(57)【要約】【課題】（１）回析光によって発生するフォーカス誤差を抑止し、焦点を正確に合わせる。（２）小型、簡素、低価格な構成で焦点を正確に合わせる。（３）微細構造（例えば、レチクル）の欠陥をより確実に検出する。【解決手段】複数の検査領域である第１〜第６ストリーム（１ｓｔ〜６ｓｔ）が相関性をもって隣接する検査対象物に用いられ、該検査対象物からの反射光を利用して焦点位置を検出し、該検出結果に基づき焦点位置制御を行う焦点位置制御方法及び装置であって、前記複数の検査領域のうち一の検査領域について検出された焦点位置情報群に多項式近似の演算処理を行い、その演算処理結果を基に、前記一の検査領域に隣接する検査領域についての焦点位置制御を焦点深度の範囲内で行うことを特徴とする。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検査領域が相関性をもって隣接する検査対象物に用いられ、前記検査対象物からの反射光を利用して焦点位置を検出し、該検出結果に基づき焦点位置制御を行う焦点位置制御方法であって、
前記複数の検査領域のうち一の検査領域について検出された焦点位置情報群に多項式近似の演算処理を行い、その演算処理結果を基に、前記一の検査領域に隣接する検査領域についての焦点位置制御を焦点深度の範囲内で行うことを特徴とする焦点位置制御方法。
【請求項２】
前記複数の検査領域は、前記検査対象物に対して一方向に走査を行った後に、該一方向に直交する方向へステップ移動して前記一方向の逆方向へ走査を行う蛇行状走査における各走査帯であることを特徴とする請求項１に記載の焦点位置制御方法。
【請求項３】
前記多項式近似の演算処理結果を、光学式非点収差法によって得られた合焦位置を示すフォーカス信号と比較して、対物レンズの焦点深度を超えない範囲で、該演算処理結果を基準とした焦点制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の焦点位置制御方法。
【請求項４】
多項式近似の多項式次数を焦点検出対象物を変更して最適な近似制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の焦点位置制御方法。
【請求項５】
前記多項式近似演算処理を、焦点制御不要時に行うことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の焦点位置制御方法。
【請求項６】
前記検査領域での焦点位置制御の前に、初期基準データとなる走査を行ってその走査結果を多項式近似の演算処理し、該多項式近似の演算処理結果を基にして、前記検査領域の最初の焦点位置制御を実行することを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の焦点位置制御方法。
【請求項７】
複数の検査領域が相関性をもって隣接する検査対象物に用いられ、前記検査対象物からの反射光を利用して焦点位置を検出し、該検出結果に基づき焦点位置制御を行う焦点位置制御装置であって、
前記複数の検査領域のうち一の検査領域について検出された焦点位置情報群に多項式近似の演算処理を行い、その演算処理結果を基に、前記一の検査領域に隣接する検査領域についての焦点位置制御を焦点深度の範囲内で行うオートフォーカス制御部を具備することを特徴とする焦点位置制御装置。
【請求項８】
前記複数の検査領域は、前記検査対象物に対して一方向に走査を行った後に、該一方向に直交する方向へステップ移動して前記一方向の逆方向へ走査を行う蛇行状走査における各走査帯であることを特徴とする請求項７に記載の焦点位置制御装置。
【請求項９】
前記オートフォーカス制御部は、前記多項式近似の演算処理結果を、光学式非点収差法によって得られた合焦位置を示すフォーカス信号と比較して、対物レンズの焦点深度を超えない範囲で、近似の演算処理結果を基準とした焦点制御を行うことを特徴とする請求項７又は８のうちいずれか１項に記載の焦点位置制御装置。
【請求項１０】
前記オートフォーカス制御部は、多項式近似の多項式次数を焦点検出対象物に応じて変更して最適な近似制御を行うことを特徴とする請求項７〜９のうちいずれか１項に記載の焦点位置制御装置。
【請求項１１】
前記オートフォーカス制御部は、前記多項式近似演算処理を、焦点制御不要時に行うことを特徴とする請求項７〜１０のうちいずれか１項に記載の焦点位置制御装置。
【請求項１２】
前記オートフォーカス制御部は、前記検査領域での焦点位置制御の前に、初期基準データとなる走査を実行して該走査結果を多項式近似の演算処理し、この処理結果を基に、前記検査領域の最初の焦点位置制御を実行することを特徴とする請求項７〜１１のうちいずれか１項に記載の焦点位置制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光スポットを高速に走査しながら走査方向と直交する方向にステージを往復移動して二次元の領域を観測する外観検査方式における焦点位置制御方法及び焦点位置制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を用いた像観察において、その分解能εは光の波長λと対物レンズの開口数ＮＡ（ＮＵＭＥＲＩＣＡＬ  ＡＰＥＲＴＵＲＥ）によって、「ε＝ｋ１×λ／ＮＡ」で表され（ｋ１は光源の条件などで決まる定数）、微細なものを解像するためには短波長化と高ＮＡ化が必要とされる。走査型光学顕微鏡の場合も同様であり、分解能を決定する集光スポット径を小さくするためには短波長化と高ＮＡ化が必要である。
高ＮＡ化した場合、焦点深度が浅くなり、像の劣化（ボケ）を防ぐために高い精度の焦点位置制御が必要となる。半導体フォトマスク（レチクル）や微細な構造物を検査対象とする装置においても同様であり、表面構造の微細化に伴い分解能を向上した装置は、焦点深度が数百ｎｍと非常に小さい。
特に、レチクル検査装置の場合は、レチクルの回路パターン形成面への異物付着防止のために保護膜であるペリクルが貼り付けられる場合もあり、非接触で焦点合わせを行わなければならない。しかも、高いスループットを確保するためにリアルタイムで焦点位置を制御していく必要がある。これらの理由によって、多くの装置は光をレチクルに照射してその反射光の状態を利用して焦点合わせを行う光学式のオートフォーカスシステムが採用されている。
【０００３】
この種のオートフォーカスに関する技術としては、特許文献１及び２に示されるものが知られている。
特許文献１に示される光ディスク装置では、フォーカス位置制御に対する複数プリピット信号を基に多項式近似等の演算処理後に２つの最大値を与えるフォーカス位置制御の中間に設定することで最適フォーカス位置制御を実施する。また、２つのプリピット信号がほぼ等しくなるようにトラック位置制御を行なった後に、フォーカス方向の光スポット位置制御毎に加算し、該加算結果に対して多項式近似等の演算を施した演算結果が最大となるフォーカス方向の光スポット位置制御を実施することによって情報の信頼性を確保する性能を引き出すようにしたものである。
また、特許文献２に示される共焦点型顕微鏡の合焦装置では、非共焦点光学系にて得られた試料像から合焦させたい位置と試料の光軸方向の移動範囲の１回ごとの移動量を設定し、次に、共焦点光学系に切換えて、予め設定された１回の移動量に応じた移動ごとの試料像について位置に対応する画像データをラインメモリに記憶し、この記憶された画像データから演算回路により最大輝度に対応する合焦位置を演算するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５７０５４号公報
【特許文献２】特開平１０−１４２５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、光学式のオートフォーカスシステムは、対象のパターンからの回折散乱光がノイズとなってフォーカス誤差が生じる問題を抱えている。また、レチクル検査装置の場合には、レチクルのパターン線幅が０．５μｍ以下となる微細パターンによって、光回折・散乱がノイズとなって焦点深度を超える大きなフォーカス誤差が発生し、その結果、正確な焦点を検出することが困難となり、検査が実行不能となるケースがある。これは検査装置のみならず、露光装置などオートフォーカスに光学式のリアルタイム高速応答を必要とする装置では皆同じ問題を抱えていた。中にはオートフォーカスシステムを多数配置して誤差を平均化する方法を取る装置も提供されているが、装置全体が大型・複雑・高価格化する原因となっていた。こうした背景の中、パターン回折光によるフォーカス誤差を小さく抑える方法および装置が望まれている。
【０００６】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、次のことを目的とする。
（１）回析光によって発生するフォーカス誤差を抑止し、焦点を正確に合わせる。
（２）小型、簡素、低価格な構成で焦点を正確に合わせる。
（３）微細構造の欠陥をより確実に検出する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明では以下のように構成する。
すなわち、本発明では、複数の検査領域が相関性をもって隣接する検査対象物に用いられ、前記検査対象物からの反射光を利用して焦点位置を検出し、該検出結果に基づき焦点位置制御を行う焦点位置制御方法であって、前記複数の検査領域のうち一の検査領域について検出された焦点位置情報群に多項式近似の演算処理を行い、その演算処理結果を基に、前記一の検査領域に隣接する検査領域についての焦点位置制御を焦点深度の範囲内で行うことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明では、複数の検査領域が相関性をもって隣接する検査対象物に用いられ、前記検査対象物からの反射光を利用して焦点位置を検出し、該検出結果に基づき焦点位置制御を行うえ前記複数の検査領域のうち一の検査領域について検出された焦点位置情報群に多項式近似の演算処理を行い、その演算処理結果を基に、前記一の検査領域に隣接する検査領域についての焦点位置制御を焦点深度の範囲内で行うオートフォーカス制御部を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、直前に位置する検査領域の焦点位置情報群について多項式近似の演算処理をし、その演算結果を基にして、次の検査領域の焦点位置制御を焦点深度の範囲内で行うことで、回析光によって発生するフォーカス誤差を抑止し、焦点を正確に合わせることができる。これにより、焦点を正確に合わせてレチクルの微細な欠陥を検出することができる。また、簡易な走査方式であるので、小型化、簡素化、低価格化に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係わる焦点位置制御装置の概略構成図である。
【図２】４分割センサで検知される反射光を示す図であって、（ａ）はデフォーカスアウト、（ｂ）はジャストフォーカス、（ｃ）はデフォーカスインを示している。
【図３】フォーカス信号Ｆと対物レンズの移動方向を示すグラフである。
【図４】焦点位置制御装置に発生した回析光を示す概略構成図である。
【図５】４分割センサに回析光が入った状態を示す図であって、（ａ）はデフォーカスアウト、（ｂ）はジャストフォーカス、（ｃ）はデフォーカスインを示している。
【図６】回析光によってフォーカス信号Ｆの値が変化した状態を示すグラフである。
【図７】検査対象物を走査する複数のストリームを示す図である。
【図８】図７に示されるストリームのフォーカス高さを示すグラフである。
【図９】フォーカス誤差を発生させる微細パターンを有する検査対象物を走査したときの複数のストリームを示す図である。
【図１０】図９に示されるストリームのフォーカス高さを示すグラフである。
【図１１】オートフォーカス処理の工程を示すフローチャートである。
【図１２】図１１のフローチャートに基づくフォーカス高さ制御処理を示すグラフである。
【図１３】近似制御によってフォーカス誤差が緩和されたことを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１〜図１３を参照して本発明の一実施形態に係わる焦点位置制御方法及び該方法が適用された焦点位置制御装置１００について説明する。
まず、図１に符号１で示すものは波長２６６ｎｍの遠紫外レーザ光線を発する光源であり、光源１から発せられた光ビーム２は、反射光分離用のビームスプリッター３を透過して、対物レンズ４に入射する。
【００１２】
ビームスプリッター３は偏光を利用したものでも良いし、ハーフミラーなどでもよい。対物レンズ４は、例えばＮＡ（開口数）０．８以上の大きな開口を有し、例えば、回路基板上のレチクル等の検査対象物５上にφ０．３〜０．４μｍの微小な集光スポットを形成する。また、このビームスプリッター３では、再び対物レンズ４を経由した検査対象物５からの反射光（符号６で示す）を、先の光ビーム２と分離する。分離された反射光６は、１方向に集光性を持つシリンドリカルレンズ７で４分割センサ８上に集光される。
前記シリンドリカルレンズ７と４分割センサ８とを含むオートフォーカス光学系は、非点収差法が採用された焦点位置検出手段２０を構築している。
【００１３】
また、前記対物レンズ４は、検査対象物５に対して焦点合わせをするために、図示するような（＋）又は（−）に図中上下方向に微小に移動させる、例えばピエゾ素子等からなる駆動素子４Ａを有するものであって、後述する駆動電圧１３により駆動が行われる。
【００１４】
また、４分割センサ８は、図２に示すように、全体として円形なす検出面が４つに分割された受光部（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）により、反射光６を受光するものであって、４分割センサ８の各受光部で検出した光強度を示す４つの光強度検出信号９は、オートフォーカス制御部１０へ入力される。
オートフォーカス制御部１０では、入力された光強度検出信号９に対して所定の演算式（後述する）に基づく演算を行ってフォーカス信号Ｆを獲得し、このフォーカス信号Ｆを基にして、対物レンズ４を位置決めして焦点位置を定めるための制御信号１１を、対物レンズ制御部１２に対して出力する。
【００１５】
対物レンズ制御部１２は、オートフォーカス制御部１０からの制御信号１１に基づき、対物レンズ４の駆動素子４Ａを、（＋）又は（−）に方向に微小に移動させる駆動電圧１３を出力する。
また、焦点位置制御装置１００には、光源１から出力される光ビーム２をＸ及びＹ方向に走査するためのステージが設けられているが、図面上では省略されている。
【００１６】
次に、図２〜図１３を参照して、焦点位置制御装置１００におけるオートフォーカスの基本動作について説明する。
まず、対物レンズ４が（＋）又は（−）に上下動して焦点がずれると４分割センサ８の受光部（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）では、反射光６のビーム形状（符号６´で示す）が、図２（ａ）〜図２（ｃ）で示すように変化する。すなわち、図２（ｂ）で示すような、焦点が合ったジャストフォーカスの状態から、図２（ａ）で示すような、ジャストフォーカスより小さい範囲にビームが形成されるデフォーカスアウト、また、図２（ｃ）で示すような、ジャストフォーカスより大きい範囲にビームが形成されるデフォーカスイン、となるようにビーム形状６´が変化する。
このとき、図２（ａ）又は（ｃ）に示すように、ビーム形状６´が変化（ビーム形状が楕円形状に変化）した場合には、先のオートフォーカス制御部１０が、受光部（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）から出力される検出信号に基づき、対物レンズ４を（＋）又は（−）に移動させることで、該ビーム形状６´を、焦点が合っている図２（ｂ）に示す真円状になるように、フィードバック制御を行う。
【００１７】
そして、ここで図２の４分割センサ８の受光部（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）からは、各受光部の光強度（ＦＡ１、ＦＡ２、ＦＢ１、ＦＢ２）を示す光強度検出信号９が出力され、該光強度検出信号９が入力されたオートフォーカス制御部１０では、「Ｆ＝（ＦＡ１＋ＦＡ２）−（ＦＢ１＋ＦＢ２）」の演算を行い、焦点制御データとなるフォーカス信号Ｆを得る。
【００１８】
図３は、対物レンズ４の（＋）又は（−）の上下動と、フォーカス信号Ｆとの関係を表した図である。このフォーカス信号Ｆを用いてオートフォーカス制御部１０では、以下のような制御を行う。
（１）Ｆ＜０である場合：対物レンズ４を下側に移動させる（図１の（−）方向に移動させる）
（２）Ｆ＝０である場合：何もしない
（３）Ｆ＞０である場合：対物レンズ４を上側に移動させる（図１の（＋）方向に移動させる）
【００１９】
すなわち、図２（ａ）の状態では「Ｆ＞０」となるため対物レンズ４を上げて「Ｆ＝０」（図２（ｂ）の状態）にする。一方、図２（ｃ）の状態では「Ｆ＜０」となるため対物レンズ４を下げて「Ｆ＝０」にする。この制御を予め設定したフィードバック周期で繰返し、常に焦点が合った状態で、光ビーム２による走査を行う。
【００２０】
そして、このような焦点位置制御装置１００におけるオートフォーカス処理では、これまでは、図４〜図１０に示すようなフィードバック制御を実施しているが、本願発明では、これを図１１〜図１３に示すように改善するものである。
【００２１】
まず、図４〜図１０に基づき、これまでの一般的なフィードバック制御について説明すると、一般的なフィードバック制御では、焦点がずれたら合わせるという、焦点合わせ対象箇所のみのフィードバック制御を行っていた。
ここで、これまでの一般的なフィードバック制御において、レチクル等の検査対象物５に大きな角度で回折光を発生させる微細パターンがある場合について考えると、まず、図４に太線で示すように、フォーカス誤差となる微細パターンによってメイン反射光６の光軸から大きく外れた回折光３０が発生して、４分割センサ８の受光部（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）に入射したとする。
【００２２】
このときの４分割センサ８上の様子を示したものが図５（ａ）〜（ｃ）であり、回折光３０のビーム（符号３０´で示す）は、４分割センサ８に偏って入射する。ここでは受光部Ｂ２の出力が、他の受光部Ａ１、Ａ２、Ｂ１より大きくなり、その結果、先の演算式に基づき、図６に実線で示すようにフォーカス信号Ｆが平行移動することになる。
その結果、本来のジャストフォーカスである位置（図６に点線で示す）から「Ｆ＝０」となるポイントがずれてフォーカス誤差が発生する（本例では（−）方向へずれた場合を示している）。フォーカス誤差を発生させる微細パターンには様々な形状が存在するため回折光の発生の仕方も多種多様であり、パターン回折光によるフォーカス誤差を軽減することが望まれている。
【００２３】
次に、検査対象物５を検査する際の走査順序について説明する。図７のＹ方向にストリーム幅分（符号４０）の光走査を繰返しながら、Ｘ方向右側（符号ＸＲで示す）へステージ移動して２次元の領域を光走査して撮像する。第１ストリーム（１ｓｔ）が終わると、Ｘ方向と直交するＹ方向へステップ移動して、第２ストリーム（２ｓｔ）となる。第２ストリーム（２ｓｔ）は、第１ストリーム（１ｓｔ）とは逆方向のＸ方向左側（符号ＸＬで示す）へ走査する。
以降、図７に、第３ストリーム（３ｓｔ）、第４ストリーム（４ｓｔ）、第５ストリーム（５ｓｔ）、第６ストリーム（６ｓｔ）で示すように蛇行しながら走査を繰返し、これら第１〜第６ストリームからなる検査領域（走査帯）によってレチクルの全ての領域を検査する。
ここで、検査対象物５の検査エリアは１００ｍｍ×１００ｍｍ程度であり、検査領域である第１〜第６ストリーム（１ｓｔ〜６ｓｔ）のそれぞれのＹ方向の幅は、５０μｍ前後に設定されている。また、互いに隣接する第１〜第６ストリームは若干の重なりを持つように走査する。
なお、本実施例で述べるストリームとは、光ビーム２による光走査、及び光走査を行う一定幅を持った検査領域を指す。
【００２４】
図８は、図７の蛇行を繰り返した場合の第１〜第６ストリームの焦点制御の状態を示したグラフであって、横軸が図７のＸ方向に該当し、また、縦軸は焦点位置を示すフォーカス高さ（Ｈ）であるが、グラフのＸ方向右側（符号ＸＲで示す）への緩やかな曲線は、検査対象物５であるレチクルのたわみを強調して表している。このとき、図８に示すように、Ｙ軸に沿う上部では右端が高く、Ｙ軸に沿ってレチクルの下部に進むにつれて右端が低くなるような、うねった状態を示している。
そして、オートフォーカスシステムは、このような検査対象物５であるレチクルのたわみにリアルタイムで追従して検査を進めなければならないが、ここで、図９の符号５０で示す箇所に、大きなフォーカス誤差を発生する微細なパターンが存在したとすると、図８で示した第１〜第６ストリームのそれぞれの焦点制御の状態は、図１０のようになる。つまり、回折光によるフォーカス誤差によって、符号５０´で示すような部分的なフォーカスずれが発生する。
【００２５】
そこで、本発明においては、第１〜第６ストリームのＹ方向の幅は５０μｍ前後であり、上下に隣接する２つの第１〜第６ストリーム間では焦点位置に相関があり、ほぼ同じであることを利用して、図１１〜図１３で示すように制御を、以下のように行うものである。
例えば、図１２のように蛇行しながら検査対象範囲の画像を採取していく過程において、第１ストリームと、折り返した直下の第２ストリームとの間隔は５０μｍ程度であり、焦点位置（高さ）がほぼ同じで相関があることを利用する。以降も同様に、第２ストリームと第３ストリームとの相関関係、第３ストリームと第４ストリームとの相関関係、第４ストリームと第５ストリームとの相関関係、第５ストリームと第６ストリームとの相関関係をそれぞれ利用する。
【００２６】
具体的には、検査を行うそれぞれの第１〜第６ストリームでは、直前真上のストリームの焦点位置情報を記憶しておき、そのデータ群を多項式で近似する。この多項式近似の演算処理によって通常より飛び跳ねた状態の微細パターンフォーカス誤差成分を抑制する。そして、それぞれのストリームにおいて直前真上のストリームの演算処理結果を基準とし、現在の位置におけるフォーカス信号によって上下方向のどちらに焦点を制御すべきかを判定してフォーカス追従を行う（第１ストリームについては後述する）。このとき、必要以上に焦点を移動しないように制限すれば焦点深度を超えることはなくなる。この制御方法によって、スループットを確保した状態で精度良く焦点位置を制御することが可能となる。
【００２７】
なお、このような制御は、オートフォーカス制御部１０にて実行する。また、該オートフォーカス制御部１０では、一定の周期でフィードバック制御を行うものであり、また、検査領域のサイズが決まれば、該ストリームのＹ方向の幅及び該ストリームの重なり幅から自動的に、ストリーム数が決定される。
【００２８】
以下、具体的なオートフォーカス処理について、図１１のフローチャートを参照して説明する。
（工程１）
本検査を行う第１ストリームの前において、検査を行わない第０ストリームであるダミーストリーム（０ｓｔ）を実行するために、ステージ送り逆方向（符号ＸＬで示されるＸ方向左側）に移動させ、従来動作と同様、対物レンズ４を通過する光ビーム２の焦点を合わせるための焦点位置情報群となるフォーカス高さ（Ｈ）制御信号（図１２（ａ）に符号６０で示す）を記憶する。
なお、この工程１は、近似用データの採取のためだけに実行される。また、このダミーストリームは、第１ストリームと同じ経路、又近似した位置にある経路（つまり、第１ストリームと相関性を有する経路）である。
【００２９】
（工程２）
上記工程１でのダミーストリーム完了後、ステージを折り返してＹ方向にステップ送りする際に、工程１で記憶したフォーカス高さ（Ｈ）制御信号について、多項式近似の演算処理を行いその結果（図１２（ｂ）に符号６１で示す）を保存する。
そして、このようなダミーストリームを実行した後は、第１〜６ストリームでの走査を実行するために、ステージを走査開始時の初期位置に復帰させる。
【００３０】
（工程３）
次に、上記工程２で保存した多項式近似の演算処理の結果に基づき、次の第１ストリームでの走査を行うとともに、この走査に基づき、焦点位置検出手段２０にて非点収差法により得られたフォーカス信号Ｆの正負判定を行い、焦点深度から外れない範囲の極微少量のみ対物レンズ４を駆動する。
ここは、工程２で算出した演算処理結果に基づきそのままに制御を行うと、Ｙ方向へステップ移動を繰り返しレチクルのたわみかたが変化した場合などに、追従できなくなるため、該演算処理結果に対して更にフォーカス信号Ｆの判定を行い微少量フォーカス追従させる必要がある。
【００３１】
（工程４）
工程３での第１ストリームの走査時に、焦点位置情報となる該第１ストリームのフォーカス高さ（Ｈ）制御信号（図１２（ａ）に符号６２で示す）を記憶する。
【００３２】
（工程５）
工程４にて第１ストリーム走査を完了した後、記憶した焦点位置情報群を、同様に多項式近似の演算処理をしてその結果を保存する。なお、このような多項式近似の演算処理は、スループットを低下させないように、次のストリームに移行する際のステージ折り返しステップ移動時に行われる。
【００３３】
（工程６）
最終列の第６ストリームまで走査が完了したか否かを判断し、ＹＥＳの場合に本フローチャートを終了し、ＮＯの場合に先の工程３に戻る。
そして、本例の場合、上記工程５で保存した第１ストリームについての多項式近似の演算処理の結果に基づき、工程３と同様、次の第２ストリームでの走査を行うとともに、この走査に基づき、フォーカス信号Ｆの正負判定を行い、焦点深度から外れない範囲の極微少量のみ対物レンズ４を駆動する。以降、順次、第３〜第６ストリームについて、最後の第６ストリームまで、工程３〜工程６に示される処理を同様にして繰り返し行う。
【００３４】
そして、以上のような工程で示される処理を行うことで、図１２に示すように微細パターン誤差の部分は近似の演算処理によって小さくなる方向へ抑制される。図１３は、その効果を示す実験結果である。点線（符号７０で示す）が微細パターンによる誤差を含む制御状態を示し、近似制御によって実線（符号７１で示す）のように誤差が緩和されていることが分かる。
なお、上記工程で使用される多項式近似の次数は２次多項式か３次多項式が良い。４次多項式以上の場合はエラー部分も再現してしまい効果が薄れる可能性が高くなる。
【００３５】
以上詳細に説明したように本実施形態に示される焦点位置制御装置１００では、直前に位置するストリーム（０ｓｔ、１ｓｔ〜５ｓｔ）の焦点位置情報群を多項式近似の演算処理を行い、その演算処理結果を基にして、次のストリーム（１ｓｔ〜６ｓｔ）の焦点位置制御を焦点深度の範囲内で行うことで、微細なフォーカス誤差を緩和することができ、従来問題となっていた焦点深度を超える微細パターン回折光起因のフォーカス誤差は、焦点深度内に抑制することができ、精度の高い検査が可能となる。従って、被検査物であるレチクルに製造上の部分的な欠陥があったとしても、この欠陥を、より確実に検出することができる。
【００３６】
また、上記の焦点位置制御装置１００は、簡易な走査方式であるので、小型化、簡素化、低価格化にも貢献でき、また、多項式近似演算処理を、第１〜６ストリームのステージ折り返し時などの焦点制御不要時に行うことにより、全体の制御時間の短縮を図ることができる。
また、焦点位置制御装置１００では、制御方式のみの変更で微細なフォーカス誤差を緩和することができるので、改造資材の準備は最小に抑えることも可能となる。
【００３７】
なお、本実施形態に示す焦点位置制御では、多項式近似による制御を行う前に採取するデータ採取用のダミーストリームによって得られるデータは誤差を多く含むため第１〜６ストリームの最初に、その誤差を引きずる傾向がある。このため、検査実施前のダミーストリームをひとつのストリームのみにせず第１〜６ストリームの複数ストリームをダミーストリームとして誤差成分が緩和されるまで検査を待機状態にする方式も有効である。この場合は、ダミーストリームでデータ採取後、第１〜６ストリームは近似制御するが検査はまだ開始しない、すなわち、検査開始ストリーム上のストリームを複数回往復することにより、誤差成分が緩和されるのを待ってから検査を開始しても良い。
【００３８】
また、上記焦点位置制御装置１００では、上述した工程３において、フォーカス信号Ｆの正負判定を行い、焦点深度から外れない範囲の極微少量のみ対物レンズ４を駆動するようにしたが、焦点深度から外れないようにする該対物レンズ４の動作範囲（（＋）〜（−）の移動可能範囲）は、適宜設定により定めるようにすると良い。
また、焦点位置制御装置１００では、多項式近似演算処理を、第１〜６ストリームのステージ折り返し時などの焦点制御不要時に行うようにしたが、これに限定されず、ステージ折り返しが完了した時点で行うようにしても良く、演算処理のタイミングは特に限定されるものではない。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は微細構造を持つマスク原盤、特に液晶、半導体集積回路等の回路を転写する際に用いられるレチクルの異物や製造上の欠陥を検査するための装置に関するものである。その他に、微細な構造を有するＭＥＭＳ部品、電子デバイス等の光学検査へも応用できる。
【符号の説明】
【００４１】
５…検査対象物
６…反射光
８…分割センサ
９…光強度検出信号
１０…オートフォーカス制御部
１００…焦点位置制御装置
Ｈ…フォーカス高さ
【図１】
2010217317.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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