JP2019002879A - 偏光イメージ取得装置、パターン検査装置、偏光イメージ取得方法、及びパターン検査方法 - Google Patents
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Abstract
Description
パターンが形成された、露光用のマスク基板を載置する移動可能なステージと、
マスク基板を透過した透過光を入射する対物レンズと、
対物レンズを通過した光の進行方向に直交する面内で回転対称に4n等分する4n個の領域のうち、中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係になる2つの領域に対物レンズを通過した光の通過領域をしぼると共に、4n個の領域が2つずつ順に通過領域になるように通過領域の角度を変更する回転可能な絞りと、
通過領域の角度毎に、絞りを通過した、通過領域の角度に対して同方向のP偏光成分と直交方向のS偏光成分とを予め設定された直交する第1と第2の方向の偏向波に変換する、回転型1/2波長板と、
第1の方向の偏光波の軌道と第2の方向の偏光波の軌道とを分離するロションプリズムと、
ロションプリズムを通過した第1の方向の偏光波と第2の方向の偏光波とをそれぞれ異なる結像位置に結像する結像レンズと、
第1の方向の偏光波の結像位置とは異なる第2の方向の偏光波の結像位置で第2の方向の偏光波を反射するミラーと、
第1の方向の偏光波の光学画像として、P偏光成分の偏光波の光学画像とS偏光成分の偏光波の光学画像とを絞りの通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する第1のイメージセンサと、
第2の方向の偏光波の光学画像として、S偏光成分の偏光波の光学画像とP偏光成分の偏光波の光学画像とを絞りの通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する第2のイメージセンサと、
を備えたことを特徴する。
第1のダイにおけるP偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とS偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とが合成された第1のダイ画像と、第1のダイと同様のパターンが形成された第2のダイにおけるP偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とS偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とが合成された、第1のダイ画像に対応する第2のダイ画像と、を比較する比較部と、
をさらに備えると好適である。
パターンが形成された、露光用のマスク基板を載置する移動可能なステージと、
マスク基板を透過した透過光を入射する対物レンズと、
対物レンズを通過した光の進行方向に直交する面内で回転対称に4n等分する4n個の領域のうち、中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係になる2つの領域に対物レンズを通過した光の通過領域をしぼると共に、4n個の領域が2つずつ順に通過領域になるように通過領域の角度を変更する回転可能な絞りと、
絞りを通過した、通過領域の角度に対して同方向のP偏光成分と直交方向のS偏光成分とを予め設定された直交する第1と第2の方向の偏向波に変換する、回転型1/2波長板と、
第1の方向の偏光波の軌道と第2の方向の偏光波の軌道とを分離するロションプリズムと、
ロションプリズムを通過した第1の方向の偏光波と第2の方向の偏光波とをそれぞれ異なる結像位置に結像する結像レンズと、
第1の方向の偏光波の結像位置とは異なる第2の方向の偏光波の結像位置で第2の方向の偏光波を反射するミラーと、
第1の方向の偏光波の光学画像として、P偏光成分の偏光波の光学画像とS偏光成分の偏光波の光学画像とを絞りの通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する第1のイメージセンサと、
第2の方向の偏光波の光学画像として、S偏光成分の偏光波の光学画像とP偏光成分の偏光波の光学画像とを絞りの通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する第2のイメージセンサと、
照明光を対物レンズに分岐すると共に、対物レンズを介して、マスク基板を反射した反射光を通過させるビームスプリッタと、
絞りと1/2波長板とロションプリズムとを光路上と光路外との間で移動させる第1の搬送機構と、
ビームスプリッタを光路上と光路外との間で移動させる第2の搬送機構と、
を備え、
偏光イメージを取得する場合に、絞りと1/2波長板とロションプリズムとがビームスプリッタの代わりに光路上に配置され、パターン検査を行う場合に、ビームスプリッタが絞りと1/2波長板とロションプリズムとの代わりに光路上に配置され、
結像レンズは、パターン検査を行う場合に、透過光と反射光との一方を第1の方向の偏光波の結像位置に結像すると共に、透過光と反射光との他方を第2の方向の偏光波の結像位置に結像し、
ミラーは、パターン検査を行う場合に、P偏光波とS偏光波とのうちの他方の結像位置で透過光と反射光とのうちの他方を反射し、
第1のイメージセンサは、パターン検査を行う場合に、透過光と反射光とのうちの一方の像を撮像し、
第2のイメージセンサは、パターン検査を行う場合に、透過光と反射光とのうちの他方の像を撮像することを特徴する。
第1のダイにおけるP偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とS偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とが合成された第1のダイ画像と、第1のダイと同様のパターンが形成された第2のダイにおけるP偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とS偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とが合成された、第1のダイ画像に対応する第2のダイ画像と、を比較する比較部と、
をさらに備えると好適である。
パターンが形成された、露光用のマスク基板に照明光を結像する工程と、
照明光がマスク基板を透過した透過光を対物レンズに入射する工程と、
対物レンズを通過した光の進行方向に直交する面内で回転対称に4n等分する4n個の領域のうち、中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係になる2つの領域が開口した回転可能な絞りを用いて、2つの領域に対物レンズを通過した光の通過領域をしぼると共に、4n個の領域が2つずつ順に通過領域になるように通過領域の角度を変更する工程と、
回転型1/2波長板を用いて、通過領域の角度毎に、絞りを通過した、通過領域の角度に対して同方向のP偏光成分と直交方向のS偏光成分とを予め設定された直交する第1と第2の方向の偏向波に変換する工程と、
ロションプリズムを用いて第1の方向の偏光波の軌道と第2の方向の偏光波の軌道とを分離する工程と、
結像レンズを用いて、ロションプリズムを通過した第1の方向の偏光波と第2の方向の偏光波とをそれぞれ異なる結像位置に結像する工程と、
ミラーを用いて、第1の方向の偏光波の結像位置とは異なる第2の方向の偏光波の結像位置で第2の方向の偏光波を反射する工程と、
第1のイメージセンサを用いて、第1の方向の偏光波の光学画像として、P偏光成分の偏光波の光学画像とS偏光成分の偏光波の光学画像とを絞りの通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する工程と、
第2のイメージセンサを用いて、第2の方向の偏光波の光学画像として、S偏光成分の偏光波の光学画像とP偏光成分の偏光波の光学画像とを絞りの通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する工程と、
を備えたことを特徴する。
パターンが形成された、露光用のマスク基板に第1の照明光を結像する工程と、
第1の照明光が前記マスク基板を透過した第1の透過光を対物レンズに入射する工程と、
対物レンズを通過した光の進行方向に直交する面内で回転対称に4n等分する4n個の領域のうち、中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係になる2つの領域が開口した回転可能な絞りを用いて、2つの領域に対物レンズを通過した光の通過領域をしぼると共に、4n個の領域が2つずつ順に通過領域になるように通過領域の角度を変更する工程と、
回転型1/2波長板を用いて、通過領域の角度毎に、絞りを通過した、通過領域の角度に対して同方向のP偏光成分と直交方向のS偏光成分とを予め設定された直交する第1と第2の方向の偏向波に変換する工程と、
ロションプリズムを用いて第1の方向の偏光波の軌道と第2の方向の偏光波の軌道とを分離する工程と、
結像レンズを用いて、ロションプリズムを通過した第1の方向の偏光波と第2の方向の偏光波とをそれぞれ異なる結像位置に結像する工程と、
ミラーを用いて、第1の方向の偏光波の結像位置とは異なる第2の方向の偏光波の結像位置で第2の方向の偏光波を反射する工程と、
第1のイメージセンサを用いて、第1の方向の偏光波の光学画像として、P偏光成分の偏光波の光学画像とS偏光成分の偏光波の光学画像とを絞りの通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する工程と、
第2のイメージセンサを用いて、第2の方向の偏光波の光学画像として、S偏光成分の偏光波の光学画像とP偏光成分の偏光波の光学画像とを絞りの通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する工程と、
絞りと1/2波長板とロションプリズムとを光路上から光路外へと移動させる工程と、
ビームスプリッタを光路外から光路上へと移動させる工程と、
透過検査照明光学系を用いて、マスク基板に第2の照明光を照明する工程と、
反射検査照明光学系を用いて、マスク基板に第3の照明光を照明する工程と、
第2の照明光がマスク基板を透過した第2の透過光と、第3の照明光がマスク基板から反射された反射光とを対物レンズ及びビームスプリッタを介して結像レンズに入射する工程と、
結像レンズを用いて、第2の透過光と反射光との一方を第1の方向の偏光波の結像位置に結像すると共に、第2の透過光と反射光との他方を第2の方向の偏光波の結像位置に結像する工程と、
ミラーを用いて、第2の方向の偏光波の結像位置で第2の透過光と反射光とのうちの他方を反射する工程と、
第1のイメージセンサを用いて、第2の透過光と反射光とのうちの一方の像を撮像する工程と、
第2のイメージセンサを用いて、第2の透過光と反射光とのうちの他方の像を撮像する工程と、
を備えたことを特徴する。
図1は、実施の形態1におけるパターン検査装置の構成を示す構成図である。図1において、マスク基板101に形成されたパターンの欠陥を検査する検査装置100は、光学画像取得機構150、及び制御系回路160(制御部)を備えている。
(1) ΔL<0.05・D・f/d
同様に、フレーム分割回路54,56、補正回路62、合成回路64、位置合わせ回路70、及び比較処理回路72は、上述した処理回路で構成されればよい。
20 検査ストライプ
30 フレーム領域
40 領域
50,52,58,60,66,68 記憶装置
54,56 フレーム分割回路
64 合成回路
70 位置合わせ回路
72 比較処理回路
100 検査装置
101 マスク基板
102 XYθテーブル
103 光源
104 拡大光学系
105,205 フォトダイオードアレイ
106,206 センサ回路
107 位置回路
108 比較回路
109 磁気ディスク装置
110 制御計算機
113 オートローダ制御回路
114 テーブル制御回路
115 磁気テープ装置
116 FD
117 CRT
118 パターンモニタ
119 プリンタ
120 バス
122 レーザ測長システム
123,223 ストライプパターンメモリ
140 モード切替制御回路
150 光学画像取得機構
160 制御系回路
170 透過検査照明光学系
171 対物レンズ
172 結像レンズ
173 絞り
174 ミラー
175 反射検査照明光学系
176,178 結像レンズ
180 投影レンズ
181 照明形状切替機構
182 結像レンズ
190 回転型1/2波長板
191 ビームスプリッタ
192 ロションプリズム
194,195,196 搬送機構
197 1/4波長板
199 回転絞り
300 マスク基板
301 透過光
302 対物レンズ
304 半導体基板
305 光
Claims (6)
- パターンが形成された、露光用のマスク基板を載置する移動可能なステージと、
前記マスク基板を透過した透過光を入射する対物レンズと、
前記対物レンズを通過した光の進行方向に直交する面内で回転対称に4n等分する4n個の領域のうち、中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係になる2つの領域に前記対物レンズを通過した光の通過領域をしぼると共に、前記4n個の領域が2つずつ順に通過領域になるように前記通過領域の角度を変更する回転可能な絞りと、
前記通過領域の角度毎に、前記絞りを通過した、前記通過領域の角度に対して同方向のP偏光成分と直交方向のS偏光成分とを予め設定された直交する第1と第2の方向の偏向波に変換する、回転型1/2波長板と、
前記第1の方向の偏光波の軌道と前記第2の方向の偏光波の軌道とを分離するロションプリズムと、
前記ロションプリズムを通過した前記第1の方向の偏光波と前記第2の方向の偏光波とをそれぞれ異なる結像位置に結像する結像レンズと、
前記第1の方向の偏光波の結像位置とは異なる前記第2の方向の偏光波の結像位置で前記第2の方向の偏光波を反射するミラーと、
前記第1の方向の偏光波の光学画像として、前記P偏光成分の偏光波の光学画像と前記S偏光成分の偏光波の光学画像とを前記絞りの前記通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する第1のイメージセンサと、
前記第2の方向の偏光波の光学画像として、前記S偏光成分の偏光波の光学画像と前記P偏光成分の偏光波の光学画像とを前記絞りの前記通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する第2のイメージセンサと、
を備えたことを特徴する偏光イメージ取得装置。 - 前記通過領域の角度毎に撮像された、前記P偏光成分の2n個の偏光波の光学画像と前記S偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とを合成する合成部と、
第1のダイにおける前記P偏光成分の2n個の偏光波の光学画像と前記S偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とが合成された第1のダイ画像と、前記第1のダイと同様のパターンが形成された第2のダイにおける前記P偏光成分の2n個の偏光波の光学画像と前記S偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とが合成された、前記第1のダイ画像に対応する第2のダイ画像と、を比較する比較部と、
をさらに備えたことを特徴する請求項1記載の偏光イメージ取得装置。 - パターンが形成された、露光用のマスク基板を載置する移動可能なステージと、
前記マスク基板を透過した透過光を入射する対物レンズと、
前記対物レンズを通過した光の進行方向に直交する面内で回転対称に4n等分する4n個の領域のうち、中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係になる2つの領域に前記対物レンズを通過した光の通過領域をしぼると共に、前記4n個の領域が2つずつ順に通過領域になるように前記通過領域の角度を変更する回転可能な絞りと、
前記絞りを通過した、前記通過領域の角度に対して同方向のP偏光成分と直交方向のS偏光成分とを予め設定された直交する第1と第2の方向の偏向波に変換する、回転型1/2波長板と、
前記第1の方向の偏光波の軌道と前記第2の方向の偏光波の軌道とを分離するロションプリズムと、
前記ロションプリズムを通過した前記第1の方向の偏光波と前記第2の方向の偏光波とをそれぞれ異なる結像位置に結像する結像レンズと、
前記第1の方向の偏光波の結像位置とは異なる前記第2の方向の偏光波の結像位置で前記第2の方向の偏光波を反射するミラーと、
前記第1の方向の偏光波の光学画像として、前記P偏光成分の偏光波の光学画像と前記S偏光成分の偏光波の光学画像とを前記絞りの前記通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する第1のイメージセンサと、
前記第2の方向の偏光波の光学画像として、前記S偏光成分の偏光波の光学画像と前記P偏光成分の偏光波の光学画像とを前記絞りの前記通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する第2のイメージセンサと、
照明光を前記対物レンズに分岐すると共に、前記対物レンズを介して、前記マスク基板を反射した反射光を通過させるビームスプリッタと、
前記絞りと前記1/2波長板と前記ロションプリズムとを光路上と光路外との間で移動させる第1の搬送機構と、
前記ビームスプリッタを前記光路上と前記光路外との間で移動させる第2の搬送機構と、
を備え、
偏光イメージを取得する場合に、前記絞りと前記1/2波長板と前記ロションプリズムとが前記ビームスプリッタの代わりに前記光路上に配置され、パターン検査を行う場合に、前記ビームスプリッタが前記絞りと前記1/2波長板と前記ロションプリズムとの代わりに前記光路上に配置され、
前記結像レンズは、前記パターン検査を行う場合に、前記透過光と前記反射光との一方を前記第1の方向の偏光波の結像位置に結像すると共に、前記透過光と前記反射光との他方を前記第2の方向の偏光波の結像位置に結像し、
前記ミラーは、前記パターン検査を行う場合に、前記P偏光波と前記S偏光波とのうちの前記他方の結像位置で前記透過光と前記反射光とのうちの前記他方を反射し、
前記第1のイメージセンサは、前記パターン検査を行う場合に、前記透過光と前記反射光とのうちの前記一方の像を撮像し、
前記第2のイメージセンサは、前記パターン検査を行う場合に、前記透過光と前記反射光とのうちの前記他方の像を撮像することを特徴するパターン検査装置。 - 前記通過領域の角度毎に撮像された、前記P偏光成分の2n個の偏光波の光学画像と前記S偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とを合成する合成部と、
第1のダイにおける前記P偏光成分の2n個の偏光波の光学画像と前記S偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とが合成された第1のダイ画像と、前記第1のダイと同様のパターンが形成された第2のダイにおける前記P偏光成分の2n個の偏光波の光学画像と前記S偏光成分の2n個の偏光波の光学画像とが合成された、前記第1のダイ画像に対応する第2のダイ画像と、を比較する比較部と、
をさらに備えたことを特徴する請求項3記載のパターン検査装置。 - パターンが形成された、露光用のマスク基板に照明光を結像する工程と、
前記照明光が前記マスク基板を透過した透過光を対物レンズに入射する工程と、
前記対物レンズを通過した光の進行方向に直交する面内で回転対称に4n等分する4n個の領域のうち、中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係になる2つの領域が開口した回転可能な絞りを用いて、前記2つの領域に前記対物レンズを通過した光の通過領域をしぼると共に、前記4n個の領域が2つずつ順に通過領域になるように前記通過領域の角度を変更する工程と、
回転型1/2波長板を用いて、前記通過領域の角度毎に、前記絞りを通過した、前記通過領域の角度に対して同方向のP偏光成分と直交方向のS偏光成分とを予め設定された直交する第1と第2の方向の偏向波に変換する工程と、
ロションプリズムを用いて前記第1の方向の偏光波の軌道と前記第2の方向の偏光波の軌道とを分離する工程と、
結像レンズを用いて、前記ロションプリズムを通過した前記第1の方向の偏光波と前記第2の方向の偏光波とをそれぞれ異なる結像位置に結像する工程と、
ミラーを用いて、前記第1の方向の偏光波の結像位置とは異なる前記第2の方向の偏光波の結像位置で前記第2の方向の偏光波を反射する工程と、
第1のイメージセンサを用いて、前記第1の方向の偏光波の光学画像として、前記P偏光成分の偏光波の光学画像と前記S偏光成分の偏光波の光学画像とを前記絞りの前記通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する工程と、
第2のイメージセンサを用いて、前記第2の方向の偏光波の光学画像として、前記S偏光成分の偏光波の光学画像と前記P偏光成分の偏光波の光学画像とを前記絞りの前記通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する工程と、
を備えたことを特徴する偏光イメージ取得方法。 - パターンが形成された、露光用のマスク基板に第1の照明光を結像する工程と、
前記第1の照明光が前記マスク基板を透過した第1の透過光を対物レンズに入射する工程と、
前記対物レンズを通過した光の進行方向に直交する面内で回転対称に4n等分する4n個の領域のうち、中心軸を挟んで互いに反対側の位置関係になる2つの領域が開口した回転可能な絞りを用いて、前記2つの領域に前記対物レンズを通過した光の通過領域をしぼると共に、前記4n個の領域が2つずつ順に通過領域になるように前記通過領域の角度を変更する工程と、
回転型1/2波長板を用いて、前記通過領域の角度毎に、前記絞りを通過した、前記通過領域の角度に対して同方向のP偏光成分と直交方向のS偏光成分とを予め設定された直交する第1と第2の方向の偏向波に変換する工程と、
ロションプリズムを用いて前記第1の方向の偏光波の軌道と前記第2の方向の偏光波の軌道とを分離する工程と、
結像レンズを用いて、前記ロションプリズムを通過した前記第1の方向の偏光波と前記第2の方向の偏光波とをそれぞれ異なる結像位置に結像する工程と、
ミラーを用いて、前記第1の方向の偏光波の結像位置とは異なる前記第2の方向の偏光波の結像位置で前記第2の方向の偏光波を反射する工程と、
第1のイメージセンサを用いて、前記第1の方向の偏光波の光学画像として、前記P偏光成分の偏光波の光学画像と前記S偏光成分の偏光波の光学画像とを前記絞りの前記通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する工程と、
第2のイメージセンサを用いて、前記第2の方向の偏光波の光学画像として、前記S偏光成分の偏光波の光学画像と前記P偏光成分の偏光波の光学画像とを前記絞りの前記通過領域の角度に応じて入れ替えながら撮像する工程と、
前記絞りと前記1/2波長板と前記ロションプリズムとを光路上から光路外へと移動させる工程と、
ビームスプリッタを前記光路外から前記光路上へと移動させる工程と、
透過検査照明光学系を用いて、前記マスク基板に第2の照明光を照明する工程と、
反射検査照明光学系を用いて、前記マスク基板に第3の照明光を照明する工程と、
前記第2の照明光が前記マスク基板を透過した第2の透過光と、前記第3の照明光が前記マスク基板から反射された反射光とを前記対物レンズ及び前記ビームスプリッタを介して前記結像レンズに入射する工程と、
前記結像レンズを用いて、前記第2の透過光と前記反射光との一方を前記第1の方向の偏光波の結像位置に結像すると共に、前記第2の透過光と前記反射光との他方を前記第2の方向の偏光波の結像位置に結像する工程と、
前記ミラーを用いて、前記第2の方向の偏光波の結像位置で前記第2の透過光と前記反射光とのうちの前記他方を反射する工程と、
前記第1のイメージセンサを用いて、前記第2の透過光と前記反射光とのうちの前記一方の像を撮像する工程と、
前記第2のイメージセンサを用いて、前記第2の透過光と前記反射光とのうちの前記他方の像を撮像する工程と、
を備えたことを特徴するパターン検査方法。
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