JP2020076574A - Pattern inspection device and pattern inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パターン検査装置及びパターン検査方法に関するものであり、例えば、半導体製造工程で利用されるフォトマスクの欠陥を検査するパターン検査装置及びパターン検査方法に関する。 The present invention relates to a pattern inspection device and a pattern inspection method, for example, a pattern inspection device and a pattern inspection method for inspecting a defect of a photomask used in a semiconductor manufacturing process.
一般に、パターンが形成されたマスクの欠陥を検査する方法には、マスクパターンと設計データとの比較検査法(一般に、Die−to−Database比較法と呼ばれる。)と、2つの同形状の回路パターンを比較する比較検査法(一般に、Die−to−Die比較法と呼ばれる。)の2通りの方法が広く知られている。 Generally, as a method for inspecting a defect of a mask on which a pattern is formed, a comparison inspection method between a mask pattern and design data (generally called a die-to-database comparison method) and two circuit patterns having the same shape. There are two widely known methods: a comparison inspection method (generally referred to as a Die-to-Die comparison method) for comparing the two.
どちらの方式においても、マスクパターンにおける微小な一部分(以下、観察領域と呼ぶ。)を対物レンズによって拡大し、その拡大された光学像をCCDカメラで検出することにより検査を行っている。CCDカメラとして、TDI(Time Delay Integration)が用いられる場合が多い。このため、CCDカメラは、TDIカメラ、あるいはTDIセンサなどと呼ばれている。 In both methods, a minute part of the mask pattern (hereinafter referred to as an observation region) is magnified by an objective lens, and the magnified optical image is detected by a CCD camera for inspection. In many cases, TDI (Time Delay Integration) is used as the CCD camera. Therefore, the CCD camera is called a TDI camera or a TDI sensor.
また、観察領域を照明するための光源としては、紫外域で連続動作するレーザや紫外域にスペクトルを有する点光源ランプが用いられている。これらのレーザやランプから取り出された紫外光を照明光として用いる方法としては、透過照明及び反射照明があげられる。透過照明は、マスクに対して対物レンズと反対側から照明する。一方、反射照明は、マスクに対して対物レンズ側から照明する。これらの透過照明及び反射照明は、検出する欠陥の種類に応じて使い分けられる。透過照明及び反射照明によって、TDIカメラ等に結像させた場合に、パターンの光学像の見え方が異なるため、検出できる欠陥が異なるからである。 Further, as a light source for illuminating the observation region, a laser continuously operating in the ultraviolet region or a point light source lamp having a spectrum in the ultraviolet region is used. Methods of using the ultraviolet light extracted from these lasers and lamps as illumination light include transmission illumination and reflection illumination. The transmitted illumination illuminates the mask from the side opposite to the objective lens. On the other hand, the reflective illumination illuminates the mask from the objective lens side. These transmitted illumination and reflected illumination are used properly according to the type of defect to be detected. This is because when an image is formed on a TDI camera or the like by the transmitted illumination and the reflected illumination, the appearance of the optical image of the pattern is different, and thus the detectable defect is different.
ここで、一般的なパターン検査装置900における反射照明を用いた光学系の構成を、図9を参照して説明する。図9は、パターン検査装置を例示した構成図である。図9では、検査光源としてレーザ装置(図示せず)を用いた場合を示している。レーザ装置から発生されたS波の直線偏光を含むレーザ光L901は、検査対象を照明する照明光として光学系内に入射する。光学系に入射したレーザ光L901は、偏光ビームスプリッタ(PBS)901によって反射し、下方に進む。なお、レーザ光L901をS波の直線偏光とするのは、偏光ビームスプリッタ901で効率良く反射する偏光方向とするためである。 Here, the configuration of an optical system using reflected illumination in a general pattern inspection apparatus 900 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a pattern inspection apparatus. FIG. 9 shows a case where a laser device (not shown) is used as the inspection light source. The laser beam L901 including the linearly polarized S wave generated from the laser device enters the optical system as illumination light for illuminating the inspection target. The laser beam L901 that has entered the optical system is reflected by the polarization beam splitter (PBS) 901 and travels downward. The reason why the laser light L901 is linearly polarized with the S wave is to have a polarization direction that is efficiently reflected by the polarization beam splitter 901.
偏光ビームスプリッタ901で反射したレーザ光L901は、λ/4波長板902を透過することで、S波の直線偏光から円偏光に変換される。ここでは、S波は、右回りの円偏光に変換される。円偏光を含むように変換されたレーザ光L901は、対物レンズ903を介して、マスク904のパターン面を照明する。パターン面からの光は、逆回りの偏光方向、すなわち、左回りの円偏光を含むようになる。レーザ光L901により照明されたパターン面からの光は、反射光及び回折光の少なくともいずれかを含んでいる。 The laser light L901 reflected by the polarization beam splitter 901 is converted from linearly polarized S wave to circularly polarized light by passing through the λ / 4 wavelength plate 902. Here, the S wave is converted into clockwise circularly polarized light. The laser light L901 converted so as to include circularly polarized light illuminates the pattern surface of the mask 904 via the objective lens 903. The light from the pattern surface comes to include the reverse polarization direction, that is, the counterclockwise circular polarization. The light from the pattern surface illuminated by the laser light L901 includes at least one of reflected light and diffracted light.
円偏光を含むパターン面からの光は、対物レンズ903を介して、再び、λ/4波長板902を透過する。これにより、円偏光は直線偏光に戻される。その場合に、今度は、P波の直線偏光に変換される。P波の直線偏光は、偏光ビームスプリッタ901を透過する。P波の直線偏光を含むパターン面からの光は、投影レンズ905によって集光され、TDIカメラ906に到達する。この際に、対物レンズ903と投影レンズ905とで、マスク904のパターン面がTDIカメラ906に投影される。これにより、対物レンズ903の視野内の拡大像が撮像され、パターンにおける欠陥の検査をすることができる。 The light from the pattern surface including the circularly polarized light passes through the λ / 4 wavelength plate 902 again via the objective lens 903. As a result, circularly polarized light is returned to linearly polarized light. In that case, this time it is converted into a linearly polarized P wave. The linearly polarized P wave is transmitted through the polarization beam splitter 901. The light from the pattern surface including the linearly polarized P wave is condensed by the projection lens 905 and reaches the TDI camera 906. At this time, the pattern surface of the mask 904 is projected onto the TDI camera 906 by the objective lens 903 and the projection lens 905. As a result, a magnified image within the field of view of the objective lens 903 is captured, and the defect in the pattern can be inspected.
一方、特許文献1には、マスク904の観察領域に対して、異なる偏光状態の照明光を照明することにより、マスクパターンの異なる見え方をする光学像を作り出すことが記載されている。特許文献1のパターン検査装置は、異なる見え方をする光学像を、それぞれ別のTDIカメラを用いて検査している。特許文献1のパターン検査装置では、例えば、対物レンズの視野の半分側に反射照明を用い、もう一方に透過照明を用いている。これにより、異なる見え方をする光学像を同時に観察することができる。 On the other hand, Patent Document 1 describes that an observation region of the mask 904 is illuminated with illumination light of different polarization states to create optical images that make the mask pattern look different. The pattern inspection apparatus of Patent Document 1 inspects optical images having different appearances using different TDI cameras. In the pattern inspection apparatus of Patent Document 1, for example, reflective illumination is used on the half side of the field of view of the objective lens and transmitted illumination is used on the other side. As a result, it is possible to simultaneously observe optical images having different appearances.
ところで、EUVマスクは、露光光である波長13.5nmのX線を反射させてウエハ上にパターンを露光させるため、反射型マスクと呼ばれている。図10は、EUVマスク914を例示した断面図である。図10に示すように、EUVマスク914は、基板10、多層膜11、保護膜12及び吸収体13を含んでいる。基板10上には、X線を反射させるMo/Siからなる多層膜11が設けられている。多層膜11上には、X線を反射させない吸収体13が保護膜12を介して設けられている。 By the way, an EUV mask is called a reflection type mask because it reflects X-rays having a wavelength of 13.5 nm, which is exposure light, to expose a pattern on a wafer. FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the EUV mask 914. As shown in FIG. 10, the EUV mask 914 includes a substrate 10, a multilayer film 11, a protective film 12, and an absorber 13. A multilayer film 11 made of Mo / Si that reflects X-rays is provided on the substrate 10. An absorber 13 that does not reflect X-rays is provided on the multilayer film 11 via a protective film 12.
EUVマスク914のパターン検査には、一般的なパターン検査装置を利用することができる。しかしながら、EUVマスク914は光を透過させないため、照明方式として反射照明でしか検査することができない。つまり、照明光が照明されるパターン面において、多層膜11からの反射光が検出される。この反射光によるパターン面の光学像をTDIカメラに投影することで、パターン形状が撮像され、欠陥の検査が行われる。 A general pattern inspection apparatus can be used for the pattern inspection of the EUV mask 914. However, since the EUV mask 914 does not transmit light, it can be inspected only by reflection illumination as an illumination method. That is, the reflected light from the multilayer film 11 is detected on the pattern surface illuminated with the illumination light. By projecting the optical image of the pattern surface by this reflected light on the TDI camera, the pattern shape is imaged and the defect is inspected.
また、高速あるいは高感度に検査する目的で、偏光状態を変えた2種類の照明光でEUVマスク914を照明し、EUVマスク914からの反射光を2台の検出器を用いて検査する場合がある。このような反射照明だけを用いる場合でも、異なる偏光状態の照明光を照明することにより、マスクパターンの異なる見え方をする光学像を観察することができる。 For the purpose of inspecting at high speed or with high sensitivity, the EUV mask 914 may be illuminated with two types of illumination light having different polarization states, and the reflected light from the EUV mask 914 may be inspected using two detectors. is there. Even when only such reflective illumination is used, it is possible to observe optical images in which the mask patterns look different by illuminating with illumination light of different polarization states.
特に、直交する2つの偏光方向(P波及びS波とする)を用いることで、マスクパターン面における縦方向のライン(垂直方向のライン)と横方向のライン(水平方向のライン)のどちらに対しても高感度に検出できるようになる。例えば、ライン形状を有するパターンのライン方向に対して平行な方向の偏光(これはS波になる)を用いると、結像性能が良く、高感度で検出することができる。以上に関しては、例えば、下記特許文献2あるいは3において説明されている。 In particular, by using two orthogonal polarization directions (P wave and S wave), whichever of the vertical line (vertical line) and the horizontal line (horizontal line) on the mask pattern surface is used. It will be possible to detect with high sensitivity. For example, when polarized light in a direction parallel to the line direction of a pattern having a line shape (which becomes an S wave) is used, imaging performance is good and detection can be performed with high sensitivity. The above is described in, for example, Patent Document 2 or 3 below.
マスクのパターンは、年々微細化している。特に、パターンのピッチが、パターン検査装置の解像限界を下回るまで微細化した場合に、P波及びS波のどちらの直線偏光を用いても、欠陥の検出感度を向上させることができないことがある。ところが、円偏光の照明光を用いると、P波及びS波の直線偏光を用いた場合に比べて、欠陥の検出感度が向上することを、実際の検査から見出した。 The mask pattern is becoming finer year by year. In particular, when the pitch of the pattern is miniaturized to be below the resolution limit of the pattern inspection apparatus, it is not possible to improve the defect detection sensitivity by using either the P-wave or S-wave linearly polarized light. is there. However, it was found from an actual inspection that the use of circularly polarized illumination light improves the defect detection sensitivity as compared with the case of using linearly polarized P and S waves.
図11(a)は、一方向に多数並んだライン907&スペース908を有するマスク904において、ライン907の片側に飛び出したプログラム欠陥909を例示した図であり、(b)〜(d)は、それぞれ、水平偏光、垂直偏光及び円偏光の照明光を用いて照明したマスク904を例示した投影像である。ライン907&スペース908のハーフピッチは、56[nm]である。なお、プログラム欠陥909とは故意に欠陥を付けたものである。ハーフピッチは、56[nm]である。 FIG. 11A is a diagram exemplifying a program defect 909 protruding to one side of the line 907 in the mask 904 having a large number of lines 907 and spaces 908 arranged in one direction, and FIGS. 3 is a projection image illustrating a mask 904 illuminated with horizontally polarized light, vertically polarized light, and circularly polarized light. The half pitch of the line 907 and the space 908 is 56 [nm]. The program defect 909 is a defect that is intentionally added. The half pitch is 56 [nm].
図11(b)〜(d)に示す投影像を比較すると、円偏光の照明光による投影像(d)では、水平偏光(b)及び垂直偏光(c)の照明光に比べて、プログラム欠陥909がより浮き出て見える。つまり、円偏光の照明光を用いることにより、欠陥検出の感度を向上させることができる。 Comparing the projected images shown in FIGS. 11B to 11D, in the projected image (d) by the circularly polarized illumination light, the program defect is larger than that in the horizontally polarized light (b) and the vertically polarized light (c). 909 appears more prominent. That is, the sensitivity of defect detection can be improved by using the circularly polarized illumination light.
したがって、図11(a)のような形状のプログラム欠陥909の場合には、円偏光だけを用いてパターン検査を行ってもよい。しかしながら、ライン907&スペース908のピッチが大きい場合には、P波及びS波の直線偏光を含んだ照明光を用いる方が、検出感度を向上させることができる。このため、P波及びS波の直線偏光並びに円偏光の3種類の偏光状態を同時に利用できることが望ましい。ところが、そのような3種類の偏光状態を含む照明光を形成することは困難である。 Therefore, in the case of the program defect 909 having the shape as shown in FIG. 11A, the pattern inspection may be performed using only circularly polarized light. However, when the pitch of the line 907 and the space 908 is large, the detection sensitivity can be improved by using the illumination light including the linearly polarized P wave and S wave. Therefore, it is desirable to be able to simultaneously use three types of polarization states of P-wave and S-wave linearly polarized light and circularly polarized light. However, it is difficult to form illumination light including such three types of polarization states.
本発明の目的は、偏光方向が異なる複数の直線偏光及び円偏光を含む照明光を用いることにより、欠陥の検出感度を向上させることができるパターン検査装置及びパターン検査方法を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a pattern inspection apparatus and a pattern inspection method that can improve defect detection sensitivity by using illumination light including a plurality of linearly polarized light and circularly polarized light having different polarization directions.
本発明に係るパターン検査装置は、照明光の一部の偏光状態を変化させ、第1直線偏光を含む第1ビーム、前記第1直線偏光と偏光方向が異なる第2直線偏光を含む第2ビーム、及び、円偏光を含む第3ビームを有する前記照明光を生成する偏光制御部と、前記第1ビーム、前記第2ビーム及び前記第3ビームを有する前記照明光を集光することにより検査対象を照明するとともに、前記第1ビームで照明された前記検査対象からの第1光、前記第2ビームで照明された前記検査対象からの第2光及び前記第3ビームで照明された前記検査対象からの第3光を集光する対物レンズと、前記対物レンズで集光された前記第1光、前記第2光及び前記第3光を、それぞれ第1検出器、第2検出器及び第3検出器に導く偏光分割部と、を備え、前記第1検出器により検出された前記第1光、前記第2検出器で検出された前記第2光及び前記第3検出器で検出された前記第3光に基づいて前記検査対象を検査する。このような構成によって、偏光方向が異なる複数の直線偏光及び円偏光を含む照明光を用いることにより、欠陥の検出感度を向上させることができる。 The pattern inspection apparatus according to the present invention changes a polarization state of a part of illumination light, and includes a first beam including a first linearly polarized light and a second beam including a second linearly polarized light having a polarization direction different from that of the first linearly polarized light. And a polarization control unit that generates the illumination light having a third beam including circularly polarized light, and an inspection target by condensing the illumination light having the first beam, the second beam, and the third beam. The first light from the inspection target illuminated with the first beam, the second light from the inspection target illuminated with the second beam, and the inspection target illuminated with the third beam An objective lens that collects the third light from the first light, the first light, the second light, and the third light that are collected by the objective lens, respectively, as a first detector, a second detector, and a third detector. A polarization splitting section for guiding to a detector, the first light detected by the first detector, the second light detected by the second detector, and the third light detected by the third detector. The inspection target is inspected based on the third light. With such a configuration, it is possible to improve the defect detection sensitivity by using illumination light including a plurality of linearly polarized light and circularly polarized light having different polarization directions.
また、本発明に係るパターン検査方法は、照明光の一部の偏光状態を変化させ、第1直線偏光を含む第1ビーム、前記第1直線偏光と偏光方向が異なる第2直線偏光を含む第2ビーム、及び、円偏光を含む第3ビームを有する前記照明光を生成するステップと、前記第1ビーム、前記第2ビーム及び前記第3ビームを有する前記照明光を対物レンズによって集光することにより検査対象を照明するステップと、前記第1ビームで照明された前記検査対象からの第1光、前記第2ビームで照明された前記検査対象からの第2光及び前記第3ビームで照明された前記検査対象からの第3光を前記対物レンズによって集光するステップと、前記対物レンズで集光された前記第1光、前記第2光及び前記第3光を、それぞれ第1検出器、第2検出器及び第3検出器に導くステップと、前記第1検出器により検出した前記第1光、前記第2検出器で検出した前記第2光及び前記第3検出器で検出した前記第3光に基づいて前記検査対象を検査するステップと、を備える。このような構成によって、偏光方向が異なる複数の直線偏光及び円偏光を含む照明光を用いることにより、欠陥の検出感度を向上させることができる。 Further, the pattern inspection method according to the present invention changes a polarization state of a part of the illumination light, and includes a first beam including a first linearly polarized light and a second linearly polarized light having a polarization direction different from that of the first linearly polarized light. Generating the illumination light having two beams and a third beam including circularly polarized light, and condensing the illumination light having the first beam, the second beam and the third beam by an objective lens. Illuminating the inspection target with the first beam from the inspection target illuminated with the first beam, the second light from the inspection target illuminated with the second beam, and the third beam. A step of condensing the third light from the inspection object by the objective lens; a first detector for respectively the first light, the second light and the third light condensed by the objective lens; Leading to a second detector and a third detector, the first light detected by the first detector, the second light detected by the second detector, and the first light detected by the third detector Inspecting the inspection object based on three lights. With such a configuration, it is possible to improve the defect detection sensitivity by using illumination light including a plurality of linearly polarized light and circularly polarized light having different polarization directions.
さらに、本発明による検査装置は、上記記載のレーザ光源と、前記レーザ光で検査対象を照明する照明光学系と、前記レーザ光で照明した前記検査対象からの光を集光する集光光学系と、前記検査対象からの光を検出し、前記検査対象の画像を取得する検出器と、を備える。このような構成により、検査対象を検査する精度を向上させることができる。 Furthermore, an inspection apparatus according to the present invention includes a laser light source described above, an illumination optical system that illuminates an inspection target with the laser light, and a condensing optical system that condenses light from the inspection target illuminated with the laser light. And a detector that detects light from the inspection target and acquires an image of the inspection target. With such a configuration, the accuracy of inspecting the inspection target can be improved.
本発明によれば、欠陥の検出感度を向上させることができるパターン検査装置及びパターン検査方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a pattern inspection device and a pattern inspection method capable of improving the defect detection sensitivity.
以下、本実施形態の具体的構成について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。 Hereinafter, a specific configuration of this embodiment will be described with reference to the drawings. The following description shows preferred embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. In the following description, the same reference numerals indicate substantially the same contents.
(実施形態1)
<パターン検査装置の構成>
実施形態1に係るパターン検査装置を説明する。本実施形態のパターン検査装置は、例えば、半導体製造工程で用いられるフォトマスク(あるいはレチクルとも呼ばれるが、ここでは単にマスクと呼ぶ。)における欠陥を検出するパターン検査装置である。図1は、実施形態1に係るパターン検査装置100を例示した構成図である。
(Embodiment 1)
<Structure of pattern inspection device>
The pattern inspection apparatus according to the first embodiment will be described. The pattern inspection apparatus according to the present embodiment is, for example, a pattern inspection apparatus that detects a defect in a photomask (or a reticle, but also referred to as a mask here) used in a semiconductor manufacturing process. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a pattern inspection apparatus 100 according to the first embodiment.
図1に示すように、パターン検査装置100は、レンズ101a〜101d、ホモジナイザー102、偏光制御部103、ハーフミラー104、対物レンズ105、ミラー107a〜107c、投影レンズ108、偏光分割部109、検出器120a〜120cを備えている。 As shown in FIG. 1, the pattern inspection apparatus 100 includes lenses 101a to 101d, a homogenizer 102, a polarization controller 103, a half mirror 104, an objective lens 105, mirrors 107a to 107c, a projection lens 108, a polarization splitter 109, and a detector. It is provided with 120a to 120c.
パターン検査装置100は、検査対象として、例えば、EUVマスク106のパターンとし、パターンの欠陥を検査する。検査対象を照明する照明光は、例えば、レーザ光である。図示しないレーザ装置から直線偏光のレーザ光L1が出射される。ここで、パターン検査装置100の説明のために、XYZ直交座標系を導入する。例えば、便宜上、+Z軸方向を上方、−Z軸方向を下方と呼ぶ。レーザ光L1は、例えば、−Y軸方向に出射される。出射されたレーザ光L1は、レンズ101aによって集光され、ホモジナイザー102に入射する。 The pattern inspection apparatus 100 inspects, for example, a pattern of the EUV mask 106 as an inspection target and inspects a pattern for defects. Illumination light that illuminates the inspection target is, for example, laser light. A linearly polarized laser beam L1 is emitted from a laser device (not shown). Here, in order to explain the pattern inspection apparatus 100, an XYZ orthogonal coordinate system is introduced. For example, for convenience, the + Z axis direction is referred to as the upper side and the −Z axis direction is referred to as the lower side. The laser light L1 is emitted in the −Y axis direction, for example. The emitted laser light L1 is condensed by the lens 101a and enters the homogenizer 102.
ホモジナイザー102は、例えば、ガラスロッドを含む光学部材であり、Y軸方向に延びた形状をしている。ホモジナイザー102のY軸方向の両端は、矩形の端面を有している。ホモジナイザー102は、入射した照明光の強度分布を空間的に均一にする。具体的には、ホモジナイザー102に入射したレーザ光L1は、内部で全反射を繰り返しながら進む。ホモジナイザー102の出射面から、空間的に均一な強度分布のレーザ光L2が出射する。 The homogenizer 102 is, for example, an optical member including a glass rod, and has a shape extending in the Y-axis direction. Both ends of the homogenizer 102 in the Y-axis direction have rectangular end faces. The homogenizer 102 spatially uniformizes the intensity distribution of incident illumination light. Specifically, the laser beam L1 that has entered the homogenizer 102 proceeds while repeating total internal reflection. Laser light L2 having a spatially uniform intensity distribution is emitted from the emission surface of the homogenizer 102.
ホモジナイザー102から出射したレーザ光L2は、レンズ101bに入射する。レーザ光L2は、例えば、発散光である。レンズ101bを通ったレーザ光L2は、平行ビームに変換される。平行ビームに変換されたレーザ光L2は、レンズ101cを通ることにより集光される。レンズ101cにより集光されたレーザ光L3は、収束光である。レンズ101b及びレンズ101cによって、ホモジナイザー102の出射面での像がレンズ101cの集光部に投影される。よって、レンズ101cの集光部に中間投影像が形成される。 The laser light L2 emitted from the homogenizer 102 enters the lens 101b. The laser light L2 is, for example, divergent light. The laser light L2 that has passed through the lens 101b is converted into a parallel beam. The laser light L2 converted into a parallel beam is condensed by passing through the lens 101c. The laser light L3 condensed by the lens 101c is convergent light. An image on the exit surface of the homogenizer 102 is projected on the condensing part of the lens 101c by the lenses 101b and 101c. Therefore, an intermediate projection image is formed on the condensing part of the lens 101c.
レンズ101cの集光部の位置には、偏光制御部103が配置されている。すなわち、偏光制御部103は、ホモジナイザー102の出射面と共役な位置に配置されている。ホモジナイザー102を透過した照明光は、偏光制御部103に入射する。 The polarization control unit 103 is arranged at the position of the condensing unit of the lens 101c. That is, the polarization controller 103 is arranged at a position conjugate with the exit surface of the homogenizer 102. The illumination light that has passed through the homogenizer 102 enters the polarization controller 103.
図2は、実施形態1に係るパターン検査装置100の偏光制御部103を例示した構成図である。図3は、実施形態1に係るパターン検査装置100の偏光制御部103を例示した斜視図である。図2及び図3に示すように、偏光制御部103は、λ/4波長板103a及び103bを含んでいる。λ/4波長板103a及び103bは、レーザ光L3の光軸LC方向に部分的に重なっている。 FIG. 2 is a configuration diagram illustrating the polarization controller 103 of the pattern inspection apparatus 100 according to the first embodiment. FIG. 3 is a perspective view illustrating the polarization controller 103 of the pattern inspection apparatus 100 according to the first embodiment. As shown in FIGS. 2 and 3, the polarization controller 103 includes λ / 4 wave plates 103a and 103b. The λ / 4 wave plates 103a and 103b partially overlap each other in the optical axis LC direction of the laser light L3.
例えば、λ/4波長板103aは、レーザ光L3の光軸に直交する断面の下側2/3を受光するように、下方から光路に挿入されている。λ/4波長板103bは、レーザ光L3の光軸に直交する断面の下側1/3を受光するように、下方から光路に挿入されている。よって、断面の下側1/3で、λ/4波長板103a及びλ/4波長板103bは重なっている。また、λ/4波長板103aの上端は、λ/4波長板103bの上端よりも、上方にずれている。例えば、レーザ光L3の集光部におけるビーム径が1[mm]の場合には、λ/4波長板103aの上端は、λ/4波長板103bの上端よりも、0.3[mm]だけ上方にずれている。 For example, the λ / 4 wave plate 103a is inserted into the optical path from below so as to receive the lower 2/3 of the cross section orthogonal to the optical axis of the laser light L3. The λ / 4 wave plate 103b is inserted into the optical path from below so as to receive the lower ⅓ of the cross section orthogonal to the optical axis of the laser light L3. Therefore, the λ / 4 wave plate 103a and the λ / 4 wave plate 103b overlap with each other in the lower 1/3 of the cross section. Further, the upper end of the λ / 4 wave plate 103a is displaced upward from the upper end of the λ / 4 wave plate 103b. For example, when the beam diameter of the condensing portion of the laser light L3 is 1 [mm], the upper end of the λ / 4 wave plate 103a is 0.3 [mm] more than the upper end of the λ / 4 wave plate 103b. It is shifted upward.
レンズ101cで集光されたレーザ光L3は、偏光制御部103に入射する。レーザ光L3の光軸LCに直交する断面の下側2/3の部分は、λ/4波長板103aを透過する。一方、レーザ光L3の断面の上側1/3の部分は、λ/4波長板103a及びλ/4波長板103bを通らない。レーザ光L4の上側1/3の部分は、照明光の偏光状態は変化しない。レーザ光L4の上側1/3の部分は、偏光制御部103に入射前のレーザ光L3と位相差0[°]の直線偏光を含むビームLaとなっている。 The laser light L3 condensed by the lens 101c enters the polarization controller 103. The lower 2/3 portion of the cross section orthogonal to the optical axis LC of the laser light L3 passes through the λ / 4 wave plate 103a. On the other hand, the upper ⅓ portion of the cross section of the laser beam L3 does not pass through the λ / 4 wave plate 103a and the λ / 4 wave plate 103b. The polarization state of the illumination light does not change in the upper ⅓ portion of the laser light L4. The upper 1/3 portion of the laser beam L4 is a beam La including linearly polarized light having a phase difference of 0 [°] with the laser beam L3 before entering the polarization control unit 103.
λ/4波長板103aを透過したレーザ光L3の下側半分は、λ/4波長板103bを透過する。よって、レーザ光L3の断面の下側1/3の部分は、λ/4波長板103a及びλ/4波長板103bを透過する。これにより、レーザ光L4の下側1/3の部分は、λ/2波長板を透過するのと同じ作用を受ける。すなわち、レーザ光L4の下側1/3の部分は、ビームLaと偏光方向が異なった直線偏光を含むビームLbとなっている。例えば、ビームLbの偏光方向は、ビームLaの偏光方向に対して、90度回転する。したがって、偏光制御部103に入射前のレーザ光L3の偏光方向と直交する方向の直線偏光になる。 The lower half of the laser beam L3 that has passed through the λ / 4 wave plate 103a passes through the λ / 4 wave plate 103b. Therefore, the lower ⅓ portion of the cross section of the laser beam L3 passes through the λ / 4 wavelength plate 103a and the λ / 4 wavelength plate 103b. As a result, the lower ⅓ portion of the laser light L4 is subjected to the same action as passing through the λ / 2 wave plate. That is, the lower 1/3 portion of the laser beam L4 is a beam Lb including linearly polarized light having a polarization direction different from that of the beam La. For example, the polarization direction of the beam Lb rotates 90 degrees with respect to the polarization direction of the beam La. Therefore, it becomes linearly polarized light in a direction orthogonal to the polarization direction of the laser light L3 before entering the polarization control unit 103.
λ/4波長板103aを透過したレーザ光L3の上側半分は、そのまま通り抜ける。よって、レーザ光L4の中央部1/3の部分は、λ/4波長板103aのみを通る。これにより、レーザ光L4の中央部1/3の部分は、円偏光を含むビームLcとなっている。 The upper half of the laser beam L3 that has passed through the λ / 4 wave plate 103a passes through as it is. Therefore, the central portion ⅓ of the laser beam L4 passes only through the λ / 4 wavelength plate 103a. As a result, the central portion ⅓ of the laser beam L4 becomes a beam Lc including circularly polarized light.
このように、偏光制御部103は、入射した照明光の一部の偏光状態を変化させ、入射前と同じ直線偏光を含むビームLa、入射前と偏光方向が異なる直線偏光を含むビームLb、及び、円偏光を含むビームLcを有する照明光を生成する。本実施形態において、ビームLaは、λ/4波長板103a及びλ/4波長板103b以外の部分を透過した照明光であり、ビームLbは、λ/4波長板103a及びλ/4波長板103bが重なった部分を透過した照明光であり、ビームLcは、λ/4波長板だけの部分を透過した照明光である。 In this way, the polarization control unit 103 changes the polarization state of a part of the incident illumination light, the beam La including the same linearly polarized light as before the incident, the beam Lb including the linearly polarized light having a polarization direction different from that before the incident, and , Illuminating light having a beam Lc containing circularly polarized light. In the present embodiment, the beam La is illumination light that has been transmitted through portions other than the λ / 4 wave plate 103a and the λ / 4 wave plate 103b, and the beam Lb is the λ / 4 wave plate 103a and the λ / 4 wave plate 103b. Is the illumination light transmitted through the overlapping portion, and the beam Lc is the illumination light transmitted through only the λ / 4 wavelength plate.
偏光制御部103により一部の偏光状態が変化したレーザ光L4は、レンズ101dを通って平行なビームに変換される。レンズ101dで平行光に変換されたレーザ光L5は、ミラー107aで反射する。例えば、ミラー107aで反射されたレーザ光L5は、+Z軸方向に進む。ミラー107aで反射したレーザ光L5は、ミラー107bで反射する。例えば、ミラー107bで反射したレーザ光L5は、+Y軸方向に進む。ミラー107bで反射したレーザ光L5は、ハーフミラー104に入射する。 The laser light L4 whose polarization state is partially changed by the polarization control unit 103 is converted into a parallel beam through the lens 101d. The laser light L5 converted into parallel light by the lens 101d is reflected by the mirror 107a. For example, the laser light L5 reflected by the mirror 107a proceeds in the + Z axis direction. The laser beam L5 reflected by the mirror 107a is reflected by the mirror 107b. For example, the laser beam L5 reflected by the mirror 107b proceeds in the + Y axis direction. The laser light L5 reflected by the mirror 107b enters the half mirror 104.
ハーフミラー104に入射したレーザ光L5の一部は、ハーフミラー104によって反射し、下方、すなわち、−Z軸方向に進む。例えば、レーザ光L5のうち、パワー的に約50%のレーザ光L5は、レーザ光L6のように下方に進む。 Part of the laser light L5 that has entered the half mirror 104 is reflected by the half mirror 104 and travels downward, that is, in the −Z axis direction. For example, of the laser light L5, the laser light L5 having a power of about 50% proceeds downward like the laser light L6.
下方に進むレーザ光L6は、対物レンズ105を通って、検査対象であるEUVマスク106のパターン面の微小領域に集光する。本実施形態では、レンズ101dと対物レンズ105とでリレー光学系が構成されている。そして、偏光制御部103は、検査対象と共役な位置に配置されている。このため、偏光制御部103の近傍における中間投影像が、EUVマスク106の表面、すなわち、パターン面に投影される。よって、EUVマスク106のパターン面には、均一な強度分布のレーザ光L6が照明光として照明される。 The laser beam L6 traveling downward passes through the objective lens 105 and is focused on a minute area on the pattern surface of the EUV mask 106 to be inspected. In the present embodiment, the lens 101d and the objective lens 105 form a relay optical system. The polarization controller 103 is arranged at a position conjugate with the inspection target. Therefore, the intermediate projection image in the vicinity of the polarization controller 103 is projected on the surface of the EUV mask 106, that is, the pattern surface. Therefore, the pattern surface of the EUV mask 106 is illuminated with the laser light L6 having a uniform intensity distribution as illumination light.
図4は、実施形態1に係るパターン検査装置100の対物レンズ105における視野110内の偏光状態を例示した図である。対物レンズ105の視野110内においては、図4に示すような偏光状態で、EUVマスク106のパターン面が照明される。例えば、対物レンズ105の視野110内には、ビームLaで照明された部分、ビームLbで照明された部分及びビームLcで照明された部分を含んでいる。ビームLaは、例えば、パターン面に平行な面内における横方向の偏光方向(水平偏光)を含んでいる。ビームLbは、例えば、パターン面に平行な面内における縦方向の偏光方向(垂直偏光)を含んでいる。ビームLcは、例えば、パターン面に平行な面内における円偏光を含んでいる。 FIG. 4 is a diagram exemplifying the polarization state in the visual field 110 of the objective lens 105 of the pattern inspection apparatus 100 according to the first embodiment. In the field of view 110 of the objective lens 105, the pattern surface of the EUV mask 106 is illuminated in a polarized state as shown in FIG. For example, the field of view 110 of the objective lens 105 includes a portion illuminated by the beam La, a portion illuminated by the beam Lb, and a portion illuminated by the beam Lc. The beam La includes, for example, a horizontal polarization direction (horizontal polarization) in a plane parallel to the pattern surface. The beam Lb includes, for example, a vertical polarization direction (vertical polarization) in a plane parallel to the pattern surface. The beam Lc includes, for example, circularly polarized light in a plane parallel to the pattern surface.
対物レンズ105の視野110内には、検査対象の検査領域111が含まれている。検査領域111は、視野110内において、例えば、矩形状の領域である。例えば、検査領域111を三等分したときに、検査領域111の1/3は、ビームLaで照明された部分であり、1/3は、ビームLbで照明された部分であり、1/3は、ビームLcで照明された部分である。ビームLcで照明された部分は、ビームLaで照明された部分及びビームLbで照明された部分の間に配置されている。 The field of view 110 of the objective lens 105 includes an inspection region 111 to be inspected. The inspection area 111 is, for example, a rectangular area in the visual field 110. For example, when the inspection area 111 is divided into three equal parts, 1/3 of the inspection area 111 is a portion illuminated by the beam La, 1/3 is a portion illuminated by the beam Lb, and 1/3. Is a portion illuminated by the beam Lc. The part illuminated by the beam Lc is arranged between the part illuminated by the beam La and the part illuminated by the beam Lb.
このように、対物レンズ105は、検査対象に対して、ビームLa、ビームLb及びビームLcを有する照明光を集光することにより検査対象を照明する。 In this way, the objective lens 105 illuminates the inspection target by condensing the illumination light having the beam La, the beam Lb, and the beam Lc on the inspection target.
照明光で照明された検査対象からの光D1は、照明光が検査対象で反射した反射光、検査対象で回折された回折光、検査対象からの蛍光等を含んでもよい。検査対象からの光D1は、検査対象であるEUVマスク106のパターン情報を含んでいる。検査対象からの光D1は、ビームLaで照明された部分からの光Da、ビームLbで照明された部分からの光Db及びビームLcで照明された部分からの光Dcを含んでいる。 The light D1 from the inspection target illuminated with the illumination light may include reflected light of the illumination light reflected by the inspection target, diffracted light diffracted by the inspection target, fluorescence from the inspection target, and the like. The light D1 from the inspection target includes the pattern information of the EUV mask 106 that is the inspection target. The light D1 from the inspection target includes the light Da from the portion illuminated with the beam La, the light Db from the portion illuminated with the beam Lb, and the light Dc from the portion illuminated with the beam Lc.
対物レンズ105は、ビームLaで照明された検査対象からの光Da、ビームLbで照明された検査対象からの光Db及びビームLcで照明された検査対象からの光Dcを集光する。したがって、対物レンズ105は、光Da、光Db及び光Dcを含む光D1を集光する。 The objective lens 105 collects the light Da from the inspection target illuminated with the beam La, the light Db from the inspection target illuminated with the beam Lb, and the light Dc from the inspection target illuminated with the beam Lc. Therefore, the objective lens 105 collects the light D1 including the light Da, the light Db, and the light Dc.
対物レンズ105で集光された光D1は、上方、すなわち、+Z軸方向に進み、ハーフミラー104に入射する。ハーフミラー104に入射した光D1の一部は、ハーフミラー104を透過する。ハーフミラー104を透過した光D2は、ミラー107cで反射され、例えば、−Y軸方向に進む。ミラー107cで反射された光D2は、投影レンズ108により集光される。投影レンズ108の集光部の近傍には、偏光分割部109が配置されている。投影レンズ108により集光された光D3は、偏光分割部109に入射する。 The light D1 condensed by the objective lens 105 travels upward, that is, in the + Z-axis direction, and enters the half mirror 104. Part of the light D1 incident on the half mirror 104 passes through the half mirror 104. The light D2 transmitted through the half mirror 104 is reflected by the mirror 107c and travels in the −Y axis direction, for example. The light D2 reflected by the mirror 107c is condensed by the projection lens 108. A polarization splitting unit 109 is arranged near the light collecting unit of the projection lens 108. The light D3 collected by the projection lens 108 enters the polarization splitting unit 109.
偏光分割部109は、空間分割ミラー109a及び109bを含んでいる。空間分割ミラー109aは、検査対象からの光D3の上側1/3の部分が反射するように配置されている。よって、空間分割ミラー109aは、ビームLaで照明された検査対象からの光Daを反射する。空間分割ミラー109bは、検査対象からの光D3の下側1/3の部分が反射するように配置されている。よって、空間分割ミラー109bは、ビームLbで照明された検査対象からの光Dbを反射する。検査対象からの光D3の中央部分は、空間分割ミラー109a及び109bに入射せず、空間分割ミラー109a及び109bの間を通り抜ける。 The polarization splitting unit 109 includes space splitting mirrors 109a and 109b. The space division mirror 109a is arranged so that the upper ⅓ portion of the light D3 from the inspection target is reflected. Therefore, the space division mirror 109a reflects the light Da from the inspection target illuminated with the beam La. The space division mirror 109b is arranged so that the lower 1/3 portion of the light D3 from the inspection target is reflected. Therefore, the space division mirror 109b reflects the light Db from the inspection target illuminated with the beam Lb. The central portion of the light D3 from the inspection target does not enter the space division mirrors 109a and 109b, but passes between the space division mirrors 109a and 109b.
空間分割ミラー109aで反射した光Daは、検出器120aに入射する。なお、検出器120a〜120cは、例えば、TDIカメラ、または、TDIカメラのセンサである。空間分割ミラー109bで反射した光Dbは、検出器120bに入射する。空間分割ミラー109a及び109bに入射せず、空間分割ミラー109a及び109bの間を通り抜けた光Dcは、検出器120cに入射する。 The light Da reflected by the space division mirror 109a enters the detector 120a. The detectors 120a to 120c are, for example, TDI cameras or sensors of TDI cameras. The light Db reflected by the space division mirror 109b is incident on the detector 120b. The light Dc that does not enter the space division mirrors 109a and 109b but passes through between the space division mirrors 109a and 109b enters the detector 120c.
このように、偏光分割部109は、対物レンズ105で集光された光Da、光Db及び光Dcを、それぞれ、検出器120a、検出器120b及び検出器120cに導く。具体的には、偏光分割部109によって、水平偏光を含む光Da、垂直偏光を含む光Db、及び、円偏光を含む光Dcを有する光D3の断面の各1/3は、それぞれ、各TDIカメラのセンサに投影される。 In this way, the polarization splitting unit 109 guides the light Da, the light Db, and the light Dc collected by the objective lens 105 to the detector 120a, the detector 120b, and the detector 120c, respectively. Specifically, by the polarization splitting unit 109, each 1/3 of the cross section of the light Da including the horizontally polarized light, the light Db including the vertically polarized light, and the light D3 having the light Dc including the circularly polarized light is respectively TDI. It is projected on the sensor of the camera.
パターン検査装置100は、検出器120aにより検出された光Da、検出器120bで検出された光Db及び検出器120cで検出された光Dcに基づいて検査対象を検査する。例えば、パターン検査装置100は、PC(Personal Computer)等の図示しない処理部を備え、各検出器により検出された各光を用いて処理した画像から検査対象を検査する。 The pattern inspection apparatus 100 inspects an inspection object based on the light Da detected by the detector 120a, the light Db detected by the detector 120b, and the light Dc detected by the detector 120c. For example, the pattern inspection apparatus 100 includes a processing unit (not shown) such as a PC (Personal Computer), and inspects an inspection target from an image processed using each light detected by each detector.
<パターン検査方法>
次に、パターン検査方法を説明する。図5は、実施形態1に係るパターン検査方法を例示したフローチャート図である。図5のステップS11に示すように、偏光方向が異なる複数の直線偏光及び円偏光を含む照明光を生成する。具体的には、照明光であるレーザ光L3の一部の偏光状態を変化させ、レーザ光L3と同じ直線偏光を含むビームLa、レーザ光L3と偏光方向が異なる直線偏光を含むビームLb、及び、円偏光を含むビームLcを有する照明光を生成する。
<Pattern inspection method>
Next, the pattern inspection method will be described. FIG. 5 is a flow chart illustrating the pattern inspection method according to the first embodiment. As shown in step S11 of FIG. 5, illumination light including a plurality of linearly polarized light and circularly polarized light having different polarization directions is generated. Specifically, the polarization state of a part of the laser light L3, which is the illumination light, is changed to include a beam La containing the same linearly polarized light as the laser light L3, a beam Lb containing linearly polarized light having a different polarization direction from the laser light L3, , Illuminating light having a beam Lc containing circularly polarized light.
照明光を生成する際には、照明光の光軸LC方向に部分的に重なったλ/4波長板103a及びλ/4波長板103bを含む偏光制御部103を用いる。例えば、λ/4波長板103aの端部を、λ/4波長板103bの端部に対して、光軸LCに直交する方向にずらす。そして、ビームLaを、λ/4波長板103a及びλ/4波長板103b以外の部分を透過した照明光とし、ビームLbを、λ/4波長板103a及びλ/4波長板103bを透過した照明光とし、ビームLcを、λ/4波長板103aだけの部分を透過した照明光とする。 When the illumination light is generated, the polarization controller 103 including the λ / 4 wavelength plate 103a and the λ / 4 wavelength plate 103b which are partially overlapped with each other in the optical axis LC direction of the illumination light is used. For example, the end portion of the λ / 4 wavelength plate 103a is displaced in the direction orthogonal to the optical axis LC with respect to the end portion of the λ / 4 wavelength plate 103b. Then, the beam La is used as illumination light that has passed through portions other than the λ / 4 wavelength plate 103a and the λ / 4 wavelength plate 103b, and the beam Lb has illumination that has passed through the λ / 4 wavelength plate 103a and the λ / 4 wavelength plate 103b. The light beam Lc is used as illumination light that passes through only the λ / 4 wave plate 103a.
偏光制御部103を検査対象と共役な位置に配置する。また、照明光を生成する際には、強度分布を均一にするホモジナイザーを透過した照明光を、偏光制御部103に入射させる。 The polarization controller 103 is arranged at a position conjugate with the inspection target. When generating the illumination light, the illumination light that has passed through the homogenizer that makes the intensity distribution uniform is incident on the polarization control unit 103.
次に、ステップS12に示すように、検査対象を照明する。具体的には、ビームLa、ビームLb及びビームLcを有する照明光を対物レンズによって集光することにより、検査対象を照明する。 Next, as shown in step S12, the inspection target is illuminated. Specifically, the inspection object is illuminated by converging the illumination light having the beam La, the beam Lb, and the beam Lc by the objective lens.
次に、ステップS13に示すように、検査対象からの光を集光する。具体的には、ビームLaで照明された検査対象からの光Da、ビームLbで照明された検査対象からの光Db及びビームLcで照明された検査対象からの光Dcを対物レンズで集光する。 Next, as shown in step S13, the light from the inspection target is collected. Specifically, the light Da from the inspection object illuminated by the beam La, the light Db from the inspection object illuminated by the beam Lb, and the light Dc from the inspection object illuminated by the beam Lc are condensed by the objective lens. ..
次に、ステップS14に示すように、偏光方向が異なる複数の直線偏光及び円偏光を含む照明光による検査対象からの光をそれぞれ分割する。そして、分割された各光を検出器に導く。具体的には、対物レンズ105で集光された検査対象からの光Da、光Db及び光Dcを、それぞれ検出器120a、検出器120b及び検出器120cに導く。 Next, as shown in step S14, the light from the inspection target is divided by the illumination light including a plurality of linearly polarized lights and circularly polarized lights having different polarization directions. Then, each divided light is guided to the detector. Specifically, the light Da, the light Db, and the light Dc from the inspection target collected by the objective lens 105 are guided to the detector 120a, the detector 120b, and the detector 120c, respectively.
各光を各検出器に導く際には、光Daを反射する空間分割ミラー109aと、光Dbを反射する空間分割ミラー109bとを含む偏光分割部109を用いてもよい。この場合には、光Dcは、空間分割ミラー109a及び空間分割ミラー109bに入射せずに通り抜けて検出器120cに導かれる。 When guiding each light to each detector, a polarization splitting unit 109 including a space division mirror 109a that reflects the light Da and a space division mirror 109b that reflects the light Db may be used. In this case, the light Dc passes through the space division mirror 109a and the space division mirror 109b without being incident, and is guided to the detector 120c.
次に、ステップS15に示すように、検査対象を検査する。具体的には、検出器120aにより検出した光Da、検出器120bで検出した光Db及び検出器120cで検出した光Dcに基づいて検査対象を検査する。このようにして、検査対象を検査する。 Next, as shown in step S15, the inspection target is inspected. Specifically, the inspection target is inspected based on the light Da detected by the detector 120a, the light Db detected by the detector 120b, and the light Dc detected by the detector 120c. In this way, the inspection target is inspected.
次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態のパターン検査装置100及びパターン検査方法は、偏光方向が異なる複数の直線偏光及び円偏光を含む照明光を用いている。これにより、欠陥の検出精度を向上させることができる。 Next, the effect of this embodiment will be described. The pattern inspection apparatus 100 and the pattern inspection method according to the present embodiment use illumination light including a plurality of linearly polarized lights and circularly polarized lights having different polarization directions. As a result, the defect detection accuracy can be improved.
例えば、マスクのパターンのピッチが、一般のパターン検査装置における解像限界を下回るような場合には、P波及びS波のどちらの偏光を用いても、欠陥の検出感度を向上することができないことがある。しかしながら、そのような場合でも、円偏光の照明光を用いると、欠陥の検出感度が向上し、欠陥の検出が可能なことを見出した。本実施形態の照明光は、円偏光を含むので、パターンのピッチが、解像限界以下の場合でも欠陥の検出感度を向上させることができる。 For example, when the pitch of the mask pattern is below the resolution limit of a general pattern inspection apparatus, the defect detection sensitivity cannot be improved by using either P wave or S wave polarization. Sometimes. However, even in such a case, it has been found that the defect detection sensitivity is improved and the defect can be detected by using the circularly polarized illumination light. Since the illumination light of this embodiment includes circularly polarized light, it is possible to improve the defect detection sensitivity even when the pattern pitch is less than or equal to the resolution limit.
また、偏光制御部103は、照明光の光軸方向に部分的に重なったλ/4波長板103a及びλ/4波長板103bを含んでいる。そして、λ/4波長板103aの端部を、λ/4波長板103bの端部に対して、ビームLcの径の分だけ、ずらすという簡単な構成となっている。よって、各ビームの径の調整が容易である。また、検査コストを抑制することができる。 Further, the polarization controller 103 includes a λ / 4 wave plate 103a and a λ / 4 wave plate 103b which are partially overlapped with each other in the optical axis direction of the illumination light. Then, the simple configuration is such that the end of the λ / 4 wave plate 103a is displaced from the end of the λ / 4 wave plate 103b by the diameter of the beam Lc. Therefore, it is easy to adjust the diameter of each beam. Further, the inspection cost can be suppressed.
偏光制御部103は、検査対象と共役な位置に配置されているので、ビームLa、ビームLb及びビームLcを含む照明光で検査対象を照明する際に、各ビームを微小な検査領域111に投影させることができる。よって、欠陥の検出感度を向上させ、検査精度を向上させることができる。 Since the polarization control unit 103 is arranged at a position conjugate with the inspection target, when illuminating the inspection target with the illumination light including the beam La, the beam Lb, and the beam Lc, each beam is projected onto the minute inspection region 111. Can be made Therefore, it is possible to improve the defect detection sensitivity and the inspection accuracy.
強度分布を空間的に均一にするホモジナイザーを透過した照明光を、偏光制御部103に入射させている。また、中間投影像を有するリレー光学系によって、検査対象であるマスク面を照明している。よって、強度分布が均一な光学面を、マスク面上に投影させることができる。これにより、欠陥の検出感度を向上させ、検査精度を向上させることができる。 Illumination light that has passed through a homogenizer that makes the intensity distribution spatially uniform is incident on the polarization control unit 103. Further, the mask surface to be inspected is illuminated by a relay optical system having an intermediate projection image. Therefore, an optical surface having a uniform intensity distribution can be projected onto the mask surface. As a result, the defect detection sensitivity can be improved and the inspection accuracy can be improved.
(実施形態2)
次に、実施形態2を説明する。本実施形態のパターン検査装置では、偏光分割部109は、ルーフミラー109dを含んでいる。図6は、実施形態2に係るパターン検査装置のルーフミラー109d及び検出器120a〜120cを例示した構成図である。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment will be described. In the pattern inspection apparatus of this embodiment, the polarization splitting unit 109 includes a roof mirror 109d. FIG. 6 is a configuration diagram illustrating the roof mirror 109d and the detectors 120a to 120c of the pattern inspection apparatus according to the second embodiment.
図6に示すように、偏光分割部109は、平面状の反射面112及び反射面113を有するルーフミラー109dを含んでいる。反射面112及び反射面113は、隣り合って配置されている。例えば、反射面112及び反射面113のなす角は鈍角である。反射面112及び反射面113は、ともに検査対象からの光D3に照明されている。例えば、反射面113は、ルーフミラー109dの周縁部に形成されている。 As shown in FIG. 6, the polarization splitting unit 109 includes a roof mirror 109d having a planar reflecting surface 112 and a reflecting surface 113. The reflecting surface 112 and the reflecting surface 113 are arranged adjacent to each other. For example, the angle formed by the reflecting surface 112 and the reflecting surface 113 is an obtuse angle. Both the reflecting surface 112 and the reflecting surface 113 are illuminated with the light D3 from the inspection target. For example, the reflecting surface 113 is formed on the peripheral portion of the roof mirror 109d.
偏光分割部109に入射する光D3のうち、光軸に直交する断面の下側2/3の部分は、ルーフミラー109dに入射するように配置されている。偏光分割部109に入射する光D3のうち、断面の上側1/3の部分は、ルーフミラー109dに入射せず、ルーフミラー109dを通り抜ける。また、断面の上側1/3の部分は、ビームLaで照明された検査対象からの光Daを含んでいる。検出器120aは、ルーフミラー109dを通り抜けた光Daが入射するように配置されている。 Of the light D3 entering the polarization splitting unit 109, the lower 2/3 part of the cross section orthogonal to the optical axis is arranged to enter the roof mirror 109d. Of the light D3 entering the polarization splitting unit 109, the upper ⅓ portion of the cross section does not enter the roof mirror 109d and passes through the roof mirror 109d. Further, the upper ⅓ portion of the cross section includes the light Da from the inspection object illuminated by the beam La. The detector 120a is arranged so that the light Da that has passed through the roof mirror 109d is incident.
偏光分割部109に入射する光D3のうち、断面の下側1/3の部分は、反射面112で反射するように配置されている。また、断面の下側1/3の部分は、ビームLbで照明された検査対象からの光Dbを含んでいる。検出器120bは、反射面112で反射した光Dbが入射するように配置されている。 Of the light D3 entering the polarization splitting unit 109, the lower ⅓ portion of the cross section is arranged to be reflected by the reflecting surface 112. Further, the lower ⅓ portion of the cross section includes the light Db from the inspection object illuminated by the beam Lb. The detector 120b is arranged so that the light Db reflected by the reflecting surface 112 enters.
偏光分割部109に入射する光D3のうち、断面の中央部1/3の部分は、反射面113で反射するように配置されている。また、断面の中央部1/3の部分は、ビームLcで照明された検査対象からの光Dcを含んでいる。検出器120cは、反射面113で反射した光Dcが入射するように配置されている。 Of the light D3 entering the polarization splitting unit 109, the central portion ⅓ of the cross section is arranged to be reflected by the reflecting surface 113. Further, the central portion ⅓ of the cross section includes the light Dc from the inspection object illuminated with the beam Lc. The detector 120c is arranged so that the light Dc reflected by the reflecting surface 113 enters.
このように、本実施形態では、検査対象からの光Da〜Dcを、それぞれ検出器120a〜120cに導く際に、光Dbを反射する反射面112及び光Dcを反射する反射面113を有するルーフミラー109dを用いている。偏光分割部109として、ルーフミラー109dを用いるだけなので、部品点数を低減することができる。これ以外の構成及び効果は、実施形態1の記載に含まれている。 As described above, in the present embodiment, when the lights Da to Dc from the inspection target are guided to the detectors 120a to 120c, respectively, the roof having the reflection surface 112 that reflects the light Db and the reflection surface 113 that reflects the light Dc. The mirror 109d is used. Since only the roof mirror 109d is used as the polarization splitting unit 109, the number of parts can be reduced. The other configurations and effects are included in the description of the first embodiment.
(実施形態3)
次に、実施形態3を説明する。本実施形態のパターン検査装置では、偏光分割部109は、透過部材を含んでいる。図7は、実施形態3に係るパターン検査装置の透過部材109e〜109f及び検出器301a〜301cを例示した構成図である。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment will be described. In the pattern inspection apparatus of this embodiment, the polarization splitting section 109 includes a transmissive member. FIG. 7 is a configuration diagram illustrating the transmissive members 109e to 109f and the detectors 301a to 301c of the pattern inspection apparatus according to the third embodiment.
図7に示すように、本実施形態の偏光分割部109は、透過部材109e及び109fを含んでいる。透過部材109e及び109fは、例えば、検査対象からの光D3の光軸に直交する方向に間隔を空けて配置されている。また、透過部材109e及び109fは、入射した光を屈折させる。 As shown in FIG. 7, the polarization splitting unit 109 of this embodiment includes transmission members 109e and 109f. The transmissive members 109e and 109f are, for example, arranged at intervals in the direction orthogonal to the optical axis of the light D3 from the inspection target. The transmissive members 109e and 109f refract incident light.
偏光分割部109に入射する光D3のうち、光軸に直交する断面の上側1/3の部分は、透過部材109eに入射するように配置されている。また、断面の上側1/3の部分は、ビームLaで照明された検査対象からの光Daを含んでいる。透過部材109eは、入射及び出射する光Daを屈折させる。検出器301aは、屈折して出射した光Daが入射するように配置されている。検出器301aは、例えば、TDIカメラ301のセンサである。 Of the light D3 entering the polarization splitting unit 109, the upper ⅓ portion of the cross section orthogonal to the optical axis is arranged to enter the transmitting member 109e. Further, the upper ⅓ portion of the cross section includes the light Da from the inspection object illuminated by the beam La. The transmissive member 109e refracts the incoming and outgoing light Da. The detector 301a is arranged so that the light Da that is refracted and emitted enters. The detector 301a is, for example, a sensor of the TDI camera 301.
偏光分割部109に入射する光D3のうち、断面の下側1/3の部分は、透過部材109fに入射するように配置されている。断面の下側1/3の部分は、ビームLbで照明された検査対象からの光Dbを含んでいる。透過部材109fは、入射及び出射する光Dbを屈折させる。検出器301bは、屈折して出射した光Dbが入射するように配置されている。検出器301bは、例えば、TDIカメラ301のセンサである。 Of the light D3 entering the polarization splitting unit 109, the lower ⅓ portion of the cross section is arranged to enter the transmitting member 109f. The lower 1/3 portion of the cross section contains the light Db from the inspection object illuminated with the beam Lb. The transmissive member 109f refracts the incoming and outgoing light Db. The detector 301b is arranged so that the light Db that is refracted and emitted is incident. The detector 301b is, for example, a sensor of the TDI camera 301.
偏光分割部109に入射する光D3のうち、中央部1/3の部分は、透過部材109e及び透過部材109fの間を通り抜ける。また、断面の中央部1/3の部分は、ビームLcで照明された検査対象からの光Dcを含んでいる。検出器301cは、透過部材109e及び透過部材109fの間を通り抜けた光Dcが入射するように配置されている。検出器301cは、例えば、TDIカメラ301のセンサである。 Of the light D3 entering the polarization splitting unit 109, the central portion 1/3 passes through between the transmissive member 109e and the transmissive member 109f. Further, the central portion ⅓ of the cross section includes the light Dc from the inspection object illuminated with the beam Lc. The detector 301c is arranged so that the light Dc passing through between the transmissive member 109e and the transmissive member 109f is incident. The detector 301c is, for example, a sensor of the TDI camera 301.
本実施形態では、検出器301a〜301cに、TDIカメラ301のセンサを用いている。すなわち、3つのTDIカメラを一体化した1つのTDIカメラ301を用いている。TDIカメラ301において、隣り合うセンサの間隔は、例えば、10[mm]である。偏光分割部109に入射する前の光D3において、光Da、光Db及び光Dcは、まとまっている。よって、このままでは、各検出器301a〜301cとして機能するTDIカメラ301の各センサに、各光Da〜Dcを入射させることができない。しかしながら、偏光分割部109の透過部材109e及び109fは、光Da及び光Dbを、屈折させ、光Dcから離すことができる。よって、各光Da〜Dcを、各センサ、すなわち、各検出器301a〜301cに入射させることができる。 In this embodiment, the sensors of the TDI camera 301 are used as the detectors 301a to 301c. That is, one TDI camera 301 that integrates three TDI cameras is used. In the TDI camera 301, the distance between adjacent sensors is, for example, 10 [mm]. In the light D3 before entering the polarization splitting unit 109, the light Da, the light Db, and the light Dc are collected. Therefore, as it is, the respective lights Da to Dc cannot be made incident on the respective sensors of the TDI camera 301 functioning as the respective detectors 301a to 301c. However, the transmission members 109e and 109f of the polarization splitting unit 109 can refract the light Da and the light Db and separate them from the light Dc. Therefore, each light Da-Dc can be made to inject into each sensor, ie, each detector 301a-301c.
このように、本実施形態は、光Daを屈折させる透過部材109e及び光Dbを屈折させる透過部材109fを含む偏光分割部109を用いて、光Da〜Dcを、それぞれ検出器301a〜cに導いている。本実施形態の偏光分割部109は、前述の実施形態のように、光Da〜Dcの少なくともいずれかを反射させて、光路を変化させる必要はない。光Da〜Dcを相互に平行とすることができる。よって、3つのTDIカメラを一体化したTDIカメラ301を用いることができる。このことは、1台のTDIカメラで検査することに相当する。よって、検査コストを低減することができる。これ以外の構成及び効果は実施形態1及び2の記載に含まれている。 As described above, the present embodiment uses the polarization splitting unit 109 including the transmissive member 109e that refracts the light Da and the transmissive member 109f that refracts the light Db to guide the light Da to Dc to the detectors 301a to 301c, respectively. ing. The polarization splitting unit 109 of the present embodiment does not need to change the optical path by reflecting at least one of the lights Da to Dc as in the above-described embodiments. The lights Da to Dc can be parallel to each other. Therefore, the TDI camera 301 in which three TDI cameras are integrated can be used. This is equivalent to inspecting with one TDI camera. Therefore, the inspection cost can be reduced. Other configurations and effects are included in the description of the first and second embodiments.
(実施形態4)
次に、実施形態4を説明する。本実施形態のパターン検査装置では、偏光制御部103は、3つの波長板を含んでいる。図8は、実施形態3に係るパターン検査装置の偏光制御部103を例示した構成図である。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment will be described. In the pattern inspection apparatus of this embodiment, the polarization controller 103 includes three wave plates. FIG. 8 is a configuration diagram illustrating the polarization controller 103 of the pattern inspection apparatus according to the third embodiment.
図8に示すように、偏光制御部103は、λ/4波長板103d、λ/4波長板103e及び(−λ/4)波長板103fを含んでいる。(−λ/4)波長板103fは、位相差を(−λ/4)与える波長板である。λ/4波長板103d、λ/4波長板103e及び(−λ/4)波長板103fは、レーザ光L3の光軸LC方向に部分的に重なっている。例えば、λ/4波長板103dは、レーザ光L3の全体を受光するように配置されている。λ/4波長板103eは、レーザ光L3の光軸に直交する断面の下側2/3を受光するように、下方から光路に挿入されている。(−λ/4)波長板103fは、レーザ光L3の光軸に直交する断面の上側2/3を受光するように、上方から光路に挿入されている。よって、断面の中央部1/3で、λ/4波長板103e及び(−λ/4)波長板103fは重なっている。 As shown in FIG. 8, the polarization controller 103 includes a λ / 4 wave plate 103d, a λ / 4 wave plate 103e, and a (−λ / 4) wave plate 103f. The (-? / 4) wave plate 103f is a wave plate that gives a phase difference of (-? / 4). The λ / 4 wave plate 103d, the λ / 4 wave plate 103e, and the (−λ / 4) wave plate 103f partially overlap with each other in the optical axis LC direction of the laser light L3. For example, the λ / 4 wave plate 103d is arranged so as to receive the entire laser beam L3. The λ / 4 wave plate 103e is inserted into the optical path from below so as to receive the lower 2/3 of the cross section orthogonal to the optical axis of the laser light L3. The (−λ / 4) wave plate 103f is inserted into the optical path from above so as to receive the upper 2/3 of the cross section orthogonal to the optical axis of the laser light L3. Therefore, the λ / 4 wave plate 103e and the (−λ / 4) wave plate 103f overlap each other at the central portion ⅓ of the cross section.
レンズ101cで集光されたレーザ光L3は、偏光制御部103に入射する。そして、レーザ光L3は、λ/4波長板103dを透過する。λ/4波長板103dを透過したレーザ光のうち、光軸LCに直交する断面の下側2/3の部分は、λ/4波長板103eを透過する。一方、光軸LCに直交する断面の上側1/3の部分は、λ/4波長板103eを透過しないが、(−λ/4)波長板103fを透過する。 The laser light L3 condensed by the lens 101c enters the polarization controller 103. Then, the laser light L3 passes through the λ / 4 wavelength plate 103d. Of the laser light transmitted through the λ / 4 wave plate 103d, the lower 2/3 portion of the cross section orthogonal to the optical axis LC passes through the λ / 4 wave plate 103e. On the other hand, the upper ⅓ portion of the cross section orthogonal to the optical axis LC does not pass through the λ / 4 wave plate 103e, but passes through the (−λ / 4) wave plate 103f.
よって、偏光制御部103に入射したレーザ光L3のうち、断面の上側1/3の部分は、λ/4波長板103d及び(−λ/4)波長板103fを透過する。これにより、偏光制御部103を通ったレーザ光L4の上側1/3の部分は、照明光の偏光状態は変化しない。レーザ光L4の上側1/3の部分は、偏光制御部103に入射前のレーザ光L3と位相差0[°]の直線偏光を含むビームLaとなっている。 Therefore, of the laser light L3 that has entered the polarization control unit 103, the upper ⅓ portion of the cross section passes through the λ / 4 wave plate 103d and the (−λ / 4) wave plate 103f. As a result, the polarization state of the illumination light does not change in the upper ⅓ portion of the laser light L4 that has passed through the polarization controller 103. The upper 1/3 portion of the laser beam L4 is a beam La including linearly polarized light having a phase difference of 0 [°] with the laser beam L3 before entering the polarization control unit 103.
λ/4波長板103eを透過したレーザ光L3の下側半分は、(−λ/4)波長板103fを透過しない。よって、偏光制御部103に入射したレーザ光L3のうち、下側1/3の部分は、λ/4波長板103d及びλ/4波長板103eを透過する。これにより、偏光制御部103を通ったレーザ光L4の下側1/3の部分は、λ/2波長板を透過するのと同じ作用を受ける。すなわち、レーザ光L4の下側1/3の部分は、ビームLaと偏光方向が異なる直線偏光を含むビームLbとなっている。例えば、ビームLbの偏光方向は、ビームLaの偏光方向に対して、90度回転する。これにより、偏光制御部103に入射前のレーザ光L3の偏光方向と直交する方向の直線偏光になる。 The lower half of the laser beam L3 that has passed through the λ / 4 wave plate 103e does not pass through the (−λ / 4) wave plate 103f. Therefore, the lower ⅓ portion of the laser light L3 incident on the polarization controller 103 passes through the λ / 4 wavelength plate 103d and the λ / 4 wavelength plate 103e. As a result, the lower ⅓ portion of the laser beam L4 that has passed through the polarization control unit 103 is subjected to the same action as that through the λ / 2 wave plate. That is, the lower 1/3 portion of the laser beam L4 is a beam Lb including linearly polarized light having a polarization direction different from that of the beam La. For example, the polarization direction of the beam Lb rotates 90 degrees with respect to the polarization direction of the beam La. As a result, linearly polarized light in a direction orthogonal to the polarization direction of the laser light L3 before entering the polarization control unit 103 is obtained.
λ/4波長板103eを透過したレーザ光L3の上側半分は、(−λ/4)波長板103fを透過する。よって、レーザ光L4の中央部1/3の部分は、λ/4波長板103d、λ/4波長板103e及び(−λ/4)波長板103fを透過する。これにより、偏光制御部103を通ったレーザ光L4の中央部1/3の部分は、λ/4波長板を透過するのと同じ作用を受ける。したがって、レーザ光L4の中央部1/3の部分は、円偏光を含むビームLcとなっている。 The upper half of the laser beam L3 that has passed through the λ / 4 wave plate 103e passes through the (−λ / 4) wave plate 103f. Therefore, the central portion ⅓ of the laser beam L4 passes through the λ / 4 wave plate 103d, the λ / 4 wave plate 103e, and the (−λ / 4) wave plate 103f. As a result, the central portion ⅓ of the laser beam L4 that has passed through the polarization controller 103 is subjected to the same action as that of passing through the λ / 4 wave plate. Therefore, the central portion ⅓ of the laser beam L4 is a beam Lc including circularly polarized light.
このように、偏光制御部103は、入射した照明光の一部の偏光状態を変化させ、入射前と同じ直線偏光を含むビームLa、入射前と偏光方向が異なる直線偏光を含むビームLb、及び、円偏光を含むビームLcを有する照明光を生成する。本実施形態では、ビームLaは、λ/4波長板103d及び(−λ/4)波長板103fだけが重なった部分を透過した照明光であり、ビームLbは、λ/4波長板103d及びλ/4波長板103eだけが重なった部分を透過した照明光であり、ビームLcは、λ/4波長板103d、λ/4波長板103e及び(−λ/4)波長板103fが重なった部分を透過した照明光である。 In this way, the polarization control unit 103 changes the polarization state of a part of the incident illumination light, the beam La including the same linearly polarized light as before the incident, the beam Lb including the linearly polarized light having a polarization direction different from that before the incident, and , Illuminating light having a beam Lc containing circularly polarized light. In the present embodiment, the beam La is illumination light transmitted through a portion where only the λ / 4 wave plate 103d and the (−λ / 4) wave plate 103f overlap, and the beam Lb is the λ / 4 wave plate 103d and λ. The beam Lc is the illumination light that has passed through the overlapping portion of only the / 4 wave plate 103e, and the beam Lc is a portion of the overlapping portion of the λ / 4 wave plate 103d, the λ / 4 wave plate 103e, and the (-λ / 4) wave plate 103f. It is the transmitted illumination light.
本実施形態によれば、ビームLa〜Lcを有する照明光を生成する際の構成の自由度を向上させることができる。これ以外の構成及び効果は、実施形態1〜3の記載に含まれている。 According to this embodiment, it is possible to improve the degree of freedom of the configuration when generating the illumination light having the beams La to Lc. Other configurations and effects are included in the description of the first to third embodiments.
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態による限定は受けない。また、実施形態1〜4における構成は、適宜、組み合わせてもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention includes appropriate modifications without impairing the objects and advantages thereof, and is not limited by the above embodiments. Moreover, you may combine suitably the structure in Embodiments 1-4.
10 基板
11 多層膜
12 保護膜
13 吸収体
100 パターン検査装置
101a、101b、101c、101d レンズ
102 ホモジナイザー
103 偏光制御部
103a、103b、103d、103e λ/4波長板
103f −λ/4波長板
104 ハーフミラー
105 対物レンズ
106 EUVマスク
107a、107b、107c ミラー
108 投影レンズ
109 偏光分割部
109a、109b 空間分割ミラー
109d ルーフミラー
109e、109f 透過部材
110 視野
111 検査領域
112、113 反射面
120a、120b、120c 検出器
301 TDIカメラ
120a、120b、120c、301a、301b、301c 検出器
900 パターン検査装置
901 偏光ビームスプリッタ
902 λ/4波長板
903 対物レンズ
904 マスク
905 投影レンズ
906 TDIカメラ
907 ライン
908 スペース
909 プログラム欠陥
914 EUVマスク
D1、D2、D3、Da、Db、Dc 光
LC 光軸
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L901 レーザ光
La、Lb、Lc ビーム
10 substrate 11 multilayer film 12 protective film 13 absorber 100 pattern inspection device 101a, 101b, 101c, 101d lens 102 homogenizer 103 polarization control units 103a, 103b, 103d, 103e λ / 4 wave plate 103f-λ / 4 wave plate 104 half Mirror 105 Objective lens 106 EUV masks 107a, 107b, 107c Mirror 108 Projection lens 109 Polarization splitting sections 109a, 109b Space splitting mirror 109d Roof mirrors 109e, 109f Transmission member 110 Field of view 111 Inspection area 112, 113 Reflective surfaces 120a, 120b, 120c Detection Device 301 TDI camera 120a, 120b, 120c, 301a, 301b, 301c Detector 900 Pattern inspection device 901 Polarization beam splitter 902 λ / 4 wavelength plate 903 Objective lens 904 Mask 905 Projection lens 906 TDI camera 907 Line 908 Space 909 Program defect 914 EUV mask D1, D2, D3, Da, Db, Dc Light LC Optical axis L1, L2, L3, L4, L5, L6, L901 Laser light La, Lb, Lc beam
Claims (16)
前記第1ビーム、前記第2ビーム及び前記第3ビームを有する前記照明光を集光することにより検査対象を照明するとともに、前記第1ビームで照明された前記検査対象からの第1光、前記第2ビームで照明された前記検査対象からの第2光及び前記第3ビームで照明された前記検査対象からの第3光を集光する対物レンズと、
前記対物レンズで集光された前記第1光、前記第2光及び前記第3光を、それぞれ第1検出器、第2検出器及び第3検出器に導く偏光分割部と、
を備え、
前記第1検出器により検出された前記第1光、前記第2検出器で検出された前記第2光及び前記第3検出器で検出された前記第3光に基づいて前記検査対象を検査する、
パターン検査装置。 A first beam including a first linearly polarized light, which changes a polarization state of a part of the illumination light, a second beam including a second linearly polarized light having a polarization direction different from that of the first linearly polarized light, and a third beam including circularly polarized light. A polarization controller that produces the illumination light having a beam;
The inspection object is illuminated by condensing the illumination light having the first beam, the second beam, and the third beam, and the first light from the inspection object illuminated by the first beam, An objective lens that collects the second light from the inspection target illuminated by the second beam and the third light from the inspection target illuminated by the third beam;
A polarization splitting unit that guides the first light, the second light, and the third light collected by the objective lens to a first detector, a second detector, and a third detector, respectively.
Equipped with
The inspection target is inspected based on the first light detected by the first detector, the second light detected by the second detector, and the third light detected by the third detector. ,
Pattern inspection device.
前記第1ビームは、前記第1(λ/4)波長板及び前記第2(λ/4)波長板以外の部分を透過した前記照明光であり、
前記第2ビームは、前記第1(λ/4)波長板及び前記第2(λ/4)波長板が重なった部分を透過した前記照明光であり、
前記第3ビームは、前記第1(λ/4)波長板だけの部分を透過した前記照明光である、請求項1に記載のパターン検査装置。 The polarization controller includes a first (λ / 4) wave plate and a second (λ / 4) wave plate partially overlapped with each other in the optical axis direction of the illumination light.
The first beam is the illumination light that has passed through portions other than the first (λ / 4) wave plate and the second (λ / 4) wave plate,
The second beam is the illumination light transmitted through a portion where the first (λ / 4) wave plate and the second (λ / 4) wave plate overlap,
The pattern inspection apparatus according to claim 1, wherein the third beam is the illumination light that has passed through only the first (λ / 4) wave plate.
前記第1ビームは、前記第1(λ/4)波長板及び前記第1(−λ/4)波長板だけが重なった部分を透過した前記照明光であり、
前記第2ビームは、前記第1(λ/4)波長板及び前記第2(λ/4)波長板だけが重なった部分を通過した前記照明光であり、
前記第3ビームは、前記第1(λ/4)波長板、前記第2(λ/4)波長板、及び、前記第1(−λ/4)波長板が重なった部分を透過した前記照明光である、
請求項1に記載のパターン検査装置。 The polarization controller includes a first (λ / 4) wavelength plate, a second (λ / 4) wavelength plate, and a first (−λ / 4) wavelength plate that partially overlap with each other in the optical axis direction of the illumination light. Including the board,
The first beam is the illumination light transmitted through a portion where only the first (λ / 4) wave plate and the first (−λ / 4) wave plate overlap,
The second beam is the illumination light that has passed through a portion where only the first (λ / 4) wave plate and the second (λ / 4) wave plate overlap,
The third beam is transmitted through the first (λ / 4) wave plate, the second (λ / 4) wave plate, and the overlapping portion of the first (−λ / 4) wave plate. Is light,
The pattern inspection apparatus according to claim 1.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のパターン検査装置。 The polarization control unit is arranged at a position conjugate with the inspection target,
The pattern inspection apparatus according to claim 1.
前記ホモジナイザーを透過した前記照明光は、前記偏光制御部に入射する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のパターン検査装置。 Further comprising a homogenizer for making the intensity distribution of the illumination light uniform,
The illumination light transmitted through the homogenizer is incident on the polarization controller.
The pattern inspection apparatus according to claim 1.
請求項1〜5のいずれか一項に記載のパターン検査装置。 The polarization splitter includes a mirror that reflects the first light and a mirror that reflects the second light.
The pattern inspection apparatus according to claim 1.
請求項1〜5のいずれか一項に記載のパターン検査装置。 The polarization splitting part includes a roof mirror having a first reflecting surface that reflects the second light and a second reflecting surface that reflects the third light.
The pattern inspection apparatus according to claim 1.
請求項1〜5のいずれか一項に記載のパターン検査装置。 The polarization splitter includes a first transmissive member that refracts the first light and a second transmissive member that refracts the second light.
The pattern inspection apparatus according to claim 1.
前記第1ビーム、前記第2ビーム及び前記第3ビームを有する前記照明光を対物レンズによって集光することにより検査対象を照明するステップと、
前記第1ビームで照明された前記検査対象からの第1光、前記第2ビームで照明された前記検査対象からの第2光及び前記第3ビームで照明された前記検査対象からの第3光を前記対物レンズによって集光するステップと、
前記対物レンズで集光された前記第1光、前記第2光及び前記第3光を、それぞれ第1検出器、第2検出器及び第3検出器に導くステップと、
前記第1検出器により検出した前記第1光、前記第2検出器で検出した前記第2光及び前記第3検出器で検出した前記第3光に基づいて前記検査対象を検査するステップと、
を備えたパターン検査方法。 A first beam including a first linearly polarized light, which changes a polarization state of a part of the illumination light, a second beam including a second linearly polarized light having a polarization direction different from that of the first linearly polarized light, and a third beam including circularly polarized light. Generating the illumination light having a beam;
Illuminating an inspection object by collecting the illumination light having the first beam, the second beam, and the third beam by an objective lens;
First light from the inspection target illuminated with the first beam, second light from the inspection target illuminated with the second beam, and third light from the inspection target illuminated with the third beam Collecting light by the objective lens,
Guiding the first light, the second light, and the third light collected by the objective lens to a first detector, a second detector, and a third detector, respectively;
Inspecting the inspection target based on the first light detected by the first detector, the second light detected by the second detector, and the third light detected by the third detector,
A pattern inspection method equipped with.
前記照明光の光軸方向に部分的に重なった第1(λ/4)波長板及び第2(λ/4)波長板を含む偏光制御部を用いて前記照明光を生成する際に、
前記第1ビームを、前記第1(λ/4)波長板及び前記第2(λ/4)波長板以外の部分を透過した前記照明光とし、
前記第2ビームを、前記第1(λ/4)波長板及び前記第2(λ/4)波長板が重なった部分を透過した前記照明光とし、
前記第3ビームを、前記第1(λ/4)波長板だけの部分を透過した前記照明光とする、請求項9に記載のパターン検査方法。 In the step of generating the illumination light,
When the illumination light is generated using a polarization controller including a first (λ / 4) wavelength plate and a second (λ / 4) wavelength plate that are partially overlapped in the optical axis direction of the illumination light,
The first beam is the illumination light that has passed through portions other than the first (λ / 4) wave plate and the second (λ / 4) wave plate,
The second beam is the illumination light transmitted through a portion where the first (λ / 4) wave plate and the second (λ / 4) wave plate overlap,
The pattern inspection method according to claim 9, wherein the third beam is the illumination light transmitted through only the first (λ / 4) wave plate.
前記照明光の光軸方向に部分的に重なった第1(λ/4)波長板、第2(λ/4)波長板及び第1(−λ/4)波長板を含む偏光制御部を用いて前記照明光を生成する際に、
前記第1ビームを、前記第1(λ/4)波長板及び前記第1(−λ/4)波長板だけが重なった部分を透過した前記照明光とし、
前記第2ビームを、前記第1(λ/4)波長板及び前記第2(λ/4)波長板だけが重なった部分を透過した前記照明光とし、
前記第3ビームを、前記第1(λ/4)波長板、前記第2(λ/4)波長板及び前記第1(−λ/4)波長板が重なった部分を透過した前記照明光とする、
請求項9に記載のパターン検査方法。 In the step of generating the illumination light,
A polarization controller including a first (λ / 4) wave plate, a second (λ / 4) wave plate, and a first (−λ / 4) wave plate partially overlapped in the optical axis direction of the illumination light is used. When generating the illumination light,
The first beam is the illumination light transmitted through a portion where only the first (λ / 4) wave plate and the first (−λ / 4) wave plate overlap,
The second beam is the illumination light transmitted through a portion where only the first (λ / 4) wave plate and the second (λ / 4) wave plate overlap,
The illumination light that has transmitted the third beam through a portion where the first (λ / 4) wave plate, the second (λ / 4) wave plate, and the first (−λ / 4) wave plate overlap each other. To do
The pattern inspection method according to claim 9.
請求項10または11に記載のパターン検査方法。 The polarization control unit is arranged at a position conjugate with the inspection target,
The pattern inspection method according to claim 10.
強度分布を均一にするホモジナイザーを透過した前記照明光を、前記偏光制御部に入射させる、
請求項10〜12のいずれか一項に記載のパターン検査方法。 In the step of generating the illumination light,
The illumination light that has passed through a homogenizer that makes the intensity distribution uniform is incident on the polarization controller.
The pattern inspection method according to claim 10.
前記第1光を反射するミラーと、前記第2光を反射するミラーとを含む偏光分割部を用いて、前記第1光、前記第2光及び前記第3光を、それぞれ前記第1検出器、前記第2検出器及び前記第3検出器に導く、
請求項9〜13のいずれか一項に記載のパターン検査方法。 Leading to said first detector, second detector and third detector,
The first detector, the first light, the second light, and the third light, respectively, are formed by using a polarization splitting unit including a mirror that reflects the first light and a mirror that reflects the second light. Leading to the second detector and the third detector,
The pattern inspection method according to any one of claims 9 to 13.
前記第2光を反射する第1反射面及び前記第3光を反射する第2反射面を有するルーフミラーを含む偏光分割部を用いて、前記第1光、前記第2光及び前記第3光を、それぞれ前記第1検出器、前記第2検出器及び前記第3検出器に導く、
請求項9〜13のいずれか一項に記載のパターン検査方法。 Leading to said first detector, second detector and third detector,
The first light, the second light, and the third light are formed by using a polarization splitting unit including a roof mirror having a first reflection surface that reflects the second light and a second reflection surface that reflects the third light. To the first detector, the second detector, and the third detector, respectively,
The pattern inspection method according to any one of claims 9 to 13.
前記第1光を屈折させる第1透過部材及び前記第2光を屈折させる第2透過部材を含む偏光分割部を用いて、前記第1光、前記第2光及び前記第3光を、それぞれ前記第1検出器、前記第2検出器及び前記第3検出器に導く、
請求項9〜13のいずれか一項に記載のパターン検査方法。 Leading to said first detector, second detector and third detector,
The first light, the second light, and the third light are respectively generated by using a polarization splitting unit including a first transmissive member that refracts the first light and a second transmissive member that refracts the second light. Leading to a first detector, the second detector and the third detector,
The pattern inspection method according to any one of claims 9 to 13.
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