JP5126917B1 - 欠陥座標測定装置、欠陥座標測定方法、マスクの製造方法、及び基準マスク - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な方法で、精度よく欠陥座標を測定することができる欠陥座標測定装置、欠陥座標測定方法、マスクの製造方法、及び基準試料を提供する。
【解決手段】本発明の一態様にかかる欠陥座標測定方法は、支持ピン１３上に載置されたマスクブランク３０のフィデューシャルマーク３１と欠陥３２の検出座標を検出するステップと、支持ピン１３上に載置された基準マスク４０のアライメントマーク４１の検出座標を検出するステップと、マスクブランク３０の欠陥３２と基準マスクのアライメントマークとの検出座標に基づいて、前記基準マーク４２のうち、欠陥３２の検出座標の近傍にある基準マーク４２を抽出するステップと、抽出された基準マーク４２の検出座標を検出するステップと、基準マーク４２の検出座標と欠陥３２の検出座標に基づいて、欠陥３２の座標を算出するステップと、を備えるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、欠陥座標測定装置、欠陥座標測定方法、マスクの製造方法、及び基準マスクに関する。

ＥＵＶＬ（Ｅｘｔｒｅｍｅ ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）のマスク等において、微細パターンを形成する場合、そのアライメントには、アライメントマーク（フィデューシャルマーク）が用いられている（特許文献１）。特許文献１には、基板に溝を形成して、その溝に酸化クロムを堆積することで、十字形のアライメントマークを形成している。

半導体装置の製造工程では、半導体装置にマスクの欠陥が転写してしまうと、配線が導通又はショートしてしまうため、不良品となってしまう。特許文献２には、半導体基板の素子形成面の裏側に格子を形成して、欠陥を検出する技術が開示されている。

特開２００５−８３７９５号公報 特開２０１１−９６６２号公報

ＥＵＶＬにおいて、ディフェクトミチゲーション（ｄｅｆｅｃｔ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ）を行う場合、例えば、２０ｎｍがアライメントのトータルの許容誤差となっている。従って、欠陥をより高精度に検出する必要がある。しかしながら、欠陥を検出する場合、測定結果には、様々な誤差が含まれる。例えば、試料をステージに載せた時のオフセット誤差や回転誤差、ステージの直交度や直線性、倍率誤差等がある。

また、ステージの直進性の歪みは、多項式近似によって、補正することができる。この場合、多項式近似式の次数を高くすることで、精度を上げることができる。しかしながら、実際の測定には、次数の低いオフセット誤差や回転誤差だけでなく、ホワイトノイズ等の高周波成分がある。従って、多項式近似した場合、マスクの端部において、誤差が大きくなってしまい、精度が悪化する。

さらに、ステージ座標の誤差を２０ｎｍ以下とするためには、温度安定性などの問題がある。座標精度を長時間維持しようとすると、温度安定化機構による装置の大型化や低熱膨張材料の使用に伴う高コスト化を招いてしまう。従って、単純な装置構成と、座標系の較正方法では欠陥座標の測定精度が劣化してしまうという問題点がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、高精度に測定を行うことができる欠陥座標測定装置、欠陥座標測定方法、マスクの製造方法、及び基準マスクを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る欠陥座標測定装置は、試料を載置する載置部と、前記載置部上に載置された試料に設けられたマーク及び欠陥の座標を検出する検出部と、前記検出部で検出されたマーク及び欠陥の座標に基づいて、被検査試料の欠陥の座標を測定する処理部と、を備え、前記載置部上に載置された前記被検査試料のフィデューシャルマークと欠陥の検出座標を検出し、アライメントマークに対する位置が既知の複数の基準マークが配列された基準試料を前記載置部上に載置して、前記アライメントマークの検出座標を検出し、前記欠陥と前記アライメントマークとの検出座標に基づいて、前記基準マークのうち、前記欠陥の検出座標の近傍にある基準マークを抽出し、抽出された前記基準マークの検出座標を検出して、前記基準マークの検出座標と前記欠陥の検出座標に基づいて、前記欠陥の座標を算出するものである。このようにすることで、欠陥を高精度に検出することが可能になる。

本発明の第２の態様に係る欠陥座標測定装置は、上記の欠陥座標測定装置において、前記欠陥の検出座標と前記基準マークの検出座標を用いて、前記欠陥の検出座標を前記基準試料における基準試料座標系の座標に変換することで、前記欠陥の座標を算出することを特徴とするものである。このようにすることで、基準試料座標系における欠陥の座標を精度よく測定することができる。

本発明の第３の態様に係る欠陥座標測定装置は、上記の欠陥座標測定装置において、一つの前記欠陥に対して、前記欠陥から最も近いＮ個（Ｎは２以上の整数）の基準マークを抽出して、前記基準マークの座標を検出するものである。これにより、基準試料に欠陥がある場合でも、座標を誤検出するのを防ぐことができるため、精度よく測定することができる。

本発明の第４の態様に係る欠陥座標測定装置は、上記の欠陥座標測定装置において、直交する２方向のそれぞれにおいて、前記基準マークが、一定の間隔で配列されているものである。これにより、簡便に測定することができる。

本発明の第５の態様に係る欠陥座標測定方法は、載置部上に載置された被検査試料のフィデューシャルマークと欠陥の検出座標を検出するステップと、アライメントマークに対する位置が既知の複数の基準マークが配列された基準試料を前記載置部上に載置するステップと、前記載置部上に載置された前記基準試料の前記アライメントマークの検出座標を検出するステップと、前記欠陥と前記アライメントマークとの検出座標に基づいて、前記基準マークのうち、前記欠陥の検出座標の近傍にある基準マークを抽出するステップと、抽出された前記基準マークの検出座標を検出するステップと、前記基準マークの検出座標と前記欠陥の検出座標に基づいて、前記欠陥の座標を算出するステップと、を備えるものである。このようにすることで、欠陥を高精度に検出することが可能になる。

本発明の第６の態様に係る欠陥座標測定方法は、前記欠陥の検出座標と前記基準マークの検出座標とを用いて、前記欠陥の検出座標を前記基準試料における基準試料座標系の座標に変換することで、前記欠陥の座標を算出することを特徴とするものである。このようにすることで、基準試料座標系における欠陥の座標を精度よく測定することができる。

本発明の第７の態様に係る欠陥座標測定方法は、一つの前記欠陥に対して、前記欠陥から最も近いＮ個（Ｎは２以上の整数）の基準マークを抽出して、前記基準マークの座標を検出するものである。これにより、基準試料に欠陥がある場合でも、座標を誤検出するのを防ぐことができるため、精度よく測定することができる。

本発明の第８の態様に係る欠陥座標測定方法は、直交する２方向のそれぞれにおいて、前記基準マークが、一定の間隔で配列されているものである。これにより、簡便に測定することができる。

本発明の第９の態様に係るマスクの製造方法は、上記の欠陥座標測定方法を用いて欠陥座標を測定するステップと、測定された欠陥座標の上にパターンが形成されるように、前記マスクブランク上にパターンを形成するステップと、を備えたものである。これにより、欠陥の影響を低減することができる。

本発明の第１０の態様に係るマスクの製造方法は、上記の製造方法において、前記基準マスク上に前記基準マークを形成する描画装置を用いて、前記マスクブランク上に前記パターンを形成していることを特徴とするものである。これにより、パターンの形成誤差が小さくなるため、欠陥の影響を確実に低減することができる。

本発明の第１１の態様に係るマスクの製造方法は、上記の製造方法において、前記マスクがＥＵＶ光を反射する多層膜と、前記多層膜の上に設けられ、ＥＵＶ光を吸収する吸収体を備え、前記吸収体のパターンの直下に全ての前記欠陥が配置されていることを特徴とするものである。これにより、確実に欠陥が転写されるのを防ぐことができる。

本発明の第１２の態様に係る基準マスクは、被検査マスクの欠陥座標測定に用いられる基準マスクであって、複数のアライメントマークと、前記複数のアライメントマークとの間に一定の間隔でアレイ状に配列された複数の基準マークと、を備えるものである。この構成によれば、精度の高い欠陥測定を行うことができる。

本発明によれば、精度の高い欠陥測定を行うことができる欠陥座標測定装置、欠陥座標測定方法、マスクの製造方法、及び基準マスクを提供することができる。

本実施の形態にかかる欠陥座標測定装置の構成を模式的に示す図である。 本実施の形態にかかる欠陥座標測定方法を示すフローチャートである。 被検査マスクブランクの構成を示す平面図である。 基準マスクの構成を示す平面図である。 基準マークの抽出処理を説明するための図である。 抽出された基準マークと欠陥の位置関係を説明するための平面図である。 基準マスクの回転による位置ずれを説明するための拡大平面図である。 基準マークの座標を説明するための拡大平面図である。 変形例による処理を説明するための拡大平面図である。 基準マークによる位置ずれが生じた状態を示す拡大平面図である。 マスクの製造方法を示すフローチャートである。 欠陥を吸収体直下に配置した状態を示す側面断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。

本実施の形態にかかる欠陥座標測定装置は、欠陥検査装置で検出された被検査試料の欠陥の検出座標を基準試料の座標系に変換するものである。ここで、基準試料とは、予め座標が分かっている基準マーク及びアライメントマークを有する試料である。例えば、基準座標測定機によって、基準マーク及びアライメントマークの座標が検出されている。従って、基準試料における基準マーク及びアライメントマークの座標は既知となっている。そして、欠陥検査装置のステージ座標系を基準試料の座標系に変換する。

ここでは、被検査試料として、ＥＵＶＬのマスクブランク（マスクブランクスともいう）を例に挙げて説明するが、本実施の形態にかかる欠陥座標測定装置で測定される試料は特に限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１を用いて、欠陥座標測定装置の構成について説明する。欠陥座標測定装置は、検査装置１０と、処理装置２０とを有している。検査装置１０は、準備室１１と、検査室１５とを有している。検査室１５には、検出部１２と、支持ピン１３と、可動ステージ１４とが設けられている。支持ピン１３は、マスクブランク３０を載置する載置部となる。ここでは、同一直線上にない３本の支持ピン１３上にマスクブランク３０が載置されている。被検査試料であるマスクブランク３０を３点で支持することで、クランプ等によるマスクブランク３０の変形を防ぐことができる。また、マスクブランク３０の撓みが再現される。よって、再現性が高く、精度の高い測定が可能になる。可動ステージ１４はＸＹステージであり、支持ピン１３を水平方向に移動させる。これにより、マスクブランク３０が水平に移動する。

そして、支持ピン１３上に載置されたマスクブランク３０の上には、検出部１２が設けられている。検出部１２は、光源、ミラー、光検出器等を備えており、支持ピン１３に支持されているマスクブランク３０を撮像する。光源からの光をミラーなどでマスクブランク３０に導き、マスクブランク３０の欠陥から散乱した光をカメラ等で検出する。検出部１２は、散乱光を光学的に検出する。

そして、可動ステージ１４を移動させると、マスクブランク３０と検出部１２の相対位置が変化する。検出部１２とマスクブランク３０とは、可動ステージ１４によって相対移動可能であり、マスクブランク３０を全面検査できるようになっている。例えば、可動ステージ１４を移動させることで、検出部１２における照明箇所及び撮像箇所が移動する。これにより、マスクブランク３０の全面を撮像することができる。もちろん、検出部１２を移動させてもよく、走査ミラー等による走査を用いてもよい。これらを組み合わせて、全面検査を行ってもよい。

なお、検出部１２の光源は露光波長と同じ波長のＥＵＶ光源を用いることで、アクティニック（Ａｃｔｉｎｉｃ）検査を行うことができる。なお、検出部１２の光学系、光源、カメラ等は特に限定されるものではない。また、検出部１２は、低倍率による検査と、高倍率によるレビューを切り替えることができるようになっている。

検査室１５と準備室１１は、真空状態となっており、内部空間が連通している。すなわち、検査室１５と準備室１１は内部がつながった真空チャンバーとなっている。そして、準備室１１には、基準試料となる基準マスク４０が収納されている。基準マスク４０は、マスクブランク３０と同様に、支持ピン１３上に載置されている。もちろん、支持ピン１３ではなく、ステージ上にマスクブランク３０、又は基準マスク４０を載置するようにしてもよい。基準マスク４０は、マスクブランク３０とほぼ同じ材料で形成され、マスクブランク３０とほぼ同じ大きさになっている。

さらに、基準マスク４０は、検査室１５に搬送可能になっている。マスクブランク３０の欠陥検査が終了すると、マスクブランク３０は、検査室１５から取り出される。そして、マスクブランク３０が搬送された後に、準備室１１内の基準マスク４０を検査室１５に搬送する。例えば、真空搬送ロボットによって、準備室１１内の基準マスク４０を支持ピン１３から持ち上げて、検査室１５に搬送する。検査室１５内に搬送された基準マスク４０は、支持ピン１３上に載置される。なお、マスクブランク３０と基準マスク４０の搬送方法を特に限定されるものではない。

処理装置２０は、可動ステージ１４の駆動を制御する。さらに、処理装置２０は検査装置１０での検査結果に対して処理を行い、欠陥座標を測定する。例えば、カメラ画像に対して画像処理を行って、欠陥やマークの座標を検出する。ここで、検査装置１０における欠陥やマークの位置座標を、検出座標とする。検出座標は、可動ステージ１４のステージ座標系におけるものである。すなわち、可動ステージ１４の駆動位置に基づいて、検出座標が求められる。

そして、処理装置２０は、検出座標を、基準マスク４０を基準とする基準マスク座標系の座標に変換する。すなわち、欠陥座標測定装置は、ステージ座標系における欠陥の検出座標から、基準マスク座標系における欠陥座標を算出する。そのため、処理装置２０は、欠陥座標検出部２１と、フィデューシャルマーク座標検出部２２と、アライメントマーク座標検出部２３と、基準マーク抽出部２４と、基準マーク座標検出部２５と、欠陥座標算出部２６とを備えている。

ここで、処理装置２０での処理について、図１〜図８を参照して説明する。図２は、欠陥座標測定方法を示すフローチャートである。図３は、マスクブランク３０の構成を示し平面図である。図４は、基準マスク４０の構成を示す平面図である。図５〜図８は、処理装置２０における処理を説明するための図である。なお、図３〜図８では、ＸＹ直交座標系を用いて説明を行う。図３〜図８では、マスクブランク３０又は基準マスク４０の面内における横方向をＸ方向とし、縦方向をＹ方向としている。

まず、被検査マスクブランクであるマスクブランク３０の全面検査を行う（ステップＳ１１）。ここでは低倍率で、マスクブランク３０の全面検査が行われる。すなわち、可動ステージ１４を移動して、マスクブランク３０を撮像していく。そして、散乱光検出などを行って、欠陥検出を行う。なお、欠陥検出の方法は特に限定されるものではない。全面検査では、０．５μｍ程度の分解能で検査される。

図３に示すように、マスクブランク３０にはフィデューシャルマーク３１が形成されている。ここでは、マスクブランク３０の四隅近傍のそれぞれに、十字状のフィデューシャルマーク３１が形成されている。マスクブランク３０におけるフィデューシャルマーク３１の位置座標は既知となっている。さらに、マスクブランク３０には、欠陥３２が存在している。そして、欠陥座標検出部２１とフィデューシャルマーク座標検出部２２が、欠陥３２とフィデューシャルマーク３１をそれぞれ検出する。これにより、フィデューシャルマーク３１と欠陥３２のおおよその検出座標を検出する。なお、フィデューシャルマーク３１の形状は、十字型に限られるものではなく、点状等の他の形状であってもよい。

次に、高倍率のレビューモードに切り替えて、フィデューシャルマーク３１及び欠陥３２を高倍率でレビューする（ステップＳ１２）。すなわち、ステップＳ１１で検出したフィデューシャルマーク３１及び欠陥３２の周辺を高倍率で撮像する。これにより、フィデューシャルマーク３１と欠陥３２との検出座標が精度よく検出される。高倍率でのレビューモードでは、１ピクセル辺り１０ｎｍ程度であり、数μｍ〜１０μｍ程度の視野で撮像される。もちろん、フィデューシャルマーク３１と欠陥３２との検出座標は、検査装置１０におけるＸＹ座標となっている。なお、欠陥３２の検出座標は、フィデューシャルマーク３１の検出座標を基準とする座標としてもよい。

次に、基準マスク４０を検査室１５にロードする（ステップＳ１３）。すなわち、マスクブランク３０を検査室１５から取り出した後、準備室１１から検査室１５に基準マスク４０を搬送する。これにより、検査室１５内の支持ピン１３上に、基準マスク４０が載置される。そして、支持ピン１３に載置された基準マスク４０のアライメントマークを検出する（ステップＳ１４）。ここでも、低倍率の検査でおおよそのアライメントマークを検出した後、高倍率のレビューモードでアライメントマークの検出座標を検出する。これにより、アライメントマーク座標検出部２３が、高精度でアライメントマークの検出座標を検出する。

ここで、基準マスク４０を支持ピン１３上に載置する際、基準マスク４０のオフセットや回転が生じる。例えば、搬送ロボットの繰り返し精度等によって、基準マスク４０とマスクブランク３０との位置や回転角度がわずかに異なる。以下の処理では、このオフセット、及び回転を考慮して、欠陥の座標を測定する。

図４に示すように、基準マスク４０の四隅近傍には、アライメントマーク４１が形成されている。ここでは、アライメントマーク４１を十字状にしている。なお、アライメントマーク４１は、フィデューシャルマーク３１と同様に十字状としているが、他の形状となっていてもよい。

さらに、基準マスク４０には、複数の基準マーク４２が形成されている。基準マーク４２は、アレイ状に配列されている。すなわち、基準マーク４２は、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに、所定の間隔で配列されている。例えば、基準マーク４２は、Ｘ方向、及びＹ方向に１ｍｍピッチで配列されている。もちろん、Ｘ方向とＹ方向のピッチは異なっていてもよい。

基準マーク４２は、４つのアライメントマーク４１の間に、アレイ状に配列されている。さらに、基準マーク４２は、アライメントマーク４１の外側まで配置されている。基準マーク４２は、アライメントマーク４１と異なる形状となっており、ここでは、基準マーク４２が円形状になっている。なお、基準マーク４２とアライメントマーク４１との座標は既知となっている。例えば、欠陥座標測定装置とは異なる基準座標測定機で基準座標が測定されている。

アライメントマーク４１との検出座標からＸ方向のシフト量、Ｙ方向のシフト量、Ｘ倍率、Ｙ倍率、Ｘ軸の傾き、Ｙ軸の傾きを求める。例えば、フィデューシャルマーク３１の検出座標と、アライメントマーク４１の検出座標から、Ｘ方向及びＹ方向のシフト量と、Ｘ軸及びＹ軸の傾きを求めることができる。さらに、４つのアライメントマーク４１の検出座標から算出したＸ倍率とＹ倍率が正常か否かを判定する。上記のように、基準座標測定機で測定したアライメントマーク４１の基準座標から、４つのアライメントマーク４１の間隔が既知となっている。例えば、基準座標測定機での測定結果から、Ｘ方向、Ｙ方向のそれぞれにおけるアライメントマーク４１の間隔が予め決まっている。そして、基準座標によるアライメントマーク４１の間隔と、検出座標によるアライメントマーク４１の間隔とを比較することで、Ｘ倍率、及びＹ倍率が正常であるか否かを判定することができる。

Ｘ倍率、及びＹ倍率がずれていたら（ステップＳ１５のＮＯ）、温度変動によって座標検出精度が悪化したと推測されるので、再調整を要求する（ステップＳ１６）。例えば、検出部１２のミラーなどを調整して、光軸のずれをなくす。そして、倍率を再調整して、正常にした後、ステップＳ１１に戻る。

Ｘ倍率、及びＹ倍率が正常であれば（ステップＳ１５のＹＥＳ）、欠陥３２周辺の基準マーク４２とアライメントマーク４１周辺の基準マーク４２を抽出して、検出する（ステップＳ１７）。ここでは、基準マーク抽出部２４が、アレイ状に配列された複数の基準マーク４２の中から、全ての欠陥３２の周辺に設けられた基準マーク４２を抽出する。さらに、基準マーク抽出部２４が、全てのアライメントマーク４１の周辺に設けられた基準マーク４２を抽出する。そして、基準マーク座標検出部２５が抽出した基準マーク４２の検出座標を検出する。

具体的には、１つの欠陥３１について、欠陥３１を囲む４つの基準マーク４２を抽出する。同様に、１つのアライメントマーク４１について、アライメントマーク４１を囲む４つの基準マーク４２を抽出する。そして、抽出された全ての基準マーク４２の座標を検出する。例えば、ステップＳ１１,Ｓ１２で３つの欠陥３１が検出されたとする。この場合、３つの欠陥３１と４つのアライメントマーク４１のそれぞれに対して４つの基準マーク４２を検出するため、７×４で合計２８個の基準マーク４２が抽出される。そして、基準マーク座標検出部２５が抽出された基準マーク４２を高倍率のレビューモードで検出する。

なお、基準マーク抽出部２４は、ステップＳ１４で検出したアライメントマーク４１の検出座標に基づいて、アライメントマーク４１の周辺の４つの基準マーク４２を抽出する。すなわち、アライメントマーク４１と基準マーク４２の位置関係は既知であるため、アライメントマーク４１周辺の基準マーク４２を速やかにレビューすることができる。すなわち、可動ステージ１４を抽出された基準マーク４２の位置に移動して、レビューする。換言すると、抽出された基準マーク４２以外の基準マーク４２については検出しなくてもよい。よって、測定時間を短縮することができる。

また、基準マーク抽出部２４は、欠陥３２の検出座標と、アライメントマーク４１周辺の基準マーク４２の検出座標とから、欠陥３２周辺の４つの基準マーク４２を抽出する。基準マーク４２は、Ｘ方向、及びＹ方向に一定の間隔で配列されている。すなわち、複数の基準マーク４２の位置関係が既知となっている。よって、アライメントマーク４１の周辺の基準マーク４２の検出座標から、欠陥３２の検出座標周辺の基準マーク４２を容易に抽出することができる。従って、欠陥３２の検出座標周辺の基準マーク４２を速やかにレビューすることができる。なお、アライメントマーク４１の検出座標から、欠陥３２の検出座標周辺の基準マーク４２を抽出してもよい。

図５に、欠陥３１とそれを囲む４つの基準マーク４２を拡大した図を示す。図５では、マスクブランク３０に存在する欠陥３２を、基準マスク４０に重ね合わせて、図示している。また、図５では、説明の明確化のため、１つの欠陥３２の周辺を点線で示し、拡大している。

１つの欠陥３２に対して、最も近傍にある４つの基準マーク４２が抽出されている。従って、抽出された４つの基準マーク４２は、基準格子を構成する。すなわち、欠陥３２の検出座標の最近傍にある４つの基準マーク４２は、矩形である基準格子の頂点に配置される。ここで、Ｘ方向とＹ方向の基準マーク４２の間隔を同じにしているため、４つの基準マーク４２は正方形の頂点に配置される。そして、基準格子内に、欠陥３２が配置される。

図５に示すように、基準格子を構成する基準マーク４２の検出座標をそれぞれ（Ａｎｘ,Ａｎｙ）、（Ｂｎｘ,Ｂｎｙ）、（Ｃｎｘ,Ｃｎｙ）、（Ｄｎｘ,Ｄｎｙ）とする。同様に、基準格子の中にある欠陥３２の検出座標を（Ｅｎｘ,Ｅｎｙ）とする。

そして、欠陥座標算出部２６が、４つの基準マーク４２の検出座標に基づいて、欠陥３２の検出座標を座標変換する（ステップＳ１８）。これにより、欠陥３２の検出座標が、基準マスク座標系における座標に変換される。すなわち、欠陥座標算出部２６が、基準マーク４２の検出座標から、基準マスク座標系における欠陥３２の座標を算出する。この処理の一例について説明する。

まず、４つの基準マーク４２で構成される基準格子の図心（重心）位置を求める。ここで、図６に示すように、図心の座標を（Ｇｎｘ,Ｇｎｙ）とすると、（Ｇｎｘ,Ｇｎｙ）は以下の式（１）で表すことができる。
Ｇｎｘ＝（Ａｎｘ＋Ｂｎｘ＋Ｃｎｘ＋Ｄｎｘ）／４
Ｇｎｙ＝（Ａｎｙ＋Ｂｎｙ＋Ｃｎｙ＋Ｄｎｙ）／４ ・・・（１）

そして、図心（Ｇｎｘ,Ｇｎｙ）から欠陥３２の検出座標（Ｅｎｘ,Ｅｎｙ）までの位置ベクトルをＦｎとすると、Ｆｎは以下の式（２）で表すことができる。
Ｆｎ＝（Ｅｎｘ−（Ａｎｘ＋Ｂｎｘ＋Ｃｎｘ＋Ｄｎｘ）／４, Ｅｎｙ−（Ａｎｙ＋Ｂｎｙ＋Ｃｎｙ＋Ｄｎｙ）／４）・・・（２）

実際の基準マスク４０は、図７に示すように、ステージ座標系に対して回転している。すなわち、可動ステージ１４の移動方向と、基準マーク４２の配列方向が一致していない。このため、４つの基準マーク４２で構成される基準格子内の座標系も同じ角度で回転している。ステップＳ１４での検出結果に基づいて、Ｘ軸角度とＹ軸角度をそれぞれ補正すれば、回転補正と直交度が補正される。なお、ステップＳ１５において、倍率が正常か否か判定しているため、補正不要である。

この処理によって、基準格子内の位置ベクトルＦｎが、基準マスク座標系の基準格子内位置ベクトルＦｎ'に変換される。ここで、ステップＳ１４で求めてＸ軸の傾きをθ、Ｙ軸の傾きをωとすると、ステージ座標系の基準格子内位置ベクトルＦｎ（Ｆｎｘ,Ｆｎｙ）は、以下の式（３）によって、基準マスク座標系の基準格子内位置ベクトルＦｎ'（Ｆｎｘ',Ｆｎｙ'）に変換できる。
Ｆｎｘ'＝Ｆｎｘ（１＋ｔａｎω）
Ｆｎｙ'＝Ｆｎｙ（１＋ｔａｎθ） ・・・（３）

そして、基準マスク座標系の基準格子内位置ベクトルＦｎ'から、基準マスク座標系における欠陥座標を算出する。ここで、ｉ、ｊを基準格子の配列番号とする。すなわち、欠陥３２が存在する基準格子が、Ｘ方向ではｉ番目、Ｙ方向ではｊ番目のものであるとする。そして、Ｐｘ、Ｐｙを基準格子ピッチの設計値とする。すなわち、Ｘ方向における基準マーク４２の間隔をＰｘ、Ｙ方向における基準マーク４２の間隔をＰｙとする。すると、欠陥３２が存在する基準格子の図心の座標（Ｇｊｘ,Ｇｊｙ）は以下の式（４）で表される。
Ｇｊｘ＝ｉＰｘ
Ｇｊｙ＝ｊＰｙ ・・・（４）

したがって、基準マスク座標系における欠陥座標（Ｅｎｘ',Ｅｎｙ'）は、図８から分かるように、式（５）から求めることができる。
Ｅｎｘ'＝Ｇｉｘ＋Ｆｎｘ'
Ｅｎｙ'＝Ｇｊｙ＋Ｆｎｙ' ・・・（５）

このように、上記の式（１）〜式（５）から、欠陥３２の検出座標を、基準マスク座標系における欠陥座標に変換することができる。このように、基準マスク４０に設けられた基準マーク４２の中から、一部の基準マーク４２を抽出している。よって、検出する基準マーク４２の数を減らすことができるため、測定時間を短縮することができる。さらに、マスクブランク３０に対する欠陥検出を行った直後に、基準マスク４０の基準マーク４２を検出している。従って、長時間ステージ座標の精度を維持する必要が無くなる。すなわち、マスクブランク３０と基準マスク４０とに対する検出の時間間隔が短いため、温度変化などが小さくなり、実質的なステージ座標の精度劣化を低減することができる。よって、ステージ座標の精度劣化による影響を低減することができる。これにより、精度の高い測定を行うことができる。

さらに、欠陥３２を囲む４つの基準マーク４２の検出結果から、欠陥座標を測定することができる。すなわち、欠陥座標近傍の基準格子での検出座標から、欠陥座標を測定している。よって、ステージの直線性が実質的に高いものとなり、多項式による直線性の近似を行わなくてもよいため、近似による誤差が発生せず、測定精度を向上することができる。

なお、１つの欠陥３２に対してＮ個以上（Ｎは２以上の整数）の基準マーク４２を抽出することが好ましい。１つの欠陥３２に対して複数の基準マーク４２を抽出することで、基準マスク４０に存在する欠陥の誤検出を防ぐことができる。すなわち、基準マスク４０において欠陥３２の検出座標近傍に欠陥があった場合でも、２つの基準マーク４２間の距離から、基準マスク４０上の欠陥であることが分かる。よって、最近傍のＮ個の基準マーク４２を確実に抽出することができ、精度を向上することができる。また、１つの欠陥３２を囲む４つの基準マーク４２を抽出すれば、十分な精度で測定することができる。さらに、Ｘ方向、及びＹ方向に所定の間隔で、基準マーク４２を形成することで、基準マーク４２の座標を既知とすることができる。

（変形例）
次に座標変換処理の変形例について説明する。変形例では、４つの基準マーク４２の位置ずれを考慮して、座標を算出している。基準マスク４０の撓み等によって、基準マーク４２に位置ずれが生じることがある。この場合、欠陥３２を囲む４つの基準マーク４２の検出座標が正方形とならなくなる。このように複数の基準マーク４２による歪補正を考慮に入れる場合、以下に示す算出方法を用いる。なお、座標変換以外の処理、及び構成については上記と同様であるため、説明を省略する。

まず、図９に示すように、基準マスク座標系における基準マーク４２の正確な座標値を（Ｘ_１，Ｙ_１）〜（Ｘ_４，Ｙ_４）とし、欠陥３２の正確な座標値を（Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ）とする。一方、図１０に示すように、基準マーク４２の検出座標を（Ｘ_１＋ΔＸ_１，Ｙ_１＋ΔＹ_１）〜（Ｘ_４＋ΔＹ_４，Ｙ_４＋ΔＹ_４）とし、欠陥３２の検出座標を（Ｘ_ｍ＋ΔＹ_ｍ,Ｙ_ｍ＋ΔＹ_ｍ）とする。ΔＸ_１〜ΔＸ_４とΔＹ_１〜ΔＹ_４は、基準マーク４２の正確な座標値と観測値のずれである。ΔＸ_ｍとΔＹ_ｍは、欠陥３２の正確な座標値と観測値のずれである。

正確な座標値（Ｘ_１，Ｙ_１）〜（Ｘ_４，Ｙ_４）は既知であるため、基準マーク４２の観測値から正確な座標値（Ｘ_１，Ｙ_１）〜（Ｘ_４，Ｙ_４）を減算することで、（ΔＸ_１，ΔＹ_１）〜（ΔＸ_４，ΔＹ_４）を算出することができる。そして、正確な座標値（Ｘ_１，Ｙ_１）〜（Ｘ_４，Ｙ_４）と、ずれ（ΔＸ_１，ΔＹ_１）〜（ΔＸ_４，ΔＹ_４）と、欠陥３２の観測値を（Ｘ_ｍ＋ΔＹ_ｍ,Ｙ_ｍ＋ΔＹ_ｍ）から、正確な座標値を（Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ）を以下のように、算出する。

まず、欠陥３２が上２つの基準マーク４２を結ぶ直線上に存在すると仮定する。すなわち、（Ｘ_１, Ｙ_１）と（Ｘ_２,Ｙ_２）との間に観測点が存在する場合に付いて考える。このとき、欠陥３２のずれを直線補間した値をΔＸ_ｍ１−２とすると、ずれΔＸ_ｍ１−２は以下の式（６）で表すことができる。
ΔＸ_ｍ１−２＝ΔＸ_１＋（ΔＸ_２−ΔＸ_１）×（Ｘ_ｍ−Ｘ_１）／（Ｘ_２―Ｘ_１）
＝ΔＸ_１（Ｘ２−Ｘ_ｍ）／（Ｘ_２−Ｘ_１）−ΔＸ_２（Ｘ_１−Ｘ_ｍ）／（Ｘ_２−Ｘ_１） ・・・（６）

（Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ）から（Ｘ_１,Ｙ_１）までの距離と、（Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ）から（Ｘ_２,Ｙ_２）までの距離との比を求めている。さらに、（ΔＸ_１,ΔＹ_１）と（ΔＸ_２,ΔＹ_２）との差を求めている。そして、ずれの差と、距離の比を乗じて、ずれΔＸ_ｍ１−２を決定している。

同様に、欠陥３２が下２つの基準マーク４２を結ぶ直線上に存在すると仮定する。なわち、（Ｘ_３,Ｙ_３）と（Ｘ_４, Ｙ_４）との間に観測点がある場合について考える。このとき、欠陥のずれを直線補間した値をΔＸ_ｍ３−４とすると、ずれΔＸ_ｍ３−４は以下の式（７）で表すことができる。
ΔＸ_ｍ３−４＝ΔＸ_３＋（ΔＸ_４−ΔＸ_３）×（Ｘｍ−Ｘ_３）／（Ｘ_４―Ｘ_３）
＝ΔＸ_３（Ｘ_４−Ｘｍ）／（Ｘ_４−Ｘ_３）−ΔＸ_４（Ｘ_３−Ｘ_ｍ）／（Ｘ_４−Ｘ_３） ・・・（７）

（Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ）から（Ｘ_３, Ｙ_３）までの距離と、（Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ）から（Ｘ_４,Ｙ_４）までの距離との比を求めている。さらに、（ΔＸ_３,ΔＹ_３）と（ΔＸ_４,ΔＹ_４）との差を求めている。そして、ずれの差と、距離の比と乗じて、ずれΔＸ_ｍ３−４を決定している。

上記の直線補間をＹ方向にも適用する。すなわち、（Ｘ_１,Ｙ_１）−（Ｘ_２,Ｙ_２）間にある観測点と、（Ｘ_３,Ｙ_３）−（Ｘ_４,Ｙ_４）間にある観測点と、の間に、欠陥３２がある場合を考える。直線補間を行うと、Ｘ方向のずれΔＸ_ｍは以下の式（８）で表すことができる。
ΔＸ_ｍ＝ΔＸ_ｍ１−２＋(ΔＸ_ｍ３−４−ΔＸ_ｍ１−２)×(Ｙ_ｍ−Ｙ_１−２)／(Ｙ_３−４−Ｙ_１−２)
＝ΔＸ_１(Ｘ_２−Ｘ_ｍ)／(Ｘ_２−Ｘ_１)×(Ｙ_３−Ｙ_ｍ)／(Ｙ_３−Ｙ_１)
−ΔＸ_２(Ｘ_１−Ｘ_ｍ)／(Ｘ_２−Ｘ_１)×(Ｙ_４−Ｙ_ｍ)／(Ｙ_４−Ｙ_２)
−ΔＸ_３(Ｘ_４−Ｘ_ｍ)／(Ｘ_４−Ｘ_３)×(Ｙ_１−Ｙ_ｍ)／(Ｙ_３−Ｙ_１)
＋ΔＸ_４(Ｘ_３−Ｘ_ｍ)／(Ｘ_４−Ｘ_３)×(Ｙ_２−Ｙ_ｍ)／(Ｙ_４−Ｙ_２)・・（８）

なお、上記の式（８）では、Ｙ１≒Ｙ２、Ｙ３≒Ｙ４と近似している。すなわち、Ｙ_１−２＝Ｙ１＝Ｙ２であり、Ｙ_３−４＝Ｙ３＝Ｙ４として、Ｘ方向のずれΔＸ_ｍを算出している。

同様に、Ｙ方向のずれΔＹ_ｍは以下の式（９）で表すことができる。
ΔＹ_ｍ＝ΔＹ_ｍ１−２＋(ΔＹ_ｍ３−４−ΔＹ_ｍ１−２)×(Ｘ_ｍ−Ｘ_１−２)／(Ｘ_３−４−Ｘ_１−２)
＝ΔＹ_１(Ｘ_２−Ｘ_ｍ)／(Ｘ_２−Ｘ_１)×(Ｙ_３−Ｙ_ｍ)／(Ｙ_３−Ｙ_１)
−ΔＹ_２(Ｘ_１−Ｘ_ｍ)／(Ｘ_２−Ｘ_１)×(Ｙ_４−Ｙ_ｍ)／(Ｙ_４−Ｙ_２)
−ΔＹ_３(Ｘ_４−Ｘ_ｍ)／(Ｘ_４−Ｘ_３)×(Ｙ_１−Ｙ_ｍ)／(Ｙ_３−Ｙ_１)
＋ΔＹ_４(Ｘ_３−Ｘ_ｍ)／(Ｘ_４−Ｘ_３)×(Ｙ_２−Ｙ_ｍ)／(Ｙ_４−Ｙ_２)・・（９）

なお、上記の式（９）では、Ｘ１≒Ｘ２、Ｘ３≒Ｘ４と近似している。すなわち、Ｘ_１−２＝Ｘ１＝Ｘ２であり、Ｘ_３−４＝Ｘ３＝Ｘ４として、Ｙ方向のずれΔＹ_ｍを算出している。

このように、複数の基準マーク４２の歪みが大きい場合、上記の式（８）、（９）を用いることで、高精度で測定することができる。なお、基準マーク４２の測定誤差の方が大きくなる場合、式（１）〜（５）によって、座標測定を行うことが好ましい。

次に、上記の欠陥座標測定方法を用いて、マスクを製造する方法について、図１１を用いて説明する。図１１は、マスクの製造方法を示すフローチャートである。以下の例では、ＭｏＳｉの多層膜と、吸収体を有するＥＵＶＬマスクを製造する例について作成する。

まず、基準座標測定機でＥＢ描画装置を較正する（ステップＳ２１）。すなわち、ＥＢ描画装置における座標系を基準座標測定機の座標系に揃える。そして、ＥＢ描画装置で基準マークを形成する（ステップＳ２２）。例えば、マスクサブスレートを加工する。ここでのマスクサブスレートは、マスクブランク３０のサブスレートと同じ材料、及び同じ大きさのものを用いることが好ましい。そして、マスクサブスレートのアライメントマーク４１と基準マーク４２となる位置に、ピット又はバンプを形成する。例えば、大きさが３０ｎｍ〜５０ｎｍで、高さが５ｎｍ〜１０ｎｍのピットを形成する。

そして、その上から、ＥＵＶ光を反射する多層膜を形成して、基準マスク４０を作成する（ステップＳ２３）。多層膜はＥＵＶＬの反射膜である多層膜と同じように、モリブデンとシリコンを交互に数十層積み重ねた構造になっている。従って、検査装置１０において、アライメントマーク４１と基準マーク４２とは、位相欠陥として検出されるようになる。すなわち、基準マスク４０は、マスクブランクと同様の積層構造となっており、欠陥座標測定装置では、マスクブランク３０上の欠陥３２と同様に、アライメントマーク４１と基準マーク４２は検出される。

次に、欠陥座標測定装置でマスクブランクの欠陥の座標を測定する（ステップＳ２４）。ここでは、図２のフローチャートにしたがって、マスクブランクの欠陥座標を測定する。すなわち、検査されるマスクブランク３０であるマスクブランクを全面検査した後、ステップＳ２３で作成した基準マスク４０の中から、一部の基準マーク４２を抽出して、座標に変換する。そして、マスクブランクの検出座標を基準マスク座標系の座標に検出する。なお、被検査マスクブランク３０であるマスクブランクは、マスクサブストレート上に、モリブデンとシリコンの多層膜が形成された構成となっている。

そして、欠陥検査が終了したマスクブランクに対して、ＥＢ描画装置でマスクパターンを描画する（ステップＳ２５）。レジストパターン等を用いて、ＥＵＶ光を吸収する吸収体のパターンを形成する。このとき、ミティゲーションによって、図１２に示すように、吸収体３５の下に欠陥３２が配置されるように、ＥＢ描画装置が描画する。すなわち、ＥＢ描画装置では、全ての欠陥３２を吸収体３５で覆うように、アライメントを行う。ＥＢ描画装置は、フィデューシャルマーク３１を用いてアライメントを行う。

例えば、描画パターンと欠陥マップを重ね合わせて、吸収体３５のパターン直下に、欠陥３２が配置されるように、描画パターンの座標系をずらす。例えば、マスクブランク３０を基準位置から縦横方向にシフトしたり、回転させた状態とする。このようにすることで、欠陥３２が半導体ウェハ等に転写されるのを防止することができる。よって、欠陥３２の影響を低減することができ、高い生産性で半導体装置を製造することができる。

上記のように、基準マスク座標系で、欠陥３２の座標が測定されている。従って、欠陥座標測定装置での測定によるずれを抑制することができる。すなわち、ＥＢ描画装置による描画パターンの座標と、欠陥座標とを合わせることができるため、ＥＢ描画装置での欠陥３２に対する描画精度を高くすることができる。全欠陥を確実に吸収体３５の下に配置させることができるため、実質的に半導体ウェハでの転写欠陥が発生するのを防ぐことができる。

また、ステップＳ２５において、吸収体３５をパターン描画するＥＢ描画装置を、ステップＳ２２で基準マーク４２を形成したＥＢ描画装置と同様にすることが好ましい。これにより、ＥＢ描画装置によるパターンのずれを抑制することができる。もちろん、同じ基準座標測定機で較正したＥＢ描画装置であれば、異なるＥＢ描画装置で、基準マスク４０とマスクブランク３０とを製造してもよい。

上記の説明では、ＥＵＶマスクの製造工程中に、欠陥座標を測定する例について説明したが、ＥＵＶマスク以外のフォトマスクに対して、上記の欠陥座標測定方法を適用してもよい。さらには、マスク以外の試料に対して、上記の欠陥座標測定方法を適用してもよい。これにより、簡便な方法で、精度よく測定を行うことができる。また、欠陥座標測定装置の検査装置は、高倍率で検査を行うレビュー装置に限らず、自動で検査を行う検査装置としてもよい。

１０ 検査装置
１１ 準備室
１２ 検出部
１３ 支持ピン
１４ 可動ステージ
１５ 検査室
２０ 処理部
２１ 欠陥座標検出部
２２ フィデューシャルマーク座標検出部
２３ アライメントマーク座標検出部
２４ 基準マーク抽出部
２５ 基準マーク座標検出部
２６ 欠陥座標検出部
３０ マスクブランク
３１ フィデューシャルマーク
３２ 欠陥
３４ 多層膜
３５ 吸収体
４０ 基準マスク
４１ アライメントマーク
４２ 基準マーク

Claims (12)

1. 試料を載置する載置部と、
   前記載置部上に載置された試料に設けられたマーク及び欠陥の座標を検出する検出部と、
   前記検出部で検出されたマーク及び欠陥の座標に基づいて、被検査試料の欠陥の座標を測定する処理部と、を備え、
   前記載置部上に載置された前記被検査試料のフィデューシャルマークと欠陥の検出座標を検出し、
   アライメントマークに対する位置が既知の複数の基準マークが配列された基準試料を前記載置部上に載置して、前記アライメントマークの検出座標を検出し、
   前記欠陥と前記アライメントマークとの検出座標に基づいて、前記基準マークのうち、前記欠陥の検出座標の近傍にある基準マークを抽出し、
   抽出された前記基準マークの検出座標を検出して、
   前記基準マークの検出座標と前記欠陥の検出座標に基づいて、前記欠陥の座標を算出する欠陥座標測定装置。
2. 前記欠陥の検出座標と前記基準マークの検出座標を用いて、前記欠陥の検出座標を前記基準試料における基準試料座標系の座標に変換することで、前記欠陥の座標を算出することを特徴とする請求項１に記載の欠陥座標測定装置。
3. 一つの前記欠陥に対して、前記欠陥から最も近いＮ個（Ｎは２以上の整数）の基準マークを抽出して、前記基準マークの座標を検出する請求項１、又は２に記載の欠陥座標測定装置。
4. 直交する２方向のそれぞれにおいて、前記基準マークが、一定の間隔で配列されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の欠陥座標測定装置。
5. 載置部上に載置された被検査試料のフィデューシャルマークと欠陥の検出座標を検出するステップと、
   アライメントマークに対する位置が既知の複数の基準マークが配列された基準試料を前記載置部上に載置するステップと、
   前記載置部上に載置された前記基準試料の前記アライメントマークの検出座標を検出するステップと、
   前記欠陥と前記アライメントマークとの検出座標に基づいて、前記基準マークのうち、前記欠陥の検出座標の近傍にある基準マークを抽出するステップと、
   抽出された前記基準マークの検出座標を検出するステップと、
   前記基準マークの検出座標と前記欠陥の検出座標に基づいて、前記欠陥の座標を算出するステップと、を備える欠陥座標測定方法。
6. 前記欠陥の検出座標と前記基準マークの検出座標とを用いて、前記欠陥の検出座標を前記基準試料における基準試料座標系の座標に変換することで、前記欠陥の座標を算出することを特徴とする請求項５に記載の欠陥座標測定方法。
7. 一つの前記欠陥に対して、前記欠陥から最も近いＮ個（Ｎは２以上の整数）の基準マークを抽出して、前記基準マークの座標を検出する請求項５、又は６に記載の欠陥座標測定方法。
8. 直交する２方向のそれぞれにおいて、前記基準マークが、一定の間隔で配列されている請求項５〜７のいずれか１項に記載の欠陥座標測定方法。
9. 請求項５〜８のいずれか１項に記載の欠陥座標測定方法を用いて欠陥座標を測定するステップと、
   測定された欠陥座標の上にパターンが形成されるように、前記マスクブランク上にパターンを形成するステップと、を備えたマスクの製造方法。
10. 前記基準マスク上に前記基準マークを形成する描画装置を用いて、前記マスクブランク上に前記パターンを形成していることを特徴とする請求項９に記載のマスクの製造方法。
11. 前記マスクがＥＵＶ光を反射する多層膜と、
    前記多層膜の上に設けられ、ＥＵＶ光を吸収する吸収体を備え、
    前記吸収体のパターンの直下に全ての前記欠陥が配置されていることを特徴とする請求項９、又は１０に記載のマスクの製造方法。
12. 被検査マスクの欠陥座標測定に用いられる基準マスクであって、
    複数のアライメントマークと、
    前記複数のアライメントマークとの間に一定の間隔でアレイ状に配列された複数の基準マークと、を備える基準マスク。

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