(57)【要約】      （修正有）【課題】電子線照射による温度上昇に起因したレジストパターンの変形、変質等を防止し、且つ高い精度でパターンの欠陥の検査を行うこと。【解決手段】検査モジュールの真空容器に冷却モジュールの真空容器を気密に接続し、冷却用の真空容器内に基板の載置台が設けられた冷却モジュールにおいて、載置台の表面と基板との間に熱伝達用のガスを供給する手段と、前記載置台を冷却する冷却手段とを備え、基板搬送手段によって前記検査用の真空容器と冷却用の真空容器との間で基板を搬送するようにし、前記検査モジュールにて電子線の照射により加熱された基板を前記冷却モジュールの載置台に搬送し、この載置台で冷却された基板を、レジストパターンの検査の続きを行うために前記検査モジュール内に搬送する。【選択図】図５
2009064726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気とされる検査用の真空容器と、レジストパターンが形成され、前記真空容器内に載置された基板の表面に電子線を照射し、当該基板の表面から放出される２次電子に基づいて前記レジストパターンの検査を行う検査手段と、を含む検査モジュールと、
常圧雰囲気と前記検査モジュールとの間で基板の受け渡しを行うために前記検査用の真空容器に気密に接続されたロードロック室と、このロードロック室内を常圧雰囲気と真空雰囲気との間で切り替える手段と、を含むロードロックモジュールと、
前記検査用の真空容器に気密に接続され、真空雰囲気とされる冷却用の真空容器と、この真空容器内に設けられた基板の載置台と、この載置台の表面と基板との間に熱伝達用のガスを供給する手段と、前記載置台を冷却する冷却手段と、を含む冷却モジュールと、
前記検査用の真空容器と冷却用の真空容器との間で基板を搬送する基板搬送手段と、
前記検査モジュールにて電子線の照射により加熱された基板を前記冷却モジュールの載置台に搬送するステップと、この載置台で冷却された基板を、レジストパターンの検査の続きを行うために前記検査モジュール内に搬送するステップと、を実行するための制御手段と、を備えたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
前記ロードロックモジュール、前記検査モジュール及び前記冷却モジュールは共通の基板搬送室に気密に接続され、
前記基板搬送手段は、この基板搬送室内に設けられ、前記ロードロックモジュール、前記検査モジュール及び前記冷却モジュールの間で基板を搬送するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
【請求項３】
前記検査用の真空容器は、第１の搬送口と第２の搬送口を有し、前記ロードロック室及び冷却モジュールの真空容器は、前記第１の搬送口及び第２の搬送口に夫々気密に接続され、
前記基板搬送手段は、ロードロックモジュール及び検査モジュール間の基板の受け渡しを行う手段と、前記冷却モジュール及び検査モジュール間の基板の受け渡しを行う手段とに分割されていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。  
【請求項４】
前記ロードロックモジュールは、前記冷却モジュールを兼用していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の基板検査装置。
【請求項５】
前記ロードロックモジュールは、常圧雰囲気から検査前の基板を搬入するための第１のロードロックモジュールと、検査後の基板を常圧雰囲気に搬出するための第２のロードロックモジュールと、を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の基板検査装置。
【請求項６】
前記第２のロードロックモジュールは、検査後の基板の結露を防止するために基板を加熱する手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載の基板検査装置。
【請求項７】
レジストパターンが形成された基板をロードロック室を介して、真空雰囲気とされた検査用の真空容器内に搬入する工程と、
続いて前記基板の表面に電子線を照射して当該基板の表面から放出される２次電子に基づいて前記レジストパターンの検査を行う工程と、
電子線の照射により加熱された基板を、前記検査用の真空容器に気密に接続されかつ真空雰囲気とされた冷却用の真空容器内の載置台に載置する工程と、
この載置台の表面と基板との間に熱伝達用のガスを供給しながら当該載置台を冷却することにより基板を冷却する工程と、
次いでレジストパターンの検査の続きを行うために前記基板を冷却用の真空容器から検査用の真空容器内に搬送する工程と、を含むことを特徴とする基板検査方法。
【請求項８】
基板をロードロック室から検査用の真空容器内に搬入する工程は、ロードロック室と検査用の真空容器との間に介在する基板搬送室内の基板搬送手段により、当該基板搬送室を介して行われ、
基板を前記検査用の真空容器と冷却用の真空容器との間で搬送する工程は、前記基板搬送手段により、前記基板搬送室を介して行われることを特徴とする請求項７に記載の基板検査方法。
【請求項９】
基板を前記ロードロック室から検査用の真空容器内に搬入する工程は、ロードロック室から当該真空容器の第１の搬送口を介して第１の基板搬送手段により行われ、
基板を前記検査用の真空容器と冷却用の真空容器との間で搬送する工程は、検査用の真空容器の第２の搬送口を介して第２の基板搬送手段により行われることを特徴とする請求項７に記載の基板検査方法。
【請求項１０】
前記ロードロック室は、前記冷却用の真空容器を兼用していることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載の基板検査方法。
【請求項１１】
検査終了後の基板を前記ロードロック室とは別のロードロック室内に搬入する工程と、
基板の結露を防止するために当該別のロードロック室内で基板を加熱した後、常圧雰囲気に搬出する工程と、を更に含むことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１つに記載の基板検査方法。
【請求項１２】
真空雰囲気とされた検査用の真空容器内にて基板の検査を行う基板検査装置に用いられ、コンピュータ上で動作するプログラムを格納する記憶媒体であって、
前記プログラムは、請求項７ないし１１のいずれか１つに記載された基板検査方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジストパターンが形成されている基板に対して真空雰囲気にて電子線を照射し、これにより基板から放出される２次電子に基づいて前記パターンの欠陥の検査を行う技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ（以下ウエハという）上に形成されたレジストパターンの欠陥検査方法については、レーザーによる光学式検査方法があるが、当該方法ではレジストパターンの線幅が３２ｎｍ以下になると当該パターンの欠陥を検出しにくくなる。  
そこでパターンの線幅が３２ｎｍ以下、例えば１５ｎｍにおける当該パターンの欠陥を検査できる方法として電子線を用いたＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）式の検査方法がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このＳＥＭ式の基板検査方法は、図１２に示すように真空容器１０の上方側に設けられた電子放出部１１から１次電子（電子線）を放出して、この電子線を載置台１２上のウエハＷに照射し、１次電子の照射によってウエハＷから放出される２次電子を検出することで、ウエハＷ表面に形成されているレジストパターンの欠陥検査が行なわれる。
【０００４】
しかし上述したＳＥＭ式の基板検査方法では次のような問題がある。即ち、ウエハＷは電子線による熱エネルギーを受けるため、その温度が上昇し、このためウエハＷの表面に形成されているレジストパターンが変質あるいは変形するおそれがある。その結果、次工程において例えば当該レジストをマスクにしてウエハＷをエッチングした場合、エッチングの不良発生の原因となるという問題がある。
【０００５】
一般に真空雰囲気内でウエハＷを冷却するためには、載置台１２内に冷媒を通流させると共に、静電チャック１３とウエハＷとの間に熱伝達用のガスを供給することで、冷媒により冷却された載置台１２とウエハとの熱交換を、このガスを通じて行い、これによりウエハＷの温度調整を行うようにしている。このように熱伝達用のガスを用いる理由は、ウエハＷと載置台１２の表面との間には微視的な隙間があり、この隙間が真空になるため、両者の間の熱交換が起こりにくいからである。
【０００６】
一方、微細なパターンの欠陥を高い精度で検出するためには検査雰囲気（真空容器１０内の雰囲気）は１３３．２×１０−３Ｐａ（１０−３Ｔｏｒｒ）以下の高真空に維持する必要があるため、基板検査を行う真空容器１０内においてこのような冷却手法を適用すると、熱伝達用のガスのリークにより真空容器１０内の雰囲気圧力が高くなってしまい、高い精度でパターンの欠陥を検査することができないという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２１６６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、レジストパターンが形成されている基板に対して電子線照射により前記パターンの欠陥の検査を行うにあたって、電子線照射による温度上昇に起因したレジストパターンの変形、変質等を防止し、且つ高い精度でパターンの欠陥の検査を行うことができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の基板検査装置は、真空雰囲気とされる検査用の真空容器と、レジストパターンが形成され、前記真空容器内に載置された基板の表面に電子線を照射し、当該基板の表面から放出される２次電子に基づいて前記レジストパターンの検査を行う検査手段と、を含む検査モジュールと、
常圧雰囲気と前記検査モジュールとの間で基板の受け渡しを行うために前記検査用の真空容器に気密に接続されたロードロック室と、このロードロック室内を常圧雰囲気と真空雰囲気との間で切り替える手段と、を含むロードロックモジュールと、
前記検査用の真空容器に気密に接続され、真空雰囲気とされる冷却用の真空容器と、この真空容器内に設けられた基板の載置台と、この載置台の表面と基板との間に熱伝達用のガスを供給する手段と、前記載置台を冷却する冷却手段と、を含む冷却モジュールと、
前記検査用の真空容器と冷却用の真空容器との間で基板を搬送する基板搬送手段と、
前記検査モジュールにて電子線の照射により加熱された基板を前記冷却モジュールの載置台に搬送するステップと、この載置台で冷却された基板を、レジストパターンの検査の続きを行うために前記検査モジュール内に搬送するステップと、を実行するための制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
上述した基板検査装置において、前記ロードロックモジュール、前記検査モジュール及び前記冷却モジュールは共通の基板搬送室に気密に接続され、前記基板搬送手段は、この基板搬送室内に設けられ、前記ロードロックモジュール、前記検査モジュール及び前記冷却モジュールの間で基板を搬送するように構成されていることことが好ましい。
【００１１】
さらに上述した基板検査装置において、前記検査用の真空容器は、第１の搬送口と第２の搬送口を有し、前記ロードロック室及び冷却モジュールの真空容器は、前記第１の搬送口及び第２の搬送口に夫々気密に接続され、前記基板搬送手段は、ロードロックモジュール及び検査モジュール間の基板の受け渡しを行う手段と、前記冷却モジュール及び検査モジュール間の基板の受け渡しを行う手段とに分割されている構成としてもよい。
【００１２】
また上述した基板検査装置において、前記ロードロックモジュールは、前記冷却モジュールを兼用している構成としてもよい。さらに前記ロードロックモジュールは、常圧雰囲気から検査前の基板を搬入するための第１のロードロックモジュールと、検査後の基板を常圧雰囲気に搬出するための第２のロードロックモジュールと、を含む構成としてもよい。この場合、前記第２のロードロックモジュールには、検査後の基板の結露を防止するために基板を加熱する手段を備えていることが好ましい。
【００１３】
また本発明の基板検査方法は、レジストパターンが形成された基板をロードロック室を介して、真空雰囲気とされた検査用の真空容器内に搬入する工程と、
続いて前記基板の表面に電子線を照射して当該基板の表面から放出される２次電子に基づいて前記レジストパターンの検査を行う工程と、
電子線の照射により加熱された基板を、前記検査用の真空容器に気密に接続されかつ真空雰囲気とされた冷却用の真空容器内の載置台に載置する工程と、
この載置台の表面と基板との間に熱伝達用のガスを供給しながら当該載置台を冷却することにより基板を冷却する工程と、
次いでレジストパターンの検査の続きを行うために前記基板を冷却用の真空容器から検査用の真空容器内に搬送する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
上述した基板検査方法において、基板をロードロック室から検査用の真空容器内に搬入する工程は、ロードロック室と検査用の真空容器との間に介在する基板搬送室内の基板搬送手段により、当該基板搬送室を介して行われ、基板を前記検査用の真空容器と冷却用の真空容器との間で搬送する工程は、前記基板搬送手段により、前記基板搬送室を介して行われるように構成してもよい。
【００１５】
さらに上述した基板検査方法において、基板を前記ロードロック室から検査用の真空容器内に搬入する工程は、ロードロック室から当該真空容器の第１の搬送口を介して第１の基板搬送手段により行われ、基板を前記検査用の真空容器と冷却用の真空容器との間で搬送する工程は、検査用の真空容器の第２の搬送口を介して第２の基板搬送手段により行われるように構成してもよい。
【００１６】
また上述した基板検査方法において、前記ロードロック室は、前記冷却用の真空容器を兼用している構成としてもよい。さらに検査終了後の基板を前記ロードロック室とは別のロードロック室内に搬入する工程と、基板の結露を防止するために当該別のロードロック室内で基板を加熱した後、常圧雰囲気に搬出する工程と、を更に含む構成としてもよい。
【００１７】
また本発明は、真空雰囲気とされた検査用の真空容器内にて基板の検査を行う基板検査装置に用いられ、コンピュータ上で動作するプログラムを格納する記憶媒体であって、前記プログラムは、上述した基板の検査方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、検査用の真空容器内にてパターンの欠陥検査を行うために電子線の照射により加熱された基板を、真空を破らずに冷却用の真空容器内の載置台に搬送してここで冷却し、冷却した基板を検査用の真空容器に戻してパターンの欠陥検査の続きを行うようにしている。このための欠陥検査中でのレジストパターンの変質あるいは変形を防止することができると共に、検査用の真空容器内にて熱伝達用のガスのリークに伴う圧力上昇のおそれがないので、高い精度でパターンの欠陥の検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施の形態）
本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態に係る基板検査装置の一例を示す横断面図である。この基板検査装置２０は例えば１台のＳＥＭ式の検査モジュール３０を備えており、この検査モジュール３０は、横断面形状が五角形をなす真空搬送室２１に気密に接続されている。
【００２０】
前記真空搬送室２１には、更に冷却モジュール４０及び、第１及び第２のロードロックモジュール２２ａ，２２ｂが気密に接続されている。これらロードロックモジュール２２ａ，２２ｂの前記真空搬送室２１と反対側には大気搬送室２３が設けられており、この大気搬送室２３の前記ロードロックモジュール２２ａ，２２ｂと反対側にはウエハＷを収納可能な２つの密閉型の基板搬送容器であるフープと呼ばれるウエハキャリア（以下、キャリアという）２００を取り付ける搬入出ポート２４ａ，２４ｂが設けられている。なお、図１中のＧはゲートバルブである。
【００２１】
前記真空搬送室２１には、検査モジュール３０、冷却モジュール４０及びロードロックモジュール２２ａ，２２ｂに対してウエハＷの搬入出を行う基板搬送手段である搬送アーム機構５０が設けられている。この搬送アーム機構５０は、フォーク状のアーム５１を有する多関節型のアーム構造からなり、真空搬送室２１の略中央に配置されている。
【００２２】
前記大気搬送室２３のキャリア２００取り付け用の２つの搬入出ポート２４ａ，２４ｂには、夫々図示しないシャッターが設けられており、これら搬入出ポート２４ａ，２４ｂにウエハＷを収納したキャリア２００が取り付けられ、取り付けられた際に前記シャッターが外れて外気の侵入を防止しつつ大気搬送室２３と連通するようになっている。
【００２３】
また前記大気搬送室２３には、キャリア２００に対するウエハＷの搬入出及びロードロックモジュール２２ａ，２２ｂに対するウエハＷの搬入出を行う搬送アーム機構２７が設けられている。この搬送アーム機構２７は、多関節アーム構造を有しており、キャリア２００の配列に沿ってレール２８上を走行可能となっている。また前記大気搬送室２３の側面にはレーザーを用いてウエハＷ上のレジストパターンの欠陥検査を大気雰囲気中で行う光学式の検査モジュール６が設けられている。
【００２４】
次にＳＥＭ式の検査モジュール３０について図２を参照しながら説明する。図２中の３１は真空容器であり、当該真空容器３１の下部には、ウエハＷを載置する載置台３２が設けられている。この載置台３２は図２の一点鎖線で示すＸ−Ｙ駆動機構３３によってＸ方向及びＹ方向に移動できるようになっている。また前記載置台３２の表面には静電チャック３４が設けられ、ウエハＷはこの静電チャック３４により平坦に保持されることで、ウエハＷの表面における検査範囲の焦点合わせが高い精度で行うことができるようになっている。また前記載置台３２の内部には、前記真空搬送室２１に設けられた搬送アーム機構５０に対してウエハＷの受け渡しを行うことが可能な図示しない昇降ピンが設けられている。
【００２５】
また前記真空容器３１の天井部には前記載置台３２に対向するように、前記ウエハＷに１次電子を照射する電子放出部６０が設けられている。前記電子放出部６０には当該電子放出部６０に電圧を印加するための電源６１が接続されている。また前記電子放出部６０と前記載置台３２との間には、前記電子放出部６０から放出された１次電子（電子線）を集束するための集束レンズ６２と、電子線の通過範囲を規制するアパーチャ６３及び１次電子を走査するための走査コイル６４とが設けられている。さらに前記載置台３２と前記走査コイル６４との間には、１次電子の照射によってウエハＷから放出される２次電子を検出する電子検出手段６９が設けられている。
【００２６】
また前記真空容器３１の底部には、排気ポート６６が形成されており、この排気ポート６６にはバルブＶ１を介して真空ポンプ６７が接続されている。一方、前記真空容器３１の側壁には、ウエハＷの搬送口６８が形成されており、この搬送口６８はゲートバルブＧによって開閉するようになっている。
【００２７】
次に冷却モジュール４０について図３を用いて説明する。図３中の４１は真空容器であり、当該真空容器４１の内部にはウエハＷを載置する載置台４２が設けられている。この載置台４２は表面に静電チャック３４が設けられると共に、内部には、当該載置台４２を介してウエハＷを冷却するために、冷却媒体を循環させる冷媒溜４５が形成されており、この冷媒溜４５には導入管４６Ａと排出管４６Ｂとが設けられている。前記導入管４６Ａを介して冷媒溜４５内に冷却媒体例えば液体窒素を供給するようになっており、冷媒溜４５を循環した冷却媒体は排出管４６Ｂを介して装置外部へ排出されるようになっている。
【００２８】
また前記載置台４２内には、上端が当該載置台４２の上面に開口する複数のバックサイドガス（熱伝達用のガス）のための孔部４７が形成されており、これら孔部４７の下端は例えば通気室４８を介してバックサイドガス用のガス供給路４９に連通している。また前記静電チャック３４にも各孔部４７に対応した位置に穴５０が穿設されており、孔部４７からバックサイドガスが静電チャック３４の穴５０を通じてウエハＷの裏面に吹き付けられるようになっている。前記ガス供給路４９は、バタフライバルブなどの圧力調整器５１を介して熱伝達用のガスである例えばＨｅガスなどのガス供給源５２に接続されている。また前記載置台４２の内部には、前記真空搬送室２１に設けられた搬送アーム機構５０に対してウエハＷの受け渡しを行うことが可能な図示しない昇降ピンが設けられている。
【００２９】
また前記真空容器４１の底部には、排気ポート５３が形成されており、この排気ポート５３にはバルブＶ２を介して真空ポンプ５４が接続されている。また前記真空搬送室２１側の真空容器４１の側壁には、ウエハＷの搬送口５５が形成されており、この搬送口５５はゲートバルブＧによって開閉するようになっている。
【００３０】
次にロードロックモジュール２０ａ，２０ｂについて説明する。この実施の形態では、２つのロードロックモジュール２２ａ，２２ｂのうち第１のロードロックモジュール２２ａは未処理のウエハＷの搬入専用として用いられ、第２のロードロックモジュール２２ｂは検査済のウエハＷの搬出専用として用いられている。説明の便宜上、ウエハＷの搬出用の第２のロードロックモジュール２２ｂについて説明する。図４中の７０は真空容器であるロードロック室であり、当該ロードロック室７０の内部にはウエハＷを載置する載置台７１が設けられている。この載置台７１はロードロック室７０の底面に固定されている。
【００３１】
この載置台７１は内部にウエハＷを加熱するための抵抗発熱体であるヒータ７２が設けられており、後述するように検査済のウエハＷが真空雰囲気から大気雰囲気に戻される際の結露を防止するために、ウエハＷを加熱するようになっている。
【００３２】
また前記載置台７１の内部には、熱伝達用のガスを供給する手段が設けられており、この手段は図３に示すよう孔部４７、通気室４８、ガス供給路４９、穴５０、圧力調整器５１及びガス供給源５２で構成される。また前記載置台７１の内部には、前記真空搬送室２１に設けられた搬送アーム機構５０及び前記大気搬送室２３に設けられた搬送アーム機構２７に対してウエハＷの受け渡しを行うことが可能な図示しない昇降ピンが設けられている。
【００３３】
前記ロードロック室７０の底部には、排気ポート７４が形成されており、この排気ポート７４にはバルブＶ３を介して真空ポンプ７５が接続されている。また前記ロードロック室７０の上部には、供給ポート７６が形成されており、この供給ポート７６にはバルブＶ４を介して乾燥ガスである窒素ガス供給源７７が接続されている。そして前記窒素ガス供給源７７から供給ポート７６を介してロードロック室７０内に窒素ガスを供給することで、大気雰囲気にすることができるようになっている。つまりこの例では、排気ポート７４、バルブＶ３及び真空ポンプ７５と、供給ポート７６、バルブＶ４及び窒素ガス供給源７７と、によってロードロック室７０内を大気雰囲気と真空雰囲気との間で切り替える手段を構成している。また大気搬送室２３側のロードロック室７０の側壁及び前記真空搬送室２１側のロードロック室７０の側壁には、ウエハＷの搬送口７８，７９が夫々形成されており、これら搬送口７８，７９はゲートバルブＧによって開閉するようになっている。
【００３４】
次にウエハＷの搬入用の第１のロードロックモジュール２２ａについて説明すると、第１のロードロックモジュール２２ａは、図４に示す第２のロードロックモジュール２２ｂにおいて、ヒータ７２と熱伝達用のガスを供給する手段とが設けられていない他は、同じように構成されている。
【００３５】
また前記基板検査装置２０は制御部１００を備えており、前記制御部１００は例えばコンピュータからなり、搬送アーム機構２７、搬送アーム機構５０及びゲートバルブＧの動作シーケンスと、検査モジュール３０で行われるレジストパターンの欠陥検査、及び冷却モジュール４０で行われるウエハＷの冷却等をコンピュータのプログラムにより制御するように構成されている。なお、このプログラムは例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）及びメモリカード等の記憶媒体に格納され、これら記憶媒体から制御部１００にインストールされる。またこのプログラムは、他の装置から例えば専用回線を介して伝送させ、オンラインで制御部１００であるコンピュータにインストールしてもよい。
【００３６】
次に上述した基板処理装置２０の作用について図５〜図７を参照しながら説明する。先ず、レジストパターンが形成されたウエハＷを収納したキャリア２００を外部から搬入出ポート２４ａに搬入すると、搬入出ポート２４ａのシャッターが外れて搬送アーム機構２７により処理前のウエハＷが取り出され、光学式の検査モジュール６に搬送される（ステップＳ１０）。そしてこの光学式の検査モジュール６では常圧雰囲気例えば大気雰囲気でレーザー光を用いて例えばウエハのノッチ合わせ、方向決め等の項目について検査が行われる（ステップＳ１１）。
【００３７】
続いて搬送アーム機構２７によって光学式の検査モジュール６からウエハＷを取り出し、第１のロードロックモジュール２２ａの載置台７１に載置する。そしてロードロック室７０内を大気雰囲気から真空雰囲気に切り替えた後、当該ロードロック室２２ａからウエハＷが取り出され、冷却モジュール４０に搬送される。
【００３８】
冷却モジュール４０の載置台４２は、予め冷媒溜４５に冷媒例えば液体窒素を導入しておくことで冷却されており、ウエハＷを載置台４２に載置して、静電チャック３４に吸着させた後、ガス供給路４９よりバックサイドガス例えばＨｅガスを供給して、ウエハＷの裏面と静電チャック３４の表面との間にバックサイドガスを通流させることでウエハＷの熱がバックサイドガスを介して載置台４２に奪われ、例えば０℃まで冷却される（ステップＳ１２）。  
冷却されたウエハＷは、搬送アーム機構５０により取り出され、ＳＥＭ式の検査モジュール３０に搬送され、静電チャック３４によって吸着保持される。しかる後、搬送アーム機構５０が退出してゲートバルブＧを閉じ、電子線を用いた欠陥検査が行われる（ステップＳ１３）。
【００３９】
この欠陥検査は次のようにして行われる。先ず、制御部１００の指示により前記電子放出部６０から放出された１次電子（電子線）が、ウエハＷに照射される。一方、載置台３２はＸ−Ｙ駆動機構３３によってＸ方向及びＹ方向に移動制御され、電子線がウエハＷ表面をマス目状にスキャンすることとなる。１次電子の照射によってウエハＷから放出された２次電子は電子検出手段６９によって検出され、この検出データとウエハＷの位置データとに基づいてパターンの欠陥検査が行われる。
【００４０】
そして載置台３２に載置されているウエハＷは、スキャンニング中、電子線による熱エネルギーを受け、ウエハＷの温度は時間の経過と共に、徐々に上昇して行く。このままウエハＷが昇温し続けるとレジストパターンが変質あるいは変形するおそれがあるため、こうした悪影響が現れる温度よりも低い温度例えば５℃まで昇温したときに制御部１００から電源部６１に電圧供給の停止指令信号が出力される。図７は一連の工程におけるウエハＷの温度変化の様子を模式的に示している。この例では、こうした温度管理を時間管理として行っている。即ち、冷却後のウエハＷに電子線を照射したときに、ウエハＷの温度が許容上限温度に達するまでの時間を予め求めておき、その設定時間ｔが経過したときに、電子線の照射を停止し、次いでウエハＷを冷却モジュール４０に搬送して既述のようにして冷却するようにしている（ステップＳ１４及びステップＳ１５）。ウエハＷを冷却した後、搬送アーム機構５０によって、検査モジュール３０に戻し、既述と同様にして電子線による前記パターンの欠陥検査の続きが行われる（ステップＳ１６）。
【００４１】
前記パターンの欠陥検査は、ウエハＷの表面に形成されているレジストパターンが電子線によって全てスキャンニングされるまで行われる。この例では電子線によって全てスキャンニングされる時間よりも上述した設定時間ｔの方がかなり短いため、ウエハＷは何度も冷却さることになる。従って、ウエハＷは図６中の矢印Ｂに示すように検査モジュール３０と冷却モジュール４０との間を、真空搬送室２１を介して何度も往来することになる。
【００４２】
そしてステップＳ１７において電子線による前記パターンの欠陥検査が終了すると、ウエハＷは第２のロードロックモジュール２２ｂに搬送される。ここでウエハＷは冷却された後、検査が行われるステップを繰り返すことから検査終了のタイミングによってはウエハＷが大気中の露点よりも低い場合がある。この場合、ウエハＷを大気雰囲気に曝すと結露してしまう。そこでこの結露を防止するために、このウエハＷをロードロック室７０内で例えば室温に温調する（ステップＳ１８）。この温調処理は、ヒータ７２により載置台７１を加熱すると共に、ガス供給路４９よりバックサイドガス例えばＨｅガスを供給することで、載置台７１の熱がバックサイドガスを通じてウエハＷに伝熱され、ウエハＷが加熱されることによって行われる。
【００４３】
当該ウエハＷを室温まで加熱した後、前記窒素ガス供給源７７から供給ポート７６を介してロードロック室７０内に窒素ガスを供給して、大気圧に戻す。なお、検査終了のタイミングによってはウエハＷの温度が室温よりも高い場合があり得るが、この例では一律にウエハＷが第２のロードロックモジュール２２ｂに搬入された後、一定時間ヒータ７２を動作させている。しかる後、大気搬送室２３内の搬送アーム機構２７によって当該ロードロック室７０内のウエハＷが取り出され、当該ウエハＷは元のキャリア２００に戻される（ステップＳ１９）。
【００４４】
上述の実施の形態によれば、パターンの欠陥検査を行うために検査モジュール３０にて電子線の照射により加熱されたウエハＷを、真空を破らずに冷却モジュール４０内の載置台４２に搬送してここで冷却し、冷却したウエハＷを検査モジュール３０に戻してパターンの欠陥検査の続きを行うようにしている。このため欠陥検査中でのレジストパターンの変質あるいは変形を防止することができる。そしてウエハＷの冷却を検査モジュール３０にて行わずに冷却モジュール４０で行うようにしているので、検査モジュール３０にて冷却のための熱伝達用のガスの供給が不要になり、従って検査モジュール３０では、このガスのリークに伴う圧力上昇のおそれがないので、電子線照射に必要な高真空雰囲気が乱れずに済み、高い精度でパターンの欠陥の検査を行うことができる。
（第２の実施の形態）
この実施の形態では図１に示す基板検査装置２０において、２つのロードロックモジュール２２ａ，２２ｂのうち第１のロードロックモジュール２２ａに熱伝達用のガスを供給する手段と、前記載置台を冷却する冷却手段とを設けた他は同じように構成されている。つまり第１のロードロックモジュール２２ａには図３に示す冷却モジュール４０に設けられた載置台４２と全く同じ機能の載置台が設けられており、第１のロードロックモジュール２２ａにておいても熱伝達用のバックサイドガスによりウエハＷを冷却することができるようになっている。
【００４５】
このような構成にした場合、２枚のウエハＷを基板検査装置２０内に搬入して、検査モジュール３０において各々のウエハＷに対してパターンの欠陥検査を交互に行うことができる。具体的に説明すると、図８中の矢印Ａに示すように第１のウエハＷ１を冷却モジュール４０にて冷却処理を行うようにすると共に、図８中の矢印Ｂに示すように第２のウエハＷ２を第１のロードロックモジュール２２ａにて冷却処理を行うように設定する。そして第１のウエハＷ１が検査モジュール３０で検査処理を行っている間は、第２のウエハＷ２は第１のロードロックモジュール２２ａで冷却処理を行うようにし、第１のウエハＷが冷却モジュール４０で冷却処理を行っている間は、第２のウエハＷ２は検査モジュール３０でパターンの欠陥検査を行うようにする。そして制御部１００では第１のウエハＷ１の検査データと第２のウエハＷ２の検査データとを分割して管理するようにプログラムが組まれる。このような構成にすることで、基板検査装置２０において２枚のウエハＷを並行して処理することができるといった利点がある。
【００４６】
またこの実施の形態において、基板検査装置２０内に２枚のウエハＷを搬入するのではなく、１枚のウエハＷを搬入してもよい。この場合、ウエハＷは最初に検査モジュール３０に搬入される前に、大気雰囲気から真空雰囲気への切り替えの時間を利用して冷却することができる。
（第３の実施の形態）
この実施の形態では図９に示すようにロードロックモジュール２２の隣にＳＥＭ式の検査モジュール３０が設けられており、この検査モジュール３０の真空容器３１中にロードロックモジュール２２と検査モジュール３０との間でウエハＷの受け渡しを行う既述の搬送アーム機構５０が設置され、さらに前記ロードロックモジュール２２において図１０に示すように既述のように熱伝達用のガスを供給する手段と、前記載置台を冷却する冷却手段と、前記載置台を加熱する手段とが設けられている構成となっている。また検査モジュール３０の真空容器３１の側壁に設けられた搬送口６８と前記真空容器３１内の載置台３２との間に前記搬送アーム機構５０が設けられ、ロードロックモジュール２２の真空容器７０が前記搬送口６８に気密に接続されている。そしてこの搬送口６８はゲートバルブＧによって開閉するようになっている。また前記ロードロックモジュール２２の前記検査モジュール３０と反対側には既述の搬送アーム機構５０を備えた大気搬送室２３が設けられており、当該大気搬送室２３の側壁に設けられた搬送口８０に前記ロードロックモジュール２２の真空容器７０が気密に接続されている。前記大気搬送室２３のロードロックモジュール２２と反対側には１つのキャリア２００を取り付ける搬入出ポート２４が設けられている。またこの大気搬送室２３の側壁には光学式の検査モジュール６が設けられている。
【００４７】
この装置におけるウエハＷの流れについて簡単に述べると、先ずキャリア２００から処理前のウエハＷが取り出され、光学式の検査モジュール６に搬送される。当該検査モジュール６で検査を行った後、大気搬送室２３内にある搬送アーム機構５０によってロードロックモジュール２２に搬送される。そしてロードロック室７０内を大気雰囲気から真空雰囲気にした後、冷媒及びバックサイドガスによってウエハＷを冷却する。しかる後、真空容器３１内の搬送アーム機構５０によって、冷却したウエハＷを、ロードロック室７０から取り出し、真空容器３１内の載置台３２に載置する。当該検査モジュール３０で所定時間検査を行った後、真空容器３１内の搬送アーム機構５０によってウエハＷを取り出し、ロードロックモジュール２２に搬送する。そしてロードロックモジュール２２で冷却処理が行われる。この後はロードロックモジュール２２と検査モジュール３０との間で検査処理及び冷却処理が交互に行われるが、これらモジュール間におけるウエハＷの受け渡しは真空容器３１内の搬送アーム機構５０によって搬送口６８を介して行われる。
【００４８】
検査が終わって、ロードロックモジュール２２に搬送された後、ウエハＷは、ヒータ７２及びバックサイドガスによって所定の温度まで加熱される。そしてロードロック室７０内を真空雰囲気から大気雰囲気に戻した後、大気搬送室２３内の搬送アーム機構５０によってロードロック室７０内のウエハＷが取り出され、元のキャリア２００に戻される。
【００４９】
このような装置構成にすることで、冷却モジュール４０及び真空搬送室２１を設ける必要がなくなるため、装置構成を簡略化することができると共に、装置の設置面積を抑えることができる。なお、図９及び図１０において図１に示す基板検査装置、図２に示す検査モジュール３０、図３に示す冷却モジュール４０及び図４に示すロードロックモジュール２２と同じ部分には同じ符号を付してある。
（第４の実施の形態）
この実施の形態では、図１１に示すように上述した第３の実施の形態において検査モジュール３０の隣に冷却モジュール４０を設け、この検査モジュール３０の真空容器３１中に，検査モジュール３０と冷却モジュール４０との間でウエハＷの受け渡しを行う既述の搬送アーム機構５０を設置した他は同じように構成されている。また検査モジュール３０の真空容器３１の他方の側壁に設けられた搬送口６９と前記真空容器３１内の載置台３２との間に前記搬送アーム機構５０が設けられ、冷却モジュール４０の真空容器４１は前記搬送口６９に気密に接続されている。そしてこの搬送口６９はゲートバルブＧによって開閉するようになっている。この形態では、冷却モジュール４０及びロードロックモジュール２２においてウエハＷの冷却処理を行うようになっている。
【００５０】
この実施の形態では、ロードロック室７０内でウエハＷを冷却した後、真空容器３１内の前記搬送口６８と前記載置台３２との間に設けられた搬送アーム機構５０によって取り出し、検査モジュール３０に搬送してパターンの欠陥検査を行い、その後は真空容器３１内の前記搬送口６９と前記載置台３２との間に設けられた搬送アーム機構５０によって冷却モジュール４０と検査モジュール３０との間でウエハＷの搬送を繰り返すようになっている。またこの例では第２の実施の形態のように２枚のウエハＷを並行して検査するようにしてもよいし、１枚のウエハＷだけについて検査するようにしてもよい。なお、図１１において図１に示す基板検査装置、図２に示す検査モジュール３０、図３に示す冷却モジュール４０及び図４に示すロードロックモジュール２２と同じ部分には同じ符号を付してある。
【００５１】
また第３及び第４の実施の形態では検査モジュール３０と大気搬送室２３との間にロードロックモジュール２２を１つだけ設置した構成としてあるが、図１に示すように検査モジュール３０と大気搬送室２３との間に２つのロードロックモジュール２２ａ，２２ｂを設け、一方のロードロックモジュール２２ａを搬入専用とし、他方のロードロックモジュール２２ｂを搬出専用として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態にかかる基板検査装置を示す横断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に用いられるＳＥＭ式の検査モジュールの一例を示す縦断側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に用いられる冷却モジュールの一例を示す横断側面図である。
【図４】本発明の実施の形態に用いられるロードロックモジュールの一例を示す縦断側面図である。
【図５】本発明の実施の形態の作用を示すフロー図である。
【図６】上記基板検査装置の作用を示す説明図である。
【図７】上記基板検査装置の作用を示す説明図である。
【図８】本発明の他の実施の形態を説明する説明図である。
【図９】本発明の他の実施の形態にかかる基板検査装置を示す横断面図及び縦断面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に用いられるロードロックモジュールの一例を示す縦断側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態にかかる基板検査装置を示す横断面図である。
【図１２】従来のＳＥＭ式の基板検査装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５３】
２０  基板検査装置
２１  真空搬送室
２２ａ，２２ｂ  ロードロック室
２３  大気搬送室
２７，５０  搬送アーム機構
３０  検査モジュール
３２  載置台
３３  Ｘ−Ｙ駆動機構
３４  静電チャック
４２  載置台
４５  冷媒溜
４７  孔部
４８  通気室
４９  ガス供給路
５０  孔
５１  圧力調整器
５２  ガス供給源
７１  載置台
７５  真空ポンプ
７７  窒素ガス供給源
１００    制御部
Ｗ    ウエハ
Ｇ    ゲート
Ｖ１〜Ｖ４  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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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