(57)【要約】【課題】大型化を伴うことなく、効率的に温度制御が可能な検査装置を実現する。【解決手段】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、温度制御不要の部品を放熱部６０５に配置する。温度制御部品収容部６０４の温度は、温度測定器６０３で測定され、それに基づいて、温調器６０１の制御ＣＰＵ６０２が、温度制御部品収容部６０４内を一定温度に維持するように制御する。これにより、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。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を被検査物に照射し、反射した光または散乱光を検出して、被検査物の欠陥を検出する欠陥検査装置において、
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温度制御する温調部と、
を備えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
被検査物の表面を検査する欠陥検査装置において、
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温度制御する温調部と、
を備えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の欠陥検査装置において、上記温度制御部品収容部は、断熱材で形成されていることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の欠陥検査装置において、上記欠陥検査装置は、半導体ウエハの表面欠陥検査装置であり、上記温度制御すべき複数の部品には、対物レンズと、オートフォーカスユニットが含まれることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の欠陥検査装置において、上記温度制御部品収容部と上記温調部との間で、気流を循環させて上記温度制御部品収容部内の温度が所定温度となるように上記温調部が制御することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項６】
請求項５記載の欠陥検査装置において、上記温調部から上記温度制御部品収容部内に流入する気流に含まれる塵を濾過するクリーンフィルタを備えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項７】
請求項１または２記載の欠陥検査装置において、上記温度制御部品収容部と上記温調部との間で、液体を循環させて上記温度制御部品収容部内の温度が所定温度となるように上記温調部が制御することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項８】
請求項１または２記載の欠陥検査装置において、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ことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項９】
請求項１または２記載の欠陥検査装置において、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。
【請求項１０】
光を被検査物に照射し、反射した光または散乱光を検出して、被検査物の欠陥を検出する欠陥検査装置を用いた欠陥検査方法において、
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温度制御部品収容部内に収容し、
上記温度制御部品収容部内の温度を測定し、
測定された上記温度制御部品収容部内の温度に基づいて、上記温度制御部品収容部内が所定温度となるように温度制御することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の欠陥検査方法において、上記温度制御部品収容部を断熱材により断熱することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の欠陥検査方法において、上記欠陥検査装置は、半導体ウエハの表面欠陥検査装置であり、少なくとも対物レンズと、オートフォーカスユニットとを温度制御部品収容部内に収容することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１３】
請求項１０記載の欠陥検査方法において、上記温度制御部品収容部内気流を循環させて上記温度制御部品収容部内の温度が所定温度となるように制御することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１４】
請求項１０記載の欠陥検査方法において、上記温度制御部品収容部内に液体を循環させて上記温度制御部品収容部内の温度が所定温度となるように制御することを特徴とする欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１０５２０３号公報
【特許文献２】特開２００２−０９０３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
（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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
（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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】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２】本発明の第１の実施形態の原理説明図である。
【図３】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４】被検査基板上のセンサ投影面に３方向からの照明を説明する図である。
【図５】照明光学系の上面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における温度制御システム構成図である。
【図７】本発明の温度制御による検査感度安定を説明する図である。
【図８】本発明の第２の実施形態である温度制御システムの概略構成図である。
【図９】本発明の第３の実施形態である温度制御システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００８６】
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
【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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