JP7293148B2 - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、試料上に形成されたパターンを検査するための検査装置及び検査方法に関する。

大規模集積回路（ＬＳＩ：Large Scale Integration）の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路寸法は、微細化の一途を辿っている。半導体素子の製造では、縮小投影露光装置（ステッパまたはスキャナーと呼ばれる）において、回路パターン（以下、パターンと記す）が形成されたマスクを用いて、ウェハ上にパターンが露光される。

ＬＳＩの製造において、歩留まりを低下させる要因の１つとして、マスクに形成されたパターンの欠陥（形成不良）があげられる。

例えば、最先端のデバイスでは、数ｎｍの線幅のパターンの形成が要求される。パターンの微細化に伴い、マスクにおけるパターンの欠陥も微細化している。したがって、マスクの検査装置は、極めて小さなパターンの欠陥の検出精度の向上が求められている。

マスクの検査装置では、マスクは、検査装置内のステージ上に保持されて載置される。そして、ステージが移動することによって、光学系を介して照射された光がマスク上を走査する。マスクを透過、または反射した光は、レンズを介してセンサに結像する。マスクの欠陥検査は、例えば、センサで撮像された光学画像とマスクの設計データ（以下、設計パターンデータと記す）から生成された参照画像とを比較することによって行われる。または、ウェハ上に形成される半導体素子（ダイ）毎に光学画像が取得されるため、マスクの欠陥検査は、各ダイの光学画像を比較することによっても行うことができる。したがって、参照画像には、設計パターンデータから生成された画像だけでなく、あるダイについて取得された光学画像も含まれる。

なお、検査装置の検査対象となる試料は、マスクに限定されない。試料は、ウェハ、または液晶表示装置などに使用される基板等であってもよい。

マスクに形成されたパターンの微細化に対応して、パターンの光学画像を撮像するための光学系における高倍率化と高ＮＡ（Numerical Aperture）化が進められている。このため、光学系とマスクとの距離の許容範囲である焦点深度が浅くなる。焦点深度が浅くなると、光学系とマスクとの距離が僅かに変化しただけで、光のフォーカスずれが生じる。この結果、光学画像のパターン像がぼやけ、光学画像の取得及び欠陥検出処理に支障を来たす。フォーカスずれを抑制するため、マスクに照射する光のオートフォーカス制御を行うオートフォーカス機構を備えた検査装置が知られている。

オートフォーカス機構として、例えば、特許文献１には、予め設定された位置においてオートフォーカス制御を行うオートフォーカス機構が開示されている。また、特許文献２には、マスク検査の測定位置が、予め設定された領域から外れた場合にオートフォーカス制御をオフにするオートフォーカス機構が開示されている。これらの特許文献は、いずれもオートフォーカス制御を行う位置または領域を指定するものであり、オートフォーカス制御を行わない領域におけるマスク表面の段差に対応する制御機構または方法については、開示されていない。

特開２００９－１６８６０７号公報 特開２０１２－７８１６４号公報

本発明は、検査対象の試料のパターン表面に段差やメサ部（突出部）があったとしても、段差やメサ部の端でフォーカスを追随できる様にする制御機構および方法を提供にするものである。半導体の製造工程では、ウェハ上に微細なパターンを形成する原盤となるフォトマスクの一例として、位相シフトマスクの１つであるハーフトーンマスクが知られている。ハーフトーンマスクの場合、例えば石英ガラスを用いた基板の上に、ある程度の光の透過率を有し位相を１８０度反転させる位相シフト膜を用いたパターンが形成されている。以下、位相シフト膜によるパターンが形成された領域を透過領域と記す。また、パターンが形成されておらず露光に寄与しない透過領域の外周には、基板の上に、例えばクロム（Ｃｒ）膜を用いた遮光膜が設けられている。以下、遮光膜が形成された領域を遮光領域と記す。この場合、マスク表面における基板と遮光膜との段差（高さ）は、基板と位相シフト膜との段差よりも大きい。

ハーフトーンマスクの欠陥を検査する場合、欠陥の検査領域には、透過領域と、遮光領域の一部とが含まれる。検査装置は、検査領域内にて光を走査して、光学画像を取得する。基板と遮光膜との段差は基板と位相シフト膜との段差よりも大きい。このため、光を走査する際、基板と遮光膜との段差をオートフォーカス制御が追従できない場合がある。例えば、遮光領域から透過領域に向かって光を走査した場合、オートフォーカス制御が追従できない影響により、光学画像のパターン像がぼやけることがある。パターン像がぼやけると、光学画像と参照画像との差異により、擬似欠陥が検出される、または欠陥が検出されなくなる可能性が高くなる。このため、欠陥の検出精度が低下する可能性がある。

本発明はこうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、オートフォーカス制御の追従が困難な程度の段差やメサ部を有する試料に対して、欠陥の検出精度の低下を抑制できる検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、検査装置は、表面に第１領域と第１領域と高さが異なる第２領域とを有する試料が載置されるステージと、第１領域の一部と第２領域とを検査領域とし、試料の光学画像の取得に用いられる光を射出する光源と、ステージの表面に垂直な第１方向における試料の表面の第１の高さ位置を測定する第１測定部と、ステージの表面に平行であり且つ第１方向に交差する第２方向と、ステージの表面に平行であり且つ第１及び第２方向に交差する第３方向とにおけるステージのステージ位置を測定する第２測定部と、第１方向におけるステージの第２の高さ位置を制御する高さ制御部と、試料に照射する光のオートフォーカス制御をオン状態またはオフ状態に切り替える制御信号及びフォーカスオフセット値を高さ制御部に送信するコントローラと、を備える。高さ制御部は、検査領域において光の照射位置がオートフォーカス制御をオン状態にする第３領域内にある場合、第１測定部が測定した第１の高さ位置のデータに基づくオートフォーカス制御を実行し、照射位置が第３領域と異なる、オートフォーカス制御をオフ状態にする第４領域内にある場合、コントローラから受信したフォーカスオフセット値に基づいて第２の高さ位置を変更する。コントローラは、第２測定部で測定されたステージ位置のデータ、第３領域に関する位置情報、半導体のマスクの表面に設けられ且つ第１領域と第２領域との間に位置する段差部についての情報を含む第４領域に関する位置情報、及び試料の表面の高さ情報とに基づいて、制御信号及びフォーカスオフセット値を高さ制御部に送信し、さらに、コントローラは、第３領域において、光のオートフォーカス制御をオン状態にする制御信号を高さ制御部に送信し、第４領域において、照射位置が段差部の上を通過するときに、光のオートフォーカス制御をオフ状態にする制御信号及びフォーカスオフセット値を高さ制御部に送信する。

本発明の第１の態様によれば、第３領域及び第４領域の位置座標は、試料のパターンのレイアウト情報に基づく座標とし、コントローラは、照射位置が第３領域内にある場合、制御信号を第１論理レベルとし、照射位置が第４領域内にある場合、制御信号を第１論理レベルとは異なる第２論理レベルとすることが好ましい。

本発明の第１の態様によれば、フォーカスオフセット値は、試料の表面の高さ情報に基づく値とすることが好ましい。

本発明の第１の態様によれば、高さ制御部による制御に基づいてステージを第１方向に移動させる圧電素子を用いたアクチュエータを更に備えることが好ましい。

本発明の第２の態様によれば、検査方法は、表面に第１領域と第１領域と高さが異なる第２領域とを有する試料をステージ上に載置する工程と、第１領域の一部と第２領域とを検査領域とし、試料に光を照射して光学画像を取得する工程とを備える。検査領域において光の照射位置がオートフォーカス制御をオン状態にする第３領域内にある場合、光学画像を取得する工程は、ステージの表面に垂直な第１方向における試料の表面の第１の高さ位置のデータを取得する工程と、取得した第１の高さ位置のデータに基づいて試料に照射する光のオートフォーカス制御を実行する工程とを含む。検査領域において光の照射位置が第３領域と異なる、オートフォーカス制御をオフ状態にする第４領域内にある場合、光学画像を取得する工程は、試料の表面の高さ情報に基づくフォーカスオフセット値を用いて第１方向におけるステージの第２の高さ位置を変更する工程を含む。

本発明の第２の態様によれば、第２の高さ位置を変更する工程は、第４領域において照射位置が、試料の表面に設けられ且つ第１領域と第２領域の間に位置する段差部の上を通過するときに実行されることが好ましい。

本発明の試料検査装置及び試料検査方法によれば、オートフォーカス制御が困難な程度の段差を有する試料の欠陥の検出精度の低下を抑制できる。

図１は、一実施形態に係る検査装置の構成を示す図である。 図２は、一実施形態に係る検査装置の備えるオートフォーカス機構の構成を示す図である。 図３は、一実施形態に係る検査装置において検査対象となるマスクの表面及び断面を示す図である。 図４は、一実施形態に係る検査装置における検査手順を示すフローチャートである。 図５は、図３の領域ＲＡの拡大図及び領域ＲＡにおけるマスクの高さ位置の測定結果を示す図である。 図６は、比較例として常時オートフォーカス制御を実行した場合のステージの高さ位置を示す図である。

以下に、実施形態について図面を参照して説明する。実施形態は、発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示している。図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法及び比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らない。本発明の技術的思想は、構成要素の形状、構造、配置等によって特定されるものではない。

以下では、試料の検査装置として、マスクの検査装置を例にあげて説明する。なお、本実施形態では、検査対象の試料、すなわちマスクとしてハーフトーンマスクを用いた場合について説明するが、ハーフトーンマスクに限定されない。

以下、マスクがハーフトーンマスクに限定されない場合は、単にマスクと表記する。

１．検査装置の全体構成
まず、検査装置の全体構成について、図１を用いて説明する。図１は、検査装置１の全体構成を示す図である。

図１に示すように、検査装置１は、光学画像取得装置１０と制御装置２０とを含む。

光学画像取得装置１０は、第１の光源１２０、第２の光源１３０、ステージ１１１、ＸＹ駆動部１１２、Ｚ駆動部１１６、レンズ１２１、１２３、及び１２４、ミラー１２２、１３１、及び１３２、フォトダイオードアレイ１２５、センサ回路１２６、高さ測定システム１３３、レーザ測長システム１４０、並びにオートローダ１５０を含む。

第１の光源１２０は、マスク（試料）２に、マスク２の欠陥検査用の光を照射する。第１の光源１２０から出射された光は、レンズ１２１を透過し、ミラー１２２によって向きを変えられた後、レンズ１２３によってマスク２の上に集光される。マスク２を透過した光は、マスク２の下方に設けられたレンズ１２４によって、フォトダイオードアレイ１２５の上に結像される。

第２の光源１３０は、マスク２に、マスク２の高さ測定用の光を照射する。第２の光源１３０から出射された光は、ミラー１３１によって向きを変えられて、マスク２の上に照射される。次いで、この光は、マスク２上で反射した後、ミラー１３２によって向きを変えられて高さ測定システム１３３に入射する。なお、ミラー１３２は省略されてもよい。この場合、マスク２上で反射した光は、高さ測定システム１３３に直接入射する。

ステージ１１１は、ステージ１１１の表面に平行なＸ方向、ステージ１１１の表面に平行であり且つＸ方向と交差するＹ方向、並びにステージ１１１の表面に垂直なＺ方向に移動可能である。マスク２は、ステージ１１１の上に載置される。

ＸＹ駆動部１１２は、ステージ１１１を、Ｘ方向及びＹ方向から構成されるＸＹ平面において移動させるための駆動機構を有する。より具体的には、ＸＹ駆動部１１２は、ステージ１１１をＸ方向に駆動させるＸ軸モータ１１３及びステージ１１１をＹ方向に駆動させるＹ軸モータ１１４を含む。Ｘ軸モータ１１３及びＹ軸モータ１１４には、例えばステッピングモータを用いることができる。なお、ＸＹ駆動部１１２は、例えば、Ｚ方向を回転軸として、ステージ１１１をＸＹ平面上で回転軸周りに回転させる回転軸モータを有していてもよい。

マスク２のパターンの欠陥を検査する検査領域は、例えば、Ｙ方向に沿って複数に仮想的に分割される。以下、分割された検査領域の各々を「検査フレーム」と表記する。ＸＹ駆動部１１２は、分割された各検査フレームに対し光を連続的に走査（スキャン）するように、ステージ１１１の動作を制御する。

Ｚ駆動部１１６は、ステージ１１１をＺ方向に移動させるための駆動機構を有する。より具体的には、Ｚ駆動部１１６は、ステージ１１１をＺ方向に駆動させる複数のＺ軸アクチュエータ１１７を含む。Ｚ軸アクチュエータ１１７には、例えばピエゾ素子等の圧電素子を用いたアクチュエータを用いることができる。

フォトダイオードアレイ１２５は、マスク２を透過した欠陥検査用の光を光電変換し、電気信号を生成する。フォトダイオードアレイ１２５は、生成した電気信号をセンサ回路１２６に送信する。より具体的には、フォトダイオードアレイ１２５は、図示せぬ画像センサを含む。画像センサとしては、例えば、撮像素子としてのＣＣＤカメラを一列に並べたラインセンサが用いられてもよい。ラインセンサの例としては、ＴＤＩ（Time Delay Integration）センサがあげられる。例えば、ステージ１１１がＸ方向に連続的に移動しながら、ＴＤＩセンサによってマスク２のパターンが撮像される。

センサ回路１２６は、フォトダイオードアレイ１２５から受信した電気信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換する。センサ回路１２６は、変換したデジタル信号、すなわち光学画像データを制御装置２０の比較回路１７３に送信する。光学画像は、設計パターンデータに含まれる図形データに基づく図形が描画されたマスク２の画像である。また、光学画像は、例えば、８ビットの符号なしデータであって、検査領域をＸＹ平面上に分割した各画素の明るさを階調で表現する。

なお、図１は、マスク２を透過した光から画像を取得する構成を有する例を示しているが、検査装置１はこれに限定されない。検査装置１は、マスク２で反射した光をフォトダイオードアレイに導いて画像を取得する構成を有していてもよい。また、検査装置１は、マスク２からの透過光による画像とマスク２からの反射光による画像とを同時に取得する構成を有してもよい。

高さ測定システム１３３は、第２の光源１３０から射出され、マスク２の表面を反射した高さ測定用の光を受光する。高さ測定システム１３３は、この受光した光に基づいて、マスク２（すなわちステージ１１１）のＺ方向における高さ位置を測定する測定部である。

レーザ測長システム１４０は、ステージ１１１のＸ方向及びＹ方向における位置（「ステージ位置」とも表記する）を測定する測定部である。レーザ測長システム１４０は、測定したデータを、制御装置２０の位置回路１７４に送信する。

オートローダ１５０には、複数のマスク２がセットされる。オートローダ１５０は、検査対象のマスク２をステージ１１１に搬入する。オートローダ１５０は、光学画像の撮像が終了したマスク２をステージ１１１から搬出させ、次のマスク２をステージ１１１に搬入する。

制御装置２０は、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）１６０、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１６１、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１６２、外部ストレージ１６３、表示装置１６４、入力装置１６５、及び通信装置１６６を備える。これらは、バスラインを介して互いに接続されている。

ＣＰＵ１６０は、検査装置１の各部の動作を制御するプロセッサであり、１つまたは複数のマイクロプロセッサで構成される。ＣＰＵ１６０の一部または全部の機能が、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、フィールドプログラマブルアレイ（ＦＰＧＡ）、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）などの他の集積回路によって担われてもよい。

ＲＡＭ１６１は、例えばＣＰＵ１６０の主記憶装置として機能する。例えば、ＲＡＭ１６１には、ＣＰＵ１６０が実行するプログラム、並びにプログラムの実行に必要なパラメータまたデータ等が記憶される。

ＲＯＭ１６２は、例えば、起動プログラム、オペレーティングシステム、検査のための制御装置２０内部の回路や検査装置１の各部の制御を行うためのプログラム、などを記録する。

外部ストレージ１６３には、例えば、磁気ディスク記憶装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などの各種記憶装置が用いられる。外部ストレージ１６３には、本実施形態に係る検査処理のための各種パラメータなどが記録されている。また、外部ストレージ１６３には、検査装置１で取得されたデータ、制御装置２０で処理された検査結果に関するデータなども記録される。

更に、本実施形態の外部ストレージ１６３には、マスク２の検査領域についての位置情報及びＺオフセット情報も記憶される。位置情報には、マスク２の検査領域においてオートフォーカス制御を行う領域（以下、「ＡＦ－ＯＮ領域」と表記する）とオートフォーカス制御を行わない領域（以下、「ＡＦ－ＯＦＦ領域」と表記する）とを示す情報が含まれる。ＡＦ－ＯＮ領域及びＡＦ－ＯＦＦ領域の位置座標は、マスク上に設けられたパターンのレイアウト情報に基づく。また、位置情報には、ＡＦ－ＯＦＦ領域において、ステージ１１１の高さ位置の調整（変更）が必要となる位置（例えば、遮光膜によるマスク２の表面の段差部）を示した情報が含まれる。Ｚオフセット情報は、マスク２の表面の段差（高さ）情報である。Ｚオフセット情報には、ＡＦ－ＯＦＦ領域においてステージ１１１の高さ位置調整に用いられるフォーカスオフセット値を設定するための情報が含まれる。より具体的には、例えば、Ｚオフセット情報には、遮光膜の膜厚（基板と遮光膜とによる段差）についての情報が含まれる。

なお、位置情報及びＺオフセット情報は、入力装置１６５を介してユーザにより設定されてもよく、ＣＰＵ１６０により設定されてもよい。例えば、ＣＰＵ１６０は、位置情報及びＺオフセット情報を、設計パターンデータ、マスク情報、及び検査条件等に基づいて設定してもよく、光学画像を取得する前に実行された検査領域の高さ測定結果に基づいて設定してもよい。

表示装置１６４は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイなどの表示装置である。制御装置２０には、スピーカなどの音声出力装置が設けられてもよい。

入力装置１６５は、キーボード、マウス、タッチパネル、またはボタンスイッチなどの入力装置である。

通信装置１６６は、外部装置との間でデータの送受信を行うために、ネットワークに接続するための装置である。通信には、各種の通信規格が用いられ得る。例えば、通信装置１６６は、外部装置から設計パターンデータを受信し、検査装置１で取得されたデータ、制御装置２０で処理された検査結果に関するデータなどを外部装置に送信する。

また、制御装置２０は、オートローダ制御回路１６７、光源制御回路１６８、ＸＹ駆動部制御回路１６９、Ｚ駆動部制御回路１７０、展開回路１７１、参照回路１７２、比較回路１７３、及び位置回路１７４を備える。なお、これらは、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、または、ＧＰＵなどの集積回路が実行するプログラムによって構成されてもよく、それらの集積回路が備えるハードウェアまたはファームウェアによって構成されてもよく、それらの集積回路によって制御される個別の回路によって構成されてもよい。以下では、これらが、検査処理を行うために外部ストレージ１６３に格納され、ＣＰＵ１６０によって実行されるプログラムである場合について説明する。

オートローダ制御回路１６７は、ＣＰＵ１６０の制御下で、オートローダ１５０の動作を制御する。オートローダ制御回路１６７は、オートローダ１５０を操作して、検査対象のマスク２をステージ１１１に搬入させる。また、オートローダ制御回路１６７は、オートローダ１５０を操作して、ステージ１１１からマスク２を搬出させる。

光源制御回路１６８は、ＣＰＵ１６０の制御下で、第１の光源１２０及び第２の光源１３０を制御する。

ＸＹ駆動部制御回路１６９は、ＣＰＵ１６０の制御下で、ＸＹ駆動部１１２を制御する。より具体的には、ＸＹ駆動部制御回路１６９は、位置回路１７４を介してレーザ測長システム１４０が測定したステージ１１１のＸ方向及びＹ方向における位置測定結果を取得し、取得した結果に基づいてＸＹ駆動部１１２を制御する。

Ｚ駆動部制御回路１７０は、ＣＰＵ１６０の制御下で、Ｚ駆動部１１６を制御する。本実施形態では、Ｚ駆動部制御回路１７０は、マスク２の検査領域を、ＡＦ－ＯＮ領域とＡＦ－ＯＦＦ領域とに分けて、Ｚ駆動部１１６を制御する。より具体的には、ＡＦ－ＯＮ領域では、Ｚ駆動部制御回路１７０は、高さ測定システム１３３から受信したマスク２の表面の高さデータに基づいてレンズ１２３とマスク２のパターン表面との距離が一定になるようにステージ１１１の高さ位置を制御する。また、ＡＦ－ＯＦＦ領域では、Ｚ駆動部制御回路１７０は、ステージ１１１（マスク２）の位置座標に応じてステージ１１１の高さ位置を変更する。

展開回路１７１は、例えば、外部ストレージ１６３に保持されている設計パターンデータを用いて２値または多値のイメージデータ（設計画素データ）を生成する。生成されたイメージデータは、参照回路１７２に送られる。

参照回路１７２は、展開回路１７１から受信したイメージデータを用いて参照画像を生成する。参照回路１７２は、生成した参照画像を比較回路１７３に送信する。

比較回路１７３は、センサ回路１２６から受信した光学画像と、参照回路１７２で生成された参照画像とを、適切なアルゴリズムを用いて比較する。そして、比較回路１７３は、光学画像と参照画像の誤差が予め設定された値を超えた場合には、対応するマスク２の座標位置（Ｘ方向及びＹ方向におけるステージ位置）に欠陥があると判定する。マスク２における欠陥の座標位置と、欠陥判定の根拠となった光学画像及び参照画像は、例えば、検査結果として、外部ストレージ１６３に保存される。

位置回路１７４は、レーザ測長システム１４０から受信したデータに基づいて、ステージ１１１のＸ方向及びＹ方向における位置データを生成する。

２．高さ測定システム及びＺ駆動部制御回路の詳細
次に、高さ測定システム１３３及びＺ駆動部制御回路１７０の詳細について、図２を用いて説明する。図２は、図１で示した検査装置１においてオートフォーカス機構、すなわち、ステージ１１１の高さ位置制御に対応する機構の構成を抜粋した図である。

図２に示すように、オートフォーカス機構には、第２の光源１３０、ステージ１１１、ＸＹ駆動部１１２、Ｚ駆動部１１６、レンズ１２３、ミラー１３１及び１３２、高さ測定システム１３３、レーザ測長システム１４０、ＸＹ駆動部制御回路１６９、Ｚ駆動部制御回路１７０、及び位置回路１７４が含まれる。

高さ測定システム１３３は、高さ位置センサ１３４及び高さ測定制御部１３５を含む。

高さ位置センサ１３４は、図示せぬ受光素子を含む。受光素子としては、例えば、位置検出素子（ＰＳＤ：Position Sensitive Detector）が用いられる。ＰＳＤは、ＰＩＮ型フォトダイオードと同様の構造であって、光起電力効果により、光の入射位置における光電流を測定して光の重心位置計測を実現するものである。

高さ測定制御部１３５は、高さ位置センサ１３４から出力された信号を、Ｉ／Ｖ変換アンプで電流値から電圧値に変換する。その後、高さ測定制御部１３５は、変換した電圧値を非反転増幅アンプによって適切な電圧レベルに増幅した後、Ａ／Ｄ変換部でデジタルデータに変換する。そして、高さ測定制御部１３５は、受光素子で検出した光の位置に応じたマスク２の表面の高さデータを作成する。

Ｚ駆動部制御回路１７０は、Ｚドライバ１８０、Ｚドライバ制御部１８１、及びＺコントローラ１８２を含む。

Ｚドライバ１８０は、Ｚ駆動部１１６のＺ軸アクチュエータ１１７を駆動させるドライバ回路である。

Ｚドライバ制御部１８１は、Ｚコントローラ１８２の制御に基づいて、Ｚドライバ１８０を制御するステージ１１１の高さ制御部である。Ｚドライバ制御部１８１は、Ｚコントローラ１８２から受信したＡＦ制御信号に基づいて、オートフォーカス制御のオン／オフを切り替える。オートフォーカス制御を実行している間、Ｚドライバ制御部１８１は、高さ測定システム１３３から受信したマスク２の表面の高さデータに基づいて、光の焦点位置がマスク２のパターン表面に一致するようにステージ１１１の高さ位置を決定し、Ｚドライバ１８０を制御する。また、オートフォーカス制御を実行していない間、Ｚドライバ制御部１８１は、Ｚコントローラ１８２から受信したフォーカスオフセット値に基づいて、ステージ１１１の高さ位置を変更するようにＺドライバ１８０を制御する。

Ｚコントローラ１８２は、Ｚドライバ制御部１８１を制御する。より具体的には、Ｚコントローラ１８２は、位置回路１７４からステージ１１１（すなわちマスク２）のＸ方向及びＹ方向における位置データを取得する。また、Ｚコントローラ１８２は、例えば外部ストレージ１６３からマスク２についての位置情報及びＺオフセット情報を取得する。Ｚコントローラ１８２は、位置データ及び位置情報等に基づいて、ＡＦ制御信号をＺドライバ制御部１８１に送信する。例えば、Ｚコントローラ１８２は、位置データ及び位置情報から、欠陥検査用の光の照射位置がＡＦ－ＯＮ領域にあると判断した場合には、オートフォーカス制御をオン状態にするため、ＡＦ制御信号を“Ｈｉｇｈ”（“Ｈ”）レベルとする。または、Ｚコントローラ１８２は、位置データ及び位置情報から、欠陥検査用の光の照射位置がＡＦ－ＯＦＦ領域にあると判断した場合には、オートフォーカス制御をオフ状態にするため、ＡＦ制御信号を“Ｌｏｗ”（“Ｌ”）レベルとする。

Ｚコントローラ１８２は、Ｚオフセット情報に基づいてＡＦ－ＯＦＦ領域のマスク２の表面段差（表面の高さ情報）に応じたフォーカスオフセット値を設定する。そして、Ｚコントローラ１８２は、ＡＦ－ＯＦＦ領域において、位置データ及び位置情報から、欠陥検査用の光の照射位置が、例えば、基板と遮光膜との段差部を通過すると判断した場合、ステージ１１１の高さ位置を変更するためにフォーカスオフセット値をＺドライバ制御部１８１に送信する。

３．マスクの検査領域
次に、マスク２の検査領域について、図３を用いて説明する。図３は、マスク２の表面及びＡ１－Ａ２線に沿った断面を示す図である。

図３に示すように、マスク２の基板２００は、透過領域と遮光領域とを含む。

透過領域は、基板２００上に位相シフト膜２０２により形成されたパターンが設けられている領域である。透過領域では、基板２００及び位相シフト膜２０２を光が透過する。縮小投影露光装置では、透過領域を透過した光により、パターンが露光される。

遮光領域は、基板２００上に遮光膜２０１が設けられた領域である。遮光領域は、透過領域の外周に設けられており、縮小投影露光装置において、パターンの露光には寄与しない領域である。例えば、遮光領域に、マスク２のＸ方向及びＹ方向における位置を調整するためのアライメントパターンが設けられていてもよい。

遮光膜２０１の膜厚（高さ）をＺ１とし、位相シフト膜２０２の膜厚をＺ２とすると、Ｚ１＞Ｚ２の関係にある。なお、膜厚Ｚ２は光学系の焦点深度内にあり、位相シフト膜２０２をスキャンする場合は、Ｚ２の厚さでフォーカス誤差は生じないものとする。

マスク２の検査領域には、透過領域と遮光領域の一部とが含まれる。マスク２の検査領域は、Ｙ方向に沿って、走査幅Ｗの複数の検査フレームに仮想的に分割される。図３の例では、６つの検査フレーム２１１～２１６に分割されているが、分割する検査フレーム数は、任意に設定可能である。そして、分割された各検査フレーム２１１～２１６が連続的に走査されるように、ＸＹ駆動部１１２によりステージ１１１の動作が制御される。より具体的には、検査装置１は、まず、検査フレーム２１１を、紙面左側から右側に向かってＸ方向に走査し、光学画像を取得する。すなわち、検査装置１は、ステージ１１１を、紙面右側から左側に向かってＸ方向に移動させる。このとき、検査装置１は、センサ回路１２６において、走査幅Ｗの光学画像を連続的に取得する。検査装置１は、検査フレーム２１１における光学画像を取得した後、検査フレーム２１２を、検査フレーム２１１の場合とは逆方向に走査しながら、光学画像を連続的に取得する。検査装置１は、検査フレーム２１３における光学画像を取得する場合には、検査フレーム２１３を、検査フレーム２１２の場合とは逆方向に走査する。他の検査フレーム２１４、２１５、２１６も同様に、交互に走査方向を変えながら光学画像が取得される。

または、本実施形態の検査領域は、ＡＦ－ＯＮ領域とＡＦ－ＯＦＦ領域とに分けられる。図３の例では、高さＺ１の段差を有する透過領域と遮光領域との境界、及び境界近傍を含む四角の枠状の領域が、ＡＦ－ＯＦＦ領域に設定されている。そして、検査領域におけるＡＦ－ＯＦＦ領域の内側及び外側、すなわち、検査領域においてＡＦ－ＯＦＦ領域を含まない透過領域及び遮光領域が、ＡＦ－ＯＮ領域に設定されている。なお、ＡＦ－ＯＦＦ領域の設定は、任意である。例えば、透過領域と遮光領域との境界において、走査方向に沿ったＹ方向の両辺を含む領域は、ＡＦ－ＯＮ領域に設定してもよい。また、ＡＦ－ＯＦＦ領域に含まれる境界の近傍の幅も任意に設定可能である。検査領域、または検査条件（走査速度等）に応じて、ＡＦ－ＯＦＦ領域は任意に設定可能である。

４．検査工程の流れ
次に、検査工程の流れについて、図４を用いて説明する。図４は、検査工程のフローチャートである。なお、以下では、検査対象の光学画像と、描画データ（設計パターンデータ）をベースに作成された参照画像とを比較する検査方式（ダイ－トゥ－データベース（Die to Database）方式）について説明する。

図４に示すように、検査工程は、光学画像を取得する光学画像取得工程（ステップＳ１）と、参照画像を取得する参照画像取得工程（ステップＳ２）と、光学画像と参照画像との比較工程（ステップＳ３）とを含む。

４．１ 光学画像取得工程
引き続き図４を用いて、ステップＳ１の光学画像取得工程の一例について説明する。光学画像取得工程では、光学画像取得装置１０が、マスク２の光学画像を取得する。

まず、ＣＰＵ１６０は、光学画像の取得を開始する（ステップＳ１１）。より具体的には、オートローダ制御回路１６７は、オートローダ１５０からマスク２を搬入し、ステージ１１１の上に載置させる。そして、ＸＹ駆動部制御回路１６９は、位置回路１７４から取得した位置データに基づいて、ＸＹ駆動部１１２を制御し、ステージ１１１（マスク２）を走査開始位置まで移動させる。光源制御回路１６８は、第１の光源１２０及び第２の光源１３０からそれぞれ光を射出させる。ＸＹ駆動部制御回路１６９は、光学画像の取得を開始すると、検査フレームに合わせてステージ１１１を移動させる。センサ回路１２６において取得された光学画像は、比較回路１７３に送信される。Ｚ駆動部制御回路１７０のＺコントローラ１８２は、まず、位置データ、位置情報、及びＺオフセット情報を取得する。

Ｚコントローラ１８２は、走査開始位置が、ＡＦ－ＯＮ領域であるのを確認すると、“Ｈ”レベルのＡＦ制御信号を、Ｚドライバ制御部１８１に送信する。Ｚドライバ制御部１８１は、“Ｈ”レベルのＡＦ制御信号を受信すると、オートフォーカス制御をオン状態にする（ステップＳ１２）。より具体的には、Ｚドライバ制御部１８１は、高さ測定システム１３３から受信したマスク２の表面の高さデータに基づいて、レンズ１２３とマスク２の表面との距離が一定になるように、Ｚドライバ１８０を介してＺ駆動部１１６を制御し、ステージ１１１の高さ位置を調整する。

ＡＦ－ＯＮ領域では、ステージ１１１の移動によりマスク２の表面の高さデータが変動してもレンズ１２３とマスク２の表面との距離が一定になるように、マスク２の表面の高さデータに基づくフィードバック制御により、ステージ１１１の高さ位置が調整される。

ステージ１１１が移動して光学画像の取得位置がＡＦ－ＯＮ領域からＡＦ－ＯＦＦ領域に移動した場合（ステップＳ１３＿Ｙｅｓ）、Ｚコントローラ１８２は、オートフォーカス制御をオフ状態にするため、ＡＦ制御信号を“Ｌ”レベルとする（ステップＳ１４）。Ｚドライバ制御部１８１は、“Ｌ”レベルのＡＦ制御信号を受信すると、オートフォーカス制御をオフ状態にする。Ｚドライバ制御部１８１は、Ｚコントローラ１８２からフォーカスオフセット値を受信した場合、ステージ１１１の高さ位置を変更する（ステップＳ１５）。

例えば、Ｚコントローラ１８２は、ＡＦ－ＯＦＦ領域において、位置回路１７４から取得した位置データ及び外部ストレージ１６３から取得した位置情報から、光学画像の取得位置がマスク２において遮光領域と透過領域との境界、すなわち遮光膜２０１による段差部に差し掛かったと判断した場合、Ｚドライバ制御部１８１に、ステージ１１１の高さ位置を調整するためのフォーカスオフセット値を送信する。より具体的には、例えば、Ｚコントローラ１８２は、走査方向が遮光領域から透過領域に向かう場合には、ステージ１１１の高さ位置を高くするように、正のフォーカスオフセット値を設定する。また、例えば、Ｚコントローラ１８２は、走査方向が透過領域から遮光領域に向かう場合には、ステージ１１１の高さ位置を低くするように、負のフォーカスオフセット値を設定する。Ｚドライバ制御部１８１は、フォーカスオフセット値を受信すると、ステージ１１１の高さ位置がフォーカスオフセット値を加算した設定値となるようにＺ駆動部１１６を制御する。したがって、ＡＦ－ＯＦＦ領域では、フォーカスオフセット値に基づくオープン制御により、ステージ１１１の高さ位置が調整される。

ステージ１１１が移動して光学画像の取得位置がＡＦ－ＯＦＦ領域からＡＦ－ＯＮ領域に移動した場合（ステップＳ１６＿Ｙｅｓ）、Ｚコントローラ１８２は、オートフォーカス制御をオン状態にするため、ＡＦ制御信号を“Ｈ”レベルとする。Ｚドライバ制御部１８１は、“Ｈ”レベルのＡＦ制御信号を受信すると、オートフォーカス制御をオン状態にする（ステップＳ１７）。

ステージ１１１が移動しても光学画像の取得位置がＡＦ－ＯＦＦ領域のままの場合（ステップＳ１６＿Ｎｏ）、ステップＳ１５に戻る。

光学画像の取得位置がＡＦ－ＯＮ領域にある状態（ステップＳ１３＿Ｙｅｓ、またはステップＳ１７）において、ＣＰＵ１６０は、検査領域の走査がしたか確認する（ステップＳ１８）。

検査領域の走査が終了していない場合（ステップＳ１８＿Ｎｏ）、ステップＳ１３に戻り、ＣＰＵ１６０は、光学画像の取得を継続する。

検査領域の走査が終了している場合（ステップＳ１８＿Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１６０は、光学画像取得工程を終了させる（ステップＳ１９）。取得した光学画像は、比較回路１７３に送信される。

４．２ 参照画像取得工程
次に、図４の参照画像取得工程の一例について説明する。参照画像取得工程では、設計パターンデータに基づく参照画像が作成される。

まず、検査装置１は、通信装置１６６を介して、設計パターンデータを取得する（ステップＳ２１）。

取得された設計パターンデータは、例えば、外部ストレージ１６３に記憶される（ステップＳ２２）。設計パターンに含まれる図形は、長方形や三角形を基本図形としたものである。外部ストレージ１６３には、例えば、図形の基準位置における座標、辺の長さ、長方形や三角形などの図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報であって、各パターン図形の形、大きさ、位置などを定義した図形データが格納される。さらに、例えば、数十μｍ程度の範囲に存在する図形の集合を一般にクラスタまたはセルと称するが、これを用いてデータを階層化することが行われている。クラスタまたはセルには、各種図形を単独で配置したり、ある間隔で繰り返し配置したりする場合の配置座標や繰り返し記述も定義される。クラスタまたはセルデータは、さらに検査フレーム毎に配置される。

次に、展開回路１７１は、外部ストレージ１６３に記憶された設計パターンデータを読み出す。そして、展開回路１７１は、設計パターンデータを２値または多値のイメージデータ（設計画像データ）に変換（展開）する（ステップＳ２３）。そして、このイメージデータは参照回路１７２に送られる。

より具体的には、図形データとなる設計パターンデータが展開回路１７１に入力されると、展開回路１７１は、設計パターンデータを図形毎のデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値の設計画像データを展開する。展開された設計画像データは、センサ画素に相当する領域（マス目）毎に設計パターンにおける図形が占める占有率を演算する。このようにして演算された各画素内の図形占有率が画素値である。

次に、参照回路１７２は、展開回路１７１から送られてきた図形のイメージデータである設計画像データに適切なフィルタ処理を施す（ステップＳ２４）。

より具体的には、例えば、センサ回路１２６から得られた光学画像としての測定データは、レンズ１２４の解像特性やフォトダイオードアレイ１２５のアパーチャ効果などによってフィルタが作用した状態、言い換えれば連続的に変化するアナログ状態にある。したがって、参照回路１７２は、画像強度（濃淡値）がデジタル値である設計画像データをフィルタ処理し、測定データと比較できる状態、すなわち参照画像を作成する。

そして、参照回路１７２は、作成した参照画像を比較回路１７３に送信し、参照画像取得工程が終了する（ステップＳ２５）。

４．３ 比較工程
次に、図４のステップＳ３における比較工程の一例について説明する。ステップＳ３において、比較回路１７３は、センサ回路１２６から送られた光学画像と、参照回路１７２から送られてきた参照画像とを、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較する。そして、比較回路１７３は、誤差が予め設定された値を超えた場合に、その箇所（マスク２の座標位置）には欠陥があると判定する。例えば、欠陥の座標、並びに欠陥判定の根拠となった光学画像及び参照画像は、検査結果として、外部ストレージ１６３に保存された後、表示装置１６４に表示されてもよく、通信装置１６６を介して外部デバイス（例えば、レビュー装置等）に出力されてもよい。

なお、欠陥判定は、次の２種類の方法により行うことができる。１つは、参照画像における輪郭線の位置と、光学画像における輪郭線の位置との間に、予め設定された閾値寸法を超える差が認められる場合に欠陥と判定する方法である。他の１つは、参照画像におけるパターンの線幅と、光学画像におけるパターンの線幅との比率が予め設定された閾値を超える場合に欠陥と判定する方法である。この方法では、参照画像におけるパターン間の距離と、光学画像におけるパターン間の距離との比率を対象としてもよい。

５．オートフォーカス制御の具体例
次に、オートフォーカス制御の具体例について、図５を用いて説明する。図５は、図３の領域ＲＡの拡大図及びステージ１１１の高さ位置を示す図である。図５の例では、透過領域から遮光領域に向かって欠陥検査用の光を走査（スキャン）する場合のステージ１１１の高さ位置が実線で示されている。また、遮光領域から透過領域に向かって欠陥検査用の光をスキャンする場合のステージ１１１の高さ位置が破線で示されている。

図５に示すように、まず、透過領域から遮光領域に向かってスキャンする場合について説明する。スキャンの位置（欠陥検査用の光の照射位置）が透過領域内のＡＦ－ＯＮ領域にある場合、Ｚコントローラ１８２は、ＡＦ制御信号を“Ｈ”レベルとする。Ｚドライバ制御部１８１は、“Ｈ”レベルのＡＦ制御信号に基づいて、レンズ１２３とマスク２の表面との距離が一定となるように、オートフォーカス制御を実行する。より具体的には、例えば、基板２００の表面をスキャンしているときのステージ１１１の高さ位置をＴ１とし、位相シフト膜２０２の表面をスキャンしているときのステージ１１１の高さ位置をＴ２とする。一方、Ｚドライバ制御部１８１は、位相シフト膜２０２の表面をスキャンするときのステージの高さ位置Ｔ２が、基板２００の表面をスキャンしているときの高さ位置Ｔ１よりも低くなるよう、例えば、位相シフト膜２０２の膜厚がＺ２である場合、Ｔ２はＴ１－Ｚ２と概略等しい値となるようにＺ駆動部１１６を制御する。なお、実際の検査では、パターンが密に形成されているエリアを高速でスキャンすることになり、制御の応答性の制約から、オートフォーカスで制御されるＺ位置は、Ｔ１とＴ２の間になる。

スキャンの位置が透過領域内のＡＦ－ＯＮ領域からＡＦ－ＯＦＦ領域に移動した場合、Ｚコントローラ１８２は、ＡＦ制御信号を“Ｌ”レベルとする。Ｚドライバ制御部１８１は、“Ｌ”レベルのＡＦ制御信号に基づいて、オートフォーカス制御をオフ状態とする。Ｚドライバ制御部１８１は、Ｚコントローラ１８２からフォーカスオフセット値を受信していない期間、ステージ１１１の高さ位置を維持する。Ｚコントローラ１８２は、例えば、スキャンの位置が基板２００と遮光膜２０１との段差部を移動する際に、フォーカスオフセット値として、遮光膜２０１の膜厚（Ｚ１）に基づく値（－Ｚ１）をＺドライバ制御部１８１に送信する。Ｚドライバ制御部１８１は、フォーカスオフセット値として－Ｚ１を受信すると、現在のステージ１１１の高さ位置Ｔ１に－Ｚ１を加算し、Ｔ１－Ｚ１とする。すなわち、Ｚドライバ制御部１８１は、Ｚ１だけステージ１１１の高さ位置が低くなるように、Ｚ駆動部１１６を制御する。

スキャンの位置が、ＡＦ－ＯＦＦ領域から遮光領域内のＡＦ－ＯＮ領域に移動した場合、Ｚコントローラ１８２は、ＡＦ制御信号を“Ｈ”レベルとする。Ｚドライバ制御部１８１は、“Ｈ”レベルのＡＦ制御信号に基づいて、レンズ１２３とマスク２の表面（遮光膜２０１の表面）との距離が一定となるように、オートフォーカス制御を実行する。より具体的には、例えば、遮光膜２０１の表面をスキャンしているときのステージ１１１の高さ位置をＴ３とする。すると、Ｚドライバ制御部１８１は、遮光膜２０１の表面をスキャンするときのステージの高さ位置Ｔ３が、基板２００の表面をスキャンしているときの高さ位置Ｔ１よりも低くなるように、Ｚ駆動部１１６を制御する。例えば、遮光膜２０１の膜厚がＺ１である場合、Ｔ３はＴ１－Ｚ１と概略等しい値となる。

次に、遮光領域から透過領域に向かってスキャンする場合について説明する。まず、スキャンの位置が遮光領域内のＡＦ－ＯＮ領域にある場合、Ｚコントローラ１８２は、ＡＦ制御信号を“Ｈ”レベルとする。Ｚドライバ制御部１８１は、“Ｈ”レベルのＡＦ制御信号に基づいて、オートフォーカス制御を実行する。

スキャンの位置が遮光領域内のＡＦ－ＯＮ領域からＡＦ－ＯＦＦ領域に移動した場合、Ｚコントローラ１８２は、ＡＦ制御信号を“Ｌ”レベルとする。Ｚドライバ制御部１８１は、“Ｌ”レベルのＡＦ制御信号に基づいて、オートフォーカス制御をオフ状態とする。Ｚドライバ制御部１８１は、Ｚコントローラ１８２からフォーカスオフセット値を受信していない期間、ステージ１１１の高さ位置を維持する。Ｚコントローラ１８２は、例えば、スキャンの位置が基板２００と遮光膜２０１との段差部を移動する際に、フォーカスオフセット値として、遮光膜２０１の膜厚（Ｚ１）に基づく値（＋Ｚ１）をＺドライバ制御部１８１に送信する。Ｚドライバ制御部１８１は、フォーカスオフセット値として＋Ｚ１を受信すると、現在のステージ１１１の高さ位置Ｔ３に＋Ｚ１を加算し、Ｔ３＋Ｚ１とする。すなわち、Ｚドライバ制御部１８１は、Ｚ１だけステージ１１１の高さ位置が高くなるように、Ｚ駆動部１１６を制御する。

スキャンの位置が、ＡＦ－ＯＦＦ領域から透過領域内のＡＦ－ＯＮ領域に移動した場合、Ｚコントローラ１８２は、ＡＦ制御信号を“Ｈ”レベルとする。Ｚドライバ制御部１８１は、“Ｈ”レベルのＡＦ制御信号に基づいて、オートフォーカス制御を実行する。

６．本実施形態に係る効果
本実施形態に係る構成であれば、オートフォーカス制御の追従が困難な程度の段差を有する試料に対して、欠陥の検出精度の低下を抑制できる検査装置及び検査方法を提供することができる。本効果につき、詳述する。

例えば、ハーフトーンマスクにおいて、遮光膜２０１の膜厚は、位相シフト膜２０２の膜厚よりも厚い。このため、ハーフトーンマスクの表面を欠陥検査用の光が走査する場合、比較的段差の大きい基板２００と遮光膜２０１との段差部では、オートフォーカス制御が追従できない場合がある。このような例を図６に示す。図６は、図５の比較例として、領域ＲＡにおいてオートフォーカス制御を常時実行している場合のステージ１１１の高さ位置の一例を示す図である。

図６に示すように、基板２００と遮光膜２０１との段差部では、オートフォーカスのＺ位置が一時的に定まらず、またオートフォーカス機構の制御遅れにより、オートフォーカス制御が追従できない。このため、例えば、基板２００と遮光膜２０１との段差部を通過した後に、ステージ１１１の高さ位置の制御遅れによるオーバシュートなどで、高さ位置の設定誤差が生じることになる。これにより、実際のマスク２の表面の高さ位置によらず、ステージ１１１の高さ位置が変動する。また、遮光領域から透過領域に向かってスキャンを実行する場合も、ステージ１１１の高さ位置の制御遅れによるオーバシュートにより、位相シフト膜２０２に対応したステージ１１１の高さ位置調整に遅れが生じ、光学画像のイメージ像がぼやける場合がある。このため、欠陥検査の精度が劣化する可能性がある。

これに対し、本実施形態に係る構成であれば、オートフォーカス制御の追従が困難な領域においては、オートフォーカス制御をオフ状態できる。更に、オートフォーカス制御を実行していない領域においては、フォーカスオフセット値に基づくオープン制御によりステージ１１１の高さ位置を調整できる。これにより、光学画像のフォーカスずれによる欠陥の検出精度の低下を抑制できる。

７．変形例等
上述の実施形態は、試料としてフォトリソグラフィ法などで使用されるマスク（ハーフトーンマスク）を検査するための検査装置を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施形態に係る技術の適用範囲は、これに限らない。例えば、試料として、ナノインプリントリソグラフィ（Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ；ＮＩＬ）に用いられるテンプレートが用いられてもよい。試料として、ウェハまたは液晶表示装置などに使用される基板等が用いられてもよい。また、上述の実施形態で説明したオートフォーカス機構は、検査装置に限定されず、例えば、マスクの作製に用いられる荷電粒子ビーム描画装置等、他の装置に適用されてもよい。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１…検査装置、２…マスク、１０…光学画像取得装置、２０…制御装置、１１１…ステージ、１１２…ＸＹ駆動部、１１３…Ｘ軸モータ、１１４…Ｙ軸モータ、１１６…Ｚ駆動部、１１７…Ｚ軸アクチュエータ、１２０…第１の光源、１２１、１２３、１２４…レンズ、１２２、１３１、１３２…ミラー、１２５…フォトダイオードアレイ、１２６…センサ回路、１３０…第２の光源、１３３…高さ測定システム、１３４…高さ位置センサ、１３５…高さ測定制御部、１４０…レーザ測長システム、１５０…オートローダ、１６０…ＣＰＵ、１６１…ＲＡＭ、１６２…ＲＯＭ、１６３…外部ストレージ、１６４…表示装置、１６５…入力装置、１６６…通信装置、１６７…オートローダ制御回路、１６８…光源制御回路、１６９…ＸＹ駆動部制御回路、１７０…Ｚ駆動部制御回路、１７１…展開回路、１７２…参照回路、１７３…比較回路、１７４…位置回路、１８０…Ｚドライバ、１８１…Ｚドライバ制御部、１８２…Ｚコントローラ、２００…基板、２０１…遮光膜、２０２…位相シフト膜、２１１～２１６…検査フレーム。

Claims (6)

1. 表面に第１領域と前記第１領域と高さが異なる第２領域とを有する試料が載置されるステージと、
   前記第１領域の一部と前記第２領域とを検査領域とし、前記試料の光学画像の取得に用いられる光を射出する光源と、
   前記ステージの表面に垂直な第１方向における前記試料の前記表面の第１の高さ位置を測定する第１測定部と、
   前記ステージの前記表面に平行であり且つ前記第１方向に交差する第２方向と、前記ステージの前記表面に平行であり且つ前記第１及び第２方向に交差する第３方向とにおける前記ステージのステージ位置を測定する第２測定部と、
   前記第１方向における前記ステージの第２の高さ位置を制御する高さ制御部と、
   前記試料に照射する前記光のオートフォーカス制御をオン状態またはオフ状態に切り替える制御信号及びフォーカスオフセット値を前記高さ制御部に送信するコントローラと
   を備え、
   前記高さ制御部は、前記検査領域において前記光の照射位置がオートフォーカス制御をオン状態にする第３領域内にある場合、前記第１測定部が測定した前記第１の高さ位置のデータに基づく前記オートフォーカス制御を実行し、前記照射位置が前記第３領域と異なる、前記オートフォーカス制御を前記オフ状態にする第４領域内にある場合、前記コントローラから受信した前記フォーカスオフセット値に基づいて前記第２の高さ位置を変更し、
   前記コントローラは、前記第２測定部で測定された前記ステージ位置のデータ、前記第３領域に関する位置情報、前記試料の前記表面に設けられ且つ前記第１領域と前記第２領域との間に位置する段差部についての情報を含む前記第４領域に関する位置情報、及び前記試料の前記表面の高さ情報に基づいて、前記制御信号及び前記フォーカスオフセット値を前記高さ制御部に送信し、
   さらに、前記コントローラは、前記第３領域において、前記光の前記オートフォーカス制御を前記オン状態にする前記制御信号を前記高さ制御部に送信し、前記第４領域において、前記照射位置が前記段差部の上を通過するときに、前記光の前記オートフォーカス制御を前記オフ状態にする前記制御信号及び前記フォーカスオフセット値を前記高さ制御部に送信する、
   検査装置。
2. 前記第３領域及び前記第４領域の位置座標は、前記試料のパターンのレイアウト情報に基づく座標とし、前記コントローラは、前記照射位置が前記第３領域内にある場合、前記制御信号を第１論理レベルとし、前記照射位置が前記第４領域内にある場合、前記制御信号を前記第１論理レベルとは異なる第２論理レベルとする、
   請求項１に記載の検査装置。
3. 前記フォーカスオフセット値は、前記試料の前記表面の前記高さ情報に基づく値である、請求項１に記載の検査装置。
4. 前記高さ制御部による制御に基づいて前記ステージを前記第１方向に移動させる圧電素子を用いたアクチュエータを更に備える、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の検査装置。
5. 表面に第１領域と前記第１領域と高さが異なる第２領域とを有する試料をステージ上に載置する工程と、
   前記第１領域の一部と前記第２領域とを検査領域とし、前記試料に光を照射して光学画像を取得する工程と
   を備え、
   前記検査領域において前記光の照射位置がオートフォーカス制御をオン状態にする第３領域内にある場合、前記光学画像を取得する工程は、前記ステージの表面に垂直な第１方向における前記試料の前記表面の第１の高さ位置のデータを取得する工程と、取得した前記第１の高さ位置のデータに基づいて前記試料に照射する前記光の前記オートフォーカス制御を実行する工程とを含み、
   前記検査領域において前記光の前記照射位置が前記第３領域と異なる、前記オートフォーカス制御をオフ状態にする第４領域内にある場合、前記光学画像を取得する工程は、前記試料の前記表面の高さ情報に基づくフォーカスオフセット値を用いて前記第１方向における前記ステージの第２の高さ位置を変更する工程を含む、
   検査方法。
6. 前記第２の高さ位置を変更する工程は、前記第４領域において前記照射位置が、前記試料の前記表面に設けられ且つ前記第１領域と前記第２領域との間に位置する段差部の上を通過するときに実行される、
   前記請求項５に記載の検査方法。
   

Images