JP4701460B2 - Inspection apparatus, inspection method, and pattern substrate manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、検査装置、検査方法、及びパターン基板の製造方法に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus, an inspection method, and a pattern substrate manufacturing method.
一般にパターンが形成されたマスクの欠陥検査の方法には、マスクパターンと設計データとの比較検査法（一般にＤｉｅ−ｔｏ−ｄａｔａｂａｓｅ比較法と呼ばれる。）と、２つのチップにおけるパターン比較検査法（一般にＤｉｅ−ｔｏ−ｄｉｅ比較法と呼ばれる。）の２通りの方法が広く知られている。どちらの方式でもマスクパターンにおける微小な一部分（以下、観察領域と呼ぶ。）を対物レンズによって拡大して、その拡大された光学像をＣＣＤカメラで検出して検査を行っている。ただし、ＣＣＤカメラを用いる際に、以下に説明するＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれる方式が用いられる場合が多い。このため、このＣＣＤカメラは、ＴＤＩカメラ、あるいはＴＤＩセンサーなどと広く呼ばれている。 In general, a defect inspection method for a mask on which a pattern is formed includes a comparison inspection method (generally referred to as a die-to-database comparison method) between a mask pattern and design data, and a pattern comparison inspection method for two chips (generally, Two methods are widely known, which are referred to as “Die-to-die comparison methods”. In either method, a small part of the mask pattern (hereinafter referred to as an observation region) is enlarged by an objective lens, and the enlarged optical image is detected by a CCD camera for inspection. However, when a CCD camera is used, a system called TDI (Time Delay Integration) described below is often used. For this reason, this CCD camera is widely called a TDI camera or a TDI sensor.
また、観察領域を照明するための光源としては、紫外域で連続動作するレーザや紫外域にスペクトルを有する点光源ランプが用いられている。これらのレーザやランプから取り出される紫外光を、マスクに対して対物レンズと反対側から照射する照明方式は透過照明と呼ばれている。これに対して、マスクに対して対物レンズ側から照明する照明方式は反射照明と呼ばれている。これら２つの照明方法が利用されるのは、見え方（つまり照明されたパターンの光学像をＴＤＩカメラ等に結像させることで撮像した像の見え方）が異なるため、検出できる欠陥の種類等が異なるからである。 As a light source for illuminating the observation region, a laser that continuously operates in the ultraviolet region or a point light source lamp having a spectrum in the ultraviolet region is used. An illumination method for irradiating ultraviolet light extracted from these lasers and lamps from the side opposite to the objective lens with respect to the mask is called transmitted illumination. On the other hand, an illumination method for illuminating the mask from the objective lens side is called reflected illumination. These two illumination methods are used because the way they are viewed (that is, the way the image captured by forming an optical image of the illuminated pattern on a TDI camera or the like) is different, so the types of defects that can be detected, etc. This is because they are different.
ここで一般的なマスク検査装置における反射照明の光学系の構成を、図１０を用いて説明する。図１０では、検査光源としてレーザ装置（ただし図示せず。）を用いた場合を示している。レーザ装置から発生させた直線偏光のレーザ光が検査光学系内に入射する際に、その直線偏光をＳ波とする。このＳ波はＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）に入射すると、反射して下方に進む。なお、Ｓ波と呼ぶのは、このＰＢＳで効率良く反射する偏光方向の直線偏光としているからである。次に、レーザ光が、１／４波長板を通過することで、円偏光に変換される。ここでは照明光が、右回りの円偏光となる。この円偏光は対物レンズを通過して、マスクのパターン面に照射される。パターン面からの反射光は、逆回りの偏光方向、すなわち左回りの円偏光となる。そして、反射光は、対物レンズを通過して、再び１／４波長板を通過する。こうすることで、光は、直線偏光に戻されるが、今度はＰ波になる。このため、反射光は、ＰＢＳを透過することになる。パターン面からの反射光であるＰ波が投影レンズを通過して、ＴＤＩカメラに到達する。この際に、対物レンズと投影レンズとで、マスクのパターン面がＴＤＩカメラに投影されるようになっている。これにより、対物レンズの視野内の拡大像が撮像され、欠陥検査ができるようになっている。 Here, a configuration of an optical system of reflected illumination in a general mask inspection apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows a case where a laser device (not shown) is used as the inspection light source. When linearly polarized laser light generated from the laser device enters the inspection optical system, the linearly polarized light is set as an S wave. When this S wave enters the PBS (polarization beam splitter), it reflects and travels downward. The S wave is called linearly polarized light in the polarization direction that is efficiently reflected by the PBS. Next, the laser light is converted into circularly polarized light by passing through the quarter-wave plate. Here, the illumination light is clockwise circularly polarized light. This circularly polarized light passes through the objective lens and is irradiated onto the pattern surface of the mask. The reflected light from the pattern surface has a reverse polarization direction, that is, a counterclockwise circular polarization. Then, the reflected light passes through the objective lens and again passes through the quarter wavelength plate. By doing this, the light is returned to linearly polarized light, but this time it becomes a P wave. For this reason, reflected light permeate | transmits PBS. The P wave, which is reflected light from the pattern surface, passes through the projection lens and reaches the TDI camera. At this time, the pattern surface of the mask is projected onto the TDI camera by the objective lens and the projection lens. As a result, an enlarged image in the field of view of the objective lens is picked up, and defect inspection can be performed.
一方、ＥＵＶマスクは、露光光である波長１３．５ｎｍのＸ線を反射させて露光に用いている。このため、ＥＵＶマスクは、反射型マスクと呼ばれている。一般的なＥＵＶマスクの断面構造を図１１に示す。図１１に示すように、低膨張ガラスの上には、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜が形成されている。Ｍｏ／Ｓｉ多層膜では、例えば、Ｍｏ膜とＳｉ膜が４０〜５０層形成されている。Ｍｏ／Ｓｉ多層膜は、Ｘ線を反射する。Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の上には、バッファ層（及び保護膜）が形成されている。さらに、バッファ層の上には、Ｘ線を吸収する吸収体を設けている。このように、ＥＵＶマスクは、Ｘ線を反射させない吸収体を、Ｘ線を反射させるＭo／Ｓｉ多層膜の上に形成した積層構造になっている。このＥＵＶマスクによって、ウエハ上にパターン露光させることができる。 On the other hand, the EUV mask reflects X-rays having a wavelength of 13.5 nm, which is exposure light, and is used for exposure. For this reason, the EUV mask is called a reflective mask. A cross-sectional structure of a general EUV mask is shown in FIG. As shown in FIG. 11, a Mo / Si multilayer film is formed on the low expansion glass. In the Mo / Si multilayer film, for example, 40 to 50 Mo films and Si films are formed. The Mo / Si multilayer film reflects X-rays. A buffer layer (and a protective film) is formed on the Mo / Si multilayer film. Further, an absorber that absorbs X-rays is provided on the buffer layer. Thus, the EUV mask has a laminated structure in which an absorber that does not reflect X-rays is formed on a Mo / Si multilayer film that reflects X-rays. With this EUV mask, pattern exposure can be performed on the wafer.
ＥＵＶマスクのパターン検査には、従来のマスク検査装置を利用できる。しかしながら、ＥＵＶマスクは光を透過させないため、照明方式として反射照明でしか検査できない点が大きな違いである。つまり反射照明光が照射されるパターン面におけるＭo／Ｓｉ多層膜からの反射光を検出することになる。そして、パターン面の光学像をＴＤＩカメラに投影することで、パターン形状が撮像され、欠陥検査が行われる。 A conventional mask inspection apparatus can be used for EUV mask pattern inspection. However, since the EUV mask does not transmit light, the major difference is that it can be inspected only by reflected illumination as an illumination method. That is, the reflected light from the Mo / Si multilayer film on the pattern surface irradiated with the reflected illumination light is detected. And by projecting the optical image of a pattern surface on a TDI camera, a pattern shape is imaged and a defect inspection is performed.
従来のマスク検査装置をそのまま用いてＥＵＶマスクを検査する場合、高いコントラストが得られにくいという問題がある。つまり反射照明では、前述したように、マスクに円偏光の照明光が照射される。この場合、ＥＵＶマスクにおけるパターン形成されたＭo／Ｓｉ多層膜まで照明光を到達させるのが困難になってしまう。その理由としては、Ｍo／Ｓｉ多層膜が露出したパターンの幅に比べて、同等の寸法の厚みを有する吸収体が付いている。円偏光では、このような狭いパターン幅内を効率良く進むことができず、パターン形状を高いコントラストでは撮像できないと考えられる。 When an EUV mask is inspected using a conventional mask inspection apparatus as it is, there is a problem that it is difficult to obtain high contrast. That is, in the reflected illumination, as described above, the circularly polarized illumination light is applied to the mask. In this case, it becomes difficult to make illumination light reach the patterned Mo / Si multilayer film in the EUV mask. The reason is that an absorber having a thickness equivalent to the width of the pattern in which the Mo / Si multilayer film is exposed is attached. With circularly polarized light, it is considered that such a narrow pattern width cannot be efficiently advanced, and the pattern shape cannot be imaged with high contrast.
具体的には、非特許文献２によると、吸収体の厚みは９０ｎｍであり、その下のバッファ層が１０ｎｍとされている。また、例えば、ハーフピッチ２２ｎｍ世代のデバイスでは、４倍マスク上での最小線幅は８８ｎｍである。このことから、吸収体と保護膜との厚みの合計は、パターン幅と同等前後に厚いと考えられる。
Specifically, according to Non-Patent
なお、非特許文献１では、コントラストが低い従来の円偏光での照明に替わって、ビームの径方向に偏光方向を有する特殊な偏光照明を用いる構成が示されている。これにより、コントラストが改善されると報告されている。この特殊な偏光照明では、ビームの断面中心から径方向に偏光方向が向いているレーザ光を用いるものである（以下、径方向偏光照明と呼ぶ。）。このため、マスクのパターンの向きに関わらず、従来の一般的なマスク検査装置における照明光の円偏光に比べれば、高いコントラストが得られるとされている。なお、径方向偏光照明の形成法に関しては、例えば、特許文献１に示されている。
Note that Non-Patent
しかしながら、一般的なマスクのパターンは、縦方向か横方向の直線状である。このため、全ての方向を向いている径方向偏光照明では、コントラストが改善される光量の割合が低くなってしまう。この結果、コントラストの向上効果が小さくなってしまう。さらに、径方向偏光照明を実現するためには、下記特許文献１に示されているように、方位方向に分割された特殊な波長板が必要である。このため、コストが高くなる問題もあった。
However, a general mask pattern is linear in the vertical direction or the horizontal direction. For this reason, in the radially polarized illumination that faces in all directions, the proportion of the light quantity that improves the contrast is low. As a result, the effect of improving contrast is reduced. Furthermore, in order to realize radial polarization illumination, a special wave plate divided in the azimuth direction is required as shown in
本発明は、簡便な構成で高いコントラストを得ることができる検査装置、検査方法、及びパターン基板の製造方法を提供することである。
製造方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide an inspection apparatus, an inspection method, and a pattern substrate manufacturing method capable of obtaining high contrast with a simple configuration.
It is to provide a manufacturing method.
本発明の第１の態様に係る検査装置は、対物レンズ（例えば、本発明の実施形態にかかる対物レンズ７）と、前記対物レンズの視野の一部である第１の領域を第１の偏光方向の直線偏光で照明し、前記対物レンズの視野内において前記第１の領域と異なる第２の領域を前記第１の偏光方向と異なる第２の偏光方向の直線偏光で照明する反射照明光学系（例えば、本発明の実施形態にかかる反射照明光学系５１）と、前記第１の領域において、試料で反射した反射光を検出する第１検出器（例えば、本発明の実施形態にかかるＴＤＩカメラ１１ａ）と、前記第２の領域において、試料で反射した反射光を検出する第２検出器（例えば、本発明の実施形態にかかるＴＤＩカメラ１１ｂ）と、を備えるものである。これにより、異なる偏光方向の光で照明することができるため、高いコントラストで検査することができる。
The inspection apparatus according to the first aspect of the present invention uses an objective lens (for example, the
本発明の第２の態様に係る検査装置は、上記の検査装置であって、前記第１の偏光方向と前記第２の偏光方向とが直交していることを特徴とするものである。これにより、縦横パターンを有する試料を高いコントラストで検査することができる。 An inspection apparatus according to a second aspect of the present invention is the inspection apparatus described above, wherein the first polarization direction and the second polarization direction are orthogonal to each other. Thereby, a sample having a vertical and horizontal pattern can be inspected with high contrast.
本発明の第３の態様に係る検査装置は、上記の検査装置であって、前記反射照明光学系が、前記試料と共役な位置に配置され、一部の照明光の偏光状態を変化させる第１の１／２波長板（例えば、本発明の実施形態にかかる１／２波長板４）と、前記第１の１／２波長板から前記対物レンズまでの間に配置され、前記試料で反射した反射光が前記対物レンズを介して入射する第１の光分岐手段（例えば、本発明の実施形態にかかるハーフミラー６、ハーフミラー４１、又はＰＢＳ２０）と、を備えたものである。これにより、簡便な構成で光の利用効率を向上することができる。
An inspection apparatus according to a third aspect of the present invention is the above-described inspection apparatus, wherein the reflective illumination optical system is disposed at a position conjugate with the sample, and changes the polarization state of a part of the illumination light. 1 half-wave plate (for example, the half-
本発明の第４の態様に係る検査装置は、上記の検査装置であって、前記第１の１／２波長板が光路の半分に挿入されているものである。これにより、簡便に直線偏光ビームを生成することができる。 An inspection apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the inspection apparatus described above, wherein the first half-wave plate is inserted in a half of the optical path. Thereby, a linearly polarized beam can be easily generated.
本発明の第５の態様に係る検査装置は、上記の検査装置であって、前記第１の光分岐手段が偏光状態に応じて光を反射する偏光ビームスプリッタ（例えば、本発明の実施形態にかかるＰＢＳ２０）であり、前記反射照明光学系が、前記波長板と前記偏光ビームスプリッタとの間に設けられ、照明光を円偏光にする第１の１／４波長板（例えば、本発明の実施形態にかかる１／４波長板５ａ）と、前記対物レンズと偏光ビームスプリッタの間に設けられ、前記第１の１／４波長板によって円偏光になった照明光を直線偏光にする第２の１／４波長板（例えば、本発明の実施形態にかかる１／４波長板５ｂ）と、前記偏光ビームスプリッタから前記第１及び第２光検出器までの間に設けられ、前記第１及び第２光検出器に入射する反射光を直線偏光にする第３の１／４波長板（例えば、本発明の実施形態にかかる１／４波長板５ｃ）と、を備えるものである。
An inspection apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the inspection apparatus described above, wherein the first light branching unit reflects light according to a polarization state (for example, in the embodiment of the present invention). A first quarter-wave plate (for example, an implementation of the present invention) in which the reflective illumination optical system is provided between the wave plate and the polarizing beam splitter, and the illumination light is circularly polarized. A quarter-
本発明の第６の態様に係る検査装置は、上記の検査装置であって、前記反射照明光学系が、前記照明光を第１の光ビームと第２の光ビームに分岐する第２の光分岐手段（例えば、本発明の実施形態にかかるハーフミラー６ｂ）と、前記光分岐手段で分岐された第１の光ビームの偏光状態を変化させる第２の１／２波長板（例えば、本発明の実施形態４にかかる１／２波長板４ｂ）と、前記波長板で偏光状態が第１の光ビームが前記第２の光ビームと近接して伝搬するように重ね合わせる手段（例えば、本発明の実施形態４にかかるミラー３ｄ）と、を備えたものである。
An inspection apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the above-described inspection apparatus, wherein the reflective illumination optical system is a second light that branches the illumination light into a first light beam and a second light beam. Branch means (for example, the
本発明の第７の態様に係る検査装置は、上記の検査装置であって、前記第２の１／２波長板が第１の光ビーム全体の偏光状態を変化させることを特徴とするものである。これにより、 An inspection apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the inspection apparatus described above, wherein the second half-wave plate changes a polarization state of the entire first light beam. is there. This
本発明の第８の態様に係る検査装置は、上記の検査装置であって、前記反射照明光学系が、照明光を分岐して前記第１の領域に入射する第１のビームと、前記第１の光ビームとは異なる方向に伝搬する第２の光ビームを生成する第３の光分岐手段（例えば、本発明の実施形態４にかかるハーフミラー４０）と、前記第２のビームの偏光状態を変化させる第３の１／２波長板（例えば、本発明の実施形態４にかかる１／波長板４）と、前記試料と共役な位置に配置され、前記第３の１／２波長板からの第２の光ビームを前記第３の光分岐手段を介して前記第２の領域に入射させる手段（例えば、本発明の実施形態４にかかるミラー４０ｃ）と、を備えるものである。
An inspection apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the above-described inspection apparatus, wherein the reflective illumination optical system divides illumination light and enters the first region, and the first beam A third light branching unit (for example, a
本発明の第９の態様に係る検査方法は、対物レンズの視野の一部である第１の領域を第１の方向の直線偏光で、照明するステップと、前記対物レンズの視野内において前記第１の領域と異なる第２の領域を前記第１の偏光方向と異なる第２の偏光方向の直線偏光で、照明するステップと、前記第１の領域において前記試料で反射した反射光を、前記対物レンズを介して第１検出器で検出するステップと、前記第２の領域において前記試料で反射した反射光を、前記対物レンズを介して第２検出器で検出するステップと、を備えるものである。 An inspection method according to a ninth aspect of the present invention includes illuminating a first region that is a part of the field of view of the objective lens with linearly polarized light in a first direction, and the first region within the field of view of the objective lens. Illuminating a second region different from the first region with linearly polarized light having a second polarization direction different from the first polarization direction, and reflecting light reflected by the sample in the first region to the objective A step of detecting with a first detector through a lens, and a step of detecting reflected light reflected by the sample in the second region with the second detector through the objective lens. .
本発明の第１０の態様に係る検査方法は、上記の検査方法であって、前記第１の方向、及び前記第２の方向の少なくとも一方が前記試料に設けられたパターンに沿っていることを特徴とするものである。 The inspection method according to a tenth aspect of the present invention is the inspection method described above, wherein at least one of the first direction and the second direction is along a pattern provided on the sample. It is a feature.
本発明の第１１の態様に係る検査方法は、パターン基板の製造方法は、上記の検査方法により、フォトマスクを検査する検査ステップと、前記検査ステップによって検査されたフォトマスクの欠陥を修正する欠陥修正ステップと、前記欠陥修正ステップで修正されたフォトマスクを介して基板を露光する露光ステップと、前記露光された基板を現像する現像ステップを有するものである。 According to an inspection method of an eleventh aspect of the present invention, there is provided a pattern substrate manufacturing method comprising: an inspection step for inspecting a photomask by the above inspection method; and a defect for correcting a defect of the photomask inspected by the inspection step. A correction step; an exposure step of exposing the substrate through the photomask corrected in the defect correction step; and a development step of developing the exposed substrate.
本発明によれば、簡便な構成で高いコントラストを得ることができる検査装置、検査方法、及びパターン基板の製造方法を提供することである。 According to the present invention, an inspection apparatus, an inspection method, and a pattern substrate manufacturing method capable of obtaining high contrast with a simple configuration are provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following description shows preferred embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. In the following description, the same reference numerals indicate substantially the same contents.
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下に、本実施形態にかかる検査装置を、図１〜３を用いて説明する。本実施の形態では、ＥＵＶマスクの検査を行う検査装置を例として説明を行う。図１は、本発明の検査装置の照明光学系全体の構成図である。図２は、ＥＵＶマスク検査装置における偏光状態の説明図である。図３は、検査装置の照明領域と、検査領域の関係を模式的に示す図である。図１に示すように、検査装置は、レンズ１ｂ、１ｃ、１ｄ、ミラー３ａ、及びハーフミラー６等を有する反射照明光学系５１を用いて、ＥＵＶマスク８を照明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Below, the inspection apparatus concerning this embodiment is demonstrated using FIGS. In the present embodiment, an inspection apparatus that inspects an EUV mask will be described as an example. FIG. 1 is a configuration diagram of the entire illumination optical system of the inspection apparatus of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of a polarization state in the EUV mask inspection apparatus. FIG. 3 is a diagram schematically showing the relationship between the illumination area of the inspection apparatus and the inspection area. As shown in FIG. 1, the inspection apparatus illuminates the
図示していないレーザ装置からの照明光であるレーザ光Ｌ１が出射される。レーザ光としては、０．２μｍ前後の紫外域の波長の光を用いることができる。そして、レーザ光Ｌ１は、レンズ１ａによってホモジナイザー２に入射し、この内部で全反射を繰り返しながら進む。こうすることで、ホモジナイザー２の出射面では、均一な光強度分布のビームが形成されている。レーザ光Ｌ１は、ホモジナイザー２の出射後、レンズ１ｂを通る。これにより、レーザ光Ｌ２は平行ビームに戻される。
Laser light L1 that is illumination light from a laser device (not shown) is emitted. As the laser light, light having an ultraviolet wavelength of about 0.2 μm can be used. The laser beam L1 is incident on the
そして、レーザ光Ｌ２は、レンズ１ｃを通過してミラー３ａで折り返される。ミラー３ａで反射したレーザ光Ｌ３は１／２波長板４の置かれている位置に到達する。ただし、１／２波長板４は、レーザ光Ｌ３のビーム断面に関して半分だけが通過するように配置されている。すなわち、１／２波長板４は光路の半分まで挿入されている。１／２波長板４の光学的な位置は、ホモジナイザー２の出射面と共役な位置になっている。すなわち、ホモジナイザー２の出射面の光学像が、レンズ１ｂとレンズ１ｃとによって、１／２波長板４の位置に投影されるようになっている。
The laser beam L2 passes through the
１／２波長板４の位置を通過したレーザ光Ｌ４は、レンズ１ｄを通過する。レンズ１ｄを通過したレーザ光Ｌ４は、ハーフミラー６に入射する。ハーフミラー６では、レーザ光Ｌ４が反射と透過とで２分割される。本発明では、ハーフミラー６を透過するレーザ光は利用しないため、図示していない。なお、反射率と透過率に関しては、図２を用いて後述する。
The laser beam L4 that has passed through the position of the half-
ハーフミラー６を反射したレーザ光Ｌ７は対物レンズ７を通過する。対物レンズ７で集光されたレーザ光Ｌ８は、ＥＵＶマスク８に入射する。そして、レーザ光Ｌ８のようにＥＵＶマスク８の上側のパターン面８ｂを照射する。
The laser beam L7 reflected from the
パターン面８ｂを照射して発生する反射光としてのレーザ光Ｌ８（なお、前述したレーザ光Ｌ８は、図で下向きに進んでおり、今回は図で上向きに進むが、同一空間を伝搬するレーザ光なので同じ符号を用いる。）は対物レンズ７を通過する。以下、ＥＵＶマスク８で反射したレーザ光を反射光と称することもある。対物レンズ７で屈折された反射光は、ハーフミラー６を透過する。ハーフミラー６を通過したレーザ光Ｌ９は投影レンズ９を通過する。投影レンズ９で屈折された反射光は、空間分割ミラー１０の位置に到達する。ここで空間分割ミラー１０に当たらない半分のビームがＴＤＩカメラ１１ａに到達し、空間分割ミラー１０に当たるレーザ光がＴＤＩカメラ１１ｂに到達する。すなわち、空間分割ミラー１０が反射光を空間的に分離する。分離された２つの反射光は、それぞれＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂのセンサー面１２ａ、１２ｂに到達する。
Laser light L8 as reflected light generated by irradiating the
なお、ＥＵＶマスク８のパターン面８ｂにレーザ光Ｌ８が照射している領域が観察領域（照明領域）となる。この観察領域が対物レンズ７と投影レンズ９とで構成される投影光学系によって、センサー面１２ａあるいはセンサー面１２ｂに投影されるようになっている。
Note that an area where the laser beam L8 is irradiated on the
ここで、レーザ光の偏光方向に関して、図２を用いて補足説明する。レーザ光Ｌ３は、そのビーム断面の半分のみが１／２波長板４を通過している。この１／２波長板４によって直後のレーザ光Ｌ４は、互いに直交した偏光方向で近接した２本のレーザ光が並んだようになっている。これらをＳ波とＰ波とする。なお、ここではＳ波、Ｐ波という表現を用いるが、単に偏光方向が直交する２種の光を区別するために用いている。これらＳ波、Ｐ波が合わさったレーザ光Ｌ４は、レンズ１ｄを通過後、ハーフミラー６に入射する。
Here, the polarization direction of the laser light will be supplementarily described with reference to FIG. Only half of the beam cross-section of the laser beam L3 passes through the half-
このハーフミラー６では、入射するレーザ光がＳ波の場合、約７０％を反射し、約３０％を透過するようになっている。また、入射するレーザ光がＰ波の場合は、約３０％が反射し、約７０％が透過するようになっている。その結果、ハーフミラー６で反射して下方に進むレーザ光Ｌ７においては、Ｓ波が約７０％、Ｐ波が約３０％になっている。これらＳ波とＰ波とが、対物レンズ７を通過して、パターン面８ｂを照射する。
The
また、１／２波長板４の光学的な位置はＥＵＶマスク８のパターン面８ｂと共役な位置になっている。すなわち前記互いに直交した偏光方向で近接した２本のレーザ光を形成させる位置は、パターン面８ｂに共役な光学位置、すなわち一般に視野絞りが配置される位置になっている。直交した偏光方向で近接した２本のレーザ光を形成させる位置が、対物レンズ７と、レンズ１ｄとで形成される投影光学系によってパターン面８ｂに投影される。これによって、パターン面８ｂにおいては、互いに直交した２つの直線偏光のレーザ光Ｌ８が、近接した異なる領域に照射されるようになる。つまり、図３に示したように、対物レンズ７の視野内にＰ波の照明領域とＳ波の照明領域とが形成される。それぞれの中に矩形の検査領域が形成され、この領域がＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂに投影される。そして、ＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂによって取得した画像に基づいて欠陥検査が行われる。
The optical position of the half-
次に、パターン面８ｂからの反射光、すなわち上方に進むレーザ光Ｌ８は、Ｐ波とＳ波とが合わさった偏光状態になっている。この反射光は、対物レンズ７を通過してから、再びハーフミラー６に入射する。このハーフミラー６を透過する割合としては、前記と同様、Ｓ波に対しては約３０％、Ｐ波に対しては約７０％になっている。一方、前述したように、レーザ光Ｌ７は、Ｓ波が約７０％、Ｐ波が約３０％になっている。よって、ハーフミラー６を透過できるレーザ光Ｌ９においては、Ｓ波に対しても、Ｐ波に対しても、レーザ光Ｌ４を構成するＳ波、Ｐ波の約２１％（＝７０％×３０％）と同じ割合になる。これにより、ＴＤＩカメラ１１ａでの受光量とＴＤＩカメラ１１ｂの受光量とがほぼ等しくなる。
Next, the reflected light from the
ここで、ハーフミラー６におけるＰ波、Ｓ波の反射率をそれぞれＲｐ、Ｒｓとする。また、ＥＵＶマスクのパターン面での反射率を１００％と仮定する。さらに、ハーフミラー６に入射する前のＰ波とＳ波が合成されたレーザ光Ｌ４のパワーに関しては、Ｐ波もＳ波も１．０とする。すると、再度ハーフミラー６を通過してＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂへ向かうレーザ光Ｌ９におけるＰ波のパワーＰｐ、及びＳ波のパワーＰｓは、以下の式１、式２で求められる。なお、以下の式では、ハーフミラー６での損失を無視している。
Here, the reflectances of the P wave and S wave in the
Ｐｐ＝Ｒｐ×（１−Ｒｐ） （式１）
Ｐｓ＝Ｒｓ×（１−Ｒｓ） （式２）
Pp = Rp × (1−Rp) (Formula 1)
Ps = Rs × (1−Rs) (Formula 2)
一方、Ｒｓ＝１−Ｒｐになることから、ＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂへ向かうレーザ光Ｌ９のパワーは以下の式で表される。
On the other hand, since Rs = 1−Rp, the power of the laser light L9 toward the
Ｐｐ＋Ｐｓ＝２．０×Ｒｐ×（１−Ｒｐ） （式３） Pp + Ps = 2.0 × Rp × (1−Rp) (Formula 3)
従って、レーザ光Ｌ９がハーフミラー６に入射する前のレーザ光Ｌ４のパワーに対する割合（以下、伝達効率と呼び、ηで表す。）は以下の式４で表される。
Therefore, the ratio (hereinafter referred to as transmission efficiency, expressed as η) to the power of the laser light L4 before the laser light L9 enters the
η＝Ｒｐ×（１−Ｒｐ） （式４） η = Rp × (1−Rp) (Formula 4)
式４はＲｐ＝０．５０の時に最大値０．２５が得られる。これがハーフミラーを用いた本実施例における理論最大値である。従って、前述した実施例のように、反射率や透過率が５０％から離れると、伝達効率が低下していく。このことから、反射率や透過率は出来る限り５０％に近い方が好ましい。しかし一般にＰ波は、光学材を透過しやすい。このため、実際に製作できるハーフミラーにおいては、Ｒｐを５０％程度まで高めることは難しい。よって、Ｒｐは３０％程度になってしまう。
In
また、一般的なマスク検査装置と同様、パターン面８ｂがＴＤＩカメラ１１ａに投影されるように、対物レンズ７と投影レンズ９とを配置させている。本実施形態では、ＴＤＩカメラ１１ａの直前に空間分割ミラー１０を配置している。よって、ＴＤＩカメラ１１ｂに対しても、パターン面８ｂが投影されるようになっている。従って、パターン面８ｂにおいて隣接した異なる領域に照射される直交した直線偏光（すなわちＰ波とＳ波）のレーザ光Ｌ８が、２台ＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂのそれぞれに投影させることができる。
Similarly to a general mask inspection apparatus, the
以上に説明したように、本発明の検査装置では、直交する２つの直線偏光のレーザ光のそれぞれでマスク上の異なる領域を照明することができる。さらに、それぞれの領域を、異なる２台のＴＤＩカメラのそれぞれで観察できるようになっている。したがって、パターン面８ｂが、直交する縦方向と横方向のパターンで構成されている場合、それぞれのパターンに平行な方向の偏光方向を有する反射照明で検査することができる。例えば、マスク８の縦横パターンと偏光方向が平行になるように照明する。これにより、高いコントラストで撮像でき、検査感度が向上する。
As described above, in the inspection apparatus of the present invention, different areas on the mask can be illuminated with each of two orthogonally polarized laser beams. Furthermore, each region can be observed by each of two different TDI cameras. Therefore, when the
図１、及び図３に示すように、一方のＴＤＩカメラ１１ａでＰ波での照明領域を検査し、他方のＴＤＩカメラ１１ｂでＳ波での照明領域を検査する。ＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂによる検査領域は、照明領域に含まれる。すなわち、照明領域は検査領域よりも大きくなっている。上記のように照明することで、高いコントラストで撮像することができる。これにより、検査感度が向上し、正確に検査することができる。よって、生産性を向上することができる。また、Ｓ波の照明による検査領域とＰ波の照明による検査領域での光量を略等しくすることができる。
As shown in FIGS. 1 and 3, one
図１、あるいは図２に示したＥＵＶマスク検査装置では、１／２波長板４を光路の半分に配置することでＳ波とＰ波とに分割している。１／２波長板４をパターン面８ｂと共役な位置に配置している。しかしながら、異なる光学的構成で、レーザ光をＰ波とＳ波に分割することも可能である。Ｐ波とＳ波が含まれるレーザ光Ｌ４を形成する場合の異なる光学的構成について図４を用いて説明する。
In the EUV mask inspection apparatus shown in FIG. 1 or FIG. 2, the half-
ここでは、レーザ光Ｌ３をＰ波として、先ずハーフミラー６ｂに入射させる。これにより、レーザ光Ｌ３が透過と反射とでパワー的に２分割される。すなわち、ハーフミラー６ｂは照明光を２本の光ビームに分割する。ハーフミラー６ｂを透過したＰ波であるレーザ光Ｌ１２は１／２波長板４ｂを通過するため、Ｓ波に変換される。このＳ波はミラー３ｃ、３ｄで反射する。ハーフミラー６ｂで分岐されたレーザ光Ｌ１２の全体が１／２波長板４ｂを通過する。よって、１／２波長板４ｂによって、レーザ光Ｌ１２全体の偏光状態が変化する。
Here, the laser beam L3 is first incident on the
一方、ハーフミラー６ｂで反射したＰ波のレーザ光Ｌ１３はミラー３ｂで反射する。ミラー３ｂで反射したレーザ光Ｌ１３は、ミラー３ｄの近傍を通過する。このレーザ光Ｌ１３は、図４のようにミラー３ｄで反射したＳ波に近接して平行に進む。これによって、直交した２方向の直線偏光の近接したレーザ光Ｌ４が形成される。また、ミラー３ｄによって２本のレーザ光を近接させる光学位置を視野絞りの位置とすればよい。すなわち、ミラー３ｄをパターン面８ｂと共役な位置に配置する。
On the other hand, the P-wave laser beam L13 reflected by the
本実施形態の特徴としては、１／２波長板４ｂが、レーザ光Ｌ１２のビーム断面より大きな通常の円形の１／２波長板を利用できる。そして、１／２波長板４ｂを回転させることで、結晶軸方向の微調整を行える特長がある。図４で示した光学的な構成を図１で示した１／２波長板４の代わりに配置すればよい。
As a feature of the present embodiment, a normal circular half-wave plate larger than the beam cross section of the laser beam L12 can be used as the half-
上記のように、検査装置は、直線偏光のレーザ光が発生する検査光源と、少なくとも１枚の１／２波長板と、少なくとも１枚のハーフミラー、少なくとも１枚の空間分割ミラー、及び２台のＴＤＩカメラ等の撮像素子（なお、以下の説明では、これらを代表してＴＤＩカメラと表現する。）を備えている。そして、これらが以下のように光学的配置となっている。 As described above, the inspection apparatus includes an inspection light source that generates linearly polarized laser light, at least one half-wave plate, at least one half mirror, at least one spatial division mirror, and two units. Imaging devices such as TDI cameras (in the following description, these are represented as TDI cameras as representative). These are optically arranged as follows.
先ず検査光源から取りだされる１本のレーザ光を２分割して、片方のみを１／２波長板に通過させている。よって、互いに直交した偏光方向で近接した２本のレーザ光を形成することができる。これらを同一のハーフミラーに入射させる。ハーフミラーはＰＢＳとは異なり、入射光が直線偏光であって、その直線偏光がどの方向の偏光方向であっても、反射と透過とが同時に起こる。このことから、少なくとも一部を対物レンズへ向かわせることができ、対物レンズを通過させてマスクを照射できる。 First, one laser beam taken out from the inspection light source is divided into two, and only one of them is passed through the half-wave plate. Therefore, it is possible to form two laser beams that are close to each other with mutually orthogonal polarization directions. These are made incident on the same half mirror. Unlike the PBS, the half mirror has linearly polarized incident light, and reflection and transmission occur simultaneously regardless of the direction of polarization of the linearly polarized light. From this, at least a part can be directed to the objective lens, and the mask can be irradiated through the objective lens.
互いに直交した偏光方向で近接した２本のレーザ光を形成させる光学的な位置を、マスクのパターン面と共役にしている。これにより、対物レンズを含む投影光学系によって、互いに直交した偏光方向で近接した２本のレーザ光を形成させる光学位置が、パターン面に投影されるようになる。つまり、パターン面においては、互いに直交した２つの直線偏光のレーザ光が、近接した異なる照明領域に照射されることになる。例えば、図３に示すように対物レンズ７の視野内において、左側半分がＰ波で証明され、右側半分がＳ波で照明される。よって、パターンが縦横方向のいずれであっても、レーザ光が、パターン幅内を効率良く進むことができるようになる。
The optical position where two laser beams that are close to each other in the orthogonal polarization directions are formed is conjugate with the pattern surface of the mask. Thereby, an optical position for forming two laser beams that are close to each other in the polarization directions orthogonal to each other is projected onto the pattern surface by the projection optical system including the objective lens. That is, on the pattern surface, two linearly polarized laser beams orthogonal to each other are irradiated to different adjacent illumination areas. For example, as shown in FIG. 3, in the field of view of the
次に、パターン面からの反射光は、対物レンズ７を通ってから、再度ハーフミラー６に入射する。最初にレーザ光がハーフミラー６に入射してくる方向とは異なる方向にも進ませることができる。したがって、その方向に２台のＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂを配置すればよい。この際に、一般的なマスク検査装置と同様に、パターン面が、２台のＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂの一方に投影されるように、対物レンズ７と投影レンズ９とを配置すれば良い。さらに、そのＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂの直前に空間分割ミラー１０を配置して、レーザ光を分割させてもよい。こうすることで、もう一方のＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂもレーザ光を到達させることができる。よって、２台のＴＤＩカメラにパターン面を投影できる。これによって、パターン面において隣接した異なる領域に照射される各々の直線偏光の照明光の反射光を、２台ＴＤＩカメラの各々に到達させることができる。また、反射光の拡がり角を小さくすることで、空間分割ミラー１０をパターン面８ｂと共役な位置以外に配置することも可能である。
Next, the reflected light from the pattern surface passes through the
以上のように本発明では、直交する直線偏光の２本のレーザ光のそれぞれで、パターン面における隣接した照明領域をそれぞれ照明している。そして、隣接する照明領域の光学像を異なるカメラで撮像している。こうすることで得られる各々の光学像を、異なる２台のカメラの各々で観察している。試料であるＥＵＶマスクに入射するレーザ光は、直交する偏光方向のレーザ光となっている。すなわち、対物レンズ７の視野の片側半分が第１の方向の直線偏光で照明され、もう片側半分が第１の方向と直交する第２の方向の直線偏光で照明される。よって、パターンが縦横方向のいずれであっても、レーザ光が、パターン幅内を効率良く進むことができるようになる。すなわち、いずれか一方のレーザ光の偏光方向はパターンに沿った方向となる。換言すると、直線偏光の偏光軸がパターンの方向に沿うように照明する。これにより、パターン形状を高いコントラストで撮像することができる。
As described above, in the present invention, the adjacent illumination regions on the pattern surface are respectively illuminated with two orthogonally polarized laser beams. And the optical image of an adjacent illumination area is imaged with a different camera. Each optical image obtained in this way is observed by each of two different cameras. The laser light incident on the EUV mask that is the sample is a laser light having an orthogonal polarization direction. That is, one half of the visual field of the
実施の形態２．
次に本発明にかかる実施形態２について、図５を用いて詳細説明する。図５はＥＵＶマスク検査装置における光学系の一部を示した構成図である。なお、ＥＵＶマスク検査装置において、図１に示した検査装置と同等のものに関しては、同一の符号を付してある。したがって、その詳細については説明を適宜省略する。
Next,
本実施の形態ではハーフミラー６の代わりにＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）２０が用いられている。ＰＢＳ２０は入射光の偏光状態に応じて光を反射または透過させる。さらに、３枚の１／４波長板５ａ、５ｂ、５ｃが追加されている。１／４波長板５ａは、レンズ１ｄとＰＢＳ２０の間に配置されている。１／４波長板５ｂは、対物レンズ７とＰＢＳ２０との間に配置されている。１／４波長板５ｃは、投影レンズ９とＰＢＳ２０の間に配置されている。
In the present embodiment, a PBS (polarizing beam splitter) 20 is used instead of the
実施形態１と同様に、レーザ光Ｌ３は、そのビーム断面の半分のみが１／２波長板４を通過している。１／２波長板４を通過した直後のレーザ光Ｌ４は、互いに直交した偏光方向で近接した２本のレーザ光が並んだようになっている。そこでこれらをＳ波とＰ波に分けられる。これらＳ波、Ｐ波が混ざったレーザ光Ｌ４は、１／４波長板５ａを通過する。こうすることで、Ｓ波、Ｐ波はどちらも円偏光なる。ただし、１／４波長板５ａの結晶軸方向が、前記Ｓ波、及びＰ波の偏光方向から４５度回転した角度に設置されている。これによって、Ｓ波、及びＰ波は、左回りの円偏光（左円偏光と示す。）と右回りの円偏光（右円偏光と示す。）に変換される。なお、ここではＳ波、Ｐ波という表現を用いるが、単に偏光方向が直交する２種の光を区別するために用いている。
As in the first embodiment, only half of the beam cross section of the laser light L3 passes through the half-
本実施例では、図１に示されたＥＵＶマスク検査装置で利用したハーフミラーは利用せずに、その代わりにＰＢＳ２０を用いている。円偏光は一般にＰＢＳを用いると、透過と反射とで容易にパワー的にほぼ正確に２分割できる。このことから、これらの左円偏光と右円偏光とを含むレーザ光Ｌ５ｂは、どちらも約半分のパワーがＰＢＳ２０で反射する。これにより、左円偏光と右円偏光の両方を対物レンズ７に向かわせることができる。ただし、対物レンズ７に入射する手前で１／４波長板５ｂを通過する。このため、左円偏光及び右円偏光は、再び直線偏光に変換される。この際にＰ波とＳ波のように直交する２つの偏光方向を有するレーザ光Ｌ７ｂに戻される。これらＳ波とＰ波とが、対物レンズ７を通過して、パターン面８ｂを照射することになる。
In this embodiment, the half mirror used in the EUV mask inspection apparatus shown in FIG. 1 is not used, but
また、１／２波長板４の光学的な位置は、ＥＵＶマスク８のパターン面に共役な光学位置になっている。すなわち前記互いに直交した偏光方向（Ｐ波、Ｓ波と称している）で近接した２本のレーザ光Ｌ４を形成させる位置は、ＥＵＶマスク８のパターン面８ａに共役な光学位置、すなわち一般に視野絞りが配置される位置になっている。つまり対物レンズ７と、レンズ１ｄとで形成される投影光学系によって、直交した偏光方向で近接した２本のレーザ光を形成させる位置が、パターン面８ｂに投影されるからである。これによって、パターン面８ｂにおいては、互いに直交した２つの直線偏光のレーザ光Ｌ８（すなわちＰ波とＳ波）が、近接した異なる領域に照射されるようになる（図４参照）。
The optical position of the half-
次に、パターン面８ｂからの反射光に関して説明する。この反射光はＰ波とＳ波とが合わさった偏光状態になっている。そして、反射光は、対物レンズ７を通過してから、再び２枚目の１／４波長板５ｂを通過する。このことから、レーザ光Ｌ７ｂは再び円偏光に変換される。なお、この円偏光は、右円偏光と左円偏光とが合わさった偏光状態になっている。上方に進むレーザ光Ｌ７ｂは円偏光であるため、ＰＢＳ２０で半分のパワーは透過する。ＰＢＳ２０を透過した円偏光のレーザ光Ｌ９ｂは、３枚目の１／４波長板５ｃを通過する。このことから、レーザ光Ｌ１０は再び直線偏光に変換される。その際に、Ｐ波とＳ波とが合わさった偏光状態になっている。
Next, the reflected light from the
また、図１に示した実施形態１と同様に、２台のＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂの直前に空間分割ミラー１０を配置させている。こうすることで、パターン面８ｂにおいて隣接した異なる照明領域（すなわちＰ波とＳ波が照射される照明領域）を、２台のＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂのそれぞれに投影させることができる。なお、空間分割ミラー１０の代わりにＰＢＳを用いても、Ｓ波とＰ波を分岐してもよい。
In addition, as in the first embodiment shown in FIG. 1, the
本実施形態のＥＵＶマスク検査装置では、従来のマスク検査装置と同様、ハーフミラー６の代わりにＰＢＳ２０を用いている。よって、従来のマスク検査装置の光学系の基本構成をほとんど変えず、１／４波長板を２枚追加するだけで利用できる。つまり、ＰＢＳ２０を入射させる際に円偏光に変換させており、これによって左円偏光でも右円偏光でもほぼ５０％の反射率（つまり透過率もほぼ５０％）にできる。ここで、ＥＵＶマスク８での反射率を１００％と仮定する。ＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂへ向かうレーザ光Ｌ９ｂのパワーとしては、ＰＢＳ２０に入射する直前のレーザ光Ｌ５ｂのパワーの約５０％の自乗、つまり約２５％になる。このことから、前述した第一実施形態の検査装置の場合の伝達効率の約２１％よりパワーアップする。つまり、ハーフミラーを用いた場合の伝達効率の理論最大値が得られる。なお、パワーアップさせる代わりに、検査光源のレーザ装置のパワーを下げて動作させることができ、レーザ装置内の光学部品等の寿命を延ばすことができる。
In the EUV mask inspection apparatus of this embodiment,
実施の形態３．
次に本発明のＥＵＶマスク検査装置の第三の実施形態について、図６を用いて説明する。図６に示された検査装置では、基本的構成は図１に示した検査装置と同じである。本実施形態では、ハーフミラーと、これに入射させる手法が実施の形態１と異なっている。ここでは、実施の形態１で示したハーフミラー６の代わりに、ハーフミラー３１とミラー３０が設けられている。したがって、他の構成については、適宜説明を省略する。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the EUV mask inspection apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The basic configuration of the inspection apparatus shown in FIG. 6 is the same as that of the inspection apparatus shown in FIG. In the present embodiment, the half mirror and the method of entering the half mirror are different from those in the first embodiment. Here, a
先ずＳ波とＰ波とが混ざったレーザ光Ｌ４は、レンズ１ｄを通過後、ミラー３０に入射する。ミラー３０は、入射したレーザ光Ｌ４を反射する。ミラー３０で折り返されたレーザ光Ｌ３０は、ハーフミラー３１に入射する。このハーフミラー３１は、表面がノーコートで、裏面に反射防止膜がコーティングされた薄い石英板である。このハーフミラー３１に対して、約８３度の大きな角度でレーザ光Ｌ３０を入射させている。
First, the laser beam L4 in which the S wave and the P wave are mixed passes through the
図７にハーフミラーの特性を示す。図７は、ハーフミラー３１の入射角と反射率の関係を示すグラフである。図７に示したハーフミラー３１の特性（つまり、石英板のノーコート面での反射率特性）から判るように、入射角約８３度の場合、Ｐ波の反射率は約３５％、Ｓ波の反射率は約６５％となっている。このように、ハーフミラー３１に対して斜めにレーザ光を入射させることで、高い反射率でＰ波、及びＳ波を対物レンズ７に入射されることができる。
そして、実施の形態１と同様に、レーザ光Ｌ７は、対物レンズ７で集光されて、ＥＵＶマスク８に入射する。ＥＵＶマスク８で反射したレーザ光Ｌ７は、対物レンズ７を介して、ハーフミラー３１に入射する。
FIG. 7 shows the characteristics of the half mirror. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the incident angle of the
As in the first embodiment, the laser beam L7 is collected by the
その結果、ハーフミラー３１を再び通過した後のレーザ光Ｌ９において、Ｓ波に関しては、最初に入射する際の反射率が約６５％、再び入射する際の透過率は約３５％となることから、約２３％（＝０．６５×０．３５）となる。一方、Ｐ波に関しては、最初に入射する際の反射率が約３５％、再び入射する際の透過率は約６５％となることから、こちらも約２３％（＝０．３５×０．６５）となる。
As a result, in the laser light L9 after passing through the
以上のように本実施の形態にかかる検査装置では、ハーフミラー３１への入射角を大きくとれるような構成にしている。具体的には、ハーフミラー３１に対する照明光の入射角度を８０度以上とすることが好ましい。これにより、ノーコートの石英板を適用できるようになり、高価になるコーティングが不要となる。よって、部品コストを低減することができる。
As described above, the inspection apparatus according to the present embodiment is configured such that the incident angle to the
実施の形態４．
次に、実施形態４にかかる検査装置について、図８を用いて説明する。図８に示された検査装置の基本的構成は図１に示した検査装置と同じである。本実施形態では、ハーフミラーと、これに入射させる手法が実施形態１と異なる。
Next, an inspection apparatus according to
本実施の形態では、実施の形態１で示したハーフミラー６の位置に、ハーフミラー４０を配置している。第１のハーフミラー４０は、照明光を分岐して第１のビームと、第１の光ビームとは異なる方向に伝搬する第２の光ビームを生成する。また、実施の形態１で示した１／２波長板４の位置に、ミラー４０ｃを配置している。さらに、ハーフミラー４０を通過した光を利用するために、ミラー４０ａ、ミラー４０ｂ、１／２波長板４、レンズ１ｅ等を配設している。
In the present embodiment, the
先ず、Ｐ波のみの直線偏光であるレーザ光Ｌ４は、視野絞りの位置を通過後、レンズ１ｄに入射する。視野絞りの位置には、ミラー４０ｃが配置されている。ミラー４０ｃは光路と近接して配置されている。ミラー４０ｃは。レーザ光Ｌ４をほとんど遮らない。したがって、レーザ光Ｌ４はミラー４０ｃの近傍を通って、レンズ１ｄに入射する。レーザ光Ｌ４はレンズ１ｄを通過後、ハーフミラー４０に入射する。レーザ光Ｌ４は、ハーフミラー４０によって反射と透過に２分割される。すなわち、ハーフミラー４０で反射した第１の光ビームと、ハーフミラー４０を透過した第２の光ビームとが生成される。反射したレーザ光Ｌ７（第１の光ビーム）は実施形態１と同様に、対物レンズ７を通り、ＥＵＶマスク８のパターン面８ｂを照射する。このレーザ光Ｌ４は、図３で示したＰ波の照明領域に入射する。
First, the laser beam L4, which is linearly polarized only with P waves, enters the
一方、ハーフミラー４０を透過したレーザ光Ｌ４０（第２の光ビーム）は、ミラー４０ａ、４０ｂ、４０ｃ等によって再利用される。具体的には、ハーフミラー４０を透過したレーザ光Ｌ４０は、ミラー４０ａ、４０ｂで反射して、１／２波長板４を通過する。１／２波長板４を通過したレーザ光Ｌ４１はＳ波に変換される。そして、レーザ光Ｌ４０は、レンズ１ｅを通ってから、再び視野絞りの位置に配置されたミラー４０ｃに入射する。レーザ光Ｌ４０は、ミラー４０ｃで反射してレンズ１ｄを通り、ハーフミラー４０に入射する。ハーフミラー４０では、約５０％が反射する。ハーフミラー４０で反射した対物レンズ７を通って、ＥＵＶマスク８のパターン面８ｂを照射する。ミラー４０ｃは、ＥＵＶマスク８と共役な位置に配置されている。そして、ミラー４０ｃで第２の光ビームが反射されることで、第２の光ビームは、１／２波長板４で偏光状態が変化した後、ミラー４０ｃ及びハーフミラー４０を介してＥＵＶマスク８に入射する。この第２の光ビームは、図３で示したＳ波による照明領域に入射する。
On the other hand, the laser light L40 (second light beam) transmitted through the
本実施形態におけるハーフミラー４０の特性としては、Ｓ波に対する反射率と透過率は約５０％である。また、Ｐ波の反射率は約２５％（透過率は約７５％）になっている。これらの反射率を選んだ理由は後述する。また、最初のレーザ光Ｌ３のパワーを１とする。さらに、ＥＵＶマスク８での反射率を１００％と仮定する。ＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂに向かうレーザ光Ｌ１０を構成するＰ波のパワーとしては、レーザ光Ｌ３のパワーに対する約２５％と約７５％約の積の約１９％となる。一方、Ｓ波のパワーとしては、レーザ光Ｌ３のパワーの約７５％のレーザ光Ｌ４０の約５０％の、さらに約５０％となる。したがって、Ｓ波のパワーは、やはり約１９％となる。その結果、レーザ光Ｌ１０を構成するＰ波とＳ波の両方のパワーの合計としては約３８％となり、実施の形態１、２、３で示した構成における伝達効率の理論的最大値２５％よりも高くできることが、本実施例の特長である。
As a characteristic of the
ここで、本実施例の伝達効率を補足説明する。ハーフミラー４０におけるＰ波、Ｓ波の反射率をそれぞれＲｐ、Ｒｓとして、仮にＥＵＶマスクのパターン面での反射率を１００％と仮定する。さらに、ハーフミラー４０に入射する前のレーザ光Ｌ３のパワーを１．０とする。ＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂへ向かうレーザ光Ｌ１０におけるＰ波のパワーＰｐ、及びＳ波のパワーＰｓは以下の式で求められる。
Here, the transmission efficiency of the present embodiment will be supplementarily described. Assume that the reflectance of the EUV mask on the pattern surface is 100% assuming that the reflectances of the P wave and S wave in the
Ｐｐ＝Ｒｐ×（１−Ｒｐ） （式５）
Ｐｓ＝（１−Ｒｐ）×Ｒｓ×（１−Ｒｓ） （式６）
ただし、ＰｐとＰｓとを等しくする必要があるため、下記の式が成立する。
Ｒｐ＝Ｒｓ×（１−Ｒｓ） （式７）
すなわちＲｐはＲｓの関数であるため、ＰｐもＲｓで表すと、下記のようになる。
Ｐｐ＝Ｒｓ×（１−Ｒｓ）×（１−Ｒｓ＋Ｒｓ＾２）） （式８）
これをグラフに表すと図９に示したようになる。Ｒｓ＝０．５０においてＰｐが最大値を取り（この場合、Ｒｐ＝０．２５となる。）、Ｐｐ＝０．１８７５になる。従って、ＰｐとＰｓの和は０．３７５であるため、伝達効率の理論最大値は約３８％となる。
Pp = Rp × (1−Rp) (Formula 5)
Ps = (1-Rp) × Rs × (1-Rs) (Formula 6)
However, since it is necessary to make Pp and Ps equal, the following equation is established.
Rp = Rs × (1-Rs) (Formula 7)
That is, since Rp is a function of Rs, Pp is also expressed as Rs as follows.
Pp = Rs * (1-Rs) * (1-Rs + Rs ^ 2)) (Formula 8)
This is represented in a graph as shown in FIG. At Rs = 0.50, Pp takes the maximum value (in this case, Rp = 0.25), and Pp = 0.1875. Therefore, since the sum of Pp and Ps is 0.375, the theoretical maximum value of transmission efficiency is about 38%.
その他の実施の形態
なお、上記の説明では検査を行う試料がＥＵＶマスク８であるとして説明したが、試料はＥＵＶマスク８に限られるものではない。例えば、試料はパターン基板であればよい。さらに、上記の実施形態では、ＴＤＩカメラ１１ａ、１１ｂを用いて、検査領域を撮像したが、ＴＤＩカメラ以外の光検出器（カメラ）を用いて撮像してもよい。このように、反射照明光学系５１を用いて検査する検査装置に好適である。
Other Embodiments In the above description, the sample to be inspected is described as being the
さらに、ＥＵＶマスク８を照明する直線偏光の偏光方向は直交する方向に限られるものではない。すなわち、異なる２つの方向で照明するようにすればよい。また、偏光方向をパターンに沿うようにすることが好ましい。すなわち、偏光方向をパターンの方向と平行にすることが好ましい。
Furthermore, the polarization direction of the linearly polarized light that illuminates the
また、上述の検査装置はＥＵＶマスクの検査に限らず、パターンを有するパターン基板であれば利用することができる。例えば、検査の対象となる試料としては、フォトマスクの他、カラーフィルタ基板などを挙げることができる。 The above-described inspection apparatus is not limited to the inspection of the EUV mask, and any pattern substrate having a pattern can be used. For example, examples of the sample to be inspected include a color filter substrate in addition to a photomask.
上記の検査装置を用いてフォトマスクを検査し、フォトマスクの欠陥を検出する。そして、フォトマスクの欠陥を修正することによって、欠陥のないフォトマスクが製造される。これにより、フォトマスクの生産性を向上することができる。このような欠陥のないフォトマスクを用いて、感光性樹脂を有する基板を露光する。そして、露光された基板を現像液で現像する。これにより、感光性樹脂を精度よくパターニングすることができる。よって、感光性樹脂がパターニングされたパターン基板を生産性よく製造することができる。さらに、感光性樹脂がレジストである場合、パターニングされた感光性樹脂を介して導電膜や絶縁膜をエッチングする。これにより、配線基板、回路基板などのパターン基板の生産性を向上することができる。 A photomask is inspected using the above-described inspection apparatus to detect a photomask defect. Then, a defect-free photomask is manufactured by correcting the defect of the photomask. Thereby, the productivity of the photomask can be improved. A substrate having a photosensitive resin is exposed using such a photomask having no defect. Then, the exposed substrate is developed with a developer. Thereby, the photosensitive resin can be patterned with high accuracy. Therefore, a patterned substrate on which the photosensitive resin is patterned can be manufactured with high productivity. Further, when the photosensitive resin is a resist, the conductive film and the insulating film are etched through the patterned photosensitive resin. Thereby, productivity of pattern boards, such as a wiring board and a circuit board, can be improved.
１ａ レンズ
１ｂ レンズ
１ｃ レンズ
１ｄ レンズ
１ｅ レンズ
２ ホモジナイザー
３ａ ミラー
３ｂ ミラー
３ｃ ミラー
３ｄ ミラー
４ １／２波長板
４ｂ １／２波長板
５ａ １／４波長板
５ｂ １／４波長板
５ｃ １／４波長板
６ ハーフミラー
６ａ ハーフミラー
７ 対物レンズ
８ ＥＵＶマスク
８ｂ パターン面
９ 投影レンズ
１０ 空間分割ミラー
１１ａ ＴＤＩカメラ
１１ｂ ＴＤＩカメラ
２０ ＰＢＳ
３０ ミラー
３１ ハーフミラー
４０ ハーフミラー
４０ａ ミラー
４０ｂ ミラー
４０ｃ ミラー
５１ 反射照明光学系
30
Claims (10)
試料と共役な位置に配置され、一部の照明光の偏光状態を変化させる第１の１／２波長板と、前記第１の１／２波長板から前記対物レンズまでの間に配置され、前記試料で反射した反射光が前記対物レンズを介して入射する第１の光分岐手段と、を有し、前記対物レンズの視野の一部である第１の領域を第１の偏光方向の直線偏光で照明し、前記対物レンズの視野内において前記第１の領域と異なる第２の領域を前記第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の直線偏光で照明する反射照明光学系と、
前記第１の領域において、前記試料で反射した反射光を検出する第１検出器と、
前記第２の領域において、前記試料で反射した反射光を検出する第２検出器と、を備え、
前記第１の光分岐手段が偏光状態に応じて光を反射する偏光ビームスプリッタであり、
前記反射照明光学系が、
前記第１の１／２波長板と前記偏光ビームスプリッタとの間に設けられ、照明光を円偏光にする第１の１／４波長板と、
前記対物レンズと偏光ビームスプリッタの間に設けられ、前記第１の１／４波長板によって円偏光になった照明光を直線偏光にする第２の１／４波長板と、を備える検査装置。 An objective lens;
A first half-wave plate disposed at a position conjugate with the sample and changing the polarization state of a part of the illumination light, and disposed between the first half-wave plate and the objective lens; First light branching means for reflecting light reflected by the sample through the objective lens, and the first region that is a part of the field of view of the objective lens is a straight line in the first polarization direction. A reflective illumination optical system that illuminates with polarized light and that illuminates a second region different from the first region within the field of view of the objective lens with linearly polarized light in a second polarization direction orthogonal to the first polarization direction;
A first detector for detecting reflected light reflected by the sample in the first region;
A second detector for detecting reflected light reflected by the sample in the second region,
The first light branching means is a polarization beam splitter that reflects light according to a polarization state;
The reflected illumination optical system is
A first quarter-wave plate provided between the first half-wave plate and the polarization beam splitter, which makes the illumination light circularly polarized;
An inspection apparatus comprising: a second quarter-wave plate that is provided between the objective lens and the polarization beam splitter and converts the illumination light that has been circularly polarized by the first quarter-wave plate into linearly polarized light.
試料と共役な位置に配置され、一部の照明光の偏光状態を変化させる第１の１／２波長板と、前記第１の１／２波長板から前記対物レンズまでの間に配置され、前記試料で反射した反射光が前記対物レンズを介して入射する第１の光分岐手段と、を有し、前記対物レンズの視野の一部である第１の領域を第１の偏光方向の直線偏光で照明し、前記対物レンズの視野内において前記第１の領域と異なる第２の領域を前記第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の直線偏光で照明する反射照明光学系と、
前記第１の領域において、前記試料で反射した反射光を検出する第１検出器と、
前記第２の領域において、前記試料で反射した反射光を検出する第２検出器と、を備え、
前記第１の１／２波長板が光路の半分に挿入されている検査装置。 An objective lens;
A first half-wave plate disposed at a position conjugate with the sample and changing the polarization state of a part of the illumination light, and disposed between the first half-wave plate and the objective lens; First light branching means for reflecting light reflected by the sample through the objective lens, and the first region that is a part of the field of view of the objective lens is a straight line in the first polarization direction. A reflective illumination optical system that illuminates with polarized light and that illuminates a second region different from the first region within the field of view of the objective lens with linearly polarized light in a second polarization direction orthogonal to the first polarization direction;
A first detector for detecting reflected light reflected by the sample in the first region;
A second detector for detecting reflected light reflected by the sample in the second region,
An inspection apparatus in which the first half-wave plate is inserted in a half of the optical path.
前記反射照明光学系によって、前記対物レンズの視野内において前記第１の領域と異なる第２の領域を前記第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の直線偏光で、照明するステップと、
前記第１の領域において試料で反射した反射光を、前記対物レンズを介して第１検出器で検出するステップと、
前記第２の領域において前記試料で反射した反射光を、前記対物レンズを介して第２検出器で検出するステップと、を備え、
前記反射照明光学系が試料と共役な位置に配置され、一部の照明光の偏光状態を変化させる第１の１／２波長板と、前記第１の１／２波長板から前記対物レンズまでの間に配置され、前記試料で反射した反射光が前記対物レンズを介して入射する第１の光分岐手段を備え、
前記第１の光分岐手段が偏光状態に応じて光を反射する偏光ビームスプリッタであり、
前記反射照明光学系が、
前記第１の１／２波長板と前記偏光ビームスプリッタとの間に設けられ、照明光を円偏光にする第１の１／４波長板と、
前記対物レンズと偏光ビームスプリッタの間に設けられ、前記第１の１／４波長板によって円偏光になった照明光を直線偏光にする第２の１／４波長板と、を備える検査方法。 Illuminating a first region that is part of the field of view of the objective lens with linearly polarized light in a first polarization direction by a reflective illumination optical system;
Illuminating a second region different from the first region in the field of view of the objective lens with linearly polarized light in a second polarization direction orthogonal to the first polarization direction by the reflective illumination optical system;
Detecting the reflected light reflected by the specimen Te said first region odor, the first detector through the objective lens,
Detecting reflected light reflected by the sample in the second region with a second detector via the objective lens,
The reflective illumination optical system is disposed at a position conjugate with the sample, and changes from a polarization state of a part of the illumination light to the objective lens. A first light branching unit that is disposed between and reflected by the sample is incident through the objective lens;
The first light branching means is a polarization beam splitter that reflects light according to a polarization state;
The reflected illumination optical system is
A first quarter-wave plate provided between the first half-wave plate and the polarization beam splitter, which makes the illumination light circularly polarized;
An inspection method comprising: a second quarter-wave plate that is provided between the objective lens and the polarization beam splitter and converts the illumination light that has been circularly polarized by the first quarter-wave plate into linearly polarized light.
前記反射照明光学系によって、前記対物レンズの視野内において前記第１の領域と異なる第２の領域を前記第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の直線偏光で、照明するステップと、
前記第１の領域において試料で反射した反射光を、前記対物レンズを介して第１検出器で検出するステップと、
前記第２の領域において前記試料で反射した反射光を、前記対物レンズを介して第２検出器で検出するステップと、を備え、
前記反射照明光学系が試料と共役な位置に配置され、一部の照明光の偏光状態を変化させる第１の１／２波長板と、前記第１の１／２波長板から前記対物レンズまでの間に配置され、前記試料で反射した反射光が前記対物レンズを介して入射する第１の光分岐手段を備え、
前記第１の１／２波長板が光路の半分に挿入されている検査方法。 Illuminating a first region that is part of the field of view of the objective lens with linearly polarized light in a first polarization direction by a reflective illumination optical system;
Illuminating a second region different from the first region in the field of view of the objective lens with linearly polarized light in a second polarization direction orthogonal to the first polarization direction by the reflective illumination optical system;
Detecting the reflected light reflected by the specimen Te said first region odor, the first detector through the objective lens,
Detecting reflected light reflected by the sample in the second region with a second detector via the objective lens,
The reflective illumination optical system is disposed at a position conjugate with the sample, and changes from a polarization state of a part of the illumination light to the objective lens. A first light branching unit that is disposed between and reflected by the sample is incident through the objective lens;
An inspection method in which the first half-wave plate is inserted in a half of the optical path.
前記検査ステップによって検査されたフォトマスクの欠陥を修正する欠陥修正ステップと、
前記欠陥修正ステップで修正されたフォトマスクを介して基板を露光する露光ステップと、
前記露光された基板を現像する現像ステップと、を有するパターン基板の製造方法。 An inspection step for inspecting a photomask by the inspection method according to any one of claims 5 to 9,
A defect correcting step of correcting defects of the photomask inspected by the inspecting step;
An exposure step of exposing the substrate through the photomask corrected in the defect correction step;
And a developing step for developing the exposed substrate.
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