光學設備、位置檢測設備、顯微鏡設備以及曝光設備制造技術

本發明專利技術提供了光學設備、位置檢測設備、顯微鏡設備以及曝光設備。該光學設備包括：孔徑光闌，包括第一孔和第二孔并且被固定在照明光學系統的光瞳面上，第一孔被配置為將用于照射照明表面的照明條件限定為第一條件，第二孔被配置為將照明條件限定為第二條件；遮光板；以及驅動單元，被配置為在將照明條件設定為第一條件時定位遮光板以使得遮光區域遮蔽從光源通過第二孔延伸到照明表面的第二路徑，以及在將照明條件設定為第二條件時定位遮光板以使得遮光區域遮蔽從光源通過第一孔延伸到照明表面的第一路徑。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光學設備、位置檢測設備、顯微鏡設備以及曝光設備。
技術介紹
近來，隨著半導體集成電路的集成化和微圖形化發展，電路圖形的線寬度已經變得非常小。因此，在光刻處理中，要求要被形成在襯底上的圖形(抗蝕劑圖形)的進一步微圖形化。作為實現像這樣的微圖形化的技術，使用具有比紫外光短的波長的EUV光(波長=10 15nm)的曝光設備(EUV曝光設備)以及通過使用帶電粒子束在襯底上執行繪制的繪制設備(drawing apparatus)(帶電粒子束繪制設備)是已知的。注意，因為EUV光和帶電粒子束(電子束)由于大氣環境中的吸收而衰減，所以EUV曝光設備和帶電粒子束繪制設備被收納在真空室中并且被放置在大約10_4 10_5 Pa或更大的真空環境中。在曝光設備中，通過將曝光光會聚(聚焦)到襯底上的預定位置來將圖形轉印到襯底上。因此，為了轉印精細圖形，需要將襯底和曝光光精確地對準(align)。當將襯底和曝光光對準時，一般通過檢測襯底上的對準標記來檢測襯底的位置。該對準標記的檢測使用兩種模式，即，亮場檢測(亮場照明)和暗場檢測(暗場照明)，以便精確地檢測來自標記的光。亮場檢測是將照明光學系統的數值孔徑(NA)與圖像形成光學系統的數值孔徑匹配并且主要檢測透射通過標記(被檢體)的O次光、由此獲得標記的亮場圖像的方法。另一方面，暗場檢測是故意將照明光學系統和圖像形成光學系統的NA彼此偏移并且檢測通過標記散射或者衍射的二次光、由此獲得標記的暗場圖像的方法。通過在切換亮場檢測和暗場檢測的同時檢測對準標記，可以通過抑制由晶圓工藝(waferprocess)或者標記上的臺階所引起的檢測信號(對準信號)的S/N比的降低來防止檢測誤差和檢測的不可能性。在日本專利公開N0.11-87222、7-169429和2001-154103中提出了切換亮場檢測和暗場檢測的技術。例如，日本專利公開N0.11-87222已經公開了用于通過切換照明光學系統的孔徑光闌來檢測對準標記的位置檢測設備。在該位置檢測設備中，根據晶圓工藝或者標記上的臺階通過使用驅動裝置(諸如致動器或者馬達)來切換亮場孔徑光闌和暗場孔徑光闌。日本專利公開N0.7-169429和2001-154103已經公開了用于通過根據樣本(被檢體)的結構或者形狀切換亮場檢測和暗場檢測來觀察樣本的顯微鏡設備。更具體地說，日本專利公開N0.7-169429已經公開了在公共的光闌臺子上包括亮場檢測光闌和暗場檢測光闌的透射電子顯微鏡。在該透射電子顯微鏡中，經由放置在大氣環境中的驅動裝置將亮場檢測光闌或者暗場檢測光闌放置在放置在真空環境中的透射電子檢測器和樣本之間的光軸上。此外，日本專利公開N0.2001-154103已經公開了包括亮場照明光源和暗場照明光源并且能夠通過使用這些光源切換亮場檢測和暗場檢測的顯微鏡設備。然而，在EUV曝光設備或者帶電粒子束繪制設備中，用于使襯底和曝光光或者帶電粒子束對準的位置檢測設備也被放置在真空環境中，因此驅動裝置(諸如致動器或者馬達)被用在真空環境中。例如，在日本專利公開N0.11-87222中公開的位置檢測設備通過使用馬達來切換亮場檢測孔徑光闌和暗場檢測孔徑光闌，當在真空環境中使用馬達時必須考慮來自馬達的發熱和放氣(outgas)。因此，必須通過使用減少發熱和放氣的影響的粘合劑和部件(材料)來形成要在真空環境中使用的驅動裝置(諸如馬達)。這通常使得性能低于要在大氣環境中使用的驅動裝置的性能。因此，要在真空環境中使用的驅動裝置的沖程(stroke)或者驅動精度變得不夠，并且這使得不可能精確定位亮場孔徑光闌或者暗場孔徑光闌，因此對準標記檢測精度有時降低(有時出現檢測誤差)。此外，當要在真空環境中使用的驅動裝置被制造為使得具有與要在大氣環境中使用的驅動裝置的性能相同的性能時，制造成本增加非常多。在日本專利公開N0.7-169429中公開的透射電子顯微鏡中，因為驅動裝置被放置在大氣環境中，所以來自驅動裝置的發熱和放氣不必被考慮，因此可以使用要在大氣環境中使用的驅動裝置。然而，由于驅動裝置經由真空室的隔墻連接到亮場檢測光闌和暗場檢測光闌，隔墻的結構復雜，因此驅動裝置的性能沒有被充分地傳送到亮場檢測光闌和暗場檢測光闌。因此，通過驅動裝置執行的亮場檢測光闌和暗場檢測光闌的位置控制變得不夠。這使得不可能精確地在真空環境中定位亮場孔徑光闌和暗場孔徑光闌，并且降低透射電子顯微鏡的精度。在日本專利公開N0.2001-154103中公開的顯微鏡設備中，亮場照明光源和暗場照明光源被布置在真空環境中并且在沒有使用任何驅動裝置(諸如致動器或者馬達)的情況下被切換。這消除了考慮來自驅動裝置的發熱和放氣的需要。然而，當包括半導體元件的光源被放置在真空環境中時，來自光源的發熱或者放氣可以使周邊的部件變形或者沉積污染物。這降低顯微鏡設備的精度。此外，當通過切換光源來切換亮場檢測和暗場檢測時，光學系統(即，設備)的結構復雜。
技術實現思路
本專利技術提供在沒有增大成本的情況下在切換用于照射照明表面的照明條件方面有利的技術。根據本專利技術的第一方面，提供了一種光學設備，其包括:照明光學系統，被配置為利用來自光源的光照射照明表面；孔徑光闌，包括第一孔和第二孔并且被固定在照明光學系統的光瞳面上，第一孔被配置為將用于照射照明表面的照明條件限定為第一條件，第二孔被配置為將照明條件限定為與第一條件不同的第二條件；遮光板，包括遮光區域；以及驅動單元，被配置為驅動遮光板，其中在將照明條件設定為第一條件時，驅動單元定位遮光板以使得遮光區域遮蔽從光源通過第二孔延伸到照明表面的第二路徑，以及在將照明條件設定為第二條件時，驅動單元定位遮光板以使得遮光區域遮蔽從光源通過第一孔延伸到照明表面的第一路徑。根據本專利技術的第二方面，提供了一種位置檢測設備，其包括被配置為利用來自光源的光照射被檢體的照明光學系統以及被配置為在檢測表面上形成來自被檢體的光的圖像的圖像形成光學系統，并且檢測被檢體的位置，其中照明光學系統包括:孔徑光闌，包括第一孔和第二孔并且被固定在照明光學系統的光瞳面上，第一孔被配置為將用于照射被檢體的照明條件限定為第一條件，第二孔被配置為將照明條件限定為與第一條件不同的第二條件；遮光板，包括第一區域和第二區域，第一區域包括第一孔區域和第一遮光區域，第二區域包括第二孔區域和第二遮光區域；以及驅動單元，被配置為驅動遮光板，以及在將照明條件設定為第一條件時，驅動單元定位第一區域以使得第一孔區域不遮蔽從光源通過第一孔延伸到被檢體的第一路徑，并且第一遮光區域遮蔽從光源通過第二孔延伸到被檢體的第二路徑，以及在將照明條件設定為第二條件時，驅動單元定位第二區域以使得第二孔區域不遮蔽第二路徑，并且第二遮光區域遮蔽第一路徑。根據本專利技術的第三方面，提供了一種位置檢測設備，其包括被配置為利用來自光源的光照射被檢體的照明光學系統以及被配置為在檢測表面上形成來自被檢體的光的圖像的圖像形成光學系統，并且檢測被檢體的位置，其中圖像形成光學系統包括:孔徑光闌，包括第一孔和第二孔并且被固定在圖像形成光學系統的光瞳面上，第一孔被配置為將用于在檢測表面上檢測來自被檢體的光的檢測條件限定為第一條件，第二孔被配置為將檢測條件限定為與第一條件不同的第二條件；遮光板，包括第本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光學設備，包括：照明光學系統，被配置為利用來自光源的光照射照明表面；孔徑光闌，包括第一孔和第二孔并且被固定在照明光學系統的光瞳面上，第一孔被配置為將用于照射照明表面的照明條件限定為第一條件，第二孔被配置為將照明條件限定為與第一條件不同的第二條件；遮光板，包括遮光區域；以及驅動單元，被配置為驅動遮光板，其中在將照明條件設定為第一條件時，驅動單元定位遮光板以使得遮光區域遮蔽從光源通過第二孔延伸到照明表面的第二路徑，以及在將照明條件設定為第二條件時，驅動單元定位遮光板以使得遮光區域遮蔽從光源通過第一孔延伸到照明表面的第一路徑。

【技術特征摘要】
2011.10.28 JP 2011-2379661.一種光學設備，包括: 照明光學系統，被配置為利用來自光源的光照射照明表面； 孔徑光闌，包括第一孔和第二孔并且被固定在照明光學系統的光瞳面上，第一孔被配置為將用于照射照明表面的照明條件限定為第一條件，第二孔被配置為將照明條件限定為與第一條件不同的第二條件； 遮光板，包括遮光區域；以及 驅動單元，被配置為驅動遮光板， 其中在將照明條件設定為第一條件時，驅動單元定位遮光板以使得遮光區域遮蔽從光源通過第二孔延伸到照明表面的第二路徑，以及 在將照明條件設定為第二條件時，驅動單元定位遮光板以使得遮光區域遮蔽從光源通過第一孔延伸到照明表面的第一路徑。2.根據權利要求1所述的光學設備，其中 遮光板包括第一遮光區域和第二遮光區域，以及 在將照明條件設定為第一條件時，驅動單元定位遮光板以使得第一遮光區域遮蔽第二路徑，以及 在將照明條件設定為第二條件時，驅動單元定位遮光板以使得第二遮光區域遮蔽第一路徑。3.根據權利要求2所述的光學設備，其中 遮光板包括第一區域和第二區域，第一區域包括第一孔區域和第一遮光區域，第二區域包括第二孔區域和第二遮光區域， 遮光板被布置為比孔徑光闌更接近照明表面， 在將照明條件設定為第一條件時，第一孔區域使經過第一孔的光通過，并且第一遮光區域遮蔽經過第二孔的光，以及 在將照明條件設定為第二條件時，第二孔區域使經過第二孔的光通過，并且第二遮光區域遮蔽經過第一孔的光。4.根據權利要求3所述的光學設備，其中 第一孔區域的尺寸比第一孔的尺寸大，以及 第二孔區域的尺寸比第二孔的尺寸大。5.根據權利要求2所述的光學設備,其中 遮光板包括第一區域和第二區域，第一區域包括第一孔區域和第一遮光區域，第二區域包括第二孔區域和第二遮光區域， 遮光板被布置為比孔徑光闌更接近光源， 在將照明條件設定為第一條件時，第一孔區域使來自光源的光之中的到達第一孔的光通過，并且第一遮光區域遮蔽來自光源的光之中的到達第二孔的光，以及 在將照明條件設定為第二條件時，第二孔區域使來自光源的光之中的到達第二孔的光通過，并且第二遮光區域遮蔽來自光源的光之中的到達第一孔的光。6.根據權利要求5所述的光學設備,其中 第一孔區域的尺寸比第一孔的尺寸大，以及 第二孔區域的尺寸比第二孔的尺寸大。7.根據權利要求1所述的光學設備，其中 遮光板包括具有第一遮光區域的第一遮光板和具有第二遮光區域的第二遮光板，以及在將照明條件設定為第一條件時，驅動單元定位第一遮光板以使得第一遮光區域遮蔽第二路徑，以及 在將照明條件設定為第二條件時，驅動單元定位第二遮光板以使得第二遮光區域遮蔽第一路徑。8.根據權利要求1所述的光學設備，其中照明光學系統、孔徑光闌、遮光板和驅動單元被布置在真空環境中。9.根據權利要求1所述的光學設備，其中 第一條件為亮場照明，以及 第二條件為暗場照明。10.一種位置檢測設備，包括被配置為利用來自光源的光照射被檢體的照明光學系統以及被配置為在檢測表面上形成來自被檢體的光的圖像的圖像形成光學系統，并且檢測被檢體的位置，其中 照明光學系統包括: 孔徑光闌，包括第一孔和第二孔并且被固定在照明光學系統的光瞳面上，第一孔被配置為將用于照射被檢體的照明條件限定為第一條件，第二孔被配置為將照明條件限定為與第一條件不同的第二條件； 遮光板，包括第一區域和 第二區域，第一區域包括第一孔區域和第一遮光區域，第二區域包括第二孔區域和第二遮光區域；以及驅動單...

【專利技術屬性】
技術研發人員：山口渉，稻秀樹，
申請(專利權)人：佳能株式會社，
類型：發明
國別省市：