JP2006308481A - Lighting system - Google Patents

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Koichiro Komatsu
宏一郎 小松
Hideo Hirose
秀男 広瀬
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting system capable of keeping the permeation characteristics substantially constant before and after inserting an optical filter into an optical path. <P>SOLUTION: The lighting system comprises optical systems 12 and 14-16 for guiding illumination light from a light source 11 to a light radiated face (inspected surface of a substrate 10A), optical filters 13, 17, etc. movable between the inside and outside of the optical path of the illumination light, and regulating means 20 and 21 for adjusting the temperature so that the temperatures of the optical filters are equal inside and outside the optical path. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学フィルタを備えた照明装置に関する。   The present invention relates to a lighting device including an optical filter.

光源からの照明光の光路内に光学フィルタを挿入し、光学フィルタの透過特性に応じた所望の分光特性の照明光を生成して、これを光照射面に導く照明装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。１つの光学フィルタの挿脱や複数の光学フィルタの切り替えにより、光照射面に様々な分光特性の照明光を順に導くことができる。光学フィルタには、例えば、カラーフィルタ、色温度フィルタ、干渉フィルタ、ＮＤフィルタなどがある。
特開２００３−１５６４０６号公報 There is known an illuminating device in which an optical filter is inserted in an optical path of illumination light from a light source, illumination light having a desired spectral characteristic corresponding to the transmission characteristic of the optical filter is generated, and this is guided to a light irradiation surface ( For example, see Patent Document 1). By inserting / removing one optical filter or switching a plurality of optical filters, illumination light having various spectral characteristics can be sequentially guided to the light irradiation surface. Examples of the optical filter include a color filter, a color temperature filter, an interference filter, and an ND filter.
JP 2003-156406 A

しかし、上記の光学フィルタは、照明光の光路内に挿入されると、その透過特性に応じて照明光の一部を吸収し、温度が上昇する。そして、温度が上昇した結果、光学フィルタの透過特性が変化してしまう。透過特性の変化には透過率の変化や透過波長域の変化などが含まれ、これらが複雑に作用して照明光の分光特性も変化してしまう。このため、光学フィルタを光路内に挿入して透過特性の変化（照明光の分光特性の変化）が飽和した後、安定状態で使用することが望まれる。ところが、光学フィルタを挿入してから安定状態となるまでには数分程度かかるため、時間的な制約がある場合には、安定状態まで待たずに変化の途中で使用せざるを得なかった。   However, when the optical filter is inserted into the optical path of the illumination light, the optical filter absorbs a part of the illumination light according to its transmission characteristics, and the temperature rises. As a result of the increase in temperature, the transmission characteristics of the optical filter change. The change in the transmission characteristics includes a change in transmittance, a change in the transmission wavelength range, and the like, and these change in a complex manner, and the spectral characteristics of the illumination light also change. For this reason, it is desirable to use the optical filter in a stable state after inserting the optical filter into the optical path and saturating the change in transmission characteristics (change in the spectral characteristics of illumination light). However, since it takes about several minutes to insert the optical filter until the stable state is reached, when there is a time restriction, the optical filter must be used in the middle of the change without waiting for the stable state.

本発明の目的は、光学フィルタを光路内に挿入する前後で透過特性を略一定に保つことができる照明装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an illuminating device capable of keeping transmission characteristics substantially constant before and after inserting an optical filter into an optical path.

本発明の照明装置は、光源からの照明光を光照射面に導く光学系と、前記照明光の光路内と該光路外との間で移動可能な光学フィルタと、前記光学フィルタの温度が前記光路の内外で等しくなるように、該温度を調整する調整手段とを備えたものである。
また、前記調整手段は、前記光学フィルタが前記光路外で待機しているときに該光学フィルタを加熱して、前記温度が前記光路の内外で等しくなるように、該温度を調整することが好ましい。 The illumination device of the present invention includes an optical system that guides illumination light from a light source to a light irradiation surface, an optical filter that can move between the optical path of the illumination light and the outside of the optical path, and the temperature of the optical filter is Adjusting means for adjusting the temperature so as to be equal on the inside and outside of the optical path.
The adjusting means preferably heats the optical filter when the optical filter is waiting outside the optical path, and adjusts the temperature so that the temperature becomes equal inside and outside the optical path. .

さらに、前記調整手段は、前記光学フィルタの前記光路内での温度を目標値として予め記憶し、前記光学フィルタを前記光路外で加熱しているときに該光学フィルタの温度を検知して、該温度が前記目標値と等しくなるように、前記光学フィルタを加熱する際のパラメータをフィードバック制御することが好ましい。
また、前記調整手段は、前記光学フィルタが前記光路内に挿入されたときに該光学フィルタを冷却して、前記温度が前記光路の内外で等しくなるように、該温度を調整することが好ましい。 Further, the adjustment means stores in advance the temperature of the optical filter in the optical path as a target value, detects the temperature of the optical filter when the optical filter is heated outside the optical path, and It is preferable to perform feedback control of a parameter for heating the optical filter so that the temperature becomes equal to the target value.
The adjusting means preferably adjusts the temperature so that the optical filter is cooled when the optical filter is inserted into the optical path so that the temperature becomes equal inside and outside the optical path.

さらに、前記調整手段は、前記光学フィルタの前記光路外での温度を目標値として予め記憶し、前記光学フィルタを前記光路内で冷却しているときに該光学フィルタの温度を検知して、該温度が前記目標値と等しくなるように、前記光学フィルタを冷却する際のパラメータをフィードバック制御することが好ましい。   Further, the adjusting means stores in advance the temperature outside the optical path of the optical filter as a target value, detects the temperature of the optical filter when the optical filter is cooled in the optical path, and It is preferable to perform feedback control of a parameter for cooling the optical filter so that the temperature becomes equal to the target value.

本発明の照明装置によれば、光学フィルタを光路内に挿入する前後で透過特性を略一定に保つことができる。   According to the illumination device of the present invention, the transmission characteristics can be kept substantially constant before and after the optical filter is inserted into the optical path.

以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
ここでは、図１および図２に示す検査装置１０を例に説明する。検査装置１０は、半導体ウエハや液晶ガラス基板などの基板１０Ａの欠陥検査を行う装置であり、照明装置(１１〜２２)と、受光光学系２３と、撮像素子２４とで構成される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
Here, the inspection apparatus 10 shown in FIGS. 1 and 2 will be described as an example. The inspection apparatus 10 is an apparatus for inspecting a defect of a substrate 10 </ b> A such as a semiconductor wafer or a liquid crystal glass substrate, and includes an illumination device (11 to 22), a light receiving optical system 23, and an image sensor 24.

第１実施形態の照明装置(１１〜２２)には、光源１１と、コレクタレンズ１２と、光学フィルタ１３と、リレーレンズ１４と、フライアイレンズ１５と、コンデンサレンズ１６とが設けられる。光源１１からの照明光は、コレクタレンズ１２で集光され、光学フィルタ１３を透過して、その透過特性に応じた所望の分光特性の照明光になる。この照明光は、その後、リレーレンズ１４とフライアイレンズ１５とコンデンサレンズ１６とを介して、光照射面（基板１０Ａの被検面）に導かれる。   The illumination device (11-22) of the first embodiment includes a light source 11, a collector lens 12, an optical filter 13, a relay lens 14, a fly-eye lens 15, and a condenser lens 16. Illumination light from the light source 11 is collected by the collector lens 12, passes through the optical filter 13, and becomes illumination light having a desired spectral characteristic corresponding to the transmission characteristic. The illumination light is then guided to the light irradiation surface (the test surface of the substrate 10A) via the relay lens 14, the fly-eye lens 15, and the condenser lens 16.

さらに、第１実施形態の照明装置(１１〜２２)には、上記の照明光の光路内に挿入された光学フィルタ１３の他に、照明光の光路外で待機中の光学フィルタ１７も設けられる。また、これらの光学フィルタ１３,１７を切り替えるため、ターレット１８とモータ１９とが設けられる。ターレット１８の中心にモータ１９の回転軸が取り付けられ、ターレット１８の中心から偏心した等距離の位置に光学フィルタ１３,１７が取り付けられる。   Further, in the illumination device (11-22) of the first embodiment, in addition to the optical filter 13 inserted in the optical path of the illumination light, an optical filter 17 waiting outside the optical path of the illumination light is also provided. . Further, a turret 18 and a motor 19 are provided to switch the optical filters 13 and 17. The rotation shaft of the motor 19 is attached to the center of the turret 18, and the optical filters 13 and 17 are attached at equidistant positions eccentric from the center of the turret 18.

そして、モータ１９によりターレット１８を回転させることで、光学フィルタ１３,１７を照明光の光路内と光路外との間で移動させ、光学フィルタ１３を光路外へ退避させると共に、光学フィルタ１７を光路内に挿入することができる。このような光学フィルタ１３,１７の切り替えにより、光照射面（基板１０Ａの被検面）には、様々な分光特性の照明光が順に導かれる。光学フィルタ１３,１７は、例えば、カラーフィルタ、色温度フィルタ、干渉フィルタ、ＮＤフィルタなどである。   Then, by rotating the turret 18 by the motor 19, the optical filters 13, 17 are moved between the optical path of the illumination light and the outside of the optical path, the optical filter 13 is retracted to the outside of the optical path, and the optical filter 17 is moved to the optical path. Can be inserted in. By switching the optical filters 13 and 17 as described above, illumination light having various spectral characteristics is sequentially guided to the light irradiation surface (the surface to be measured of the substrate 10A). The optical filters 13 and 17 are, for example, a color filter, a color temperature filter, an interference filter, and an ND filter.

なお、ターレット１８には、図２に示す通り、光学フィルタ１３,１７を取り付けるための穴３Ａ,７Ａが設けられ、さらに、その他の光学フィルタを取り付け可能な６個の穴８Ａも用意されている。穴３Ａ,７Ａ,８Ａの配置は、ターレット１８の中心から等距離の円周に沿っている。穴８Ａには他の光学フィルタを取り付けてもよいが、光学フィルタを取り付けずに単なる透過穴としてもよい。   As shown in FIG. 2, the turret 18 is provided with holes 3A and 7A for attaching the optical filters 13 and 17, and six holes 8A to which other optical filters can be attached are also prepared. . The arrangement of the holes 3A, 7A, 8A is along a circumference equidistant from the center of the turret 18. Although another optical filter may be attached to the hole 8A, it may be a simple transmission hole without attaching the optical filter.

ここで、光学フィルタ１３,１７,…の透過特性は、温度の変化と共に例えば図３(ａ),(ｂ)のように変化する。図３(ａ),(ｂ)は、光学フィルタを低温（例えば室温）の状態から加熱したときに、時間と共に光学フィルタの温度が上昇し、その透過特性が変化する様子を示している。図３(ａ)は透過率の変化を示し、高温ほど透過率が高くなる一例である。図３(ｂ)は透過波長域の変化を示し、高温ほどカットオフ波長が短波側にシフトする一例である。このような変化は、加熱し始めてから数分後に安定状態となる。   Here, the transmission characteristics of the optical filters 13, 17,... Change as shown in FIGS. FIGS. 3A and 3B show how the temperature of the optical filter increases with time and its transmission characteristics change when the optical filter is heated from a low temperature (for example, room temperature) state. FIG. 3A shows a change in transmittance, which is an example in which the transmittance increases as the temperature increases. FIG. 3B shows a change in the transmission wavelength range, and is an example in which the cutoff wavelength shifts to the short wavelength side as the temperature increases. Such a change becomes stable after a few minutes from the start of heating.

ターレット１８の回転によって光学フィルタ１３,１７,…の切り替えを行い、ある光学フィルタを照明光の光路内に挿入したときに、その光学フィルタが照明光の一部を吸収して温度上昇すると、その透過特性が図３(ａ),(ｂ)のように変化して、光照射面（基板１０Ａの被検面）における照明光の分光特性も変化してしまう。第１実施形態の照明装置(１１〜２２)では、このような光学フィルタの透過特性の変化を回避するため、次のような構成とした。   When the optical filter 13, 17,... Is switched by the rotation of the turret 18 and a certain optical filter is inserted into the optical path of the illumination light, when the optical filter absorbs a part of the illumination light and the temperature rises, The transmission characteristics change as shown in FIGS. 3A and 3B, and the spectral characteristics of the illumination light on the light irradiation surface (the test surface of the substrate 10A) also change. The illumination device (11-22) of the first embodiment has the following configuration in order to avoid such a change in the transmission characteristics of the optical filter.

第１実施形態の照明装置(１１〜２２)には、図１に示す通り、ヒーター２０が設けられる。ヒーター２０は、モータ１９により回転するターレット１８と干渉しないように、照明光の光路外で待機中の光学フィルタ（例えば図１では光学フィルタ１７）を厚さ方向に挟むように配置される。図１では、光学フィルタ１７の近傍のみにヒーター２０を図示したが、図２のターレット１８の光路外の穴（例えば穴７Ａ,８Ａ）ごとに同様のヒーター(不図示)を独立に設けることが好ましい。   As shown in FIG. 1, the heater 20 is provided in the illuminating device (11-22) of 1st Embodiment. The heater 20 is disposed so as to sandwich an optical filter (for example, the optical filter 17 in FIG. 1) waiting outside the optical path of the illumination light in the thickness direction so as not to interfere with the turret 18 rotated by the motor 19. Although the heater 20 is illustrated only in the vicinity of the optical filter 17 in FIG. 1, a similar heater (not shown) may be provided independently for each hole (for example, holes 7A and 8A) outside the optical path of the turret 18 in FIG. preferable.

図１のヒーター２０は、光学フィルタ１３が光路内に挿入されているときに、光路外で待機している光学フィルタ１７を加熱する。そして、上記の光学フィルタ１３,１７の切り替えが行われ、それまで加熱されていた光学フィルタ１７が光路内に挿入されると、今度は光路外で待機中の光学フィルタ１３を加熱する。その他のヒーター(不図示)も同様であり、ターレット１８の回転により各光学フィルタとの相対位置が変わっても（つまり対向する光学フィルタが入れ替わっても）、常に、対向する光学フィルタ（光路外で待機中）の加熱を行う。   The heater 20 in FIG. 1 heats the optical filter 17 waiting outside the optical path when the optical filter 13 is inserted into the optical path. When the optical filters 13 and 17 are switched and the optical filter 17 that has been heated up to that point is inserted into the optical path, the optical filter 13 that is waiting outside the optical path is heated. The same applies to other heaters (not shown). Even when the relative position of each optical filter changes due to the rotation of the turret 18 (that is, even if the opposing optical filter is switched), the opposing optical filter (outside the optical path) is always maintained. (Waiting)

さらに、第１実施形態の照明装置(１１〜２２)には、ヒーター２０などの加熱制御を行うため、図１の制御部２１と、図２の温度センサ２２とが設けられる。温度センサ２２は、図２に示す通り、ターレット１８の穴３Ａ,７Ａ,８Ａの近傍にそれぞれ配置され、配線２Ａを介して図１の制御部２１に接続されている。各温度センサ２２は、穴３Ａ,７Ａ,８Ａに取り付けられた光学フィルタ１３,１７,…の温度Ｔ１を検知して、その検知信号を制御部２１に出力する。   Furthermore, in order to perform heating control of the heater 20 etc. in the illuminating device (11-22) of 1st Embodiment, the control part 21 of FIG. 1 and the temperature sensor 22 of FIG. 2 are provided. As shown in FIG. 2, the temperature sensor 22 is disposed in the vicinity of the holes 3A, 7A, and 8A of the turret 18, and is connected to the control unit 21 of FIG. 1 via the wiring 2A. Each temperature sensor 22 detects the temperature T1 of the optical filters 13, 17,... Attached to the holes 3A, 7A, 8A, and outputs the detection signal to the control unit 21.

制御部２１は、ターレット１８に取り付けられた光学フィルタ１３,１７,…の各々について、光路内での温度Ｔ２を予め記憶している。この温度Ｔ２は、光学フィルタ１３,１７,…の各々が低温（例えば室温）の状態で照明光の光路内に挿入されたときに照明光の一部を吸収して到達する温度であり、例えば図３(ａ),(ｂ)に示す透過特性の変化が高温側で飽和して安定状態となったときの温度である。また、温度Ｔ２は、光学フィルタ１３,１７,…ごとに異なる。   The control unit 21 stores in advance the temperature T2 in the optical path for each of the optical filters 13, 17,... Attached to the turret 18. This temperature T2 is a temperature at which each of the optical filters 13, 17,... Absorbs and reaches a part of the illumination light when it is inserted into the optical path of the illumination light at a low temperature (for example, room temperature). This is the temperature when the change in the transmission characteristics shown in FIGS. 3A and 3B is saturated on the high temperature side and becomes stable. Further, the temperature T2 is different for each of the optical filters 13, 17,.

さらに、本実施形態では、光学フィルタ１３,１７,…が、高温側の安定状態での使用を前提に設計されている。このため、制御部２１は、高温側の安定状態での透過特性（設計値）を光学フィルタ１３,１７,…の切り替えと略同時に実現するため、上記の温度Ｔ２を目標値として次のようなフィードバック制御を行う。フィードバック制御では、光路外で待機中の各光学フィルタに対向するヒーターと、各光学フィルタの近傍の温度センサ２２とが用いられる。   Further, in this embodiment, the optical filters 13, 17,... Are designed on the assumption that they are used in a stable state on the high temperature side. Therefore, the control unit 21 realizes transmission characteristics (design values) in a stable state on the high temperature side almost simultaneously with the switching of the optical filters 13, 17,... Perform feedback control. In the feedback control, a heater that faces each optical filter that is waiting outside the optical path and a temperature sensor 22 in the vicinity of each optical filter are used.

ある光学フィルタ（例えば光学フィルタ１７）に注目して説明する。光学フィルタ１７が光路外で待機しているときに（例えば図１の状態）、ヒーター２０により光学フィルタ１７を加熱しながら、温度センサ２２により光学フィルタ１７の温度Ｔ１を検知する。そして、この温度Ｔ１が光学フィルタ１７用の目標値の温度Ｔ２と等しくなるように、光学フィルタ１７を加熱する際のパラメータ（例えばヒーター２０の電流値など）をフィードバック制御する。   Description will be made by paying attention to a certain optical filter (for example, the optical filter 17). When the optical filter 17 stands by outside the optical path (for example, the state shown in FIG. 1), the temperature sensor 22 detects the temperature T1 of the optical filter 17 while the optical filter 17 is heated by the heater 20. Then, feedback control is performed on a parameter (for example, a current value of the heater 20) when heating the optical filter 17 so that the temperature T1 becomes equal to the target temperature T2 for the optical filter 17.

また、ターレット１８の回転により光学フィルタ１７が移動して、光学フィルタ１７に対向するヒーター２０が別のヒーターに変わった場合には、新たに光学フィルタ１７と対向することになったヒーターにより光学フィルタ１７を加熱しながら、温度センサ２２により光学フィルタ１７の温度Ｔ１を検知する。そして上記と同様に、この温度Ｔ１が光学フィルタ１７用の目標値の温度Ｔ２と等しくなるように、光学フィルタ１７を加熱する際のパラメータ（例えばヒーター２０の電流値など）をフィードバック制御する。   Further, when the optical filter 17 is moved by the rotation of the turret 18 and the heater 20 facing the optical filter 17 is changed to another heater, the optical filter is newly formed by the heater that is opposed to the optical filter 17. While heating 17, the temperature sensor 22 detects the temperature T <b> 1 of the optical filter 17. Similarly to the above, feedback control is performed on parameters (for example, the current value of the heater 20) when the optical filter 17 is heated so that the temperature T1 becomes equal to the target temperature T2 for the optical filter 17.

このように、制御部２１は、ターレット１８の回転による光学フィルタ１７の移動に同期して、光学フィルタ１７用の目標値によるフィードバック制御を行うヒーターを切り替える。そして、光学フィルタ１７が光路外で待機している間は、必要に応じてヒーターを切り替えながら、光学フィルタ１７用の目標値によるフィードバック制御を継続的に行う。他の光学フィルタについても同様の制御が行われる。   In this way, the control unit 21 switches the heater that performs feedback control based on the target value for the optical filter 17 in synchronization with the movement of the optical filter 17 due to the rotation of the turret 18. While the optical filter 17 is waiting outside the optical path, feedback control based on the target value for the optical filter 17 is continuously performed while switching the heater as necessary. Similar control is performed for the other optical filters.

その結果、光学フィルタ１７は、照明光の光路外で待機しているときに、既に、光路内に挿入されたときと同じ上記の温度Ｔ２に保たれる。このため、ターレット１８の回転によって光学フィルタ１３,１７,…の切り替えが行われ、光学フィルタ１７が照明光の光路内に挿入されても、光学フィルタ１７の温度Ｔ１は既に安定状態であり、照明光によって変化することはない。その他の光学フィルタも同様である。   As a result, when the optical filter 17 stands by outside the optical path of the illumination light, the optical filter 17 is already maintained at the same temperature T2 as when it was inserted into the optical path. Therefore, even when the optical filters 13, 17,... Are switched by the rotation of the turret 18, and the optical filter 17 is inserted into the optical path of the illumination light, the temperature T1 of the optical filter 17 is already in a stable state, It does not change with light. The same applies to other optical filters.

このように、第１実施形態の照明装置(１１〜２２)では、光学フィルタ１３,１７,…の温度Ｔ１が照明光の光路の内外で等しくなるように、その温度Ｔ１を調整するので、光学フィルタ１３,１７,…を光路内に挿入する前後で透過特性を略一定に保つことができる。したがって、例えば光学フィルタ１７の光路内への挿入と略同時に、光学フィルタ１７の高温側の安定状態での透過特性（設計値）が実現し、この透過特性に応じた所望の分光特性の照明光を光照射面（基板１０Ａの被検面）に安定的に導くことができる。   As described above, in the illumination device (11-22) of the first embodiment, the temperature T1 of the optical filters 13, 17,... Is adjusted so as to be equal inside and outside the optical path of the illumination light. The transmission characteristics can be kept substantially constant before and after the filters 13, 17,... Are inserted into the optical path. Therefore, for example, substantially simultaneously with the insertion of the optical filter 17 into the optical path, a transmission characteristic (design value) in a stable state on the high temperature side of the optical filter 17 is realized, and illumination light having a desired spectral characteristic corresponding to this transmission characteristic. Can be stably guided to the light irradiation surface (the test surface of the substrate 10A).

さらに、第１実施形態の照明装置(１１〜２２)では、光学フィルタ１３,１７,…の各々に最適な目標値を設定し、この目標値の温度Ｔ２と温度センサ２２によって検知した温度Ｔ１とが等しくなるようにヒーター２０などをフィードバック制御するため、光学フィルタ１３,１７,…の光路内への挿入と略同時に、高温側の安定状態での透過特性（設計値）をより正確に実現させることができ、この透過特性に応じた所望の分光特性の照明光を光照射面（基板１０Ａの被検面）に安定的に導くことができる。   Further, in the illumination device (11-22) of the first embodiment, an optimum target value is set for each of the optical filters 13, 17,..., The target value temperature T2 and the temperature T1 detected by the temperature sensor 22. Are controlled so as to be equal to each other, so that the transmission characteristics (design values) in the stable state on the high temperature side are more accurately realized almost simultaneously with the insertion of the optical filters 13, 17,. The illumination light having a desired spectral characteristic corresponding to the transmission characteristic can be stably guided to the light irradiation surface (the test surface of the substrate 10A).

そして、ターレット１８の回転により光学フィルタ１３,１７,…の切り替えを行ったときに、略同じタイミングで、光照射面（基板１０Ａの被検面）における照明光の分光特性を迅速に切り替えることができる。
このため、照明装置(１１〜２２)を備えた検査装置１０では、光学フィルタ１３,１７,…の切り替えと略同時に（例えば数秒以内に）、光路内の光学フィルタの透過特性に応じた設計値の安定的な照明条件で、基板１０Ａの欠陥検査を行うことができる。その結果、良好な欠陥検査を短時間のうちに効率良く行うことができる。さらに、光学フィルタ１３,１７,…を切り替えながら、光学フィルタ１３,１７,…に応じた様々な照明条件下での欠陥検査を高スループットで行うことができる。 When the optical filters 13, 17,... Are switched by the rotation of the turret 18, the spectral characteristics of the illumination light on the light irradiation surface (surface to be tested of the substrate 10A) can be quickly switched at substantially the same timing. it can.
For this reason, in the inspection apparatus 10 provided with the illumination devices (11 to 22), the design value according to the transmission characteristics of the optical filter in the optical path substantially simultaneously (for example, within several seconds) with the switching of the optical filters 13, 17,. The substrate 10A can be inspected for defects under the stable lighting conditions. As a result, a good defect inspection can be performed efficiently in a short time. Further, defect inspection under various illumination conditions corresponding to the optical filters 13, 17,... Can be performed with high throughput while switching the optical filters 13, 17,.

なお、検査対象の基板１０Ａは、照明装置(１１〜２２)の光照射面に配置され、照明装置(１１〜２２)からの照明光により全体的に照明される。そして、基板１０Ａから発生した光（回折光など）は、受光光学系２３を介して撮像素子２４の撮像面に集光される。撮像素子２４は、基板１０Ａの全体像の光電変換を行い、これにより得られる画像信号を不図示の画像処理部に出力する。画像処理部は、この画像信号に基づいて基板１０Ａの欠陥検査を行う。
（第２実施形態）
ここでは、図４に示す検査装置３０を例に説明する。検査装置３０は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子３０Ａの動作検査を行う装置であり、照明装置(１１〜１９,２２,３１,３２)と、プローバ３３とで構成される。照明装置(１１〜１９,２２,３１,３２)は、上記の第１実施形態の照明装置(１１〜２２)のヒーター２０と制御部２１に代えて、冷却ノズル３１と制御部３２を設け、光学系(１２,１４〜１６)の光軸を撮像素子３０Ａに対して垂直に配置したものである。ターレット１８の構成は図２と同じである。光学フィルタ１３,１７,…は、低温側（例えば室温）の安定状態での使用を前提に設計されている。 In addition, 10A of test | inspection board | substrates are arrange | positioned at the light irradiation surface of an illuminating device (11-22), and are entirely illuminated by the illumination light from an illuminating device (11-22). Then, light (diffracted light or the like) generated from the substrate 10 </ b> A is collected on the imaging surface of the imaging element 24 via the light receiving optical system 23. The image sensor 24 performs photoelectric conversion of the entire image of the substrate 10A and outputs an image signal obtained thereby to an image processing unit (not shown). The image processing unit performs a defect inspection of the substrate 10A based on the image signal.
(Second Embodiment)
Here, the inspection apparatus 30 shown in FIG. 4 will be described as an example. The inspection device 30 is a device that performs an operation inspection of the image sensor 30 </ b> A such as a CCD or a CMOS sensor, and includes an illumination device (11 to 19, 22, 31, 32) and a prober 33. The lighting devices (11-19, 22, 31, 32) are provided with a cooling nozzle 31 and a control unit 32 in place of the heater 20 and the control unit 21 of the lighting device (11-22) of the first embodiment, The optical axis of the optical system (12, 14 to 16) is arranged perpendicular to the image sensor 30A. The configuration of the turret 18 is the same as in FIG. The optical filters 13, 17,... Are designed on the assumption that they are used in a stable state on the low temperature side (for example, room temperature).

冷却ノズル３１は、冷却空気を吐き出すためのノズルであり、モータ１９により回転するターレット１８と干渉しないように、照明光の光路内に挿入された光学フィルタ（例えば図１では光学フィルタ１３）の近傍に配置される。そして、冷却ノズル３１から所定の流量で吐き出された冷却空気は、光路内の光学フィルタ（例えば光学フィルタ１３）に当たり、その光学フィルタを冷却する。   The cooling nozzle 31 is a nozzle for discharging cooling air, and is in the vicinity of an optical filter (for example, the optical filter 13 in FIG. 1) inserted in the optical path of the illumination light so as not to interfere with the turret 18 rotated by the motor 19. Placed in. The cooling air discharged from the cooling nozzle 31 at a predetermined flow rate hits an optical filter (for example, the optical filter 13) in the optical path, and cools the optical filter.

上記した通り、光学フィルタが低温（例えば室温）の状態で光路内に挿入されると、光学フィルタは照明光の一部を吸収する。このとき、光路内の光学フィルタを放置すれば吸収した光の分だけ温度上昇するが、冷却ノズル３１からの冷却空気を当てることにより、温度上昇を抑えることができる。さらに、冷却空気の流量を調整することにより、光路内の光学フィルタの温度を光路外で待機しているときと同じ温度（例えば室温）にすることができる。   As described above, when the optical filter is inserted into the optical path at a low temperature (for example, room temperature), the optical filter absorbs part of the illumination light. At this time, if the optical filter in the optical path is left unattended, the temperature rises by the amount of absorbed light. However, by applying cooling air from the cooling nozzle 31, the temperature rise can be suppressed. Furthermore, by adjusting the flow rate of the cooling air, the temperature of the optical filter in the optical path can be set to the same temperature (for example, room temperature) as when waiting outside the optical path.

このため、ターレット１８の回転によって光学フィルタ１３,１７,…の切り替えが行われ、ある光学フィルタ（例えば光学フィルタ１３）が光路外から光路内に挿入されても、光学フィルタ１３の温度が、照明光によって変化することはない。その他の光学フィルタも同様である。
第２実施形態の照明装置(１１〜１９,２２,３１,３２)では、光学フィルタ１３,１７,…の温度が照明光の光路の内外で等しくなるように、その温度を調整するので、光学フィルタ１３,１７,…を光路内に挿入する前後で透過特性を略一定に保つことができる。したがって、例えば光学フィルタ１３の光路内への挿入と略同時に、光学フィルタ１３の低温側の安定状態での透過特性（設計値）が実現し、この透過特性に応じた所望の分光特性の照明光を光照射面（撮像素子３０Ａの被検面）に安定的に導くことができる。 Therefore, even when the optical filter 13, 17,... Is switched by the rotation of the turret 18, and a certain optical filter (for example, the optical filter 13) is inserted into the optical path from the outside of the optical path, the temperature of the optical filter 13 is changed to the illumination. It does not change with light. The same applies to other optical filters.
In the illumination device (11-19, 22, 31, 32) of the second embodiment, the temperature of the optical filters 13, 17,... Is adjusted so as to be equal inside and outside the optical path of the illumination light. The transmission characteristics can be kept substantially constant before and after the filters 13, 17,... Are inserted into the optical path. Therefore, for example, substantially simultaneously with the insertion of the optical filter 13 into the optical path, a transmission characteristic (design value) in a stable state on the low temperature side of the optical filter 13 is realized, and illumination light having a desired spectral characteristic corresponding to this transmission characteristic. Can be stably guided to the light irradiation surface (the test surface of the image sensor 30A).

さらに、第２実施形態の照明装置(１１〜１９,２２,３１,３２)でも、制御部３２において、光学フィルタ１３,１７,…の各々に最適な目標値（光路外での温度Ｔ３）を設定し、光路内で光学フィルタを冷却しているときに、その目標値の温度Ｔ３と温度センサ２２によって検知した温度Ｔ１とが等しくなるように、光学フィルタを冷却する際のパラメータ（例えば冷却空気の流量）をフィードバック制御する。   Furthermore, also in the illuminating device (11-19, 22, 31, 32) of 2nd Embodiment, in the control part 32, the optimal target value (temperature T3 outside an optical path) for each of the optical filters 13, 17, ... is set. When the optical filter is set and cooled in the optical path, a parameter (for example, cooling air) for cooling the optical filter is set such that the target value temperature T3 is equal to the temperature T1 detected by the temperature sensor 22. Feedback flow control.

したがって、光学フィルタ１３,１７,…の光路内への挿入と略同時に、低温側の安定状態での透過特性（設計値）をより正確に実現させることができ、この透過特性に応じた所望の分光特性の照明光を、光照射面（撮像素子３０Ａの被検面）に安定的に導くことができる。
そして、ターレット１８の回転により光学フィルタ１３,１７,…の切り替えを行ったときに、略同じタイミングで、光照射面（撮像素子３０Ａの被検面）における照明光の分光特性を迅速に切り替えることができる。なお、冷却ノズル３１からの冷却空気の流量も、光学フィルタ１３,１７,…の切り替えに応じて調整される。最適な目標値（光路外での温度Ｔ３）が同じであっても、光学フィルタ１３,１７,…ごとに照明光の一部を吸収する量が異なるからである。 Therefore, substantially simultaneously with insertion of the optical filters 13, 17,... Into the optical path, the transmission characteristic (design value) in the stable state on the low temperature side can be realized more accurately. The illumination light having the spectral characteristics can be stably guided to the light irradiation surface (the test surface of the image sensor 30A).
Then, when the optical filters 13, 17,... Are switched by the rotation of the turret 18, the spectral characteristics of the illumination light on the light irradiation surface (the test surface of the image sensor 30A) are quickly switched at substantially the same timing. Can do. The flow rate of the cooling air from the cooling nozzle 31 is also adjusted according to the switching of the optical filters 13, 17,. This is because even if the optimum target value (temperature T3 outside the optical path) is the same, the amount of absorption of a part of the illumination light is different for each of the optical filters 13, 17,.

このため、照明装置(１１〜１９,２２,３１,３２)を備えた検査装置３０では、光学フィルタ１３,１７,…の切り替えと略同時に（例えば数秒以内に）、光路内の光学フィルタの透過特性に応じた設計値の安定的な照明条件で、撮像素子３０Ａの動作検査を行うことができる。その結果、良好な動作検査を短時間のうちに効率良く行うことができる。さらに、光学フィルタ１３,１７,…を切り替えながら、光学フィルタ１３,１７,…に応じた様々な照明条件下での動作検査を高スループットで行うことができる。   For this reason, in the inspection apparatus 30 provided with the illuminating devices (11 to 19, 22, 31, 32), transmission of the optical filter in the optical path substantially simultaneously (for example, within a few seconds) with the switching of the optical filters 13, 17,. The operation inspection of the image sensor 30 </ b> A can be performed under stable illumination conditions with design values corresponding to the characteristics. As a result, a good operation inspection can be performed efficiently in a short time. Further, the operation inspection under various illumination conditions corresponding to the optical filters 13, 17,... Can be performed with high throughput while switching the optical filters 13, 17,.

なお、検査対象の撮像素子３０Ａは、半導体ウエハから切り出される前の状態で、照明装置(１１〜１９,２２,３１,３２)の光照射面に配置され、照明装置(１１〜１９,２２,３１,３２)からの照明光により所定領域が照明される。このとき、撮像素子３０Ａの所定領域の回路の電極にプローバ３３の電気端子３Ｂが接続され、プローバ３３から撮像素子３０Ａに電力が供給され、撮像素子３０Ａからの出力信号が取り出される。この出力信号は不図示の信号処理部で解析され、上記の照明条件に応じた適正な信号か否かの判定（動作検査）が行われる。
（変形例）
なお、上記した第１実施形態（加熱）では、ヒーター２０をターレット１８と干渉しないようにターレット１８の外部に（例えば光路外の光学フィルタを厚さ方向に挟むように）配置したが、本発明はこれに限定されない。ターレット１８自体にヒーターを配置してもよい。この場合、ターレット１８の穴３Ａ,７Ａ,８Ａの周囲に環状のヒーターをそれぞれ配置することが考えられ、各ヒーターは各光学フィルタ専用となり、ターレット１８と共に常に一体的に回転することになる。 The imaging device 30A to be inspected is arranged on the light irradiation surface of the illumination device (11-19, 22, 31, 32) before being cut out from the semiconductor wafer, and the illumination device (11-19, 22, The predetermined area is illuminated by the illumination light from (31, 32). At this time, the electrical terminal 3B of the prober 33 is connected to the electrode of the circuit in a predetermined area of the image sensor 30A, power is supplied from the prober 33 to the image sensor 30A, and an output signal from the image sensor 30A is taken out. This output signal is analyzed by a signal processing unit (not shown), and it is determined whether the signal is an appropriate signal according to the illumination conditions (operation inspection).
(Modification)
In the first embodiment (heating) described above, the heater 20 is arranged outside the turret 18 so as not to interfere with the turret 18 (for example, an optical filter outside the optical path is sandwiched in the thickness direction). Is not limited to this. A heater may be disposed on the turret 18 itself. In this case, it is conceivable to arrange annular heaters around the holes 3A, 7A, 8A of the turret 18, and each heater is dedicated to each optical filter and always rotates integrally with the turret 18.

また、上記した第２実施形態（冷却）では、照明光の光路内の光学フィルタのみを空冷する例で説明したが、本発明はこれに限定されない。光路内外の全ての光学フィルタを例えば過大な流量で一律に強制的に空冷してもよい。この場合には、温度センサを利用したフィードバック制御を行わなくても、常に、光学フィルタの温度を照明光の光路の内外で等しくすることができる。   In the second embodiment (cooling) described above, the example is described in which only the optical filter in the optical path of the illumination light is air-cooled. However, the present invention is not limited to this. For example, all the optical filters inside and outside the optical path may be forcibly air-cooled uniformly at an excessive flow rate. In this case, the temperature of the optical filter can always be made equal in and out of the optical path of the illumination light without performing feedback control using a temperature sensor.

さらに、上記した第２実施形態（冷却）では、光学フィルタを空冷する場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。光学フィルタを冷却する方法は、ペルチェ素子による電子冷却でもよいし、水冷でもよい。
また、上記した第２実施形態（冷却）では、温度センサ２２をターレット１８の穴３Ａ,７Ａ,８Ａの近傍に設けたが、本発明はこれに限定されない。冷却中の光学フィルタからの放射熱を検知可能な箇所（例えば光学フィルタの近傍の空中）に温度センサを配置してもよい。 Furthermore, in the above-described second embodiment (cooling), the case where the optical filter is air-cooled has been described, but the present invention is not limited to this. The method for cooling the optical filter may be electronic cooling using a Peltier element or water cooling.
In the second embodiment (cooling) described above, the temperature sensor 22 is provided in the vicinity of the holes 3A, 7A, 8A of the turret 18, but the present invention is not limited to this. You may arrange | position a temperature sensor in the location (for example, in the air of the vicinity of an optical filter) which can detect the radiant heat from the optical filter under cooling.

さらに、上記した第１実施形態（加熱）と第２実施形態（冷却）では、光学フィルタの温度を照明光の光路の内外で等しくするために、温度センサを利用してフィードバック制御を行ったが、本発明はこれに限定されない。装置の使用環境などに合わせて予め定めた加熱量や冷却量にしたがって光学フィルタの温度を調整する場合にも、本発明を適用できる。この場合、温度センサは不要となる。   Furthermore, in the first embodiment (heating) and the second embodiment (cooling) described above, feedback control is performed using a temperature sensor in order to equalize the temperature of the optical filter inside and outside the optical path of the illumination light. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to the case where the temperature of the optical filter is adjusted according to a heating amount or a cooling amount determined in advance according to the use environment of the apparatus. In this case, a temperature sensor is unnecessary.

また、上記した第１実施形態（加熱）と第２実施形態（冷却）では、基板１０Ａの欠陥検査を行う場合に光路外の光学フィルタを加熱し、撮像素子３０Ａの動作検査を行う場合に少なくとも光路内の光学フィルタを冷却したが、本発明はこれに限定されない。基板１０Ａの欠陥検査を行う場合に少なくとも光路内の光学フィルタを冷却し、撮像素子３０Ａの動作検査を行う場合に光路外の光学フィルタを加熱してもよい。   In the first embodiment (heating) and the second embodiment (cooling) described above, at least when the optical filter outside the optical path is heated and the operation inspection of the image sensor 30A is performed when the defect inspection of the substrate 10A is performed. Although the optical filter in the optical path is cooled, the present invention is not limited to this. When performing the defect inspection of the substrate 10A, at least the optical filter in the optical path may be cooled, and when performing the operation inspection of the image sensor 30A, the optical filter outside the optical path may be heated.

さらに、光学フィルタを冷却する場合と加熱する場合とをそれぞれ説明したが、冷却と加熱を両用してもよい。
また、上記した第１実施形態と第２実施形態では、複数の光学フィルタ１３,１７,…を切り替え可能な装置を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。１つの光学フィルタを照明光の光路に対して挿脱する場合にも、本発明を適用できる。 Furthermore, although the case where the optical filter is cooled and the case where it heats were each demonstrated, you may use both cooling and heating.
In the first embodiment and the second embodiment described above, the apparatus capable of switching the plurality of optical filters 13, 17,... Has been described as an example, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a case where one optical filter is inserted into and removed from the optical path of illumination light.

第１実施形態の検査装置１０の全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole composition of inspection device 10 of a 1st embodiment. ターレット１８の構成を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a turret 18. 光学フィルタの透過特性の変化を説明する図である。It is a figure explaining the change of the transmission characteristic of an optical filter. 第２実施形態の検査装置３０の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the test | inspection apparatus 30 of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０，３０ 照明装置
１１ 光源
１２ コレクタレンズ
１３，１７ 光学フィルタ
１４ リレーレンズ
１５ フライアイレンズ
１６ コンデンサレンズ
１８ ターレット
２０ ヒーター
２１，３２ 制御部
２２ 温度センサ
３１ 冷却ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,30 Illuminating device 11 Light source 12 Collector lens 13, 17 Optical filter 14 Relay lens 15 Fly eye lens 16 Condenser lens 18 Turret 20 Heater 21, 32 Control part 22 Temperature sensor 31 Cooling nozzle

Claims (5)

光源からの照明光を光照射面に導く光学系と、
前記照明光の光路内と該光路外との間で移動可能な光学フィルタと、
前記光学フィルタの温度が前記光路の内外で等しくなるように、該温度を調整する調整手段とを備えた
ことを特徴とする照明装置。 An optical system for guiding illumination light from the light source to the light irradiation surface;
An optical filter movable between the optical path of the illumination light and the outside of the optical path;
An illuminating device comprising: an adjusting unit configured to adjust the temperature of the optical filter so that the temperature of the optical filter becomes equal inside and outside the optical path. 請求項１に記載の照明装置において、
前記調整手段は、前記光学フィルタが前記光路外で待機しているときに該光学フィルタを加熱して、前記温度が前記光路の内外で等しくなるように、該温度を調整する
ことを特徴とする照明装置。 The lighting device according to claim 1.
The adjusting means heats the optical filter when the optical filter is waiting outside the optical path, and adjusts the temperature so that the temperature becomes equal inside and outside the optical path. Lighting device. 請求項２に記載の照明装置において、
前記調整手段は、前記光学フィルタの前記光路内での温度を目標値として予め記憶し、前記光学フィルタを前記光路外で加熱しているときに該光学フィルタの温度を検知して、該温度が前記目標値と等しくなるように、前記光学フィルタを加熱する際のパラメータをフィードバック制御する
ことを特徴とする照明装置。 The lighting device according to claim 2,
The adjusting means stores in advance the temperature of the optical filter in the optical path as a target value, detects the temperature of the optical filter when the optical filter is heated outside the optical path, and the temperature is Feedback control of the parameter at the time of heating the said optical filter so that it may become equal to the said target value. The illuminating device characterized by the above-mentioned. 請求項１に記載の照明装置において、
前記調整手段は、前記光学フィルタが前記光路内に挿入されたときに該光学フィルタを冷却して、前記温度が前記光路の内外で等しくなるように、該温度を調整する
ことを特徴とする照明装置。 The lighting device according to claim 1.
The adjusting means cools the optical filter when the optical filter is inserted into the optical path, and adjusts the temperature so that the temperature becomes equal inside and outside the optical path. apparatus. 請求項４に記載の照明装置において、
前記調整手段は、前記光学フィルタの前記光路外での温度を目標値として予め記憶し、前記光学フィルタを前記光路内で冷却しているときに該光学フィルタの温度を検知して、該温度が前記目標値と等しくなるように、前記光学フィルタを冷却する際のパラメータをフィードバック制御する
ことを特徴とする照明装置。
The lighting device according to claim 4.
The adjusting means stores in advance the temperature of the optical filter outside the optical path as a target value, detects the temperature of the optical filter when the optical filter is cooled in the optical path, and the temperature is Feedback control of a parameter for cooling the optical filter so as to be equal to the target value.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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