KR102381155B1 - Systems and methods for imaging a sample with an illumination source modified by a spatially selective wavelength filter - Google Patents

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Abstract

스펙트럼으로 필터링된 조명원으로 샘플을 조명하는 시스템은 제1 파장 집합을 가진 조명 빔을 발생하도록 구성된 조명원을 포함한다. 또한, 시스템은 파장 필터링 서브시스템, 샘플 스테이지, 조명 서브시스템, 검출기, 및 하나 이상의 샘플의 표면으로부터 조명을 집속하고 상기 수집된 조명을 상기 검출기에 집속하는 대물렌즈를 포함한다. 또한, 파장 필터링 서브시스템은 상기 빔에 공간 분산을 도입하도록 배치된 하나 이상의 제1 분산 요소, 공간 필터 요소, 및 상기 빔으로부터 공간 분산을 제거하도록 배치된 하나 이상의 분산 요소를 포함한다. 상기 공간 필터 요소는 제2 파장 집합을 포함한 빔의 적어도 일부를 통과시키도록 또한 배치되고, 상기 제2 파장 집합은 상기 제1 파장 집합의 부분집합이다.A system for illuminating a sample with a spectrally filtered illumination source includes an illumination source configured to generate an illumination beam having a first set of wavelengths. The system also includes a wavelength filtering subsystem, a sample stage, an illumination subsystem, a detector, and an objective to focus illumination from a surface of one or more samples and focus the collected illumination to the detector. The wavelength filtering subsystem also includes one or more first dispersion elements arranged to introduce spatial dispersion into the beam, a spatial filter element, and one or more dispersion elements arranged to remove spatial dispersion from the beam. The spatial filter element is further arranged to pass at least a portion of the beam comprising a second set of wavelengths, the second set of wavelengths being a subset of the first set of wavelengths.

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Figure 112017126643914-pct00008

Description

공간 선택적 파장 필터에 의해 수정된 조명원으로 샘플을 영상화하는 시스템 및 방법 Systems and methods for imaging a sample with an illumination source modified by a spatially selective wavelength filter

본 발명은 일반적으로 웨이퍼 검사 시스템에 관한 것으로, 특히 스펙트럼으로 필터링된 조명원에 의한 웨이퍼 조명에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to wafer inspection systems, and more particularly to wafer illumination by a spectrally filtered illumination source.

검사 또는 제조용으로 설계된 광학 시스템에 의해 분석할 수 있는 최소 피처 크기는 조명원의 파장에 반비례한다. 그러므로 더 짧은 파장 및 이 파장에서 더 높은 강도를 가진 조명원을 개발할 필요성이 꾸준히 있다. 그러나 점점 더 강력한 조명원의 개발은 이 조명을 이용하는 시스템 및 방법의 개발에 새로운 난제를 제시한다. 자외선까지 걸치는 파장으로 작업하도록 설계된 광학 시스템과 관련된 한가지 중대한 난제는 많은 재료들이 단파장 조명에 대하여 흡수성이 높다는 것이다. 이러한 높은 흡수성은 성능의 감퇴를 야기할 뿐만 아니라 조명원의 허용 가능한 강도를 제한하는 요소가 될 수 있다. 일 예로서, 자외선 조명원의 스펙트럼을 필터링하도록 설계된 많은 코팅은 열 부하(thermal loading)라고 부르는 처리인, 조명광의 높은 흡수에 기인하여 고온을 유도한다. 이 열 부하는 궁극적으로 시스템에서 컴포넌트 손상 또는 광 오염(photo-contamination)을 유도할 수 있다. 그러므로 종래 기술에서의 전술한 결함들을 치유하는 것이 바람직하다.The smallest feature size that can be resolved by an optical system designed for inspection or manufacturing is inversely proportional to the wavelength of the illumination source. Therefore, there is a constant need to develop illumination sources with shorter wavelengths and higher intensity at these wavelengths. However, the development of increasingly powerful light sources presents new challenges to the development of systems and methods using these lights. One major challenge with optical systems designed to work with wavelengths spanning ultraviolet light is that many materials are highly absorptive to short wavelength illumination. This high absorbency not only causes performance degradation, but can also be a factor limiting the allowable intensity of the illumination source. As an example, many coatings designed to filter the spectrum of an ultraviolet illumination source induce high temperatures due to high absorption of the illumination light, a process called thermal loading. This heat load can ultimately lead to component damage or photo-contamination in the system. Therefore, it is desirable to remedy the aforementioned deficiencies in the prior art.

본 발명의 예시적인 실시형태에 따라서 파장 선택 제어 기능이 있는 자외선 조명원이 개시된다. 예시적인 일 실시형태에서, 자외선 조명원은 제1 파장 집합을 포함한 조명 빔을 발생하도록 구성된 조명원을 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 자외선 조명원은 하나 이상의 광학 요소의 제1 집합을 포함하고, 상기 하나 이상의 광학 요소의 제1 집합은 빔에 공간 분산을 도입하도록 배치된 하나 이상의 제1 분산 요소를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 자외선 조명원은 공간 필터 요소를 포함하고, 상기 공간 필터 요소는 조명원에 대한 평면 켤레 내에 배치되며, 상기 공간 필터 요소는 상기 빔의 적어도 일부를 통과시키도록 구성되고, 상기 공간 필터 요소로부터 지향된 빔은 제2 파장 집합을 포함하고, 상기 제2 파장 집합은 상기 제1 파장 집합의 부분집합이다. 다른 예시적인 실시형태에서, 자외선 조명원은 하나 이상의 광학 요소의 제2 집합을 포함하고, 상기 하나 이상의 광학 요소의 제2 집합은 빔의 적어도 일부를 수집하도록 배치되며, 상기 하나 이상의 광학 요소의 제2 집합은 빔으로부터 공간 분산을 제거하도록 배치된 하나 이상의 제2 분산 요소를 포함한다.An ultraviolet illumination source having a wavelength selective control function is disclosed in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. In one exemplary embodiment, the ultraviolet illumination source comprises an illumination source configured to generate an illumination beam comprising a first set of wavelengths. In another exemplary embodiment, the ultraviolet illumination source comprises a first set of one or more optical elements, wherein the first set of one or more optical elements comprises one or more first dispersive elements arranged to introduce spatial dispersion into the beam. do. In another exemplary embodiment, the ultraviolet illumination source comprises a spatial filter element, the spatial filter element disposed within a plane conjugate to the illumination source, the spatial filter element configured to pass at least a portion of the beam, A beam directed from the spatial filter element comprises a second set of wavelengths, the second set of wavelengths being a subset of the first set of wavelengths. In another exemplary embodiment, the ultraviolet illumination source comprises a second set of one or more optical elements, the second set of one or more optical elements arranged to collect at least a portion of a beam, wherein the second set of one or more optical elements The two sets include one or more second dispersion elements arranged to remove spatial dispersion from the beam.

본 발명의 예시적인 실시형태에 따라서, 스펙트럼으로 필터링된 조명원으로 샘플을 조명하는 시스템이 개시된다. 예시적인 일 실시형태에서, 시스템은 제1 파장 집합을 포함한 조명 빔을 발생하도록 구성된 조명원을 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 시스템은 파장 필터링 서브시스템을 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 파장 필터링 서브시스템은 하나 이상의 광학 요소의 제1 집합을 포함하고, 상기 하나 이상의 광학 요소의 제1 집합은 빔에 공간 분산을 도입하도록 배치된 하나 이상의 제1 분산 요소를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 파장 필터링 서브시스템은 공간 필터 요소를 포함하고, 상기 공간 필터 요소는 조명원에 대한 평면 켤레 내에 배치되며, 상기 공간 필터 요소는 상기 빔의 적어도 일부를 통과시키도록 구성되고, 상기 공간 필터 요소로부터 지향된 빔은 제2 파장 집합을 포함하고, 상기 제2 파장 집합은 상기 제1 파장 집합의 부분집합이다. 다른 예시적인 실시형태에서, 상기 파장 필터링 서브시스템은 하나 이상의 광학 요소의 제2 집합을 포함하고, 상기 하나 이상의 광학 요소의 제2 집합은 빔의 적어도 일부를 수집하도록 배치되며, 상기 하나 이상의 광학 요소의 제2 집합은 빔으로부터 공간 분산을 제거하도록 배치된 하나 이상의 제2 분산 요소를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 시스템은 하나 이상의 샘플을 고정하기 위한 샘플 스테이지를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 시스템은 조명 경로를 통해 상기 제2 파장 집합 중 적어도 일부로 상기 하나 이상의 샘플 중의 적어도 일부를 조명하도록 구성된 조명 서브시스템을 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 시스템은 검출기를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 시스템은 하나 이상의 샘플의 표면으로부터 조명을 집속하고, 상기 검출기에서 상기 하나 이상 샘플의 표면 중 적어도 일부의 영상을 형성하기 위해 상기 검출기에 수집 경로를 통해 상기 수집된 조명을 집속하도록 구성된 대물렌즈를 포함한다.In accordance with an exemplary embodiment of the present invention, a system for illuminating a sample with a spectrally filtered illumination source is disclosed. In one exemplary embodiment, a system includes an illumination source configured to generate an illumination beam comprising a first set of wavelengths. In another exemplary embodiment, the system includes a wavelength filtering subsystem. In another exemplary embodiment, the wavelength filtering subsystem includes a first set of one or more optical elements, wherein the first set of one or more optical elements comprises one or more first dispersion elements arranged to introduce spatial dispersion into the beam. include In another exemplary embodiment, the wavelength filtering subsystem includes a spatial filter element, the spatial filter element disposed within a plane conjugate to the illumination source, the spatial filter element configured to pass at least a portion of the beam, and , the beam directed from the spatial filter element comprises a second set of wavelengths, the second set of wavelengths being a subset of the first set of wavelengths. In another exemplary embodiment, the wavelength filtering subsystem includes a second set of one or more optical elements, the second set of one or more optical elements arranged to collect at least a portion of a beam, the one or more optical elements The second set of n includes one or more second dispersive elements arranged to remove spatial dispersion from the beam. In another exemplary embodiment, the system includes a sample stage for holding one or more samples. In another exemplary embodiment, a system includes an illumination subsystem configured to illuminate at least a portion of the one or more samples with at least a portion of the second set of wavelengths via an illumination path. In another exemplary embodiment, the system includes a detector. In another exemplary embodiment, the system focuses illumination from a surface of one or more samples and directs the collected illumination through a collection path to the detector to form an image of at least a portion of the surface of the one or more samples at the detector. and an objective lens configured to focus.

본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라서, 스펙트럼으로 필터링된 조명원으로 샘플을 조명하는 시스템이 개시된다. 예시적인 일 실시형태에서, 시스템은 제1 파장 집합을 포함한 조명 빔을 발생하도록 구성된 조명원을 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 시스템은 파장 필터링 서브시스템을 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 파장 필터링 서브시스템은 하나 이상의 광학 요소의 제1 집합을 포함하고, 상기 하나 이상의 광학 요소의 제1 집합은 빔에 공간 분산을 도입하도록 배치된 하나 이상의 제1 분산 요소를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 상기 파장 필터링 서브시스템은 공간 필터 요소를 포함하고, 상기 공간 필터 요소는 조명원에 대한 평면 켤레 내에 배치되며, 상기 공간 필터 요소는 상기 빔의 적어도 일부를 반사적으로 통과시키도록 배치되고, 상기 공간 필터 요소로부터 지향된 빔은 제2 파장 집합을 포함하고, 상기 제2 파장 집합은 상기 제1 파장 집합의 부분집합이고, 상기 공간 필터 요소로부터 지향된 빔은 공간 분산이 상기 빔으로부터 제거되도록 미러 경로 내의 하나 이상의 광학 요소를 통하여 역으로 전파한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 시스템은 하나 이상의 샘플을 고정하기 위한 샘플 스테이지를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 시스템은 조명 경로를 통해 상기 제2 파장 집합 중 적어도 일부로 상기 하나 이상의 샘플 중의 적어도 일부를 조명하도록 구성된 조명 서브시스템을 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 시스템은 검출기를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 시스템은 하나 이상의 샘플의 표면으로부터 조명을 집속하고, 상기 검출기에서 상기 하나 이상 샘플의 표면 중 적어도 일부의 영상을 형성하기 위해 상기 검출기에 수집 경로를 통해 상기 수집된 조명을 집속하도록 구성된 대물렌즈를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 시스템은 하나 이상의 샘플의 표면으로부터 조명을 집속하고, 상기 검출기에서 상기 하나 이상 샘플의 표면 중 적어도 일부의 영상을 형성하기 위해 상기 검출기에 수집 경로를 통해 상기 수집된 조명을 집속하도록 구성된 대물렌즈를 포함한다.In accordance with another exemplary embodiment of the present invention, a system for illuminating a sample with a spectrally filtered illumination source is disclosed. In one exemplary embodiment, a system includes an illumination source configured to generate an illumination beam comprising a first set of wavelengths. In another exemplary embodiment, the system includes a wavelength filtering subsystem. In another exemplary embodiment, the wavelength filtering subsystem includes a first set of one or more optical elements, wherein the first set of one or more optical elements comprises one or more first dispersion elements arranged to introduce spatial dispersion into the beam. include In another exemplary embodiment, the wavelength filtering subsystem includes a spatial filter element, the spatial filter element disposed within a planar conjugate to an illumination source, the spatial filter element configured to reflectively pass at least a portion of the beam wherein the beam directed from the spatial filter element comprises a second set of wavelengths, the second set of wavelengths being a subset of the first set of wavelengths, wherein the beam directed from the spatial filter element has a spatial dispersion of the It propagates back through one or more optical elements in the mirror path to be removed from the beam. In another exemplary embodiment, the system includes a sample stage for holding one or more samples. In another exemplary embodiment, a system includes an illumination subsystem configured to illuminate at least a portion of the one or more samples with at least a portion of the second set of wavelengths via an illumination path. In another exemplary embodiment, the system includes a detector. In another exemplary embodiment, the system focuses illumination from a surface of one or more samples and directs the collected illumination through a collection path to the detector to form an image of at least a portion of the surface of the one or more samples at the detector. and an objective lens configured to focus. In another exemplary embodiment, the system focuses illumination from a surface of one or more samples and directs the collected illumination through a collection path to the detector to form an image of at least a portion of the surface of the one or more samples at the detector. and an objective lens configured to focus.

본 발명의 예시적인 실시형태에 따라서, 샘플 영상화를 위해 자외선 조명을 필터링하는 방법이 개시된다. 예시적인 일 실시형태에서, 이 방법은 제1 파장 집합을 포함한 조명 빔을 발생하는 단계를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 이 방법은 상기 빔에 공간 분산을 도입하는 단계를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 이 방법은 공간 필터 요소로부터 지향된 빔이 제2 파장 집합을 포함하도록 상기 공간 필터 요소에 빔을 지향시키는 단계를 포함하고, 상기 제2 파장 집합은 상기 제1 파장 집합의 부분집합이다. 다른 예시적인 실시형태에서, 이 방법은 상기 공간 필터 요소로부터 지향된 빔의 적어도 일부를 수집하는 단계를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 이 방법은 상기 빔으로부터 공간 분산을 제거하는 단계를 포함한다.In accordance with an exemplary embodiment of the present invention, a method of filtering ultraviolet illumination for imaging a sample is disclosed. In one exemplary embodiment, the method includes generating an illumination beam comprising a first set of wavelengths. In another exemplary embodiment, the method includes introducing spatial dispersion into the beam. In another exemplary embodiment, the method comprises directing a beam to a spatial filter element such that a beam directed from the spatial filter element comprises a second set of wavelengths, wherein the second set of wavelengths comprises the first set of wavelengths. is a subset of In another exemplary embodiment, the method includes collecting at least a portion of a beam directed from the spatial filter element. In another exemplary embodiment, the method includes removing spatial dispersion from the beam.

본 발명의 많은 장점들은 첨부 도면을 참조함으로써 당업자에게 더 잘 이해될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 스펙트럼으로 필터링된 조명원으로 샘플을 영상화하는 시스템의 개념도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 파장 필터링 서브시스템의 개략도이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 광학적으로 미러형인 조명 경로로 구성된 파장 필터링 서브시스템의 개략도이다.
도 1d는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 광학적으로 미러형인 조명 경로 및 연장된 조명원으로 구성된 파장 필터링 서브시스템의 개략도이다.
도 1e는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 분산 요소로서 사용되는 종래의 삼각 프리즘의 개념도이다.
도 1f는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 분산 요소로서 사용되는 프리즘 어레이의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 각 파장이 선- 이 선의 폭은 조명원의 크기와 관련됨 -에 영상화되도록 구성된 연장된 조명원의 공간적으로 분산된 영상의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 스펙트럼으로 필터링된 조명원으로 샘플을 조명하는 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 스펙트럼으로 필터링된 조명원으로 샘플을 영상화하는 방법을 보인 흐름도이다.Many advantages of the present invention may be better understood by those skilled in the art by reference to the accompanying drawings.
1A is a conceptual diagram of a system for imaging a sample with a spectrally filtered illumination source, in accordance with an embodiment of the present invention.
1B is a schematic diagram of a wavelength filtering subsystem, in accordance with an embodiment of the present invention.
1C is a schematic diagram of a wavelength filtering subsystem configured with an optically mirrored illumination path, in accordance with an embodiment of the present invention.
1D is a schematic diagram of a wavelength filtering subsystem comprised of an optically mirrored illumination path and an extended illumination source, in accordance with an embodiment of the present invention.
1E is a conceptual diagram of a conventional triangular prism used as a dispersing element, according to an embodiment of the present invention.
1F is a conceptual diagram of a prism array used as a dispersing element, in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a spatially dispersed image of an elongated illumination source configured such that each wavelength is imaged on a line, the width of which is related to the size of the illumination source, in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of a system for illuminating a sample with a spectrally filtered illumination source, in accordance with an embodiment of the present invention.
4 is a flow diagram illustrating a method of imaging a sample with a spectrally filtered illumination source, in accordance with an embodiment of the present invention.

이제, 첨부 도면에 도시된 본 발명의 실시형태에 대하여 자세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings will now be described in detail.

비록 본 발명의 특정 실시형태들이 예시되어 있지만, 당업자라면 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어나지 않고 발명의 각종 변형예 및 실시형태를 구성할 수 있다는 점은 명백하다. 따라서 발명의 범위는 첨부된 특허 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.Although specific embodiments of the invention have been illustrated, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and embodiments of the invention may be made without departing from the scope and spirit of the invention. Accordingly, the scope of the invention should be limited only by the appended claims.

일반적으로, 도 1a~1f를 참조하면, 조명원의 스펙트럼 방사선을 필터링하는 시스템 및 방법이 본 발명에 따라 설명된다. 본 발명의 실시형태는 조명원의 스펙트럼으로부터 바람직한 파장 집합의 선택과 관련된다. 추가의 실시형태는 스펙트럼으로 필터링된 파장을 대응하는 영상 시스템(예를 들면, 웨이퍼 검사 서브시스템, 계측 서브시스템 등)의 조명 옵틱스와 결합하는 것과 관련된다. 본 발명의 일부 실시형태는 고출력 및 초단파장 시스템에서 파장 선택에 관련된다.Referring generally to FIGS. 1A-1F , a system and method for filtering spectral radiation of an illumination source is described in accordance with the present invention. Embodiments of the present invention relate to the selection of a desired set of wavelengths from the spectrum of an illumination source. Additional embodiments relate to combining spectrally filtered wavelengths with illumination optics of a corresponding imaging system (eg, wafer inspection subsystem, metrology subsystem, etc.). Some embodiments of the present invention relate to wavelength selection in high power and very short wavelength systems.

도 1a는 본 발명의 실시형태에 따른, 조명원(101)의 스펙트럼 필터링된 부분으로 샘플을 영상화하는 시스템(100)을 보인 것이다. 조명원(101)은 제1 파장 집합을 포함한 스펙트럼을 가진 빔(104)을 규정하는 조명 출력을 발생한다. 비제한적인 예로서, 제1 파장 집합은 전자기 스펙트럼의 적외선, 가시광선, 자외선(UV), 심자외선(DUV), 극자외선(EUV) 및/또는 진공 자외선(VUV) 영역의 파장을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 빔(104)의 적어도 일부는 하나 이상의 요소(103)에 의해 수집 및 지향될 수 있다. 하나 이상의 광학 요소(103)는 비제한적인 예를 들자면 하나 이상의 렌즈, 프리즘, 격자, 편광 요소, 파장판 또는 애퍼처를 포함할 수 있다는 점에 주목한다. 상기 하나 이상의 요소는 빔(104)의 시간적 또는 공간적 윤곽을 수정할 뿐만 아니라, (예를 들면, 시준, 발산 또는 수렴하는 빔(104)을 생성하기 위해) 빔(104)의 발산을 제어하도록 구성될 수 있다는 점에 또한 주목한다.1A shows a system 100 for imaging a sample with a spectrally filtered portion of an illumination source 101, in accordance with an embodiment of the present invention. The illumination source 101 generates an illumination output that defines a beam 104 having a spectrum comprising a first set of wavelengths. As a non-limiting example, the first set of wavelengths may include wavelengths in the infrared, visible, ultraviolet (UV), deep ultraviolet (DUV), extreme ultraviolet (EUV) and/or vacuum ultraviolet (VUV) regions of the electromagnetic spectrum. there is. In some embodiments, at least a portion of the beam 104 may be collected and directed by one or more elements 103 . It is noted that the one or more optical elements 103 may include, by way of non-limiting examples, one or more lenses, prisms, gratings, polarizing elements, waveplates or apertures. The one or more elements may be configured to control the divergence of the beam 104 (eg, to produce a collimating, diverging or converging beam 104 ) as well as modifying the temporal or spatial contour of the beam 104 . It is also noted that it can be

일반적으로 도 1b를 참조하면, 일 실시형태에서, 빔(104)은 시스템(100) 내의 파장 필터링 서브시스템(102)에 지향된다. 일 실시형태에서, 빔(104)은 파장 필터링 서브시스템(102)의 입구 동공(116)을 통과하고, 빔(104)에 공간 분산을 도입하도록 배치된 분산 요소(111)(예를 들면, 프리즘)에 입사한다. 이 점에서, 제1 파장 집합 내의 각 파장은 분산 요소(111)로부터 다른 각도로 지향된다. 집속 요소(113)는 빔(104)을 수집하고, 제2 파장 집합을 가진 빔의 일부만을 통과시키도록 구성된 공간 필터 요소(112)에 상기 빔(104)을 집속하도록 배치된다. 여기에서, 상기 제2 파장 집합은 상기 제1 파장 집합의 부분집합인 점에 주목한다. 분산 요소(111)에 의해 유도된 공간 분산에 기인하여, 집속 요소(113)는 각 파장을 공간 필터 요소(112)의 다른 위치에 집속한다. 일 실시형태에서, 공간 필터 요소(112)는 제2 파장 집합만이 하나 이상의 개구를 통과하도록 배치된 하나 이상의 개구를 가진 애퍼처가다. 일부 실시형태에서, 제2 집속 요소(114)는 공간 필터 요소(112)를 통과한 선택된 파장의 광을 수집 및 시준하도록 배치된다. 일부 실시형태에서, 제2 분산 요소(예를 들면, 프리즘)(115)는 공간 분산을 제거하고 빔(105)을 생성하도록 배치된다. 따라서 파장 필터링 서브시스템(102)의 출구 동공(117)을 통과하는 빔(105)은 입구 동공(116)을 통과한 빔을 스펙트럼으로 필터링한 버전이다.Referring generally to FIG. 1B , in one embodiment, a beam 104 is directed to a wavelength filtering subsystem 102 within the system 100 . In one embodiment, the beam 104 passes through the entrance pupil 116 of the wavelength filtering subsystem 102 , and a scattering element 111 (eg, a prism) arranged to introduce spatial dispersion into the beam 104 . ) to enter In this regard, each wavelength in the first set of wavelengths is directed at a different angle from the dispersing element 111 . The focusing element 113 is arranged to collect the beam 104 and focus the beam 104 on a spatial filter element 112 configured to pass only a portion of the beam having the second set of wavelengths. Here, it is noted that the second set of wavelengths is a subset of the first set of wavelengths. Due to the spatial dispersion induced by the dispersing element 111 , the focusing element 113 focuses each wavelength to a different location of the spatial filter element 112 . In one embodiment, the spatial filter element 112 is an aperture having one or more apertures disposed such that only the second set of wavelengths passes through the one or more apertures. In some embodiments, the second focusing element 114 is arranged to collect and collimate light of a selected wavelength that has passed through the spatial filter element 112 . In some embodiments, a second dispersive element (eg, a prism) 115 is arranged to eliminate spatial dispersion and generate the beam 105 . Thus, the beam 105 passing through the exit pupil 117 of the wavelength filtering subsystem 102 is a spectrally filtered version of the beam passing through the entrance pupil 116 .

여기에서, 임의의 분산 요소(111 및/또는 115)는 업계에 공지된 임의 수의 분산 컴포넌트를 포함할 수 있고, 비제한적으로 굴절 요소(예를 들면, 프리즘)와 회절 요소(예를 들면, 반사 모드 또는 투과 모드로 동작하는 회절격자)를 포함할 수 있다는 점에 주목한다. 일 실시형태에서, 도 1e 및 도 1f에 도시된 것처럼, 분산 요소(111)는 프리즘 어레이(111b), 또는 등가적으로 프레넬 프리즘(111b)을 포함한다. 여기에서, 정점 각(136) 및 폭(134)을 가진 프리즘 어레이(111b)는 동일한 정점 각(136) 및 폭(132)을 가진 종래의 프리즘(111a)과 동일한 분산을 빔(104)에 도입할 수 있다는 점에 주목한다. 이 방법으로, 두께(132)로부터 두께(134)로의 감소는 분산 요소(111)에서 광(예를 들면, UV 광)의 흡수를 감소시킬 수 있다. 임의의 분산 요소(111 및/또는 115)는 굴절 요소와 회절 요소의 임의 조합을 포함할 수 있다는 점에 또한 주목한다. 비제한적인 예로서, 분산 요소(111 및/또는 115)는 비제한적으로 종래 유형 또는 프레넬 유형 중 어느 하나인 하나 이상의 프리즘을 포함할 수 있다. 다른 비제한적인 예로서, 분산 요소(111)는 비제한적으로 하나의 회절격자를 포함할 수 있고, 분산 요소(115)는 비제한적으로 하나 이상의 프리즘을 포함할 수 있다. 여기에서, 시스템(100) 내의 임의의 렌즈 요소(예를 들면, 103, 106)는 하나 이상의 프레넬 렌즈를 포함할 수 있다는 점에 또한 주목한다.Here, any of the dispersing elements 111 and/or 115 may include any number of dispersing components known in the art, including but not limited to refractive elements (eg, prisms) and diffractive elements (eg, gratings operating in either a reflective mode or a transmissive mode). In one embodiment, as shown in FIGS. 1E and 1F , the dispersing element 111 includes an array of prisms 111b , or equivalently a Fresnel prism 111b . Here, a prism array 111b having an apex angle 136 and a width 134 introduces the same dispersion into the beam 104 as a conventional prism 111a having the same apex angle 136 and width 132 . Note that you can In this way, a decrease from thickness 132 to thickness 134 may reduce absorption of light (eg, UV light) at dispersive element 111 . It is also noted that any of the dispersing elements 111 and/or 115 may include any combination of refractive and diffractive elements. As a non-limiting example, the dispersing elements 111 and/or 115 may include one or more prisms, either of a conventional type or a Fresnel type, without limitation. As another non-limiting example, the dispersing element 111 may include, but is not limited to, one diffraction grating, and the dispersing element 115 may include, but is not limited to, one or more prisms. It is also noted herein that any lens element (eg, 103 , 106 ) in system 100 may include one or more Fresnel lenses.

분산 요소(111 및/또는 115)는 분산을 도입하는 목적에 적합한 업계에 공지된 임의의 재료로 제조될 수 있다는 점에 또한 주목한다. 예를 들면, 프리즘과 같은 투과형 분산 요소(111 및/또는 115) 또는 투과형 회절격자는 비제한적인 예를 들자면 MgF2, LiF, CaF2, 사파이어, 결정질 석영, 용융 실리카, SUPRASIL 1, SUPRASIL 2, SUPRASIL 300, SUPRASIL 310, HERALUX PLUS, HERALUX-VUV 등과 같은 재료로 형성될 수 있다. 여기에서, 비제한적으로 CaF2, MgF2, 결정질 석영 및 사파이어와 같은 재료는 단파장 방사선(예를 들면, λ<190nm)에 대하여 투명성을 제공한다는 점에 또한 주목한다. 굴절계 분산 광학 요소(111 및/또는 115)(예를 들면, 프리즘)에 의해 빔(104)에 도입된 공간 분산의 정도는 재료 선택뿐만 아니라, 임의의 표면에 대한 빔(104)의 입사각과 같은 물리적 설계 사양에 의존한다. 회절격자와 같은 회절계 분산 요소(111 및/또는 115)는 업계에 공지된 임의의 제조 공정을 이용하여 제조될 수 있다는 점에 또한 주목한다. 회절계 분산 요소(111 및/또는 115)는, 비제한적인 예를 들자면, 홀로그래픽 격자, 룰 격자(ruled grating), 블레이즈 격자(blazed grating), 볼륨 브래그 격자(VBG), 또는 재료의 표면상 또는 벌크 내에 직접 기록하는 펨토초 레이저와 같은 직접 기록 공정을 이용하여 제조된 격자를 포함할 수 있다.It is also noted that dispersing elements 111 and/or 115 may be made of any material known in the art suitable for the purpose of introducing dispersion. For example, a transmissive dispersing element 111 and/or 115 such as a prism or a transmissive diffraction grating may include, but are not limited to, MgF 2 , LiF, CaF 2 , sapphire, crystalline quartz, fused silica, SUPRASIL 1, SUPRASIL 2, It may be formed of materials such as SUPRASIL 300, SUPRASIL 310, HERALUX PLUS, HERALUX-VUV, and the like. It is also noted herein that materials such as, but not limited to, CaF 2 , MgF 2 , crystalline quartz and sapphire provide transparency to short wavelength radiation (eg, λ<190 nm). The degree of spatial dispersion introduced into the beam 104 by the refractometer-dispersive optical elements 111 and/or 115 (eg, a prism) is dependent on the material choice, as well as the angle of incidence of the beam 104 with respect to any surface. Depends on the physical design specification. It is also noted that diffractometer dispersing elements 111 and/or 115, such as diffraction gratings, may be fabricated using any fabrication process known in the art. Diffractometric dispersion elements 111 and/or 115 may include, but are not limited to, holographic gratings, rule gratings, blazed gratings, volume Bragg gratings (VBGs), or on the surface of a material. or gratings fabricated using a direct write process, such as a femtosecond laser that writes directly into the bulk.

본 발명은 단지 예시 목적으로 제공된 전술한 집속 요소(113, 114)로 제한되지 않는다는 점에 주목한다. 일부 실시형태에서, 집속 요소(113 및/또는 114)는 포함하지 않을 수 있다. 집속 요소(113 및/또는 114)는 업계에 공지된 임의 유형의 렌즈로 형성될 수 있다. 예를 들면, 집속 요소(113 및/또는 114)는 비제한적인 예를 들자면 하나 이상의 구면 렌즈 또는 하나 이상의 원통 렌즈를 포함할 수 있다. 여기에서, 공간 필터 요소(112)의 하나 이상의 통과대역 영역의 형상은 조명원(101)과 공간 필터 요소(112) 사이의 빔(104)의 광학 경로에 배치된 임의의 요소에 의해 영향을 받는 공간 필터 요소(112) 위 조명원(101)의 이미지 형상에 의해 규정될 수 있다는 점에 주목한다. 비제한적인 예로서, 분산 요소(111)는 빔이 1차원으로 선형 공간 분산을 나타내도록 배치된 선형 프리즘이고, 집속 요소(113)는 조명원(101)으로부터의 각 파장이 공간 필터 요소(112) 위의 선에 집속되도록 배치된 원통 렌즈이다. 또한, 이 구성에서 각 파장은 공간 필터 위의 다른 공간적 위치에 집속된다.It is noted that the present invention is not limited to the aforementioned focusing elements 113 and 114, which are provided for illustrative purposes only. In some embodiments, focusing elements 113 and/or 114 may not be included. The focusing elements 113 and/or 114 may be formed of any type of lens known in the art. For example, focusing elements 113 and/or 114 may include, but are not limited to, one or more spherical lenses or one or more cylindrical lenses. Here, the shape of the one or more passband regions of the spatial filter element 112 is affected by any element disposed in the optical path of the beam 104 between the illumination source 101 and the spatial filter element 112 . Note that it can be defined by the image shape of the illumination source 101 above the spatial filter element 112 . As a non-limiting example, the dispersing element 111 is a linear prism arranged such that the beam exhibits a linear spatial dispersion in one dimension, and the focusing element 113 is a spatial filter element 112 such that each wavelength from the illumination source 101 is ) is a cylindrical lens arranged to focus on the line above. Also, in this configuration, each wavelength is focused at a different spatial location above the spatial filter.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 공간 필터 요소(112) 위 조명원(101)의 영상의 개념도이다. 이 실시형태에서, 조명원(101)의 각 파장은 공간 필터 요소(112) 위의 선에 영상화된다. 선(118)의 폭은 조명원(101)의 영상화된 부분의 공간 범위에 관련된다. 공간 필터 요소(112)가 원하는 파장을 선택적으로 통과시키고 제2 파장을 차단할 수 있는 콘트라스트는 공간 필터 요소(112)에서의 각 파장에 대응하는 선(118)의 폭에 의존하고; 이 선 폭이 작으면 작을수록 공간 필터 요소(112)에서 파장의 공간 중첩이 더 작고 공간 필터의 콘트라스트가 더 높다는 점에 또한 주목한다. 도 2의 개념도를 참조하면, 조명원(101)은 120nm 내지 200nm의 파장 범위 내 파장을 포함한 스펙트럼을 가질 수 있다. 각 파장은 공간 필터 요소(112) 위의 선에 영상화되고, 각 선(118)의 폭은 조명원(101)의 영상화 크기를 표시한다. 일부 실시형태에서, 시스템(100)은 시스템(100)의 나머지에서 보이는 바와 같이 조명원(101)의 스펙트럼 성분 및/또는 유효 크기를 제한하도록 구성된 옵틱스 또는 필터(예를 들면, 스펙트럼으로 선택적인 코팅 또는 공간 필터)와 같은 요소(103)들을 포함할 수 있다. 여기에서, 공간 필터 요소(112) 위 조명원(101)의 영상의 형상 및 크기는 공간 필터 요소(112)에서의 제조 제약을 최소화하도록 설계될 수 있다는 점에 또한 주목한다. 예를 들면, 각 파장이 (예를 들면, 도 2에 따라서) 선의 형상으로 되게 하는 조명원의 영상화는 각 파장이 원의 형상으로 되게 하는 조명원(101)의 영상화에 비하여 공간 필터 요소(112)의 제조가 더 쉽고 더 싸게 될 수 있다.2 is a conceptual diagram of an image of an illumination source 101 above a spatial filter element 112, according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, each wavelength of the illumination source 101 is imaged in a line above the spatial filter element 112 . The width of line 118 is related to the spatial extent of the imaged portion of illumination source 101 . The contrast at which the spatial filter element 112 can selectively pass a desired wavelength and block a second wavelength depends on the width of the line 118 corresponding to each wavelength in the spatial filter element 112 ; It is also noted that the smaller this line width, the smaller the spatial overlap of wavelengths in the spatial filter element 112 and the higher the contrast of the spatial filter. Referring to the conceptual diagram of FIG. 2 , the illumination source 101 may have a spectrum including a wavelength within a wavelength range of 120 nm to 200 nm. Each wavelength is imaged on a line above the spatial filter element 112 , and the width of each line 118 indicates the imaging magnitude of the illumination source 101 . In some embodiments, system 100 includes optics or filters (eg, spectrally selective coatings) configured to limit the spectral component and/or effective magnitude of illumination source 101 as seen in the remainder of system 100 . or spatial filters). Here, it is also noted that the shape and size of the image of the illumination source 101 above the spatial filter element 112 can be designed to minimize manufacturing constraints in the spatial filter element 112 . For example, imaging of an illumination source that causes each wavelength to be in the shape of a line (eg, according to FIG. 2 ) is compared to imaging of an illumination source 101 where each wavelength is shaped as a circle, compared to imaging the spatial filter element 112 . ) can be made easier and cheaper.

일 실시형태에서, 조명(104)은 조명원(101)과 광학 요소(103)를 포함한 임의의 옵틱스 조합에 의해 시준된다. 그 다음에, 상기 시준된 조명(104)은 분산 요소(111)에 지향되고, 집속 요소(113)에 의해 공간 필터 요소(112)에 집속될 수 있다. 조명원(101)과 공간 필터 요소(112)는 집속 요소(113)와 관련하여 무한 켤레 구성(infinite conjugate configuration)으로 배치된다. 다시 말해서, 조명원의 영상뿐만 아니라 공간 필터 요소(112)는 집속 요소(113)의 초점 길이에 위치된다. 여기에서, 본 발명은 단지 예시 목적으로 제공되는 상기 특수 구성으로 제한되지 않는다는 점에 주목한다. 본 발명은 공간 필터 요소(112)가 조명원(101)의 영상면에 있도록 조명원(101)과 공간 필터 요소(112)가 임의 수의 유한 켤레 위치에 배치되는 임의의 배치로까지 연장될 수 있다는 점에 주목한다.In one embodiment, illumination 104 is collimated by any combination of optics including illumination source 101 and optical element 103 . The collimated light 104 can then be directed to a dispersing element 111 and focused on a spatial filter element 112 by a focusing element 113 . The illumination source 101 and the spatial filter element 112 are arranged in an infinite conjugate configuration with respect to the focusing element 113 . In other words, the image of the illumination source as well as the spatial filter element 112 is located at the focal length of the focusing element 113 . Here, it is noted that the present invention is not limited to the above specific configuration, which is provided for illustrative purposes only. The present invention can be extended to any arrangement in which the illumination source 101 and the spatial filter element 112 are disposed in any number of finite conjugate positions such that the spatial filter element 112 is in the image plane of the illumination source 101 . Note that there is

다른 실시형태에서, 분산 요소(111)와 집속 요소(113)의 기능은 빔(104)에 공간 분산을 도입하고 빔(104)을 공간 필터 요소(112)에 동시에 집속하는 곡면 회절격자와 같은 단일의 물리적 컴포넌트를 이용하여 달성된 수 있다. 유사하게, 분산 요소(115)와 집속 요소(114)의 기능도 단일의 물리적 컴포넌트를 이용하여 달성된 수 있다.In another embodiment, the function of the scattering element 111 and the focusing element 113 is to introduce spatial dispersion into the beam 104 and simultaneously focus the beam 104 on the spatial filter element 112 into a single unit, such as a curved grating. can be achieved using the physical component of Similarly, the functions of the dispersing element 115 and the focusing element 114 may also be accomplished using a single physical component.

공간 필터 요소(112)는 업계에 공지된 임의 유형의 공간 필터를 포함할 수 있다는 점에 주목한다. 일부 실시형태에서, 공간 필터는 하나 이상의 개구를 포함한 애퍼처에 의해 형성된다. 이 점에서, 제2 파장 집합(즉 공간 필터 요소(112)를 통과하는 파장 집합)은 애퍼처의 하나 이상의 개구를 통해 전파할 수 있다. 일 실시형태에서, 공간 필터 요소에 의해 거부되는 파장은 공간 필터 요소(112)에 흡수된다. 다른 실시형태에서, 공간 필터 요소(112)는 거부된 파장을 반사하는 고 반사율 표면을 갖는다. 다른 실시형태에서, 공간 필터는 제어부를 가진 공간 광 변조기에 의해 형성될 수 있고, 이때 상기 공간 광 변조기는 각 픽셀에 입사하는 파장을 통과 또는 거부하도록 상기 제어부를 이용하여 구성될 수 있는 개별적으로 조작 가능한 영역 또는 픽셀을 내포한다. 그러한 공간 광 변조기는 선택된 통과 파장이 공간 광 변조기를 통해 지향되는 투과 모드, 또는 선택된 통과 파장이 반사되는 반사 모드로 동작할 수 있다. 다른 실시형태에서, 공간 필터는 장치에서의 그들의 위치에 따라 선택 파장을 통과시키도록 구성될 수 있는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치 또는 나노전자기계 시스템(NEMS) 장치를 포함한다. 일 실시형태에서, MEMS계 공간 필터 요소(112)는 통과될 선택 파장이 집속 요소(114)와 같은 시스템 내 후속 요소로 지향되고, 나머지 파장이 공간 필터 요소(112)로부터 반사되도록(예를 들면, 빔 차단물 또는 방해물로서 반사됨) 변형 가능한 미러로서 구성될 수 있다. 이 점에서, MEMS계 공간 필터 요소(112)는 선택되지 않은 파장이 공간 필터 요소(112)를 통과하는 것을 막는데 소용된다.It is noted that spatial filter element 112 may include any type of spatial filter known in the art. In some embodiments, the spatial filter is formed by an aperture comprising one or more openings. In this regard, the second set of wavelengths (ie, the set of wavelengths passing through spatial filter element 112 ) may propagate through one or more openings of the aperture. In one embodiment, a wavelength that is rejected by the spatial filter element is absorbed by the spatial filter element 112 . In another embodiment, the spatial filter element 112 has a highly reflective surface that reflects rejected wavelengths. In another embodiment, the spatial filter may be formed by a spatial light modulator having a control, wherein the spatial light modulator is individually manipulated which may be configured using the control to pass or reject wavelengths incident on each pixel. Contain possible areas or pixels. Such a spatial light modulator may operate in a transmissive mode in which a selected pass wavelength is directed through the spatial light modulator, or a reflective mode in which a selected pass wavelength is reflected. In other embodiments, spatial filters include microelectromechanical systems (MEMS) devices or nanoelectromechanical systems (NEMS) devices that can be configured to pass selective wavelengths according to their location in the device. In one embodiment, MEMS-based spatial filter element 112 is configured such that selected wavelengths to be passed are directed to subsequent elements in the system, such as focusing element 114 , and the remaining wavelengths are reflected from spatial filter element 112 (eg, , reflected as a beam blocker or obstruction) can be configured as a deformable mirror. In this regard, the MEMS-based spatial filter element 112 serves to prevent unselected wavelengths from passing through the spatial filter element 112 .

일반적으로 도 1c 및 도 1d의 단순화한 개략도를 참조하면, 일부 실시형태에서, 시스템(100) 내 물리적 요소들의 수는 공간 필터 요소(112) 주위에서 광학적으로 대칭인 구성을 이용함으로써 감소될 수 있다. 이 점에서, 공간 필터 요소(112)는 반사 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 즉, 선택된 제2 파장 집합이 공간 필터 요소(112)로부터 반사되고, 빔(104)의 공간 분산이 제거되도록 미러형 광학 경로를 따라 분산 요소(111)를 통해 전파한다. 이 실시형태를 예시하는 단순화한 개략도는 도 1c 및 도 1d에 도시되어 있고, 도 1c 및 도 1d는 각각 점광원 및 연장 광원으로 구성된 조명원을 도시하고 있다. 일 실시형태에서, 빔(104)은 빔(104)에 공간 분산을 도입하도록 배치된 분산 요소(111)(예를 들면, 프리즘)에 입사한다. 집속 요소(113)는 빔(104)을 수집하고 반사 모드로 동작하도록 구성된 공간 필터 요소(112)에 빔(104)을 집속하도록 배치된다. 선택된 제2 파장 집합은 공간 필터 요소(112)로부터 반사되고, 미러형 광학 경로를 통해 두번째로 요소 111 및 113을 통과한다. 출력 빔(105)은 업계에 공지된 임의의 방법으로 선택되고 입력 빔(104)과 구별될 수 있다. 예를 들면, 비제한적인 실시형태로서, 광학 요소(103)는 공간 필터 요소(112)를 통과한 제2 파장 집합이 두번째 통과시에 편광 빔 스플리터와 상호작용할 때 입력 빔(104)과 다른 광학 경로를 따라 편향되도록, 선택된 파장에 대하여 편광 빔 스플리터 및 1/4 파장판을 포함하도록 구성될 수 있다. 그 다음에, 결과적인 빔(105)은 조명 경로(121)로 지향되고, 궁극적으로 샘플(107)에 지향될 것이다.Referring generally to the simplified schematic diagrams of FIGS. 1C and 1D , in some embodiments, the number of physical elements in system 100 can be reduced by using an optically symmetrical configuration around spatial filter element 112 . . In this regard, the spatial filter element 112 may be configured to operate in a reflective mode. That is, the selected second set of wavelengths is reflected from the spatial filter element 112 and propagates through the dispersive element 111 along a mirrored optical path such that spatial dispersion of the beam 104 is eliminated. A simplified schematic diagram illustrating this embodiment is shown in FIGS. 1C and 1D , which show an illumination source composed of a point light source and an elongated light source, respectively. In one embodiment, the beam 104 is incident on a scattering element 111 (eg, a prism) arranged to introduce spatial dispersion in the beam 104 . The focusing element 113 is arranged to collect the beam 104 and focus the beam 104 on a spatial filter element 112 configured to operate in a reflective mode. The selected second set of wavelengths is reflected from the spatial filter element 112 and passes through elements 111 and 113 a second time through a mirrored optical path. The output beam 105 may be selected and distinct from the input beam 104 in any manner known in the art. For example, as a non-limiting embodiment, the optical element 103 may have a different optics from the input beam 104 when the second set of wavelengths passed through the spatial filter element 112 interacts with the polarizing beam splitter on the second pass. It may be configured to include a polarizing beam splitter and a quarter wave plate for selected wavelengths to be deflected along a path. The resulting beam 105 will then be directed to the illumination path 121 and ultimately to the sample 107 .

여기에서, 파장 필터링 서브시스템(102)의 장점들 중의 하나는 단파장 조명(104)(예를 들면, UV, EUV, DUV 및/또는 VUV 조명)에 대한 개선된 성능이라는 점에 주목한다. 공간 필터 요소(112)를 제조하는 재료의 열적 특성은, 부분적으로, 공간 필터 요소(112)에 의해 거부된 파장과 관련된 에너지 중 적어도 일부가 흡수될 수 있으므로, 파장 필터링 서브시스템(102)의 최대 전력 한계를 제어할 것이다. 비제한적인 일 예로서, 공간 필터 요소(112)는 공간 필터 요소(112)에 의해 거부된 파장의 흡수에 의해 유도된 열적 부하를 흡수 및 소산(예를 들면, 부착된 열 싱크를 통해)할 수 있는 금속으로 제조된다. 다른 비제한적인 실시형태로서, 공간 필터 요소(112)는 공간 필터 요소(112)에 의해 거부된 파장의 에너지의 최소 부분이 공간 필터 요소(112)에 의해 흡수되도록 고반사성 표면을 갖도록 구성되고, 오히려 이 에너지는 공간 필터 요소(112)로부터, 에너지를 흡수 및 소산시키도록 설계된 빔 차단물 또는 방해물과 같은 시스템(100) 내 다른 요소로 반사된다. 비록 단파장 조명원이 광학 성능면에서 장점을 제공하지만, 이 조명원은 수용 가능한 흡수 손실로 조명(104)을 적절히 투과 또는 반사할 수 있는 재료의 제한된 가용성을 비롯해서 시스템(100)의 설계에 독특한 난제를 제기한다. 또한, 시스템(100) 내 컴포넌트들에 의한 과도한 흡수는 궁극적으로 시스템(100)의 성능 또는 수명을 단축시키는 손상 및 광 오염 리스크를 유도할 수 있다.It is noted herein that one of the advantages of the wavelength filtering subsystem 102 is improved performance for short wavelength illumination 104 (eg, UV, EUV, DUV and/or VUV illumination). The thermal properties of the material from which the spatial filter element 112 is made are, in part, due to the fact that at least some of the energy associated with the wavelength rejected by the spatial filter element 112 may be absorbed, so that the maximum It will control the power limit. As one non-limiting example, spatial filter element 112 is capable of absorbing and dissipating (eg, via an attached heat sink) a thermal load induced by absorption of a wavelength rejected by spatial filter element 112 . made of capable metal. As another non-limiting embodiment, the spatial filter element 112 is configured to have a highly reflective surface such that at least a portion of energy at a wavelength rejected by the spatial filter element 112 is absorbed by the spatial filter element 112, Rather, this energy is reflected from the spatial filter element 112 to other elements in the system 100 such as a beam blocker or obstruction designed to absorb and dissipate the energy. Although short wavelength illumination sources provide advantages in optical performance, they present challenges unique to the design of system 100 , including limited availability of materials that can adequately transmit or reflect illumination 104 with acceptable absorption losses. bring up In addition, excessive absorption by components within the system 100 can lead to damage and risk of light contamination that ultimately shorten the performance or lifespan of the system 100 .

일 실시형태에서, 조명원(101)은 비제한적으로 적외선 방사선, 가시광 방사선, UV 방사선, DUV 방사선 및/또는 VUV 방사선과 같은 파장 집합 또는 파장 범위의 조명(104)을 발생하도록 구성된 레이저 지속 플라즈마(laser-sustained plasma, LSP) 광원을 포함한다. 일 실시형태에서, 조명원(101)은 레이저 지속 플라즈마 광원이고, 이 조명원은 플라즈마 램프 내에 유지된 플라즈마를 통해 광대역 광을 발생한다. 예를 들면, LSP계 조명원의 플라즈마 램프는 비제한적인 예로서 플라즈마 셀 또는 플라즈마 벌브를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 조명원(101)은 비제한적으로 플라즈마 방전 램프와 같은 방전 소스를 포함한다. 비제한적인 예로서, 조명원(101)은 중수소 램프를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 조명원(101)은 단일 광원에서 가능한 것보다 더 많은 수의 파장을 가진 조명원(101)을 생성하기 위해 2개 이상의 광원을 포함할 수 있다.In one embodiment, the illumination source 101 is a laser sustained plasma configured to generate illumination 104 of a wavelength set or wavelength range, such as, but not limited to, infrared radiation, visible radiation, UV radiation, DUV radiation, and/or VUV radiation. -sustained plasma (LSP) light source. In one embodiment, the illumination source 101 is a laser sustained plasma light source, the illumination source generating broadband light through a plasma maintained within a plasma lamp. For example, a plasma lamp of an LSP-based illumination source may include, by way of non-limiting example, a plasma cell or a plasma bulb. In other embodiments, the illumination source 101 includes a discharge source such as, but not limited to, a plasma discharge lamp. As a non-limiting example, the illumination source 101 may include a deuterium lamp. In other embodiments, the illumination source 101 may include two or more light sources to create the illumination source 101 with a greater number of wavelengths than would be possible with a single light source.

추가의 실시형태에서, 조명원은 하나 이상의 레이저 소스와 같은 하나 이상의 협대역 조명원으로 구성된다. 일반적인 의미에서, 조명원(101)은 업계에 공지된 임의의 레이저 시스템을 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 조명원(101)은 비제한적으로 적외선 방사선, 가시광 방사선, UV 방사선, DUV 방사선 및/또는 VUV 방사선과 같은 파장 집합 또는 파장 범위를 발생하도록 구성된, 업계에 공지된 임의의 레이저 시스템을 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 조명원(101)은 연속파(continuous wave, CW) 레이저 방사선을 방출하도록 구성된 레이저 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들면, 펌프 소스(104)는 원하는 분해능을 달성하기 위해 UV, DUV, EUV 또는 VUV 조명과 같은 단파장 소스를 갖는 것이 바람직한 웨이퍼 검사 툴에서 사용하도록 구성된 하나 이상의 CW 자외선 레이저 소스를 포함할 수 있다. 여기에서, CW 조명을 생성하도록 구성된 조명원(101)은 제한되지 않고 업계에 공지된 임의의 조명원(101)이 본 발명과 관련하여 구현될 수 있다는 점에 주목한다. 다른 실시형태에서, 조명원은 비제한적으로 밀리초, 마이크로초, 나노초, 피코초 또는 펨토초를 포함한 시간 척도의 펄스 길이를 가진 펄스형 레이저 소스일 수 있다. 다른 실시형태에서, 조명원(101)은 변조된 출력을 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 조명원(101)은 임시로 성형된 조명을 생성하도록 음향-광학 또는 전기-광학 변조기로 변조될 수 있다.In a further embodiment, the illumination source consists of one or more narrowband illumination sources, such as one or more laser sources. In a general sense, the illumination source 101 may comprise any laser system known in the art. As a non-limiting example, the illumination source 101 is any laser system known in the art configured to generate a wavelength set or range of wavelengths, such as, but not limited to, infrared radiation, visible radiation, UV radiation, DUV radiation, and/or VUV radiation. may include In one embodiment, the illumination source 101 may comprise a laser system configured to emit continuous wave (CW) laser radiation. For example, the pump source 104 may include one or more CW ultraviolet laser sources configured for use in wafer inspection tools where it is desirable to have a short wavelength source such as UV, DUV, EUV or VUV illumination to achieve the desired resolution. . It is noted herein that the illumination source 101 configured to generate CW illumination is not limited and any illumination source 101 known in the art may be implemented in connection with the present invention. In other embodiments, the illumination source may be a pulsed laser source having a pulse length on a time scale including, but not limited to, milliseconds, microseconds, nanoseconds, picoseconds, or femtoseconds. In another embodiment, the illumination source 101 may be configured to produce a modulated output. For example, the illumination source 101 may be modulated with an acousto-optical or electro-optical modulator to produce temporary shaped illumination.

다른 실시형태에서, 조명원(101)은 하나 이상의 엑시머 레이저 시스템을 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 조명원은 157nm 레이저 광을 방출하기 위해 활성 가스로서 분자 불소를 사용하도록 구성된 엑시머 레이저를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 조명원(101)은 하나 이상의 다이오드 레이저 시스템을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 조명원은 445nm를 방출하도록 구성된 다이오드 레이저를 포함할 수 있다.In other embodiments, the illumination source 101 may include one or more excimer laser systems. As a non-limiting example, the illumination source may include an excimer laser configured to use molecular fluorine as an active gas to emit 157 nm laser light. In other embodiments, the illumination source 101 may include one or more diode laser systems. In another embodiment, the illumination source may include a diode laser configured to emit 445 nm.

다른 실시형태에서, 조명원(101)은 하나 이상의 주파수 변환 레이저 시스템을 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 조명원(101)은 229nm 중심 파장을 가진 조명을 생성하기 위해 베타 바륨 붕산염(BBO) 결정과 결합된 458nm의 공칭 중심 조명 파장을 가진 가스 이온 레이저를 포함할 수 있다.In other embodiments, the illumination source 101 may include one or more frequency converted laser systems. As a non-limiting example, the illumination source 101 may include a gas ion laser with a nominal central illumination wavelength of 458 nm combined with beta barium borate (BBO) crystals to produce illumination with a central wavelength of 229 nm.

다른 실시형태에서, 시스템(100)은 샘플(107)을 고정하기에 적합한 스테이지 조립체(108)를 포함한다. 스테이지 조립체(108)는 업계에 공지된 임의의 샘플 스테이지 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스테이지 샘플(108)은 비제한적으로 선형 스테이지, 회전 스테이지 또는 다축 스테이지의 임의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 샘플(107)은 비제한적으로 반도체 웨이퍼와 같은 웨이퍼를 포함할 수 있다.In another embodiment, the system 100 includes a stage assembly 108 suitable for holding a sample 107 . The stage assembly 108 may include any sample stage structure known in the art. For example, the stage sample 108 may include, but is not limited to, any combination of a linear stage, a rotary stage, or a multi-axis stage. Also, sample 107 may include, but is not limited to, a wafer, such as a semiconductor wafer.

다른 실시형태에서, 시스템(100)은 영상화 서브시스템(121)을 포함한다. 영상화 서브시스템(121)은 비제한적으로 렌즈(120) 및 빔 스플리터(110)를 포함할 수 있다. 추가로, 영상화 서브시스템(121)은 비제한적으로 애퍼처, 필터, 균질화기, 편광기, 빔 스플리터 및/또는 파장 필터링 서브시스템(102)으로부터 하나 이상의 샘플(107)로 조명을 전달하기에 적합한 빔 성형 요소를 포함할 수 있다. 여기에서, 영상화 서브시스템(121)은 파장 필터링 서브시스템(102)의 조명 출력에 결합되고, 대물렌즈(106)와 협력하여 동작한다는 점에 주목한다. 이 점에서, 영상화 서브시스템(121)은 파장 필터링 서브시스템(102)으로부터의 조명 출력(예를 들면, 선택된 파장을 가진 UV, DUV, EUV 또는 VUV 광)을 검사하거나 다른 방식으로 분석할 수 있다.In another embodiment, the system 100 includes an imaging subsystem 121 . Imaging subsystem 121 may include, but is not limited to, lens 120 and beam splitter 110 . Additionally, the imaging subsystem 121 may include, but is not limited to, an aperture, filter, homogenizer, polarizer, beam splitter, and/or beam suitable for delivering illumination from the wavelength filtering subsystem 102 to one or more samples 107 . Molding elements may be included. It is noted here that the imaging subsystem 121 is coupled to the illumination output of the wavelength filtering subsystem 102 and operates in concert with the objective lens 106 . In this regard, the imaging subsystem 121 may inspect or otherwise analyze the illumination output from the wavelength filtering subsystem 102 (eg, UV, DUV, EUV or VUV light having a selected wavelength). .

다른 실시형태에서, 영상화 서브시스템(122)은 대물렌즈(106)와 검출기(109)를 포함한다. 일 실시형태에서, 대물렌즈(106)는 하나 이상의 샘플(107)의 하나 이상의 부분(또는 샘플(107) 위에 배치된 입자)으로부터 산란 또는 반사된 후의 조명을 수집할 수 있다. 대물렌즈는 수집 경로(123)를 통해 수집된 광을 검출기(109)에 추가로 집속하여 하나 이상 샘플(107)의 표면의 하나 이상 부분의 영상을 형성할 수 있다. 여기에서, 대물렌즈(106)는 검사(예를 들면, 암시야 검사 또는 명시야 검사) 또는 광학 계측을 수행하기에 적합한 업계에 공지된 임의의 대물렌즈를 포함할 수 있다는 점에 주목한다. 또한, 검출기(109)는 하나 이상의 샘플(107)로부터 수신된 조명을 측정하기에 적합한 업계에 공지된 임의의 광 검출기를 포함할 수 있다는 점에 주목한다. 예를 들면, 검출기(109)는 비제한적으로 CCD 검출기, TDI 검출기 등을 포함할 수 있다.In another embodiment, the imaging subsystem 122 includes an objective lens 106 and a detector 109 . In one embodiment, the objective 106 may collect illumination after being scattered or reflected from one or more portions of one or more samples 107 (or particles disposed over the samples 107 ). The objective lens may further focus the light collected through the collection path 123 to the detector 109 to form an image of one or more portions of the surface of the one or more samples 107 . It is noted herein that objective lens 106 may include any objective known in the art suitable for performing an inspection (eg, dark field inspection or bright field inspection) or optical metrology. It is also noted that detector 109 may comprise any photo detector known in the art suitable for measuring illumination received from one or more samples 107 . For example, detector 109 may include, but is not limited to, a CCD detector, a TDI detector, and the like.

일반적으로 도 3을 참조하면, 일 실시형태에서, 시스템(100)은 단파장 조명을 샘플(107)에 지향시키도록 구성된다. 조명원(101)은 190nm - 450nm 범위의 제1 파장 집합을 가진 조명을 발생하는 레이저 지속형 플라즈마 소스를 포함한다. 조명(104)의 빔은 이축 포물면경(103)에 의해 수집 및 시준된다. 빔(104)은 그 다음에 분산 소자(111)(예를 들면, 프리즘)에 지향되고, 분산 소자(111)는 빔(104)에 공간 분산을 도입한다. 그 다음에 빔은 집속 요소(113)(예를 들면, 원통 미러)에 입사하고, 하나 이상의 개구를 가진 애퍼처를 포함하도록 구성된 공간 필터 요소(112)에 집속되며, 상기 공간 필터 요소(112)는 제2 파장 집합을 통과시키도록 배치된다. 공간 필터 요소(112)로부터 지향된 빔(104)은 집속 요소(114)(예를 들면, 원통 미러)에 의해 수집 및 시준되고, 빔(104)에서 공간 분산을 제거하는 분산 요소(115)(예를 들면, 프리즘)에 또한 지향된다. 그 다음에 빔(104)은 제2 이축 포물면경에 의해 수집되고 샘플(107)에 지향된다.Referring generally to FIG. 3 , in one embodiment, system 100 is configured to direct short wavelength illumination to sample 107 . The illumination source 101 includes a laser sustained plasma source that generates illumination having a first set of wavelengths in the range of 190 nm - 450 nm. The beam of illumination 104 is collected and collimated by a biaxial parabolic mirror 103 . The beam 104 is then directed to a scattering element 111 (eg, a prism), which introduces a spatial dispersion into the beam 104 . The beam is then incident on a focusing element 113 (eg, a cylindrical mirror) and is focused on a spatial filter element 112 configured to include an aperture having one or more openings, the spatial filter element 112 . is arranged to pass the second set of wavelengths. The beam 104 directed from the spatial filter element 112 is collected and collimated by a focusing element 114 (eg, a cylindrical mirror), and a scattering element 115 , which removes spatial dispersion in the beam 104 ( eg prism). The beam 104 is then collected by a second biaxial paraboloid and directed at the sample 107 .

여기에서, 시스템(100)내의 임의의 요소는 비제한적으로 반사 방지 코팅 또는 스펙트럼 선택적 코팅을 포함한 하나 이상의 코팅을 포함하도록 구성될 수 있다. 비제한적인 예로서, 스펙트럼 선택적 코팅은 빔(104 및/또는 105)의 스펙트럼 성분을 더욱 제한하기 위해 분산 요소(111 및/또는 115), 집속 요소(113 및/또는 114) 및/또는 공간 필터 요소(112)의 면에 배치될 수 있다. 다른 실시형태에서, 반사 방지 코팅은 시스템(100) 전체에서 미광을 줄이기 위한 밀폐실을 포함한 시스템(100)의 비광학 요소에 배치될 수 있다.Here, any element within system 100 may be configured to include one or more coatings including, but not limited to, antireflective coatings or spectrally selective coatings. As a non-limiting example, the spectrally selective coating may be applied to a dispersing element 111 and/or 115, a focusing element 113 and/or 114 and/or a spatial filter to further confine the spectral components of the beam 104 and/or 105. It may be disposed on the face of element 112 . In other embodiments, an anti-reflective coating may be disposed on non-optical elements of the system 100 , including enclosures for reducing stray light throughout the system 100 .

여기에서, 위에서 설명하고 도 1a - 1d에 예시된 시스템(100)의 옵틱스의 집합은 단지 예로서 제공되고 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다는 점에 주목한다. 다수의 등가적인 또는 추가적인 광학 구성이 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있는 것으로 예상된다. 비제한적인 예로서, 하나 이상의 광학 필터는 광이 파장 필터링 서브시스템(102)에 입사하기 전에 조명을 필터링하기 위해, 또는 파장 필터링 서브시스템(102)의 뒤에서 조명을 필터링하기 위해 조명 경로 또는 수집 경로를 따라 배치될 수 있다. 하나 이상의 광학 필터는 조명 서브시스템(122) 또는 수집 경로(123)에 또한 배치될 수 있다.It is noted herein that the set of optics of the system 100 described above and illustrated in FIGS. 1A-1D are provided by way of example only and should not be construed as limiting. It is contemplated that many equivalent or additional optical configurations may be used within the scope of the present invention. As a non-limiting example, the one or more optical filters may be configured in an illumination path or collection path to filter illumination before the light enters the wavelength filtering subsystem 102 , or to filter illumination behind the wavelength filtering subsystem 102 . may be placed along the One or more optical filters may also be disposed in the illumination subsystem 122 or the collection path 123 .

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 필터링된 스펙트럼 성분을 가진 조명원으로 샘플을 영상화하는 방법을 보인 흐름도이다. 단계 402에서, 제1 파장 집합을 포함한 조명(104)(예를 들면, 전자기 스펙트럼의 적외선, 가시광선, UV, DUV, EUV 및/또는 VUV 부분의 파장 집합 또는 파장 범위를 가진 조명)의 빔을 발생한다. 단계 404에서, 분산 요소(111)를 이용하여 빔(104)에 공간 분산을 도입한다. 단계 406에서, 공간 분산을 가진 빔(104)을 공간 필터 요소(112)에 지향시켜서 공간 필터 요소(112)로부터 지향된 빔이 제2 파장 집합을 포함하게 하고, 상기 제2 파장 집합은 상기 제1 파장 집합의 부분집합이다. 단계 408에서, 공간 필터 요소(112)로부터 지향된 빔(104)의 적어도 일부를 수집한다. 단계 410에서, 빔(104)으로부터 공간 분산을 제거한다. 일 실시형태에서, 공간 분산은 제2 분산 요소(115)에 의해 제거할 수 있다. 다른 실시형태에서, 공간 필터 요소(112)는 공간 분산이 처음에 분산을 생성한 동일한 분산 요소(111)에 의해 제거될 수 있도록 미러 구성으로 선택된 파장을 반사하도록 구성된다. 단계 412에서, 대물렌즈(106)와 결합된 조명 경로(121)를 통해 상기 선택된 제2 파장 집합의 적어도 일부로 하나 이상의 샘플을 조명한다. 단계 414에서, 하나 이상의 샘플(107)로부터의 조명을 수집한다. 예를 들면, 하나 이상의 샘플(107)로부터 산란 또는 반사된 광은 대물렌즈(106)와 수집 경로(123)의 조합을 통해 검출기(109)에 영상화될 수 있다.4 is a flow diagram illustrating a method of imaging a sample with an illumination source having a filtered spectral component, according to an embodiment of the present invention. In step 402, a beam of illumination 104 (eg, illumination having a wavelength set or wavelength range of the infrared, visible, UV, DUV, EUV, and/or VUV portion of the electromagnetic spectrum) comprising a first set of wavelengths is Occurs. In step 404 , a spatial dispersion is introduced into the beam 104 using a scattering element 111 . In step 406 , the beam 104 with spatial dispersion is directed at the spatial filter element 112 such that the beam directed from the spatial filter element 112 comprises a second set of wavelengths, wherein the second set of wavelengths comprises the second set of wavelengths. 1 It is a subset of the set of wavelengths. At step 408 , at least a portion of the beam 104 directed from the spatial filter element 112 is collected. In step 410 , spatial dispersion is removed from the beam 104 . In one embodiment, spatial dispersion may be eliminated by the second dispersion element 115 . In another embodiment, the spatial filter element 112 is configured to reflect the selected wavelength in a mirror configuration such that the spatial dispersion can be removed by the same dispersion element 111 that initially created the dispersion. In step 412 , one or more samples are illuminated with at least a portion of the selected second set of wavelengths via an illumination path 121 associated with the objective 106 . At step 414 , illumination from one or more samples 107 is collected. For example, scattered or reflected light from one or more samples 107 may be imaged to detector 109 via a combination of objective 106 and collection path 123 .

여기에서 설명한 주제는 가끔 다른 컴포넌트에 내포된, 또는 다른 컴포넌트와 접속된 상이한 컴포넌트들을 예시한다. 그러한 예시된 구조들은 단지 예를 든 것이고, 사실 많은 다른 구조들이 동일한 기능을 달성하도록 구현될 수 있는 것으로 이해된다. 개념적 관점에서, 동일한 기능을 달성하는 컴포넌트들의 임의의 배열은 바람직한 기능이 달성되도록 효과적으로 "관련"된다. 그러므로 특정 기능을 달성하기 위해 여기에서 결합된 임의의 2개의 컴포넌트는 구조 또는 중간 컴포넌트와 관계없이 바람직한 기능이 달성되도록 서로 "관련"된 것으로 보여질 수 있다. 마찬가지로, 그렇게 관련된 임의의 2개의 컴포넌트는 바람직한 기능을 달성하기 위해 서로 "접속" 또는 "결합"된 것으로 또한 보여질 수 있고, 그렇게 관련될 수 있는 임의의 2개의 컴포넌트는 바람직한 기능을 달성하기 위해 서로 "결합 가능한" 것으로 또한 보여질 수 있다. 결합 가능한 것의 구체적인 예로는, 비제한적인 예를 들자면, 물리적으로 상호작용 가능한 및/또는 물리적으로 상호작용하는 컴포넌트 및/또는 무선으로 상호작용 가능한 및/또는 무선으로 상호작용하는 컴포넌트 및/또는 논리적으로 상호작용 가능한 및/또는 논리적으로 상호작용하는 컴포넌트가 있다.The subject matter described herein sometimes illustrates different components nested in or connected to other components. It is understood that such illustrated structures are by way of example only, and in fact many other structures may be implemented to achieve the same functionality. From a conceptual point of view, any arrangement of components that achieve the same functionality is effectively "related" such that the desired functionality is achieved. Therefore, any two components combined herein to achieve a particular function may be viewed as “related” to each other such that the desired function is achieved, regardless of structure or intermediate component. Likewise, any two components so related may also be viewed as “connected” or “coupled” to each other to achieve a desired function, and any two components that may be so related to each other to achieve a desired function. It can also be viewed as "combinable". Specific examples of combinable include, but are not limited to, physically interactable and/or physically interacting components and/or wirelessly interactable and/or wirelessly interacting components and/or logically interactable components. There are interoperable and/or logically interacting components.

본 발명 및 그 부수적인 많은 장점들은 전술한 설명에 의해 이해될 것으로 믿어지고, 개시된 주제로부터 벗어나지 않고, 또는 개시된 주제의 중요한 장점들을 모두 희생하지 않고 컴포넌트들의 형태, 구성 및 배열에 있어서 각종 변화가 있을 수 있다는 것은 명백하다. 전술한 형태는 단순히 예시한 것이고, 첨부된 특허 청구범위는 그러한 변화를 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 발명은 첨부된 특허 청구범위에 의해 규정된다는 점을 이해하여야 한다.It is believed that the present invention and its attendant advantages will be understood from the foregoing description, and various changes in the form, construction and arrangement of components may occur without departing from the disclosed subject matter, or sacrificing all significant advantages of the disclosed subject matter. It is clear that you can The foregoing form is merely illustrative, and the appended claims are intended to cover such variations. It should also be understood that the invention is defined by the appended claims.

Claims (37)

파장 선택 제어 기능이 있는 자외선 조명원에 있어서,
제1 파장 집합을 포함한 조명 빔을 발생하도록 구성되는 조명원;
상기 제1 파장 집합 각각과 연관된 서브빔(sub-beam) 집합을 형성하기 위하여 상기 빔에 공간 분산을 도입하도록 배치된 하나 이상의 제1 분산 요소를 포함하는 하나 이상의 광학 요소의 제1 집합;
하나 이상의 집속 요소;
상기 조명원에 대한 평면 켤레 내에 배치되는 공간 필터 요소 ― 상기 하나 이상의 집속 요소는 상기 공간 필터 요소에 상기 빔의 서브빔 집합 각각을 집속하도록 구성되고, 상기 공간 필터 요소는 상기 서브빔의 적어도 부분집합을 통과시키도록 구성되며, 상기 공간 필터 요소로부터 지향된 상기 서브빔의 부분집합은 제2 파장 집합과 연관되고, 상기 제2 파장 집합은 상기 제1 파장 집합의 부분집합이며, 상기 제2 파장 집합은 극자외선 스펙트럼, 심자외선 스펙트럼, 및 진공 자외선 스펙트럼 중 적어도 하나의 파장을 포함함 ― ; 및
상기 빔의 적어도 일부를 수집하도록 배치되는 하나 이상의 광학 요소의 제2 집합 ― 상기 하나 이상의 광학 요소의 제2 집합은 상기 서브빔의 부분집합을 포함하는 상기 빔으로부터 공간 분산을 제거하도록 배치되는 하나 이상의 제2 분산 요소를 포함함 ―
을 포함하는 자외선 조명원.An ultraviolet light source having a wavelength selective control function, comprising:
an illumination source configured to generate an illumination beam comprising a first set of wavelengths;
a first set of one or more optical elements comprising at least one first dispersive element arranged to introduce spatial dispersion into the beam to form a sub-beam set associated with each of the first set of wavelengths;
one or more focusing elements;
a spatial filter element disposed in a plane conjugate to the illumination source, wherein the one or more focusing elements are configured to focus each subbeam set of the beam to the spatial filter element, the spatial filter element comprising at least a subset of the subbeams wherein the subset of subbeams directed from the spatial filter element is associated with a second set of wavelengths, the second set of wavelengths is a subset of the first set of wavelengths, and the second set of wavelengths comprises: comprising at least one wavelength of the extreme ultraviolet spectrum, the deep ultraviolet spectrum, and the vacuum ultraviolet spectrum; and
a second set of one or more optical elements arranged to collect at least a portion of the beam, wherein the second set of one or more optical elements is arranged to remove spatial dispersion from the beam comprising a subset of the subbeams. comprising a second dispersive element;
An ultraviolet light source comprising a. 제1항에 있어서,
상기 공간 필터 요소는 하나 이상의 개구를 가진 애퍼처를 포함하고, 상기 제2 파장 집합과 연관된 서브빔이 상기 하나 이상의 개구를 통과하게끔 배치되는 것인 자외선 조명원.According to claim 1,
wherein the spatial filter element comprises an aperture having one or more apertures, and wherein the subbeam associated with the second set of wavelengths is disposed to pass through the one or more apertures. 제1항에 있어서,
상기 공간 필터 요소는 공간 광 변조기를 포함하는 것인 자외선 조명원.According to claim 1,
wherein the spatial filter element comprises a spatial light modulator. 제3항에 있어서,
상기 공간 광 변조기는 변형 가능한 미러를 포함하는 것인 자외선 조명원.4. The method of claim 3,
wherein the spatial light modulator comprises a deformable mirror. 제1항에 있어서,
상기 조명원은 레이저 지속형 플라즈마 광원을 포함하는 것인 자외선 조명원.According to claim 1,
wherein the illumination source comprises a laser sustained plasma light source. 제1항에 있어서,
상기 조명원은 방전 소스를 포함하는 것인 자외선 조명원.According to claim 1,
wherein the illumination source comprises a discharge source. 제1항에 있어서,
상기 광학 요소들의 제1 집합 및 상기 광학 요소들의 제2 집합 중 적어도 하나는 원통형 미러를 포함하는 것인 자외선 조명원.According to claim 1,
and at least one of the first set of optical elements and the second set of optical elements comprises a cylindrical mirror. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1 분산 요소 및 상기 하나 이상의 제2 분산 요소 중 적어도 하나는 하나 이상의 프리즘을 포함하는 것인 자외선 조명원.According to claim 1,
and at least one of said at least one first dispersing element and said at least one second dispersing element comprises at least one prism. 제8항에 있어서,
상기 하나 이상의 프리즘은 하나 이상의 프리즘 어레이를 포함하는 것인 자외선 조명원.9. The method of claim 8,
wherein the one or more prisms comprise one or more prism arrays. 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1 분산 요소 및 상기 하나 이상의 제2 분산 요소 중 적어도 하나는 하나 이상의 회절격자를 포함하는 것인 자외선 조명원.According to claim 1,
and at least one of said at least one first dispersing element and said at least one second dispersing element comprises at least one diffraction grating. 제10항에 있어서,
상기 하나 이상의 회절격자는 평면 회절격자 및 곡면 회절격자 중 적어도 하나를 포함하는 것인 자외선 조명원.11. The method of claim 10,
The one or more diffraction gratings include at least one of a planar diffraction grating and a curved diffraction grating. 스펙트럼으로 필터링된 조명원으로 샘플을 조명하는 시스템에 있어서,
제1 파장 집합을 포함하는 조명 빔을 발생하도록 구성되는 조명원;
하나 이상의 광학 요소의 제1 집합, 하나 이상의 집속 요소, 공간 필터 요소, 및 하나 이상의 광학 요소의 제2 집합을 포함하는 파장 필터링 서브시스템 ― 상기 하나 이상의 광학 요소의 제1 집합은 상기 제1 파장 집합 각각과 연관된 서브빔 집합을 형성하기 위하여 상기 빔에 공간 분산을 도입하도록 배치된 하나 이상의 제1 분산 요소를 포함하고,
상기 공간 필터 요소는 상기 조명원에 대한 평면 켤레 내에 배치되고, 상기 하나 이상의 집속 요소는 상기 빔의 서브빔 집합 각각을 상기 공간 필터 요소로 집속시키도록 구성되고, 상기 공간 필터 요소는 상기 서브빔의 적어도 부분집합을 통과시키도록 구성되고, 상기 공간 필터 요소로부터 지향된 상기 서브빔의 부분집합은 제2 파장 집합과 연관되고, 상기 제2 파장 집합은 상기 제1 파장 집합의 부분집합이며, 상기 제2 파장 집합은 극자외선 스펙트럼, 심자외선 스펙트럼, 및 진공 자외선 스펙트럼 중 적어도 하나의 파장을 포함하며,
상기 하나 이상의 광학 요소의 제2 집합은 상기 빔의 적어도 일부를 수집하도록 배치되고, 상기 하나 이상의 광학 요소의 제2 집합은 상기 서브빔의 부분집합을 포함하는 상기 빔으로부터 공간 분산을 제거하도록 배치되는 하나 이상의 제2 분산 요소를 포함함 ― ;
하나 이상의 샘플을 고정하기 위한 샘플 스테이지;
조명 경로를 통해 상기 제2 파장 집합의 적어도 일부로 상기 하나 이상의 샘플의 적어도 일부를 조명하도록 구성되는 조명 서브시스템;
검출기; 및
상기 하나 이상의 샘플의 표면으로부터 조명을 집속하고, 상기 검출기에서 상기 하나 이상의 샘플의 표면의 적어도 일부의 영상을 형성하기 위해 상기 수집된 조명을 수집 경로를 통해 상기 검출기에 집속하도록 구성되는 대물렌즈
를 포함하는 샘플 조명 시스템.A system for illuminating a sample with a spectrally filtered illumination source comprising:
an illumination source configured to generate an illumination beam comprising a first set of wavelengths;
a wavelength filtering subsystem comprising a first set of one or more optical elements, one or more focusing elements, a spatial filter element, and a second set of one or more optical elements, wherein the first set of one or more optical elements comprises the first set of wavelengths. one or more first dispersion elements arranged to introduce spatial dispersion into the beams to form a set of subbeams associated with each;
wherein the spatial filter element is disposed within a plane conjugate to the illumination source, the one or more focusing elements configured to focus each subbeam set of the beam onto the spatial filter element, the spatial filter element comprising: configured to pass at least a subset, wherein the subset of subbeams directed from the spatial filter element is associated with a second set of wavelengths, the second set of wavelengths is a subset of the first set of wavelengths, and wherein the second set of wavelengths is a subset of the first set of wavelengths. the set of wavelengths comprises at least one wavelength of the extreme ultraviolet spectrum, the deep ultraviolet spectrum, and the vacuum ultraviolet spectrum;
the second set of one or more optical elements is arranged to collect at least a portion of the beam, and the second set of one or more optical elements is arranged to remove spatial dispersion from the beam comprising a subset of the subbeams. comprising at least one second dispersing element;
a sample stage for holding one or more samples;
an illumination subsystem configured to illuminate at least a portion of the one or more samples with at least a portion of the second set of wavelengths via an illumination path;
detector; and
an objective lens configured to focus illumination from a surface of the one or more samples and focus the collected illumination to the detector through a collection path to form an image of at least a portion of the surface of the one or more samples at the detector
A sample lighting system comprising a. 제12항에 있어서,
상기 공간 필터 요소는 하나 이상의 개구를 가진 애퍼처를 포함하고, 상기 공간 필터 요소는 상기 제2 파장 집합이 상기 하나 이상의 개구를 통과하게끔 배치되는 것인 샘플 조명 시스템.13. The method of claim 12,
wherein the spatial filter element comprises an aperture having one or more openings, and wherein the spatial filter element is disposed to allow the second set of wavelengths to pass through the one or more openings. 제12항에 있어서,
상기 공간 필터 요소는 공간 광 변조기를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.13. The method of claim 12,
wherein the spatial filter element comprises a spatial light modulator. 제14항에 있어서,
상기 공간 광 변조기는 변형 가능한 미러를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.15. The method of claim 14,
wherein the spatial light modulator comprises a deformable mirror. 제12항에 있어서,
상기 조명원은 레이저 지속형 플라즈마를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.13. The method of claim 12,
wherein the illumination source comprises a laser sustained plasma. 제12항에 있어서,
상기 조명원은 방전 소스를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.13. The method of claim 12,
wherein the illumination source comprises a discharge source. 제12항에 있어서,
상기 광학 요소들의 제1 집합과 상기 광학 요소들의 제2 집합 중 적어도 하나는 원통형 미러를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.13. The method of claim 12,
wherein at least one of the first set of optical elements and the second set of optical elements comprises a cylindrical mirror. 제12항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1 분산 요소 및 상기 하나 이상의 제2 분산 요소 중 적어도 하나는 하나 이상의 프리즘을 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.13. The method of claim 12,
and at least one of said one or more first dispersive elements and said one or more second dispersive elements comprises one or more prisms. 제19항에 있어서,
상기 하나 이상의 프리즘은 하나 이상의 프리즘 어레이를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.20. The method of claim 19,
wherein the one or more prisms comprise one or more prism arrays. 제12항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1 분산 요소 및 상기 하나 이상의 제2 분산 요소 중 적어도 하나는 하나 이상의 회절격자를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.13. The method of claim 12,
and at least one of said one or more first dispersive elements and said one or more second dispersive elements comprises one or more diffraction gratings. 제21항에 있어서,
상기 하나 이상의 회절격자는 평면 회절격자 및 곡면 회절격자 중 적어도 하나를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.22. The method of claim 21,
wherein the one or more diffraction gratings include at least one of a planar grating and a curved grating. 제12항에 있어서,
상기 검출기는 CCD 검출기 및 TDI 검출기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.13. The method of claim 12,
wherein the detector comprises at least one of a CCD detector and a TDI detector. 조명원으로 샘플을 조명하는 시스템에 있어서,
제1 파장 집합을 포함하는 조명 빔을 발생하도록 구성되는 조명원;
하나 이상의 광학 요소 및 공간 필터 요소를 포함하는 파장 필터링 서브시스템 ― 상기 하나 이상의 광학 요소는 상기 빔에 공간 분산을 도입하도록 배치된 하나 이상의 분산 요소를 포함하고, 상기 하나 이상의 광학 요소는 하나 이상의 집속 요소를 포함하며,
상기 공간 필터 요소는 상기 조명원에 대한 평면 켤레 내에 배치되고, 상기 하나 이상의 집속 요소는 상기 빔의 서브빔 집합 각각을 상기 공간 필터 요소로 집속시키도록 구성되고, 상기 공간 필터 요소는 상기 서브빔의 적어도 부분집합을 반사적으로 통과시키도록 배치되고, 상기 공간 필터 요소로부터 지향된 상기 서브빔의 부분집합은 제2 파장 집합과 연관되고, 상기 제2 파장 집합은 상기 제1 파장 집합의 부분집합이며, 상기 제2 파장 집합은 극자외선 스펙트럼, 심자외선 스펙트럼, 및 진공 자외선 스펙트럼 중 적어도 하나의 파장을 포함하고, 상기 공간 필터 요소로부터 지향된 빔은 상기 공간 분산이 상기 서브빔의 부분집합을 포함하는 상기 빔으로부터 제거되게끔 미러링된 경로 내의 상기 하나 이상의 광학 요소를 통하여 역으로 전파됨 ― ;
하나 이상의 샘플을 고정하기 위한 샘플 스테이지;
조명 경로를 통해 상기 파장 중 제2 파장 집합의 적어도 일부로 상기 하나 이상의 샘플의 적어도 일부를 조명하도록 구성되는 조명 서브시스템;
검출기; 및
상기 하나 이상의 샘플의 표면으로부터 조명을 집속하고 상기 검출기에서 상기 하나 이상의 샘플의 표면의 적어도 일부의 영상을 형성하기 위해 상기 수집된 조명을 수집 경로를 통해 상기 검출기에 집속하도록 구성되는 대물렌즈
를 포함하는 샘플 조명 시스템.A system for illuminating a sample with an illumination source, comprising:
an illumination source configured to generate an illumination beam comprising a first set of wavelengths;
a wavelength filtering subsystem comprising at least one optical element and a spatial filter element, wherein the at least one optical element comprises at least one dispersing element arranged to introduce spatial dispersion in the beam, the at least one optical element comprising at least one focusing element includes,
wherein the spatial filter element is disposed within a plane conjugate to the illumination source, the one or more focusing elements configured to focus each subbeam set of the beam onto the spatial filter element, the spatial filter element comprising: at least a subset of the subbeams directed from the spatial filter element is associated with a second set of wavelengths, the second set of wavelengths being a subset of the first set of wavelengths; wherein the second set of wavelengths comprises at least one wavelength of the extreme ultraviolet spectrum, the deep ultraviolet spectrum, and the vacuum ultraviolet spectrum, and wherein the beam directed from the spatial filter element is the beam whose spatial dispersion comprises a subset of the subbeams. propagating back through the one or more optical elements in a mirrored path to be removed from;
a sample stage for holding one or more samples;
an illumination subsystem configured to illuminate at least a portion of the one or more samples with at least a portion of a second set of wavelengths through an illumination path;
detector; and
an objective lens configured to focus illumination from a surface of the one or more samples and focus the collected illumination to the detector via a collection path to form an image of at least a portion of the surface of the one or more samples at the detector
A sample lighting system comprising a. 제24항에 있어서,
상기 공간 필터 요소는 하나 이상의 개구를 가진 애퍼처를 포함하고, 상기 공간 필터 요소는 상기 제2 파장 집합과 연관된 서브빔이 상기 하나 이상의 개구를 통과하게끔 배치되는 것인 샘플 조명 시스템.25. The method of claim 24,
wherein the spatial filter element comprises an aperture having one or more apertures, the spatial filter element disposed such that a subbeam associated with the second set of wavelengths passes through the one or more apertures. 제24항에 있어서,
상기 공간 필터 요소는 공간 광 변조기를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.25. The method of claim 24,
wherein the spatial filter element comprises a spatial light modulator. 제26항에 있어서,
상기 공간 광 변조기는 변형 가능한 미러를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.27. The method of claim 26,
wherein the spatial light modulator comprises a deformable mirror. 제24항에 있어서,
상기 조명원은 레이저 지속형 플라즈마를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.25. The method of claim 24,
wherein the illumination source comprises a laser sustained plasma. 제24항에 있어서,
상기 조명원은 방전 소스를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.25. The method of claim 24,
wherein the illumination source comprises a discharge source. 제24항에 있어서,
상기 광학 요소들의 제1 집합 및 상기 광학 요소들의 제2 집합 중 적어도 하나는 원통형 미러를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.25. The method of claim 24,
wherein at least one of the first set of optical elements and the second set of optical elements comprises a cylindrical mirror. 제24항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1 분산 요소 및 상기 하나 이상의 제2 분산 요소 중의 적어도 하나는 하나 이상의 프리즘을 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.25. The method of claim 24,
and at least one of the one or more first dispersive elements and the one or more second dispersive elements comprises one or more prisms. 제31항에 있어서,
상기 하나 이상의 프리즘은 하나 이상의 프리즘 어레이를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.32. The method of claim 31,
wherein the one or more prisms comprise one or more prism arrays. 제24항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1 분산 요소 및 상기 하나 이상의 제2 분산 요소 중의 적어도 하나는 하나 이상의 회절격자를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.25. The method of claim 24,
and at least one of said one or more first dispersing elements and said at least one second dispersing element comprises one or more diffraction gratings. 제33항에 있어서,
상기 하나 이상의 회절격자는 평면 회절격자와 곡면 회절격자 중 적어도 하나를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.34. The method of claim 33,
wherein the one or more diffraction gratings include at least one of a planar grating and a curved grating. 제24항에 있어서,
상기 검출기는 CCD 검출기 및 TDI 검출기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 샘플 조명 시스템.25. The method of claim 24,
wherein the detector comprises at least one of a CCD detector and a TDI detector. 샘플 영상화를 위해 자외선 조명광을 준비하는 방법에 있어서,
제1 파장 집합을 포함하는 조명 빔을 발생하는 단계;
상기 제1 파장 집합 각각과 연관된 서브빔 집합을 형성하기 위하여 상기 빔에 공간 분산을 도입하는 단계;
공간 필터 요소로부터 지향된 서브빔 부분집합이 제2 파장 집합을 포함하도록 상기 공간 필터 요소에 상기 서브빔을 집속시키는 단계 ― 상기 제2 파장 집합은 상기 제1 파장 집합의 부분집합이고, 상기 제2 파장 집합은 극자외선 스펙트럼, 심자외선 스펙트럼, 및 진공 자외선 스펙트럼 중 적어도 하나의 파장을 포함함 ― ;
상기 공간 필터 요소로부터 지향된 상기 서브빔 부분집합을 포함하는 상기 빔의 적어도 일부를 수집하는 단계; 및
상기 서브빔 부분집합을 포함하는 상기 빔으로부터 공간 분산을 제거하는 단계
를 포함하는 자외선 조명광을 준비하는 방법.A method for preparing an ultraviolet illumination light for sample imaging, the method comprising:
generating an illumination beam comprising a first set of wavelengths;
introducing spatial dispersion into the beam to form a set of subbeams associated with each of the first set of wavelengths;
focusing the subbeams on the spatial filter element such that a subset of subbeams directed from the spatial filter element comprises a second set of wavelengths, the second set of wavelengths being a subset of the first set of wavelengths, the second set of wavelengths the wavelength set comprises at least one wavelength of the extreme ultraviolet spectrum, the deep ultraviolet spectrum, and the vacuum ultraviolet spectrum;
collecting at least a portion of the beam comprising the subset of subbeams directed from the spatial filter element; and
removing spatial dispersion from the beam comprising the sub-beam subset;
A method of preparing an ultraviolet illumination light comprising a. 제36항에 있어서,
상기 서브빔 부분집합을 포함하는 상기 빔의 적어도 일부로 하나 이상의 샘플의 적어도 일부를 조명하는 단계; 및
상기 하나 이상의 샘플의 적어도 일부의 영상을 형성하기 위해 수집 경로를 통해 상기 하나 이상의 샘플로부터 조명을 수집하는 단계
를 더 포함하는 자외선 조명광을 준비하는 방법.37. The method of claim 36,
illuminating at least a portion of one or more samples with at least a portion of the beam comprising the sub-beam subset; and
collecting illumination from the one or more samples via a collection path to form an image of at least a portion of the one or more samples;
How to prepare an ultraviolet illumination light further comprising a.
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