DE102014222271B4

DE102014222271B4 - Maskeninspektionssystem zur Inspektion von Lithographiemasken

Info

Publication number: DE102014222271B4
Application number: DE102014222271.0A
Authority: DE
Inventors: Jochen Hetzler; Joachim Schröder
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2034-11-01
Also published as: DE102014222271A1; US10054426B2; US20160123724A1

Abstract

Maskeninspektionssystem (100; 200; 300) zur Inspektion von Lithographiemasken (80), aufweisend: a. einen Auflegetisch (90) zum Auflegen einer zu inspizierenden Lithographiemaske (80), b. eine erste Optik (110) mit einem ersten Strahlengang zur Untersuchung von Strukturen der Lithographiemaske (80), und c. eine zweite Optik (120) mit einem zweiten Strahlengang zum Ermitteln einer Position zumindest einer Kante (85) der Lithographiemaske (80); wobei d. der zweite Strahlengang der zweiten Optik (120) eine durch den Auflegetisch (90) definierte Ebene (95) zumindest einmal durchquert; und wobei e. die erste Optik (110) und die zweite Optik (120) zumindest ein gemeinsames optisches Element aufweisen.

Description

1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Maskeninspektionssystem zur Inspektion von Lithographiemasken.
2. Stand der Technik
In der Halbleiterindustrie werden zur Vermessung von Lithographiemasken optische Inspektionssysteme eingesetzt, welche z. B. die Position von Maskenstrukturen oder von sogenannten „Registration Markern” auf einer Lithographiemaske vermessen. Dies kann mit einer Genauigkeit in Nanometer-Bereich erfolgen, gibt aber nur die Position der Strukturen relativ zueinander an.
Eine weitere Aufgabe der Inspektionssysteme besteht darin, die Position dieser Strukturen oder Marker relativ zu den Kanten der Lithographiemaske zu ermitteln. Dies wird als Kantendetektion oder „mask edge detection” bezeichnet. Hierbei wird beispielsweise eine Genauigkeit im Bereich von 10 μm angestrebt.
Ein Problem bei der Kantendetektion besteht darin, dass bei Verwendung des zur Vermessung der Maskenstrukturen vorgesehenen optischen Systems diese Kante nicht direkt angemessen werden kann, da Lithographiemasken üblicherweise Fasen, d. h. abgeschrägte Kanten, aufweisen. In Folge dessen liegt die eigentliche Kante der Lithographiemaske nicht mehr im Schärfebereich der Optik und ein Nachfokussieren ist oft aus Bauraumgründen nicht möglich. Für übliche Abmessungen der Fasen und bei der Verwendung einer herkömmlichen Abbildungsoptik zur Inspektion der Maskenstrukturen ist dadurch eine Kantenunschärfe im Bereich mehrerer hundert μm zu erwarten.
Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, offenbart beispielsweise die DE 198 17 714 C5 ein Verfahren zur Messung von Strukturen auf einer Maskenoberfläche, welches die Messung einer Koordinatenposition von zwei senkrecht zueinander stehenden Außenkanten der Maske umfasst. Hierzu wird eine Abbildungsoptik mit niedriger Apertur verwendet. Die Messtisch-Oberfläche ist dabei zumindest im Bereich der Außenkanten der aufliegenden Maske für die Abbildungsstrahlen des Messgeräts reflektierend ausgebildet, wodurch die Kante im reflektierten Licht beleuchtet wird.
Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass die Oberfläche des Messtisches bearbeitete werden muss, um sie reflektierend zu machen. Sollen beispielsweise Masken verschiedener Größen untersucht werden, muss sichergestellt werden, dass der verwendete Messtisch jeweils am Rand der zu vermessenden Maske reflektierend ist. Soll ferner nicht der ganze Tisch reflektierend ausgestaltet werden, z. B. um Streulicht, das die Strukturmessungen beeinträchtigen könnte, zu minimieren, so müssen für jede Maskengröße die reflektierenden Bereiche des Messtischs individuell angepasst werden. In jedem Fall ist diese Herangehensweise sehr mühsam und zeitaufwändig.
Ausgehend von diesem Stand der Technik macht es sich die vorliegende Erfindung deshalb unter anderem zur Aufgabe, ein Maskeninspektionssystem zur Inspektion von Lithographiemasken bereitzustellen, das eine Kantendetektion im angestrebten Genauigkeitsbereich erlaubt, wobei dies für Lithographiemasken verschiedener Größen möglich sein soll, vorzugsweise ohne dass hierfür ein mühsamer und zeitaufwändiger Umbau des Systems notwendig ist. Auch soll das Maskeninspektionssystem möglichst wenig Bauraum beanspruchen und mit einer möglichst geringen Anzahl optischer Bauelemente auskommen. Zudem soll die Kantendetektion möglichst rasch und einfach möglich sein.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2009 044 294 A1 offenbart eine Koordinatenmessmaschine zur Vermessung der Positionen von Strukturen auf einer Maskenoberfläche. Dabei ist auf einem Messtisch ein wellenlängenselektives Reflektionsmittel angebracht, welches Licht in einem ersten Wellenlängenbereich, welches von einer ersten Beleuchtungseinrichtung emittiert wird im Wesentlichen reflektiert, und Licht aus einem zweiten Wellenlängenbereich, welches von einer zweiten Beleuchtungseinrichtung ausgesandt wird, im Wesentlichen nicht reflektiert. Das wellenlängenselektive Reflektionsmittel ist bevorzugt als dichroitischer Spiegel ausgebildet. Durch Detektion des vom Reflektionsmittel reflektierten Lichts aus dem ersten Wellenlängenbereich wird die Lage vorbestimmter Abschnitte von Außenkanten der Maske bestimmt. Das Licht aus dem zweiten Wellenlängenbereich dient der Bestimmung der Koordinaten von Strukturen auf der Maske. Aufgrund der Wellenlängenselektivität des Reflektionsmittels wird diese Koordinatenbestimmung nicht durch Reflektion des Lichts aus dem zweiten Wellenlängenbereich beeinträchtigt.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2008 037 465 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung der Position von Materialkanten auf einer Maske für die Halbleiterherstellung. Dazu wird eine Maske, die unterschiedliche Elemente trägt, in einen Messtisch einer Koordinatenmessmaschine gelegt. Der Messtisch wird derart verfahren, dass mit dem Detektionssystem mindesten zwei Messwerte pro zu vermessender Kante gewonnen werden. Daraus kann dann die Position dieser Kante des Elements bestimmt werden.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden diese Aufgaben zumindest teilweise durch ein Maskeninspektionssystem nach Anspruch 1 gelöst. In einer Ausführungsform weist das Maskeninspektionssystem zur Inspektion von Lithographiemasken einen Auflegetisch zum Auflegen einer zu inspizierenden Lithographiemaske auf, eine erste Optik mit einem ersten Strahlengang zur Untersuchung von Strukturen der Lithographiemaske und eine zweite Optik mit einem zweiten Strahlengang zum Ermitteln einer Position zumindest einer Kante der Lithographiemaske. Dabei durchquert der zweite Strahlengang der zweiten Optik eine durch den Auflegetisch definierte Ebene zumindest einmal.
Die Verwendung eines ersten Strahlengangs zur Untersuchung der Strukturen und eines zweiten Strahlengangs zur Kantendetektion erlaubt es hierbei, den jeweiligen Strahlengang durch optische Elemente derart zu konstruieren und anzupassen, dass die Untersuchung der Strukturen bzw. die Kantendetektion mit dem Maskeninspektionssystem den jeweiligen Genauigkeitsanforderungen entspricht, ohne dass hierzu mühsame und zeitaufwändige Umbaumaßnahmen von Nöten wären.
Als erste bzw. zweite Optik wird die Gesamtheit aller der Beeinflussung des jeweiligen Strahlengangs dienenden Elemente angesehen sowie die dazugehörenden Lichtquellen, Aufnahmekameras oder Bildschirme, usw. Die jeweilige Optik kann eine oder mehrere Teiloptiken umfassen, beispielsweise eine Beleuchtungsoptik und/oder eine Abbildungsoptik. Jede dieser Teiloptiken kann ihrerseits ein oder mehrere optische Elemente aufweisen. Als ein optisches Element kann hierbei zunächst ein einzelnes optisches Bauteil verstanden werden, wie beispielsweise ein Spiegel, eine Linse, eine Blende, usw. Als ein optisches Element kann aber auch eine Kombination solcher einzelner optischer Bauteile zu einer bautechnischen Einheit verstanden werden, beispielsweise ein Objektiv oder ein Kondensor mit einem Linsensystem und ggf. einer oder mehrere Blenden, usw.
Dass das Maskeninspektionssystem eine erste Optik und eine zweite Optik aufweist, kann insbesondere bedeuten, dass die erste Optik und die zweite Optik nicht in allen Bestandteilen und Bauteilen vollständig übereinstimmen. Es ist also möglich, dass es ein oder mehrere optische Elemente gibt, die jeweils nur zu einer der beiden Optiken gehören. Als Beispiel können die erste Optik und die zweite Optik jeweils eine separate Lichtquelle und/oder eine separate Kamera zur Aufnahme der zu untersuchenden Bilder und/oder andere separate optische Elemente aufweisen. Dies kann es erlauben, die jeweilige Optik besonders genau an die jeweiligen Anforderungen anzupassen.
Insbesondere erlaubt das erfindungsgemäße Maskeninspektionssystem eine Beleuchtung der Kante durch den Auflegetisch hindurch, sodass keine Reflexion der zur Kantendetektion verwendeten Strahlung auf dem Auflegetisch notwendig ist. Dabei kann die Beleuchtung der Kante beispielsweise im Durchlichtmodus, d. h. direkt durch den Auflegetisch hindurch, erfolgen. Möglich ist aber auch ein Auflichtmodus, in dem die Kante beispielsweise zunächst von der Maskenseite des Auflegetisches her direkt beleuchtet wird, um dann nach Zurückreflexion der Strahlung auf einer der Maske abgewandten Seite des Auflegetisches die Kante von der Tischseite her erneut zu beleuchten. Vorteilhaft ist hierbei, dass ein solcher Auflegetisch oft schon deshalb durchlässig für Strahlung ist, da eine Untersuchung der Strukturen der Lithographiemasken im Durchlichtmodus vorgesehen ist. In einem solchen Fall sind also keine oder keine erheblichen Abänderungen des Auflegetisches nötig.
Das erfindungsgemäße Maskeninspektionssystem erlaubt eine gezielte und genau steuerbare Beleuchtung der Kante der Lithographiemaske „von unten”, wodurch nachteilige Effekte, wie beispielsweise die fehlende Schärfentiefe der Abbildungsoptik, bei der Kantendetektion abgemildert werden können. Somit kann die Genauigkeit der Kantendetektion gesteigert werden.
Die erste Optik kann beispielsweise Strahlung mit einer ersten Wellenlänge im ultravioletten Spektralbereich verwenden, insbesondere Strahlung mit einer ersten Wellenlänge im Bereich von 193 nm–365 nm.
Durch die Verwendung von Strahlung im UV-Bereich, insbesondere im Bereich von 193 nm–365 nm, ist es möglich, auch Strukturen der Lithographiemaske im Nanometer-Bereich aufzulösen, wie dies bei der Packungsdichte der Strukturen auf Lithographiemasken heutzutage wünschenswert und sogar erforderlich sein kann.
Die zweite Optik kann Strahlung mit einer zweiten Wellenlänge verwenden, die sich von der ersten Wellenlänge unterscheidet.
Durch die Verwendung verschiedener Strahlungsarten für die erste Optik und die zweite Optik kann es beispielsweise möglich sein, für beide Optiken gemeinsame optische Elemente wie z. B. Linsen oder Linsensysteme zu verwenden, die jedoch die unterschiedlichen Strahlungsarten unterschiedlich beeinflussen, beispielsweise brechen oder reflektieren. Hierdurch lassen sich für die beiden Optiken mit den gemeinsam verwendeten optischen Elementen unterschiedlichen Strahlengänge realisieren. Dies kann kostengünstiger sein als die Verwendung durchgängig separater optischer Elemente für die erste und die zweite Optik und kann zudem Bauraum sparen.
Beispielsweise kann die zweite Optik Strahlung mit einer zweiten Wellenlänge im Bereich von 300 nm–800 nm verwenden, insbesondere Strahlung mit einer zweiten Wellenlänge im sichtbaren Spektralbereich.
Da für die Kantendetektion auch eine Genauigkeit ausreichend sein kann, die unterhalb der gewünschten Genauigkeit für die Untersuchung der Strukturen der Lithographiemaske liegt, beispielsweise eine Genauigkeit im Bereich von ≈ 10 μm, kann hierzu eine Strahlung mit einer größeren Wellenlänge eingesetzt werden. Ein Vorteil optisch sichtbarer Strahlung ist ferner, dass sie es ermöglicht, den zweiten Strahlengang leicht nachzuvollziehen und zu justieren. Auch besteht aufgrund der Sichtbarkeit eine geringere Verletzungsgefahr als bei der Verwendung unsichtbarer UV-Strahlung – die zudem mehr Energie besitzt – beispielsweise durch Streulicht, welches während der Justierung des Maskeninspektionssystems in das Auge eines Anwenders gelangen könnte.
Es ist zudem möglich, dass die zweite Optik ein Bildfeld mit einer Ausdehnung in zumindest einer Richtung von mehr als 100 μm abbildet, insbesondere ein Bildfeld mit einer Fläche größer als 100 μm mal 100 μm.
Durch die Abbildung eines solchen im Vergleich zu dem Bildfeld der ersten Optik möglicherweise vergrößerten Bildfeldes wird ein schnelleres Auffinden der Position der Kante der Lithographiemaske ermöglicht. Da es bei der Positionsbestimmung der Kante, wie bereits erwähnt, typischerweise ausreichend ist, Genauigkeiten im Bereich einiger μm zu erreichen, kann ein solch größeres Bildfeld beispielsweise dadurch abgebildet werden, dass eine Abbildungsoptik der zweiten Optik eine geringere Vergrößerung liefert als eine entsprechende Abbildungsoptik der ersten Optik. Als Abbildungsoptik wird hierbei allgemein der Teil der ersten bzw. zweiten Optik verstanden, welcher die Strukturen der Lithographiemaske bzw. deren Kante zur Auswertung abbildet, z. B. auf den Sensor einer (CCD) Kamera.
Die erste Optik und die zweite Optik können zumindest ein gemeinsames optisches Element aufweisen.
Wie bereits erwähnt kann als ein optisches Element zunächst ein einzelnes optisches Bauteil verstanden werden, wie beispielsweise ein Spiegel, eine Linse, eine Blende, usw. Als ein optisches Element kann aber auch eine Kombination solcher einzelner optischer Bauteile zu einer bautechnischen Einheit verstanden werden, beispielsweise ein Objektiv oder ein Kondensor, usw.
Durch die Verwendung eines oder mehrere gemeinsamer optischer Elemente für die erste und die zweite Optik kann der Aufbau des Maskeninspektionssystems vereinfacht werden und es können Bauraum und Kosten eingespart werden. Auch müssen ggf. weniger optische Elemente justiert werden als dies der Fall wäre, wenn die erste und die zweite Optik durchgehend aus separaten optischen Elementen aufgebaut wären.
Das zumindest eine gemeinsame optische Element kann beispielsweise ein gemeinsames Objektiv umfassen, insbesondere ein gemeinsames Objektiv mit einer numerischen Apertur NA ≥ 0,6.
Durch ein gemeinsames Objektiv mit einer numerischen Apertur in diesem Bereich kann eine besonders gute Auflösung und eine hohe Lichtstärke bei der Abbildung der Strukturen der Lithographiemaske erreicht werden, sodass Genauigkeiten bei der Untersuchung der Strukturen der Lithographiemaske im nm-Bereich erzielbar sind. Zudem kann ein solches Objektiv auch zur Kantendetektion gut geeignet sein. Optional kann die numerische Apertur des gemeinsamen Objektivs bei Verwendung zur Kantendetektion durch eine Blende o. Ä. herabgesetzt werden, um so die Schärfentiefe der Abbildung zu erhöhen und die Genauigkeit der Kantendetektion zu erhöhen. Daher kann es möglich sein, ein gemeinsames Objektiv zu verwenden, ohne dabei merkliche Abstriche bezüglich der zu erzielenden Genauigkeit bei der Strukturuntersuchung und/oder Kantendetektion machen zu müssen.
Das gemeinsame Objektiv kann beispielsweise auf eine Fokusfläche fokussiert sein, die im Wesentlichen mit einer dem Objektiv zugewandten Oberfläche der Lithographiemaske zusammenfällt. Im Wesentlichen kann dabei beispielsweise bedeuten, soweit die Fokussierung auf Grund mechanischer Grenzen genau eingestellt werden kann.
Z. B. aus bauraumtechnischen Gründen oder zur Beschleunigung des Inspektionsverfahrens kann es vorteilhaft sein, ein Objektiv zu verwenden, das kein Nachfokussieren erlaubt. Oder es ist beispielsweise nur ein Nachfokussieren im Bereich der Durchbiegung der Lithographiemaske erlaubt.
Die Fokussierung für die erste Optik kann beispielsweise durch ein Verschieben des Auflegetisches erfolgen (z. B. in vertikaler Richtung) und nicht durch ein Verschieben oder Nachfokussieren des Objektivs. Dies kann es erlauben, dass sowohl unterschiedliche Dicken der Lithographiemaske (welche durch Herstellungstoleranzen bedingt sein können) als auch die Durchbiegung der Lithographiemaske (die beispielsweise im Bereich von ≈ 1 μm liegen kann) mit dem Auflegetisch nachgestellt werden können. Es kann zudem ein Abgleich der Fokussierung der zweiten Optik zu der Fokussierung der ersten Optik erfolgen, beispielsweise einmalig durch ein Verschieben einer Aufnahmekamera der zweiten Optik, so dass beide Optiken dieselbe Fläche oder Ebene (beispielsweise die oben genannte Fokusfläche) scharf abbilden können. Der Auflegetisch kann dann durch seine Verschiebung sowohl die erste Optik als auch die zweite Optik gleichermaßen „scharf stellen”.
Da die zu inspizierenden Strukturen der Lithographiemaske oft auf oder nahe einer Oberfläche der Lithographiemaske angeordnet sind, kann trotz einer solchen festen oder annähernd festen Fokussierung bei entsprechendem Auflegen der Lithographiemaske (so, dass die Strukturen dem Objektiv zugewandt sind) eine hohe Auflösung bei der Untersuchung der Strukturen erreicht werden. Selbstverständlich kann das gemeinsame Objektiv aber auch dann auf die hier beschriebene Fokusfläche fokussiert sein, wenn ein Nachfokussieren in größerem Umfang möglich ist.
Wie bereits erwähnt kann das gemeinsame Objektiv auch als Teil der zweiten Optik beim Ermitteln der Position der Kante der Lithographiemaske verwendbar sein, ggf. mit einer verringerten numerischen Apertur zur Erhöhung der Schärfentiefe. Hierbei kann dieselbe Fokussierung des gemeinsamen Objektivs verwendet werden wie eben beschrieben.
Durch die Verwendung des gemeinsamen Objektivs als Teil sowohl der ersten als auch der zweiten Optik können also Bauraum und Kosten gespart werden und das Maskeninspektionssystem kann in seinem Aufbau weniger komplex ausgestaltet sein. Sofern kein oder nur ein eingeschränktes Nachfokussieren des gemeinsamen Objektivs möglich ist, ist dieses bevorzugt auf die oben beschriebene Fokusfläche fokussiert, da bei der Untersuchung der Strukturen der Lithographiemaske oftmals eine höhere Auflösung erwünscht oder notwendig ist als bei der Detektion der Kante.
Das zumindest eine gemeinsame optische Element kann ferner ein gemeinsames Beleuchtungselement umfassen, welches das Beleuchten der Strukturen der Lithographiemaske zu deren Untersuchung und das Beleuchten der Kante zum Ermitteln der Position der Kante ermöglicht.
Ein gemeinsames Beleuchtungselement kann dazu dienen, Bauraum und Kosten weiter zu reduzieren und die Anzahl der zu justierenden optischen Elemente zu verringern. Somit kann auch die Anzahl möglicher Fehlerquellen des Maskeninspektionssystems verringert werden.
Das gemeinsame Beleuchtungselement kann beispielsweise einen gemeinsamen Kondensor umfassen.
Im Rahmen der ersten Optik kann das gemeinsame Beleuchtungselement dazu dienen, die Beleuchtungsstärke der Beleuchtung der Strukturen der Lithographiemaske zu erhöhen und damit die für die Untersuchung der Strukturen der Lithographiemaske zur Verfügung stehende Lichtstärke zu erhöhen. Hierzu eignet sich ein Kondensor, der ausgestaltet ist, einen möglichst großen Teil der von einer Strahlungsquelle ausgehenden Strahlung in den abbildenden Strahlengang der Abbildungsoptik der ersten Optik einzubringen. Im Rahmen der zweiten Optik kann das gemeinsame Beleuchtungselement der Beleuchtung der Kante dienen, wobei die Beleuchtung derart erfolgen kann, dass eine Kantendetektion im gewünschten Genauigkeitsbereich ermöglicht wird.
Beispielsweise erfolgt die Beleuchtung der Strukturen der Lithographiemaske im Rahmen der ersten Optik im Durchlichtmodus durch den Auflegetisch und insbesondere durch die Maske hindurch. Dies erlaubt eine Untersuchung der Strukturen der Lithographiemaske unabhängig von den Reflexionseigenschaften der Maskenoberfläche und kann bautechnisch einfach ausgestaltet und kostengünstig zu realisieren sein. Beispielsweise können hierbei teure Reflexionselemente für UV-Strahlung weitestgehend eingespart werden.
In einer Ausführungsform des Maskeninspektionssystems geht der zweite Strahlengang der zweiten Optik von einem ersten Halbraum aus, der durch die vom Auflegetisch definierte Ebene begrenzt ist und in dem sich die Lithographiemaske nicht befindet, und durchquert von dort die Ebene.
Der zweite Strahlengang der zweiten Optik kann hierbei zumindest teilweise neben der Lithographiemaske verlaufen. Dies kann es ermöglichen, dass das zur Abbildung beitragende Licht die Lithographiemaske nicht oder zumindest nur teilweise durchtritt.
Auch die zweite Optik kann also im Durchlichtmodus betrieben werden. Insbesondere in Verbindung mit einer im Durchlichtmodus betriebenen ersten Optik kann dies eine Ausgestaltung des Maskeninspektionssystems erlauben, die äußerst kompakt ist und bei der sich die erste Optik und die zweite Optik verschiedene gemeinsame optische Elemente teilen können, sodass die Gesamtzahl der verschiedenen Bauteile reduziert werden kann. Dies kann beispielsweise Kosten sparen und die Fehleranfälligkeit reduzieren.
Eine Lichtquelle für die zweite Optik kann beispielsweise ein Ende eines Lichtleiters umfassen. Dies gilt nicht nur für den hier beschriebenen Durchlichtmodus der zweiten Optik sondern generell für alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, insbesondere also auch für den weiter unten beschriebenen Auflichtmodus der zweiten Optik.
Ein Vorteil eines solchen Lichtleiters, beispielsweise einer Lichtleitfaser, ist zum Beispiel, dass sein Ende annähernd eine Punktquelle darstellen kann, sodass der von dem Lichtleiter ausgehende Strahlengang sehr genau durch optische Elemente gesteuert und beeinflusst werden kann. Zudem kann Licht mit Hilfe eines solchen Lichtleiters leicht an der gewünschten Stelle in das Maskeninspektionssystem eingebracht werden, ohne dass hierfür aufwändige Abschirmmaßnahmen notwendig wären, um andere Teile vor etwaigem Streulicht abzuschirmen.
Es ist insbesondere möglich, dass die zweite Optik eine Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung der Kante der Lithographiemaske aufweist, wobei die Beleuchtung der Kante mit einem parallelen oder einem konvergierenden Beleuchtungsstrahlenbündel erfolgt. Das Beleuchtungsstrahlenbündel kann dabei beispielsweise zur Fokusfläche des Objektivs (oder zu der durch den Auflegetisch definierten Ebene) hin konvergieren und einen halben Öffnungswinkel α mit n·sinα ≤ 0,1 aufweisen. n kann beispielsweise einen Brechungsindex eines Mediums bezeichnen, das sich zwischen der Kante und der Beleuchtungsoptik befindet oder das das Maskeninspektionssystem durchflutet.
Analog zu der oben bereits angesprochenen numerischen Apertur des Objektivs, welche auch als Abbildungs-NA bezeichnet wird, wird die hier genannte Größe n·sinα oft auch als Beleuchtungs-NA bezeichnet.
Die Beleuchtungsoptik der zweiten Optik kann zunächst dazu dienen, die zu detektierende Kante mit einer ausreichenden Beleuchtungsstärke zu beleuchten, um so eine gute Abbildung und Detektion zu ermöglichen. Hierzu kann beispielsweise ein Kondensor dienen. In Verbindung mit einem gemeinsamen Objektiv der ersten und zweiten Optik und insbesondere dann, wenn dieses auf die oben beschriebene Fokusfläche fokussiert ist, kann es ferner vorteilhaft sein, wenn das Beleuchtungsstrahlenbündel parallel oder zu der Fokusfläche des gemeinsamen Objektivs hin konvergierend und mit einem kleinen halben Öffnungswinkel (mit kleiner Beleuchtungs-NA) ausgestaltet ist.
Grund hierfür ist, dass wegen der Fasen der Lithographiemaske die zu detektierende Kante oft außerhalb des Fokusbereichs des Objektivs liegt, sodass die Kante nicht im Bereich der Schärfentiefe des Objektivs liegen mag.
Zur Reduktion der Unschärfe kann beispielsweise eine kleine Beleuchtungs-NA und/oder eine kleine Abbildungs-NA verwendet werden. Die resultierende Unschärfe kann dann über das Minimum aus Beleuchtungs-NA und Abbildungs-NA charakterisiert sein. Diese Überlegungen gelten insbesondere dann, wenn Beugungseffekte an der Kante oder den Fasen der Lithographiemaske vernachlässigbar sind. Die Beugungseffekte können beispielsweise durch die Fresnel-Beugung an der Kante beschrieben werden und limitieren die Schärfe, welche man aus einem einfachen Schattenwurf erwarten könnte.
Es ist ferner grundsätzlich anzumerken, dass es möglich sein kann, dass die endgültige Positionsbestimmung der Kante genauer ist als die Unschärfe im abgebildeten Bild der Kante. Dies kann beispielsweise durch die Verwendung geeigneter Bildverarbeitungsverfahren erreicht werden, die somit die Verbesserung der Genauigkeit der Kantendetektion weiter unterstützen können.
Vorteilhaft ist ferner, wenn die Beleuchtungsoptik der zweiten Optik das gemeinsame Beleuchtungselement umfasst. Insbesondere kann die Beleuchtungsoptik der zweiten Optik den gemeinsamen Kondensor umfassen.
Hierdurch können die oben bereits erwähnten vorteilhaften Effekte dieser Ausgestaltungsoptionen miteinander kombiniert werden. Insbesondere kann der gemeinsame Kondensor dazu dienen, das Beleuchtungsstrahlenbündel wie oben beschrieben in Richtung der Fokusebene zu leiten.
Es ist beispielsweise möglich, dass die Beleuchtungsoptik der zweiten Optik das Ende des Lichtleiters in eine Ebene einer Blende des gemeinsamen Kondensors abbildet. Grundsätzlich besteht diese Option auch bei Verwendung eines separaten Kondensors für die zweite Optik alleine.
Hierdurch lässt sich in der Blendenebene des Kondensors ein annähernd punktförmiges Bild des Endes des Lichtleiters erzeugen (abhängig vom Abbildungsmaßstab der Abbildung), sodass die aus dem Kondensor austretende Strahlung in ihrem Lichtweg besonders genau beeinflusst werden kann. Insbesondere kann es dies erlauben, den oben genannten kleinen halben Öffnungswinkel des Beleuchtungsstrahlenbündels oder ein paralleles Beleuchtungsstrahlenbündel zu erreichen und so einen scharfen Schattenwurf der Kante der Lithographiemaske zu fördern.
Das Maskeninspektionssystem kann ferner beispielsweise zumindest einen Farbstrahlteiler und/oder einen beweglichen Spiegel aufweisen.
Solche optischen Elemente können beispielsweise dem Umschalten zwischen dem Beleuchten der Strukturen und dem Beleuchten der Kante der Lithographiemaske dienen, ohne dass hierzu irgendein Umbau des Maskeninspektionssystems notwendig wäre, auch für den Fall, dass die erste und zweite Optik ein oder mehrere gemeinsame optische Elemente aufweisen. Ein Farbstrahlteiler kann aber auch den ersten und den zweiten Strahlengang separieren, um diese jeweils durch separate optische Elemente zu leiten, oder nach dem Durchlaufen solcher separater Strahlengänge wieder vereinen.
In einer weiteren Ausführungsform des Maskeninspektionssystems geht der zweite Strahlengang der zweiten Optik von einem zweiten Halbraum aus, der durch die vom Auflegetisch definierte Ebene begrenzt ist und in dem sich die Lithographiemaske befindet, durchquert von dort die Ebene und wird anschließend an einer Reflexionsfläche eines Reflexionselements in einem ersten Halbraum, der ebenfalls durch die Ebene begrenzt ist und in dem sich die Lithographiemaske nicht befindet, zurückreflektiert.
Durch die hier gewählte Anordnung im Auflichtmodus für die zweite Optik kann beispielsweise Bauraum auf der maskenabgewandten Seite des Auflegetisches gespart werden.
Das Reflexionselement kann beispielsweise die Fokusfläche des gemeinsamen Objektivs in sich selbst abbilden, bevorzugt mit einem Abbildungsmaßstab β mit 0,9 < |β| < 1,1.
Das gemeinsame Objektiv kann im hier beschriebenen Auflichtmodus der Kantendetektion innerhalb der zweiten Optik eine doppelte Funktion übernehmen: Es kann zunächst zur Beleuchtung der Kante „von oben” dienen und es kann ferner der Abbildung des Bildes der Kante z. B. auf den Sensor einer (CCD) Kamera dienen. Durch das Abbilden der Fokusfläche des gemeinsamen Objektivs in sich selbst können die nachteiligen Effekte der fehlenden Schärfentiefe auf die Genauigkeit der Kantendetektion abgeschwächt werden, indem ein scharfer Schattenwurf der Kante der Lithographiemaske in die Fokusfläche erzielt werden kann. Bevorzugt werden hierbei auch die Größenverhältnisse annähernd beibehalten, sodass eine maßstabsgetreue Detektion der Position der Kante möglich sein kann.
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass eine solche Abbildung durch das Reflexionselement, bei der eine mit der Oberfläche der Lithographiemaske im Wesentlichen zusammenfallende Fokusfläche in sich selbst (maßstabsgetreu) abgebildet wird, auch dann denkbar ist, wenn kein gemeinsames Objektiv für die erste und zweite Optik verwendet wird.
Die zweite Optik kann beispielsweise eine Aperturblende aufweisen, die zumindest einen Hauptstrahl und zumindest einen Randstrahl definiert, und das Reflexionselement kann so in dem zweiten Strahlengang der zweiten Optik angeordnet sein, dass (i) eine Hauptstrahlhöhe auf der Reflexionsfläche = 0 ist und der Randstrahl im Wesentlichen senkrecht auf der Reflexionsfläche steht oder (ii) der Hauptstrahl im Wesentlichen senkrecht auf der Reflexionsfläche steht und eine Randstrahlhöhe auf der Reflexionsfläche = 0 ist.
Erfüllt das Reflexionselement eine der beiden obigen Bedingungen, so kann dies eine weitestgehend verzerrungsfreie und maßstabsgetreue Abbildung der Fokusfläche des gemeinsamen Objektivs in sich selbst ermöglichen und damit eine Detektion der Kante mit der gewünschten Genauigkeit.
Die Reflexionsfläche kann z. B. durch eine zumindest teilweise reflektierende Fläche des gemeinsamen Beleuchtungselements, insbesondere durch eine zumindest teilweise reflektierende Fläche eines Linsensystems des gemeinsamen Kondensors, ausgebildet sein.
Durch die Verwendung des gemeinsamen Beleuchtungselements, insbesondere des gemeinsamen Kondensors, zur Bereitstellung der zumindest teilweise reflektierenden Fläche können zusätzliche optisch Bauteile eingespart werden, was Bauraum und Kosten sparen kann. Bevorzugt ist dabei die teilweise reflektierende Fläche für die in der zweiten Optik verwendete Strahlung stark reflektierend, während sie für die in der ersten Optik verwendete Strahlung nicht oder nur schwach reflektierend ist, um die Beleuchtung der Strukturen mit Hilfe des gemeinsamen Beleuchtungselements nicht zu sehr abzuschwächen.
Hierbei kann die zumindest teilweise reflektierende Fläche des gemeinsamen Beleuchtungselements, insbesondere die zumindest teilweise reflektierende Fläche des Linsensystems des gemeinsamen Kondensors, eine Beschichtung aufweisen, um ein Reflexionsvermögen der Fläche im sichtbaren Spektralbereich zu erhöhen.
Bevorzugt wird, wie bereits erwähnt, für die zweite Optik Strahlung im sichtbaren Bereich verwendet. Insbesondere bei Verwendung von UV-Strahlung für die erste Optik eröffnet dies die Möglichkeit, die teilweise reflektierende Fläche mit einem oder mehreren Materialen zu beschichten, welche sichtbares Licht stark reflektieren, für UV-Strahlung aber stark durchlässig sind. Solche Materialien sind im Handel erhältlich und lassen sich gut auftragen, ohne dass hierbei die Abbildungseigenschaften des ersten Beleuchtungselements bezüglich UV-Strahlung merklich verändert werden. Denkbar wäre beispielsweise, dass solche Beschichtungen aus mehreren Lagen unterschiedlicher Materialen bestehen, welche z. B. MgF₂, LaF₃, Al₂O₃, SiO₂ und/oder Na₅Al₃F₁₄ aufweisen können.
Auch kann das gemeinsame Beleuchtungselement, insbesondere der gemeinsame Kondensor, in und/oder entgegen der Richtung der Fokusfläche verfahrbar sein, um eine der obigen Bedingungen (i) oder (ii) zu erreichen bzw. einzustellen.
Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das gemeinsame Beleuchtungselement nicht gleichzeitig die erwünschte Beleuchtung der Strukturen der Lithographiemaske und die Reflexion der Strahlung der zweiten Optik unter der Bedingung (i) oder (ii) erlaubt. Durch das Verfahren des gemeinsamen Beleuchtungselements kann dann entweder die Beleuchtung der Strukturen mit dem ersten Strahlengang oder die Selbstabbildung der Fokusfläche mit dem zweiten Strahlengang optimiert werden. Optional kann hierbei, z. B. durch einen Farbstrahlteiler oder einen beweglichen Spiegel, der jeweils „suboptimale” Strahlengang ausgeblendet werden.
Es ist ferner denkbar, dass die Reflexionsfläche eine zumindest teilweise reflektierende Fläche umfasst, die in den ersten Strahlengang der ersten Optik eingefahren und wieder herausgefahren werden kann.
Durch das Hinein- und Herausfahren der teilweise reflektierenden Fläche kann somit zum einen der zweite Strahlengang zu- oder abgeschaltete werden. Gleichzeitig kann, je nachdem wie groß das Transmissionsvermögen der teilweise reflektierenden Fläche für die Strahlung der ersten Optik ist, der erste Strahlengang nach Hineinfahren der teilweise reflektierenden Fläche ganz, teilweise oder nur unmerklich ausgeblendet werden. Ein Vorteil dieser Option kann ferner sein, dass die Position, an der die teilweise reflektierende Fläche nach Hineinfahren angeordnet ist, speziell darauf abgestimmt sein kann, die Fokusfläche mit dem zweiten Strahlengang in sich selbst abzubilden, ohne dass dies die Justierung des ersten Strahlengangs beeinträchtigt.
Denkbar ist zudem auch, dass die Reflexionsfläche als Teil eines zumindest teilweise reflektierenden Farbstrahlteilers ausgebildet ist, der in dem ersten Strahlengang der ersten Optik angeordnet ist und der bevorzugt ein Reflexionsvermögen im sichtbaren Spektralbereich von R(VIS) > 0,1 aufweist und ein Transmissionsvermögen im UV-Bereich von T(UV) > 0,8.
Ein solcher Farbstrahlteiler kann ebenfalls so positioniert sein, dass die Fokusfläche durch seine zumindest teilweise reflektierende Fläche mit dem zweiten Strahlengang möglichst gut in sich selbst abgebildet wird. Da der Farbstrahlteiler das sichtbare Licht bevorzugt gut reflektiert, für UV-Strahlung jedoch stark durchlässig ist, kann der zweite Strahlengang der zweiten Optik bei Verwendung sichtbaren Lichts deshalb zur Selbstabbildung der Fokusfläche optimiert werden, ohne den ersten Strahlengang zu beeinträchtigen. Hierdurch kann die Selbstabbildung der Fokusfläche besonders genau eingestellt werden, um die nachteiligen Effekte der fehlenden Schärfentiefe bei der Kantendetektion zu verringern.
Zusammenfassend wird an den hier diskutierten optionalen Ausgestaltungsmöglichkeiten deutlich, dass das erfindungsgemäße Maskeninspektionssystem eine größere Einflussnahme auf die Abbildungseigenschaften der zweiten Optik zur Kantendetektion bei überschaubarem Aufwand bietet, als dies die Verwendung einer reflektierenden Schicht auf dem Auflegetisch ermöglichen würde. Somit kann die zweite Optik die nachteiligen Effekte der fehlenden Schärfentiefe bei der Kantendetektion verringern, womit eine genauere Detektion ermöglicht wird. Ferner spielt die Größe der Lithographiemaske eine untergeordnete Rolle, da deren Kante durch Bewegungen des Auflegetisches in den Strahlengang der zweiten Optik eingefahren werden kann.
4. Kurze Beschreibung der Figuren
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden mögliche Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben:
1: Eine Ausführungsform eines Maskeninspektionssystems mit einer zweiten Optik zur Kantendetektion;
2a–b: Eine Ausführungsform eines Maskeninspektionssystems, bei dem die Kantendetektion im Durchlichtmodus erfolgt; und
3a–d: Eine Ausführungsform eines Maskeninspektionssystems mit einem Reflexionselement, bei dem die Kantendetektion im Auflichtmodus erfolgt, und mögliche Ausführungsformen eines Reflexionselements.
5. Detaillierte Beschreibung möglicher Ausführungsformen
Mögliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung beschrieben. Es wird jedoch betont, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr können die in Bezug zu diesen konkreten Ausführungsformen beschriebenen Ausgestaltungsmöglichkeiten im Rahmen der Erfindung auch weiter verändert und anderweitig miteinander kombiniert werden und einzelne optionale Element können auch weggelassen werden können, sofern diese jeweils entbehrlich erscheinen. Um Redundanzen zu vermeiden, wird deshalb insbesondere auf die Ausführungen in den vorhergehenden Abschnitten verwiesen, welche auch für die nun folgende detaillierte Beschreibung Gültigkeit bewahren.
1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Maskeninspektionssystems 100 zur Inspektion oder Untersuchung einer Lithographiemaske 80. Das Maskeninspektionssystem 100 weist einen Auflegetisch 90 zum Auflegen der Lithographiemaske 80 auf. Der Auflegetisch 90 ist dabei vorzugsweise innerhalb der durch ihn definierten Ebene 95 in zwei unabhängige Richtungen verfahrbar und die Bewegungen des Auflegetisches 90, und damit der aufgelegten Lithographiemaske 80, können über eine Messeinrichtung (nicht gezeigt), etwa über ein interferometrisches Messsystem, erfasst werden.
Die durch den Auflegetisch 90 definierte Ebene 95 unterteilt den Raum in zwei Halbräume 98 und 99. Der erste Halbraum 98 ist dabei derjenige Halbraum, der durch die vom Auflegetisch 90 definierte Ebene 95 begrenzt ist und in dem sich die Lithographiemaske 80 nicht befindet. Der zweite Halbraum 99 hingegen ist derjenige Halbraum, der durch die vom Auflegetisch 90 definierte Ebene 95 begrenzt ist und in dem sich die Lithographiemaske 80 befindet. Bei einer horizontalen Anordnung des Auflegetisches 90 und der Lithographiemaske 80 entspricht somit der erste Halbraum 98 dem unteren Halbraum und der zweite Halbraum 99 dem oberen Halbraum und beide Halbräume werden durch die Ebene 95 voneinander abgegrenzt.
Die Lithographiemaske 80 weist im Allgemeinen mehrere seitliche Kanten 85 auf, die über abgeschrägte Ecken 86, sogenannte Fasen 86, in eine dem Auflegetisch 90 abgewandte Oberfläche 88 und eine dem Auflegetisch 90 zugewandte Oberfläche der Lithographiemaske 80 übergehen. Das erfindungsgemäße Maskeninspektionssystem 100 erlaubt sowohl eine Untersuchung von Strukturen wie Markern, Leiterbahnen, usw. (nicht gezeigt) der Lithographiemaske 80 als auch ein Ermitteln der Position zumindest einer Kante 85. Letzteres wird im Folgenden als Kantendetektion bezeichnet. Bevorzugt kann die Position zumindest zweier miteinander verbundener Kanten 85 der Lithographiemaske 80 mit dem Maskeninspektionssystem 100 ermittelt werden, z. B. durch entsprechendes Verfahren des Auflegetisches 90.
Zur Untersuchung der Strukturen der Lithographiemaske 80 weist das Maskeninspektionssystem 100 eine erste Optik mit einem ersten Strahlengang auf. Die erste Optik kann beispielsweise Strahlung mit einer ersten Wellenlänge im UV-Bereich, insbesondere im Bereich von 193 nm–365 nm verwenden.
Bevorzugt wird die Lithographiemaske 80 zur Untersuchung der Strukturen dabei so auf den Auflegetisch 90 aufgelegt, dass die zu untersuchenden Strukturen auf oder nahe der dem Auflegetisch 90 abgewandten Oberfläche 88 der Lithographiemaske 80 angeordnet sind, d. h. auf oder nahe derjenigen Oberfläche 88 der Lithographiemaske 80, die einer Abbildungsoptik der ersten Optik zugewandt ist. Beispielsweise kann die Abbildungsoptik der ersten Optik ein Objektiv 115 aufweisen, das der Lithographiemaske 80 im ersten Strahlengang folgt. Die dem Objektiv 115 zugewandte Oberfläche 88 der Lithographiemaske 80 definiert dann einen Fokusfläche 89, die im Wesentlichen mit der Oberfläche 88 zusammenfällt und auf die die Abbildungsoptik der ersten Optik fokussiert werden kann (im Wesentlichen kann dabei beispielsweise bedeuten, soweit eine genaue Fokussierung auf Grund mechanischer Grenzen möglich ist). Beispielsweise kann das Objektiv 115 auf die Fokusfläche 89 fokussiert werden, wie dies in 1 angedeutet ist.
Das Objektiv 115 weist dabei vorzugsweise eine große numerische Apertur (NA) (vgl. 2b) auf, um eine möglichst hohe Auflösung zu erreichen und eine möglichst große Lichtmenge für die Untersuchung der Strukturen in die Abbildungsoptik der ersten Optik einzuleiten. Mögliche Werte sind dabei eine numerische Apertur größer oder gleich 0,4, bevorzugt größer oder gleich 0,6. Die numerische Apertur des Objektivs (auch Abbildungs-NA genannt) bezeichnet dabei den Wert NA = n₀·sinϕ, wobei ϕ der halbe Öffnungswinkel des größtmöglichen Lichtkegels ist, der ausgehend von einem axialen Punkt der Fokusfläche 89 von dem Objektiv 115 erfasst werden kann und n₀ ein Brechungsindex eines Mediums ist, das zwischen dem Objektiv 115 und der Fokusfläche 89 angeordnete ist bzw. in dem das Objektiv 115 arbeitet.
Bis auf das Objektiv 115 wird auf die erste Optik im Rahmen der 1 zunächst nicht weiter eingegangen. Grund hierfür ist, dass 1 zunächst zwei mögliche Operationsmodi des Maskeninspektionssystem 100 zur Kantendetektion grundsätzlich aufzeigen soll, nämlich einen Durchlichtmodus und einen Auflichtmodus. Der Übersichtlichkeit halber konzentriert sich die Darstellung in 1 daher hauptsächlich auf die zur Kantendetektion verwendete zweite Optik 120 mit einem zweiten Strahlengang. Weitere Einzelheiten bezüglich der ersten Optik folgen im Rahmen der Diskussion der in den 2a–b und 3a–d gezeigten Ausführungsformen.
Der zweite Strahlengang der zweiten Optik 120 durchquert in beiden Operationsmodi die durch den Auflegetisch 90 definierte Ebene 95 zumindest einmal. Dabei verwendet die zweite Optik 120 bevorzugt Strahlung mit einer zweiten Wellenlänge, welche sich von der ersten Wellenlänge der ersten Optik unterscheidet. Beispielsweise kann die zweite Optik 120 Strahlung mit einer zweiten Wellenlänge zwischen 300 nm und 800 nm verwenden, etwa Strahlung mit einer zweiten Wellenlänge im sichtbaren Bereich.
In einem Durchlichtmodus (vgl. 2a–b) weist die zweite Optik 120 zunächst eine Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung der zu detektierenden Kante 85 der Lithographiemaske 80 auf. Ausgehend von einer Lichtquelle 121 in dem ersten Halbraum 98 wird die Kante 85 dabei durch den Auflegetisch 90 hindurch beleuchtet.
Wenn von der Beleuchtung der Kante 85 gesprochen wird, so kann damit insbesondere eine Beleuchtung der Fokusfläche 89 mit vorheriger Abschattung oder Reflexion zumindest eines Teils des Lichtes durch die Kante 85 gemeint sein.
Der zweite Strahlengang der zweiten Optik 120 durchquert in diesem Modus also ausgehend von dem ersten Halbraum 98 die durch den Auflegetisch 90 definierte Ebene 95 einmal.
Die Beleuchtung der Kante 85 durch die Beleuchtungsoptik der zweiten Optik 120 erfolgt hier bevorzugt mit einem parallelen Beleuchtungsstrahlenbündel oder einem Beleuchtungsstrahlenbündel 150, welches zu der Fokusfläche 89 hin konvergiert. Der halbe Öffnungswinkel α dieses Beleuchtungsstrahlenbündels 150 erfüllt dabei beispielsweise die Bedingung n·sinα ≤ 0,1, zum Beispiel n·sinα = 0,06. n ist dabei wieder ein Brechungsindex eines Mediums in diesem Bereich der zweiten Optik 120. Der Ausdruck n·sinα wird dabei auch als Beleuchtungs-NA bezeichnet, analog zur oben diskutierten Abbildungs-NA n₀·sinϕ des Objektivs 115.
Beispielsweise weist die Beleuchtungsoptik der zweiten Optik 120 ein Beleuchtungselement auf, welches den zweiten Strahlengang wie eben beschrieben auf die Fokusfläche 89 führt. Dies kann beispielsweise ein Kondensor sein. Es kann sich dabei bevorzugt um ein gemeinsames Beleuchtungselement der ersten Optik und der zweiten Optik 120 handeln, etwa um einen gemeinsamen Kondensor, das zusätzlich zum Beleuchten der Kante 85 auch dem Beleuchten der Strukturen der Lithographiemaske 80 zu deren Untersuchung dient.
Wie in 1 gezeigt, wird ferner das Objektiv 115 der Abbildungsoptik der ersten Optik bevorzugt auch als Teil der zweiten Optik 120 beim Ermitteln der Position der Kante 85 der Lithographiemaske 80 verwendet. Es kann sich somit um ein gemeinsames Objektiv 115 der ersten Optik und der zweiten Optik 120 handeln. Wie oben erläutert ist dieses Objektiv 115 bevorzugt auf einen Fokusfläche 89 fokussiert, die im Wesentlichen mit der Oberfläche 88 der Lithographiemaske 80 zusammenfällt.
Die Kante 85 kann dann außerhalb der Schärfentiefe des Objektivs 115 liegen. Dieser für die Kantendetektion nachteilige Effekt kann dadurch abgemildert werden, dass die Kante 85 wie oben beschrieben mit einem parallelen oder zur Fokusfläche 89 hin konvergierenden Beleuchtungsstrahlenbündel 150 beleuchtet wird, das einen scharfen Schattenwurf der Kante 80 in der Fokusfläche 89 erlaubt. Um die fehlende Schärfentiefe des Objektivs 115 weiter abzumildern, kann die numerische Apertur des gemeinsamen Objektivs 115 (Abbildungs-NA) ferner bei der Kantendetektion (z. B. durch eine Blende) im Vergleich zu der bei der Untersuchung der Strukturen verwendeten numerischen Apertur herabgesetzt werden, etwa von NA ≥ 0,6 auf NA ≈ 0,2. Hierdurch wird der bei der Kantendetektion vom Objektiv 115 erfasst Lichtkegel 160 in seinem Durchmesser herabgesetzt.
In einem Auflichtmodus (vgl. 3a–d) hingegen geht der zweite Strahlengang der zweiten Optik 120 von dem zweiten Halbraum 99 aus und beleuchtet die Kante 85 zunächst „von oben”. Danach durchquert er die vom Auflegetisch 90 definierte Ebene 95 in den ersten Halbraum 98 hinein, wo er an einer Reflexionsfläche eines Reflexionselement 140 zurückreflektiert wird. Der zweite Strahlengang durchquert nach Rückreflexion die Ebene 95 erneut und beleuchtet die Kante 85 „von unten”. Von dort setzt sich der zweite Strahlengang in die Abbildungsoptik der zweiten Optik 120 fort.
Auch hierbei kann erneut ein gemeinsames Objektiv 115 Teil der Abbildungsoptik der zweiten Optik 120 sein. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Reflexionselement 140 die Fokusfläche 89 des Objektivs 115 in sich selbst abbildet. Bevorzugt geschieht dies annähernd maßstabsgetreu, beispielsweise mit einem Abbildungsmaßstab β im Bereich von 0,9 < |β| < 1,1. Solch eine maßstabsgetreue Selbstabbildung der Fokusfläche 89 kann ebenfalls helfen, den Einfluss der fehlenden Schärfentiefe des Objektivs 115 im Bereich der Kante 85 zu minimieren.
In beiden Modi ist die Abbildungsoptik der zweiten Optik 120 bevorzugt so ausgestaltet, dass ein Bildfeld mit einer Ausdehnung in zumindest einer Richtung von mehr als 100 μm abgebildet wird. Vorzugsweise kann mit der Abbildungsoptik der zweiten Optik 120 ein Bildfeld abgebildet werden, dass eine Fläche größer als 100 μm auf 100 μm umfasst. Dies kann die Kantendetektion beschleunigen und erleichtern.
Die Abbildungsoptik der zweiten Optik weist hierzu beispielsweise eine Tubusoptik 125 auf, die zwischen das Objektiv 115 und eine (CCD) Kamera 126 geschaltet ist, in der der zweite Strahlengang endet und die zur Auswertung verwendet wird. Die Tubusoptik 125 kann beispielsweise aus einem oder mehreren optischen Elementen wie Linsen, Blenden, Spiegeln oder Strahlteilern bestehen.
Durch eine geeignete Anordnung dieser optischen Elemente kann dabei die Vergrößerung der Abbildungsoptik der zweiten Optik 120 wie gewollt eingestellt werden, ohne die Position des Objektivs 115 verändern zu müssen.
Das in der Kamera 126 aufgenommene Bild 129 ist in 1 ebenfalls angedeutet. Man sieht, dass, auf Grund der fehlenden Schärfentiefe des Objektivs 115 im Bereich der Kante 85, die Kante 85 im Bild 129 nicht völlig scharf abgebildet wird. Eine gewisse Unschärfe ist jedoch akzeptabel, da bei der Kantendetektion eine Genauigkeit von ≈ 10 μm ausreichend ist.
Wie bereits erwähnt kann es ferner durch zusätzliche Maßnahmen, wie z. B. eine geeignete Bildauswertung, grundsätzlich möglich sein, eine Genauigkeit von beispielsweise 10 μm bei der Positionsbestimmung der Kante 85 auch dann zu erreichen, wenn die Unschärfe im Bild 129 der Kante 85 zunächst einer größeren Unschärfe in der Position der Kante 85 entspricht. So kann es beispielsweise möglich sein, bei einer Unschärfe im Bild 129 der Kante 85, die einer Unschärfe in der Position der Kante 85 von 100 μm entspricht, durch geeignete Auswertung des Bildes 129 dennoch eine abschließende Genauigkeit zu erreichen, die nur einer Unschärfe in der detektierten Position der Kante 85 von 10 μm entspricht. Solche optionalen Auswertungsverfahren können die Verbesserung der Genauigkeit der Kantendetektion weiter unterstützen.
Die 2a–b zeigen eine spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Maskeninspektionssystems 200, welches im Durchlichtmodus arbeitet. Dabei werden funktional gleiche oder ähnliche Elemente mit denselben Referenzzeichen bezeichnet wie in 1, um den Zusammenhang deutlich zu machen. Um Redundanzen zu vermeiden wird deshalb auf die Ausführungen zu 1 verwiesen, die auch hier Geltung bewahren, und es werden lediglich einige besondere Merkmale der Ausführungsform 200 detailliert erläutert. Gleiches gilt für die in den 3a–d gezeigten Ausführungsbeispiele.
Es wird ferner explizit darauf verwiesen, dass es sich bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel 200 lediglich um eine spezifische Ausführungsoption handelt und dass ein erfindungsgemäßes Maskeninspektionssystem im Durchlichtmodus auch anders aufgebaut sein kann und insbesondere die hier beschriebenen mechanischen und optischen Elemente auch anders angeordnet sein können. Analoge Aussagen gelten ebenfalls für die Ausführungsformen der 3a–d.
In 2a ist zunächst die erste Optik 110 mit einem ersten Strahlengang explizit gezeigt. Ausgehend von einer Strahlungsquelle 111, etwa einer UV-Strahlungsquelle, im ersten Halbraum 98 durchläuft der erste Strahlengang zunächst eine Beleuchtungsoptik der ersten Optik 110, welche das Beleuchten der zu untersuchenden Strukturen durch die Ebene 95 und durch die Lithographiemaske 80 hindurch ermöglicht. Diese Beleuchtungsoptik weist vorliegend eine Blende 112 und ein Linsensystem 113 auf. Zusammen bilden diese ein Beleuchtungselement, welches als Kondensor 114 ausgestaltet ist, um möglichst viel der von der Quelle 111 emittierten Strahlung auf die Strukturen der Lithographiemaske 80 und von dort in die Abbildungsoptik der ersten Optik 110 zu leiten.
Die Abbildungsoptik der ersten Optik 110 weist ein Objektiv 115 auf, welches, wie bereits erwähnt, bevorzugt eine NA ≥ 0,4 oder sogar NA ≥ 0,6 aufweist. Zudem weist die Abbildungsoptik der ersten Optik 110 eine Tubusoptik 116 sowie eine (CCD) Kamera 117 auf, in der der erste Strahlengang endet und die zur Untersuchung der Strukturen der Lithographiemaske 80 verwendet wird.
Die Lichtquelle 121 für den zweiten Strahlengang der zweiten Optik 120 ist vorliegend durch das Ende eines Lichtleiters gegeben. Über eine Sammellinse 122 und einen beweglichen Spiegel 123, welcher in den ersten Strahlengang hinein- und herausgefahren werden kann, wird dieses Ende des Lichtleiters durch die zweite Optik 120 in die Ebene der Blende 112 des Kondensors 114 abgebildet, der im Rahmen der zweiten Optik 120 ebenfalls als Beleuchtungselement fungiert. Der gemeinsame Kondensor 114 dient hier also sowohl als Beleuchtungselement im Rahmen der Beleuchtungsoptik der ersten Optik 110 als auch als Beleuchtungselement im Rahmen der Beleuchtungsoptik der zweiten Optik 120. Die Beleuchtungsoptik der ersten Optik 110 und der zweiten Optik 120 fallen also vorliegend zumindest teilweise zusammen, jedoch nicht vollständig.
Das Ende des Lichtleiters kann nahezu punktförmig ausgebildet sein. Da das Ende durch die Sammellinse 122 und den Spiegel 123 bei geeigneter Vergrößerung der Abbildung ebenfalls nahezu punktförmig in die Blendenebene der Blende 112 des Kondensors 114 abgebildet werden kann, kann der Kondensor 114 eine Beleuchtung der Kante 85 der Lithographiemaske 80 mit einem Beleuchtungsstrahlenbündel 150 ermöglichen, das parallel oder zur Fokusfläche 89 hin konvergierend mit kleinem halben Öffnungswinkel ausgestaltet ist.
Auch in der hier gezeigten Ausführungsform 200 ist das Objektiv 115 nämlich als ein gemeinsames Objektiv 115 sowohl Teil der Abbildungsoptik der ersten Optik 110 als auch Teil der Abbildungsoptik der zweiten Optik 120. Die Abbildungsoptik der zweiten Optik 120 umfasst zudem einen weiteren beweglichen Spiegel 124, der ebenfalls in den ersten Strahlengang der ersten Optik 110 hinein- und herausgefahren werden kann, eine Tubusoptik 125 und eine (CCD) Kamera 126.
Durch Hinein- und Herausfahren der Spiegel 123 und 124 kann somit zwischen der Untersuchung der Strukturen der Lithographiemaske 80 und der Kantendetektion umgeschaltet werden. Alternativ könnten die Spiegel 123 und 124 beispielsweise auch halbdurchlässig ausgestaltet sein, insbesondere mit einem genügend großen Transmissionsvermögen für die Strahlung mit der ersten Wellenlänge, oder es könnte sich um Farbstrahlteiler handeln, um so einen dualen Betriebsmodus zu ermöglichen. Insbesondere bei den beiden letztgenannten Fällen zeigt sich noch einmal der Vorteil, wenn sich die erste Wellenlänge von der zweiten unterscheidet.
2b zeigt eine vergrößerte Darstellung des Maskeninspektionssystems 200 im Bereich des Linsensystems 113 des Kondensors 114 und des Objektivs 115. Hierbei sind auch einmal beispielshafte Abmessungen der Maske 80 und Angaben zu deren Anordnung zwischen Beleuchtungs- und Abbildungsoptik angegeben, wie sie bei Benutzung des Maskeninspektionssystems 200 anzutreffen sein könnten. Es wird jedoch betont, dass dies nur Beispielswerte sind, welche die Erfindung nicht beschränken können.
Die Maske 80 kann beispielsweise eine Dicke 170 im Bereich von 6,35 mm aufweisen und die Fase 86 eine Höhe 171 im Bereich von 0,8 mm. Der Abstand 172 der Maske 80 zu dem Objektiv 115 kann im Bereich von 8 mm liegen und der Abstand 173 zum Linsensystem 113 des Kondensors 114 im Bereich von 9 mm.
In 2b ist zudem zu sehen, wie das Linsensystem 113 des Kondensors 114 und das Objektiv 115 bei der Untersuchung der Strukturen der Maske 80 bzw. bei Detektion der Kante 85 der Maske 80 eingesetzt werden können.
Bei der Untersuchung der Strukturen der Maske 80 kann die Beleuchtung – z. B. mit UV-Strahlung – durch das Linsensystem 113 des Kondensors 114 unter Ausnutzung des größtmöglichen Lichtkegels 155 erfolgen, der von dem Linsensystem 113 auf die Strukturen der Maske 80 geworfen werden kann, um so eine große Beleuchtungsstärke zu erreichen. Der halbe Öffnungswinkel α (der halbe Öffnungswinkel ist der Winkel zwischen der optischen Achse des Systems und der äußeren Begrenzung des Lichtkegels/Strahlenbündels) des Beleuchtungslichtkegels 155 erfüllt dabei beispielsweise die Bedingung n·sinα ≈ 0,6. n ist hierbei der Brechungsindex des Mediums zwischen Linsensystem 113 und Maske 80 bzw. des Mediums in dem das Linsensystem 113 arbeitet (d. h. die Beleuchtungs-NA kann beispielsweise ≈ 0,6 betragen).
Auch die numerische Apertur des Objektivs 115 (Abbildungs-NA), d. h. der Wert n₀·sinϕ, ist hierbei möglichst groß gewählt, um eine hohe Lichtstärke der Abbildung und eine möglichst genaue Auflösung der Strukturen der Maske 80 zu erreichen. Beispielsweise beträgt auch hier n₀·sinϕ ≈ 0,6 (d. h. die Abbildungs-NA kann beispielsweise ≈ 0,6 betragen). n₀ ist hierbei der Brechungsindex des Mediums zwischen dem Objektiv 115 und der Maske 80 bzw. des Mediums in dem das Objektiv 115 arbeitet. ϕ ist der halbe Öffnungswinkel des vom Objektiv aufgefangenen Abbildungslichtkegels 165.
In einer Ausführungsform ist das gesamte Maskeninspektionssystem 200 zudem von zirkulierender Luft durchflutet, sodass gilt n ≈ n₀ ≈ 1.
Bei der Detektion der Kante 85 hingegen erfolgt, wie bereits erwähnt, die Beleuchtung der Kante 85 bevorzugt mit einem Beleuchtungsstrahlenbündel 150, welches parallel ist oder wie hier gezeigt zur Fokusfläche 89 hin konvergiert. Dabei weist das Beleuchtungsstrahlenbündel 150 bevorzugt einen sehr kleinen halben Öffnungswinkel α auf. Denkbar ist etwa ein halber Öffnungswinkel α mit n·sinα ≤ 0,1 (d. h. eine Beleuchtungs-NA ≤ 0,1). In einer Ausführungsform erfüllt der Winkel α die Bedingung n·sinα ≈ 0,06 (d. h. eine Beleuchtungs-NA ≈ 0,06). Ein solch kleiner Öffnungswinkel kann z. B. durch die Abbildung des Endes des Lichtleiters in die Ebene der Blende 112 Kondensors 114 erreicht werden, wie oben beschrieben. Zusätzlich oder alternativ könnte das Beleuchtungsstrahlenbündel 150 auch durch eine zusätzliche Blende (nicht gezeigt) eingeengt werden. Eine solche zusätzliche Abblendung kann beispielsweise in einer Blendenebene in dem Kondensor 114, z. B. in der Ebene der Blende 112, oder in einer dazu konjugierten Ebene erfolgen.
Auch die numerische Apertur des Objektivs 115 (Abbildungs-NA) kann bei der Kantendetektion verringert werden, um die Schärfentiefe der Abbildung des Kantenbildes zu erhöhen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Blende (nicht gezeigt) erfolgen. Diese Abblendung kann beispielsweise in einer Blendenebene in dem Objektiv 115 oder in einer dazu konjugierten Ebene erfolgen. Denkbar ist zum Beispiel, dass die numerische Apertur NA = n₀·sinϕ des Objektivs bei der Kantendetektion auf NA ≈ 0,2 verringert wird (d. h. auf eine Abbildungs-NA ≈ 0,2). Dies kann einen guten Kompromiss zwischen Schärfentiefe und Lichtstärke der Abbildung des Kantenbildes darstellen.
3a zeigt schließlich eine spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Maskeninspektionssystems 300, welches im Auflichtmodus arbeitet. Die 3b–d zeigen mögliche Ausführungsformen eines hierfür verwendeten Reflexionselements 140.
Bezüglich des ersten Strahlengangs der ersten Optik 110 ergeben sich zunächst keine großen Unterschiede zu der Ausführungsform 200. Lediglich die Beleuchtungsoptik der ersten Optik 110 ist ggf. anders ausgestaltet. Möglich ist zunächst, dass die Beleuchtungsoptik der ersten Optik 110 hier ein zu der Beleuchtungsoptik der zweiten Optik 120 vollständig separates Beleuchtungssystem bildet (nicht gezeigt). Beispielsweise könnte die in der 2a gezeigte Beleuchtungsoptik mit der Lichtquelle 111 und dem Kondensor 114 separat zum Einsatz kommen. Möglich ist aber auch, dass das Reflexionselement 140, welches der Rückreflexion des zweiten Strahlengangs zur Beleuchtung der Kante 85 „von unten” dient, auch zumindest teilweise als Teil der Beleuchtungsoptik der ersten Optik 110 fungiert. Auf diese Möglichkeit wird bei der Diskussion der 3b–d noch einmal näher eingegangen.
Der zweite Strahlengang der zweiten Optik 120 geht vorliegend von der durch das Ende eines Lichtleiters ausgebildeten Strahlungsquelle 121 im zweiten Halbraum 99 aus. Von dort verläuft der zweite Strahlengang durch eine Sammellinse 122 und einen Strahlteiler 128 sowie durch eine Blende 127 hindurch. Von dort wird er über einen beweglichen Spiegel 124, der in den ersten Strahlengang hinein- und herausgefahren werden kann, und durch ein gemeinsames Objektiv 115 der ersten Optik 110 und der zweiten Optik 120 auf die Kante 85 der Lithographiemaske 80 geleitet.
Daraufhin durchquert der zweite Strahlengang die durch den Auflegetisch 90 definierte Ebene 95 in den ersten Halbraum 98 hinein. In dem ersten Halbraum 98 wird der zweite Strahlengang an einer Reflexionsfläche des Reflexionselements 140 reflektiert, durchquert abermals die durch den Auflegetisch 90 definierte Ebene 95, diesmal in Richtung des zweiten Halbraums 99, und beleuchtete dort erneut die zu detektierende Kante 85 der Lithographiemaske 80 (sofern diese richtig in dem zweiten Strahlengang positioniert ist). Über das gemeinsame Objektiv 115 und den beweglichen Spiegel 124 verläuft der zweite Strahlengang dann erneut durch die Blende 127 und wird durch den Strahlteiler 128 (zumindest teilweise) über eine Tubusoptik 125 in eine (CCD) Kamera 126 abgebildet.
Um nachteilige Effekte der fehlenden Schärfentiefe des Objektivs 115 im Bereich der Kante 85 abzumildern, welche daher rühren können, dass das Objektiv 115 auf die Fokusfläche 89 fokussiert ist, die mit der Oberfläche 88 der Maske 80 im Wesentlichen zusammenfällt, ist dabei das Reflexionselement 140 bevorzugt so ausgebildet, dass es die Fokusfläche 89 möglichst maßstabsgetreu (z. B. mit 0,9 < |β| < 1,1) in sich selbst abbildet.
Die 3b–d zeigen drei Ausführungsformen eines Reflexionselements 140, die dies ermöglichen. Dabei ist zunächst zu beachten, dass die Blende 127, welche Teil der zweiten Optik 120 ist, zumindest einen Hauptstrahl 130 definiert, der die Blende 127 in ihrem Zentrum durchläuft. Zudem definiert die Blende 127 zumindest einen Randstrahl 131, der die Blende 127 an ihrem Rand durchläuft.
Eine Möglichkeit, wie eine möglichst maßstabsgetreue Selbstabbildung der Fokusfläche 89 erreicht werden kann, ist dabei in 3b gezeigt. Die Ausführungsform eines Reflexionselements 140, die in 3b gezeigt ist, weist einen Kondensor mit einem Linsensystem 113, beispielsweise einen gemeinsamen Kondensor 114, sowie eine Reflexionsfläche 145 auf, welche eine zumindest teilweise reflektierende Fläche umfasst, die in den Strahlengang der ersten Optik 110 hineingefahren und wieder herausgefahren werden kann. Beispielsweise käme ein beweglicher Spiegel hierfür in Betracht. Das Linsensystem 113 (und ggf. weitere Teile des Kondensors) und die Reflexionsfläche 145 sind dabei nach deren Hineinfahren in den ersten Strahlengang so in dem zweiten Strahlengang angeordnet, dass die Hauptstrahlhöhe eines jeden Hauptstrahls 130 (d. h. der Abstand des Auftreffpunkts des Hauptstrahls 130 vom Zentrum der Reflexionsfläche 145) gleich 0 ist während alle Randstrahlen 131 im Wesentlichen senkrecht auf der Reflexionsfläche 145 stehen. Im Wesentlichen kann dabei bedeuten, soweit dies die Herstellung der Reflexionsfläche 145 und/oder die Steuerung des Strahlengangs erlaubt.
Durch Hinein- und Herausfahren der Reflexionsfläche 145 kann somit der Kondensor samt Linsensystem 113 für den ersten Strahlengang blockiert oder freigegeben werden, sodass zwischen dem Untersuchen der Strukturen und der Kantendetektion umgeschaltet werden kann. Dies bedeutete auch, dass kein eigener Kondensor für das erste Beleuchtungssystem der ersten Optik 110 benötigt wird. Es kann also beispielsweise ein gemeinsamer Kondensor 114 eingesetzt werden.
Bevorzugt wird hierbei simultan zum Hinein- und Herausfahren der Reflexionsfläche 145 auch der bewegliche Spiegel 124 in den ersten Strahlengang hinein- und herausgefahren. Oder die beiden optischen Elemente 145 und 124 sind für die Strahlung der ersten Optik 110 zumindest teilweise durchlässig. Dann kann durch Hineinfahren die Kantendetektion zugeschaltet werden, ohne die Untersuchung der Strukturen zu unterbrechen.
3c zeigt eine andere Ausführungsform eines Reflexionselements 140, bei der die Hauptstrahlhöhe der Hauptstrahlen 130 gleich 0 ist und die Randstrahlen 131 im Wesentlichen senkrecht auf einer Reflexionsfläche 146 stehen. Die Reflexionsfläche 146 ist hier jedoch durch eine zumindest teilweise reflektierende Fläche innerhalb des Linsensystems 113 eines Kondensors, zum Beispiel des Kondensors 114, gegeben, der auch als Beleuchtungselement im Rahmen der Beleuchtungsoptik der ersten Optik 110 fungieren kann. Genauer genommen handelt es sich bei der Reflexionsfläche 146 um eine teilweise reflektierende Oberfläche einer Sammellinse 142, die zusammen mit einer (nicht reflektierenden) zweiten Sammellinse 141 und ggf. weiteren optischen Elemente (nicht gezeigt) den Kondensor bildet kann.
Um diese Teilreflexionsfähigkeit zu erreichen, kann die Sammellinse 142 beispielsweise im Bereich der Reflexionsfläche 146 mit einem Material beschichtet sein, welches ein Reflexionsvermögen der Oberfläche der Linse 142 im sichtbaren Spektralbereich (oder generell in dem Spektralbereich, der von der zweiten Optik 120 verwendet wird) erhöht. Denkbare Materialien hierfür wurden bereits genannt. Zudem kann der ganze Kondensor in und/oder entgegen der Richtung der Fokusfläche 89 verfahrbar sein. Dies kann es einerseits ermöglichen, die Reflexionsfläche 146 bei der Kantendetektion optimal im zweiten Strahlengang zu positionieren und andererseits bei Untersuchung der Maskenstrukturen den Kondensor zur optimalen Ausleuchtung der Strukturen im ersten Strahlengang anzuordnen.
3d zeigt schließlich eine weitere mögliche Ausführungsform eines Reflexionselements 140. Diese weist abermals einen Kondensor mit einem Linsensystem 113 sowie eine Reflexionsfläche 145 auf, die eine zumindest teilweise reflektierende Fläche aufweist, etwa einen beweglichen Spiegel, die in den ersten Strahlengang hinein- und herausgefahren werden kann. Ferner weist die Ausführungsform in 3d jedoch eine zusätzliche Sammellinse 143 auf. Auch die Linse 143 kann in den ersten Strahlengang hinein- und herausgefahren werden und dies kann beispielsweise simultan zum Hinein- und Herausfahren der Reflexionsfläche 145 geschehen. Diese zusätzliche Linse 143 und die Anordnung der optischen Elemente in der Ausführungsform der 3d sorgen dafür, dass nun die Randstrahlhöhe der Randstrahlen 131 auf der Reflexionsfläche 145 gleich 0 ist, während die Hauptstrahlen 130 (im Wesentlichen) senkrecht auf der Reflexionsfläche 145 stehen.
Alternativ oder zusätzlich zu den hier gezeigten Ausführungsformen ist es auch möglich, dass die Reflexionsfläche eines Reflexionselements 140 als Teil eines zumindest teilweise reflektierenden Farbstrahlteilers ausgebildet ist, der in dem ersten Strahlengang der ersten Optik 110 angeordnet ist und der bevorzugt ein Reflexionsvermögen im sichtbaren Spektralbereich von R(VIS) > 0,1 aufweist und ein Transmissionsvermögen im UV-Bereich von T(UV) > 0,8.

Claims

Maskeninspektionssystem (100; 200; 300) zur Inspektion von Lithographiemasken (80), aufweisend: a. einen Auflegetisch (90) zum Auflegen einer zu inspizierenden Lithographiemaske (80), b. eine erste Optik (110) mit einem ersten Strahlengang zur Untersuchung von Strukturen der Lithographiemaske (80), und c. eine zweite Optik (120) mit einem zweiten Strahlengang zum Ermitteln einer Position zumindest einer Kante (85) der Lithographiemaske (80); wobei d. der zweite Strahlengang der zweiten Optik (120) eine durch den Auflegetisch (90) definierte Ebene (95) zumindest einmal durchquert; und wobei e. die erste Optik (110) und die zweite Optik (120) zumindest ein gemeinsames optisches Element aufweisen.
Maskeninspektionssystem (100; 200; 300) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Optik (110) Strahlung mit einer ersten Wellenlänge im ultravioletten Spektralbereich verwendet.
Maskeninspektionssystem (100; 200; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Optik (120) Strahlung mit einer zweiten Wellenlänge verwendet, die sich von der ersten Wellenlänge unterscheidet.
Maskeninspektionssystem (100; 200; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Optik (120) Strahlung mit einer zweiten Wellenlänge im Bereich von 300 nm–800 nm verwendet.
Maskeninspektionssystem (100; 200; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Optik (120) ein Bildfeld mit einer Ausdehnung in zumindest einer Richtung von mehr als 100 μm abbildet.
Maskeninspektionssystem (100; 200; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das gemeinsame optische Element ein gemeinsames Objektiv (115) umfasst.
Maskeninspektionssystem (100; 200; 300) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das gemeinsame Objektiv (115) auf eine Fokusfläche (89) fokussiert ist, die mit einer dem Objektiv (115) zugewandten Oberfläche (88) der Lithographiemaske (80) zusammenfällt.
Maskeninspektionssystem (100; 200; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das gemeinsame optische Element ein gemeinsames Beleuchtungselement umfasst, welches das Beleuchten der Strukturen der Lithographiemaske (80) zu deren Untersuchung und das Beleuchten der Kante (85) zum Ermitteln der Position der Kante (85) ermöglicht.
Maskeninspektionssystem (100; 200; 300) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das gemeinsame Beleuchtungselement einen gemeinsamen Kondensor (114) umfasst.
Maskeninspektionssystem (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Strahlengang der zweiten Optik (120) von einem ersten Halbraum (98) ausgeht, der durch die vom Auflegetisch (90) definierte Ebene (95) begrenzt ist und in dem sich die Lithographiemaske (80) nicht befindet, und von dort die Ebene (95) durchquert.
Maskeninspektionssystem (100; 200) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Lichtquelle (121) für die zweite Optik (120) ein Ende eines Lichtleiters umfasst.
Maskeninspektionssystem (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 oder 12, wobei die zweite Optik (120) eine Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung der Kante (85) der Lithographiemaske (80) aufweist und wobei die Beleuchtung der Kante (85) mit einem parallelen oder konvergierenden Beleuchtungsstrahlenbündel (150) erfolgt, das einen halben Öffnungswinkel α mit n·sinα ≤ 0.1 aufweist, wobei n einen Brechungsindex eines Mediums zwischen der Beleuchtungsoptik und der Kante (85) darstellt.
Maskeninspektionssystem (100; 200) nach dem vorhergehenden Anspruch in Kombination mit einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Beleuchtungsoptik das gemeinsame Beleuchtungselement umfasst.
Maskeninspektionssystem (100; 200) nach dem vorhergehenden Anspruch 13 in Kombination mit Anspruch 11, wobei die Beleuchtungsoptik das Ende (121) des Lichtleiters in eine Ebene einer Blende (112) des gemeinsamen Kondensors (114) abbildet.
Maskeninspektionssystem (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11–15, aufweisend zumindest einen Farbstrahlteiler und/oder einen beweglichen Spiegel (123; 124).
Maskeninspektionssystem (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–9, wobei der zweite Strahlengang der zweiten Optik (120) von einem zweiten Halbraum (99) ausgeht, der durch die vom Auflegetisch (90) definierte Ebene (95) begrenzt ist und in dem sich die Lithographiemaske (80) befindet, von dort die Ebene (95) durchquert und anschließend an einer Reflexionsfläche (145; 146) eines Reflexionselements (140) in einem ersten Halbraum (98), der ebenfalls durch die Ebene (95) begrenzt ist und in dem sich die Lithographiemaske (80) nicht befindet, zurückreflektiert wird.
Maskeninspektionssystem (100; 300) nach dem vorhergehenden Anspruch 16 in Kombination mit Anspruch 7, wobei das Reflexionselement (140) die Fokusfläche (89) des gemeinsamen Objektivs (115) in sich selbst abbildet.
Maskeninspektionssystem (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 oder 17, wobei die zweite Optik (120) eine Aperturblende (127) aufweist, die zumindest einen Hauptstrahl (130) und zumindest einen Randstrahl (131) definiert, und wobei das Reflexionselement (140) so in dem zweiten Strahlengang der zweiten Optik (120) angeordnet ist, dass (i) eine Hauptstrahlhöhe auf der Reflexionsfläche (145; 146) = 0 ist und der Randstrahl (131) senkrecht auf der Reflexionsfläche (145; 146) steht oder (ii) der Hauptstrahl (130) senkrecht auf der Reflexionsfläche (145) steht und eine Randstrahlhöhe auf der Reflexionsfläche (145) = 0 ist.
Maskeninspektionssystem (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16–18 in Kombination mit einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, wobei die Reflexionsfläche (146) durch eine zumindest teilweise reflektierende Fläche des gemeinsamen Beleuchtungselements ausgebildet ist.
Maskeninspektionssystem (100; 300) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zumindest teilweise reflektierende Fläche des gemeinsamen Beleuchtungselements eine Beschichtung aufweist, um ein Reflexionsvermögen der zumindest teilweise reflektierenden Fläche im sichtbaren Spektralbereich zu erhöhen.
Maskeninspektionssystem (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19 oder 20 in Kombination mit Anspruch 18, wobei das gemeinsame Beleuchtungselement in und/oder entgegen der Richtung der Fokusfläche (89) verfahrbar ist, um eine der obigen Bedingungen (i) oder (ii) zu erreichen.
Maskeninspektionssystem (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16–18, wobei die Reflexionsfläche (145) eine zumindest teilweise reflektierende Fläche umfasst, die in den ersten Strahlengang der ersten Optik (110) hineingefahren und wieder herausgefahren werden kann.
Maskeninspektionssystem (100; 300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16–18, wobei die Reflexionsfläche als Teil eines zumindest teilweise reflektierenden Farbstrahlteilers ausgebildet ist, der in dem ersten Strahlengang der ersten Optik (110) angeordnet ist und der ein Reflexionsvermögen im sichtbaren Spektralbereich von R(VIS) > 0,1 aufweist und ein Transmissionsvermögen im UV-Bereich von T(UV) > 0,8.