JP5087038B2

JP5087038B2 - Pattern inspection device

Info

Publication number: JP5087038B2
Application number: JP2009074776A
Authority: JP
Inventors: 信一今井
Original assignee: Toshiba Corp; NEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; NEC Corp
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2025-09-20
Also published as: JP2009175749A

Description

本発明は、パタン検査装置に係り、例えば、半導体製造に用いる試料となる物体のパタン欠陥を検査するパタン検査技術に関し、半導体素子や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を製作する際に使用するリソグラフィ用マスクの欠陥を検査するためのパタン検査装置に関する。 The present invention relates to a pattern inspection apparatus and, for example, relates to a pattern inspection technique for inspecting a pattern defect of an object to be a sample used for semiconductor manufacture, and a lithography mask used for manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display (LCD). The present invention relates to a pattern inspection apparatus for inspecting defects.

近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅はますます狭くなってきている。これらの半導体素子は、回路パタンが形成された原画パタン（マスク或いはレチクルともいう。以下、マスクと総称する）を用いて、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパタンを露光転写して回路形成することにより製造される。よって、かかる微細な回路パタンをウェハに転写するためのマスクの製造には、微細な回路パタンを描画することができるパタン描画装置を用いる。かかるパタン描画装置を用いてウェハに直接パタン回路を描画することもある。パタン描画装置については、電子ビームやレーザビームを用いて描画する装置の開発が試みられている。 In recent years, the circuit line width required for a semiconductor element has been increasingly narrowed as a large scale integrated circuit (LSI) is highly integrated and has a large capacity. These semiconductor elements use an original image pattern (also referred to as a mask or a reticle, hereinafter referred to as a mask) on which a circuit pattern is formed, and the pattern is exposed and transferred onto a wafer by a reduction projection exposure apparatus called a stepper. It is manufactured by forming a circuit. Therefore, a pattern drawing apparatus capable of drawing a fine circuit pattern is used for manufacturing a mask for transferring such a fine circuit pattern onto a wafer. A pattern circuit may be directly drawn on a wafer using such a pattern drawing apparatus. As for the pattern drawing apparatus, development of an apparatus for drawing using an electron beam or a laser beam has been attempted.

そして、多大な製造コストのかかるＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。しかし、１ギガビット級のＤＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に代表されるように、ＬＳＩを構成するパタンは、サブミクロンからナノメータのオーダーになろうとしている。歩留まりを低下させる大きな要因の一つとして、半導体ウェハ上に超微細パタンをフォトリソグラフィ技術で露光、転写する際に使用されるマスクのパタン欠陥があげられる。近年、半導体ウェハ上に形成されるＬＳＩパタン寸法の微細化に伴って、パタン欠陥として検出しなければならない寸法も極めて小さいものとなっている。そのため、ＬＳＩ製造に使用される転写用マスクの欠陥を検査するパタン検査装置の高精度化が必要とされている。 In addition, improvement in yield is indispensable for manufacturing an LSI that requires a large amount of manufacturing cost. However, as represented by a 1 gigabit class DRAM (Random Access Memory), the pattern constituting the LSI is going to be on the order of submicron to nanometer. One of the major factors that reduce the yield is a pattern defect of a mask used when an ultrafine pattern is exposed and transferred onto a semiconductor wafer by a photolithography technique. In recent years, with the miniaturization of LSI pattern dimensions formed on semiconductor wafers, the dimensions that must be detected as pattern defects have become extremely small. Therefore, it is necessary to improve the accuracy of a pattern inspection apparatus for inspecting defects in a transfer mask used in LSI manufacturing.

一方、マルチメディア化の進展に伴い、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）は、５００ｍｍ×６００ｍｍ、またはこれ以上への液晶基板サイズの大型化と、液晶基板上に形成されるＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）等のパタンの微細化が進んでいる。従って、極めて小さいパタン欠陥を広範囲に検査することが要求されるようになってきている。このため、このような大面積ＬＣＤのパタン及び大面積ＬＣＤを製作する時に用いられるフォトマスクの欠陥を短時間で、効率的に検査する試料検査装置の開発も急務となってきている。 On the other hand, with the development of multimedia, LCDs (Liquid Crystal Display) are increasing in size of the liquid crystal substrate to 500 mm × 600 mm or more, and TFTs (Thin Film Transistors) formed on the liquid crystal substrate. : Thin film transistors) and the like are being miniaturized. Therefore, it is required to inspect a very small pattern defect over a wide range. For this reason, it has become an urgent task to develop a sample inspection apparatus for efficiently inspecting defects of a photomask used in manufacturing such a large area LCD pattern and a large area LCD in a short time.

ここで、従来のパタン検査装置では、拡大光学系を用いてリソグラフィマスク等の試料上に形成されているパタンを所定の倍率で撮像した光学画像と、設計データ、あるいは試料上の同一パタンを撮像した光学画像と比較することにより検査を行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、パタン検査方法として、同一マスク上の異なる場所の同一パタンを撮像した光学画像同士を比較する「ｄｉｅｔｏｄｉｅ検査」や、パタン設計されたＣＡＤデータをマスクにパタンを描画する時に描画装置が入力するための装置入力フォーマットに変換した描画データを検査装置に入力して、これをベースに参照画像を生成して、それとパタンを撮像した測定データとなる光学画像とを比較する「ｄｉｅｔｏｄａｔａｂａｓｅ検査」がある。かかる検査装置における検査方法では、試料はステージ上に載置され、ステージが動くことによって光束が試料上を走査し、検査が行われる。試料には、光源及び照明光学系によって光束が照射される。試料を透過あるいは反射した光は光学系を介して、センサ上に結像される。センサで撮像された画像は測定データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、光学画像と参照画像とを適切なアルゴリズムに従って比較し、一致しない場合には、パタン欠陥有りと判定する。 Here, in a conventional pattern inspection apparatus, an optical image obtained by imaging a pattern formed on a sample such as a lithography mask using a magnifying optical system at a predetermined magnification, and the design data or the same pattern on the sample are imaged. It is known to perform an inspection by comparing with an optical image (for example, see Patent Document 1).
For example, as a pattern inspection method, a “drawing to die inspection” in which optical images obtained by imaging the same pattern at different locations on the same mask are compared, or when a pattern is drawn using pattern-designed CAD data as a mask. The drawing data converted into the apparatus input format for input is input to the inspection apparatus, a reference image is generated based on the drawing data, and this is compared with the optical image that is the measurement data obtained by imaging the pattern "die to database" There is "inspection". In the inspection method in such an inspection apparatus, the sample is placed on the stage, and the stage is moved so that the light beam scans on the sample and the inspection is performed. The sample is irradiated with a light beam by a light source and an illumination optical system. The light transmitted or reflected by the sample is imaged on the sensor via the optical system. The image picked up by the sensor is sent to the comparison circuit as measurement data. In the comparison circuit, the optical image and the reference image are compared according to an appropriate algorithm after the images are aligned, and if they do not match, it is determined that there is a pattern defect.

上述したように、半導体装置の高性能化に伴い、マスクのマスクパタンはますます微細化・高集積化している。これに伴い検査装置には高い分解能を発揮することが求められている。高分解能を実現するためには照明光の波長を短波長化する必要があるため、深紫外域の検査波長をもつレーザー光源を用いる必要がある。半導体ロードマップによれば、９０ｎｍノード以降では、２６６ｎｍ以下の検査波長をもつ照明光が必要となる。 As described above, the mask pattern of the mask is increasingly miniaturized and highly integrated as the performance of semiconductor devices increases. Along with this, inspection apparatuses are required to exhibit high resolution. In order to realize high resolution, it is necessary to shorten the wavelength of the illumination light, so it is necessary to use a laser light source having a deep ultraviolet region inspection wavelength. According to the semiconductor roadmap, illumination light having an inspection wavelength of 266 nm or less is required after the 90 nm node.

検査装置の照明光としては、高精度にセンサ上に結像させるためにも連続光が望ましいが、検査に必要な２６６ｎｍ以下の深紫外領域で、連続光光源を得るためには、連続発振する長波長レーザーを基本波とする短波長側への波長変換を行わなければならない。すなわち、連続出力で、所定の波長より長波長の複数のレーザーを基本波とした、和周波発生を行なわなければならない。しかしながら波長変換は、非線形過程であり、変換効率を高めるために高電界が必要である。一方、連続発振は、本質的に低電界を与えるので、その波長変換には特別な変換技術を要する。ここで、非線形媒質中で電界強度を高めるためには、非線形結晶に基本波を閉じ込める共振器構成を採用しなければならない。和周波発生のための共振器構成には、レーザー増幅媒体を共振器内に設置する内部共振器による方法と、基本波発生源を和周波発生用の共振器と独立させた外部共振器による方法とがある。共振器構成を採用した連続光光源として、例えば、波長１９３ｎｍの連続光源が文献に開示されている（例えば、特許文献２参照）。 As the illumination light of the inspection apparatus, continuous light is desirable in order to form an image on the sensor with high accuracy. However, in order to obtain a continuous light source in the deep ultraviolet region of 266 nm or less necessary for inspection, continuous oscillation is performed. Wavelength conversion to the short wavelength side with a long wavelength laser as a fundamental wave must be performed. That is, it is necessary to perform sum frequency generation using a plurality of lasers having a wavelength longer than a predetermined wavelength as a fundamental wave with continuous output. However, wavelength conversion is a non-linear process and requires a high electric field to increase conversion efficiency. On the other hand, since continuous oscillation essentially provides a low electric field, a special conversion technique is required for wavelength conversion. Here, in order to increase the electric field strength in the nonlinear medium, a resonator configuration in which the fundamental wave is confined in the nonlinear crystal must be employed. The resonator configuration for sum frequency generation includes an internal resonator method in which the laser amplification medium is installed in the resonator, and an external resonator method in which the fundamental wave source is independent of the sum frequency generation resonator. There is. As a continuous light source employing a resonator configuration, for example, a continuous light source having a wavelength of 193 nm is disclosed in the literature (see, for example, Patent Document 2).

しかしながら、従来、照明光を得るための連続光光源は、基本波光源の一部に大型のアルゴンレーザーを用いたり、基本波の電界を強調するために上述したような共振器装置を導入したりする必要があったため、それ自体がきわめて大型となってしまう。また、共振器装置等では空間伝播する光路が長いために外乱の影響を受けやすい。さらには、複雑な構成をとっているために整備に時間がかかり、また頻繁にメンテナンスが必要なため連続運転時間が限られてしまう。 However, conventionally, a continuous light source for obtaining illumination light uses a large argon laser as a part of the fundamental wave light source, or introduces a resonator device as described above to emphasize the electric field of the fundamental wave. Because it was necessary to do so, it itself becomes very large. In addition, a resonator device or the like is easily affected by a disturbance because the optical path that propagates in space is long. Furthermore, since it takes a complicated configuration, it takes time for maintenance, and frequent maintenance is required, so that the continuous operation time is limited.

さらに、かかる共振器構成を設けた光源では、その装置構成が複雑かつ大きいために、検査装置に搭載することが困難となってしまう。或いは、搭載できたとしても検査装置の光学系と一体化させることが困難となってしまう。そのため、光源は検査装置の横等に配置される、或いは、検査装置の光学系と離れて搭載されることになるが、光源から出射された照明光は、検査装置の光学系までミラーやレンズ等を複雑に組み合わせた空間伝播により長い光路を伝播させられることが一般的である。そのため、検査装置におけるステージ等の移動により生じる振動による影響を受けやすくなってしまうといった問題があった。そのため、光軸の維持管理に多大な努力を払わなければならなかった。また、検査装置と一体化することが難しいため、検査装置の設計が制限されてしまっていた。 Furthermore, the light source provided with such a resonator configuration has a complicated and large device configuration, and thus it is difficult to mount it on an inspection device. Alternatively, even if it can be mounted, it becomes difficult to integrate with the optical system of the inspection apparatus. For this reason, the light source is arranged beside the inspection device or mounted separately from the optical system of the inspection device, but the illumination light emitted from the light source is mirrored or lensed up to the optical system of the inspection device. It is general that a long optical path can be propagated by spatial propagation that is a complex combination of the above. For this reason, there is a problem that the inspection apparatus is easily affected by vibration caused by movement of a stage or the like. For this reason, great efforts have been made to maintain the optical axis. Further, since it is difficult to integrate with the inspection apparatus, the design of the inspection apparatus has been limited.

一方、高電界が得やすいパルスレーザー光を用いた短波長レーザー光源を検査装置の光源として構成したとしてもレーザー光源そのものを検査装置に搭載することは、やはり大きすぎて困難である。或いは、搭載できたとしても検査装置の光学系と一体化させることが困難となってしまう。そのため、同様に、採用するとしても検査装置の横等に配置される、或いは、検査装置の光学系と離れて搭載されることになる。そのため、光源から出射された照明光は、検査装置の光学系までミラーやレンズ等を複雑に組み合わせた空間伝播により長い光路を伝播させられる点で同じであり、振動による影響を受けやすくなってしまう。よって、光軸の維持管理に多大な努力を払わなければならなかった点や、検査装置の設計が制限されてしまっていた点も同様である。 On the other hand, even if a short wavelength laser light source using pulsed laser light that easily obtains a high electric field is configured as the light source of the inspection apparatus, it is still too large and difficult to mount the laser light source itself on the inspection apparatus. Alternatively, even if it can be mounted, it becomes difficult to integrate with the optical system of the inspection apparatus. Therefore, similarly, even if it is adopted, it is arranged beside the inspection device or mounted separately from the optical system of the inspection device. Therefore, the illumination light emitted from the light source is the same in that a long optical path can be propagated to the optical system of the inspection apparatus by a spatial propagation in which mirrors and lenses are combined in a complicated manner, and is easily affected by vibration. . Therefore, the point that the great effort had to be paid to the maintenance and management of the optical axis and the design of the inspection apparatus were limited were the same.

ここで、高電界が得やすいパルスレーザー光を用いた短波長レーザー光源としては、文献に波長が１．５μｍ程度のレーザー光の８倍高調波発生により１９３ｎｍのパルスレーザー光が得られるパルス光源が報告されている（例えば、特許文献３、非特許文献１参照）。その他、波長が１９９ｎｍの光源を搭載した検査装置が文献に報告されている（例えば、非特許文献２参照）。 Here, as a short wavelength laser light source using a pulse laser beam that easily obtains a high electric field, a pulse light source that can obtain a pulse laser beam having a wavelength of 193 nm by generating an eighth harmonic of a laser beam having a wavelength of about 1.5 μm is described in the literature. Have been reported (for example, see Patent Document 3 and Non-Patent Document 1). In addition, an inspection apparatus equipped with a light source having a wavelength of 199 nm has been reported in the literature (for example, see Non-Patent Document 2).

特開平８−７６３５９号公報JP-A-8-76359 特開平１０−３４１０５４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-341054 特開２００１−８３５５７号公報JP 2001-83557 A

Ｔｈｅ２３ｒｄａｎｎｕａｌｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＬａｚｅｒｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃｓ（ＣＬＥＯ２００３）ａｎｄ１１ｔｈＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＬａｚｅｒＳｃｉｅｎｃｅｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＱＥＬＳ２００３），論文番号ＣＴｕＴ４The 23rd annual conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO2003) and 11th Quantum Electronics and Laser Science conference (QELS2003T4) Ｔｈｅ２４ｒｄＡｎｎｕａｌＢＡＣＵＳＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＰｈｏｔｏｍａｓｋＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２００４Ｍｏｎｔｅｒｅｙ，ＣＡ．，ＵＳＡ），論文番号ＳＰＩＥ５５６７−１１０The 24 rd Annual BACUS Symposium on Photomask Technology (2004 Monterey, CA., USA), Paper No. SPIE5567-110

上述したように、従来、パタン検査装置の照明光を得るための光源は、様々な問題を抱えていた。
本発明は、上述した問題点を克服し、より振動に強い信頼性の高いパタン検査装置を提供することを目的とする。 As described above, conventionally, a light source for obtaining illumination light of a pattern inspection apparatus has various problems.
An object of the present invention is to overcome the above-described problems and to provide a highly reliable pattern inspection apparatus that is more resistant to vibration.

本発明の一態様のパタン検査装置は、
基本波を発生する光源と、
前記基本波の波長を２６６ｎｍ以下の波長に変換する波長変換部と、
前記光源と前記波長変換部とを接続する光ファイバーと、
を備えたパタン検査装置であって、
前記波長変換部を装置本体に搭載し、前記波長変換部の出力光を照明光として被検査試料のパタンを検査することを特徴とする。 A pattern inspection apparatus according to an aspect of the present invention includes:
A light source that generates a fundamental wave;
A wavelength converter for converting the wavelength of the fundamental wave to a wavelength of 266 nm or less;
An optical fiber connecting the light source and the wavelength converter;
A pattern inspection apparatus comprising:
The wavelength converter is mounted on the apparatus main body, and the pattern of the sample to be inspected is inspected using the output light of the wavelength converter as illumination light.

また、本発明の他の態様のパタン検査装置は、
第１の波長を有する第１のレーザー光を発生する第１のレーザー光源と、
前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザー光を発生する第２のレーザー光源と、
前記第１のレーザー光と前記第２のレーザー光とに基づいて、波長が２６６ｎｍ以下の深紫外光を発生させる深紫外光源と、
前記第１のレーザー光源と前記深紫外光源とを接続する第１の光ファイバーと、
前記第２のレーザー光源と前記深紫外光源とを接続する第２の光ファイバーと、
前記第１と第２の光ファイバーにより前記第１と第２のレーザー光源と分離された前記深紫外光源を搭載し、前記深紫外光源により発生した深紫外光を照明光として被検査試料のパタンを検査する、振動を伴うパタン検査部と、
を備えたことを特徴とする。 In addition, a pattern inspection apparatus according to another aspect of the present invention includes:
A first laser light source for generating a first laser light having a first wavelength;
A second laser light source for generating a second laser light having a second wavelength different from the first wavelength;
A deep ultraviolet light source that generates deep ultraviolet light having a wavelength of 266 nm or less based on the first laser light and the second laser light;
A first optical fiber connecting the first laser light source and the deep ultraviolet light source;
A second optical fiber connecting the second laser light source and the deep ultraviolet light source;
The deep ultraviolet light source separated from the first and second laser light sources by the first and second optical fibers is mounted, and the pattern of the sample to be inspected is made using the deep ultraviolet light generated by the deep ultraviolet light source as illumination light. Pattern inspection part with vibration to inspect,
It is provided with.

また、本発明の他の態様のパタン検査装置は、
波長が１０６４ｎｍ〜１０６５ｎｍで、第１の光ファイバーを通過した第１のレーザー光の４倍高調波光と波長が１５５７ｎｍ〜１５７１ｎｍで、第２の光ファイバーを通過した第２のレーザー光とによる第１の和周波光と、前記第２のレーザー光とによる第２の和周波光であって、振動を伴う装置本体上で発生させられた前記第２の和周波光を照明光として被検査試料のパタンを検査することを特徴とする。 In addition, a pattern inspection apparatus according to another aspect of the present invention includes:
A first sum of the fourth harmonic light of the first laser light having a wavelength of 1064 nm to 1065 nm and the second laser light having a wavelength of 1557 nm to 1571 nm and having passed the second optical fiber. The second sum frequency light by the frequency light and the second laser light, and the pattern of the specimen to be inspected using the second sum frequency light generated on the apparatus body with vibration as illumination light. It is characterized by inspecting.

或いは、波長が１０６４ｎｍ〜１０６５ｎｍで、第１の光ファイバーを通過した第１のパルスレーザー光の４倍高調波光と波長が１５５７ｎｍ〜１５７１ｎｍで、第２の光ファイバーを通過した第２のパルスレーザー光の２倍高調波光とによる和周波光であって、振動を伴う装置本体上で発生させられた前記和周波光を照明光として被検査試料のパタンを検査するようにしても好適である。 Alternatively, the second harmonic of the second pulsed laser light having a wavelength of 1064 nm to 1065 nm and the fourth harmonic light of the first pulsed laser light having passed through the first optical fiber and the wavelength of 1557 nm to 1571 nm having passed through the second optical fiber. It is also preferable to inspect the pattern of the sample to be inspected by using the sum frequency light generated by the harmonic wave and the sum frequency light generated on the apparatus main body with vibration as illumination light.

本発明の一態様のパタン検査装置によれば、光ファイバーによりレーザー光源と照明光源とを分離することができる。その結果、照明光源をコンパクト化することができ、パタン検査部に搭載することができる。よって、空間伝播する光路を短縮することができるので、パタン検査における振動の影響を小さくすることができる。また、本発明の他の態様のパタン検査装置によれば、深紫外域の検査波長をもつレーザー光を照明光として用いることができる。 According to the pattern inspection apparatus of one embodiment of the present invention, a laser light source and an illumination light source can be separated by an optical fiber. As a result, the illumination light source can be made compact and can be mounted on the pattern inspection unit. Therefore, since the optical path which propagates in space can be shortened, the influence of vibration in the pattern inspection can be reduced. Further, according to the pattern inspection apparatus of another aspect of the present invention, laser light having an inspection wavelength in the deep ultraviolet region can be used as illumination light.

実施の形態１におけるパタン検査装置の全体構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the whole structure of the pattern inspection apparatus in Embodiment 1. 実施の形態１におけるパタン検査装置の内部構成を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an internal configuration of a pattern inspection apparatus in the first embodiment. 実施の形態１における波長変換部の内部構成と照明光の発生を説明するための概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining an internal configuration of a wavelength conversion unit and generation of illumination light in the first embodiment. 光ファイバーにおける透過率と波長との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the transmittance | permeability in an optical fiber, and a wavelength. 波長変換部の出力と周波数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the output of a wavelength conversion part, and a frequency. 光学画像の取得手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the acquisition procedure of an optical image. 実施の形態２における波長変換部の内部構成と照明光の発生を説明するための概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining an internal configuration of a wavelength conversion unit and generation of illumination light in the second embodiment.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるパタン検査装置の全体構成を示す概念図である。
図１において、パタン検査装置２００は、パタン検査部１００と基本波光源（１）３１０と基本波光源（２）３２０と波長変換部３３０と光ファイバー３４２と光ファイバー３４４とを備えている。パタン検査部１００は、光学系筐体２１０と走査部筐体２２０を有している。波長変換部３３０は、パタン検査部１００に搭載され、特に、光学系筐体２１０に搭載される。波長変換部３３０は、光学系筐体２１０と一体化されると好適である。基本波光源（１）３１０と基本波光源（２）３２０とが、光ファイバー３４２と光ファイバー３４４とにより波長変換部３３０と分離した構成とすることで、パタン検査装置２００の照明光用の深紫外光源の一例となる波長変換部３３０をパタン検査部１００、特に、パタン検査部１００の光学系筐体２１０に搭載することができる。光学系筐体２１０に波長変換部３３０を搭載することができるので、空間伝播する光路を短くすることができ、後述する走査部筐体２２０からの振動による光軸ずれ等を低減し、検査への影響を低減させることができる。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of the pattern inspection apparatus according to the first embodiment.
In FIG. 1, the pattern inspection apparatus 200 includes a pattern inspection unit 100, a fundamental wave light source (1) 310, a fundamental wave light source (2) 320, a wavelength conversion unit 330, an optical fiber 342, and an optical fiber 344. The pattern inspection unit 100 includes an optical system housing 210 and a scanning unit housing 220. The wavelength conversion unit 330 is mounted on the pattern inspection unit 100, and in particular, is mounted on the optical system casing 210. It is preferable that the wavelength conversion unit 330 is integrated with the optical system casing 210. The fundamental wave light source (1) 310 and the fundamental wave light source (2) 320 are separated from the wavelength converter 330 by an optical fiber 342 and an optical fiber 344, so that a deep ultraviolet light source for illumination light of the pattern inspection apparatus 200 is obtained. As an example, the wavelength conversion unit 330 can be mounted on the pattern inspection unit 100, particularly, the optical system casing 210 of the pattern inspection unit 100. Since the wavelength conversion unit 330 can be mounted on the optical system casing 210, the optical path propagating in space can be shortened, and the optical axis deviation caused by vibration from the scanning unit casing 220, which will be described later, can be reduced for inspection. The influence of can be reduced.

図２は、実施の形態１におけるパタン検査装置の内部構成を示す概念図である。
図２において、マスクやウェハ等の基板を試料として、かかる試料のパタン欠陥を検査するパタン検査装置２００におけるパタン検査部１００は、光学画像取得部１５０と制御系回路１６０を備えている。光学画像取得部１５０は、図１の光学系筐体２１０に配置される照明光学系１７０と、走査部筐体２２０に配置されるＸＹθテーブル１０２、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５、センサ回路１０６、レーザ測長システム１２２、オートローダ１３０、ピエゾ素子１４２を備えている。制御系回路１６０では、コンピュータとなる制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、展開回路１１１、参照回路１１２、オートフォーカス制御回路１４０、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、フレシキブルディスク装置（ＦＤ）１１６、ＣＲＴ１１７、パタンモニタ１１８、プリンタ１１９に接続されている。また、ＸＹθテーブル１０２は、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータにより駆動される。図１では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。パタン検査装置２００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。 FIG. 2 is a conceptual diagram showing an internal configuration of the pattern inspection apparatus according to the first embodiment.
In FIG. 2, a pattern inspection unit 100 in a pattern inspection apparatus 200 for inspecting a pattern defect of such a sample using a substrate such as a mask or a wafer includes an optical image acquisition unit 150 and a control system circuit 160. The optical image acquisition unit 150 includes an illumination optical system 170 disposed in the optical system housing 210 of FIG. 1, an XYθ table 102 disposed in the scanning unit housing 220, a magnifying optical system 104, a photodiode array 105, and a sensor circuit. 106, a laser measurement system 122, an autoloader 130, and a piezo element 142. In the control system circuit 160, a control computer 110 serving as a computer is connected to a position circuit 107, a comparison circuit 108, a development circuit 111, a reference circuit 112, an autofocus control circuit 140, and an autoloader control circuit via a bus 120 serving as a data transmission path. 113, table control circuit 114, magnetic disk device 109, magnetic tape device 115, flexible disk device (FD) 116, CRT 117, pattern monitor 118, and printer 119. The XYθ table 102 is driven by an X-axis motor, a Y-axis motor, and a θ-axis motor. In FIG. 1, description of components other than those necessary for describing the first embodiment is omitted. It goes without saying that the pattern inspection apparatus 200 usually includes other necessary configurations.

図３は、実施の形態１における波長変換部の内部構成と照明光の発生を説明するための概念図である。
図３において、レーザー光源の一例となる基本波光源（１）３１０では、波長が１０６４ｎｍ〜１０６５ｎｍ（以下、１０６４ｎｍと記載する）のレーザー光（基本波１）を発生する。例えば、基本波光源（１）３１０として、半導体レーザーを用い、図３では１０６４ｎｍ−ＬＤと示している。ＬＤは半導体レーザーをＬａｓｅｒＤｉｏｄｅと呼ぶ事から一般的に、半導体レーザーの略称として用いられている。半導体レーザーは、電流駆動によりレーザー光を発生させる。そして、基本波光源（１）３１０にパルス電流を流すことで、パルスレーザー光を発生させる。例えば、連続動作時に平均出力１００ｍＷの半導体レーザーを用いて、駆動電流を２ＭＨｚのパルス電流で駆動し、駆動電流波形のパルス幅を２ｎｓとしたところ、レーザーパルスとして１．５ｎｓのパルスを得ることができた。このとき得られた平均出力は０．３ｍＷであった。
そして、光ファイバー３４２は、伝送ファイバーであると共に増幅ファイバーでもあり、図示していない励起レーザーから励起光を入射され、１０６４ｎｍのレーザー光を増幅させる。例えば、上述した平均出力０．３ｍＷのパルスレーザー光を増幅ファイバーに導入し、５Ｗの平均出力を得ることができた。増幅ファイバーは、例えばイッテルビウム（Ｙｂ）を活性物質として添加した石英ファイバーを用いることができる。但し、これに限るものではなく、他の添加物が含まれていても、構わないことは言うまでもない。光ファイバー３４２は、基本波光源（１）３１０と波長変換部３３０とを接続する。 FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the internal configuration of the wavelength conversion unit and generation of illumination light in the first embodiment.
In FIG. 3, a fundamental wave light source (1) 310 as an example of a laser light source generates laser light (fundamental wave 1) having a wavelength of 1064 nm to 1065 nm (hereinafter referred to as 1064 nm). For example, a semiconductor laser is used as the fundamental wave light source (1) 310, which is shown as 1064 nm-LD in FIG. The LD is generally used as an abbreviation for a semiconductor laser because the semiconductor laser is called a laser diode. A semiconductor laser generates laser light by current drive. Then, a pulsed laser beam is generated by passing a pulse current through the fundamental wave light source (1) 310. For example, using a semiconductor laser with an average output of 100 mW during continuous operation, the drive current is driven with a pulse current of 2 MHz, and the pulse width of the drive current waveform is 2 ns, so that a 1.5 ns pulse can be obtained as a laser pulse. did it. The average output obtained at this time was 0.3 mW.
The optical fiber 342 is not only a transmission fiber but also an amplification fiber. The optical fiber 342 receives excitation light from an excitation laser (not shown) and amplifies 1064 nm laser light. For example, the above-described pulse laser beam with an average output of 0.3 mW was introduced into the amplification fiber, and an average output of 5 W could be obtained. As the amplification fiber, for example, a quartz fiber to which ytterbium (Yb) is added as an active substance can be used. However, it is not limited to this, and it goes without saying that other additives may be included. The optical fiber 342 connects the fundamental light source (1) 310 and the wavelength conversion unit 330.

各光学系の接続には、それぞれ専用部品を用いるが、本実施の形態を説明する場合に必要な構成以外の詳細はここでは省略している。ここまでの光学部品とその接続部品、および電気部品や増幅ファイバー励起用の半導体レーザーとその駆動源を、基本波光源（１）３１０に収納する。これらの光学部品はすべて偏波面保存が行われている。基本波光源（１）３１０の出力は、光ファイバー３４２で次の波長変換部３３０に伝送される。 Dedicated parts are used for connecting each optical system, but details other than those necessary for describing the present embodiment are omitted here. The optical component and its connecting components so far, the electrical component, the semiconductor laser for amplifying fiber excitation, and its drive source are housed in the fundamental light source (1) 310. All of these optical components are subjected to polarization plane preservation. The output of the fundamental wave light source (1) 310 is transmitted to the next wavelength conversion unit 330 through the optical fiber 342.

レーザー光源の一例となる基本波光源（２）３２０では、波長が１５５７ｎｍ〜１５７１ｎｍ（以下、１５６２ｎｍと記載する）のレーザー光（基本波２）を発生する。例えば、基本波光源（２）３２０として、半導体レーザーを用い、図３では１５６２ｎｍ−ＬＤと示している。そして、基本波光源（２）３２０にパルス電流を流すことで、パルスレーザー光を発生させる。例えば、連続動作時に平均出力８０ｍＷの半導体レーザーを用いて、駆動電流を２ＭＨｚのパルス電流で駆動し、駆動電流波形のパルス幅を２ｎｓとしたところ、レーザーパルスとして１．５ｎｓのパルスを得ることができた。このとき得られた平均出力は０．２４ｍＷであった。既述の１０６４ｎｍ−ＬＤと同時に駆動し、１２０ｐｓ以下のジッターで動作させることができた。
そして、光ファイバー３４４は、伝送ファイバーであると共に増幅ファイバーでもあり、図示していない励起レーザーから励起光を入射され、１５６２ｎｍのレーザー光を増幅させる。例えば、上述した平均出力０．２４ｍＷのパルスレーザー光を増幅ファイバーに導入し、５Ｗの平均出力を得ることができた。増幅ファイバーは、例えばエルビウム（Ｅｒ）を活性物質として添加した石英ファイバーを用いることができる。但し、これに限るものではなく、他の添加物が含まれていても、構わないことは言うまでもない。光ファイバー３４４は、基本波光源（２）３２０と波長変換部３３０とを接続する。 A fundamental wave light source (2) 320, which is an example of a laser light source, generates laser light (fundamental wave 2) having a wavelength of 1557 nm to 1571 nm (hereinafter referred to as 1562 nm). For example, a semiconductor laser is used as the fundamental wave light source (2) 320, which is shown as 1562 nm-LD in FIG. Then, a pulsed laser beam is generated by passing a pulse current through the fundamental wave light source (2) 320. For example, when a semiconductor laser with an average output of 80 mW is used during continuous operation and the drive current is driven with a pulse current of 2 MHz and the pulse width of the drive current waveform is 2 ns, a 1.5 ns pulse can be obtained as a laser pulse. did it. The average output obtained at this time was 0.24 mW. It was driven simultaneously with the 1064 nm-LD described above, and could be operated with a jitter of 120 ps or less.
The optical fiber 344 is not only a transmission fiber but also an amplification fiber, and receives excitation light from an excitation laser (not shown) to amplify 1562 nm laser light. For example, the above-described pulse laser beam with an average output of 0.24 mW was introduced into the amplification fiber, and an average output of 5 W could be obtained. As the amplification fiber, for example, a quartz fiber to which erbium (Er) is added as an active substance can be used. However, it is not limited to this, and it goes without saying that other additives may be included. The optical fiber 344 connects the fundamental wave light source (2) 320 and the wavelength conversion unit 330.

各光学系の接続には、それぞれ光通信用の専用部品を用いるが、本実施の形態を説明する場合に必要な構成以外の詳細はここでは省略している。ここまでの光学部品とその接続部品、および電気部品や増幅ファイバー励起用の半導体レーザーとその駆動源を、基本波光源（２）３２０に収納する。これらの光学部品はすべて偏波面保存が行われている。基本波光源（２）３２０の出力は、光ファイバー３４４で次の波長変換部３３０に伝送される。 For the connection of each optical system, a dedicated component for optical communication is used, but details other than the configuration necessary for describing the present embodiment are omitted here. The optical component and its connecting components so far, the electrical component, the semiconductor laser for amplifying fiber excitation, and its drive source are housed in the fundamental wave light source (2) 320. All of these optical components are subjected to polarization plane preservation. The output of the fundamental wave light source (2) 320 is transmitted to the next wavelength conversion unit 330 through the optical fiber 344.

深紫外光源の一例となる波長変換部３３０では、１０６４ｎｍのレーザー光と１５６２ｎｍのレーザー光とに基づいて、波長変換により波長が２６６ｎｍ以下の深紫外光である１９８ｎｍの深紫外光を発生させる。具体的には以下のように波長変換を行なう。 The wavelength converter 330, which is an example of a deep ultraviolet light source, generates 198 nm deep ultraviolet light, which is deep ultraviolet light having a wavelength of 266 nm or less, by wavelength conversion based on the 1064 nm laser light and the 1562 nm laser light. Specifically, wavelength conversion is performed as follows.

まず、１０６４ｎｍのレーザー光の４倍高調波光を発生させる。光ファイバー３４２から入光した１０６４ｎｍのレーザー光を集光レンズ４０２で集光させることで電界を上げ、波長１０６４ｎｍ光の第二高調波発生用の非線形結晶４０４に入射させて、波長１０６４ｎｍ光の第二高調波となる波長が５３２ｎｍのレーザー光を発生させる。そして、波長が５３２ｎｍのレーザー光を第四高調波発生用の非線形結晶４０６に入射させて、波長１０６４ｎｍ光の第四高調波となる波長が２６６ｎｍのレーザー光を発生させる。第二高調波発生用の非線形結晶４０４として、例えば、チタン酸リン酸カリウム（ＫＴｉＯＰＯ_４：ＫＴＰ）を用い、第四高調波発生の非線形結晶４０６としてベータ−ホウ酸バリウム（β−ＢａＢ_２Ｏ_４：ＢＢＯ）を用いると好適である。但し、それぞれの波長変換に用いる結晶は、当該波長で透明でそれぞれの波長変換過程において位相整合するものであれば、どのような結晶を用いても構わないことは言うまでもない。 First, 4th harmonic light of 1064 nm laser light is generated. The 1064 nm laser light incident from the optical fiber 342 is condensed by the condensing lens 402, the electric field is increased, and is incident on the nonlinear crystal 404 for generating the second harmonic of the wavelength 1064 nm light. A laser beam having a wavelength of 532 nm as a harmonic wave is generated. Then, a laser beam having a wavelength of 532 nm is incident on the nonlinear crystal 406 for generating the fourth harmonic, and a laser beam having a wavelength of 266 nm, which becomes the fourth harmonic of the light having a wavelength of 1064 nm, is generated. As the second harmonic generation nonlinear crystal 404, for example, potassium titanate phosphate (KTiOPO ₄ : KTP) is used, and as the fourth harmonic generation nonlinear crystal 406, beta-barium borate (β-BaB ₂ O _4). : BBO) is preferably used. However, it goes without saying that any crystal may be used as long as it is transparent at the wavelength and phase-matched in each wavelength conversion process.

一方、１５６２ｎｍのレーザー光については、２倍高調波光を発生させる。光ファイバー３４４から入光した１５６２ｎｍのレーザー光を集光レンズ４１２で集光させることで電界を上げ、波長１５６２ｎｍ光の第二高調波発生用の非線形結晶４１４に入射させて、波長１５６２ｎｍ光の第二高調波となる波長が７８１ｎｍのレーザー光を発生させる。第二高調波発生用の非線形結晶４１４として、例えば、３価ホウ酸リチウム（ＬｉＢ_３Ｏ_５：ＬＢＯ）を用いると好適である。但し、この波長７８１ｎｍ光の発生には、非線形結晶としてＬＢＯが用いられたが、この波長変換に用いる結晶は、当該波長で透明で波長変換過程において位相整合するものであれば、どのような結晶を用いても構わないことは言うまでもない。 On the other hand, for the 1562 nm laser light, double harmonic light is generated. The 1562 nm laser light that has entered from the optical fiber 344 is condensed by the condenser lens 412 to increase the electric field, and is incident on the nonlinear crystal 414 for generating the second harmonic of the wavelength 1562 nm. Laser light having a harmonic wavelength of 781 nm is generated. For example, trivalent lithium borate (LiB ₃ O ₅ : LBO) is preferably used as the second harmonic generation nonlinear crystal 414. However, although LBO was used as the nonlinear crystal for the generation of the light having the wavelength of 781 nm, the crystal used for the wavelength conversion is any crystal as long as it is transparent at the wavelength and phase-matched in the wavelength conversion process. It goes without saying that can be used.

そして、波長変換部３３０内では、さらに上記波長変換に引き続き、波長１０６４ｎｍ光の第四高調波光である波長２６６ｎｍのレーザー光を反射ミラー４０８で反射させ、波長１５６２ｎｍの第二高調波光である波長７８１ｎｍのレーザー光と結合用ミラー４１６を介して結合させる。そして、整合レンズ系４１８を介して和周波発生用の非線形結晶４２０に単行の集光光により同軸入射させて、両者の和周波である深紫外光、波長１９８ｎｍのレーザー光を発生させる。単行の集光光により入射させることにより変換効率を高めることができる。そして、このとき用いた非線形結晶４２０には、ＢＢＯを用いると好適である。但し、当該波長で透明で波長変換過程において位相整合するものであれば、他の結晶を用いても構わないことは言うまでもない。そして、コリメートレンズ４２２を介して波長１９８ｎｍのレーザー光をパタン検査装置２００の照明光として、照明光学系１７０に入射させる。そして、後述するように波長１９８ｎｍのレーザー光を照明光として被検査試料となるフォトマスク１０１のパタンを検査する。 In the wavelength conversion unit 330, following the wavelength conversion, a laser beam having a wavelength of 266 nm, which is a fourth harmonic light having a wavelength of 1064 nm, is reflected by the reflection mirror 408, and a wavelength of 781 nm, which is a second harmonic light having a wavelength of 1562 nm. The laser beam is coupled via a coupling mirror 416. Then, it is coaxially incident on the non-linear crystal 420 for generating a sum frequency through a matching lens system 418 with a single line of condensed light, and a laser beam having a wavelength of 198 nm and deep ultraviolet light, which is the sum frequency of both, is generated. The conversion efficiency can be increased by making it incident with a single line of condensed light. And it is suitable to use BBO for the nonlinear crystal 420 used at this time. However, it goes without saying that other crystals may be used as long as they are transparent at the wavelength and phase-matched in the wavelength conversion process. Then, a laser beam having a wavelength of 198 nm is made incident on the illumination optical system 170 as illumination light of the pattern inspection apparatus 200 through the collimator lens 422. Then, as will be described later, the pattern of the photomask 101 serving as the sample to be inspected is inspected using laser light having a wavelength of 198 nm as illumination light.

図４は、光ファイバーにおける透過率と波長との関係を示す図である。
図４に示すように、６５ｎｍノード以下に必要な２６６ｎｍ以下の検査波長をもつ照明光では、光ファイバーにおける透過率が極端に低いことがわかる。一方、本実施の形態の構成のように、波長が１５６２ｎｍの光では、ほぼ１００％の透過率を示している。また、波長が１０６４ｎｍの光では、波長が１５６２ｎｍの光と比べやや劣るものの１００％に近い透過率を示している。よって、本実施の形態の構成のように、基本波として波長が１０６４ｎｍのレーザー光と波長が１５６２ｎｍのレーザー光とを用いることで、光ファイバーを光源装置に用いることができる。そして、光ファイバーを用いることができるので、基本波光源となる基本波光源（１）３１０及び基本波光源（２）３２０と波長変換部３３０とを分離することができる。そして、例えば大型で振動を嫌う基本波光源（１）３１０及び基本波光源（２）３２０をパタン検査装置２００の本体から離れた場所に配置することができ、直接検査装置の振動を受けないようにすることができる。さらに、光ファイバーを用いることができるので、基本波光源（１）３１０及び基本波光源（２）３２０から波長変換部３３０まで空間伝播させずに済ますことができる。その結果、パタン検査装置２００の振動や外乱等による光軸ずれを防止することができる。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between transmittance and wavelength in an optical fiber.
As shown in FIG. 4, it is understood that the transmittance of the optical fiber is extremely low in the illumination light having the inspection wavelength of 266 nm or less necessary for the 65 nm node or less. On the other hand, as in the configuration of the present embodiment, light having a wavelength of 1562 nm exhibits a transmittance of almost 100%. In addition, the light with a wavelength of 1064 nm shows a transmittance close to 100% although it is slightly inferior to the light with a wavelength of 1562 nm. Therefore, as in the configuration of this embodiment, an optical fiber can be used for a light source device by using laser light with a wavelength of 1064 nm and laser light with a wavelength of 1562 nm as the fundamental wave. Since an optical fiber can be used, the fundamental wave light source (1) 310 and the fundamental wave light source (2) 320, which are fundamental wave light sources, and the wavelength converter 330 can be separated. And, for example, the fundamental wave light source (1) 310 and the fundamental wave light source (2) 320 which are large and dislike vibration can be arranged at a place away from the main body of the pattern inspection apparatus 200 so as not to be directly subjected to vibration of the inspection apparatus. Can be. Further, since an optical fiber can be used, it is possible to avoid spatial propagation from the fundamental wave light source (1) 310 and the fundamental wave light source (2) 320 to the wavelength conversion unit 330. As a result, it is possible to prevent an optical axis shift due to vibration or disturbance of the pattern inspection apparatus 200.

また、基本波（１）及び基本波（２）共に、パルス波を用いることで、波長変換部３３０において共振器構成を設けなくて済ますことができる。その結果、部品点数を少なくすることができ波長変換部３３０をコンパクトにすることができる。波長変換部３３０をコンパクトにすると同時に軽量化することができるので、占有容積の小さい波長変換部３３０をパタン検査部１００、特に、パタン検査部１００の光学系筐体２１０に搭載し、パタン検査部１００の光学系に直結することができる。光学系筐体２１０に波長変換部３３０を搭載することができるので、パタン検査部１００の光学系までの空間伝播する光路を短くすることができる。よって、さらに、振動等による光軸ずれ等を低減し、検査への影響を低減させることができる。そして、パタン検査部１００の光学系までの光路を短くすることができるので、照明光の利用効率を高めることができる。 Further, by using pulse waves for both the fundamental wave (1) and the fundamental wave (2), it is not necessary to provide a resonator configuration in the wavelength conversion unit 330. As a result, the number of parts can be reduced and the wavelength converter 330 can be made compact. Since the wavelength conversion unit 330 can be made compact and lightweight at the same time, the wavelength conversion unit 330 with a small occupied volume is mounted on the pattern inspection unit 100, particularly the optical system casing 210 of the pattern inspection unit 100, and the pattern inspection unit It can be directly connected to 100 optical systems. Since the wavelength conversion unit 330 can be mounted on the optical system casing 210, the optical path for spatial propagation to the optical system of the pattern inspection unit 100 can be shortened. Therefore, it is possible to further reduce the optical axis deviation due to vibrations and the like, and to reduce the influence on the inspection. And since the optical path to the optical system of the pattern test | inspection part 100 can be shortened, the utilization efficiency of illumination light can be improved.

また、発明者は、高精度な検査用の短波長光源として、透過光学系を使用するために現時点で最も好適な最短波長は、１９８ｎｍ程度であることを見出している。すなわち、光学部品として石英部品が使用可能であり、空気の吸収が無視できること等が主な理由として挙げられる。これより短い波長領域では、光学部品のばらつきにより吸収端にかかるものが出てきており、均質な光学部品が入手できなくなることが想定される。 Further, the inventor has found that the shortest wavelength most suitable at the present time for using a transmission optical system as a short wavelength light source for high-precision inspection is about 198 nm. That is, a quartz part can be used as an optical part, and the main reason is that air absorption can be ignored. In a wavelength region shorter than this, there is a thing that appears on the absorption edge due to variations in optical parts, and it is assumed that homogeneous optical parts cannot be obtained.

図５は、波長変換部の出力と周波数との関係を示す図である。
図５に示すように、発明者は、駆動電流パルスの周波数を変えることにより、パタン検査装置２００の検査に必要な出力を持った深紫外光源の出力繰り返し周波数を１００ｋＨｚから１０ＭＨｚまで変えることができた。
そして、従来、連続光を用いて、画像取得を行うシステムにおいて、画像取得が電荷蓄積素子による場合、光源の繰り返し周波数が１００ｋＨｚ以上である場合、従来連続光が用いられた用途に、本実施の形態における光源が適用可能であることを見出した。実際には、画像取得手段の単位時間あたりの取得画像数であるフレームレート以上の光源繰り返し周波数が得られれば、光源として適用可能であった。例えば、本実施の形態におけるフォトダイオードアレイ１０５のフレームレートを１０ｋＨｚとすれば、１０パルス分の画像を重ねることができ、１０回分平均化することができる。よって、画像として好適となる。そして、光源の繰り返し周波数がフレームレートより高ければ高いほど鮮明な検査画像を取得することができる。 FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the output of the wavelength converter and the frequency.
As shown in FIG. 5, the inventor can change the output repetition frequency of the deep ultraviolet light source having the output necessary for the inspection of the pattern inspection apparatus 200 from 100 kHz to 10 MHz by changing the frequency of the drive current pulse. It was.
Conventionally, in a system that performs image acquisition using continuous light, when image acquisition is performed by a charge storage element, when the repetition frequency of the light source is 100 kHz or more, the present embodiment is applied to an application in which conventional continuous light is used. We have found that the light source in the form is applicable. Actually, if a light source repetition frequency equal to or higher than the frame rate, which is the number of images acquired per unit time of the image acquisition means, can be applied as a light source. For example, if the frame rate of the photodiode array 105 in this embodiment is 10 kHz, images of 10 pulses can be overlapped and averaged 10 times. Therefore, it is suitable as an image. A clearer inspection image can be acquired as the repetition frequency of the light source is higher than the frame rate.

そして、パタン検査部１００は、かかる１９８ｎｍの深紫外光を照明光として被検査試料のパタンを検査する。
光学画像取得工程として、光学画像取得部１５０は、設計データに基づいて設計データに含まれる図形データが示す図形が描画された試料となるフォトマスク１０１における光学画像を取得する。具体的には、光学画像は、以下のように取得される。
被検査試料となるフォトマスク１０１は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向及び回転方向に移動可能に設けられたＸＹθテーブル１０２上に載置され、フォトマスク１０１に形成されたパタンには、ＸＹθテーブル１０２の上方に配置されている、照明光用の深紫外光源の一例となる波長変換部３３０によって光が照射される。波長変換部３３０から照射される光束は、照明光学系１７０を介して試料となるフォトマスク１０１を照射する。フォトマスク１０１の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５及びセンサ回路１０６が配置されており、露光用マスクなどの試料となるフォトマスク１０１を透過した光は拡大光学系１０４を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像し、入射する。フォトマスク１０１のたわみやＸＹθテーブル１０２のＺ方向への変動を吸収するため，オートフォーカス制御回路１４０により制御されるピエゾ素子１４２を用いてフォトマスク１０１への焦点合わせを行なう。 Then, the pattern inspection unit 100 inspects the pattern of the sample to be inspected using the deep ultraviolet light of 198 nm as illumination light.
As an optical image acquisition step, the optical image acquisition unit 150 acquires an optical image on the photomask 101 that is a sample on which a graphic indicated by graphic data included in the design data is drawn based on the design data. Specifically, the optical image is acquired as follows.
A photomask 101 to be inspected is placed on an XYθ table 102 provided so as to be movable in a horizontal direction and a rotation direction by motors of XYθ axes, and the pattern formed on the photomask 101 includes an XYθ table. Light is irradiated by a wavelength conversion unit 330 that is an example of a deep ultraviolet light source for illumination light disposed above 102. The light beam irradiated from the wavelength conversion unit 330 irradiates the photomask 101 serving as a sample via the illumination optical system 170. A magnifying optical system 104, a photodiode array 105, and a sensor circuit 106 are disposed below the photomask 101, and light that has passed through the photomask 101 that is a sample such as an exposure mask passes through the magnifying optical system 104. Then, an image is formed as an optical image on the photodiode array 105 and is incident thereon. In order to absorb the deflection of the photomask 101 and the change in the Z direction of the XYθ table 102, focusing on the photomask 101 is performed using the piezo element 142 controlled by the autofocus control circuit 140.

図６は、光学画像の取得手順を説明するための図である。
被検査領域は、図６に示すように、Ｙ方向に向かって、スキャン幅Ｗの短冊状の複数の検査ストライプに仮想的に分割され、更にその分割された各検査ストライプが連続的に走査されるようにＸＹθテーブル１０２の動作が制御され、Ｘ方向に移動しながら光学画像が取得される。フォトダイオードアレイ１０５では、図６に示されるようなスキャン幅Ｗの画像を連続的に入力する。そして、第１の検査ストライプにおける画像を取得した後、第２の検査ストライプにおける画像を今度は逆方向に移動しながら同様にスキャン幅Ｗの画像を連続的に入力する。そして、第３の検査ストライプにおける画像を取得する場合には、第２の検査ストライプにおける画像を取得する方向とは逆方向、すなわち、第１の検査ストライプにおける画像を取得した方向に移動しながら画像を取得する。このように、連続的に画像を取得していくことで、無駄な処理時間を短縮することができる。 FIG. 6 is a diagram for explaining an optical image acquisition procedure.
As shown in FIG. 6, the inspection area is virtually divided into a plurality of strip-shaped inspection stripes having a scan width W in the Y direction, and each of the divided inspection stripes is continuously scanned. Thus, the operation of the XYθ table 102 is controlled, and an optical image is acquired while moving in the X direction. In the photodiode array 105, images having a scan width W as shown in FIG. 6 are continuously input. Then, after acquiring the image of the first inspection stripe, the image of the scan width W is continuously input in the same manner while moving the image of the second inspection stripe in the opposite direction. When an image in the third inspection stripe is acquired, the image moves while moving in the direction opposite to the direction in which the image in the second inspection stripe is acquired, that is, in the direction in which the image in the first inspection stripe is acquired. To get. In this way, it is possible to shorten a useless processing time by continuously acquiring images.

フォトダイオードアレイ１０５上に結像されたパタンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、更にセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。フォトダイオードアレイ１０５には、ＴＤＩ（タイムディレイインテグレータ）センサのようなセンサが設置されている。ステージとなるＸＹθテーブル１０２をＸ軸方向に連続的に移動させることにより、ＴＤＩセンサは試料となるフォトマスク１０１のパタンを撮像する。深紫外光源となる波長変換部３３０を含め、これらの照明光学系１７０、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５、センサ回路１０６により高倍率の検査光学系が構成されている。 The pattern image formed on the photodiode array 105 is photoelectrically converted by the photodiode array 105 and further A / D (analog-digital) converted by the sensor circuit 106. The photodiode array 105 is provided with a sensor such as a TDI (Time Delay Integrator) sensor. By continuously moving the XYθ table 102 serving as a stage in the X-axis direction, the TDI sensor images the pattern of the photomask 101 serving as a sample. The illumination optical system 170, the magnifying optical system 104, the photodiode array 105, and the sensor circuit 106, including the wavelength conversion unit 330 serving as a deep ultraviolet light source, constitute a high-magnification inspection optical system.

ＸＹθテーブル１０２は、制御計算機１１０の制御の下にテーブル制御回路１１４により駆動される。Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータの様な駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘモータ、Ｙモータ、θモータは、例えばステップモータを用いることができる。そして、ＸＹθテーブル１０２の移動位置はレーザ測長システム１２２により測定され、位置回路１０７に供給される。また、ＸＹθテーブル１０２上のフォトマスク１０１はオートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０から自動的に搬送され、検査終了後に自動的に排出されるものとなっている。 The XYθ table 102 is driven by the table control circuit 114 under the control of the control computer 110. It can be moved by a drive system such as a three-axis (XY-θ) motor that drives in the X, Y, and θ directions. For example, step motors can be used as these X motor, Y motor, and θ motor. The movement position of the XYθ table 102 is measured by the laser length measurement system 122 and supplied to the position circuit 107. The photomask 101 on the XYθ table 102 is automatically conveyed from the autoloader 130 driven by the autoloader control circuit 113, and is automatically discharged after the inspection is completed.

センサ回路１０６から出力された測定データ（光学画像）は、位置回路１０７から出力されたＸＹθテーブル１０２上におけるフォトマスク１０１の位置を示すデータとともに比較回路１０８に送られる。測定パタンデータは例えば８ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさの階調を表現している。 Measurement data (optical image) output from the sensor circuit 106 is sent to the comparison circuit 108 together with data indicating the position of the photomask 101 on the XYθ table 102 output from the position circuit 107. The measurement pattern data is, for example, 8-bit unsigned data, and represents the brightness gradation of each pixel.

一方、フォトマスク１０１のパタン形成時に用いた設計データは、記憶装置（記憶部）の一例である磁気ディスク装置１０９に記憶される。
そして、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して展開回路１１１に読み出される。
そして、展開工程として、展開回路１１１は、読み出された被検査試料となるフォトマスク１０１の設計図形データを２値ないしは多値のイメージデータに変換して、このイメージデータが参照回路１１２に送られる。そして、参照回路１１２は、送られてきた図形のイメージデータに適切なフィルタ処理を施す。センサ回路１０６から得られた光学画像としての測定パタンデータは、拡大光学系１０４の解像特性やフォトダイオードアレイ１０５のアパーチャ効果等によってフィルタが作用した状態にあると言える。この状態では両者の特性に差異があるので、設計側のイメージデータにもフィルタ処理を施すことにより、測定パタンデータに合わせることができる。このようにして光学画像と比較する参照画像を作成する。 On the other hand, the design data used when forming the pattern of the photomask 101 is stored in a magnetic disk device 109 which is an example of a storage device (storage unit).
Then, the data is read from the magnetic disk device 109 to the development circuit 111 through the control computer 110.
Then, as a development process, the development circuit 111 converts the read design graphic data of the photomask 101 to be inspected into binary or multivalue image data, and sends the image data to the reference circuit 112. It is done. Then, the reference circuit 112 performs an appropriate filtering process on the sent image data of the graphic. It can be said that the measurement pattern data as an optical image obtained from the sensor circuit 106 is in a state in which a filter is activated by the resolution characteristic of the magnifying optical system 104, the aperture effect of the photodiode array 105, and the like. Since there is a difference between the characteristics in this state, the image data on the design side can be matched with the measurement pattern data by performing the filtering process. In this way, a reference image to be compared with the optical image is created.

そして、比較工程として、比較回路１０８は、試料となるフォトマスク１０１から得られる透過画像に基づいてセンサ回路１０６で生成された被検査パタン画像となる光学画像と、展開回路１１１と参照回路１１２で生成した検査基準パタン画像となる参照画像とを取り込み、所定のアルゴリズムに従って比較し、欠陥の有無を判定する。 Then, as a comparison step, the comparison circuit 108 includes an optical image that is an inspection pattern image generated by the sensor circuit 106 based on a transmission image obtained from the photomask 101 that is a sample, a development circuit 111, and a reference circuit 112. The generated reference image as an inspection standard pattern image is taken in and compared according to a predetermined algorithm to determine the presence or absence of a defect.

以上のように構成することで、利用効率の高い照明光を用いて信頼性の高いパタン検査方法を実現することができる。 By configuring as described above, a highly reliable pattern inspection method can be realized using illumination light with high utilization efficiency.

ここで、従来、アルゴンレーザーベースで５０ｋＷの電力と毎分５０Ｌの冷却水を必要としたが、本実施の形態における光源を用いることで、消費電力は百分の一の５００Ｗとなり、冷却水も不要になった。冷却水を不要にすることができるので、ゴムやプラスチックチューブ等の汚染源を排除することができる。また、従来は専用の光源設置スペースが必要であったが、本実施の形態の構成により、被照明装置に小型の波長変換部３３０のみ設置し、他の残りの構成部を例えば被照明装置の制御系と同一のラックに収めることにより、光源専用の設置面積を不要とすることができた。さらに、被照明部が振動を伴う場合に、必要最小限の光源部のみ耐震対策を施し、他の残りの構成部品は、通常の振動対策だけで良くなり、大幅に光源製造コストを削減することも可能になった。 Here, conventionally, 50 kW of electric power and 50 L of cooling water per minute were required on an argon laser base, but by using the light source in this embodiment, the power consumption becomes 500 W of one hundredth, and the cooling water is also No longer needed. Since cooling water can be dispensed with, contamination sources such as rubber and plastic tubes can be eliminated. Conventionally, a dedicated light source installation space has been required. However, according to the configuration of the present embodiment, only the small wavelength conversion unit 330 is installed in the illumination target device, and the other remaining components are, for example, those of the illumination device. By installing it in the same rack as the control system, the installation area dedicated to the light source can be eliminated. In addition, when the illuminated part is subject to vibration, only the minimum necessary light source part is subjected to anti-seismic measures, and the remaining remaining components need only be provided with normal vibration countermeasures, greatly reducing the light source manufacturing cost. Also became possible.

また、従来と比べて大幅に高効率で小型な深紫外光源を実現することができるばかりでなく、長寿命素子である半導体レーザーと増幅用光ファイバーをベースに構成することができる。そして、さらにメンテナンスが必要な光学部品は独立した筐体に収めることができる。
また、必要最小限な構成部品で構成される波長変換部３３０を装置本体に直接搭載し、光ファイバーで結合された残りの構成部品を別床に設置することができるため、搭載装置の構成自由度を大幅に大きくすることが可能になった。
以上のように本実施の形態によれば、波長域１９７ｎｍから波長２００ｎｍまでの照明用として各種装置に搭載可能な、実用的でコンパクトでロバスト性の高い光源を用いて信頼性の高いパタン検査方法を実現することができる。 Further, not only can a deep ultraviolet light source that is significantly more efficient and smaller than conventional ones be realized, but also a semiconductor laser that is a long-life element and an amplification optical fiber can be used as a base. Optical components that require further maintenance can be housed in an independent housing.
In addition, since the wavelength conversion unit 330 composed of the minimum necessary components can be directly mounted on the apparatus main body and the remaining components coupled by the optical fiber can be installed on a separate floor, the degree of freedom of configuration of the mounting apparatus Can be greatly increased.
As described above, according to the present embodiment, a highly reliable pattern inspection method using a practical, compact, and robust light source that can be mounted on various devices for illumination in the wavelength range from 197 nm to 200 nm. Can be realized.

実施の形態２．
実施の形態１では、波長が１０６４ｎｍのパルスレーザー光（基本波１）の４倍高調波光と波長が１５６２ｎｍのパルスレーザー光（基本波２）の２倍高調波光とによる和周波光を照明光として被検査試料のパタンを検査する構成について説明した。実施の形態２では、波長が１０６４ｎｍのパルスレーザー光（基本波１）の４倍高調波光と波長が１５６２ｎｍのパルスレーザー光（基本波２）とによる第１の和周波光と、波長が１５６２ｎｍのパルスレーザー光（基本波２）とによる第２の和周波光を照明光として被検査試料のパタンを検査する構成について説明する。 Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the sum frequency light of the fourth harmonic light of the pulsed laser light (fundamental wave 1) having a wavelength of 1064 nm and the second harmonic light of the pulsed laser light having a wavelength of 1562 nm (fundamental wave 2) is used as illumination light. The configuration for inspecting the pattern of the sample to be inspected has been described. In the second embodiment, the first sum frequency light by the fourth harmonic light of the pulse laser beam (fundamental wave 1) having a wavelength of 1064 nm and the pulse laser beam (fundamental wave 2) having a wavelength of 1562 nm, and the wavelength of 1562 nm A configuration for inspecting a pattern of a sample to be inspected using second sum frequency light by pulsed laser light (fundamental wave 2) as illumination light will be described.

実施の形態２における波長変換部３３０の内部構成以外は、実施の形態１と同様で構わないため説明を省略する。
図７は、実施の形態２における波長変換部の内部構成と照明光の発生を説明するための概念図である。
図７において、レーザー光源の一例となる基本波光源（１）３１０では、実施の形態１と同様、波長が１０６４ｎｍのレーザー光（基本波１）を発生する。例えば、基本波光源（１）３１０として、半導体レーザーを用い、図７では１０６４ｎｍ−ＬＤと示している。そして、基本波光源（１）３１０にパルス電流を流すことで、パルスレーザー光を発生させる。基本波光源（１）３１０の出力は、光ファイバー３４２で次の波長変換部３３０に伝送される。 Except for the internal configuration of the wavelength conversion unit 330 in the second embodiment, the configuration may be the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining the internal configuration of the wavelength converter and generation of illumination light in the second embodiment.
In FIG. 7, a fundamental wave light source (1) 310 as an example of a laser light source generates laser light (fundamental wave 1) having a wavelength of 1064 nm, as in the first embodiment. For example, a semiconductor laser is used as the fundamental wave light source (1) 310, which is shown as 1064 nm-LD in FIG. Then, a pulsed laser beam is generated by passing a pulse current through the fundamental wave light source (1) 310. The output of the fundamental wave light source (1) 310 is transmitted to the next wavelength conversion unit 330 through the optical fiber 342.

レーザー光源の一例となる基本波光源（２）３２０では、実施の形態１と同様、波長が１５６２ｎｍのレーザー光（基本波２）を発生する。例えば、基本波光源（２）３２０として、半導体レーザーを用い、図７では１５６２ｎｍ−ＬＤと示している。そして、基本波光源（２）３２０にパルス電流を流すことで、パルスレーザー光を発生させる。既述の１０６４ｎｍ−ＬＤと同時に駆動し、１２０ｐｓ以下のジッターで動作させることができた。基本波光源（２）３２０の出力は、光ファイバー３４４で次の波長変換部３３０に伝送される。 The fundamental wave light source (2) 320 as an example of the laser light source generates laser light (fundamental wave 2) having a wavelength of 1562 nm, as in the first embodiment. For example, a semiconductor laser is used as the fundamental wave light source (2) 320, and is shown as 1562 nm-LD in FIG. Then, a pulsed laser beam is generated by passing a pulse current through the fundamental wave light source (2) 320. It was driven simultaneously with the 1064 nm-LD described above, and could be operated with a jitter of 120 ps or less. The output of the fundamental wave light source (2) 320 is transmitted to the next wavelength conversion unit 330 through the optical fiber 344.

そして、波長変換部３３０内では、さらに上記波長変換に引き続き、波長１０６４ｎｍ光の第四高調波光である波長２６６ｎｍのレーザー光を図示していない反射ミラー等の光学系で反射させ、波長１５６２ｎｍのレーザー光と和周波発生用の非線形結晶４３０に単行の集光光により同軸入射させて、両者の和周波である波長２２７ｎｍのレーザー光を発生させる。単行の集光光により入射させることにより変換効率を高めることができる。そして、このとき用いた非線形結晶４３０には、ＢＢＯを用いると好適である。但し、当該波長で透明で波長変換過程において位相整合するものであれば、他の結晶を用いても構わないことは言うまでもない。例えば、ＬＢＯやＣＬＢＯでも好適である。 In the wavelength converter 330, following the wavelength conversion, the laser light having a wavelength of 266 nm, which is the fourth harmonic light of the light having a wavelength of 1064 nm, is reflected by an optical system such as a reflection mirror (not shown), and a laser having a wavelength of 1562 nm is obtained. The light and the sum frequency generation nonlinear crystal 430 are coaxially incident with a single row of condensed light to generate laser light having a wavelength of 227 nm, which is the sum frequency of both. The conversion efficiency can be increased by making it incident with a single line of condensed light. And it is suitable to use BBO for the nonlinear crystal 430 used at this time. However, it goes without saying that other crystals may be used as long as they are transparent at the wavelength and phase-matched in the wavelength conversion process. For example, LBO and CLBO are also suitable.

そして、波長変換部３３０内では、さらに上記波長変換に引き続き、波長２２７ｎｍのレーザー光と波長１５６２ｎｍのレーザー光とを和周波発生用の非線形結晶４３２に単行の集光光により同軸入射させて、両者の和周波である波長１９８ｎｍのレーザー光を発生させる。このとき用いた非線形結晶４３０には、ＢＢＯを用いると好適である。但し、当該波長で透明で波長変換過程において位相整合するものであれば、他の結晶を用いても構わないことは言うまでもない。例えば、ＣＬＢＯでも好適である。そして、波長１９８ｎｍのレーザー光をパタン検査装置２００の照明光として、照明光学系１７０に入射させる。そして、上述したように波長１９８ｎｍのレーザー光を照明光として被検査試料となるフォトマスク１０１のパタンを検査する。 In the wavelength conversion unit 330, following the wavelength conversion, a laser beam having a wavelength of 227 nm and a laser beam having a wavelength of 1562 nm are coaxially incident on the nonlinear crystal 432 for generating the sum frequency by a single line of condensed light, A laser beam having a wavelength of 198 nm is generated. For the nonlinear crystal 430 used at this time, it is preferable to use BBO. However, it goes without saying that other crystals may be used as long as they are transparent at the wavelength and phase-matched in the wavelength conversion process. For example, CLBO is also suitable. Then, laser light having a wavelength of 198 nm is made incident on the illumination optical system 170 as illumination light of the pattern inspection apparatus 200. Then, as described above, the pattern of the photomask 101 to be inspected is inspected using laser light having a wavelength of 198 nm as illumination light.

ここでは、レーザー光の光路を可変するための全反射鏡等の光学系について図示ならびに説明を簡略したが、適宜必要な光学系を用いてレーザー光の光路を可変しても構わないことは言うまでもない。 Although the illustration and description of the optical system such as a total reflection mirror for changing the optical path of the laser light are simplified here, it goes without saying that the optical path of the laser light may be changed using a necessary optical system as appropriate. Yes.

以上のように実施の形態２の構成によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。 As described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained by the configuration of the second embodiment.

以上の説明において、「〜回路」或いは「〜工程」と記載したものは、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。或いは、ソフトウェアとなるプログラムだけではなく、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ファームウェアとの組合せでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、ＦＤ、或いはＲＯＭ（リードオンリメモリ）等の記録媒体に記録される。例えば、演算制御部を構成するテーブル制御回路１１４、展開回路１１１、参照回路１１２、比較回路１０８等は、電気的回路で構成されていても良いし、制御計算機１１０によって処理することのできるソフトウェアとして実現してもよい。また電気的回路とソフトウェアの組み合わせで実現しても良い。 In the above description, what is described as “˜circuit” or “˜process” can be configured by a computer-operable program. Or you may make it implement by not only the program used as software but the combination of hardware and software. Alternatively, a combination with firmware may be used. When configured by a program, the program is recorded on a recording medium such as a magnetic disk device, a magnetic tape device, an FD, or a ROM (Read Only Memory). For example, the table control circuit 114, the expansion circuit 111, the reference circuit 112, the comparison circuit 108, and the like that constitute the arithmetic control unit may be configured by electrical circuits, or as software that can be processed by the control computer 110. It may be realized. Moreover, you may implement | achieve with the combination of an electrical circuit and software.

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、各実施の形態では、透過光を用いているが、反射光あるいは、透過光と反射光を同時に用いる構成にしてもよい。検査基準パタンデータとなる参照画像は設計データから生成しているが、フォトダイオードアレイ等のセンサにより撮像した同一パタンのデータを用いても良い。言い換えれば、ｄｉｅｔｏｄｉｅ検査でもｄｉｅｔｏｄａｔａｂａｓｅ検査でも構わない。 The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, although transmitted light is used in each embodiment, it may be configured to use reflected light or transmitted light and reflected light simultaneously. Although the reference image serving as the inspection standard pattern data is generated from the design data, data of the same pattern captured by a sensor such as a photodiode array may be used. In other words, a die to die inspection or a die to database inspection may be used.

また、各実施の形態では、ＸＹθテーブル１０２が移動することで検査位置が走査されているが、ＸＹθテーブル１０２を固定してその他の光学系が移動するように構成しても構わない。すなわち、相対移動すればよい。さらに、各実施の形態では、波長変換部３３０の出力である照明光が上方から下方に向かって光路を形成しているが、これに限るものではなく、構成する光学系に応じてその他の方向に向かって光路を形成してもよい。 In each embodiment, the inspection position is scanned by moving the XYθ table 102. However, the XYθ table 102 may be fixed and other optical systems may be moved. That is, relative movement may be performed. Furthermore, in each embodiment, the illumination light that is the output of the wavelength conversion unit 330 forms an optical path from the upper side to the lower side. However, the present invention is not limited to this, and other directions depend on the optical system to be configured. An optical path may be formed toward the.

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。 In addition, although descriptions are omitted for parts and the like that are not directly required for the description of the present invention, such as a device configuration and a control method, a required device configuration and a control method can be appropriately selected and used.

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのパタン検査装置或いはパタン検査装置用の光源は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all pattern inspection apparatuses or light sources for pattern inspection apparatuses that include the elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

１００パタン検査部
１０１フォトマスク
１０２ＸＹθテーブル
１０４拡大光学系
１０５フォトダイオードアレイ
１０６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
１１１展開回路
１１２参照回路
１５０光学画像取得部
２００パタン検査装置
２１０光学系筐体
２２０走査部筐体
３１０基本波光源（１）
３２０基本波光源（２）
３３０波長変換部
３４２，３４４光ファイバー
４０２，４１２集光レンズ
４０４，４０６，４１４，４２０，４３０，４３２非線形結晶 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Pattern test | inspection part 101 Photomask 102 XY (theta) table 104 Magnification optical system 105 Photodiode array 106 Sensor circuit 107 Position circuit 108 Comparison circuit 109 Magnetic disk apparatus 110 Control computer 111 Development circuit 112 Reference circuit 150 Optical image acquisition part 200 Pattern inspection apparatus 210 Optical housing 220 Scanning housing 310 Fundamental wave light source (1)
320 Fundamental wave light source (2)
330 Wavelength conversion unit 342, 344 Optical fiber 402, 412 Condensing lens 404, 406, 414, 420, 430, 432 Nonlinear crystal

Claims

第１の波長を有する第１のレーザー光を発生する第１のレーザー光源と、
前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザー光を発生する第２のレーザー光源と、
前記第１のレーザー光と前記第２のレーザー光とに基づいて、波長が２６６ｎｍ以下の深紫外光を発生させる深紫外光源と、
前記第１のレーザー光源と前記深紫外光源とを接続する第１の光ファイバーと、
前記第２のレーザー光源と前記深紫外光源とを接続する第２の光ファイバーと、
前記第１と第２の光ファイバーにより前記第１と第２のレーザー光源と分離された前記深紫外光源を搭載し、前記深紫外光源により発生した深紫外光を照明光として被検査試料のパタンを検査する、振動を伴うパタン検査部と、
を備えたことを特徴とするパタン検査装置。 A first laser light source for generating a first laser light having a first wavelength;
A second laser light source for generating a second laser light having a second wavelength different from the first wavelength;
A deep ultraviolet light source that generates deep ultraviolet light having a wavelength of 266 nm or less based on the first laser light and the second laser light;
A first optical fiber connecting the first laser light source and the deep ultraviolet light source;
A second optical fiber connecting the second laser light source and the deep ultraviolet light source;
The deep ultraviolet light source separated from the first and second laser light sources by the first and second optical fibers is mounted, and the pattern of the sample to be inspected is made using the deep ultraviolet light generated by the deep ultraviolet light source as illumination light. Pattern inspection part with vibration to inspect,
A pattern inspection apparatus comprising:

波長が１０６４ｎｍ〜１０６５ｎｍで、第１の光ファイバーを通過した第１のレーザー光の４倍高調波光と波長が１５５７ｎｍ〜１５７１ｎｍで、第２の光ファイバーを通過した第２のレーザー光とによる第１の和周波光と、前記第２のレーザー光とによる第２の和周波光であって、振動を伴う装置本体上で発生させられた前記第２の和周波光を照明光として被検査試料のパタンを検査することを特徴とするパタン検査装置。 A first sum of the fourth harmonic light of the first laser light having a wavelength of 1064 nm to 1065 nm and the second laser light having a wavelength of 1557 nm to 1571 nm and having passed the second optical fiber. The second sum frequency light by the frequency light and the second laser light, and the pattern of the specimen to be inspected using the second sum frequency light generated on the apparatus body with vibration as illumination light. A pattern inspection apparatus characterized by inspecting.

波長が１０６４ｎｍ〜１０６５ｎｍで、第１の光ファイバーを通過した第１のパルスレーザー光の４倍高調波光と波長が１５５７ｎｍ〜１５７１ｎｍで、第２の光ファイバーを通過した第２のパルスレーザー光の２倍高調波光とによる和周波光であって、振動を伴う装置本体上で発生させられた前記和周波光を照明光として被検査試料のパタンを検査することを特徴とするパタン検査装置。 Wavelength in 1064Nm～1065nm, in fourth harmonic light and the wavelength of the first pulse laser beam that has passed through the first optical fiber 1557Nm～1571nm, 2 harmonic of the second pulse laser beam passing through the second optical fiber A pattern inspection apparatus for inspecting a pattern of a sample to be inspected by using, as illumination light, sum frequency light generated by wave light, which is generated on an apparatus main body accompanying vibration .