(57)【要約】 【課題】微細なパターンを有するマスクの欠陥を低コストで高精度に検査できるマップ作成方法、マスク検査方法およびマスク検査装置を提供する。【解決手段】基準マスクの湾曲度合いに相当する移動量で湾曲方向と反対にＺ方向にステージを移動させ、透過部材、光学系を通して基準マスクに照射した光による光学画像のコントラスト値に基づいて参照面マップを作成し、参照面の湾曲度合いに相当する移動量で湾曲方向と反対にＺ方向にステージを移動させた後、透過部材、光学系を通して検査対象マスクに照射した光による光学画像のコントラスト値に基づいて検査対象マスクの湾曲度合いを取得し、参照面の湾曲度合いと検査対象マスクの湾曲度合いとの和または差分を検査対象マスクと光学系ピント位置のＺ方向のずれ量として取得することでデフォーカスマップを作成する。【選択図】図３
2018146884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象マスクを載置可能なＸＹ平面を有し、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能なステージと、前記ステージに載置された前記検査対象マスクに光源からの光を照射する光学系と、前記ステージからＺ方向に離れた位置に前記ＸＹ平面に沿って設けられた参照面を有する参照面部材と、前記ステージと前記参照面との間のＺ方向の距離を測定する測定部とを備えたマスク検査装置を用いて、前記検査対象マスクと前記光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量を示すデフォーカスマップを作成するマップ作成方法であって、
Ｚ方向の湾曲度合いが既知である基準マスクを載置した前記ステージと前記参照面とのＺ方向の距離を前記測定部が測定し、前記基準マスクのＺ方向への湾曲度合いに相当する移動量で前記基準マスクの湾曲方向と反対方向にＺ方向に前記ステージを移動させ、前記ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および前記光学系を通して前記基準マスクに照射した前記光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、Ｚ方向への前記参照面の湾曲度合いを示す参照面マップを作成し、
前記検査対象マスクを搭載した前記ステージと前記参照面とのＺ方向の距離を前記測定部が測定し、前記参照面マップに示される前記参照面の湾曲度合いに相当する移動量で前記参照面の湾曲方向と反対方向に移動するようにＺ方向に前記ステージを移動させ、前記ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および前記光学系を通して前記検査対象マスクに照射した前記光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、Ｚ方向への前記検査対象マスクの湾曲度合いを取得し、
前記参照面の湾曲度合いと、前記検査対象マスクの湾曲度合いとの和または差分を、前記検査対象マスクと前記光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量として取得することで、前記デフォーカスマップを作成することを特徴とする、マップ作成方法。
【請求項２】
Ｚ方向への湾曲度合いが未知の基準マスクを前記ステージに載置し、変位計を用いて前記基準マスクの湾曲度合いを測定することで、前記基準マスクの湾曲度合いを既知にすることを特徴とする請求項１に記載のマップ作成方法。
【請求項３】
前記参照面マップの作成に用いられる前記透過部材および前記検査対象マスクの湾曲度合いの取得に用いられる前記透過部材においては、前記透光領域と前記遮光領域とが帯状に交互に設けられており、前記検査対象マスクの湾曲度合いの取得に用いられる前記透過部材における単位面積あたりの前記透光領域と前記遮光領域の帯の数は、前記参照面マップの作成に用いられる前記透過部材における単位面積あたりの前記透光領域と前記遮光領域の帯の数よりも多いことを特徴とする請求項１または２に記載のマップ作成方法。
【請求項４】
前記参照面マップの作成に用いられる前記透過部材を、前記検査対象マスクの湾曲度合いの取得に用いられる前記透過部材としても使用することを特徴とする請求項１または２に記載のマップ作成方法。
【請求項５】
前記基準マスクの湾曲度合いは、前記基準マスクの複数の位置において既知であり、
前記参照面マップの作成は、前記ステージをＸ方向およびＹ方向に移動させることによって前記基準マスクの前記複数の位置を前記光学系の光路上に順に位置させ、前記複数の位置のそれぞれが前記光学系の光路上に位置したときに、前記透過部材および前記光学系を通して前記複数の位置のそれぞれに照射した前記光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、前記複数の位置のそれぞれに対応する前記参照面の湾曲度合いを取得することを含み、
前記デフォーカスマップの作成は、前記ステージをＸ方向およびＹ方向に移動させることによって前記基準マスクの前記複数の位置のそれぞれに対応する前記検査対象マスクの複数の位置のうち、一部の所定の位置を前記光学系の光路上に位置させ、前記所定の位置が前記光学系の光路上に位置したときに、前記透過部材および前記光学系を通して前記所定の位置に照射した前記光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、前記所定の位置に対応する前記検査対象マスクの湾曲度合いを取得することを含む、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマップ作成方法。
【請求項６】
前記デフォーカスマップの作成は、前記コントラスト値に基づいて取得された前記所定の位置に対応する前記検査対象マスクの湾曲度合いを用いた補間によって、前記検査対象マスクの前記複数の位置のうち、前記所定の位置以外の位置に対応する前記検査対象マスクの湾曲度合いを取得することを含むことを特徴とする請求項５に記載のマップ作成方法。
【請求項７】
前記基準マスクの前記湾曲度合いに相当する移動量での前記ステージの移動は、前記測定部で測定された前記ステージと前記参照面とのＺ方向の距離に基づいて算出された前記ステージのＺ方向の位置を、前記基準マスクの湾曲度合いに相当する移動量で移動させることであり、
前記参照面の湾曲度合いに相当する移動量での前記ステージの移動は、前記測定部で測定された前記ステージと前記参照面とのＺ方向の距離に基づいて算出された前記ステージのＺ方向の位置を、前記参照面の湾曲度合いに相当する移動量で移動させることであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のマップ作成方法。
【請求項８】
検査対象マスクを載置可能なＸＹ平面を有し、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能なステージと、前記ステージに載置された前記検査対象マスクに光源からの光を照射する光学系と、前記ステージからＺ方向に離れた位置に前記ＸＹ平面に沿って参照面が設けられた参照面部材と、前記ステージと前記参照面との間のＺ方向の距離を測定する測定部とを備えたマスク検査装置を用いて、前記検査対象マスクと前記光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量を示すデフォーカスマップを作成するマップ作成方法であって、
透光領域と遮光領域とを有する透過部材および前記光学系を通して前記ステージに載置した前記基準マスクに照射した前記光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、前記ステージのＺ方向の位置を示すＺ位置マップを作成し、
前記検査対象マスクを搭載した前記ステージと前記参照面とのＺ方向の距離を前記測定部で測定し、前記Ｚ位置マップに示される前記ステージのＺ方向の位置に相当する移動量で前記Ｚ位置マップに示される前記ステージのＺ方向の位置と反対方向に移動するようにＺ方向に前記ステージを移動させ、前記ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および前記光学系を通して前記検査対象マスクに照射した前記光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、前記Ｚ位置マップに示される前記ステージのＺ方向の位置に対する前記移動後の前記ステージのＺ方向の位置の差分を取得し、
前記取得された差分と、前記Ｚ位置マップに示される前記ステージのＺ方向の位置との和または差分を、前記検査対象マスクと前記光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量として取得することで、前記デフォーカスマップを作成することを特徴とするマップ作成方法。
【請求項９】
前記Ｚ位置マップに示される前記ステージのＺ方向の位置に相当する移動量での前記ステージの移動は、前記測定部で測定された前記ステージと前記参照面とのＺ方向の距離に基づいて算出された前記ステージのＺ方向の位置を、前記Ｚ位置マップに示される前記ステージのＺ方向の位置に相当する移動量で移動させることであることを特徴とする請求項８に記載のマップ作成方法。
【請求項１０】
検査対象マスクを載置可能なＸＹ平面を有し、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能なステージと、前記ステージに載置された前記検査対象マスクに光源からの光を照射する光学系と、前記ステージからＺ方向に離れた位置に前記ＸＹ平面に沿って設けられた参照面を有する参照面部材と、前記ステージと前記参照面との間のＺ方向の距離を測定する測定部とを備えたマスク検査装置を用いて、前記検査対象マスクの欠陥を検査するマスク検査方法であって、
Ｚ方向への湾曲度合いが既知である基準マスクを載置した前記ステージと前記参照面とのＺ方向の距離を前記測定部が測定し、前記基準マスクのＺ方向への湾曲度合いに相当する移動量で前記基準マスクの湾曲方向と反対方向にＺ方向に前記ステージを移動させ、前記ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および前記光学系を通して前記基準マスクに照射した前記光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、Ｚ方向への前記参照面の湾曲度合いを示す参照面マップを作成し、
前記検査対象マスクを搭載した前記ステージと前記参照面とのＺ方向の距離を前記測定部が測定し、前記参照面マップに示される前記参照面の湾曲度合いに相当する移動量で前記参照面の湾曲方向と反対方向に移動するようにＺ方向に前記ステージを移動させ、前記ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および前記光学系を通して前記検査対象マスクに照射した前記光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、Ｚ方向への前記検査対象マスクの湾曲度合いを取得し、
前記参照面の湾曲度合いと、前記検査対象マスクの湾曲度合いとの和または差分を、前記検査対象マスクと前記光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量として取得することで、前記ずれ量を示すデフォーカスマップを作成し、
前記作成されたデフォーカスマップに示される前記ずれ量を補正する移動量でＺ方向に前記ステージを移動させることで、前記検査対象マスクに対する前記光学系のピント合わせを行い、
前記ピント合わせが行われた状態で、前記光学系を通して前記検査対象マスクに照射された前記光源からの光を検出し、
前記検出された光に基づいて、前記検査対象マスクの欠陥を検査することを特徴とするマスク検査方法。
【請求項１１】
検査対象マスクを載置可能なＸＹ平面を有し、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能なステージと、前記ステージに載置された前記検査対象マスクに光源からの光を照射する光学系と、前記ステージからＺ方向に離れた位置に前記ＸＹ平面に沿って設けられた参照面を有する参照面部材と、前記ステージと前記参照面との間のＺ方向の距離を測定する測定部と、前記検査対象マスクと前記光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量を示すデフォーカスマップを作成するマップ作成部と、前記デフォーカスマップに示される前記ずれ量を補正する移動量でＺ方向に前記ステージを移動させることで、前記検査対象マスクに対する前記光学系のピント合わせを行う移動部と、前記ピント合わせが行われた状態で前記検査対象マスクに照射された前記光源からの光を検出する検出部と、前記検出された光に基づいて前記検査対象マスクの欠陥を検査する検査部と、を備えたマスク検査装置であって、
前記マップ作成部は、
Ｚ方向への湾曲度合いが既知である基準マスクを載置した前記ステージと前記参照面とのＺ方向の距離を前記測定部に測定させ、前記移動部に、前記基準マスクのＺ方向への湾曲度合いに相当する移動量で前記基準マスクの湾曲方向と反対方向にＺ方向への前記ステージの移動を行わせ、前記ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および前記光学系を通して前記基準マスクに照射した前記光源からの光による光学画像を前記検出部に検出させ、前記検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、Ｚ方向への前記参照面の湾曲度合いを示す参照面マップを作成し、
前記検査対象マスクを搭載した前記ステージと前記参照面とのＺ方向の距離を前記測定部に測定させ、前記参照面マップに示される前記参照面の湾曲度合いに相当する移動量で前記参照面の湾曲方向と反対方向に移動するように前記移動部にＺ方向への前記ステージの移動を行わせ、前記ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および前記光学系を通して前記検査対象マスクに照射した前記光源からの光による光学画像を前記検出部に検出させ、前記検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、Ｚ方向への前記検査対象マスクの湾曲度合いを取得し、
前記参照面の湾曲度合いと、前記検査対象マスクの湾曲度合いとの和または差分を、前記検査対象マスクと前記光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量として取得することで、前記ずれ量を示すデフォーカスマップを作成することを特徴とするマスク検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マップ作成方法、マスク検査方法およびマスク検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フォトリソグラフィに用いられるマスクに設けられたパターンの欠陥を検査するマスク検査装置では、光テコや共焦点による焦点検出方法によってマスク上の焦点を検出していた。そして、検出された焦点に向かって光を照射することでマスクの光学画像を取得し、取得された光学画像に基づいてパターンの欠陥を検査していた。
【０００３】
しかしながら、ナノインプリントなどの微細加工技術で形成されたナノメーターオーダーの微細なパターンに光テコや共焦点による焦点検出方法を適用する場合、パターンにおいて回折光が発生するため、フォーカス精度を確保することが困難となっていた。このため、微細なパターンの検査においては、光テコや共焦点以外の手法で光学系のピント位置を確保することが求められる。
【０００４】
光テコや共焦点以外の手法で光学系のピント位置を確保する手法の一例として、従来のマスク検査装置は、ステージに沿った参照面と、鉛直方向において参照面に対向する測長器とを備えていた。このマスク検査装置では、測長器によって測長された参照面までの距離に基づいて、ステージの高さを算出できる。
【０００５】
このようなマスク検査装置によってナノメーターオーダーの微細なパターンを検査する際には、先ず、検査の準備段階として、パターンが形成されていない基準マスクをステージ上に搭載する。次いで、基準マスク上の所定のＸＹ座標点が光学系の光路上に位置するようにＸＹ方向にステージを移動させる。次いで、光学系からマスクに光を照射し、照射された光の検出結果に基づいてオートフォーカスを行うことで、光学系のピントが合う位置までＺ方向にステージを移動させる。オートフォーカスには光テコなどの焦点検出方法を用いるが、微細なパターンを有しない基準マスクには、オートフォーカスを高精度に適用できる。そして、オートフォーカスによってピントが合ったときの測長器の測長結果に基づいてステージの高さを算出し、算出されたステージの高さをＸＹ座標点と対応付けてマップに記録する。
【０００６】
準備段階では、以上のようなＸＹ座標点に対応するステージの高さの記録を複数のＸＹ座標点について行う。これにより、検査においてステージをＺ方向に移動すべき移動量を予め決定することができる。
【０００７】
準備段階の後の検査では、微細なパターンが形成された検査対象マスクをステージ上に搭載する。そして、検査ストライプに沿ってステージをＸＹ方向に移動させながら、測長器の測長結果に基づいて算出されたステージの高さがマップに記録されたステージの高さを打ち消すように、Ｚ方向にステージを移動させる。このようにして、オートフォーカス機能を用いずに、微細なパターンに対するピント位置が確保される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３２３４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
既述したように、オートフォーカスは、ナノメーターオーダーの微細なパターンの検査の準備段階すなわちマップに記録すべきステージの高さの算出に用いることはできるが、パターンへのピント合わせに直接用いることはできない。
【００１０】
もし、マスク検査装置が、微細なパターンとこれよりも線幅が太い通常のパターンとの双方の検査に対応した兼用機である場合、通常のパターンへのピント合わせのためにオートフォーカス機構を備える意義はある。
【００１１】
これに対して、マスク装置が微細なパターンの検査に特化した専用機である場合には、準備段階すなわちマップの作成のためだけにオートフォーカス機能を設けることになるため、費用対効果の観点から問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、微細なパターンを有するマスクの欠陥を低コストで高精度に検査できるマップ作成方法、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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様であるマップ作成方法は、
検査対象マスクを載置可能なＸＹ平面を有し、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能なステージと、ステージに載置された検査対象マスクに光源からの光を照射する光学系と、ステージからＺ方向に離れた位置にＸＹ平面に沿って設けられた参照面を有する参照面部材と、ステージと参照面との間のＺ方向の距離を測定する測定部とを備えたマスク検査装置を用いて、検査対象マスクと光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量を示すデフォーカスマップを作成するマップ作成方法であって、
Ｚ方向への湾曲度合いが既知である基準マスクを載置したステージと参照面とのＺ方向の距離を測定部が測定し、基準マスクのＺ方向の湾曲度合いに相当する移動量で基準マスクの湾曲方向と反対方向にＺ方向にステージを移動させ、ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および光学系を通して基準マスクに照射した光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、Ｚ方向への参照面の湾曲度合いを示す参照面マップを作成し、
検査対象マスクを搭載したステージと参照面とのＺ方向の距離を測定部が測定し、参照面マップに示される参照面の湾曲度合いに相当する移動量で参照面の湾曲方向と反対方向に移動するようにＺ方向にステージを移動させ、ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および光学系を通して検査対象マスクに照射した光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、Ｚ方向への検査対象マスクの湾曲度合いを取得し、
参照面の湾曲度合いと、検査対象マスクの湾曲度合いとの和または差分を、検査対象マスクと光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量として取得することで、デフォーカスマップを作成する。
【００１４】
上述のマップ作成方法において、Ｚ方向への湾曲度合いが未知の基準マスクをステージに載置し、変位計を用いて基準マスクの湾曲度合いを測定することで、基準マスクの湾曲度合いを既知にしてもよい。
【００１５】
上述のマップ作成方法において、参照面マップの作成に用いられる透過部材および検査対象マスクの湾曲度合いの取得に用いられる透過部材においては、透光領域と遮光領域が帯状に交互に設けられており、検査対象マスクの湾曲度合いの取得に用いられる透過部材における単位面積あたりの透光領域と遮光領域の帯の数は、参照面マップの作成に用いられる透過部材における単位面積あたりの透光領域と遮光領域の帯の数よりも多くてもよい。
【００１６】
上述のマップ作成方法において、参照面マップの作成に用いられる透過部材を、検査対象マスクの湾曲度合いの取得に用いられる透過部材としても使用してもよい。
【００１７】
上述のマップ作成方法において、
基準マスクの湾曲度合いは、基準マスクの複数の位置において既知であり、
参照面マップの作成は、ステージをＸ方向およびＹ方向に移動させることによって基準マスクの複数の位置を光学系の光路上に順に位置させ、複数の位置のそれぞれが光学系の光路上に位置したときに、複数の位置のそれぞれに照射した光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、複数の位置のそれぞれに対応する参照面の湾曲度合いを取得することを含み、
デフォーカスマップの作成は、ステージをＸ方向およびＹ方向に移動させることによって基準マスクの複数の位置のそれぞれに対応する検査対象マスクの複数の位置のうち、一部の所定の位置を光学系の光路上に位置させ、所定の位置が光学系の光路上に位置したときに、所定の位置に照射した光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、所定の位置に対応する検査対象マスクの湾曲度合いを取得することを含んでもよい。
【００１８】
上述のマップ作成方法において、デフォーカスマップの作成は、コントラスト値に基づいて取得された所定の位置に対応する検査対象マスクの湾曲度合いを用いた補間によって、検査対象マスクの複数の位置のうち、所定の位置以外の位置に対応する検査対象マスクの湾曲度合いを取得することを含んでもよい。
【００１９】
上述のマップ作成方法において、基準マスクの湾曲度合いに相当する移動量でのステージの移動は、測定部で測定されたステージと参照面とのＺ方向の距離に基づいて算出されたステージのＺ方向の位置を、基準マスクの湾曲度合いに相当する移動量で移動させることであり、
参照面の湾曲度合いに相当する移動量でのステージの移動は、測定部で測定されたステージと参照面とのＺ方向の距離に基づいて算出されたステージのＺ方向の位置を、参照面の湾曲度合いに相当する移動量で移動させることであってもよい。
【００２０】
本発明の他の一態様であるマップ作成方法は、
検査対象マスクを載置可能なＸＹ平面を有し、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能なステージと、ステージに載置された検査対象マスクに光源からの光を照射する光学系と、ステージからＺ方向に離れた位置にＸＹ平面に沿って参照面が設けられた参照面部材と、ステージと参照面との間のＺ方向の距離を測定する測定部とを備えたマスク検査装置を用いて、検査対象マスクと光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量を示すデフォーカスマップを作成するマップ作成方法であって、
透光領域と遮光領域とを有する透過部材および光学系を通してステージに載置した基準マスクに照射した光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、ステージのＺ方向の位置を示すＺ位置マップを作成し、
検査対象マスクを搭載したステージと参照面とのＺ方向の距離を測定部で測定し、Ｚ位置マップに示されるステージのＺ方向の位置に相当する移動量でＺ位置マップに示されるステージのＺ方向の位置と反対方向に移動するようにＺ方向にステージを移動させ、ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および光学系を通して検査対象マスクに照射した光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、Ｚ位置マップに示されるステージのＺ方向の位置に対する移動後のステージのＺ方向の位置の差分を取得し、
取得された差分と、Ｚ位置マップに示されるステージのＺ方向の位置との和または差分を、検査対象マスクと光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量として取得することで、デフォーカスマップを作成する。
【００２１】
上述のマップ作成方法において、Ｚ位置マップに示されるステージのＺ方向の位置に相当する移動量でのステージの移動は、測定部で測定されたステージと参照面とのＺ方向の距離に基づいて算出されたステージのＺ方向の位置を、Ｚ位置マップに示されるステージのＺ方向の位置に相当する移動量で移動させることであってもよい。
【００２２】
本発明の一態様であるマスク検査方法は、
検査対象マスクを載置可能なＸＹ平面を有し、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能なステージと、ステージに載置された検査対象マスクに光源からの光を照射する光学系と、ステージからＺ方向に離れた位置にＸＹ平面に沿って設けられた参照面を有する参照面部材と、ステージと参照面との間のＺ方向の距離を測定する測定部とを備えたマスク検査装置を用いて、検査対象マスクの欠陥を検査するマスク検査方法であって、
Ｚ方向への湾曲度合いが既知である基準マスクを載置したステージと参照面とのＺ方向の距離を測定部が測定し、基準マスクのＺ方向への湾曲度合いに相当する移動量で基準マスクの湾曲方向と反対方向にＺ方向にステージを移動させ、ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および光学系を通して基準マスクに照射した光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、Ｚ方向への参照面の湾曲度合いを示す参照面マップを作成し、
検査対象マスクを搭載したステージと参照面とのＺ方向の距離を測定部が測定し、参照面マップに示される参照面の湾曲度合いに相当する移動量で参照面の湾曲方向と反対方向に移動するようにＺ方向にステージを移動させ、ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および光学系を通して検査対象マスクに照射した光源からの光による光学画像を検出し、当該検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、Ｚ方向への検査対象マスクの湾曲度合いを取得し、
参照面の湾曲度合いと、検査対象マスクの湾曲度合いとの和または差分を、検査対象マスクと光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量として取得することで、ずれ量を示すデフォーカスマップを作成し、
作成されたデフォーカスマップに示されるずれ量を補正する移動量でＺ方向にステージを移動させることで、検査対象マスクに対する光学系のピント合わせを行い、
ピント合わせが行われた状態で、光学系を通して検査対象マスクに照射された光源からの光を検出し、
検出された光に基づいて、検査対象マスクの欠陥を検査する。
【００２３】
本発明の一態様であるマスク検査装置は、
検査対象マスクを載置可能なＸＹ平面を有し、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能なステージと、ステージに載置された検査対象マスクに光源からの光を照射する光学系と、ステージからＺ方向に離れた位置にＸＹ平面に沿って設けられた参照面を有する参照面部材と、ステージと参照面との間のＺ方向の距離を測定する測定部と、検査対象マスクと光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量を示すデフォーカスマップを作成するマップ作成部と、デフォーカスマップに示されるずれ量を補正する移動量でＺ方向にステージを移動させることで、検査対象マスクに対する光学系のピント合わせを行う移動部と、ピント合わせが行われた状態で検査対象マスクに照射された光源からの光を検出する検出部と、検出された光に基づいて検査対象マスクの欠陥を検査する検査部と、を備えたマスク検査装置であって、
マップ作成部は、
Ｚ方向への湾曲度合いが既知である基準マスクを載置したステージと参照面とのＺ方向の距離を測定部に測定させ、移動部に、基準マスクのＺ方向への湾曲度合いに相当する移動量で基準マスクの湾曲方向と反対方向にＺ方向へのステージの移動を行わせ、ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および光学系を通して基準マスクに照射した光源からの光による光学画像を検出部に検出させ、検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、Ｚ方向への参照面の湾曲度合いを示す参照面マップを作成し、
検査対象マスクを搭載したステージと参照面とのＺ方向の距離を測定部に測定させ、参照面マップに示される参照面の湾曲度合いに相当する移動量で参照面の湾曲方向と反対方向に移動するように移動部にＺ方向へのステージの移動を行わせ、ステージの移動後、透光領域と遮光領域とを有する透過部材および光学系を通して検査対象マスクに照射した光源からの光による光学画像を検出部に検出させ、検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、Ｚ方向への検査対象マスクの湾曲度合いを取得し、
参照面の湾曲度合いと、検査対象マスクの湾曲度合いとの和または差分を、検査対象マスクと光学系のピント位置とのＺ方向のずれ量として取得することで、ずれ量を示すデフォーカスマップを作成する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、微細なパターンを有するマスクの欠陥を低コストで高精度に検査できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態のマスク検査装置を示す図である。
【図２】図２（ａ）は、第１の実施形態のマスク検査装置を示す断面図であり、図２（ｂ）は、第１の実施形態のマスク検査装置を示す平面図である。
【図３】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】図４（ａ）は、前側第１スリットを示す平面図であり、図４（ｂ）は、後側第１スリットを示す平面図である。
【図５】第１の実施形態のマスク検査方法において、第１光学画像の検出を説明するための説明図である。
【図６】図６（ａ）は、前側第２スリットを示す平面図であり、図６（ｂ）は、後側第２スリットを示す平面図である。
【図７】第１の実施形態のマスク検査方法において、第２光学画像の検出を説明するための説明図である。
【図８】図８（ａ）は、第１の実施形態のマスク検査方法において、光学画像のコントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との対応関係の取得を説明するための第１の説明図であり、図８（ｂ）は、第２の説明図である。
【図９】第１の実施形態のマスク検査方法において、基準マスクの湾曲度合いの測定を説明するための説明図である。
【図１０】湾曲度合いを示す模式図である。
【図１１】第１の実施形態のマスク検査方法において、マスクの欠陥検査を説明するための説明図である。
【図１２】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。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
（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２（ａ）は、第１の実施形態のマスク検査装置１を示す断面図である。図２（ｂ）は、第１の実施形態のマスク検査装置１を示す平面図である。図１のマスク検査装置１は、ウェハに転写すべきパターンとしてナノメーターオーダーの微細なパターンｐを有する検査対象マスク２の欠陥検査に特化した専用機である。パターンｐは、ナノインプリントなどの微細加工技術で形成することができる。
【００２８】
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、ステージの一例として、検査対象マスク２を載置可能なＸＹ平面６１（図２（ｂ）参照）を有するＸＹθテーブル６と、拡大光学系７と、検出部の一例であるＴＤＩ(Time Delay Integration)センサ８とを備える。
【００２９】
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。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、Ｚ方向すなわち鉛直方向においてＸＹθテーブル６に対向して設けられている。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上に配置された検査対象マスク２は、照明光学系５から照射された光を反射する。この検査対象マスク２の反射光によって、検査対象マスク２が照明される。検査対象マスク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、入射した検査対象マスク２の反射光を、検査対象マスク２の像（以下、光学画像ともいう）としてＴＤＩセンサ８に結像させる。ＴＤＩセンサ８は、検査対象マスク２の光学画像を光電変換する。光電変換された検査対象マスク２の光学画像に基づいて、検査対象マスク２のパターンの欠陥が検査される。
【００３０】
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、移動部を構成するＸ軸モータ１０Ａ、Ｙ軸モータ１０Ｂ、θ軸モータ１０Ｃおよびピエゾ１１と、レーザ測長システム１２とを備える。
【００３１】
オートローダ９は、ＸＹθテーブル６上に検査対象マスク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に載置された検査対象マスク２の各ＸＹ座標点が、照明光学系５の光路上すなわち光軸上に移動され、光源３の光を照射される。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方向すなわち水平方向の位置を検出する。なお、本明細書において、光路上とは、実際に光源３から光が出射されているときに光がとる経路を横断する空間上の位置という意味と、実際に光源３から光が照射されていないが、照射された場合には光がとる経路を横断することになる空間上の位置という意味の双方を有する。
【００３２】
光学画像のデフォーカスを抑制するため、ピエゾ１１は、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、すなわちピント合わせを行う。フォーカス合わせは、ＸＹθテーブル６をＺ方向すなわち光軸方向に移動させることで行う。通常の線幅のパターンとは異なり、微細なパターンｐは、オートフォーカスによる高精度なフォーカス合わせが困難である。パターンｐへのフォーカス合わせを高精度に行うため、マスク検査装置１は、オートフォーカス機能を備える代わりに、ＸＹθテーブル６のＺ方向の位置（以下、Ｚ位置とも呼ぶ）を補正するための補正量として、検査対象マスク２と照明光学系５のピント位置とのＺ方向のずれ量であるデフォーカスを記述したデフォーカスマップを保有する。マスク検査装置１は、デフォーカスマップに記述されたずれ量を補正する移動量でＺ方向にＸＹθテーブル６を移動させることでフォーカス合わせを行う。デフォーカスマップの具体例については後述する。
【００３３】
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、移動部を構成するテーブル制御回路１７と、マップ作成部の一例であるマップ作成回路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、検査部の一例である比較回路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、ＴＤＩセンサ８と比較回路２５およびマップ作成回路１８との間に接続されている。
【００３４】
オートローダ制御回路１５は、オートローダ９を制御する。
【００３５】
マップ作成回路１８は、検査対象マスク２の欠陥検査前にデフォーカスマップを作成する。マップ作成回路１８は、従来のようにオートフォーカス機能に基づくのではなく、ＴＤＩセンサ８で検出された画像のぼやけ度合い、すなわち、画像フォーカスに基づいてデフォーカスマップを作成する。
【００３６】
テーブル制御回路１７は、モータ１０Ａ〜１０Ｃおよびピエゾ１１を駆動制御する。テーブル制御回路１７は、検査対象マスク２の欠陥検査時に、マップ作成回路１８によって予め作成されたデフォーカスマップに基づいてピエゾ１１を駆動制御することで、検査対象マスク２に対するフォーカス合わせを行う。
【００３７】
センサ回路１９は、ＴＤＩセンサ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変換された光学画像を比較回路２５に出力する。ＴＤＩセンサ８を用いることで、検査対象マスク２のパターンを高精度に撮像できる。
【００３８】
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上での検査対象マスク２の位置を検出する。そして、位置回路２２は、検出された検査対象マスク２の位置を比較回路２５に出力する。
【００３９】
展開回路２３は、検査対象マスク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。
【００４０】
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。
【００４１】
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の欠陥として検出する。
【００４２】
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。
【００４３】
また、マスク検査装置１は、マップ作成回路１８によるデフォーカスマップの作成に用いるための構成として、図２（ａ）に示すように、ＸＹθテーブル６からＺ方向（図２（ａ）の下方）に離れた位置にＸＹ平面６１に沿って設けられた参照面４１を有する参照面部材４０と、ＸＹθテーブル６上に設けられた測定部の一例である測長器４２とを備える。測長器４２は、ＸＹθテーブル６と参照面４１との間のＺ方向の距離を測定する。測長器４２は、参照面４１に対して光を照射してから参照面４１による反射光を検出するまでの所要時間に基づいて、Ｚ方向の距離を測定してもよい。図２（ｂ）の例において、測長器４２は、ＸＹθテーブル６のＸＹ平面６１の周辺に３つ設けられている。また、参照面４１は、３つの測長器４２のそれぞれからＺ方向に離れた位置に、測長器４２と同数設けられている。参照面４１および測長器４２は、４つ以上設けられていてもよい。
【００４４】
マスク検査装置１は、デフォーカスマップの作成にあたり、Ｚ方向への参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）すなわち歪の程度を示す参照面マップを作成する。そして、作成された参照面マップを用いてデフォーカスマップを作成する。以下、参照面マップを作成する構成と、デフォーカスマップを作成する構成について具体的に説明する。
【００４５】
（参照面マップを作成する構成）
参照面マップの作成において、マップ作成回路１８は、テーブル制御回路１７に、複数のＸＹ座標点のそれぞれにおけるＺ方向への湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）が既知の基準マスク２００（図９参照）をＸＹθテーブル６上に載置した状態で、Ｘ方向およびＹ方向にＸＹθテーブル６を移動させる。Ｘ方向およびＹ方向にＸＹθテーブル６を移動させることで、照明光学系５の光路上に、湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）が既知の基準マスク２００の複数のＸＹ座標点を順に位置させる。以下、湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）が既知の基準マスク２００のＸＹ座標点のことを、湾曲度合既知点ともいう。
【００４６】
ここで、検査対象マスク２と異なり、基準マスク２００は、微細なパターンを有しない。基準マスク２００は、通常の線幅のパターンを有していてもよく、また、パターンを全く有していなくてもよい。基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）は、照明光学系５のピント位置すなわちＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点を基準とした基準マスク２００のＺ位置である。例えば、基準マスク２００の或るＸＹ座標点が、ＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点より上方すなわち＋Ｚ方向にある場合には、そのＸＹ座標点での湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）は正の値を示す。一方、基準マスク２００の或るＸＹ座標点が、ＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点より下方すなわち‐Ｚ方向にある場合には、そのＸＹ座標点での湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）は負の値を示す。
【００４７】
マップ作成回路１８は、照明光学系５の光路上に湾曲度合既知点が位置した状態において、測長器４２にＸＹθテーブル６と参照面４１とのＺ方向の距離を測定させ、測定されたＺ方向の距離に基づいて、ＸＹθテーブル６のＺ位置すなわち高さを算出する。マップ作成回路１８は、ＸＹθテーブル６のＺ位置の算出を繰り返しながら、算出されたＸＹθテーブル６のＺ位置が、湾曲度合既知点に対応する湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）に相当する移動量で基準マスク２００の湾曲方向と反対方向に移動するように、Ｚ方向にＸＹθテーブル６を移動させる。すなわち、マップ作成回路１８は、テーブル制御回路１７に、湾曲度合既知点に対応する基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）を打ち消すようにＺ方向にＸＹθテーブル６を移動させる。
【００４８】
例えば、基準マスク２００が下方に湾曲していることで湾曲度合既知点に対応する湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）が負となる場合、湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）を打ち消すＸＹθテーブル６の移動は、負のＺｍ１（ＸＹ）を打ち消すように＋Ｚ方向に向かって行われる。
【００４９】
湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）を打ち消すＺ方向へのＸＹθテーブル６の移動により、ＸＹθテーブル６のＺ位置から基準マスク２００の湾曲による誤差が除去される。これにより、移動後のＸＹθテーブル６のＺ位置において検出される後述の第１光学画像に基づいて、Ｚ方向への参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を確実に取得できる。
【００５０】
湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）を打ち消すＺ方向へのＸＹθテーブル６の移動後、マップ作成回路１８は、ＴＤＩセンサ８に、透過部材の一例である第１スリット６１、６２（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）および照明光学系５を通して基準マスク２００に照射された光源３からの光による光学画像（以下、第１光学画像とも呼ぶ）を検出させる。第１スリット６１、６２の具体例（すなわち、前側第１スリット６１および後側第１スリット６２）および第１光学画像の具体例（すなわち、前側第１光学画像および後側第１光学画像）については、後述のマスク検査方法において説明する。
【００５１】
マップ作成回路１８は、第１光学画像のコントラスト値に基づいて参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を取得する。例えば、マップ作成回路１８は、予め取得された第１光学画像のコントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との対応関係に基づいて、検出された第１光学画像のコントラスト値に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置を、湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）として取得する。
【００５２】
図２（ｂ）に示したような３つの参照面４１を有するマスク検査装置１においては、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）は、３つの参照面４１の湾曲度合いを基準マスク２００の中心すなわち照明光学系５の光路上において統合したものと考えることができる。
【００５３】
基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）と同様に、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）も、ＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点（Ｚ＝０）を基準としている。例えば、基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）を打ち消すＸＹθテーブル６の移動後において、第１光学画像のコントラスト値に基づいて取得されるＸＹθテーブル６のＺ位置がゼロ点より上方すなわち＋Ｚ方向にある場合には、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）は正の値を示す。一方、基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）を打ち消すＸＹθテーブル６の移動後において、第１光学画像のコントラスト値に基づいて取得されるＸＹθテーブル６のＺ位置がゼロ点より下方すなわち‐Ｚ方向にある場合には、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）は、負の値を示す。
【００５４】
マップ作成回路１８は、全ての湾曲度合既知点に対応する参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を取得することで、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を示す参照面マップを作成する。マップ作成回路１８は、作成された参照面マップを磁気ディスク装置３１等の記憶部に保存する。第１スリット６１、６２を用いた参照面マップの作成の具体例については、後述のマスク検査方法において説明する。
【００５５】
（デフォーカスマップを作成する構成）
マップ作成回路１８は、参照面マップを作成した後に、作成された参照面マップを用いてデフォーカスマップを作成する。デフォーカスマップの作成において、マップ作成回路１８は、テーブル制御回路１７に、ＸＹθテーブル６上に検査対象マスク２を載置した状態で、Ｘ方向およびＹ方向にＸＹθテーブル６を移動させる。Ｘ方向およびＹ方向にＸＹθテーブル６を移動させることで、テーブル制御回路１７は、照明光学系５の光路上に、湾曲度合既知点に対応する検査対象マスク２のＸＹ座標点を位置させる。湾曲度合既知点に対応する検査対象マスク２のＸＹ座標点は、デフォーカスを取得すべきＸＹ座標点となる。以下、湾曲度合既知点に対応する検査対象マスク２のＸＹ座標点のことをデフォーカス取得点ともいう。
【００５６】
照明光学系５の光路上にデフォーカス取得点が位置した状態において、マップ作成回路１８は、測長器４２にＸＹθテーブル６と参照面４１との間のＺ方向の距離を測定させ、測定されたＺ方向の距離に基づいて、ＸＹθテーブル６のＺ位置を算出する。マップ作成回路１８は、ＸＹθテーブル６のＺ位置の算出を繰り返しながら、算出されたＸＹθテーブル６のＺ位置が、参照面マップに示される湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）に相当する移動量で参照面４１の湾曲方向と反対方向に移動するように、Ｚ方向にＸＹθテーブル６を移動させる。すなわち、マップ作成回路１８は、テーブル制御回路１７に、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を打ち消すようにＺ方向にＸＹθテーブル６を移動させる。
【００５７】
参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を打ち消すＺ方向へのＸＹθテーブル６の移動後、マップ作成回路１８は、ＴＤＩセンサ８に、透過部材の一例である第２スリット７１、７２（図６（ａ）、図６（ｂ）参照）および照明光学系５を通して検査対象マスク２に照射された光源３からの光による光学画像（以下、第２光学画像とも呼ぶ）を検出させる。第２スリット７１、７２の具体例（すなわち、前側第２スリット７１および後側第２スリット７２）および第２光学画像の具体例（すなわち、前側第２光学画像および後側第２光学画像）については、後述のマスク検査方法において説明する。
【００５８】
マップ作成回路１８は、第２光学画像のコントラスト値に基づいてデフォーカスＺ（ＸＹ）を取得する。例えば、マップ作成回路１８は、予め取得された第２光学画像のコントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との対応関係に基づいて、検出された第２光学画像のコントラスト値に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置を、デフォーカス取得点に対応するＺ方向への検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）として取得する。そして、マップ作成回路１８は、検出された検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）と参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）との和を、デフォーカスＺ（ＸＹ）として取得する。
【００５９】
マップ作成回路１８は、作成されたデフォーカスマップを磁気ディスク装置３１等の記憶部に保存する。第２スリット７１、７２を用いたデフォーカスマップの作成の具体例については、後述のマスク検査方法において説明する。
【００６０】
検査対象マスク２の欠陥検査時に、テーブル制御回路１７は、マップ作成回路１８で作成されたデフォーカスマップに記述されたずれ量Ｚ（ＸＹ）を補正量としたフォーカス合わせを行う。
【００６１】
第１の実施形態のマスク検査装置１によれば、微細なパターンを有する検査対象マスク２に対して、デフォーカスマップに記述されたデフォーカスＺ（ＸＹ）に基づくフォーカス合わせを行うことで、オートフォーカスを行う場合のような回折光の発生を防止できる。また、オートフォーカス機能を要しないので、コストを削減できる。これにより、微細なパターンの欠陥を低コストで高精度に検査できる。
【００６２】
（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。
【００６３】
（Ｓ０１：コントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との対応関係の取得）
先ず、準備段階として、図３に示すように、光学画像のコントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との対応関係を取得する（ステップＳ０１）。
【００６４】
光学画像のコントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との対応関係の取得にあたっては、先ず、ＸＹθテーブル６上に所定のパターンを有するマスクを載置し、マスクの光学画像を取得する。そして、光学画像に対してピントが合うようにＸＹθテーブル６をＺ方向に移動させ、ピントが一番合うＸＹθテーブル６のＺ位置を、ＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点と決定する。
【００６５】
図４（ａ）は、前側第１スリット６１を示す平面図である。図４（ｂ）は、後側第１スリット６２を示す平面図である。ＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点を決定した後、照明光学系５の光路上に、図４（ａ）の前側第１スリット６１と図４（ｂ）の後側第１スリット６２とを配置し、さらに、ＸＹθテーブル６上にパターンを有しないマスクを載置する。
【００６６】
図５に示すように、前側第１スリット６１と後側第１スリット６２とは、光源３と偏光ビームスプリッタ４との間に、前側第１スリット６１が光源３に近くなるように配置する。すなわち、光源３から見た場合に、前側第１スリット６１を後側第１スリット６２よりも手前に配置する。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、前側第１スリット６１および後側第１スリット６２は、帯状に交互に設けられた透光領域と遮光領域との境界であるエッジＥを有する部分透光領域６１ａ、６２ａを備えている。これらのスリット６１、６２は、例えば、ガラス等の透明基板上に、遮光領域として、フォトリソグラフィを用いてクロム等の遮光膜をパターニングすることで形成してもよい。
【００６７】
前側第１スリット６１の部分透光領域６１ａと、後側第１スリット６２の部分透光領域６２ａとは、Ｘ方向またはＹ方向において位置が互いにずれている。なお、ここでのＸ方向は、ＸＹθテーブル６上のＸ方向と投影関係にある方向である。また、Ｙ方向は、ＸＹθテーブル６上のＹ方向と投影関係にある方向である。図４（ａ）および図４（ｂ）の例において、前側第１スリット６１の部分透光領域６１ａと、後側第１スリット６２の部分透光領域６２ａとは、図４（ａ）、図４（ｂ）の縦方向において位置が互いにずれている。また、部分透光領域６１ａ、６２ａ以外の領域６１ｂ、６２ｂは、全透光領域となっている。２つの部分透光領域６１ａ、６２ａの位置が互いにずれており、かつ、部分透光領域６１ａ、６２ａ以外の領域が全透光領域であることで、ＴＤＩセンサ８は、各部分透光領域６１ａ、６２ａのそれぞれが光を透過した画像を検出できる。
【００６８】
ＴＤＩセンサ８は、前側第１スリット６１の部分透光領域６１ａおよび照明光学系５を通してマスクに照射された光源３からの光による光学画像（以下、基準前側第１光学画像とも呼ぶ）を検出する。マップ作成回路１８は、検出された基準前側第１光学画像のコントラスト値を検出する。コントラスト値は、画像中の輝度値の最大値Ｌｍａｘと最小値Ｌｍｉｎとを用いて次式で表すことができる。
（Ｌｍａｘ‐Ｌｍｉｎ）／（Ｌｍａｘ＋Ｌｍｉｎ）      （１）
さらに、マップ作成回路１８は、ＸＹθテーブル６のＺ位置を変更しながら基準前側第１光学画像のコントラスト値の検出を繰り返すことで、ＸＹθテーブル６のＺ位置と基準前側第１光学画像のコントラスト値との対応関係を示す基準前側第１光学画像のコントラストカーブを取得する。
【００６９】
また、ＴＤＩセンサ８は、後側第１スリット６２の部分透光領域６２ａおよび照明光学系５を通してマスクに照射された光源３からの光による光学画像（以下、基準後側第１光学画像とも呼ぶ）を検出する。マップ作成回路１８は、検出された基準後側第１光学画像のコントラスト値を検出する。さらに、マップ作成回路１８は、ＸＹθテーブル６のＺ位置を変更しながら基準後側第１光学画像のコントラスト値の検出を繰り返すことで、基準後側第１光学画像のコントラストカーブを取得する。
【００７０】
マップ作成回路１８は、基準前側第１光学画像のコントラストカーブと基準後側第１光学画像のコントラストカーブとの交点がＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点に合致するまで、スリット６１、６２のＺ方向の位置の変更とコントラストカーブの取得とを繰り返す。
【００７１】
そして、マップ作成回路１８は、交点がＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点に一致した基準前側第１光学画像のコントラストカーブと基準後側第１光学画像のコントラストカーブとに基づいて、コントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との間で成立するリニアな対応関係すなわち一次関数を取得する。本実施形態では、このようにして基準前側第１光学画像および基準後側第１光学画像に基づいて取得された対応関係が、マップ作成に用いられる前側第１光学画像および後側第１光学画像にも当てはまるとみなす。言い換えれば、基準前側第１光学画像および基準後側第１光学画像のコントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との対応関係の取得に用いられたマスクは、基準マスク２００と同様の湾曲度合いを有するとみなす。そして、後述するように、基準前側第１光学画像および基準後側第１光学画像に基づいて取得された対応関係に、前側第１光学画像のコントラスト値と後側第１光学画像のコントラスト値とを当てはめることで参照面マップを作成する。なお、本実施の形態においては、一次関数を用いて説明するが、コントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との間で成立する対応関係は、一次関数に限定されず、例えば、多項式、ルックアップテーブル等であってもよい。
【００７２】
図６（ａ）は、前側第２スリット７１を示す平面図である。図６（ｂ）は、後側第２スリット７２を示す平面図である。マップ作成回路１８は、前側第１スリット６１および後側第１スリット６２についてのコントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との対応関係を取得することに加えて、更に、前側第２スリット７１および後側第２スリット７２についても、同様の手順によってコントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との対応関係を取得する。
【００７３】
具体的には、図７に示すように、照明光学系５の光路上に、前側第２スリット７１と後側第２スリット７２とを配置し、さらに、ＸＹθテーブル６上にパターンを有しないマスクを載置する。図７に示すように、前側第２スリット７１と後側第２スリット７２とは、光源３と偏光ビームスプリッタ４との間に、前側第２スリット７１が光源３に近くなるように配置する。すなわち、光源３から見た場合に、前側第２スリット７１を後側第２スリット７２よりも手前に配置する。
【００７４】
図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、前側第２スリット７１および後側第２スリット７２は、透光領域と遮光領域とが帯状に交互に設けられたライアンドスペースＬＳを有する部分透光領域７１ａ、７２ａを備えている。前側第２スリット７１および後側第２スリット７２における単位面積あたりの透光領域と遮光領域の帯の数は、前側第１スリット６１および後側第１スリット６２における単位面積あたりの透光領域と遮光領域の帯の数よりも多い。すなわち、前側第２スリット７１および後側第２スリット７２は、前側第１スリット６１および後側第１スリット６２よりも透光領域および遮光領域の配置状態が密である。
【００７５】
前側第２スリット７１の部分透光領域７１ａと、後側第２スリット７２の部分透光領域７２ａとは、Ｘ方向またはＹ方向において位置が互いにずれている。なお、ここでのＸ方向は、ＸＹθテーブル６上のＸ方向と投影関係にある方向である。また、Ｙ方向は、ＸＹθテーブル６上のＹ方向と投影関係にある方向である。図６（ａ）および図６（ｂ）の例において、前側第２スリット７１の部分透光領域７１ａと、後側第２スリット７２の部分透光領域７２ａとは、図６（ａ）、図６（ｂ）縦方向において位置が互いにずれている。また、部分透光領域７１ａ、７２ａ以外の領域７１ｂ、７２ｂは、全透光領域となっている。２つの部分透光領域７１ａ、７２ａの位置が互いにずれており、かつ、部分透光領域７１ａ、７２ａ以外の領域が全透光領域であることで、ＴＤＩセンサ８は、各部分透光領域７１ａ、７２ａのそれぞれが光を透過した画像を検出できる。
【００７６】
ＴＤＩセンサ８は、前側第２スリット７１の部分透光領域７１ａおよび照明光学系５を通してマスクに照射された光源３からの光による光学画像（以下、基準前側第２光学画像とも呼ぶ）を検出する。マップ作成回路１８は、検出された基準前側第２光学画像のコントラスト値を検出する。さらに、マップ作成回路１８は、ＸＹθテーブル６のＺ位置を変更しながら基準前側第２光学画像のコントラスト値の検出を繰り返すことで、基準前側第２光学画像のコントラストカーブを取得する。
【００７７】
また、ＴＤＩセンサ８は、後側第２スリット７２の部分透光領域７２ａおよび照明光学系５を通してマスクに照射された光源３からの光による光学画像（以下、基準後側第２光学画像とも呼ぶ）を検出する。マップ作成回路１８は、検出された基準後側第２光学画像のコントラスト値を検出する。さらに、マップ作成回路１８は、ＸＹθテーブル６のＺ位置を変更しながら基準後側第２光学画像のコントラスト値の検出を繰り返すことで、基準後側第２光学画像のコントラストカーブを取得する。
【００７８】
マップ作成回路１８は、基準前側第２光学画像のコントラストカーブと基準後側第２光学画像のコントラストカーブとの交点がＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点に合致するまで、スリット７１、７２のＺ方向の位置の変更とコントラストカーブの取得とを繰り返す。
【００７９】
そして、マップ作成回路１８は、交点がＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点に一致した基準前側第２光学画像のコントラストカーブと基準後側第２光学画像のコントラストカーブとに基づいて、コントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との間に成立するリニアな対応関係すなわち一次関数を取得する。本実施形態では、このようにして基準前側第２光学画像および基準後側第２光学画像に基づいて取得された対応関係が、マップ作成に用いられる前側第２光学画像および後側第２光学画像にも当てはまるとみなす。言い換えれば、基準前側第２光学画像および基準後側第２光学画像のコントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との対応関係の取得に用いられたマスクは、検査対象マスク２と同様の湾曲度合いを有するとみなす。そして、後述するように、基準前側第２光学画像および基準後側第２光学画像に基づいて取得された対応関係に、前側第２光学画像のコントラスト値と後側第２光学画像のコントラスト値とを当てはめることでデフォーカスマップを作成する。なお、本実施の形態においては、一次関数を用いて説明するが、コントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との間で成立する対応関係は、一次関数に限定されず、例えば、多項式、ルックアップテーブル等であってもよい。
【００８０】
図８（ａ）は、第１の実施形態のマスク検査方法において、光学画像のコントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との対応関係の取得を説明するための第１の説明図である。図８（ａ）には、交点がＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点に一致した基準前側第２光学画像のコントラストカーブと基準後側第２光学画像のコントラストカーブとが示されている。図８（ａ）では、基準前側第２光学画像のコントラスト値をＣｏｎｔ.Ａで表し、基準後側第２光学画像のコントラスト値をＣｏｎｔ.Ｂで表している。
【００８１】
マップ作成回路１８は、図８（ａ）のコントラストカーブに基づいて、次式により、コントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との間に成立する一次関数を取得できる。
（Ｃｏｎｔ.Ｂ−Ｃｏｎｔ.Ａ）／（Ｃｏｎｔ.Ａ＋Ｃｏｎｔ.Ｂ）      （２）
数式（２）は、基準前側第２光学画像のコントラスト値Ｃｏｎｔ.Ａと基準後側第２光学画像のコントラスト値Ｃｏｎｔ.Ｂとの差と和の比である。
【００８２】
図８（ｂ）は、第１の実施形態のマスク検査方法において、光学画像のコントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との対応関係の取得を説明するための第２の説明図である。図８（ｂ）に示すように、マップ作成回路１８は、数式（２）の値をｙ、ＸＹθテーブル６のＺ位置をｘ、傾きをａとした一次関数ｙ＝ａｘを取得できる。ただし、図８（ｂ）に示すように、一次関数が成立するＸＹθテーブル６のＺ位置ｘは、ゼロ点を中心とした一定の範囲に制限されている。
【００８３】
なお、図示はしないが、基準前側第１光学画像および基準後側第１光学画像のコントラストカーブは、基準前側第２光学画像および基準後側第２光学画像のコントラストカーブよりもＸＹθテーブル６のＺ位置の変化に対するコントラスト値の変化が緩やかである。これにともなって、コントラスト値とＸＹθテーブル６との間に成立する一次関数についても、図８（ｂ）に示すように、基準前側第２光学画像および基準後側第２光学画像に基づいて得られる一次式の傾きａよりも小さい傾きｂを有する。
【００８４】
以上のようにして準備段階で求められた対応関係は、以下で説明する参照面マップおよびデフォーカスマップの作成に用いることができる。
【００８５】
（Ｓ０２：基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）の測定）
次に、図３に示すように、複数のＸＹ座標点に対応する基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）を測定する（ステップＳ０２）。これら複数のＸＹ座標点は、湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）の測定後に湾曲度合既知点となる。図９は、第１の実施形態のマスク検査方法において、基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）の測定を説明するための説明図である。図９に示すように、湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）の測定にあたっては、照明光学系５の代わりに変位計５１をＸＹθテーブル６に対してＺ方向に離れた位置に配置する。このとき、照明光学系５は、これを収納している鏡筒とともに一時的にＸＹθテーブル６への対向位置から退避させておけばよい。また、ＸＹ平面６１に基準マスク２００を載置し、ＸＹθテーブル６をステップＳ０１において予め決定されたＺ位置のゼロ点に位置させる。そして、変位計５１による各ＸＹ座標点までのＺ方向の距離の測定結果に基づいて基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）を取得する。このとき、例えば、Ｚ位置のゼロ点に位置するＸＹθテーブル６までのＺ方向の距離を変位計５１で測定し、測定されたＸＹθテーブル６までの距離を、基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）がゼロである基準の距離として設定してもよい。そして、基準マスク２００の各ＸＹ座標点について変位計５１で測定されたＺ方向の距離と、設定された基準の距離との差分を、基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）として算出してもよい。ただし、湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）の測定方法は以上に限定されない。図１０は、湾曲度合いを示す模式図である。図１０に示すように、湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）は、例えば、ＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点（Ｚ＝０）を基準（Ｚｍ１（ＸＹ）＝０）としたＺ位置として取得される。
【００８６】
図９に示される例においては、基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）をマスク検査装置１で測定することで既知にしている。湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）は、マスク検査装置１以外の装置で測定することで既知にしてもよい。
【００８７】
（Ｓ１：基準マスク２００のロード）
図５は、第１の実施形態のマスク検査方法において、第１光学画像の検出を説明するための説明図である。準備段階が完了した後、オートローダ９は、ＸＹθテーブル６上に基準マスク２００をロードすなわち載置する（図３のステップＳ１）。また、図３のステップＳ１では、図５に示すように、光源３と偏光ビームスプリッタ４との間の光路上、すなわち光源３とＸＹθテーブル６との間の光路上に、前側第１スリット６１と後側第１スリット６２とを配置する。なお、スリット６１、６２、７１、７２の配置は、光源３と偏光ビームスプリッタ４との間の光路上において、図示しないスリット６１、６２、７１、７２の保持構造にスリット６１、６２、７１、７２を保持させることで行ってもよい。
【００８８】
（Ｓ２：前側第１光学画像および後側第１光学画像の検出）
基準マスク２００がロードされた後、テーブル制御回路１７は、Ｘ方向およびＹ方向にＸＹθテーブル６を移動させ、照明光学系５の光路上に基準マスク２００の湾曲度合既知点を位置させる。このとき、テーブル制御回路１７は、ＸＹθテーブル６のＺ位置をゼロ点（Ｚ＝０）に合わせる。
【００８９】
そして、照明光学系５の光路上に湾曲度合既知点が位置した状態において、マップ作成回路１８は、測長器４２にＸＹθテーブル６と参照面４１との間のＺ方向の距離を測定させ、測定されたＺ方向の距離に基づいて、湾曲度合既知点に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置を算出する。以下、ＸＹθテーブル６のＺ位置の算出の具体例を説明する。
【００９０】
湾曲度合既知点に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置の取得の具体例において、測長器４２の個数は、第１〜第３の測長器４２の３つである。
【００９１】
照明光学系５の光路上に湾曲度合既知点が位置した状態において、第１の測長器４２の座標をＡ（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、第２の測長器４２の座標をＢ（ｘ２、ｙ２、ｚ２）、第３の測長器４２の座標をＣ（ｘ３、ｙ３、ｚ３）とする。これらの座標Ａ〜座標Ｃは、例えば、湾曲度合既知点が照明光学系５の光路上に位置するまでのＸＹθテーブル６の移動量と、湾曲度合既知点が照明光学系５の光路上に位置したときの各測長器４２による参照面４１とのＺ方向の距離の測定結果とに基づいて取得してもよい。
【００９２】
また、照明光学系５の光路上に位置された湾曲度合既知点の座標をＰ（ａ、ｂ、ｚ）とする。また、照明光学系５の光路上に湾曲度合既知点が位置した状態におけるＸＹθテーブル６の中心点のＸＹ座標を（ｘ、ｙ）とする。ＸＹθテーブル６の中心点のＸＹ座標（ｘ、ｙ）は、例えば、湾曲度合既知点が照明光学系５の光路上に位置するまでのＸＹθテーブル６の移動量に基づいて取得してもよい。
【００９３】
ここで、第１の測長器４２から湾曲度合既知点に向かうベクトルＡＰと、第１の測長器４２から第２の測長器４２に向かうベクトルＡＢと、第１の測長器４２から第３の測長器４２に向かうベクトルＡＣとの間には、以下の平面の方程式が成立する。
ＡＰ＝ｍＡＢ＋ｎＡＣ        （３）
【００９４】
数式（３）は、座標成分を用いて次式で表すことができる。
（ａ−ｘ１、ｂ−ｙ１、ｚ−ｚ１）
＝ｍ（ｘ２−ｘ１、ｙ２−ｙ１、ｚ２−ｚ１）＋ｎ（ｘ３−ｘ１、ｙ３−ｙ１、ｚ３−ｚ１）    （４）
【００９５】
数式（４）より、以下の各式が求まる。
ａ−ｘ１＝ｍ（ｘ２−ｘ１）＋ｎ（ｘ３−ｘ１）      （５）
ｂ−ｙ１＝ｍ（ｙ２−ｙ１）＋ｎ（ｙ３−ｙ１）      （６）
ｚ−ｚ１＝ｍ（ｚ２−ｚ１）＋ｎ（ｚ３−ｚ１）      （７）
【００９６】
ＸＹθテーブル６の中心点のＸＹ座標（ｘ、ｙ）と、第１の測長器４２の座標Ａ（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、第２の測長器４２の座標Ｂ（ｘ２、ｙ２、ｚ２）、第３の測長器４２の座標Ｃ（ｘ３、ｙ３、ｚ３）との間には、次式が成立する。但し、次式のｃ１〜ｃ６は、ＸＹθテーブル６の寸法に応じた定数である。
ｘ１＝ｘ＋ｃ１      （８）
ｙ１＝ｙ−ｃ２      （９）
ｘ２＝ｘ＋ｃ３      （１０）
ｙ２＝ｙ＋ｃ４      （１１）
ｘ３＝ｘ−ｃ５      （１２）
ｙ３＝ｙ−ｃ６      （１３）
【００９７】
数式（８）、数式（１０）、数式（１１）を数式（５）に代入し、また、数式（９）、数式（１１）、数式（１３）を数式（６）に代入することで、ｘ、ｙ、定数ｃ１〜ｃ６の関係式として、ｍ、ｎが求まる。そして、算出されたｍ、ｎを数式（７）に代入することで、ｘ、ｙ、ｚ１〜ｚ３、ｃ１〜ｃ６の関係式として、湾曲度合既知点に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置ｚが求まる。
【００９８】
マップ作成回路１８は、以上のような湾曲度合既知点に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置の算出を繰り返しながら、テーブル制御回路１７に、算出されたＸＹθテーブル６のＺ位置が基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）を打ち消すように、Ｚ方向にＸＹθテーブル６を移動させる（ステップＳ２）。
【００９９】
基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）を打ち消すＸＹθテーブル６の移動後、前側第１スリット６１の部分透光領域６１ａまたは後側第１スリット６２の部分透光領域６２ａと照明光学系５とを通して、基準マスク２００（すなわち、湾曲度合既知点）に光源３からの光を照射する。このとき、前側第１スリット６１の部分透光領域６１ａを透過した光源３からの光は、後側第１スリット６２の全透光領域６２ｂおよび偏光ビームスプリッタ４を経由して、基準マスク２００に照射される。また、後側第１スリット６２の部分透光領域６２ａは、前側第１スリット６１の全透光領域６１ｂを透過した光源３からの光を透過させる。後側第１スリット６２の部分透光領域６２ａを透過した光源３からの光は、偏光ビームスプリッタ４を経由して基準マスク２００に照射される。基準マスク２００に照射された光は、基準マスク２００で反射された後にＴＤＩセンサ８で光学画像として検出される。
【０１００】
具体的には、マップ作成回路１８は、ＴＤＩセンサ８に、前側第１スリット６１の部分透光領域６１ａと照明光学系５とを通して基準マスク２００に照射されて反射された光源３からの光による光学画像、すなわち前側第１光学画像を検出させる（ステップＳ２）。また、マップ作成回路１８は、ＴＤＩセンサ８に、後側第１スリット６２の部分透光領域６２ａと照明光学系５とを通して基準マスク２００に照射されて反射された光源３からの光による光学画像、すなわち後側第１光学画像を検出させる（ステップＳ２）。前側第１光学画像および後側第１光学画像は、基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）を打ち消すようにＸＹθテーブル６を移動した後に検出されたものである。このため、前側第１光学画像および後側第１光学画像は、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）によるぼやけを残して基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）によるぼやけが除去されている。したがって、前側第１光学画像および後側第１光学画像のぼやけ（すなわち、コントラスト）に基づいて、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を確実に取得できる。
【０１０１】
（Ｓ３：参照面の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）の取得）
前側第１光学画像および後側第１光学画像を検出した後、マップ作成回路１８は、準備段階で予め取得されたリニアな対応関係（図８（ｂ）のｙ＝ｂｘ）を参照する。そして、マップ作成回路１８は、対応関係に前側第１光学画像のコントラスト値と後側第１光学画像のコントラスト値とを当てはめることで得られるＸＹθテーブル６のＺ位置を、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）として取得する（ステップＳ３）。具体的には、数式（２）のＣｏｎｔ.Ａに前側第１光学画像のコントラスト値を当てはめ、数式（２）のＣｏｎｔ.Ｂに後側第１光学画像のコントラスト値を当てはめて得られる値（ｙ）に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置（ｘ＝ｙ／ｂ）を、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）として取得する。
【０１０２】
（Ｓ４：参照面マップの作成）
マップ作成回路１８は、前側第１光学画像および後側第１光学画像の検出（ステップＳ２）と、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）の取得（ステップＳ３）とを、ＸＹθテーブル６をＸ方向およびＹ方向に移動させながら全ての湾曲度合既知点について順に実行する。すなわち、前側第１スリット６１または後側第１スリット６２と光学系５を通して複数の湾曲度合既知点のそれぞれに照射した光源３からの光による光学画像を検出し、検出された光学画像のコントラスト値に基づいて、複数の湾曲度合既知点のそれぞれに対応する参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を取得する。そして、マップ作成回路１８は、全ての湾曲度合既知点のそれぞれの参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を記述した参照面マップを作成する（ステップＳ４）。図１０に示すように、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）は、例えば、ＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点（Ｚ＝０）を基準（Ｚｒ（ＸＹ）＝０）としたＺ位置として取得される。
【０１０３】
ここで、ステップＳ２におけるＺ方向へのＸＹθテーブル６の移動は、参照面マップに基づいたサーボがかかっていないので、移動後のＸＹθテーブル６のＺ位置は、参照面４１の湾曲に起因して真のＸＹθテーブル６のＺ位置からの誤差すなわち変位が大きい場合があり得る。もし、ステップＳ２において、ラインアンドスペースＬＳを有する前側第２スリット７１と後側第２スリット７２とを用いる場合、ＸＹθテーブル６のＺ位置の誤差が大き過ぎることで光学画像のぼけが大きくなり過ぎ、コントラスト値を得ることができない虞がある。コントラスト値が得られなければ、参照面マップを作成することは困難である。
【０１０４】
これに対して、本実施形態では、既述したように、参照面マップの作成に前側第１スリット６１と後側第１スリット６２とを用いる。ラインアンドスペースＬＳを有する前側第２スリット７１および後側第２スリット７２に比べて、エッジＥを有する前側第１スリット６１および後側第１スリット６２は、分解能に劣るものの、広範囲のＸＹθテーブル６のＺ位置において安定したコントラスト値を得ることができる。したがって、本実施形態によれば、参照面マップの作成にコントラスト値が出やすい前側第１スリット６１と後側第１スリット６２とを用いることで、参照面マップを確実に作成することができる。
【０１０５】
なお、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を取得した後、ＸＹθテーブル６に基準マスク２００を載置した状態で、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）と基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）とを合計した湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）＋Ｚｒ（ＸＹ）を打ち消すようにＺ方向にＸＹθテーブル６を移動させてもよい。そして、湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）＋Ｚｒ（ＸＹ）を打ち消したＸＹθテーブル６の移動後に、前側第２スリット７１（図６（ａ）参照）と照明光学系５とを通して基準マスク２００に照射された光源３からの光による光学画像（以下、基準マスク２００における前側第２光学画像とも呼ぶ）を検出してもよい。同時に、後側第２スリット７２（図６（ｂ）参照）と照明光学系５とを通して基準マスク２００に照射された光源３からの光による光学画像（以下、基準マスク２００における後側第２光学画像とも呼ぶ）を検出してもよい。そして、基準マスク２００における前側第２光学画像のコントラスト値と、基準マスク２００における後側第２光学画像のコントラスト値とをリニアな対応関係（図８（ｂ）におけるｙ＝ａｘ）に当てはめることで得られるＺ位置を、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）として再取得してもよい。これにより、より高精度な参照面マップを作成することができる。
【０１０６】
（Ｓ５：検査対象マスク２のロード）
図７は、第１の実施形態のマスク検査方法において、第２光学画像の検出を説明するための説明図である。参照面マップが作成された後、オートローダ９は、ＸＹθテーブル６上に検査対象マスク２をロードする（図３のステップＳ５）。このとき、図７に示すように、拡大光学系７と偏光ビームスプリッタ４との間の光路上に、前側第１スリット６１および後側第１スリット６２に替えて、透過部材の一例である前側第２スリット７１と後側第２スリット７２とを配置する。
【０１０７】
（Ｓ６：前側第２光学画像および後側第２光学画像の検出）
検査対象マスク２がロードされた後、テーブル制御回路１７は、ＸおよびＹ方向にＸＹθテーブル６を移動させ、照明光学系５の光路上に検査対象マスク２のデフォーカス取得点を位置させる。このとき、テーブル制御回路１７は、ＸＹθテーブル６のＺ位置をゼロ点に合わせる。
【０１０８】
そして、照明光学系５の光路上にデフォーカス取得点が位置した状態において、マップ作成回路１８は、測長器４２にＸＹθテーブル６と参照面４１との間のＺ方向の距離を測定させ、測定されたＺ方向の距離に基づいて、デフォーカス取得点に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置を算出する。
【０１０９】
マップ作成回路１８は、デフォーカス取得点に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置の算出を繰り返しながら、テーブル制御回路１７に、算出されたＸＹθテーブル６のＺ位置が参照面マップに示される参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を打ち消すように、Ｚ方向にＸＹθテーブル６を移動させる（ステップＳ６）。
【０１１０】
参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を打ち消すＸＹθテーブル６の移動後、前側第２スリット７１の部分透光領域７１ａまたは後側第２スリット７２の部分透光領域７２ａと照明光学系５とを通して、検査対象マスク２（すなわち、デフォーカス取得点）に光源３からの光を照射する。このとき、前側第２スリット７１の部分透光領域７１ａを透過した光源３からの光は、後側第２スリット７２の全透光領域７２ｂおよび偏光ビームスプリッタ４を経由して、検査対象マスク２に照射される。また、後側第２スリット７２の部分透光領域７２ａは、前側第２スリット７１の全透光領域７１ｂを透過した光源３からの光を透過させる。後側第２スリット７２の部分透光領域７２ａを透過した光源３からの光は、偏光ビームスプリッタ４を経由して検査対象マスク２に照射される。検査対象マスク２に照射された光は、検査対象マスク２で反射された後にＴＤＩセンサ８で光学画像として検出される。
【０１１１】
具体的には、マップ作成回路１８は、ＴＤＩセンサ８に、前側第２スリット７１の部分透光領域７１ａと照明光学系５とを通して検査対象マスク２に照射されて反射された光源３からの光による光学画像、すなわち前側第２光学画像を検出させる（ステップＳ６）。また、マップ作成回路１８は、ＴＤＩセンサ８に、後側第２スリット７２の部分透光領域７２ａと照明光学系５とを通して検査対象マスク２に照射されて反射された光源３からの光による光学画像、すなわち後側第２光学画像を検出させる（ステップＳ６）。前側第２光学画像および後側第２光学画像は、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を打ち消すようにＸＹθテーブル６を移動した後に検出されたものである。このため、前側第２光学画像および後側第２光学画像は、検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）によるぼやけを残して参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）によるぼやけが除去されている。したがって、前側第２光学画像および後側第２光学画像のぼやけ（すなわち、コントラスト）に基づいて、検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）を確実に取得できる。
【０１１２】
（Ｓ７：検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）の取得）
前側第２光学画像および後側第２光学画像を検出した後、マップ作成回路１８は、準備段階で予め取得されたリニアな対応関係（図８（ｂ）のｙ＝ａｘ）を参照する。そして、マップ作成回路１８は、対応関係に前側第２光学画像のコントラスト値と後側第２光学画像のコントラスト値とを当てはめることで得られるＸＹθテーブル６のＺ位置を、デフォーカス取得点に対応する検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）として取得する（ステップＳ７）。具体的には、数式（２）のＣｏｎｔ.Ａに前側第２光学画像のコントラスト値を当てはめ、数式（２）のＣｏｎｔ.Ｂに後側第２光学画像のコントラスト値を当てはめて得られる値（ｙ）に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置（ｘ＝ｙ／ａ）を、検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）として取得する。図１０に示すように、検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）は、例えば、ＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点（Ｚ＝０）を基準（Ｚｍ２（ＸＹ）＝０）としたＺ位置として取得される。
【０１１３】
マップ作成回路１８は、前側第２光学画像および後側第２光学画像の検出（ステップＳ６）と、検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）の取得（ステップＳ７）とを、ＸＹθテーブル６をＸ方向およびＹ方向に移動させながら複数のデフォーカス取得点について順に実行する。このとき、コントラスト値に基づく検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）の取得（ステップＳ７）は、全デフォーカス取得点のうち、所定の位置の一例である一部の所定のデフォーカス取得点を照明光学系５の光路上に位置させたときに行ってもよい。このようにすることで、コントラスト値に基づいて検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）を取得するデフォーカス取得点の個数を削減できるので、処理を迅速化できる。この場合、所定のデフォーカス取得点以外のデフォーカス取得点に対応する湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）は、このデフォーカス取得点を挟む２つの所定のデフォーカス取得点において取得された湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）を用いた補間（例えば、線形補間）で算出してもよい。
【０１１４】
また、検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）の取得にあたっては、先ず、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を打ち消すＺ方向へのＸＹθテーブル６の移動後、前側第１スリット６１と照明光学系５とを通して検査対象マスク２に照射された光源３からの光による光学画像（以下、検査対象マスク２における前側第１光学画像とも呼ぶ）を検出してもよい。同時に、後側第１スリット６２と照明光学系５とを通して検査対象マスク２に照射された光源３からの光による光学画像（以下、検査対象マスク２における後側第１光学画像とも呼ぶ）を検出してもよい。そして、検査対象マスク２における前側第１光学画像のコントラスト値と、検査対象マスク２における後側第１光学画像のコントラスト値とをリニアな対応関係（図８（ｂ）のｙ＝ｂｘ）に当てはめることで得られるＸＹθテーブル６のＺ位置を、検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）として取得してもよい。そして、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）と検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）との合計の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）＋Ｚｍ２（ＸＹ）を打ち消すＺ方向へのＸＹθテーブル６の移動後、前側第２光学画像および後側第２光学画像を検出し、リニアな対応関係（図８（ｂ）のｙ＝ａｘ）に前側第２光学画像のコントラスト値と後側第２光学画像のコントラスト値とを当てはめることで得られるＸＹθテーブル６のＺ位置を、検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）として再取得してもよい。
【０１１５】
（Ｓ８：光学系ピント位置とのずれ量Ｚ（ＸＹ）の算出）
検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）を取得した後、マップ作成回路１８は、次式にしたがって、検査対象マスク２と光学系ピント位置とのＺ方向のずれ量Ｚ（ＸＹ）すなわちデフォーカスを算出する（ステップＳ８）。
Ｚ（ＸＹ）＝Ｚｍ２（ＸＹ）＋Ｚｒ（ＸＹ）      （１４）
数式（１４）は、検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）と参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）との和を表している。
【０１１６】
検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）がマスク毎に固有であるのに対して、参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）はマスク検査装置１が変わらなければ一定とみなすことできる。本実施形態によれば、個々の検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）に対して一定の参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）を加算する数式（１４）を用いることで、光学系ピント位置と参照面４１とのＺ方向のずれ量Ｚ（ＸＹ）を簡便かつ正確に算出できる。
【０１１７】
（Ｓ９：デフォーカスマップの作成）
マップ作成回路１８は、前側第２光学画像および後側第２光学画像の検出（ステップＳ６）と、湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）の取得（ステップＳ７）と、Ｚ方向のずれ量Ｚ（ＸＹ）の算出（ステップＳ８）とを、全てのデフォーカス取得点について順に実行する。そして、マップ作成回路１８は、全てのデフォーカス取得点のそれぞれのずれ量Ｚ（ＸＹ）を記述したデフォーカスマップを作成する（ステップＳ９）。図１０に示すように、検査対象マスク２と光学系ピント位置とのＺ方向のずれ量Ｚ（ＸＹ）は、例えば、ＸＹθテーブル６のＺ位置のゼロ点（Ｚ＝０）を基準（Ｚ（ＸＹ）＝０）としたＺ位置として取得される。
【０１１８】
（Ｓ１０：欠陥検査）
デフォーカスマップが作成された後、ずれ量Ｚ（ＸＹ）を補正量としたフォーカス合わせをともなう検査対象マスク２の欠陥検査を行う（ステップＳ１０）。図１１は、第１の実施形態のマスク検査方法において、マスクの欠陥検査を説明するための説明図である。検査対象マスク２の欠陥検査では、図１１の破線矢印に示す方向に検査領域２０のストライプ２１が連続的にスキャンされるように、ＸＹθテーブル６をＸＹ方向に移動させる。ストライプ２１に沿ったＸＹθテーブル６の移動の過程で、テーブル制御回路１７は、デフォーカスマップのずれ量（ＸＹ）を参照し、ずれ量（ＸＹ）を補正する移動量で、Ｚ方向にＸＹθテーブル６を移動するフォーカス合わせを行う。そして、ストライプ２１上の各位置において、ＴＤＩセンサ８で撮像された光学画像に基づいてストライプ２１上のパターンの欠陥を検査する。
【０１１９】
以上説明したように、第１の実施形態によれば、基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）によるぼやけが除去された光学画像のコントラスト値に基づいて参照面マップを作成し、参照面マップに示される参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）によるぼやけが除去された光学画像のコントラスト値に基づいて検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）を取得し、湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）、Ｚｍ２（ＸＹ）を加算することでデフォーカスを取得できる。これにより、オートフォーカス機能を要さずに、マスク２の湾曲および参照面４１の湾曲の双方を考慮したデフォーカスマップを低コストで作成できる。そして、このデフォーカスマップを用いることで、微細なパターンを有する検査対象マスク２に対する正確なフォーカス合わせを低コストで行うことができる。すなわち、第１の実施形態によれば、微細なパターンを有する検査対象マスク２の欠陥を低コストで高精度に検査できる。
【０１２０】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態のマスク検査装置１の基本構成は第１の実施形態と同様であるので、以下では、第１の実施形態のマスク検査装置１との動作の違いをフローチャートにしたがって説明する。なお、第１の実施形態のマスク検査装置１に対応する構成については、同一の符号を用いて説明する。
【０１２１】
図１２は、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の実施形態では、先ず、準備段階として、第１の実施形態と同様に、光学画像のコントラスト値とＸＹθテーブル６のＺ位置との対応関係を取得する（ステップＳ０１）。一方、第２の実施形態では、基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）は測定しない。
【０１２２】
準備段階が完了した後、第１の実施形態と同様に、オートローダ９は、ＸＹθテーブル６上に基準マスク２００をロードする（図１２のステップＳ１）。また、図１２のステップＳ１では、図５と同様に、拡大光学系７と偏光ビームスプリッタ４との間に、透過部材の一例として、前側第１スリット６１と後側第１スリット６２とを配置する。
【０１２３】
（Ｓ２１：前側第１光学画像および後側第１光学画像の検出）
基準マスク２００がロードされた後、テーブル制御回路１７は、Ｘ方向およびＹ方向にＸＹθテーブル６を移動させ、照明光学系５の光路上に、基準マスク２００の所定のＸＹ座標点を位置させる。所定のＸＹ座標点では、ＸＹθテーブル６のＺ位置の取得が行われる。以下、所定のＸＹ座標点のことを、Ｚ位置取得点ともいう。
【０１２４】
照明光学系５の光路上にＺ位置取得点が位置した状態において、前側第１スリット６１の部分透光領域６１ａまたは後側第１スリット６２の部分透光領域６２ａと照明光学系５とを通して基準マスク２００に光を照射する。マップ作成回路１８は、ＴＤＩセンサ８に、第１の実施形態と同様の前側第１光学画像と後側第１光学画像とを検出させる（ステップＳ２１）。このとき、第１の実施形態のような基準マスク２００の湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）を打ち消すＸＹθテーブル６の移動は行わず、ＸＹθテーブル６のＺ位置は一定である。したがって、第２の実施形態において、前側第１光学画像と後側第１光学画像とは、基準マスク２００の湾曲によるぼやけと、参照面４１の湾曲によるぼやけとの双方を含んでいる。
【０１２５】
（Ｓ２２：ＸＹθテーブル６のＺ位置Ｚ１（ＸＹ）の取得）
前側第１光学画像および後側第１光学画像を検出した後、マップ作成回路１８は、準備段階で予め取得されたリニアな対応関係（図８（ｂ）のｙ＝ｂｘ）を参照する。そして、マップ作成回路１８は、対応関係に前側第１光学画像のコントラスト値と後側第１光学画像のコントラスト値とを当てはめることで得られるＸＹθテーブル６のＺ位置を、Ｚ位置取得点に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置Ｚ１（ＸＹ）として取得する（ステップＳ２２）。
【０１２６】
（Ｓ２３：Ｚ位置マップの作成）
マップ作成回路１８は、前側第１光学画像および後側第１光学画像の検出（ステップＳ２１）と、ＸＹθテーブル６のＺ位置Ｚ１（ＸＹ）の取得（ステップＳ２２）とを、全てのＺ位置取得点について順に実行する。そして、マップ作成回路１８は、全てのＺ位置取得点のそれぞれのＸＹθテーブル６のＺ位置Ｚ１（ＸＹ）を記述したＺ位置マップを作成する（ステップＳ２３）。
【０１２７】
ここで、ステップＳ２１における光学画像の検出は、第１の実施形態のような湾曲度合いＺｍ１（ＸＹ）を打ち消すＺ方向へのＸＹθテーブル６の移動を前提としていないので、光学画像が有するＸＹθテーブル６のＺ位置の誤差によるぼやけは、第１の実施形態よりも大きくなる。もし、ステップＳ２１において、ラインアンドスペースＬＳを有する前側第２スリット７１と後側第２スリット７２とを用いる場合、光学画像のぼやけが大きくなり過ぎ、コントラスト値を得ることができない虞がある。これに対して、第２の本実施形態では、コントラスト値が出やすいエッジＥを有する前側第１スリット６１と後側第１スリット６２とを用いることで、Ｚ位置マップを確実に作成することができる。
【０１２８】
なお、Ｚ位置マップを作成した後、ＸＹθテーブル６に基準マスク２００を載置した状態で、Ｚ位置マップに示されるＺ位置Ｚ１（ＸＹ）を打ち消すようにＺ方向にＸＹθテーブル６を移動させてもよい。そして、Ｚ位置マップに示されるＺ位置Ｚ１（ＸＹ）を打ち消すＸＹθテーブル６の移動後に、
基準マスク２００における前側第２光学画像と、基準マスク２００における後側第２光学画像とを検出してもよい。そして、基準マスク２００における前側第２光学画像のコントラスト値と、基準マスク２００における後側第２光学画像のコントラスト値とをリニアな対応関係（図８（ｂ）のｙ＝ａｘ）に当てはめることで得られるＸＹθテーブル６のＺ位置を、Ｚ位置Ｚ１（ＸＹ）として再取得してもよい。これにより、より高精度なＺ位置マップを作成することができる。
【０１２９】
Ｚ位置マップが作成された後、オートローダ９は、ＸＹθテーブル６上に検査対象マスク２をロードする（図１２のステップＳ５）。また、図１２のステップＳ５では、図７に示したように、拡大光学系７と偏光ビームスプリッタ４との間に、前側第１スリット６１および後側第１スリット６２に替えて、前側第２スリット７１と後側第２スリット７２とを配置する。
【０１３０】
（Ｓ２４：前側第２光学画像および後側第２光学画像の検出）
検査対象マスク２がロードされた後、テーブル制御回路１７は、ＸおよびＹ方向にＸＹθテーブル６を移動させ、照明光学系５の光路上に、Ｚ位置取得点に対応する検査対象マスク２のデフォーカス取得点を位置させる。
【０１３１】
照明光学系５の光路上にデフォーカス取得点が位置した状態において、マップ作成回路１８は、測長器４２にＸＹθテーブル６と参照面４１との間のＺ方向の距離を測定させ、測定されたＺ方向の距離に基づいて、デフォーカス取得点に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置を算出する。
【０１３２】
マップ作成回路１８は、デフォーカス取得点に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置の算出を繰り返しながら、テーブル制御回路１７に、算出されたＸＹθテーブル６のＺ位置がＺ位置マップに示されるデフォーカス取得点に対応するＺ位置Ｚ１（ＸＹ）を打ち消すように、Ｚ方向にＸＹθテーブル６を移動させる（ステップＳ２４）。すなわち、テーブル制御回路１７は、算出されたＸＹθテーブル６のＺ位置が、Ｚ位置マップに示されるＺ位置Ｚ１（ＸＹ）に相当する移動量でＺ位置Ｚ１（ＸＹ）と反対方向に移動するように、Ｚ方向にＸＹθテーブル６を移動させる。
【０１３３】
Ｚ位置マップに示されるＺ位置Ｚ１（ＸＹ）を打ち消すＸＹθテーブル６の移動後、照明光学系５は、検査対象マスク２に光を照射する。マップ作成回路１８は、ＴＤＩセンサ８に、第１の実施形態と同様の前側第２光学画像と後側第２光学画像とを検出させる（ステップＳ２４）。前側第２光学画像および後側第２光学画像は、Ｚ位置マップに示されるＸＹθテーブル６のＺ位置Ｚ１（ＸＹ）を打ち消すようにＸＹθテーブル６を移動した後に検出されたものであるので、Ｚ位置Ｚ１（ＸＹ）が有する誤差によるぼやけが除去されている。したがって、前側第２光学画像および後側第２光学画像に基づいて、Ｚ位置マップに示されるＸＹθテーブル６のＺ位置Ｚ１（ＸＹ）に対する移動後のＸＹθテーブル６のＺ位置の差分ΔＺ（ＸＹ）を検出できる。
【０１３４】
（Ｓ２５：ＸＹθテーブル６のＺ位置の差分ΔＺ（ＸＹ）の取得）
前側第２光学画像および後側第２光学画像を検出した後、マップ作成回路１８は、準備段階で予め取得されたリニアな対応関係（図８（ｂ）のｙ＝ａｘ）を参照する。そして、マップ作成回路１８は、対応関係に基づいて、前側および後側第２光学画像のコントラスト値に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置を、Ｚ位置マップに示されるＸＹθテーブル６のＺ位置Ｚ１（ＸＹ）に対する移動後のＸＹθテーブル６のＺ位置の差分ΔＺ（ＸＹ）として取得する（ステップＳ２５）。
【０１３５】
なお、コントラスト値に基づく差分ΔＺ（ＸＹ）の取得は、全デフォーカス取得点のうち、一部の所定のデフォーカス取得点を照明光学系５の光路上に位置させたときに行ってもよい。このようにすることで、コントラスト値に基づいて差分ΔＺ（ＸＹ）を取得するデフォーカス取得点の個数を削減できるので、処理を迅速化できる。この場合、所定のデフォーカス取得点以外のデフォーカス取得点に対応する差分ΔＺ（ＸＹ）は、このデフォーカス取得点を挟む２つの所定のデフォーカス取得点において取得された差分ΔＺ（ＸＹ）を用いた補間（例えば、線形補間）で算出してもよい。
【０１３６】
また、差分ΔＺ（ＸＹ）の取得にあたっては、先ず、ＸＹθテーブル６に検査対象マスク２を載置した状態で、Ｚ位置マップに示されるＺ位置Ｚ１（ＸＹ）を打ち消すようにＺ方向にＸＹθテーブル６を移動させた後に、検査対象マスク２における前側第１光学画像と、検査対象マスク２における後側第１光学画像とを検出してもよい。そして、検査対象マスク２における前側第１光学画像のコントラスト値と、検査対象マスク２における後側第１光学画像のコントラスト値とをリニアな対応関係（図８（ｂ）のｙ＝ｂｘ）に当てはめることで得られるＸＹθテーブル６のＺ位置を、差分ΔＺ（ＸＹ）として取得してもよい。次に、ＸＹθテーブル６に検査対象マスク２を載置した状態で、Ｚ位置マップに示されるＺ位置Ｚ１（ＸＹ）と、取得された差分ΔＺ（ＸＹ）との合計の湾曲度合いＺ１（ＸＹ）＋ΔＺ（ＸＹ）を打ち消すようにＺ方向にＸＹθテーブル６を移動させた後に、前側第２光学画像および後側第２光学画像を検出してもよい。そして、リニアな対応関係（図８（ｂ）のｙ＝ａｘ）に基づいて、前側第２光学画像および後側第２光学画像のコントラスト値に対応するＸＹθテーブル６のＺ位置を差分ΔＺ（ＸＹ）として再取得してもよい。
【０１３７】
（Ｓ２６：光学系ピント位置とのずれ量Ｚ２（ＸＹ）の算出）
差分ΔＺ（ＸＹ）を取得した後、マップ作成回路１８は、次式にしたがって、検査対象マスク２と光学系ピント位置とのＺ方向のずれ量Ｚ２（ＸＹ）、すなわちデフォーカスを算出する（ステップＳ２６）。
Ｚ２（ＸＹ）＝Ｚ１（ＸＹ）＋ΔＺ（ＸＹ）      （１５）
【０１３８】
（Ｓ２７：デフォーカスマップの作成）
マップ作成回路１８は、前側第２光学画像および後側第２光学画像の検出（ステップＳ２４）と、差分ΔＺ（ＸＹ）の取得（ステップＳ２５）と、ずれ量Ｚ２（ＸＹ）の算出（ステップＳ２６）とを、全てのデフォーカス取得点について順に実行する。そして、マップ作成回路１８は、全てのデフォーカス取得点のずれ量Ｚ２（ＸＹ）を記述したデフォーカスマップを作成する（ステップＳ２７）。
【０１３９】
（Ｓ２８：欠陥検査）
デフォーカスマップが作成された後、ずれ量Ｚ２（ＸＹ）を補正量としたフォーカス合わせをともなう検査対象マスク２の欠陥検査を行う（ステップＳ２８）。
【０１４０】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、Ｚ位置マップに示されるＺ位置１（ＸＹ）によるぼやけが除去された光学画像のコントラスト値に基づいて差分ΔＺ（ＸＹ）を取得し、Ｚ位置１（ＸＹ）とΔＺ（ＸＹ）とを加算することでデフォーカスを取得できる。これにより、オートフォーカス機能を要さずに、マスク２の湾曲や参照面４１の湾曲を考慮したデフォーカスマップを低コストで作成できる。そして、このデフォーカスマップを用いることで、微細なパターンを有する検査対象マスク２に対する正確なフォーカス合わせを低コストで行うことができる。すなわち、第２の実施形態においても、微細なパターンを有する検査対象マスク２の欠陥を低コストで高精度に検査できる。
【０１４１】
なお、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(Die to Database)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。
【０１４２】
また、第１の実施形態では、検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）と参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）との「和」を、検査対象マスク２と光学系ピント位置とのＺ方向のずれ量Ｚ（ＸＹ）すなわちデフォーカスとして算出していたが、デフォーカスの算出方法はこれに限定されない。例えば、参照面マップを作成するときと、デフォーカスマップを作成するときとで、＋Ｚ方向（Ｚ位置の正方向）を逆転させる場合等においては、検査対象マスク２の湾曲度合いＺｍ２（ＸＹ）と参照面４１の湾曲度合いＺｒ（ＸＹ）との「差分」を、デフォーカスとして算出してもよい。
【０１４３】
また、第２の実施形態では、Ｚ位置マップに示されるＸＹθテーブル６のＺ方向の位置Ｚ１（ＸＹ）に対するＺ１（ＸＹ）を打ち消すＺ方向への移動後のＸＹθテーブル６のＺ方向の位置の差分ΔＺ（ＸＹ）と、Ｚ１（ＸＹ）との「和」を、デフォーカスとして算出していたが、デフォーカスの算出方法はこれに限定されない。例えば、Ｚ位置マップを作成するときと、デフォーカスマップを作成するときとで、＋Ｚ方向を逆転させる場合等においては、ΔＺ（ＸＹ）とＺ１（ＸＹ）との「差分」をデフォーカスとして算出してもよい。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【符号の説明】
【０１４６】
１  マスク検査装置
１８  マップ作成回路
４１  参照面  
４２  測長器
６  ＸＹθテーブル
２００  基準マスク
【図１】
2018146884.tif 000003
【図２】
2018146884.tif 000004
【図３】
2018146884.tif 000005
【図４】
2018146884.tif 000006
【図５】
2018146884.tif 000007
【図６】
2018146884.tif 000008
【図７】
2018146884.tif 000009
【図８】
2018146884.tif 000010
【図９】
2018146884.tif 000011
【図１０】
2018146884.tif 000012
【図１１】
2018146884.tif 000013
【図１２】
2018146884.tif 000014