DE102006045838A1 - Microscope for investigation of masks with different thickness, has illumination device, which has light source, and has illumination optical system that illuminates mask to be examined with illuminating radiation - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskop zur Untersuchung von Masken mit unterschiedlicher Dicke. Da unterschiedliche Maskendicken die Abbildungseigenschaft des Mikroskops, insbesondere den sphärischen Abbildungsfehler, beeinflussen, wird häufig das Mikroskop für eine vorbestimmte Maskendicke korrigiert. Die auftretenden Abbildungsfehler, wenn Masken mit anderer Dicke untersucht werden, werden vernachlässigt, was jedoch zu einer Verschlechterung der Abbildungseigenschaften führt.The The present invention relates to a microscope for the examination of Masks with different thicknesses. Because different mask thicknesses the imaging characteristic of the microscope, in particular the spherical one Imaging errors often interfere with the microscope for a predetermined mask thickness corrected. The aberrations that occur when masks with others Thickness to be examined are neglected, but this leads to a deterioration of the imaging properties.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Mikroskop zur Untersuchung von Masken mit unterschiedlicher Dicke bereitzustellen, das hervorragende Abbildungseigenschaften unabhängig von der Maskendicke der zu untersuchenden Maske aufweist.outgoing It is the object of the invention to use a microscope for examination To provide masks of different thickness, the excellent Figure properties independent of has the mask thickness of the mask to be examined.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Mikroskop zur Untersuchung von Masken mit unterschiedlicher Dicke, wobei das Mikroskop eine Beleuchtungsvorrichtung umfaßt, die eine Lichtquelle, die Beleuchtungsstrahlung abgibt, und eine Beleuchtungsoptik aufweist, die eine zu untersuchende Maske mit Beleuchtungsstrahlung beleuchtet, wobei das Mikroskop eine Detektionsvorrichtung zur Detektion der beleuchteten Maske aufweist, wobei der sphärische Abbildungsfehler des Mikroskops für eine vorbestimmte Maskendicke korrigiert ist und das Mikroskop eine Korrektureinheit aufweist, die den Restanteil des sphärischen Abbildungsfehlers korrigiert, der in der Beleuchtungsoptik durch den Unterschied der Maskendicke der zu untersuchenden Maske zur vorbestimmten Maskendicke bedingt ist.According to the invention Task solved by a microscope for the examination of masks with different Thickness, wherein the microscope comprises a lighting device, the a light source emitting illumination radiation and an illumination optic comprising a mask to be examined with illumination radiation illuminated, wherein the microscope is a detection device for detection the illuminated mask, wherein the spherical aberration of the Microscopes for a predetermined mask thickness is corrected and the microscope a Correction unit which has the remainder of the spherical Imaging error corrected in the illumination optics the difference of the mask thickness of the mask to be examined predetermined mask thickness is conditional.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Korrektureinheit ist es somit möglich, den sphärischen Abbildungsfehler unabhängig von der Maskendicke ausgezeichnet korrigieren zu können, was zu hervorragenden Abbildungseigenschaften führt. Da der sphärische Abbildungsfehler mit dem Quadrat der numerischen Apertur der Beleuchtungsoptik ansteigt, wird gerade bei hochaperturigen Beleuchtungsoptiken eine ausgezeichnete Korrektur des sphärischen Abbildungsfehlers erreicht.By the correction unit provided according to the invention is it thus possible the spherical one Aberration independent from the mask thickness excellent to be able to correct what to excellent imaging properties. Because the spherical aberration increases with the square of the numerical aperture of the illumination optics, becomes an excellent choice for high-aperture illumination optics Correction of the spherical Aberration achieved.
Die Korrektureinheit kann Teil der Beleuchtungsoptik und/oder Teil der Detektionsvorrichtung sein.The Correction unit may be part of the illumination optics and / or part of Detection device.
Insbesondere kann die Korrektureinheit zumindest eine planparallele Ausgleichsplatte umfassen, die zur Korrektur des Restanteils des sphärischen Abbildungsfehlers von einer Stellung außerhalb des Beleuchtungsstrahlenganges der Beleuchtungsoptik in den Beleuchtungsstrahlengang eingebracht werden kann. Natürlich können auch mehrere planparallele Ausgleichsplatten mit unterschiedlicher optischer Dicke vorgesehen sein, so daß verschiedene Substratdicken ausgezeichnet korrigiert werden können.Especially the correction unit can at least one plane-parallel compensation plate which are used to correct the residual portion of the spherical Image error from a position outside the illumination beam path the illumination optics introduced into the illumination beam path can be. Naturally can also several plane-parallel compensating plates with different optical Thickness be provided so that different Substrate thicknesses can be corrected excellent.
Bevorzugt kann/können die Ausgleichsplatte(n) zwischen einem Kondensor der Beleuchtungsoptik und der zu untersuchenden Maske in den Beleuchtungsstrahlengang eingebracht werden.Prefers can / can the balance plate (s) between a condenser of the illumination optics and the mask to be examined in the illumination beam path be introduced.
Es ist ferner möglich, daß die Beleuchtungsoptik zumindest zwei Linsen aufweist, deren Abstand mittels der Korrektureinheit so veränderbar ist, daß der Restanteil des sphärischen Abbildungsfehlers korrigiert wird. Insbesondere können die beiden Linsen Teil einer Zoomeinheit der Beleuchtungsoptik sein.It is also possible that the Illumination optics has at least two lenses whose distance means the correction unit so changeable is that the Residual portion of the spherical Aberration is corrected. In particular, the be both lenses part of a zoom unit of the illumination optics.
Auch ist es möglich, daß die Detektionsoptik zumindest zwei Linsen aufweist, deren Abstand mittels der Korrektureinheit veränderbar ist, um den Restanteil des sphärischen Abbildungsfehlers zu korrigieren.Also Is it possible, that the Detection optics has at least two lenses whose distance means the correction unit changeable is to the residual portion of the spherical To correct aberration.
Der sphärische Restfehler kann auch mittels eines Phasenkorrekturelementes korrigiert werden, das von einer Stellung außerhalb des Beleuchtungsstrahlenganges der Beleuchtungsoptik in den Beleuchtungsstrahlengang in der Pupillenebene eingebracht werden kann, da der sphärische Restfehler als Phasenfehler in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik auftritt.Of the spherical Residual error can also be corrected by means of a phase correction element that is from a position outside the illumination beam path the illumination optics in the illumination beam path in the pupil plane can be introduced, since the spherical residual error as a phase error occurs in a pupil plane of the illumination optics.
Das Phasenkorrekturelement kann als diffraktives Element ausgebildet sein, wobei bevorzugt für jede unterschiedliche Maskendicke ein eigenes Phasenkorrekturelement vorgesehen und selektiv in der Pupillenebene im Beleuchtungsstrahlengang angeordnet werden kann.The Phase correction element can be designed as a diffractive element being preferred for each different mask thickness has its own phase correction element provided and selectively in the pupil plane in the illumination beam path can be arranged.
Ferner kann die Korrektureinheit zumindest eine Korrekturlinse umfassen, die zur Korrektur des Restanteils des sphärischen Abbildungsfehlers von einer Stellung außerhalb des Detektionsstrahlenganges der Detektionsvorrichtung in den Detektionsstrahlengang eingebracht werden kann.Further the correction unit can comprise at least one correction lens, to correct the residual portion of the spherical aberration of a Position outside the detection beam path of the detection device in the detection beam path can be introduced.
Die Beleuchturigsvorrichtung kann als Auflichtbeleuchtung oder als Durchlichtbeleuchtung ausgebildet sein.The Illumination device can be used as epi-illumination or as transmitted light illumination be educated.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described by way of example with reference to the drawings explained in more detail. It demonstrate:
Bei
der schematisch in
Die
Beleuchtungsvorrichtung
Das
Laserstrahlenbündel
L1 läuft
durch eine Blende
Die
Detektionsvorrichtung
Die Maskendicke der Masken M unterscheiden sich beispielsweise von Maskenhersteller zu Maskenhersteller und kann 2,286 mm, 3,048 mm oder 6,35 mm aufweisen.The Mask thicknesses of the masks M differ, for example, from mask manufacturers to mask manufacturers and may be 2.286 mm, 3.048 mm or 6.35 mm.
Das
hier beschriebene Mikroskop ist bezüglich des sphärischen
Abbildungsfehlers beispielsweise für die größte Maskendicke (6,35 mm) optimiert. Wenn
nun Masken mit diesem Mikroskop untersucht werden, die eine kleinere
Maskendicke als die Maskendicke, für die das Mikroskop optimiert
ist, aufweisen, wird dadurch in der Beleuchtungsvorrichtung
Um
diesen sphärischen
Restfehler zu korrigieren, umfaßt
das Mikroskop eine erste planparallele Ausgleichsplatte
Die
beiden Ausgleichsplatten
Es
ist auch möglich,
den sphärischen
Restfehler bildseitig zu kompensieren, wie z.B. in Verbindung mit
Natürlich ist
es auch möglich,
eine Korrektur durch Verschieben eines optischen Elementes beleuchtungsseitig
zu realisieren. So kann beispielsweise die Linse
Ferner
ist eine bildseitige Korrektur auch dadurch möglich, planparallele Platten
Natürlich können entsprechende
Korrekturelemente auch dem Objektiv
Da
der sphärische
Fehler in der Pupille des Abbildungssystems als Phasenfehler auftritt,
kann man ein entsprechendes Phasenkorrekturelement
Es ist ferner möglich zwei oder mehr der beschriebenen Ausführungsformen zu kombinieren, um eine ausgezeichnete Korrektur des sphärischen Restfehlers zu erreichen.It is also possible to combine two or more of the described embodiments, to achieve an excellent correction of the spherical residual error.
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