JP2009156728A - Inspection light source apparatus and defect inspection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体製造工程で利用されるフォトマスク(以下、単にマスクと呼ぶ。)等の欠陥を検出する際に利用される検査光源装置及び欠陥検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection light source device and a defect inspection apparatus used when detecting defects such as a photomask (hereinafter simply referred to as a mask) used in a semiconductor manufacturing process.
一般にマスクの欠陥検査法には、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つのマスクにおけるパターン比較検査法(一般にDie−to−die比較法と呼ばれる。)との2通りの方法が広く知られている。これらの検査方法では、いずれもマスクのパターン像を顕微鏡で検出している。その際に光学的顕微鏡を用いる場合、マスクパターンを光で照明する必要がある。その光源(すなわち検査光源)には、ランプを用いる場合とレーザを用いる場合とに大別される。レーザを用いる欠陥検査装置では、連続のレーザ光が発生する連続レーザが一般に用いられている。 In general, a mask defect inspection method includes a mask pattern and design data comparison inspection method (generally referred to as a die-to-database comparison method) and a pattern comparison inspection method for two masks (generally a die-to-die comparison). Two methods are widely known. In any of these inspection methods, a mask pattern image is detected with a microscope. In that case, when using an optical microscope, it is necessary to illuminate the mask pattern with light. The light source (that is, the inspection light source) is roughly classified into a case where a lamp is used and a case where a laser is used. In a defect inspection apparatus using a laser, a continuous laser that generates continuous laser light is generally used.
近年、半導体の進歩すなわち微細化と共に、検出が要求される欠陥サイズは年々小さくなっている。欠陥検出感度を高めるために、検査光源の短波長化が必要となっている。そこで、波長257nmの連続レーザ光(これはアルゴンレーザにおける最大出力ラインである波長514nmの第二高調波である)を用いた欠陥検査装置が市販されている。しかし、検出感度の点から、検査光源のさらなる短波長化が望まれている。なお、このような波長257nmの連続レーザ光を用いた従来の欠陥検査装置は、例えば、非特許文献1あるいは非特許文献2に示されている。
In recent years, with the progress of semiconductors, that is, miniaturization, the defect size required to be detected has been reduced year by year. In order to increase the defect detection sensitivity, it is necessary to shorten the wavelength of the inspection light source. Therefore, a defect inspection apparatus using a continuous laser beam having a wavelength of 257 nm (this is a second harmonic wave having a wavelength of 514 nm, which is the maximum output line in an argon laser) is commercially available. However, further shortening of the wavelength of the inspection light source is desired from the viewpoint of detection sensitivity. A conventional defect inspection apparatus using such a continuous laser beam having a wavelength of 257 nm is disclosed in
一方、欠陥検査装置においては、前述したような検査光源だけでなく、マスクの観察部に対物レンズの焦点を合わせるためのオートフォーカス機構にもレーザ装置が用いられている。オートフォーカス用レーザには、フォーカス位置を高速に追従させる必要があることから、連続発振型、あるいは数十kHz以上の高繰り返し型のレーザが必要である。そこで、波長405〜408nmのブルーの半導体レーザや、波長473nmの波長変換型固体レーザが用いられることが多かった。 On the other hand, in the defect inspection apparatus, a laser apparatus is used not only for the inspection light source as described above but also for an autofocus mechanism for focusing the objective lens on the observation part of the mask. Since the autofocus laser needs to follow the focus position at high speed, a continuous oscillation type laser or a high repetition type laser of several tens of kHz or more is required. Therefore, a blue semiconductor laser having a wavelength of 405 to 408 nm and a wavelength conversion solid-state laser having a wavelength of 473 nm are often used.
ここで、欠陥検査装置のオートフォーカス用レーザの波長に関して説明する。一般に、フォトマスクのパターン形成面上に形成されるパターン状の膜は、厚みが約100〜300nm程度である。このため、マスクの欠陥検査時には、そのパターン面に100nm程度以下の精度で焦点を合わせる必要がある。従って、オートフォーカス用レーザの波長は短い程良い。ところが、オートフォーカス用レーザは、検査光源の照明光と一緒にマスク上に照射させる必要がある。このため、ダイクロイックミラーを用いて、それぞれの光を同軸上に合わせて、マスク上に照射させている。 Here, the wavelength of the autofocus laser of the defect inspection apparatus will be described. In general, a patterned film formed on the pattern formation surface of a photomask has a thickness of about 100 to 300 nm. For this reason, at the time of defect inspection of the mask, it is necessary to focus on the pattern surface with an accuracy of about 100 nm or less. Therefore, the shorter the wavelength of the autofocus laser, the better. However, the autofocus laser needs to be irradiated onto the mask together with the illumination light of the inspection light source. For this reason, using a dichroic mirror, each light is coaxially irradiated and irradiated on the mask.
ダイクロイックミラーは、反射率・透過率に波長依存性を有する。このダイクロイックミラーの特性から、オートフォーカス用レーザの波長は、検査光源の波長から少なくとも50nm程度離れている必要がある。そこで、従来、例えば検査光源の波長が257nmである場合、オートフォーカス用レーザの波長は310nmより長くしている。また、装置のコンパクト性も考慮すると、前述した波長405nmの半導体レーザが最適であった。なお、波長405nmの光源をオートフォーカスに用いることに関しては、例えば、特許文献1に示されている。
The dichroic mirror has wavelength dependency in reflectance and transmittance. Due to the characteristics of this dichroic mirror, the wavelength of the autofocus laser needs to be at least about 50 nm away from the wavelength of the inspection light source. Therefore, conventionally, for example, when the wavelength of the inspection light source is 257 nm, the wavelength of the autofocus laser is longer than 310 nm. In consideration of the compactness of the apparatus, the above-described semiconductor laser having a wavelength of 405 nm was optimal. For example,
また、波長405nm以下の連続レーザとしては、波長370nm程度まではコンパクトな市販品の半導体レーザ(例えば、日亜化学製)が入手できる。しかしながら、半導体レーザでは、波長が400nmよりも短くなるとレーザ出力が大幅に低下してしまう。例えば、波長385nmの半導体レーザでは、最大出力は10mW程度までのものしか市販されていない。 As a continuous laser having a wavelength of 405 nm or less, a compact commercially available semiconductor laser (for example, manufactured by Nichia) can be obtained up to a wavelength of about 370 nm. However, in a semiconductor laser, the laser output is greatly reduced when the wavelength is shorter than 400 nm. For example, a semiconductor laser having a wavelength of 385 nm is only commercially available with a maximum output of up to about 10 mW.
一方、波長400nm以下で連続発振する波長変換型固体レーザとしては、波長266nmのYAGレーザの第四高調波が代表的である。このYAGレーザは、出力が数百mWのものまで市販されている。しかしながら、YAGレーザは装置が大きく、また非常に高価であるため、オートフォーカス専用レーザとして利用することには問題が多かった。 On the other hand, as a wavelength conversion type solid-state laser that continuously oscillates at a wavelength of 400 nm or less, the fourth harmonic of a YAG laser having a wavelength of 266 nm is representative. This YAG laser is commercially available with an output of several hundred mW. However, since the YAG laser has a large apparatus and is very expensive, there are many problems in using it as a laser dedicated to autofocus.
また、欠陥検査装置では、微小な観察部だけでなく、多少広い部分を観察するために低倍率の観察光学系を設ける場合がある。これは低倍レビューと呼ばれることもある。この場合の照明光として、レーザかランプが必要であった。従来の一般的な欠陥検査装置では、オートフォーカス用や低倍レビュー用に別のレーザ装置が必要であり、検査光源を含めると、レーザ装置が最低2台必要になっていた。
このように、従来の欠陥検査装置では、オートフォーカス用や低倍レビュー用に、検査光源とは別のレーザ装置が必要であるため、装置構成をコンパクトにすることが困難であった。 As described above, since the conventional defect inspection apparatus requires a laser device different from the inspection light source for autofocusing and low magnification review, it is difficult to make the apparatus configuration compact.
本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、高性能でコンパクトな構成の検査光源装置、及びそれを用いた欠陥検査装置を提供することである。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an inspection light source device having a high performance and a compact configuration, and a defect inspection apparatus using the inspection light source device.
本発明の第1の態様に係る検査光源装置は、1μm帯の波長のレーザ光を発生するレーザ光源を備え、前記レーザ光の第五高調波を出力し、かつ、前記レーザ光の第四高調波を出力するものである。これにより、高性能でコンパクトな構成の検査光源装置を提供することができる。また、1μm帯の波長のレーザ光の第五高調波は、波長200nm程度になるため、検査光源として感度的に優れている。 The inspection light source device according to the first aspect of the present invention includes a laser light source that generates laser light having a wavelength of 1 μm band, outputs a fifth harmonic of the laser light, and a fourth harmonic of the laser light. It outputs waves. Thereby, the inspection light source device having a high performance and a compact configuration can be provided. Further, the fifth harmonic of the laser light having a wavelength of 1 μm band has a wavelength of about 200 nm, and is excellent in sensitivity as an inspection light source.
本発明の第2の態様に係る検査光源装置は、上記の検査光源装置において、前記レーザ光源は、Nd:YAGレーザ、Nd:YVO4レーザ、Nd:YLFレーザ、ファイバレーザ、ガラスレーザのいずれかである。 An inspection light source device according to a second aspect of the present invention is the above-described inspection light source device, wherein the laser light source is any one of an Nd: YAG laser, an Nd: YVO 4 laser, an Nd: YLF laser, a fiber laser, and a glass laser. It is.
本発明の第3の態様に係る欠陥検査装置は、上記のいずれかに記載の検査光源装置を備え、前記レーザ光の第五高調波を、検査用照明光として用いるものである。これにより、これにより、高性能でコンパクトな構成の欠陥検査装置を提供することができる。また、1μm帯の波長のレーザ光の第五高調波は、波長200nm程度になるため、検査光源として感度的に優れている。 A defect inspection apparatus according to a third aspect of the present invention includes the inspection light source device according to any one of the above, and uses the fifth harmonic of the laser light as inspection illumination light. As a result, a defect inspection apparatus having a high performance and a compact configuration can be provided. Further, the fifth harmonic of the laser light having a wavelength of 1 μm band has a wavelength of about 200 nm, and is excellent in sensitivity as an inspection light source.
本発明の第4の態様に係る欠陥検査装置は、上記の欠陥検査装置において、前記レーザ光の第四高調波を、オートフォーカス用レーザ光として用いるものである。検査光源である1μm帯の波長のレーザ光の第五高調波を発生させる際に、変換されずに残った1μm帯の波長のレーザ光の第四高調波を、オートフォーカス用の光源として利用することができる。よって、新たなレーザ光源装置が不要となり、装置構成をコンパクトにできる。 A defect inspection apparatus according to a fourth aspect of the present invention uses the fourth harmonic of the laser light as the autofocus laser light in the defect inspection apparatus. When the fifth harmonic of the 1 μm band wavelength laser light, which is the inspection light source, is generated, the remaining fourth harmonic of the 1 μm band laser light that is not converted is used as an autofocus light source. be able to. Therefore, a new laser light source device is not required, and the device configuration can be made compact.
本発明の第5の態様に係る欠陥検査装置は、上記の欠陥検査装置において、前記レーザ光の第四高調波を、観察用レーザ光として用いるものである。検査光源である1μm帯の波長のレーザ光の第五高調波を発生させる際に、変換されずに残った1μm帯の波長のレーザ光の第四高調波を、観察用レーザ光として利用することができる。よって、新たなレーザ光源装置が不要となり、装置構成をコンパクトにできる。 A defect inspection apparatus according to a fifth aspect of the present invention uses the fourth harmonic of the laser light as the observation laser light in the defect inspection apparatus. When the fifth harmonic of the 1 μm band wavelength laser light, which is the inspection light source, is generated, the fourth harmonic of the 1 μm wavelength laser light remaining without being converted is used as the observation laser light. Can do. Therefore, a new laser light source device is not required, and the device configuration can be made compact.
本発明によれば、高性能でコンパクトな構成の検査光源装置、及びそれを用いた欠陥検査装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an inspection light source device having a high performance and a compact configuration, and a defect inspection device using the inspection light source device.
本発明の実施の形態について以下に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を実質的に同様の内容を示している。 Embodiments of the present invention will be described below 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 denote the same contents.
本発明の実施の形態に係る欠陥検査装置について、図1〜図3を参照して説明する。図1は、本実施の形態に係る欠陥検査装置1の構成を示す図である。図1に示すように、本実施の形態に係る欠陥検査装置1は、大別して、検査光源100と欠陥検査装置本体200とで構成されている。検査光源100は、紫外線を出射する紫外線光源である。本実施の形態においては、検査光源100からは、例えば、波長213nmのレーザ光L08と、波長266nmのレーザ光L07とが取り出され、欠陥検査装置本体200内に供給される。
A defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
図2に、検査光源100の構成を示す。本発明に係る検査光源100では、基本波レーザ101は1μm帯の波長のレーザ光を発生する。図2に示すように、本実施の形態では、基本波レーザ101は、波長1064nmのレーザ光L01を発生する。この基本波レーザ101としては、Nd:YVO4結晶を用いた固体レーザが適している。なお、基本波レーザ101としては、これに限定されず、Nd:YAG結晶を用いた固体レーザ、Nd:YLF結晶を用いた固体レーザ、ファイバレーザ、あるいは、ガラスレーザ等を用いることができる。また、基本波レーザ101から発生するレーザ光の波長は、1064nmに限定されず、適宜変更可能である。
FIG. 2 shows the configuration of the inspection
波長1064nmのレーザ光L01は、波長変換結晶(あるいは非線形光学結晶と呼ばれる。)102aに入射し、第二高調波である波長532nmと、未変換の残留基本波を含んだレーザ光L02が出射される。波長変換結晶102aには、例えば、LBO結晶などを用いることができる。
A laser beam L01 having a wavelength of 1064 nm is incident on a wavelength conversion crystal (or called a non-linear optical crystal) 102a, and a laser beam L02 including a wavelength of 532 nm which is the second harmonic and an unconverted residual fundamental wave is emitted. The For the
波長532nmの第二高調波と、波長1064nmの基本波を含んだレーザ光L02は、波長変換結晶102bに入射する。これによって、その第二高調波(基本波の第四高調波)である波長266nmと未変換のレーザ光を含むレーザ光L03が出射される。なお、波長変換結晶102bには、例えば、CLBO結晶、BBO結晶などが好ましい。
The laser beam L02 including the second harmonic wave having a wavelength of 532 nm and the fundamental wave having a wavelength of 1064 nm is incident on the
レーザ光L03はダイクロイックミラー103aに入射し、波長266nmのレーザ光L05と残留基本波である波長1064nmのレーザ光L05は反射し、未変換の波長532nmのレーザ光L04は透過する。
The laser beam L03 is incident on the
残留基本波を含んだ波長266nmのレーザ光L05は、ミラー104aで曲げられ、波長変換結晶102cに入射する。これによって、これらの和周波である波長213nmのレーザ光(基本波の第五高調波)と、未変換の波長266nmのレーザ光を含むレーザ光L06が出射する。波長変換結晶102cには、BBO結晶や、CLBO結晶などが好ましい。
The laser beam L05 having a wavelength of 266 nm including the residual fundamental wave is bent by the
レーザ光L06は、ダイクロイックミラー103bに入射し、波長213nmのレーザ光L08は反射し、未変換部の波長266nmのレーザ光L07は透過する。波長213nmのレーザ光L08はミラー104bで反射して、欠陥検査装置本体200の方に進む。また、波長266nmのレーザ光L07は、欠陥検査装置本体200に出力される。
The laser beam L06 is incident on the dichroic mirror 103b, the laser beam L08 having a wavelength of 213 nm is reflected, and the laser beam L07 having a wavelength of 266 nm in the unconverted portion is transmitted. The laser beam L08 having a wavelength of 213 nm is reflected by the
本実施の形態に係る欠陥検査装置1で用いられる検査光源100は、基本波が波長1.06μmの赤外レーザを用いて、それを僅か3回波長変換するだけで、検査光である波長213nmの紫外レーザ光を発生させることができる。また、波長213nmを発生させる際に残留する未変換の266nmのレーザ光を再利用することができる。このため、従来の欠陥検査装置のようにオートフォーカス用や低倍レビュー用に検査光源とは別のレーザ装置を設ける必要がなく、装置構成を簡素化することができる。
The inspection
次に、本発明の欠陥検査装置本体200の構成について図1を参照して説明する。欠陥検査装置本体200では、検査光源100から取り出される波長213nmのレーザ光L08と、波長266nmのレーザ光L07とが供給される。レーザ光L08はハーフミラー201に入射して2方向に分岐する。ここで、2方向に分岐したレーザ光L08の一方により、反射照明を行い、他方により透過照明を行っている。まず。透過照明について説明する。ハーフミラー201を出射したレーザ光L11は、レンズ202aで集光され、均一化光学系203aに入射する。均一化光学系203aには、例えば、ロッド型インテグレータと呼ばれるものなどが適する。あるいは、均一化光学系203aとしてバンドルファイバを用いることもできる。レーザ光L11は均一化光学系203a内で全反射を繰り返しながら伝播していく。
Next, the configuration of the defect inspection apparatus
均一化光学系203aから、空間的に強度分布が均一化されたレーザ光L12が出射する。これはレンズ202bを通り、偏光ビームスプリッタ204aに入射し、レーザ光L13のように下方に反射する。レーザ光L13は、ダイクロイックミラー205を通過してから、λ/4波長板206aを通って円偏光になる。円偏光となったレーザ光L13は、対物レンズ207aを通ってマスク208上の観察領域210aを照明する。なお、以上は反射照明と呼ばれる照明系である。
A laser beam L12 having a spatially uniform intensity distribution is emitted from the homogenizing
マスク208を反射して上方に進むレーザ光L14は、対物レンズ207aを通過後、再びλ/4波長板206aを通過して直線偏光に戻る。ここで、上方に進むレーザ光L14と下方に進むレーザ光L13とは偏光方向が直交する。このため、上方に進むレーザ光L14は偏光ビームスプリッタ204aを透過する。その結果、レーザ光L15のように進んで結像レンズ211aを透過して二次元光検出器212aに当たる。これによって観察領域210aを二次元光検出器212a上に拡大投影させて、パターン像を得ることができる。このように、λ/4波長板206aを用いて、マスクに入射するレーザ光L13とマスクで反射したレーザ光L14との偏光方向を直交させる。これにより、光の利用効率を向上することができる。
The laser light L14 reflected from the
一方、ハーフミラー201を下方に進むレーザ光L21は、ミラー213aで反射してレンズ202cを通過して均一化光学系203bに入射する。レーザ光L21は、均一化光学系203b内を進むことで、空間的に強度分布が均一化されたレーザ光L23が出射される。均一化光学系203bは均一化光学系203aと同様の構成を有している。均一化光学系203bを出射したレーザ光L23はミラー213bで反射してコンデンサレンズ214を通り、マスク208上の観察領域210aを照射する。なお、以上は透過照明と呼ばれる照明系である。そして、このマスク208上の観察領域210aを通過した透過光は、透過照明と同様に、二次元光検出器212aで検出される。すなわち、対物レンズ207a、λ/4波長板206a、ダイクロイックミラー205、偏光ビームスプリッタ204a、結像レンズ211aを透過して、二次元光検出器212aに入射する。なお、反射照明による観察領域210aと透過照明による観察領域210aは、同じ位置としている。すなわち、透過照明におけるコンデンサレンズ214での照明位置と、反射照明における対物レンズ207aでの照明位置とは一致している。
On the other hand, the laser beam L21 traveling downward through the
ところで、欠陥検査装置1には、マスク208の観察領域210aと対物レンズ207aとの間隔を微調整することで、観察領域210aの像が、二次元光検出器212aでシャープに投影されるように調整する必要である。そのため、欠陥検査装置1には、以下に説明するようなオートフォーカス機構が備わっている。
By the way, in the
本発明の欠陥検査装置1のオートフォーカス機構では、検査光源100から取り出された波長266nmのレーザ光L07をAF光として利用している。つまり、図1に点線で示したように、レーザ光L07は細いままで利用され、ダイクロイックミラー205に当たってレーザ光L31のように下方に反射し、対物レンズ207aを通過してマスク208の観察領域210aに当たる。ここで反射するレーザ光L32は、再びダイクロイックミラー205で反射すると、三角ミラー215で反射するため、位置センサー216に当たる。この位置センサー216は、日の字センサーとも呼ばれ、光量センサーが2個つながったものであり、ここに当たるレーザ光の中心位置が検出できるようになっている。なお、これに関しては、図3を用いて以下に説明する。
In the autofocus mechanism of the
図3は本発明の欠陥検査装置1におけるオートフォーカス機構を示した図である。オートフォーカス用のレーザ光L07は、初め、図1と同様に点線で示されている。すなわち、レーザ光L31のようにマスク208に入射する。そして、マスク208のパターン面が対物レンズ207aの合焦点位置となっていると、レーザ光L32のように進む。すなわち、マスク208で反射したレーザ光L32は、位置センサー216の中央に入射する。
FIG. 3 is a diagram showing an autofocus mechanism in the
ここで、マスク208が矢印のように下方に移動した場合(つまり、マスク208と対物レンズ207aとの間隔が拡大した場合)、マスク208のパターン面からのレーザ光L31の反射光は、図3中一点鎖線で示すレーザ光L32'のように、レーザ光L32とは異なる経路を進むことになる。その結果、レーザ光L32'が三角ミラー215で反射すると、位置センサー216では、レーザ光L33'のように図3中で右側にシフトする。位置センサー216は例えば、2分割フォトダイオードであり、2分割された領域の差分を出力する。よって、このシフト量が位置センサー216によって検出され、マスク208の焦点位置がずれたことが判別される。そして、マスク208と対物レンズ207aとの間隔を補正するようにオートフォーカス機構が働く。
Here, when the
以上のように、本実施形態の欠陥検査装置1において用いられるオートフォーカス機構では、細いレーザビームを用いる必要があり、細くても広がりにくいビームの特性が要求される。なお、レーザ光の広がり角は、その波長に比例することから、細いビームを広がりにくくするためにも、出来るだけ短波長であることが好ましい。そこで、本実施形態では、オートフォーカス用レーザに波長266nmの紫外レーザ光を用いており、その結果、従来、一般に用いられてきた波長405nmの半導体レーザの場合や、波長473nmの固体レーザを用いた場合に比べて短波長化されたことから、オートフォーカスの精度が高まる。
As described above, the autofocus mechanism used in the
一方、ダイクロイックミラー205の透過率特性は波長依存性を有する。このダイクロイックミラーの特性から、オートフォーカス用レーザの波長は、検査光源の波長から少なくとも50nm程度離れている必要がある。本実施の形態では、検査光源の波長は213nmであり、オートフォーカス用レーザ光の波長は266nmである。このため、波長213nmのレーザ光では高い透過率を示すが、波長266nmのレーザ光は高く反射でき、ダイクロイックミラー205での分離効率を非常に高くできる。従って、本発明によれば、従来よりもオートフォーカスの精度が高く、かつダイクロイックミラーでの分離特性も良いという二つの特性を両立させることができる。
On the other hand, the transmittance characteristic of the
なお、本実施の形態においては、波長266nmのレーザ光をオートフォーカス用として用いたがこれに限定されるものではない。例えば、オートフォーカス用以外に、低倍率レビュー用照明光としても利用することができる。 In the present embodiment, laser light having a wavelength of 266 nm is used for autofocusing, but the present invention is not limited to this. For example, it can be used as low-magnification review illumination light in addition to autofocus.
また、図4に示すように、波長266nmのレーザ光L07の一部をオートフォーカス用として、残りを低倍率レビュー用照明光として兼用して用いることも可能である。波長266nmのレーザ光L07をオートフォーカス用と低倍率レビュー用とで兼用する場合、欠陥検査装置本体200におけるダイクロイックミラー205をレーザ光L07のP波が30〜50%透過する特性のものに交換する。ただし、S波に関しては、ほぼ100%反射する特性が好ましい。
Further, as shown in FIG. 4, it is also possible to use part of the laser beam L07 having a wavelength of 266 nm for autofocus and the rest as illumination light for low-magnification review. When the laser beam L07 having a wavelength of 266 nm is used for both autofocus and low magnification review, the
その結果、P波として供給されたレーザ光L07の一部がダイクロイックミラー205を透過して、ビームエキスパンダー217で拡大され、λ/2波長板218を通過してS波になる。S波となったレーザ光L07は、偏光ビームスプリッタ204bに当って下方に反射し、λ/4波長板206bを通過する。λ/4波長板206bはS波を円偏光にする。λ/4波長板206bを通過したレーザ光L07は、対物レンズ207bを通過してマスク208上の観察領域210bに照射される。
As a result, a part of the laser beam L07 supplied as the P wave passes through the
そこからの反射光は再び対物レンズ207bを通り、λ/4波長板206bを通過してから偏光ビームスプリッタ204bに入射する。ここで、P波であったレーザ光L04は往復でλ/4波長板206bを2回通過しているので、S波となる。よって、マスク208からの反射光は、偏光ビームスプリッタ204bを透過する。偏光ビームスプリッタ204bを透過した反射光は、結像レンズ211bを通って二次元光検出器212bに当たる。なお、対物レンズ207bと結像レンズ211bとの焦点距離の比から定まる拡大率は、対物レンズ207aと結像レンズ211aとの焦点距離の比から定まる検査用の光学系の拡大率よりも低くなっており、低倍レビューとして用いられる。
Reflected light from there passes through the
以上説明したように、新たな光源やレーザ装置を備えることなく、検査には不必要となる266nmのレーザ光を用いて低倍レビュー機能を実現できる。低倍レビュー用光源として、検査用のレーザ光L08を分岐して用いる必要がないことから、検査用のレーザ光L08のパワーを損なうことない。また、低倍レビュー用には波長266nmのレーザ光を用いていることから、対物レンズ207bや結像レンズ211bには、高価なDUV用石英やフッ化カルシウムを硝材に用いる必要がなく、通常の石英を用いることができる。
As described above, a low-magnification review function can be realized using a 266-nm laser beam that is unnecessary for inspection without providing a new light source or laser device. Since it is not necessary to branch the inspection laser beam L08 as a low magnification review light source, the power of the inspection laser beam L08 is not impaired. In addition, since laser light having a wavelength of 266 nm is used for low magnification review, it is not necessary to use expensive DUV quartz or calcium fluoride as a glass material for the
以上に説明したように、本発明に係る欠陥検査装置は、次世代マスクの製造時の欠陥検査に利用できるだけでなく、半導体製造工場におけるマスクの品質管理にも利用できる。さらに、上記の検査光源は、数MHz以上の繰り返し周波数で利用することができるため、擬似CWのレーザ光となり、マスク検査に好適である。本実施の形態によれば、3回の波長変換だけで213nmのレーザ光を発生できる。これを検査用照明光として用いることにより、感度を向上することができ、正確に検査を行うことができる。なお、1μm帯の波長のレーザ光源として1030nmで発振するファイバレーザを用いると、検査用レーザ光の波長は206nm、オートフォーカス用レーザ光の波長は257.5nmとすることができ、感度をさらに向上させることができる。 As described above, the defect inspection apparatus according to the present invention can be used not only for defect inspection at the time of manufacturing a next-generation mask but also for mask quality control in a semiconductor manufacturing factory. Furthermore, since the inspection light source can be used at a repetition frequency of several MHz or more, it becomes pseudo CW laser light and is suitable for mask inspection. According to the present embodiment, a laser beam having a wavelength of 213 nm can be generated only by performing wavelength conversion three times. By using this as inspection illumination light, the sensitivity can be improved and the inspection can be performed accurately. When a fiber laser that oscillates at 1030 nm is used as a laser light source with a wavelength of 1 μm band, the wavelength of the inspection laser beam can be 206 nm and the wavelength of the autofocus laser beam can be 257.5 nm, further improving the sensitivity. Can be made.
また、本発明によれば、検査光源用レーザ光のパワーを全く低下させることなく、オートフォーカス用レーザ光として、波長266nmのレーザ光を供給でき、オートフォーカス専用のレーザ装置を備える必要がない。また、従来のオートフォーカス用光源の波長405〜473nmよりも短波長のレーザ光でオートフォーカスを行えることから、解像度が高まり、マスク上でのオートフォーカス光のスポットを小さくできる。その結果、高精度でオートフォーカスができるようになる。 In addition, according to the present invention, laser light having a wavelength of 266 nm can be supplied as autofocus laser light without reducing the power of the inspection light source laser light at all, and there is no need to provide a laser device dedicated to autofocus. Further, since autofocus can be performed with laser light having a wavelength shorter than the wavelength 405 to 473 nm of the conventional autofocus light source, the resolution is increased and the spot of the autofocus light on the mask can be reduced. As a result, autofocus can be performed with high accuracy.
1 欠陥検査装置
100 検査光源
102a〜102c 波長変換結晶
103a〜103c ダイクロイックミラー
104a〜104c ミラー
200 欠陥検査装置本体
201 ハーフミラー
202a〜202d レンズ
203a、203b 均一化光学系
204a、204b 偏光ビームスプリッタ
205 ダイクロイックミラー
206a、206b λ/4波長板
207a、207b 対物レンズ
208 マスク
210a、210b 観察領域
211a、211b 結像レンズ
212aa、212b 二次元光検出器
213a、213b ミラー
214 コンデンサレンズ
215 三角ミラー
216 位置センサー
217 ビームエキスパンダー
218 λ/2波長板
L01 波長1064nmのレーザ光
L02 波長1064nm及び波長532nmを含むレーザ光
L03 波長1064nm、波長532nm及び波長266nmを含むレーザ光
L04 波長532nmのレーザ光
L05 波長1064nm及び波長266nmを含むレーザ光
L06 波長1064nm、波長266nm及び波長213nmを含むレーザ光
L07 波長266nmのレーザ光
L08 波長213nmのレーザ光
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記レーザ光の第五高調波を出力し、かつ、前記レーザ光の第四高調波を出力する検査光源装置。 A laser light source for generating laser light having a wavelength of 1 μm band;
An inspection light source device that outputs a fifth harmonic of the laser light and outputs a fourth harmonic of the laser light.
前記レーザ光の第五高調波を、検査用照明光として用いる欠陥検査装置。 The inspection light source device according to claim 1 or 2,
A defect inspection apparatus that uses the fifth harmonic of the laser light as inspection illumination light.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2007335717A JP2009156728A (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Inspection light source apparatus and defect inspection apparatus |
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Publications (1)
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ID=40960904
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015049062A (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Apparatus and method for inspecting defect |
JP2018200185A (en) * | 2017-05-25 | 2018-12-20 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Pattern inspection device and pattern inspection method |
-
2007
- 2007-12-27 JP JP2007335717A patent/JP2009156728A/en active Pending
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