(57)【要約】【課題】本解決法は、光学機器の光路内に絞りを形成するための、個別制御可能な素子から成る２次元アレイの使用に関する。形態、位置および／または光学特性の変更可能な、光学機器用の絞り装置および／またはフィルタ装置【解決手段】結像光路内および／または照明光路内に、絞りおよび／またはフィルタを形成するための、個別制御可能な素子から成る少なくとも１つの２次元アレイ５が配置されていて、それが個別素子制御のための制御ユニットと連結しており、電子制御によって、絞りおよび／またはフィルタの幾何学構造、光学特性および／または位置を極めて迅速に変更することができる。これらの変更は、測定および調整過程の間にオンラインで光学的微調整として行うこともできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光路内および／または照明光路内に、絞りおよび／またはフィルタを形成するための、個別制御可能な素子から成る少なくとも１つの２次元アレイが配置されていて、それが個別素子制御のための制御ユニットと連結している、形態、位置および／または光学特性の変更可能な、特に顕微鏡など光学機器用の絞り装置および／またはフィルタ装置。
【請求項２】
個別制御可能な素子から成る２次元アレイが、それぞれ結像光路および／または照明光路のひとみ平面に配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
２次元反射性アレイが、絞りおよび／またはフィルタの形成のために適用される請求項１あるいは２に記載の装置。
【請求項４】
２次元透過性アレイが、絞りおよび／またはフィルタの形成のために適用される請求項１あるいは２に記載の装置。
【請求項５】
２次元の位相シフト型または位相変調型アレイが、絞りおよび／またはフィルタの形成のために適用される請求項１あるいは２に記載の装置。
【請求項６】
偏光を維持、変更または変調する２次元アレイが、絞りおよび／またはフィルタの形成のために適用される請求項１あるいは２に記載の装置。
【請求項７】
２次元の自己発光型アレイが、絞りおよび／またはフィルタの形成のために適用され、それによりセパレート型照明光源が省略できる請求項１あるいは２に記載の装置。
【請求項８】
ズーム光学系が、アレイによって形成される結像光路内および／または照明光路内の絞りおよび／またはフィルタのサイズを連続的に変更させるために、追加配置されている請求項１あるいは２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にマスク検査およびウェハ検査用の顕微鏡など光学機器の光路内に絞りを形成するための、個別制御可能な素子から成る２次元アレイの使用に関する。
そのように形成された絞りおよび／またはフィルタは、個別素子の電子制御によって、その形態、位置および／または光学特性を変更することができる。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡検査で使用される公知の技術レベルの絞りは、通常、機械的装置として作製されて光路内に配置される。絞りの形態変更に当っては、絞りの交換が必要である。これは、例えば、その上に様々な絞りが配置されているダイヤル式絞り盤の回転によって行われる。絞りの調整には３次元の調整手段とそれに呼応する制御装置が必要となる。それに応じて、この種の絞り、それも特にダイヤル式絞り盤の調整に手間がかかることになる。
【０００３】
また、現状技術でも、電子制御可能な光変調器をパターン生成に使用する解決策が存し公知になっている。
ＵＳ特許５１１３３３２公報には、特に透明なＬＣＤ（液晶ディスプレー）素子から成り、投射光路内へ選択的に挿入される絞りの配置されている絞り／フィルタ用ダイヤルのことが記載されている。ＬＣＤ素子の使用による様々な電気的制御の可能性から、絞りおよびフィルタの使用可能数は大幅に増やすことができる。
【０００４】
ＬＣＤ素子は、その位置にあって、数に制限なく迅速連続的にパターンを描き出すことができるので、ダイナミックな特殊照明効果をつくり出すこともできる。これはダイヤル盤に配置されたフィルタおよび絞りは殆ど交換の必要がないので、絞り／フィルタ用ダイヤル盤の調整手間は１回限りの組込手間に軽減させることができる。もっとも、ダイヤルの設置、操作ならびにダイヤル自体にも依然として非常に高い精度が要求される。
【０００５】
マイクロニックレーザシステムに関するＵＳ特許６２８５４８８公報には、パターン生成器としていわゆる空間光変調器（Spatial Light Modulator ＝ ＳＬＭ）の使用が提案されている。この場合、ＳＬＭとしては個別制御可能なマイクロミラー・アレイが使用される。任意波長のパルス光源から出発して個別マイクロミラーを経由し、照明対象の加工部品上に結像またはパターンが形成される。特にフォトマスク、ウェハ、印刷版などである。ここでいう加工部品は、ＳＬＭによって形成されたパターンが、加工部品上で互いに正確に適合するように、ステッパシステムにより位置設定される。電子制御システムがパルス光源、ＳＬＭ制御機能およびステッパシステム制御機能を調整統合する。
【０００６】
個別パターンが加工部品上で正確に接合するには、これらの縁領域が相対応するパターンでなければならない。それゆえ、制御システムに対する要求および特にステッパユニットへの要求は非常に高い。提案されている解決法では、個別パターンの縁領域は光強度が比較的弱い。この縁領域をオーバーラップさせることによって、パターン全体を同じ光強度に維持しなければならない。このように正確に適合させた全体の一様なパターンを生成するには、それに費やす労力もそれ相応に大きくなる。
【特許文献１】ＵＳ特許５１１３３３２公報
【特許文献２】ＵＳ特許６２８５４８８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の基本課題は、鏡検システムでの絞りのサイズまたは幾何学構造および／またはその光学特性を、できる限り少ない調整労力で変更させることができる解決法を開発することにある。ただし、その解決法は照明光の波長に関わりなく種々様々な鏡検システムに適用できなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、本発明に関する独立請求項の特徴によって解決される。好ましい改良形態および実施態様は従属請求項の対象である。
【０００９】
本発明解決法では、光学絞りおよび／またはフィルタに代えて部分制御可能な素子を含む然るべきアレイ装置が使用される。電子制御によって、絞り装置および／またはフィルタ装置の形態、位置および／または光学特性を非常に迅速に変更することができる。さらに、例えば存在する収差をひとみの調整で補償する際、電子制御によれば、一方では絞りをセンタリングすることが、また他方では照準下でデセンタリングすることも可能である。この変更は、測定および調整過程の間でも、オンラインで光学的微調整として行うこともできる。しかも、このシステムの使用により、製作に労力と時間のかかる幾何学形態の絞りや様々な光学特性を持つフィルタを作る必要もなくなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明解決法は、原則として、すべての顕微鏡に対してだけでなく、双眼鏡、プロジェクタ、カメラなどの光学結像システムにも適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下では、本発明を実施例に基づき説明する。
形態、位置および／または光学特性の変更可能な、特に顕微鏡などの光学機器用の絞り装置および／またはフィルタ装置では、結像光路内および／または照明光路内に、絞りおよび／またはフィルタを形成するための、個別制御可能な素子から成る少なくとも１つの２次元アレイが配置されていて、それが個別素子制御のための制御ユニットと連結している。
【００１２】
その場合、個別制御可能な素子から成る２次元アレイは、それぞれ結像光路内および／または照明光路内のひとみ平面に配置される。制御ユニットによりアレイの個別素子が制御されるので、絞りおよびフィルタを任意に描き出すことができる。様々な技術的作用態様を持つアレイの使用が可能である。
【００１３】
第１の実施態様は、絞りおよび／またはフィルタの形成に反射性２次元アレイを使用する。このアレイは反射制御が可能で、落射光による方法で操作する。この種のものとしては、例えば、小型サイズのミラーが互いに独立して２方向またはそれ以上の方向に傾倒できるようになっているＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）タイプまたはＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）タイプがある。
【００１４】
図１は、マスク検査用顕微鏡の照明光路内に配置された、位置および／または形態の変更可能な絞り装置およびフィルタ装置を示している。ここでは、個別制御可能な素子から成る２次元アレイとしては、ＤＭＤタイプの反射操作型アレイを使用した。
【００１５】
その場合、照明光源２からの光は、照明光路１内の投射光学系３およびＴＩＲプリズム４を経由してＤＭＤアレイ５に投射される。ＤＭＤアレイ５は、予備設定どおりの絞りが形成されるように、制御ユニット（図示されていない）により制御されて、絞りに相当する形態の光を反射する。この反射光は、光の輪郭形成および誘導用の様々な光学素子６を通され、光を被検マスク８上に集束させるコンデンサ光学系７に導かれる。
【００１６】
マスク８の結像は、観察光路９内を対物レンズ１０から鏡筒レンズ１１および光の輪郭形成および誘導用の様々な光学素子６を通って、画像受信器として用いられるＣＣＤマトリックス１２に到達し、評価ユニット（図示されていない）により評価される。
【００１７】
第２の実施態様では、絞りおよび／またはフィルタの形成に、透光性が制御できて透過法での操作が可能な透光性２次元アレイを使用する。
この種のものとしては、例えば、偏光時に透光性の制御が可能な個別液晶セルから成るＬＣＯＳ（シリコン基板液晶）タイプまたはＬＣＤ（液晶ディスプレー）タイプのアレイがある。個別面素子が９０°傾倒でき、それにより光を透過させるマイクロシャッター型アレイも同様に透過光操作型である。
【００１８】
また、別の実施態様では、前記と同じく落射光による方法で操作される２次元の位相シフト型または位相変調型アレイが使用される。
これに使用されるマイクロメカニカルミラーアレイは、個別制御可能なピラミッド型または沈下型素子から成っている。反射性の個別ピラミッド型素子の場合、入射光の位相変調では傾倒させることができる。同様に反射性である個別沈下型素子の場合は、これとは違って、入射光の位相シフトの実現には大なり小なり沈下させる。
【００１９】
以上のほか、偏光の維持、変更または変調のために２次元アレイを使用する実施態様もある。
その場合アレイとしては、例えばＬＣＯＳ（シリコン基板液晶）タイプのものまたはＬＣＤ（液晶ディスプレー）タイプのものが使用でき、そして典型例として使用されディスプレーセル内に統合される偏光子および検光子を省くことができる。
【００２０】
したがって、当アレイは、定められた電界に基づく方位転換を経て然るべき偏光作用を達成する液晶セルの部分制御可能な領域だけを司る。本例では、照明光のもとで的を射た偏光分布を生成することが、測定対象物の検査にとって有利になる可能性があるので、上記のことを十分に利用すべきである。その目的には、アレイは反射式および／または透過式で操作することができる。
【００２１】
絞りおよび／またはフィルタ作成のためのさらに別な実施態様として、２次元の自己発光性のアレイがある。
この場合に使用されるＯＬＥＤ（有機光放出ダイオード）タイプまたはＬＥＤ（光放出ダイオード）タイプのアレイは個々に制御可能な個別素子から成っているが、しかし既述のアレイとは違ってそれ自体が光を放出する。そのため、セパレート型光源を設置する必要がなく、構造面での簡易化の可能性が付け加わる。
【００２２】
特別に有利な実施態様例では、アレイによって形成される絞りおよび／またはフィルタのサイズを連続的に変更できるように、結像光路および／または照明光路に設置されたアレイに加えてズーム光学系が追加配置される。
その場合、所望の絞り形態ができる限り大きなサイズで、つまりアレイ上最少の「ラスタ走査」で形成され、次にズーム光学系の使用によりそれぞれ所望の光学サイズで結像させられる。ここに記述したズームシステムは、例えばカメラなどの結像システムで常用されるズームシステムとは違って、ひとみズームである。
ズーム光学系の追加使用なしでは、側方分解能は最終的なピクセルサイズによって制限される。
【００２３】
本発明の解決法によれば、電子制御によって、絞りおよび／またはフィルタの幾何学構造、光学特性および／または位置を極めて迅速に変更することができる。この変更は、測定および調整過程の間にでもオンラインで光学的微調整として行うこともできる。しかも、このシステムの使用により、製作に労力と時間のかかる幾何学形態の絞りを作る必要もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】位置および／または形態の変更可能な本発明の絞り装置およびフィルタ装置
【符号の説明】
【００２５】
１      照明光路
２      照明光源
３      投射光学系
４      ＴＩＲプリズム
５      ＤＭＤアレイ
６      光学素子
７      コンデンサ光学系
８      被検マスク
９      観察光路
１０      対物レンズ
１１      鏡筒レンズ
１２      ＣＣＤマトリックス
【図１】
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【国際調査報告】
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