光掩模坯的缺陷檢查方法、分選方法和制備方法與流程

本發(fā)明涉及用于制備其轉(zhuǎn)而用于制造半導(dǎo)體器件等的光掩模的掩模坯的缺陷檢查方法，特別地，涉及有效判定帶有存在于光掩模坯中10nm以下厚度的薄膜中的微小缺陷的表面的凹凸形狀(鼓起/凹坑形狀)的技術(shù)。本發(fā)明還涉及基于應(yīng)用該缺陷檢查方法以判定光掩模坯中的缺陷的凹凸形狀的光掩模坯分選方法和光掩模坯制備方法。

背景技術(shù)：

通過重復(fù)光刻法技術(shù)制造半導(dǎo)體器件，其中將曝光光施加于其上刻畫有電路圖的掩模(轉(zhuǎn)印掩模)如光掩模并通過縮小光學(xué)系統(tǒng)將在掩模上形成的電路圖轉(zhuǎn)印到半導(dǎo)體襯底(半導(dǎo)體晶片)上。通過在用光學(xué)膜形成的基底(掩模坯)中形成電路圖制備轉(zhuǎn)印掩模。這樣的光學(xué)膜通常為主要由過渡金屬化合物組成的膜或者主要由含過渡金屬的硅化合物組成的膜。作為光學(xué)膜，根據(jù)目的選擇用作遮光膜的膜或用作相移膜的膜。此外，為了高精度加工光學(xué)膜的目的可以形成硬掩模膜作為加工助膜。

轉(zhuǎn)印掩模如光掩模用作原版物以制造具有微型圖案的半導(dǎo)體器件并且被要求無缺陷。這自然導(dǎo)致也要求光掩模坯無缺陷。此外，在形成電路圖時，將用于加工的抗蝕劑膜形成在其上形成有膜的光掩模坯上，并且通過普通的光刻工藝如電子束光刻法形成最終圖案。因此，也要求抗蝕劑膜無缺陷如針孔。在這樣的條件下，關(guān)于光掩模和光掩模坯的缺陷檢測技術(shù)已經(jīng)做了很多調(diào)研。

JP-A 2001-174415(后文稱為專利文獻(xiàn)1)和JP-A 2002-333313(后文稱為專利文獻(xiàn)2)記載了將激光施加到基底以由散射光檢測缺陷和/或異物的方法，特別記載了其中將不對稱賦予檢測信號以判定所關(guān)心的缺陷是鼓起缺陷還是凹坑缺陷的技術(shù)。此外，JP-A 2005-265736(后文稱為專利文獻(xiàn)3)記載了其中將常規(guī)用于一般的光學(xué)掩模圖案檢查的深紫外(DUV)光用作檢查光的技術(shù)。此外，JP-A 2013-19766(后文稱為專利文獻(xiàn)4)記載了其中將檢查光以被分成多個點(diǎn)的狀態(tài)用于掃描并且反射光束被光檢測元件接收的技術(shù)。另一方面，JP-A 2007-219130(后文稱為專利文獻(xiàn)5)公開了其中具有波長約13.5nm的極紫外(EUV)光用作檢查光以判定EUV掩模坯中缺陷的凹凸形狀的技術(shù)。

引用文獻(xiàn)列表

專利文獻(xiàn)1:JP-A 2001-174415

專利文獻(xiàn)2:JP-A 2002-333313

專利文獻(xiàn)3:JP-A 2005-265736

專利文獻(xiàn)4:JP-A 2013-19766

專利文獻(xiàn)5:JP-A 2007-219130

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

伴隨著半導(dǎo)體器件的持續(xù)的微型化，已經(jīng)頻繁使用利用193nm波長的ArF準(zhǔn)分子激光的氟化氬(ArF)光刻法技術(shù)。此外，已經(jīng)大力地研究了如下技術(shù)，其中采用由曝光法和加工法多次組合組成的稱為多步圖案化(multi-patterning)的方法而最終形成具有與曝光波長相比足夠精細(xì)的尺寸的圖案。如上所述，轉(zhuǎn)印掩模用作精細(xì)圖案的原版物，并且因此，必須全部排除轉(zhuǎn)印掩模上的將阻礙圖案轉(zhuǎn)印的保真度的缺陷。因此，在掩模坯制備階段，還應(yīng)當(dāng)全部檢測那些妨礙掩模圖案形成的缺陷。

在轉(zhuǎn)印掩模中，凹坑缺陷、特別是針孔缺陷對掩模圖案形成是致命的。另一方面，鼓起缺陷對掩模圖案形成可能未必是致命的，盡管這取決于缺陷的高度。因此，而將這些鼓起缺陷全部看作致命缺陷來排除具有缺陷的掩模坯導(dǎo)致收率的降低。因此，在缺陷檢查中，高度精確的區(qū)分缺陷的凹凸形狀對于確定排除具有致命缺陷的掩模坯和對于確保良好收率非常重要。

專利文獻(xiàn)1至4中記載的檢查裝置采用了光學(xué)的缺陷檢測方法。光學(xué)的缺陷檢測方法有利之處在于，可以相對短的時間進(jìn)行寬區(qū)域內(nèi)的缺陷檢查，并且通過利用具有較短波長的光源，可以精確地檢測微細(xì)缺陷。此外，專利文獻(xiàn)1至4中記載的檢查裝置提供如下方法，其中由通過使用了傾斜照明和/或空間濾波器的檢查用光學(xué)系統(tǒng)獲得的檢測信號的亮部和暗部的位置關(guān)系，可判定所關(guān)心的缺陷是凹坑缺陷還是鼓起缺陷。此外，專利文獻(xiàn)5記載了用于判定相缺陷的凹凸形狀的方法，但在該情形中的檢查物體被局限于EUV掩模坯。

然而，根據(jù)聯(lián)合使用原子力顯微鏡或者電子顯微鏡進(jìn)行的檢查實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)，存在其中光掩模坯中缺陷的凹凸形狀不能通過考察相關(guān)光掩模坯的檢查信號的亮部和暗部的布局(位置關(guān)系)的方法判定的情形。具體地，發(fā)現(xiàn)，對于相關(guān)凹坑缺陷如針孔缺陷的檢查信號，在一些情形中用于區(qū)分凹凸形狀的亮部和暗部之間的位置關(guān)系可能不清晰，并且在一些情形中被判定為凹坑缺陷的缺陷可能包括鼓起缺陷。尤其是，用于高級的光掩模加工的加工助膜如硬掩模膜可能具有例如10nm以下的厚度，發(fā)現(xiàn)，剛提到的問題可能發(fā)生在這樣的薄膜中存在的缺陷的凹凸形狀的判定中。

專利文獻(xiàn)1至4中記載的缺陷檢查方法未必可以精確地判定缺陷的凹凸形狀。而且，專利文獻(xiàn)5中記載的缺陷檢查方法為其可應(yīng)用于EUV掩模坯的固有的相缺陷但是不易應(yīng)用于當(dāng)前主流的氟化氪(KrF)光刻法中使用的光掩模坯的方法。因此，需要建立一種技術(shù)，通過該技術(shù)可高度精確地判定存在于厚度降低的硬掩模膜的缺陷的凹凸形狀，這根據(jù)常規(guī)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)。

因此，本發(fā)明的目的是提供缺陷檢查方法、基于應(yīng)用該缺陷檢查方法的光掩模坯分選方法、光掩模坯制備方法，通過該缺陷檢查方法可在使用光學(xué)的缺陷檢查方法時高度精確地判定缺陷的凹凸表面形狀,尤其提供檢查存在于厚度10nm以下的薄膜、如用作加工掩模圖案中的加工助膜的硬掩模膜中的缺陷的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述需要，本發(fā)明人通過利用光學(xué)檢測方法的實(shí)際測量并通過模擬，做出用于檢查存在于厚度10nm以下的薄膜、如在光學(xué)膜上形成的硬掩模膜中的缺陷的方法的研究。其研究的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，基于光學(xué)檢查方法的觀測的圖像的光強(qiáng)度的亮度/暗度的變化與光強(qiáng)度的亮部和暗部的位置關(guān)系因不同的檢測模式而不同，取決于光學(xué)膜和其上形成的薄膜相對于檢查光的反射率和復(fù)折射率的值等。

于是，作為其進(jìn)一步研究的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)根據(jù)光學(xué)膜和薄膜的模式和缺陷模式確定用于判定缺陷的凹凸形狀的檢查處理工序和標(biāo)準(zhǔn)，通過光學(xué)檢測方法，根據(jù)用于判定的標(biāo)準(zhǔn)和檢查處理工序，收集缺陷的檢查圖像，評價檢查圖像的光強(qiáng)度分布(光強(qiáng)度輪廓)、特別是亮部和暗部的位置關(guān)系、亮部和暗部的光強(qiáng)度或者強(qiáng)度差時，于是，可以更準(zhǔn)確地彼此區(qū)分凹坑缺陷和鼓起缺陷?；谶@些發(fā)現(xiàn)，發(fā)明人完成了本發(fā)明。

本發(fā)明的一方面中，提供通過使用檢查光學(xué)系統(tǒng)檢查存在于光掩模坯表面部的缺陷的方法，該光掩模坯包括形成在基底上的光學(xué)膜，以及接觸基底相對的光學(xué)膜側(cè)而形成的薄膜，該薄膜作為最外表面層而形成。該方法包括：

(A1)準(zhǔn)備光掩模坯的步驟；

(A2)選擇和指定對應(yīng)于光掩模坯的光學(xué)膜和薄膜的模式的用于判定缺陷的凹凸形狀的標(biāo)準(zhǔn)以及檢查處理工序的步驟；

(A3)移動光掩模坯以將缺陷移到檢查用光學(xué)系統(tǒng)的觀測位置中的步驟，

基于步驟(A2)中指定的檢查處理工序，施加檢查光至包括缺陷的區(qū)域，同時保持缺陷與檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離，和

通過該檢查用光學(xué)系統(tǒng)將來自被檢查光照射的區(qū)域的反射光作為該區(qū)域的放大圖像聚集；以及

(A4)基于步驟(A2)中指定的用于判定的標(biāo)準(zhǔn)，從該放大圖像的光強(qiáng)度分布判定缺陷的凹凸形狀的步驟。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，步驟(A4)包括：將該放大圖像的缺陷部的光強(qiáng)度水平變化與該缺陷的周邊部的光強(qiáng)度水平比較的處理；以及將比較處理的結(jié)果與用于判定的標(biāo)準(zhǔn)比較的處理。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，步驟(A3)中的距離為焦距，步驟(A3)中檢查光施加條件是該檢查光為非偏振光。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，步驟(A2)的檢查處理工序包括關(guān)于步驟(A3)的多種檢查條件，并且對于在該檢查處理工序中包括的全部檢查條件將步驟(A3)依序執(zhí)行之后實(shí)施步驟(A4)。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，多種檢查條件包括其中步驟(A3)中的距離為焦距的檢查條件以及其中驟(A3)中的距離為離焦量的檢查條件。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，多種檢查條件包括其中步驟(A3)中的距離為焦距的檢查條件，步驟(A3)中的距離為正離焦量的檢查條件，以及步驟(A3)中的距離為負(fù)離焦量的檢查條件。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，多種檢查條件包括其中步驟(A3)中的檢查光施加條件為檢查光是非偏振光的檢查條件，以及其中步驟(A3)中的檢查光施加條件為檢查光是偏振光的檢查條件。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，多種檢查條件包括其中步驟(A3)中的檢查光施加條件為檢查光是非偏振光的檢查條件，其中步驟(A3)中的檢查光施加條件為檢查光是橫向電場(TE)偏振光的檢查條件，以及其中步驟(A3)中的檢查光施加條件為檢查光是橫向磁場(TM)偏振光的檢查條件。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，多種檢查條件包括其中步驟(A3)中的距離和檢查光施加條件為正離焦量和檢查光為TE偏振光的檢查條件，其中步驟(A3)中的距離和檢查光施加條件為正離焦量和檢查光為TM偏振光的檢查條件，其中步驟(A3)中的距離和檢查光施加條件為負(fù)離焦量和檢查光為TE偏振光的檢查條件，以及其中步驟(A3)中的距離和檢查光施加條件為負(fù)離焦量和檢查光為TM偏振光的檢查條件，并且其中在每個檢查條件下實(shí)施放大圖像的聚集。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，多種檢查條件包括其中步驟(A3)中的距離和檢查光施加條件為焦距和檢查光為TE偏振光的檢查條件，以及其中步驟(A3)中的距離和檢查光施加條件為焦距和檢查光為TM偏振光的檢查條件。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，步驟(A4)包括計算每個放大圖像的缺陷部的光強(qiáng)度水平的最小值的處理，以及將計算處理的結(jié)果與用于判定的標(biāo)準(zhǔn)比較的處理。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，該薄膜為硬掩模膜。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，該薄膜具有10nm以下的厚度。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，該檢查光為具有210至550nm的波長。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，通過其中使檢查光的光學(xué)軸相對于檢查光照射的薄膜表面的法線以預(yù)定角度傾斜的傾斜照明施加檢查光。

在該缺陷檢查方法中，優(yōu)選地，步驟(A3)中,將光掩模坯放置在其可在光掩模坯的面內(nèi)方向移動的臺上，并且該臺在該面內(nèi)方向移動以使缺陷和檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡彼此接近。

在本發(fā)明的另一方面，提供光掩模坯的分選方法，其包括基于通過上述缺陷檢查方法判定的缺陷的凹凸形狀，分選出沒有凹坑缺陷的光掩模。

在本發(fā)明的另一方面中，提供制備光掩模坯的方法，包括：

在基底上形成光學(xué)薄膜和在基底相對的該光學(xué)膜側(cè)上形成薄膜作為最外表面層的步驟；以及

通過上述缺陷檢查方法判定該薄膜中存在的缺陷的凹凸形狀的步驟。

發(fā)明的有益的效果

根據(jù)本發(fā)明的記載的方面，通過使用光學(xué)缺陷檢查方法高度可靠地區(qū)分缺陷的凹凸形狀，可檢查光掩模坯中的缺陷。此外，通過應(yīng)用本文披露的缺陷檢查方法，可以可靠地排除具有作為致命缺陷的凹坑缺陷的光掩模坯，并且以較低成本和高收率提供不具有致命缺陷的光掩模坯。

附圖說明

圖1A和1B為說明光掩模坯中存在缺陷的實(shí)例的剖面圖，其中圖1A顯示其中存在凹坑缺陷的光掩模坯，圖1B顯示由其中存在凹坑缺陷的光掩模坯制備的光掩模。

圖2為說明光掩模坯中存在缺陷的另一實(shí)例的剖面圖，顯示鼓起缺陷存在于其上的光掩模坯。

圖3說明用于光掩模坯的缺陷檢查中的檢查用光學(xué)系統(tǒng)的布置的實(shí)例。

圖4A為顯示相對于由傾斜照明朝向光掩模坯上的典型凹坑缺陷施加的檢查光的正反射光模式的概念圖，圖4B為顯示檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖5A為顯示相對于由傾斜照明朝向光掩模坯上的典型鼓起缺陷施加的檢查光的正反射光模式的概念圖，圖5B為顯示檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖6A為第一膜模式中在硬掩模膜中具有凹坑缺陷的光掩模坯的平面圖，圖6B為其剖面圖，圖6C為凹坑缺陷的檢查圖像，圖6D為顯示檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖7為顯示圖6A和6B中所示的光掩模坯的硬掩模膜的檢查光反射率的膜厚依賴性的圖。

圖8A為第一膜模式中在硬掩模膜上具有鼓起缺陷的光掩模膜的剖面圖，圖8B為鼓起缺陷的檢查圖像，圖8C為顯示檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖9A為第二膜模式中在硬掩模膜中具有凹坑缺陷的光掩模坯的剖面圖，圖9B為凹坑缺陷的檢查圖像，圖9C為顯示檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖10為圖9A中所示的光掩模坯的硬掩模膜的檢查光反射率的膜厚依賴性的圖。

圖11A為第二膜模式中在硬掩模膜和光學(xué)膜中具有凹坑缺陷的光掩模坯的剖面圖，圖11B為凹坑缺陷的檢查圖像，圖11C為顯示檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖12A為第二膜模式中在硬掩模膜上具有鼓起缺陷的光掩模坯的平面圖，圖12B為其剖面圖，圖12C為鼓起缺陷的檢查圖像，圖12D為顯示檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖13A為圖11A中顯示的光掩模坯的剖面圖，圖13B為圖12B中顯示的光掩模坯的剖面圖，圖13C和13D為顯示在正離焦條件中得到的缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖，圖13E和13F為在焦距下得到的缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖，圖13G和13H為顯示在負(fù)離焦條件中得到的缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖14為顯示光掩模坯的缺陷檢查方法的步驟的實(shí)例的流程圖。

圖15為顯示判定光掩模坯的缺陷部的凹凸表面形狀的步驟的實(shí)例的流程圖。

圖16為顯示判定光掩模坯的缺陷部的凹凸表面形狀的步驟的另一實(shí)例的流程圖。

圖17A為實(shí)施例1中具有僅在硬掩模膜中形成的凹坑缺陷的光掩模坯的剖面圖，圖17B為顯示在焦距下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖18A為實(shí)施例1中具有在硬掩模膜和光學(xué)膜中形成的凹坑缺陷的光掩模坯的剖面圖，圖18B為顯示在焦距下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖19A為實(shí)施例1中具有鼓起缺陷的光掩模坯的剖面圖，圖19B為顯示在焦距下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖20A為實(shí)施例2中具有僅在硬掩模膜中形成的凹坑缺陷的光掩模坯的剖面圖，圖20B為顯示在焦距下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖21A為實(shí)施例2中具有在硬掩模膜和光學(xué)膜中形成的凹坑缺陷的光掩模坯的剖面圖，圖21B為顯示在焦距下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖22A為由與實(shí)施例2中具有與由硬掩模膜材料相同的材料形成的鼓起缺陷的光掩模坯的剖面圖，圖22B為顯示在焦距下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖23A為實(shí)施例2中具有在硬掩模膜和光學(xué)膜中形成的凹坑缺陷的光掩模坯的剖面圖，圖23B為具有由與實(shí)施例2中硬掩模膜材料相同的材料形成的鼓起缺陷的光掩模坯的剖面圖,圖23C和23D為顯示在離焦量+200nm下得到的缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖，圖23E和23F為顯示在焦距下得到的缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖，圖23G和23H為顯示在離焦量-200nm下得到的缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

圖24A和24B為顯示圖23A和23B中所示的光掩模坯中的缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布中的最小值的距離依賴性的圖。

圖25A為實(shí)施例2中具有由檢查光透射率低的物質(zhì)的粘附形成的鼓起缺陷的光掩模坯剖面圖，圖25B為顯示在焦距下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

具體實(shí)施方式

如果缺陷如針孔存在于光掩模坯的薄膜中，則其引起在利用該光掩模坯制備的光掩模上的掩模圖案中的缺陷。光掩模坯中凹坑缺陷的典型實(shí)例示于圖1A和1B。圖1A為顯示光掩模坯100的剖面圖，其中用作遮光膜的光學(xué)膜102、用于進(jìn)行光學(xué)膜102的高精度加工的相移膜如半色調(diào)相移膜等和硬掩模膜(加工助膜)103形成在透明基底101上。在該情形中，硬掩模膜103中存在針孔缺陷DEF1。如果通過普通的制備工序由上述的這樣的光掩模坯100制備光掩模，可能在對應(yīng)于硬掩模膜103中的針孔缺陷DEF1的位置在光學(xué)膜102中形成針孔缺陷。因此，制備其中起因于光掩模坯的缺陷DEF2存在于光學(xué)膜圖案102a中的光掩模，如圖1B中描述的光掩模100a。像這樣的缺陷導(dǎo)致在使用該光掩模實(shí)施的曝光中圖案轉(zhuǎn)印錯誤。因此，需要在加工光掩模坯之前的階段檢測光掩模坯中的缺陷，并且排除伴有該缺陷的光掩模坯或者矯正缺陷。

另一方面，圖2說明存在于光掩模坯上的鼓起缺陷的實(shí)例。具體地，圖2為說明光掩模坯100的實(shí)例的剖面圖，其中在透明基底101上形成光學(xué)膜102和硬掩模膜103，并且在硬掩模膜103上存在與硬掩模膜103一體形成的鼓起缺陷DEF3。在像光掩模坯100這樣的情形中，沒有像圖1B中所示的情形那樣形成在光學(xué)膜102中的針孔缺陷DEF2。因此，這樣的鼓起缺陷通常不會構(gòu)成致命缺陷。此外，如果粘附于光掩模坯表面的異物造成的鼓起缺陷能夠通過清潔被除去，則其不會成為致命缺陷。

以此方式，判定光掩模坯上存在的缺陷是作為致命缺陷的凹坑缺陷如針孔還是未必為致命缺陷的鼓起缺陷將是關(guān)系到確保光掩模坯制備中的收率和光掩模坯質(zhì)量的重要因素。鑒于此，希望建立一種方法，通過該方法，使用光學(xué)檢查技術(shù)可以高可靠性區(qū)分缺陷的凹凸形狀(鼓起/凹坑形狀)。

首先，將描述優(yōu)選地用于光掩模坯的缺陷檢查的檢查用光學(xué)系統(tǒng)，具體地為優(yōu)選地用于判定在光掩模坯的表面部的缺陷的凹凸形狀的檢查用光學(xué)系統(tǒng)。圖3為顯示包括光源ILS、光束分離器BSP、物鏡OBL、光掩模坯MB安置在其上的可移動的臺STG以及圖像檢測器SE的檢查用光學(xué)系統(tǒng)的基本布置的實(shí)例的概念圖。使光源ILS構(gòu)成為能夠發(fā)出約210nm至550nm的波長的光，并且從光源ILS發(fā)出的檢查光BM1被光束分離器BSP偏移，通過物鏡OBL被施加到光掩模坯MB的預(yù)定區(qū)域。來自光掩模坯MB的表面的反射光BM2被物鏡OBL聚集并且經(jīng)過光束分離器BSP和透鏡L1而到達(dá)圖像檢測器SE的受光表面。該情形中，以光掩模坯MB表面的放大的檢查圖像形成在圖像檢測器SE的受光表面上的方式控制圖像檢測器SE的位置。接著，對在圖像檢測器SE聚集的放大的檢查圖像的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理計算，由此進(jìn)行缺陷尺寸的計算和缺陷的凹凸形狀判定并將結(jié)果記錄為缺陷信息。

例如可通過直接法控制放大的檢查圖像，其中具有多個光學(xué)檢測元件作為像素排列的檢測器如電耦合器件(CCD)相機(jī)用作圖像檢測器SE，并且將通過物鏡OBL由來自光掩模坯MB的表面的反射光BM2形成的放大的圖像作為二維圖像聚集?；蛘?，可以采取以下方法，其中，通過掃描裝置用檢查光BM1掃描光掩模坯MB的表面，依序地通過圖像檢測器SE聚集反射光BM2的光強(qiáng)度，通過光電轉(zhuǎn)換記錄收集信號，并且生成光掩模坯MB的全部面積的二維圖像。此外，遮蔽部分反射光BM2的空間濾波器SPF可設(shè)置在檢查用光學(xué)系統(tǒng)的瞳位置，例如在反射光BM2的光路上，特別是在光束分離器BSP和透鏡L1之間。在該情形中，可按照要求遮蔽反射光BM2的部分光路，由此可通過圖像檢測器SE捕捉放大的檢查圖像?？蓪z查光BM1的入射角相對于光掩模坯MB設(shè)定為預(yù)定的角度。需要注意的是，待檢查的缺陷的定位可以能通過物鏡OBL觀測作為檢查物體的缺陷的方式進(jìn)行。該情形中，將光掩模坯MB放置在掩模臺STG上，并且通過掩模臺STG的移動可定位光掩模坯MB以使其可通過物鏡OBL被觀測到。需要注意的是，盡管未圖示，如果需要可通過將偏振片插入到光路中的預(yù)定位置采取偏振光照明。

接著，將參考圖4A、4B、5A和5B，對在缺陷和檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離設(shè)定為聚焦距離(后文稱為焦距)并且在該條件中聚集反射光的情形中的凹坑缺陷的檢查圖像和鼓起缺陷的檢查圖像之間的差別進(jìn)行說明。圖4A為顯示其中將來自圖3中所示的檢查用光學(xué)系統(tǒng)的檢查光BM1從左側(cè)傾斜地施加到具有典型的凹坑缺陷DEF4的光掩模坯的表面MBS的實(shí)例的概念圖。例如，通過其中從圖3中所示的光源ILS施加到光掩模坯MB的檢查光BM1的位置通過控制(位于光源ILS與光束分離器BSP之間的)孔位置來控制的方法，可實(shí)現(xiàn)這樣的傾斜照明。在該情形中，在該圖中的凹坑缺陷DEF4的左側(cè)的側(cè)表面LSF上反射的反射光BM2通過正反射被集聚在相對于物鏡OBL的右側(cè)，并且由此不足以被取到物鏡OBL中。另一方面，在該圖中的凹坑缺陷DEF4的右側(cè)的側(cè)表面RSF上反射的反射光足以通過正反射被取到物鏡OBL中。結(jié)果，在圖像檢測器獲得的檢查圖像的光強(qiáng)度分布呈現(xiàn)剖面輪廓PR1，如圖4B中顯示，其中凹坑缺陷DEF4的左側(cè)為暗部，右側(cè)為亮部。

另一方面，圖5A為將圖3中所示的來自檢查用光學(xué)系統(tǒng)的檢查光BM1從左側(cè)傾斜地施加到具有典型的鼓起缺陷DEF5的光掩模坯的表面MBS的實(shí)例的概念圖。在該情形中，在該圖中的鼓起缺陷DEF5的左側(cè)的側(cè)表面LSF上反射的反射光BM2通過正反射足以被取到物鏡OBL中。另一方面，在該圖中的鼓起缺陷DEF5的右側(cè)的側(cè)表面RSF上反射的反射光通過正反射被集聚在相對于物鏡OBL的右側(cè)，并且由此不足以被取到物鏡OBL中。結(jié)果，在圖像檢測器SE獲得的檢查圖像的光強(qiáng)度分布呈現(xiàn)剖面輪廓PR2，如圖5B中顯示，其中鼓起缺陷DEF5的左側(cè)為亮部，右側(cè)為暗部。

此外，在其中如圖3中顯示的在檢查用光學(xué)系統(tǒng)中將遮蔽部分反射光的空間濾波器SPF設(shè)置在反射光的光路上并將反射光通過空間濾波器SPF聚集的布置的情形中，確保：即使光掩模坯表面用法向入射的檢查光照射時，也可如使用上述的傾斜照明的情形中那樣在檢查圖像中產(chǎn)生亮部和暗部。在該情形中，例如，將檢查光入射側(cè)作為參考時，如果將反射光的光路的一半光束遮蔽，則可由檢查圖像的亮部和暗部之間的位置關(guān)系或者亮部和暗部之間的光強(qiáng)度之差判定缺陷的凹凸形狀。

以此方式，通過應(yīng)用傾斜照明，可由獲得的檢查圖像的亮部和暗部的位置關(guān)系判定其為典型的凹坑缺陷或鼓起缺陷的缺陷的凹凸形狀。盡管在圖4A、4B、5A和5B中已顯示來自圖中的左側(cè)的傾斜照明的實(shí)例，但照明方向可任意設(shè)定，并且，將檢查光入射側(cè)作為獲得的檢查圖像中的參考，可類似地由檢查圖像的亮部和暗部之間的位置關(guān)系或者由亮部和暗部之間的光強(qiáng)度之差判定缺陷的凹凸形狀。

然而，根據(jù)光掩模坯的膜模式，存在其中不能僅僅基于上述的檢查圖像的亮部和暗部之間的位置關(guān)系就準(zhǔn)確地判定缺陷是凹坑缺陷還是鼓起缺陷的情形。以下將描述這樣的情形。

第一膜模式

首先，將描述在以下情形中的檢查圖像的光強(qiáng)度分布，其中在透明基底上形成作為除透明基底之外的最外表面層的高反射率膜(在后述的實(shí)例中，硬掩模膜103對應(yīng)于該膜)，以及具有等于或低于高反射率膜的反射率并且接觸透明基底相對的高反射率膜側(cè)的膜(在后述的實(shí)例中，光學(xué)膜102對應(yīng)于該膜)，并且其中高反射率膜的厚度小。

圖6A和6B為具有凹坑缺陷的光掩模坯100的平面圖和剖面圖。這些圖說明其中在對檢查光透明的透明基底101如石英基底上形成由鉬硅化物(MoSi)材料形成的光學(xué)膜102和由鉻(Cr)材料形成的厚度約10nm的硬掩模膜103，并且在硬掩模膜103中存在凹坑缺陷DEF6如針孔缺陷的狀態(tài)。在將凹坑缺陷DEF6和檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離設(shè)定為焦距下使用圖3中所示的檢查用光學(xué)系統(tǒng)，通過傾斜照明從圖6A和6B中左側(cè)將檢查光施加至表面光掩模坯的表面MBS，并且將反射光聚集的情形中，得到圖6C中所示的具有光強(qiáng)度分布的檢查圖像。此外，沿著圖6C的線A-A'的剖面的光強(qiáng)度分布呈現(xiàn)圖6D中所示的剖面輪廓PR3。該情形中,檢查圖像的光強(qiáng)度分布僅包括暗部,沒有任何亮部出現(xiàn)在凹坑缺陷DEF6的部分，因此，與圖4A和4B中描繪的典型的凹坑缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布不對應(yīng)。

觀測到該情形中的凹坑缺陷僅由暗部組成的原因被認(rèn)為在于，由于凹坑缺陷DEF6的深度不大，因此，來自缺陷側(cè)表面的反射光量小，檢查光反射率對光強(qiáng)度變化的影響非常大。圖7是顯示在圖6A和6B中描繪的光掩模坯100的由MoSi材料形成的光學(xué)膜102上的由Cr材料形成的硬掩模膜103的厚度與檢查光反射率之間的關(guān)系的圖。在圖7中，0厚度下的反射率對應(yīng)于在硬掩模膜103的凹坑缺陷部的反射率(該圖中，REF10)，并且該反射為來自光學(xué)膜102的反射。另一方面，在硬掩模膜103的預(yù)定厚度(該圖中，TH1)下的反射率對應(yīng)于在硬掩模膜103的非缺陷部(例如，缺陷周邊部)的反射率(該圖中，REF11)，并且該反射是來自硬掩模膜103的反射。該情形中,REF10低于REF11(REF10<REF11)，這被認(rèn)為是凹坑缺陷部整體上被觀測為暗部的原因。因此，在其中僅僅在硬掩模膜103中形成凹坑缺陷的情形中，觀測圖像的缺陷部的光強(qiáng)度分布并非如圖4A和4B所示其中左側(cè)為暗部并且右側(cè)為亮部的典型的凹坑缺陷光強(qiáng)度分布。

然而，在其中凹坑缺陷為足夠深，例如其中凹坑缺陷穿過硬掩模膜103并且還進(jìn)一步形成在光學(xué)膜102中的情形中，相應(yīng)地來自缺陷側(cè)表面的反射光量大,在來自左側(cè)表面的反射光量與來自右側(cè)表面的反射光量之間產(chǎn)生足夠的差。因此，得到其中左側(cè)為暗部并且右側(cè)為亮部的觀測圖像，對應(yīng)于圖4A和4B中所示的典型的凹坑缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布。

另一方面，圖8A為具有鼓起缺陷的光掩模坯100的剖面圖。該圖說明其中在對檢查光透明的透明基底101如石英基底上形成由MoSi材料形成的光學(xué)膜102和由Cr材料形成的厚度約10nm的硬掩模膜103，并且在硬掩模膜103上存在由與硬掩模膜103材料相同的材料(例如，Cr材料)形成的鼓起缺陷DEF7的狀態(tài)。在將鼓起缺陷DEF7和檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離設(shè)定為焦距下使用圖3中所示的檢查用光學(xué)系統(tǒng)，通過傾斜照明從圖8A中左側(cè)將檢查光施加至表面光掩模坯的表面，并且將反射光聚集的情形中，得到圖8B中所描繪的具有光強(qiáng)度分布的檢查圖像。此外，沿著圖8B的線A-A'的剖面的光強(qiáng)度分布呈現(xiàn)圖8C中所示的剖面輪廓PR4。該情形中,具體地在鼓起缺陷DEF7的部分，檢查圖像的光強(qiáng)度分布以與圖5A和5B中所示的典型的鼓起缺陷情形中的光強(qiáng)度分布相同的方式、在左側(cè)具有亮部并且在右側(cè)具有暗部。

由上述，可將第一膜模式中的缺陷的凹凸形狀按照如下判定：

(1-1)如果觀測圖像的光強(qiáng)度分布中的缺陷部僅具有暗部，則該缺陷為僅在高反射率膜(硬掩模膜103)中形成的凹坑缺陷；

(1-2)如果觀測圖像的光強(qiáng)度分布中的缺陷部在左側(cè)具有暗部并且在右側(cè)具有亮部，則該缺陷為穿過高反射率膜(硬掩模膜103)并且還進(jìn)一步形成在具有等于或低于高反射率膜的反射率的反射率的膜(光學(xué)膜102)中的凹坑缺陷；

(1-3)如果觀測圖像的光強(qiáng)度分布中的缺陷部在左側(cè)具有亮部并且在右側(cè)具有暗部，則該缺陷為鼓起缺陷。

在第一膜模式中用于判定的標(biāo)準(zhǔn)不同于圖4A、4B、5A和5B中所示的典型的凹坑缺陷和鼓起缺陷的情形中的標(biāo)準(zhǔn)，但其是第一膜模式的情形中特有的。在第一膜模式中用于判定的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選地用于以下情形，其中在透明基底上形成作為除透明基底之外的最外表面層的高反射率膜，以及具有等于或低于高反射率膜的反射率的反射率并且與透明基底相對的高反射率膜側(cè)接觸的膜，并且其中高反射率膜具有小的厚度，例如，5～10nm的厚度。

第二膜模式

接下來，將描述在以下情形中的檢查圖像的光強(qiáng)度分布，其中在透明基底上形成作為除透明基底之外的最外表面層的由對檢查光基本透明的材料形成的膜(在后述的實(shí)例中，硬掩模膜103對應(yīng)于該膜)，以及對檢查光不透明或半透明的并且與所述對檢查光基本透明的材料的膜的透明基底側(cè)接觸的膜(在后述的實(shí)例中，光學(xué)膜202對應(yīng)于該膜)，并且其中所述對檢查光基本透明的材料的膜的厚度小。

圖9A為具有凹坑缺陷的光掩模坯100的剖面圖。該圖說明其中在對檢查光透明的透明基底101如石英基底上形成由MoSi材料形成的光學(xué)膜102、由Cr材料形成的光學(xué)膜202、和由對檢查光基本透明的材料、例如氧化硅等形成并具有厚度約5至10nm的硬掩模膜103，并且在硬掩模膜103中存在凹坑缺陷DEF8如針孔缺陷的狀態(tài)。在將凹坑缺陷DEF8和檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離設(shè)定為焦距下使用圖3中所示的檢查用光學(xué)系統(tǒng)，通過傾斜照明從圖9A中左側(cè)將檢查光施加至表面光掩模坯的表面，并且將反射光聚集的情形中，得到圖9B中所示的具有光強(qiáng)度分布的檢查圖像。此外，沿著圖9B的線A-A'的剖面的光強(qiáng)度分布呈現(xiàn)圖9C中所描繪的剖面輪廓PR5。該情形中,檢查圖像的光強(qiáng)度分布具體地在凹坑缺陷DEF8的部分，雖然其在左側(cè)稍微暗淡，但主要為亮部，并且基本上只有亮部。因此，在圖4A和4B中所示的典型的凹坑缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布中看到的亮部和暗部之間的清晰差別并沒有出現(xiàn)在該情形中。

對于該情形中凹坑缺陷主要觀測到亮部的原因被認(rèn)為在于，和圖6A至6D中所示的第一膜模式中的凹坑缺陷DEF6的情形類似由于凹坑缺陷DEF8的深度不大，因此，來自缺陷側(cè)表面的反射光量小，檢查光反射率對光強(qiáng)度變化的影響非常大。圖10是顯示在圖9A中描繪的光掩模坯100的在由Cr材料形成的光學(xué)膜102上形成并且由對檢查光基本透明的材料形成的硬掩模膜103的厚度與檢查光反射率之間的關(guān)系的圖。在圖10中，0厚度下的反射率對應(yīng)于在硬掩模膜103的凹坑缺陷部的反射率(該圖中，REF20)，并且該反射為來自光學(xué)膜202的反射。另一方面，在硬掩模膜103的預(yù)定厚度(該圖中，TH2)下的反射率對應(yīng)于在硬掩模膜103的非缺陷部(例如，缺陷周邊部)的反射率(該圖中，REF21)，并且該反射是來自硬掩模膜103的反射。該情形中,REF20高于REF21(REF20<REF21)，這被認(rèn)為是對于凹坑缺陷部主要觀測到亮部的原因。因此，在其中僅僅在硬掩模膜103中形成凹坑缺陷的情形中，觀測圖像的缺陷部的光強(qiáng)度分布并非如圖4A和4B所示其中左側(cè)為暗部并且右側(cè)為亮部的典型的凹坑缺陷光強(qiáng)度分布。

然而，在其中凹坑缺陷為足夠深，例如其中凹坑缺陷穿過硬掩模膜103并且還進(jìn)一步形成在光學(xué)膜202中的情形中，相應(yīng)地來自缺陷側(cè)表面的反射光量大,在來自左側(cè)表面的反射光量與來自右側(cè)表面的反射光量之間產(chǎn)生足夠的差。因此，得到其中左側(cè)為暗部并且右側(cè)為亮部的觀測圖像，對應(yīng)于圖4A和4B中所示的典型的凹坑缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布。

圖11A為具有凹坑缺陷的光掩模坯100的剖面圖。該圖說明其中在對檢查光透明的透明基底101如石英基底上形成由MoSi材料形成的光學(xué)膜102、由Cr材料形成的光學(xué)膜202、和由對檢查光基本透明的材料、例如氧化硅等形成并具有厚度約5至10nm的硬掩模膜103，并且其中凹坑缺陷DEF9如針孔缺陷穿過硬掩模膜103并且還進(jìn)一步形成在光學(xué)膜202中的狀態(tài)。在將凹坑缺陷DEF9和檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離設(shè)定為焦距下使用圖3中所示的檢查用光學(xué)系統(tǒng)，通過傾斜照明從圖11A中左側(cè)將檢查光施加至表面光掩模坯的表面，并且將反射光聚集的情形中，得到圖11B中所示的具有光強(qiáng)度分布的檢查圖像。此外，沿著圖11B的線A-A'的剖面的光強(qiáng)度分布呈現(xiàn)圖11C中所描繪的剖面輪廓PR6。該情形中,檢查圖像的光強(qiáng)度分布具體地在凹坑缺陷DEF9的部分，在左側(cè)具有暗部并且在右側(cè)具有亮部，因此，顯示與在圖4A和4B中所示的典型的凹坑缺陷情形中類似的光強(qiáng)度分布。

圖12A和12B為具有鼓起缺陷的光掩模坯100的平面圖和剖面圖。這些圖說明其中在對檢查光透明的透明基底101如石英基底上形成由MoSi材料形成的光學(xué)膜102、由Cr材料形成的光學(xué)膜、和由對檢查光基本透明的材料、例如氧化硅等形成并具有厚度約5至10nm的硬掩模膜103，并且在硬掩模膜103上存在由與硬掩模膜103材料相同的材料(例如，對檢查光基本透明的材料)形成的鼓起缺陷DEF10的狀態(tài)。在將鼓起缺陷DEF10和檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離設(shè)定為焦距下使用圖3中所示的檢查用光學(xué)系統(tǒng)，通過傾斜照明從圖12A和12B中左側(cè)將檢查光施加至光掩模坯的表面MBS，并且將反射光聚集的情形中，得到圖12C中所示的具有光強(qiáng)度分布的檢查圖像。此外，沿著圖12C的線A-A'的剖面的光強(qiáng)度分布呈現(xiàn)圖12D中所示的剖面輪廓PR7。該情形中,檢查圖像的光強(qiáng)度分布具體地在鼓起缺陷部DEF10的部分，在左側(cè)具有暗部并且在右側(cè)具有亮部。尤其是，更清晰的暗部和亮部出現(xiàn)在具有高度大于50nm的鼓起缺陷的情形中。

以此方式，在薄膜如硬掩模膜形成有由與該薄膜材料相同的材料組成的鼓起缺陷的情形中，觀測圖像的缺陷部的光強(qiáng)度分布并不類同于圖5A和5B中所描繪的其中左側(cè)為亮部并且右側(cè)為暗部的典型的鼓起缺陷。而且，該情形中，顯示與圖11A至11C中所描繪的凹坑缺陷穿過硬掩模膜103并且還進(jìn)一步形成在光學(xué)膜202中的情形中相同的檢查圖像的亮部和暗部之間的位置關(guān)系，因此，基于檢查圖像的亮部和暗部的位置關(guān)系不能將圖12A和12B中所示的鼓起缺陷與圖11A中所示的凹坑缺陷兩者彼此區(qū)分。

然而，關(guān)于圖11A中所示的這樣的凹坑缺陷和圖12A和12B中所示的鼓起缺陷，發(fā)現(xiàn)了以下情況。在將缺陷與檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離設(shè)定為偏離焦距的離焦量，在不同的偏振條件(TE偏振或TM偏振)下施加通過傾斜照明施加的檢查光并且聚集反射光的情形中，發(fā)現(xiàn)在凹坑缺陷和鼓起缺陷之間在TM偏振下得到的觀測圖像的光強(qiáng)度的最小值對于缺陷與檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離的依賴性(該依賴性后文將簡稱為距離依賴性)上產(chǎn)生區(qū)別。

圖13A至13H示出該區(qū)別。圖13A為圖11A中描繪的具有凹坑缺陷DEF9的光掩模坯100的剖面圖，圖13B為圖12B中描繪的具有鼓起缺陷DEF10的光掩模坯100的剖面圖。

在其中在檢查凹坑缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10中,使用圖3中所示的檢查用光學(xué)系統(tǒng)以在TE偏振或TM偏振下通過傾斜照明將檢查光從這些圖中左側(cè)施加至光掩模坯的表面并且將反射光聚集的情形中，如果將缺陷與檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離設(shè)定為焦距(△z＝0；需要注意的是，此處以及后文中，△z表示與焦距的差),則得到圖13E中所示的剖面輪廓PR12(TE偏振)和剖面輪廓PR13(TM偏振)作為凹坑缺陷DEF9的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓，而得到圖13F中所示的剖面輪廓PR14(TE偏振)和剖面輪廓PR15(TM偏振)作為鼓起缺陷DEF10的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓。

此外，在缺陷與檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離為正離焦量，即，使其上安裝有光掩模坯MB的掩模臺STG升高到設(shè)定比焦距更近的正離焦條件(Δz＞0)的情形中,得到圖13C中所示的剖面輪廓PR8(TE偏振)和剖面輪廓PR9(TM偏振)作為凹坑缺陷DEF9的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓，而得到圖13D中所示的剖面輪廓PR10(TE偏振)和剖面輪廓PR11(TM偏振)作為鼓起缺陷DEF10的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓。

另一方面，在將缺陷與檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離設(shè)定為負(fù)離焦量，即，使其上安裝有光掩模坯MB的掩模臺STG降低到設(shè)定比焦距更遠(yuǎn)的負(fù)離焦條件(Δz<0)的情形中,得到圖13G中所示的剖面輪廓PR16(TE偏振)和剖面輪廓PR17(TM偏振)作為凹坑缺陷DEF9的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓，而得到圖13H中所示的剖面輪廓PR18(TE偏振)和剖面輪廓PR19(TM偏振)作為鼓起缺陷DEF10的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓。

請注意這些觀測圖像中的亮部和暗部之間的位置關(guān)系，據(jù)說，在任意距離條件和偏振條件下，在檢查圖像的亮部和暗部的位置關(guān)系上凹坑缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10之間沒有區(qū)別，因此，基于位置關(guān)系不能將這兩種缺陷彼此區(qū)分。然而，將TE偏振下得到的觀測圖像的光強(qiáng)度的最小值的距離依賴性和在TM偏振下得到的觀測圖像的光強(qiáng)度的最小值的距離依賴性進(jìn)行比較時，可知，在凹坑缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10之間存在區(qū)別。具體地，對于凹坑缺陷DEF9，使在TE偏振下得到的觀測圖像的光強(qiáng)度的最小值和在TM偏振下得到的觀測圖像的光強(qiáng)度的最小值均在焦距(△z＝0)下最小，使得提供最小值的距離彼此一致。另一方面，對于鼓起缺陷DEF10,使在TE偏振下得到的觀測圖像的光強(qiáng)度的最小值在焦距(△z＝0)下最小，而在TM偏振下得到的觀測圖像的光強(qiáng)度的最小值在正離焦量(△z>0)下最小。這被認(rèn)為是歸因于TE偏振光和TM偏振光之間在通過由對檢查光透明的材料形成的鼓起缺陷DEF10的部分的透射性上的差別。因此，通過改變焦距和評價在TM偏振下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度的最小值，可以將凹坑缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10彼此區(qū)分。

另一方面，鼓起缺陷為由檢查光透射率低的物質(zhì)粘附于硬掩模膜形成的鼓起缺陷的情形中，得到在左側(cè)具有亮部并且在右側(cè)具有暗部的觀測圖像，對應(yīng)于圖5A和5B中所示的典型的鼓起缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布。

由上所述，可將第二膜模式中的缺陷的凹凸形狀按照如下判定：

(2-1)如果觀測圖像的光強(qiáng)度分布中的缺陷部主要為亮部或者僅由亮部組成，則該缺陷為僅在由對檢查光基本透明的材料形成的膜(硬掩模膜103)中形成的凹坑缺陷；

(2-2)如果觀測圖像的光強(qiáng)度分布中的缺陷部在左側(cè)具有暗部并且在右側(cè)具有亮部并且觀測圖像的光強(qiáng)度不具有距離依賴性，則該缺陷為穿過由對檢查光基本透明的材料形成的膜(硬掩模膜103)并且還進(jìn)一步形成在對檢查光不透明或半透明的膜(光學(xué)膜202)中的凹坑缺陷；

(2-3)如果觀測圖像的光強(qiáng)度分布中的缺陷部在左側(cè)具有暗部并且在右側(cè)具有亮部并且觀測圖像的光強(qiáng)度具有距離依賴性，則該缺陷為與由對檢查光基本透明的材料形成的膜(硬掩模膜103)的材料相同的材料形成的鼓起缺陷；

(2-4)如果觀測圖像的光強(qiáng)度分布中的缺陷部在左側(cè)具有亮部并且在右側(cè)具有暗部，則該缺陷為由檢查光透射率低的物質(zhì)的粘附形成的鼓起缺陷。

第二膜模式中用于判定的標(biāo)準(zhǔn)不同于圖4A、4B、5A和5B中所示的典型的凹坑缺陷和鼓起缺陷情形中的標(biāo)準(zhǔn)，并且是第二膜模式的情形所特有的。第二膜模式中用于判定的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選地用于以下情形中，其中在透明基底上由對檢查光基本透明的材料形成并且用作除透明基底之外的最外表面層的膜，以及對檢查光不透明或半透明并且與上述膜的透明基底側(cè)接觸的膜，并且其中所述對檢查光基本透明的材料形成的膜具有小的厚度，例如5至10nm的厚度。

在本發(fā)明中，在其中光掩模坯包括在透明基底如石英基底上形成的光學(xué)膜與接觸基底相對的光學(xué)膜側(cè)而形成的薄膜，該薄膜作為最外表面層形成，并且其中利用檢查用光學(xué)系統(tǒng)檢查在光掩模坯的表面部存在的缺陷以判定缺陷的凹凸形狀的情形中，選擇和指定對光掩模坯的膜模式特有的用于判定缺陷的凹凸形狀的標(biāo)準(zhǔn)和檢查處理工序。盡管取決于光掩模坯的膜模式，預(yù)測存在用于判定缺陷的凹凸形狀的多種標(biāo)準(zhǔn)和多種檢查處理工序，用于判定的標(biāo)準(zhǔn)和檢查處理工序可根據(jù)薄膜和其下面的光學(xué)膜相對于檢查光的透射率和反射率的量級大致分類。

檢查處理工序包括一種或至少兩種檢查條件。檢查條件包括關(guān)于檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡與缺陷之間的距離的距離條件(具體為焦距、正離焦量或負(fù)離焦量)以及檢查光條件(具體地，非偏振或者偏振如TE偏振和TM偏振)。在施加至少兩種檢查條件的情形中，可以施加包括通過改變上述條件得到的至少兩種檢查條件的檢查處理工序。通常，在基于施加焦距和非偏振的檢查條件下可以判定缺陷的凹凸形狀的情形中，在檢查處理工序中僅僅涉及一種檢查條件。然而，在利用僅僅一種檢查條件不能判定缺陷的凹凸形狀的情形中，應(yīng)用其中不僅包括一種檢查條件還包括其他不同的一種或多種檢查條件的檢查處理工序。用于判定缺陷的凹凸形狀的標(biāo)準(zhǔn)和檢查處理工序可由實(shí)際檢查實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和通過光學(xué)模擬得到的結(jié)果判定。在用于判定的標(biāo)準(zhǔn)中包括的標(biāo)準(zhǔn)的具體實(shí)例包括由觀測圖像的光強(qiáng)度分布得到的在缺陷部存在亮部或暗部，亮部和暗部的布局(位置關(guān)系)，光強(qiáng)度的最大值或最小值等。在檢查處理工序至少兩種檢查條件的情形中，例如可采用如下方法，在檢查用光學(xué)系統(tǒng)的控制單元中準(zhǔn)備如運(yùn)算處理、離焦控制等選項(xiàng)，在準(zhǔn)備待檢查的光掩模坯時在這些選項(xiàng)中選擇并且指定選項(xiàng)。

在根據(jù)本發(fā)明的缺陷檢查方法中，檢查光優(yōu)選地為具有210至550nm波長的光。待設(shè)定的離焦量范圍取決于缺陷的尺寸、深度或高度而變化，優(yōu)選地為-300nm至+300nm、更優(yōu)選為-250nm至+250nm的范圍。離焦量的步寬優(yōu)選地約為100nm。

本發(fā)明中，利用檢查用光學(xué)系統(tǒng)檢查在光掩模坯的表面部存在的缺陷，該光掩模坯包括在基底上形成的光學(xué)膜與接觸基底相對的光學(xué)膜側(cè)而形成的薄膜，該薄膜用作最外表面層。該薄膜的實(shí)例包括用作光學(xué)膜的加工助膜的硬掩模膜。此外，作為檢查物體的薄膜優(yōu)選地具有10nm以下的厚度。需要注意的是，該薄膜的厚度的下限通常為至少3nm。

根據(jù)本發(fā)明的缺陷檢查包括：

(A1)準(zhǔn)備光掩模坯的步驟；

(A2)選擇和指定對應(yīng)于光掩模坯的光學(xué)膜和薄膜的模式的用于判定缺陷的凹凸形狀的標(biāo)準(zhǔn)以及檢查處理工序的步驟；

(A3)移動光掩模坯以將缺陷移到檢查用光學(xué)系統(tǒng)的觀測位置中的步驟，

基于步驟(A2)中指定的檢查處理工序，施加檢查光至包括缺陷的區(qū)域，同時保持缺陷與檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離，和

通過該檢查用光學(xué)系統(tǒng)將來自被檢查光照射的區(qū)域的反射光作為該區(qū)域的放大圖像聚集；以及

(A4)基于步驟(A2)中指定的用于判定的標(biāo)準(zhǔn)，從該放大圖像的光強(qiáng)度分布判定缺陷的凹凸形狀的步驟。在步驟(A2)中的檢查處理工序包括關(guān)于步驟(A3)的多種檢查條件的情形中，對于在該檢查處理工序中包括的全部檢查條件將步驟(A3)依序執(zhí)行之后實(shí)施步驟(A4)。此外，步驟(A4)優(yōu)選地包括：將該放大圖像的在缺陷部的光強(qiáng)度水平變化與在該缺陷的周邊部的光強(qiáng)度水平比較的處理；以及將比較處理的結(jié)果與用于判定的標(biāo)準(zhǔn)比較的處理。需要注意的是，步驟(A4)可通過計算機(jī)計算而進(jìn)行。

在其中步驟(A2)中的檢查處理工序僅包括關(guān)于步驟(A3)的一種檢查條件的情形中，優(yōu)選的是，設(shè)定缺陷與檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離為焦距，并且設(shè)定檢查光施加條件為非偏振(其中檢查光為非偏振光)。該檢查處理工序特別優(yōu)選用于上述第一膜模式情形中的缺陷檢查。

另一方面，在其中步驟(A2)中的檢查處理?xiàng)l件包括關(guān)于步驟(A3)的多種檢查條件的情形中，優(yōu)選的是，檢查條件包括其中缺陷與檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離為焦距的檢查條件和其中缺陷與物鏡之間的距離為離焦量的檢查條件。優(yōu)選地，其中使用離焦量的檢查條件包括其中使用正離焦量的檢查條件和其中使用負(fù)離焦量的檢查條件中的一者或兩者。

此外，在其中步驟(A2)中的檢查處理工序包括關(guān)于步驟(A3)的多種檢查條件的情形中，優(yōu)選的是，檢查條件包括其中檢查光施加條件為非偏振(其中檢查光為非偏振光)的檢查條件和其中檢查光施加條件為偏振(其中檢查光為偏振光)的檢查條件。優(yōu)選地，其中使用偏振光的檢查條件包括其中使用TE偏振光的檢查條件與其中使用TM偏振光的檢查條件中的一者或兩者。

特別地，多種檢查條件優(yōu)選地包括其中使用正離焦量和TE偏振的檢查條件，其中使用正離焦量和TM偏振的檢查條件，其中使用負(fù)離焦量和TE偏振的檢查條件以及使用負(fù)離焦量和TM偏振的檢查條件作為步驟(A3)中的距離和檢查光施加條件。此外，多種檢查條件可以包括其中使用焦距和TE偏振的檢查條件以及其中使用焦距和TM偏振的檢查條件。該檢查處理工序特別優(yōu)選地應(yīng)用于上述第二膜模式情形中的缺陷檢查。該情形中,優(yōu)選的是，在步驟(A3)中，在各檢查條件下實(shí)施包括缺陷的區(qū)域的放大圖像的聚集。特別地，優(yōu)選的是，步驟(A4)包括計算在各放大圖像的缺陷部的光強(qiáng)度水平最小值的處理，以及將該計算處理的結(jié)果與判定的標(biāo)準(zhǔn)比較的處理。

優(yōu)選地，通過其中使檢查光的光學(xué)軸相對于檢查光照射的薄膜表面的法線以預(yù)定角度傾斜的傾斜照明施加檢查光。此外，優(yōu)選的是，在步驟(A3)中，將光掩模坯安置在可在光掩模坯的面內(nèi)方向移動的臺上，使該臺在該面內(nèi)方向移動以使缺陷和檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡彼此接近。通過利用包括上述步驟(A1)至(A4)的方法檢查缺陷，可以更準(zhǔn)確地判定缺陷的凹凸形狀。

現(xiàn)在將隨著圖14中所示的流程圖以下更具體地描述根據(jù)本發(fā)明的缺陷檢查方法。首先，作為步驟(A1),準(zhǔn)備具有缺陷的光掩模坯(待檢查的光掩模坯)作為檢查物體(步驟S201)。

接下來，作為步驟(A2),選擇并指定對應(yīng)于待檢查的光掩模坯的膜模式的用于判定缺陷的凹凸形狀的固有的標(biāo)準(zhǔn)和固有的檢查處理工序(步驟S202)。隨后，取關(guān)于光掩模坯上存在的缺陷的位置的坐標(biāo)信息(步驟S203)。作為缺陷位置坐標(biāo)，可使用通過已知的缺陷檢查初步識別的缺陷位置坐標(biāo)。

接下來，作為步驟(A3)，將缺陷的位置相配于檢查用光學(xué)系統(tǒng)的檢查位置，使缺陷和檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡彼此靠近，將缺陷與檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離設(shè)定為焦距，接著，同時保持焦距，例如，從傾斜方向(在流程圖中所示的方法中，從缺陷的左側(cè))通過物鏡施加檢查光(步驟S204),通過檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡將來自被檢查光照射區(qū)域的反射光作為包括缺陷的區(qū)域的放大圖像聚集(步驟S205)。通過如下的方法可實(shí)施位置相配，其中將作為待檢查物體的光掩模坯放置在可在光掩模坯的面內(nèi)方向移動的臺上，基于待檢查的光掩模坯上的缺陷的坐標(biāo)位置使該臺在面內(nèi)方向移動，從而使缺陷和檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡彼此接近。需要注意的是，取決于檢查處理工序，還在其他檢查條件或者所要求的條件下進(jìn)行步驟(A3)。

隨后，從由此聚集的放大圖像的光強(qiáng)度分布(圖像數(shù)據(jù)(檢查圖像)和剖面輪廓等)，識別缺陷部的光強(qiáng)度的變動部分(步驟S206)，之后，作為步驟(A4)，根據(jù)在步驟S202中已經(jīng)指定的用于判定凹凸形狀的標(biāo)準(zhǔn)判定缺陷的凹凸形狀(步驟S207)。如果步驟S207中判定缺陷為凹坑缺陷，則將缺陷信息記錄為凹坑缺陷(決策D201，步驟S208)，而如果步驟S207中沒有判定缺陷為凹坑缺陷，則缺陷信息記錄為鼓起缺陷(決策D201,步驟S209)。接下來，基于初步所取的缺陷位置坐標(biāo)信息確定對于全部缺陷是否已經(jīng)完成檢查(決策D202),并且如果對于全部缺陷檢查尚未完成，在指定新的缺陷位置(步驟S210)后，控制過程返回到步驟S204,重復(fù)收集檢查圖像數(shù)據(jù)和判定缺陷的凹凸形狀。于是，如果確定對于初步所取的全部缺陷已經(jīng)完成檢查(決策D202)，則結(jié)束缺陷檢查。

接下來，作為其為根據(jù)用于判定凹凸形狀的標(biāo)準(zhǔn)的判定步驟的步驟(A4)(步驟S207)的具體實(shí)例，以下將隨著圖15中所示的流程圖描述優(yōu)選用于第一膜模式中的光掩模坯檢查的判定步驟。圖15顯示圖14中所示的流程圖中的步驟S207的詳情。

首先，在第一決策步驟(決策D221)中，考察在關(guān)于步驟S206中得到的放大圖像的圖像數(shù)據(jù)中，對應(yīng)于缺陷部的光強(qiáng)度分布，是否僅具有暗部，并且，如果光強(qiáng)度分布僅具有暗部，則關(guān)心的缺陷被判定為僅在所述薄膜中形成的凹坑缺陷(步驟S221)。接下來，如果在決策D221中該光強(qiáng)度分布未被判定為僅具有暗部，則在接下來的決策步驟(決策D222)中考察亮部和暗部的布局。如果該布局包括在左側(cè)的暗部和在右側(cè)的亮部，則關(guān)心的缺陷被判定為穿過該薄膜并且還進(jìn)一步形成在下面的膜(光學(xué)膜)中的凹坑缺陷(步驟S222)，而如果該布局包括在左側(cè)的亮部和在右側(cè)的暗部，則關(guān)心的缺陷被判定為鼓起缺陷(步驟S223)。在僅在第一膜模式中的薄膜中形成的凹坑缺陷的情形中，放大圖像的缺陷部僅僅具有暗部，其不同于圖4B中所示的典型凹坑缺陷的光強(qiáng)度分布(剖面輪廓PR1)。這是第一膜模式中用于判定凹凸形狀的標(biāo)準(zhǔn)的特色的特點(diǎn)。

此外，作為其為根據(jù)用于判定凹凸形狀的標(biāo)準(zhǔn)的判定步驟的步驟(A4)(步驟S207)的具體實(shí)例，以下將隨著圖16中所示的流程圖描述優(yōu)選用于第二膜模式中的光掩模坯檢查的判定步驟。圖16顯示圖14中所示的流程圖中的步驟S207的詳情。

首先，在第一決策步驟(決策D231)中，考察在關(guān)于步驟S206中得到的放大圖像的圖像數(shù)據(jù)中，對應(yīng)于缺陷部的光強(qiáng)度分布，是否主要為亮部或者僅由亮部組成，并且，如果光強(qiáng)度分布主要為亮部或者僅由亮部組成，則關(guān)心的缺陷被判定為僅在所述薄膜中形成的凹坑缺陷(步驟S237)。接下來，如果在決策D231中判定該光強(qiáng)度分布并非主要為亮部或者并非僅由亮部組成，則在接下來的決策步驟(決策D232)中考察亮部和暗部的的布局，并且如果發(fā)現(xiàn)該布局包括在左側(cè)的暗部和在右側(cè)的亮部，則控制過程進(jìn)入步驟S231。

如果在決策步驟D232中判定該布局包括在左側(cè)的暗部和在右側(cè)的亮部，則在通過其中將缺陷與檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離設(shè)定為偏離焦距的離焦量(正離焦量或負(fù)離焦量)的條件改變和其中將圖3中所示的檢查用光學(xué)系統(tǒng)中的照明光設(shè)定為TE偏振或TM偏振的改變中的一者或兩者得到的新檢查條件下，進(jìn)一步聚集缺陷的檢查圖像，然后，控制過程進(jìn)入缺陷的凹凸形狀的判定。例如，在將離焦量設(shè)定為一個距離(初始值)(步驟S231)后，在由此設(shè)定的離焦量下實(shí)施利用采用TE偏振光的照明的放大圖像的聚集(步驟S232)，接著實(shí)施利用采用TM偏振光的照明的放大圖像的聚集(步驟S233)(需要注意的是，步驟S232和步驟S233可互換)，并由放大圖像的光強(qiáng)度分布計算光強(qiáng)度的最小值(步驟S234)。需要注意的是，在該情況中，可以按照要求實(shí)施利用采用非偏振光的照明的放大圖像的聚集。接下來，判定是否已經(jīng)在全部預(yù)設(shè)的離焦量設(shè)定下實(shí)施放大圖像的聚集(決策D233)，并且如果尚未在全部設(shè)定下實(shí)施聚集，則缺陷與檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡之間的距離設(shè)定為其他距離(下一個距離)(步驟S235)，并重復(fù)步驟S232至S234。需要注意的是，在該情況中，可以按照要求進(jìn)行在焦距下的放大圖像的聚集。在全部檢查條件下的檢查完成時，將在各距離和照明條件下得到的光強(qiáng)度的最小值匯總一起(步驟S236)。隨后，在決策步驟D234中，將提供在TE偏振下得到的光強(qiáng)度的最小值中的最小值的距離和提供在TM偏振下得到的光強(qiáng)度的最小值中的最小值的距離互相比較，以由此評價距離依賴性。如果由此比較的最小的最小值基本相等，則關(guān)心的缺陷被判定為穿過所述薄膜并進(jìn)一步還在下面的光學(xué)膜中形成的缺陷(步驟S238)；如果比較的最小的最小值不同，則關(guān)心的缺陷被判定為由與所述薄膜材料相同的材料形成的鼓起缺陷(步驟S239)。

另一方面，如果決策步驟D232中判定該布局沒有包括在左側(cè)的暗部和在右側(cè)的亮部，則關(guān)心的缺陷被判定為由對檢查光的透射率低的物質(zhì)粘附形成的鼓起缺陷(步驟S240)。

需要注意的是，從步驟S231至決策步驟D234的步驟為區(qū)別穿過所述薄膜并進(jìn)一步還在下面的光學(xué)膜中形成的凹坑缺陷和由與所述薄膜材料相同的材料形成的鼓起缺陷的步驟。在下面的光學(xué)膜沒有缺陷并僅需要判定薄膜中的缺陷的凹凸形狀的情形中，不需要由步驟S231至決策步驟D234的步驟。該情形中,如果在決策步驟S232中發(fā)現(xiàn)該布局包括在左側(cè)的暗部和在右側(cè)的亮部，則控制過程沿著圖16中的點(diǎn)劃線箭頭進(jìn)行，并且關(guān)心的缺陷可被判定為由與所述薄膜材料相同的材料形成的鼓起缺陷。在第二膜模式中，對于僅僅在薄膜中形成的凹坑缺陷，放大圖像的缺陷部基本上僅具有亮部，其不同于圖4B中所示的典型的凹坑缺陷的光強(qiáng)度分布(剖面輪廓PR1)。此外，對于由與所述薄膜材料相同的材料形成的鼓起缺陷，相關(guān)的光強(qiáng)度分布不同于圖5B中所示的典型的鼓起缺陷的光強(qiáng)度分布(剖面輪廓PR2)。這些是第二膜模式中用于判定凹凸形狀的標(biāo)準(zhǔn)的特色的特點(diǎn)。因此，根據(jù)本發(fā)明檢查處理工序和用于判定的標(biāo)準(zhǔn)，可準(zhǔn)確判定鼓起缺陷而不會被錯誤地判定為凹坑缺陷。

根據(jù)本發(fā)明的缺陷檢查方法，在光掩模坯的最外表面部形成薄膜如硬掩模膜、例如具有厚度10nm以下的薄膜的情形中，通過使用該膜模式特有的用于判定凹凸形狀的標(biāo)準(zhǔn)和檢查處理工序，根據(jù)預(yù)定的檢查處理工序聚集檢查圖像以及進(jìn)行判定凹凸形狀的處理，可高度可靠地區(qū)分缺陷的凹凸形狀。

通過本發(fā)明的缺陷檢查方法可高度可靠地區(qū)分缺陷的凹凸形狀，在將其應(yīng)用于光掩模坯制備方法時，可高度可靠地排除具有凹坑缺陷、特別是針孔缺陷的光掩模坯，并且能分選出不具有凹坑缺陷如針孔缺陷的光掩模坯。此外，例如通過配備檢查卡片將通過本發(fā)明的缺陷評價方法得到的關(guān)于缺陷的凹凸形狀的信息可賦予給光掩模坯。此外，還可基于被賦予光掩模坯的信息，分選出不具有凹坑缺陷如針孔缺陷的光掩模坯。常規(guī)地，通過光學(xué)檢查粘附物質(zhì)造成的鼓起缺陷可能被判定為凹坑缺陷，并且存在著具有未必為致命缺陷的缺陷的光掩模坯以次品被拒絕的高的可能性，由此導(dǎo)致收率的降低。另一方面，通過本發(fā)明的缺陷檢查方法，可選擇性地拒絕具有為致命缺陷的凹坑缺陷的光掩模坯，因此，可以高收率提供符合產(chǎn)品規(guī)格的光掩模坯。

實(shí)施例

以下將參考實(shí)施例具體描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于以下的實(shí)施例。

實(shí)施例1

進(jìn)行了第一膜模式中具有凹坑缺陷和鼓起缺陷的光掩模坯的缺陷檢查。該實(shí)施例中，應(yīng)用第一膜模式中的用于判定的標(biāo)準(zhǔn)。圖3中顯示的檢查用光學(xué)系統(tǒng)用作檢查用光學(xué)系統(tǒng)，其中數(shù)值孔徑NA為0.75并且檢查波長為248nm。采用了其中將檢查光以38度的平均入射角從該圖中左上側(cè)施加于光掩模坯上的缺陷的傾斜照明。需要注意的是檢查光施加條件是非偏振。

圖17A所示的光掩模坯100具有其中在對檢查光透明的石英基底101上形成由MoSi材料形成的光學(xué)膜102和由Cr材料形成的厚度10nm的硬掩模膜103的結(jié)構(gòu)，并且硬掩模膜103中存在凹坑缺陷DEF6如針孔缺陷。凹坑缺陷DEF6的寬度W1為100nm并且深度D1為5nm(不穿過硬掩模膜103的凹坑缺陷)和10nm(穿過硬掩模膜103的凹坑缺陷)中任意一者時在焦距下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度的剖面輪廓描繪在圖17B中。在僅僅在硬掩模膜103中形成致命凹坑缺陷、特別是針孔缺陷的情形中，沒有亮部出現(xiàn)，但是僅暗部出現(xiàn)在光強(qiáng)度的剖面輪廓的缺陷部。

圖18A所示的光掩模坯100具有其中在對檢查光透明的石英基底101上形成由MoSi材料形成的光學(xué)膜102和由Cr材料形成的厚度10nm的硬掩模膜103的結(jié)構(gòu)，并且在光學(xué)膜102和硬掩模膜103中存在凹坑缺陷DEF11如針孔缺陷。凹坑缺陷DEF11的寬度W1為100nm并且深度D1為30nm和40nm(穿過硬掩模膜103并且還進(jìn)一步形成在光學(xué)膜102中的凹坑缺陷)時在焦距下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度的剖面輪廓示于圖18B中。在穿過硬掩模膜103并且還進(jìn)一步形成在光學(xué)膜102中的致命缺陷、特別是針孔缺陷的情形中，光強(qiáng)度的剖面輪廓的缺陷部在左側(cè)具有暗部，在右側(cè)具有亮部。因此，盡管強(qiáng)度水平取決于凹坑缺陷的深度而變化，仍得到與圖4B中所示的典型的凹坑缺陷的光強(qiáng)度分布(剖面輪廓PR1)相同的亮部和暗部之間的位置關(guān)系。

圖19A所示的光掩模坯100具有其中在對檢查光透明的石英基底101上形成由MoSi材料形成的光學(xué)膜102和由Cr材料形成的厚度10nm的硬掩模膜103的結(jié)構(gòu)，并且在硬掩模膜103上存在鼓起缺陷DEF7。鼓起缺陷DEF7的寬度W1為100nm并且高度H1為10nm、20nm和40nm時在焦距下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度的剖面輪廓示于圖19B。在鼓起缺陷的情形中，光強(qiáng)度的剖面輪廓的缺陷部在左側(cè)具有亮部，在右側(cè)具有暗部。因此，盡管強(qiáng)度水平取決于鼓起缺陷的高度而變化，仍得到與圖5B中所示的典型的鼓起缺陷的光強(qiáng)度分布(剖面輪廓PR2)相同的亮部和暗部之間的位置關(guān)系。

由上可知，在其中高反射率材料的薄膜如硬掩模膜形成在光學(xué)膜上的光掩模坯的情形中，根據(jù)如下的用于判定的標(biāo)準(zhǔn)可準(zhǔn)確地判定存在于光掩模坯中的缺陷的凹凸形狀：

如果在焦距下得到的缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布僅僅具有暗部，或者在左側(cè)具有暗部并在右側(cè)具有亮部，關(guān)心的缺陷是凹坑缺陷；以及

如果光強(qiáng)度分布在左側(cè)具有亮部并在右側(cè)具有暗部，則關(guān)心的缺陷是鼓起缺陷。

實(shí)施例2

進(jìn)行了第二膜模式中具有凹坑缺陷和鼓起缺陷的光掩模坯的缺陷檢查。該實(shí)施例中，應(yīng)用第二膜模式中的用于判定的標(biāo)準(zhǔn)。圖3中顯示的檢查用光學(xué)系統(tǒng)用作檢查用光學(xué)系統(tǒng)，其中數(shù)值孔徑NA為0.75并且檢查波長為248nm。采用了其中將檢查光以38度的平均入射角從該圖中左上側(cè)施加于光掩模坯上的缺陷的傾斜照明。需要注意的是檢查光施加條件是非偏振，除非另有說明。

圖20A所示的光掩模坯100具有其中在對檢查光透明的石英基底101上形成由MoSi材料形成的光學(xué)膜102、由Cr材料形成的光學(xué)膜202、以及由氧化硅形成的厚度5nm的硬掩模膜103的結(jié)構(gòu)，并且硬掩模膜103中存在凹坑缺陷DEF8如針孔缺陷。凹坑缺陷DEF8的寬度W2為100nm并且深度D2為3nm(不穿過硬掩模膜103的凹坑缺陷)和5nm(穿過硬掩模膜103的凹坑缺陷)時在焦距下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度的剖面輪廓描示于圖20B。在僅僅在硬掩模膜103中形成致命凹坑缺陷、特別是針孔缺陷的情形中，亮部是主要的，或者暗部沒有出現(xiàn)、但是僅亮部出現(xiàn)在光強(qiáng)度的剖面輪廓的缺陷部中。

圖21A所示的光掩模坯100具有其中在對檢查光透明的石英基底101上形成由MoSi材料形成的光學(xué)膜102、由Cr材料形成的光學(xué)膜202、和由氧化硅形成的厚度5nm的硬掩模膜103的結(jié)構(gòu)，并且光學(xué)膜202和硬掩模膜103中存在凹坑缺陷DEF9如針孔缺陷。凹坑缺陷DEF9的寬度W2為100nm并且深度D1為20nm、25nm和30nm(穿過硬掩模膜103并且還進(jìn)一步形成在光學(xué)膜102中的凹坑缺陷)時在焦距下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度的剖面輪廓示于圖21B。在穿過硬掩模膜103形成并且還進(jìn)一步形成在光學(xué)膜102中的致命缺陷、特別是針孔缺陷的情形中，光強(qiáng)度的剖面輪廓的缺陷部在左側(cè)具有暗部，在右側(cè)具有亮部。因此，盡管強(qiáng)度水平取決于凹坑缺陷的深度而變化，仍得到與圖4B中所示的典型的凹坑缺陷的光強(qiáng)度分布(剖面輪廓PR1)相同的亮部和暗部之間的位置關(guān)系。

圖22A所示的光掩模坯100具有其中在對檢查光透明的石英基底上形成由MoSi材料形成的光學(xué)膜102、由Cr材料形成的光學(xué)膜202、和由氧化硅形成的厚度5nm的硬掩模膜103的結(jié)構(gòu)，并且在硬掩模膜103上存在由與硬掩模膜103的材料相同的材料形成的鼓起缺陷DEF10。鼓起缺陷DEF10的寬度W2為100nm并且高度H2為20nm和60nm時在焦距下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度的剖面輪廓示于圖22B。在鼓起缺陷的情形中，光強(qiáng)度的剖面輪廓的缺陷部在左側(cè)具有暗部，在右側(cè)具有亮部，這與圖5B的典型的鼓起缺陷的光強(qiáng)度分布(剖面輪廓PR2)不對應(yīng)。而且，按照光強(qiáng)度分布的亮部和暗部之間的位置關(guān)系，圖22A中所示的鼓起缺陷相關(guān)的位置關(guān)系與圖21A中所示的凹坑缺陷相關(guān)的位置關(guān)系相同。因此，無法基于光強(qiáng)度分布的亮部和暗部之間的位置關(guān)系區(qū)分圖21A中所示的致命凹坑缺陷和圖22A所示的鼓起缺陷。

鑒于此，關(guān)于圖21A中所示的致命凹坑缺陷和圖22A所示的鼓起缺陷，在多個離焦量下聚集觀測的圖像，考察觀測的圖像的光強(qiáng)度變化。圖23A為具有圖21A的凹坑缺陷DEF9的光掩模坯的剖面圖，圖23B為具有圖22A的鼓起缺陷DEF10的光掩模坯的剖面圖。形成具有100nm的寬度W2和25nm的深度D2的凹坑缺陷DEF9，而形成具有100nm的寬度W2和60nm的高度H2的鼓起缺陷DEF10。此外，圖23C至23H為顯示在兩個離焦量和焦距下得到的觀測圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓的圖。

當(dāng)距離△z分別為+200nm、0nm和-200nm時得到的凹坑缺陷DEF9的觀測圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓示于圖23C、23E和23G。此外，當(dāng)距離△z分別為+200nm、0nm和-200nm時得到的鼓起缺陷DEF10的觀測圖像的光強(qiáng)度分布的剖面輪廓示于圖23D、23F和23H。由這些結(jié)果，可以知道，即使與離焦量比較，凹坑缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10也不能基于觀測圖像的光強(qiáng)度分布的亮部和暗部之間的位置關(guān)系而彼此區(qū)分。

鑒于上述，在焦距和多個離焦量下聚集觀測圖像，并且將檢查光施加條件變?yōu)門E偏振或者TM偏振，并且還在非偏振的情形中，在距離△z設(shè)定為除了+200nm和-200nm以外的離焦量下進(jìn)一步聚集觀測圖像，之后，判定觀測圖像的光強(qiáng)度分布的最小值。圖24A和24B分別為顯示的凹坑缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10的觀測圖像的光強(qiáng)度分布的最小值的距離依賴性的圖。圖24A與圖24B的對比表明在凹坑缺陷DEF9的情形中，非偏振、TE偏振和TM偏振下得到的觀測圖像的光強(qiáng)度分布的最小值均在焦距(△z＝0)下最小。另一方面，在鼓起缺陷DEF10中，非偏振、TE偏振下得到的觀測圖像的光強(qiáng)度分布的最小值均在焦距(△z＝0)下最小，而TM偏振下得到的觀測圖像的光強(qiáng)度分布的最小值在離焦量△z約+200nm下最小。這被認(rèn)為歸因于在通過由對檢查光透明的材料形成的鼓起缺陷DEF10部分而透射時TE偏振光與TM偏振光之間在透射特性上的差別。因此，通過改變檢查用光學(xué)系統(tǒng)的物鏡和缺陷之間的距離的同時,評價TM偏振下得到的檢查圖像的光強(qiáng)度分布最小值的距離依賴性，可以彼此區(qū)分缺陷DEF9和鼓起缺陷DEF10。

圖25A中所示的光掩模坯100具有其中在對檢查光透明的石英基底上形成由MoSi材料形成的光學(xué)膜102、由Cr材料形成的光學(xué)膜202、和由氧化硅形成的厚度5nm的硬掩模膜103的結(jié)構(gòu)，其中在硬掩模膜103上存在對檢查光的透射率低的物質(zhì)粘附形成的鼓起缺陷DEF12。鼓起缺陷DEF12的寬度W2為100nm并且高度H2為20nm和40nm時在焦距下得到的觀測圖像的光強(qiáng)度的剖面輪廓示于圖25B。在對檢查光透射率低的物質(zhì)粘附形成的鼓起缺陷的情形中，光強(qiáng)度的剖面輪廓的缺陷部在左側(cè)具有亮部，在右側(cè)具有暗部。因此，盡管強(qiáng)度水平取決于鼓起缺陷的高度而變化，仍得到與圖5B中所示的典型的鼓起缺陷的光強(qiáng)度分布(剖面輪廓PR2)相同的亮部和暗部之間的位置關(guān)系。

由上可知，在其中對檢查光基本透明的材料的薄膜如硬掩模膜形成在光學(xué)膜上的光掩模坯的情形中，根據(jù)如下的用于判定的標(biāo)準(zhǔn)可準(zhǔn)確地判定存在于光掩模坯中的缺陷的凹凸形狀：

如果在焦距下得到的缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布主要為亮部或者僅僅由亮部組成，或者缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的缺陷部在左側(cè)具有暗部并在右側(cè)具有亮部，并且觀測圖像的光強(qiáng)度沒有距離依賴性，則關(guān)心的缺陷是凹坑缺陷；以及

如果缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布的缺陷部在左側(cè)具有暗部并且在右側(cè)具有亮部，并且觀測的圖像的光強(qiáng)度具有距離依賴性，或者如果在焦距下得到的缺陷的檢查圖像的光強(qiáng)度分布在左側(cè)具有亮部并且在右側(cè)具有暗部，則關(guān)心的缺陷是鼓起缺陷。