JP2020063933A

JP2020063933A - Pulse division device, laser light source, and inspection device

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Publication number: JP2020063933A
Application number: JP2018194762A
Authority: JP
Inventors: 究武久; Kiwamu Takehisa
Original assignee: Lasertec Corp
Current assignee: Lasertec Corp
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2020-04-23

Abstract

To provide a pulse division device, a laser light source, and an inspection device capable of suppressing deterioration of an optical member by laser beams and capable of reducing a long-term use and maintenance costs.SOLUTION: A pulse division device 102 includes a prismatic prism having a bottom face and plural side faces. A pulse laser beam entering a first side face of plural side faces at a predetermined incidence angle is divided into a first pulse laser beam surface-reflected on the first side face and a second pulse laser beam refracted on the first side face and entering the inside of the prism. The second pulse laser beam is divided into a third pulse laser beam that is totally reflected inside plural side faces other than the first side face and is refracted on the first side face and is emitted to the outside of the prism, and a fourth pulse laser beam reflected on the first side face. The first pulse laser beams and the third pulse laser beam are propagated in the same direction.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、パルス分割装置、レーザ光源及び検査装置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検査装置、並びに、検査装置に用いられるパルス分割装置及びレーザ光源に関する。 The present invention relates to a pulse division device, a laser light source, and an inspection device, for example, an inspection device for inspecting a defect of a photomask used in a semiconductor manufacturing process, and a pulse division device and a laser light source used for the inspection device. Regarding

一般に、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。）のパターン面を検査する検査装置を、マスク検査装置またはパターン検査装置と呼ぶ。マスク検査装置は、パターン面における微小な検査領域を、対物レンズ及び投影レンズを用いて、ＣＣＤカメラまたはＴＤＩカメラ等のイメージセンサ面に拡大投影する。これにより、マスク検査装置は、マスクのパターン面を検査する。 Generally, an inspection apparatus for inspecting a pattern surface of a photomask (or a reticle, which is simply called a mask here) is called a mask inspection apparatus or a pattern inspection apparatus. The mask inspection device magnifies and projects a minute inspection area on the pattern surface onto an image sensor surface such as a CCD camera or a TDI camera using an objective lens and a projection lens. Thereby, the mask inspection device inspects the pattern surface of the mask.

このようなマスク検査装置は、検査領域を照明用の光源（一般に、マスク検査光源と呼ぶ。）で照明する。マスク検査光源には、例えば、集光性能に優れたレーザ光を生成するレーザ光源が用いられている。レーザ光としては、解像性能を高めるために、波長の短い紫外域の光が広く用いられている。波長としては、例えば、２４８［ｎｍ］、２１３［ｎｍ］、１９９［ｎｍ］、１９３［ｎｍ］などの紫外レーザ光が利用されている。 Such a mask inspection apparatus illuminates an inspection area with a light source for illumination (generally called a mask inspection light source). As the mask inspection light source, for example, a laser light source that generates a laser beam having excellent light focusing performance is used. As the laser light, ultraviolet light having a short wavelength is widely used in order to improve the resolution performance. As the wavelength, for example, ultraviolet laser light of 248 [nm], 213 [nm], 199 [nm], 193 [nm] or the like is used.

紫外域のレーザ光を直接発振するエキシマレーザ等は、パルス繰り返し数、すなわち、１秒間に繰り返されるパルスの数（周波数ともいう。）が、２〜４［ｋＨｚ］程度が限界である。したがって、パルス繰り返し数が少ないエキシマレーザ等は、マスク検査光源には適さない。そこで、マスク検査光源としては、近赤外域の固体レーザから波長変換によって、紫外光を生成させる波長変換型の紫外レーザが広く利用されている。例えば、出来るだけパルス繰り返し数を高めるために、モードロックを利用して、７６〜２００［ＭＨｚ］程度の高いパルス繰り返し数で動作させている。ただし、波長変換の効率を高めるために、レーザ光としては、パルス動作のものが一般に利用されている。なお、マスク検査光源として用いられる紫外レーザに関しては、例えば、下記、非特許文献１に示されている。 An excimer laser or the like that directly oscillates a laser beam in the ultraviolet region has a pulse repetition number, that is, the number of pulses (also referred to as frequency) repeated in one second, which is limited to about 2 to 4 [kHz]. Therefore, an excimer laser or the like having a small number of pulse repetitions is not suitable as a mask inspection light source. Therefore, as a mask inspection light source, a wavelength conversion type ultraviolet laser that generates ultraviolet light by wavelength conversion from a solid-state laser in the near infrared region is widely used. For example, in order to increase the pulse repetition rate as much as possible, mode lock is used to operate at a high pulse repetition rate of about 76 to 200 [MHz]. However, in order to increase the efficiency of wavelength conversion, pulsed laser light is generally used. An ultraviolet laser used as a mask inspection light source is disclosed in, for example, Non-Patent Document 1 below.

しかしながら、レーザ光は本質的に可干渉性が高い。よって、マスク検査光源として、ランプ等ではなく、レーザ光を用いる場合には、発振の形態（つまり、連続発振かパルス発振か）及びパルス繰り返し数には関係無く、スペックルノイズが発生する。 However, laser light is inherently highly coherent. Therefore, when laser light is used as the mask inspection light source instead of a lamp or the like, speckle noise occurs regardless of the mode of oscillation (that is, continuous oscillation or pulse oscillation) and the number of pulse repetitions.

スペックルノイズを低減する従来の手法としては、回転拡散板のように、時間的にレーザ光の波面を変化させる部材を用いることが挙げられる。これにより、マスクのパターン面での照明領域において、異なる状態の波面が多数重なり、スペックルが平均化される。よって、スペックルノイズを低減することができる。 A conventional method for reducing speckle noise is to use a member that temporally changes the wavefront of laser light, such as a rotating diffusion plate. As a result, in the illumination area on the pattern surface of the mask, a large number of wavefronts in different states are overlapped, and the speckles are averaged. Therefore, speckle noise can be reduced.

ただし、パルス光源の場合でも、パルス繰り返し数が数１〜１０［ＭＨｚ］程度と、準連続発振（ＱＣＷ：Ｑｕａｓｉ−ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅ）の１００［ＭＨｚ］程度に比べて１桁程度以下に低い場合には、１つのパルスを時間的に分割して、パルス繰り返し数を増やすことが行われることがある。これによると、積算されるパルス数が増えることから、スペックルの平均化効果が増して、スペックルノイズの低減を効果的にすることができる。 However, even in the case of a pulsed light source, when the pulse repetition rate is about several 1 to 10 [MHz], which is lower than about 100 [MHz] of quasi-continuous oscillation (QCW: Quasi-Continuous Wave), about one digit or less. In some cases, one pulse is divided in time to increase the number of pulse repetitions. According to this, since the number of integrated pulses is increased, the speckle averaging effect is increased, and speckle noise can be effectively reduced.

図１０は、従来のパルス分割装置を例示した構成図である。図１０に示すように、従来のパルス分割装置９００は、部分反射膜９０１ａがコーティングされたビームスプリッタ９０１を備えている。パルス分割装置９００は、ビームスプリッタ９０１に入射したレーザ光Ｌ９１を、空間的に２方向に分割し、分割されたレーザ光のうち、一方のレーザ光を遅延させ、再度合成させる構成となっている。すなわち、ビームスプリッタ９０１に入射したレーザ光Ｌ９１の一部は、レーザ光Ｌ９２のようにそのまま透過する。 FIG. 10 is a block diagram illustrating a conventional pulse division device. As shown in FIG. 10, a conventional pulse splitting device 900 includes a beam splitter 901 coated with a partially reflective film 901a. The pulse splitting device 900 is configured to spatially split the laser light L91 incident on the beam splitter 901 into two directions, delay one of the split laser lights, and synthesize the laser lights again. . That is, a part of the laser light L91 that has entered the beam splitter 901 is transmitted as it is like the laser light L92.

一方、ビームスプリッタ９０１に入射したレーザ光Ｌ９１の残りは、レーザ光Ｌ９３のように反射する。ビームスプリッタ９０１で反射したレーザ光Ｌ９３は、全反射鏡９０２ａで反射する。全反射鏡９０２ａで反射したレーザ光Ｌ９４は、全反射鏡９０２ｂで反射する。さらに、全反射鏡９０２ｂで反射したレーザ光Ｌ９５は、全反射鏡９０２ｃで反射する。そして、全反射鏡９０２ｃで反射したレーザ光Ｌ９６は、再び、ビームスプリッタ９０１に入射する。 On the other hand, the rest of the laser light L91 that has entered the beam splitter 901 is reflected like laser light L93. The laser beam L93 reflected by the beam splitter 901 is reflected by the total reflection mirror 902a. The laser beam L94 reflected by the total reflection mirror 902a is reflected by the total reflection mirror 902b. Further, the laser light L95 reflected by the total reflection mirror 902b is reflected by the total reflection mirror 902c. Then, the laser light L96 reflected by the total reflection mirror 902c again enters the beam splitter 901.

ビームスプリッタ９０１に入射したレーザ光Ｌ９６は、部分反射膜９０１ａによって、一部は反射する。部分反射膜９０１ａで反射したレーザ光Ｌ９７は、ビームスプリッタ９０１を透過したレーザ光Ｌ９２と合成され、１本のビームになって伝搬する。ただし、レーザ光Ｌ９７は、３枚の全反射鏡９０２ａ、９０２ｂ及び９０２ｃを経由することで遅延する。したがって、レーザ光Ｌ９１がパルス光の場合、レーザ光Ｌ９２とレーザ光Ｌ９７は時間的にずれる。これにより、パルスが分割される。ただし、パルス幅が遅延時間より短い場合に限って、パルスは分割される。 The laser light L96 incident on the beam splitter 901 is partially reflected by the partial reflection film 901a. The laser beam L97 reflected by the partial reflection film 901a is combined with the laser beam L92 transmitted through the beam splitter 901 and propagates as a single beam. However, the laser beam L97 is delayed by passing through the three total reflection mirrors 902a, 902b, and 902c. Therefore, when the laser light L91 is pulsed light, the laser light L92 and the laser light L97 deviate in time. This splits the pulse. However, the pulse is divided only when the pulse width is shorter than the delay time.

佐久間純、「半導体検査装置用ＤＵＶ光源開発の進展」、レーザー研究、Ｖｏｌ．４１、Ｎｏ．９、ｐｐ．６９７−７０７、２０１３．Jun Sakuma, "Progress of DUV Light Source Development for Semiconductor Inspection Equipment," Laser Research, Vol. 41, No. 9, pp. 697-707, 2013.

米国特許出願公開第２０１７／０３２３７１６号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2017/0323716 米国特許出願公開第２０１８／０２３３８７２号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2018/0233872 米国特許第９１５１９４０号明細書US Pat. No. 9,151,940 特開２００５−１４８５５０号公報JP, 2005-148550, A

従来のパルス分割装置９００において、ビームスプリッタ９０１には、部分反射膜９０１ａ及び無反射膜がコーティングされている（一般に、無反射膜はＡＲコートと呼ばれる）。また、全反射鏡９０２ａ、９０２ｂ及び９０２ｃには、全反射膜がコーティングされている。ビームスプリッタ９０１並びに全反射鏡９０２ａ、９０２ｂ及び９０２ｃ等の光学部材に入射するレーザ光の波長が２００［ｎｍ］以下の場合には、光子エネルギーが高いことから、特にコーティング膜が直ぐに劣化することがある。よって、光学部材の寿命が短くなることが問題になっていた。なお、従来のパルス分割装置に関しては、例えば、特許文献２及び特許文献３に示されている。 In the conventional pulse splitter 900, the beam splitter 901 is coated with a partial reflection film 901a and a non-reflection film (generally, the non-reflection film is called an AR coat). The total reflection mirrors 902a, 902b, and 902c are coated with a total reflection film. When the wavelength of the laser light incident on the optical members such as the beam splitter 901 and the total reflection mirrors 902a, 902b, and 902c is 200 nm or less, the photon energy is high, so that the coating film may be deteriorated immediately. is there. Therefore, there has been a problem that the life of the optical member is shortened. It should be noted that conventional pulse division devices are shown in, for example, Patent Documents 2 and 3.

本発明の目的は、レーザ光による光学部材の劣化を抑制することができ、長期間の使用及び維持費の軽減を可能にするパルス分割装置、レーザ光源及び検査装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a pulse splitting device, a laser light source, and an inspection device that can suppress deterioration of an optical member due to laser light and can reduce long-term use and maintenance costs.

本発明に係るパルス分割装置は、底面及び複数の側面を有する角柱状のプリズムを備えたパルス分割装置であって、複数の前記側面のうち、第１側面に所定の入射角で入射したパルスレーザ光は、前記第１側面で表面反射した第１パルスレーザ光と、前記第１側面で屈折して前記プリズムの内部に進入した第２パルスレーザ光と、に分割され、前記第２パルスレーザ光は、前記第１側面以外の複数の前記側面で内部全反射し、前記第１側面で屈折して前記プリズムの外部に射出した第３パルスレーザ光と、前記第１側面で反射した第４パルスレーザ光と、に分割され、前記第１パルスレーザ光及び前記第３パルスレーザ光は、同じ方向に伝搬する。このような構成により、レーザ光による光学部材の劣化を抑制することができ、長期間の使用及び維持費の軽減を可能にする。 A pulse splitting device according to the present invention is a pulse splitting device including a prism having a prism shape having a bottom surface and a plurality of side surfaces, and a pulse laser that is incident on a first side surface of the plurality of side surfaces at a predetermined incident angle. The light is split into a first pulsed laser light that is surface-reflected on the first side surface and a second pulsed laser light that is refracted on the first side surface and enters the inside of the prism. Is the third pulsed laser light that is totally internally reflected by the plurality of side surfaces other than the first side surface, refracted by the first side surface and emitted to the outside of the prism, and the fourth pulse reflected by the first side surface. The laser light is divided into laser light and the first pulse laser light and the third pulse laser light propagate in the same direction. With such a configuration, deterioration of the optical member due to laser light can be suppressed, and long-term use and maintenance cost can be reduced.

また、本発明に係るレーザ光源は、上記記載のパルス分割装置と、前記パルス分割装置に入射させるパルスレーザ光を生成するパルスレーザ装置と、を備え、前記第１パルスレーザ光及び前記第３パルスレーザ光を含むレーザ光を生成する。このような構成により、スペックルを低減することができる。 A laser light source according to the present invention includes the pulse splitting device described above and a pulse laser device that generates pulsed laser light to be incident on the pulse splitting device, and includes the first pulsed laser light and the third pulsed light. Laser light including laser light is generated. With such a configuration, speckle can be reduced.

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、検査対象を精度よく検査することができる。 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 collects 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 inspection target can be inspected accurately.

本発明によれば、レーザ光による光学部材の劣化を抑制することができ、長期間の使用及び維持費の軽減を可能にするパルス分割装置、レーザ光源及び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 a pulse splitting device, a laser light source, and an inspection device that can suppress deterioration of an optical member due to laser light and reduce long-term use and maintenance costs.

（ａ）は、実施形態に係る検査装置を例示した構成図であり、（ｂ）は、実施形態に係る検査装置を例示した平面図である。(A) is a block diagram which illustrated the inspection device concerning an embodiment, and (b) is a top view which illustrated the inspection device concerning an embodiment. 実施形態に係る検査装置の本体部を例示した構成図である。It is a block diagram which illustrated the main part of the inspection device concerning an embodiment. （ａ）は、実施形態に係る検査装置のパルス分割装置を例示した平面図であり、（ｂ）は、実施形態に係る検査装置のパルス分割装置を例示した斜視図である。FIG. 1A is a plan view illustrating a pulse division device of an inspection apparatus according to an embodiment, and FIG. 6B is a perspective view illustrating a pulse division device of an inspection apparatus according to an embodiment. （ａ）及び（ｂ）は、実施形態に係るパルス分割装置の台形プリズムによるパルス分割の原理を例示した説明図である。(A) And (b) is explanatory drawing which illustrated the principle of pulse division by the trapezoidal prism of the pulse division apparatus which concerns on embodiment. （ａ）は、実施形態の変形例１に係るパルス分割装置を例示した平面図であり、（ｂ）は、実施形態の変形例２に係るパルス分割装置を例示した平面図である。FIG. 9A is a plan view illustrating a pulse division device according to Modification 1 of the embodiment, and FIG. 9B is a plan view illustrating a pulse division device according to Modification 2 of the embodiment. 比較例に係るパルスレーザ装置が生成するレーザ光の波形を例示したグラフであり、横軸は、時間を示し、縦軸は、ピークパワーの計算結果を示す。6 is a graph exemplifying a waveform of laser light generated by a pulse laser device according to a comparative example, in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents peak power calculation results. 実施形態の変形例１及び２に係るパルス分割装置を備えたレーザ光源が生成するレーザ光の波形を例示したグラフであり、横軸は、時間を示し、縦軸は、ピークパワーの計算結果を示す。It is a graph which illustrated the waveform of the laser beam which the laser light source provided with the pulse splitting device concerning modification 1 and 2 of an embodiment shows, a horizontal axis shows time and a vertical axis shows a calculation result of peak power. Show. 実施形態に係るパルス分割装置を備えたレーザ光源が生成するレーザ光の波形を例示したグラフであり、横軸は、時間を示し、縦軸は、ピークパワーの計算結果を示す。3 is a graph exemplifying a waveform of laser light generated by a laser light source including the pulse division device according to the embodiment, in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents peak power calculation results. （ａ）は、実施形態の変形例３に係るプリズムを例示した上面図であり、（ｂ）は、比較例に係るプリズムを例示した上面図であり、（ｃ）は、実施形態の変形例４に係るプリズムを例示した上面図である。(A) is a top view which illustrated the prism which concerns on the modification 3 of embodiment, (b) is a top view which illustrated the prism which concerns on a comparative example, (c) is a modification of the embodiment. FIG. 4 is a top view illustrating a prism according to No. 4 as an example. 従来のパルス分割装置を例示した構成図である。It is a block diagram which illustrated the conventional pulse division device.

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 denote substantially the same contents.

（実施形態）
実施形態に係る検査装置を説明する。本実施形態の検査装置は、例えば、半導体製造工程で用いられるフォトマスクの検査装置である。図１（ａ）は、実施形態に係る検査装置を例示した構成図であり、（ｂ）は、平面図である。 (Embodiment)
The inspection device according to the embodiment will be described. The inspection apparatus of this embodiment is, for example, an inspection apparatus for a photomask used in a semiconductor manufacturing process. FIG. 1A is a configuration diagram illustrating an inspection apparatus according to an embodiment, and FIG. 1B is a plan view.

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、検査装置１００は、パルスレーザ装置１０１、パルス分割装置１０２及び本体部１０３を備えている。パルスレーザ装置１０１及びパルス分割装置１０２を合わせて、レーザ光源１０４という。レーザ光源１０４は、検査装置１００において、検査対象の検査に用いられる照明光を生成する。本体部１０３は、レーザ光源１０４で生成された照明光を用いて検査対象を検査する。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the inspection device 100 includes a pulse laser device 101, a pulse division device 102, and a main body 103. The pulse laser device 101 and the pulse dividing device 102 are collectively referred to as a laser light source 104. The laser light source 104 generates illumination light used in the inspection of the inspection target in the inspection device 100. The main body 103 inspects the inspection target using the illumination light generated by the laser light source 104.

パルスレーザ装置１０１は、パルス分割装置１０２に入射させるパルスレーザ光Ｌ１を生成する。パルスレーザ装置１０１は、パルス繰り返し数、すなわち、１秒間に発生するパルス数が、例えば、７６［ＭＨｚ］のパルスレーザ光Ｌ１を生成する。以下では、パルスレーザ光Ｌ１を単にレーザ光Ｌ１という。パルスレーザ装置１０１は、例えば、２５０［ｎｍ］以下の波長を含むレーザ光Ｌ１を生成する。好ましくは、パルスレーザ装置１０１は、２１３［ｎｍ］を中心波長とする紫外域のレーザ光Ｌ１を生成する。 The pulse laser device 101 generates pulse laser light L1 to be incident on the pulse division device 102. The pulsed laser device 101 generates pulsed laser light L1 having a pulse repetition number, that is, the number of pulses generated in one second is, for example, 76 [MHz]. Hereinafter, the pulsed laser light L1 is simply referred to as the laser light L1. The pulse laser device 101 generates laser light L1 including a wavelength of 250 [nm] or less, for example. Preferably, the pulsed laser device 101 generates laser light L1 in the ultraviolet region having a center wavelength of 213 [nm].

パルス分割装置１０２は、パルスレーザ装置１０１によって生成されたレーザ光Ｌ１を分割する。パルス分割装置１０２によって分割された複数のレーザ光を含むレーザ光Ｌ２は、本体部１０３に入射する。例えば、図１（ｂ）に示すように、パルスレーザ装置１０１が射出したレーザ光Ｌ１の方向と、パルス分割装置１０２が射出したレーザ光Ｌ２の方向とは直交している。よって、パルスレーザ装置１０１、パルス分割装置１０２及び本体部１０３を配置するレイアウトをコンパクトにすることができる。なお、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２の方向は、直交に限らず、平行、または、それら以外の方向でもよい。まず、本体部１０３を説明する。その後、パルス分割装置１０２を説明する。 The pulse splitting device 102 splits the laser light L1 generated by the pulse laser device 101. Laser light L2 including a plurality of laser lights split by the pulse splitting device 102 enters the main body 103. For example, as shown in FIG. 1B, the direction of the laser light L1 emitted by the pulse laser device 101 and the direction of the laser light L2 emitted by the pulse division device 102 are orthogonal to each other. Therefore, the layout in which the pulse laser device 101, the pulse division device 102, and the main body 103 are arranged can be made compact. The directions of the laser light L1 and the laser light L2 are not limited to the orthogonal directions, and may be parallel directions or directions other than those directions. First, the main body 103 will be described. Then, the pulse splitting device 102 will be described.

＜検査装置の本体部＞
図２は、実施形態に係る検査装置１００の本体部１０３を例示した構成図である。本体部１０３は、レーザ光で検査対象を照明する照明光学系と、レーザ光で照明した検査対象からの光を集光する集光光学系と、検出器１２０と、を備えている。図２に示すように、照明光学系は、ビームスプリッタ１１１、折り返しミラー１１２ａ、折り返しミラー１１２ｂ、λ／４波長板１１３ａ、λ／４波長板１１３ｂ、コンデンサレンズ１１４、偏光ビームスプリッタ１１７、対物レンズ１１８を含んでいる。集光光学系は、対物レンズ１１８、λ／４波長板１１３ｂ、偏光ビームスプリッタ１１７、投影レンズ１１９を含んでいる。 <Main body of inspection device>
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating the main body 103 of the inspection apparatus 100 according to the embodiment. The main body 103 includes an illumination optical system that illuminates an inspection target with laser light, a condensing optical system that condenses light from the inspection target illuminated with the laser light, and a detector 120. As shown in FIG. 2, the illumination optical system includes a beam splitter 111, a folding mirror 112a, a folding mirror 112b, a λ / 4 wavelength plate 113a, a λ / 4 wavelength plate 113b, a condenser lens 114, a polarization beam splitter 117, and an objective lens 118. Is included. The condensing optical system includes an objective lens 118, a λ / 4 wavelength plate 113b, a polarization beam splitter 117, and a projection lens 119.

マスク検査装置１００の本体部１０３に入射するレーザ光Ｌ２は、ビームスプリッタ１１１に入射する。ビームスプリッタ１１１に入射したレーザ光Ｌ２は、一部は反射し、一部は透過する。例えば、レーザ光Ｌ２の一部は反射し、残りが透過する。よって、レーザ光Ｌ２は、ビームスプリッタ１１１によって、２方向に分割される。ビームスプリッタ１１１で反射したレーザ光Ｌ３を透過照明といい、ビームスプリッタ１１１を透過したレーザ光Ｌ４を反射照明と呼ぶ。 The laser light L2 that enters the main body 103 of the mask inspection apparatus 100 enters the beam splitter 111. The laser light L2 that has entered the beam splitter 111 is partially reflected and partially transmitted. For example, a part of the laser beam L2 is reflected and the rest is transmitted. Therefore, the laser beam L2 is split into two directions by the beam splitter 111. The laser light L3 reflected by the beam splitter 111 is called transmission illumination, and the laser light L4 transmitted by the beam splitter 111 is called reflection illumination.

透過照明となるレーザ光Ｌ３は、折り返しミラー１１２ａ及び１１２ｂで反射する。折り返しミラー１１２ｂで反射したレーザ光Ｌ５は、マスク１１５の下方からマスク１１５に向かって進み、λ／４波長板１１３ａに入射する。そして、λ／４波長板１１３ａを通過したレーザ光Ｌ６は、コンデンサレンズ１１４に入射する。コンデンサレンズ１１４に入射したレーザ光Ｌ６は、マスク１１５のパターン面１１６で集光するように、マスク１１５を照明する。 The laser light L3 that is transmitted illumination is reflected by the return mirrors 112a and 112b. The laser beam L5 reflected by the folding mirror 112b travels from below the mask 115 toward the mask 115 and is incident on the λ / 4 wavelength plate 113a. Then, the laser light L6 that has passed through the λ / 4 wavelength plate 113a enters the condenser lens 114. The laser beam L6 that has entered the condenser lens 114 illuminates the mask 115 so that it is condensed on the pattern surface 116 of the mask 115.

一方、ビームスプリッタ１１１を透過して反射照明となるレーザ光Ｌ４は、偏光ビームスプリッタ１１７に入射する。レーザ光Ｌ４は、例えば、直線偏光とされている。この場合には、偏光ビームスプリッタ１１７に入射したレーザ光Ｌ４は、偏光ビームスプリッタ１１７内の分離面１１７ａで反射する。分離面１１７ａで反射したレーザ光Ｌ８は、下方に進み、λ／４波長板１１３ｂに入射する。λ／４波長板１１３ｂに入射し、λ／４波長板１１３ｂを通過したレーザ光Ｌ９は、対物レンズ１１８に入射する。対物レンズ１１８はレーザ光Ｌ９をマスク１１５のパターン面１１６で集光するように、マスク１１５を照明する。 On the other hand, the laser beam L4 that passes through the beam splitter 111 and serves as reflective illumination enters the polarization beam splitter 117. The laser light L4 is, for example, linearly polarized light. In this case, the laser beam L4 that has entered the polarization beam splitter 117 is reflected by the separation surface 117a in the polarization beam splitter 117. The laser beam L8 reflected by the separation surface 117a travels downward and enters the λ / 4 wavelength plate 113b. The laser light L9 that has entered the λ / 4 wavelength plate 113b and has passed through the λ / 4 wavelength plate 113b enters the objective lens 118. The objective lens 118 illuminates the mask 115 so that the laser beam L9 is focused on the pattern surface 116 of the mask 115.

透過照明及び反射照明によって照明されることにより、マスク１１５のパターン面１１６から発生し、上方向に広がって進む光は、対物レンズ１１８を通ることでレーザ光Ｌ９のように平行に進む。そして、パターン面１１６から発生した光は、λ／４波長板１１３ｂ及び偏光ビームスプリッタ１１７を通って、投影レンズ（リレーレンズとも呼ばれる）１１９を透過する。投影レンズ１１９を透過した光は、ＴＤＩカメラ等の検出器１２０に到達する。すなわち、マスク１１５のパターン面１１６から発生する光の像が、対物レンズ１１８及び投影レンズ１１９によって、検出器１２０のセンサ面に投影される。検出器１２０は、検査対象からの光を検出し、検査対象の画像を取得する。センサ面に投影された画像から、マスク１１５のパターン面１１６の欠陥を検査する。このようにして、検査装置１００の本体部１０３は、検査対象を検査する。 The light generated from the pattern surface 116 of the mask 115 by being illuminated by the transmissive illumination and the reflective illumination and spreading in the upward direction travels in parallel like the laser light L9 by passing through the objective lens 118. Then, the light generated from the pattern surface 116 passes through the λ / 4 wavelength plate 113b and the polarization beam splitter 117, and then passes through the projection lens (also called a relay lens) 119. The light transmitted through the projection lens 119 reaches the detector 120 such as a TDI camera. That is, the image of light generated from the pattern surface 116 of the mask 115 is projected on the sensor surface of the detector 120 by the objective lens 118 and the projection lens 119. The detector 120 detects light from the inspection target and acquires an image of the inspection target. The image projected on the sensor surface is inspected for defects on the pattern surface 116 of the mask 115. In this way, the main body 103 of the inspection device 100 inspects the inspection target.

次に、パルス分割装置１０２を説明する。図３（ａ）は、実施形態に係る検査装置１００のパルス分割装置１０２を例示した平面図であり、（ｂ）は、斜視図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、実施形態に係るパルス分割装置１０２の台形プリズム１０２ａによるパルス分割の原理を例示した説明図である。 Next, the pulse division device 102 will be described. FIG. 3A is a plan view illustrating the pulse division device 102 of the inspection device 100 according to the embodiment, and FIG. 3B is a perspective view. 4A and 4B are explanatory views illustrating the principle of pulse division by the trapezoidal prism 102a of the pulse division device 102 according to the embodiment.

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、パルス分割装置１０２は、例えば、複数のプリズムを備えている。プリズムは、底面及び複数の側面を有する角柱状である。パルス分割装置１０２は、例えば、３つの台形プリズム１０２ａ〜１０２ｃを含んでいる。台形プリズム１０２ａ〜１０２ｃは、上面及び下面を構成する底面が台形であり、側面は、長方形または正方形となっている。３個の台形プリズム１０２ａ〜１０２ｃの底面の大きさは異なっている。例えば、３個の台形プリズム１０２ａ〜１０２ｃの底面は、相似形をしており、台形プリズム１０２ａの底面より台形プリズム１０２ｂの底面の方が大きく、台形プリズム１０２ｂの底面より台形プリズム１０２ｃの底面の方が大きくなっている。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the pulse division device 102 includes, for example, a plurality of prisms. The prism is a prism having a bottom surface and a plurality of side surfaces. The pulse splitting device 102 includes, for example, three trapezoidal prisms 102a to 102c. Each of the trapezoidal prisms 102a to 102c has a trapezoidal bottom surface that constitutes an upper surface and a lower surface, and has side surfaces that are rectangular or square. The sizes of the bottom surfaces of the three trapezoidal prisms 102a to 102c are different. For example, the bottom surfaces of the three trapezoidal prisms 102a to 102c have similar shapes. The bottom surface of the trapezoidal prism 102b is larger than the bottom surface of the trapezoidal prism 102a, and the bottom surface of the trapezoidal prism 102c is larger than the bottom surface of the trapezoidal prism 102b. Is getting bigger.

台形プリズム１０２ａ〜１０２ｃは、例えば、材料として、フッ化カルシウムを含んでいる。なお、台形プリズム１０２ａ〜１０２ｃの材料は、フッ化カルシウムに限らず、入射するレーザ光Ｌ１の波長及び強度により、適宜選択することができる。例えば、石英でもよい。台形プリズム１０２ａ〜１０２ｃの側面、すなわち、周囲の面（図３（ａ）の紙面に垂直な面）には、全反射膜等のコーティング膜が施されていない。すなわち、ノーコート面になっている。よって、少なくとも、レーザ光Ｌ１が入射する側面は、フッ化カルシウムが露出した面である。 The trapezoidal prisms 102a to 102c include, for example, calcium fluoride as a material. The material of the trapezoidal prisms 102a to 102c is not limited to calcium fluoride, and can be appropriately selected depending on the wavelength and intensity of the incident laser light L1. For example, quartz may be used. No coating film such as a total reflection film is applied to the side surfaces of the trapezoidal prisms 102a to 102c, that is, the peripheral surface (the surface perpendicular to the paper surface of FIG. 3A). That is, the surface is uncoated. Therefore, at least the side surface on which the laser light L1 is incident is a surface on which calcium fluoride is exposed.

図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、パルスレーザ装置１０１から出射したレーザ光Ｌ１は、台形プリズム１０２ａの側面Ｆ１１に所定の入射角で入射する。側面Ｆ１１は、台形である底面の長い方の底辺に接続している。すなわち、底面の底辺は、側面Ｆ１１の辺となっている。側面Ｆ１１は、側面Ｆ１２及び側面Ｆ１４と隣り合っている。側面Ｆ１１と側面Ｆ１２とのなす角α及び側面Ｆ１１と側面Ｆ１４とのなす角αは等しい。すなわち、底面の台形は、等脚台形となっている。例えば、角度αは、８７［°］である。 As shown in FIGS. 3A and 4A, the laser light L1 emitted from the pulse laser device 101 is incident on the side surface F11 of the trapezoidal prism 102a at a predetermined incident angle. The side face F11 is connected to the longer base of the trapezoidal bottom face. That is, the bottom side of the bottom surface is the side of the side surface F11. The side surface F11 is adjacent to the side surface F12 and the side surface F14. The angle α formed by the side surfaces F11 and F12 and the angle α formed by the side surfaces F11 and F14 are equal. That is, the trapezoid on the bottom surface is an isosceles trapezoid. For example, the angle α is 87 [°].

例えば、台形プリズム１０２ａの側面Ｆ１１に入射するレーザ光Ｌ１は、入射面である側面Ｆ１１に対してＳ波になっている。その結果、台形プリズム１０２ａの側面Ｆ１１で、レーザ光Ｌ１全体の約３９％のパワーが反射する。台形プリズム１０２ａの側面Ｆ１１で反射したレーザ光Ｌ１１を表面反射光と呼ぶ。 For example, the laser light L1 incident on the side face F11 of the trapezoidal prism 102a is an S wave with respect to the side face F11 which is the incident face. As a result, the side surface F11 of the trapezoidal prism 102a reflects about 39% of the power of the entire laser light L1. The laser light L11 reflected by the side surface F11 of the trapezoidal prism 102a is called surface reflected light.

一方、図４（ｂ）に示すように、側面Ｆ１１に入射するレーザ光Ｌ１の残りの部分は、台形プリズム１０２ａの側面Ｆ１１で屈折して、台形プリズム１０２ａ内に進む。台形プリズム１０２ａの内部に進むレーザ光Ｌ１２は、レーザ光Ｌ１全体の約６１％になる。このように、台形プリズム１０２ａの側面Ｆ１１に所定の入射角で入射したレーザ光Ｌ１は、側面Ｆ１１で表面反射したレーザ光Ｌ１１と、側面Ｆ１１で屈折して台形プリズム１０２ａの内部に進入するレーザ光Ｌ１２と、に分割される。 On the other hand, as shown in FIG. 4B, the remaining portion of the laser light L1 incident on the side face F11 is refracted at the side face F11 of the trapezoidal prism 102a and proceeds into the trapezoidal prism 102a. The laser light L12 traveling inside the trapezoidal prism 102a is about 61% of the entire laser light L1. As described above, the laser light L1 incident on the side surface F11 of the trapezoidal prism 102a at a predetermined incident angle is the laser light L11 surface-reflected by the side surface F11 and the laser light L1 refracted by the side surface F11 and entering the inside of the trapezoidal prism 102a. It is divided into L12 and.

台形プリズム１０２ａの内部に進むレーザ光Ｌ１２は、側面Ｆ１１以外の３つの側面Ｆ１２、Ｆ１３及びＦ１４で内部全反射を繰り返す。そして、レーザ光Ｌ１２は、レーザ光Ｌ１の入射面である側面Ｆ１１に戻る。 The laser beam L12 that travels inside the trapezoidal prism 102a repeats total internal reflection on three side faces F12, F13, and F14 other than the side face F11. Then, the laser light L12 returns to the side surface F11 that is the incident surface of the laser light L1.

側面Ｆ１１に戻ったレーザ光Ｌ１２のうち、約６１％が、台形プリズム１０２ａから出射するレーザ光Ｌ２１となる。その結果、レーザ光Ｌ２１は、台形プリズム１０２ａに入射したレーザ光Ｌ１全体の約３７％のパワーになる。出射したレーザ光Ｌ２１は、側面Ｆ１１で表面反射した約３９％のレーザ光Ｌ１１と合成され、１本のビームのように同軸上に進むように、台形プリズム１０２ａは設計されている。よって、レーザ光Ｌ１１及びレーザ光Ｌ２１は、同じ方向に伝搬する。 About 61% of the laser light L12 returned to the side surface F11 is the laser light L21 emitted from the trapezoidal prism 102a. As a result, the laser light L21 has a power of about 37% of the entire laser light L1 incident on the trapezoidal prism 102a. The trapezoidal prism 102a is designed so that the emitted laser light L21 is combined with about 39% of the laser light L11 which is surface-reflected on the side surface F11 and travels coaxially as one beam. Therefore, the laser light L11 and the laser light L21 propagate in the same direction.

ただし、出射したレーザ光Ｌ２１は、台形プリズム１０２ａ内を通ったため、側面Ｆ１１で表面反射したレーザ光Ｌ１１に比べて、時間的に遅延している。遅延時間は、台形プリズム１０２ａ内部の光路長を光速で割った値である。したがって、入射するレーザ光Ｌ１がパルスの場合は、パルスが時間的に分割されたレーザ光になる。 However, since the emitted laser light L21 has passed through the trapezoidal prism 102a, it is delayed in time compared with the laser light L11 surface-reflected by the side surface F11. The delay time is a value obtained by dividing the optical path length inside the trapezoidal prism 102a by the speed of light. Therefore, when the incident laser light L1 is a pulse, the pulse becomes a laser light divided in time.

なお、レーザ光Ｌ１２が台形プリズム１０２ａ内の側面Ｆ１２、Ｆ１３及びＦ１４で反射して側面Ｆ１１に戻った際に、約６１％が側面Ｆ１１から台形プリズム１０２ａの外部に出射することは前述した。レーザ光Ｌ１２の残りの約３９％は、側面Ｆ１１で反射する。よって、レーザ光Ｌ１２は、側面Ｆ１１で屈折して台形プリズム１０２ａの外部に射出するレーザ光Ｌ２１と、側面Ｆ１１で反射するレーザ光Ｌ１３とに分離される。 As described above, when the laser light L12 is reflected by the side surfaces F12, F13 and F14 in the trapezoidal prism 102a and returns to the side surface F11, about 61% of the laser light L12 is emitted from the side surface F11 to the outside of the trapezoidal prism 102a. The remaining approximately 39% of the laser light L12 is reflected by the side surface F11. Therefore, the laser light L12 is separated into a laser light L21 refracted at the side surface F11 and emitted to the outside of the trapezoidal prism 102a and a laser light L13 reflected at the side surface F11.

レーザ光Ｌ１２が側面Ｆ１１で反射したレーザ光Ｌ１３は、再度、台形プリズム１０２ａ内を進む。そして、側面Ｆ１２、Ｆ１３及びＦ１４により、３回全反射してから再び側面Ｆ１１に戻る。このように、台形プリズム１０２ａ内のレーザ光は、レーザ光Ｌ１の入射面である側面Ｆ１１に戻る度に、レーザ光の一部が再び、台形プリズム１０２ａの内部を進む。よって、パルスが多数に分割されるようになる。 The laser light L13, which is the laser light L12 reflected by the side surface F11, travels again inside the trapezoidal prism 102a. Then, the side surfaces F12, F13, and F14 perform total reflection three times and then return to the side surface F11 again. In this way, the laser light inside the trapezoidal prism 102a again travels inside the trapezoidal prism 102a again each time it returns to the side surface F11 that is the incident surface of the laser light L1. Therefore, the pulse is divided into a large number.

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、台形プリズム１０２ｂ及び１０２ｃにおいても、台形プリズム１０２ａと同様の表面反射及び屈折等により、レーザ光Ｌ１１及びＬ２１が分割される。よって、レーザ光源１０４は、レーザ光Ｌ１１及びレーザ光Ｌ２１を含むレーザ光Ｌ２を生成する。そして、レーザ光源１０４から出射したレーザ光Ｌ２は、分割された多数のパルスを含むものになっている。 As shown in FIGS. 3A and 3B, also in the trapezoidal prisms 102b and 102c, the laser beams L11 and L21 are split by the same surface reflection and refraction as the trapezoidal prism 102a. Therefore, the laser light source 104 generates the laser light L2 including the laser light L11 and the laser light L21. The laser light L2 emitted from the laser light source 104 includes a large number of divided pulses.

図５（ａ）は、実施形態の変形例１に係るパルス分割装置１０２１を例示した平面図であり、（ｂ）は、実施形態の変形例２に係るパルス分割装置１０２２を例示した平面図である。本実施形態のパルス分割装置１０２では、台形プリズムを３個用いているが、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、台形プリズムを２個用いる場合でも、実施形態と同様に、パルス分割することができる。 FIG. 5A is a plan view illustrating a pulse division device 1021 according to Modification 1 of the embodiment, and FIG. 5B is a plan view illustrating a pulse division device 1022 according to Modification 2 of the embodiment. is there. In the pulse splitting device 102 of the present embodiment, three trapezoidal prisms are used. However, as shown in FIGS. 5A and 5B, even when two trapezoidal prisms are used, the pulse is similar to that of the embodiment. It can be divided.

図５（ａ）に示すように、パルス分割装置１０２１から出射するレーザ光Ｌ２は、パルス分割装置１０２１に入射するレーザ光Ｌ１と直交している。このように、レーザ光Ｌ１とレーザ光Ｌ２とが直交するように台形プリズム１０２ａ及び１０２ｂを配置すると、検査装置１００をコンパクトにまとめられ、利用しやすくすることができる。 As shown in FIG. 5A, the laser light L2 emitted from the pulse division device 1021 is orthogonal to the laser light L1 incident on the pulse division device 1021. In this way, by disposing the trapezoidal prisms 102a and 102b so that the laser light L1 and the laser light L2 are orthogonal to each other, the inspection device 100 can be compactly assembled and can be easily used.

また、図５（ｂ）に示すように、パルス分割装置１０２２において、台形プリズム１０２ａにおけるレーザ光Ｌ１の入射面と台形プリズム１０２ｂにおけるレーザ光Ｌ１１の入射面とが対向するように配置してもよい。これにより、入射するレーザ光Ｌ１と、出射するレーザ光Ｌ２とを平行にすることができる。よって、検査装置１００におけるパルス分割装置１０２のレイアウトを容易にすることができる。 Further, as shown in FIG. 5B, in the pulse splitting device 1022, the incident surface of the laser light L1 on the trapezoidal prism 102a and the incident surface of the laser light L11 on the trapezoidal prism 102b may be arranged to face each other. . Thereby, the incident laser light L1 and the emitted laser light L2 can be made parallel. Therefore, the layout of the pulse division device 102 in the inspection device 100 can be facilitated.

図６は、比較例に係るパルスレーザ装置１０１が生成するレーザ光Ｌ１の波形を例示したグラフである。図７は、実施形態の変形例１及び２に係るパルス分割装置１０２１、１０２２を備えたレーザ光源１０４が生成するレーザ光Ｌ２の波形を例示したグラフである。図８は、実施形態に係るパルス分割装置１０２を備えたレーザ光源１０４が生成するレーザ光Ｌ２の波形を例示したグラフである。各グラフの横軸は、時間を示し、縦軸は、ピークパワー（相対値）の計算結果を示す。図６は、実施形態の検査装置１００と比較すると、パルス分割装置１０２が設けられていない場合に相当する。図７は、２つの台形プリズムを含む２段プリズム式のパルス分割装置を備えた場合であり、図８は、３つの台形プリズムを含む３段プリズム式のパルス分割装置を備えた場合である。 FIG. 6 is a graph illustrating the waveform of the laser light L1 generated by the pulse laser device 101 according to the comparative example. FIG. 7 is a graph exemplifying the waveform of the laser light L2 generated by the laser light source 104 including the pulse division devices 1021 and 1022 according to the first and second modifications of the embodiment. FIG. 8 is a graph exemplifying the waveform of the laser light L2 generated by the laser light source 104 including the pulse division device 102 according to the embodiment. The horizontal axis of each graph represents time, and the vertical axis represents the calculation result of peak power (relative value). FIG. 6 corresponds to a case where the pulse division device 102 is not provided, as compared with the inspection device 100 of the embodiment. FIG. 7 shows a case where a two-stage prism type pulse splitter including two trapezoidal prisms is provided, and FIG. 8 shows a case where a three-stage prism type pulse splitter including three trapezoidal prisms is provided.

図６に示すように、パルス分割装置が設けられていない場合には、レーザ光Ｌ１のパルスは、パルスレーザ装置１０１が生成したパルス繰り返し数のままで出力される。このときのピークパワーを１とする。 As shown in FIG. 6, when the pulse division device is not provided, the pulse of the laser light L1 is output with the pulse repetition number generated by the pulse laser device 101 unchanged. The peak power at this time is 1.

図７に示すように、パルス分割装置が２段プリズム式の場合には、レーザ光Ｌ１は分割される。そして、ピークパワーが低減される。例えば、２段プリズム式の場合には、最大ピーク値が、パルス分割装置無しの場合の約３０％に低減される。 As shown in FIG. 7, when the pulse splitting device is a two-stage prism type, the laser light L1 is split. Then, the peak power is reduced. For example, in the case of the two-stage prism type, the maximum peak value is reduced to about 30% of the case without the pulse splitting device.

図８に示すように、パルス分割装置が３段プリズム式の場合には、レーザ光Ｌ１はさらに多くのパルスに分割され、ピークパワーもさらに低減される。例えば、３段プリズム式の場合には、最大ピーク値が、パルス分割装置無しの場合の約６％にも低減される。 As shown in FIG. 8, when the pulse splitting device is a three-stage prism type, the laser light L1 is split into more pulses, and the peak power is further reduced. For example, in the case of the three-stage prism type, the maximum peak value is reduced to about 6% as compared with the case without the pulse splitting device.

本実施形態及び変形例の複数の台形プリズムの底面は、相似形をしており、台形プリズム１０２ａの底面よりも台形プリズム１０２ｂの底面の方が大きく、台形プリズム１０２ｂの底面よりも台形プリズム１０２ｃの底面の方が大きくなっている。このように、複数の台形プリズムの底面の大きさを変えることにより、各プリズムの内部を進むレーザ光の光路長を異ならせることができる。よって、分割される各パルスを出来るだけ、ばらすようにすることができる。 The bottom surfaces of the plurality of trapezoidal prisms of the present embodiment and the modified examples have similar shapes, and the bottom surface of the trapezoidal prism 102b is larger than the bottom surface of the trapezoidal prism 102a, and the trapezoidal prism 102c has a larger bottom surface than the bottom surface of the trapezoidal prism 102b. The bottom is larger. In this way, by changing the sizes of the bottom surfaces of the plurality of trapezoidal prisms, it is possible to make the optical path length of the laser light traveling inside each prism different. Therefore, it is possible to separate each divided pulse as much as possible.

仮に、各プリズムの底面が同じ大きさであれば、各プリズムの内部を進むレーザ光の光路長は等しくなる。そうすると、各プリズムにおけるパルスの遅延時間が等しくなる。よって、分割されたパルスが同じタイミングで別のパルスと重なる可能性がある。その場合には、結果として分割数が減り、ピークパワーを低減することが困難になる。 If the bottom surfaces of the prisms have the same size, the optical path lengths of the laser light traveling inside the prisms become equal. Then, the delay time of the pulse in each prism becomes equal. Therefore, the divided pulse may overlap another pulse at the same timing. In that case, as a result, the number of divisions decreases, and it becomes difficult to reduce the peak power.

なお、複数のプリズムの上面及び下面を構成する底面は、台形状に限らず、以下の変形例３及び４で示すように、多角形でもよい。 The bottom surfaces forming the upper and lower surfaces of the plurality of prisms are not limited to trapezoidal shapes, and may be polygonal shapes as shown in Modifications 3 and 4 below.

図９（ａ）は、実施形態の変形例３に係るプリズム１０２ｄを例示した上面図である。図９（ａ）に示すように、パルス分割装置１０２のプリズム１０２ｄの底面は、多角形でもよい。例えば、プリズム１０２ｄの底面は、５角形である。この場合には、プリズム１０２ｄの内部を進むレーザ光Ｌ１２の側面における入射角を容易に制御することができるので、容易に内部全反射させることができる。よって、側面Ｆ２１に入射したレーザ光Ｌ１を分割することができる。 FIG. 9A is a top view illustrating a prism 102d according to Modification 3 of the embodiment. As shown in FIG. 9A, the bottom surface of the prism 102d of the pulse division device 102 may be polygonal. For example, the bottom surface of the prism 102d is a pentagon. In this case, since the incident angle on the side surface of the laser beam L12 that travels inside the prism 102d can be easily controlled, total internal reflection can be easily performed. Therefore, the laser light L1 incident on the side surface F21 can be split.

図９（ｂ）は、比較例に係るプリズム９０４を例示した上面図である。図９（ｂ）に示すように、プリズム９０４の底面は正方形となっている。この場合には、プリズム９０４は、レーザ光Ｌ１のパルスを分割することができない。プリズム９０４の内部で４回全反射を繰り返して、元の位置に戻るようにするためには、プリズム９０４の内部を点線で示した光軸に沿って、レーザ光Ｌ１２を進ませることが必要である。ところが、全ての側面での入射角が４５［°］になるため、この点線のように進ませるようなレーザ光をプリズム９０４の外部から入射させることができない。なお、波長２１３ｎｍにおけるフッ化カルシウムの屈折率は、１．４８５６であり、その場合の全反射角は、４２．３°になる。よって、これ以上の入射角であれば全反射する。 FIG. 9B is a top view illustrating the prism 904 according to the comparative example. As shown in FIG. 9B, the prism 904 has a square bottom surface. In this case, the prism 904 cannot split the pulse of the laser light L1. In order to repeat total reflection four times inside the prism 904 and return to the original position, it is necessary to advance the laser light L12 inside the prism 904 along the optical axis shown by the dotted line. is there. However, since the incident angle on all the side surfaces is 45 [°], it is impossible to make the laser light that advances as shown by the dotted line incident from the outside of the prism 904. The refractive index of calcium fluoride at a wavelength of 213 nm is 1.4856, and the total reflection angle in that case is 42.3 °. Therefore, if the incident angle is larger than this, total reflection occurs.

図９（ｃ）は、実施形態の変形例４に係るプリズム１０２ｅを例示した上面図である。前述したように、正方形を底面とするプリズム９０４の場合には、プリズム９０４の内部に入射させたレーザ光１２を、内部全反射の繰り返しによって、元の入射面に戻すことはできない。しかしながら、図９（ｃ）に示すように、プリズム１０２ｅの底面を正方形から少しでも台形に近い形状にした場合には、入射角として、９０［°］に近い大きな角度で入射させれば、内部全反射の繰り返しによって、元の入射面から出射させることができる。図９（ｃ）では、入射角は８９［°］である。 FIG. 9C is a top view illustrating the prism 102e according to the modified example 4 of the embodiment. As described above, in the case of the prism 904 having a square bottom surface, the laser light 12 incident inside the prism 904 cannot be returned to the original incident surface by repeating total internal reflection. However, as shown in FIG. 9C, in the case where the bottom surface of the prism 102e is formed into a shape close to a trapezoid rather than a square, if the incident angle is a large angle close to 90 [°], the inside of By repeating the total reflection, the light can be emitted from the original incident surface. In FIG. 9C, the incident angle is 89 [°].

しかしながら、このような台形プリズムの場合には、入射角が非常に大きいので、ビーム径の大きいレーザ光Ｌ１を入射することができない。そもそもレーザ光Ｌ１のビーム径は、１〜３ｍｍ程度である。このため、入射角が大きくなるのであれば、プリズム全体を大きくする必要が生じる。よって、プリズム内部の光路長が長くなり、内部の吸収損失が増大する。また、プリズムの製造コストの増大につながる。したがって、台形プリズムの形状としては、図４に示したように、底辺の両端の角度αが８７［°］程度が好ましく、その場合の入射角は約７５［°］になる。 However, in the case of such a trapezoidal prism, the incident angle is so large that the laser beam L1 having a large beam diameter cannot be incident. In the first place, the beam diameter of the laser light L1 is about 1 to 3 mm. Therefore, if the incident angle becomes large, it is necessary to make the entire prism large. Therefore, the optical path length inside the prism becomes long, and the absorption loss inside the prism increases. In addition, the manufacturing cost of the prism is increased. Therefore, as the shape of the trapezoidal prism, as shown in FIG. 4, the angle α at both ends of the base is preferably about 87 [°], and the incident angle in this case is about 75 [°].

次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態の検査装置１００は、パルス分割装置１０２を備えている。パルス分割装置１０２に設けられたプリズムは、屈折率の違いによって、レーザ光の反射・屈折率を制御する。反射膜及び無反射膜等がコーティングされていない。よって、中心波長が２００［ｎｍ］以下のレーザ光による光学部材の劣化を抑制することができ、長期間の使用及び維持費の軽減を可能にすることができる。 Next, the effect of this embodiment will be described. The inspection apparatus 100 of this embodiment includes a pulse division device 102. The prism provided in the pulse splitting device 102 controls the reflection / refractive index of the laser light depending on the difference in refractive index. Reflective film and non-reflective film are not coated. Therefore, it is possible to suppress deterioration of the optical member due to laser light having a center wavelength of 200 nm or less, and it is possible to reduce long-term use and maintenance cost.

また、パルス分割装置１０２に設けられたプリズムは、側面Ｆ１１における表面反射及び屈折により、レーザ光Ｌ１を分割することができる。また、プリズムの内部に進入したレーザ光Ｌ１２を側面Ｆ１１において反射及び屈折させ、さらに、レーザ光Ｌ１２を分割することができる。よって、ピークパワーを低減させ、光学部材の劣化を抑制することができる。また、レーザ光Ｌ１を、相互に遅延させた複数のパルスに分割することができるので、レーザ光のランダムな波面を多数重ね合わせることができ、スペックルを低減することができる。 Further, the prism provided in the pulse splitting device 102 can split the laser light L1 by the surface reflection and refraction on the side surface F11. Further, the laser light L12 entering the inside of the prism can be reflected and refracted at the side surface F11, and further the laser light L12 can be split. Therefore, the peak power can be reduced and the deterioration of the optical member can be suppressed. Further, since the laser light L1 can be divided into a plurality of pulses that are mutually delayed, it is possible to superimpose a large number of random wavefronts of the laser light and reduce speckles.

例えば、レーザ光Ｌ１をほとんどＳ波とすることで、光学部材の劣化及びスペックルをより低減させることができる。 For example, when the laser light L1 is almost S-wave, deterioration of the optical member and speckles can be further reduced.

プリズムの表面反射及び内部全反射を利用することにより、レーザ光Ｌ１に対する損失を極めて小さくすることができる。例えば、台形プリズム１０２ａに関して、１個当たりの損失を、約０．１％程度にすることができる。損失は、台形プリズム１０２ａ内部を進む際の吸収によるものが主要因である。また、プリズムの材質として、波長２１３ｎｍに対して非常に透過率の高いフッ化カルシウムを用いることにより、レーザ光Ｌ１の損失を低減することができる。 By utilizing the surface reflection and total internal reflection of the prism, the loss with respect to the laser light L1 can be made extremely small. For example, regarding the trapezoidal prism 102a, the loss per unit can be about 0.1%. The main cause of the loss is absorption due to traveling inside the trapezoidal prism 102a. Further, by using calcium fluoride having a very high transmittance for the wavelength of 213 nm as the material of the prism, it is possible to reduce the loss of the laser light L1.

プリズムの底面の形状は、台形であることが好ましい。その理由としては、プリズムの内部で全反射させるために、プリズムの内部を進むレーザ光Ｌ１２は、大きな入射角で各側面に入射する必要がある。台形プリズムの場合には、レーザ光Ｌ１２は、大きな入射角で各側面に入射させることができる。 The shape of the bottom surface of the prism is preferably trapezoidal. The reason is that in order to totally reflect the light inside the prism, the laser light L12 traveling inside the prism needs to enter each side surface at a large incident angle. In the case of a trapezoidal prism, the laser light L12 can be incident on each side surface at a large incident angle.

例えば、図９（ａ）に示すようなプリズムの底面が五角形であれば、さらに容易に、レーザ光Ｌ１２を、大きな入射角で各側面に入射させることができる。つまり、五角形プリズムの場合、内部の全反射を４つの側面に行わせる必要があるが、それらの内部の全反射における入射角を、約５０°以上の大きな角度にすることができる。五角形のプリズムは、四角形のプリズムに比べて製造は難しいが、パルスの分割の観点では効果が高い。 For example, if the bottom surface of the prism as shown in FIG. 9A is a pentagon, the laser beam L12 can be more easily incident on each side surface at a large incident angle. That is, in the case of a pentagonal prism, it is necessary to cause total internal reflection to be performed on the four side surfaces, but the incident angle in total internal reflection can be a large angle of about 50 ° or more. A pentagonal prism is more difficult to manufacture than a square prism, but is highly effective in terms of pulse division.

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、実施形態及び変形例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. Further, the configurations of the embodiment and the modified examples 1 to 4 may be appropriately combined.

１００検査装置
１０１パルスレーザ装置
１０２、１０２１、１０２２パルス分割装置
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ台形プリズム
１０３本体部
１０４レーザ光源
１１１ビームスプリッタ
１１２ａ、１１２ｂ折り返しミラー
１１３ａ、１１３ｂ λ／４波長板
１１４コンデンサレンズ
１１５マスク
１１６パターン面
１１７偏光ビームスプリッタ
１１７ａ分離面
１１８対物レンズ
１１９投影レンズ
１２０検出器
９００パルス分割装置
９０１ビームスプリッタ
９０１ａ部分反射膜
９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃ全反射鏡
Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ１４側面
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ２１レーザ光
Ｌ９１、Ｌ９２、Ｌ９３、Ｌ９４、Ｌ９５、Ｌ９６、Ｌ９７レーザ光 100 inspection device 101 pulse laser devices 102, 1021, 1022 pulse splitting devices 102a, 102b, 102c trapezoidal prism 103 body 104 laser light source 111 beam splitters 112a, 112b folding mirrors 113a, 113b λ / 4 wave plate 114 condenser lens 115 mask 116 Pattern surface 117 Polarization beam splitter 117a Separation surface 118 Objective lens 119 Projection lens 120 Detector 900 Pulse splitter 901 Beam splitter 901a Partial reflection films 902a, 902b, 902c Total reflection mirrors F11, F12, F13, F14 Side surfaces L1, L2, L3 , L4, L5, L11, L12, L13, L21 laser light L91, L92, L93, L94, L95, L96, L97 laser light

Claims

A pulse splitting device comprising a prism having a prism shape having a bottom surface and a plurality of side surfaces,
Among the plurality of side surfaces, the pulsed laser light that is incident on the first side surface at a predetermined incident angle is refracted by the first pulsed laser light that is surface-reflected on the first side surface and is refracted on the first side surface, and inside the prism. The second pulsed laser light that has entered
The second pulsed laser light is totally reflected by the plurality of side surfaces other than the first side surface, is refracted by the first side surface, and is emitted to the outside of the prism, and the first side surface. Is divided into the fourth pulsed laser light reflected at
The first pulsed laser light and the third pulsed laser light propagate in the same direction,
Pulse divider.

The bottom surface is trapezoidal, and the bottom side of the bottom surface is the side of the first side surface,
The pulse division device according to claim 1.

The first side surface is adjacent to the second side surface and the third side surface, and the angle formed by the first side surface and the second side surface and the angle formed by the first side surface and the third side surface are equal.
The pulse splitting device according to claim 1.

The pulsed laser light includes a wavelength of 250 [nm] or less,
The prism includes calcium fluoride,
At least the first side surface is a surface where the calcium fluoride is exposed,
The pulse splitting device according to claim 1.

A plurality of the prisms,
The size of the bottom surface of each prism is different,
The pulse splitting device according to claim 1.

A pulse splitting device according to any one of claims 1 to 5,
A pulse laser device for generating pulsed laser light to be incident on the pulse splitting device;
Equipped with
A laser light source that generates laser light including the first pulsed laser light and the third pulsed laser light.

A laser light source according to claim 6;
An illumination optical system that illuminates an inspection target with the laser light,
A condensing optical system that condenses light from the inspection target illuminated with the laser light,
A detector that detects light from the inspection target and acquires an image of the inspection target,
Inspection device equipped with.