(57)【要約】【課題】  均一に光を照射することができる光源装置及びそれを用いた検査装置と検査方法並びにパターン基板の製造方法を提供する。【解決手段】  本発明にかかる光源装置は、フッ素又は塩素を含む放電ガス１１０が含まれた放電チャンバー１０４と、放電ガス１１０を放電することによって発生する紫外線を放電チャンバー１０４の外側に取り出すため、放電チャンバー１０４の対向する箇所に設けられた２つの窓部１０５ａ、１０５ｂと、一方の窓部１０５ａの外側に設けられ、放電チャンバー１０４で発生し窓部１０５ａを介して入射した紫外線を放電チャンバー１０４の方向に反射する反射鏡１０９とを備え、放電チャンバー１０４の２つの窓部のうち、反射鏡１０９が設けられていない方の窓部１０５ｂから自然放出増幅光を出射するものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともフッ素又は塩素を含む混合ガスが含まれた放電チャンバーと、
前記放電チャンバー内の混合ガスを放電することによって発生する紫外線を前記チャンバーの外側に取り出すため、前記放電チャンバーの対向する箇所に設けられた２つの窓部と、
前記２つの窓部のうちの一方の窓部の外側に設けられ、前記放電チャンバーで発生し前記窓部を介して入射した紫外線を前記放電チャンバーの方向に反射する反射部材とを備え、
前記放電チャンバーの２つの窓部のうち、前記反射部材が設けられていない方の窓部から自然放出増幅光を出射する光源装置。
【請求項２】
前記放電チャンバーの２つの窓部のうち、前記反射部材が設けられていない方の窓部から出射した自然放出増幅光のパルス幅を延長するパルスストレッチャーをさらに備える請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記放電チャンバーと前記反射部材の間に配置された偏光ビームスプリッタをさらに備える請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記放電チャンバーに含まれた混合ガスに、Ａｒガス、Ｋｒガス及びＸｅガスのうちの少なくとも一つが含まれている請求項１、２又は３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記放電チャンバーの２つの窓部のうち、前記反射部材が設けられていない方の窓部から出射した自然放出増幅光が入射する光ファイバをさらに備える請求項１乃至４のいずれかに記載の光源装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載の光源装置と、
前記光源装置から出射した自然放出増幅光をパターン基板に照射し、前記パターン基板を透過した透過光又は前記パターン基板で反射した反射光を検出する光検出器とを備えるパターン基板の検査装置。
【請求項７】
請求項１乃至５いずれかに記載の光源装置から出射した自然放出増幅光を検査対象のパターン基板に照射し、
前記パターン基板を透過した透過光又は前記パターン基板で反射した反射光を検出するパターン基板の検査方法。
【請求項８】
請求項７に記載の検査方法によってパターン基板上の欠陥を検出し、
前記検出された欠陥を修正するパターン基板の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至５いずれかに記載の光源装置と、
前記光源装置から出射された自然放出増幅光を、基板に照射する光学系とを備えるパターン描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光源装置及びそれを用いた検査装置及び検査方法並びにパターン基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に半導体製造工程に用いられるマスクの欠陥検査には、マスクパターンと設計データとの比較検査法（Ｄｉｅ  Ｔｏ  Ｄａｔａｂａｓｅ方式）と、２つのチップにおけるパターン比較検査法（Ｄｉｅ  ｔｏ  Ｄｉｅ方式）が広く知られている。どちらも、フォトマスクのパターン像を顕微鏡で検出して、検出した画像に基づいて欠陥を検出している。
【０００３】
上記の欠陥検査で用いられる顕微鏡では、マスクパターンが設けられたマスク表面上に光で照明する必要がある。欠陥検査装置では、照明光を出射する検査用光源として、ランプ光源を用いる場合と、レーザ光源を用いる場合とに大別される。さらに、レーザ光源を用いる検査装置では、連続するレーザ光が発生する連続レーザが一般的に用いられている。
【０００４】
また、半導体の進歩、すなわち、パターンの微細化とともに、要求される欠陥サイズが年々小さくなってきている。従って、欠陥検出感度を高めるためには、検査光源の短波長化が必要となっている。既に製品化されている検査装置では、波長３６４のアルゴンレーザを光源に用いてきたが、最近では、波長２５７ｎｍの連続レーザ光を用いたマスク検査装置が用いられるようになっている（非特許文献１）。この検査装置では、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２高調波を使用している。しかしながら、検出感度の観点からさらなる短波長化が望まれている。
【０００５】
特に、レンズ材である合成石英が利用できる波長１９０ｎｍ前後までは、光源を短波長化することによって、顕微鏡周辺の光学系をほとんど変更せずに、検出感度を上げることができる。従って、波長１９０ｎｍ近くの光源が望まれている。
【０００６】
ところが、波長２００ｎｍ前後の連続レーザ光を発生させる場合、一般に波長変換用の非線形光学結晶を用いた波長変換型レーザが使用される。しかしながら波長２００ｎｍ以下のレーザ光を発生させる場合、非線形光学結晶中でのレーザ光の吸収が大きくなり、非線形光学結晶中でのダメージを生じやすいという問題点があった。
【０００７】
また、波長２００ｎｍ以下の連続レーザが波長変換型であるのに対し、ＡｒＦエキシマレーザでは、波長変換せずに波長１９３ｎｍの大出力のレーザ光を直接得られることで知られている。
【非特許文献１】Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．５４４６，ｐｐ２６５−２７８，  ２００４．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＡｒＦエキシマレーザを検査用光源に用いた場合、以下に示す問題点があった。
【０００９】
マスク検査におけるパターン像の観察において、可干渉性の高いレーザ光で照明する場合、レーザ光に特有のスペックルノイズや干渉縞が生じてしまうという問題点がある。従って、従来の検査装置では、レーザ光を照明光とした場合、パターン面に照射した際に生じるスペックルノイズや干渉縞を大幅に低減する必要がある。例えば、ＡｒＦエキシマレーザはパルスレーザであることから、５０〜１００パルス前後のパルスレーザ光をマスクの同じ箇所に重ねて照射する。すなわち、照明光であるパルスレーザ光のパルスを積算させて均一化する手法が考えられる。
【００１０】
ＡｒＦエキシマレーザ自体としては、繰り返し数１０００〜４０００Ｈｚ程度のものが市販されている。このレーザ光源を検査に用いた場合、パターン像を撮像する速度としては、毎秒１０〜８０パターンになる。ここで、パターン像とは、マスク検査装置に用いられる２次元アレイ光検出器等において１回で読み取れるパターンを示す。
【００１１】
この結果、パターン像の検出部に、例えば、１００万画素程度の２次元アレイ光検出器を用いたとしても、毎秒１×１０７〜８×１０７画素の検出速度となる。この場合、画素サイズを例えば、５０ｎｍ角とすれば、マスクのパターン領域１３２ｍｍ×１０４ｍｍの中に、５０ｎｍ四方のメッシュが約５．５×１０１２個含まれることになる。従って、１枚のマスクの全面を検査するには、約２０〜１５０時間掛かってしまう。
【００１２】
このように、従来の検査用光源では、スペックルノイズなどがあり均一に光を照射することが困難であるという問題点があった。
【００１３】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、均一に光を照射することができる光源装置及びそれを用いた検査装置と検査方法並びにパターン基板の製造方法提供することを目的とする
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様にかかる光源装置は、少なくともフッ素又は塩素を含む混合ガスが含まれた放電チャンバーと、前記放電チャンバー内の混合ガスを放電することによって発生する紫外線を前記チャンバーの外側に取り出すため、前記放電チャンバーの対向する箇所に設けられた２つの窓部と、前記２つの窓部のうちの一方の窓部の外側に設けられ、前記放電チャンバーで発生し前記窓部を介して入射した紫外線を前記放電チャンバーの方向に反射する反射部材とを備え、前記放電チャンバーの２つの窓部のうち、前記反射部材が設けられていない方の窓部から自然放出増幅光を出射するものである。スペックルノイズがなく、均一に光を照射することができる。
【００１５】
本発明の第２の態様にかかる光源装置は、上記の光源装置であって、前記放電チャンバーの２つの窓部のうち、前記反射部材が設けられていない方の窓部から出射した自然放出増幅光のパルス幅を延長するパルスストレッチャーをさらに備えるものである。これにより、パルス幅が長くなるため、ピークパワーが低減され、ダメージが生じにくくなる。
【００１６】
本発明の第３の態様にかかる光源装置は、上記の光源装置であって、前記放電チャンバーと前記反射部材の間に配置された偏光ビームスプリッタをさらに備えるものである。これにより、直線偏光で照明することができる。
【００１７】
本発明の第４の態様にかかる光源装置は、上記の光源装置であって、前記放電チャンバーに含まれた混合ガスに、Ａｒガス、Ｋｒガス及びＸｅガスのうちの少なくとも一つが含まれているものである。
【００１８】
本発明の第５の態様にかかる光源装置は、上記の光源装置であって、前記放電チャンバーの２つの窓部のうち、前記反射部材が設けられていない方の窓部から出射した自然放出増幅光が入射する光ファイバをさらに備えるものである。これにより、さらに均一に照明することができる。
【００１９】
本発明の第６の態様にかかる検査装置は、上記の光源装置から出射した自然放出増幅光をパターン基板に照射し、前記パターン基板を透過した透過光又は前記パターン基板で反射した反射光を検出する光検出器とを備えるものである。スペックルノイズがなく、検出感度の高い検査を、短時間で行うことができる。
【００２０】
本発明の第７の態様にかかる検査方法は、上記の光源装置から出射した自然放出増幅光を検査対象のパターン基板に照射し、前記パターン基板を透過した透過光又は前記パターン基板で反射した反射光を検出するものである。スペックルノイズがなく、検出感度の高い検査を、短時間で行うことができる。
【００２１】
本発明の第８の態様にかかるパターン基板の製造方法は、上記の検査方法によってパターン基板上の欠陥を検出し、前記検出された欠陥を修正するものである。生産性を向上することができる。
【００２２】
本発明の第９の態様にかかるパターン描画装置は、上記の光源装置と、前記光源装置から出射された自然放出増幅光を、基板に照射する光学系とを備えるものである。これにより、精度よく描画することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、均一に光を照射することができる光源装置及びそれを用いた検査装置と検査方法並びにパターン基板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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は実質的に同様の内容を示している。
【００２５】
発明の実施の形態１．
本実施の形態にかかる光源装置を用いた検査装置の構成について図１を用いて説明する。図１は光源装置を用いた検査装置１００の構成を模式的に示す図である。１０１はＡＳＥ発生器、１０２はパルスストレッチャー、１０３はパターン検査機である。ここでＡＳＥ発生器１０１とパルスストレッチャー１０２とが照明光を出射する検査用光源装置となる。また、ＡＳＥ発生器１０１によって発生したＡＳＥ光をＡＳＥ光Ｌ１とし、パルスストレッチャー１０２によってパルス幅が延長されたＡＳＥ光をＡＳＥ光Ｌ２とする。本実施の形態では、検査対象を半導体装置の製造工程に用いられるフォトマスクとして説明する。
【００２６】
ＡＳＥ発生器１０１は、自然放出増幅光（ＡＳＥ：Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）を放出する。このＡＳＥ発生器１０１の構成については、後述する。ＡＳＥ発生器１０１からのＡＳＥ光Ｌ１は、例えば１０ｎｓｅｃのパルス幅を有している。ＡＳＥ発生器１０１は、面照明光源である。このＡＳＥ光Ｌ１はパルスストレッチャー１０２に入射する。パルスストレッチャー１０２はＡＳＥ光Ｌ１のパルス幅を延長する。このパルスストレッチャー１０２の構成については、後述する。
【００２７】
パルスストレッチャー１０２は、例えば、パルス幅を３０ｎｓｅｃに延長する。従って、ＡＳＥ光Ｌ２のピークパワーは、ＡＳＥ光Ｌ１の約１／３となっている。パルスストレッチャー１０２によってパルス幅が延長されたＡＳＥ光Ｌ２は、パターン検査機１０３に入射する。パターン検査機１０３は、ＡＳＥ光Ｌ２を照明光として、フォトマスクに形成されたパターンの検査を行う。パターン検査機１０３の構成については、後述する。
【００２８】
次にＡＳＥ発生器１０１の構成について図２を用いて説明する。図２は、ＡＳＥ発生器１０１の構成を示す図である。ＡＳＥ発生器１０１と、放電チャンバー１０４と、１対の窓部１０５ａ、１０５ｂと、１対の電極１０６ａ、１０６ｂと、導線１０７ａ、１０７ｂと、高電圧パルス発生器１０８と、全反射鏡１０９と、放電ガス１１０と、偏光ビームスプリッタ１３０とを備えている。
【００２９】
ＡＳＥ発生器１０１には、ＡＳＥ光を発生するための放電チャンバー１０４が用いられている。放電チャンバー１０４には、放電チャンバー１０４内で発生したＡＳＥ光を取り出すための窓部１０５ａ、１０５ｂが設けられている。窓部１０５ａ、１０５ｂは、例えば、フッ化カルシウム製のブリュースタウィンドウである。
【００３０】
窓部１０５ａ、１０５ｂは、放電チャンバー１０４の両側に取り付けられている。例えば、１対の窓部１０５ａ、１０５ｂは、放電チャンバー１０４の対向する側面に配設されている。従って、窓部１０５ａ、１０５ｂは対向して配置されている。窓部１０５ａ、１０５ｂはＡＳＥ光Ｌ１の光軸と垂直な平面から傾いて配置される。
【００３１】
放電チャンバー１０４内には、放電ガス１１０と、放電ガス１１０を放電させるための１対の電極１０６ａ、１０６ｂとが設けられている。例えば、フッ素含有混合ガスが放電ガス１１０として放電チャンバー１０４内に封入されている。１対の電極１０６ａ、１０６ｂは、ほぼ平板状であって、放電チャンバー１０４内において、対向配置されている。電極１０６ａには、高電圧パルス発生器１０８が導線１０７ａを介して接続されている。また。電極１０６ｂは、導線１０７ｂを介して接地されている。放電チャンバー１０４の外側に設けられた高電圧パルス発生器１０８はパルス状の高電圧を印加する。高電圧パルス発生器１０８から供給されたパルス状の高電圧は、導線１０７ａを介して放電チャンバー内の電極１０６ａに入力される。これにより、電極１０６ａ、１０６ｂの間に電界が生じる。従って、放電チャンバー１０４内に満たされた放電ガス１１０が放電する。すなわち、電極１０６ａと電極１０６ｂとの間の空間が、放電空間となる。ここでは、最大４０００Ｈｚの繰り返し数で、パルス放電を起こせるようになっている。これにより、照明光となる紫外線が発生する。
【００３２】
なお、一対の電極１０６ａ、１０６ｂは、例えば、厚み約３ｍｍ、長手方向の長さ約１ｍの無酸素銅により形成される。なお、図２における左右方向が電極１０６ａ、１０６ｂの長手方向となる。電極１０６ａ、１０６ｂの長手方向における長さが放電長を決めるものである。従って、電極１０６ａ、１０６ｂによる放電長は、約１ｍとなる。本発明のＡＳＥ発生器１０１は、一般のエキシマレーザとは異なり、発生する光が共振器内を往復しない。従って、電極１０６ａ、１０６ｂはできるだけ長い方が好ましい。
【００３３】
放電ガス１１０としては、例えば、フッ素含有混合ガスを用いることができる。好適な実施例として、放電ガス１１０には、ネオンガス、アルゴンガス及びフッ素ガスの３種混合ガスを用いることができる。アルゴンガスは圧力比で全体の約２０％、フッ素ガスは約０．３％含まれている。また、ネオンガスの代わりにヘリウムガスを用いてもよい。また、放電ガス１１０として露光用のＡｒＦエキシマレーザに使用されている混合ガスと同様のガスを用いることができる。この場合、電極１０６ａと電極１０６ｂの間でパルス放電を起こすと波長１９３ｎｍの紫外線が発生する。紫外線は、四方八方に発生するが、電極１０６ａと電極１０６ｂとの間の細長い空間の長手方向に沿って進む紫外線のみが増幅していき、ＡＳＥ光が発生する。従って、電極１０６ａ、１０６ｂの長手方向に沿ってＡＳＥ光が出射される。
【００３４】
ＡＳＥ光は図２において、電極１０６ａと電極１０６ｂの間の右方向と左方向に進むものとが大半となる。放電チャンバー１０４の左側には、全反射鏡１０９が配置されている。すなわち、全反射鏡１０９は、２つの窓部１０５ａ、１０５ｂのうちの一方の窓部１０５ｂの外側に設けられている。そして、放電チャンバー１０４で発生し窓部１０５ａを介して入射した紫外線を放電チャンバー１０４の方向に反射する。従って、放電チャンバー１０４の窓部１０５ａから一旦左側に出射したＡＳＥ光は、全反射鏡１０９で正反対に反射される。すなわち、窓部１０５ａから出射して左方向に進行したＡＳＥ光は、全反射鏡１０９で反射される。全反射鏡１０９で反射されたＡＳＥ光は、右方向に進み、窓部１０５ａを介して再び放電チャンバー１０４内に入射する。そして、放電チャンバー１０４内の電極１０６ａ、１０６ｂ間を伝播するため、さらに増幅される。その結果、強いＡＳＥ光Ｌ１が窓部１０５ｂから右方向に出射する。
【００３５】
このように、本実施の形態では、対向配置された窓部１０５ａ、１０５ｂの一方のみの外側に全反射鏡１０９を配置している。すなわち、通常のエキシマレーザに比べて、出力鏡を有していない構成となる。そして、全反射鏡１０９を配置していない窓部１０５ｂがＡＳＥ光を取り出す側となる。すなわち、全反射鏡１０９を配置した方の窓部１０５ａと対向配置された窓部１０５ｂがＡＳＥ光の取り出し窓となる。さらに、一対の窓部１０５ａ、１０５ｂの間に、放電チャンバー１０４内の電極１０６ａ、１０６ｂ間の放電空間が配置される。すなわち、１対の窓部１０５ａ、１０５ｂの間に、放電チャンバー１０４によって規定される放電空間が形成される。そして、全反射鏡１０９が配置された側の窓部１０５ａから放電チャンバー１０４の外側に出射したＡＳＥ光は、全反射鏡１０９によって反射される。そして、全反射鏡１０９で反射したＡＳＥ光は、窓部１０５ａを介して再度、放電チャンバー１０４内に入射する。すなわち、窓部１０５ａと全反射鏡１０９の間の空間を１往復する。その後、ＡＳＥ光は、電極１０６ａ、１０６ｂの間の放電空間で増幅されて、窓部１０５ｂから出射する。この窓部１０５ｂから出射したＡＳＥ光Ｌ１が照明光となって、右方向に出射する。ＡＳＥ光Ｌ１は、レーザ光に比べて可干渉性が低いため、スペックルノイズや干渉縞を生じにくい。従って、均一に光を照射することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態にかかるＡＳＥ発生器１０１では、放電チャンバー１０４の窓部１０５ａと全反射鏡１０９との間に偏光ビームスプリッタ１３０が挿入されている。偏光ビームスプリッタ１３０は、その反射面が窓部１０５ａから出射したＡＳＥ光に対して傾いて配置されている。偏光ビームスプリッタ１３０は、例えば、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。よって、Ｓ偏光は、全反射鏡１０９に入射されないよう偏光ビームスプリッタ１３０で反射され、Ｐ偏光のみが窓部１０５ａと全反射鏡１０９間を往復する。ＡＳＥ発生器１０１から出射するＡＳＥ光Ｌ１をほぼ直線偏光とすることができる。なお、偏光ビームスプリッタ１３０に関しては、コーティングが施されていないフッ化カルシウムの板を用いて、光軸に対してブリュースタ角に配置するだけでもよい。あるいは、直線偏光にしやすいような偏光依存性を有する反射コーティングを施してもよい。なお、例えば、透過照明等の直線偏光を使用しないパターン検査機１０３では、偏光ビームスプリッタ１３０を設けなくてもよい。
【００３７】
ＡＳＥ発生器１００から出射したＡＳＥ光Ｌ１は、図１で示したパルスストレッチャー１０２に入射する。このパルスストレッチャー１０２の構成について図３を用いて説明する。図３は、パルスストレッチャー１０２の構成を示す図である。パルスストレッチャー１０２は、ハーフミラー１１２と、ミラー１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄとを備えている。ミラー１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄとしては、例えば凹面鏡を用いることができる。ハーフミラー１１２及びミラー１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄはそれぞれ所定の角度で配置されている。また、図３では、ＡＳＥ光Ｌ１の光軸が１点鎖線で示されている。
【００３８】
ＡＳＥ光Ｌ１の光軸上にはハーフミラー１１２が配置されている。ＡＳＥ発生器１０１からのＡＳＥ光Ｌ１は、先ず、このハーフミラー１１２に入射する。ハーフミラー１１２は、ＡＳＥ光Ｌ１の光軸に対して傾いて配置されている。ハーフミラー１１２は、入射したＡＳＥ光Ｌ１の約４０％をそのまま透過させる。ハーフミラー１１２をそのまま透過したＡＳＥ光Ｌ１はパルスストレッチャー１０２から出射する。従って、ハーフミラー１１２を透過したＡＳＥ光Ｌ１が、ＡＳＥ光Ｌ２となる。さらにハーフミラー１１２は、入射したＡＳＥ光Ｌ１の約６０％をミラー１１３ａの方向に反射させる。そして、ミラー１１３ａで反射したＡＳＥ光Ｌ１は、ミラー１１３ｂの方向に反射される。さらに、ＡＳＥ光Ｌ１は、ミラー１１３ｂで反射され、ミラー１１３ｃの方向に向かう。そして、ＡＳＥ光Ｌ１は、ミラー１１３ｃで反射され、ミラー１１３ｄに向かう。ミラー１１３ｄで反射されたＡＳＥ光Ｌ１は、ハーフミラー１１２に向かう。ここで、ミラー１１３ｄで反射されたＡＳＥ光Ｌ１は、ＡＳＥ発生器１０１からのＡＳＥ光Ｌ１が直接入射した面と反対側の面からハーフミラー１１２に入射する。ミラー１１３ｄで反射され、再度ハーフミラー１１２に入射したＡＳＥ光Ｌ１は、その６０％が反射する。したがって、再度ハーフミラー１１２に入射したＡＳＥ光Ｌ１の６０％がパルスストレッチャー１０２を通過する。これにより、ＡＳＥ光Ｌ２となる。ハーフミラー１１２に再度入射したＡＳＥ光Ｌ１の４０％は、ハーフミラー１１２を透過して、ミラー１１３ａに再度入射する。そして、同様の経路で各ミラー１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄを経由して、パルスストレッチャー１０２を通過する。このように、何度も各ミラーを回る成分が生じることから、各ミラーを経由した回数によってＡＳＥ光Ｌ１の光路長が変わる。従って、各ミラーを経由した回数によって、パルスストレッチャー１０２を通過する時間が変化する。パルスストレッチャー１０２から出射するＡＳＥ光Ｌ２はこれらの合成光となるため、ＡＳＥ光Ｌ２のパルス幅はパルスストレッチャー１０２に入射する前のＡＳＥ光Ｌ１に比べて非常に長くなる。例えば、パルスストレッチャー１０２はパルス幅を３倍にすることができる。
【００３９】
パルスストレッチャー１０２でパルス幅が長くなったＡＳＥ光Ｌ２は、図１で示されたパターン検査機１０３に入射する。このパターン検査機１０３の構成について図４を用いて説明する。パターン検査機１０３には、ハーフミラー１１４ａ、１１４ｂと、エネルギー検出器１１５と、集光レンズ１１６ａ、１１６ｂと、対物レンズ１１８ａ、１１８ｂと、二次元光検出器１１９ａ、１１９ｂと、信号線１２０ａ、１２０ｂと、パターン比較装置１２１と、ステージ１４０とが設けられている。そして、マスク１１７に形成されたパターンの検査を行う。また、本実施の形態にかかるパターン検査機１０３では、マスク１１７を透過した透過光を検出して、Ｄｉｅ  ｔｏ  Ｄｉｅ方式で検査を行う。
【００４０】
ＡＳＥ光Ｌ２は、先ず、ハーフミラー１１４ａに入射する。ハーフミラー１１４ａは入射したＡＳＥ光Ｌ２の約５０％を透過し、約４８％を反射する。ハーフミラー１１４ａの反射面は、ＡＳＥ光Ｌ２の光軸に対して傾けられている。これにより、ハーフミラー１１４ａで反射されたＡＳＥ光が集光レンズ１１６ａに向かう。このハーフミラー１１４ａで反射したＡＳＥ光をＡＳＥ光Ｌ３とする。ハーフミラー１１４ａで反射されたＡＳＥ光Ｌ３は集光レンズ１１６ａに入射する。集光レンズ１１６ａは、ステージ１４０に載置されたマスク１１７のパターン面上にＡＳＥ光Ｌ３を集光する。すなわち、ＡＳＥ光Ｌ３がマスク１１７を照明するための照明光となる。ＡＳＥ光Ｌ３は、マスク１１７を面状に照明する。なお、マスク１１７を載置するステージ１４０は透明なＸＹステージである。このＸＹステージを移動することにより、走査が行われる。従って、マスク１１７の全面を検査することができる。もちろん、二次元光検出器１１９ａ、１１９ｂや対物レンズ１１８ａ、１１８ｂを含む光学系を移動して、走査を行ってもよい。
【００４１】
ＡＳＥ光Ｌ３のうち、マスク１１７と通過したＡＳＥ光をＡＳＥ光Ｌ４とする。マスク１１７から出射したＡＳＥ光Ｌ４は、対物レンズ１１８ａで屈折され、二次元光検出器１１９ａに入射する。すなわち、ＡＳＥ光Ｌ３がマスク１１７に集光した部分のパターン像が、二次元光検出器１１９ａに結像されている。よって、二次元光検出器１１９ａは、ＡＳＥ光Ｌ３によって照明された領域におけるマスク１１７のパターン像を撮像する。
【００４２】
なお、二次元光検出器１１９ａ、１１９ｂには、例えば、画素数が２０４８×５１２個（＝１０４８５７６個）のＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサーが用いられている。二次元光検出器１１９ａ、１１９ｂには、受光素子がアレイ状に配列されている。もちろん、ＣＣＤセンサーやＣＭＯＳセンサーなどを用いてもよい。ＴＤＩを用いた場合、走査速度と、ＣＣＤの転送速度とを同期させる。例えば、ステージ１４０を連続的に移動して走査を行う。そして、ＣＣＤの電荷転送方向に対応する方向にステージ１４０を移動する。このとき、ＣＣＤが１画素列転送する時間で、二次元光検出器の１画素列分に対応する距離だけ、ステージ１４０を移動させている。これにより、高感度で欠陥を検出することができる。
【００４３】
一方、ハーフミラー１１４ａに入射したＡＳＥ光Ｌ２のうち、ハーフミラー１１４ａを通過したＡＳＥ光をＡＳＥ光Ｌ５とする。ＡＳＥ光Ｌ５はハーフミラー１１４ｂに入射する。ハーフミラー１１４ｂは、入射したＡＳＥ光Ｌ５のうち、約９３％を反射する。ＡＳＥ光Ｌ５のうち、ハーフミラー１１４ｂで反射された光をＬ５'とする。従って、ＡＳＥ光Ｌ３とＡＳＥ光Ｌ５'はほぼ同じ光量となって、マスク１１７を照明する。また、ハーフミラー１１４ｂは反射したＡＳＥ光Ｌ５'が集光レンズ１１６ｂに向かうように、傾いて配置されている。
【００４４】
ハーフミラー１１４ｂで反射されたＡＳＥ光Ｌ５'は、集光レンズ１１６ｂに入射する。集光レンズ１１６ｂは、マスク１１７のパターン面上にＡＳＥ光Ｌ５を集光する。すなわち、ＡＳＥ光Ｌ５'がマスク１１７を照明するための照明光となる。ＡＳＥ光Ｌ５'は、マスク１１７を面状に照明する。ここで、集光レンズ１１６ａと集光レンズ１１６ｂとは、所定の間隔を隔てて配置されているため、ＡＳＥ光Ｌ３とＡＳＥ光Ｌ５'とは異なる位置に入射する。
【００４５】
ここで、ＡＳＥ光Ｌ５'のうち、マスク１１７を通過したＡＳＥ光をＡＳＥ光Ｌ６とする。マスク１１７から出射したＡＳＥ光Ｌ６は、対物レンズ１１８ｂで屈折され、二次元光検出器１１９ｂに入射する。すなわち、ＡＳＥ光Ｌ５'がマスク１１７に集光した部分のパターン像が、二次元光検出器１１９ｂに結像されている。よって、二次元光検出器１１９ｂは、ＡＳＥ光Ｌ５'によって照明された領域におけるマスク１１７のパターン像を撮像する。
【００４６】
二次元光検出器１１９ａ、１１９ｂからの出力信号は、それぞれ信号線１２０ａ、１２０ｂを介して、パターン比較装置１２１に入力される。パターン比較装置１２１は、例えば、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置である。これにより、Ｄｉｅ−Ｔｏ−Ｄｉｅ方式の比較検査が行われる。具体的には、パターン比較装置１２１は、二次元光検出器１１９ａ、１１９ｂからの出力信号を比較する。ここで、二次元光検出器１１９ａ、１１９ｂからの出力信号は、マスク１１７において同じ形状のパターンが形成されている領域に対応している。従って、二次元光検出器１１９ａ、１１９ｂからの出力信号の差によって、欠陥を検出することができる。
【００４７】
なお、ＡＳＥ光Ｌ５において、ハーフミラー１１４ｂを透過したわずかなＡＳＥ光Ｌ７は、エネルギー検出器１１５に入射する。エネルギー検出器１１５は、入射したＡＳＥ光Ｌ７のパルスエネルギーを測定する。エネルギー検出器１１５は測定したＡＳＥ光Ｌ７のパルスエネルギーから、ＡＳＥ光Ｌ２のパルスエネルギー値を逆算する。これにより、パルスストレッチャー１０２から入射したＡＳＥ光Ｌ２のパルスエネルギー値が検出される。エネルギー検出器１１５によって検出されたＡＳＥ光Ｌ２のパルスエネルギー値は、信号線１２０ｃを介して、パターン比較装置１２１に入力される。パターン比較装置１２１は、各パルスに検出されたパルスエネルギー値に基づいて、二次元光検出器１１９ａ、１１９ｂから得られたパターンの信号強度を補正する。これにより、ＡＳＥ光Ｌ２における各パルスのエネルギー値のばらつきを補正することができ、精度の高いパターン検査が可能になる。
【００４８】
本実施の形態にかかるマスク検査装置１００の最大の特徴は、レーザ光ではなく、ＡＳＥ光を照明光として利用している点である。そこで、レーザ光とＡＳＥ光の違いを図５及び図６を用いて説明する。図５は、ＡｒＦエキシマレーザの構成を説明するための図であり、図６はＡＳＥ発生器１０１の構成を説明するための図である。また、図５及び図６では説明の簡略化のため、適宜省略がなされている。なお、図６において、図２で示した、偏光ビームスプリッタ１３０については、説明の簡略化のため、図示を省略している。
【００４９】
ＡｒＦエキシマレーザ２００には、放電チャンバー２０１と、ブリュースタウィンドウ２０２ａ、２０２ｂと、全反射鏡２０３と、出力鏡２０４とが設けられている。ブリュースタウィンドウ２０２ａ、２０２ｂは、放電チャンバー２０１の端部に対向配置されている。全反射鏡２０３と出力鏡２０４は、放電チャンバー２０１の外側に対向配置されている。また、図示していないが、放電チャンバー２０１の中には、図２と同様の電極及び放電ガスが設けられている。出力鏡２０４は入射したレーザ光の一部を取り出す。
【００５０】
ＡｒＦエキシマレーザ２００の場合、放電チャンバー２０１中で発生するレーザ光は、ブリュースタウィンドウ２０２ａ、２０２ｂを通過して全反射鏡２０３と出力鏡２０４との間を何回も往復する。従って、全反射鏡２０３と出力鏡２０４との間に、定在波が発生する。この定在波は、図５において、縦方向の実線及び点線で表されている。例えば、図５中に表された実線が定在波の節となり、点線が定在波の腹となる。従って、数十％の透過率を有する出力鏡２０４から取り出されるレーザ光Ｌ９は、位相がそろった光ビームとなる。従って、レーザ光Ｌ９によって物体を照明すると干渉縞が生じたり、スペックルノイズが発生するという問題点が生じる。
【００５１】
これに対して、本実施の形態にかかるＡＳＥ発生器１００では、出力鏡が設けられていない。従って、放電チャンバー１０４内で発生した光が、全反射鏡２０３と出力鏡２０４との間を複数回往復しないで出射される。よって、放電チャンバー１０４内に定在波が発生しない。これにより、波の山と谷の位置がランダムに現れる。その結果、ＡＳＥ光Ｌ１によって物体を面状に照明しても、干渉縞やスペックルノイズがほとんど生じない。
【００５２】
以上のように、本実施の形態では、干渉性のないパルス光を照明光として用いることができる。従って、二次元光検出器１１９ａ、１１９ｂに対して１パルスが当たるだけで、マスク１１７のパターン像の情報を正確に検出することができる。すなわち、マスク１１７に１パルスのＡＳＥ光を照明光として照射する。そして、１パルス毎に二次元光検出器で電荷を転送して、検出信号を出力する。これにより、マスク１１７を透過した１パルスのＡＳＥ光によってパターン像を検出することができる。この結果、ＡＳＥ発生器１０１でのパルス繰り返し数の全パルスによって、異なるパターン像のデータを取得することができる。例えば、ＡＳＥ発生器１０１でのパルス繰り返し数が４０００Ｈｚの場合、１秒間に４０００のパターン像を撮像することができる。従って、二次元光検出器１１９ａの画素数を約１．０５×１０６とすると、毎秒約４．２×１０９個の画素データが取得できる。よって、１画素サイズを５０ｎｍとした場合でも、パターン領域が１３２ｍｍ×１０４ｍｍのマスク１枚を約２０分で検査することができる。また、ＡＳＥ発生器１０１では、エキシマレーザと比べてスペクトルの広い紫外線が出射される。
【００５３】
なお、図４に示されたパターン検査機１０３はＤｉｅ−ｔｏ−Ｄｉｅ方式に基づく検査が行われたが、本発明にこれに限定されるものではない。Ｄｉｅ−ｔｏ−Ｄａｔａｂａｓｅ方式に基づく検査機に対しても利用することができる。さらに、反射像、あるいは、透過像及び反射像を合成した合成像に基づいて異物を検出する方式に対しても利用することができる。また、露光装置用の光学シミュレータとしても利用することができる。このように、本発明はＡＳＥ発生器１０１からのＡＳＥ光によって面状に照明する検査装置に対して利用することができる。また、半導体装置の露光工程に用いられるマスクの他に、半導体ウエハ等のパターン基板の検査等に使用してもよい。すなわち、ＡＳＥ発生器１０１から出射したＡＳＥ光をパターン基板に照射し、パターン基板を透過した透過光又はパターン基板で反射した反射光を検出して検査を行なうパターン検査機に対して、適用することができる。さらに、欠陥の検出に限らず、パターンの線幅測定や、マスクの位相差測定に基づいて検査を行ってもよい。
【００５４】
なお、窓部１０５ａ、１０５ｂはブリュースタウィンドウに限らず、放電チャンバー１０４内で発生した光を透過するものであればよい。この場合、窓部１０５ａ、１０５ｂは、光が共振して位相がそろわないように、それぞれ傾けて配置する。すなわち、窓部１０５ａ、１０５ｂをＡＳＥ光Ｌ１の光軸に垂直な面から傾けて配置する。換言すると、窓部１０５ａ、１０５ｂは電極１０６ａ、１０６ｂの長手方向に対して垂直な面から傾いて配置される。
【００５５】
また、ＡＳＥ光は、レーザ光に比べてスペクトルの広がりが大きくなる。従って、光学系に対して色消しすることが好ましい。すなわち、色収差の小さい光学系を用いることが好ましい。例えば、対物レンズなどＮＡの大きなレンズには、反射光学系と屈折光学系を組み合わせたカタディオプトリック系のレンズ（ミラー）を用いることが好ましい。このように、パターン検査機１０３の光学系をカタディオプトリック系の光学系を用いることが好ましい。また、パルスストレッチャー１０２を用いず、ＡＳＥ発生器１０１からのＡＳＥ光Ｌ１を直接パターン検査機１０３に導入してもよい。
【００５６】
パルスストレッチャー１０２の構成は、上記のものに限られるものではない。例えば、表２００４−５０１３８４号公報に開示されたパルスストレッチャーを用いることも可能である。
【００５７】
なお、放電ガス１０としてフッ素を含む混合ガスを用いる理由としては、フッ素を含む混合ガスの多くは紫外域のガスレーザ用混合ガスに当てはまるからである。例えば、フッ素、アルゴン及びネオンの混合ガスを放電させると、ＡｒＦエキシマレーザのレーザガスと同じになるため、波長１９３ｎｍのＡＳＥ光を発生することができる。また、フッ素、ヘリウムの混合ガスを放電させるとＦ２レーザ用のレーザガスと同じになるため、波長１５７ｎｍのＡＳＥ光を発生できる。また、フッ素、クリプトン及びネオンの混合ガスを放電させると、ＫｒＦエキシマレーザ用のレーザガスと同じになるため、波長２４８ｎｍのＡＳＥ光を発生できる。
【００５８】
このように、ＡＳＥ発生器１０１に用いられている放電装置では、レーザ発振器の出力鏡を取り除いているため共振器を構成していない。従って、エキシマレーザとは異なり、レーザ光を発振せず、その代わりにＡＳＥ光が発生する。ＡＳＥ光はレーザ光とは異なり、光の位相が揃っていない。そのため、ＡＳＥ光を物体に照射した場合、物体上で干渉縞やスペックルノイズが発生しない。従って、ＡＳＥ光をマスクパターン像の観察に用いる場合、ＡＳＥ光のパルス光を重ねる必要がない。パルスレーザ光を用いた検査装置に比べて、例えば、５０〜１００倍も高速に検査することができる。よって、検査時間を短くすることができる。さらに、検査光源の波長をＡｒＦエキシマレーザと同じ波長１９３ｎｍ、あるいは、１５７ｎｍにできる。従って、波長２５７ｎｍよりも検出感度を向上することができる。
【００５９】
また、１枚の全反射鏡１０９のみを配置することで、放電チャンバー１０４においてＡＳＥ光を取り出す側と反対側に出射するＡＳＥ光を、反対側に反射することができる。従って、ＡＳＥ光が放電チャンバー中を２回通過することになる。これにより、パルスエネルギーが大幅に増幅される。すなわち、放電領域を２回通過するＡＳＥ光は、増幅長が２倍になる。光強度は、増幅長に対して指数関数的に増幅することから、放電領域を２回通過したＡＳＥ光のエネルギーは極めて大きくなる。よって、共振器を構成した際に得られるレーザ光に近いレベルまで増大させることができる。例えば、ＡＳＥ発生器１０１から出射するＡＳＥ光Ｌ１を、約０．４〜４Ｗとすることができる。
【００６０】
また、ＡＳＥ発生器１０１で発生したＡＳＥ光を光学的パルスストレッチャーに通してからマスク検査に用いることも可能である。パルスストレッチャー１０２を用いることによって、１方向に進むパルス光のパルスを長くすることができる。パルスストレッチャーを通すことで、ＡＳＥ光のパルス幅が長くなる。従って、ピークパワーが低減され二次元光検出器の受光素子にダメージが生じにくくなる。特に、ＡＳＥ発生器１０１では、共振器を構成して発生するレーザ光に比べて、パルス幅が短くなりやすいからである。
【００６１】
また、放電ガス１１０としては、上記のガスに限られるものではない。例えば、フッ素ガスではなく、塩素ガスを含む混合ガスを用いることが可能である。さらに、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスをフッ素ガス又は塩素ガスと混合した混合ガスを用いてもよい。すなわち、Ｆ又はＣｌに、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅのうち少なくとも一つを加えた混合ガスを用いればよい。このように、フッ素ガス、塩素ガス、アルゴンガス、クリプトンガス、キセノンガスなどの混合ガスを用いることができる。また、バッファガスとしては、例えば、ヘリウムガス又は、ネオンガスを用いることができる。これにより、例えば、ＡｒＦエキシマ（１９３ｎｍ）、Ｆ２（１５７ｎｍ）、ＫｒＦエキシマ（２４８ｎｍ）、ＸｅＦエキシマ（３５１ｎｍ）、ＸｅＣｌエキシマ（３０８ｎｍ）、Ｘｅ２エキシマ（１７２ｎｍ）、Ａｒ２エキシマ（１２６ｎｍ）又はＫｒ２エキシマ（１４６ｎｍ）等が発生するＡＳＥ光を利用することができる。もちろん、放電ガス１１０は上記の元素を有するガスに限定されるものではない。
【００６２】
なお、市販の露光用レーザ光源の出力鏡を取り除くことによって、上記の構成を有するＡＳＥ発生器１０１を容易に製造することができる。また、本実施の形態にかかるＡＳＥ発生器１０１は、パターン基板の検査用に限られるものではない。例えば、プロジェクター用の光源としても利用することができる。この場合、例えば、３原色の光源のうちの一つ以上に用いることができる。これにより、スペックルノイズのない画像を表示することができる。このようにＡＳＥ発生器１０１を光源装置と用いることによって、均一に光を照射することができる。
【００６３】
発明の実施の形態２．
実施の形態２にかかる検査装置の構成について図７を用いて説明する。図７は実施の形態２にかかる検査装置の全体構成を模式的に示す図である。ここでＡＳＥ発生器１０１とパルスストレッチャー１０２と光ファイバ１５０とが照明光を出射する光源装置となる。なお、本実施の形態において、ＡＳＥ発生器１０１、パルスストレッチャー１０２及びパターン検査機１０３の構成については、実施の形態１と同様の構成を有しているため説明を省略する。
【００６４】
本実施の形態では、実施の形態１と異なり、パルスストレッチャー１０２から出射されたＡＳＥ光Ｌ２を光ファイバ１５０に入射させている。すなわち、実施の形態１で示した構成に光ファイバ１５０が加えられている。そして、光ファイバ１５０を介してＡＳＥ光Ｌ１０がパターン検査機に出射される。例えば、ＡＳＥ発生器１０１にブロワを設けた場合、ＡＳＥ発生器１０１に振動源が含まれてしまう。すなわち、レーザ出力を高くした場合、ＡＳＥ発生器１０１にブロワが必要となる。あるいは、放電長を長くしようとした場合、ＡＳＥ発生器１０１が大型化してしまう。これらの場合、ＡＳＥ発生器１０１を光学定盤に固定することができないおそれがある。本実施の形態では、光ファイバ１５０を介してＡＳＥ光をパターン検査機に供給している。光ファイバ１５０は複数のファイバ素線が束ねられたバンドルファイバである。光ファイバ１５０は入射面と出射面とで位置に相関がなくなるようランダムに配置されている。すなわち、各光ファイバがランダムに配置され、入射端で隣接する光ファイバが出射端で離れた位置に配置される。これにより、隣接する光ファイバに入射した光が離れた位置となって出射端から出射する。従って、光ファイバから出射する面照明光を均一にすることができる。
【００６５】
なお、光ファイバ１５０の紫外線に対する耐光性が低い場合、光ファイバ１５０のファイバ素線に対して水素処理を行うことが好ましい。水素処理としては、例えば、水素含浸処理がある。具体的には、光ファイバを圧力０．５から１５Ｍｐａ、温度２０から１００℃の水素中に放置する。これにより、光ファイバ１５０での吸収を低減でき、光ファイバ１５０の寿命を長くすることができる。あるいは、特開２００２−２１４４５４号公報や、特開２００３−５４９９４号公報に開示されているように、フッ素の含有量が１００から１０００ｐｐｍであるシリカガラスからなるコアを有する光ファイバを用いることができる。これにより、紫外域のＡＳＥ光Ｌ１を用いた場合でも、光ファイバ１５０の劣化を低減することができる。
【００６６】
このように、光ファイバ１５０を介してＡＳＥ発生器１０１の照明光をパターン検査機１０３に導入することによって、照明光を均一にすることができる。さらにＡＳＥ発生器１０１を光学定盤に固定することができない場合でも、安定して照明することができる。
【００６７】
また、実施の形態１、２では図３で示したＡＳＥ発生器１０１を光源装置として用いて、例えば、マスクを検査することが可能である。検査結果に基づいてマスクを修正する。そして、このマスクを用いて露光して、フォトレジスト等の感光性樹脂をパターニングする。これにより、感光性樹脂のパターンが基板上に形成される。そして、この感光性樹脂パターンを介してエッチングすることによって、絶縁膜や導体膜などのパターンを基板上に形成することができる。半導体ウエハに所望のパターンを精度よく形成することができ、高歩留りで半導体装置を製造することができる。また、パターンが形成された半導体ウエハを検査して、検査結果に基づいて修正する。これにより、半導体装置などのパターン基板の生産性を向上することができる。また、本発明は半導体デバイスの製造に限らず、パターン基板の製造歩留りを向上させることができ、パターン基板の生産性を向上させることも可能である。従って、生産性を向上することができる。
【００６８】
発明の実施の形態３．
なお、図２で示したＡＳＥ発生器１０１では、窓部１０５ａから出射した出射光を反射する反射部材として、全反射鏡１０９を用いていたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、反射部材として反射型回折格子を用いることができる。本実施の形態では、反射部材として、回折格子を用いたＡＳＥ発生器５０１について図８を用いて説明する。図８は、ＡＳＥ発生器５０１の構成を示す図である。なお、実施の形態１、２で説明した構成を同様の構成については、説明を省略する。すなわち、放電チャンバ５０４、電極５０６ａ、５０６ｂ、放電ガス、導線及び高電圧パルス発生器等については、実施の形態１と同様のものを用いることができる。
【００６９】
本実施の形態にかかるＡＳＥ発生器５０１は、窓部５０５ａから出射した出射光を、再度、窓部１０５ａを介して放電チャンバーに入射させる反射部材として回折格子５１１が設けられている。さらに、回折格子５１１と窓部５０５ａとの間には、プリズム５１０ａ及びプリズム５１０ｂが配置されている。実施の形態１と同様に、放電チャンバー５０４内において発生したＡＳＥ光は窓部５０５ａに入射する。そして、窓部５０５ａから出射したＡＳＥ光が、プリズム５１０ａに入射する。プリズム５１０ａは入射したＡＳＥ光を屈折させる。プリズム５１０ａで屈折されたＡＳＥ光は、プリズム５１０ｂに入射する。プリズム５１０ｂは入射したＡＳＥ光を屈折させる。プリズム５１０ｂで屈折されたＡＳＥ光は、回折格子５１１に入射する。回折格子５１１は入射したＡＳＥ光を反射する。回折格子５１１によって反射されたＡＳＥ光は、再度プリズム５１０ａ、５１０ｂを通過して、窓部５０５ａに入射する。このように、本実施の形態では、反射部材である回折格子５１１と窓部５０５ａとの間に、２つのプリズム５１０ａ、５１０ｂを配置している。これにより、ＡＳＥ光のスポットが広がって、回折格子５１１に入射する。
【００７０】
回折格子５１１は、ＡＳＥ光を元の方向に反射するように配置されている。すなわち、回折格子５１１で反射されたＡＳＥ光がプリズム５１０ａ、５１０ｂを介して窓部５０５ａに入射するように、回折格子５１１が配置されている。これにより、窓部５０５ａから放電チャンバー５０４の外側に出射したＡＳＥ光が再度、放電チャンバー５０４に入射する。このとき、ＡＳＥ光は、２つのプリズム５１０ａ、５１０ｂを通過するため、スポットが小さくなる。そして、このＡＳＥ光は、実施の形態１と同様に、窓部５０５ｂから出射して、ＡＳＥ光Ｌ５１となる。このＡＳＥ光Ｌ５１が紫外域の照明光として利用される。従って、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
次に、回折格子５１１で反射するＡＳＥ光について図９を用いて説明する。回折格子５１１は反射型の回折格子であって、その反射面にはＡｌなどの金属膜が蒸着されている。また、回折格子５１１には、例えば、ブレーズド回折格子を用いることができる。この場合、回折格子５１１の表面には、鋸歯状の溝が一定の間隔で形成されている。この鋸歯の頂角が９０°になっている。ここで、回折格子５１１は、ＡＳＥ光の光軸に対して傾いて配置されている。すなわち、鋸歯状の溝を構成する面の一方が、光軸に対して垂直になっている。すなわち、回折格子５１１の反射面が階段状になるよう配置されている。この階段状の段差をシフト量とする。すなわち、シフト量は、鋸歯状の溝を構成する他方の面の高さである。ここで、シフト量がＡＳＥ光の波長と異なっている。すなわち、シフト量とＡＳＥ光の波長とがずれており、異なる段で反射されたＡＳＥ光の位相は一致しない。このため、異なる段で反射されたＡＳＥ光が合成される合成部５２０では、位相がランダムになっている。従って、可干渉性が低減され、合成部５２０において回折パターンが生じなくなる。このようなＡＳＥ光Ｌ５１を用いることによって、干渉縞の発生を防ぐことができ、スペックルノイズを低減することができる。
【００７２】
また、本実施の形態では、プリズム５１０ａ、５１０ｂを用いてＡＳＥ光のスポットを広げている。従って、回折格子５１１上において、ＡＳＥ光が照射される領域を広くすることができる。すなわち、ＡＳＥ光は、より多くの段に入射する。これにより、ＡＳＥ光の位相がより分散され、スペックルノイズの低減効果を高くすることができる。さらに、回折格子５１１によって反射されたＡＳＥ光は、プリズム５１０ａ、５１０ｂを通過することによってスポットが小さくなる。そのため、ＡＳＥ光のほとんどが窓部５０５ａを通過して、放電チャンバーに入射する。これにより、光の利用効率を向上することができる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、反射部材を回折格子５１１として説明したが、本発明はこれに限られるものではない。反射部材は、窓部５０５ａから出射したＡＳＥ光を再度放電チャンバーに入射させるように反射する部材であればよい。従って、上記の実施の形態で示した全反射鏡１０９や回折格子５１１以外の反射部材を用いることが可能である。
【００７４】
発明の実施の形態４．
実施の形態１〜３ではＡＳＥ発生器１０１を検査装置に利用した例について発明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ＡＳＥ発生器１０１を、露光装置、描画装置又はビデオプロジェクターの光源装置として利用することが可能である。ここで、ＡＳＥ発生器１０１を、マスク描画装置の光源装置として用いた場合の一例について図１０について説明する。図１０は本実施の形態に係るマスク描画装置６００の構成を模式的に示す斜視図である。マスク描画装置６００は紫外光を用いてマスク基板６０１にパターン描画する装置である。マスク描画装置６００の紫外光の光源として、図２に示したＡＳＥ発生器１０１あるいは、図８で示したＡＳＥ発生器１０１と同じ構造の光源が用いられている。ここでは、図１で示したＡＳＥ発生器１０１を光源装置として用いた例について説明する。なお、ＡＳＥ発生器１０１にパルスストレッチャーや光ファイバを設けてもよい。
【００７５】
ＡＳＥ発生器１０１から発生したＡＳＥ光Ｌ６１は、ミラー６０２で反射して、ミラーデバイス６０３に照射される。ミラーデバイス６０３とは、多数の微小ミラーが並べられたデバイスのことであり、例えば、米国ＴＩ社が製品化しているデジタルミラーデバイス（一般にＤＭＤと呼ばれる。）や、あるいはドイツのフラウンホーファー研究所で開発された空間光変調器（一般にＳＬＭと呼ばれる。）を用いたものである。このミラーデバイス６０３で反射されたＡＳＥ光をＡＳＥ光Ｌ６２とする。ミラーデバイス６０３から一定の方向に反射するＡＳＥ光Ｌ６２は、二次元情報を含んでおり、それが縮小投影光学系６０４を通過して、ＸＹステージ６０５に載せられたマスク基板６０１に当たる。すなわち、縮小投影光学系６０４は、ミラーデバイス６０３のパターンをマスク基板６０１上に縮小投影するもので、マスク基板６０１上に塗布されたレジストがパターン露光される。したがって露光後の現像によってマスク基板６０１上のレジストがマスクパターン形成される。もちろん、現像されたレジストを介してマスク基板上の遮光膜をエッチングして、マスクパターンを形成してもよい。また、ＸＹステージ６０５を駆動することによってマスク基板６０１の全体に対して光を照射することができる。
【００７６】
マスク描画装置６００の最大の特徴は、紫外光源においてＡＳＥ発生器を用いた点であり、従来のようにレーザ装置を用いた場合に比べて、ミラーデバイス６０３上に照射される紫外光が、スペックルノイズの無い極めて均一な強度分布となるため、高い精度で露光することができる。従って、精度よく描画することができる。
【００７７】
なお、本実施例のマスク描画装置６００は、マスク基板へのパターン描画を行うものであるが、ウエハ上へパターン露光するための直接描画装置にも適用できる。その場合は、ＸＹステージ６０５をウエハ用に交換すればよい。このように、本発明はパターン描画装置に対しても適用することができる。また、露光装置あるいは、ビデオプロジェクターの光源として上記のＡＳＥ発生器を用いてもよい。例えば、露光装置の場合、ＡＳＥ発生器からのＡＳＥ光をフォトマスクを介して基板に照射する。これにより、均一に露光することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる検査装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる光源装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる検査装置に用いられるパルスストレッチャーの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる検査装置に用いられるパターン検査機の構成を示す図である。
【図５】ＡｒＦエキシマレーザで発生するレーザ光を説明するための図である。
【図６】本発明にかかるＡＳＥ発生器で発生するＡＳＥ光を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態２にかかる光源装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３にかかる検源装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３にかかる検源装置において回折格子の効果を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態４にかかるマスク描画装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７９】
１００  検査装置、１０１  ＡＳＥ発生器、１０２  パルスストレッチャー、
１０３  パターン検査機、１０４  放電チャンバー、１０５ａ、１０５ｂ  窓部、
１０６ａ、１０６ｂ  電極、１０７ａ、１０７ｂ  導線、１０８  高電圧パルス発生器、
１０９  全反射鏡、１１２  ハーフミラー、
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ  ミラー、１１４ａ、１１４ｂ  ハーフミラー
１１５  エネルギー検出器、１１６ａ、１１６ｂ  集光レンズ、１１７  マスク、
１１８ａ、１１８ｂ  対物レンズ、１１９ａ、１１９ｂ  二次元光検出器、
１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ  信号線、１２１  パターン比較機、１３０  偏光ビームスプリッタ、
１４０  ステージ、１５０  光ファイバ、２００  ＡｒＦエキシマレーザ、２０１  放電チャンバー、
２０２  ブリュースタウィンドウ、２０３  全反射鏡、２０４  出力鏡
５０４  放電チャンバ、５０５ａ、５０５ｂ  窓部、５０６ａ、５０６ｂ  電極、
６０１  マスク基板、６０２  ミラー、６０３  ミラーデバイス、
６０４  縮小投影光学系、６０５  ＸＹステージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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