(57)【要約】【課題】光学式検査装置では、電力により様々な部位が駆動される。光学式検査装置は一度検査を始めると、連続して稼動することが考えられる。長時間の稼動は、電力により駆動する部位に望ましくない発熱の原因となる。この点について従来技術では十分な配慮がなされていなかった。【解決手段】本発明は、検査装置内の所定の部位の発熱を監視することを特徴とする。所定の部位とは、例えば、センサ、ドライバユニット、ステージ、制御装置、照明系の少なくとも１つが挙げられる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の部位を選択することが可能であり、
選択された部位の消費電力を得て、
前記選択された部位について時間を計測し、
所定時間経過したか否か判断し、
所定時間経過した場合は、冷却部によって前記選択された部位を冷却することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置において、
前記冷却部は、前記選択された部位が検査に望ましくない発熱を生じる前に冷却を開始することを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の検査装置において、
被検査対象からの光を検出するセンサと、
前記センサを駆動するドライバユニットと、を有し、
前記所定の部位には、前記センサ、及び前記ドライバユニットのうち少なくとも１つが含まれることを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の検査装置において、
前記所定の部位には、前記センサ、及び前記ドライバユニットが含まれることを特徴とする検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の検査装置において、
前記所定の部位には、前記被検査対象を搭載するステージ、前記センサの信号から前記被検査対象上の欠陥を検出する処理部、及び前記被検査対象へ光を供給する照明系のうち少なくとも１つが含まれることを特徴とする検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の検査装置において、
前記冷却部は、前記選択された部位に対して媒体を供給することを特徴とする検査装置。
【請求項７】
請求項６に記載の検査装置において、
前記媒体の温度は、前記選択された部位周辺の雰囲気の温度より低いことを特徴とする検査装置。
【請求項８】
請求項７に記載の検査装置において、
前記冷却部は、前記媒体の露点を制御するための除湿部を有することを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板上の欠陥を検査する検査装置に関する。特に、本発明は回路パターンの形成された半導体ウェハ上の欠陥を検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、ウェハ表面の異物、傷等の欠陥は、配線パターンの短絡等の不良原因になり、キャパシタの絶縁不良やゲート酸化膜などの破壊の原因にもなる。同様に、回路パターンの形成されたウェハ上の欠陥も半導体素子の電気特性に影響を与える。よって、半導体製造工程において欠陥を検出し、半導体製造工程へフィードバックすることは重要である。
【０００３】
このような欠陥を検出するのが所謂検査装置である。検査装置の一例としては、光を基板へ照射し、その散乱光を検出することで基板上の欠陥を検出する光学式検査装置が挙げられる。従来技術としては、以下の特許文献が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４８０８６号公報
【特許文献２】特開２００８−２４９５７１号公報
【特許文献３】特開２００４−１５７４４４号公報
【特許文献４】特開２０１１−０２７４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光学式検査装置では、電力により様々な部位が駆動される。光学式検査装置は一度検査を始めると、連続して稼動することが考えられる。長時間の稼動は、電力により駆動する部位に望ましくない発熱の原因となる。この点について従来技術では十分な配慮がなされていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、検査装置内の部位の発熱を監視することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、検査に望ましくない現象を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の検査装置を説明する図。
【図２】上方検出系８００を説明する図。
【図３】実施例１を説明するフローチャート。
【図４】発熱関数f(t)を説明する図。
【図５】実施例２を説明する図。
【図６】実施例２を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本実施例の検査装置を説明する図である。本実施例の検査装置はパターン付きウェハ検査装置であり、被検査対象２００に対して斜方から照明光３０１を照明する。照明光３０１は照明系３００から照明される。照明系３００には、シリンドリカルレンズ、シリンドリカルミラー等が含まれ、照明光３０１によって被検査対象２００状に線状の照明領域が形成される場合もある。照明光３０１によって形成された照明領域からの散乱光は、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１によって検出、結像される。
【００１１】
次に、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１について詳細に説明する。上方検出系８００は、被検査対象２００の法線２０４の方向に沿って配置される。上方検出系８００は対物レンズ８０５、結像レンズ８０９、センサ８０２（１次元ラインセンサ、２次元センサ等）を有する。斜方検出系１００、１０１は被検査対象２００に対して斜めに配置される。対物レンズ８０５、結像レンズ８０９、センサ８０２（１次元ラインセンサ、２次元センサ等）を有する点は上方検出系と同様である。なお、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１のうち少なくとも１つは被検査対象２００上に形成された回路パターンからの不所望な回折光を遮光するために、その空間周波数面（フーリエ面と呼ばれることもある）にいわゆる空間フィルタを有する場合もある。本実施例の検査装置では、１つの照明領域に対して、３つの暗視野像が得られることになる。
【００１２】
上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１から得られた暗視野像は演算処理系７０１に送られる。演算処理系７０１では、検査画像と参照画像との差分を得て（差分処理と表現することもできる）、差分に対して閾値処理を行うことで、被検査対象２００上の欠陥を検出する。欠陥検出は、この比較結果をいわゆる特徴量を用いて統合処理することで行われることもある。また演算処理系７０１では、送られてきた上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１から得られた暗視野像同士を統合処理することもある。
【００１３】
さらに別条件（例えば、別光学条件）で得られた暗視野像同士を統合処理することもある。
【００１４】
欠陥検出の結果は表示装置７０２に送られ、被検査対象の座標と対応付けてマップとして表示される。
【００１５】
被検査対象２００はステージ４００上に搭載されている。ステージ４００は、制御装置７０３からの信号に基づいて、主にＸＹ方向に移動する。この移動がスキャン動作となり、被検査対象２００全面の欠陥検出が行われる。なお、本実施例ではＸ方向が走査方向であり、ｙ方向が送り方向であると表現することもできる。
【００１６】
なお、欠陥検査装置では、いわゆるレビュー用の顕微鏡８０３（明視野光学系と称することもできる）、線状照明の形状を確認するための基準チップ２０５を有する場合もある。
【００１７】
次に、図２を用いて上方検出系８００の詳細について説明する。上方検出系８００では、特にセンサ８０２が発熱しやすい。そこで本実施例では、センサの消費電力を計測する電力計８０２を設ける。また、センサ８０２、空間フィルタ２００１を駆動するドライバユニット２００３も発熱しやすい。よって、本実施例ではドライバユニット２００３の消費電力を計測する電力計２００４を設ける。電力計２００２、２００４は斜方検出系１００、１０１に設けても良い。さらに、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１以外で発熱しやすい部位としては、ステージ４００、演算処理系７０１、制御装置７０３、照明系３００が挙げられる。よって、電力計２００２、２００４の少なくとも１つはステージ４００、演算処理系７０１、制御装置７０３、照明系３００の少なくとも１つに採用しても良い。
【００１８】
次に、図３を用いて本実施例での発熱を推定するフローチャートについて説明する。まず、作業者は所定の場所を特定する（ステップ３００１）。ここで、所定の場所とは、例えばセンサ８００２、ドライバユニット２００３、ステージ４００、制御装置７０３、照明系３００の少なくとも１つである。なお、この所定の場所の特定は、制御装置７０３が所定のプログラムに従って行うようにしても良い。
【００１９】
次に、特定された所定部位毎に消費電力が計測される（ステップ３００２）。発熱温度は、最も簡単には消費電力と時間との関数として表現できる。よって、消費電力が計測された後、所定部位毎に発熱関数f（t）が定義される（ステップ３００３）。ステップ３００２、及びステップ３００３は検査前、検査開始時に行っても良い。
【００２０】
検査中に制御部７０３は、特定された所定部位ごとに時間を監視しており、検査に望ましくない発熱温度に到達するであろう時間が経過すると（ステップ３００４）、所定部位の冷却を開始する（ステップ３００５）。冷却の仕方としては、以下の方法が考えられる。（１）ファンによって気流を発熱部位に供給する（２）発熱部位がモータ等の駆動部を含む場合は、電力を供給するモータの数を減らす（３）発熱部位が処理基板を含む場合は、使用されていない処理基板への電力供給を止める、又は下げる（４）熱伝導率の高い媒体（例えば、ガス）を発熱部位へ供給する。なお、（１）（４）の場合は発熱部位での望ましくない結露を防ぐため、気流やガスは発熱部位への供給前に除湿剤等により露点を制御されることが望ましく、所定部位周辺の雰囲気よりも低い温度に冷却されていることが望ましい。
【００２１】
図４は発熱関数f(t)を説明する図である。例えば、時刻t1が検査に望ましくない温度T1に到達する時刻として場合、時刻t1以降に冷却を開始しても、温度は急激には下がらず、発熱によるセンサ素子の破壊、熱膨張による位置ずれの増加等の検査に望ましくない現象が発生してしまう。よって、本実施例では、時刻t1よりも前の時刻t1から冷却を開始するようにしても良い。
【００２２】
本実施例によれば、検査に望ましくない現象を防止することができる。なお、本実施例のように消費電力を電気的に得ておいて、発熱を推定する方法は、内部のスペースが非常に限られた検査装置には有効である。
【実施例２】
【００２３】
次に、実施例２について説明する。実施例１では、消費電力と時間との関係から発熱温度を推定した。本実施例は、発熱温度を直接計測するものである。以降の説明では、主に実施例１と異なる部分について説明する。図５は、本実施例を説明する図である。センサ８０２には温度計測部５００１、ドライバユニット２００３には温度計測部５００２が接続されている。温度計測部５００１、５００２の例としては、熱電対や光学的に温度を計測する手段が考えられる。もちろん、温度計測部５００１、５００２の少なくとも１つはステージ４００、制御装置７０３、照明系３００の少なくとも１つに採用しても良い。
【００２４】
図６は、本実施例を説明するフローチャートである。本実施例では、検査中に選択された所定部位の温度を計測する（ステップ６００１）。選択された所定部位について所定の温度以上となれば（ステップ６００２）、実施例１と同様の方法で発熱部位に対して冷却が行われる。
【００２５】
本実施例でも、検査に望ましくない現象を防止することができる。
【００２６】
以降、本発明の実施例について説明したが、本発明は実施例に限定されない。例えば、被検査対象２００の交換時に発熱部位を冷却しても良い。また、発熱関数f（t）は発熱部位の単位時間当たりの放熱量を加味しても良い。
【符号の説明】
【００２７】
１００、１０１  斜方検出系
２００  被検査対象
３００  照明系
３０１  照明光
４００  ステージ
７０１  演算処理系
７０２  表示装置
７０３  制御装置
８０２  センサ
８０５  対物レンズ
８０９  結像レンズ
【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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