光掩模坯的缺陷检查方法、分选方法和制备方法与流程

本发明涉及用于制备其转而用于制造半导体器件等的光掩模的掩模坯的缺陷检查方法，特别地，涉及有效测定带有微小缺陷的表面的凹凸形状(突起/凹陷形状)的缺陷检查方法。本发明还涉及基于应用该光掩模坯缺陷检查方法的光掩模坯的分选方法和光掩模坯的制备方法。

背景技术：

通过重复光刻法技术制造半导体器件，其中将曝光光施加于其上刻画有电路图的掩模(转印掩模)如光掩模并通过缩小光学系统将在掩模上形成的电路图转印到半导体基底(半导体晶片)上。通过在用光学薄膜形成的基底(掩模坯)中形成电路图制备转印掩模。这样的光学薄膜通常为主要由过渡金属化合物组成的薄膜或者主要由含过渡金属的硅化合物组成的薄膜。作为光学薄膜，根据目的选择用作遮光膜的膜或用作相移膜的膜。

转印掩模如光掩模用作原版物以制造具有微型图案的半导体器件并且被要求无缺陷。这自然导致也要求掩模坯无缺陷。此外，在形成电路图时，将用于加工的抗蚀剂膜形成在其上形成有光学薄膜的掩模坯上，并且通过普通的光刻法步骤如电子束光刻法形成最终图案。因此，也要求抗蚀剂膜无缺陷如针孔。在这样的条件下，关于转印掩模和掩模坯的缺陷检测技术已经做了很多调研。

JP-A 2001-174415(后文称为专利文献1)和JP-A 2002-333313(后文称为专利文献2)记载了将激光施加到基底以由散射光检测缺陷和/或异物的方法，特别地记载了其中将不对称赋予检测信号以测定所关心的缺陷是鼓起缺陷还是凹坑缺陷的技术。此外，JP-A 2005-265736(后文称为专利文献3)记载了其中将常规用于一般的光学掩模图案检查的深紫外(DUV)光用作检查光的技术。此外，JP-A 2013-19766(后文称为专利文献4)记载了其中将检查光以被分成多个点的状态用于扫描并且反射光束各自被光检测元件接收的技术。另一方面，JP-A 2007-219130(后文称为专利文献5)公开了其中具有波长约13.5nm的极紫外(EUV)光用作检查光以区分EUV掩模坯中的缺陷是凹坑缺陷还是鼓起缺陷的技术。

引用文献列表

专利文献1:JP-A 2001-174415

专利文献2:JP-A 2002-333313

专利文献3:JP-A 2005-265736

专利文献4:JP-A 2013-19766

专利文献5:JP-A 2007-219130

技术实现要素：

伴随着半导体器件的持续的微型化，已经频繁使用利用193nm波长的ArF准分子激光的氟化氩(ArF)光刻法技术。此外，已经大力地研究了如下技术，其中采用由曝光法和加工法多次组合组成的称为多步图案化(multi-patterning)的方法以最终形成与曝光波长相比具有足够精细的尺寸的图案。如上所述，转印掩模用作精细图案的原版物，并且因此，必须全部排除转印掩模上的将阻碍图案转印的保真度的缺陷。因此，在掩模坯制备方法中，还应当全部检测那些妨碍掩模图案形成的缺陷。

在转印掩模中，凹坑缺陷、特别是针孔缺陷对掩模图案形成是致命的。另一方面，尽管取决于缺陷的高度，鼓起缺陷却可能对掩模图案形成未必是致命的。另外，如果由于附着于光掩模表面的异物造成的鼓起缺陷能够通过清洁除去，则它将不是致命缺陷。因此，而将这些鼓起缺陷全部看作致命缺陷来排除具有缺陷的掩模坯导致收率的降低。因此，在缺陷检查中，高度精确的区分缺陷的凹凸形状对于确定排除具有致命缺陷的掩模坯和对于确保良好收率非常重要。

专利文献1至4中记载的检查装置均采用了光学缺陷检测方法。光学缺陷检测方法有利之处在于，可以相对短的时间进行宽区域内的缺陷检查，并且通过利用具有较短波长的光源，可以精确地检测微细缺陷。此外，这些文献提供如下方法，其中由通过使用了倾斜照明和/或空间滤波器的检查用光学系统获得的检测信号的亮部和暗部的位置关系，可测定所关心的缺陷是凹坑缺陷还是鼓起缺陷。此外，专利文献5记载了用于区分相缺陷是凹坑缺陷还是鼓起缺陷的方法，但在该情形中的检查物体被局限于EUV掩模坯。

然而，基于专利文献1至4中记载的检查装置的实际的检查实验表明，基于由光掩模坯获得的检查信号的亮部和暗部的位置关系被测定为凹坑缺陷的那些缺陷可能包括鼓起缺陷，这已经通过利用原子力显微镜或者电子显微镜的实际的图像观测缺陷所确认。换而言之，专利文献1至4中记载的检查装置未必可以精确地区分缺陷的凹凸形状。而且，专利文献5中记载的方法为其可应用于EUV掩模坯的固有的相缺陷但是不易应用于随着氟化氪(KrF)准分子激光、ArF准分子激光、F₂激光等使用的当前主流的光掩模坯的方法。因此，需要建立一种技术，与常规技术的情形不同，通过该技术可精确地检查光掩模坯的缺陷而不会将鼓起缺陷错误地测定为凹坑缺陷。

因此，本发明的目的为提供缺陷检查方法和基于应用该缺陷检查方法的光掩模坯分选方法以及光掩模坯制备方法，通过该缺陷检查方法方法能在不会将鼓起缺陷错误地测定为凹坑缺陷下高度可靠地区分光掩模坯上缺陷的凹凸形状。

如上所述，基于检查图像的亮部和暗部的位置关系区分缺陷的凹凸形状的相关现有技术方法具有以下问题。尽管光掩模坯的薄膜中形成凹坑缺陷如针孔被正确地测定为凹坑缺陷，由于异物如不同于薄膜材料的材料的颗粒的附着于薄膜的表面造成的鼓起缺陷或者由于这样的异物在薄膜中的部分埋入造成的鼓起缺陷有时候却可能被错误地测定为凹坑缺陷。

本发明人为了解决上述问题已经进行了研究。结果，发明人发现，对通过相关现有技术方法在聚焦条件中被检测为凹坑缺陷的缺陷进行在所谓离焦条件(其中使检查用光学系统的焦点位置偏离聚焦条件的焦点位置)中缺陷的检查图像的聚集并且对检查图像进行光强度分布的评价、特别是对亮部和暗部的位置关系或者亮部和暗部之间的光强度之差的评价时，对于那些在聚焦条件下已经被测定为凹坑缺陷的缺陷，可实现真凹坑缺陷和鼓起缺陷之间的区分。

因此，本发明提供以下的光掩模坯的缺陷检查方法、分选方法以及制备方法。

在本发明的一个方面中，通过使用检查用光学系统检查存在于光掩模坯表面部分的缺陷的方法，所述光掩模坯具有在基底上形成的至少一个薄膜，该方法包括：

(A1)使缺陷和该检查用光学系统的物镜彼此接近、设定缺陷和该物镜之间的距离为焦距，以及，在这样设置的该焦距下通过该物镜对缺陷施加检查光的步骤；

(A2)通过物镜将来自用检查光照射的区域的反射光作为该区域的第一放大图像聚集的步骤；

(A3)识别第一放大图像的光强度变化部分并且基于第一放大图像的光强度变化部分的光强度上的变化测定缺陷的凹凸形状的第一测定步骤；

(B1)设定该缺陷和该检查用光学系统的物镜之间的距离为偏离该焦距的离焦量，并且在这样设置的该离焦量下通过该物镜对缺陷施加检查光的步骤；

(B2)通过物镜将来自用检查光照射的区域的反射光作为该区域的第二放大图像聚集的步骤；以及

(B3)识别第二放大图像的光强度变化部分并且基于第二放大图像的光强度变化部分的光强度上的变化再测定缺陷的凹凸形状的第二测定步骤。

在上述缺陷检查的方法的步骤(B3)中，优选地，通过预先通过模拟获得的真凹坑缺陷的光强度变化部分的光强度变化与第二放大图像的光强度变化部分的光强度变化之间的对比，再测定待检查的缺陷的凹凸形状。

在上述缺陷检查的方法中，检查光可以为具有波长210nm至550nm的光。

在步骤(A1)和步骤(B1)两者中，优选地，通过其中使检查光的光学轴相对于光掩模坯的表面倾斜的倾斜照明实施检查光的施加。

在步骤(A2)和步骤(B2)两者中，优选地，将用于遮蔽部分反射光的空间滤波器设置在该反射光的光路上，并将该反射光通过空间滤波器聚集。

在步骤(A1)中，优选地，将光掩模坯放置在可沿该光掩模坯的面内方向运动的台上，并且使该台沿该面内方向运动，以由此使得该缺陷和该检查用光学系统的物镜彼此接近。

在缺陷检查的方法中，在第一测定步骤中当缺陷形状被测定为凹陷形状时，优选进行步骤(B1)至(B3)以再测定缺陷的凹凸形状。

在本发明的另一方面中，分选光掩模坯的方法包括：基于上述缺陷检查的方法的第二测定步骤中再测定的缺陷的凹凸形状，从经历了步骤(B1)至(B3)的光掩模坯中分选出没有凹坑缺陷的光掩模坯。

在本发明的又一方面中，光掩模坯的制备方法包括：

在基底上形成至少一个薄膜的步骤；以及

通过上述缺陷检查方法测定该薄膜中存在的缺陷的凹凸形状的步骤。

发明的有利效果

根据本发明记载的方面，在使用光学的缺陷检查方法时，在高度可靠地区分缺陷的凹凸形状的同时，能检查光掩模坯缺陷。此外，通过应用该缺陷检查方法，能够确实地排除具有作为致命缺陷的凹坑缺陷的光掩模坯，不会将鼓起缺陷错误地测定为凹坑缺陷。因此，能以较低成本和高收率提供没有致命缺陷的光掩模坯。

附图说明

图1A至1F为说明由光掩模坯制备光掩模的概要步骤的剖面图，其显示制备步骤的各阶段。

图2A至2C为其中在光掩模坯中存在凹坑缺陷的剖面图，其中图2A和2B显示具有凹坑缺陷的光掩模坯，并且图2C显示由具有凹坑缺陷的光掩模坯制备的光掩模。

图3A和3B为其中在光掩模坯上存在鼓起缺陷的剖面图，其中图3A显示具有鼓起缺陷的光掩模坯，并且图3B显示由具有鼓起缺陷的光掩模坯制备的光掩模。

图4说明用于光掩模坯的缺陷检查中的检查用光学系统的布置。

图5A为显示相对于通过倾斜照明施加于光掩模坯中的凹坑缺陷的检查光的反射光的模式的概念图，并且图5B显示检查图像的光强度分布的剖面轮廓。

图6A为显示相对于通过倾斜照明施加于光掩模坯上的鼓起缺陷的检查光的反射光的模式的概念图，并且图6B显示检查图像的光强度分布的剖面轮廓。

图7A为具有其中由具有低折射率的材料形成的部分异物从光学薄膜突起的鼓起缺陷的光掩模坯的平面图，图7B为光掩模坯的剖面图，图7C为鼓起缺陷的检查图像，并且图7D显示检查图像的光强度分布的剖面轮廓。

图8A为具有其中部分异物从光学薄膜突起的鼓起缺陷的光掩模坯的剖面图，图8B为具有真凹坑缺陷的光掩模坯的剖面图，图8C和8D显示各缺陷在正离焦条件中的检查图像的光强度分布的剖面轮廓，图8E和8F显示各缺陷在聚焦条件中的检查图像的光强度分布的剖面轮廓，并且图8G和8H显示各缺陷在负离焦条件中的检查图像的光强度分布的剖面轮廓。

图9A为具有由对检查光基本上透明的材料的附着物造成的鼓起缺陷的光掩模坯的平面图，图9B为光掩模坯的剖面图，图9C为鼓起缺陷的检查图像，并且图9D显示检查图像的光强度分布的剖面轮廓。

图10A为具有由对检查光基本上透明的材料的附着物造成的鼓起缺陷的光掩模坯的剖面图，图10B至10D显示分别在正离焦条件、聚焦条件和负离焦条件中检查图像的光强度分布的剖面轮廓。

图11为缺陷检查方法的步骤的流程表。

图12为缺陷检查方法的步骤的流程表。

图13A为实施例1的具有鼓起缺陷的光掩模坯的剖面图，并且图13B至13D显示分别在正离焦条件、聚焦条件和负离焦条件中鼓起缺陷的检查图像的光强度分布的剖面轮廓。

图14A为具有真凹坑缺陷的光掩模坯作为对比物的剖面图，并且图14B至14D显示分别在正离焦条件、聚焦条件和负离焦条件中真凹坑缺陷的检查图像的光强度分布的剖面轮廓。

图15A为实施例2的具有鼓起缺陷的光掩模坯的剖面图，并且图15B至15D显示分别在正离焦条件、聚焦条件和负离焦条件中鼓起缺陷的检查图像的光强度分布的剖面轮廓。

优选实施方式

首先，描述由光掩模坯制备光掩模的步骤。图1A至1F说明由光掩模坯制备光掩模的步骤的实例，并且是在制备步骤的各个阶段的光掩模坯、中间产物或光掩模的剖面图。在光掩模坯中，在透明基底上形成至少一个薄膜如光学薄膜或加工辅助薄膜。

在图1A中显示的光掩模坯100中，在透明基底101上形成用作遮光膜的光学薄膜102，相移膜如半色调相移膜等，并且在光学薄膜102上形成硬掩模膜(加工辅助薄膜)103。在由这样的光掩模坯制备光掩模中，首先，将用于加工硬掩模膜103的抗蚀剂膜104形成在硬掩模膜103(图1B)上。接下来，通过利用电子束光刻法等的光刻法步骤，由抗蚀剂膜104形成抗蚀剂图案104a(图1C)，接着用抗蚀剂图案104a作为蚀刻掩模，加工下层的硬掩模膜103以形成硬掩模膜图案103a(图1D)，并且除去抗蚀剂图案104a(图1E)。进一步，用硬掩模膜图案103a作为蚀刻掩模，加工下层的光学薄膜102以形成光学薄膜图案102a，然后将硬掩模膜图案103a除去，由此获得光掩模103(图1F)。

当凹坑缺陷如针孔缺陷存在于光掩模坯的薄膜中时，它最终在光掩模上的掩模图案中引起缺陷。在图2A至2C中显示光掩模坯中的凹坑缺陷的典型实例。图2A为显示为了进行光学薄膜102的精确加工，在透明基底101上的光学薄膜102上形成的硬掩模膜103中具有凹坑缺陷DEF1的光掩模坯100的实例的剖面图，而图2B为显示形成在透明基底101上的光学薄膜102自身中具有凹坑缺陷DEF2的光掩模坯100的实例的剖面图。

在光掩模坯的任一个中，如果通过在图1A至1F中说明的制备步骤由这样的光掩模坯制备光掩模，则得到其中由光掩模坯引起的凹坑缺陷DEF3存在于光学薄膜102a中的光掩模，其由图2C中显示的光掩模100a表示。接着，该凹坑缺陷DEF3造成使用该光掩模实施的曝光中的图案转印错误。因此，关于在光掩模坯中的这样的凹坑缺陷，需要在加工光掩模坯前检测缺陷并且排除具有这样的缺陷的光掩模坯或者校正这些缺陷。

另一方面，图3A和3B说明其中鼓起缺陷如颗粒缺陷存在于光掩模坯上的情形。图3A为显示具有存在于透明基底101上形成的光学薄膜102上的鼓起缺陷DEF4的光掩模坯100的实例的剖面图。如果通过显示在图1A至1F中的制备步骤由这样的光掩模坯制备光掩模，则得到其中鼓起缺陷DEF4留在光学薄膜图案102a上的光掩模，其由图3B中显示的光掩模100a表示。然而，取决于缺陷尺寸，鼓起缺陷可能不是致命缺陷；此外，如果由附着于光掩模表面的异物造成的鼓起缺陷可通过清洁除去，则其将不会是致命缺陷。

以此方式，光掩模坯上存在的缺陷是作为致命缺陷的凹坑缺陷如针孔还是往往并非致命缺陷的鼓起缺陷将是保证光掩模坯制备中的收率和光掩模坯质量的重要因素。因此，希望提供一种方法，通过该方法，使用光学技术，可高度可靠地区分缺陷的凹凸形状。

接下来，将描述优选地用于光掩模坯的缺陷检查的检查用光学系统，具体地为优选地用于测定在光掩模坯的表面部分的缺陷的凹凸形状的检查用光学系统。图4为显示包括光源ILS、光束分离器BSP和物镜OBL、光掩模坯MB安置在其上的可运动的台STG以及图像检测器SE的检查用光学系统的基本布置的实例的概念图。使光源ILS构成为能够发出约210nm至550nm的波长的光，并且从光源ILS发出的检查光BM1被光束分离器BSP偏移，通过物镜OBL被施加到光掩模坯MB的预定区域。来自光掩模坯MB的表面的反射光BM2被物镜OBL聚集并且经过光束分离器BSP和透镜L1而到达图像检测器SE的受光表面。该情形中，以光掩模坯MB表面的放大的检查图像形成在图像检测器SE的受光表面上的方式控制图像检测器SE的位置。接着，对在图像检测器SE聚集的放大的检查图像的数据进行图像处理计算，由此进行缺陷尺寸的计算和测定缺陷的凹凸形状并将结果记录为缺陷信息。

例如可通过直接法控制放大的检查图像，其中具有多个光学检测元件作为像素排列的检测器如电耦合器件(CCD)相机用作图像检测器SE，并且将通过物镜OBL由来自光掩模坯MB的表面的反射光BM2形成的放大的图像作为二维图像聚集。或者，可以采取以下方法，其中，通过扫描装置用检查光BM1扫描光掩模坯MB的表面，依序地通过图像检测器SE聚集反射光BM2的光强度，通过光电转换记录聚集光，并且生成光掩模坯MB的全部面积的二维图像。此外，遮蔽部分反射光BM2的空间滤波器SPF可设置在检查用光学系统的瞳位置，例如在反射光BM2的光路上，特别是在光束分离器BSP和透镜L1之间。在该情形中，可按照要求遮蔽反射光BM2的部分光路，由此可通过图像检测器SE捕捉放大的检查图像。可将检查光BM1的入射角相对于光掩模坯MB设定为预定的角度。需要注意的是，待检查的缺陷的定位可以能通过物镜OBL观测作为检查物体的缺陷的方式进行。该情形中，将光掩模坯MB放置在掩模台STG上，并且通过掩模台STG的运动可定位光掩模坯MB以使其可通过物镜OMB被观测到。

现在将参考图5A、5B、6A和6B，对在缺陷和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为焦距并且在该条件中聚集反射光的情形中的凹坑缺陷的检查图像和鼓起缺陷的检查图像之间的差别进行说明。图5A为显示其中将图4中显示的来自检查用光学系统的检查光BM1从左侧倾斜地施加到具有典型的凹坑缺陷DEF5的光掩模坯的表面MBS的实例的概念图。例如，通过其中图4中显示的从光源ILS发射到光掩模坯MB的检查光BM1的位置通过控制(位于光源ILS与光束分离器BSP之间的)孔位置来控制的方法，可实现这样的倾斜照明。在该情形中，在该图中的凹坑缺陷DEF5的左侧的侧表面LSF上反射的反射光BM2通过常规反射被集聚在相对于物镜OBL的右侧，并且由此不足以被取到物镜OBL中。另一方面，在该图中的凹坑缺陷DEF5的右侧的侧表面RSF上反射的反射光足以通过常规反射被取到物镜OBL中。结果，在图像检测器SE获得的检查图像的光强度分布呈现剖面轮廓PR1，如图5B中显示，其中凹坑缺陷DEF5的左侧为暗部，右侧为亮部。

另一方面，图6A为将图4中显示的来自检查用光学系统的检查光BM1从左侧倾斜地施加到具有典型的鼓起缺陷DEF6的光掩模坯的表面MBS的实例的概念图。在该情形中，在该图中的鼓起缺陷DEF6的左侧的侧表面LSF上反射的反射光BM2通过常规反射足以被取到物镜OBL中。另一方面，在该图中的鼓起缺陷DEF6的右侧的侧表面RSF上反射的反射光通过常规反射被集聚在相对于物镜OBL的右侧，并且由此不足以被取到物镜OBL中。结果，在图像检测器SE获得的检查图像的光强度分布呈现剖面轮廓PR2，如图6B中显示，其中鼓起缺陷DEF6的左侧为亮部，右侧为暗部。

以此方式，通过应用倾斜照明，可由获得的检查图像的亮部和暗部的位置关系测定缺陷的凹凸形状。尽管在图5A至6B中已显示来自图中的左侧的倾斜照明的实例，但照明方向可任意设定，并且，将检查光入射侧作为获得的检查图像中的参考，可类似地由检查图像的亮部和暗部之间的位置关系或者亮部和暗部之间的光强度之差测定缺陷的凹凸形状。

此外，在其中如图4中显示的在检查用光学系统中将遮蔽部分反射光的空间滤波器SPF设置在反射光的光路上并将反射光通过空间滤波器SPF聚集的布置的情形中，如上述的倾斜照明的情形中那样，光掩模坯表面的来自垂直(法向)方向的照明也可生成检查图像的亮部和暗部。在该情形中，例如，当将反射光的光路的一半遮蔽并且将检查光入射侧作为参考时，可由检查图像的亮部和暗部之间的位置关系或者亮部和暗部之间的光强度之差测定缺陷的凹凸形状。

然而，在因异物如颗粒埋入光学薄膜中以及异物的部分从光学薄膜突起以构成光掩模坯的表面部分的鼓起缺陷情形或类似情形中，仅仅基于上述的检查图像的亮部和暗部之间的位置关系有时不能准确地检测缺陷是凹坑缺陷还是鼓起缺陷。图7A和7B分别为具有这样的鼓起缺陷(第一模式)的光掩模坯100的平面图和剖面图。这些图显示其中折射率低于在对检查光透明的石英基底101上形成的硅化钼(MoSi)材料的光学薄膜102的材料形成的异物作为鼓起缺陷DEF7存在于光学薄膜102的表面部分的状态。

在将缺陷和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为焦距并且通过倾斜照明将具有鼓起缺陷DEF7的光掩模坯的表面MBS用来自图中左侧的检查光照射并且利用图4中显示的检查用光学系统聚集反射光的情形中，像图5A和5B中显示的凹坑缺陷或者图6A和6B中显示的鼓起缺陷的情形那样，获得图7C中显示的具有光强度分布的检查图像。此外，沿着图7C中A-A'线的剖面中的光强度分布呈现图7D中显示的轮廓PR3。该情形中，该结果与图5A和5B以及图6A和6B中显示的情形中的结果的对比导致测定为所关心的缺陷是凹坑缺陷，但实际上该缺陷为鼓起缺陷。

然而，已经发现，在缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离设定为偏离焦距的离焦量并且将反射光聚集的情形中，对于真凹坑缺陷以及与图7A和7B中显示的缺陷类似的可能被测定为凹坑缺陷的鼓起缺陷，在设定离焦量(即，在离焦条件中)的条件中，存在着在检查图像的鼓起缺陷和真凹坑缺陷之间以及光强度分布的差别。

图8A为与图7B类似的剖面图。另一方面，图8B为在对检查光透明的石英基底101上形成的MoSi材料的光学薄膜102中具有真凹坑缺陷DEF8的光掩模坯100的剖面图。

当如在图5A和5B中显示的凹坑缺陷或者图6A和6B显示的鼓起缺陷的情形中那样，对鼓起缺陷DEF7和凹坑缺陷DEF8通过倾斜照明用来自图中左侧的检查光进行光掩模坯表面的照射并且利用图4中显示的检查用光学系统将反射光聚集时，在其中将缺陷和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为焦距的聚集条件(Δz＝0；需要注意的是Δz表示与焦距的差)的情形中，鼓起缺陷DEF7光强度分布的剖面轮廓PR6(图8E)和凹坑缺陷DEF8的光强度分布的剖面轮廓PR7(图8F)之间没有亮部和暗部的位置关系的差别。此外，在其中将缺陷和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为正离焦量、即通过升高光掩模坯MB安置在其上的掩模台STG设定为比焦距更近的正离焦条件(Δz＞0)的情形中，鼓起缺陷DEF7的光强度分布的剖面轮廓PR4(图8C)和凹坑缺陷DEF8的光强度分布的剖面轮廓PR5(图8D)之间也没有亮部和暗部的位置关系的差别。另一方面，在其中将缺陷和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为负离焦量、即通过降低光掩模坯MB安置在其上的掩模台STG设定为比焦距更远的负离焦条件(Δz＜0)的情形中，在鼓起缺陷DEF7的光强度分布的剖面轮廓PR8(图8G)与凹坑缺陷DEF8的光强度分布的剖面轮廓PR9(图8H)之间亮部和暗部的位置关系相反。

由此，基于在聚焦条件或正离焦条件中获得的检查图像和光强度分布，鼓起缺陷DEF7和凹坑缺陷DEF8将被测定为具有同样的形状。然而，基于在负离焦条件中获得的检查图像和光强度分布，在作为真凹坑缺陷的凹坑缺陷DEF8的情形中，亮部和暗部的配置相反即图中的左侧为亮部并且右侧为暗部，而在鼓起缺陷DEF7的情形中由于异物从光学薄膜的部分突起导致亮部和暗部的配置不相反。检查图像的亮部和暗部的光强度分布取决于缺陷宽度、高度、深度、离焦量等变化，但在任意的各种情形中，在负离焦条件下在凹坑缺陷DEF8和鼓起缺陷DEF7之间产生亮部和暗部的位置关系的差别。通过利用负离焦条件中获得的该差别，实际上为鼓起缺陷但在聚焦条件下将被测定为凹坑缺陷的缺陷能够被正确地测定为鼓起缺陷。

接下来，将对其中对检查光基本上透明的材料的附着物作为图9A至9D中说明的缺陷存在的情形进行描述。图9A和9B分别为具有这样的鼓起缺陷(第二模式)的光掩模坯100的平面图和剖面图。这些图显示其中由对检查光基本上透明的材料的附着物造成的鼓起缺陷DEF9存在于对检查光透明的石英基底101上形成的MoSi材料的光学薄膜102的表面的条件。在该情形中，光学薄膜102本身平坦。

如在图5A和5B中显示的凹坑缺陷或者在图6A和6B中显示的鼓起缺陷那样，通过倾斜照明用检查光从图中的左侧对鼓起缺陷DEF9进行光掩模坯的表面MBS的照射并利用图4中显示的检查用光学系统聚集反射光同时设定缺陷和检查用光学系统的物镜之间的距离为焦距时，得到具有图9C中显示的光强度分布的检查图像。沿着图9C中的线A-A'的剖面中的光强度分布呈现图9D中显示的轮廓PR10。该情形中，该结果与图5A和5B以及图6A和6B中显示的情形中的结果的对比将导致测定为关心的缺陷是凹坑缺陷，但该缺陷实际上为鼓起缺陷.

然而，已经发现，在其中在缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离设定为偏离焦距的离焦量并且将反射光聚集的情形中，对于与图9A和9B中显示的缺陷类似的可能被测定为凹坑缺陷的鼓起缺陷以及真凹坑缺陷，在设定离焦量(即，在离焦条件中)的条件中，存在着在检查图像中的鼓起缺陷和真凹坑缺陷之间以及光强度分布的差别。

图10A为与图9B类似的剖面图。另一方面，图8B中显示具有真凹坑缺陷DEF8的光掩模坯100的剖面图。

当如在图5A和5B中显示的凹坑缺陷或者图6A和6B显示的鼓起缺陷的情形中那样，对鼓起缺陷DEF9和凹坑缺陷DEF8通过倾斜照明用来自图中左侧的检查光进行光掩模坯表面的照射并且利用图4中显示的检查用光学系统将反射光聚集时，在聚焦条件(Δz＝0)中在鼓起缺陷DEF9的光强度分布的剖面轮廓PR12(图10C)与凹坑缺陷DEF8的光强度分布的剖面轮廓PR7(图8F)之间，在正离焦条件(Δz＞0)中在鼓起缺陷DEF9的光强度分布的剖面轮廓PR11(图10B)和凹坑缺陷DEF8的光强度分布的剖面轮廓PR5(图8D)之间，以及在负离焦条件(Δz＜0)中在鼓起缺陷DEF9的光强度分布的剖面轮廓PR13(图10D)与凹坑缺陷DEF8的光强度分布的剖面轮廓PR9(图8H)之间，没有亮部和暗部的位置关系的差别。因此，实际上为鼓起缺陷但在聚焦条件中将被测定为凹坑缺陷的缺陷不能通过与前述第一模式同样的技术来区分。

然而，在正离焦条件中，由对检查光基本上透明的材料的附着物造成的鼓起缺陷的光强度分布以及真凹坑缺陷DEF8的光强度分布之间的对比显示：与真凹坑缺陷DEF8相比，对于鼓起缺陷DEF9，在无缺陷区域的光强度和在亮部的光强度之差(绝对值)与在无缺陷区域的光强度和在暗部的光强度之差(绝对值)的比例(该比例后文称为“亮：暗比”)较高。因此，在由对检查光基本上透明的材料的附着物造成的鼓起缺陷的情形中，倾向于强调亮部。在无缺陷区域的光强度和在亮部的光强度之差与在无缺陷区域的光强度和在暗部的光强度之差取决于鼓起缺陷的尺寸而变化，但是通过光掩模坯的光学薄膜的结构在与鼓起缺陷充分隔开的无缺陷区域中获得的参考强度被特定化，并且在无缺陷区域中恒定。此外，对于各种尺寸和深度的真凹坑缺陷，可通过实际测量或模拟根据亮：暗比值预先掌握亮部和暗部的光强度。因此，当将与缺陷充分隔开的无缺陷区域的光强度用作参考强度并且将亮部和暗部的光强度与参考强度对比时，以下是可以的。例如，当预先规定亮：暗比的预定阈值并且具有该阈值以下的亮：暗比(例如，0.9以下)的缺陷被测定为真凹坑缺陷，而具有超过该阈值的亮：暗比的缺陷被测定为鼓起缺陷时，实际上为鼓起缺陷但在聚焦条件下将被测定为凹坑缺陷的缺陷可被正确地测定为鼓起缺陷。

而且，尽管已经在上述第一模式和第二模式显示在石英基底上的MoSi材料的光学薄膜中存在的缺陷的实例，但存在于用于光掩模坯的薄膜如其他光学薄膜和加工辅助薄膜、例如铬材料薄膜中的缺陷也可以为利用根据本发明的缺陷检查方法的缺陷检查的物体。

本发明中，在检查存在于具有至少一个薄膜形成在基底上的光掩模坯的表面部分的缺陷时，首先，在聚焦条件中通过以下步骤(A1)至(A3)测定缺陷的凹凸形状：

(A1)使缺陷和该检查用光学系统的物镜彼此接近、设定缺陷和该物镜之间的距离为焦距，以及，在这样设置的该焦距下通过该物镜对缺陷施加检查光的步骤；

(A2)通过物镜将来自用检查光照射的区域的反射光作为该区域的第一放大图像聚集的步骤；以及

(A3)识别第一放大图像的光强度变化部分并且基于第一放大图像的光强度变化部分的光强度上的变化测定缺陷的凹凸形状的第一测定步骤；

并且在离焦条件下通过以下步骤(B1)至(B3)再测定缺陷的凹凸形状：

(B1)设定该缺陷和该检查用光学系统的物镜之间的距离为偏离该焦距的离焦量，并且在这样设置的该离焦量下通过该物镜对缺陷施加检查光的步骤；

(B2)通过物镜将来自用检查光照射的区域的反射光作为该区域的第二放大图像聚集的步骤；以及

(B3)识别第二放大图像的光强度变化部分并且基于第二放大图像的光强度变化部分的光强度上的变化再测定缺陷的凹凸形状的第二测定步骤。

通过利用刚才提到的这样的方法检查缺陷，可以准确地测定缺陷的凹凸形状，而没有可能例如将实际上为鼓起缺陷的缺陷错误地测定为凹坑缺陷的问题。

在步骤(A3)和步骤(B3)中的一者或两者中，待检查的缺陷的凹凸形状可以通过对比通过对于待检查的凹坑缺陷或鼓起缺陷(特别是真凹坑缺陷)实际进行上述步骤(B1)至(B3)得到的光强度变化与第一放大图像或第二放大图像的光强度变化来测定。然而，也可以通过对比由待检查的凹坑缺陷或鼓起缺陷(特别是真凹坑缺陷)的模拟得到的光强度变化与第一放大图像或第二放大图像的光强度变化测定待检查的缺陷的凹凸形状。该情形中，通过获得特别是真凹坑缺陷的光强度变化并且测定对应该光强度变化的缺陷为凹坑缺陷同时测定其他缺陷为鼓起缺陷，可实现有效的测定。

此外，当通过包括以下步骤的方法制备光掩模坯时：在基底上形成至少一个薄膜如光学薄膜或加工辅助薄膜的步骤以及测定薄膜中存在的缺陷的凹凸形状的步骤，可以将那些具有致命缺陷的光掩模坯排除，以选择那些具有非致命缺陷如可除去的缺陷或者可修复的缺陷的光掩模坯，并从而原样或者将其再生后提供这样的无致命缺陷的光掩模坯。

特别地，本发明是有效的，因为当进行步骤(A1)至(A3)时，如果在第一测定步骤中缺陷形状被测定为凹陷形状，则进行步骤(B1)至(B3)以再测定缺陷的凹凸形状，可以将实际上为鼓起缺陷的缺陷测定为突起的形状，不会将实际上的鼓起缺陷错误地测定为凹坑缺陷。此外，通过应用这样的缺陷检查方法，基于在第二测定步骤中再测定的缺陷的凹凸形状，可从经历了步骤(B1)至(B3)的光掩模坯中分选出没有凹坑缺陷的光掩模。

在本发明的缺陷检查方法中，优选地检查光为具有210nm至550nm波长的光。此外，在步骤(A1)和(B1)的一者或两者中，可通过其中使检查光的光学轴相对于光掩模坯的表面倾斜的倾斜照明施加检查光。在步骤(A2)和(B2)的一者或两者中，用于遮蔽部分反射光的空间滤波器可设置在反射光的光路上以通过空间滤波器聚集反射光。取决于缺陷尺寸和深度的离焦量优选地在-300nm至+300nm，更优选地-250nm至+250nm范围内。在所述范围的任意一个中，排除0nm。特别是，优选设定离焦量在排除了大于-100nm且小于+100nm的范围的范围内。

此外，在步骤(A1)中，可将光掩模坯安置在可在面内方向运动的台上，并且该台可在面内方向运动而使缺陷和检查用光学系统的物镜彼此接近。当采用该布置时，可实现缺陷的容易定位。此外，对于存在于光掩模坯上的多个缺陷可进行连续的缺陷检查。因此，该布置对于效率提高有利。

接下来，将与图11中显示的流程表一起更具体地描述本发明的缺陷检查方法。

首先，准备具有缺陷的光掩模坯(待检查的光掩模坯)(步骤S201)。作为检查物体。接下来，取关于光掩模坯上存在的缺陷的位置坐标信息(步骤S202)。作为缺陷的位置坐标，可使用通过已知的缺陷检查识别的缺陷的位置坐标。

接着，作为步骤(A1)，调整缺陷的位置到检查用光学系统的检查位置。具体地，使缺陷和检查用光学系统的物镜彼此接近，将缺陷和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为焦距，维持该焦距，由倾斜方向通过物镜施加检查光(步骤S203)。可通过其中作为检查物体的光掩模坯安置在可沿着面内方向运动的台上的方法进行定位，基于作为检查物体的光掩模坯的缺陷的坐标信息，所述台在面内方向运动，由此，使缺陷和检查用光学系统的物镜彼此接近。接下来，作为步骤(A2)，将来自用检查光照射的区域的反射光通过检查用光学系统的物镜作为包括缺陷的区域的第一放大图像聚集(步骤S204)。接着，作为步骤(A3)，从这样聚集的第一放大图像的图像数据(检查图像)识别缺陷部分的检查图像的光强度变化部分(步骤S205)，并且，使用检查光入射侧作为参考，从检查图像的亮部和暗部的位置关系进行缺陷部分的凹凸形状的测定的第一测定步骤(步骤S206)。

此处，在步骤S206中，当缺陷未被测定为凹坑缺陷时，记录缺陷信息为鼓起缺陷(判断D201和步骤S212)。

另一方面，当缺陷被测定为步骤S206中的凹坑缺陷时，作为步骤(B1)，将缺陷和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为不同于焦距的距离(正或负离焦量)，维持该离焦量，从倾斜方向通过物镜施加检查光(步骤S207)。接下来，作为步骤(B2)，将来自用检查光照射的区域的反射光通过检查用光学系统的物镜作为包括缺陷的区域的第二放大图像聚集(步骤S208)。接着，作为步骤(B3)，从聚集的第二放大图像的图像数据(检查图像)识别在缺陷部分的检查图像的光强度变化部分(步骤S209)，并且进行测定缺陷部分的凹凸形状的第二测定步骤(步骤S210)。在第一模式的情形中，使用检查光入射侧作为参考的同时从检查图像的亮部和暗部的位置关系进行第二测定步骤。另一方面，在第二模式的情形中，通过使用与缺陷充分隔开的无缺陷区域的光强度作为参考强度的同时对比亮部和暗部的光强度与参考强度进行第二测定步骤。

此处，当步骤S210中关心的缺陷被测定为凹坑缺陷时，将缺陷信息记录为凹坑缺陷(判断D202和步骤S211)。相反，当关心的缺陷未被测定为凹坑缺陷时，缺陷信息记录为鼓起缺陷(判断D202和步骤S212)。接下来，确定所有预先指定的缺陷检查是否完成(判断D203)。当检查尚未完成时，指定新缺陷的位置(步骤S213)，步骤返回到步骤S203，然后重复步骤(A1)至(A3)和进一步的步骤(B1)至(B3)。当判断全部预先指定的缺陷检查已经完成(判断D203)时，结束缺陷检查。

接下来，与图12中显示的流程表一起描述通过一系列步骤检查由于具有低折射率的材料的异物造成的鼓起缺陷(第一模式)以及由于对检查光基本上透明的材料的附着物造成的鼓起缺陷(第二模式)的实例。该情形中，在图11中显示的流程表中，对应于步骤(B1)至(B3)和顺序的判断D202和步骤S211以及S212的步骤S207至S210被如下代替。

首先，当在步骤S206中关心的缺陷被测定为凹坑缺陷时，作为步骤(B1)，将缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离设定为不同于焦距的负离焦量，维持该负离焦量，从倾斜方向通过物镜施加检查光(步骤S221)。接下来，作为步骤(B2)，将来自用检查光照射的区域的反射光通过检查用光学系统的物镜作为包括缺陷的区域的第二放大图像聚集(步骤S222)。接着，作为步骤(B3)，基于这样聚集的第二放大图像的图像数据(检查图像)，识别缺陷部分的检查图像的光强度变化部分(步骤S223)，以及使用检查光入射侧作为参考的同时，基于检查图像的亮部和暗部的位置关系，进行测定缺陷部分的凹凸形状的第二测定步骤(步骤S224)。

接下来，将缺陷和检查用光学系统的物镜之间的距离设定为不同于焦距的正离焦量，维持该正离焦量，从倾斜方向通过物镜施加检查光(步骤S225)。接着，作为步骤(B2)，将来自用检查光照射的区域的反射光通过检查用光学系统的物镜作为包括缺陷的区域的第二放大图像聚集反射光(步骤S226)。接下来，作为步骤(B3)，基于这样聚集的第二放大图像的图像数据(检查图像)，识别在缺陷部分的检查图像的光强度变化部分(步骤S227)，以及使用与缺陷充分隔开的无缺陷区域的光强度作为参考强度的同时，通过对比亮部和暗部的光强度与参考强度，进行测定缺陷部分的凹凸形状的第二测定步骤(步骤S228)。

此处，在步骤S224中，当关心的缺陷未被测定为凹坑缺陷时，将缺陷信息记录为第一模式的鼓起缺陷(判断D221和步骤S230)。相反，当关心的缺陷被测定为凹坑缺陷时，继续步骤到步骤S228中的测定结果。然后，在关心的缺陷在步骤S228中被测定为凹坑缺陷时，将缺陷信息记录为真凹坑缺陷(判断D222和步骤S229)，而当关心的缺陷未被测定为凹坑缺陷时，将缺陷信息记录为第二模式的鼓起缺陷(判断D222和步骤S230)。需要指出的是，该系列步骤可以在可实现合理流程的的范围内改变其顺序。例如，以负离焦量进行的步骤S221至S224可以在以正离焦量进行步骤S225至S228之后进行。而且，以负离焦量进行的步骤和以正离焦量进行的步骤可交替进行。

利用本发明的缺陷检查方法可高度可靠地区分缺陷的凹凸形状而不将鼓起缺陷错误地测定为凹坑缺陷，将其应用于光掩模坯制备步骤，具有凹坑缺陷特别是针孔缺陷的光掩模坯可被高度可靠地排除，并且可分选出不具有针孔缺陷的光掩模坯。此外，通过本发明的缺陷评价方法获得的缺陷凹凸形状的信息例如可通过附加检查卡赋予给光掩模坯。此外，也可基于赋予光掩模坯的信息分选出不具有凹坑缺陷如针孔的光掩模坯。常规地，由于附着物造成的鼓起缺陷可能通过光学检查被测定为凹坑缺陷，存在着具有未必是致命缺陷的缺陷的光掩模坯可能被作为缺陷品拒绝的高的可能性，由此导致收率的降低。通过本发明的检查方法，另一方面，可选择性拒绝具有作为致命缺陷存在于光掩模坯中的凹坑缺陷的光掩模坯，并由此可以高收率提供符合产品规格的光掩模坯。

实施例

以下将参考实施例具体描述本发明，但是本发明并不限于以下的实施例。

实施例1

进行了具有第一模式的鼓起缺陷的光掩模坯的缺陷检查。图4中显示的检查用光学系统用作检查用光学系统，其中数值孔径NA设定为0.75并且检查波长设定为248nm。采用了其中将检查光以38度的平均入射角从该图中左上侧施加于光掩模坯上的缺陷的倾斜照明。由具有低折射率的材料的异物造成的鼓起缺陷DEF7形成在对检查光透明的石英基底101上形成的MoSi材料的光学薄膜102的表面部分上，如图13A中显示，该鼓起缺陷用作检查物体。对于检查物体，获得表示光强度分布的检查图像和关于检查物体的剖面的光强度轮廓。此外，存在于形成在对检查光透明的石英基底101上的MoSi材料的光学薄膜102的表面部分的真凹坑缺陷DEF8，如图14A中显示，用作对比性检查物体。对于对比性检查物体，获得光强度分布的检查图像和光强度的剖面轮廓。

鼓起缺陷DEF7具有以下结构：其中缺陷的突起部分的高度H1为10nm，缺陷的宽度W1为100nm，并且缺陷的埋入深度D1为10nm和20nm两个值中的任一个。图13B显示当离焦量设为+200nm的正值时的光强度的剖面轮廓，图13C显示当设定了焦距或聚焦条件时的光强度的剖面轮廓，图13D显示当设定了离焦量为-200nm的负值时的光强度的剖面轮廓。

另一方面，真凹坑缺陷DEF8具有缺陷的宽度W0为100nm的结构。考虑到检查图像的光强度的变化量依据缺陷的深度D0变化的事实，深度D0设定为20nm、40nm和75nm三个值中的一个。图14B显示当离焦量设为+200nm的正值时的光强度的剖面轮廓，图14C显示当设定了焦距或聚焦条件时的光强度的剖面轮廓，图14D显示当设定了离焦量为-200nm的负值时的光强度的剖面轮廓。

在焦距(Δz＝0nm)或聚焦条件的情形中，真凹坑缺陷DEF8的检查图像的分布(光强度的剖面轮廓)具有在左侧的暗部和在右侧的亮部；鼓起缺陷DEF7的检查图像的分布也具有在左侧的暗部和在右侧的亮部。在该情形中，因此，两种缺陷不能彼此区分。类似地，在正离焦量(Δz＝+200nm)的情形中，两种缺陷显示在左侧的暗部和在右侧的亮部。另一方面，在负离焦量(Δz＝-200nm)的情形中，鼓起缺陷DEF7显示在左侧的暗部和在右侧的亮部，而真凹坑缺陷DEF8显示在左侧的亮部和在右侧的暗部；因此，具有亮部和暗部的位置关系的颠倒。

由这些结果可知，当将亮部和暗部的位置关系基于在负离焦条件下获得的检查图像进行比较时，在聚焦条件下的相关现有技术检查中将被测定为凹坑缺陷的埋入型鼓起缺陷可被正确地测定为鼓起缺陷。

实施例2

进行了第二模式的具有鼓起缺陷的光掩模坯的缺陷检查。图4中显示的检查用光学系统用作检查用光学系统，其中数值孔径NA设定为0.75并且检查波长设定为248nm。采用了其中将检查光以38度的平均入射角从该图中左上侧施加于光掩模坯上的缺陷的倾斜照明。由对检查光基本上透明的材料的异物造成的鼓起缺陷DEF9存在于形成在对检查光透明的石英基底101上的MoSi材料的光学薄膜102的表面部分上，如图15A中显示，该鼓起缺陷用作检查物体。对于检查物体，获得表示光强度分布的检查图像和关于检查物体的光强度的剖面轮廓。

鼓起缺陷DEF9具有以下结构：其中缺陷的高度H2为60nm和80nm两个值中的一个，缺陷的宽度W2为100nm。图15B显示当离焦量为+200nm的正值时的光强度的剖面轮廓，图15C显示当设定了焦距或聚焦条件时的光强度的剖面轮廓，图15D显示当设定了离焦量为-200nm的负值时的光强度的剖面轮廓。另一方面，如图14A中显示的用作比较性检查物体的真凹坑缺陷DEF8相关的光强度的剖面轮廓在图14B至14D中显示。

在焦距(Δz＝0nm)或聚焦条件的情形中，以及在正离焦量(Δz＝+200nm)的情形中，两种缺陷均显示在左侧的暗部和在右侧的亮部。在负离焦量(Δz＝-200nm)的情形中，两种缺陷均显示在左侧的亮部和在右侧的暗部。因此，两种缺陷不能通过亮部和暗部的位置关系来彼此区分。但是在正离焦条件下，鼓起缺陷DEF9相关的检查图像的亮部的光强度水平明确地高于真凹坑缺陷DEF8相关的检查图像的亮部的光强度水平。

作为这些光强度水平的详细评价的结果，在与缺陷充分隔开的无缺陷位置的光强度(该光强度用作参考强度)实测为0.166。在该方面，在具有80nm的高度H2的鼓起缺陷DEF9的情形中，在亮部的光强度自参考强度的变化量在聚焦条件下为0.076，但是在正离焦条件下增加至0.095。另一方面，在暗部的光强度自参考强度的变化量在聚焦条件下为0.089，并且在正离焦条件下略微降低至0.084。换而言之，在聚焦条件下的亮：暗比为0.85，而在正离焦条件下的亮：暗比为1.13。在正离焦条件的情形中，检查图像的平均光强度水平升高，并且在亮部的自参考强度的变化量大于在暗部的自参考强度的变化量。此外，在具有60nm的高度H2的鼓起缺陷DEF9的情形中，在亮部和在暗部的自参考强度的变化量基本上为相同水平(即，亮：暗比几乎为1)。

另一方面，对于真凹坑缺陷DEF8即使在20nm的深度D0的情形中，检查图像的平均光强度水平为最高时，在正离焦条件下在亮部的自参考强度的光强度的变化量为0.024并且在暗部的自参考强度的光强度的变化量为0.031；因此，亮：暗比为0.77，其比鼓起缺陷DEF9的亮：暗比小。此外，对于具有40nm或75nm的较深水平的深度D0的真凹坑缺陷DEF8，检查图像的平均光强度水平低于此，并且亮：暗比进一步降低。

由这些结果可知，在正离焦条件下，将在无缺陷区域的光强度和在亮部的光强度之差(绝对值)与在无缺陷区域的光强度和在暗部的光强度之差(绝对值)的比例，或者亮：暗比与真凹坑缺陷DEF8的亮：暗比进行比较时，在聚焦条件下的相关现有技术检查中将被测定为凹坑缺陷的附着物型鼓起缺陷可被正确地测定为鼓起缺陷。