WO2007046429A1 - 液浸顕微鏡装置 - Google Patents

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WO2007046429A1
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liquid
substrate
ultrapure water
observation
cleaning
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PCT/JP2006/320761
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hiromasa Shibata
Manabu Komatsu
Toshio Uchikawa
Original Assignee
Nikon Corporation
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/33—Immersion oils, or microscope systems or objectives for use with immersion fluids

Definitions

  • the present invention relates to an immersion microscope apparatus that performs immersion observation of a substrate.
  • An immersion objective lens is used to observe defects or foreign matter in a circuit pattern formed on a substrate (for example, a semiconductor wafer or a liquid crystal substrate) with high resolution.
  • the tip of the objective lens and the substrate It has been proposed to fill the space with a liquid such as water and increase the numerical aperture of the objective lens in accordance with the refractive index (> 1) of the liquid (see, for example, Patent Document 1). It is also proposed to dry the substrate with an organic solvent or air knife after observing the immersion of the substrate, and return the dried substrate to the cassette.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-83800
  • the surface of the substrate after drying (the region that has come into contact with the liquid) is highly likely to be contaminated with an oxide film or a ring stain. May become a defect and significantly deteriorate the quality of the board. A board with degraded quality cannot be used and must be discarded.
  • it was impossible to observe the immersion of the substrate nondestructively that is, to perform nondestructive inspection).
  • the same problem is not limited to the case of observing the substrate in the state of local immersion, but can occur in the same way when observing in the state of immersion on the entire surface.
  • An object of the present invention is to provide an immersion microscope apparatus capable of performing non-destructive immersion observation of a substrate without impairing the quality of the substrate.
  • the immersion microscope apparatus of the present invention includes a supporting means for supporting a substrate to be observed, an immersion objective lens, and a tip of the objective lens and the substrate using ultrapure water as an observation liquid.
  • a first supply means for supplying the liquid in between, and removing the observation liquid after observing the substrate; Supplying a cleaning liquid different from the observation liquid removed by the first removal means to a region of the substrate that has been in contact with the observation liquid.
  • a second removing means for removing the washing liquid after washing the substrate.
  • the second supply means takes in ultrapure water after degassing from the circulation path of the ultrapure water or generates degassing from the circulation path in order to generate the cleaning liquid.
  • the previous ultrapure water is taken in and deaerated, and the one type of cleaning liquid is generated by the obtained ultrapure water after deaeration and supplied to the region of the substrate, and the one type of cleaning is performed.
  • the liquid used for degassing is a liquid in which ozone is dissolved in ultrapure water after degassing to a concentration of 1 ppm or higher, a liquid in which hydrogen is dissolved in ultrapure water after degassing to a concentration of 0.6 ppm or higher, and a degassing liquid. It is preferable that the liquid is one obtained by dissolving nitrogen in ultrapure water later.
  • the second supply means takes in ultrapure water after degassing from the circulation path to generate the cleaning liquid, or the ultrapure water before degassing from the circulation path.
  • the pure water is taken in and degassed, and two or more kinds of cleaning liquids are generated by the obtained ultrapure water after degassing and are sequentially supplied to the region of the substrate.
  • the above cleaning liquids include a liquid in which ozone is dissolved in ultrapure water after degassing to a concentration of 1 ppm or higher, and a liquid in which hydrogen is dissolved in ultrapure water after degassing to a concentration of 0.6 ppm or higher. It is preferable that the liquid is one in which nitrogen is dissolved in ultrapure water after deaeration.
  • the second supply means may include an oscillating means that oscillates an ultrasonic wave toward the hydrogen-dissolved liquid. preferable.
  • the immersion microscope apparatus of the present invention it is possible to perform immersion observation of a substrate in a nondestructive manner without impairing the quality of the substrate.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an immersion microscope apparatus 10.
  • FIG. 2 is an enlarged view for explaining a peripheral configuration of the objective lens 14.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an ultrapure water production apparatus (31 to 36) and a circulation path 26.
  • the immersion microscope apparatus 10 of the present embodiment is supplied with a stage portion (11 to 13) that supports a substrate 10A to be observed, an immersion objective lens 14, and an observation liquid.
  • Mechanism (15, 16) a mechanism for supplying cleaning liquid (17-19), a mechanism for removing these liquids (20-22), and a control unit 23 for controlling each part. It is done.
  • the immersion microscope apparatus 10 is also provided with an illumination optical system, an observation optical system, a mechanism for automatically transporting the substrate 10A, a TTL autofocus mechanism, and the like.
  • the substrate 10A is a semiconductor wafer or a liquid crystal substrate.
  • the immersion microscope apparatus 10 is an apparatus that performs immersion observation (appearance inspection) of defects and foreign matters on the circuit pattern formed on the substrate 10A in the manufacturing process of semiconductor circuit elements and liquid crystal display elements.
  • the circuit pattern is, for example, a resist pattern.
  • the stage unit (11 to 13) includes a sample stage 11, a Z stage 12, and an XY stage 13.
  • the substrate 10A is transported from the developing device and placed on the upper surface of the sample table 11, and is fixedly supported by, for example, vacuum suction.
  • the sample stage 11 can be moved in the vertical direction by the Z stage 12 and can be moved in the horizontal direction by the XY stage 13.
  • the vertical movement by the Z stage 12 is performed when the substrate 10A is focused.
  • the focusing operation is performed by the control unit 23 using the autofocus mechanism.
  • the horizontal movement by the XY stage 13 is performed when a predetermined observation point of the substrate 10A is positioned within the field of view of the objective lens 14.
  • the base member of the XY stage 13 is fixed to the lower part of the main body (mirror base 24) of the immersion microscope apparatus 10.
  • the immersion objective lens 14 is fixed to the upper part of the mirror base 24, and when the space between the tip and the substrate 10A is filled with an immersion medium (observation liquid), the aberration of the optical system Is designed to compensate.
  • the illumination optical system (not shown) is provided with an illumination light source, and its observation wavelength is, for example, in the visible region or the ultraviolet region. In the visible range, immersion observation of the substrate 10A using the eyepiece lens 25 becomes possible. In the case of the ultraviolet region, it is necessary to provide a CCD camera or the like instead of the eyepiece lens 25 to take an image and display it on a monitor device for immersion observation.
  • the discharge nozzle 19 of the mechanism (17-19) for supplying the cleaning liquid and the suction nozzle 20 of the mechanism (20-22) for removing these liquids are fixedly arranged. Further, the tips of the discharge nozzles 16 and 21 and the suction nozzle 20 are positioned in the vicinity of the tip of the objective lens 14 as shown in an enlarged view in FIG.
  • a pressurization pump 15 (Fig. 1) is connected to the discharge nozzle 16.
  • the pressure pump 15 is connected to the branch point 6A of the ultrapure water circulation path 26.
  • the pressurizing pump 15 and the discharge nozzle 16 constitute a mechanism (15, 16) for supplying a liquid for observation.
  • a pressure pump 18 and a cleaning liquid manufacturing apparatus 17 are connected to the discharge nozzle 19, and the cleaning liquid manufacturing apparatus 17 is connected to the ultrapure water circulation path 26. Connected to branch point 6B.
  • the cleaning liquid production apparatus 17, the pressure pump 18, and the discharge nozzle 19 constitute a mechanism (17 to 19) for supplying a cleaning liquid.
  • pure water produced by the primary pure water system (31, 32) is taken into the circulation path 26.
  • the primary pure water system (31, 32) is provided with at least a high-pressure pump 31 and a reverse osmosis membrane (R / O) device 32.
  • the input side of the high pressure pump 31 is connected to the factory water source 30.
  • the water (flooded water) from the field water source 30 is pumped up by the high-pressure pump 31, and impurities are removed through the reverse osmosis membrane (R / O) device 32 to become pure water.
  • the secondary ultrapure water system (33 to 36) is provided with at least a circulation pump 33, an ion exchange resin (DI) 34, an ultrafiltration filter (UF) 35, and a deaeration device 36.
  • the deaeration device 36 is a device for removing oxygen dissolved in ultrapure water, for example, a vacuum deaeration device.
  • the ultrapure water produced by the secondary ultrapure water system (33-36) passes through the branch points 6A and 6B on the pipe and passes through the secondary ultrapure water. Feedback is made upstream of the circulation pump 33 of the water system (33-36). Then, forced circulation of ultrapure water is performed by the circulation pump 33. By forcibly circulating ultrapure water in the circulation path 26, the purity of ultrapure water is reduced. It can also keep bacteria from growing.
  • the secondary ultrapure water system (33-36) and the circulation path 26 are connected to each other in this embodiment.
  • the immersion microscope apparatus 10 is provided, and the pipes of the mechanisms (15, 16) and the mechanisms (17 to 19) are connected to the branch points 6A and 6B of the circulation path 26 in the apparatus. Then, by connecting the output pipe of the primary deionized water system (31, 32) of the factory to the circulation path 26 in the apparatus, the immersion microscope apparatus 10 of the present embodiment is used. Observation becomes possible.
  • the ultrapure water in the circulation path 26 is maintained at a high level of purity that can be used for the immersion observation of the substrate 10A, the breeding of the nocteria is prevented, and the deaerated water is further deaerated. It is a thing.
  • the forced circulation of ultrapure water is continuously performed along the circulation path 26 until a discharge command is issued from the control unit 23 (FIG. 1) of the immersion microscope apparatus 10.
  • the branch points 6A and 6B of the circulation path 26 are also called use points.
  • the control unit 23 issues an observation liquid discharge command before the immersion observation of the substrate 10A, and the branch point 6A force of the circulation path 26 is a predetermined amount.
  • the ultrapure water is taken in and sent to the pressure pump 15.
  • this predetermined amount of ultrapure water is sent from the pressure pump 15 to the discharge nozzle 16, and from the front end of the discharge nozzle 16 as an observation liquid, between the front end of the objective lens 14 and the observation point of the substrate 10A. Supplied and forms “droplets” by surface tension. Then, immersion observation of the substrate 10A is performed in a state of local immersion in which the observation liquid is locally supplied.
  • the control unit 23 of the immersion microscope apparatus 10 issues a liquid removal command for observation.
  • a vacuum pump 22 is connected to the suction arch I nozzle 20 via a drainage tank 21.
  • the suction nozzle 20, drain tank 21 and vacuum pump 22 are used for observation liquid.
  • a mechanism (20-22) for removing the body is constructed. However, this mechanism (20-22) is also used when removing the cleaning liquid.
  • a vacuum device (not shown) in the factory may be connected instead of the vacuum pump 22.
  • the vacuum pump 22 passes through the drainage tank 21 and the suction nozzle 20, and the liquid between the tip of the objective lens 14 and the substrate 10A. Aspirate the air together with the surrounding air. That is, it is removed from the substrate 10A. The sucked liquid is guided to the drainage tank 21 where it is separated from the air and collected in the drainage tank 21. Only air is led to the vacuum pump 22.
  • the immersion microscope apparatus 10 of the present embodiment during the immersion observation of the substrate 10A, the supply of the observation liquid Z is automatically performed based on the instruction from the control unit 23. Therefore, the immersion observation of the substrate 10A can be performed at a high throughput with almost no burden on the operator.
  • the observation liquid is locally supplied Z through the discharge nozzle 16 and the suction nozzle 20, and only the observation point of the substrate 10A and the vicinity thereof are immersed. (In other words, make it a state of local immersion). For this reason, the contact portion with the observation liquid on the surface of the substrate 10A can be limited to the minimum range necessary for the immersion observation.
  • the immersion microscope apparatus 10 of the present embodiment only when necessary (that is, only when the immersion observation of the substrate 10A is started), a predetermined amount of ultrapure water is supplied from the ultrapure water circulation path 26. take in. For this reason, high quality ultrapure water (that is, ultrapure water that is kept at a high level of purity that can be used for immersion observation of the substrate 10A, prevents bacterial growth, and is degassed) is used for observation. Can be supplied as a liquid.
  • dissolved oxygen has a strong corrosive effect on silicon wafers and metals, and combines with dissolved silica to form an oxide film (eg, an insulating film such as SiO) on the wafer surface.
  • oxide film eg, an insulating film such as SiO
  • TOC Organic matter
  • Silica tends to cause acid film on the wafer surface. Even if a small amount of metal ions adhere to the wafer surface, defects are likely to occur.
  • the fine particles enter between fine wiring patterns after the wafer is dried and become defects. Live bacteria such as nocteria—when they multiply and form colonies, cause the same harm as fine particles.
  • the substrate 10A and the liquid for observation are brought into contact with each other during the immersion observation.
  • the above-mentioned dirt caused by the liquid adheres as a defect to the contact area, and the quality of the substrate 10A may be significantly impaired.
  • the degraded substrate 10A cannot be used, so it must be discarded.
  • the immersion microscope apparatus 10 of the present embodiment since the immersion observation of the substrate 10A is performed without destroying the quality of the substrate 10A, the surface of the substrate 10A is removed after removing the observation liquid. (A region that was in contact with the liquid) was washed.
  • the substrate 10A may be cleaned after the substrate 1OA is dried, but it is more effective to perform the cleaning before drying.
  • a mechanism (17 to 19) for supplying a cleaning liquid and a mechanism (20 to 22) for removing the liquid are used for cleaning the substrate 10A.
  • the control unit 23 of the immersion microscope apparatus 10 Upon completion of the removal of the observation liquid, the control unit 23 of the immersion microscope apparatus 10 issues a cleaning liquid discharge command and takes in a predetermined amount of ultrapure water from the branch point 6B of the circulation path 26. Then send it to the cleaning liquid production equipment 17.
  • the cleaning liquid production apparatus 17 is composed of solenoid valves 7A and 7B, a gas dissolving section 7C, and a mixing section 7D.
  • the cleaning liquid manufacturing apparatus 17 uses ultrapure water (super pure water after degassing) taken in from the branch point 6B for cleaning. Produces liquid (cleaning liquid).
  • ozone water a liquid obtained by dissolving ozone in ultrapure water after degassing
  • ozone purifier a gas from an ozone source
  • the ozone is dissolved until its concentration reaches 1 ppm or higher. With this range of concentrations, Demonstrates sufficient cleaning effect for substrate 10A. It is not necessary to dissolve ozone until it is saturated, but it is preferable to increase the concentration in order to enhance the cleaning effect.
  • the cleaning effect of ozone water is the effect of removing the oxide film formed due to dissolved oxygen and eluted silica.
  • hydrogen water a liquid obtained by dissolving hydrogen in ultrapure water after degassing
  • a gas from a hydrogen source for example, a cylinder
  • Hydrogen is dissolved until its concentration reaches 0.6 ppm or higher. If the concentration is in such a range, a sufficient cleaning effect for the substrate 10A is exhibited. It is not necessary to dissolve the hydrogen until it is saturated! /, Force It is preferable to increase the concentration in order to enhance the washing effect.
  • the cleaning effect with hydrogen water is the effect of removing particles caused by organic matter, fine particles, bacteria, etc.
  • nitrogen water a liquid obtained by dissolving nitrogen in ultrapure water after degassing
  • a gas from a nitrogen source for example, a cylinder
  • nitrogen water a gas from a nitrogen source
  • oxygen can be reliably removed, and a sufficient cleaning effect for the substrate 10A is exhibited.
  • the cleaning effect with nitrogen water is an effect of preventing the formation of an oxide film.
  • the cleaning liquid manufacturing apparatus 17 generates, for example, any one of the ozone water, the hydrogen water, and the nitrogen water as the cleaning liquid.
  • One type of cleaning solution should be selected according to the most necessary cleaning effect for the substrate 10A (for example, the effect of removing the oxide film).
  • the substrate 10A can be cleaned in a short time by using only one type of cleaning solution.
  • the cleaning liquid generated by the cleaning liquid manufacturing apparatus 17 is sent to the pressurizing pump 18 and sent from the pressurizing pump 18 to the discharge nozzle 19, and the tip force of the discharge nozzle 19 is also applied to the surface of the substrate 10A (in contact with the observation liquid). Supply to the area).
  • the cleaning liquid for example, ozone water
  • the control unit 23 of the immersion microscope apparatus 10 instructs the removal of the cleaning liquid. Put out. Even when the cleaning liquid is removed, the same mechanism (20 to 22) is used as the observation liquid removal, and the vacuum pump 22 removes the cleaning liquid from the surrounding air via the drain tank 21 and the suction nozzle 20. Aspirate together. That is, it is removed from the substrate 10A. The suctioned cleaning liquid is guided to the drainage tank 21 where it is separated from the air and collected in the drainage tank 21. Only air is introduced into the vacuum pump 22.
  • the immersion microscope apparatus 10 of the present embodiment when observing the immersion of the substrate 10A, after removing the observation liquid, a cleaning liquid such as ozone water is applied to the surface (observation) of the substrate 10A.
  • a cleaning liquid such as ozone water is applied to the surface (observation) of the substrate 10A.
  • the substrate 10A can be observed in a non-destructive manner without damaging the quality of the substrate 10A.
  • the supply Z removal of the cleaning solution may be performed once, but it is preferable to repeat the supply Z removal several times if necessary V. The greater the number of repetitions, the higher the cleaning effect.
  • the substrate 10A can be observed without immersion without impairing the quality of the substrate 10A (that is, the substrate 10A can be inspected nondestructively).
  • the subsequent substrate 10A can be taken into the next line as a non-defective product without being discarded, and the yield is improved.
  • the ultrapure water is taken in from the circulation path 26 that is shared with the observation liquid, and therefore this circulation path 26 is installed in the factory in advance. If this is the case, an increase in the size of the factory can be avoided. Further, when the circulation path 26 is provided in the immersion microscope apparatus 10, the enlargement of the immersion microscope apparatus 10 can be avoided by making the circulation path 26 common for observation and cleaning.
  • the immersion microscope apparatus 10 of the present embodiment when the substrate 10A is cleaned, a cleaning liquid such as ozone water is automatically supplied Z removed based on an instruction from the control unit 23. Therefore, the substrate 10A can be cleaned at a high throughput with almost no burden on the operator. Therefore, the entire immersion observation including the cleaning of the substrate 10A can be performed with high throughput.
  • a cleaning liquid such as ozone water
  • the cleaning liquid is locally supplied Z to be removed through the discharge nozzle 19 and the suction nozzle 20, so that only the observation point of the substrate 10A and its vicinity (the liquid for observation and Only the contact area) can be efficiently cleaned.
  • a predetermined amount of ultrapure water is taken in from the ultrapure water circulation path 26 only when necessary (that is, only when cleaning of the substrate 10A is started). For this reason, always use high-quality ultrapure water (that is, a high level of purity that can be used for immersion observation of the substrate 10A, preventing the growth of nocteria, and deaerated ultrapure water).
  • a cleaning liquid can be generated, and a high-quality cleaning liquid can be supplied.
  • the immersion microscope apparatus 10 of the present embodiment when supplying the cleaning liquid to the surface of the substrate 10A (the region that has been in contact with the observation liquid), the observation point of the substrate 10A is viewed from the objective lens 14.
  • the substrate 10A can be quickly cleaned after the observation liquid is removed and before the substrate 10A is dried because it is kept in the position in the field (that is, the same state as in observation).
  • the tip of the objective lens 14 can be cleaned simultaneously with the cleaning of the substrate 10A.
  • the timing of taking the ultrapure water from the circulation path 26 in order to generate the cleaning liquid may be after the observation liquid is removed, but the cleaning liquid can be supplied immediately after the observation liquid is removed. In addition, it is preferable to take in ultrapure water from the circulation path 26 and remove the cleaning liquid before removing the observation liquid.
  • ultrapure water after degassing is taken in from the circulation path 26 to generate cleaning water, and therefore, a predetermined gas such as ozone, hydrogen, or nitrogen is efficiently added to the ultrapure water. Can be dissolved in water.
  • the power of the example in which any one of ozone water, hydrogen water, and nitrogen water is generated as the cleaning liquid is not limited to this. Any two or more of ozone water, hydrogen water, and nitrogen water may be generated as the cleaning liquid.
  • By supplying two or more types of cleaning solutions in order different types of stains (such as oxide film and ring stains) can be removed in order, and the quality of the substrate 10A after inspection can be further improved. .
  • the cleaning liquid is supplied Z removed regardless of the type of the cleaning liquid.
  • the present invention is not limited to this.
  • a means for oscillating ultrasonic waves toward the hydrogen water for example, an ultrasonic vibrator
  • the sample table 11 for example, so that the ultrasonic waves are oscillated when hydrogen water is supplied. It is possible to control.
  • the installation location of the ultrasonic transducer may be the discharge nozzle 16, 19, suction nozzle 20, objective lens 14, etc.!
  • the deionizer 36 is provided in the secondary ultrapure water system (33 to 36) of the ultrapure water circulation path 26, and ultrapure water after deaeration from the circulation path 26 is provided.
  • the present invention is not limited to this.
  • the above deaeration device 36 may be omitted. In this case, the ultrapure water before degassing is taken from the circulation path 26 to generate a cleaning liquid.
  • the above deaeration device 36 may be omitted, and a similar deaeration device may be provided on the pipe between the branch point 6B of the circulation path 26 and the cleaning water production device 17 instead.
  • a similar deaeration device may be provided on the pipe between the branch point 6B of the circulation path 26 and the cleaning water production device 17 instead.
  • ultrapure water before degassing is taken from the circulation path 26 and degassing is performed, and the obtained ultrapure water after degassing is used to generate a cleaning liquid.
  • a similar deaeration device may be provided on the pipe between the branch point 6A of the circulation path 26 and the pressure pump 15. Also good.
  • the deaeration device is not provided, since ultrapure water before deaeration is supplied as the observation liquid, an oxide film is easily formed on the surface of the substrate 10A by this liquid. After removing the liquid, there is no problem because the substrate 10A is cleaned using a cleaning liquid such as ozone water.
  • the force that sucks the liquid by the suction nozzle 20 or the vacuum pump 22 when removing the observation or cleaning liquid is not limited to this.
  • liquid drying means for example, air blowing means
  • a means for supplying clean nitrogen to the periphery of the objective lens 14 may be provided. Yes.
  • the liquid supplied between the tip of the objective lens 14 and the substrate 10A can be kept in a nitrogen atmosphere, and elution of oxygen into the liquid can be avoided. For this reason, formation of an oxide film can be effectively suppressed.
  • the discharge nozzles 16 and 19 and the pressure pumps 15 and 18 are separately provided in order to supply the observation and cleaning liquids. May be.
  • the shared discharge nozzle 20 and the drainage tank 21 provided for removing the observation and cleaning liquids may be configured separately.
  • the present invention is not limited to this.
  • the same effect can be obtained by applying the present invention also in the case where the substrate 10A is observed in a state where the entire surface is immersed.
  • a stage having a structure capable of immersing the entire surface of the substrate 10A and the tip of the objective lens 14 is required.
  • the cleaning liquid is also supplied to the entire surface of the substrate 10A (that is, the area that has been in contact with the observation liquid).

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Abstract

　本発明は、基板の品質を損なわずに非破壊で基板の液浸観察を行える液浸顕微鏡装置を提供することを目的とする。そのため、本発明の液浸顕微鏡装置は、観察対象の基板１０Ａを支持する支持手段１１～１３と、液浸系の対物レンズ１４と、該超純水を観察用の液体として対物レンズの先端と基板との間に供給する第１の供給手段１５,１６と、基板の観察後に、観察用の液体を除去する第１の除去手段２０～２２と、第１の除去手段２０～２２により除去した観察用の液体とは異なる洗浄用の液体を基板のうち観察用の液体と接触していた領域に供給する第２の供給手段１７～１９と、基板の洗浄後に、洗浄用の液体を除去する第２の除去手段２０～２２とを備える。

Description

液浸顕微鏡装置
技術分野
[0001] 本発明は、基板の液浸観察を行う液浸顕微鏡装置に関する。
背景技術
[0002] 基板 (例えば半導体ウェハや液晶基板など）に形成された回路パターンの欠陥や 異物などを高い分解能で観察するために、液浸系の対物レンズを用い、この対物レ ンズの先端と基板との間を水などの液体で満たし、液体の屈折率 (> 1)に応じて対物 レンズの開口数を大きくすることが提案されている (例えば特許文献 1を参照)。また、 基板の液浸観察後に、有機溶剤やエアナイフなどによって基板を乾燥させ、乾燥後 の基板をカセットに戻すことも提案されて 、る。
特許文献 1：特開 2005— 83800号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] しかし、上記の装置では、乾燥後の基板の表面 (液体と接触して ヽた領域）に酸ィ匕 膜や輪染みなどの汚れが付着している可能性が高ぐそれらの汚れが欠陥となって 基板の品質を著しく損なうことがあった。品質の低下した基板は使い物にならないた め、破棄せざるを得ない。このように、上記の装置では、基板の液浸観察を非破壊で 行う（つまり非破壊検査を行う）ことはできなカゝつた。同様の問題は、局所液浸の状態 で基板を観察する場合に限らず、全面液浸の状態で観察する場合にも同様に起こり うる。
[0004] 本発明の目的は、基板の品質を損なわずに非破壊で基板の液浸観察を行える液 浸顕微鏡装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0005] 本発明の液浸顕微鏡装置は、観察対象の基板を支持する支持手段と、液浸系の 対物レンズと、超純水を観察用の液体として前記対物レンズの先端と前記基板との 間に供給する第 1の供給手段と、前記基板の観察後に、前記観察用の液体を除去 する第 1の除去手段と、前記第 1の除去手段により除去した前記観察用の液体とは 異なる洗浄用の液体を前記基板のうち前記観察用の液体と接触していた領域に供 給する第 2の供給手段と、前記基板の洗浄後に、前記洗浄用の液体を除去する第 2 の除去手段とを備えたものである。
[0006] また、前記第 2の供給手段は、前記洗浄用の液体を生成するために、前記超純水 の循環経路から脱気後の超純水を取り込み、または、前記循環経路から脱気前の超 純水を取り込んで脱気を行い、得られた脱気後の超純水により 1種類の前記洗浄用 の液体を生成して前記基板の前記領域に供給し、前記 1種類の洗浄用の液体は、 脱気後の超純水にオゾンを濃度 lppm以上となるまで溶解した液体と、脱気後の超 純水に水素を濃度 0.6ppm以上となるまで溶解した液体と、脱気後の超純水に窒素 を溶解した液体と、の何れかであることが好ま 、。
[0007] また、前記第 2の供給手段は、前記洗浄用の液体を生成するために、前記循環経 路から脱気後の超純水を取り込み、または、前記循環経路から脱気前の超純水を取 り込んで脱気を行い、得られた脱気後の超純水により 2種類以上の前記洗浄用の液 体を生成して前記基板の前記領域に順に供給し、前記 2種類以上の洗浄用の液体 は、脱気後の超純水にオゾンを濃度 lppm以上となるまで溶解した液体と、脱気後の 超純水に水素を濃度 0.6ppm以上となるまで溶解した液体と、脱気後の超純水に窒 素を溶解した液体と、の何れかであることが好ま 、。
[0008] また、前記第 2の供給手段が前記洗浄用の液体として前記水素を溶解した液体を 供給する際、該水素を溶解した液体に向けて超音波を発振する発振手段を備えるこ とが好ましい。
発明の効果
[0009] 本発明の液浸顕微鏡装置によれば、基板の品質を損なわずに非破壊で基板の液 浸観察を行うことができる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]液浸顕微鏡装置 10の全体構成図である。
[図 2]対物レンズ 14の周辺構成を説明する拡大図である。
[図 3]超純水製造装置 (31〜36)と循環経路 26とを説明する図である。 発明を実施するための最良の形態
[0011] 以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態の液浸顕微鏡装置 10には、図 1に示す通り、観察対象の基板 10Aを 支持するステージ部 (11〜13)と、液浸系の対物レンズ 14と、観察用の液体を供給す る機構 (15, 16)と、洗浄用の液体を供給する機構 (17〜 19)と、これらの液体を除去す る機構 (20〜22)と、各部を制御する制御部 23とが設けられる。
[0012] また、液浸顕微鏡装置 10には、図示省略したが、照明光学系や観察光学系、基板 10Aを自動搬送する機構、 TTL方式のオートフォーカス機構なども設けられる。 基板 10Aは、半導体ウェハや液晶基板などである。液浸顕微鏡装置 10は、半導体 回路素子や液晶表示素子などの製造工程にお ヽて、基板 10Aに形成された回路パ ターンの欠陥や異物などの液浸観察 (外観検査)を行う装置である。回路パターンは 、例えばレジストパターンである。
[0013] ステージ部 (11〜13)は、試料台 11と Zステージ 12と XYステージ 13とで構成される 。基板 10Aは、例えば現像装置カゝら搬送されて試料台 11の上面に載置され、例え ば真空吸着により固定的に支持される。試料台 11は、 Zステージ 12により鉛直方向 に移動可能、 XYステージ 13により水平方向に移動可能である。
Zステージ 12による鉛直方向の移動は、基板 10Aの焦点合わせ時に行われる。焦 点合わせ動作は、制御部 23がオートフォーカス機構を用いて行う。 XYステージ 13 による水平方向の移動は、基板 10Aの予め定めた観察点を対物レンズ 14の視野内 に位置決めするときに行われる。 XYステージ 13のベース部材は液浸顕微鏡装置 10 の本体 (鏡基 24)の下部に固定されている。
[0014] 液浸系の対物レンズ 14は、鏡基 24の上部に固定され、その先端と基板 10Aとの間 が液浸媒質 (観察用の液体)で満たされたときに、光学系の収差が補正されるように 設計されている。なお、不図示の照明光学系には照明光源が設けられ、その観察波 長は例えば可視域や紫外域である。可視域の場合は接眼レンズ 25を用いた基板 10 Aの液浸観察が可能となる。紫外域の場合には接眼レンズ 25の代わりに CCDカメラ などを設けて撮像し、モニタ装置に表示して液浸観察を行うことが必要となる。
[0015] 対物レンズ 14の周辺には、観察用の液体を供給する機構 (15, 16)の吐出ノズル 16 と、洗浄用の液体を供給する機構 (17〜19)の吐出ノズル 19と、これらの液体を除去 する機構 (20〜22)の吸引ノズル 20と力 それぞれ固定的に配置されている。また、 これら吐出ノズル 16,21と吸引ノズル 20の各先端は、図 2に拡大して示す通り、対物 レンズ 14の先端近傍に位置する。
[0016] 吐出ノズル 16を用いて対物レンズ 14の先端と基板 10Aとの間に観察用の液体を 定量吐出するため、吐出ノズル 16には加圧ポンプ 15 (図 1)が接続され、この加圧ポ ンプ 15は超純水の循環経路 26の分岐点 6Aに接続される。加圧ポンプ 15と吐出ノ ズル 16とで、観察用の液体を供給する機構 (15, 16)が構成される。
また、吐出ノズル 19を用いて洗浄用の液体を定量吐出するため、吐出ノズル 19に は加圧ポンプ 18と洗浄液製造装置 17とが接続され、この洗浄液製造装置 17は超純 水の循環経路 26の分岐点 6Bに接続される。洗浄液製造装置 17と加圧ポンプ 18と 吐出ノズル 19とで、洗浄用の液体を供給する機構 (17〜 19)が構成される。
[0017] ここで、超純水の循環経路 26について説明する。
循環経路 26には、図 3に示す通り、 1次純水システム (31,32)で製造された純水が 取り込まれる。 1次純水システム (31, 32)には、少なくとも高圧ポンプ 31と逆浸透膜 (R /O)装置 32とが設けられる。高圧ポンプ 31の入力側は工場水源 30に接続される。ェ 場水源 30の水（巿水）は高圧ポンプ 31によって汲み上げられ、逆浸透膜 (R/O)装置 32を介して不純物が除去され、純水となる。
[0018] 循環経路 26では、 1次純水システム (31, 32)にて製造された純水を取り込み、 2次 超純水システム (33〜36)を介して純度をさらに高め、基板 10Aの液浸観察に使用 可能なレベルの超純水を製造する。 2次超純水システム (33〜36)には、少なくとも循 環ポンプ 33とイオン交換榭脂 (DI)34と限外濾過フィルタ (UF)35と脱気装置 36とが 設けられる。脱気装置 36は、超純水中に溶存する酸素の除去装置であり、例えば真 空脱気装置である。
[0019] さらに、 2次超純水システム (33〜36)で製造された超純水 (脱気後の超純水）は、 配管上の分岐点 6A,6Bを介して、 2次超純水システム (33〜36)の循環ポンプ 33の 上流にフィードバックされる。そして、循環ポンプ 33により、超純水の強制循環が行わ れる。循環経路 26の中で超純水を強制的に循環させることにより、超純水の純度を 保ち、さらにバクテリアの繁殖を防止することもできる。
[0020] 1次純水システム (31,32)と 2次超純水システム (33〜36)とで構成された超純水製 造装置の全体が工場内に予め設置されて 、る場合、その循環経路 26の分岐点 6A, 6Bの各々に、観察用の液体を供給する機構 (15,16)と洗浄用の液体を供給する機 構 (17〜19)の各配管を接続することで、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10を用いた 基板 10Aの液浸観察が可能となる。
[0021] また、 1次純水システム (31, 32)のみが工場内に予め設置されている場合には、 2次 超純水システム (33〜36)と循環経路 26とを本実施形態の液浸顕微鏡装置 10に設 け、この装置内で循環経路 26の分岐点 6A,6Bの各々に上記の機構 (15,16)と機構（ 17〜 19)の各配管が接続される。そして、装置内の循環経路 26に工場の 1次純水シ ステム (31,32)の出力配管を接続することで、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10を用 V、た基板 10Aの液浸観察が可能となる。
[0022] 循環経路 26の中の超純水は、上記した通り、基板 10Aの液浸観察に使用可能な 高いレベルの純度に保たれ、ノ クテリアの繁殖も防止され、さらに、脱気されたもので ある。超純水の強制循環は、液浸顕微鏡装置 10の制御部 23 (図 1)から吐出指令が 出されるまでの間、循環経路 26に沿って継続的に行われる。循環経路 26の分岐点 6A,6Bは、ユースポイントとも呼ばれる。
[0023] 上記構成の液浸顕微鏡装置 10にお 、て、制御部 23は、基板 10Aの液浸観察の 前に観察用の液体の吐出指令を出し、循環経路 26の分岐点 6A力 所定量の超純 水を取り込んで加圧ポンプ 15に送り出す。また、この所定量の超純水は、加圧ボン プ 15から吐出ノズル 16に送られ、吐出ノズル 16の先端から観察用の液体として対物 レンズ 14の先端と基板 10Aの観察点との間に供給され、表面張力により「液滴」を形 成する。そして、観察用の液体が局所的に供給された局所液浸の状態で基板 10A の液浸観察が行われる。
[0024] その後、ある観察点での液浸観察が終了すると、液浸顕微鏡装置 10の制御部 23 は、観察用の液体の除去指令を出す。上記の吸引ノズル 20を用いて基板 10Aから 観察用の液体を除去するため、吸弓 Iノズル 20には排液タンク 21を介して真空ポンプ 22が接続される。吸引ノズル 20と排液タンク 21と真空ポンプ 22により、観察用の液 体を除去する機構 (20〜22)が構成される。ただし、この機構 (20〜22)は、洗浄用の 液体を除去する際にも用いられる。真空ポンプ 22の代わりに工場内の真空装置 (不 図示)を接続しても良い。
[0025] 制御部 23から観察用の液体の除去指令が出されると、真空ポンプ 22は、排液タン ク 21と吸引ノズル 20とを介し、対物レンズ 14の先端と基板 10Aとの間の液体を周り の空気と一緒に吸引する。つまり基板 10Aから除去する。吸引された液体は排液タ ンク 21に導かれ、そこで空気とは選別され、排液タンク 21の中に集められる。そして 空気のみが真空ポンプ 22に導かれる。
[0026] このように、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10では、基板 10Aの液浸観察の際に、 制御部 23からの指示に基づいて、観察用の液体の供給 Z除去を自動で行うため、 作業者に対する負担が殆どなぐ高スループットで基板 10Aの液浸観察を行うことが できる。
また、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10では、吐出ノズル 16と吸引ノズル 20を介し て観察用の液体を局所的に供給 Z除去し、基板 10Aの観察点とその近傍のみを液 浸状態とする（つまり局所液浸の状態とする)。このため、基板 10Aの表面における観 察用の液体との接触部分を、液浸観察に必要な最小限の範囲に制限することができ る。
[0027] さらに、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10では、必要なときのみ（つまり基板 10Aの 液浸観察を開始するときのみ）、超純水の循環経路 26から所定量の超純水を取り込 む。このため、常に高品質な超純水（つまり基板 10Aの液浸観察に使用可能な高い レベルの純度に保たれ、バクテリアの繁殖も防止され、さらに脱気された超純水）を観 察用の液体として供給することができる。
[0028] ところが、高品質な超純水にも、多少の不純物（例えば金属イオン,微粒子,バタテリ ァ,酸素など）は残っている。さらに、供給した直後は高品質な超純水であっても、基 板 10Aの液浸観察の最中に周囲力も様々な物質 (例えば酸素,有機物,シリカなど） が溶出し、その水質は徐々に低下してしまう。このため、液浸観察後に基板 10Aを乾 燥させると、乾燥後の基板 10Aの表面 (観察用の液体と接触していた領域）に酸ィ匕 膜や輪染みなどの汚れが付着してしまう。そして、これらの汚れが欠陥となって基板 1 OAの品質を著しく損なうことがある。
[0029] 例えば、溶存酸素はシリコンウェハや金属に対して強烈な腐食効果があり、溶存シ リカと化合してウェハ表面に酸ィ匕膜 (例えば SiOなどの絶縁膜)を形成し、欠陥となる
2
。有機物 (TOC)は乾燥後に輪染みの原因と成りやすい。 TOC濃度とウェハ上の欠陥 密度との間には相関関係があることが知られている。シリカはウェハ表面の酸ィ匕膜の 原因に成りやすい。金属イオンは微量でもウェハ表面に付着すると、不良を発生させ やすい。微粒子はウェハ乾燥後に微細な配線パターンの間に入り込み、欠陥となる 。ノ クテリアのような生菌は、ー且繁殖してコロニーを形成すると、微粒子と同じ害を 及ぼす。
[0030] このように、基板 10Aの液浸観察では、液浸観察の最中に基板 10Aと観察用の液 体とを接触させるため、観察後に基板 10Aを乾燥させると、観察用の液体と接触して いた領域に、その液体に起因する上記のような汚れが欠陥として付着し、基板 10A の品質を著しく損なうことがある。そして、品質の低下した基板 10Aは使い物にならな いため、破棄せざるをえない。
[0031] そこで、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10では、基板 10Aの品質を損なわずに非 破壊で基板 10Aの液浸観察を行うため、観察用の液体を除去した後に、基板 10A の表面 (液体と接触していた領域)を洗浄するようにした。基板 10Aの洗浄は、基板 1 OAの乾燥後に行っても構わないが、乾燥前に行う方がより効果的である。基板 10A の洗浄には、洗浄用の液体を供給する機構 (17〜19)と、その液体を除去する機構（ 20〜22)とが用いられる。
[0032] 液浸顕微鏡装置 10の制御部 23は、観察用の液体の除去が終了すると、洗浄用の 液体の吐出指令を出し、循環経路 26の分岐点 6Bから所定量の超純水を取り込んで 洗浄液製造装置 17に送り出す。洗浄液製造装置 17は、電磁弁 7A,7Bとガス溶解部 7Cと混合部 7Dとで構成され、分岐点 6Bから取り込んだ超純水 (脱気後の超純水）を 用 ヽて洗浄用の液体 (洗浄液)を生成する。
[0033] 例えば、脱気後の超純水にオゾンを溶解した液体 (以下「オゾン水」）を洗浄液とし て生成する場合には、オゾン源 (オゾン精製装置)からのガスが用いられる。オゾンの 溶解は、その濃度が lppm以上となるまで行われる。このような範囲の濃度とすれば、 基板 10Aに対する十分な洗浄効果を発揮する。オゾンを飽和するまで溶解させる必 要はないが、洗浄効果を高めるためには濃度を高くすることが好ましい。オゾン水に よる洗浄効果とは、溶存酸素や溶出シリカなどに起因して形成される酸化膜の除去 効果である。
[0034] また、脱気後の超純水に水素を溶解した液体 (以下「水素水」）を洗浄液として生成 する場合には、水素源 (例えばボンべ)からのガスが用いられる。水素の溶解は、そ の濃度が 0.6ppm以上となるまで行われる。このような範囲の濃度とすれば、基板 10 Aに対する充分な洗浄効果を発揮する。水素を飽和するまで溶解させる必要はな!/、 力 洗浄効果を高めるためには濃度を高くすることが好ましい。水素水による洗浄効 果とは、有機物や微粒子やバクテリアなどに起因するパーティクルの除去効果である
[0035] さらに、脱気後の超純水に窒素を溶解した液体 (以下「窒素水」）を洗浄液として生 成する場合には、窒素源 (例えばボンべ)からのガスが用いられる。窒素の溶解により 酸素を確実に排除することができ、基板 10Aに対する充分な洗浄効果を発揮する。 窒素水による洗浄効果とは、酸化膜の形成を防ぐ効果である。窒素を飽和するまで 溶解させる必要はないが、洗浄効果を高めるためには濃度を高くすることが好ましく 、飽和させることがより好ましい。飽和させた場合には、基板 10Aに対する酸化作用 がなくなる。
[0036] 本実施形態では、洗浄液製造装置 17にお 、て、例えば、上記したオゾン水と水素 水と窒素水のうち何れか 1種類を洗浄液として生成する。 1種類の洗浄液は、基板 10 Aの洗浄効果として最も必要なもの（例えば酸ィ匕膜の除去効果など）に応じて選択す ればよ 、。洗浄液を 1種類とすることで基板 10Aの洗浄を短時間で行える。
洗浄液製造装置 17で生成された洗浄液は、加圧ポンプ 18に送られ、加圧ポンプ 1 8から吐出ノズル 19に送られ、吐出ノズル 19の先端力も基板 10Aの表面 (観察用の 液体と接触していた領域）に供給される。このようにして洗浄液 (例えばオゾン水など） を供給することにより、基板 10Aの表面 (液体と接触していた領域)を洗浄することが できる。
[0037] そして基板 10Aの洗浄後、液浸顕微鏡装置 10の制御部 23は、洗浄液の除去指令 を出す。洗浄液を除去する場合でも、観察用の液体の除去と同じ機構 (20〜22)が用 いられ、真空ポンプ 22は、排液タンク 21と吸引ノズル 20とを介して洗浄液を周りの空 気と一緒に吸引する。つまり基板 10Aから除去する。吸引された洗浄液は排液タンク 21に導かれ、そこで空気とは選別され、排液タンク 21の中に集められる。そして空気 のみが真空ポンプ 22に導かれる。
[0038] このように、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10では、基板 10Aの液浸観察の際、観 察用の液体を除去した後に、例えばオゾン水などの洗浄液を基板 10Aの表面 (観察 用の液体と接触していた領域）に供給し、その領域を洗浄するため、基板 10Aの品 質を損なわずに非破壊で基板 10Aの液浸観察を行うことができる。洗浄液の供給 Z 除去は 1回でも構わないが、必要に応じて数回の供給 Z除去を繰り返すことが好まし V、。繰り返し回数が多 、ほど洗浄効果を高めることができる。
[0039] また、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10では、基板 10Aの品質を損なわずに非破 壊で基板 10Aの液浸観察を行える（つまり基板 10Aの非破壊検査を行える）ため、 検査後の基板 10Aを破棄せずに良品として次のラインに取り込むことができ、歩留ま りが向上する。
さらに、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10では、基板 10Aを洗浄する際に、観察用 の液体と共通の循環経路 26から超純水を取り込むため、この循環経路 26が工場内 に予め設置されている場合には、その工場の大型化を回避できる。また、液浸顕微 鏡装置 10に循環経路 26を設けた場合には、循環経路 26を観察用と洗浄用とで共 通化することにより、液浸顕微鏡装置 10の大型化を回避できる。
[0040] また、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10では、基板 10Aを洗浄する際に、制御部 2 3からの指示に基づ 、て、例えばオゾン水などの洗浄液を自動で供給 Z除去するた め、作業者に対する負担が殆どなぐ高スループットで基板 10Aの洗浄を行える。し たがって、基板 10Aの洗浄も含めた液浸観察全体を高スループットで行うことができ る。
さらに、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10では、吐出ノズル 19と吸引ノズル 20とを 介して局所的に洗浄液を供給 Z除去するため、基板 10Aの観察点とその近傍のみ（ 観察用の液体と接触していた領域のみ)を効率よく洗浄することができる。 [0041] また、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10では、必要なときのみ（つまり基板 10Aの 洗浄を開始するときのみ）、超純水の循環経路 26から所定量の超純水を取り込む。 このため、常に高品質な超純水（つまり基板 10Aの液浸観察に使用可能な高いレべ ルの純度に保たれ、ノクテリアの繁殖も防止され、さらに脱気された超純水）を用い て洗浄液を生成することができ、高品質な洗浄液を供給することができる。
[0042] さらに、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10では、洗浄液を基板 10Aの表面 (観察用 の液体と接触していた領域）に供給する際、基板 10Aの観察点を対物レンズ 14の視 野内に位置決めした状態 (つまり観察時と同じ状態）に保っため、観察用の液体を除 去した後、基板 10Aが乾燥する前に、素早く基板 10Aを洗浄することができる。また 、基板 10Aの洗浄と同時に対物レンズ 14の先端も洗浄することが可能となる。
[0043] 洗浄液を生成するために循環経路 26から超純水を取り込むタイミングとしては、観 察用の液体を除去した後でも構わないが、観察用の液体を除去した直後に洗浄液を 供給できるように、観察用の液体を除去する前に循環経路 26から超純水を取り込み 、洗浄液を生成しておくことが好ましい。
また、本実施形態の液浸顕微鏡装置 10では、循環経路 26から脱気後の超純水を 取り込んで洗浄水を生成するため、オゾンや水素や窒素などの所定のガスを効率よ く超純水に溶解させることができる。
[0044] (変形例）
なお、上記した実施形態では、オゾン水と水素水と窒素水のうち何れか 1種類を洗 浄液として生成する例を説明した力 本発明はこれに限定されない。オゾン水と水素 水と窒素水のうち何れか 2種類以上を洗浄液として生成してもよい。この場合、 2種類 以上の洗浄液を基板 10Aの表面 (観察用の液体が接触していた領域）に順に供給 することが好ましい。つまり、第 1の洗浄液を供給 Z除去した後、第 2の洗浄液を供給 Z除去する、という繰り返しの手順で、異なる洗浄効果の洗浄液が混ざらないように することが好ましい。 2種類以上の洗浄液を順に供給することにより、種類の異なる汚 れ (酸ィ匕膜や輪染みなど)を順に除去することができ、検査後の基板 10Aの品質をよ り高めることがでさる。
[0045] また、上記した実施形態では、洗浄液の種類に拘わらず、洗浄液を供給 Z除去す ることによって基板 10Aを洗浄する例で説明したが、本発明はこれに限定されない。 洗浄液として水素水を用いる場合には、単に供給 Z除去するだけでなぐ基板 10A 上の水素水を超音波によって振動させることが好ましい。このためには、水素水に向 けて超音波を発振する手段 (例えば超音波振動子)を例えば試料台 11などに取り付 け、水素水が供給されたときに超音波を発振するように制御することが考えられる。水 素水を振動させることにより、パーティクルの除去効果を高めることができる。超音波 振動子などの取り付け箇所としては、試料台 11の他、吐出ノズル 16,19や吸引ノズ ル 20や対物レンズ 14などでも構わな!/、。
[0046] さらに、上記した実施形態では、超純水の循環経路 26の 2次超純水システム (33〜 36)に脱気装置 36を設けて、循環経路 26から脱気後の超純水を取り込んで洗浄液 を生成したが、本発明はこれに限定されない。上記の脱気装置 36は省略しても構わ ない。この場合、脱気前の超純水を循環経路 26から取り込んで洗浄液を生成するこ とになる。
また、上記の脱気装置 36を省略し、その代わりに、循環経路 26の分岐点 6Bと洗浄 水製造装置 17との間の配管上に同様の脱気装置を設けてもよい。この場合は、循環 経路 26から脱気前の超純水を取り込んで脱気を行 ヽ、得られた脱気後の超純水を 用 、て洗浄液を生成することになる。
[0047] さらに、上記の脱気装置 36を省略した場合、循環経路 26の分岐点 6Aと加圧ボン プ 15との間の配管上には、同様の脱気装置を設けても設けなくてもよい。脱気装置 を設けない場合には、脱気前の超純水が観察用の液体として供給されるため、この 液体によって基板 10Aの表面に酸ィ匕膜が形成されやすくなるが、観察用の液体を除 去した後、例えばオゾン水などの洗浄液を用いて基板 10Aを洗浄するので問題はな い。
[0048] また、上記した実施形態では、観察用や洗浄用の液体を除去する際に、吸引ノズ ル 20や真空ポンプ 22などによって液体を吸引した力 本発明はこれに限定されない 。このような吸引手段に加えて、液体の乾燥手段 (例えば送風手段）を設け、吸引中 または吸引後に液体を素早く乾燥させてもよい。
さらに、対物レンズ 14の周辺に対してクリーンな窒素を供給する手段を設けてもよ い。この場合、対物レンズ 14の先端と基板 10Aとの間に供給された液体を窒素雰囲 気中に保つことができ、液体への酸素の溶出を回避することができる。このため、酸 化膜の形成を効果的に抑えることができる。
また、上記した実施形態では、観察用と洗浄用の液体を供給するために、吐出ノズ ル 16,19と加圧ポンプ 15,18とを別々に設けたが、これらを共有するように構成しても よい。観察用と洗浄用の液体を除去するために設けた共有の吐出ノズル 20や排液タ ンク 21などは別構成としてもよい。
さらに、上記した実施形態では、局所液浸の状態で基板 10Aを観察する例で説明 したが、本発明はこれに限定されない。基板 10Aの観察を全面液浸の状態で行う場 合にも、本発明を適用して同様の効果を得ることができる。この場合、基板 10Aの全 面と対物レンズ 14の先端とを水没させ得る構造のステージが必要となる。そして観察 後、洗浄液も基板 10Aの全面 (つまり観察用の液体と接触していた領域）に供給する

Claims

請求の範囲
観察対象の基板を支持する支持手段と、
液浸系の対物レンズと、
超純水を観察用の液体として前記対物レンズの先端と前記基板との間に供給する 第 1の供給手段と、
前記基板の観察後に、前記観察用の液体を除去する第 1の除去手段と、 前記第 1の除去手段により除去した前記観察用の液体とは異なる洗浄用の液体を 前記基板のうち前記観察用の液体と接触していた領域に供給する第 2の供給手段と 前記基板の洗浄後に、前記洗浄用の液体を除去する第 2の除去手段とを備えた ことを特徴とする液浸顕微鏡装置。
請求項 1に記載の液浸顕微鏡装置にお!、て、
前記第 2の供給手段は、前記洗浄用の液体を生成するために、前記超純水の循環 経路から脱気後の超純水を取り込み、または、前記循環経路から脱気前の超純水を 取り込んで脱気を行!ヽ、得られた脱気後の超純水により 1種類の前記洗浄用の液体 を生成して前記基板の前記領域に供給し、
前記 1種類の洗浄用の液体は、脱気後の超純水にオゾンを濃度 lppm以上となる まで溶解した液体と、脱気後の超純水に水素を濃度 0.6ppm以上となるまで溶解し た液体と、脱気後の超純水に窒素を溶解した液体と、の何れかである
ことを特徴とする液浸顕微鏡装置。
請求項 1に記載の液浸顕微鏡装置にお!、て、
前記第 2の供給手段は、前記洗浄用の液体を生成するために、前記循環経路から 脱気後の超純水を取り込み、または、前記循環経路から脱気前の超純水を取り込ん で脱気を行!ヽ、得られた脱気後の超純水により 2種類以上の前記洗浄用の液体を生 成して前記基板の前記領域に順に供給し、
前記 2種類以上の洗浄用の液体は、脱気後の超純水にオゾンを濃度 lppm以上と なるまで溶解した液体と、脱気後の超純水に水素を濃度 0.6ppm以上となるまで溶 解した液体と、脱気後の超純水に窒素を溶解した液体と、の何れかである ことを特徴とする液浸顕微鏡装置。
請求項 2または請求項 3に記載の液浸顕微鏡装置において、
前記第 2の供給手段が前記洗浄用の液体として前記水素を溶解した液体を供給す る際、該水素を溶解した液体に向けて超音波を発振する発振手段を備えた
ことを特徴とする液浸顕微鏡装置。
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