(57)【要約】【課題】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。【解決手段】本発明に係るパターン検査装置１００は、照明光の一部の偏光状態を変化させ、第１直線偏光を含むビームＬａ、第１直線偏光と偏光方向が異なる第２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偏光制御部１０３と、ビームＬａ〜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とともに、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を集光する対物レンズ１０５と、対物レンズ１０５で集光された光Ｄａ〜Ｄｃを、それぞれ検出器１２０ａ〜１２０ｃに導く偏光分割部１０９と、を備え、検出器１２０ａ〜１２０ｃにより検出された光Ｄａ〜Ｄｃに基づいて検査対象を検査する。【選択図】図１
2020076574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
パターン検査装置。
【請求項２】
前記偏光制御部は、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）波長板を含み、
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。
【請求項３】
前記偏光制御部は、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）波長板を含み、
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。
【請求項４】
前記偏光制御部は、前記検査対象と共役な位置に配置されている、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のパターン検査装置。
【請求項５】
前記照明光の強度分布を均一にするホモジナイザーをさらに備え、
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。
【請求項６】
前記偏光分割部は、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、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のパターン検査装置。
【請求項７】
前記偏光分割部は、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、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のパターン検査装置。
【請求項８】
前記偏光分割部は、前記第１光を屈折させる第１透過部材と、前記第２光を屈折させる第２透過部材とを含む、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のパターン検査装置。
【請求項９】
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、
を備えたパターン検査方法。
【請求項１０】
前記照明光を生成するステップにおいて、
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。
【請求項１１】
前記照明光を生成するステップにおいて、
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。
【請求項１２】
前記偏光制御部を、前記検査対象と共役な位置に配置する、
請求項１０または１１に記載のパターン検査方法。
【請求項１３】
前記照明光を生成するステップにおいて、
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。
【請求項１４】
前記第１検出器、第２検出器及び第３検出器に導くステップにおいて、
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。
【請求項１５】
前記第１検出器、第２検出器及び第３検出器に導くステップにおいて、
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。
【請求項１６】
前記第１検出器、第２検出器及び第３検出器に導くステップにおいて、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第４７０１４６０号明細書
【特許文献２】特開２００９−２２３０９５号公報
【特許文献３】特開平０５−１０９６０１号公報
【特許文献４】特開２０１３−０２４７７２号公報
【特許文献５】特開２０１７−００９３７９号公報
【特許文献６】特開２０１７−０９０１４７号公報
【特許文献７】特開２０１４−０４８２１７号公報
【特許文献８】特開平４−２８９４０９号公報
【特許文献９】特開２００３−３４４３０６号公報
【特許文献１０】特開２００９−２１６６４８号公報
【特許文献１１】特開２０１０−０９２９８４号公報
【特許文献１２】特開２０１２−１２７８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【発明の効果】
【００２２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係るパターン検査装置を例示した構成図である。
【図２】実施形態１に係るパターン検査装置の偏光制御部を例示した構成図である。
【図３】実施形態１に係るパターン検査装置の偏光制御部を例示した斜視図である。
【図４】実施形態１に係るパターン検査装置の対物レンズにおける視野内の偏光状態を例示した図である。
【図５】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６】実施形態２に係るパターン検査装置のルーフミラー及び検出器を例示した構成図である。
【図７】実施形態３に係るパターン検査装置の透過部材及び検出器を例示した構成図である。
【図８】実施形態３に係るパターン検査装置の偏光制御部を例示した構成図である。
【図９】パターン検査装置を例示した構成図である。
【図１０】ＥＵＶマスクを例示した断面図である。
【図１１】（ａ）は、垂直方向に多数並んだライン＆スペースを有するマスクにおいて、ラインの片側に飛び出したプログラム欠陥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を例示した投影像である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
（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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
＜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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
（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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
（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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
（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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【符号の説明】
【００８５】
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
【図１】
2020076574.tif 000003
【図２】
2020076574.tif 000004
【図３】
2020076574.tif 000005
【図４】
2020076574.tif 000006
【図５】
2020076574.tif 000007
【図６】
2020076574.tif 000008
【図７】
2020076574.tif 000009
【図８】
2020076574.tif 000010
【図９】
2020076574.tif 000011
【図１０】
2020076574.tif 000012
【図１１】
2020076574.tif 000013