(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種マスクを支持するマスクステージであって、
マスクが配置されるマスクテーブルと、
マスクテーブルに固定され、マスクが載置されるマスク支持手段と、
マスクテーブルに固定されると共にレーザ干渉計又はレーザ測長機と連動する第１及び第２のバーミラーであって、第１のバーミラーは第１の方向に延在し第２のバーミラーは第１の方向と直交する第２の方向に延在する第１及び第２のバーミラーと、
前記第１のバーミラーに固定され、前記第２の方向のマスクまでの距離又は第２の方向のマスクの変位量を検出する２つ又はそれ以上のセンサ手段、及び、前記第２のバーミラーに固定され、前記第１の方向のマスクまでの距離又は第１の方向のマスクの変位量を検出する１つ又はそれ以上のセンサ手段とを有し、
前記センサ手段は、マスクテーブル上に支持されているマスクの側面に向けて光ビームを投射し、マスクの側面で反射した反射光を受光し、
前記センサ手段からの出力信号を用いて、マスクの並進移動量が計測されることを特徴とするマスクステージ。
【請求項２】
請求項１に記載のマスクステージにおいて、前記第１のバーミラーには、第１及び第２のセンサ手段が第１の方向に沿って離間するように固定され、第２のバーミラーには第３のセンサ手段が固定され、前記第１〜第３のセンサ手段からの出力信号を用いてマスクの並進移動量が計測されることを特徴とするマスクステージ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のマスクステージにおいて、前記マスクの側面は反射面として構成され、前記センサ手段は、マスクの側面で反射した反射ビームを受光することを特徴とするマスクステージ。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載のマスクステージにおいて、前記マスク支持手段は、前記マスクテーブル上に固定され、マスクが載置される複数個の支持パッドにより構成され、
前記マスクは、マスクから支持パッドに向けて作用する重力と、マスクの裏面と支持パッドの表面との間に作用する摩擦力とにより支持されることを特徴とするマスクステージ。
【請求項５】
請求項４に記載のマスクテーブルにおいて、前記マスク支持手段は第１〜第３の支持パッドを有し、第１及び第２の支持パッドは前記第１の方向に沿って整列配置され、第３の支持パッドは、第１の支持パッドと第２の支持パッドとを結ぶ軸線と直交すると共に第１の支持パッドと第２の支持パッドとの中間点を通る軸線上に配置したことを特徴とするマスクステージ。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のマスクステージにおいて、前記支持パッドは、摩擦係数の大きい弾性変形可能な樹脂材料により構成したことを特徴とするマスクステージ。
【請求項７】
マスクを支持すると共に支持されているマスクをＸ方向及びＸ方向と直交するＹ方向に駆動するステージ装置であって、
Ｘ方向に延在するガイド手段に連結したＸステージと、
Ｘステージ上に設けられると共にＹ方向に延在するガイド手段に連結され、マスクを支持するマスク支持手段を有するマスクステージと、
前記ＸステージをＸ方向にそって移動させる第１の駆動手段及び前記マスクステージをＹ方向に駆動する第２の駆動手段と、
前記マスクステージのＸ方向及びＹ方向の位置をそれぞれ検出する第１及び第２のレーザ干渉計又はレーザ測長機と、
前記マスクステージ上に固定されると共に前記レーザ干渉計又はレーザ測長機と連動する第１及び第２のバーミラーであって、第１のバーミラーはＸ方向に延在し第２のバーミラーはＹ方向に延在する第１及び第２のバーミラーと、
前記第１のバーミラーに固定され、Ｙ方向のマスクまでの距離又はＹ方向のマスクの変位量を測定する２つ又はそれ以上のセンサ手段、及び前記第２のバーミラーに固定されＸ方向のマスクまでの距離又はＸ方向のマスクの変位量を測定する１つ又はそれ以上のセンサ手段と、
前記第１及び第２のレーザ干渉計又はレーザ測長機から出力されるマスクステージの位置情報及び前記センサ手段から出力される距離情報又は変位情報が入力し、マスクの座標情報を出力する信号処理装置とを有し、
前記センサ手段は、マスクの側面に向けて光ビームを投射し、マスクの側面で反射した反射光を受光し、
信号処理装置は、前記センサ手段からの出力信号を用いてマスクの並進移動量を算出する手段を有することを特徴とするステージ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のステージ装置において、前記信号処理装置は、前記レーザ干渉計又はレーザ測長機から出力されマスクステージの位置を示す座標情報を、前記算出された並進移動量を用いて補正する手段を有し、
当該信号処理装置は、当該ステージ装置の動作中におけるマスクの変位が補正された座標情報を出力することを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のステージ装置において、前記マスク支持手段は、前記マスクステージ上に固定され、マスクが載置される複数個の支持パッドにより構成され、
前記マスクは、マスクから支持パッドに向けて作用する重力と、マスクの裏面と支持パッドの表面との間に作用する摩擦力とにより支持されることを特徴とするステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光マスクやＥＵＶマスク等の各種マスクを支持するマスクステージに関するものである。
また、本発明は、各種マスクをＸ及びＹ方向に駆動するステージ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光マスク（レチクルないしフォトマスク）に形成されているパターンを検査するパターン検査装置では、検査すべき光マスクはＸＹステージ上に配置され、ＸＹステージのＸ方向及びＹ方向の相対移動によりマスクの全面が検査ビームにより走査されている。パターン検査装置では、欠陥を検出すると共に検出された欠陥のアドレスを特定する必要があるため、検査中におけるマスク座標を正確に検出することが重要であり、高精度な座標精度の管理が要請されている。従来のＸＹステージでは、定盤上にＸ方向に延在するＸ方向直動ガイドが設けられ、Ｘ方向直動ガイドにＸステージが連結されている。Ｘステージ上にはＹ方向に延在するＹ方向直動ガイドが設けられ、Ｙ方向直動ガイドにはＹステージが連結されている。Ｙステージは、マスクを支持するマスクステージとして機能し、マスクステージには真空チャックが設けられ、光マスクは真空チャックによりマスクステージにクランプされている。
【０００３】
ＸＹステージでは、マスク座標を検出する手段としてレーザ干渉計が用いられ、マスクステージ上には互いに直交する２つのバーミラーが固定されている。動作中、レーザ干渉計からマスクステージ上に設けたバーミラーに向けてレーザビームが投射され、バーミラーからの反射光を利用してマスクのＸ方向及びＹ方向の座標が検出されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０１０−２３８９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＸＹステージでは、２本の直動ガイドにそってＸステージ及びＹステージが移動する。しかしながら、２本の直動ガイドの平行度や真直度が不完全な場合、マスクを支持するマスクテーブルに歪みが発生し、レーザ干渉計により検出されたマスク座標と実際のマスク座標との間に誤差が発生する不具合が発生する。また、マスクテーブルに生じた歪みがクランプされたマスクにも伝達され、マスク自身にも歪みが生じ、同様に検出されたマスク座標が誤差成分を含む問題が生じていた。このような場合、検査されたマスクを高倍率の顕微鏡で観察する際、検出されたマスク座標が誤差成分を含むため、観察すべき位置を対物レンズの光軸上に正確に位置決めしにくい問題が発生していた。また、検査装置により検出された欠陥を修正処理する場合も同様に、検出された欠陥を目標位置に正確に位置決めしにくい問題が生じていた。
【０００５】
さらに、従来のＸＹステージでは、マスクは真空チャックや静電チャックを用いてマスクテーブルにクランプされている。チャック手段を用いてクランプすれば、マスクはマスクテーブルに強固にクランプされるため、動作中にステージに急激な加速度が発生しても、マスクがスリップして位置ずれを起こす不具合は防止される。しかしながら、真空チャックを用いてマスクをクランプすると、マスク自身に歪みが発生し、マスク座標の精度が低下する問題があった。
【０００６】
クランプに起因する課題を解消する方法として、マスクテーブルに複数の支持パッドを設け、マスクから支持パッドに作用する重力と、マスクの裏面と支持パッドの表面との間に発生する摩擦力とを利用してマスクをテーブルに支持する方法が想定される。このマスク支持方法では、マスクがフリーな状態に維持され、マスクに不所望な歪みが生じないため、座標精度を高精度に管理することができる。従って、従来のマスクステージよりもはるかに高精度な座標管理が可能になる利点がある。しかしながら、このマスク支持方法では、マスクがクランプされていないため、急激な加速度が発生すると、マスクの支持点にスリップが発生し、マスクとステージとの間に位置ずれが発生するおそれがある。マスクに位置ずれが生じると、レーザ干渉計により検出されたマスク座標が誤差成分を含む不具合が生じてしまう。
また、マスク製造プロセスにおいては、いわゆる欠陥のミチゲーション、すなわち、マスクブランクの欠陥座標を特定し、この影響が出ないように回路パターンの位置を補正して描画することが行われている。この場合はマスクブランクの欠陥座標をｎｍオーダーで特定する必要がある。
【０００７】
上述した課題は、マスク座標が比較的低い精度の座標情報により管理される場合、問題となることは少ない。しかしながら、マスクパターンの線幅は微細化しており、マスク検査装置により検出された欠陥を例えば１０ｎｍ程度の座標精度で検出する必要がある場合、マスクの微小な変位やステージに微小な歪みが生じるだけでも、検出されたマスク座標が目的とする精度に適合しない問題が発生する。すなわち、フォトマスクを検査するマスク検査装置の場合、現在実用化されているマスク検査装置の座標精度はミクロンオーダーである。しかしながら、マスクパターンの線幅は微細化し、特にＥＵＶマスクの場合、１０ｎｍ前後の線幅のパターンが使用される。この場合、欠陥検査装置により検出された欠陥を検査後に顕微鏡観察する場合、高倍率の対物レンズを用いて観察するため、欠陥座標は１０ｎｍ程度の座標精度で管理する必要がある。このような高精度の座標精度が要求される場合、マスクステージに生じる僅かな歪みやステージ上におけるマスクに微小な変位が生ずるだけでも検出された座標情報が誤差成分を含む問題が発生し、正確な位置決め操作が困難になってしまう。従って、従来の座標管理システムとは異なる高精度なマスク座標の管理が強く要請されている。特に、ＥＵＶＬ（ＥＵＶリソグラフィー）においては、マスク検査装置により検出された欠陥座標を数ｎｍの精度で管理することが要請されているため、光マスクの座標精度とは異なる高精度な座標管理が強く要請されている。
【０００８】
上述した問題は、マスク検査装置だけでなく、マスクブランクスにパターンを描画するパターン描画機、ウエハにパターンを転写する露光機、及びマスクブランクスについて欠陥検査を行う検査装置に用いられるステージ装置においても同様に指摘されている。
【０００９】
本発明の目的は、マスク座標を高精度にコントロールできるマスクステージを実現することにある。
さらに、本発明の別の目的は、マスクがステージに対してクランプされていなくても、マスク座標を正確にコントロールできるマスクステージを提供することにある。
さらに、本発明の目的は、マスク座標を高精度にコントロールできるステージ装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるマスクステージは、各種マスクを支持するマスクステージであって、
マスクが配置されるマスクテーブルと、
マスクテーブルに固定され、マスクが載置されるマスク支持手段と、
マスクテーブルに固定されると共にレーザ干渉計又はレーザ測長機と連動する第１及び第２のバーミラーであって、第１のバーミラーは第１の方向に延在し第２のバーミラーは第１の方向と直交する第２の方向に延在する第１及び第２のバーミラーと、
前記第１のバーミラーに固定され、前記第２の方向のマスクまでの距離又は第２の方向のマスクの変位量を検出する２つ又はそれ以上のセンサ手段、及び、前記第２のバーミラーに固定され、前記第１の方向のマスクまでの距離又は第１の方向のマスクの変位量を検出する１つ又はそれ以上のセンサ手段とを有し、
前記センサ手段は、マスクテーブル上に支持されているマスクの側面に向けて光ビームを投射し、マスクの側面で反射した反射光を受光し、
前記センサ手段からの出力信号を用いて、マスクの並進移動量が計測されることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、マスクをマスクステージに対してクランプせずフリーな状態に維持してパターン描画を行うパターン描画機やマスクに形成されているパターンを検査するパターン検査装置に用いられるステージ装置に好適なマスクステージを実現する。そのため、マスクステージには、マスクの変位を検出するセンサ手段を設け、動作中におけるマスクの変位を監視する。このように構成することにより、マスクがクランプされずフリーな状態に維持されるので、マスク自身に不所望な歪みが発生する問題が解消され、一層高精度な座標管理を行うことができる。同時に、パターン検査中又はパターン描画中等のステージ装置の動作中にマスクが変位しても、マスクステージに対するマスクの位置が常時検出されるので、レーザ干渉計やレーザ測長機により検出されたマスクステージの位置情報をセンサ手段により検出されたマスクの位置情報を用いて補正することにより、常時正確なマスク座標を出力することが可能になる。
【００１２】
本発明では、センサ手段は、マスクテーブル上に支持されているマスクの側面に向けて測定ビームを投射し、マスクの側面で反射した反射光を受光して距離測定ないし変位量測定を行う光学式センサ又は変位計により構成する。光マスクやＥＵＶマスクは、厚さが数ｍｍのガラス材料により構成され、その側面は高精度に研磨されている。従って、マスクの側面は、外乱の影響を受けにくい安定な反射面として機能する。本発明では、このマスク側面の安定性に着目し、マスクの側面を変位量検出の基準反射面として利用する。この結果、動作中におけるマスクの変位を安定して検出することができる。尚、センサ手段として、光ファイバセンサ等の各種光学式距離センサや変位計を用いることができる。
【００１３】
センサ手段を変位計で構成する場合、マスクをマスクステージ上に配置して初期設定した際のマスクまでの距離を基準長とし、基準長と検出されたマスクまでの距離との差分を変位量として出力することができる。
【００１４】
本発明によるマスクステージの好適実施例は、当該マスクステージは、さらに、マスクテーブルに固定されると共にレーザ干渉計又はレーザ測長機と連動する第１及び第２のバーミラーを有し、第１のバーミラーは前記第１の方向に延在し、第２のバーミラーは前記第２の方向に延在し、
前記第１のバーミラーには、マスクの第１の方向に延在するマスク側面までの前記第２の方向の距離又は当該マスク側面の第２の方向の変位量を測定する第１及び第２のセンサ手段が固定され、第２のバーミラーには、前記マスクの第２の方向に延在するマスク側面までの前記第１の方向の距離又は当該マスク側面の前記第１の方向の変位量を測定する第３のセンサ手段が固定され、
前記第１〜第３のセンサ手段からの出力信号を用いて、マスクの並進移動量が計測されることを特徴とする。
【００１５】
マスクステージの座標は、マスクステージに設けたバーミラーとレーザ干渉計又はレーザ測長機により計測される。すなわち、レーザ干渉計からバーミラーに向けてレーザビームが投射され、バーミラーからの反射光を利用してステージのＸ及びＹ方向の位置が検出される。バーミラーは、合成石英等の角柱体に反射面が形成された反射体である。このバーミラーは、熱膨張係数が小さく、高精度に製造され、しかも外的要因からの影響受けにくい特性を有する。これらバーミラーの特性を鑑み、バーミラーを位置決めの基準部材として利用することができる。そして、バーミラーに位置検出センサを設け、マスクステージに対するマスクの位置を検出し、欠陥検査等の動作中におけるマスクの変位を監視する。
【００１６】
本発明によるマスクステージの好適実施例は、マスク支持手段は、マスクテーブル上に固定され、マスクを支持する複数個の支持パッドにより構成され、前記マスクは支持パッド上に配置され、マスクから支持パッドに向けて作用する重力と、マスクの裏面と支持パッドの表面との間に作用する摩擦力とにより支持されることを特徴とする。マスクはガラス材料を基材としているため、その重量は相当重く、支持パッドに対して相当大きな重力が作用する。また、アクリル系及びポリイミド系の弾性変形可能な樹脂材料は相当大きな摩擦係数を有する。従って、マスクに作用する重力とマスクの裏面と支持パッドの表面との間に作用する摩擦力とによりマスクを安定して支持することができる。さらに、本発明者の実験結果によれば、現在流通している各種ステージ装置について実験したところ、マスクをその重力と摩擦力で支持した場合、動作中にほとんどスリップが発生せず、またスリップが発生した場合であっても、発生したスリップ量は微小量であることが確認されている。従って、マスクステージに設けた位置検出手段によりマスクのＸ及びＹ方向の位置を常時監視することにより、マスクをクランプすることに起因する歪みの問題が解消されると共に、一層高精度な座標管理を行うことができる。
【００１７】
マスクを支持する支持パッドは、大きな摩擦係数を有する弾性変形可能な樹脂材料で構成することができる。マスクに急激な加速度が生じてスリップが発生するのは、マスクステージが走行状態から静止状態に移行する期間中及び静止状態から走行状態に移行する期間中である。一方、マスクを支持する支持パッドを弾性材料で構成すれば、走行状態から静止状態に移行する際、マスクがオーバーシュートしようとすると、支持パッドが弾性変形し復元力が作用する。この復元力はマスクに対してブレーキの作用を果たし、スリップの発生を防止することができる。また、静止状態から走行状態に移行する際、支持パッドが加速度を緩和する作用を果たす。従って、マスクを支持する支持パッドを弾性変形可能な材料で構成することにより、マスクの重力とマスクと支持パッドとの間の摩擦力によりマスクを安定して支持することが可能である。
【００１８】
本発明によるステージ装置は、マスクを支持すると共に支持されているマスクをＸ方向及びＸ方向と直交するＹ方向に駆動するステージ装置であって、
Ｘ方向に延在するガイド手段に連結したＸステージと、
Ｘステージ上に設けられると共にＹ方向に延在するガイド手段に連結され、マスクを支持するマスク支持手段を有するマスクステージと、
前記ＸステージをＸ方向にそって移動させる第１の駆動手段及び前記マスクステージをＹ方向に駆動する第２の駆動手段と、
前記マスクステージのＸ方向及びＹ方向の位置をそれぞれ検出する第１及び第２のレーザ干渉計又はレーザ測長機と、
前記マスクステージ上に固定されると共に前記レーザ干渉計又はレーザ測長機と連動する第１及び第２のバーミラーであって、第１のバーミラーはＸ方向に延在し第２のバーミラーはＹ方向に延在する第１及び第２のバーミラーと、
前記第１のバーミラーに固定され、Ｙ方向のマスクまでの距離又はＹ方向のマスクの変位量を測定する２つ又はそれ以上のセンサ手段、及び前記第２のバーミラーに固定されＸ方向のマスクまでの距離又はＸ方向のマスクの変位量を測定する１つ又はそれ以上のセンサ手段と、
前記第１及び第２のレーザ干渉計又はレーザ測長機から出力されるマスクステージの位置情報及び前記センサ手段から出力される距離情報又は変位情報が入力し、マスクの座標情報を出力する信号処理装置とを有し、
前記センサ手段は、マスクの側面に向けて光ビームを投射し、マスクの側面で反射した反射光を受光し、
信号処理装置は、前記センサ手段からの出力信号を用いてマスクの並進移動量を算出する手段を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明によるステージ装置では、レーザ干渉計によりマスクステージのＸ及びＹ方向の位置が検出されると共に、マスクステージに配置した位置検出手段によりマスクステージに対するマスクのＸ及びＹ方向の位置が常時検出されるので、動作中にマスクにスリップが生じても、マスクステージに対するマスクのＸ及びＹ方向の変位量が直ちに計測され、計測された変位量を用いてマスクステージの位置情報を補正することができる。この結果、マスク座標を高精度に管理することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、マスクテーブルに設けた複数の支持パッド上にマスクが載置され、マスクから支持パッドに作用する重力とマスクの裏面と支持パッドの表面との間に作用する摩擦力によりマスクを支持しているので、マスク自体に不所望な歪みが生ずる不具合が解消され、一層高精度な座標管理を行うことができる。さらに、マスクステージに対するマスクの位置を検出するセンサ手段を設け、動作中におけるマスクの変位を常時監視しているので、マスクにスリップが生じても、センサ手段から出力される位置情報を用いてレーザ干渉計から出力される位置情報を補正することができ、高精度な座標管理を行うことができる。この結果、欠陥検査装置に用いられるステージ装置に適用した場合、検出された欠陥を検査後に高倍率の対物レンズを用いて観察する際の位置合わせの作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるマスクステージを含むステージ装置の全体構成を示す図である。
【図２】信号処理装置の座標出力の構成を示す図である。
【図３】変位量算出方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は本発明によるステージ装置及びマスクステージの一例を示す図である。本発明のステージ装置は、マスクにパターンを描画するパターン描画機、マスクに形成されたパターンを検査するマスク検査装置、マスクブランクスを検査する検査装置等のマスクを主体とする各種装置に適用することができる。また、本発明のマスクステージは、ＸＹステージ、ＸＹθステージ、ＸＹＺステージ、ＸＹＺθステージ等の各種ステージ装置に適用することができる。さらに、マスクとして、光マスク、レチクル、ＥＵＶマスク、又はマスクブランクスを用いることができる。
【００２３】
本例では、フォトマスクに存在する欠陥を検出するマスク検査装置に用いられるＸＹステージを例にして説明する。図１（Ａ）はフォトマスクが装着された状態を示す線図的平面図であり、図１（Ｂ）は線図的側面図である。定盤１上に２本のＸ方向直動ガイド２を設ける。尚、図面上１本の直動ガイドだけを示す。２本の直動ガイド２にスライダを介してＸテーブル３を連結する。Ｘテーブル３にはＸ方向移動用のＸモータ４が固定され、Ｘテーブル３はＸ方向直動ガイド２にそってＸ方向に並進移動する。Ｘテーブル３上には、Ｙ方向に延在する２本のＹ方向直動ガイド５ａ及び５ｂを固定する。直動ガイド５ａ及び５ｂ上にスライダを介してＹテーブル６を連結する。Ｙテーブル６にはＹモータ７が連結され、Ｙテーブルは、直動ガイドにそってＹ方向に並進移動する。
【００２４】
Ｙテーブル６はマスクが載置されるマスクテーブルとして機能する。マスクテーブル６上には、マスク８を支持する３個の支持パッド９ａ〜９ｃを設ける。支持パッドは、例えば摩擦係数の大きなアルリル系、ポリイミド系又はシリコン系の弾性変形可能な樹脂材料で構成する。本例では、２つの支持パッド９ａ及び９ｂはＸ方向に沿って整列し、支持パッド９ｃは支持パッド９ａと９ｂとを結ぶ軸線と直交し、これら支持パッドのＸ方向の中間点を通る軸線上に配置する。マスク８は３つの支持パッド９ａ〜９ｃ上に配置する。フォトマスクやＥＵＶマスクは、厚さが数ｍｍのガラス材料により構成され、支持パッドは大きな摩擦係数を有する。従って、フォトマスク８は、３つの支持パッド上に配置するだけで、フォトマスクから支持パッドに作用する強い重力とフォトマスクの底面と支持パッドの表面との間に発生する摩擦力により支持される。この場合、マスク８はマスクステージに対してクランプされていないので、フリーな状態に支持され、マスクに不所望な歪みが生ずる不具合が解消される。また、３つの支持パッドは弾性材料により構成されるので、ステージが走行状態から静止状態に移行する際及び静止状態から走行状態に移行する際、マスクに急激な加速度が作用しても、支持パッドの弾性変形により加速度が緩和され、スリップの発生が防止される。
【００２５】
マスクテーブル６には、後述するレーザ干渉計と連動する第１及び第２のバーミラー１０ａ及び１０ｂを固定する。第１のバーミラー１０ａはＹ方向に延在し、第２のバーミラー１０ｂはＸ方向に延在する。尚、２つのバーミラーを用いる代わりに、Ｘ方向に延在する反射バーとＹ方向に延在する反射バーが結合したＬ字型バーミラーを用いることも可能である。第１のバーミラー１０ａには、２つのセンサ手段１１ａ及び１１ｂを設け、第２のバーミラー１０ｂには１つのセンサ手段１１ｃを設ける。これらセンサ手段は、光学式距離センサ又は光学式変位計で構成され、センサ手段からマスクまでの距離又はマスクの変位量を検出する。本例では、センサ手段として光ファイバセンサを用いる。すなわち、光ファイバセンサからマスク８の側面に向けてレーザビームを投射し、マスク側面からの反射ビームを受光することにより、マスク８の側面８ａ及び８ｂまでのＸ方向及びＹ方向の位置をそれぞれ検出し、距離情報として出力する。マスクの側面は高精度に研磨された平坦面である。そこで、本発明では、マスク側面を位置測定用の基準反射面として利用する。尚、光ファイバセンサを変位計として利用することもできる。この場合、マスクをマスクテーブル上に配置して初期設定した際に検出された距離情報を基準情報として用い、基準情報からの変位量を出力することも可能である。尚、以後の説明において、センサ手段は距離センサとして用い、マスク側面までの距離を測定するものとして説明する。
【００２６】
動作中に、第１及び第２の位置検出センサ１１ａ及び１１ｂは、マスクのＹ方向に延在する側面８ａまでのＸ方向の距離を検出し、第３の位置検出センサ１１ｃはマスクのＸ方向に延在する側面８ｂまでのＹ方向の距離を検出する。尚、動作中にマスクが回転しても、その回転量は数秒程度であり、光ファイバセンサにおける反射ビームの受光角度は数度程度と広い角度範囲であるため、動作中にマスクがスリップ回転しても、バーミラーからの反射光は光ファイバセンサにより受光され、マスクまでの距離を安定して測定することができる。また、図面上、光ファイバセンサのヘッドだけを図示し、位置情報を出力する光ファイバセンサの本体は図示しないものとする。
【００２７】
定盤１上に３つのレーザ干渉計ないしレーザ測長機１２ａ〜１２ｃを設ける。第１及び第２のレーザ干渉計１２ａ及び１２ｂはＹ方向に整列配置され、第１のバーミラーに向けてレーザビームを投射し、マスクステージのＸ方向座標を検出する。また、第３のレーザ干渉計１２ｃは第２のバーミラーに向けてレーザビームを投射し、マスクステージのＹ方向座標を検出する。これら３つのレーザ干渉計からの出力を用いて、マスクステージのＸ及びＹ方向の位置情報及びマスクステージの回転量が検出される。
【００２８】
３つのレーザ干渉計１２ａ〜１２ｃから出力される位置情報（座標情報）及び３つの光ファイバセンサ１１ａ〜１１ｃから出力される位置情報は信号処理装置１３に供給され、欠陥が検出された際の欠陥の座標情報が出力される。
【００２９】
マスクステージの位置を検出するレーザ干渉計の座標系及びマスクステージに対するマスクの位置を検出する位置検出手段の座標系は共に共通の座標系を用いる。すなわち、レーザ干渉計は、マスクに形成されている基準マークに検査光学系の光軸を位置決めし、その位置を原点としてマスクステージのＸ及びＹ方向の位置を検出する。また、位置検出手段は、検査光学系の光軸が基準マークに位置決めされた際、レーザ干渉計のレーザビームの交点を原点とし、Ｘ及びＹ方向のマスクの位置を検出する。従って、レーザ干渉計から出力される位置情報及び位置検出手段から出力される位置情報は同一の座標系のものとして取り扱うことができる。
【００３０】
図２は信号処理装置における欠陥座標出力のアルゴリズムを示す図である。３つのレーザ干渉計１２ａ〜１２ｃから出力される位置情報は第１の座標メモリ２１に記憶する。この場合、欠陥検査装置が欠陥を検出し、欠陥検出信号が入力したとき、その時点における座標出力を記憶する。尚、欠陥座標は、レーザ干渉計ないしレーザ測長機１２ａと１２ｃからの位置情報を用いることができる。３つのセンサ手段１１ａ〜１１ｃから出力される距離情報は第２の座標メモリ２２に記憶する。第２の座標メモリ２２は、欠陥検査装置が欠陥を検出し、欠陥検出信号が入力したとき、その時点における座標出力を記憶する。第２の座標メモリに記憶された欠陥座標情報は変位量算出手段２３に供給する。変位量算出手段は、欠陥検査の開始時にセンサ手段が計測した距離を基準とし、基準距離と入力した測定された距離情報とを用いて、マスクステージに対するマスクのＸ方向及びＹ方向の変位量を算出する。この場合、検査中にマスクが変位していない場合、零の変位量が出力され、検査中にマスクが変位した場合初期設定された位置からのＸ方向及びＹ方向の変位量が出力される。
【００３１】
変位量算出手段２３から出力されるＸ方向及びＹ方向の変位量は補正手段２４に供給する。補正手段２４には、レーザ干渉計から出力され第１の座標メモリに記憶された欠陥位置情報も入力する。補正手段２４は、レーザ干渉計から出力される位置情報について変位量算出手段２４から出力される変位量を用いて補正し、欠陥座標情報として出力する。
【００３２】
次に、欠陥座標出力の手順について説明する。マスクステージ６上に検査すべきフォトマスク８を配置する。次に、検査光学系の光軸をフォトマスクに形成された基準マークに位置決めし、レーザ干渉計の原点を基準マークに設定する。また、検査光学系の光軸が基準マークに位置決めされた際、３つのセンサ手段１１ａ〜１１ｃにより計測されたマスク側面までの距離を基準距離として変位量算出手段２３に格納する。続いて、欠陥検査が開始される。検査光学系が欠陥を検出すると、欠陥検出信号が第１及び第２の座標メモリ２１及び２２に入力し、検査光学系が欠陥を検出した時点のレーザ干渉計１２ａ〜１２ｃから出力された座標情報が第１の座標メモリ２１に一時的に記憶され、第１〜第３のセンサ手段１１ａ〜１１ｃから出力された距離情報が第２の座標メモリ２２に一時的に記憶される。第１の座標メモリに記憶された欠陥座標情報は補正手段２４に供給する。また、第２の座標メモリ２２に記憶された欠陥検出時における距離情報は変位量算出手段２３に供給され、基準距離からの変位量が算出される。算出された変位量は補正手段２４に供給され、レーザ干渉計から出力された欠陥座標情報を変位量算出手段から出力される変位量を用いて補正し、欠陥座標が出力される。
【００３３】
次に、変位量算出手段の変位量算出方法について説明する。図３は変位量算出手段における変位量算出方法を説明するための図である。図３を参照するに、検査光学系の光軸が基準マークの位置に設定され、その位置において符号Ａ０〜Ｄ０で示す仮想マスク（１点鎖線で示す）を仮想的に初期設定する。仮想マスクの中心にＸ方向用のレーザ干渉計のレーザビームとＹ方向用のレーザ干渉計のレーザビームとの交点が存在するものとし、レーザ干渉計のビームの交点を原点としてレーザ干渉計と共通するＸ方向及びＹ方向により規定されるマスク座標を設定する。そして、センサ手段により計測された距離情報を用いてマスクの変位量を算出する。動作中にマスクが変位し、仮想マスクＡ０〜Ｄ０（１点鎖線で示す）が符号Ａ１〜Ｄ１で示す位置（実線で示す）に相対的に移動回転したものとし、Ｘ方向及びＹ方向の並進シフト量を求め、レーザ干渉計による位置情報を補正する。尚、各センサ手段により検出された距離から求めた変位量を仮想マスクを基準した際の変位した位置として説明する。Ｘ方向の位置を検出する第１及び第２のセンサ手段１１ａ及び１１ｂの初期設定された際の検出距離をＸ１（０）及びＸ２（０）で表示し、Ｙ方向の変位を計測する第３の位置検出センサの初期設定された際の検出位置をＹ（０）で表示する。また、相対移動回転後における第１及び第２の位置検出センサ１１ａ及び１１ｂの検出位置をＸ１（１）及びＸ２（１）で表示し、第３の位置検出センサ１１ｃの相対移動回転後の検出位置をＹ（１）で表示する。尚、第１の位置検出センサと第２の位置検出センサとの間の間隔は既知のものとする。また、本例では、マスクの変位は回転移動及び並進移動を含むものとする。尚、図３において、仮想マスクを1点鎖線で示し、変位後のマスクを実線に示し、仮想的に角度θ回転だけした状態のマスクを破線で示す。尚、初期設定した際の３つの位置検出センサの検出位置は基準位置情報として記憶する。
【００３４】
初めに、マスクの変位により角度θ回転したものとし、回転角度θを求める。回転角θは、線分Ａ０−Ｂ０とＡ１−Ｂ１との相対角度から求められ、初期設定時の座標Ｘ１（０）及びＸ２（０）と変位後の座標Ｘ１（１）及びＸ２（１）とを用いて算出する。
【００３５】
次に、回転中心Ｐの座標（ＸＰ，ＹＰ）を求める。回転中心Ｐの座標は、線分Ａ０−Ｂ０の延長とＡ１−Ｂ１の延長との交点であり、初期設定時の座標Ｘ１（０）及びＸ２（０）と変位後の座標Ｘ１（１）及びＸ２（１）とを用いて算出する。
【００３６】
次に、Ｘ方向及びＹ方向の並進シフト量を算出する。仮想マスクＡ０〜Ｄ０が、回転中心Ｐの周りに回転だけを行い、破線で示す状態置（Ａ２〜Ｄ２）に回転移動したものとすると、各位置Ａ０〜Ｄ０は、破線で示すマスクの各位置Ａ２〜Ｄ２に移動することになる。Ｘ方向位置を検出する第１及び第２の位置検出センサの情報から、仮想マスクの辺Ａ０−Ｂ０は線分Ａ１−Ｂ１上に沿った状態で任意の位置に存在する。ここで、Ｙ方向座標を計測する第３の位置検出センサの位置情報を利用することにより、仮想マスクの移動回転後の位置を一義的に決定することができる。
【００３７】
第３の位置検出センサの測定点をＥとすると、仮想マスクが並進移動せず回転中心Ｐの周りに回転だけした場合を想定すると、仮想マスクの辺Ａ０−Ｄ０は辺Ａ２−Ｄ２に変位する。この場合、第３の位置検出センサの検出位置はＥ（２）となる。しかし、実際の計測では、第３の位置検出センサはＥ（１）の座標を検出しており、実際の検出座標との間において不整合が発生する。この不整合は、Ｘ方向及びＹ方向の並進移動によるものである。そこで、Ａ２〜Ｄ２により示される仮想マスクがＡ１〜Ｄ１に示す仮想マスクと一致するＸ方向及びＹ方向の並進量をＹ方向の計測座標Ｙ（１）を参照して算出することにより、仮想マスクの移動回転量が一義的に決まる。上記操作により、回転中心Ｐの座標、回転量θ、並進シフト量ΔＸ及びΔＹを求めることができる。
【００３８】
最後に、最終補正座標を算出する。最初に設定した仮想マスクの相対移動回転は実際のマスクの動きにより発生する第１〜第３のセンサの変化量から得られるので、仮想マスクの相対移動回転量と実際のマスクの相対移動回転量は一致している。そこで、レーザ干渉計により計測された座標について、並進シフト量ΔＸ及びΔＹ、Ｐ周りのθ回転補正を行い、欠陥検出座標の最終補正座標が求められる。
【００３９】
上述した実施例では、Ｘ方向の変位を計測するために２つの位置検出センサを用い、Ｙ方向の変位を計測するために１つの位置検出センサを用いたが、勿論、Ｘ方向の変位量を計測する１つの位置検出センサとＹ方向の変位量を計測する１つの位置検出センサを用いてレーザ干渉計の計測値を補正することもできる。この場合、初期設定時に計測した座標情報を基準座標とし、基準座標に対するＸ及びＹ方向の変位量を求め、求めた変位量を並進シフト量として用いる。
【００４０】
また、位置検出センサに関して、マスクのＸ方向の位置を検出する２つの位置検出センサを用いると共にＹ方向の位置を検出する２つの位置検出センサを用いることも可能である。この場合、バーミラーの平行度の計測等の種々の計測が可能になる。
【００４１】
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、マスクの位置を検出する位置検出手段として光ファイバセンサを用いたが、測定ビームを被測定物に向けて投射し、被測定物からの反射光を受光することにより位置検出又は距離測定を行う各種光学センサや変位計を用いることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  定盤
２  Ｘ方向直動ガイド
３  Ｘステージ
４  Ｘモータ
５ａ，５ｂ  Ｙ方向直動ガイド  
６  マスクステージ（Ｙステージ）
７  Ｙモータ
８  フォトマスク
９ａ〜９ｃ  支持パッド  
１０ａ  第１のバーミラー
１０ｂ  第２のバーミラー
１１ａ〜１１ｃ  センサ手段
１２ａ〜１２ｃ  レーザ干渉計
１３  信号処理装置
【図１】
0006482061.tif 000002
【図２】
0006482061.tif 000003
【図３】
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