JP6522529B2 - マスク検査方法およびマスク検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、マスク検査方法およびマスク検査装置に関する。

ＥＵＶ(Extreme Ultraviolet)マスクは、パターンを有するパターン領域と、パターン領域の外周に配置されたパターンを有しない非パターン領域との間に、遮光帯（すなわち、ブラックボーダ領域）を有することが主流となっている。遮光帯は、ＥＵＶ光が遮られるシャドウイング現象を防止する目的で設けられる。遮光帯は、パターン領域および非パターン領域より高さが低い。

ＥＵＶマスクのパターンの欠陥を検査する際には、ステージ上にＥＵＶマスクを載置し、ＥＵＶマスクのパターン領域のうちユーザが設定した検査領域に検査光を照射する。そして、ＤＢ(Die to Database)検査の場合には、検査領域からの反射光に基づいて得られたパターンの光学画像と、パターンの参照画像との差分を欠陥として検出する。検査位置すなわち検査光の照射位置を変更するため、欠陥検査の際には、検査領域を構成するストライプに沿ってステージを移動させる。検査領域内において所望の検査速度で欠陥を検査するため、ステージの移動にあたっては、検査領域に検査光が照射される前に、予めステージを所定の速度まで加速すなわち助走させておく。

欠陥を適切に検査するため、検査領域に検査光を照射する際には、パターン側のマスクの表面（以下、マスク面ともいう）に対する検査光のフォーカス合わせを行う。従来は、ステージの助走の開始から検査領域への検査光の照射開始に至るまで、オートフォーカスによるフォーカス合わせを継続していた。

検査領域が遮光帯より十分内側にある場合、ステージが助走を開始するときのフォーカス合わせの実行位置（以下、フォーカス位置ともいう）である助走開始位置は、パターン領域内に存在し得る。助走開始位置がパターン領域内にある場合、助走開始位置とパターン領域内の検査領域との高さはほぼ同じである。この場合、フォーカス位置が助走開始位置から検査領域に変位しても、オートフォーカスが十分に追従できるため、デフォーカスすなわちフォーカスボケは殆ど生じない。

特開２０１２−７８１６４号公報

しかしながら、検査領域が遮光帯付近まで至る場合、助走開始位置は、遮光帯内に存在し得る。助走開始位置が遮光帯内にある場合、助走開始位置と検査領域との高さの差は大きい。この場合、フォーカス位置が助走開始位置から検査領域に変位すると、オートフォーカスが追従し切れず、デフォーカスが大きくなってしまう。デフォーカスが大きくなることで、実際は欠陥が生じていないのに疑似的な欠陥が検出されてしまう。

したがって、従来は、マスクのパターンの欠陥を適切に検査することが困難であるといった問題があった。

本発明の目的は、マスクのパターンの欠陥を適切に検査できるマスク検査方法およびマスク検査装置を提供することにある。

本発明の一態様であるマスク検査方法は、パターンを有するパターン領域と、パターン領域の周囲に設けられ、パターンを有しない非パターン領域と、パターン領域と非パターン領域との間においてパターン領域を囲み、パターン領域および非パターン領域より高さが低い遮光帯とを有するマスクのパターンの欠陥を検査するマスク検査方法であって、マスクが載置されたステージが助走を開始するときのフォーカス合わせの実行位置である助走開始位置が遮光帯内にある場合に、助走開始位置を非パターン領域内に変更し、非パターン領域内の助走開始位置でフォーカス合わせを実行し、非パターン領域内の助走開始位置からステージの助走を開始させ、少なくとも非パターン領域内の助走開始位置でのフォーカス合わせの完了から実行位置が遮光帯を通過するまでの間、フォーカス合わせの完了時のフォーカスを維持し、実行位置がパターン領域のうち欠陥を検査すべき検査領域に入ったときに、オートフォーカスでのフォーカス合わせに切換えるものである。

上述のマスク検査方法において、検査領域を設定し、設定された検査領域に応じた助走開始位置を取得してもよい。

上述のマスク検査方法において、マスクの傾きを測定し、助走開始位置でのフォーカス合わせの際に、マスクの傾きと、助走開始位置から検査領域の開始位置までの距離とに基づいて、助走開始位置と検査領域の開始位置との高さの差分を算出し、高さの差分に応じて、検査領域でのオートフォーカスにおけるフォーカスの初期値を補正してもよい。

上述のマスク検査方法において、マスクの傾きの測定は、欠陥の検査の開始前に検査領域を所定ストライプ分スキャンした結果に基づいて行ってもよい。

上述のマスク検査方法において、マスクの傾きの測定は、欠陥を検査する位置にマスクを搬入するときに行ってもよい。

上述のマスク検査方法において、実行位置が検査領域のストライプの終端近傍に到達したときにフォーカスを固定してもよい。

本発明の一態様であるマスク検査装置は、パターンを有するパターン領域と、パターン領域の周囲に設けられ、パターンを有しない非パターン領域と、パターン領域と非パターン領域との間においてパターン領域を囲み、パターン領域および非パターン領域より高さが低い遮光帯とを有するマスクを載置可能なステージと、ステージを移動する移動機構と、マスクに対するフォーカス合わせを実行するフォーカス機構と、ステージが助走を開始するときのフォーカス合わせの実行位置である助走開始位置が遮光帯内にある場合に、助走開始位置を非パターン領域内に変更し、非パターン領域内の助走開始位置からステージの助走を開始させる制御を行うステージ制御部と、非パターン領域内の助走開始位置でフォーカス合わせを実行し、少なくとも非パターン領域内の助走開始位置でのフォーカス合わせの完了から実行位置が遮光帯を通過するまでの間、フォーカス合わせの完了時のフォーカスを維持し、実行位置がパターン領域のうち欠陥を検査すべき検査領域に入ったときに、オートフォーカスでのフォーカス合わせに切換える制御を行うフォーカス制御部と、を備えるものである。

本発明によれば、マスクのパターンの欠陥を適切に検査できる。

第１の実施形態のマスク検査装置を示す図である。 図２Ａは、第１の実施形態のマスク検査装置を適用可能なマスクの一例を示す平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ断面図である。 第１の実施形態のマスク検査方法を示すフローチャートである。 第１の実施形態のマスク検査方法を示す斜視図である。 図５Ａは、第１の実施形態のマスク検査方法において、フォーカス位置およびその移動方向とフォーカス信号との関係を示す模式図であり、図５Ｂは、比較例のマスク検査方法において、フォーカス位置およびその移動方向とフォーカス信号との関係を示す模式図である。 第２の実施形態のマスク検査装置を示す図である。 第２の実施形態のマスク検査方法を示すフローチャートである。 第２の実施形態のマスク検査方法を示す模式図である。 第３の実施形態のマスク検査方法を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。実施形態は、本発明を限定するものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のマスク検査装置１を示す図である。図２Ａは、第１の実施形態のマスク検査装置１を適用可能なマスク２の一例を示す平面図である。図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ断面図である。図１のマスク検査装置１は、例えば、図２Ａおよび図２Ｂに示されるＥＵＶマスク（以下、単にマスクともいう）２のパターンの欠陥を検査するために用いることができる。

ここで、マスク２の構成について先に説明する。マスク２は、半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィに用いられる。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、マスク２は、パターン領域２０１と、非パターン領域２０２と、遮光帯２０３とを有する。パターン領域２０１は、平面視において矩形状を呈する。パターン領域２０１には、表面の凹凸によって吸収体のパターン２０４が形成されている。パターン２０４は、半導体パターンに対応する形状を有する。隣り合うパターン２０４同士の間には、多層膜ミラー２０７の最上層が露出している。多層膜ミラー２０７は、隣り合うパターン２０４同士の間から入射したＥＵＶ光を反射することで、ウェハ上のレジストを露光できる。非パターン領域２０２は、パターン領域２０１の周囲に設けられている。非パターン領域２０２は、平面視においてパターン領域２０１を囲む矩形の枠状を呈する。非パターン領域２０２には、パターンが形成されていない。遮光帯２０３は、パターン領域２０１と非パターン領域２０２との間においてパターン領域２０１を囲む。遮光帯２０３は、平面視においてパターン領域２０１を囲む矩形の枠状を呈する。遮光帯２０３の高さは、パターン領域２０１および非パターン領域２０２の高さより低い。パターン領域２０１と非パターン領域２０２とは、同じ高さであってもよい。

このようなマスク２のパターン２０４の欠陥を検査するため、図１に示すように、マスク検査装置１は、光の進行方向順に、光源３と、偏光ビームスプリッタ４と、照明光学系５と、ステージの一例であるＸＹθテーブル６と、拡大光学系７と、フォトダイオードアレイ８とを備える。なお、偏光ビームスプリッタ４とＸＹθテーブル６との間に、光の偏光方向を変化させる波長板を設けてもよい。

光源３は、偏光ビームスプリッタ４に向けてレーザ光を出射する。なお、フォトリソグラフィに使用する光はＥＵＶ光であるが、パターン２０４の欠陥検査に使用する光はレーザ光でよい。偏光ビームスプリッタ４は、光源３からの光を照明光学系５に向けて反射する。照明光学系５は、偏光ビームスプリッタ４で反射された光をＸＹθテーブル６に向けて照射する。ＸＹθテーブル６に載置されたマスク２は、照明光学系５から照射された光を反射する。このマスク２の反射光によって、マスク２が照明される。マスク２の反射光は、照明光学系５および偏向ビームスプリッタ４を透過した後、拡大光学系７に入射する。拡大光学系７は、入射したマスク２の反射光を、マスク２の像（以下、光学画像ともいう）としてフォトダイオードアレイ８に結像させる。フォトダイオードアレイ８は、マスク２の光学画像を光電変換する。光電変換されたマスク２の光学画像に基づいて、パターン２０４の欠陥が検査される。

また、図１に示すように、マスク検査装置１は、オートローダ９と、移動機構の一例であるＸ軸モータ１０Ａ、Ｙ軸モータ１０Ｂおよびθ軸モータ１０Ｃと、フォーカス機構１１と、レーザ測長システム１２とを備える。

オートローダ１０は、ＸＹθテーブル６上にマスク２を自動搬送する。Ｘ軸モータ１０Ａ、Ｙ軸モータ１０Ｂおよびθ軸モータ１０Ｃは、それぞれ、ＸＹθテーブル６をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動させる。これにより、ＸＹθテーブル６上のマスク２に対して光源３の光がスキャンされる。レーザ測長システム１２は、ＸＹθテーブル６のＸ方向およびＹ方向の位置を検出する。

光学画像のデフォーカスを抑制するため、フォーカス機構１１は、マスク面からの反射光の検出結果に基づいて照明光学系５の焦点をマスク面に合わせるフォーカス合わせを行う。フォーカス合わせは、ＸＹθテーブル６をＺ方向に移動させることで行う。なお、フォーカス合わせは、必ずしもＸＹθテーブル６をＺ方向に移動させることに限定されず、例えば、照明光学系５をＺ方向に移動させることで行ってもよい。その他、フォーカス合わせの具体的な態様は特に限定されず、例えば、フォトダイオードアレイ８と別体の光検出器で検出したマスク面からの反射光に基づいてマスク面の高さを求め、マスク面の高さに応じた移動量でＸＹθテーブル６をＺ方向に移動させてもよい。マスク面の高さは、後述する第２の実施形態のＺセンサ４１で測定してもよい。

また、図１に示すように、マスク検査装置１は、バス１４に接続された各種の回路を備える。具体的には、マスク検査装置１は、オートローダ制御回路１５と、ステージ制御部の一例であるテーブル制御回路１７と、フォーカス制御部の一例であるオートフォーカス制御回路１８とを備える。また、マスク検査装置１は、位置回路２２と、展開回路２３と、参照回路２４と、比較回路２５とを備える。また、マスク検査装置１は、センサ回路１９を備えており、このセンサ回路１９は、フォトダイオードアレイ８と比較回路２５との間に接続されている。

オートローダ制御回路１５は、オートローダ９を制御する。

テーブル制御回路１７は、モータ１０Ａ〜Ｃを駆動制御する。テーブル制御回路１７は、予め設定された検査領域２０５（図４参照）に応じた助走開始位置ｐ（図４参照）を取得する。

ここで、検査領域２０５は、パターン領域２０１のうちパターン２０４の欠陥を検査する領域である。検査領域２０５は、マスク検査装置１への入力操作によってユーザが設定できる。検査領域２０５は、短冊状の複数のストライプ２０６（図４参照）によって仮想的に分割されている。ＸＹθテーブル６の移動にともなってストライプ２０６に沿って光をスキャンすることで、検査が進行する。助走開始位置ｐは、ＸＹθテーブル６が所定の検査速度までの助走（加速）を開始するときのフォーカス合わせの実行位置である。フォーカス合わせの実行位置（以下、フォーカス合わせ位置ともいう）は、マスク面に照射される光のストライプ２０６方向における位置ということもできる。

テーブル制御回路１７は、検査領域２０５の端部からストライプ２０６に沿って検査領域２０５の外方に所定距離だけ離れた位置を助走開始位置ｐとして算出してもよい。

テーブル制御回路１７は、助走開始位置ｐがパターン領域２０１内にある場合には、助走開始位置ｐを変更しない。一方、テーブル制御回路１７は、助走開始位置ｐが遮光帯２０３内にある場合には、助走開始位置ｐを非パターン領域２０２内に変更する。具体的には、テーブル制御回路１７は、ＸＹθテーブル６をストライプ２０６方向に移動調整することで助走開始位置ｐを非パターン領域２０２内に変更する。助走開始位置ｐは、遮光帯２０３におけるストライプ２０６の長手方向の外端からストライプ２０６に沿って外方に所定距離だけ離れた位置に変更されてもよい。

助走開始位置ｐが非パターン領域２０２内に変更された場合、テーブル制御回路１７は、モータ１０Ａを駆動制御することで、非パターン領域２０２内の助走開始位置ｐからＸＹθテーブル６の助走を開始させる。

また、助走開始位置ｐが非パターン領域２０２内に変更された場合、オートフォーカス制御回路１８は、非パターン領域２０２内の助走開始位置ｐでフォーカス合わせを実行するようにフォーカス機構１１を制御する。また、オートフォーカス制御回路１８は、少なくとも非パターン領域２０２内の助走開始位置ｐでのフォーカス合わせの完了からフォーカス位置が遮光帯２０３を通過するまでの間、当該フォーカス合わせの完了時のフォーカスを維持（すなわち、固定）するようにフォーカス機構１１を制御する。非パターン領域２０２内の助走開始位置ｐでのフォーカス合わせの完了時のフォーカスすなわち当該フォーカス合わせで合わされたフォーカスは、当該フォーカス合わせの完了からフォーカス位置が検査領域２０５に到達するまで維持されてもよい。

なお、非パターン領域２０２内の助走開始位置ｐでのフォーカス合わせは、当該助走開始位置ｐにおいて完了してもよいが、この場合、フォーカス合わせの所要時間だけＸＹθテーブル６の助走を待機することが求められる場合がある。したがって、検査を迅速に開始するには、非パターン領域２０２内の助走開始位置ｐでのフォーカス合わせを開始するときに、当該フォーカス合わせの完了を待たずにＸＹθテーブル６の助走を開始することが望ましい。この場合、非パターン領域２０２内の助走開始位置ｐでのフォーカス合わせは、助走開始位置ｐからフォーカス合わせの所要時間だけＸＹθテーブル６が助走（すなわち、フォーカス位置が移動）した時点で完了してよい。

オートフォーカス制御回路１８は、ＸＹθテーブル６の助走にともなってフォーカス位置が検査領域２０５に入ったときに、オートフォーカスでのフォーカス合わせに切換えるようにフォーカス機構１１を制御する。

ここで、検査領域２０５はパターン領域２０１内にあるため、検査領域２０５は遮光帯２０３より高さが高い。このため、もし、高さが低い遮光帯２０３を助走開始位置としてオートフォーカスでフォーカス合わせを行った後、高さが高い検査領域２０５でフォーカス合わせを行う場合、遮光帯２０３と検査領域２０５との間でフォーカスの変動量が大きくなる。フォーカスの変動量が大きいことで、検査領域２０５内において迅速にオートフォーカスを追従させることができず、デフォーカスが生じてしまう。

これに対して、第１の実施形態では、助走開始位置ｐを非パターン領域２０２内に変更することで、高さが低い遮光帯２０３におけるオートフォーカスでのフォーカス合わせを回避できる。また、非パターン領域２０２で合わせたフォーカスを固定したままフォーカス位置が遮光帯２０３を通過し、検査領域２０５においてオートフォーカスに切換えることができる。この場合、非パターン領域２０２で固定したフォーカスに対して、検査領域２０５でのフォーカスの変動量は殆ど無い。なぜならば、非パターン領域２０２の高さは、検査領域２０５の高さと殆ど同じだからである。そして、フォーカスの変動量が殆ど無いことで、検査領域２０５内においオートフォーカスを迅速に追従させることができる。これにより、デフォーカスを抑制できる。

オートフォーカス制御回路１８の更なる詳細については、後述のマスク検査方法において説明する。

センサ回路１９は、フォトダイオードアレイ８で光電変換された光学画像を取り込み、取り込まれた光学画像をＡ／Ｄ変換する。そして、センサ回路１９は、Ａ／Ｄ変換した光学画像を比較回路２５に出力する。センサ回路１９は、例えば、ＴＤＩ(Time Delay Integration)センサの回路であってもよい。ＴＤＩセンサを用いることで、パターン２０４を高精度に撮像できる。

レーザ測長システム１２は、ＸＹθテーブル６の移動位置を検出し、検出された移動位置を位置回路２２に出力する。位置回路２２は、レーザ測長システム１２から入力された移動位置に基づいて、ＸＹθテーブル６上でのマスク２の位置を検出する。そして、位置回路２２は、検出されたマスク２の位置を比較回路２５に出力する。

展開回路２３は、マスク２の設計データを読み出す。設計データは、後述する磁気ディスク装置３１から読み出してもよい。設計データは、マスクを表す図形の座標、辺の長さ、種類などの情報であってもよい。展開回路２３は、読み出された設計データを２値または多値の画像データに変換する。そして、展開回路２３は、画像データに変換された設計データを参照回路２４に出力する。

参照回路２４は、展開回路２３から入力された設計データに対して適切なフィルタ処理を施すことで、パターン２０４の欠陥検査に用いる参照画像を生成する。参照回路２４は、生成された参照画像を比較回路２５に出力する。

比較回路２５は、位置回路２２から入力された位置情報を用いながら、光学画像のパターンの各位置の線幅を測定する。比較回路２５は、測定された光学画像のパターンと、参照回路２４から入力された参照画像のパターンについて、両パターンの線幅や階調値（明るさ）を比較する。そして、比較回路２５は、例えば、光学画像のパターンの線幅と、参照画像のパターンの線幅との誤差をパターン２０４の欠陥として検出する。

また、図１に示すように、マスク検査装置１は、制御計算機３０と、磁気ディスク装置３１と、磁気テープ装置３２と、フロッピー（登録商標）ディスク３３と、ＣＲＴ３４と、パターンモニタ３５と、プリンタ３６とを備える。これらの構成部３０〜３６は、いずれもバス１４に接続されている。制御計算機３０は、バス１４に接続された各構成部に対して、パターン２０４の欠陥検査に関連する各種の制御や処理を実行する。磁気ディスク装置３１、磁気テープ装置３２およびフロッピーディスク３３は、欠陥検査に関連する各種の情報を記憶する。ＣＲＴ３４およびパターンモニタ３５は、欠陥検査に関連する各種の画像を表示する。プリンタ３６は、欠陥検査に関連する各種の情報を印刷する。

（マスク検査方法）
次に、マスク検査装置１を適用したマスク検査方法について説明する。図３は、第１の実施形態のマスク検査方法を示すフローチャートである。図４は、第１の実施形態のマスク検査方法を示す斜視図である。第１の実施形態のマスク検査方法では、図４の破線矢印に示す方向に検査領域２０５のストライプ２０６が連続的にスキャンされるように、ＸＹθテーブル６を移動させる。ＸＹθテーブル６を移動させながら、フォトダイオードアレイ８で撮像された光学画像に基づいてストライプ２０６上のパターン２０４（図１参照）の欠陥を検査する。以下、パターン２０４の欠陥検査の過程でのフォーカス合わせを中心に説明する。

先ず、図３に示すように、入力操作に応じた検査領域２０５を設定する（ステップＳ１）。検査領域２０５の設定方法は特に限定されず、例えば、制御計算機３０が入力操作に応じた検査領域２０５を磁気ディスク装置３１に記録することで行ってもよい。なお、図４では、パターン領域２０１全体を検査領域２０５に設定しているが、パターン領域２０１の一部を検査領域２０５に設定してもよい。

検査領域２０５の設定後、テーブル制御回路１７は、検査領域２０５に応じた助走開始位置ｐを算出する（ステップＳ２）。より具体的には、テーブル制御回路１７は、検査領域２０５に含まれる全てのストライプ２０６に対応する助走開始位置ｐを同時に算出する。このとき、テーブル制御回路１７は、ストライプ２０６の始端からストライプ２０６の長手方向外方に所定距離離れた位置を助走開始位置ｐとして算出してもよい。なお、ストライプ２０６の始端とは、ストライプ２０６の長手方向の両端のうち、助走開始位置ｐに近い方の端部である。ストライプ２０６の長手方向の両端のうち、助走開始位置ｐに遠い方の端部は、ストライプ２０６の終端と呼ぶ。

例えば、ＸＹθテーブル６の助走における加速度をａ、検査領域２０５におけるＸＹθテーブル６の速度すなわち検査速度をｖとする。助走開始位置ｐは、ストライプ２０６の始端から外方に少なくともｖ^２／２ａ離れた位置であってもよい。ＸＹθテーブル６の加速度ａは、例えば、２〜５ｍｍ／ｓ^２であってよい。検査速度ｖは、例えば、１０ｍｍ／ｓであってもよい。

なお、テーブル制御回路１７は、検査領域２０５に含まれるストライプ２０６に対応する助走開始位置ｐを別々に算出してもよい。

助走開始位置ｐの算出後、テーブル制御回路１７は、予め取得されている遮光帯２０３の座標に基づいて、助走開始位置ｐが遮光帯２０３内にあるか否かを判定する（ステップＳ３）。より具体的には、テーブル制御回路１７は、検査領域２０５内の全てのストライプ２０６について、各ストライプ２０６に対応する助走開始位置ｐが遮光帯２０３内にあるか否かを判定する。

助走開始位置ｐが遮光帯２０３内にある場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、テーブル制御回路１７は、助走開始位置ｐを非パターン領域２０２内に変更する（ステップＳ４）。より具体的には、テーブル制御回路１７は、検査領域２０５内の全てのストライプ２０６に対応する助走開始位置ｐのうち、遮光帯２０３内にあると判定された助走開始位置ｐを非パターン領域２０２内に変更する。変更された助走開始位置ｐは、遮光帯２０３におけるストライプ２０６の長手方向の外端から外方に、助走開始位置ｐでのフォーカス合わせの所要時間分のＸＹθテーブル６の助走距離に相当する距離またはこれより大きい距離離れていてもよい。すなわち、助走開始位置ｐでフォーカス合わせを開始するときに加速度ａでＸＹθテーブル６の助走を開始し、助走開始位置ｐでのフォーカス合わせを所要時間ｔかけて行う構成において、変更された助走開始位置ｐは、遮光帯２０３の外端から外方に少なくとも（１／２）ａｔ^２離れていてもよい。例えば、変更された助走開始位置ｐは、遮光帯２０３の外端から外方に１〜２ｍｍ離れていてもよい。このような位置に助走開始位置ｐを変更することで、フォーカス位置が非パターン領域２０２から遮光帯２０３に入る前に確実にフォーカスを固定できる。

一方、助走開始位置ｐが遮光帯２０３内にない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、テーブル制御回路１７は、助走開始位置ｐがパターン領域２０１内にあると判断して、助走開始位置ｐを維持する。

助走開始位置ｐの算出後、オートフォーカス制御回路１８は、現在の検査対象のストライプ２０６（以下、検査対象ストライプともいう）に対応する助走開始位置ｐでのフォーカス合わせを行う（ステップＳ５）。フォーカス合わせにおいて、オートフォーカス制御回路１８は、フォーカス機構１１にフォーカス信号を出力することで、フォーカス信号に応じた移動量だけＺ方向にＸＹθテーブル６を移動させる。助走開始位置ｐでのフォーカス合わせは、当該フォーカス合わせの所要時間後に完了してもよい。なお、現在の検査対象ストライプ２０６は、検査の進行にともなって図４の−Ｙ方向側のストライプ２０６から＋Ｙ方向側のストライプ２０６へと変化する。

助走開始位置ｐでのフォーカス合わせの開始後、テーブル制御回路１７は、Ｘ軸モータ１０Ａを駆動することでＸＹθテーブル６の助走を開始する（ステップＳ６）。助走開始位置ｐでのフォーカス合わせの完了からフォーカス位置が検査領域２０５に到達するまでの間、オートフォーカス制御回路１８は、助走開始位置ｐでのフォーカス合わせの完了時のフォーカスを維持する。なお、助走開始位置ｐがパターン領域２０１内にある場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、オートフォーカス制御回路１８は、助走開始から現在の検査対象ストライプの走査が完了するまでの間、継続してオートフォーカスでのフォーカス合わせを行ってもよい。この場合、フォーカス位置が検査領域２０５に到達した時点で既にオートフォーカスでのフォーカス合わせが開始しているので、後述する検査領域２０５でのオートフォーカスへの切り替え（ステップＳ８）は省略してよい。

助走の開始後、オートフォーカス制御回路１８は、フォーカス位置が検査領域２０５に到達したか否かを判定する（ステップＳ７）。この判定は、助走開始位置ｐからのフォーカス位置の移動量が、予め取得されている助走開始位置ｐと検査領域２０５の開始位置（すなわち、ストライプ２０６の始端）との間の距離に達したか否かに基づいて行ってもよい。オートフォーカス制御回路１８は、助走すなわち加速によるＸＹθテーブル６の移動が所定時間行われた後に、検査速度（定速）によるＸＹθテーブル６の移動が所定時間行われた場合に、フォーカス位置が検査領域２０５に到達したと判定してもよい。ＸＹθテーブル６は、フォーカス位置が遮光帯２０３内にあるときに助走を完了して検査速度に達してもよく、または、フォーカス位置が検査領域２０５の開始位置にあるときに検査速度に達してもよい。

フォーカス位置が検査領域２０５に到達した場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、オートフォーカス制御回路１８は、オートフォーカスによるフォーカス合わせに切換える（ステップＳ８）。一方、フォーカス位置が検査領域２０５に到達していない場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、オートフォーカス制御回路１８は、固定フォーカスのまま判定（ステップＳ７）を繰り返す。

オートフォーカスへの切り替え後、オートフォーカス制御回路１８は、全ストライプ２０６の検査が完了したか否かを判定する（ステップＳ９）。

全ストライプ２０６の検査が完了した場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、オートフォーカス制御回路１８は、処理を終了する。

一方、全ストライプ２０６の検査が完了していない場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、オートフォーカス制御回路１８は、検査対象ストライプ２０６を、現在の検査対象ストライプ２０６に＋Ｙ方向（図４参照）において隣接する次のストライプ２０６に変更する（ステップＳ１０）。その後は、次のストライプ２０６を検査対象ストライプ２０６として、フォーカス合わせ（ステップＳ５）以降の処理を繰り返す。

図５Ａは、第１の実施形態のマスク検査方法において、フォーカス位置およびその移動方向とフォーカス信号との関係を示す模式図である。図５Ａには、検査領域２０５と、遮光帯２０３と、非パターン領域２０２と、各領域に対応するフォーカス信号およびその移動方向が模式的に示されている。

図５Ａのフォーカス信号ＳＩＧ＿ＦＷＤは、＋Ｘ方向（前方：Ｄ＿ＦＷＤ）にフォーカス位置を移動させながら第１番目のストライプ２０６＿１を検査したときのフォーカス信号である。なお、図５Ａには、第１番目のストライプ２０６＿１の終端側の一定の範囲が示されている。図５Ａのフォーカス信号ＳＩＧ＿ＢＷＤは、−Ｘ方向（後方：Ｄ＿ＢＷＤ）にフォーカス位置を移動させながら第１番目のストライプ２０６＿１に隣接する第２番目のストライプ２０６＿２を検査したときのフォーカス信号である。なお、図５Ａには、第２番目のストライプ２０６＿２の始端側の一定の範囲が示されている。

図５Ｂは、比較例のマスク検査方法において、フォーカス位置およびその移動方向とフォーカス信号との関係を示す模式図である。図５Ｂの詳細は図５Ａと同様である。比較例のマスク検査方法では、遮光帯２０３内においても、オートフォーカスによるフォーカス合わせを行う。

図５Ｂに示すように、第２番目のストライプ２０６＿２の検査時に、遮光帯２０３内においてオートフォーカスによるフォーカス合わせを行った場合、フォーカス位置が検査領域２０５に到達した際に、検査領域２０５に対してフォーカス信号ＳＩＧ＿ＢＷＤが迅速に追従できない。これにより、遮光帯２０３に隣接する検査領域２０５の区間２０５ａにおいて、デフォーカスが大きくなってしまう。

これに対して、第１の実施形態のマスク検査方法では、図５Ａに示すように、第２番目のストライプ２０６＿２の検査時に、非パターン領域２０２から検査領域２０５に至るまで、非パターン領域２０２で合わされたフォーカスを維持できる。非パターン領域２０２の高さが検査領域２０５の高さとほぼ同じであることで、非パターン領域２０２で合わされたフォーカスと、検査領域２０５の開始位置で合わせるべきフォーカスとは、ほぼ同じである。このため、フォーカス位置が遮光帯２０３から検査領域２０５に移動した際に、検査領域２０５に対してフォーカス信号ＳＩＧ＿ＢＷＤが迅速に追従できる。これにより、遮光帯２０３に隣接する検査領域２０５の区間２０５ａにおいて、デフォーカスを有効に抑制できる。

以上述べたように、第１の実施形態によれば、非パターン領域２０２上の助走開始位置ｐでのフォーカス合わせで合わせたフォーカスを遮光帯２０３において維持することで、遮光帯２０３と検査領域２０５との間でのフォーカスの変動量を抑制できる。これにより、検査領域２０５に対してオートフォーカスを迅速に追従させてデフォーカスを抑制できる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態として、マスク２の傾きに応じてオートフォーカスの初期値すなわち基準点を補正する実施形態について説明する。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態に対応する構成部については、同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図６は、第２の実施形態のマスク検査装置１を示す図である。

図６に示すように、第２の実施形態のマスク検査装置１は、第１の実施形態の構成に加えて、更に、Ｚセンサ４１と、Ｚセンサ制御回路４２と、マスク傾き量演算回路４３とを備える。

Ｚセンサ４１は、マスク面の高さすなわちＺ方向の位置を検出する。Ｚセンサ４１は、例えば、マスク面に光を照射する投光器と、照射された光を受光する受光器とを備えていてもよい。投光器と受光器とを備えることで、Ｚセンサ４１は、マスク面の高さを光学的に検出できる。これ以外にも、例えば、オートフォーカス制御回路１８によるフォーカス機構１１の駆動量（例えば、駆動信号のパルス数など）に基づいてマスク面の高さを検出してもよい。

Ｚセンサ制御回路４２は、Ｚセンサ４１の駆動を制御する。Ｚセンサ制御回路４２は、Ｚセンサ４１からマスク面の高さの検出結果を取得する。Ｚセンサ制御回路４２は、取得されたマスク面の高さをマスク傾き量演算回路４３に出力する。

マスク傾き量演算回路４３は、Ｚセンサ制御回路４２から入力されたマスク面の高さに基づいて、Ｚ方向へのマスク２の傾き量を算出（すなわち、測定）する。マスク傾き量演算回路４３は、算出されたマスク２の傾き量をオートフォーカス制御回路１８に出力する。

オートフォーカス制御回路１８は、マスク傾き量演算回路４３から入力されたマスク２の傾き量に基づいてオートフォーカスを制御する。以下、図７を用いてマスク２の傾き量を用いたオートフォーカスの制御の一例について詳述する。図７は、第２の実施形態を示すマスク検査方法のフローチャートである。

図７に示すように、第２の実施形態において、マスク傾き量演算回路４３は、Ｚセンサ４１で検出されたマスク面の高さに基づいて、水平方向に対するマスク２の傾き量を測定する（ステップＳ１１）。図７の例において、マスク２の傾き量の測定は、検査領域２０５の設定（ステップＳ１）と、助走開始位置の算出（ステップＳ２）との間に行っている。

Ｚセンサ４１の検出結果によること以外にも、マスク２の傾き量の測定は、検査開始前に検査領域２０５を所定ストライプ２０６分スキャンした結果に基づいて行ってもよい。すなわち、マスク２の傾き量は、ストライプ２０６における異なるフォーカス位置同士の間のフォーカス信号の信号値の差分として測定してもよい。また、マスク２の傾きの測定は、オートローダ９でＸＹθテーブル６上にマスク２を搬入するときに行ってもよい。このように、検査開始前にマスク２の傾き量を測定することで、傾き量に応じた適切な検査を開始することができる。

また、オートフォーカス制御回路１８は、助走開始位置ｐでのフォーカス合わせ（ステップＳ５）の際に、助走開始位置ｐと検査領域２０５の開始位置との高さの差分を算出する（ステップＳ１２）。図８は、第２の実施形態の検査方法を示す模式図である。図８は、助走開始位置ｐ_１から検査領域２０５の開始位置ｐ_２に向かうにしたがって上方に傾いたマスク２を示している。なお、図４と同様に、図８では、パターン領域２０１の開始位置を検査領域２０５の開始位置ｐ_２としている。

オートフォーカス制御回路１８は、助走開始位置ｐ_１と検査領域２０５の開始位置ｐ_２との高さの差分ｄを、測定されたマスク２の傾き量θと、予め取得されている助走開始位置ｐ_１と検査領域２０５の開始位置ｐ_２との間のマスク面に沿った方向の距離ｘとに基づいて算出する。図８の例の場合、高さの差分ｄは、ｘ・ｓｉｎθである。

また、図７に示すように、オートフォーカス制御回路１８は、オートフォーカスでのフォーカス合わせへの切り替え（ステップＳ８）の前に、高さの差分ｄに応じてオートフォーカスにおけるフォーカスの初期値を補正する（ステップＳ１３）。オートフォーカス制御回路１８は、助走開始位置ｐで設定したフォーカスより高さの差分ｄだけ上方の位置にフォーカスの初期値を補正してもよい。

第２の実施形態によれば、マスク２の傾きに応じて検査領域２０５の開始位置におけるフォーカスの初期値を補正できるので、マスク２が傾いている場合でも、検査領域２０５においてオートフォーカスを迅速に追従させることができる。したがって、第２の実施形態によれば、デフォーカスを更に確実に抑制できる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態として、現在の検査対象ストライプの終端近傍においてフォーカスを固定する実施形態について説明する。なお、第３の実施形態において、第１の実施形態に対応する構成部については、同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図９は、 第３の実施形態を示すマスク検査方法のフローチャートである。

図９に示すように、第３の実施形態において、オートフォーカス制御回路１８は、オートフォーカスでのフォーカス合わせへの切り替え（ステップＳ８）の後、フォーカス位置が現在の検査対象ストライプ２０６の終端近傍に到達したか否かを判定する（ステップＳ２１）。

フォーカス位置が現在の検査対象ストライプ２０６の終端近傍に到達した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、オートフォーカス制御回路１８は、フォーカスを固定する（ステップＳ２２）。一方、フォーカス位置が現在の検査対象ストライプ２０６の終端近傍に未到達の場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、オートフォーカス制御回路１８は、オートフォーカスのまま判定（ステップＳ２１）を繰り返す。

なお、現在の検査対象ストライプ２０６の終端近傍は、現在の検査対象ストライプ２０６の終端から該ストライプ２０６の始端側に向かって所定距離離れた位置である。この所定距離の具体的な態様は特に限定されないが、例えば、オートフォーカスから固定フォーカスへの切り替えの所要時間と、ＸＹθテーブル６の速度との積算値に相当する距離またはこれより大きい距離であってもよい。

ここで、現在の検査対象ストライプ２０６（例えば、図５Ａにおける第１番目のストライプ２０６＿１）の検査の終了後、次のストライプ２０６（例えば、図５Ａにおける第２番目のストライプ２０６＿２）の検査の開始前に、フォーカス位置は遮光帯２０３を通過する。

もし、現在の検査対象ストライプ２０６の終端以降もオートフォーカスによるフォーカス合わせを継続する場合、遮光帯２０３に合焦するようにフォーカスが大きく変動する。これにより、次の検査対象ストライプ２０６に対応する助走開始位置ｐでは、低い位置（すなわち、遮光帯２０３）に合わされたフォーカスを高い位置（すなわち、助走開始位置ｐ）に合わせることが求められる。これにより、次の検査対象ストライプ２０６に対応する助走開始位置ｐでのフォーカス合わせの所要時間が長くなる。

これに対して、第３の実施形態では、現在の検査対象ストライプ２０６の終端近傍から次の検査対象ストライプ２０６に対応する助走開始位置ｐまでの間、フォーカスを高い位置に固定できる。これにより、次の検査対象ストライプ２０６に対応する助走開始位置ｐでのフォーカス合わせの所要時間を短縮できる。例えば、検査対象ストライプ２０６の終端以降もオートフォーカスを継続する場合に比べて、助走開始位置ｐにおけるフォーカス時間を１ストライプ２０６あたり１〜２秒短縮することも可能である。

したがって、第３の実施形態によれば、助走開始位置ｐでのフォーカス合わせの所要時間を短縮できるので、検査時間を短縮できる。

なお、第３の実施形態を第２の実施形態と組み合わせてもよい。また、本実施形態は、上記のように参照画像との差分に基づくＤＢ検査に限定されず、マスク上に配置される同一の設計データから描画されたダイ画像との差分を欠陥として検出するＤＤ(Die to Die)検査に適用してもよい。また、本実施形態は、パターン領域２０１と非パターン領域２０２との間に両領域２０１、２０２より高さが低い凹部すなわち溝部を有するマスクであれば、ＥＵＶマスク以外のマスクに適用することも可能である。

マスク検査装置１の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、マスク検査装置１の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

上述の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ マスク検査装置
２ マスク
２０１ パターン領域
２０２ 非パターン領域
２０３ 遮光帯
６ ＸＹθテーブル
１７ テーブル制御回路
１８ オートフォーカス制御回路

Claims (7)

1. パターンを有するパターン領域と、前記パターン領域の周囲に設けられ、パターンを有しない非パターン領域と、前記パターン領域と前記非パターン領域との間において前記パターン領域を囲み、前記パターン領域および前記非パターン領域より高さが低い遮光帯とを有するマスクのパターンの欠陥を検査するマスク検査方法であって、
   前記マスクが載置されたステージが助走を開始するときのフォーカス合わせの実行位置である助走開始位置が前記遮光帯内にある場合に、前記助走開始位置を前記非パターン領域内に変更し、
   前記非パターン領域内の助走開始位置で前記フォーカス合わせを実行し、
   前記非パターン領域内の助走開始位置から前記ステージの助走を開始させ、少なくとも前記非パターン領域内の助走開始位置でのフォーカス合わせの完了から前記実行位置が前記遮光帯を通過するまでの間、前記フォーカス合わせの完了時のフォーカスを維持し、
   前記実行位置が前記パターン領域のうち前記欠陥を検査すべき検査領域に入ったときに、オートフォーカスでのフォーカス合わせに切換えることを特徴とするマスク検査方法。
2. 前記検査領域を設定し、
   設定された前記検査領域に応じた前記助走開始位置を取得することを特徴とする請求項１に記載のマスク検査方法。
3. 前記マスクの傾きを測定し、
   前記非パターン領域内の助走開始位置でのフォーカス合わせの際に、前記マスクの傾きと、前記非パターン領域内の助走開始位置から前記検査領域の開始位置までの距離とに基づいて、前記助走開始位置と前記検査領域の開始位置との高さの差分を算出し、
   前記高さの差分に応じて、前記検査領域でのオートフォーカスにおけるフォーカスの初期値を補正することを特徴とする請求項１または２に記載のマスク検査方法。
4. 前記マスクの傾きの測定は、前記欠陥の検査の開始前に前記検査領域を所定ストライプ分スキャンした結果に基づいて行うことを特徴とする請求項３に記載のマスク検査方法。
5. 前記マスクの傾きの測定は、前記欠陥を検査する位置に前記マスクを搬入するときに行うことを特徴とする請求項３に記載のマスク検査方法。
6. 前記実行位置が前記検査領域のストライプの終端近傍に到達したときにフォーカスを固定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のマスク検査方法。
7. パターンを有するパターン領域と、前記パターン領域の周囲に設けられ、パターンを有しない非パターン領域と、前記パターン領域と前記非パターン領域との間において前記パターン領域を囲み、前記パターン領域および前記非パターン領域より高さが低い遮光帯とを有するマスクを載置可能なステージと、
   前記ステージを移動する移動機構と、
   前記マスクに対するフォーカス合わせを実行するフォーカス機構と、
   前記ステージが助走を開始するときの前記フォーカス合わせの実行位置である助走開始位置が前記遮光帯内にある場合に、前記助走開始位置を前記非パターン領域内に変更し、前記非パターン領域内の助走開始位置から前記ステージの助走を開始させる制御を行うステージ制御部と、
   前記非パターン領域内の助走開始位置で前記フォーカス合わせを実行し、少なくとも前記非パターン領域内の助走開始位置でのフォーカス合わせの完了から前記実行位置が前記遮光帯を通過するまでの間、前記フォーカス合わせの完了時のフォーカスを維持し、前記実行位置が前記パターン領域のうち前記欠陥を検査すべき検査領域に入ったときに、オートフォーカスでのフォーカス合わせに切換える制御を行うフォーカス制御部と、を備えることを特徴とするマスク検査装置。

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