JP5037195B2 - Inspection apparatus and inspection method - Google Patents
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本発明は、検査装置および検査方法に関する。例えば、半導体検査装置をはじめとする光学系によって微小な異物等の欠陥の存在を検査する欠陥検査装置およびその方法に適している。 The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method. For example, the present invention is suitable for a defect inspection apparatus and method for inspecting the presence of defects such as minute foreign matters using an optical system such as a semiconductor inspection apparatus.
半導体回路の微細化に伴い、半導体基板上の微小な異物が半導体製品の品質に影響を与えるようになってきた。このような半導体基板上の異物を検出する技術の1つとして特許文献1には、パターンからの回折光を低減するために回折光が入らない方向から直線上の高効率照明を実現し、パターンによる信号のばらつきに応じて閾値を設定することにより、検出感度およびスループットを向上する検査装置およびその方法が開示されている。
With the miniaturization of semiconductor circuits, minute foreign matter on a semiconductor substrate has come to affect the quality of semiconductor products. As one of the techniques for detecting such foreign matter on a semiconductor substrate,
また、特許文献2には、予め計測するかシミュレーションにより算出した温度と合焦点位置オフセットの関係を記憶する手段と、温度検出手段による温度検出結果に基づき温度と合焦点位置オフセットとの上記関係から合焦点位置オフセットを予測する手段と、この手段による予測量に基づき合焦点位置オフセットを修正する手段とを備えた検査装置が開示されている。
Further, in
しかしながら、従来技術においては、温度に対する実変動量と合焦点位置オフセット予測量との関係が一意でない場合には配慮がされていなかった。例えば、欠陥検査装置に使用されている部材ではそれぞれの温度変化に対する応答速度や変動量が異なることは明らかであり、その総合的な結果である変動量は温度変化の経過時間によって変わってくる。 However, in the prior art, no consideration has been given when the relationship between the actual fluctuation amount with respect to the temperature and the predicted focal position offset amount is not unique. For example, it is clear that the response speed and fluctuation amount with respect to each temperature change are different among members used in the defect inspection apparatus, and the fluctuation amount as a comprehensive result varies depending on the elapsed time of the temperature change.
温度変化後の経過時間が微小である場合や、十分である場合とあっても、総合的な結果である変動量と予測量との差が検査光学系の焦点深度内に収まっていれば、検査装置の感度低下はわずかである。 Even if the elapsed time after the temperature change is small or sufficient, if the difference between the fluctuation amount and the predicted amount as a comprehensive result is within the depth of focus of the inspection optical system, The sensitivity reduction of the inspection device is slight.
しかし、総合的な結果である変動量が予測量を加味した検査光学系の焦点深度より大きい場合や、現時点で小さくても今後の検査装置の技術革新によりz=±λ/2NA2で与えられる焦点深度が小さくなる場合には、温度変化に対する装置の検査感度低下は無視できないものになる。このような検査感度低下を防ぐためには、総合的な結果である変動量を抑えていく必要がある。 However, if the fluctuation amount as a comprehensive result is larger than the depth of focus of the inspection optical system taking into account the predicted amount, or even if it is small at the present time, it is given by z = ± λ / 2NA 2 due to technological innovation of the future inspection apparatus When the depth of focus becomes small, a decrease in the inspection sensitivity of the apparatus with respect to a temperature change cannot be ignored. In order to prevent such a decrease in inspection sensitivity, it is necessary to suppress the fluctuation amount as a comprehensive result.
温度変化による変動量を抑える手段には低熱膨張材の使用が考えられ、温度変化を抑える手段には温度制御が考えられる。しかし、前者は検査装置の重量を大きく増加させ、装置製造ラインや半導体ラインへの負担が増えるという課題がある。後者に関しては、例えば、温度制御技術が、ウエハの高精度な重ね合わせ位置精度と結像性能を保つために開発されている。 Use of a low thermal expansion material can be considered as a means for suppressing the fluctuation amount due to temperature change, and temperature control can be considered as a means for suppressing temperature change. However, the former has a problem that the weight of the inspection apparatus is greatly increased, and the burden on the apparatus manufacturing line and the semiconductor line is increased. With regard to the latter, for example, a temperature control technique has been developed in order to maintain high-precision overlay position accuracy and imaging performance of the wafer.
具体的には、露光装置全体を温調チャンバで覆い、測長光路空間、ステージや各種構造支持体、レンズやその構造支持体を個別チャンバにて温度制御するものである。 Specifically, the entire exposure apparatus is covered with a temperature control chamber, and the temperature measurement optical path space, stage, various structural supports, lenses and their structural supports are temperature-controlled in individual chambers.
しかしながら、対象物の要求位置精度の違い、光学構成の違い、さらに熱源の違いにより、上記温度制御技術をそのまま欠陥検査装置に適用するのは困難である。例えば、検査装置全体を覆うような温調チャンバを使用することは、装置の大型化を伴い、フットプリント拡大につながるため、装置製造ラインや半導体ラインへの負担を増やしてしまう。そのため、検査装置の大型化を伴うことなく、効率的に温度制御が可能な技術が必要である。 However, it is difficult to apply the temperature control technique as it is to the defect inspection apparatus because of the difference in the required position accuracy of the object, the difference in the optical configuration, and the difference in the heat source. For example, use of a temperature control chamber that covers the entire inspection apparatus leads to an increase in the size of the apparatus and an increase in footprint, which increases the burden on the apparatus manufacturing line and the semiconductor line. Therefore, a technique capable of efficiently controlling the temperature without increasing the size of the inspection apparatus is required.
本発明の目的は、大型化を伴うことなく、効率的に温度制御が可能な欠陥検査装置及び検査方法を実現することである。 An object of the present invention is to realize a defect inspection apparatus and inspection method capable of efficiently controlling temperature without increasing the size.
本発明は、光を被検査物に照射し、反射した光または散乱した光を検出して、被検査物の欠陥を検査する欠陥検査装置および検査方法において、上記欠陥検査装置の複数の部品のうち、温度制御すべき複数の部品を選択して、温度制御部品収容部に収容し、この温度制御部品収容部内の温度を測定して、温調部により、温度制御部品収容部内が所定温度となるように温度制御する。 The present invention provides a defect inspection apparatus and inspection method for inspecting a defect of an inspection object by irradiating the inspection object with light, detecting reflected light or scattered light, and a plurality of components of the defect inspection apparatus. Among them, a plurality of components to be temperature controlled are selected and accommodated in the temperature control component accommodating portion, the temperature in the temperature control component accommodating portion is measured, and the temperature control portion causes the temperature control component accommodating portion to reach a predetermined temperature. Control the temperature so that
本発明によれば、大型化を伴うことなく、効率的に温度制御が可能な欠陥検査装置及び検査方法を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a defect inspection apparatus and inspection method capable of efficiently controlling temperature without increasing the size.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態である欠陥検査装置について、図1〜図7を参照して説明する。なお、以下の実施形態においては、欠陥検査装置として、表面異物検査装置を例として説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
A defect inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following embodiments, a surface foreign matter inspection apparatus will be described as an example of the defect inspection apparatus.
本発明の第1の実施形態は、温度制御によって結像位置変動を抑えて検査感度の安定性を確保でき、従来は結像位置変動による検査感度を校正するために必要とされた装置製造ラインや半導体ラインでの装置停止回数を低減でき、装置内配置の工夫によって装置価格およびフットプリントを小さくしつつ効率的な熱交換を実現でき、温調エアにクリーンエアの役割を持たせてFFU(ファンフィルタユニット)を不要としている。 According to the first embodiment of the present invention, the stability of inspection sensitivity can be ensured by suppressing the fluctuation of the imaging position by temperature control, and the apparatus manufacturing line conventionally required for calibrating the inspection sensitivity due to the fluctuation of the imaging position. In addition, the number of times of equipment stoppage in the semiconductor line can be reduced, and the heat can be efficiently exchanged while reducing the equipment price and footprint by devising the arrangement in the equipment. Fan filter unit) is not required.
図1は、本発明が適用される欠陥検査装置の全体構成図である。図1において、第1の実施形態である欠陥検査装置は、ステージ部300と、照明光学系100と、少なくとも一組の検査光学系200と、制御系400と、温度制御システム600(図2に示す)とを備える。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a defect inspection apparatus to which the present invention is applied. 1, the defect inspection apparatus according to the first embodiment includes a
ステージ部300は、Xステージ301、Yステージ302、Zステージ303、角度ステージ304、ステージコントローラ305を備える。ウエハ1をステージ部300に搬入した時には、角度ステージ304にて角度方向のアライメントを行い、Zステージ303にてZ方向のアライメントを行う。
The
ウエハ1のスキャン時には、Xステージ301にてX方向走査後にYステージ302にてY方向に送り、Xステージ301にてX逆方向走査を行うというような繰り返し動作を行う。
When scanning the
照明光学系100は、共通光路と11方向(図5に示す)の照明110(第1照明手段)と、12方向(図5に示す)の照明120(第2照明手段)と、13方向(図5に示す)の照明130(第3照明手段)の複数の照明手段を備える。共通光路の部品としては、レーザ光源101と、ビームエキスパンダの役割を果たす凹レンズ102及び凸レンズ103と、NDフィルタや波長板などの光学フィルタ群104と、光路を引き回すミラー105とを使用する。
The illumination
また、照明系100は、各方向照明の部品として素通しのガラス板と切換可能な光学分岐要素(またはミラー)106と、照明レンズ107と、光路を鉛直方向に落とし込む落射ミラー108と、照射仰角を決定する仰角切替ミラー109とを備える。照明レンズ107を通過したビームは、図5に示すように、ウエハ1上で11、12、13の3方向からスリット状ビーム3として、その短手方向がチップ2の配列方向に向くように照明される。
The
欠陥検査の高速化を実現するために、スリット状ビーム3はXステージ301の走査方向Xが短手方向、Yステージ302の走査方向Yが長手方向となるように照明する。すなわち、Y方向の送り量を大きくすることでステージの総走査量を少なくすることが可能となる。レーザ光源101から照射されるビーム光束の照度(パワー)は光学フィルタ群104のNDフィルタなどを用いて制御が可能である。
In order to increase the speed of defect inspection, the
検査光学系200は、対物レンズ201と、フーリエ変換面202(空間フィルタ制御部207により制御される)と、結像レンズ203と、変倍レンズ群204(レンズ駆動制御部208により制御される)と、TDIセンサ等の検出器205とを備える。検査光学系200では、まず、スリット状照明3をウエハ1に照射して発生する反射光や散乱光を対物レンズ201で集光する。次に、ウエハ1の繰り返しパターンによってフーリエ変換面202に現れる回折光の干渉部分を空間フィルタ(図示せず)で遮光する。空間フィルタの透過光を変倍レンズ204で倍率調整する。
The inspection
最終的に、結像レンズ203で検出器205に結像させる。ウエハ1上の検出視野209(図4に示す)と検出領域4(図4に示す)を同時に満たす領域が検出器205のセンサ上に結像される。
Finally, the
様々な形態の回路パターンが形成されたウエハ1にスリット状ビーム3を照明すると、ウエハ1表面の回路パターンや異物等の欠陥から反射光や散乱光が射出する。回路パターンによって発生した反射光や散乱光は、空間フィルタで遮光され、ここを透過した光が検出器205に結像し光電変換される。
When the slit-
制御系400は、駆動機構やセンサを制御する駆動制御系401と、画像処理系402と、表示系403と、入力系404とを備える。画像処理系402は、検出器205で光電変換されたデータのA/D変換部、データメモリ、チップ2間の信号の差をとる差分処理回路、チップ2間の差信号を一時記憶するメモリ、パターン閾値を設定する閾値算出処理部、比較回路、異物等の欠陥検出結果を記憶および出力する検査結果記憶系を備えている。
The
更に、本発明の第1の実施形態に関わるユニットとして、図6に示すように、対物レンズ201、検査光学系200とは光路を別にしたオートフォーカス系210、検査光学系200やオートフォーカス系210や照明光学系100を搭載する光学定盤502と、この光学定盤502とステージ部300とを搭載する石定盤501と、温度制御システム600(図2に示す)がある。
Further, as a unit related to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, an
図2は、本発明の第1の実施形態の原理説明図である。図2に示すように、温度制御システム600は、温調器601と、温度測定器603(第1の温度測定手段)と、装置本体に温調気流を送る往路配管611及び復路配管612と、温度制御部品収容部604とを備える。温度制御部品収容部604は石定盤501の下端からセンサZ駆動機構206の下端までの空間を指し、その空間内に検査光学系200とオートフォーカス系210が配置される。
FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
温度制御部品収容部604には、欠陥検査装置の複数の部品のうち、温度制御すべき複数の部品が収容され、放熱部605には、温度制御不要な部品が収容されている。
The temperature control
つまり、欠陥検査装置の構成部品のうち、温度制御すべき部品と、温度制御不要の部品とに区別し、温度制御すべき部品を一括して一定温度に維持するように構成している。 That is, among the component parts of the defect inspection apparatus, a part to be temperature controlled is distinguished from a part that does not require temperature control, and the parts to be temperature controlled are collectively maintained at a constant temperature.
図2に示す放熱部605には、少なくとも検出器205のような熱源となるものを収容し、ステージ系300の駆動部(図示せず)やレーザ光源101や制御系400などの熱源となるものを含めてもよい。
The
温度変動によって結像位置ずれが生じる原因は、光路上の屈折率変化による第一の焦点距離変動、対物レンズ201の鏡筒変形による第二の焦点距離変動、光学定盤502や石定盤501の変形およびそれらに搭載されるオートフォーカスユニット210や対物レンズ201の位置変動による第三の焦点距離変動である。
The cause of the image position shift due to temperature variation is the first focal length variation due to the refractive index variation on the optical path, the second focal length variation due to the lens barrel deformation of the
特に、第三の焦点距離変動は、その原因部品が熱時定数の異なる複数の部材から構成されているために、温度変化の始点と終点およびその継続時間によって変わっていくものである。 In particular, the third focal length variation changes depending on the start and end points of the temperature change and its duration because the cause component is composed of a plurality of members having different thermal time constants.
したがって、本発明が適用されない場合は、変動量の予測や補正が困難であり、検査感度の不安定性を回避するために定期的な校正が求められ、その都度、装置製造ラインや半導体ラインでの装置停止が余儀なくされる。 Therefore, when the present invention is not applied, it is difficult to predict and correct the amount of fluctuation, and periodic calibration is required to avoid instability of inspection sensitivity. The device is forced to stop.
本発明の第1の実施形態は、結像位置ずれに関係する部品(対物レンズ201、オートフォーカスユニット210、石定盤501、光学定盤502)の温度を一定に保つことで、つまり、これら部品(対物レンズ201、オートフォーカスユニット210、石定盤501、光学定盤502)を温度制御部品収容部604内に収容し、一定温度となるように制御することにより、予測困難な焦点距離変動(結像位置変動)をなくし、検査感度の安定性を向上することができる。
In the first embodiment of the present invention, the temperature of the components (
また、図7に示すように、装置温度の制御範囲を例えば、23度近辺とすれば、検査感度が安定するため、装置製造ラインや半導体ラインにおいて検査感度校正に必要とされていた装置停止の回数を低減することができる。 In addition, as shown in FIG. 7, if the control range of the apparatus temperature is, for example, around 23 degrees, the inspection sensitivity becomes stable. Therefore, the apparatus stoppage required for the inspection sensitivity calibration in the apparatus manufacturing line or the semiconductor line is stopped. The number of times can be reduced.
また、本発明の第1の実施形態は、図2、図6に示すように、温調したクリーンエアを温度制御部品収容部604(断熱材により、周囲空間からの熱の流入流出が抑制される)に流入させることで、FFU(ファンフィルタユニット)を設置しないで欠陥検査装置内のクリーン度を確保するものである。装置内に発生した塵は、クリーンエアの気流613に沿って流れ、クリーンフィルタ614(図6に示す)を用いて効率的に除塵される。欠陥検査装置内部を清浄に保つ上で、このクリーンエアがダウンフローとなるように、温度制御部品収容部604と、温調器601を循環させることが望ましい。
Further, in the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2 and FIG. 6, the temperature-controlled clean air is supplied to the temperature control component housing portion 604 (the heat insulating material suppresses the inflow and outflow of heat from the surrounding space. In this case, the cleanliness of the defect inspection apparatus is ensured without installing an FFU (fan filter unit). Dust generated in the apparatus flows along a
クリーンフィルタ614は、往路配管611の途中かつ温度制御部品収容部604の直前に設置することが望ましい。他の場所に設置した場合に比べてクリーン度を最も確保できるからである。なお、クリーンエアは一方向にフローさせる必要があるため、温度制御部品収容部604内での気流を循環させることができない。そのため、気流613に沿って温度制御部品収容部604内部にわずかな温度勾配が発生することになる。ここで、重要なことは温度制御部品収容部604内の温度均一性ではなく、各温度制御対象周辺の温度が安定していることである。この各温度制御対象周辺の温度勾配を含めた温度状態を安定させることにより、検査感度の安定性を向上することができる。
It is desirable that the
図3は、本発明の第1の実施形態における温度制御の動作フローチャートである。図3において、ステップ1000で電源がオンとなると、温度制御システム600は、ステップ1001で温調媒体を初期温度t0に設定し、温度制御空間604に流入させる。
FIG. 3 is an operational flowchart of temperature control in the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, when the power is turned on in
そして、ステップ1002において、温度制御空間604内の温度tは、温度測定器603によって常時モニタリングされ、取得した温度データは、通信ケーブル経由で温調器の制御CPU部602に読み込まれる。温度制御空間604内の温度を一定に保つために、温調器601の制御CPU部602は、温度変化を検知して事前に設定した温度範囲からの偏差をなくするようにエアの温度を制御する。温調器601の起動時には、温調器の制御CPUは予め設定してある初期温度のエアを流し始め、温度測定器603からのフィードバックと照らし合わせながらエアの温度を調整する。
In
つまり、ステップ1003において、制御CPU部602は、測定温度tが所定温度範囲内(t0+Δt0未満でt0−Δt0を超える)か否かを判定し、所定温度範囲内であれば、ステップ1004に進み、温度媒体の温度を温調媒体の温度をt0+Δt1に設定し、ステップ1002に戻る。
That is, in
ステップ1003で、測定温度tが所定温度範囲内でなければ、ステップ1005に進み、t0+(t0−t)は温調器601の制御温度範囲内か否かを判定する。温調器601の制御温度範囲内であれば、ステップ1006に進み、温調媒体の温度をt0+(t0−t)に設定し、ステップ1002に戻る。
In
ステップ1005で、温調器601の制御温度範囲外であれば、ステップ1007に進み、温調媒体の温度をt0+(t0−t)より低い制御温度限界値に設定し、ステップ1002に戻る。
If it is outside the control temperature range of the
なお、温度勾配は、理想的には、往路611でt0+Δt1、温度測定器603でt0、復路612でt0+t2となる。
The temperature gradient is ideally, t 0 + Δt 1 the
上述したように、エアは気流613に沿った温度勾配を持つ。そのため、温度測定器603から気流613に沿った物理的距離が離れるほど温度安定性が低下する。従って、温度測定器603はそれぞれの温度制御対象付近、例えば、接地するように配置することが望ましい。さらに、各温度制御対象の温度変動に対する応答変位量や応答速度といった温度特性を加味するとよい。
As described above, air has a temperature gradient along the
第1の実施形態では石定盤501、光学定盤502、その他(オートフォーカスユニット210と対物レンズ201)の順に温度に対する変動量が大きく、かつ応答速度が遅い。応答速度が速いほど温度不安定性に追従し、応答速度が遅いほど平均化された温度不安定性の結果が変動量として現れるために影響が小さい。
In the first embodiment, the amount of variation with respect to temperature increases in the order of the
このため、第1の実施形態では、温度測定器603の配置位置を、対物レンズ201からの距離とオートフォーカスユニット210からの距離の和が最小になるような実装可能な位置とした。
For this reason, in the first embodiment, the arrangement position of the
以上のように、本発明の第1の実施形態においては、欠陥検査装置の構成部品のうち、温度制御すべき部品と、温度制御不要の部品とに区別し、温度制御すべき部品を一括して温度制御部品収容部604に収容し、一定温度に維持するように構成している。
As described above, in the first embodiment of the present invention, among the component parts of the defect inspection apparatus, a part to be temperature controlled is distinguished from a part to be temperature controlled, and the parts to be temperature controlled are grouped. The temperature control
したがって、個々の部品を加熱又は冷却して、温度制御する場合に比較して、一定温度に維持することが容易であり、省エネルギー効果を得ることができる。 Accordingly, it is easier to maintain a constant temperature than when heating or cooling individual parts and controlling the temperature, and an energy saving effect can be obtained.
また、個々の部品を加熱又は冷却して、温度制御する場合に比較して、一括して温度制御を行なえばよいので、必要な温度検知素子が少なく、温度制御も簡単である。 Further, compared to the case where the temperature control is performed by heating or cooling individual components, the temperature control is performed in a lump, so that fewer temperature detection elements are required and the temperature control is simple.
さらに、欠陥検査装置全体を覆う必要は無いので、大型化を伴うことも無い。 Furthermore, since there is no need to cover the entire defect inspection apparatus, there is no increase in size.
本発明の第1の実施形態のように、温度制御すべき部品を一括して温度制御行うことで、装置全体を温調チャンバで覆うのに比べてフットプリントを10〜20%程度低減させることが可能になる。 As in the first embodiment of the present invention, the footprint is reduced by about 10 to 20% compared to the case where the entire apparatus is covered with the temperature control chamber by collectively controlling the temperature of components to be temperature controlled. Is possible.
なお、温度制御すべき部品を一括して断熱材により、周囲環境から熱的に隔離するように構成してもよい。 In addition, you may comprise so that the components which should be temperature controlled may be thermally isolated from surrounding environment collectively with a heat insulating material.
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態について、図8を用いて説明する。
本発明の第2の実施形態は、温度制御媒体に液体を用いること、装置高さを抑えてFFUを搭載することが可能なこと、照明光学系100と検査光学系200の気流による光路揺らぎがないため検査感度が向上することを特徴とする。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the second embodiment of the present invention, liquid is used as the temperature control medium, the FFU can be mounted while suppressing the height of the apparatus, and the optical path fluctuation due to the airflow of the illumination
なお、基本構成は第1の実施形態と同じ、つまり、欠陥検査装置の構成部品のうち、温度制御すべき部品と、温度制御不要の部品とに区別し、温度制御すべき部品を一括して一定温度に維持するように構成している。 The basic configuration is the same as that of the first embodiment, that is, among the components of the defect inspection apparatus, the components to be temperature controlled are distinguished from the components not requiring temperature control, and the components to be temperature controlled are collectively displayed. It is configured to maintain a constant temperature.
このため、同一の部分には同一の符号を付し、第2の実施形態については、第1の実施形態と異なる部分に関して説明する。 For this reason, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and 2nd Embodiment demonstrates regarding a different part from 1st Embodiment.
図8において、光学定盤502には、照明光学系100と、少なくとも一組の検査光学系200と、オートフォーカスユニット210と、第2の光学定盤503とが搭載される。なお、石定盤501等は架台500により支持されるが、図示の簡略化のため、石定盤501から光学定盤502を支える支柱は省略した。
In FIG. 8, an illumination
第2の光学定盤503には、センサZ駆動機構206と、検出器205とが搭載される。温度制御部品収容部604は、光学定盤502の下端から第2の光学定盤503の上端までを含む。また、広い意味で石定盤501も温度制御部品収容部604に含むことができる。その他の部材は放熱部605に含む。
A sensor
温度制御部品収容部604内のモニタリングは、温度測定器603が行う。取得した温度データは、通信ケーブル経由で温調器601の制御CPU部602に読み込まれる。装置内温度を一定に保つために、温調器601の制御CPU部602は、温度変化を検知して事前に設定した温度範囲からの偏差を無くすように温調液体の温度を制御する。この液体は、流路613に沿って温調器601から、往路611、温度制御部品収容部604、復路612を通って、温度調器601に循環している。
Monitoring in the temperature
このような温度制御に用いる液体には、例えば、純水やフッ素系不活性液体やHFE(ハイドロフルオロエーテル)やエチレングリコールなど、流路613に沿った部材を腐食しないものを使用することが望ましい。温調液体が直接的に温度制御を行うのは、石定盤501と、光学定盤502と、第2の光学定盤503とである。直接温度制御された定盤が間接的な温調器として働いて温度制御部品収容部604の温度制御を行う。
As the liquid used for such temperature control, it is desirable to use a liquid that does not corrode members along the
図8に示した例では、一組の温度測定器603と温調器601が温度制御を行っている。この場合、温度測定器603の設置箇所は後述するような工夫を行うことが望ましい。複数組の温調器601と、温調器の制御CPU部602と、温度測定器603とを用意し、石定盤501、光学定盤502、第2の光学定盤503を各々独自に温度制御してもよい。このとき、各定盤における流路613の中央付近に温度測定器603を設置することが望ましい。
In the example shown in FIG. 8, a set of
本発明の第2の実施形態における温調液体は、第1の実施形態で適用したクリーンエアの機能は持たない。そこで、石定盤501と光学定盤502との間の気流616に沿ったクリーンエアがウエハ1面付近の塵を装置外に排出するように、FFU615を設置することが望ましい。
The temperature control liquid in the second embodiment of the present invention does not have the function of clean air applied in the first embodiment. Therefore, it is desirable to install the
クリーンエアのフロー方向をダウンフローでなく気流616の方向(図8の左から右方向)とすれば、装置横にFFU615を設置してよく、装置高さを抑えることができる。
If the flow direction of the clean air is not the down flow but the direction of the air flow 616 (from the left to the right in FIG. 8), the
本発明の第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、個々の部品を加熱又は冷却して、温度制御する場合に比較して、一定温度に維持することが容易であり、省エネルギー効果を得ることができる。 According to the second embodiment of the present invention, similarly to the first embodiment, it is easy to maintain or maintain a constant temperature as compared with the case of controlling the temperature by heating or cooling individual components. The energy saving effect can be obtained.
また、本発明の第2の実施形態によれば、温度制御部品収容部604に気流が存在しないため、照明光学系100および検査光学系200の光路揺らぎを著しく低減することができ、感度安定性が向上する。
Further, according to the second embodiment of the present invention, since there is no airflow in the temperature control
なお、本発明の第2の実施形態における温度測定器603の配置位置は、光学定盤502内で対物レンズ201からの距離とオートフォーカスユニット210からの距離との和が最小になる位置が望ましい。温度測定器603を、第1の実施形態と同じ位置に設置すると外気温を測定してしまうからである。
Note that the position of the
また、図8において、対物レンズ201とオートフォーカスユニット210の一部が気流616に触れることになるが、各々先端のみであり内部熱伝導によって大部分は温度制御が達成される。
In FIG. 8, a part of the
本発明の第2の実施形態では、間接的な温度制御を行うために、温度制御される温度制御部品収容部604内の温度が第1の実施形態に比べて安定しているが、温度制御部品収容部604内の温度は、温調器601の温度制御に対して応答速度が遅い。そのため、側壁を介して外気の温度変動が温度制御部品収容部604に影響を与える可能性が大きい。
In the second embodiment of the present invention, in order to perform indirect temperature control, the temperature in the temperature control
このような理由から、温度制御部品収容部604の側壁には断熱材を適用するのが望ましい。また、流路の設置箇所は第2の光学定盤503において流路613を上面付近とすることが望ましい。その理由は、外気および検出器205の温度変動の影響を受けて第2の光学定盤503内に生じる温度勾配を防ぐためである。
For this reason, it is desirable to apply a heat insulating material to the side wall of the temperature control
同様の理由から、第1の光学定盤502における流路613は下面付近に、石定盤501においては極力上下面付近に設置する。ここでは、各定盤に穴を開けて設ける流路について述べているが、穴を開ける代わりに各定盤に温度制御されたシートを貼り付けて温度制御を行ってもよい。なお、穴を開けた定盤とシートを貼り付けた定盤との両者を設けることもできる。
For the same reason, the
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態について、図9を用いて説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本発明の第3の実施形態は、温調器601とは別に装置内外の熱源を利用して温度制御を行うもので、装置製造ラインや半導体ラインにおけるエネルギー面での負担軽減を特徴とする。
The third embodiment of the present invention performs temperature control using a heat source inside and outside the apparatus separately from the
なお、基本構成は第1の実施形態と同じ、つまり、欠陥検査装置の構成部品のうち、温度制御すべき部品と、温度制御不要の部品とに区別し、温度制御すべき部品を一括して一定温度に維持するように構成している。 The basic configuration is the same as that of the first embodiment, that is, among the components of the defect inspection apparatus, the components to be temperature controlled are distinguished from the components not requiring temperature control, and the components to be temperature controlled are collectively displayed. It is configured to maintain a constant temperature.
このため、第3の実施形態については、第1の実施形態と異なる部分に関して説明する。 For this reason, about 3rd Embodiment, it demonstrates regarding a different part from 1st Embodiment.
図9において、温調器601は、放熱部605(第1放熱部)と配管を介して接続され、この配管には、断熱バルブ617aが設けられている。また、温調器601は、装置外環境618(第2放熱部)と配管を介して接続され、この配管には、断熱バルブ617bが設けられている。
In FIG. 9, the
温調器601は、電力のみを用いて媒体の温度制御を行うのではなく、温調器601の制御CPU部602にて断熱バルブ617a、617bを調整し、放熱部605や装置外環境温度の熱を利用して媒体の温度制御を行う。つまり、第2の温度測定手段により放熱部605の温度を測定し、第3の温度測定手段により装置外環境618の温度を測定し、温度制御部品収容部604の温度を一定温度に制御する場合、放熱部605及び装置外環境618のうちのいずれが熱交換するに適するか判断し、断熱バルブ617a、617bの開閉を制御して、熱交換媒体を循環させる。
The
このように構成すれば、温調器601が消費する電力を抑えられるのみならず、温調器601や放熱部605が放出する熱を抑えられ、装置製造ラインや半導体ラインにおけるエネルギー効率が向上する。
If comprised in this way, not only the electric power which the
さらに、この第3の実施形態の変形例としては、検査装置内の放熱部605に配置された複数の部品や部位について、発熱温度が高いものと、低いものとに区別し、高温度部品収容部と低温度部品収容部とに収容し、それぞれに対して、温度測定手段を配置すると共に、温調器601と接続される配管及びバルブを設け、測定温度に応じて、いずれに対して熱交換するかを判断するように構成する例がある。
Further, as a modified example of the third embodiment, a plurality of components and parts arranged in the
このように構成すれば、温度制御不要の部品や部位を利用して、温度制御すべき部品の温度を一定に維持することが可能となり、より効率よく、つまり、エネルギー消費量を抑制して、温度制御することができる。 If constituted in this way, it becomes possible to maintain the temperature of the parts to be temperature controlled constant using parts and parts that do not require temperature control, more efficiently, that is, to suppress the energy consumption, The temperature can be controlled.
この変形例の場合、装置外環境部618により熱交換してもよいし、装置外環境は熱交換に使用しないように構成することもできる。
In the case of this modification, heat exchange may be performed by the
なお、上述した実施形態では、レーザ光を用いてウエハの欠陥(異物、汚れ、クラック、結晶欠陥、COP、パターン欠陥等)を検出する欠陥検査装置を例として説明したが、本発明は、レーザ光を用いてウエハの異物を検査する装置のみならず、他の光を用いる欠陥検査装置にも適用可能である。 In the above-described embodiment, the defect inspection apparatus that detects a defect (foreign matter, dirt, crack, crystal defect, COP, pattern defect, etc.) of a wafer using laser light has been described as an example. The present invention can be applied not only to an apparatus for inspecting foreign matter on a wafer using light but also to a defect inspection apparatus using other light.
つまり、光学系には、レーザ光に限らずハロゲンランプ、水銀ランプ、Xeランプなどを利用する光学系や、電子線を利用する電子光学系があり、これらを用いた欠陥検査装置にも適用することができる。 In other words, the optical system is not limited to a laser beam, but includes an optical system using a halogen lamp, a mercury lamp, an Xe lamp, or the like, and an electron optical system using an electron beam, which are also applied to a defect inspection apparatus using these. be able to.
また、被検査物には、半導体基板に用いられるウエハに限らず、フラットパネル表示装置に用いられるガラス基板、ALTIC基板、センサやLED等に用いられるサファイヤ基板、ディスク基板など、平板状の基板の表面検査装置にも適用することができる。 In addition, the inspection object is not limited to a wafer used for a semiconductor substrate, but a flat substrate such as a glass substrate used for a flat panel display, an ALTIC substrate, a sapphire substrate used for a sensor or LED, a disk substrate, or the like. It can also be applied to a surface inspection apparatus.
また、本発明は表面検査、マスク検査、ベベル検査などの検査装置に広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to inspection apparatuses such as surface inspection, mask inspection, and bevel inspection.
さらに、本発明における温度制御は、ヒーターによる加熱や、ペルチェ効果、ゼーベック効果を利用する電子冷凍、加熱等を用いることができる。 Furthermore, the temperature control in the present invention can use heating by a heater, electronic refrigeration using the Peltier effect, Seebeck effect, heating, or the like.
1・・・被検査基板(ウエハ)、2・・・チップ、3・・・スリット状ビーム、4・・・TDIセンサ等のイメージセンサの検出領域、100・・・照明光学系、101・・・レーザ光源、102・・・凹レンズ、103・・・凸レンズ、104・・・光学フィルタ群、105・・・・ミラー、106・・・光学分岐要素(11方向)、107・・・照明レンズ、108・・・落射ミラー、109・・・仰角切替ミラー、110・・・11方向の照明、114・・・・光学分岐要素(12方向)、115・・・光学分岐要素(12方向)120・・・12方向の照明、130・・・13方向の照明、200・・・検査光学系、201・・・対物レンズ、202・・・フーリエ変換面、203・・・結像レンズ、204・・・変倍レンズ群、205・・・検出器、206・・・センサZ駆動機構、207・・・空間フィルタ制御部、208・・・レンズ駆動制御部、209・・・検出視野、210・・・オートフォーカスユニット、300・・・ステージ部、301・・・Xステージ、302・・・Yステージ、303・・・Zステージ、304・・・角度ステージ、305・・・ステージコントローラ、400・・・制御系、401・・・駆動処理系、402・・・画像処理系、403・・・表示系、404・・・入力系、500・・・・架台、501・・・石定盤、502・・・光学定盤、503・・・第2の光学定盤、600・・・温度制御システム、601・・・温調器、602・・・温調器の制御CPU部、603・・・温度測定器、604・・・温度制御部品収容部、605・・・放熱部、611・・・温調媒体の往路配管、612・・・温調媒体の復路配管、613・・・温調媒体の本体内流路、614・・・クリーンフィルタ、615・・・FFU(ファンフィルタユニット)、616・・・(クリーンエアの)気流、617a、617b・・・断熱バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記欠陥検査装置の複数の部品のうち、温度制御すべき部品を収容する温度制御部品収容部と、
上記温度制御部品収容部内の温度を測定する第1の温度測定手段と、
上記温度測定手段により測定された温度に基づいて、上記温度制御部品収容部内が所定温度となるように上記温度制御すべき部品周辺の温度勾配を考慮して温度制御を行う温調部と、
を備え、
上記欠陥検査装置の複数の部品のうち、温度制御不要部品を収容する第1の放熱部と、上記欠陥検査装置の外部で熱交換する第2の放熱部と、上記第1の放熱部の温度を測定する第2の温度測定手段と、上記第2の放熱部の温度を測定する第3の温度測定手段とを備え、上記温調部は、上記第2の温度測定手段及び上記第3の温度測定手段の温度測定結果に基づいて、第1の放熱部により熱交換するか、第2の放熱部により熱交換するかを判断し、上記温度制御部品収容部内が所定温度となるように温度制御する、
または、
上記欠陥検査装置の温度制御不要部品のうちの高温度部品を収容する高温度部品収容部と、上記温度制御不要部品のうちの低温度部品を収容する低温度部品収容部と、上記高温度部品収容部内の温度を測定する第2の温度測定手段と、上記低温度部品収容部内の温度を測定する第3の温度測定手段とを備え、上記温調部は、上記第2の温度測定手段及び上記第3の温度測定手段の温度測定結果に基づいて、上記高温度部品収容部により熱交換するか、上記低温度部品収容部により熱交換するかを判断し、上記温度制御部品収容部内が所定温度となるように温度制御することを特徴とする欠陥検査装置。 In the defect inspection apparatus that irradiates the inspection object with light, detects reflected light or scattered light, and detects defects of the inspection object.
Among the plurality of components of the defect inspection apparatus, a temperature control component storage unit that stores components to be temperature controlled
First temperature measuring means for measuring the temperature in the temperature control component housing section;
Based on the temperature measured by the temperature measuring means, a temperature control unit that performs temperature control in consideration of a temperature gradient around the component to be temperature controlled so that the inside of the temperature control component housing unit has a predetermined temperature; and
Equipped with a,
Of the plurality of parts of the defect inspection apparatus, a first heat radiating part that accommodates a part that does not require temperature control, a second heat radiating part that exchanges heat outside the defect inspection apparatus, and a temperature of the first heat radiating part A second temperature measuring means for measuring the temperature, and a third temperature measuring means for measuring the temperature of the second heat radiating section, wherein the temperature adjusting section comprises the second temperature measuring means and the third temperature measuring means. Based on the temperature measurement result of the temperature measuring means, it is determined whether the heat exchange is performed by the first heat radiating unit or the second heat radiating unit, and the temperature is controlled so that the inside of the temperature control component housing unit becomes a predetermined temperature. Control,
Or
A high temperature component housing portion for housing a high temperature component among the temperature control unnecessary components of the defect inspection device, a low temperature component housing portion for housing a low temperature component among the temperature control unnecessary components, and the high temperature component. A second temperature measuring means for measuring the temperature in the housing part; and a third temperature measuring means for measuring the temperature in the low temperature component housing part, wherein the temperature adjusting part comprises the second temperature measuring means and Based on the temperature measurement result of the third temperature measuring means, it is determined whether heat exchange is performed by the high temperature component housing unit or heat exchange is performed by the low temperature component housing unit, and the inside of the temperature control component housing unit is predetermined. A defect inspection apparatus characterized in that the temperature is controlled so as to be equal to the temperature .
上記欠陥検査装置の複数の部品のうち、温度制御すべき部品を収容する温度制御部品収容部と、
上記温度制御部品収容部内の温度を測定する第1の温度測定手段と、
上記第1の温度測定手段により測定された温度に基づいて、上記温度制御部品収容部内が所定温度となるように上記温度制御すべき部品周辺の温度勾配を考慮して温度制御を行う温調部と、
を備え、
上記欠陥検査装置の複数の部品のうち、温度制御不要部品を収容する第1の放熱部と、上記欠陥検査装置の外部で熱交換する第2の放熱部と、上記第1の放熱部の温度を測定する第2の温度測定手段と、上記第2の放熱部の温度を測定する第3の温度測定手段とを備え、上記温調部は、上記第2の温度測定手段及び上記第3の温度測定手段の温度測定結果に基づいて、第1の放熱部により熱交換するか、第2の放熱部により熱交換するかを判断し、上記温度制御部品収容部内が所定温度となるように温度制御する、
または、
上記欠陥検査装置の温度制御不要部品のうちの高温度部品を収容する高温度部品収容部と、上記温度制御不要部品のうちの低温度部品を収容する低温度部品収容部と、上記高温度部品収容部内の温度を測定する第2の温度測定手段と、上記低温度部品収容部内の温度を測定する第3の温度測定手段とを備え、上記温調部は、上記第2の温度測定手段及び上記第3の温度測定手段の温度測定結果に基づいて、上記高温度部品収容部により熱交換するか、上記低温度部品収容部により熱交換するかを判断し、上記温度制御部品収容部内が所定温度となるように温度制御することを特徴とする欠陥検査装置。 In the defect inspection equipment that inspects the surface of the inspection object,
Among the plurality of components of the defect inspection apparatus, a temperature control component storage unit that stores components to be temperature controlled,
First temperature measuring means for measuring the temperature in the temperature control component housing section;
Based on the temperature measured by the first temperature measuring means, a temperature control unit that performs temperature control in consideration of a temperature gradient around the component to be temperature controlled so that the inside of the temperature control component housing unit has a predetermined temperature When,
Equipped with a,
Of the plurality of parts of the defect inspection apparatus, a first heat radiating part that accommodates a part that does not require temperature control, a second heat radiating part that exchanges heat outside the defect inspection apparatus, and a temperature of the first heat radiating part A second temperature measuring means for measuring the temperature, and a third temperature measuring means for measuring the temperature of the second heat radiating section, wherein the temperature adjusting section comprises the second temperature measuring means and the third temperature measuring means. Based on the temperature measurement result of the temperature measuring means, it is determined whether the heat exchange is performed by the first heat radiating unit or the second heat radiating unit, and the temperature is controlled so that the inside of the temperature control component housing unit becomes a predetermined temperature. Control,
Or
A high temperature component housing portion for housing a high temperature component among the temperature control unnecessary components of the defect inspection device, a low temperature component housing portion for housing a low temperature component among the temperature control unnecessary components, and the high temperature component. A second temperature measuring means for measuring the temperature in the housing part; and a third temperature measuring means for measuring the temperature in the low temperature component housing part, wherein the temperature adjusting part comprises the second temperature measuring means and Based on the temperature measurement result of the third temperature measuring means, it is determined whether heat exchange is performed by the high temperature component housing unit or heat exchange is performed by the low temperature component housing unit, and the inside of the temperature control component housing unit is predetermined. A defect inspection apparatus characterized in that the temperature is controlled so as to be equal to the temperature .
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