(57)【要約】【課題】  本発明は、対物レンズ鏡筒のレンズ部と試料との間を液体で満たして使用される液浸対物レンズ鏡筒および液浸顕微鏡に関し、試料面に供給された液体を確実に回収することを目的とする。【解決手段】  対物レンズ鏡筒の先端のレンズ部と試料との間に液体を供給する液体供給手段と、前記レンズ部と前記試料との間の前記液体を吸引する液体吸引手段とを備え、前記液体吸引手段は、前記液体を吸い込む吸込口と、前記吸込口からの前記液体を溜める液溜め部と、前記液溜め部の前記液体を吸引する吸引管路部とを有し、前記液溜め部の通路断面積を前記吸引管路部の通路断面積より大きくするとともに、前記吸引管路部の通路断面積を、前記吸込口の面積と同一または大きくしてなることを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズ鏡筒の先端のレンズ部と試料との間に液体を供給する液体供給手段と、
前記レンズ部と前記試料との間の前記液体を吸引する液体吸引手段と、
を備え、
前記液体吸引手段は、
前記液体を吸い込む吸込口と、
前記吸込口からの前記液体を溜める液溜め部と、
前記液溜め部の前記液体を吸引する吸引管路部と、
を有し、
前記液溜め部の通路断面積を前記吸引管路部の通路断面積より大きくするとともに、前記吸引管路部の通路断面積を、前記吸込口の面積と同一または大きくしてなることを特徴とする液浸対物レンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１記載の液浸対物レンズ鏡筒において、
前記吸込口は、ノズル部の先端に開口され、前記ノズル部が前記液溜め部に接続されていることを特徴とする液浸対物レンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の液浸対物レンズ鏡筒において、
前記吸込口の面積は、前記液体の吸込方向に垂直な方向の断面積よりも大きいことを特徴とする液浸対物レンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の液浸対物レンズ鏡筒において、
前記吸込口の幅は、前記液体の吸込方向に垂直な方向の幅よりも大きいことを特徴とする液浸対物レンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項記載の液浸対物レンズ鏡筒において、
前記ノズル部を、前記対物レンズ鏡筒の前記レンズ部の外側の傾斜部を覆って配置される吸引用部材の前記傾斜部側に形成される凹部と、前記傾斜部との間に形成される空間により形成するとともに、前記吸引用部材に前記液溜め部および前記吸引管路部を形成してなることを特徴とする液浸対物レンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項記載の液浸対物レンズ鏡筒において、
前記液体吸引手段は、管部材からなり、前記管部材に、前記吸込口、前記ノズル部、前記液溜め部および前記吸引管路部が順次形成されていることを特徴とする液浸対物レンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の液浸対物レンズ鏡筒を有することを特徴とする液浸顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズ鏡筒のレンズ部と試料との間を液体で満たして使用される液浸対物レンズ鏡筒および液浸顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対物レンズ鏡筒のレンズ部と試料との間を液体で満たして使用する液浸顕微鏡が知られている。このような液浸顕微鏡では、実効ＮＡ(Numerical Aperture)を大きくすることにより、検出光学系の解像度を向上することができる。
【特許文献１】特開２００５−８３８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の液浸顕微鏡では、試料面に供給された液体を確実に回収することが困難であり、例えば試料がウェハである場合には、空気中に浮遊する０．１μｍ以下のパーティクルが液体に付着してウエハを汚染したり、また、液体によりウエハを酸化させるという問題があった。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、試料面に供給された液体を確実に回収することができる液浸対物レンズ鏡筒および液浸顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の発明の液浸対物レンズ鏡筒は、対物レンズ鏡筒の先端のレンズ部と試料との間に液体を供給する液体供給手段と、前記レンズ部と前記試料との間の前記液体を吸引する液体吸引手段とを備え、前記液体吸引手段は、前記液体を吸い込む吸込口と、前記吸込口からの前記液体を溜める液溜め部と、前記液溜め部の前記液体を吸引する吸引管路部とを有し、前記液溜め部の通路断面積を前記吸引管路部の通路断面積より大きくするとともに、前記吸引管路部の通路断面積を、前記吸込口の面積と同一または大きくしてなることを特徴とする。
【０００５】
第２の発明の液浸対物レンズ鏡筒は、第１の発明の液浸対物レンズ鏡筒において、前記吸込口は、ノズル部の先端に開口され、前記ノズル部が前記液溜め部に接続されていることを特徴とする。
第３の発明の液浸対物レンズ鏡筒は、第１または第２の発明の液浸対物レンズ鏡筒において、前記吸込口の面積は、前記液体の吸込方向に垂直な方向の断面積よりも大きいことを特徴とする。
【０００６】
第４の発明の液浸対物レンズ鏡筒は、第１ないし第３のいずれか１の発明の液浸対物レンズ鏡筒において、前記吸込口の幅は、前記液体の吸込方向に垂直な方向の幅よりも大きいことを特徴とする。
第５の発明の液浸対物レンズ鏡筒は、第２ないし第４のいずれか１の発明の液浸対物レンズ鏡筒において、前記ノズル部を、前記対物レンズ鏡筒の前記レンズ部の外側の傾斜部を覆って配置される吸引用部材の前記傾斜部側に形成される凹部と、前記傾斜部との間に形成される空間により形成するとともに、前記吸引用部材に前記液溜め部および前記吸引管路部を形成してなることを特徴とする。
【０００７】
第６の発明の液浸対物レンズ鏡筒は、第２ないし第４のいずれか１の発明の液浸対物レンズ鏡筒において、前記液体吸引手段は、管部材からなり、前記管部材に、前記吸込口、前記ノズル部、前記液溜め部および前記吸引管路部が順次形成されていることを特徴とする。
第７の発明の液浸顕微鏡は、第１ないし第６のいずれか１の発明の液浸対物レンズ鏡筒を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の液浸対物レンズ鏡筒および液浸顕微鏡では、吸込口と吸引管路部との間に液溜め部を設け、液溜め部の通路断面積を吸引管路部の通路断面積より大きくするとともに、吸引管路部の通路断面積を、吸込口の断面積と同一または大きくしたので、試料面に供給された液体を確実に回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第１の実施形態)
図１は、この実施形態の液浸顕微鏡を用いた半導体欠陥検査装置を示している。
この半導体欠陥検査装置は、装置本体１１内に検査室１３および搬送室１５を有している。検査室１３内には、液浸顕微鏡１７が配置されている。この液浸顕微鏡１７は接眼レンズ鏡筒１９と液浸対物レンズ鏡筒２１を有している。液浸対物レンズ鏡筒２１の下方には、ウェハステージ２３が配置されている。このウェハステージ２３は、試料であるウェハ２５を搬送および位置決めするＸＹステージ２７およびＺθステージ２９を有している。
【００１０】
検査室１３の上部には、ケミカルフィルタ付きのＦＦＵ(ファンフィルタユニット)３１が配置されている。ケミカルフィルタ付きＦＦＵ３１は、ファン３３、ケミカルフィルタ３５およびＵＬＰＡフィルタ３７を有している。ケミカルフィルタ３５により、検査室１３内が、局所的にＴ．Ｏ．Ｃ（Total Organic Carbon：全有機炭素）等のアウトガスが少ない環境に維持される。また、ＵＬＰＡフィルタ３７により、空気中のパーティクルが最小限になるように維持される。
【００１１】
搬送室１５内には、外部からのウェハ２５を、検査室１３内に搬送する搬送ロボット３９が配置されている。また、搬送室１５の上部には、ケミカルフィルタ３５を備えないＦＦＵ４１が配置されている。このＦＦＵ４１のＵＬＰＡフィルタ３７により、搬送室１５内の空気中のパーティクルが最小限になるように維持される。
図２は、上述した液浸対物レンズ鏡筒２１に液体を供給する液体供給配管系４３、および、供給された液体を吸引する液体吸引配管系４５の概略を示している。
【００１２】
この実施形態では、液浸用の液体には超純水が使用される。純水はタンク４７に入った後、超純水製造装置４９のポンプ(不図示)により汲み上げられ、超純水製造装置４９によりイオン除去、バクテリア殺菌が行われる。そして、最終フィルタ５１により、パーティクル等の水質仕様が満たされる。最終フィルタ５１を通過した超純水は吐出指令が入力されるまではタンク４７ヘ循環される。従って、純水注入時を除き、タンク４７には超純水が循環していることになる。循環はタイマーで管理される。超純水が使用され、タンク４７が空に近づくと、センサにより自動的に純水が注入される。
【００１３】
吐出時には、水圧レギュレータ５３でコントロールされた水圧で超純水からなる液体５５が、液体吐出装置５７に供給される。吐出水量は、液体吐出装置５７のピストン５９のストローク調整と吐出時間と水圧とで管理されている。なお、試料の材質によって、表面張力（接触角）が違う場合には、レシピにより適正となる水量を自動的に吐出することが可能である。
【００１４】
液体吐出装置５７から吐出された液体５５は、配管６１により吐出ノズル６３に導かれ、吐出ノズル６３により、液浸対物レンズ鏡筒２１の先端の先玉レンズ６５とウェハ２５との間に吐出される。そして、この状態で、液浸顕微鏡１７による観察が行われる。
観察の終了後に、液体吸引装置６７が作動され、吸引用部材６９の継ぎ手７１に接続される吸引用配管７３が真空源７５に接続される。この接続により、液浸対物レンズ鏡筒２１の先端の先玉レンズ６５とウェハ２５との間の液体５５が吸引される。吸引された液体５５は、液体吸引装置６７のフィルタを通過した後、排水される。
【００１５】
図３は、上述した液浸対物レンズ鏡筒２１の詳細を示している。
この液浸対物レンズ鏡筒２１は、対物レンズ鏡筒７７と吸引用部材６９を有している。
対物レンズ鏡筒７７の先端には、先玉レンズ６５が配置されている。この先玉レンズ６５は、光軸Ｌ上に配置されている。対物レンズ鏡筒７７の先玉レンズ６５の外側には傾斜部７７ａが形成されている。そして、この傾斜部７７ａを覆って吸引用部材６９が配置されている。
【００１６】
吸引用部材６９は、円盤状をしており、上面には、対物レンズ鏡筒７７の先端部が嵌挿される円形状の止まり穴６９ａが形成されている。そして、止まり穴６９ａの外側には、円環状の環状部６９ｂが形成されている。また、止まり穴６９ａの下側には、対物レンズ鏡筒７７の先端の傾斜部７７ａを覆う覆部６９ｃが形成されている。
吸引用部材６９の下側には、対物レンズ鏡筒７７の先端の先玉レンズ６５とウェハ２５との間に、液浸用の液体５５を供給する吐出ノズル６３が配置されている。吐出ノズル６３は、図４に示すように、吸引用部材６９の環状部６９ｂに形成される溝部６９ｄに、取付部材７９により固定されている。そして、吐出ノズル６３の先端が、先玉レンズ６５の近傍まで延存されている。吐出ノズル６３は、ノズル部６３ａと配管６１が接続される接続部６３ｂを有している。
【００１７】
吸引用部材６９の覆部６９ｃには、図４に示すように、切欠部６９ｅが形成されている。この切欠部６９ｅは、覆部６９ｃの中心およびその近傍に、吐出ノズル６３の方向に沿って形成されている。切欠部６９ｅは、先玉レンズ６５の直径と略同一の幅Ｗ１を有している。この実施形態では、吐出ノズル６３から吐出された液体５５の幅Ｗ２が、切欠部６９ｅの幅Ｗ１より小さい幅になるように吐出ノズル６３からの液体５５の吐出が行われる。
【００１８】
図５ないし図７は、吸引用部材６９の詳細を示している。図５は吸引用部材６９の上面図、図６は図５のＡ−Ａ線に沿う断面図、図７は図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
吸引用部材６９の覆部６９ｃの上面には、図５に示すように、切欠部６９ｅに連続して凹部６９ｆが形成されている。そして、図３に示したように、この凹部６９ｆと対物レンズ鏡筒７７の傾斜部７７ａとの間に形成される空間によりノズル部８１が形成されている。このノズル部８１の先端には、図８の(ａ)に示すように、液体５５を吸い込む吸込口８１ａが開口されている。
【００１９】
この吸込口８１ａの面積Ｓ１は、図８の(ｂ)に模式的に示すように、液体５５の吸込方向に垂直な方向の断面積Ｓ２よりも大きくされている。従って、液体５５に大きな変形を生じさせることなく液体５５を効果的に吸引することができる。なお、吸込口８１ａの面積Ｓ１が、液体５５の吸込方向に垂直な方向の断面積Ｓ２よりも小さい時には、液体５５が大きく変形しながら吸込口８１ａに吸い込まれるため、液体５５に大きな変形が生じ、液体５５を効果的に吸引することができなくなる。
【００２０】
また、吸込口８１ａの幅Ｗ３が、図８の(ｂ)に模式的に示すように、液体５５の吸込方向に垂直な方向の幅Ｗ２よりも大きくされている。より具体的には、図５に示したように、吸引用部材６９の凹部６９ｆに形成される吸込口８１ａとなる部分の幅Ｗ３が、切欠部６９ｅの幅Ｗ１より大きくされている。また、図４に示したように、切欠部６９ｅの幅Ｗ１が、液体５５の吸込方向に垂直な方向の幅Ｗ２より大きくされている。従って、液体５５の両側面５５ａに吸込口８１ａからの吸引力を作用させることが可能になり、液体５５を吸込口８１ａに迅速に吸引することができる。なお、吸込口８１ａの幅Ｗ３が、液体５５の吸込方向に垂直な方向の幅Ｗ２よりも小さい時には、液体５５の両側面５５ａに吸込口８１ａからの吸引力を作用させることができなくなり、液体５５を迅速に吸引することができなくなる。
【００２１】
吸引用部材６９の環状部６９ｂの内側には、図５ないし図７に示すように、ノズル部８１からの液体５５を溜める液溜め部６９ｈが形成されている。環状部６９ｂの外側には、傾斜面６９ｉが形成されている。この傾斜面６９ｉには、液溜め部６９ｈに連通する螺子穴６９ｊが形成されている。
螺子穴６９ｊには、図３に示したように、継ぎ手７１の先端が螺合されている。継ぎ手７１には、液溜め部６９ｈの液体５５を吸引するための吸引管路部７１ａが形成されている。この吸引管路部７１ａの通路断面積は、継ぎ手７１の後端に接続される吸引用配管７３の通路断面積と同一とされている。
【００２２】
そして、上述した液浸対物レンズ鏡筒２１では、図９に模式的に示すように、ノズル部８１と吸引管路部７１ａとの間に、液溜め部６９ｈが形成されている。従って、吸引管路部７１ａが真空源７５に接続されると、吸込口８１ａに吸い込まれた液体５５は、ノズル部８１を通り液溜め部６９ｈに移動した後、吸引管路部７１ａを通り吸引される。
そして、液溜め部６９ｈの通路断面積Ｓ３が、吸引管路部７１ａの通路断面積Ｓ４より大きくされている。また、吸引管路部７１ａの通路断面積Ｓ４が、ノズル部８１の先端に形成される吸込口８１ａの面積Ｓ１より大きくされている。この実施形態では、ノズル部８１の先端側の通路断面積が、テーパ部８１ｂにより順次小さくされ、その先端に吸込口８１ａが形成されている。また、ノズル部８１の液溜め部６９ｈ側の通路断面積Ｓ５が、吸引管路部７１ａの通路断面積Ｓ４と同一または小さくされている。
【００２３】
従って、液体５５の吸引時には、吸引管路部７１ａを通過する液体５５の流量を維持しながら、ノズル部８１でも液体５５の流量を確保することができる。これにより、ノズル部８１での液体５５の流速を速くでき、ウェハ２５に供給された液体５５を確実に回収することができる。なお、液溜め部６９ｈの通路断面積Ｓ３が、吸引管路部７１ａの通路断面積Ｓ４以下の時には、液溜め部６９ｈにノズル部８１からの液体５５を迅速に移動することが困難になる。また、吸引管路部７１ａの通路断面積Ｓ４が、ノズル部８１の通路断面積Ｓ５より小さい場合には、ノズル部８１での液体５５の流速を速くすることが困難になる。
【００２４】
そして、この実施形態では、液溜め部６９ｈを設け、ノズル部８１の液溜め部６９ｈ側の開口の全面積が、液溜め部６９ｈに含まれるように接続したので、ノズル部８１を扁平状に形成した場合にも、ノズル部８１からの液体５５を絞ることなく吸引管路部７１ａに導くことが可能になり、ノズル部８１を通過する液体５５の流量を確実に確保することができる。すなわち、図１０に示すように、液溜め部６９ｈを設けることなく、ノズル部８１を吸引管路部７１ａに直接接続する場合には、図１０の斜線部Ｄにおいて、ノズル部８１から吸引管路部７１ａに流入する液体５５が絞られるため、ノズル部８１を通過する液体５５の流量を確保することが困難になる。また、ノズル部８１での液体５５の流速が不均一なものになり、円滑な吸引を行うことが困難になる。
(第２の実施形態)
図１１は、本発明の液浸対物レンズ鏡筒の第２の実施形態を示している。
【００２５】
なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、対物レンズ鏡筒７７の先玉レンズ６５の外側に形成される傾斜部７７ａを覆って取付用部材８３が配置されている。
取付用部材８３は、円盤状をしており、上面には、対物レンズ鏡筒７７の先端部が嵌挿される円形状の止まり穴８３ａが形成されている。そして、止まり穴８３ａの外側には、円環状の環状部８３ｂが形成されている。また、止まり穴８３ａの下側には、対物レンズ鏡筒７７の先端の傾斜部７７ａを覆う覆部８３ｃが形成されている。
【００２６】
取付用部材８３の下側には、対物レンズ鏡筒７７の先端の先玉レンズ６５とウェハ２５との間に、液浸用の液体５５を供給する吐出ノズル６３が配置されている。吐出ノズル６３は、図１２に示すように、取付用部材８３の環状部８３ｂに形成される溝部８３ｄに、取付部材７９により固定されている。そして、吐出ノズル６３の先端が、先玉レンズ６５の近傍まで延存されている。
【００２７】
取付用部材８３の覆部８３ｃには、図１２に示すように、切欠部８３ｅが形成されている。この切欠部８３ｅは、吐出ノズル６３の方向に沿って形成されている。切欠部８３ｅは、先玉レンズ６５の直径と略同一の幅を有している。
取付用部材８３の環状部８３ｂには、切欠溝８３ｆが形成されている。そして、この切欠溝８３ｆに、管部材８５が配置されている。管部材８５は、図示しない取付部材により取付用部材８３に固定されている。
【００２８】
管部材８５の先端には、ノズル部８５ａが形成されている。ノズル部８５ａの先端には、液体５５を吸い込む吸込口８５ｂが形成されている。ノズル部８５ａは、吸込口８５ｂからの液体５５を溜める液溜め部８５ｃに連通されている。液溜め部８５ｃには、液溜め部８５ｃの液体５５を吸引する吸引管路部８５ｄが連通されている。
そして、液溜め部８５ｃの通路断面積が、吸引管路部８５ｄの通路断面積より大きくされている。また、吸引管路部８５ｄの通路断面積が、吸込口８５ｂの面積と同一または大きくされている。この実施形態では、ノズル部８５ａの通路断面積が、吸込口８５ｂの面積と同一とされている。
【００２９】
この実施形態では、吸引管路部８５ｄが真空源７５に接続されると、吸込口８５ｂに吸い込まれた液体５５は、ノズル部８５ａを通り液溜め部８５ｃに移動した後、吸引管路部８５ｄを通り吸引される。
この実施形態においても第１の実施形態と略同様の効果を得ることができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
【００３０】
(１)上述した実施形態では、ノズル部８１，８５ａの先端に吸込口８１ａ，８５ｂを形成した例について説明したが、例えば、図１３に示すように、管部材８７の吸引管路部８７ａに接続される液溜め部８７ｂの先端に吸込口８７ｃを直接形成しても良い。
(２)上述した実施形態では、半導体欠陥検査装置の液浸顕微鏡１７に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、液浸顕微鏡１７を使用する種々の装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の液浸顕微鏡が使用される半導体欠陥検査装置を示す説明図である。
【図２】図１の液浸顕微鏡の液体供給配管系および液体吸引配管系を示す説明図である。
【図３】図２の液浸対物レンズ鏡筒を示す説明図である。
【図４】図３を下方から見た説明図である。
【図５】図３の吸引用部材を示す上面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】図３の液浸対物レンズ鏡筒の先端の詳細を示す説明図である。
【図９】吸込口、ノズル部、液溜め部、吸引管路部の関係を模式的に示す説明図である。
【図１０】液溜め部を形成しない場合の作用を説明するための説明図である。
【図１１】本発明の液浸対物レンズ鏡筒の第２の実施形態を示す説明図である。
【図１２】図１１を下方から見た説明図である。
【図１３】管部材の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
２１：液浸対物レンズ鏡筒、２５：ウェハ、５５：液体、６３：吐出ノズル、６５：先玉レンズ、６９：吸引用部材、６９ｆ：凹部、６９ｈ：液溜め部、７１ａ：吸引管路部、７７：対物レンズ鏡筒、７７ａ：傾斜部、８１：ノズル部、８１ａ：吸込口、８５：管部材、８５ａ：ノズル部、８５ｂ：吸込口、８５ｃ：液溜め部、８５ｄ：吸引管路部。
【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】
2007133077.tif 000011
【図１０】
2007133077.tif 000012
【図１１】
2007133077.tif 000013
【図１２】
2007133077.tif 000014
【図１３】
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