(57)【要約】【課題】EUVLマスクやEUVLマスクブランク等の各種試料の表面又は裏面に付着している異物の高さ測定と異物除去の両方の操作を行うことができる異物除去装置を実現する。【解決手段】本発明による異物除去装置は、試料表面に存在する異物の高さを検出する測定光学系（２）と、自由端が試料表面に対して斜めの角度で接触するように配置されたカンチレバー（３）とを有する。本発明では、異物（３７）が存在する試料表面（１７ａ）をカンチレバーにより走査し、走査中における自由端の変位量を測定光学系（２）により検出する。自由端の試料表面と直交する方向の変位量は異物の高さに対応するため、検出された変位量が閾値を超えるか否か判定し、閾値を超える場合カンチレバーを反対方向に相対移動するだけで異物が試料表面から除去される。この結果、異物の高さ測定と除去とを連動して行うことでき、高いスループットで異物を除去することが可能になる。【選択図】  図１
2014006314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料表面に存在する異物をカンチレバーにより除去する異物除去装置であって、
試料を支持するステージと、
試料表面に存在する異物の高さを検出するための測定光学系と、
弾性変形可能なレバー部を有し、レバー部の自由端が試料表面に対して斜めの角度で接触するように配置されたカンチレバーと、
ステージ上の試料又はカンチレバーを試料表面と直交する第１の方向に相対移動させる第１の移動手段と、
ステージ上の試料又はカンチレバーを前記第１の方向と直交する第２の方向に相対移動させる第２の移動手段と、
ステージ上の試料又はカンチレバーを前記第２の方向と反対向きの第３の方向に相対移動させる第３の移動手段とを具え、
前記測定光学系は、測定ビームを発生する測定光源と、測定ビームをカンチレバーに向けて投射する光学系と、カンチレバーから出射した反射ビームを受光する光検出手段とを有し、
当該異物除去装置は、さらに、前記光検出手段からの出力信号に基づいてカンチレバー又は試料による前記第２の方向の相対移動中におけるカンチレバーの第１の方向の変位量を検出する手段を含む信号処理装置を有し、
前記検出されたカンチレバーの第１の方向の変位量が所定の変位量を超える場合、前記カンチレバー又は試料を前記第２の方向と反対向きの第３の方向に相対移動させて異物を除去することを特徴とする異物除去装置。
【請求項２】
請求項１に記載の異物除去装置において、前記信号処理装置は、検出されたカンチレバーの第１の方向の変位量から異物の高さを求める高さ検出手段を含み、検出された異物の高さが所定の高さを超える場合、前記カンチレバー又は試料を前記第２の方向と反対向きの第３の方向に相対移動させて異物を除去することを特徴とする異物除去装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の異物除去装置において、前記カンチレバーは、支持部と、支持部と一体的に形成され弾性変形可能なレバーと、レバー部の先端に位置する自由端エッジとを含み、当該カンチレバーは窒化シリコンまたは単結晶シリコン或いは単結晶シリコンと窒化シリコンとの複合材料により構成されていることを特徴とする異物除去装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の異物除去装置において、当該異物除去装置は、さらに、試料表面を撮像する撮像光学系を有し、当該撮像光学系は、照明ビームを発生する照明光源と、照明ビームを試料表面に向けて投射する対物レンズと、試料表面からの反射光を受光して試料表面の２次元画像情報を出力する撮像装置とを含み、
前記測定光学系の測定ビームは、前記対物レンズを介してカンチレバーに向けて投射され、カンチレバーで反射した測定ビームは前記対物レンズを介して前記第１の光検出手段に入射することを特徴とする異物除去装置。
【請求項５】
請求項４に記載の異物除去装置において、前記カンチレバーの自由端は対物レンズの視野中に位置決めされ、前記撮像装置から出力される画像信号は、試料表面及びカンチレバーの自由端の画像を含むことを特徴とする異物除去装置。
【請求項６】
請求項５に記載の異物除去装置において、前記撮像光学系の対物レンズと撮像装置との間の光路中に測定ビームの一部を選択的に反射するダイクロイックミラーが配置され、当該ダイクロイックミラーにより測定光学系の測定ビームと撮像光学系の照明ビームとが分離され、
前記測定ビームの一部は前記ダイクロイックミラーを透過して前記撮像装置に入射し、前記撮像装置から出力される２次元画像中には、カンチレバー上に形成された測定ビームの入射点を示す明点が形成されることを特徴とする異物除去装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の異物除去装置において、前記カンチレバーは、前記対物レンズに固定され、或いは第２の方向及び第３の方向に移動可能にとなるように対物レンズに装着されていることを特徴とする異物物除去装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の異物除去装置において、前記試料を支持するステージは、互いに直交するＸ、Ｙ及びＺ軸の３軸方向に移動可能なＸＹＺステージにより構成され、
前記第１〜第３の移動手段は、前記ＸＹＺステージにより構成されることを特徴とする異物除去装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の異物除去装置において、前記試料として、EUVL用のマスクブランクスが用いられることを特徴とする異物除去装置。
【請求項１０】
カンチレバーを用いてステージ上に配置された試料の表面に存在する異物を除去する異物除去方法であって、
試料表面に沿ってカンチレバー又は試料を相対移動させることにより、カンチレバーの自由端により試料表面を第１の走査方向に走査する第１の走査工程と、
第１の走査工程中に、カンチレバーに向けて測定ビームを投射し、当該第１の走査工程におけるカンチレバーからの反射ビームの空間的な変位量を検出し、検出された変位量に基づいてカンチレバーの試料表面と直交する方向の変位量を測定する変位量測定工程と、
測定されたカンチレバーの試料表面と直交する方向の変位量が所定の変位量を超えるか否か判定する工程と、
測定されたカンチレバーの変位量が所定の変位量を超える場合、カンチレバー又は試料を前記第１の走査方向と反対向きの第２の走査方向に相対移動させる第２の走査工程とを含み、
前記第２の走査工程において、カンチレバーにより試料表面上に存在する異物を除去することを特徴とする異物除去方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の異物除去方法において、前記走査工程に先立って、カンチレバーの自由端の延長線が試料表面と斜めに交差するように設定し、カンチレバー又は試料を試料表面と直交する方向に相対移動させてカンチレバーの自由端を試料表面に斜めに当接させる工程を含み、
カンチレバーの自由端が試料表面と斜めに当接した状態でカンチレバーにより試料表面を第１の走査方向に走査することを特徴とする異物除去方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の異物除去方法において、前記試料としてEUVL用のマスクブランクスが用いられ、当該EUVL用のマスクブランクスの裏面に存在する異物を除去することを特徴とする異物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料表面に存在する異物について、異物の高さ測定操作と除去操作とを連動して行うことができる異物除去装置及び異物除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
次世代の半導体製造装置として、EUVリソグラフィー（EUVL：Extreme Ultra Violet Lithography） の開発が注目されている。この露光システムでは、露光光として波長が13.5ｎｍのEUV光が用いられ、光学系は反射光学系により構成されている。また、マスクの反射率は約６０％であり、パターンを転写するための照明パワーは相当高く設定されている。このため、多くの照明エネルギーがマスクにおいて熱エネルギーとなるため、マスクを放熱させる必要がある。そのため、マスクは静電吸着によりステージ上に支持されている。また、EUVリソグラフィーは反射光学系により構成されるため、マスクに対して照明光を投射する照明光学系の光軸は、マスク表面に対して垂直方向から約４°傾くように設定され、マスクからの反射光をウェハに向けて投影する投影光学系の光軸もマスク表面に対して垂直方向から約４°傾くように設定されている。
【０００３】
EUVリソグラフィーは上述した特有の構成を有するため、マスクの裏面に異物が付着している場合、マスクを静電チャックによりステージ上に固定した際、マスクに微小な歪みや撓みが発生する。マスクに撓みが発生すると、ウェハ上に転写されるマスクパターンに位置ずれが発生する問題が生じてしまう（例えば、非特許文献１参照）。従って、EUVリソグラフィーにおいては、マスクの裏面に存在する異物欠陥を検出する裏面検査が極めて重要である。
【０００４】
EUVLマスクの欠陥検出装置として、散乱光方式に基づく検査装置が既知である。しかしながら、散乱光方式の検査装置では、欠陥の存在を高感度で検出できるが、欠陥の高さを計測することができなかった。また、EUVリソグラフィーでは、裏面に付着した異物の高さが所定の高さよりも小さい場合、マスクに生ずる撓み量自体が小さいため、許容されている。従って、EUVリソグラフィーにおいては、EUVLマスクやマスクブランクの裏面に付着した異物の高さを高精度に検出できる高さ測定装置の開発が強く要請されている。
【０００５】
各種マスクや基板に存在する異物の高さを計測する技術として、共焦点顕微鏡を用いる方法が既知である。共焦点顕微鏡を用いて高さ測定を行えば、数１０ｎｍの分解能で高さ測定できる利点がある。また、別の高さ測定方法として、走査プローブ顕微鏡を用いて計測することが既知である（例えば、特許文献１参照）。この走査プローブ顕微鏡では、カンチレバーの先端に設けたプローブを試料表面にそって走査し、試料表面の高さ分布が測定されている。
【非特許文献１】J. Vac. Sci. Technol. B 20(6), Nov/Dec 2002 2840頁〜2843頁
【特許文献１】特開２００９−３００３２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した共焦点顕微鏡を用いた高さ測定技術は、数１０ｎｍの分解能で試料表面の高さを測定できる利点がある。しかし、共焦点顕微鏡の場合、試料表面からの正反射光を用いて高さ測定が行われるため、マスクの裏面に付着した異物が鋭角状の突起の場合、正反射光が対物レンズの開口角から外れてしまい、正確な高さ測定ができない場合があった。また、走査プローブ顕微鏡を用いて高さ測定が行われる場合、試料表面の高さを高精度に検出できる利点があるものの、カンチレバーの先端に設けたプローブが異物と接触した際、プローブが汚染され、プローブの洗浄や交換が煩雑になる欠点があった。
【０００７】
さらに、共焦点顕微鏡による高さ測定では、試料表面の異物の高さを測定できるが、高さ測定された異物を除去する機能がないため、所定の高さを超える異物が検出された場合、別に設けた異物除去装置を用いて異物を除去しなければならず、異物除去の観点において煩雑性があった。一方、検出された異物の高さ測定操作と異物の除去操作が同一の装置において行うことができれば、上述した煩雑性が解消される。特に、異物の高さ測定と異物除去とが連動して行うことができれば、異物の高さ測定と異物除去を短時間で行うことができ、スループットが大幅に改善される。このような問題は、EUVLマスクだけでなく、カラーフィルタ基板等の各種試料においても同様に発生する課題である。
【０００８】
本発明の目的は、EUVLマスクやEUVLマスクブランク等の各種試料の表面又は裏面に付着している異物の高さ測定と異物除去の両方の操作を行うことができる異物除去装置及び異物除去方法を実現することにある。
また、本発明は、所定の閾値を超える大きさの異物を高いスループットで除去することができる異物除去装置及び異物除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による異物除去装置は、試料を支持するステージと、
試料表面に存在する異物の高さを検出する測定光学系と、
弾性変形可能なレバー部を有し、レバー部の自由端が試料表面に対して斜めの角度で接触するように配置されたカンチレバーと、
ステージ上の試料又はカンチレバーを試料表面と直交する第１の方向に相対移動させる第１の移動手段と、
ステージ上の試料又はカンチレバーを前記第１の方向と直交する第２の方向に相対移動させる第２の移動手段と、
ステージ上の試料又はカンチレバーを前記第２の方向と反対向きの第３の方向に相対移動させる第３の移動手段とを具え、
前記高さ測定光学系は、測定ビームを発生する測定光源と、測定ビームをカンチレバーに向けて投射する光学系と、カンチレバーから出射した反射ビームを受光する光検出手段とを有し、
当該異物除去装置は、さらに、前記光検出手段からの出力信号に基づいてカンチレバー又は試料による前記第２の方向の相対移動中におけるカンチレバーの第１の方向の変位量を検出する手段を含む信号処理装置を有し、
前記検出されたカンチレバーの第１の方向の変位量が所定の変位量を超える場合、前記カンチレバー又は試料を前記第２の方向と反対向きの第３の方向に相対移動させて異物を除去することを特徴とする。
【００１０】
本発明では、異物除去手段として機能するカンチレバーを、異物の高さを測定するセンサ手段としても利用する。すなわち、カンチレバーの自由端が試料表面に対して数°〜１０数°程度の角度で斜めに当接するように設定し、カンチレバーの自由端により試料表面を走査する。走査中に、カンチレバーの自由端は試料表面の凹凸状態に応じて試料表面と直交する方向に変位する。従って、カンチレバーの自由端が異物上を走査すると、異物の高さに応じてカンチレバーの自由端が変位する。従って、走査中における自由端の試料表面と直交する方向の変位量を検出することにより、異物の高さを検出することができる。検出された異物の高さが所定の閾値を超える場合、カンチレバー又は試料を走査方向とは反対の方向に相対移動させると、カンチレバーの自由端から異物に対して試料表面と平行な方向に作用する押圧力が作用する。異物は、作用する押圧力によりカンチレバーの自由端エッジにより削り取られ、試料表面から除去することができる。このように、本発明では、カンチレバーを異物除去手段として利用すると共に高さ測定のセンサ手段として用いているので、試料表面に対してカンチレバーを相対的な往復移動させるだけで、所定の高さないしサイズを超える異物を除去することができる。
【００１１】
本発明による異物除去方法は、カンチレバーを用いてステージ上に配置された試料の表面に存在する異物を除去する異物除去方法であって、
試料表面に沿ってカンチレバー又は試料を相対移動させることにより、カンチレバーの自由端により試料表面を第１の走査方向に走査する第１の走査工程と、
第１の走査工程中に、カンチレバーに向けて測定ビームを投射し、当該第１の走査工程におけるカンチレバーからの反射ビームの空間的な変位量を検出し、検出された変位量に基づいてカンチレバーの試料表面と直交する方向の変位量を測定する変位量測定工程と、
測定されたカンチレバーの試料表面と直交する方向の変位量が所定の変位量を超えるか否か判定する工程と、
測定されたカンチレバーの変位量が所定の変位量を超える場合、カンチレバー又は試料を前記第１の走査方向と反対向きの第２の走査方向に相対移動させる第２の走査工程とを含み、
前記第２の走査工程において、カンチレバーの自由端エッジにより試料表面上に存在する異物を除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、カンチレバーを異物除去手段として利用すると共に試料表面の高さ分布を検出するセンサ手段として利用し、カンチレバーの自由端により試料表面を走査し、走査中における自由端の試料表面と直交する方向の変位量を測定しているので、試料表面を１回走査するだけで異物の高さを測定することができる。よって、検出された異物の高さが所定の閾値を超えるか否か判定し、閾値を超える場合カンチレバー又はステージを反対方向に相対移動させるだけで異物を試料表面から除去することができる。この結果、異物の高さ測定と除去を連動して行うことができ、高いスループットで異物を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による異物除去装置の光学系の一例の構成を示す図である。
【図２】本発明によるカンチレバーの一例を示す図である。
【図３】カンチレバーにより試料表面を走査した際、カンチレバーが試料表面と直交する方向に変位した場合の測定ビームの空間的な変位を示す図である。
【図４】本発明による異物除去方法を説明するための図である。
【図５】異物をカンチレバーにより削り取る際の一連の動作を説明するための図である。
【図６】カンチレバーによる走査中におけるカンチレバーの自由端の変位量の時間変化を示す図である。
【図７】カンチレバーの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明による異物除去装置の一例の構成を示す図である。本発明による異物除去装置は、試料表面上に存在する異物の高さを測定する測定光学系１と、異物を観察する観察光学系２と、異物除去手段として機能すると共に試料表面の高さ方向の変位（異物の高さ）を検出するセンサ手段として機能するカンチレバー３と、試料表面の２次元画像情報及び異物の高さ情報を出力する信号処理装置４とを含む。
【００１５】
測定光学系１は、測定ビームを発生する測定光源１０を有する。測定光源として、点光源として作用するレーザダイオードを用いることができる。レーザダイオードは、例えば４０５ｎｍ又は６８０ｎｍの波長のレーザビームを発生する。測定光源１０から出射した測定ビームは、コリメータレンズ１１により平行光束に変換され、第１のリレーレンズ１２に入射する。測定ビームは、第１のリレーレンズの光軸をはさんで片側半分の領域（図１においては、光軸よりも下側の半分の領域）を通過し、第２のリレーレンズ１３に入射する。入射する測定ビームは、第２のリレーレンズの光軸をはさんで反対側の片側半分の領域（図１においては、光軸をはさんで上側半分の領域）を通過する。
【００１６】
第２のリレーレンズ１３から出射した測定ビームは、ダイクロイックミラー１４に入射する。このダイクロイックミラー１４は、測定ビームの波長光を反射し、それ以外の波長光を透過する特性を有する。尚、本例では、測定ビームを完全に反射するのではなく、その一部分の光、例えば0.1％程度の光は透過する特性を持たせる。ダイクロイックミラー１４で反射した測定ビームは、対物レンズ１５の片側半分の領域に入射する。そして、対物レンズ１５により屈折され、カンチレバー３のレバー部の自由端側の表面上に入射する。本例では、カンチレバー３は対物レンズ１５の鏡筒に連結する。尚、カンチレバー３は、その自由端が対物レンズ視野内であって対物レンズの光軸から変位した位置に位置するように位置決めする。
【００１７】
カンチレバー３の下側に試料ステージ１６が配置され、試料ステージ１６上に異物除去される試料１７を載置する。本例では、試料として、EUVLマスクブランクを用い、EUVLマスクブランクの裏面に存在する異物を除去する。尚、EUVLマスクの裏面に存在する異物は、別の欠陥検査装置により検出され、異物のアドレス情報は既知とする。尚、異物を検出する欠陥検査装置に本発明の異物除去装置を搭載することも可能である。
【００１８】
本例では、試料ステージ１６は、試料表面と直交する方向（光軸方向：Ｚ軸方向）及び試料表面内のＸ及びＹ方向の３軸方向に移動可能なＸＹＺステージを用いる。従って、既に検出された異物のアドレス情報を用いてステージ１６をＸ及びＹ方向に移動させることにより、異物を対物レンズの視野内に位置させることができる。また、ステージを光軸方向に移動させることにより、対物レンズの焦点を試料表面に合せることもできる。さらに、ステージをＺ軸方向そって上方に移動させることにより、カンチレバー３の自由端を試料１７の表面と当接させることができ、また、下方に移動させることにより試料表面とカンチレバーの自由端との間に所望の距離を設けることができる。
【００１９】
カンチレバー３は窒化シリコン又は単結晶シリコン或いは単結晶シリコンと窒化シリコンとの複合体で構成され、弾性変形可能な特性を有する。また、カンチレバー３は、試料表面に対して約２°〜１５°程度の角度をなすように設定する。従って、ステージ１６が上方に変位して試料１７の表面とカンチレバーの自由端とが当接しても、カンチレバーは試料表面の高さ変化に応じて弾性的に変位することができる。また、カンチレバーの先端が試料表面に当接した状態でステージをＸ又はＹ方向に相対移動することにより、試料表面はカンチレバーにより走査され、カンチレバーの自由端は試料表面の高さ変化に応じて試料表面と直交する方向（光軸方向）に変位する。本発明では、カンチレバーによる試料表面の走査中における試料表面と直交する方向の変位を測定ビームの空間的な変位量を用いて検出する。従って、カンチレバーは試料表面の高さ方向の変位量を検出するセンサ手段として機能する。
【００２０】
カンチレバーのレバー部の自由端付近で反射した測定ビームは、対物レンズ１５の光軸をはさんで反対側の領域を通過し、ダイクロイックミラー１４に入射する。ダイクロイックミラーで反射した測定ビームは、第２のリレーレンズ１３の光軸をはさんで反対側の領域を通過し、第１のリレーレンズの反対側の領域を通過し、ハーフミラー１８に入射する。ハーフミラー１８で反射した測定ビームは、結像レンズ１９を経て第１の光検出手段２０に入射する。光検出手段２０は、入射する測定ビームの空間な位置を検出する手段として機能し、例えば２分割フォトダイオード、２次元ＣＣＤセンサ、ラインセンサ、又はＰＳＤ（Position Sensitive Device）で構成することができる。第１の光検出手段からの出力信号は信号処理装置４に供給される。信号処理装置４は、第１の光検出手段からの出力信号を用いてカンチレバー３の自由端の光軸方向の位置を算出し、異物の高さ情報を出力する。すなわち、カンチレバー３の自由端が光軸方向に変位した場合、光検出手段に対する測定ビームの入射位置はカンチレバーの自由端の光軸方向の変位量に応じて変位する。従って、光検出手段２０からの出力信号を用いてカンチレバーの自由端の光軸方向の変位量を検出することができる。
【００２１】
ハーフミラー１８の後段に第２の光検出手段２１を配置し、ハーフミラーを透過した測定ビームを受光する。本例では、第２光検出手段２１は、入射した測定ビームの空間的な位置を検出する機能を果たす手段として機能するＰＳＤにより構成する。ＰＳＤ２１は、入射した測定ビームの空間的な変位を検出し、カンチレバー３の試料表面に対する傾きを検出する。すなわち、カンチレバー３のレバー部の表面が、試料表面に対して平行な状態から傾いた場合、その傾き量を検出する。そして、検出された傾き量を用いてカンチレバーの先端が試料表面に対して平行になるように調整することができる。
【００２２】
次に、撮像光学系２について説明する。撮像光学系２は、照明光を発生する照明光源３０を有する。照明光源として、例えばキセノンランプを用いることができる。照明光源３０から出射した照明ビームは、集光レンズ３１により集光され、リレーレンズ３２を経てハーフミラー３３に入射する。ハーフミラー３３で反射した照明ビームは、ダイクロイックミラー１４を透過し、対物レンズ１５により集束され、試料１７及びカンチレバー３を照明する。試料で反射した照明光は、対物レンズ１５により集光され、ダイクロイックミラー１４を透過する。ダイクロイックミラーから出射した照明光は、ハーフミラー３３を透過し、結像レンズ３４を経て撮像装置３５上に結像する。本例では、撮像装置として２次元ＣＣＤを用いることができる。撮像装置３５から出力される画像信号は、増幅器（図示せず）を経て信号処理装置４に供給される。信号処理装置４は、試料表面及びカンチレバーの自由端及びその付近の２次元画像を形成する。形成された２次元画像はモニタ上に表示することができ、操作者は、モニタ上に表示された画像から異物及びカンチレバーの自由端の位置を確認することができる。さらに、操作者は、モニタ上に表示された異物の形状やサイズに基づき、除去が必要な異物か否か判断することができる。
【００２３】
本例では、ダイクロイックミラー１４は測定ビームの波長光に対して数％程度の透過率を有するので、カンチレバー３の先端側の領域で反射した測定ビームの一部は、ダイクロイックミラー１４を透過し、ハーフミラー３３及び結像レンズ３４を介して撮像装置３５に結像する。よって、撮像装置により撮像される２次元画像中には、視野中における測定ビームの位置が明るい点として表示される。
【００２４】
図２はカンチレバーの一例を示す図であり、図２（Ａ）は平面図（光軸方向から見た平面図）、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のII−II線断面図、及び図２（Ｃ）は対物レンズの視野と関連して示す図であり、図２（Ｄ）は試料表面に対するカンチレバーの自由端の位置関係を示す図である。カンチレバー３は、支持部３ａと、支持部と一体的に形成されプレート状のレバー部３ｂと、レバー部と直交する方向に延在する直線状の自由端エッジ３ｃとを有する。本例のカンチレバーは、シリコン単結晶と窒化シリコン層３ｄとの複合体を用い、エッチングにより形成される。支持部３ａは対物レンズ１５の支持枠に固定することができ、或いは対物レンズの支持枠又はその他の支持部材に対してＸ及びＺ方向に可動自在に装着することができる。レバー部３ｂは、単結晶シリコンと窒化シリコン層との複合体で構成され、弾性変形可能である。また、レバー部のバネ定数は、例えば０．００５〜５０Ｎ／ｍ程度に設定することができる。また、レバー部３ｂの長さは約５０〜５００μｍとし、その厚さは１〜１０μｍに設定する。また、レバー部の幅は１０〜１００μｍに設定する。窒化シリコン膜の厚さは、例えば０．１〜１０μｍとする。さらに、窒化シリコン膜３ｄの表面に自由端エッジを含むようにDLC（Diamond like Carbon）膜を形成することも可能である。DLCは、摩擦係数が小さく且つ耐磨耗性に優れるため、異物を除去する上で有益である。尚、上述した数値例は一例であり、除去すべき異物のサイズや試料の特性等を考慮して最適な値に設定することができる。
【００２５】
図２（Ｃ）は、対物レンズの視野とカンチレバーとの位置関係を示す。対物レンズの視野を符号３６で示し、試料表面１７ａ上に異物３７が存在する。カンチレバー３の自由端は、撮像装置視野内に位置すると共に視野中心から変位するように設定位置決めする。また、高さ測定用の測定ビームにより形成される入射点（明点）を符号３８で示す。測定ビームは、試料表面上に入射するのではなく、カンチレバーのレバー部３ｂの自由端の近傍に入射する。前述したように、本例では、ダイクロイックミラー１４は測定ビームの波長光に対して０．１％程度の透過率を有するように構成しているので、レバー部の自由端近傍で反射した測定ビームの一部はダイクロイックミラー１４を透過し、ハーフミラー３３及び結像レンズ３４を介して撮像装置により受光される。よって、撮像装置により撮像される２次元画像中に測定ビームの入射点が表示される。
【００２６】
図２（Ｄ）は、試料１７の表面１７ａに対するカンチレバーの相対位置関係及び異物除去の動作を示す。カンチレバーのレバー部３ｂは試料表面１７ａに対してθ＝２〜１５°程度傾くように配置すると共に、直線状の自由端エッジ３ｃが試料表面と平行になるように設定する。カンチレバーを静止した状態でステージ１６をＺ軸方向に移動させ、試料表面１７ａをカンチレバーの自由端エッジ３ｃと当接させる。当接すると、カンチレバーのレバー部に撓みが発生し、カンチレバーから試料表面に対して弾性変形力が作用し、カンチレバーの自由端エッジ３ｃから試料表面に対して押圧力が作用する。カンチレバーの自由端エッジ３ｃが試料表面１７ａに押し当てられた状態で試料１７とカンチレバー３とを試料表面（ＸＹ面）にそって相対移動させると、カンチレバーの自由端エッジから試料表面に対する押圧力と異物３７に対する試料表面に沿う押圧力が作用する。この結果、異物に対して試料表面から剥ぎ落とす力が作用し、異物と試料表面との間の結合が解除され、異物に対する拘束力が消滅する。この状態において、異物とカンチレバーの自由端エッジとの間に静電引力が作用し、削り落とされた微細な異物はカンチレバーの自由端に付着した状態となる。従って、異物除去操作が終了した後、ステージを適切に移動させ、ステージの端に設けた粘着シートにカンチレバーの自由端を接触することにより、異物はカンチレバーから粘着シート側に移行し、試料表面から異物が除去されることになる。
【００２７】
次に、試料表面上に存在する異物の高さ測定について説明する。本発明では、カンチレバーを高さ測定の可動センサとして利用する。試料表面にそってカンチレバー又は試料を相対移動させ、カンチレバーの自由端により試料表面を走査する。この走査中に、試料表面に凹凸が存在し又は異物が存在すると、カンチレバー３のレバー部３ｂが弾性変形し、自由端は異物の高さに応じて試料表面から直交する方向に変位する。本発明では、試料表面の走査中におけるカンチレバーの試料表面と直交する方向の変位量を測定ビームにより検出する。
【００２８】
図３は、カンチレバーにより試料表面を走査した際、カンチレバーが試料表面と直交する方向に変位した場合の測定ビームの空間的な変位を示す。図３において、符号４０はカンチレバーのレバー部３ｂの自由端側の表面を示す。対物レンズ１５から出射した測定ビームは、レバー部の表面４０で反射し、再び対物レンズに入射し、ダイクロイックミラー１４を経て第１の光検出手段２０に入射する（図１参照）。図３において、実線はカンチレバーが基準位置に位置した状態を示す。カンチレバーによる試料表面の走査中に、試料表面に凹凸が存在し又は異物が存在する場合、カンチレバーの自由端が試料表面と直交する方向に変位し、レバー部の表面４０も試料表面と直交する方向に変位する。変位したレバー部表面を破線で示す。レバー部表面の変位に応じて、反射した測定ビームも変位し、第１の光検出手段２０に入射する測定ビームの位置も変位する。従って、第１の光検出手段２０における測定ビームの入射位置を検出することにより、試料表面の変位量及び試料表面に存在する異物の高さを測定することができる。この場合、第１の光検出手段を２分割フォトダイオードで構成した場合、２個のフォトダイオードからの出力信号の差分を形成することにより、試料表面の変位量、すなわち異物の高さを測定することができる。
【００２９】
図４は本発明による異物除去方法を説明するための図である。図４において、試料１７の表面１７ａ上に異物３７が存在し、この異物をカンチレバー３による除去するものとする。図４（Ａ）は、カンチレバーの自由端エッジ３ｃが試料表面１７ａに対して圧接し、試料１７が静止し、カンチレバーがａ方向に相対移動する状態を示す。この場合、自由端エッジ３ｃが試料表面に対して圧接するが、異物は試料表面に結合した状態にあり、且つカンチレバーの窒化シリコン層の摩擦係数が小さいため、カンチレバー３がａ方向に相対移動しても異物は静止した状態に維持され、カンチレバーの自由端エッジ３ｃからすり抜けてしまう。
【００３０】
図４（Ｂ）は、試料３は静止し、カンチレバー３がａ方向とは反対方向であるｂ方向に相対移動する状態を示す。この場合、カンチレバーの自由端エッジ３ｃは試料表面に対して圧接力が作用する状態でｂ方向に異物に対して相対移動するため、自由端エッジ３ｃは異物３７をすり抜けず、異物をｂ方向に押圧するように作用する。そして、異物に作用する押圧力により、異物は試料表面から削り取られ、異物が除去される。本発明では、上述したカンチレバーの作用を有効に利用して異物の高さ測定及び異物除去を行う。
【００３１】
図５は試料表面１７ａ上に存在する異物３７をカンチレバー３により削り取る際の一連の動作を説明するための図である。本例では、カンチレバーは静止し、試料１７を支持するステージ１６がカンチレバーに対して試料表面と直交するＺ軸方向並びにＺ軸と直交する＋Ｘ方向（図面上右方向）及び−Ｘ方向（図面上左方向）に相対移動する。＋Ｘ方向の相対移動中にカンチレバーにより異物を含む試料表面を走査し、カンチレバーの自由端のＺ軸の変位を測定光学系により検出することにより異物の高さを測定し、測定された高さの値が所定の値を超える場合、続いて−Ｘ方向に移動して異物除去操作が行われる。
【００３２】
初めに、図５（Ａ）に示すように、カンチレバー３に対して試料表面１７ａが所定の距離だけ離間した状態に設定する。また、操作者は、モニタ上に表示される試料表面の２次元画像を利用して、ステージを−Ｘ方向に移動させて異物をカンチレバーの支持部側に位置させる。
【００３３】
上述した状態から、ステージをＺ軸方向に移動させ、試料表面１７ａがカンチレバーの自由端エッジ３ｃと圧接するまで上昇させる。この状態を図３（Ｂ）に示す。圧接状態において、カンチレバーは弾性変形可能であるため、その自由端は試料表面と直交する方向に弾性変形可能に変位する。この圧接点は、測定光学系によりカンチレバーの自由端のＺ軸方向の変位の開始を検出することにより検出される。
【００３４】
圧接点が検出された後、試料は＋Ｘ方向に相対移動を開始する。この状態において、カンチレバーのレバー部３ｂは試料表面に対して斜めに交差するように設定されているため、初めにカンチレバーのレバー部が異物と当接する。この状態を図３（Ｃ）に示す。さらに、試料が＋Ｘ方向に移動すると、カンチレバーの自由端が徐々にＺ軸方向に変位しながら移動し、カンチレバーの自由端が異物上に位置する。この状態を図３（Ｄ）に示す。
【００３５】
カンチレバーのレバー部の裏面は摩擦係数の小さい窒化シリコン膜が形成されているため、異物はカンチレバーの自由端をすり抜け、カンチレバーの自由端は試料表面と圧接した状態に移行する。この状態を図３（Ｅ）に示す。異物がカンチレバーをすり抜けた時点において、カンチレバーの自由端は−Ｚ軸方向に急激に変位するため、その急激な変位を測定光学系により検出することにより、異物がカンチレバーをすり抜けことが検出される。この時点において、＋Ｘ方向の相対移動を停止する。この状態を図３（Ｅ）に示す。
【００３６】
上記＋Ｘ方向の走査中におけるカンチレバーの自由端のＺ軸の最大変位量が検出され、検出された最大変位量は異物の高さに対応する。測定された異物の高さが所定の高さを超える場合、試料は−Ｘ方向に相対移動し、その相対移動により異物は試料表面から削り取られる。尚、異物が試料表面から削り落とされた際、カンチレバーの自由端エッジと異物との間に静電引力や分子間力が作用し、削り落とされた異物は自由端エッジに付着した状態となる。その後、ステージを移動させ、自由端エッジをステージの端に設けた粘着シートと接触させることにより、異物を自由端エッジから取り除くことができる。
【００３７】
図６は、カンチレバーによる走査中に信号処理装置４から出力されるカンチレバーの自由端の変位量の時間変化を示す図である。図６において、横軸は時間を示し、縦軸はカンチレバーの自由端の試料表面と直交する方向の変位量を示す。異物除去に際し、ステージはＺ軸方向の相対移動を開始する。試料表面がカンチレバーの自由端と接触するまでの期間中、検出されるカンチレバーの変位量は変化しない。一方、自由端が試料表面と当接すると、自由端は試料表面のＺ軸方向の移動と共に変位する。従って、自由端の変位が検出されることにより、試料表面がカンチレバーの自由端と圧接したことが検出される。
【００３８】
圧接点が検出されると、ステージはＺ軸方向の移動を停止し、＋Ｘ軸方向の相対移動を開始する。＋Ｘ軸方向の移動中異物がカンチレバーのレバー部と当接するまで、カンチレバーの自由端は変位せず、一定の変位量が出力される。さらに移動し、異物がレバー部の裏面と当接すると、自由端は徐々にＺ軸方向に変位を開始する。そして、自由端が異物上に位置すると変位量は最大となり、異物が自由端をすり抜けると、直ちに試料表面と当接し、試料表面上を走査する間の変位量に等しい変位量が検出される。この時点において、高さ測定は終了する。
【００３９】
信号処理装置は、検出された最大変位量を異物の高さと判定し、最大変位量が所定の閾値を超えるか否かを判定する。閾値を超えない場合、当該異物は除去する必要のない異物であると判定する。これに対して、閾値を超えた場合、当該異物は除去すべき異物であると判定され、ステージは反対方向である−Ｘ方向に移動を開始する。そして、−Ｘ方向の移動により、異物は試料表面から削り取られ、除去される。
【００４０】
図７はカンチレバーの変形例を示す図である。図７（Ａ）はカンチレバーの平面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のII−II線断面図である。本例のカンチレバー５０は、支持部５０ａと、２本の弾性変形可能なレバー部５０ｂ及び５０ｃと、２本のレバー部が結合する自由端５０ｄを有し、トライアングルリング形状をなす。このように、互いに斜めに交差する２本のレバー部を用いることにより、耐捩じれが改良され、ローリング剛性が向上する。すなわち、異物の位置がカンチレバーの中心線からずれても捩じれにくい効果が発揮される。尚、異物の高さを測定する場合、カンチレバー５０の自由端５０ｄに向けて測定ビームを投射し、自由端５０ｄからの反射ビームの変位量を検出することにより、異物の高さを測定することができる。
【００４１】
図７（Ｃ）及び（Ｄ）は、試料上に存在する突起欠陥３７を除去する状態を示す。異物を除去する場合、ステージをＸ及びＹ方向に移動して異物が３角形の内周部の内側に位置するように調整する。続いて、ステージをＺ軸方向に移動してカンチレバーの自由端５０ｄが試料表面と接触するように調整する。その状態において、カンチレバーを矢印方向に相対移動させ、３角形の内周部のエッジにより異物を試料表面から引き剥がすことができる。本例では、異物に対する引っ張り力により異物を除去するので、カンチレバーが座屈する不具合が解消される。
【００４２】
本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施例では、試料を支持するステージをカンチレバーに対して相対移動させることにより異物の高さ測定及び異物除去操作が行われたが、カンチレバーを試料に対して相対移動させることにより異物の高さ測定（試料表面の走査）及び異物除去操作を行うことも可能である。また、カンチレバーとステージの相対移動を組み合わせてもよい。
【００４３】
上述した実施例では、カンチレバーを対物レンズの支持枠に連結したが、対物レンズ以外の支持部材に連結して対物レンズから独立して移動させることも可能である。
【００４４】
上述した実施例では、検査の対象物をEUVLマスクブランクの表面又は裏面に付着した異物を除去する方法について説明したが、EUVLマスクブランクだけでなく、EUVLマスク、カラーフィルタ基板等の各種試料の表面や裏面に付着した異物を除去する場合についても適用される。
【符号の説明】
【００４５】
１  測定光学系
２  撮像光学系
３  カンチレバー
４  信号処理装置
１０  測定光源
１１  コリメータレンズ
１２，１３，３２  リレーレンズ  
１４  ダイクロイックミラー
１５  対物レンズ
１６  ステージ
１７  試料
１８，３３  ハーフミラー
１９  結像レンズ
２０  第１の光検出手段
２１  第２の光検出手段
３０  照明光源
３１  集光レンズ
３２  リレーレンズ
３３  ハーフミラー
３４  結像レンズ
３５  撮像装置
【図１】
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【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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