説明

光学部材、光源装置及び検査装置

【課題】特別な設備を必要とすることなく光源装置の反射鏡が曇るのを防止することが可能な、光学部材を提供すること。
【解決手段】支持部(透明ガラス16a)と、支持部に支持され、所望の波長の光14b(例えば、紫外線光から可視光線)を反射させる反射部16bと、支持部に支持され、少なくとも前記所望の波長以外の光14c(例えば、赤外線光)を吸収し発熱して反射部を加熱する光吸収発熱部16cとを具備してなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば半導体ウエハ、液晶ディスプレイ基板の検査装置、露光装置などの照明光源に使用される、光学部材、この光学部材を有する光源装置及び光学部材又は光源装置を有する検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
照明光源として短波長の照明光を放射するDeepUVランプや水銀ランプなどを装備した光源装置が知られている。これら短波長の光を発する照明光源では、光源の放射光に含まれる紫外線により光源付近に浮遊している種々の汚染物質が活性化し、汚染物質同士が化学反応を起こして生成された物質が光源装置の反射鏡などに付着して反射強度を低下させる(反射鏡の表面を曇らせてその結果反射強度を低下させる)問題がある。
【0003】
このような反射鏡の表面を曇らせる物質として、例えば硫酸アンモニウム(NHSOがある。この硫酸アンモニウム(NHSOは温度120℃以上で昇華することが知られている。
【0004】
そこで、曇り防止手段として反射鏡を加熱させるヒーターを装備した光源装置が提案されている(特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】特許第3266156号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述した曇り防止手段は、反射鏡に装備するヒーターと、このヒーターに通電する電気量を制御して過熱しないようにするコントローラとが必要があり、設備にコストが嵩む問題がある。
【0007】
本発明は、特別な設備を必要とすることなく光源装置の反射鏡が曇るのを防止することが可能な、光学部材、光源装置及びこの光学部材又は光源装置を有する検査装置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】
【0008】
上記目的を達成する本発明の請求項1に記載の光学部材は、支持部(例えば図1の透明ガラス16a参照)と、支持部に支持され、所望の波長の光を反射させる反射部(例えば図1の反射部16b参照)と、支持部に支持され、少なくとも前記所望の波長以外の光を吸収し発熱して前記反射部を加熱する光吸収発熱部(例えば図1の光吸収発熱部16c又は図3の光吸収発熱物質16d参照)と、を具備してなることを特徴とする。
【0009】
本発明の請求項2に記載の光学部材は、前記反射部が前記所望の波長以外の光を透過させることを特徴とする。
【0010】
本発明の請求項3に記載の光学部材は、前記光吸収発熱部が、少なくとも前記所望の波長以外の光を吸収して発熱する光吸収発熱物質が混入されていることを特徴とする。
【0011】
本発明の請求項4に記載の光源装置は、光源と、請求項1ないし3の何れか一項に記載の光学部材からなり、前記光源の光を反射させる楕円鏡と、を具備してなることを特徴とする。
【0012】
本発明の請求項5に記載の検査装置は、被検査物の表面を検査する検査装置であって、請求項1ないし3の何れか一項に記載の光学部材又は請求項4に記載の光源装置を装備してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、特別な設備を必要とすることなく光源装置の反射鏡が曇るのを防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下本発明の光学部材、同光学部材を装備した光源装置及び同光学部材又は同光源装置を装備した検査装置の一実施形態について図1〜図4を参照して説明する。
【0015】
図1は本発明の光学部材を装備した光源装置の概略図である。
【0016】
図1に示すように、光源装置10は、ランプハウス12内に、光源としての例えばDeepUV(深紫外ランプ)ランプ14と、このDeepUVランプ14から放射された光を反射させる光学部材としての楕円鏡16と、この楕円鏡16からの光を反射させてランプハウス12の外に導くミラー18とを配置して構成される。
【0017】
DeepUVランプ(深紫外ランプ)14は、クセノンランプをベースに水銀などの金属蒸気を封入したものである。光源としては、このDeepUVランプ14の他に水銀ランプなどを使用することも出来る。
【0018】
楕円鏡16は、図2に詳細に示すように、支持部としての透明ガラス16aと、この透明ガラス16aの内面に配置した反射部16bと、外面(反射部16bが設けられた透明ガラス16aの面と反対側の面)に配置した光吸収発熱部16cとを備える。
【0019】
透明ガラス16aは、反射部16bと光吸収発熱部16cとを支持する機能を有する他に、透明ガラス16aの内面に沿って形成した反射部16bで反射した光がミラー18上に焦点を結ぶ集光機能を有し、全体として略釣鐘状(図1参照)に形成される。
【0020】
反射部16bは、DeepUVランプ14から放射される光14aのうち所望の波長の光14b、例えば波長248nm〜546nm範囲内にある光を高い効率で反射し、それ以外の波長の光14c、例えば波長248nmよりも短い波長側の光や波長546nmよりも長い波長側の光や波長248nm〜546nmの範囲にある反射しない光を透過させるもので、屈折率が異なる誘電体を複数積層した誘電体多層膜から形成されたダイクロイックミラーの一種である。
【0021】
光吸収発熱部16cは、透明ガラス16aの外面に沿って形成されており、反射部16bを透過した光14c、例えば波長248nmよりも短い波長側の光(紫外線)や波長546nmよりも長い波長側の光(赤外線)を吸収して発熱し、透明ガラス16aの内面側(反射部16bが設けられた面側)をDeepUVランプ16aからの熱(透明ガラス16aの内面側を120℃付近まで加熱する熱)とともに硫酸アンモニウム(NHSOの昇華温度である120℃以上の温度まで加熱する。
【0022】
光吸収発熱部16cを構成する物質としては、光14cを吸収して発熱するものであればどのような物質でもよく、例えば、シリコン系化合物(シリコン、窒化ケイ素、炭化ケイ素など)、炭素化合物(ダイヤモンドライクカーボン、グラファイト、カーボンブラックなど)、セラミック材料(窒化ホウ素、酸化ジルコニウム)、金属材料(タングステン、タンタル)、金属酸化物、半導体(Ge、SiGe)などあり、これらを1種又は2種以上組み合わせることが可能である。
【0023】
光吸収発熱部16cは、例えば、化学蒸着法(プラズマCVD、熱CVD、レーザCVDなど)、物理蒸着法(真空蒸着、スパッタリングなど)により透明ガラス16aの外面に数十nm〜数百nmの厚さに形成される。また、スプレー式の吐布やはけ塗り方式で形成することもできる。
【0024】
透明ガラス16aは、上述した反射部16bや光吸収発熱部16cを支持する機能や集光機能を有する他に、光吸収発熱部16cで発熱した熱を均一に拡散させる機能をも有する。したがって、反射部16bが局所的に加熱されることがなく、反射部16bの面(反射面)全体を均一に加熱(温度120℃)することが可能である。
【0025】
上述した光学装置10によれば、DeepUVランプ14からの光のうち、所望の波長の光14bである、紫外線領域から可視領域(例えば波長248nm〜546nm)の光は、反射部16bを反射してミラー18に集光され、該ミラー18を反射してランプハウス12から外部に射出される。
【0026】
また、それ以外の波長領域の光14cである、例えば赤外線領域の光は、反射部16bを透過し、透明ガラス16aから光吸収発熱部16cに照射される。光吸収発熱部16cは、この光を吸収することで発熱反応を起こし、透明ガラス16aを介して反射部16bを加熱する。
【0027】
反射部16bは、DeepUVランプ16aからの熱(透明ガラス16aの内面側を120℃付近まで加熱する熱)と光吸収発熱部16cからの熱とにより、硫酸アンモニウム(NHSOの昇華温度である120℃以上の温度まで加熱される。DeepUVランプ16aが点灯している間、反射部16bは120℃以上の温度に維持されていて、この結果、DeepUVランプ16a付近に浮遊している種々の汚染物質が活性化し、汚染物質同士が化学反応を起こして生成された物質が付着しても、直ぐに昇華されてしまい、反射部16bの表面(反射面)が曇るおそれはない。
【0028】
また、反射部16bを加熱するためにヒーターなどの加熱手段やヒーターへの通電量を制御するコントローラを装備することがないことから、装置が大掛かりにならず、設備にコストがかからず、また電気エネルギーなどの特別なエネルギーを使用せずに済む。
【0029】
また、DeepUVランプ14からの光14aのうち、これまで使用されなかった反射部16bを透過する光14cを利用することから光エネルギーの有効利用を図ることが出来る。
【0030】
図3は楕円鏡16の他の実施形態を示す部分拡大断面図である。
【0031】
この楕円鏡16では、光吸収発熱部16c(図2参照)を透明ガラス16aの外面に形成する代わりに、光吸収発熱部16cを構成する粉末状の光吸収発熱物質16dを透明ガラス16a内に混入させてある。反射部16bを透過して透明ガラス16aに進入した光14cは光吸収発熱物質16dを照射し、光吸収発熱物質16dに吸収される。これにより光吸収発熱物質16dは発熱反応を起こし、透明ガラス16aを介して反射部16bを加熱し、DeepUVランプ14からの熱とともに反射部16bの温度を120℃以上に維持する。
【0032】
図4は上述した光源装置10を有する検査装置20の実施形態を示す。
【0033】
検査装置20は、例えば、半導体ウエハ21の表面の性状(欠けの有無、パーティクルの付着の有無、半導体ウエハに処理を行う際に障害となる物質(フォトレジストの残渣など)の有無)を検査するもので、半導体ウエハ21が載置される検査台22と、この検査台22上の半導体ウエハ21の表面を照明する光源装置10と、半導体ウエハ21の表面から反射した光を受光するCCDセンサなどの受光装置23とを備える。
【0034】
光源装置10を駆動して検査台22上の半導体ウエハ21の表面を照明する一方、受光装置23により半導体ウエハ21からの反射光を受光し、この受光した反射光を電気信号に光電変換して受光装置23から不図示の画像処理装置に送り、画像処理を施して、半導体ウエハ21の表面の検査を実行する。この検査時において、光源装置10付近の汚染物質がDeepUVランプ14からの光により化学反応を起こし、汚染物質が楕円鏡16の反射部16bに付着し、反射部16bを曇らせて反射効率を低下させるおそれがあるが、反射部16bは上述の如く120℃以上の温度に維持されていることから、仮に反射部16bの面(反射面)を曇らせる硫酸アンモニウム(NHSOが付着しても直ぐに昇華されてしまい、反射率が低下するおそれはなく、半導体ウエハ21の表面を所定の照度で照明し続けることが可能である。
【0035】
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【0036】
本発明の光学部材を光源装置10の楕円鏡16に適用した場合を示したが、光源装置10以外の光路に配置されるダイクロイックミラーに適用することが可能である。
【0037】
また、支持部として透明ガラス16aを使用した場合を示したが、透明なガラスでなくてもよく、またアルミニウム合金などの金属製の支持部を使用することが可能である。
【0038】
また、光吸収発熱部16cを支持部としての透明ガラス16aの外面側に形成した場合を示したが、透明ガラス16aの内面側の反射部16bが形成されていない箇所に形成してもよい。
【0039】
また、支持部としての透明ガラス16aの内面に光吸収発熱部16cを形成し、その上に反射部16bを積層(透明ガラス16aと反射部16bとの間に光吸収発熱部16cを介在)させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明の光学部材を装備した光源装置の概略図である。
【図2】図1中の光学部材としての楕円鏡の部分拡大断面図である。
【図3】本発明の光学部材の他の実施形態を示す部分拡大断面図である。
【図4】図2の光学装置10を装備した検査装置の概略図である。
【符号の説明】
【0041】
10 光源装置
12 ランプハウス
14 DeepUVランプ(光源)
14a、b、c 光
16 楕円鏡
16a 透明ガラス(支持部)
16b 反射部
16c 光吸収発熱部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持部と、
前記支持部に支持され、所望の波長の光を反射させる反射部と、
前記支持部に支持され、少なくとも前記所望の波長以外の光を吸収し発熱して前記反射部を加熱する光吸収発熱部と、
を具備してなることを特徴とする光学部材。
【請求項2】
請求項1に記載の光学部材において、
前記反射部は前記所望の波長以外の光を透過させることを特徴とする光学部材。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の光学部材において、
前記光吸収発熱部は、少なくとも前記所望の波長以外の光を吸収して発熱する光吸収発熱物質が混入されていることを特徴とする光学部材。
【請求項4】
光源と、
請求項1ないし3の何れか一項に記載の光学部材からなり、前記光源の光を反射させる楕円鏡と、
を具備してなることを特徴とする光源装置。
【請求項5】
被検査物の表面を検査する検査装置であって、
請求項1ないし3の何れか一項に記載の光学部材又は請求項4に記載の光源装置を装備してなることを特徴とする検査装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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