マスク欠陥検査装置およびマスク欠陥検査方法
【目的】マスク面上のパターン領域と非パターン領域の間に段差があるマスクであっても、効率的に検査可能なマスク欠陥検査装置およびこれを用いたマスク欠陥検査方法を提供する。
【構成】マスク面に対するフォーカス合わせを行うフォーカス合わせ機構と、パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向上の検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出する第１のフォーカス検出部および第２のフォーカス検出部と、第１および第２の箇所が、パターン領域と非パターン領域とのいずれに位置するかを判定する判定部と、判定部の判定結果に基づき、フォーカス合わせ機構に対しフォーカス合わせ方法を指示するフォーカス合わせ方法指示部と、を有することを特徴とするマスク欠陥検査装置およびこれを用いたマスク欠陥検査方法。
【構成】マスク面に対するフォーカス合わせを行うフォーカス合わせ機構と、パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向上の検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出する第１のフォーカス検出部および第２のフォーカス検出部と、第１および第２の箇所が、パターン領域と非パターン領域とのいずれに位置するかを判定する判定部と、判定部の判定結果に基づき、フォーカス合わせ機構に対しフォーカス合わせ方法を指示するフォーカス合わせ方法指示部と、を有することを特徴とするマスク欠陥検査装置およびこれを用いたマスク欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターンが形成されたマスクの欠陥を検査するマスク欠陥検査装置およびマスク欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体パターンの微細化は著しく進んでいる。半導体は、一般的にマスクに描画されたパターンをウェハに縮小投影する形で製造される。そのため、半導体の微細加工には縮小投影光学系における回折の影響による限界がある。
【０００３】
縮小光学系が対応できる最小パターンサイズは使用する光の波長に比例するため、半導体露光装置の光源の短波長化は１９３ｎｍまで進んでいる。しかし、これ以上の短波長化は、対応できる硝材がほとんどなくなるため、次世代露光装置では真空中の反射光学系で構成される極紫外線（ＥＵＶ光）を使ったものまで一気に進むと考えられている。
【０００４】
もっとも、この装置は解決すべき課題も多く、また非常にコスト高である。このため、その代案の１つとしてインプリント・リソグラフィが検討されている。
【０００５】
インプリント・リソグラフィの原理は、半導体パターンと同サイズのパターンが彫られたガラスマスクをインプリント・レジストに押し付け、レジストを紫外線硬化させた後マスクを剥がす、いわば判子の原理である。そのため、インプリント・リソグラフィ用のマスクは、特許文献１にあるように、パターン領域が周辺の非パターン領域より突出した凸形状を持っている。
【０００６】
インプリント・リソグラフィ用のマスクをマスク欠陥検査装置で検査する場合、以下のような問題が発生する。一般に、マスク欠陥検査装置は、リニア・サーペンタイン動作で検査領域をスキャンする。検査の対象となるパターン領域は、凸形状の端のぎりぎりまでパターンが形成されている。このため、マスク走行時に数十ミクロンから数百ミクロンある非パターン領域との段差でマスク面に対する大幅なデフォーカスが生じてしまう。
【０００７】
この問題に対する対策としては、各マスク走行をフォーカスがマスク面のパターン領域に合った箇所から外れる箇所まで行い、次に逆方向にも同様の検査を行い検査の重なった領域をデジタル処理で融合するいわゆる往復型スキャンがある。しかし、往復型スキャンは通常のリニア・サーペンタイン型スキャンに比べて検査時間が長くなるため好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２３１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、マスク面上のパターン領域と非パターン領域の間に段差があるマスクであっても、効率的に検査可能なマスク欠陥検査装置およびマスク欠陥検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様のマスク欠陥検査装置は、パターンが形成されたパターン領域と、パターン領域を囲みパターンが形成されない非パターン領域とを有するマスク上に、光を照射して得られるパターン画像を用いてマスク上の欠陥を検査するマスク欠陥検査装置であって、マスク面に対するフォーカス合わせを行うフォーカス合わせ機構と、パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向上の検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出する第１のフォーカス検出部および第２のフォーカス検出部と、第１および第２の箇所が、パターン領域と非パターン領域とのいずれに位置するかを判定する判定部と、判定部の判定結果に基づき、フォーカス合わせ機構に対しフォーカス合わせ方法を指示するフォーカス合わせ方法指示部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記態様のマスク欠陥検査装置において、フォーカス合わせ方法指示部が、判定部により第１および第２の箇所のうちパターン領域上に位置すると判定された箇所のフォーカスを検出する検出部のフォーカス検出結果に基づき、フォーカス合わせを行うよう指示することが望ましい。
【００１２】
上記態様のマスク欠陥検査装置において、判定部が、第１および第２のフォーカス検出部によって検出されるフォーカス検出結果により判定することが望ましい。
【００１３】
上記態様のマスク欠陥検査装置において、判定部が、第１および第２の箇所の両方がパターン領域上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部が、第１および第２のフォーカス検出部のフォーカス検出結果の平均に基づき、フォーカス合わせを行うよう指示することが望ましい。
【００１４】
本発明の一態様のマスク欠陥検査方法は、パターンが形成されたパターン領域と、パターン領域を囲みパターンが形成されない非パターン領域とを有するマスク上に、光を照射して得られるパターン画像を用いてマスク上の欠陥を検査するマスク欠陥検査方法であって、パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向上の検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出し、第１および第２の箇所が、パターン領域と非パターン領域のいずれに位置するかを判定し、判定される結果に基づき、検査視野内のマスク面に対するフォーカス合わせ方法を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、マスク面上のパターン領域と非パターン領域の間に段差があるマスクであっても、効率的に検査可能なマスク欠陥検査装置およびマスク欠陥検査方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態の要部の構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施の形態のマスク欠陥検査装置の全体構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態のマスク欠陥検査装置における検査の説明図である。
【図４】第１の実施の形態のマスク欠陥検査装置の被測定試料となるインプリント・リソグラフィ用のマスクの説明図である。
【図５】第１の実施の形態のマスク欠陥検査方法を示す図である。
【図６】第３の実施の形態の要部の構成を示す模式図である。
【図７】第４の実施の形態の要部の構成を示す模式図である。
【図８】第５の実施の形態の要部の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
なお、本明細書中、「マスク面」とは、マスクのパターンが形成された側の面を意味するものとする。
【００１９】
（第１の実施の形態）
本実施の形態のマスク検査装置は、パターンが形成されたパターン領域と、パターン領域を囲みパターンが形成されない非パターン領域とを有するマスク上に、光を照射して得られるパターン画像を用いてマスク上の欠陥を検査するマスク欠陥検査装置である。そして、マスク面に対するフォーカス合わせを行うフォーカス合わせ機構と、パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向上の検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出する第１のフォーカス検出部および第２のフォーカス検出部と、第１および第２の箇所が、パターン領域と非パターン領域とのいずれに位置するかを判定する判定部と、判定部の判定結果に基づき、フォーカス合わせ機構に対しフォーカス合わせ方法を指示するフォーカス合わせ方法指示部と、を有する。
【００２０】
本実施の形態のマスク検査装置は、少なくとも検査視野走査方向の前後の２箇所に２つのフォーカス検出部を備える。そして、常にマスク面の非パターン領域に位置する箇所のフォーカスを検出するフォーカス検出部は用いずに、パターン領域に位置する箇所のフォーカスを検出するフォーカス検出部だけを用いて検査視野内のマスク面に対するフォーカス合わせを行うことを可能にする。
【００２１】
このため、マスク面上のパターン領域と非パターン領域の間に段差があるマスクであっても、段差の影響でフォーカス合わせ機構が無駄な動作をすることがなくなり、その動作に伴うタイムラグもなくなるため、効率的に検査することが可能となる。
【００２２】
以下、マスク面上のパターン領域と非パターン領域の間に段差があるマスクとしてインプリント・リソグラフィ用のマスクを例に説明する。
【００２３】
図２は、本実施の形態のマスク欠陥検査装置の全体構成を示す図である。図３は、本実施の形態のマスク欠陥検査装置における検査の説明図である。
【００２４】
図２に示す、マスク欠陥検査装置１００においては、被測定試料であるマスク１０１に形成されたパターンにおける被検査領域が、図３に示されるように、仮想的に幅Ｗの短冊状の検査ストライプに分割されている。そして、この分割された検査ストライプが連続的に操作されるように、図２に示すＸＹθテーブル１０２上にマスク１０１を搭載し、ステージをＸ軸方向に連続移動させながら検査が実行される。１つのストライプ検査が終了したら、隣のストライプを観察するためにＹ軸方向にステップ移動が行われる。この動作を続けることにより、本実施の形態では、リニア・サーペンタイン型スキャンが行われる。
【００２５】
マスク１０１は、オートローダ１３０とオートローダ制御回路１１３を用いて、ＸＹθテーブル１０２の上に載置されるが、テーブルの走行軸に対してパターンが平行になっているとは限らない。そのため、走行軸に平行に搭載できるようにθステージの上に固定される場合が多い。上記のＸＹθテーブル１０２の制御は、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータとテーブル制御回路１１４を用いて行われる。
【００２６】
マスク１０１に形成されたパターンには、適切な光源１０３から発せられた光が照明光学系１７０によって照射される。マスク表面で反射した光は拡大光学系１０４を介して、検査用撮像手段であるフォトダイオードアレイ１０５に入射される。フォトダイオードアレイ１０５の上には、図３に示す仮想的に分割されたパターンの短冊状領域の一部が拡大され、光学画像として結像される。結像状態を良好に保つためにマスク面でのデフォーカスが最小に抑えられるよう、オートフォーカス制御回路１４２によりオートフォーカス制御されている。
【００２７】
フォトダイオードアレイ１０５上に結像したパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路１０６によりＡ／Ｄ変換される。このセンサ回路１０６から出力された測定画像データは、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上のマスク１０１の位置を示すデータと共に比較回路１０８に送られる。
【００２８】
一方、マスク１０１のパターン形成時に用いた設計データは、磁気ディスク１０９から制御計算機１１０を介して展開回路１４０に読み出される。展開回路１４０では、読み出された設計データが、２値または多値の設計画像データに変換され、この設計画像データが参照回路１４４に送られる。参照回路１４４は、送られてきた図形の設計画像データに対して適切なフィルタ処理を施す。
【００２９】
このフィルタ処理は、センサ回路１０６から得られた測定パターンデータには、拡大光学系１０４の解像特性やフォトダイオードアレイ１０５のアパーチャ効果等によってフィルタが作用した状態になるため、設計画像データにもフィルタ処理を施して、測定画像データに合わせるために行われる。比較回路１０８は、測定画像データと適切なフィルタ処理が施された設計画像データとを適切なアルゴリズムにしたがって比較し、一致しない場合には欠陥有りと判定する。
【００３０】
このように、被検査試料であるマスク表面に形成されたパターンに存在する欠陥や異物を検査する本実施の形態のマスク検査装置では、高分解能顕微鏡と同様の光学系を用いてマスクパターン像を形成し、例えば、上記のフォトダイオードアレイのようなＣＣＤカメラや、あるいはラインセンサ等の撮像素子によって画像情報として取得し、別に取得あるいは形成した基準画像との比較を行ってパターン内の欠陥や異物を見つけるようになっている。
【００３１】
なお、ここでは欠陥検出のために設計画像データと測定画像データを比較するマスク欠陥検査装置について説明したが、測定画像データ同士を比較するマスク欠陥検査装置であってもかまわない。
【００３２】
また、ここでは照明光学系として反射検査のための反射照明光学系のみを有するマスク欠陥検査装置について説明したが、透過検査のための透過照明光学系をさらに有するマスク欠陥検査装置であってもかまわない。
【００３３】
図４は、本実施の形態のマスク欠陥検査装置の被測定試料となるインプリント・リソグラフィ用のマスクの説明図である。図４（ａ）が上面図、図４（ｂ）が図４（ａ）のＡＡ断面図である。
【００３４】
インプリント・リソグラフィ用のマスク１０には、パターン領域１２と非パターン領域１４が存在し、パターン領域１２は、非パターン領域１４から、数十ミクロンから数百ミクロン出っ張って形成されている。また、パターン領域には表面の凹凸によりパターンが形成されている。
【００３５】
図１は、本実施の形態の要部の構成を示す模式図である。図１（ａ）はマスクの断面を含む模式図、図１（ｂ）はフォーカス検出部のフォーカス検出位置の説明図である。
【００３６】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態のマスク欠陥検査装置は、ＸＹθテーブル１０２上に載置されるインプリント・リソグラフィ用のマスク１０を検査する。図１（ａ）では、マスク１０のパターン面（またはマスク面）が上側にくるように図示している。すなわち、検査光は図の上方からマスク面に照射される。
【００３７】
本実施の形態のマスク欠陥検査装置は、マスク面に対するフォーカス合わせを行うフォーカス合わせ機構２２を備えている。フォーカス合わせ機構２２は、マスク面におけるフォーカスまたはデフォーカス量の検出結果に基づき、例えば、図１（ａ）中黒矢印で示すように、ＸＹθテーブル１０を上下移動させることによりフォーカス合わせを行う。いわゆる、フォーカスサーボ処理が行われることになる。
【００３８】
これにより、フォトダイオードアレイに結像されるマスク面のパターン画像の結像状態を良好に保つことが可能となる。図２に示すオートフォーカス回路１４２は、フォーカス合わせ機構２２の一構成要素である。なお、フォーカス合わせは、必ずしも、ＸＹθテーブル１０の上下移動に限らず、例えば、対物レンズやフォーカス補正用の光学レンズ等を移動させることで行うものであってもかまわない。
【００３９】
そして、パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向（図１中白矢印）上の検査視野２０を挟む２箇所、第１の箇所Ｐ１、第２の箇所Ｐ２のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出する第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６を備えている。第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６は、パターン領域が合焦点位置となるよう調整されている。
【００４０】
第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６は、検査視野２０を挟む２箇所、すなわち、第１の箇所Ｐ１、第２の箇所Ｐ２のマスク面におけるフォーカスを検出しうる構成であれば特に限定されるものではない。例えば、マスク面と共役の位置に配置される検査視野用のスリットにパターンを設け、このパターンの光強度をパターン画像取得用のフォトダイオードアレイと別個のセンサでモニタすることでデフォーカス量を検出することが可能である。あるいは、検査光とは別個のフォーカス測定用光学系を用いてもかまわない。
【００４１】
さらに、第１の箇所Ｐ１および第２の箇所Ｐ２が、パターン領域１２と非パターン領域１４とのいずれに位置するかを判定する判定部２８を備えている。
【００４２】
そして、判定部２８の判定結果に基づき、フォーカス合わせ機構２２に対しフォーカス合わせ方法を指示するフォーカス合わせ方法指示部３０を備えている。
【００４３】
本実施の形態においては、判定部２８は、第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６により検出するフォーカスにより、第１の箇所Ｐ１および第２の箇所Ｐ２が、パターン領域１２と非パターン領域１４とのいずれに位置するかを判定する。例えば、第１のフォーカス検出部２４または第２のフォーカス検出部２６で検出されるパターン領域からのデフォーカス量が所定の閾値を超えるような場合、その箇所は非パターン領域に位置すると判定する。
【００４４】
フォーカス合わせ方法指示部３０では、判定部２８の判定結果に基づき、フォーカス合わせ機構２２に対しフォーカス合わせ方法を指示する。例えば、判定部２８により、第１の箇所Ｐ１および第２の箇所Ｐ２のうちパターン領域１２上に位置すると判定された箇所のフォーカスを検出する検出部のフォーカス検出結果に基づき、フォーカス合わせを行うよう指示するよう構成される。
【００４５】
例えば、第１のフォーカス検出部２４または第２のフォーカス検出部２６のいずれか一方で検出されるデフォーカス量が所定の閾値を超え非パターン領域にあると判定され、他方で検出されるデフォーカス量が所定の閾値内にありパターン領域にあると判定されるとする。このような場合に、フォーカス合わせ方法指示部３０がパターン領域にあると判定された方のフォーカス検出部で検出されるフォーカスを用いて、フォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示するよう構成される。
【００４６】
また、本実施の形態においては、判定部２８が、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２の両方がパターン領域１２上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部３０が、第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６のフォーカス検出結果の平均、例えば、検出されるデフォーカス量の平均値を用いてフォーカス合わせ機構２２がフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示するよう構成されている。
【００４７】
なお、判定部２８およびフォーカス合わせ方法指示部３０は、例えば、ＣＰＵや回路基板等のハードウェアまたはハードウェアとプログラム等のソウトウェアとの組み合わせで構成される。
【００４８】
図５は、本実施の形態のマスク欠陥検査方法を示す図である。本実施の形態のマスク欠陥検査方法は、パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向上の検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出し、第１および第２の箇所が、パターン領域と非パターン領域のいずれに位置するかを判定し、判定される結果に基づき、マスク面に対するフォーカス合わせ方法を変更する。
【００４９】
マスク１０の検査は、スキャン経路３２のように、検査視野２０がマスク面上をリニア・サーペンタイン動作で走査してパターン画像を取得していく。
【００５０】
まず、パターン画像の取り込み時に、第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６で検出される第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２のデフォーカス量の平均値を用いてフォーカス合わせ機構２２が検査視野２０内のマスク面に対するフォーカス合わせを行う。検査視野２０の走査が進み、Ｐ１がパターン領域１２をはずれ非パターン領域１４に入り、検出されるデフォーカス量が所定の閾値を超えた場合、判定部２８が、Ｐ１が非パターン領域に入ったと判定する。すると、フォーカス合わせ方法指示部３０がフォーカス合わせ方法の変更を指示する。具体的には、第２のフォーカス検出部２６で検出されるＰ２のフォーカス検出結果を用いて、フォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００５１】
閾値は、あらかじめパターン領域１２と非パターン領域１４の段差の大きさ等を考慮して、フォーカス検出部の検出位置が非パターン領域１４に入ったことを判定部２８で識別できるよう設定される。
【００５２】
その後、逆方向の走査に入り、Ｐ１が非パターン領域１４からパターン領域１２に入り、第１のフォーカス検出部２４で検出されるデフォーカス量が許容範囲、すなわち、閾値内に入ったことが確認されると、フォーカス合わせ方法指示部３０が第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６で検出されるデフォーカス量の平均値を用いてフォーカス合わせ機構２２がフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２にフォーカス合わせ方法の変更を指示する。
【００５３】
本実施の形態のマスク欠陥検査装置およびマスク欠陥検査方法によれば、パターン領域１２に対して大きな高低差のある非パターン領域１４から得られるフォーカス情報を用いることなく、パターン領域１２から得られるフォーカス情報のみでマスク面のフォーカス合わせが行われる。したがって、リニア・サーペンタイン動作の走査においても、マスクの段差の影響でフォーカス合わせ機構が無駄な動作、例えば、非パターン領域１４にフォーカスを合わせるためのフォーカスサーボ処理、あるいは、非パターン領域１４に合わせたフォーカスをフォーカスサーボ処理により再度パターン領域１２に合わせなおすための待機等で生ずるタイムラグがなくなり、効率的に検査することが可能となる。
【００５４】
また、本実施の形態では、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２が検査視野２０外に設けられるため、検査視野２０全体が非パターン領域１４にはみ出るリニア・サーペンタイン動作であっても、有効に作用する。
【００５５】
（第２の実施の形態）
本実施の形態は、判定部が、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２の両方がパターン領域上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部が、検査視野の走査方向の後方に位置するフォーカス検出部のみを用いるよう指示すること以外は、第１の実施の形態と同様である。したがって、第１の実施の形態と重複する内容の記載は省略する。
【００５６】
本実施の形態では、図１および図５において、判定部２８が、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２の両方がパターン領域１２上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部３０が、検査視野２０に対して走査方向の後方に位置するフォーカス検出部である第２のフォーカス検出部２６で検出される結果のみを用いて、フォーカス合わせ機構２２が検査視野２０内のマスク面に対するフォーカス合わせを行う。
【００５７】
その後、逆方向の走査に入り、Ｐ１が非パターン領域１４からパターン領域１２に入り、第１のフォーカス検出部２４で検出されるデフォーカス量が許容範囲、すなわち、閾値内に入ったことが確認されると、フォーカス合わせ方法指示部３０が第１のフォーカス検出部２４で検出される結果のみを用いてフォーカス合わせ機構２２がフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２にフォーカス合わせ方法の変更を指示する。
【００５８】
本実施の形態によれば、検査視野の走査方向の前方に位置するフォーカス検出部が、パターン領域から非パターン領域に入る瞬間には、検査視野に対して走査方向の後方に位置するフォーカス検出部でフォーカス合わせが行われている。したがって、第１の実施の形態のように、フォーカス合わせ方法を短い時間で変更する要請がなくなり、より簡便な機構で効率的に検査することが可能となる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
本実施の形態は、判定部が、第１および第２のフォーカス検出部によって検出されるフォーカスにより判定することにかえて、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２のマスク面上の位置座標をモニタすることで判定すること以外は、第１の実施の形態と同様である。したがって、第１の実施の形態と重複する内容の記載は省略する。
【００６０】
図６は、本実施の形態の要部の構成を示す模式図である。判定部２８は、例えば、測定されるＸＹθステージのＸＹ位置と、あらかじめ入力されるマスク１０のパターン領域と非パターン領域との境界位置とから、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２がパターン領域と非パターン領域とのいずれに位置するかを判定する。
【００６１】
本実施の形態によれば、フォーカス検出部の検出結果による判定より簡易な構成で判定が可能である。また、例えば、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２と、パターン領域と非パターン領域との境界位置までの距離も判定する構成とすることで、実際に、第１または第２の箇所Ｐ１、Ｐ２が非パターン領域に入る前に、フォーカス合わせ方法を変更することも可能になる。
【００６２】
（第４の実施の形態）
本実施の形態は、検査視野内のマスク面におけるフォーカスを検出する第３のフォーカス検出部をさらに有する点、および、判定部が第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２の両方がパターン領域上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部が、第３のフォーカス検出部の検出結果のみを用いるよう指示すること以外は、第１の実施の形態と同様である。したがって、第１の実施の形態と重複する内容の記載は省略する。
【００６３】
図７は、本実施の形態の要部の構成を示す模式図である。図７（ａ）はマスクの断面を含む模式図、図７（ｂ）はフォーカス検出部のフォーカス検出位置の説明図である。
【００６４】
本実施の形態のマスク欠陥検査装置は、検査視野２０内のマスク面の第３の箇所Ｐ３におけるフォーカスを検出する第３のフォーカス検出部４０を備えている。
【００６５】
本実施の形態では判定部２８が、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２の両方がパターン領域１２上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部３０が、第３のフォーカス検出部４０で検出される結果のみを用いて、検査視野２０内のマスク面に対するフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００６６】
そして、判定部２８が第１の箇所Ｐ１が非パターン領域に入ったと判定した場合、フォーカス合わせ方法指示部３０が、検査視野２０の走査方向の後方に位置するフォーカス検出部である第２のフォーカス検出部２６で検出される結果のみを用いて、フォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００６７】
その後、逆方向の走査に入り、Ｐ１が非パターン領域１４からパターン領域１２に入ったと判定部２８が判定すると、再度、フォーカス合わせ方法指示部３０が、第３のフォーカス検出部４０で検出される結果のみを用いて、検査視野２０内のマスク面に対するフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００６８】
本実施の形態によれば、パターン領域１２と非パターン領域１４との境界近傍以外では、検査視野２０内の第３の箇所Ｐ３でフォーカス合わせが行われる。したがって、より精度の高いフォーカス合わせの実現が期待される。
【００６９】
（第５の実施の形態）
本実施の形態は、検査視野極近傍のマスク面におけるフォーカスを検出する第４のフォーカス検出部と第５のフォーカス検出部を有する点で、第１の実施の形態と異なっている。以下、第１の実施の形態と重複する内容の記載は省略する。
【００７０】
図８は、本実施の形態の要部の構成を示す模式図である。図８（ａ）はマスクの断面を含む模式図、図８（ｂ）はフォーカス検出部のフォーカス検出位置の説明図である。
【００７１】
本実施の形態のマスク欠陥検査装置は、検査視野２０極近傍のマスク面の第４の箇所Ｐ４におけるフォーカスを検出する第４のフォーカス検出部４２と、検査視野２０極近傍のマスク面の第５の箇所Ｐ５におけるフォーカスを検出する第５のフォーカス検出部４４とを備えている。
【００７２】
本実施の形態では判定部２８が、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２の両方がパターン領域１２上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部３０が、第４のフォーカス検出部４２および第５のフォーカス検出部４４のフォーカス検出結果の平均、例えば、デフォーカス量の平均値を用いてフォーカス合わせ機構２２がフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００７３】
そして、検査視野２０の走査が進み、判定部２８が第１の箇所Ｐ１が非パターン領域に入ったと判定した場合、フォーカス合わせ方法指示部３０が、フォーカス合わせ方法の変更を指示する。具体的には、第５のフォーカス検出部４４で検出されるＰ５のフォーカス検出結果を用いて、フォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００７４】
その後、逆方向の走査に入り、Ｐ１が非パターン領域１４からパターン領域１２に入ったと判定部２８が判定すると、再度、フォーカス合わせ方法指示部３０が、第４のフォーカス検出部４２および第５のフォーカス検出部４４のフォーカス検出結果の平均、例えば、デフォーカス量の平均値を用いてフォーカス合わせ機構２２がフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００７５】
本実施の形態によれば、検査視野２０の極近傍の第４の箇所Ｐ４または第５の箇所Ｐ５でフォーカス合わせが行われる。したがって、より精度の高いフォーカス合わせの実現が期待される。
【００７６】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００７７】
例えば、被検査試料としてインプリント・リソグラフィ用のマスクを例に説明したが、パターン領域と非パターン領域との間に段差を有するマスクであれば、その他のマスクにも本発明を適用することが可能である。
【００７８】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマスク欠陥検査装置およびマスク欠陥検査方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７９】
１０ マスク
１２ パターン領域
１４ 非パターン領域
２０ 検査視野
２２ フォーカス合わせ機構
２４ 第１のフォーカス検出部
２６ 第２のフォーカス検出部
２８ 判定部
３０ フォーカス合わせ方法指示部
１００ マスク欠陥検査装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターンが形成されたマスクの欠陥を検査するマスク欠陥検査装置およびマスク欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体パターンの微細化は著しく進んでいる。半導体は、一般的にマスクに描画されたパターンをウェハに縮小投影する形で製造される。そのため、半導体の微細加工には縮小投影光学系における回折の影響による限界がある。
【０００３】
縮小光学系が対応できる最小パターンサイズは使用する光の波長に比例するため、半導体露光装置の光源の短波長化は１９３ｎｍまで進んでいる。しかし、これ以上の短波長化は、対応できる硝材がほとんどなくなるため、次世代露光装置では真空中の反射光学系で構成される極紫外線（ＥＵＶ光）を使ったものまで一気に進むと考えられている。
【０００４】
もっとも、この装置は解決すべき課題も多く、また非常にコスト高である。このため、その代案の１つとしてインプリント・リソグラフィが検討されている。
【０００５】
インプリント・リソグラフィの原理は、半導体パターンと同サイズのパターンが彫られたガラスマスクをインプリント・レジストに押し付け、レジストを紫外線硬化させた後マスクを剥がす、いわば判子の原理である。そのため、インプリント・リソグラフィ用のマスクは、特許文献１にあるように、パターン領域が周辺の非パターン領域より突出した凸形状を持っている。
【０００６】
インプリント・リソグラフィ用のマスクをマスク欠陥検査装置で検査する場合、以下のような問題が発生する。一般に、マスク欠陥検査装置は、リニア・サーペンタイン動作で検査領域をスキャンする。検査の対象となるパターン領域は、凸形状の端のぎりぎりまでパターンが形成されている。このため、マスク走行時に数十ミクロンから数百ミクロンある非パターン領域との段差でマスク面に対する大幅なデフォーカスが生じてしまう。
【０００７】
この問題に対する対策としては、各マスク走行をフォーカスがマスク面のパターン領域に合った箇所から外れる箇所まで行い、次に逆方向にも同様の検査を行い検査の重なった領域をデジタル処理で融合するいわゆる往復型スキャンがある。しかし、往復型スキャンは通常のリニア・サーペンタイン型スキャンに比べて検査時間が長くなるため好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２３１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、マスク面上のパターン領域と非パターン領域の間に段差があるマスクであっても、効率的に検査可能なマスク欠陥検査装置およびマスク欠陥検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様のマスク欠陥検査装置は、パターンが形成されたパターン領域と、パターン領域を囲みパターンが形成されない非パターン領域とを有するマスク上に、光を照射して得られるパターン画像を用いてマスク上の欠陥を検査するマスク欠陥検査装置であって、マスク面に対するフォーカス合わせを行うフォーカス合わせ機構と、パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向上の検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出する第１のフォーカス検出部および第２のフォーカス検出部と、第１および第２の箇所が、パターン領域と非パターン領域とのいずれに位置するかを判定する判定部と、判定部の判定結果に基づき、フォーカス合わせ機構に対しフォーカス合わせ方法を指示するフォーカス合わせ方法指示部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記態様のマスク欠陥検査装置において、フォーカス合わせ方法指示部が、判定部により第１および第２の箇所のうちパターン領域上に位置すると判定された箇所のフォーカスを検出する検出部のフォーカス検出結果に基づき、フォーカス合わせを行うよう指示することが望ましい。
【００１２】
上記態様のマスク欠陥検査装置において、判定部が、第１および第２のフォーカス検出部によって検出されるフォーカス検出結果により判定することが望ましい。
【００１３】
上記態様のマスク欠陥検査装置において、判定部が、第１および第２の箇所の両方がパターン領域上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部が、第１および第２のフォーカス検出部のフォーカス検出結果の平均に基づき、フォーカス合わせを行うよう指示することが望ましい。
【００１４】
本発明の一態様のマスク欠陥検査方法は、パターンが形成されたパターン領域と、パターン領域を囲みパターンが形成されない非パターン領域とを有するマスク上に、光を照射して得られるパターン画像を用いてマスク上の欠陥を検査するマスク欠陥検査方法であって、パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向上の検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出し、第１および第２の箇所が、パターン領域と非パターン領域のいずれに位置するかを判定し、判定される結果に基づき、検査視野内のマスク面に対するフォーカス合わせ方法を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、マスク面上のパターン領域と非パターン領域の間に段差があるマスクであっても、効率的に検査可能なマスク欠陥検査装置およびマスク欠陥検査方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態の要部の構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施の形態のマスク欠陥検査装置の全体構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態のマスク欠陥検査装置における検査の説明図である。
【図４】第１の実施の形態のマスク欠陥検査装置の被測定試料となるインプリント・リソグラフィ用のマスクの説明図である。
【図５】第１の実施の形態のマスク欠陥検査方法を示す図である。
【図６】第３の実施の形態の要部の構成を示す模式図である。
【図７】第４の実施の形態の要部の構成を示す模式図である。
【図８】第５の実施の形態の要部の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
なお、本明細書中、「マスク面」とは、マスクのパターンが形成された側の面を意味するものとする。
【００１９】
（第１の実施の形態）
本実施の形態のマスク検査装置は、パターンが形成されたパターン領域と、パターン領域を囲みパターンが形成されない非パターン領域とを有するマスク上に、光を照射して得られるパターン画像を用いてマスク上の欠陥を検査するマスク欠陥検査装置である。そして、マスク面に対するフォーカス合わせを行うフォーカス合わせ機構と、パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向上の検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出する第１のフォーカス検出部および第２のフォーカス検出部と、第１および第２の箇所が、パターン領域と非パターン領域とのいずれに位置するかを判定する判定部と、判定部の判定結果に基づき、フォーカス合わせ機構に対しフォーカス合わせ方法を指示するフォーカス合わせ方法指示部と、を有する。
【００２０】
本実施の形態のマスク検査装置は、少なくとも検査視野走査方向の前後の２箇所に２つのフォーカス検出部を備える。そして、常にマスク面の非パターン領域に位置する箇所のフォーカスを検出するフォーカス検出部は用いずに、パターン領域に位置する箇所のフォーカスを検出するフォーカス検出部だけを用いて検査視野内のマスク面に対するフォーカス合わせを行うことを可能にする。
【００２１】
このため、マスク面上のパターン領域と非パターン領域の間に段差があるマスクであっても、段差の影響でフォーカス合わせ機構が無駄な動作をすることがなくなり、その動作に伴うタイムラグもなくなるため、効率的に検査することが可能となる。
【００２２】
以下、マスク面上のパターン領域と非パターン領域の間に段差があるマスクとしてインプリント・リソグラフィ用のマスクを例に説明する。
【００２３】
図２は、本実施の形態のマスク欠陥検査装置の全体構成を示す図である。図３は、本実施の形態のマスク欠陥検査装置における検査の説明図である。
【００２４】
図２に示す、マスク欠陥検査装置１００においては、被測定試料であるマスク１０１に形成されたパターンにおける被検査領域が、図３に示されるように、仮想的に幅Ｗの短冊状の検査ストライプに分割されている。そして、この分割された検査ストライプが連続的に操作されるように、図２に示すＸＹθテーブル１０２上にマスク１０１を搭載し、ステージをＸ軸方向に連続移動させながら検査が実行される。１つのストライプ検査が終了したら、隣のストライプを観察するためにＹ軸方向にステップ移動が行われる。この動作を続けることにより、本実施の形態では、リニア・サーペンタイン型スキャンが行われる。
【００２５】
マスク１０１は、オートローダ１３０とオートローダ制御回路１１３を用いて、ＸＹθテーブル１０２の上に載置されるが、テーブルの走行軸に対してパターンが平行になっているとは限らない。そのため、走行軸に平行に搭載できるようにθステージの上に固定される場合が多い。上記のＸＹθテーブル１０２の制御は、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータとテーブル制御回路１１４を用いて行われる。
【００２６】
マスク１０１に形成されたパターンには、適切な光源１０３から発せられた光が照明光学系１７０によって照射される。マスク表面で反射した光は拡大光学系１０４を介して、検査用撮像手段であるフォトダイオードアレイ１０５に入射される。フォトダイオードアレイ１０５の上には、図３に示す仮想的に分割されたパターンの短冊状領域の一部が拡大され、光学画像として結像される。結像状態を良好に保つためにマスク面でのデフォーカスが最小に抑えられるよう、オートフォーカス制御回路１４２によりオートフォーカス制御されている。
【００２７】
フォトダイオードアレイ１０５上に結像したパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路１０６によりＡ／Ｄ変換される。このセンサ回路１０６から出力された測定画像データは、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上のマスク１０１の位置を示すデータと共に比較回路１０８に送られる。
【００２８】
一方、マスク１０１のパターン形成時に用いた設計データは、磁気ディスク１０９から制御計算機１１０を介して展開回路１４０に読み出される。展開回路１４０では、読み出された設計データが、２値または多値の設計画像データに変換され、この設計画像データが参照回路１４４に送られる。参照回路１４４は、送られてきた図形の設計画像データに対して適切なフィルタ処理を施す。
【００２９】
このフィルタ処理は、センサ回路１０６から得られた測定パターンデータには、拡大光学系１０４の解像特性やフォトダイオードアレイ１０５のアパーチャ効果等によってフィルタが作用した状態になるため、設計画像データにもフィルタ処理を施して、測定画像データに合わせるために行われる。比較回路１０８は、測定画像データと適切なフィルタ処理が施された設計画像データとを適切なアルゴリズムにしたがって比較し、一致しない場合には欠陥有りと判定する。
【００３０】
このように、被検査試料であるマスク表面に形成されたパターンに存在する欠陥や異物を検査する本実施の形態のマスク検査装置では、高分解能顕微鏡と同様の光学系を用いてマスクパターン像を形成し、例えば、上記のフォトダイオードアレイのようなＣＣＤカメラや、あるいはラインセンサ等の撮像素子によって画像情報として取得し、別に取得あるいは形成した基準画像との比較を行ってパターン内の欠陥や異物を見つけるようになっている。
【００３１】
なお、ここでは欠陥検出のために設計画像データと測定画像データを比較するマスク欠陥検査装置について説明したが、測定画像データ同士を比較するマスク欠陥検査装置であってもかまわない。
【００３２】
また、ここでは照明光学系として反射検査のための反射照明光学系のみを有するマスク欠陥検査装置について説明したが、透過検査のための透過照明光学系をさらに有するマスク欠陥検査装置であってもかまわない。
【００３３】
図４は、本実施の形態のマスク欠陥検査装置の被測定試料となるインプリント・リソグラフィ用のマスクの説明図である。図４（ａ）が上面図、図４（ｂ）が図４（ａ）のＡＡ断面図である。
【００３４】
インプリント・リソグラフィ用のマスク１０には、パターン領域１２と非パターン領域１４が存在し、パターン領域１２は、非パターン領域１４から、数十ミクロンから数百ミクロン出っ張って形成されている。また、パターン領域には表面の凹凸によりパターンが形成されている。
【００３５】
図１は、本実施の形態の要部の構成を示す模式図である。図１（ａ）はマスクの断面を含む模式図、図１（ｂ）はフォーカス検出部のフォーカス検出位置の説明図である。
【００３６】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態のマスク欠陥検査装置は、ＸＹθテーブル１０２上に載置されるインプリント・リソグラフィ用のマスク１０を検査する。図１（ａ）では、マスク１０のパターン面（またはマスク面）が上側にくるように図示している。すなわち、検査光は図の上方からマスク面に照射される。
【００３７】
本実施の形態のマスク欠陥検査装置は、マスク面に対するフォーカス合わせを行うフォーカス合わせ機構２２を備えている。フォーカス合わせ機構２２は、マスク面におけるフォーカスまたはデフォーカス量の検出結果に基づき、例えば、図１（ａ）中黒矢印で示すように、ＸＹθテーブル１０を上下移動させることによりフォーカス合わせを行う。いわゆる、フォーカスサーボ処理が行われることになる。
【００３８】
これにより、フォトダイオードアレイに結像されるマスク面のパターン画像の結像状態を良好に保つことが可能となる。図２に示すオートフォーカス回路１４２は、フォーカス合わせ機構２２の一構成要素である。なお、フォーカス合わせは、必ずしも、ＸＹθテーブル１０の上下移動に限らず、例えば、対物レンズやフォーカス補正用の光学レンズ等を移動させることで行うものであってもかまわない。
【００３９】
そして、パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向（図１中白矢印）上の検査視野２０を挟む２箇所、第１の箇所Ｐ１、第２の箇所Ｐ２のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出する第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６を備えている。第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６は、パターン領域が合焦点位置となるよう調整されている。
【００４０】
第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６は、検査視野２０を挟む２箇所、すなわち、第１の箇所Ｐ１、第２の箇所Ｐ２のマスク面におけるフォーカスを検出しうる構成であれば特に限定されるものではない。例えば、マスク面と共役の位置に配置される検査視野用のスリットにパターンを設け、このパターンの光強度をパターン画像取得用のフォトダイオードアレイと別個のセンサでモニタすることでデフォーカス量を検出することが可能である。あるいは、検査光とは別個のフォーカス測定用光学系を用いてもかまわない。
【００４１】
さらに、第１の箇所Ｐ１および第２の箇所Ｐ２が、パターン領域１２と非パターン領域１４とのいずれに位置するかを判定する判定部２８を備えている。
【００４２】
そして、判定部２８の判定結果に基づき、フォーカス合わせ機構２２に対しフォーカス合わせ方法を指示するフォーカス合わせ方法指示部３０を備えている。
【００４３】
本実施の形態においては、判定部２８は、第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６により検出するフォーカスにより、第１の箇所Ｐ１および第２の箇所Ｐ２が、パターン領域１２と非パターン領域１４とのいずれに位置するかを判定する。例えば、第１のフォーカス検出部２４または第２のフォーカス検出部２６で検出されるパターン領域からのデフォーカス量が所定の閾値を超えるような場合、その箇所は非パターン領域に位置すると判定する。
【００４４】
フォーカス合わせ方法指示部３０では、判定部２８の判定結果に基づき、フォーカス合わせ機構２２に対しフォーカス合わせ方法を指示する。例えば、判定部２８により、第１の箇所Ｐ１および第２の箇所Ｐ２のうちパターン領域１２上に位置すると判定された箇所のフォーカスを検出する検出部のフォーカス検出結果に基づき、フォーカス合わせを行うよう指示するよう構成される。
【００４５】
例えば、第１のフォーカス検出部２４または第２のフォーカス検出部２６のいずれか一方で検出されるデフォーカス量が所定の閾値を超え非パターン領域にあると判定され、他方で検出されるデフォーカス量が所定の閾値内にありパターン領域にあると判定されるとする。このような場合に、フォーカス合わせ方法指示部３０がパターン領域にあると判定された方のフォーカス検出部で検出されるフォーカスを用いて、フォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示するよう構成される。
【００４６】
また、本実施の形態においては、判定部２８が、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２の両方がパターン領域１２上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部３０が、第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６のフォーカス検出結果の平均、例えば、検出されるデフォーカス量の平均値を用いてフォーカス合わせ機構２２がフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示するよう構成されている。
【００４７】
なお、判定部２８およびフォーカス合わせ方法指示部３０は、例えば、ＣＰＵや回路基板等のハードウェアまたはハードウェアとプログラム等のソウトウェアとの組み合わせで構成される。
【００４８】
図５は、本実施の形態のマスク欠陥検査方法を示す図である。本実施の形態のマスク欠陥検査方法は、パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向上の検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出し、第１および第２の箇所が、パターン領域と非パターン領域のいずれに位置するかを判定し、判定される結果に基づき、マスク面に対するフォーカス合わせ方法を変更する。
【００４９】
マスク１０の検査は、スキャン経路３２のように、検査視野２０がマスク面上をリニア・サーペンタイン動作で走査してパターン画像を取得していく。
【００５０】
まず、パターン画像の取り込み時に、第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６で検出される第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２のデフォーカス量の平均値を用いてフォーカス合わせ機構２２が検査視野２０内のマスク面に対するフォーカス合わせを行う。検査視野２０の走査が進み、Ｐ１がパターン領域１２をはずれ非パターン領域１４に入り、検出されるデフォーカス量が所定の閾値を超えた場合、判定部２８が、Ｐ１が非パターン領域に入ったと判定する。すると、フォーカス合わせ方法指示部３０がフォーカス合わせ方法の変更を指示する。具体的には、第２のフォーカス検出部２６で検出されるＰ２のフォーカス検出結果を用いて、フォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００５１】
閾値は、あらかじめパターン領域１２と非パターン領域１４の段差の大きさ等を考慮して、フォーカス検出部の検出位置が非パターン領域１４に入ったことを判定部２８で識別できるよう設定される。
【００５２】
その後、逆方向の走査に入り、Ｐ１が非パターン領域１４からパターン領域１２に入り、第１のフォーカス検出部２４で検出されるデフォーカス量が許容範囲、すなわち、閾値内に入ったことが確認されると、フォーカス合わせ方法指示部３０が第１のフォーカス検出部２４および第２のフォーカス検出部２６で検出されるデフォーカス量の平均値を用いてフォーカス合わせ機構２２がフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２にフォーカス合わせ方法の変更を指示する。
【００５３】
本実施の形態のマスク欠陥検査装置およびマスク欠陥検査方法によれば、パターン領域１２に対して大きな高低差のある非パターン領域１４から得られるフォーカス情報を用いることなく、パターン領域１２から得られるフォーカス情報のみでマスク面のフォーカス合わせが行われる。したがって、リニア・サーペンタイン動作の走査においても、マスクの段差の影響でフォーカス合わせ機構が無駄な動作、例えば、非パターン領域１４にフォーカスを合わせるためのフォーカスサーボ処理、あるいは、非パターン領域１４に合わせたフォーカスをフォーカスサーボ処理により再度パターン領域１２に合わせなおすための待機等で生ずるタイムラグがなくなり、効率的に検査することが可能となる。
【００５４】
また、本実施の形態では、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２が検査視野２０外に設けられるため、検査視野２０全体が非パターン領域１４にはみ出るリニア・サーペンタイン動作であっても、有効に作用する。
【００５５】
（第２の実施の形態）
本実施の形態は、判定部が、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２の両方がパターン領域上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部が、検査視野の走査方向の後方に位置するフォーカス検出部のみを用いるよう指示すること以外は、第１の実施の形態と同様である。したがって、第１の実施の形態と重複する内容の記載は省略する。
【００５６】
本実施の形態では、図１および図５において、判定部２８が、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２の両方がパターン領域１２上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部３０が、検査視野２０に対して走査方向の後方に位置するフォーカス検出部である第２のフォーカス検出部２６で検出される結果のみを用いて、フォーカス合わせ機構２２が検査視野２０内のマスク面に対するフォーカス合わせを行う。
【００５７】
その後、逆方向の走査に入り、Ｐ１が非パターン領域１４からパターン領域１２に入り、第１のフォーカス検出部２４で検出されるデフォーカス量が許容範囲、すなわち、閾値内に入ったことが確認されると、フォーカス合わせ方法指示部３０が第１のフォーカス検出部２４で検出される結果のみを用いてフォーカス合わせ機構２２がフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２にフォーカス合わせ方法の変更を指示する。
【００５８】
本実施の形態によれば、検査視野の走査方向の前方に位置するフォーカス検出部が、パターン領域から非パターン領域に入る瞬間には、検査視野に対して走査方向の後方に位置するフォーカス検出部でフォーカス合わせが行われている。したがって、第１の実施の形態のように、フォーカス合わせ方法を短い時間で変更する要請がなくなり、より簡便な機構で効率的に検査することが可能となる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
本実施の形態は、判定部が、第１および第２のフォーカス検出部によって検出されるフォーカスにより判定することにかえて、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２のマスク面上の位置座標をモニタすることで判定すること以外は、第１の実施の形態と同様である。したがって、第１の実施の形態と重複する内容の記載は省略する。
【００６０】
図６は、本実施の形態の要部の構成を示す模式図である。判定部２８は、例えば、測定されるＸＹθステージのＸＹ位置と、あらかじめ入力されるマスク１０のパターン領域と非パターン領域との境界位置とから、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２がパターン領域と非パターン領域とのいずれに位置するかを判定する。
【００６１】
本実施の形態によれば、フォーカス検出部の検出結果による判定より簡易な構成で判定が可能である。また、例えば、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２と、パターン領域と非パターン領域との境界位置までの距離も判定する構成とすることで、実際に、第１または第２の箇所Ｐ１、Ｐ２が非パターン領域に入る前に、フォーカス合わせ方法を変更することも可能になる。
【００６２】
（第４の実施の形態）
本実施の形態は、検査視野内のマスク面におけるフォーカスを検出する第３のフォーカス検出部をさらに有する点、および、判定部が第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２の両方がパターン領域上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部が、第３のフォーカス検出部の検出結果のみを用いるよう指示すること以外は、第１の実施の形態と同様である。したがって、第１の実施の形態と重複する内容の記載は省略する。
【００６３】
図７は、本実施の形態の要部の構成を示す模式図である。図７（ａ）はマスクの断面を含む模式図、図７（ｂ）はフォーカス検出部のフォーカス検出位置の説明図である。
【００６４】
本実施の形態のマスク欠陥検査装置は、検査視野２０内のマスク面の第３の箇所Ｐ３におけるフォーカスを検出する第３のフォーカス検出部４０を備えている。
【００６５】
本実施の形態では判定部２８が、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２の両方がパターン領域１２上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部３０が、第３のフォーカス検出部４０で検出される結果のみを用いて、検査視野２０内のマスク面に対するフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００６６】
そして、判定部２８が第１の箇所Ｐ１が非パターン領域に入ったと判定した場合、フォーカス合わせ方法指示部３０が、検査視野２０の走査方向の後方に位置するフォーカス検出部である第２のフォーカス検出部２６で検出される結果のみを用いて、フォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００６７】
その後、逆方向の走査に入り、Ｐ１が非パターン領域１４からパターン領域１２に入ったと判定部２８が判定すると、再度、フォーカス合わせ方法指示部３０が、第３のフォーカス検出部４０で検出される結果のみを用いて、検査視野２０内のマスク面に対するフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００６８】
本実施の形態によれば、パターン領域１２と非パターン領域１４との境界近傍以外では、検査視野２０内の第３の箇所Ｐ３でフォーカス合わせが行われる。したがって、より精度の高いフォーカス合わせの実現が期待される。
【００６９】
（第５の実施の形態）
本実施の形態は、検査視野極近傍のマスク面におけるフォーカスを検出する第４のフォーカス検出部と第５のフォーカス検出部を有する点で、第１の実施の形態と異なっている。以下、第１の実施の形態と重複する内容の記載は省略する。
【００７０】
図８は、本実施の形態の要部の構成を示す模式図である。図８（ａ）はマスクの断面を含む模式図、図８（ｂ）はフォーカス検出部のフォーカス検出位置の説明図である。
【００７１】
本実施の形態のマスク欠陥検査装置は、検査視野２０極近傍のマスク面の第４の箇所Ｐ４におけるフォーカスを検出する第４のフォーカス検出部４２と、検査視野２０極近傍のマスク面の第５の箇所Ｐ５におけるフォーカスを検出する第５のフォーカス検出部４４とを備えている。
【００７２】
本実施の形態では判定部２８が、第１および第２の箇所Ｐ１、Ｐ２の両方がパターン領域１２上に位置すると判定する場合、フォーカス合わせ方法指示部３０が、第４のフォーカス検出部４２および第５のフォーカス検出部４４のフォーカス検出結果の平均、例えば、デフォーカス量の平均値を用いてフォーカス合わせ機構２２がフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００７３】
そして、検査視野２０の走査が進み、判定部２８が第１の箇所Ｐ１が非パターン領域に入ったと判定した場合、フォーカス合わせ方法指示部３０が、フォーカス合わせ方法の変更を指示する。具体的には、第５のフォーカス検出部４４で検出されるＰ５のフォーカス検出結果を用いて、フォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００７４】
その後、逆方向の走査に入り、Ｐ１が非パターン領域１４からパターン領域１２に入ったと判定部２８が判定すると、再度、フォーカス合わせ方法指示部３０が、第４のフォーカス検出部４２および第５のフォーカス検出部４４のフォーカス検出結果の平均、例えば、デフォーカス量の平均値を用いてフォーカス合わせ機構２２がフォーカス合わせを行うようフォーカス合わせ機構２２に指示する。
【００７５】
本実施の形態によれば、検査視野２０の極近傍の第４の箇所Ｐ４または第５の箇所Ｐ５でフォーカス合わせが行われる。したがって、より精度の高いフォーカス合わせの実現が期待される。
【００７６】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００７７】
例えば、被検査試料としてインプリント・リソグラフィ用のマスクを例に説明したが、パターン領域と非パターン領域との間に段差を有するマスクであれば、その他のマスクにも本発明を適用することが可能である。
【００７８】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマスク欠陥検査装置およびマスク欠陥検査方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７９】
１０ マスク
１２ パターン領域
１４ 非パターン領域
２０ 検査視野
２２ フォーカス合わせ機構
２４ 第１のフォーカス検出部
２６ 第２のフォーカス検出部
２８ 判定部
３０ フォーカス合わせ方法指示部
１００ マスク欠陥検査装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成されたパターン領域と、前記パターン領域を囲みパターンが形成されない非パターン領域とを有するマスク上に、光を照射して得られるパターン画像を用いて前記マスク上の欠陥を検査するマスク欠陥検査装置であって、
マスク面に対するフォーカス合わせを行うフォーカス合わせ機構と、
前記パターン画像の取り込み時の前記検査視野走査方向上の前記検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出する第１のフォーカス検出部および第２のフォーカス検出部と、
前記第１および第２の箇所が、前記パターン領域と前記非パターン領域とのいずれに位置するかを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づき、前記フォーカス合わせ機構に対しフォーカス合わせ方法を指示するフォーカス合わせ方法指示部と、
を有することを特徴とするマスク欠陥検査装置。
【請求項２】
前記フォーカス合わせ方法指示部が、前記判定部により前記第１および第２の箇所のうち前記パターン領域上に位置すると判定された箇所のフォーカスを検出する前記検出部のフォーカス検出結果に基づき、フォーカス合わせを行うよう指示することを特徴とする請求項１記載のマスク欠陥検査装置。
【請求項３】
前記判定部が、第１および第２のフォーカス検出部によって検出されるフォーカス検出結果により判定することを特徴とする請求項１または請求項２記載のマスク欠陥検査装置。
【請求項４】
前記判定部が、前記第１および第２の箇所の両方が前記パターン領域上に位置すると判定する場合、前記フォーカス合わせ方法指示部が、前記第１および第２のフォーカス検出部のフォーカス検出結果の平均に基づき、フォーカス合わせを行うよう指示することを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか一項記載のマスク欠陥検査装置。
【請求項５】
パターンが形成されたパターン領域と、前記パターン領域を囲みパターンが形成されない非パターン領域とを有するマスク上に、光を照射して得られるパターン画像を用いて前記マスク上の欠陥を検査するマスク欠陥検査方法であって、
前記パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向上の前記検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出し、
前記第１および前記第２の箇所が、前記パターン領域と前記非パターン領域のいずれに位置するかを判定し、
判定される結果に基づき、前記マスク面に対するフォーカス合わせ方法を変更することを特徴とするマスク欠陥検査方法。
【請求項１】
パターンが形成されたパターン領域と、前記パターン領域を囲みパターンが形成されない非パターン領域とを有するマスク上に、光を照射して得られるパターン画像を用いて前記マスク上の欠陥を検査するマスク欠陥検査装置であって、
マスク面に対するフォーカス合わせを行うフォーカス合わせ機構と、
前記パターン画像の取り込み時の前記検査視野走査方向上の前記検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出する第１のフォーカス検出部および第２のフォーカス検出部と、
前記第１および第２の箇所が、前記パターン領域と前記非パターン領域とのいずれに位置するかを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づき、前記フォーカス合わせ機構に対しフォーカス合わせ方法を指示するフォーカス合わせ方法指示部と、
を有することを特徴とするマスク欠陥検査装置。
【請求項２】
前記フォーカス合わせ方法指示部が、前記判定部により前記第１および第２の箇所のうち前記パターン領域上に位置すると判定された箇所のフォーカスを検出する前記検出部のフォーカス検出結果に基づき、フォーカス合わせを行うよう指示することを特徴とする請求項１記載のマスク欠陥検査装置。
【請求項３】
前記判定部が、第１および第２のフォーカス検出部によって検出されるフォーカス検出結果により判定することを特徴とする請求項１または請求項２記載のマスク欠陥検査装置。
【請求項４】
前記判定部が、前記第１および第２の箇所の両方が前記パターン領域上に位置すると判定する場合、前記フォーカス合わせ方法指示部が、前記第１および第２のフォーカス検出部のフォーカス検出結果の平均に基づき、フォーカス合わせを行うよう指示することを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか一項記載のマスク欠陥検査装置。
【請求項５】
パターンが形成されたパターン領域と、前記パターン領域を囲みパターンが形成されない非パターン領域とを有するマスク上に、光を照射して得られるパターン画像を用いて前記マスク上の欠陥を検査するマスク欠陥検査方法であって、
前記パターン画像の取り込み時の検査視野走査方向上の前記検査視野を挟む第１箇所と第２箇所のマスク面におけるフォーカスを、それぞれ検出し、
前記第１および前記第２の箇所が、前記パターン領域と前記非パターン領域のいずれに位置するかを判定し、
判定される結果に基づき、前記マスク面に対するフォーカス合わせ方法を変更することを特徴とするマスク欠陥検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−６８３２１（Ｐ２０１２−６８３２１Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１１２９８（Ｐ２０１０−２１１２９８）
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
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