JP6772110B2 - Inspection equipment - Google Patents

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Description

本発明による実施形態は、検査装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to inspection equipment.

半導体製造装置は、露光工程において、マスクに形成された回路パターンをウェハ上に転写する。このとき、マスクのパターンに形状欠陥が存在すると、回路パターンだけで無く欠陥もウェハ上に転写され、半導体装置の製造における歩留まりが低下してしまう。そこで、マスクのパターンの検査が必要となる。 In the exposure process, the semiconductor manufacturing apparatus transfers the circuit pattern formed on the mask onto the wafer. At this time, if a shape defect is present in the mask pattern, not only the circuit pattern but also the defect is transferred onto the wafer, and the yield in manufacturing the semiconductor device is lowered. Therefore, it is necessary to inspect the mask pattern.

マスクのパターンを検査する装置では、光源に深紫外レーザを用いた光学系が一般的に用いられる。レーザは点光源であるため、ビームエキスパンダによりレーザの径が拡大される。レーザの径の拡大後、レーザがレンズアレイと呼ばれる光学素子を透過することにより、レンズアレイに含まれる要素レンズの数に応じた２次光源が光学系の瞳面に生成される。それぞれの２次光源がマスク全体を照射するため、レーザ光における強度のばらつき（光量ムラ）を抑制してマスクを照射することができる。 In an apparatus for inspecting a mask pattern, an optical system using a deep ultraviolet laser as a light source is generally used. Since the laser is a point light source, the diameter of the laser is expanded by the beam expander. After the diameter of the laser is expanded, the laser passes through an optical element called a lens array, so that a secondary light source corresponding to the number of element lenses included in the lens array is generated on the pupil surface of the optical system. Since each secondary light source irradiates the entire mask, it is possible to irradiate the mask while suppressing variations in intensity (unevenness in the amount of light) in the laser beam.

瞳面に無数の２次光源を均一に配置できれば、光量ムラのない均一な面光源を生成することができる。しかし、要素レンズの配置パターンの精度やコストの面から、実際には要素レンズの数は有限であるため、２次光源に光量ムラが発生する。この光量ムラは、マスクのパターン検査装置で得られる光学像の特性を変化させてしまう。 If an infinite number of secondary light sources can be uniformly arranged on the pupil surface, a uniform surface light source with no uneven light intensity can be generated. However, since the number of element lenses is actually finite in terms of the accuracy and cost of the arrangement pattern of the element lenses, uneven light intensity occurs in the secondary light source. This uneven light intensity changes the characteristics of the optical image obtained by the mask pattern inspection device.

また、この光量ムラにより、光エネルギー密度の高い部分が発生することがある。この光エネルギーによって、照明系の光学素子や対物レンズが劣化したり、不純物が付着して透過率が低下することがある。このように、２次光源の光量ムラは、検査装置で使用している光学素子の劣化を加速させるという問題もあった。 Further, due to this unevenness in the amount of light, a portion having a high light energy density may be generated. Due to this light energy, the optical element of the lighting system and the objective lens may be deteriorated, or impurities may be attached to reduce the transmittance. As described above, there is also a problem that unevenness in the amount of light of the secondary light source accelerates the deterioration of the optical element used in the inspection device.

特開２０１４−２０２６７９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-202679

光学系の瞳面における２次光源の光量ムラを抑制し、かつ、光学素子の劣化を抑制することができる検査装置を提供する。 Provided is an inspection apparatus capable of suppressing unevenness in the amount of light of a secondary light source on the pupil surface of an optical system and suppressing deterioration of an optical element.

本実施形態による検査装置は、検査対象にレーザ光を出射する光源と、レーザ光の径を拡大させるエキスパンダレンズと、エキスパンダレンズを通過したレーザ光を透過させる複数の要素レンズを有する回転可能なレンズアレイとを備え、複数の要素レンズは、レンズアレイ上において該レンズアレイの回転軸の周囲に配置され、複数の要素レンズの配置の略中心からの放射線に沿って、かつ、略中心に対する複数の同心円に沿って設けられ、レンズアレイの回転軸は、略中心からずれている。 The inspection device according to the present embodiment is rotatable and has a light source that emits laser light to an inspection target, an expander lens that expands the diameter of the laser light, and a plurality of element lenses that transmit the laser light that has passed through the expander lens. A plurality of element lenses are arranged on the lens array around the rotation axis of the lens array, along the radiation from the substantially center of the arrangement of the plurality of element lenses, and with respect to the substantially center. It is provided along a plurality of concentric circles, and the axis of rotation of the lens array is substantially deviated from the center.

レンズアレイの回転軸は、略中心から、放射線の方向における要素レンズのピッチの半分以上ずれていてもよい。 The axis of rotation of the lens array may deviate from approximately the center by more than half the pitch of the element lenses in the direction of radiation.

レンズアレイの回転軸は、略中心から、放射線の方向における要素レンズのピッチの半分の整数倍ずれていてもよい。 The axis of rotation of the lens array may be offset from approximately the center by an integral multiple of half the pitch of the element lens in the direction of radiation.

検査対象からの光を受けて該検査対象の画像を取得する撮像部をさらに備え、撮像部の画像取得時間は、レンズアレイの回転周期以上であってもよい。 An image pickup unit that receives light from an inspection target and acquires an image of the inspection target is further provided, and the image acquisition time of the image pickup unit may be equal to or longer than the rotation cycle of the lens array.

検査対象からの光を受けて該検査対象の画像を取得する撮像部をさらに備え、撮像部の画像取得時間は、レンズアレイの回転周期の整数倍であってもよい。 An image pickup unit that receives light from the inspection target and acquires an image of the inspection target is further provided, and the image acquisition time of the image pickup unit may be an integral multiple of the rotation cycle of the lens array.

本実施形態による検査装置の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the structure of the inspection apparatus by this embodiment. 本実施形態による照明装置の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the structure of the lighting apparatus by this embodiment. 本実施形態によるレンズアレイの構成の一例を示す平面図。The plan view which shows an example of the structure of the lens array by this Embodiment. 図２に示す瞳面における光量ムラと、レンズアレイの回転軸からレンズアレイ中心までのシフト量との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the light amount unevenness in the pupil surface shown in FIG. 2 and the shift amount from the rotation axis of a lens array to the center of a lens array. マスクに形成されたパターンの欠陥を検出するための光学画像の取得手順を説明する図。The figure explaining the acquisition procedure of the optical image for detecting the defect of the pattern formed on the mask. 図１の検査装置におけるデータの流れを示す概念図。The conceptual diagram which shows the flow of data in the inspection apparatus of FIG.

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment does not limit the present invention. The drawings are schematic or conceptual, and the ratio of each part is not always the same as the actual one. In the specification and the drawings, the same elements as those described above with respect to the existing drawings are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

図１は、本実施形態による検査装置１００の構成の一例を示す図である。検査装置１００は、フォトリソグラフィ技術等で使用されるマスク１の光学画像を取得し、マスク１のパターンを検査する。光学画像は、設計パターンデータに含まれる図形データに基づく図形が描画されたマスク１の画像である。尚、検査装置１００は、ナノインプリント技術で使用されるテンプレートのパターンの検査に適用してもよい。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the inspection device 100 according to the present embodiment. The inspection device 100 acquires an optical image of the mask 1 used in photolithography technology and the like, and inspects the pattern of the mask 1. The optical image is an image of the mask 1 on which a figure based on the figure data included in the design pattern data is drawn. The inspection device 100 may be applied to the inspection of the template pattern used in the nanoimprint technique.

検査装置１００は、ダイ−トゥ−データベース方式によりマスク１を検査する。この場合、マスク１の光学画像と比較される基準画像は、設計パターンデータをベースに作成された参照画像である。しかし、検査装置１００は、ダイ−トゥ−ダイ方式によりマスク１を検査しても良い。この場合、検査装置１００は、マスク１に形成された複数のダイのパターン同士を比較する。 The inspection device 100 inspects the mask 1 by a die-to-database method. In this case, the reference image to be compared with the optical image of the mask 1 is a reference image created based on the design pattern data. However, the inspection device 100 may inspect the mask 1 by a die-to-die method. In this case, the inspection device 100 compares the patterns of the plurality of dies formed on the mask 1.

検査装置１００は、照明装置２と、ＸＹテーブル３と、対物レンズ１０４と、撮像部７と、レーザ測長システム１２２と、オートローダ１３０と、Ｘ軸モータＭｘと、Ｙ軸モータＭｙと、制御計算機１１０と、位置回路１０７と、比較回路１０８と、参照回路１１２と、展開回路１１１と、オートローダ制御回路１１３と、テーブル制御回路１１４と、記憶部１０９と、表示部１１７とを備える。 The inspection device 100 includes a lighting device 2, an XY table 3, an objective lens 104, an imaging unit 7, a laser length measuring system 122, an autoloader 130, an X-axis motor Mx, a Y-axis motor My, and a control computer. It includes 110, a position circuit 107, a comparison circuit 108, a reference circuit 112, an expansion circuit 111, an autoloader control circuit 113, a table control circuit 114, a storage unit 109, and a display unit 117.

照明装置２は、検査対象としてのマスク１に対して、欠陥検査用のレーザ光を照射する。照明装置２の詳細は、図２を参照して後で説明する。 The lighting device 2 irradiates the mask 1 as an inspection target with a laser beam for defect inspection. Details of the lighting device 2 will be described later with reference to FIG.

ＸＹテーブル３は、マスク１を載置可能であり、かつ、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動可能である。ＸＹテーブル３は、テーブル制御回路１１４によって制御されたＸ軸モータＭｘおよびＹ軸モータＭｙによって駆動される。これらのモータには、例えば、ステップモータを用いることができる。尚、ＸＹテーブル３は、回転方向（θ方向）にも移動可能な構造とすることができる。 The mask 1 can be placed on the XY table 3 and can be moved in the horizontal direction (X direction, Y direction). The XY table 3 is driven by the X-axis motor Mx and the Y-axis motor My controlled by the table control circuit 114. For these motors, for example, a step motor can be used. The XY table 3 can be configured to be movable in the rotation direction (θ direction).

対物レンズ１０４は、マスク１を透過した光を撮像部７に光学像として結像する。尚、対物レンズ１０４は、マスク１で反射した光を撮像部７に光学像として結像させてもよい。 The objective lens 104 forms an optical image of the light transmitted through the mask 1 on the imaging unit 7. The objective lens 104 may form an optical image of the light reflected by the mask 1 on the imaging unit 7.

撮像部７は、センサ１０５と、センサ回路１０６とを備え、マスク１からの光を受けてマスク１の画像を取得する。センサ１０５は、画像センサである。センサ１０５は、例えば、フォトダイオードアレイであってもよく、撮像素子としてのＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを一列に並べたラインセンサであってもよい。ラインセンサの例としては、ＴＤＩ（Time Delay Integration）センサが挙げられる。この場合、ＸＹテーブル３がＸ軸方向に連続的に移動しながら、ＴＤＩセンサによってマスク１のパターンが撮像される。センサ１０５上に結像したパターンの像は、センサ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換される。センサ回路１０６は、得られた光学画像を比較回路１０８へ送る。 The imaging unit 7 includes a sensor 105 and a sensor circuit 106, and receives light from the mask 1 to acquire an image of the mask 1. The sensor 105 is an image sensor. The sensor 105 may be, for example, a photodiode array or a line sensor in which CCD (Charge Coupled Device) cameras as image pickup devices are arranged in a row. An example of a line sensor is a TDI (Time Delay Integration) sensor. In this case, the pattern of the mask 1 is imaged by the TDI sensor while the XY table 3 continuously moves in the X-axis direction. The image of the pattern formed on the sensor 105 is photoelectrically converted by the sensor 105, and further A / D (analog-digital) converted by the sensor circuit 106. The sensor circuit 106 sends the obtained optical image to the comparison circuit 108.

レーザ測長システム１２２は、ＸＹテーブル３の移動位置を測定する。レーザ測長システム１２２は、ＸＹテーブル３の測定位置を位置回路１０７へ送る。 The laser length measuring system 122 measures the moving position of the XY table 3. The laser length measuring system 122 sends the measurement position of the XY table 3 to the position circuit 107.

オートローダ１３０は、オートローダ制御回路１１３により駆動されて、ＸＹテーブル３上のマスク１を自動的に搬送し、検査終了後に自動的に搬出する。 The autoloader 130 is driven by the autoloader control circuit 113 to automatically carry the mask 1 on the XY table 3 and automatically carry it out after the inspection is completed.

制御計算機１１０は、マスク１の検査に関連する各種の制御を実行する。制御計算機１１０は、バス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、参照回路１１２、展開回路１１１、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、記憶部１０９および表示部１１７に接続されている。 The control computer 110 executes various controls related to the inspection of the mask 1. The control computer 110 is connected to the position circuit 107, the comparison circuit 108, the reference circuit 112, the expansion circuit 111, the autoloader control circuit 113, the table control circuit 114, the storage unit 109, and the display unit 117 via the bus 120.

オートローダ制御回路１１３は、上述の通り、マスク１を搬送するため、オートローダ１３０を制御する。 As described above, the autoloader control circuit 113 controls the autoloader 130 in order to convey the mask 1.

テーブル制御回路１１４は、ＸＹテーブル３を適切に動作させるためにＸ軸モータＭｘおよびＹ軸モータＭｙを制御する。 The table control circuit 114 controls the X-axis motor Mx and the Y-axis motor My in order to properly operate the XY table 3.

位置回路１０７は、レーザ測長システム１２２からＸＹテーブル３の測定位置を受け取り、ＸＹテーブル３の位置を検出する。位置回路１０７は、ＸＹテーブル３の位置を比較回路１０８へ送る。 The position circuit 107 receives the measurement position of the XY table 3 from the laser length measuring system 122, and detects the position of the XY table 3. The position circuit 107 sends the position of the XY table 3 to the comparison circuit 108.

記憶部１０９は、マスク１のパターン形成時に用いた設計パターンデータを記憶する。記憶部１０９は、例えば、磁気ディスク装置等である。 The storage unit 109 stores the design pattern data used when forming the pattern of the mask 1. The storage unit 109 is, for example, a magnetic disk device or the like.

展開回路１１１は、記憶部１０９から制御計算機１１０を通して設計パターンデータを読み出し、読み出されたマスク１の設計パターンデータを２値ないしは多値のイメージデータ（設計画像データ）に変換する。展開回路１１１は、このイメージデータを参照回路１１２へ送る。 The development circuit 111 reads the design pattern data from the storage unit 109 through the control computer 110, and converts the read design pattern data of the mask 1 into binary or multi-valued image data (design image data). The expansion circuit 111 sends this image data to the reference circuit 112.

参照回路１１２は、送られた図形のイメージデータである設計画像データに適切なフィルタ処理を施して、光学画像と比較する参照画像を作成する。参照回路１１２は、この参照画像を比較回路１０８へ送る。 The reference circuit 112 applies appropriate filtering to the design image data, which is the image data of the sent graphic, to create a reference image to be compared with the optical image. The reference circuit 112 sends this reference image to the comparison circuit 108.

比較回路１０８は、センサ回路１０６から送られた光学画像と、参照回路１１２が生成した参照画像とを、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較する。 The comparison circuit 108 compares the optical image sent from the sensor circuit 106 with the reference image generated by the reference circuit 112 using an appropriate comparison determination algorithm.

表示部１１７は、マスク１の欠陥箇所の画像を表示する。また、表示部１１７は、欠陥判定の判断条件や、判定の根拠となった光学画像と参照画像をならべて表示する。表示部１１７は、例えば、制御計算機１１０の画面である。しかし、これに限られず、表示部１１７は外部のモニタであってもよい。 The display unit 117 displays an image of the defective portion of the mask 1. Further, the display unit 117 displays the determination conditions for defect determination, and the optical image and the reference image that are the basis of the determination, side by side. The display unit 117 is, for example, a screen of the control computer 110. However, the present invention is not limited to this, and the display unit 117 may be an external monitor.

図２は、本実施形態による照明装置２の構成の一例を示す図である。照明装置２は、光源４と、エキスパンダレンズ５と、レンズアレイ６０と、コンデンサレンズ６とを備える。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the lighting device 2 according to the present embodiment. The illuminating device 2 includes a light source 4, an expander lens 5, a lens array 60, and a condenser lens 6.

光源４は、マスク１にレーザ光を出射する。レーザ光は、例えば、１９３ｎｍの波長を有するＡｒＦレーザ光である。しかし、これに限られず、レーザ光は波長２６６ｎｍ以下の深紫外レーザ光であればよい。 The light source 4 emits a laser beam to the mask 1. The laser light is, for example, an ArF laser light having a wavelength of 193 nm. However, the laser light is not limited to this, and the laser light may be a deep ultraviolet laser light having a wavelength of 266 nm or less.

エキスパンダレンズ５は、光源４から出射されたレーザ光の径を拡大させて光束５２を出射する。 The expander lens 5 expands the diameter of the laser beam emitted from the light source 4 to emit the luminous flux 52.

レンズアレイ６０は、エキスパンダレンズ５を通過したレーザ光を透過させる複数の要素レンズ６２を有する。図２に示す複数の要素レンズ６２は、レーザ光の入射面に設けられている。しかし、これに限られず、複数の要素レンズ６２はレーザ光の出射面に設けられてもよい。要素レンズ６２は、例えば、球面レンズである。要素レンズ６２の曲率は、透過した光を集光するように設計されている。複数の要素レンズ６２は、光束５２の入射により、要素レンズ６２の数に応じた２次光源を瞳面６４に生成する。図２に示す光束５２は、４個の要素レンズ６２を透過している。これにより、透過光が集光する瞳面６４に、４個の２次光源が生成されている。 The lens array 60 has a plurality of element lenses 62 that transmit laser light that has passed through the expander lens 5. The plurality of element lenses 62 shown in FIG. 2 are provided on the incident surface of the laser beam. However, the present invention is not limited to this, and the plurality of element lenses 62 may be provided on the emission surface of the laser beam. The element lens 62 is, for example, a spherical lens. The curvature of the element lens 62 is designed to focus the transmitted light. The plurality of element lenses 62 generate a secondary light source on the pupil surface 64 according to the number of element lenses 62 due to the incident light flux 52. The luminous flux 52 shown in FIG. 2 is transmitted through the four element lenses 62. As a result, four secondary light sources are generated on the pupil surface 64 where the transmitted light is focused.

また、レンズアレイ６０には、図示しない回転機構が設けられている。これにより、レンズアレイ６０は、回転軸６０ａを中心として所定の速度で回転可能である。レンズアレイ６０の回転軸６０ａは、例えば、レーザ光の光軸と略平行な軸である。レンズアレイ６０は、回転することにより、レーザ光が透過する要素レンズ６２を平均化し、瞳面６４における２次光源を平均化する。これにより、２次光源の光量ムラを抑制することができる。尚、瞳面６４には絞りが設けられてもよい。 Further, the lens array 60 is provided with a rotation mechanism (not shown). As a result, the lens array 60 can rotate at a predetermined speed about the rotation shaft 60a. The rotation axis 60a of the lens array 60 is, for example, an axis substantially parallel to the optical axis of the laser beam. By rotating the lens array 60, the element lens 62 through which the laser beam is transmitted is averaged, and the secondary light source on the pupil surface 64 is averaged. As a result, unevenness in the amount of light of the secondary light source can be suppressed. A diaphragm may be provided on the pupil surface 64.

コンデンサレンズ６は、レンズアレイ６０を透過した光をマスク１の面に集光させる。 The condenser lens 6 collects the light transmitted through the lens array 60 on the surface of the mask 1.

図３は、本実施形態によるレンズアレイ６０の構成の一例を示す平面図である。
レンズアレイ６０は、例えば、図３に示すように円盤形状である。レンズアレイ６０の直径は、例えば、１００ｍｍであるが、設計事項であるためこれに限られない。尚、レンズアレイ６０は、円盤形状に限られず、円筒形状であってもよい。 FIG. 3 is a plan view showing an example of the configuration of the lens array 60 according to the present embodiment.
The lens array 60 has, for example, a disk shape as shown in FIG. The diameter of the lens array 60 is, for example, 100 mm, but the diameter is not limited to this because it is a design matter. The lens array 60 is not limited to the disk shape, but may be a cylindrical shape.

複数の要素レンズ６２は、レンズアレイ６０の回転軸６０ａの周囲に配置されている。複数の要素レンズ６２は、複数の要素レンズ６２の配置の略中心（以下、レンズアレイ中心ともいう）６２ａからの放射線に沿って略直線状に配置され、かつ、レンズアレイ中心６２ａに対する複数の同心円に沿って略円形状に配置されている。図３に示す各要素レンズ６２の外形は、上記放射線の線分と上記同心円の円弧とで構成される。従って、複数の要素レンズ６２間の境界線は円弧や放射状の直線で構成される。しかし、実際には、レンズアレイ６０の面積に対する一つひとつの要素レンズ６２の面積の比率は図３に示す比率よりも小さい。即ち、図３に示すよりも多くの要素レンズ６２がレンズアレイ６０上に設けられている。従って、各要素レンズ６２の外形は、矩形（例えば、略長方形または略正方形）とみなすことができる。複数の要素レンズ６２間の境界線は直交する複数の直線とみなすことができる。複数の要素レンズ６２のパターンは、例えば、フォトリソグラフィ技術により作製される。 The plurality of element lenses 62 are arranged around the rotation axis 60a of the lens array 60. The plurality of element lenses 62 are arranged substantially linearly along the radiation from the substantially center (hereinafter, also referred to as the lens array center) 62a of the arrangement of the plurality of element lenses 62, and the plurality of concentric circles with respect to the lens array center 62a. It is arranged in a substantially circular shape along. The outer shape of each element lens 62 shown in FIG. 3 is composed of the radiation line segment and the concentric arc. Therefore, the boundary line between the plurality of element lenses 62 is composed of an arc or a radial straight line. However, in reality, the ratio of the area of each element lens 62 to the area of the lens array 60 is smaller than the ratio shown in FIG. That is, more element lenses 62 than shown in FIG. 3 are provided on the lens array 60. Therefore, the outer shape of each element lens 62 can be regarded as a rectangle (for example, a substantially rectangular shape or a substantially square shape). The boundary line between the plurality of element lenses 62 can be regarded as a plurality of orthogonal straight lines. The pattern of the plurality of element lenses 62 is produced by, for example, a photolithography technique.

光束５２は、図２に示すエキスパンダレンズ５を通過して要素レンズ６２に入射するレーザ光を示している。光束５２の直径は、例えば、１０ｍｍであるが、設計事項であるためこれに限られない。光束５２は、複数の要素レンズ６２に入射している。図３に示す光束５２は、４個の要素レンズ６２を透過している。しかし、上述のように、レンズアレイ６０の面積に対する各要素レンズ６２の面積の比率は、図３に示すその比率よりも小さいため、例えば、光束５２は１０から２０個程度の要素レンズ６２を透過してもよい。 The luminous flux 52 indicates a laser beam that passes through the expander lens 5 shown in FIG. 2 and is incident on the element lens 62. The diameter of the luminous flux 52 is, for example, 10 mm, but the diameter is not limited to this because it is a design matter. The luminous flux 52 is incident on the plurality of element lenses 62. The luminous flux 52 shown in FIG. 3 is transmitted through the four element lenses 62. However, as described above, the ratio of the area of each element lens 62 to the area of the lens array 60 is smaller than the ratio shown in FIG. 3, so that, for example, the luminous flux 52 transmits about 10 to 20 element lenses 62. You may.

レンズアレイ６０上における光束５２の入射位置は、レンズアレイ６０の回転により変化する。光束５２の軌道５２ａは、レンズアレイ６０上における光束５２の入射位置の軌道を示す。光束の軌道５２ａは、レンズアレイ６０の回転軸６０ａを中心とした軌道となる。 The incident position of the luminous flux 52 on the lens array 60 changes with the rotation of the lens array 60. The orbit 52a of the light flux 52 indicates the orbit of the incident position of the light flux 52 on the lens array 60. The orbit 52a of the luminous flux is an orbit centered on the rotation axis 60a of the lens array 60.

光束５２は、図３に示すように、レンズアレイ６０が１回転する毎に、レンズアレイ中心６２ａに対する同心円の方向（以下、同心円方向Ｄ１）に配列するｎ個（ｎは自然数）の要素レンズ６２を透過する。従って、２次光源は、レンズアレイ６０が１回転することにより、同心円方向にｎ個分に平均化される。これにより、瞳面６４における２次光源の光量ムラが抑制される。 As shown in FIG. 3, the luminous flux 52 has n (n is a natural number) element lenses arranged in the direction of concentric circles with respect to the center 62a of the lens array (hereinafter, concentric circle direction D1) each time the lens array 60 rotates once. Is transparent. Therefore, the secondary light source is averaged by n lenses in the concentric direction by one rotation of the lens array 60. As a result, unevenness in the amount of light of the secondary light source on the pupil surface 64 is suppressed.

また、レンズアレイ６０の回転軸６０ａは、図３に示すように、レンズアレイ中心６２ａからずれている。これにより、レンズアレイ６０上における光束５２の入射位置とレンズアレイ中心６２ａとの間の距離は、レンズアレイ６０の回転により変化する。上記放射線の方向（以下、放射方向Ｄ２）の要素レンズ６２の幅（あるいは長さ）を１ピッチとした場合、レンズアレイ中心６２ａと回転軸６０ａとの間のずれの大きさは、０．５ピッチの整数倍にする。例えば、図３に示す例では、レンズアレイ中心６２ａと回転軸６０ａとの間のずれは、放射方向に１ピッチ分である。従って、レンズアレイ６０が１８０°回転したとき、光束５２は２ピッチ分ずれる。即ち、レンズアレイ６０が１回転するごとに、放射方向に配列する要素レンズ６２の２個分（２ピッチ分）の２次光源が平均化される。これにより、瞳面６４における２次光源の光量ムラが抑制される。 Further, as shown in FIG. 3, the rotation axis 60a of the lens array 60 is deviated from the lens array center 62a. As a result, the distance between the incident position of the luminous flux 52 on the lens array 60 and the center 62a of the lens array changes with the rotation of the lens array 60. When the width (or length) of the element lens 62 in the radiation direction (hereinafter, radiation direction D2) is one pitch, the magnitude of the deviation between the lens array center 62a and the rotation axis 60a is 0.5. Make it an integral multiple of the pitch. For example, in the example shown in FIG. 3, the deviation between the lens array center 62a and the rotation shaft 60a is one pitch in the radial direction. Therefore, when the lens array 60 is rotated by 180 °, the luminous flux 52 is shifted by 2 pitches. That is, each time the lens array 60 rotates once, the secondary light sources for two element lenses 62 (two pitches) arranged in the radial direction are averaged. As a result, unevenness in the amount of light of the secondary light source on the pupil surface 64 is suppressed.

図４は、図２に示す瞳面６４における光量ムラと、レンズアレイ６０の回転軸６０ａからレンズアレイ中心６２ａまでのシフト量との関係を示すグラフである。縦軸に示す光量ムラは、レンズアレイ６０が１回転したときに、瞳面６４における光量の最大値と最小値との差（ばらつき）である。瞳面６４における２次光源は点であるが、要素レンズ６２の面積の１０分の１の面積に光が集光していると仮定して計算している。また、光量ムラは、シフト量が０の場合を１とした相対値である。横軸に示すシフト量は、レンズアレイ６０の回転軸６０ａとレンズアレイ中心６２ａとの間の距離を、要素レンズ６２の放射方向の１ピッチで割った値である。従って、回転軸６０ａとレンズアレイ中心６２ａとが一致する場合、シフト量は０である。回転軸６０ａとレンズアレイ中心６２ａとの間のずれが大きくなるほど、シフト量は大きくなる。例えば、図３に示すレンズアレイ６０において、回転軸６０ａとレンズアレイ中心６２ａとの間のずれが１ピッチである場合、シフト量は１（１ピッチ）となる。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the light amount unevenness on the pupil surface 64 shown in FIG. 2 and the shift amount from the rotation axis 60a of the lens array 60 to the lens array center 62a. The light amount unevenness shown on the vertical axis is the difference (variation) between the maximum value and the minimum value of the light amount on the pupil surface 64 when the lens array 60 makes one rotation. Although the secondary light source on the pupil surface 64 is a point, the calculation is performed on the assumption that the light is focused on an area of 1/10 of the area of the element lens 62. Further, the light amount unevenness is a relative value with the case where the shift amount is 0 as 1. The shift amount shown on the horizontal axis is a value obtained by dividing the distance between the rotation axis 60a of the lens array 60 and the center 62a of the lens array by one pitch in the radial direction of the element lens 62. Therefore, when the rotation axis 60a and the lens array center 62a coincide with each other, the shift amount is 0. The larger the deviation between the rotation shaft 60a and the lens array center 62a, the larger the shift amount. For example, in the lens array 60 shown in FIG. 3, when the deviation between the rotation shaft 60a and the lens array center 62a is 1 pitch, the shift amount is 1 (1 pitch).

まず、図４においてシフト量が０の場合について説明する。シフト量が０である場合、レンズアレイ６０上における光束５２の入射位置とレンズアレイ中心６２ａとの間の距離は、レンズアレイ６０の回転によっては変化しない。この場合、光束５２から見て要素レンズ６２は、同心円方向に相対的に移動するが、放射方向には移動しない。従って、２次光源は、同心円方向に配列する要素レンズ６２によって平均化されるが、放射方向に配列する要素レンズ６２によっては平均化されない。例えば、図３の回転軸６０ａとレンズアレイ中心６２ａとが一致しているものとすると、光束５２のうち、要素レンズ６２の中心が通過する位置５２＿１では、２次光源の光量は平均化される。また、放射方向に隣接する要素レンズ６２間の境界線Ｂが通過する位置５２＿２でも、２次光源の光量は平均化される。しかし、位置５２＿１と位置５２＿２との間では、２次光源の光量は平均化されない。従って、光束５２内において、位置５２＿１と位置５２＿２とで、２次光源の光量差が大きくなる。このときの２次光源の光量の最大値と最小値との差（光量ムラ）を１とする。 First, the case where the shift amount is 0 in FIG. 4 will be described. When the shift amount is 0, the distance between the incident position of the luminous flux 52 on the lens array 60 and the center 62a of the lens array does not change depending on the rotation of the lens array 60. In this case, the element lens 62 moves relatively in the concentric direction when viewed from the luminous flux 52, but does not move in the radial direction. Therefore, the secondary light source is averaged by the element lenses 62 arranged in the concentric direction, but not by the element lenses 62 arranged in the radial direction. For example, assuming that the rotation axis 60a in FIG. 3 and the center 62a of the lens array coincide with each other, the amount of light of the secondary light source is averaged at the position 52_1 of the luminous flux 52 through which the center of the element lens 62 passes. .. Further, the amount of light of the secondary light source is averaged even at the position 52_2 through which the boundary line B between the element lenses 62 adjacent in the radiation direction passes. However, the amount of light from the secondary light source is not averaged between the positions 52_1 and 52_2. Therefore, in the luminous flux 52, the difference in the amount of light of the secondary light source becomes large between the position 52_1 and the position 52_2. At this time, the difference between the maximum value and the minimum value of the light amount of the secondary light source (light amount unevenness) is set to 1.

次に、図４においてシフト量が０から０．５までの間にある場合について説明する。この場合、レンズアレイ６０の回転によって、要素レンズ６２は、光束５２に対して、同心円方向に相対移動し、かつ、放射方向にも０〜１ピッチだけ相対移動（往復運動）する。これにより、上記境界線Ｂは、レンズアレイ６０の回転に伴って、放射方向に移動する。従って、位置５２＿１と位置５２＿２との間でも、２次光源の光量は放射方向に平均化されていき、光量ムラは１から低下する。 Next, a case where the shift amount is between 0 and 0.5 in FIG. 4 will be described. In this case, due to the rotation of the lens array 60, the element lens 62 moves relative to the luminous flux 52 in the concentric direction and also moves relative to the radial direction by 0 to 1 pitch (reciprocating motion). As a result, the boundary line B moves in the radial direction as the lens array 60 rotates. Therefore, even between the position 52_1 and the position 52_2, the light amount of the secondary light source is averaged in the radial direction, and the light amount unevenness decreases from 1.

しかし、回転軸６０ａとレンズアレイ中心６２ａとの間のシフト量が０．５未満の場合、レンズアレイ６０の回転によって、光束５２に対する要素レンズ６２の放射方向への相対的な移動距離（１８０°回転するごとの移動距離）は、１ピッチ未満となる。即ち、境界線Ｂの放射方向への移動距離は１ピッチ未満となる。従って、２次光源の光量は、光束５２の全体としてはまだ平均化されていない。よって、図４に示すように、シフト量が０．５未満の場合、光量ムラは、０になっていない。 However, when the shift amount between the rotation axis 60a and the lens array center 62a is less than 0.5, the relative movement distance (180 °) of the element lens 62 with respect to the luminous flux 52 in the radial direction due to the rotation of the lens array 60. The moving distance for each rotation) is less than one pitch. That is, the moving distance of the boundary line B in the radial direction is less than one pitch. Therefore, the amount of light from the secondary light source has not yet been averaged as a whole of the luminous flux 52. Therefore, as shown in FIG. 4, when the shift amount is less than 0.5, the light amount unevenness is not zero.

次に、シフト量が０．５である場合について説明する。回転軸６０ａとレンズアレイ中心６２ａとの間のシフト量が０．５になると、レンズアレイ６０の回転によって、光束５２に対する要素レンズ６２の放射方向への相対的な移動距離（１８０°回転するごとの移動距離）は、１ピッチとなる。即ち、境界線Ｂの放射方向への移動距離が１ピッチとなる。従って、２次光源の光量は、放射方向においても光束５２の全体に亘って平均化される。よって、図４に示すように、シフト量が０．５の場合、光量ムラは、ほぼ０になっている。つまり、瞳面６４全体において、２次光源の光量は平均化され、ほぼ一定となる。 Next, a case where the shift amount is 0.5 will be described. When the shift amount between the rotation axis 60a and the lens array center 62a becomes 0.5, the rotation of the lens array 60 causes the element lens 62 to move relative to the luminous flux 52 in the radial direction (every 180 ° rotation). (Movement distance) is one pitch. That is, the moving distance of the boundary line B in the radial direction is one pitch. Therefore, the amount of light from the secondary light source is averaged over the entire luminous flux 52 even in the radiation direction. Therefore, as shown in FIG. 4, when the shift amount is 0.5, the light amount unevenness is almost 0. That is, the amount of light of the secondary light source is averaged and becomes substantially constant over the entire pupil surface 64.

次に、シフト量が０．５から１までの間について説明する。 Next, the shift amount between 0.5 and 1 will be described.

この場合、レンズアレイ６０の回転によって、要素レンズ６２は、光束５２に対して、同心円方向に相対移動し、かつ、放射方向にも１〜２ピッチだけ相対移動（往復運動）する。シフト量が０．５よりも大きくかつ１未満の場合、レンズアレイ６０の回転によって、光束５２に対する要素レンズ６２の放射方向への相対的な移動距離（１８０°回転するごとの移動距離）は、１ピッチより大きくかつ２ピッチ未満となる。即ち、境界線Ｂの放射方向への移動距離は、１ピッチより大きくかつ２ピッチ未満となる。従って、２次光源の光量は、光束５２の全体としては平均化されていない。よって、図４に示すように、シフト量が０．５〜１未満の場合、光量ムラは、０になっていない。 In this case, due to the rotation of the lens array 60, the element lens 62 moves relative to the luminous flux 52 in the concentric direction and also moves relative to the radial direction by 1 to 2 pitches (reciprocating motion). When the shift amount is greater than 0.5 and less than 1, the relative movement distance (movement distance for each 180 ° rotation) of the element lens 62 with respect to the luminous flux 52 in the radial direction due to the rotation of the lens array 60 is increased. It is larger than 1 pitch and less than 2 pitches. That is, the moving distance of the boundary line B in the radial direction is larger than 1 pitch and less than 2 pitches. Therefore, the amount of light from the secondary light source is not averaged as a whole of the luminous flux 52. Therefore, as shown in FIG. 4, when the shift amount is less than 0.5 to 1, the light amount unevenness is not zero.

シフト量が１になると、レンズアレイ６０の回転によって、境界線Ｂの放射方向への移動距離が２ピッチとなる。従って、２次光源の光量は、放射方向においても光束５２の全体に亘って平均化され、光量ムラはほぼ０になる。 When the shift amount becomes 1, the movement distance of the boundary line B in the radial direction becomes 2 pitches due to the rotation of the lens array 60. Therefore, the light amount of the secondary light source is averaged over the entire luminous flux 52 even in the radiation direction, and the light amount unevenness becomes almost zero.

同様に、シフト量が０．５の整数倍のときに、光量ムラはほぼ０となる。一方、シフト量が０．５の整数倍でないときに、光量ムラは０より大きい値となる。
例えば、シフト量が０．５の整数倍である場合、レンズアレイ６０の回転によって、境界線Ｂの放射方向への移動距離が１ピッチの整数倍となる。これにより、瞳面６４全体の光量が均一になるため、光量ムラは０になる。 Similarly, when the shift amount is an integral multiple of 0.5, the light amount unevenness becomes almost zero. On the other hand, when the shift amount is not an integral multiple of 0.5, the light amount unevenness becomes a value larger than 0.
For example, when the shift amount is an integral multiple of 0.5, the movement distance of the boundary line B in the radial direction becomes an integral multiple of one pitch due to the rotation of the lens array 60. As a result, the amount of light on the entire pupil surface 64 becomes uniform, so that the amount of light unevenness becomes zero.

一方、シフト量が０．５の整数倍からずれている場合、レンズアレイ６０の回転によって、境界線Ｂの放射方向への移動距離が１ピッチの整数倍からずれる。この場合、瞳面６４全体の光量は均一にならず、光量ムラが発生する。また、図４に示すように、シフト量が大きくなるにつれて、光量ムラのピークは小さくなる傾向にある。シフト量が大きくなるにつれて、レンズアレイ６０が回転したときに、光束５２を放射方向へ相対的に通過する要素レンズ６２の数が多くなり、光束５２の光量がより平均化されるからである。 On the other hand, when the shift amount deviates from an integral multiple of 0.5, the movement distance of the boundary line B in the radial direction deviates from an integral multiple of one pitch due to the rotation of the lens array 60. In this case, the amount of light on the entire pupil surface 64 is not uniform, and uneven light amount occurs. Further, as shown in FIG. 4, as the shift amount increases, the peak of the light amount unevenness tends to decrease. This is because as the shift amount increases, the number of element lenses 62 that relatively pass through the light flux 52 in the radial direction increases when the lens array 60 rotates, and the light amount of the light flux 52 is more averaged.

従って、シフト量を調整して光量ムラを抑制することにより、瞳面６４における２次光源の光量ムラを抑制することができる。その結果、マスク１の照射面における光の光量ムラを抑制することができる。 Therefore, by adjusting the shift amount and suppressing the light amount unevenness, it is possible to suppress the light amount unevenness of the secondary light source on the pupil surface 64. As a result, unevenness in the amount of light on the irradiation surface of the mask 1 can be suppressed.

シフト量が小さくなるにつれ、シフト量が０．５の整数倍からずれると、光量ムラの増加率（増加度合い）は大きくなる。従って、シフト量が小さい場合には、シフト量は０．５の整数倍に近い方が好ましい。すなわち、レンズアレイ６０の回転軸６０ａは、レンズアレイ中心６２ａから、放射方向の要素レンズ６２のピッチの半分の略整数倍ずれていることが好ましい。 As the shift amount becomes smaller and the shift amount deviates from an integral multiple of 0.5, the increase rate (increase degree) of the light amount unevenness increases. Therefore, when the shift amount is small, it is preferable that the shift amount is close to an integral multiple of 0.5. That is, it is preferable that the rotation axis 60a of the lens array 60 is deviated from the center 62a of the lens array by approximately an integral multiple of half the pitch of the element lens 62 in the radial direction.

一方、シフト量が大きくなるにつれ、シフト量が０．５の整数倍から多少ずれても、光量ムラの増加率はあまり大きくならない。従って、シフト量が大きい場合には、シフト量は０．５の整数倍から或る程度ずれていても許容される場合がある。従って、光量ムラを抑制するためには、シフト量は大きい方が好ましいと言える。例えば、シフト量が０．５以上の場合の光量ムラは、シフト量が０．５未満の場合の光量ムラに比べて十分小さい。従って、シフト量は０．５以上であることが好ましい。すなわち、レンズアレイ６０の回転軸６０ａは、レンズアレイ中心６２ａから、放射方向の要素レンズ６２のピッチの半分以上ずれていることが好ましい。 On the other hand, as the shift amount increases, even if the shift amount deviates slightly from an integral multiple of 0.5, the increase rate of the light amount unevenness does not increase so much. Therefore, when the shift amount is large, the shift amount may deviate to some extent from an integral multiple of 0.5. Therefore, in order to suppress uneven light intensity, it can be said that a large shift amount is preferable. For example, the light amount unevenness when the shift amount is 0.5 or more is sufficiently smaller than the light amount unevenness when the shift amount is less than 0.5. Therefore, the shift amount is preferably 0.5 or more. That is, it is preferable that the rotation axis 60a of the lens array 60 is deviated from the center 62a of the lens array by half or more of the pitch of the element lens 62 in the radial direction.

次に、画像取得時間におけるレンズアレイ６０の回転数（回転速度）と２次光源の光量ムラとの関係について説明する。尚、画像取得時間を一定として回転数を変化させてもよく、回転速度を一定として画像取得時間を変化させてもよい。 Next, the relationship between the rotation speed (rotation speed) of the lens array 60 and the light intensity unevenness of the secondary light source in the image acquisition time will be described. The rotation speed may be changed with the image acquisition time constant, or the image acquisition time may be changed with the rotation speed constant.

シフト量が０．５の整数倍の場合、画像取得時間（あるいは単位時間）におけるレンズアレイ６０の回転数が整数倍であれば、光束５２は、レンズアレイ６０に対して放射方向に１ピッチの整数倍だけ往復する。この場合、瞳面６４全体の光量が均一になるため、光量ムラはほぼ０である。 When the shift amount is an integral multiple of 0.5 and the rotation speed of the lens array 60 in the image acquisition time (or unit time) is an integral multiple, the luminous flux 52 has one pitch in the radial direction with respect to the lens array 60. It goes back and forth by an integral multiple. In this case, since the light amount of the entire pupil surface 64 becomes uniform, the light amount unevenness is almost zero.

一方、シフト量が０．５の整数倍の場合であっても、画像取得時間におけるレンズアレイ６０の回転数が整数倍でなければ、光束５２は、レンズアレイ６０に対して放射方向に１ピッチの整数倍±α（α＜１ピッチ）だけ往復する。従って、光量ムラが存在する。 On the other hand, even when the shift amount is an integral multiple of 0.5, the luminous flux 52 has one pitch in the radial direction with respect to the lens array 60 unless the rotation speed of the lens array 60 in the image acquisition time is an integral multiple. It reciprocates by an integral multiple of ± α (α <1 pitch). Therefore, there is unevenness in the amount of light.

また、回転速度が速くなるにつれ、画像取得時間におけるレンズアレイ６０の回転数が大きくなり、２次光源の光量ムラの増大は抑制される。これは、回転速度が速くなると、単位時間に光束５２を通過する要素レンズ６２の数が多くなるので、光束５２の光量がより均一に平均化されるからである。よって、レンズアレイ６０の回転速度が速ければ、画像取得時間におけるレンズアレイ６０の回転数が整数倍からずれても、２次光源の光量ムラの増大は抑制される。従って、レンズアレイ６０の回転速度が速い場合には、画像取得時間は、レンズアレイ６０の回転周期の整数倍であってもよく、整数倍から或る程度ずれていてもよい。例えば、画像取得時間においてレンズアレイ６０が１回転すれば、光量は比較的均一に平均化される。従って、レンズアレイ６０は、画像取得時間において、少なくとも１回転すればよい。すなわち、画像取得時間は、レンズアレイ６０の回転周期以上であればよい。 Further, as the rotation speed increases, the rotation speed of the lens array 60 during the image acquisition time increases, and the increase in the amount of light unevenness of the secondary light source is suppressed. This is because as the rotation speed increases, the number of element lenses 62 that pass through the luminous flux 52 per unit time increases, so that the amount of light of the luminous flux 52 is more uniformly averaged. Therefore, if the rotation speed of the lens array 60 is high, the increase in the amount of light unevenness of the secondary light source is suppressed even if the rotation speed of the lens array 60 deviates from an integral multiple in the image acquisition time. Therefore, when the rotation speed of the lens array 60 is high, the image acquisition time may be an integral multiple of the rotation cycle of the lens array 60, or may deviate to some extent from the integral multiple. For example, if the lens array 60 makes one rotation during the image acquisition time, the amount of light is averaged relatively uniformly. Therefore, the lens array 60 may rotate at least once during the image acquisition time. That is, the image acquisition time may be longer than or equal to the rotation period of the lens array 60.

逆に、レンズアレイ６０の回転速度が比較的遅い場合、画像取得時間におけるレンズアレイ６０の回転数は、整数であることが好ましい。すなわち、画像取得時間は、レンズアレイ６０の回転周期の略整数倍であることが好ましい。レンズアレイ６０の回転速度が比較的遅い場合、画像取得時間におけるレンズアレイ６０の回転数が整数からずれると、２次光源の光量ムラの増加率は大きくなるからである。 On the contrary, when the rotation speed of the lens array 60 is relatively slow, the rotation speed of the lens array 60 in the image acquisition time is preferably an integer. That is, the image acquisition time is preferably a substantially integral multiple of the rotation period of the lens array 60. This is because when the rotation speed of the lens array 60 is relatively slow and the rotation speed of the lens array 60 deviates from an integer during the image acquisition time, the rate of increase in the amount of light unevenness of the secondary light source increases.

次に、本実施形態に従った検査装置１００によるマスク１のパターン検査の動作について説明する。 Next, the operation of the pattern inspection of the mask 1 by the inspection device 100 according to the present embodiment will be described.

検査工程は、マスク１の光学画像を取得する工程（光学画像取得工程）と、マスク１に形成されたパターンの設計パターンデータを記憶する工程（記憶工程）と、参照画像を生成する工程の一例となる展開工程およびフィルタ処理工程と、光学画像と参照画像を比較する工程（比較工程）とを有する。 The inspection step is an example of a step of acquiring an optical image of the mask 1 (optical image acquisition step), a step of storing design pattern data of a pattern formed on the mask 1 (storage step), and a step of generating a reference image. It has a development step and a filter processing step, and a step (comparison step) of comparing an optical image and a reference image.

＜光学画像取得工程＞
光学画像取得工程では、検査装置１００は、マスク１の光学画像（測定データ）を取得する。 <Optical image acquisition process>
In the optical image acquisition step, the inspection device 100 acquires an optical image (measurement data) of the mask 1.

図５は、マスク１に形成されたパターンの欠陥を検出するための光学画像の取得手順を説明する図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a procedure for acquiring an optical image for detecting defects in the pattern formed on the mask 1.

図５のマスク１は、図１のＸＹテーブル３の上に載置されているものとする。また、マスク１上の検査領域は、図５に示すように、短冊状の複数のストライプ２０１，２０２，２０３，２０４，・・・に仮想的に分割されている。各ストライプは、例えば、幅が数百μｍであって、長さがマスク１のＸ方向またはＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の領域とすることができる。 It is assumed that the mask 1 of FIG. 5 is placed on the XY table 3 of FIG. The inspection area on the mask 1, as shown in FIG. 5, a plurality of stripes 20 1 of rectangular, 20 2, 20 3, 20 4, and is virtually divided into .... Each stripe can be, for example, a region having a width of several hundred μm and a length of about 100 mm corresponding to the total length of the mask 1 in the X direction or the Y direction.

検査装置１００は、ストライプ毎に光学画像を取得する。すなわち、図５で光学画像を取得する際には、各ストライプ２０１，２０２，２０３，２０４，・・・を連続的に走査するように、検査装置１００はＸＹテーブル３の動作を制御する。具体的には、ＸＹテーブル３が図５の−Ｘ方向に移動しながら、撮像部７がマスク１の光学画像を取得する。このとき、マスク１への照射光は、図２の２次光源（瞳面６４）から得られる光であり、光量ムラの無い略均一な光量を有する光である。そして、図１のセンサ１０５に、図５に示されるような走査幅Ｗの画像が連続的に入力される。すなわち、第１のストライプ２０１における画像を取得した後、第２のストライプ２０２における画像を取得する。この場合、ＸＹテーブル３が−Ｙ方向にステップ移動した後、第１のストライプ２０１における画像の取得時の方向（−Ｘ方向）とは逆方向（Ｘ方向）に移動しながら光学画像を取得して、走査幅Ｗの画像がセンサ１０５に連続的に入力される。第３のストライプ２０３における画像を取得する場合には、ＸＹテーブル３が−Ｙ方向にステップ移動した後、第２のストライプ２０２における画像を取得する方向（Ｘ方向）とは逆方向、すなわち、第１のストライプ２０１における画像を取得した方向（−Ｘ方向）に、ＸＹテーブル３が移動する。尚、図５の矢印は、光学画像が取得される方向と順序を示しており、斜線部分は、光学画像の取得が済んだ領域を表している。 The inspection device 100 acquires an optical image for each stripe. That is, when obtaining the optical image in Figure 5, each stripe 20 1, 20 2, 20 3, 20 4, to continuously scan the ..., the inspection apparatus 100 operates the XY table 3 Control. Specifically, the imaging unit 7 acquires an optical image of the mask 1 while the XY table 3 moves in the −X direction of FIG. At this time, the irradiation light to the mask 1 is the light obtained from the secondary light source (pupil surface 64) of FIG. 2, and has a substantially uniform amount of light with no unevenness in the amount of light. Then, an image having a scanning width W as shown in FIG. 5 is continuously input to the sensor 105 of FIG. That is, after acquiring the image in the first stripe 20 1, to obtain the image in the second stripe 20 2. In this case, after the XY table 3 is moved stepwise in the -Y direction, obtaining an optical image while moving in the opposite direction (X direction) and the first stripe 20 in one direction at the time of acquisition of the image in the (-X direction) Then, the image of the scanning width W is continuously input to the sensor 105. When acquiring the image of the third stripes 20 3, after the XY table 3 is moved stepwise in the -Y direction, and the direction (X direction) to obtain the image in the second stripe 20 second reverse, i.e. , in the direction (-X direction) acquired the image in the first stripe 20 1, XY table 3 moves. The arrows in FIG. 5 indicate the direction and order in which the optical images are acquired, and the shaded areas represent areas where the optical images have been acquired.

センサ回路１０６は、以上のようにして得られた光学画像を、図１の比較回路１０８へ送る。 The sensor circuit 106 sends the optical image obtained as described above to the comparison circuit 108 of FIG.

図６は、図１の検査装置１００におけるデータの流れを示す概念図である。 FIG. 6 is a conceptual diagram showing a data flow in the inspection device 100 of FIG.

図６に示すように、設計者（ユーザ）が作成したＣＡＤデータ２０１は、階層化されたフォーマットの設計中間データ２０２に変換される。設計中間データ２０２には、レイヤ（層）毎に作成されてマスク１に形成されるパターンデータが格納される。設計中間データ２０２は、レイヤ毎に各検査装置に固有のフォーマットデータ２０３に変換された後に検査装置１００に入力される。 As shown in FIG. 6, the CAD data 201 created by the designer (user) is converted into the design intermediate data 202 in a layered format. The design intermediate data 202 stores pattern data created for each layer and formed on the mask 1. The design intermediate data 202 is input to the inspection device 100 after being converted into format data 203 unique to each inspection device for each layer.

＜記憶工程＞
記憶部１０９は、マスク１のパターン形成時に用いた設計パターンデータを記憶する。 <Memory process>
The storage unit 109 stores the design pattern data used when forming the pattern of the mask 1.

＜展開工程＞
展開工程では、図１の展開回路１１１は、記憶部１０９から制御計算機１１０を通して設計パターンデータを読み出す。 <Development process>
In the unfolding process, the unfolding circuit 111 of FIG. 1 reads design pattern data from the storage unit 109 through the control computer 110.

図形データとなる設計パターンデータが展開回路１１１に入力されると、展開回路１１１は、設計パターンデータを図形毎のデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値のイメージデータ（設計画像データ）を展開する。 When the design pattern data to be the graphic data is input to the expansion circuit 111, the expansion circuit 111 expands the design pattern data to the data for each graphic, and outputs the graphic code, the graphic dimension, etc. indicating the graphic shape of the graphic data. Interpret. Then, binary or multi-valued image data (design image data) is developed as a pattern arranged in the squares having a grid of predetermined quantization dimensions as a unit.

そして、展開回路１１１は、このイメージデータを参照回路１１２に送る。 Then, the expansion circuit 111 sends this image data to the reference circuit 112.

＜フィルタ処理工程＞
フィルタ処理工程では、参照回路１１２は、展開回路１１１から送られた図形のイメージデータである設計画像データに適切なフィルタ処理を施す。これにより、光学画像と比較する参照画像を作成する。 <Filtering process>
In the filter processing step, the reference circuit 112 applies appropriate filter processing to the design image data which is the image data of the graphic sent from the expansion circuit 111. This creates a reference image to be compared with the optical image.

＜比較工程＞
上述した通り、センサ回路１０６は、得られた光学画像データを比較回路１０８へ送る。また、参照回路１１２は、参照画像データを比較回路１０８へ送る。 <Comparison process>
As described above, the sensor circuit 106 sends the obtained optical image data to the comparison circuit 108. Further, the reference circuit 112 sends the reference image data to the comparison circuit 108.

比較回路１０８は、センサ回路１０６から送られた光学画像と、参照回路１１２で生成した参照画像とを、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較する。 The comparison circuit 108 compares the optical image sent from the sensor circuit 106 with the reference image generated by the reference circuit 112 using an appropriate comparison determination algorithm.

比較判定の結果、光学画像と参照画像との差が所定の値を超えたとき、その箇所は欠陥と判定される。次いで、欠陥の座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像および参照画像とが、記憶部１０９に保存される。 As a result of the comparison determination, when the difference between the optical image and the reference image exceeds a predetermined value, the portion is determined to be a defect. Next, the coordinates of the defect and the optical image and the reference image on which the defect determination is based are stored in the storage unit 109.

検査結果２０５は、レビュー装置５００に送られる。レビューは、オペレータによって、検出された欠陥が実用上問題となるものであるかどうかを判断する動作である。 The inspection result 205 is sent to the review device 500. The review is an action by the operator to determine whether the detected defect is a practical problem.

レビュー工程を経て判別された欠陥情報は、図１の記憶部１０９に保存される。レビュー装置５００で１つでも修正すべき欠陥が確認されると、マスク１は、欠陥情報リスト２０７とともに、検査装置１００の外部装置である修正装置６００に送られる。修正方法は、欠陥のタイプが凸系の欠陥か凹系の欠陥かによって異なるので、欠陥情報リスト２０７には、凹凸の区別を含む欠陥の種別と欠陥の座標が添付される。このように、マスク検査は実行される。 The defect information determined through the review process is stored in the storage unit 109 of FIG. When even one defect to be corrected is confirmed by the review device 500, the mask 1 is sent to the correction device 600, which is an external device of the inspection device 100, together with the defect information list 207. Since the correction method differs depending on whether the defect type is a convex defect or a concave defect, the defect information list 207 is attached with the defect type including the unevenness distinction and the defect coordinates. In this way, the mask inspection is performed.

以上のように、本実施形態による検査装置１００において、複数の要素レンズ６２は、レンズアレイ６０の回転軸６０ａの周囲に配置される。また、複数の要素レンズ６２は、レンズアレイ中心６２ａからの放射線に沿って配置され、かつ、レンズアレイ中心６２ａに対する複数の同心円に沿って配置される。さらに、レンズアレイ６０の回転軸６０ａは、レンズアレイ中心６２ａからずれている。これにより、レンズアレイ６０の回転によって、光束５２が透過する要素レンズ６２は、放射方向および同心円方向の両方において平均化される。従って、光学系の瞳面６４における２次光源の光量ムラが抑制され、マスク１の照射面における照射光の光量ムラも抑制される。 As described above, in the inspection device 100 according to the present embodiment, the plurality of element lenses 62 are arranged around the rotation axis 60a of the lens array 60. Further, the plurality of element lenses 62 are arranged along the radiation from the lens array center 62a and along the plurality of concentric circles with respect to the lens array center 62a. Further, the rotation axis 60a of the lens array 60 is deviated from the lens array center 62a. As a result, the element lens 62 through which the luminous flux 52 is transmitted is averaged in both the radial direction and the concentric direction by the rotation of the lens array 60. Therefore, the unevenness of the light amount of the secondary light source on the pupil surface 64 of the optical system is suppressed, and the unevenness of the light amount of the irradiation light on the irradiation surface of the mask 1 is also suppressed.

また、２次光源の光量ムラが抑制されることにより、光エネルギー密度がより均一になる。これにより、照明系の光学素子や対物レンズが劣化したり、不純物が付着して透過率が低下することを抑制することができる。 In addition, the light energy density becomes more uniform by suppressing the unevenness of the amount of light of the secondary light source. As a result, it is possible to prevent deterioration of the optical element and the objective lens of the lighting system and deterioration of the transmittance due to the adhesion of impurities.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention as well as the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

１００ 検査装置、１ マスク、４ 光源、５ エキスパンダレンズ、６０ レンズアレイ、６０ａ 回転軸、６２ 要素レンズ、６２ａ レンズアレイ中心、７ 撮像部 100 Inspection device, 1 mask, 4 light source, 5 expander lens, 60 lens array, 60a rotation axis, 62 element lens, 62a lens array center, 7 image pickup unit

Claims (5)

検査対象にレーザ光を出射する光源と、
前記レーザ光の径を拡大させるエキスパンダレンズと、
前記エキスパンダレンズを通過した前記レーザ光を透過させる複数の要素レンズを有する回転可能なレンズアレイとを備え、
前記複数の要素レンズは、前記レンズアレイ上において該レンズアレイの回転軸の周囲に配置され、前記複数の要素レンズの配置の略中心からの放射線に沿って、かつ、前記略中心に対する複数の同心円に沿って設けられ、
前記レンズアレイの回転軸は、前記略中心からずれている、検査装置。 A light source that emits laser light to the inspection target,
An expander lens that expands the diameter of the laser beam,
A rotatable lens array having a plurality of element lenses that transmit the laser beam that has passed through the expander lens.
The plurality of element lenses are arranged on the lens array around the rotation axis of the lens array, and a plurality of concentric circles along the radiation from the substantially center of the arrangement of the plurality of element lenses and with respect to the substantially center. Provided along the
An inspection device in which the rotation axis of the lens array is deviated from the substantially center. 前記レンズアレイの回転軸は、前記略中心から、前記放射線の方向における前記要素レンズのピッチの半分以上ずれている、請求項１に記載の検査装置。 The inspection device according to claim 1, wherein the rotation axis of the lens array is deviated from the substantially center by half or more of the pitch of the element lens in the direction of radiation. 前記レンズアレイの回転軸は、前記略中心から、前記放射線の方向における前記要素レンズのピッチの半分の整数倍ずれている、請求項１に記載の検査装置。 The inspection device according to claim 1, wherein the rotation axis of the lens array is deviated from the substantially center by an integral multiple of half the pitch of the element lens in the direction of radiation. 前記検査対象からの光を受けて該検査対象の画像を取得する撮像部をさらに備え、
前記撮像部の画像取得時間は、前記レンズアレイの回転周期以上である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の検査装置。 An imaging unit that receives light from the inspection target and acquires an image of the inspection target is further provided.
The inspection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the image acquisition time of the imaging unit is equal to or longer than the rotation cycle of the lens array. 前記検査対象からの光を受けて該検査対象の画像を取得する撮像部をさらに備え、
前記撮像部の画像取得時間は、前記レンズアレイの回転周期の整数倍である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の検査装置。 An imaging unit that receives light from the inspection target and acquires an image of the inspection target is further provided.
The inspection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the image acquisition time of the imaging unit is an integral multiple of the rotation cycle of the lens array.
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