光学设备、位置检测设备、显微镜设备以及曝光设备制造技术

本发明专利技术提供了光学设备、位置检测设备、显微镜设备以及曝光设备。该光学设备包括：孔径光阑，包括第一孔和第二孔并且被固定在照明光学系统的光瞳面上，第一孔被配置为将用于照射照明表面的照明条件限定为第一条件，第二孔被配置为将照明条件限定为第二条件；遮光板；以及驱动单元，被配置为在将照明条件设定为第一条件时定位遮光板以使得遮光区域遮蔽从光源通过第二孔延伸到照明表面的第二路径，以及在将照明条件设定为第二条件时定位遮光板以使得遮光区域遮蔽从光源通过第一孔延伸到照明表面的第一路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学设备、位置检测设备、显微镜设备以及曝光设备。
技术介绍
近来，随着半导体集成电路的集成化和微图形化发展，电路图形的线宽度已经变得非常小。因此，在光刻处理中，要求要被形成在衬底上的图形(抗蚀剂图形)的进一步微图形化。作为实现像这样的微图形化的技术，使用具有比紫外光短的波长的EUV光(波长=10 15nm)的曝光设备(EUV曝光设备)以及通过使用带电粒子束在衬底上执行绘制的绘制设备(drawing apparatus)(带电粒子束绘制设备)是已知的。注意，因为EUV光和带电粒子束(电子束)由于大气环境中的吸收而衰减，所以EUV曝光设备和带电粒子束绘制设备被收纳在真空室中并且被放置在大约10_4 10_5 Pa或更大的真空环境中。在曝光设备中，通过将曝光光会聚(聚焦)到衬底上的预定位置来将图形转印到衬底上。因此，为了转印精细图形，需要将衬底和曝光光精确地对准(align)。当将衬底和曝光光对准时，一般通过检测衬底上的对准标记来检测衬底的位置。该对准标记的检测使用两种模式，即，亮场检测(亮场照明)和暗场检测(暗场照明)，以便精确地检测来自标记的光。亮场检测是将照明光学系统的数值孔径(NA)与图像形成光学系统的数值孔径匹配并且主要检测透射通过标记(被检体)的O次光、由此获得标记的亮场图像的方法。另一方面，暗场检测是故意将照明光学系统和图像形成光学系统的NA彼此偏移并且检测通过标记散射或者衍射的二次光、由此获得标记的暗场图像的方法。通过在切换亮场检测和暗场检测的同时检测对准标记，可以通过抑制由晶圆工艺(waferprocess)或者标记上的台阶所引起的检测信号(对准信号)的S/N比的降低来防止检测误差和检测的不可能性。在日本专利公开N0.11-87222、7-169429和2001-154103中提出了切换亮场检测和暗场检测的技术。例如，日本专利公开N0.11-87222已经公开了用于通过切换照明光学系统的孔径光阑来检测对准标记的位置检测设备。在该位置检测设备中，根据晶圆工艺或者标记上的台阶通过使用驱动装置(诸如致动器或者马达)来切换亮场孔径光阑和暗场孔径光阑。日本专利公开N0.7-169429和2001-154103已经公开了用于通过根据样本(被检体)的结构或者形状切换亮场检测和暗场检测来观察样本的显微镜设备。更具体地说，日本专利公开N0.7-169429已经公开了在公共的光阑台子上包括亮场检测光阑和暗场检测光阑的透射电子显微镜。在该透射电子显微镜中，经由放置在大气环境中的驱动装置将亮场检测光阑或者暗场检测光阑放置在放置在真空环境中的透射电子检测器和样本之间的光轴上。此外，日本专利公开N0.2001-154103已经公开了包括亮场照明光源和暗场照明光源并且能够通过使用这些光源切换亮场检测和暗场检测的显微镜设备。然而，在EUV曝光设备或者带电粒子束绘制设备中，用于使衬底和曝光光或者带电粒子束对准的位置检测设备也被放置在真空环境中，因此驱动装置(诸如致动器或者马达)被用在真空环境中。例如，在日本专利公开N0.11-87222中公开的位置检测设备通过使用马达来切换亮场检测孔径光阑和暗场检测孔径光阑，当在真空环境中使用马达时必须考虑来自马达的发热和放气(outgas)。因此，必须通过使用减少发热和放气的影响的粘合剂和部件(材料)来形成要在真空环境中使用的驱动装置(诸如马达)。这通常使得性能低于要在大气环境中使用的驱动装置的性能。因此，要在真空环境中使用的驱动装置的冲程(stroke)或者驱动精度变得不够，并且这使得不可能精确定位亮场孔径光阑或者暗场孔径光阑，因此对准标记检测精度有时降低(有时出现检测误差)。此外，当要在真空环境中使用的驱动装置被制造为使得具有与要在大气环境中使用的驱动装置的性能相同的性能时，制造成本增加非常多。在日本专利公开N0.7-169429中公开的透射电子显微镜中，因为驱动装置被放置在大气环境中，所以来自驱动装置的发热和放气不必被考虑，因此可以使用要在大气环境中使用的驱动装置。然而，由于驱动装置经由真空室的隔墙连接到亮场检测光阑和暗场检测光阑，隔墙的结构复杂，因此驱动装置的性能没有被充分地传送到亮场检测光阑和暗场检测光阑。因此，通过驱动装置执行的亮场检测光阑和暗场检测光阑的位置控制变得不够。这使得不可能精确地在真空环境中定位亮场孔径光阑和暗场孔径光阑，并且降低透射电子显微镜的精度。在日本专利公开N0.2001-154103中公开的显微镜设备中，亮场照明光源和暗场照明光源被布置在真空环境中并且在没有使用任何驱动装置(诸如致动器或者马达)的情况下被切换。这消除了考虑来自驱动装置的发热和放气的需要。然而，当包括半导体元件的光源被放置在真空环境中时，来自光源的发热或者放气可以使周边的部件变形或者沉积污染物。这降低显微镜设备的精度。此外，当通过切换光源来切换亮场检测和暗场检测时，光学系统(即，设备)的结构复杂。
技术实现思路
本专利技术提供在没有增大成本的情况下在切换用于照射照明表面的照明条件方面有利的技术。根据本专利技术的第一方面，提供了一种光学设备，其包括:照明光学系统，被配置为利用来自光源的光照射照明表面；孔径光阑，包括第一孔和第二孔并且被固定在照明光学系统的光瞳面上，第一孔被配置为将用于照射照明表面的照明条件限定为第一条件，第二孔被配置为将照明条件限定为与第一条件不同的第二条件；遮光板，包括遮光区域；以及驱动单元，被配置为驱动遮光板，其中在将照明条件设定为第一条件时，驱动单元定位遮光板以使得遮光区域遮蔽从光源通过第二孔延伸到照明表面的第二路径，以及在将照明条件设定为第二条件时，驱动单元定位遮光板以使得遮光区域遮蔽从光源通过第一孔延伸到照明表面的第一路径。根据本专利技术的第二方面，提供了一种位置检测设备，其包括被配置为利用来自光源的光照射被检体的照明光学系统以及被配置为在检测表面上形成来自被检体的光的图像的图像形成光学系统，并且检测被检体的位置，其中照明光学系统包括:孔径光阑，包括第一孔和第二孔并且被固定在照明光学系统的光瞳面上，第一孔被配置为将用于照射被检体的照明条件限定为第一条件，第二孔被配置为将照明条件限定为与第一条件不同的第二条件；遮光板，包括第一区域和第二区域，第一区域包括第一孔区域和第一遮光区域，第二区域包括第二孔区域和第二遮光区域；以及驱动单元，被配置为驱动遮光板，以及在将照明条件设定为第一条件时，驱动单元定位第一区域以使得第一孔区域不遮蔽从光源通过第一孔延伸到被检体的第一路径，并且第一遮光区域遮蔽从光源通过第二孔延伸到被检体的第二路径，以及在将照明条件设定为第二条件时，驱动单元定位第二区域以使得第二孔区域不遮蔽第二路径，并且第二遮光区域遮蔽第一路径。根据本专利技术的第三方面，提供了一种位置检测设备，其包括被配置为利用来自光源的光照射被检体的照明光学系统以及被配置为在检测表面上形成来自被检体的光的图像的图像形成光学系统，并且检测被检体的位置，其中图像形成光学系统包括:孔径光阑，包括第一孔和第二孔并且被固定在图像形成光学系统的光瞳面上，第一孔被配置为将用于在检测表面上检测来自被检体的光的检测条件限定为第一条件，第二孔被配置为将检测条件限定为与第一条件不同的第二条件；遮光板，包括第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学设备，包括：照明光学系统，被配置为利用来自光源的光照射照明表面；孔径光阑，包括第一孔和第二孔并且被固定在照明光学系统的光瞳面上，第一孔被配置为将用于照射照明表面的照明条件限定为第一条件，第二孔被配置为将照明条件限定为与第一条件不同的第二条件；遮光板，包括遮光区域；以及驱动单元，被配置为驱动遮光板，其中在将照明条件设定为第一条件时，驱动单元定位遮光板以使得遮光区域遮蔽从光源通过第二孔延伸到照明表面的第二路径，以及在将照明条件设定为第二条件时，驱动单元定位遮光板以使得遮光区域遮蔽从光源通过第一孔延伸到照明表面的第一路径。

【技术特征摘要】
2011.10.28 JP 2011-2379661.一种光学设备，包括: 照明光学系统，被配置为利用来自光源的光照射照明表面； 孔径光阑，包括第一孔和第二孔并且被固定在照明光学系统的光瞳面上，第一孔被配置为将用于照射照明表面的照明条件限定为第一条件，第二孔被配置为将照明条件限定为与第一条件不同的第二条件； 遮光板，包括遮光区域；以及 驱动单元，被配置为驱动遮光板， 其中在将照明条件设定为第一条件时，驱动单元定位遮光板以使得遮光区域遮蔽从光源通过第二孔延伸到照明表面的第二路径，以及 在将照明条件设定为第二条件时，驱动单元定位遮光板以使得遮光区域遮蔽从光源通过第一孔延伸到照明表面的第一路径。2.根据权利要求1所述的光学设备，其中 遮光板包括第一遮光区域和第二遮光区域，以及 在将照明条件设定为第一条件时，驱动单元定位遮光板以使得第一遮光区域遮蔽第二路径，以及 在将照明条件设定为第二条件时，驱动单元定位遮光板以使得第二遮光区域遮蔽第一路径。3.根据权利要求2所述的光学设备，其中 遮光板包括第一区域和第二区域，第一区域包括第一孔区域和第一遮光区域，第二区域包括第二孔区域和第二遮光区域， 遮光板被布置为比孔径光阑更接近照明表面， 在将照明条件设定为第一条件时，第一孔区域使经过第一孔的光通过，并且第一遮光区域遮蔽经过第二孔的光，以及 在将照明条件设定为第二条件时，第二孔区域使经过第二孔的光通过，并且第二遮光区域遮蔽经过第一孔的光。4.根据权利要求3所述的光学设备，其中 第一孔区域的尺寸比第一孔的尺寸大，以及 第二孔区域的尺寸比第二孔的尺寸大。5.根据权利要求2所述的光学设备,其中 遮光板包括第一区域和第二区域，第一区域包括第一孔区域和第一遮光区域，第二区域包括第二孔区域和第二遮光区域， 遮光板被布置为比孔径光阑更接近光源， 在将照明条件设定为第一条件时，第一孔区域使来自光源的光之中的到达第一孔的光通过，并且第一遮光区域遮蔽来自光源的光之中的到达第二孔的光，以及 在将照明条件设定为第二条件时，第二孔区域使来自光源的光之中的到达第二孔的光通过，并且第二遮光区域遮蔽来自光源的光之中的到达第一孔的光。6.根据权利要求5所述的光学设备,其中 第一孔区域的尺寸比第一孔的尺寸大，以及 第二孔区域的尺寸比第二孔的尺寸大。7.根据权利要求1所述的光学设备，其中 遮光板包括具有第一遮光区域的第一遮光板和具有第二遮光区域的第二遮光板，以及在将照明条件设定为第一条件时，驱动单元定位第一遮光板以使得第一遮光区域遮蔽第二路径，以及 在将照明条件设定为第二条件时，驱动单元定位第二遮光板以使得第二遮光区域遮蔽第一路径。8.根据权利要求1所述的光学设备，其中照明光学系统、孔径光阑、遮光板和驱动单元被布置在真空环境中。9.根据权利要求1所述的光学设备，其中 第一条件为亮场照明，以及 第二条件为暗场照明。10.一种位置检测设备，包括被配置为利用来自光源的光照射被检体的照明光学系统以及被配置为在检测表面上形成来自被检体的光的图像的图像形成光学系统，并且检测被检体的位置，其中 照明光学系统包括: 孔径光阑，包括第一孔和第二孔并且被固定在照明光学系统的光瞳面上，第一孔被配置为将用于照射被检体的照明条件限定为第一条件，第二孔被配置为将照明条件限定为与第一条件不同的第二条件； 遮光板，包括第一区域和 第二区域，第一区域包括第一孔区域和第一遮光区域，第二区域包括第二孔区域和第二遮光区域；以及驱动单...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口渉，稻秀树，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
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