特開 2023-139436 フォトマスク検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023139436

(43)【公開日】2023-10-04

(54)【発明の名称】フォトマスク検査装置

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/84 20120101AFI20230927BHJP

【ＦＩ】

G03F1/84

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022044967

(22)【出願日】2022-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】岸本 良

【テーマコード（参考）】

2H195

【Ｆターム（参考）】

2H195BA01

2H195BA12

2H195BD03

2H195BD04

2H195BD12

2H195BD13

2H195BD17

2H195BD20

2H195BD24

2H195BD27

2H195BD29

(57)【要約】

【課題】より高い検出精度でフォトマスクを検出できる、信頼性の高いフォトマスク検査装置を提供する。
【解決手段】フォトマスク検査装置１は、保持部と、第１光源１２ａと、第２光源１２ｂと、混合部１４と、照明光学系１７と、結像光学系２１と、イメージセンサ２５と、演算処理部５０とを備える。保持部はフォトマスク８０を保持する。第１光源１２ａは、第１光Ｌ１ａを出射する単一の第１半導体発光素子１２１を含む。第２光源１２ｂは、第２光Ｌ１ｂを出射する単一の第２半導体発光素子１２１を含む。混合部１４は第１光Ｌ１ａおよび第２光Ｌ１ｂを混合する。照明光学系１７は光Ｌ２をフォトマスク８０に導く。イメージセンサ２５は、結像光学系２１を通じて入射した光Ｌ２を受光して撮像画像ＩＭ１を生成する。演算処理部５０は撮像画像ＩＭ１に基づいてフォトマスク８０の検査を行う。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フォトマスクを保持する保持部と、
第１ピーク波長を有する第１光を出射する単一の第１半導体発光素子を含む第１光源と、
前記第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する第２光を出射する単一の第２半導体発光素子を含む第２光源と、
前記第１光源からの前記第１光および前記第２光源からの前記第２光を混合する混合部と、
前記混合部によって前記第１光および前記第２光を混合した光を、前記フォトマスクに導く照明光学系と、
対物レンズを含み、前記フォトマスクからの前記光が入射する結像光学系と、
前記結像光学系を通じて入射した前記光を受光して撮像画像を生成するイメージセンサと、
前記撮像画像に基づいて、前記フォトマスクの検査を行う演算処理部と
を備える、フォトマスク検査装置。

【請求項2】

請求項１に記載のフォトマスク検査装置であって、
前記結像光学系の開口数に対する前記照明光学系の比であるシグマは、前記フォトマスクが用いられる露光装置における前記シグマと同じである、フォトマスク検査装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のフォトマスク検査装置であって、
前記対物レンズの開口数は、前記フォトマスクが用いられる露光装置における対物レンズの開口数以上である、フォトマスク検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、フォトマスク検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、フォトマスク（レチクル）を検査する検査装置が提案されている（特許文献１，２）。

【0003】

特許文献１では、ｇ線、ｈ線およびｉ線を含む光を出力する光源が設けられている。光源からの光は波長選択フィルタを通じて、フォトマスクに照射され、フォトマスクを透過した光が撮像手段の撮像面に入射する。波長選択フィルタは、ｇ線のみを透過させる第１フィルタ、ｈ線のみを透過させる第２フィルタ、および、ｉ線のみを透過させる第３フィルタを含む。光はこれらの第１フィルタ、第２フィルタおよび第３フィルタを選択的に通る。光が第１フィルタを通過したときには、ｇ線のみがフォトマスクを通じて撮像手段に入射するので、撮像手段はｇ線での撮像画像を生成する。光が第２フィルタを通過したときには撮像手段はｈ線での撮像画像を生成し、光が第３フィルタを通過したときには、ｉ線での撮像画像を生成する。特許文献１では、これら３つの撮像画像を波長演算合成して、ｇ線、ｈ線およびｉ線を含む光での合成画像を生成し、合成画像に基づいて、フォトマスクの検査を行う。

【0004】

特許文献２では、複数の照明源が設けられており、各照明源は複数のレーザーダイオードアレイを含んでいる。複数の照明源から出力されたビームはビーム結合オプティクスによって結合され、任意の照明プロファイルでビームを試料に入射させる。該試料から反射したビームは検出器に入射し、該検出器によって検出される。検査装置は、検出器から出力される信号に基づいて、試料の限界寸法などの試料パラメータを求める。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８－２５６６７１号公報

【特許文献2】特開２０２０－０６４０６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１では、異なるタイミングでｇ線での撮像画像、ｈ線での撮像画像およびｉ線での撮像画像が撮像される。このため、検査装置の機械振動による位置ばらつきが撮像画像に対して生じる。よって、合成画像には、この位置ばらつきに起因した誤差が含まれてしまい、検査精度が低下してしまう、という問題がある。

【0007】

特許文献２では、光源にレーザーダイオードアレイが用いられる。各レーザーダイオードアレイでは、複数の発光素子が設けられるので、各照明源から出射される光の波長および位相の少なくともいずれか一方において、複数の素子間でのばらつきが生じてしまう。このため、各照明源から出射された光のコヒーレンス性が低下する。

【0008】

したがって、たとえ照明プロファイルを露光装置における光源の照明プロファイルに近づけたとしても、検査装置において試料で生じる回折現象が、露光装置における回折現象と大きく相違してしまう。このため、検出器によって検出される像が露光装置における像と異なってしまい、検査精度が低下してしまうという問題がある。また、複数の素子のいずれか一つに異常が生じると、全体を交換する必要があり、信頼性に劣る。

【0009】

そこで、本開示は、より高い検出精度でフォトマスクを検出できる、信頼性の高いフォトマスク検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

第１の態様は、フォトマスク検査装置であって、フォトマスクを保持する保持部と、第１ピーク波長を有する第１光を出射する単一の第１半導体発光素子を含む第１光源と、前記第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する第２光を出射する単一の第２半導体発光素子を含む第２光源と、前記第１光源からの前記第１光および前記第２光源からの前記第２光を混合する混合部と、前記混合部によって前記第１光および前記第２光を混合した光を、前記フォトマスクに導く照明光学系と、対物レンズを含み、前記フォトマスクからの前記光が入射する結像光学系と、前記結像光学系を通じて入射した前記光を受光して撮像画像を生成するイメージセンサと、前記撮像画像に基づいて、前記フォトマスクの検査を行う演算処理部とを備える。

【0011】

第２の態様は、第１の態様にかかるフォトマスク検査装置であって、前記結像光学系の開口数に対する前記照明光学系の比であるシグマは、前記フォトマスクが用いられる露光装置における前記シグマと同じである。

【0012】

第３の態様は、第１または第２の態様にかかるフォトマスク検査装置であって、前記対物レンズの開口数は、前記フォトマスクが用いられる露光装置における対物レンズの開口数以上である。

【発明の効果】

【0013】

フォトマスク検査装置によれば、混合部が、互いに異なるピーク波長を有する第１光および第２光を混合する。そして、その混合光である光はフォトマスクを透過し、結像光学系を通じてイメージセンサの受光面に入射する。よって、撮像画像には、第１ピーク波長および第２ピーク波長を有する光によるフォトマスクの投影像が含まれる。つまり、一度の撮像により、複数のピーク波長を有する光による投影像を含んだ撮像画像を得ることができる。

【0014】

このため、特許文献１のように、互いに異なるピーク波長を有する光を順次に照射して得られた複数の撮像画像を合成する必要がない。よって、特許文献１とは異なって、撮像画像においてピーク波長ごとの位置ばらつきが原理的に生じない。したがって、演算処理部はより高い検査精度で、撮像画像に基づいてフォトマスクを検査することができる。

【0015】

しかも、フォトマスク検査装置によれば、第１光源および第２光源が単一の半導体発光素子を含んでいる。このため、特許文献２のようなダイオードアレイでの波長または位相のばらつきが原理的に生じず、第１光源はよりコヒーレントな第１光を出射することができ、第２光源はよりコヒーレントな第２光を出射することができる。よって、露光装置における回折現象と同等な回折現象を、フォトマスクを透過する光に生じさせることができる。したがって、演算処理部はより高い検査精度でフォトマスクを検査することができる。しかも、第１光源および第２光源の信頼性も高い。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】フォトマスク検査装置の構成の一例を概略的に示す斜視図である。

【図2】フォトマスク検査装置の光学的な構成の一例を概略的に示す図である。

【図3】露光装置の光学的な構成の一例を概略的に示す図である。

【図4】第１ダイクロイックミラーの透過率および反射率を示すグラフである。

【図5】第２ダイクロイックミラーの透過率および反射率を示すグラフである。

【図6】撮像画像の一例を概略的に示す図である。

【図7】フォトマスク検査装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図8】各撮像画像のラインにおける投影像の輝度分布を示す図である。

【図9】Ｚ軸位置と焦点評価値との関係、および、Ｚ軸位置と投影像幅との関係を示すグラフである。

【図10】欠陥を含む撮像画像の一例を概略的に示す図である。

【図11】Ｚ軸位置と焦点評価値との関係、および、Ｚ軸位置と欠陥輝度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しつつ実施の形態について詳細に説明する。なお図面においては、理解容易の目的で、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。また同様な構成及び機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また図面においては、各構成の位置関係を示すべく、ＸＹＺ直交座標が適宜に示されている。例えば、Ｚ軸は鉛直方向に沿って配置されており、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向に沿って配置されている。また下記説明では、Ｚ軸方向の一方側を＋Ｚ側とも呼び、他方側を－Ｚ側とも呼ぶ。Ｘ軸およびＹ軸についても同様である。

【0018】

また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。

【0019】

また、以下に記載される説明において、「第１」または「第２」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、これらの序数によって生じ得る順序に限定されるものではない。

【0020】

相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」など）が用いられる場合、該表現は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」など）が用いられる場合、該表現は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」など）が用いられる場合、該表現は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸や面取りなどを有する形状も表すものとする。一の構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」または「有する」という表現が用いられる場合、該表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「Ａ，ＢおよびＣの少なくともいずれか一つ」という表現が用いられる場合、該表現は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ，ＢおよびＣのうち任意の２つ、ならびに、Ａ，ＢおよびＣの全てを含む。

【0021】

＜フォトマスク検査装置＞
図１は、フォトマスク検査装置１の構成の一例を概略的に示す斜視図であり、図２は、フォトマスク検査装置１の光学的な構成の一例を概略的に示す図である。フォトマスク検査装置１は、フォトマスク８０を検査する装置である。

【0022】

＜フォトマスク＞
まず、検査対象であるフォトマスク８０について説明する。フォトマスク８０は、露光装置１０００に用いられるフォトマスクである。図３は、露光装置１０００の光学的な構成の一例を概略的に示す図である。露光装置１０００はフォトマスク８０を用いて基板Ｗに対して露光処理を行うことにより、フォトマスク８０のパターンを基板Ｗに転写することができる。基板Ｗは、例えば、フラットパネルディスプレイ用の基板である。なお、基板Ｗには、半導体基板および太陽電池用基板などの種々の基板を適用することも可能である。

【0023】

フォトマスク８０は板状の形状を有しており、平面視において、例えば矩形状の形状を有している。フォトマスク８０の一辺の長さは例えば数ｍ程度に設定される。より具体的な一例として、フォトマスク８０の各辺の長さは、それぞれ１．８ｍおよび２．０ｍであり、フォトマスク８０の厚みは例えば２．１ｍｍである。フォトマスク８０の一方の主面には、遮光膜（不図示）が所定のパターンで形成されている。つまり、フォトマスク８０には、光を透過させる透過部と、光を遮断する遮断部が形成される。なお、フォトマスク８０は、透過部よりも低い透過率で光を透過させる位相シフト膜が設けられた位相シフトマスクであってもよい。

【0024】

フォトマスク８０は露光装置１０００において不図示のマスク保持部によって保持される。マスク保持部はフォトマスク８０をその厚み方向がＺ軸方向に沿う姿勢で保持する。マスク保持部は例えばフォトマスク８０の周縁部のみを支持する。

【0025】

図３に示されるように、露光装置１０００は、照明部１１００と、結像部１２００とを含んでいる。照明部１１００および結像部１２００はフォトマスク８０に対して互いに反対側に設けられている。図３の例では、照明部１１００はフォトマスク８０に対して＋Ｚ側に設けられており、結像部１２００はフォトマスク８０に対して－Ｚ側に設けられている。

【0026】

照明部１１００は、光源１１１０と、照明光学系１１２０とを含んでいる。光源１１１０は露光用の光を照明光学系１１２０に向けて出射する。露光用の光は例えば紫外線であり、光源１１１０は、例えば水銀ランプ（例えば高圧水銀ランプ）などの紫外線照射器である。光源１１１０からの光は照明光学系１１２０を通じてフォトマスク８０に照射される。

【0027】

図３の例では、照明光学系１１２０は、集光レンズ１１３０、視野絞り１１４０、集光レンズ１１５０、開口絞り１１６０およびコンデンサーレンズ１１７０を含んでいる。集光レンズ１１３０、視野絞り１１４０、集光レンズ１１５０、開口絞り１１６０およびコンデンサーレンズ１１７０はＺ軸方向において光源１１１０から離れるにしたがって、この順で設けられている。つまり、集光レンズ１１３０が光源１１１０に最も近い位置に設けられている。光源１１１０からの光は集光レンズ１１３０によって集光して、視野絞り１１４０を通過する。視野絞り１１４０の開口径は可変であり、照明範囲を調整することができる。視野絞り１１４０を通過した光は集光レンズ１１５０によって集光して、開口絞り１１６０を通過する。開口絞り１１６０を通過した光はコンデンサーレンズ１１７０によって、フォトマスク８０に集光する。開口絞り１１６０の開口径は可変であり、照明光学系１１２０の開口数を調整することができる。

【0028】

なお、光源１１１０からの光のうち、所定の波長領域内の光のみを透過させる光フィルタが照明光学系１１２０に設けられてもよい。

【0029】

照明部１１００からの露光用の光はフォトマスク８０の透過部を透過する。フォトマスク８０の透過部を透過したパターン状の光は結像部１２００（結像光学系）に入射する。結像部１２００は、対物レンズ１２１０と、開口絞り１２２０と、結像レンズ１２３０とを含む。対物レンズ１２１０、開口絞り１２２０および結像レンズ１２３０はＺ軸方向においてフォトマスク８０から離れるにしたがって、この順で設けられている。フォトマスク８０の透過部を透過した光は対物レンズ１２１０および結像レンズ１２３０を介して拡大される。開口絞り１２２０の開口径は可変であり、結像部１２００の開口数を調整することができる。基板Ｗがフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、露光装置１０００において、結像部１２００の開口数は小さく設定され、例えば、０．１程度に設定される。

【0030】

基板Ｗは結像部１２００に対してフォトマスク８０とは反対側に設けられる。図３の例では、基板Ｗは結像部１２００よりも－Ｚ側に設けられている。基板Ｗは不図示の基板保持部によって水平姿勢で保持される。ここでいう水平姿勢とは、基板Ｗの厚み方向がＺ軸方向に沿う姿勢である。

【0031】

結像部１２００からのパターン状の光は基板Ｗの＋Ｚ側の主面に照射される。これにより、基板Ｗの主面に形成されたレジストがパターン状に露光される。つまり、フォトマスク８０の透過部のパターンが基板Ｗの主面に転写される。

【0032】

フォトマスク８０が不良品であれば、基板Ｗに転写されるパターンが設計上のパターンからずれるので、好ましくない。そこで、フォトマスク検査装置１はフォトマスク８０を検査する。

【0033】

＜フォトマスク検査装置の概要＞
図２に例示されるように、フォトマスク検査装置１は、フォトマスク８０を透過した光を受光するイメージセンサ（光学センサ）２５を含んでいる。フォトマスク検査装置１は後に詳述するように、検査対象であるフォトマスク８０を露光装置１０００に用いたときに基板Ｗ上に照射されるパターン状の光を、このイメージセンサ２５の受光面（撮像面）上に疑似的に再現させる。イメージセンサ２５は受光面上の光を検出し、フォトマスク検査装置１はその検出結果に基づいてフォトマスク８０の検査を行う。つまり、フォトマスク検査装置１は、疑似的に、露光装置１０００における基板Ｗ上の光に基づいてフォトマスク８０を検査することができる。

【0034】

フォトマスク検査装置１は照明部１０と検出部２０と移動機構４０と制御部５０と昇降機構６０と保持部９０とを備えている。以下では、まず、フォトマスク検査装置１の構成の概要を説明し、その後、各構成の一例について詳述する。

【0035】

保持部９０はフォトマスク８０を保持する部材である。この保持部９０はフォトマスク８０の厚み方向がＺ軸方向に沿うように、フォトマスク８０を保持する。図１の例では、保持部９０はフォトマスク８０の周縁部のみを支持している。ただし、保持部９０は、透光性の部材によってフォトマスク８０の下面を全体的に支持しても構わない。

【0036】

照明部１０および検出部２０はＺ軸方向においてフォトマスク８０に対して互いに反対側に設けられている。図１および図２の例では、照明部１０はフォトマスク８０に対して－Ｚ側に設けられ、検出部２０はフォトマスク８０に対して＋Ｚ側に設けられている。

【0037】

照明部１０はフォトマスク８０に向けて光Ｌ２を照射する。図２の例では、照明部１０は、疑似光照射部１１と、照明光学系１７とを含む。疑似光照射部１１は、露光装置１０００の光源１１１０が照射する光の波長範囲のうち露光に用いられる光のスペクトルに類似したスペクトルを有する光Ｌ２を出射する。つまり、光Ｌ２は、露光装置１０００で基板Ｗの露光に用いられる光を模した光である。この光Ｌ２は照明光学系１７を通じて－Ｚ側からフォトマスク８０に入射する。言い換えれば、照明光学系１７は、照明部１０からの光Ｌ２をフォトマスク８０に導く。フォトマスク８０の透過部を透過したパターン状の光Ｌ２は検出部２０に入射する。

【0038】

検出部２０は結像光学系２１とイメージセンサ２５とを含む。結像光学系２１は、フォトマスク８０を透過した光Ｌ２をイメージセンサ２５の受光面に結像させる。結像光学系２１の開口数Ｎ２に対する照明光学系１７の開口数Ｎ１の比であるシグマ（＝Ｎ１／Ｎ２）は、露光装置１０００の結像部１２００の開口数Ｎ２０に対する照明光学系１１２０の開口数Ｎ１０の比であるシグマ（＝Ｎ１０／Ｎ２０）と同じ値に設定される。これにより、イメージセンサ２５の受光面に入射する光Ｌ２の輝度分布は、基板Ｗ上に照射されるパターン状の光の輝度分布を模したものとなる。つまり、フォトマスク８０を露光装置１０００に用いたときに基板Ｗ上に照射される光の輝度分布が、イメージセンサ２５の受光面において疑似的に再現される。

【0039】

＜照明部＞
図２に例示されるように、疑似光照射部１１は、複数の光源１２と、混合部１４とを含んでいる。

【0040】

複数の光源１２は、互いに異なるピーク波長を有する光Ｌ１を出射する。図２の例では、複数の光源１２として３つの光源１２ａ～１２ｃが設けられている。各光源１２は単一の半導体発光素子１２１を含む。半導体発光素子１２１は、例えば、発光ダイオード素子またはレーザー素子を含む。このような単一の半導体発光素子１２１は、例えば、単一のｐ型半導体層および単一のｎ型半導体層を有する単一の半導体積層構造を含んでいる。

【0041】

光源１２ａは、第１ピーク波長を有する光Ｌ１ａを出射する。第１ピーク波長は例えば３６５ｎｍである（いわゆるｉ線の波長）。光源１２ｂは、第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する光Ｌ１ｂを出射する。第２ピーク波長は例えば４０５ｎｍである（いわゆるｈ線の波長）。光源１２ｃは、第１ピーク波長および第２ピーク波長の両方と異なる第３ピーク波長を有する光Ｌ１ｃを出射する。第３ピーク波長は例えば４３６ｎｍである（いわゆるｇ線の波長）。各光源１２が出射する光Ｌ１の光分光分布（スペクトル）において、ピーク波長は一つのみであってもよい。つまり、光Ｌ１は単独波長の光であってもよい。具体的には、各光源１２が出射する光のスペクトルは、ピーク波長における強度を最大強度とした急峻な山状の形状を有していてもよい。半導体発光素子１２１が発光ダイオード素子である場合、やや幅の広い山状のスペクトルを有する光Ｌ１を出射し、半導体発光素子１２１がレーザー素子である場合、比較的幅の狭い山状のスペクトルを有する光Ｌ１を出射する。

【0042】

各半導体発光素子１２１には不図示の電源部から個別に電力が供給される。各半導体発光素子１２１は、該電源部からの電力に応じた輝度で光Ｌ１を出射する。該電源部は、例えば、電流源であり、例えば、スイッチング電源回路を含む。この場合、該電源部は、半導体発光素子１２１に供給する電流を制御することにより、光Ｌ１の輝度を制御する。各電源部は制御部５０によって個別に制御されるので、各光源１２からの光Ｌ１の輝度は制御部５０によって個別に制御される。

【0043】

各光源１２には、半導体発光素子１２１からの光Ｌ１の強度（あるいは照度、光量）を測定する不図示のセンサが設けられてもよい。該センサは検出値を示す信号を制御部５０に出力する。制御部５０は検出値に基づいて電源部を制御して、電源部から半導体発光素子１２１に供給する電流を制御する。これにより、制御部５０は、光源１２から出射される光Ｌ１の強度をより高い精度で制御することができる。

【0044】

光源１２ａから出射された光Ｌ１ａはレンズ１３ａを通じて混合部１４に入射し、光源１２ｂから出射された光Ｌ１ｂはレンズ１３ｂを通じて混合部１４に入射し、光源１２ｃから出射された光Ｌ１ｃはレンズ１３ｃを通じて混合部１４に入射する。

【0045】

混合部１４は、複数の光源１２からそれぞれ入射される複数の光Ｌ１を混合する。ここでいう光の混合とは、複数の光Ｌ１の光路を実質的に一致させることをいう。図２の例では、混合部１４は第１ダイクロイックミラー１４１および第２ダイクロイックミラー１４２を含んでいる。

【0046】

光Ｌ１ａおよび光Ｌ１ｂは第１ダイクロイックミラー１４１に入射する。図２の例では、光源１２ａは第１ダイクロイックミラー１４１よりも－Ｘ側に設けられており、Ｘ軸方向に沿って＋Ｘ側に光Ｌ１ａを照射する。光源１２ｂは第１ダイクロイックミラー１４１よりも＋Ｚ側に設けられており、Ｚ軸方向に沿って－Ｚ側に光Ｌ１ｂを照射する。第１ダイクロイックミラー１４１は板状の形状を有しており、その厚み方向が＋Ｘ側かつ＋Ｚ側から－Ｘ側かつ－Ｚ側に向かう方向に沿う姿勢で配置される。第１ダイクロイックミラー１４１は光Ｌ１ａを反射させ、光Ｌ１ｂを、光Ｌ１ａの反射方向と同じ方向に透過させる。図４は、第１ダイクロイックミラー１４１の透過率および反射率を示すグラフである。第１ピーク波長（ここでは３６５ｎｍ）の光Ｌ１ａに対する第１ダイクロイックミラー１４１の透過率は低く、反射率は高い。一方、第２ピーク波長（ここでは４０５ｎｍ）の光Ｌ１ｂおよび第３ピーク波長（ここでは４３６ｎｍ）の光Ｌ１ｃに対する第１ダイクロイックミラー１４１の透過率は高く、反射率は低い。

【0047】

このような第１ダイクロイックミラー１４１によって、光Ｌ１ａは反射してＺ軸方向に沿って－Ｚ側に反射し、光Ｌ１ｂは第１ダイクロイックミラー１４１を透過して－Ｚ側に進む。これにより、光Ｌ１ａおよび光Ｌ１ｂの光路が理想的には一致する。つまり、光Ｌ１ａおよび光Ｌ１ｂが混合する。

【0048】

この混合光および光Ｌ１ｃは第２ダイクロイックミラー１４２に入射する。図２の例では、第２ダイクロイックミラー１４２は第１ダイクロイックミラー１４１よりも－Ｚ側に設けられている。光源１２ｃは第２ダイクロイックミラー１４２よりも－Ｘ側に設けられており、Ｘ軸方向に沿って＋Ｘ側に光Ｌ１ｃを照射する。第２ダイクロイックミラー１４２は板状の形状を有しており、その厚み方向が＋Ｘ側かつ＋Ｚ側から－Ｘ側かつ－Ｚ側に向かう方向に沿う姿勢で配置される。第２ダイクロイックミラー１４２は混合光を反射させ、光Ｌ１ｃを、混合光の反射方向と同じ方向に透過させる。図５は、第２ダイクロイックミラー１４２の透過率および反射率を示すグラフである。光Ｌ１ａおよび光Ｌ１ｂに対する第２ダイクロイックミラー１４２の透過率は低く、反射率は高い。一方、光Ｌ１ｃに対する第２ダイクロイックミラー１４２の透過率は高く、反射率は低い。

【0049】

このような第２ダイクロイックミラー１４２によって、光Ｌ１ａおよび光Ｌ１ｂを含む混合光は反射してＸ軸方向に沿って＋Ｘ側に反射し、光Ｌ１ｃは第２ダイクロイックミラー１４２を透過して＋Ｘ側に進む。これにより、光Ｌ１ａ、光Ｌ１ｂおよび光Ｌ１ｃの光路が理想的には一致する。つまり、光Ｌ１ａ、光Ｌ１ｂおよび光Ｌ１ｃが混合する。光Ｌ１ａ、光Ｌ１ｂおよび光Ｌ１ｃを含む混合光が光Ｌ２に相当する。

【0050】

図２の例では、光Ｌ２はレンズ１５によってライトガイド１６の入射端に集光する。光Ｌ２はライトガイド１６の内部を進み、ライトガイド１６の出射端から出射する。ライトガイド１６は、例えば、光を透過させる液体が充填されたチューブを含む液体ライトガイドであってもよく、あるいは、複数の光ファイバーが束ねられたファイバーライトガイドであってもよい。図２の例では、ライトガイド１６の出射端が疑似光照射部１１の出射端に相当する。

【0051】

この疑似光照射部１１が出射する光Ｌ２のスペクトルが、露光装置１０００において露光に用いられる光のスペクトルに類似するように、複数の光源１２が制御される。具体的な一例として、露光装置１０００において、照明部１１００が出射する光にｉ線、ｈ線およびｇ線が含まれる場合について説明する。この場合、該光に含まれるｉ線、ｈ線およびｇ線の強度のピークが、それぞれ、光Ｌ１ａ、光Ｌ１ｂおよび光Ｌ１ｃの強度のピークと一致するように、光源１２ａ、光源１２ｂおよび光源１２ｃが制御される。これにより、疑似光照射部１１は、露光装置１０００における光に模した光Ｌ２を出射することができる。

【0052】

なお、各光源１２からの光Ｌ１の強度のピークに関する目標値は例えば予め設定され、不図示の非一時的な記憶部（例えばメモリまたはハードディスク）に記録されてもよい。あるいは、ユーザが不図示の入力デバイス（例えばキーボードもしくはマウス）を用いて各光Ｌ１の強度のピークを入力してもよい。制御部５０は、光源１２に含まれたセンサの検出値と、該目標値とに基づいて、光源１２を制御する。これにより、光Ｌ１ａ、光Ｌ１ｂおよび光Ｌ１ｂを含む光Ｌ２のスペクトルを、より高い精度で露光装置１０００における光のスペクトルに近づけることができる。

【0053】

図２の例では、ライトガイド１６の出射端は照明光学系１７よりも－Ｚ側に設けられており、照明光学系１７に向けて光Ｌ２を出射する。図２の例では、照明光学系１７は、集光レンズ１７１、視野絞り１７２、集光レンズ１７３、開口絞り１７４およびコンデンサーレンズ１７５を含んでいる。集光レンズ１７１、視野絞り１７２、集光レンズ１７３、開口絞り１７４およびコンデンサーレンズ１７５はＺ軸方向において、ライトガイド１６の出射端から離れるにしたがって、この順で設けられている。

【0054】

ライトガイド１６の出射端からの光Ｌ２は集光レンズ１７１によって集光して、視野絞り１７２を通過する。視野絞り１７２の開口径は絞り機構によって可変であり、照明範囲を調整することができる。視野絞り１７２を通過した光Ｌ２は集光レンズ１７３によって集光して、開口絞り１７４を通過する。開口絞り１７４を通過した光Ｌ２はコンデンサーレンズ１７５によって、フォトマスク８０に集光する。開口絞り１７４の開口径は絞り機構によって可変であり、照明光学系１７の開口数Ｎ１を調整することができる。視野絞り１７２および開口絞り１７４の絞り機構は制御部５０によって制御されてもよい。

【0055】

＜検出部＞
フォトマスク８０の透過部を透過したパターン状の光Ｌ２は検出部２０に入射する。検出部２０は、結像光学系２１と、イメージセンサ２５とを含む。

【0056】

結像光学系２１は、フォトマスク８０の透過部を透過したパターン状の光Ｌ２をイメージセンサ２５の受光面に結像させる。図２の例では、結像光学系２１は、対物レンズ２２と、開口絞り２３と、結像レンズ２４とを含む。対物レンズ２２、開口絞り２３および結像レンズ２４はＺ軸方向においてフォトマスク８０から離れるにしたがって、この順で設けられている。対物レンズ２２の開口数は、露光装置１０００における対物レンズ１２１０の開口数以上である。フォトマスク８０を透過した光は対物レンズ２２および結像レンズ２４を介して拡大される。開口絞り２３の開口径は絞り機構によって可変であり、結像光学系２１の開口数を調整することができる。開口絞り２３の絞り機構は制御部５０によって制御されてもよい。

【0057】

結像レンズ２４を透過した光Ｌ２はイメージセンサ２５の受光面に入射する。イメージセンサ２５は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサである。イメージセンサ２５は、自身の受光面に入射した光に基づいて撮像画像ＩＭ１を生成し、その撮像画像ＩＭ１を制御部５０に出力する。制御部５０はこの撮像画像ＩＭ１に基づいてフォトマスク８０を検査する。

【0058】

＜移動機構＞
移動機構４０は保持部９０をＸＹ平面内で移動させる。これにより、保持部９０に保持されたフォトマスク８０もＸＹ平面内で移動する。移動機構４０は例えばボールねじ機構を有しており、制御部５０によって制御される。フォトマスク８０がＸＹ平面内で移動することにより、照明部１０および検出部２０をフォトマスク８０に対して走査させることができる。このため、照明部１０はフォトマスク８０の各測定領域に光Ｌ２を照射し、イメージセンサ２５はフォトマスク８０の各測定領域における撮像画像ＩＭ１を生成することができる。したがって、制御部５０はフォトマスク８０の複数の測定領域に対する検査を行うことができる。なお、移動機構４０は、照明部１０および検出部２０に対してフォトマスク８０を相対的に移動させる機能および構造を有していればよく、例えば、照明部１０および検出部２０を一体的に移動させてもよい。

【0059】

＜昇降機構＞
昇降機構６０は保持部９０をＺ軸方向に昇降させる。これにより、保持部９０に保持されたフォトマスク８０も昇降する。昇降機構６０は例えばボールねじ機構を有しており、制御部５０によって制御される。昇降機構６０がフォトマスク８０を昇降させることにより、フォトマスク８０を対物レンズ２２の焦点に移動させることができる。なお、昇降機構６０は、検出部２０に対してフォトマスク８０を相対的に昇降させる機能および構造を有していればよく、例えば、検出部２０を昇降させてもよい。

【0060】

＜制御部＞
制御部５０はフォトマスク検査装置１を全体的に統括することができる。例えば制御部５０は上述のように、照明部１０、移動機構４０および昇降機構６０を制御する。また制御部５０は、イメージセンサ２５によって生成された撮像画像ＩＭ１に基づいてフォトマスク８０のマスク特性を求める演算処理部としても機能する。マスク特性とは、例えば、フォトマスク８０に形成されるパターンの線幅、パターンどうしの間隔、もしくは、種々の欠陥を含む。マスク特性の求め方については後に詳述する。

【0061】

制御部５０は電子回路機器であって、例えば演算処理装置および記憶部を有していてもよい。演算処理装置は例えばＣＰＵ（Central Processor Unit）などの演算処理装置であってもよい。記憶部は非一時的な記憶部（例えばＲＯＭ（Read Only Memory）またはハードディスク）および一時的な記憶部（例えばＲＡＭ（Random Access Memory））を有していてもよい。非一時的な記憶部には、例えば制御部５０が実行する処理を規定するプログラムが記憶されていてもよい。処理装置がこのプログラムを実行することにより、制御部５０が、プログラムに規定された処理を実行することができる。もちろん、制御部５０が実行する処理の一部または全部がハードウェアによって実行されてもよい。

【0062】

＜マスク特性の算出方法＞
次に、イメージセンサ２５によって撮像された撮像画像ＩＭ１に基づく、フォトマスク８０のマスク特性の算出方法の一例について説明する。

【0063】

図６は、撮像画像ＩＭ１の一例を概略的に示す図である。撮像画像ＩＭ１にはパターン状の光Ｌ２が含まれている。この光Ｌ２の輝度分布は、フォトマスク８０の透過部の投影像に相当する。図６の例では、投影像は、縦方向に延在する縦部分と、縦部分の途中から右方向に延在する横部分とを含んでいる。

【0064】

図６の例では、縦部分の幅方向に延在するラインＡにおける輝度分布の一例も概略的に示されている。制御部５０は該輝度分布において、輝度値がゼロから立ち上がる立ち上がりエッジの位置、および、輝度値がゼロに立ち下がる立ち下がりエッジの位置を求め、両位置に基づいて縦部分の幅（投影像幅）を求める。

【0065】

ところで、フォトマスク８０に対する対物レンズ２２の位置が焦点位置からＺ軸方向にずれると、撮像画像ＩＭ１において投影像は変動し得る。つまり、昇降機構６０が保持部９０を焦点位置からずれた位置で停止させると、投影像は焦点位置における投影像と異なり得る。

【0066】

基板Ｗがフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、露光装置１０００における結像部１２００の開口数は０．１程度と小さいので、結像部１２００の焦点深度は大きい。しかしながら、後に詳述するように、焦点位置からの１０μｍ程度のわずかなずれでも、撮像画像ＩＭ１における投影像の幅は変動してしまう。

【0067】

そこで、ここでは、対物レンズ２２に対する保持部９０のＺ軸方向の位置（以下、Ｚ軸位置と呼ぶ）を順次に変更し、その都度、イメージセンサ２５が撮像画像ＩＭ１を生成し、制御部５０はこれら複数の撮像画像ＩＭ１に基づいて、検査を行う。以下、検査方法の一例を具体的に述べる。

【0068】

図７は、フォトマスク検査装置１の動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、移動機構４０は保持部９０を所定の測定位置に移動させている。制御部５０は複数の光源１２に光Ｌ１を照射させる（ステップＳ１）。これにより、露光装置１０００における光に模した光Ｌ２がフォトマスク８０の所定の測定領域内の透過部を透過し、パターン状の光Ｌ２が結像光学系２１を通じてイメージセンサ２５の受光面に入射する。

【0069】

次に、制御部５０は昇降機構６０およびイメージセンサ２５を制御して、各Ｚ軸位置における撮像画像ＩＭ１をイメージセンサ２５に生成させる（ステップＳ２）。例えば、昇降機構６０は、焦点位置を含む所定の昇降範囲（フォーカス範囲）内で保持部９０を移動させつつ、イメージセンサ２５が順次に撮像画像ＩＭ１を生成する。なお、昇降機構６０は撮像タイミングにおいて保持部９０を停止させてもよい。これにより、複数のＺ軸位置に対応した複数の撮像画像ＩＭ１を得ることができる。

【0070】

次に、制御部５０は複数の撮像画像ＩＭ１に基づいてマスク特性を求める（ステップＳ３）。ここでは、マスク特性として投影像幅を求める。図８は、各撮像画像ＩＭ１のラインＡにおける投影像の輝度分布を示している。より具体的には、図８は、焦点位置における輝度分布ＬＤ１と、焦点位置から＋Ｚ側および－Ｚ側に１０μｍずつ離れたＺ軸位置での輝度分布を示している。図８から理解できるように、焦点ずれが生じると、輝度分布が焦点ずれ量に応じて変動する。このため、各輝度分布に基づいて求められた投影像幅は互いに相違する。

【0071】

そこで、制御部５０は複数の撮像画像ＩＭ１の各々の焦点評価値を算出する。焦点評価値とは、焦点がどの程度あっているかを示す指標であり、焦点評価値が高いほど、焦点があっている。焦点評価値は、例えば、撮像画像ＩＭ１の輝度分布をフーリエ変換して得られる周波数成分のうち、高周波成分で示される指標であってもよい。高周波成分が高いほど、輝度分布は急峻に変化しているので、投影像の輪郭は明瞭であり、焦点が合っていることになる。あるいは、焦点評価値として、撮像画像ＩＭ１のコントラストおよびシャープネスなどの種々の指標を採用してもよい。

【0072】

複数の撮像画像ＩＭ１は複数のＺ軸位置に対応しているので、各撮像画像ＩＭ１の輝度分布に基づいて算出される焦点評価値もＺ軸位置に対応している。同様に、各撮像画像ＩＭ１のラインＡにおける輝度分布に基づいて算出される投影像幅もＺ軸位置に対応している。図９は、Ｚ軸位置と焦点評価値との関係、および、Ｚ軸位置と投影像幅との関係を示すグラフである。図９の例では、近似曲線Ｇ１および近似曲線Ｇ２も示されている。近似曲線Ｇ１は、Ｚ軸位置と焦点評価値との関係を示すプロット点に基づいて算出され、近似曲線Ｇ２は、Ｚ軸位置と投影像幅との関係を示すプロット点に基づいて算出される。

【0073】

焦点評価値は、Ｚ軸位置が焦点位置Ｐ０となるときに最大値をとる。そこで、まず、制御部５０は焦点評価値が最大値となるＺ軸位置（つまり、焦点位置Ｐ０）を求める。例えば、制御部５０は複数のＺ軸位置にそれぞれ対応した複数の焦点評価値に基づいて、最小二乗法などの近似手法により、近似曲線Ｇ１を算出する。そして、制御部５０は近似曲線Ｇ１において焦点評価値が最大値ＦｍａｘとなるときのＺ軸位置を焦点位置Ｐ０として算出する。

【0074】

次に、制御部５０は焦点位置Ｐ０における投影像幅ＬＷを求める。まず、制御部５０は撮像画像ＩＭ１ごとに投影像幅を求める。これにより、複数のＺ軸位置にそれぞれ対応した複数の投影像幅を得ることができる。次に、制御部５０は複数のＺ軸位置および複数の投影像幅に基づいて、最小二乗法などの近似手法により、近似曲線Ｇ２を算出する。そして、制御部５０は近似曲線Ｇ２と焦点位置Ｐ０とに基づいて、焦点位置Ｐ０における投影像幅ＬＷを算出する。

【0075】

次に、制御部５０はマスク特性（ここでは投影像幅ＬＷ）に基づいてフォトマスク８０の良否を判定する（ステップＳ４）。例えば、制御部５０は、投影像幅ＬＷと目標幅との差が所定の幅許容値以下であるか否かを判定し、該差が幅許容値よりも大きいときに、フォトマスク８０は不良品であると判定する。幅許容値は例えば予め設定され、記憶部に記憶される。

【0076】

＜実施の形態における効果＞
以上のように、フォトマスク検査装置１によれば、照明部１０は、露光装置１０００の光に模した光Ｌ２を出射しており、また、フォトマスク検査装置１のシグマが露光装置１０００のシグマと同じに設定される。これにより、露光装置１０００における基板Ｗ上の光（投影像）を、イメージセンサ２５の受光面で疑似的に再現することができる。このため、フォトマスク検査装置１は、基板Ｗ上の投影像に基づいて、フォトマスク８０の良否を判定することができる。

【0077】

しかも、フォトマスク検査装置１によれば、混合部１４が、互いに異なるピーク波長を有する複数の光Ｌ１を混合する。そして、照明部１０がその混合光である光Ｌ２を、フォトマスク８０に照射し、フォトマスク８０を透過した光Ｌ２がイメージセンサ２５の受光面に入射する。よって、撮像画像ＩＭ１には、複数のピーク波長を有する光Ｌ２によるフォトマスク８０の投影像が含まれる。つまり、一度の撮像により、複数のピーク波長を有する光Ｌ２による投影像を含んだ撮像画像ＩＭ１を得ることができる。

【0078】

このため、特許文献１のように、互いに異なるピーク波長を有する光を順次に照射して得られた複数の撮像画像を合成する必要がない。よって、特許文献１とは異なって、撮像画像ＩＭ１においてピーク波長ごとの位置ばらつきが原理的に生じない。したがって、制御部５０は高い精度で投影像幅を算出することができ、より高い検査精度でフォトマスク８０を検査することができる。

【0079】

しかも、フォトマスク検査装置１によれば、各光源１２が単一の半導体発光素子１２１を含んでいる。このため、特許文献２のようなダイオードアレイでの波長または位相のばらつきが原理的に生じず、各光源１２はよりコヒーレントな光Ｌ１を出射することができる。よって、露光装置１０００における回折現象と同等な回折現象を、フォトマスク８０を透過する光Ｌ２に生じさせることができる。したがって、制御部５０はより高い検査精度でフォトマスク８０を検査することができる。

【0080】

また、単一の半導体発光素子１２１を含む光源１２には、出射方向のばらつきも原理的に生じないので、ライトガイド１６に入射する光のばらつきも抑制することができる。これによっても、制御部５０はより高い検査精度でフォトマスク８０を検査することができる。しかも、光源１２の信頼性も高い。

【0081】

＜マスク特性：欠陥輝度＞
上述の例では、マスク特性として投影像幅を採用して、検査方法を説明した。しかしながら、マスク特性として、欠陥輝度を採用してもよい。図１０は、欠陥Ｄ１を含む撮像画像ＩＭ１の一例を概略的に示す図である。図１０では、欠陥Ｄ１は、フォトマスク８０に形成された遮光膜の欠陥である。具体的には、欠陥Ｄ１は、遮光膜が適切に形成されずに光Ｌ２が透過した欠陥であり、白欠陥とも呼ばれる。

【0082】

ここでは、欠陥Ｄ１の輝度値を求める。以下では、欠陥Ｄ１の輝度値を欠陥輝度とも呼ぶ。この欠陥輝度も保持部９０のＺ軸方向の位置によって変動するので、制御部５０は、投影像幅と同様に、複数の撮像画像ＩＭ１に基づいて欠陥輝度を求めるとよい。

【0083】

具体的には、ステップＳ３において、まず、制御部５０は欠陥輝度および焦点評価値を撮像画像ＩＭ１ごとに求める。これにより、複数のＺ軸位置にそれぞれ対応した複数の欠陥輝度、および、複数のＺ軸位置にそれぞれ対応した複数の焦点評価値を得ることができる。図１１は、Ｚ軸位置と焦点評価値との関係、および、Ｚ軸位置と欠陥輝度との関係を示すグラフである。図１１の例では、近似曲線Ｇ１および近似曲線Ｇ３も示されている。近似曲線Ｇ３は、Ｚ軸位置と欠陥輝度とのプロット点に基づいて算出される。

【0084】

制御部５０は上記と同様に、近似曲線Ｇ１に基づいて焦点評価値が最大値Ｆｍａｘとなる焦点位置Ｐ０を求める。次に、制御部５０は複数のＺ軸位置および複数の欠陥輝度に基づいて、最小二乗法などの近似手法により、近似曲線Ｇ３を算出する。そして、制御部５０は近似曲線Ｇ３と焦点位置Ｐ０とに基づいて、焦点位置Ｐ０における欠陥輝度ＤＬを算出する。

【0085】

次に、ステップＳ４にて、制御部５０はマスク特性（ここでは欠陥輝度ＤＬ）に基づいてフォトマスク８０の良否を判定する。例えば、制御部５０は、欠陥輝度ＤＬが所定の欠陥許容値以下であるか否かを判定し、欠陥輝度ＤＬが欠陥許容値よりも大きいときに、フォトマスク８０は不良品であると判定する。

【0086】

以上のように、フォトマスク検査装置１は欠陥Ｄ１の輝度値に基づいてフォトマスク８０の良否を判定することができる。なお、上述の例では、欠陥Ｄ１として白欠陥を採用して説明したが、欠陥Ｄ１として例えば黒欠陥などの種々の欠陥を採用することもできる。

【0087】

＜露光装置１０００における投影像のばらつき＞
フォトマスク検査装置１は、露光装置１０００における基板Ｗ上のパターン状の光の輝度分布（投影像）を、イメージセンサ２５の受光面に疑似的に再現する。つまり、フォトマスク検査装置１において焦点ずれが生じたときの撮像画像ＩＭ１は、露光装置１０００において同様の焦点ずれが生じたときの基板Ｗ上の投影像に相当する。このため、焦点ずれに起因した基板Ｗ上の投影像のばらつきを、フォトマスク検査装置１で評価することもできる。

【0088】

例えば、図９のＺ軸位置と投影像幅との関係は、露光装置１０００におけるＺ軸位置と投影像幅との関係とみなすことができる。つまり、露光装置１０００において、対物レンズ１２１０に対するフォトマスク８０の位置（Ｚ軸位置）と、基板Ｗ上の投影像幅との関係は、図９の関係に相当する。

【0089】

露光装置１０００の機械誤差等によって生じ得る焦点ずれ量ΔＺ（最大値）は、予め求めることができるので、露光装置１０００において生じる投影像幅のばらつきを、図９の関係に基づいて求めることができる。焦点ずれ量ΔＺは例えば予め設定されて、記憶部に記憶されてもよく、あるいは、ユーザが不図示の入力デバイス（例えばキーボードもしくはマウス）を用いて焦点ずれ量ΔＺを入力してもよい。

【0090】

制御部５０は、焦点位置Ｐ０から－Ｚ側に焦点ずれ量ΔＺだけずれた位置と、焦点位置Ｐ０から＋Ｚ側に焦点ずれ量ΔＺだけずれた位置との間の範囲における、投影像幅の最大値ＬＷｍａｘと最小値ＬＷｍｉｎとを、近似曲線Ｇ２に基づいて算出する。この最小値ＬＷｍｉｎから最大値ＬＷｍａｘまでの範囲が、露光装置１０００において生じる投影像幅のばらつきに相当する。

【0091】

制御部５０は投影像幅の最小値ＬＷｍｉｎおよび最大値ＬＷｍａｘに基づいて、フォトマスク８０の良否を判定してもよい。具体的には、制御部５０は最小値ＬＷｍｉｎが基板Ｗ上の投影像幅のばらつきの許容下限値以上であるか否か、および、最大値ＬＷｍａｘが許容上限値以下であるか否かを判定する。制御部５０は、最小値ＬＷｍｉｎが許容下限値未満であるとき、および／または、最大値ＬＷｍａｘが許容上限値よりも大きいときに、フォトマスク８０が不良品であると判定する。

【0092】

同様に、制御部５０は、焦点ずれ量ΔＺに起因した欠陥輝度のばらつきを算出してもよい。具体的には、制御部５０は、焦点位置Ｐ０から－Ｚ側に焦点ずれ量ΔＺだけずれた位置と、焦点位置Ｐ０から＋Ｚ側に焦点ずれ量ΔＺだけずれた位置との間の範囲における、欠陥輝度の最大値ＤＬｍａｘと最小値ＤＬｍｉｎとを、近似曲線Ｇ３に基づいて算出する（図１１も参照）。この最小値ＤＬｍｉｎから最大値ＤＬｍａｘまでの範囲が、露光装置１０００において生じる欠陥輝度のばらつきに相当する。

【0093】

制御部５０は、欠陥輝度の最大値ＤＬｍａｘに基づいて、フォトマスク８０の良否を判定してもよい。具体的には、制御部５０は、最大値ＤＬｍａｘが欠陥許容値以下であるか否かを判定する。制御部５０は、最大値ＤＬｍａｘが欠陥許容値よりも大きいときに、フォトマスク８０が不良品であると判定してもよい。

【0094】

ここで、課題を解決するための手段の欄における用語と、発明を実施するための形態の欄における用語を対応付けておく。第１光源は光源１２ａ～１２ｃのいずれか一つに相当し、第２光源は光源１２ａ～１２ｃのうち第１光源とは異なる一つに相当する。第１半導体発光素子は、第１光源に属する半導体発光素子１２１に相当し、第２半導体発光素子は、第２光源に属する半導体発光素子１２１に相当する。第１光は、第１半導体発光素子が出射する光Ｌ１に相当し、第２光は、第２半導体発光素子が出射する光Ｌ１に相当する。

【0095】

以上のように、フォトマスク検査装置１は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この開示がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない多数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

【符号の説明】

【0096】

１ フォトマスク検査装置
１０ 照明部
１２，１２ａ～１２ｃ 第１光源、第２光源（光源）
１２１ 第１半導体発光素子、第２半導体発光素子
１４ 混合部
１７ 照明光学系
２１ 結像光学系
２２ 対物レンズ
２５ イメージセンサ
５０ 演算処理部（制御部）
８０ フォトマスク
９０ 保持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】