収体パターンの再設計を行なうように構成してもよい。
【０１３３】
以上のように、本実施の形態４におけるマスクの製造方法によれば、位相欠陥の位置を特定することができ、半導体装置を形成するための吸収体パターンと、マスクブランクに存在する位相欠陥との位置関係を、位相欠陥によるパターン転写への影響を受けないように調整することができる。この結果、位相欠陥を有するマスクブランクを良品として使用できる頻度が大きくなる。このため、マスクブランクの歩留まりを大きく向上させることができ、製造するマスクのコスト削減を図ることができる。
【０１３４】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１ ＣＰＵ
１Ｓ 半導体基板
２ メモリ
１１ 検査光照射領域
１２ 検査光照射領域
１３ 拡大検査像
１４ 拡大検査像
１５ ミラー
１６ 結像面
１７ 結像面
２０ 検査光照射領域
２１ 拡大検査像
２２ 結像面
２３ 結像面
ＡＢＳ 吸収体
ＡＰ１ 絞り
ＡＰ２ 絞り
ＢＭ１ ＤＵＶ光
ＢＭ２ ＤＵＶ光
ＢＳＰ ビームスプリッタ
ＢＵＦ バッファ層
ＣＡＬ 凹レンズ
ＣＡＰ キャッピング層
ＣＮＴ 制御回路
ＣＦ 導体膜
ＣＶＬ 凸レンズ
ＣＶＬ１ 凸レンズ
ＣＶＬ２ 凸レンズ
ＣＶＬ３ 凸レンズ
ＨＦＭ ハーフミラー
ＨＰ ホールパターン
ＩＬＡ 所定領域
ＩＬＳ 光源
ＩＭＡ１ 拡大検査像
ＩＭＡ２ 拡大検査像
ＬＯＳ１ 照明光学系
ＬＯＳ２ 結像光学系
ＬＳ 光源
Ｌ１ レンズ
Ｌ２ レンズ
Ｌ３ レンズ
Ｌ４ レンズ
Ｍ マスク
ＭＡ アライメントマーク
ＭＢ マスクブランク
ＭＤＥ デバイスパターンエリア
ＭＬＦ 多層膜
ＭＳ マスク基板
ＯＢＬ 対物レンズ
ＰＤ 位相欠陥
ＰＤ１ 位相欠陥
ＰＤ２ 位相欠陥
ＰＩＸ１ 画素
ＰＩＸ２ 画素
ＰＲＡ 投影領域
ＳＥ 画像検出器
ＳＥ１ 第１画像検出器
ＳＥ２ 第２画像検出器
ＳＰ１ 検査ストライプ
ＳＴ ステージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ＥＵＶ光を反射させる多層膜が形成されたマスクブランクをステージに載置する工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程後、検査光を前記マスクブランクに照射する工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程後、前記マスクブランクの検査光照射領域を走査しながら、対物レンズを介して前記検査光照射領域の拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して第１所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程と、
（ｄ）前記（ｂ）工程後、前記マスクブランクの前記検査光照射領域を走査しながら、前記対物レンズを介して前記検査光照射領域の前記拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して前記第１所定量とは符号の異なる第２所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程と、
（ｅ）前記（ｃ）工程で収集される前記拡大検査像と、前記（ｄ）工程で収集される前記拡大検査像に基づいて、欠陥の有無を判定する工程と、
（ｆ）前記（ｅ）工程で得られる判定結果を表示する工程とを備えることを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項２】
請求項１記載のマスクブランクの検査方法であって、さらに、
（ｇ）前記（ｂ）工程後、前記（ｃ）工程および前記（ｄ）工程前に、前記検査光照射領域内の異なる第１照射領域と第２照射領域からそれぞれ反射して前記対物レンズを透過する前記第１照射領域に対応した第１光束と、前記第２照射領域に対応した第２光束とを分岐する工程とを有し、
前記（ｃ）工程は、前記（ｇ）工程で分岐された前記第１光束を用いて、前記第１照射領域の第１拡大検査像を形成する前記対物レンズの第１結像面あるいはその第１共役面よりも光路長の短い位置で前記第１拡大検査像を収集し、
前記（ｄ）工程は、前記（ｇ）工程で分岐された前記第２光束を用いて、前記第２照射領域の第２拡大検査像を形成する前記対物レンズの第２結像面あるいはその第２共役面よりも光路長の長い位置で前記第２拡大検査像を収集することを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項３】
請求項２記載のマスクブランクの検査方法であって、
前記（ｃ）工程は、前記第１結像面あるいはその前記第１共役面よりも第１光検出器を検査光軸に沿って前記対物レンズに近づける方向に移動させて前記第１拡大検査像を収集し、
前記（ｄ）工程は、前記第２結像面あるいはその前記第２共役面よりも第２光検出器を検査光軸に沿って前記対物レンズから遠ざける方向に移動させて前記第２拡大検査像を収集することを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項４】
請求項２記載のマスクブランクの検査方法であって、
前記（ｃ）工程は、前記対物レンズと第１光検出器の間に凹レンズを挿入することにより、前記第１結像面あるいはその前記第１共役面を前記第１光検出器の受光位置よりも前記対物レンズから遠い位置にずらした状態で前記第１拡大検査像を収集し、
前記（ｄ）工程は、前記対物レンズと第２光検出器の間に凸レンズを挿入することにより、前記第２結像面あるいはその前記第２共役面を前記第２光検出器の受光位置よりも前記対物レンズに近い位置にずらした状態で前記第２拡大検査像を収集することを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項５】
請求項１記載のマスクブランクの検査方法であって、
前記（ｂ）工程は、波長が１８０ｎｍ以上２１０ｎｍ以下であるＤＵＶ光を前記検査光として使用することを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項６】
請求項１記載のマスクブランクの検査方法であって、
前記（ｅ）工程は、
（ｅ１）前記（ｃ）工程で収集される前記拡大検査像のうち前記マスクブランクの所定領域に対応した前記拡大検査像と、前記（ｄ）工程で収集される前記拡大検査像のうち前記マスクブランクの前記所定領域に対応した前記拡大検査像との光強度差を算出する工程と、
（ｅ２）前記（ｅ１）工程後、前記光強度差の絶対値が予め設定したしきい値を超えるときに欠陥が存在すると判定する工程とを有することを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項７】
請求項１記載のマスクブランクの検査方法であって、
前記（ｅ）工程は、さらに、表面形状が凸形状をしている前記欠陥と、表面形状が凹形状をしている前記欠陥とを判別することを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項８】
（ａ）ＥＵＶ光を反射させる多層膜が形成されたマスクブランクに存在する欠陥の有無を検査する工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程で前記欠陥が検出された場合、検出された前記欠陥の位置座標に基づいて、吸収体パターンを形成する工程とを備え、
前記（ａ）工程は、
（ａ１）前記マスクブランクをステージに載置する工程と、
（ａ２）前記（ａ１）工程後、検査光を前記マスクブランクに照射する工程と、
（ａ３）前記（ａ２）工程後、前記マスクブランクの検査光照射領域を走査しながら、対物レンズを介して前記検査光照射領域の拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して第１所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程と、
（ａ４）前記（ａ２）工程後、前記マスクブランクの前記検査光照射領域を走査しながら、前記対物レンズを介して前記検査光照射領域の前記拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して前記第１所定量とは符号の異なる第２所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程と、
（ａ５）前記（ａ３）工程で収集される前記拡大検査像と、前記（ａ４）工程で収集される前記拡大検査像に基づいて、欠陥の有無を判定する工程と、
（ａ６）前記（ａ５）工程を実施した結果、前記マスクブランクに存在する前記欠陥が検出された場合、前記欠陥の位置座標を記憶する工程とを有することを特徴とするマスクの製造方法。
【請求項１】
（ａ）ＥＵＶ光を反射させる多層膜が形成されたマスクブランクをステージに載置する工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程後、検査光を前記マスクブランクに照射する工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程後、前記マスクブランクの検査光照射領域を走査しながら、対物レンズを介して前記検査光照射領域の拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して第１所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程と、
（ｄ）前記（ｂ）工程後、前記マスクブランクの前記検査光照射領域を走査しながら、前記対物レンズを介して前記検査光照射領域の前記拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して前記第１所定量とは符号の異なる第２所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程と、
（ｅ）前記（ｃ）工程で収集される前記拡大検査像と、前記（ｄ）工程で収集される前記拡大検査像に基づいて、欠陥の有無を判定する工程と、
（ｆ）前記（ｅ）工程で得られる判定結果を表示する工程とを備えることを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項２】
請求項１記載のマスクブランクの検査方法であって、さらに、
（ｇ）前記（ｂ）工程後、前記（ｃ）工程および前記（ｄ）工程前に、前記検査光照射領域内の異なる第１照射領域と第２照射領域からそれぞれ反射して前記対物レンズを透過する前記第１照射領域に対応した第１光束と、前記第２照射領域に対応した第２光束とを分岐する工程とを有し、
前記（ｃ）工程は、前記（ｇ）工程で分岐された前記第１光束を用いて、前記第１照射領域の第１拡大検査像を形成する前記対物レンズの第１結像面あるいはその第１共役面よりも光路長の短い位置で前記第１拡大検査像を収集し、
前記（ｄ）工程は、前記（ｇ）工程で分岐された前記第２光束を用いて、前記第２照射領域の第２拡大検査像を形成する前記対物レンズの第２結像面あるいはその第２共役面よりも光路長の長い位置で前記第２拡大検査像を収集することを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項３】
請求項２記載のマスクブランクの検査方法であって、
前記（ｃ）工程は、前記第１結像面あるいはその前記第１共役面よりも第１光検出器を検査光軸に沿って前記対物レンズに近づける方向に移動させて前記第１拡大検査像を収集し、
前記（ｄ）工程は、前記第２結像面あるいはその前記第２共役面よりも第２光検出器を検査光軸に沿って前記対物レンズから遠ざける方向に移動させて前記第２拡大検査像を収集することを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項４】
請求項２記載のマスクブランクの検査方法であって、
前記（ｃ）工程は、前記対物レンズと第１光検出器の間に凹レンズを挿入することにより、前記第１結像面あるいはその前記第１共役面を前記第１光検出器の受光位置よりも前記対物レンズから遠い位置にずらした状態で前記第１拡大検査像を収集し、
前記（ｄ）工程は、前記対物レンズと第２光検出器の間に凸レンズを挿入することにより、前記第２結像面あるいはその前記第２共役面を前記第２光検出器の受光位置よりも前記対物レンズに近い位置にずらした状態で前記第２拡大検査像を収集することを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項５】
請求項１記載のマスクブランクの検査方法であって、
前記（ｂ）工程は、波長が１８０ｎｍ以上２１０ｎｍ以下であるＤＵＶ光を前記検査光として使用することを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項６】
請求項１記載のマスクブランクの検査方法であって、
前記（ｅ）工程は、
（ｅ１）前記（ｃ）工程で収集される前記拡大検査像のうち前記マスクブランクの所定領域に対応した前記拡大検査像と、前記（ｄ）工程で収集される前記拡大検査像のうち前記マスクブランクの前記所定領域に対応した前記拡大検査像との光強度差を算出する工程と、
（ｅ２）前記（ｅ１）工程後、前記光強度差の絶対値が予め設定したしきい値を超えるときに欠陥が存在すると判定する工程とを有することを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項７】
請求項１記載のマスクブランクの検査方法であって、
前記（ｅ）工程は、さらに、表面形状が凸形状をしている前記欠陥と、表面形状が凹形状をしている前記欠陥とを判別することを特徴とするマスクブランクの検査方法。
【請求項８】
（ａ）ＥＵＶ光を反射させる多層膜が形成されたマスクブランクに存在する欠陥の有無を検査する工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程で前記欠陥が検出された場合、検出された前記欠陥の位置座標に基づいて、吸収体パターンを形成する工程とを備え、
前記（ａ）工程は、
（ａ１）前記マスクブランクをステージに載置する工程と、
（ａ２）前記（ａ１）工程後、検査光を前記マスクブランクに照射する工程と、
（ａ３）前記（ａ２）工程後、前記マスクブランクの検査光照射領域を走査しながら、対物レンズを介して前記検査光照射領域の拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して第１所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程と、
（ａ４）前記（ａ２）工程後、前記マスクブランクの前記検査光照射領域を走査しながら、前記対物レンズを介して前記検査光照射領域の前記拡大検査像を収集する際、前記対物レンズに対して前記第１所定量とは符号の異なる第２所定量のデフォーカス位置で前記拡大検査像を収集する工程と、
（ａ５）前記（ａ３）工程で収集される前記拡大検査像と、前記（ａ４）工程で収集される前記拡大検査像に基づいて、欠陥の有無を判定する工程と、
（ａ６）前記（ａ５）工程を実施した結果、前記マスクブランクに存在する前記欠陥が検出された場合、前記欠陥の位置座標を記憶する工程とを有することを特徴とするマスクの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−５８５５８（Ｐ２０１２−５８５５８Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０２７２８（Ｐ２０１０−２０２７２８）
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８年度 独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 「次世代半導体材料・プロセス基盤（ＭＩＲＡＩ）プロジェクト」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８年度 独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 「次世代半導体材料・プロセス基盤（ＭＩＲＡＩ）プロジェクト」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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