TW201351036A - 用於一光化極紫外光標線檢測工具之索引光學 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於減小對一極紫外光(EUV)標線檢測系統中之一光學元件之損壞及污染之方法，其包含：使一照射源對著一標線檢測系統；及在該照射源之路徑中將該光學元件自一第一部分位移至一第二部分，其中該第一部分被損壞且該第二部分未被損壞，且該光學元件具有複數個部分。

Description

用於一光化極紫外光標線檢測工具之索引光學 相關申請案交叉參考

本申請案依據35 U.S.C.§119(e)主張2012年4月13日提出申請之美國臨時申請案第61/623,564號之權益，該臨時申請案以引用的方式併入本文中。

本發明概言之係關於標線檢測工具，且更特定而言係關於用於標線檢測之索引光學，且甚至更特定而言係關於一種經配置以在一光路徑內移動以延長元件或工具之使用壽命之可位移光學元件。

市場上用於標線檢測之習用設備通常採用在空氣中以193奈米(nm)操作之深紫外光(DUV)波長。此適合於經設計以供在基於193nm光之微影蝕刻中使用之遮罩。已知DUV標線檢測工具在空氣而非一真空中操作。為進一步改良最小特徵大小之印刷，下一代微影裝備現在經設計以用於與大約13.5nm之波長(亦稱為極紫外光(EUV))一起操作。因此，必須使用一類似波長之光檢測經設計以用於在13nm附近操作之經圖案化遮罩。

一EUV標線檢測工具內之自一照射源吸收光之光學元件隨時間損壞或污染。損壞及污染因以下各項而發生：吸收至光學元件塗層中之EUV或紫外光(UV)能量、誘發熱損壞之一點處之加熱、光起始之化學 污染暗色化或者光學元件之一表面上之一點上之光起始之化學氧化。傳輸膜(例如，光譜純度濾光器(SPF)、偵測器及感測器)用作此類工具內之光學元件。此等膜係極薄的且在其中EUV光通過或反射之點處易受機械損壞。反覆曝光於EUV光增加對光學元件之損壞或污染。此損壞或污染減少光學元件之使用壽命且增加對檢測工具之維修之頻率。

傳統地，在打開檢測工具之後在位置上清潔光學元件，此消除工具內之真空。另一選擇係，替換光學元件。在位置上清潔需要對檢測工具造成一危險之複雜機制。舉例而言，使用一經加熱細絲來形成用於清潔之原子氫使細絲曝露於斷裂，此可損壞檢測工具。人工清潔需要檢測工具之顯著停工時間。將工具通風、執行人工清潔且將工具重新抽空以在工具內部形成一真空。人工清潔亦對緊密接近於清潔之元件造成危險。替換經損壞光學元件需要與人工地清潔元件相同之工具停工時間。然而，替換經損壞光學元件之花費給檢測工具添加成本及停工時間。

因此，長期需要一種用以改良標線檢測工具內部之當前光學元件之缺點(亦即，進一步改良光學元件之壽命)藉此最小化檢測工具停工時間之系統。

本發明概言之包括一種用於藉由以下方式減小對一EUV標線檢測系統中之一光學元件之損壞及污染之方法：使一照射源對著一標線檢測系統；及在該照射源之一路徑中將該光學元件自一第一部分位移至一第二部分，其中該第一部分被損壞且該第二部分未被損壞。該光學元件包含複數個部分。

此外，本發明概言之包括一種用於減小對一EUV標線檢測系統中之一光學元件之損壞及污染之方法，其包含：提供一EUV照射源；將一光束自該EUV照射源傳輸至該光學元件上之一第一部分；及使該光 學元件位移，藉此該光束傳輸至該光學元件上之一第二部分。

本發明之此等及其他目標及優點將自本發明之較佳實施例之以下說明及隨附圖式及申請專利範圍容易地瞭解。

102‧‧‧照射源

104‧‧‧光學元件

106‧‧‧第一部分

108‧‧‧第二部分

110‧‧‧屏蔽件

112‧‧‧軸

113A‧‧‧雙向箭頭

113B‧‧‧雙向箭頭

114‧‧‧光學元件

116‧‧‧部分

118‧‧‧第一部分

120‧‧‧第二部分

現在將在連同附圖一起之本發明之以下詳細說明中更全面地闡述本發明之操作之性質及模式，其中：圖1係一圓形光學元件之一圖式；及圖2係一矩形光學元件之一圖式。

在開篇處，應瞭解，不同繪圖上之相似圖式編號識別本發明之相同或功能上類似之結構元件。亦應瞭解，圖比例及角度並非總是按比例以便清晰地描繪本發明之屬性。

儘管關於目前視為較佳態樣之態樣闡述本發明，但應理解，所主張之本發明不限於所揭示之態樣。本發明意欲涵蓋隨附申請專利範圍之精神及範疇內所包含之各種修改及等效配置。

此外，應理解，本發明不限於所闡述之特定方法、材料及修改且因此當然可變化。亦應理解，本文中所使用之術語僅出於闡述特定態樣之目的而非意欲限制本發明之範疇，本發明之範疇僅由隨附申請專利範圍限制。

雖然類似於或等效於本文中所闡述之彼等方法、裝置或材料之任何方法、裝置或材料皆可用於本發明之實踐或測試中，但現在闡述較佳方法、裝置及材料。

半導體之大量製造需要高功率照射源。此等類型之照射源形成可損壞一檢測工具內之光學元件之一高強度光束。如本文中所闡述，一可位移光學元件之引入藉由以下方式提供減少之檢測工具維護：在照射束內將光學元件自一經損害或經污染部分位移至一新的未損壞之 部分，或將光學元件自一個光學元件位移至自不在光束路徑中之一位置移入之一相同替換元件。本發明(一種可位移光學元件)用於一標線檢測工具中。因此，提供標線檢測工具之一大體說明以更好地理解一可位移光學元件在一標線檢測工具內之使用。

一光化EUV標線檢測工具允許在不具有其他EUV微影蝕刻工具所遭遇之大的大小及顆粒添加問題之情況下以EUV波長進行檢測。光化EUV標線檢測工具可包含作為檢測工具之一照射源之多個EUV源。

一旦自EUV源產生光束，光束即遵循檢測工具內部之一特定路徑。自EUV源發射之光束行進至經設計以朝向照射及成像光學器件將光改變方向之集光器光學器件。光束將標線之經圖案化表面成像且行進穿過組態成時間延遲積分(TDI)感測器之光學組態。

EUV能量係電磁光譜之一高度吸收分量。舉例而言，EUV光之傳輸必須發生於一真空中以允許EUV束傳播。因此，光化EUV標線檢測工具之內部空間在一真空中操作以允許EUV光之適當傳輸。

標線之經圖案化表面對顆粒之引入極敏感。一光學儀器之光路徑中所採用之一薄膜(其係一超薄、超輕量半透明反射鏡)可能不能夠在EUV波長下使用。由於可能不使用一薄膜，因此可利用多種保護機制來保護經圖案化表面免受顆粒影響。

光化EUV標線檢測工具利用複數個TDI感測器來改良經處理圖案影像之信雜比(SNR)。每一TDI以一固定圖案固持於檢測工具上且基於標線及所需光學組態定位。

熟習此項技術者應瞭解，與一光化EUV標線檢測系統相關之前述考量及組件將產生必須適應之多種類型之元件。光化EUV標線檢測工具內之光學元件之表面因經吸收EUV或紫外光(UV)能量而隨時間損壞或污染。維修檢測工具以修復一光學元件之一經損壞部分係昂貴且耗時的。維修包含修復或替換被照射源損壞之光學元件。根據本發明， 將一光學元件自一經損壞部分或元件移動至一未損壞之部分或元件增加光學元件之壽命且減小對檢測工具之侵入性維修之需要。在一實例性實施例中，多個光學元件可能實質上彼此類似。實質上類似意指該等光學元件相同或在能夠在一光學路徑中彼此替換之一效能容限內。

在某些實施例中，呈一移動光圈屏蔽件之形式之一保護性覆蓋物定位於將移動至一經損壞部分或元件之空間中之一未損壞之部分或元件上。該移動光圈屏蔽件允許主要部分或元件接收功率但保護替代部分或元件以免被損壞。循環眾多部分或元件顯著增加光學元件之壽命。

在一實施例(例如，圖1中所展示之實施例)中，一光學元件經組態以相對於一照射束位移。本發明(一種用於減少對一極紫外光(EUV)標線檢測系統中之光學器件之損壞之方法)包含：使照射源102對著一標線檢測系統；及在照射源102之路徑中將光學元件104自第一部分106位移至第二部分108，其中第一部分106被損壞且第二部分108未被損壞，且光學元件104包括由虛線圓圈繪示之複數個部分。該光學元件位於標線檢測工具之照射源之路徑內。在連續使用之後，光學元件104上之其中光通過及/或反射之第一部分106因EUV照射源之能量而損壞。本發明提供一種用於使光學元件自一經損壞部分位移以允許光通過光學元件上之一新的未損壞之部分及/或使用該新的未損壞之部分反射。該光學元件含有複數個部分，該複數個部分提供一較長壽命及修復或替換標線檢測工具內部之光學元件之較少損失時間。應理解，與本發明一起使用之光可取決於光學元件之組合物而行進穿過、反射或進行兩者之一組合。

在一實例性實施例中，第一部分106及第二部分108位於光學元件104上之不同部分處。來自照射源102之光在EUV檢測工具之使用期間通過第一部分106或反射離開第一部分106。由於照射源之強度，光 學元件上之第一部分隨時間損壞。通常，一旦光學元件損壞即對其進行修復或替換。本發明提供一種使光學元件位移以使得經損壞部分(亦即，第一部分106)被移出光路徑且一新部分(亦即，第二部分108)被放置於光路徑中之方法。在一實例性實施例中，光學元件104係位於一旋轉載台上之小SPF之一總成。

在一實例性實施例中，光學元件在照射第一部分106時使用屏蔽件110來阻擋對第二部分108之照射。屏蔽件110在光通過第一部分106或反射離開第一部分106時保護第二部分108免受損壞。屏蔽件110保護光學元件104上之至少一部分。該屏蔽件亦可經定大小以保護光學元件上之複數個部分而非僅一部分。在一實例性實施例中，屏蔽件110可位移以允許對第二部分108之照射。該屏蔽件可在一平移方向上旋轉或移位以使第二部分曝光。在一替代實施例中，光學元件相對於屏蔽件位移。屏蔽件固定至旋轉載台或檢測工具之其他組件。

在一實例性實施例中，光學元件104藉由平移移動、旋轉移動或平移及旋轉移動位移。旋轉移動係在一物件(諸如一光學元件)繞一軸翻轉時。對於本發明之旋轉移動，光學元件包括朝向光學元件之外邊緣定位之一系列部分(例如，圖1中所展示之點)。當第一部分106被損壞時，光學元件繞軸112旋轉以將第一部分106移出光束。光學元件104藉由一旋轉載台而固持於適當位置中。在光學元件104繞軸112之旋轉移動完成之後，第二部分108在光束中。平移移動係在一物件(諸如一光學元件)在不具有相對於一固定點之一定向改變之情況下位移時。平移可發生在一直線上、彎曲路徑上或不規則路徑上。無論物件在哪個路徑上移動，物件定向相對於一固定點保持不變。對於本發明之平移移動，圖2中藉助雙向箭頭113a及113b繪示，光學元件114具有一大體矩形形狀，其中複數個部分116水平地、垂直地、線性地或以其一組合方式定向。當一部分被損壞時，光學元件114在一平移方向 上位移以將經損壞部分移出光束。當位移完成時，來自複數個部分116之一新的未損壞之部分在光束中。光學元件114係以充分剛性安裝以提供準確旋轉或平移重新定位且實現工具功能。當偵測到第一部分118被損壞時，光學元件114索引一新位置，藉此將第二部分120放置於光束中。光學元件之壽命藉由光學元件上之若干個可使用部分而增加。

在一實例性實施例中，第一部分106及第二部分108各自分別位於第一及第二光學元件上。替代在一個光學元件上具有複數個部分，使用多個光學元件。一額外光學元件具有複數個部分，藉此藉由最小化光學元件之修復或替換之間的必要時間量而增加總體工具壽命。此外，一實例性實施例提供標線檢測工具之第一及第二光學元件之平移移動、旋轉移動或平移及旋轉移動。在一第一光學元件上之複數個部分被光或光誘發之污染損壞時，具有未損壞之部分之一第二光學元件藉由旋轉及/或平移位移移動成與光束對準。

在一實例性實施例中，光學元件一旦損壞或污染即移動至一不同區域。當經損壞或經污染之光學元件移動至一新區域時，其藉由一清潔氣體、電漿源或其他非限制性實例清潔。此允許在不具有替換光學元件所需之工具停工時間之情況下清潔且再次使用經損壞或經污染之部分。藉由將光學元件移動至一不同區域以進行清潔，較不頻繁地替換光學元件。此為檢測工具提供較少停工時間。此外，光學元件將不會在通風期間曝露於顆粒或環境。

在一實例性實施例中，照射源102係UV光或EUV光。EUV光在其中光束通過其或自其反射之部分處損壞光學元件。因此，使用具有複數個部分之一光學元件給一EUV標線檢測工具提供一較長壽命期。

在一實例性實施例中，一種用於減小對一極紫外光(EUV)標線檢測系統中之一光學元件之損壞及污染之方法包含：提供一EUV照射 源；將一光束自該EUV照射源傳輸至光學元件104上之第一部分106；及使光學元件104位移以藉此光束傳輸至第二部分108。EUV光穿透光學元件上之一第一部分或反射離開該第一部分直至反覆曝光致使第一部分損壞。一旦此發生，光學元件即透過旋轉及/或平移移動位移以將第二部分帶入照射源之路徑中。第二部分係光學元件之一未損壞之部分，此乃因其過去未在照射源之路徑中。亦可包含屏蔽件110以進一步保護第二部分以免曝光於照射源。

光學元件104之非限制性實例包含一反射鏡、光圈、感測器(二極體)、偵測器(CCD)、濾光器、光柵及其他非限制性實例。光學元件位於一標線檢測工具之光束中。在一實例性實施例中，光學元件放置於一照射源附近以允許收集更多經污染光且減小在檢測工具內部之光學器件上收集到顆粒之機會。

因此，可見可有效地獲得本發明之物件，但熟習此項技術者應容易地瞭解本發明之修改及改變，該等修改意欲在所主張之本發明之精神及範疇內。亦應理解，前述說明係圖解說明本發明且不應該視為限制性。因此，在不背離本發明之精神及範疇之情況下，本發明之其他實施例係可能的。

102‧‧‧照射源

104‧‧‧光學元件

106‧‧‧第一部分

108‧‧‧第二部分

110‧‧‧屏蔽件

112‧‧‧軸

Claims (23)

1. 一種用於減小對一極紫外光(EUV)標線檢測系統中之一光學元件之損壞或污染之方法，其包括：使一EUV照射源對著一標線檢測系統；及在該EUV照射源之路徑中將該光學元件自一第一部分位移至一第二部分，其中：該第一部分被損壞或污染且該第二部分未被損壞或污染；且該光學元件包括複數個部分。
2. 如請求項1之方法，其中該等第一及第二部分係該光學元件上之不同部分。
3. 如請求項2之方法，其進一步包括用以在照射該第一部分時阻擋對該第二部分之照射之一屏蔽件。
4. 如請求項3之方法，其中該屏蔽件可位移以允許對該第二部分之照射。
5. 如請求項3之方法，其中該屏蔽件係一光譜純度濾光器(SPF)。
6. 如請求項1之方法，其中藉由平移移動、旋轉移動或平移及旋轉移動來達成使該光學元件位移。
7. 如請求項1之方法，其中該照射源係一EUV光。
8. 如請求項1之方法，其中該等第一及第二部分分別位於第一及第二光學元件上。
9. 如請求項8之方法，其中藉由平移移動、旋轉移動或平移及旋轉移動來使該等第一及第二光學元件中之每一者位移。
10. 如請求項8之方法，其中該等第一及第二光學元件實質上類似。
11. 如請求項1之方法，其中該光學元件係一反射鏡、一光圈、一感 測器、一偵測器、一濾光器或一光柵。
12. 如請求項1之方法，其中該光學元件位移至一清潔區域以定位該經損壞或經污染之第一部分以進行清潔。
13. 一種用於減小對一極紫外光(EUV)標線檢測系統中之一光學元件之損壞及污染之方法，其包括：提供一EUV照射源；將一光束自該EUV照射源傳輸至該光學元件上之一第一部分；及使該光學元件位移，藉此該光束傳輸至該光學元件上之一第二部分。
14. 如請求項13之方法，其中該照射源係一EUV光。
15. 如請求項13之方法，其進一步包括：在照射該第一部分時使用一屏蔽件來阻擋對該第二部分之照射。
16. 如請求項15之方法，其中該屏蔽件可位移以允許對該第二部分之照射。
17. 如請求項15之方法，其中該屏蔽件係一光譜純度濾光器(SPF)。
18. 如請求項13之方法，其中藉由平移移動、旋轉移動或平移及旋轉移動來使該光學元件位移。
19. 如請求項13之方法，其中該等第一及第二部分分別位於第一及第二光學元件上。
20. 如請求項19之方法，其中藉由平移移動、旋轉移動或平移及旋轉移動來使該等第一及第二光學元件中之每一者位移。
21. 如請求項19之方法，其中該等第一及第二光學元件實質上類似。
22. 如請求項13之方法，其中該光學元件係一反射鏡、一光圈、一感測器、一偵測器、一濾光器或一光柵。
23. 如請求項13之方法，其中該光學元件位移至一清潔區域以定位該經損壞或經污染之第一部分以進行清潔。