TW201415172A - 使用小型同步加速器輻射光源之光學特性化系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種小型同步加速器輻射光源，其包含：一電子束產生器；一電子儲存環；一或多個增頻磁鐵(wiggler)插入裝置，其等沿著該電子儲存環之一或多個平直區段佈置，該一或多個增頻磁鐵插入裝置包含一組磁極，該組磁極經組態以產生適於產生沿著該儲存環之電子之行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性交替磁場，其中該一或多個增頻磁鐵插入裝置經配置以提供光至一晶圓光學特性化系統或一光罩光學特性化系統之一組照明光學器件，其中藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之一光束之光展量匹配至一晶圓光學特性化系統及該光罩光學特性化系統之至少一者之該等照明光學器件。

Description

使用小型同步加速器輻射光源之光學特性化系統 【相關申請案的交叉參考】
本申請案係關於且主張最早自以下所列出之(若干)申請案(「相關申請案」)可用之(若干)有效申請日期之權利(例如，主張除臨時專利申請案外之最早可用優先日期，或根據35 USC § 119(e)規定主張臨時專利申請案、(若干)相關申請案之任何或全部前(parent)申請案、前前(grandparent)申請案、前前前(great-grandparent)申請案之權利)。
相關申請案：
針對USPTO額外法定要求，本申請案構成以Yanwei Liu及Daniel C為發明人且於2012年8月14日申請之標題為High Throughput and Availability Wafer and EUV Mask Inspection Systems Employing Low-Cost Wiggler Sources之美國臨時專利申請案第61/682,772號之一正規(非臨時)專利申請案。
本發明大體上係關於晶圓及光罩光學特性化，且更特定言之係關於一種裝備有一基於增頻磁鐵同步加速器輻射光源之半導體晶圓檢測系統、光化EUV光罩檢測系統或光化光罩檢視系統。
在晶圓及光罩檢測系統中，通常實施基於電漿光源以產生極紫外(EUV)光及真空紫外(VUV)光。例如，放電產生電漿(DPP)及雷射產 生電漿(LPP)係EUV照明光源科技中之習知組件。
基於DPP及LPP光源具有若干缺點。例如，尤其在實施DPP光源之科技中，為了達成較高程度之帶內EUV亮度，需要若干光源之時間多工。若干光源之時間多工限制檢測處理量，而同時增加成本及複雜性。
此外，在設計或操作中不可直接控制DPP及LPP光源中之光譜輸出。就光化EUV光罩檢測而言，通常基於藉由可達成多層塗層設計所界定之2%頻寬內過渡輻射之存在而選擇目標材料，且針對整體轉換效率而最佳化電漿溫度。此外，適於光化EUV光罩檢測之一低成本LPP光源可具有與一掃描器高功率LPP光源之光譜性質不同之光譜性質，藉此增加對影像資訊至缺陷適印性之相關檢測之難度。就寬頻晶圓檢測系統(諸如，運用在VUV(100至200nm)區中之光操作之VUV系統)而言，通常需要與可選帶通濾波組合之一寬光譜發射。應注意，少數目標材料顯示寬VUV發射，從而迫使考量常常具有極大不同物理性質之多個目標材料。
此外，LPP及DPP系統中之脈衝重複速率受限於若干實體約束，使得脈衝至脈衝(pulse-pulse)能量波動係顯著的。相應地，在LPP及DPP系統中，與通常實施於深UV光罩檢測系統中之連續波(CW)或似CW(quasi-CW)光源相比，系統能量/輻射劑量(dose)監測及影像正規化必須達成較高水準之效能。歸因於驅動能量傳輸或時序之固有可變性及目標材料情況，脈衝式電漿光源之發射能量及空間分佈具有非所要脈衝至脈衝變動。由於光源重複速率通常為50KHz以下且低至2KHz，而檢測系統之整合時間(integration time)在自1至10ms之範圍中，故檢測系統設計必須適應若干脈衝之大可變性，且通常必須將一均勻器功能併入照明光學器件內以減輕帶內發射空間分佈之波動。
此外，緊密接近於一LPP或DPP光源之電漿的表面及材料通常曝 露於高能量中性及離子通量(其濺射及剝落材料)。因而，通常需要減輕殘餘物(debris)及污染物以保護相關聯下游光學器件及光罩。在EUV光罩檢測/度量衡之超清潔環境要求之情況下，此可係昂貴的且可難以實施。因為一典型DPP光源之粒子生產速率係大約為每周立方釐米，所以殘餘物尤其對於DPP光源係成問題的。
因而，期望提供一種克服先前技術中所識別之不足之照明光源及對應光罩及/或晶圓特性化系統(例如，光化EUV光罩檢測系統、晶圓檢測系統、EUV光罩度量衡系統及類似物)，從而實現至日益增加需求的下一代系統之一清楚路徑。
本發明揭示一種用於產生用於一半導體晶圓光學特性化系統或一光罩光學特性化系統之光之同步加速器輻射光源。在一第一態樣中，該同步加速器輻射光源可包含(但不限於)：一電子束產生器，其經組態以產生一或多個電子束；一電子儲存環，其包含複數個磁鐵，該複數個磁鐵經組態以使該等電子之一軌跡彎曲以循跡一封閉路徑(closed path)；及一或多個增頻磁鐵插入裝置，其等沿著該電子儲存環之至少一平直區段佈置，該一或多個增頻磁鐵插入裝置包含複數個磁極，該等磁極經組態以藉由以垂直於該等電子之行進方向之一方向週期性地加速該等電子而產生適於產生實質上沿著該行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性交替磁場，其中該一或多個增頻磁鐵插入裝置經組態以提供光至一晶圓光學特性化系統及一光罩光學特性化系統之至少一者之一組照明光學器件，其中藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之一光束之光展量匹配至一晶圓光學特性化系統及該光罩光學特性化系統之至少一者之該等照明光學器件。
本發明揭示一種光化EUV光罩檢測系統。在一第一態樣中，該光化EUV光罩檢測系統可包含(但不限於)：一增頻磁鐵同步加速器光 源，其包含：一電子束產生器，其經組態以產生一或多個電子束；一電子儲存環，其包含複數個磁鐵，該複數個磁鐵經組態以使該等電子之一軌跡彎曲以循跡一封閉路徑；一或多個增頻磁鐵插入裝置，其等沿著該電子儲存環之至少一平直區段佈置，該一或多個增頻磁鐵插入裝置包含複數個磁極，該複數個磁極經組態以藉由以垂直於該等電子之行進方向之一方向週期性地加速該等電子而產生適於產生實質上沿著該行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性交替磁場；一光化EUV光罩檢測光學子系統，其至少包含一組照明光學器件及一組物鏡光學器件，其中藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之一光束之光展量匹配至該光化EUV光罩檢測光學子系統之該組照明光學器件；一組光束輸送光學器件，其等經組態以將藉由該增頻磁鐵同步加速器光源之該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之光之一選定波長帶輸送至該組照明光學器件，其中該組照明光學器件經組態以將光自該等光束輸送光學器件引導至佈置於一光罩平台上之一光罩，其中該組物鏡光學器件經組態以接收藉由該光罩反射或散射之光；及一感測器，其經組態以自該組物鏡光學器件接收該光罩之一投影影像。
本發明揭示一種晶圓檢測系統。在一第一態樣中，該晶圓檢測系統可包含(但不限於)：一增頻磁鐵同步加速器光源，其包含：一電子束產生器，其經組態以產生一或多個電子束；一電子儲存環，其包含複數個磁鐵，該複數個磁鐵經組態以使該等電子之一軌跡彎曲以循跡一封閉路徑；一或多個增頻磁鐵插入裝置，其等沿著該電子儲存環之至少一平直區段佈置，該一或多個增頻磁鐵插入裝置包含複數個磁極，該複數個磁極經組態以藉由以垂直於該等電子之行進方向之一方向週期性地加速該等電子而產生適於產生實質上沿著該行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性交替磁場；一晶圓檢測光學子系統，其至少包含一組照明光學器件及一組物鏡光學器件，其中藉由該一或多 個增頻磁鐵插入裝置發射之一光束之光展量匹配至該晶圓檢測光學子系統之該組照明光學器件；一組光束輸送光學器件，其等經組態以將藉由該增頻磁鐵同步加速器光源之該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之寬頻光輸送至該組照明光學器件，其中該組照明光學器件經組態以將光自該等光束輸送光學器件引導至佈置於一晶圓平台上之一晶圓，其中該組物鏡光學器件經組態以接收藉由該晶圓反射或散射之光；及一感測器，其經組態以自該組物鏡光學器件接收該晶圓之一投影影像。
本發明揭示一種EUV光罩反射計系統。在一第一態樣中，該EUV光罩反射計系統可包含(但不限於)：一增頻磁鐵同步加速器光源，其包含：一電子束產生器，其經組態以產生一或多個電子束；一電子儲存環，其包含複數個磁鐵，該複數個磁鐵經組態以使該等電子之一軌跡彎曲以循跡一封閉路徑；一或多個增頻磁鐵插入裝置，其等沿著該電子儲存環之至少一平直區段佈置，該一或多個增頻磁鐵插入裝置包含複數個磁極，該複數個磁極經組態以藉由以垂直於該等電子之行進方向之一方向週期性地加速該等電子而產生適於產生實質上沿著該行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性交替磁場；一光罩反射計光學子系統，其至少包含一組照明光學器件及一組物鏡光學器件，其中藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之一光束之光展量匹配至該光罩反射計光學子系統之該組照明光學器件；一組光束輸送光學器件，其等經組態以將藉由該增頻磁鐵同步加速器光源之該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之光之一選定波長帶輸送至該組照明光學器件，其中該組照明光學器件經組態以將光自該等光束輸送光學器件引導至佈置於一光罩平台上之一光罩，其中該組物鏡光學器件經組態以接收藉由該光罩反射或散射之光；及一感測器，其經組態以接收自該光罩反射或散射藉由該等物鏡光學器件收集之光。
本發明揭示一種多個子系統光罩檢測系統。在一第一態樣中，該多個子系統光罩檢測系統可包含(但不限於)：一增頻磁鐵同步加速器光源：其包含：一電子束產生器，其經組態以產生一或多個電子束；一電子儲存環，其包含複數個磁鐵，該複數個磁鐵經組態以使該等電子之一軌跡彎曲以循跡一封閉路徑；一第一增頻磁鐵插入裝置，其沿著該電子儲存環之一第一平直區段佈置；一第二增頻磁鐵插入裝置，其沿著該電子儲存環之一第二平直區段佈置，其中該第一增頻磁鐵插入裝置及該第二增頻磁鐵插入裝置各自包含複數個磁極，該複數個磁極經組態以藉由以垂直於該等電子之行進方向之一方向週期性地加速該等電子而產生適於產生實質上沿著該行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性交替磁場；一第一光學特性化子系統，其至少包含一第一組照明光學器件，其中藉由該第一增頻磁鐵插入裝置發射之一光束之光展量匹配至該第一光學特性化子系統之該組照明光學器件；一第二光學特性化子系統，其至少包含一第二組照明光學器件，其中藉由該第二增頻磁鐵插入裝置發射之一光束之光展量匹配至該第二光學特性化子系統之該組照明光學器件；一第一組光束輸送光學器件，其等經組態以將藉由該增頻磁鐵同步加速器光源之該第一增頻磁鐵插入裝置發射之光之一選定波長帶輸送至該第一組照明光學器件；及一第二組光束輸送光學器件，其等經配置以將藉由該增頻磁鐵同步加速器光源之該第二增頻磁鐵插入裝置發射之光之一選定波長帶輸送至該第二組照明光學器件。
應瞭解，如所主張，前述一般描述及以下詳細描述兩者僅係例示性的及說明性的，且不必限制本發明。隨附圖式(其等併入本說明書中且組成本說明書之一部分)圖解說明本發明之實施例，且結合一般描述用以說明本發明之原理。
100‧‧‧同步加速器輻射光源/輻射光源/同步加速器光源/增頻磁鐵同步加速器光源/增頻磁鐵同步加速器輻射光源/光源/小型輻射光源設計
101‧‧‧儲存環/電子儲存環
103‧‧‧封閉路徑
104‧‧‧電子束產生器
105‧‧‧電子/電子槍
106‧‧‧彎曲磁鐵
107‧‧‧電子加速器裝置/加速器裝置/加速器
108‧‧‧增頻磁鐵插入裝置/增頻磁鐵裝置/增頻磁鐵/多極增頻磁鐵/多極增頻磁鐵插入裝置
108a‧‧‧第一增頻磁鐵插入裝置
108b‧‧‧第二增頻磁鐵插入裝置
109‧‧‧增頻磁鐵插入裝置
109a‧‧‧適應性電子光學器件/適應性電子束光學器件/入口光學器件
109b‧‧‧適應性電子光學器件/適應性電子束光學器件/出口光學器件/出口電子光學裝置
110‧‧‧RF系統
112‧‧‧同步加速器輻射/光/光束/照明/光罩/光子束/光輸出
112a‧‧‧光
112b‧‧‧光
113‧‧‧電子之行進方向
114‧‧‧電子迴旋加速器裝置
115‧‧‧間隙
116‧‧‧線性加速器
118‧‧‧D型磁鐵
202‧‧‧主極
204‧‧‧端極
206‧‧‧軟磁極/軟磁鐵
300‧‧‧晶圓/光罩檢測或度量衡系統/系統/光學特性化系統/檢測系統/晶圓/光罩特性化系統
301‧‧‧光束輸送光學器件/輸送光學器件
301a‧‧‧光束輸送光學器件
301b‧‧‧光束輸送光學器件
302‧‧‧光罩/晶圓特性化光學子系統/光學特性化子系統
304‧‧‧照明光學器件
310‧‧‧光化EUV光罩檢測系統/系統/光罩檢測系統/檢測系統
310a‧‧‧光化EUV光罩檢測子系統
310b‧‧‧光化EUV光罩檢測子系統
312‧‧‧光罩
313‧‧‧光學子系統/光罩平台
314‧‧‧照明光學器件
314a‧‧‧照明光學器件
314b‧‧‧照明光學器件
316‧‧‧物鏡光學器件
318‧‧‧感測器
320‧‧‧晶圓檢測系統/系統/光罩反射計系統
323‧‧‧光學子系統
324‧‧‧照明光學器件
326‧‧‧物鏡光學器件
328‧‧‧感測器
330‧‧‧反射計系統/反射計類型光罩度量衡系統/光罩反射計系統/ 系統
333‧‧‧光學子系統
334‧‧‧照明光學器件
336‧‧‧物鏡光學器件
338‧‧‧感測器
400‧‧‧系統/多系統架構
402a‧‧‧第一光學特性化子系統/光學特性化子系統/第一光學特性化系統
402b‧‧‧第二子系統/光學特性化子系統/第二光學特性化系統
404a‧‧‧第一組照明光學器件/照明光學器件
404b‧‧‧照明光學器件
408a‧‧‧透通
408b‧‧‧透通
410‧‧‧系統
500‧‧‧系統
502a‧‧‧光學特性化子系統/子系統
502b‧‧‧光學特性化子系統/子系統
504a‧‧‧光學特性化子系統/子系統
504b‧‧‧光學特性化子系統/子系統
506a‧‧‧光學特性化子系統/子系統
506b‧‧‧光學特性化子系統/子系統
508a‧‧‧加工高架式傳送(OHT)系統
508b‧‧‧加工高架式傳送(OHT)系統
參考隨附圖式，熟習此項技術者將更佳理解本發明之各種優點，其中：圖1A係根據本發明之一實施例之具有一增頻磁鐵插入裝置之一同步加速器輻射光源之一簡化示意圖。
圖1B係根據本發明之一實施例之與一軌道電子迴旋加速器裝置組合之一軌道儲存環之一簡化示意圖。
圖2係根據本發明之一實施例之一多極增頻磁鐵插入裝置之一示意圖。
圖3A係根據本發明之一實施例之裝備有一增頻磁鐵同步加速器輻射光源之一光學特性化系統之一方塊圖(block diagram view)。
圖3B係根據本發明之一實施例之裝備有一增頻磁鐵同步加速器輻射光源之一光化EUV光罩檢測系統之一方塊圖。
圖3C係根據本發明之一實施例之裝備有一增頻磁鐵同步加速器輻射光源之一晶圓檢測系統之一方塊圖。
圖3D係根據本發明之一實施例之裝備有一增頻磁鐵同步加速器輻射光源之一EUV光罩反射計系統之一方塊圖。
圖4A係根據本發明之一實施例之裝備有多個增頻磁鐵同步加速器輻射光源之一多個子系統光學特性化系統之一方塊圖。
圖4B係根據本發明之一實施例之裝備有多個增頻磁鐵同步加速器輻射光源之一多個子系統光化EUV光罩檢測系統之一方塊圖。
圖5係根據本發明之一實施例之在製造設備之不同地板上具有電子儲存環及光學特性化子系統之一多個子系統光學特性化之一方塊圖。
應瞭解，如所主張，前述一般描述及以下詳細描述兩者僅係例示性的及說明性的，且不必限制本發明。隨附圖式(其等併入本說明 書中且組成本說明書之一部分)圖解說明本發明之實施例，且結合一般描述用以說明本發明之原理。現將對隨附圖式中所圖解說明之所揭示之標的進行詳細參考。
大體上參考圖1A至圖5，根據本發明描述適於充當一半導體晶圓光學特性化系統或一光罩光學特性化系統之一照明光源之一基於增頻磁鐵同步加速器輻射光源100。
同步加速器輻射源自高度相對論電子之加速度(諸如，在一磁場中之電子之加速度)。已大體上展示，歸因於EUV微影之光譜帶通內之尺寸及功率限制(例如，在λ=13.5nm大約1%至2%)，在基於EUV半導體製程中使用同步加速器光源係不切實際的。然而，申請人提及，寬頻半導體晶圓檢測及窄頻光化EUV光罩檢測(以及光罩度量衡(例如，光化光罩檢視或EUV反射計))之獨特要求提供一經最佳化同步加速器輻射光源與一檢測/度量衡系統之間之一良好匹配。
本發明係關於一種裝備有適於輸送光(例如，窄頻或寬頻光)至一晶圓檢測系統、一光化EUV光罩檢測(AMI)系統、一光化光罩檢視(AMR)系統、一光罩反射計系統及類似物之光學輸入(例如，照明光學器件)之一或多個增頻磁鐵型插入裝置之小型同步加速器輻射光源。此外，本發明作用以平衡同步加速器輻射光源之電子束之空間及角分佈以最佳化(或至少改良)一基於增頻磁鐵同步加速器輻射光源與一給定光學特性化系統之光學子系統之間之光學耦合。在此方面，本發明提供同步加速器輻射光源與檢測/度量衡系統之光學輸入之間之「光展量匹配」以最大化光源利用及減小對同步加速器本身之技術要求。因而，在一可接受容許度(tolerance level)內，可使藉由一基於增頻磁鐵同步加速器輻射光源發射之光之光展量匹配至本發明之一晶圓光學特性化系統或一光罩光學特性化系統之至少一者之光學輸入。
本發明提供一寬頻、可選及可擴縮發射分佈，藉此運用於寬頻 晶圓檢測中利用之寬頻照明來選擇窄頻照明以用於光化EUV光罩檢測(或EUV度量衡)。可通過佈置於增頻磁鐵同步加速器光源之一光子束輸出與一給定光學特性化系統之光學輸入(諸如，照明光學器件之輸入)之間之各種濾波元件(例如，光譜濾波器、繞射光柵及類似物)來選擇波長帶。
此外，本發明係關於對光學耦合至一單個小型基於增頻磁鐵同步加速器光源之多個光學特性化系統之實施。就本發明之目的而言，一光學特性化系統應解釋為適於檢測、檢視、特性化或量測一半導體晶圓或一微影光罩之一或多個特徵之任一光學特性化或量測系統。例如，一光學特性化系統可包含一光化EUV光罩檢測系統、一晶圓檢測系統或一EUV度量衡系統(諸如(但不限於)光化光罩檢視系統或EUV光罩反射計)。
圖1A圖解說明根據本發明之一實施例之裝備增頻磁鐵之同步加速器輻射光源100。在一實施例中，本發明之輻射光源100可包含一電子束產生器104，該電子束產生器104適於產生一或多個電子束105。在另一實施例中，電子束產生器104可包含一電子槍105，該電子槍105經組態以產生電子。在另一實施例中，電子束產生器104可包含一電子加速器裝置107。在又一實施例中，電子槍105可操作耦合至電子加速器裝置107以使得將藉由電子槍產生之電子注入至加速器裝置107中以用於加速。在另一實施例中，電子加速器裝置107可包含(但不限於)一直線加速器裝置(例如，線性電子加速器)。在另一實施例中，電子加速器裝置107可包含(但不限於)一小型電子迴旋加速器裝置。如圖1B中所展示，一小型電子迴旋加速器裝置114可在經由D型磁鐵118(例如，D型電磁鐵)之對實現之一軌道幾何圖形中利用一改良式線性加速器116加速電子。在此方面，電子槍105可將電子發射至電子迴旋加速器裝置114中。接著，該等電子經由線性加速器116加速，使得 其等各自通過電子迴旋加速器裝置114之「軌道」路徑。在另一實施例中，電子迴旋加速器裝置平面可係水平的或垂直的。在又一實施例中，電子迴旋加速器裝置平面可經配置以使得其與儲存環101共面。
再次參考圖1A，根據本發明之一實施例，本發明之輻射光源100可包含一小型電子儲存環101。在另一實施例中，輻射光源100之電子儲存環101可包含(但不限於)複數個磁鐵，該複數個磁鐵經組態以使自電子束產生器104發射之電子之軌跡彎曲至關於儲存環101之一封閉路徑中。例如，如圖1A中所展示，一旦將電子105注入至儲存環中，則其等可相對於關於儲存環101之封閉路徑103循環。在一實施例中，彎曲磁鐵106可包含(但不限於)一或多個永久磁鐵。在另一實施例中，彎曲磁鐵106可包含(但不限於)一或多個電磁鐵。在另一實施例中，彎曲磁鐵106可包含(但不限於)一或多個超導磁鐵。
在另一實施例中，電子儲存環101平面可水平或垂直配置。在又一實施例中，電子迴旋加速器裝置平面可經配置以使得其與儲存環101共面。
在另一實施例中，同步加速器輻射光源100包含一RF系統110，該RF系統110經組態以在電子相對於電子儲存環101循環時供應能量至該等電子。RF系統110可包含此項技術中已知之任一RF系統。
在另一實施例中，輻射光源100包含一或多個增頻磁鐵插入裝置108。在一實施例中，輻射光源100之各增頻磁鐵插入裝置108沿著電子儲存環101之一平直區段佈置(如圖1A中所描繪)。
圖2圖解說明根據本發明之一實施例之一增頻磁鐵插入裝置108之一示意圖。在一實施例中，輻射光源100之一或多個增頻磁鐵插入裝置108包含複數個磁極，該等磁極適於產生用於產生沿著電子之行進方向113發射之同步加速器輻射112之一週期性交替磁場。一或多個增頻磁鐵插入裝置108藉由沿著垂直於行進方向之一方向週期性地加 速通過一給定增頻磁鐵插入裝置108之間隙115(例如，增頻磁鐵插入裝置108之頂部部分與底部部分之間之間隙)之電子而產生沿著該行進方向之同步加速器輻射112。
在一實施例中，一或多個增頻磁鐵插入裝置108包含一組主極202及一組軟磁極206。在又一實施例中，該組軟磁鐵206之各者在鄰近對主極202之各者之間交錯。在另一實施例中，主極202由此項技術中已知之任一永久磁性材料形成。在另一實施例中，軟磁極206可由此項技術中已知之任一軟磁性材料形成。例如，軟磁鐵206可包含基於鈷鐵磁性合金(諸如(但不限於)PERMENDUR)。在又一實施例中，一或多個增頻磁鐵插入裝置108包含一組端極204。在另一實施例中，該組端極204可由一永久磁性材料形成。
本文中應注意，本發明之同步加速器輻射光源100之小型特徵部分經由小型增頻磁鐵設計及/或小型電子儲存環設計而實現。在一實施例中，就一基於永久磁鐵(PM)增頻磁鐵插入裝置而言，PM增頻磁鐵插入裝置之尺寸可經加工以具有大約1至3m之一長度。進一步認知，適於本發明中之實施方案之超導磁鐵(SM)增頻磁鐵插入裝置所需之尺寸可短於基於PM增頻磁鐵插入裝置之尺寸。
在另一實施例中，本發明之同步加速器光源100之小型設計係藉由電子儲存環101之各種設計特徵而實現。在一實施例中，同步加速器光源100之儲存環101可經組態以產生具有實質上介於100MeV與600MeV之間之一「低」能量且具有介於大約100至900mA之間之適度電流之一電子束。本文中應注意，對電子儲存環設計之低能量之選擇允許用於一小型電子環101及加速器107。在另一實施例中，大約0.5之一彎曲半徑可允許用於儲存環101之一小型設計。
在另一實施例中，增頻磁鐵同步加速器光源100可包含一組適應性電子光學器件109a、109b，其等經組態以在電子束通過一或多個增 頻磁鐵插入裝置108時操縱該電子束之一或多個空間特性。本文中應注意，自一或多個增頻磁鐵裝置輸出之光112之光展量係電子束(在其通過一或多個增頻磁鐵插入裝置108時)之空間範圍及藉由一或多個增頻磁鐵插入裝置108在該電子束上之操作引起之光子束之角範圍之一函數。因而，可藉由操縱電子束之空間範圍而控制光束112之光展量。
在又一實施例中，該組適應性電子光學器件109a、109b經組態以藉由調整一或多個增頻磁鐵插入裝置內之電子儲存環101之電子束之空間範圍而使藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置108發射之光束112之光展量匹配至一相關聯光學特性化系統之光學輸入。本文中進一步額外詳細描述該等適應性電子光學器件109a及109b。
圖3A圖解說明裝備有一增頻磁鐵同步加速器光源100之一晶圓/光罩檢測或度量衡系統300之一簡化方塊圖。應再次注意，貫穿本發明描述之增頻磁鐵同步加速器光源100可搭配此項技術中已知之任一晶圓或光罩檢測或度量衡光學架構實施。例如，如圖3A中所展示，系統300可包含增頻磁鐵同步加速器光源100、一組光束輸送光學器件301及一光罩/晶圓特性化光學子系統302。
在一實施例中，適應性電子光學器件109a、109b可藉由調整電子儲存環101之電子束之一或多個空間特性而使光束112之光展量匹配至光學特性化系統300之照明光學器件304之組。在另一實施例中，該組適應性電子光學器件109a、109b可藉由增加所發射光束112之光展量而使該光束112之光展量匹配至檢測系統300之照明光學器件304。在又一實施例中，該組適應性電子束光學器件109a、109b可在電子束通過一或多個增頻磁鐵插入裝置108時藉由放大該電子束之空間範圍而增加光束112之光展量。
在另一實施例中，適應性電子光學器件109a及109b可佈置於一或 多個增頻磁鐵插入裝置108之兩端處。在又一實施例中，適應性電子光學器件可包含分別於一或多個增頻磁鐵插入裝置108之前及之後定位之一組入口光學器件109a及出口光學器件109b。本文中應再次注意，在電子通過一或多個增頻磁鐵插入裝置時放大電子束之空間範圍可引起藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置108發射之光束112之光展量之一增加。在此方面，可藉由入口光學器件109a放大電子束之空間範圍以使得藉由一或多個增頻磁鐵裝置108發射之光束112之光展量匹配光學特性化子系統302之一或多個照明光學器件304之一輸入。繼而，一或多個出口電子光學裝置109b可在電子束離開一或多個增頻磁鐵裝置108之後使該電子束之空間範圍縮合(collapse)。在一實施例中，一或多個出口電子光學裝置109b可使離開電子束之空間範圍縮合以使得其在電子儲存環中具有一穩定軌道。在另一實施例中，一或多個出口電子光學裝置109b可使離開電子束之空間範圍縮合以使得其具有實質上類似於在進入該一或多個增頻磁鐵插入裝置108中之前之電子束之空間範圍之一空間範圍。本文中應注意，使電子束之離開空間範圍實質上匹配至入口空間範圍之空間範圍並非本發明之一要求。
在另一實施例中，將來自增頻磁鐵同步加速器光源100之一增頻磁鐵108之光輸送至晶圓/光罩特性化系統300之光學子系統之光學輸入。例如，可將來自增頻磁鐵同步加速器光源100之一增頻磁鐵108之光輸送至晶圓/光罩特性化系統300之光學子系統之一組照明光學器件304之光學輸入。在又一實施例中，來自增頻磁鐵108之光經由一組光束輸送光學器件301輸送至該組照明光學器件304。在另一實施例中，光束輸送光學器件301可包含此項技術中已知之任一光束輸送光學器件。例如，光束輸送光學器件301可包含(但不限於)光束控制光學器件(例如，鏡、光束分離器、透鏡及類似物)，其等經組態以將照明112自同步加速器光源100之增頻磁鐵108引導至系統300之照明光學器 件304。例如，光束輸送光學器件301之光束控制光學器件可包含適於將光自同步加速器光源100引導至照明光學器件304之一組轉射鏡(relay mirror)。舉另一實例而言，光束輸送光學器件可包含(但不限於)光譜濾波光學器件及經組態以將照明112之選定波長帶自增頻磁鐵108傳輸或引導至系統300之照明光學器件之一或多個繞射光柵。
增頻磁鐵同步加速器光源100可充當一光學特性化系統300之一照明光源。光學特性化系統可包含(但不限於)光化EUV光罩檢測系統、晶圓檢測及EUV光罩度量衡系統(諸如，一光化光罩檢視系統或一EUV光罩反射計系統)。
圖3B圖解說明裝備有貫穿本發明描述之增頻磁鐵同步加速器輻射光源100之一光化EUV光罩檢測系統310之一方塊圖。本文中應注意，系統300之各種組件之描述應解釋為延伸至系統310。在一實施例中，將來自增頻磁鐵同步加速器光源100之光輸送至光化EUV光罩檢測系統310之一光學子系統313。光學子系統313可包含(但不限於)照明光學器件314、物鏡光學器件316及感測器318。在此方面，來自增頻磁鐵同步加速器光源100之光經由光束輸送光學器件301(例如，光束控制光學器件、轉射鏡、光譜濾波光學器件、繞射光柵及類似物)輸送至光罩檢測系統310之一組照明光學器件314。在一實施例中，歸因於一光化EUV光罩檢測系統(或光化光罩檢視系統)之窄頻要求，光束輸送光學器件301之光譜濾波光學器件或繞射光柵可用以自光源100之增頻磁鐵108選擇性過濾寬頻照明以使得僅將一選定波長帶(例如，13.5nm EUV)提供至光罩檢測系統310之照明光學器件314。
在又一實施例中，光束輸送光學器件301之光譜濾波光學器件或繞射光柵可用以選擇質心波長以用於傳輸至檢測系統(或檢視系統)之照明光學器件314。本文中應注意，在藉由系統310進行之檢測(或檢視)程序中使用質心波長可導致改良精確度之缺陷適印性估計。在一 態樣中，對用於影像擷取之檢測或檢視波長外加(coupled with)對用於「晶圓平面」檢視之一計算模型之小心選擇可導致更簡單且更精確估計缺陷列印。在另一態樣中，在一較寬範圍內(但在光學子系統313之組件之多層表面之光譜頻寬內)對用於檢測(或檢視)程序中之照明外加光子及電子偵測器或分光計之調諧提供額外資訊(例如，組合物資訊)至缺陷分類程序。
在另一實施例中，照明光學器件314可將照明自輸送光學器件301引導至佈置於一光罩平台313上之一光罩312。在一實施例中，光罩312可包含(但不限於)一反射式光罩。例如，光罩312可包含具有佈置於一共振反射式基板(例如，Mo-Si多層)上之一圖案化吸收層之一反射式光罩。
本文中應注意，光化EUV光罩檢測系統310之照明光學器件314可包含適用於一組EUV照明光學器件之任何光學組件。例如，照明光學器件可包含(但不限於)適於將照明自光束輸送光學器件301引導至光罩之EUV鏡(例如，用於反射EUV光(例如，13.5nm光)之多層鏡)。在另一實施例中，自光罩312之一或多個區反射之光藉由物鏡光學器件316收集。接著物鏡光學器件316可將光罩312之一或多個照明部分之一影像投影至一感測器318。在另一實施例中，系統310之物鏡光學器件316可包含適用於一組EUV投影光學器件中之任何光學組件。例如，該等投影光學器件可包含(但不限於)適於將光罩312之一或多個部分之影像投影至感測器318之一成像區上之一系列EUV鏡。在另一實施例中，感測器318可包含此項技術中已知之任一感EUV(EUV-sensitive)感測器。例如，感測器318可包含(但不限於)一CCD感測器。舉另一實例而言，感測器318可包含(但不限於)一具備TDI功能(TDI-enabled)之CCD感測器(例如，具備TDI功能之矽CCD感測器)。本文中應注意，光罩312中或光罩312上一缺陷之存在可引起光子藉由 該光罩之反射或散射之一改變，藉此改變藉由感測器318獲得之影像之一或多個部分。進一步應注意，光化EUV光罩檢測程序之靈敏度通過每影像像素所記錄之光子之統計波動(亦即，散粒雜訊效應(shot noise effect))連結至與給定缺陷互動之光子之數目。因而，期望在檢測系統(諸如光化EUV光罩檢測系統310)中利用高亮度照明光源。
在另一實施例中，系統310可包含通信地耦合至感測器318之一或多個計算系統(未展示)。例如，一或多個計算系統可包含：一或多個電腦處理器；一記憶體，其用於儲存用於引導一或多個處理器之資料及程式指令以進行貫穿本發明描述之各種資料處理步驟。在此方面，計算系統之一或多個處理器可自感測器318接收指示藉由感測器318接收之檢測資料之一或多個信號。繼而，計算系統可執行一或多個處理及分析常式(routine)以處理及分析用於光罩檢測(例如，圖案檢測或缺陷檢測)之偵測資料。
在一實施例中，可以此項技術中已知之任一方式控制藉由同步加速器光源100之多極增頻磁鐵108發射之光子束之光展量。在又一實施例中，系統310可使藉由增頻磁鐵同步加速器光源100之增頻磁鐵108發射之光束之光展量與光罩檢測系統310之一光學輸入(諸如，該組照明光學器件314)匹配。此處應認知，本發明之光化EUV光罩檢測系統310中之光展量匹配可幫助最大化光源利用，同時減小對同步加速器光源100之技術要求。
在一實施例中，可藉由操縱光源100之電子束之空間特性來控制來自同步加速器光源100之增頻磁鐵108之光束112之光展量。在此方面，可操縱電子束在儲存環101中之相位空間分佈以控制藉由同步加速器光源100發射之EUV光束之光展量。相位空間分佈操縱提供一靈活及無損方式以填充光學子系統313之照明光學器件314之照明光瞳。在此方面，可通過選擇儲存環101中之聚焦磁鐵設計而將進入檢測系 統310之照明光學器件314之光子束之光展量設定於一選定位準。例如，可通過選擇儲存環101中之聚焦磁鐵設計而將進入檢測系統310之照明光學器件314之光子束之光展量設定於由給定檢測系統架構所需之一位準。本文中應注意，此能力源自藉由增頻磁鐵108發射之光子束112之角分佈(例如，1mrad之數量級)係藉由通過該增頻磁鐵108之電子束之週期性偏移而產生之事實。進一步應注意，增頻磁鐵束之週期性偏移遠大於電子束之發散角(例如，1μrad之數量級)。
此處應認知，可以此項技術中已知之任一方式而使增頻磁鐵同步加速器光源100之光展量匹配至檢測系統310之光學子系統313之照明光學器件314。
如先前所描述，光化EUV光罩檢測系統310之增頻磁鐵同步加速器光源100可包含經組態以使藉由一或多個增頻磁鐵插入裝置108發射之光束112之光展量匹配至光化EUV光罩檢測系統310之光學輸入(例如，照明光學器件314之組)之該組適應性電子光學器件109a、109b。此外，適應性電子光學器件109a、109b可藉由調整電子儲存環101之電子束之一或多個空間特性而使光束112之光展量匹配至光化EUV光罩檢測系統310之該組照明光學器件314。例如，該組適應性電子束光學器件109a、109b可藉由在電子束通過一或多個增頻磁鐵插入裝置108時放大該電子束之空間範圍而增加光束112之光展量(以便匹配檢測系統310之輸入要求)。
在一實施例中，適應性電子光學器件之入口光學器件109a及出口光學器件109b可包含(但不限於)分別於一或多個增頻磁鐵插入裝置108之前及之後定位之一組偏斜四極磁鐵。在此方面，偏斜四極磁鐵適於產生具有足以產生匹配檢測系統310之光學子系統313之要求之一光輸出112之一尺寸之一電子束。在另一實施例中，適應性電子光學器件可包含(但不限於)於一或多個增頻磁鐵插入裝置108之前或之後 定位之一組電磁鐵束調變裝置。在此方面，該組電磁鐵束調變裝置經組態以依高頻率控制電子束以使得平均(偵測器回應時間內)束空間特性足以產生匹配檢測系統310之光學子系統313之要求之一光輸出112。本文中應注意，由於光束112之光展量受控於來自一單個電子之同步加速器發射分佈與插入裝置內之電子束空間及角分佈之迴旋積(convolution)，故在不中斷「自然」電子束發射之情況下達成所需光展量。
在另一實施例中，在電子束發射之平衡或「自然」條件下，同步加速器光源100之一磁鐵「格」之設計可提供藉由增頻磁鐵插入裝置108發射之光之所需光展量。David Attwood之Soft X-Rays and Extreme Ultraviolet Radiation(第一版，Cambridge University出版社，1999，pp.172-188)中描述在一同步加速器光源中使用一磁鐵格以控制光展量，該案之全文以引用的方式併入本文中。
在另一實施例中，可經由藉由增頻磁鐵插入裝置108發射之光之光譜色散來控制來自同步加速器光源100之增頻磁鐵108之光束之光展量。一光化EUV光罩檢測系統所需之頻寬(例如，1%至2%)可係選自增頻磁鐵108經由自一繞射光柵之一階繞射之寬頻輸出。在另一實施例中，針對一給定頻寬，繞射光柵(未展示)之角色散匹配至照明光學器件314之入口孔徑。
在另一實施例中，檢測系統310所需之功率藉由系統310之所需亮度及系統310之光展量之乘積給出。繼而，系統310之光展量由系統310之接受立體角及照明面積之乘積組成。在光化EUV光罩檢測之內容背景中，一給定光罩大體上僅運用在一給定時間照明之給定光罩之一小區光柵掃描。一光化EUV光罩檢測系統之光展量通常係小的，導致檢測系統之同時適度平均功率及高亮度。例如，為在僅利用少數基於TDI-CCD感測器時支援1小時/光罩之一高處理量，一典型光化EUV 光罩檢測系統之照明光源應具有大約100至1000W/(mm2-Sr)之一亮度。相比之下，一基於Xe放電產生電漿(DPP)光源可具有約5W/(mm2-Sr)之一可用亮度，而基於Xe雷射產生電漿(LPP)光源可具有大約25W/(mm2-Sr)之一可用亮度。然而，一典型光化EUV光罩檢測系統之平均功率要求大約為0.2至2W，此源自一典型光化EUV光罩檢測系統所需之小光展量(例如，1至4 x 10-3mm2)。
本文中應注意，一典型光化EUV光罩檢測系統之光展量大體上為高於一典型同步加速器輻射光束之數量級之數量級。進一步應注意，一同步加速器輻射光源之光展量係藉由電子束發射(其可在一寬範圍內裁剪(tailor))及同步加速器發射(其具有小角分佈)之迴旋積產生。因而，可通過設計電子儲存環101及增頻磁鐵插入裝置108之電子光學器件而針對光化EUV光罩檢測(以及寬頻晶圓檢測)而最佳化本發明之小型同步加速器光源100之設計(或至少改良至一足夠水準)。
本文中進一步應注意，本發明之多極增頻磁鐵插入裝置108允許用於在全部週期中產生EUV光。因而，多極增頻磁鐵插入裝置108提供一直接路徑以增加一給定光學特性化系統(例如，光化EUV光罩檢測系統或晶圓檢測系統)中之寬頻功率。光化EUV光罩檢測(例如，在13.5nm 2.5%頻寬)自一增頻磁鐵插入裝置之帶內EUV功率(以瓦特為單位)給出如下：
其中L係總增頻磁鐵長度(m)且藉由L=NLw給出，其中N係週期之總數目且Lw係增頻磁鐵週期之尺寸(m)。此外，B係增頻磁鐵中之峰值磁場(T)，I係束電流(A)且G1係一能量相依因數，其中E係光子能量(例如，對於13.5nm光，該能量為92eV)，且Ec表示臨界能量，藉由Ec=(665eV)Ee 2．B給出，其中Ee係電子束能量(以GeV為單位)。 David Attwood之Soft X-Rays and Extreme Ultraviolet Radiation(第一版，Cambridge University出版社，1999，pp.172-188)中描述增頻磁鐵插入裝置，該案之全文以引用的方式併入本文中。
此外，在其中已就光化EUV光罩檢測之峰值輸出之目的選定儲存環101之能量之設定中，亦產生在較長波長(例如，100至200nm)適於晶圓檢測之顯著頻寬輸出。
在一實施例中，如貫穿本發明描述之一小型低能量增頻磁鐵同步加速器光源100可具有以下參數：Ee=270MeV、B=2T(永久磁鐵位準)、L=1m、N=6、Lw=16cm、I=200mA。基於上文提供之方程式，此一組參數可產生在0.4W之EUV帶內功率，此滿足當前光化EUV光罩檢測要求。申請人提及，所列出之同步加速器光源參數僅提供用於闡釋性目的，且不應解釋為限制本發明。
在一實施例中，具有如上文所列出之特性之一小型低能量增頻磁鐵同步加速器光源可具有諸如1.9(v)x 101(h)mrad之光束發散角。就光化EUV光罩檢測而言，光展量要求可需要大約4400(v)x 100(h)μm之光束尺寸。申請人提及，此一光束大體上大達典型同步加速器標準。歸因於電子槍上光展量限制之有效消除，此一組態允許收集增加之電流，藉此導致減小之儲存環填充時間。
本文中應注意，當在全部頻率內積分時，增頻磁鐵108之總輻射功率可係10至100W之數量級。本文中進一步認知，可利用各種濾波方法調節輸入至光化EUV光罩檢測系統310之照明光學器件314之功率。例如，併入光束輸送光學器件301之一吸收器可用以調節輸入至照明光學器件314中之功率。舉另一實例而言，一繞射光柵可用以調節輸入至照明光學器件314中之功率。
在另一實施例中，檢測系統310可包含佈置於同步加速器光源100之電子儲存環101之路徑中之一聚頻磁鐵(undulator)(未展示)。本 文中應注意，在窄頻系統(例如，光化EUV光罩檢測系統或光化光罩檢視系統)中，在考量帶外輻射之情況下，一聚頻磁鐵可用於同步加速器光源100之儲存環101內。在儲存環101內利用一聚頻磁鐵可提供改良之輻射性質。例如，使用一聚頻磁鐵可提供集中於藉由光源100發射之一所要波長之更清潔及可調諧輻射。
在另一實施例中，可使藉由增頻磁鐵插入裝置108發射之光112線性偏振。本文中應注意，EUV光(例如，λ=13.5nm)之布魯斯特角接近45°。因而，針對在45°入射於一調諧鏡上之一非偏振光束，入射光束內之p偏振光被吸收。因此，將多層塗層鏡上光之入射角限制至小值(亦即，「正入射」鏡)。在一實施例中，針對大入射角可藉由限制轉向一單個平面之光束及定向增頻磁場而避免此等損耗，使得其提供一s偏振輸出。
儘管本發明主要探討將增頻磁鐵同步加速器輻射光源100整合於一光化EUV光罩檢測系統(例如，系統310)中，然本文中應注意，所描述之實施例、程序及原理可延伸至各種其他晶圓/光罩光學特性化系統。在一實施例中，增頻磁鐵同步加速器輻射光源100可實施於一寬頻晶圓檢測系統(例如，晶圓檢測系統320)之內容背景中。在另一實施例中，增頻磁鐵同步加速器輻射光源100可實施於一窄頻度量衡系統(諸如，一光化光罩檢視系統(未展示)及一EUV光罩反射計系統(例如，反射計系統330))之內容背景中。
圖3C圖解說明適於實施先前本文中所描述之基於增頻磁鐵同步加速器輻射光源之一晶圓檢測系統320之一方塊圖。在一實施例中，將來自增頻磁鐵同步加速器光源100之光輸送至晶圓檢測系統320之一光學子系統323。光學子系統323可包含(但不限於)照明光學器件324、物鏡光學器件326及感測器328。在此方面，來自增頻磁鐵同步加速器光源100之光經由光束輸送光學器件301(諸如，光束控制光學 器件、轉射鏡及濾波光學器件(例如，光譜濾波光學器件、繞射光柵及類似物))輸送至晶圓檢測系統320之一光學輸入(諸如，該組照明光學器件324)。本文中應注意，系統300及310之各種組件之描述應解釋為延伸至系統320。
本文中進一步應注意，圖3C中所描繪之系統320之光學組件之特定配置並非係限制的，且僅提供用於闡釋性目的。實情係，本文中應注意，本發明可延伸至此項技術中已知之任一晶圓檢測系統架構(諸如，一暗場晶圓檢測系統或一亮場晶圓檢測系統)。
圖3D圖解說明適於實施本文中先前所描述之基於增頻磁鐵同步加速器輻射光源之一反射計類型光罩度量衡系統330之方塊圖。在一實施例中，將來自增頻磁鐵同步加速器光源100之光輸送至光罩反射計系統330之一光學子系統333。光學子系統333可包含(但不限於)照明光學器件334、物鏡光學器件336及感測器338。在此方面，來自增頻磁鐵同步加速器光源100之光經由光束輸送光學器件301(諸如，光束控制光學器件、轉射鏡及濾波光學器件(例如，光譜濾波光學器件、繞射光柵及類似物))輸送至光罩反射計系統330之一光學輸入(諸如，該組照明光學器件334)。在一實施例中，歸因於光罩反射計系統330之窄頻要求，光束輸送光學器件301之光譜濾波光學器件或一繞射光柵可用以選擇性過濾來自光源100之增頻磁鐵108之寬頻照明，以使得僅將一選定波長帶(例如，13.5nm EUV)提供至光罩反射計系統之照明光學器件334。本文中應注意，系統300至320之各種組件之描述應解釋為延伸至系統330。
本文中進一步應注意，圖3D中所描繪之系統330之光學組件的特定配置並非係限制的，且僅提供用於闡釋性目的。實情係，本文中應注意，本發明可延伸至此項技術中已知之任一光罩度量衡系統架構(諸如，一光化光罩檢視系統、一基於EUV反射計系統及類似物)。
圖4A圖解說明根據本發明之一實施例之包含光學耦合至一單個小型基於增頻磁鐵同步加速器光源100之多個光學特性化系統之一系統400之一方塊圖。本文中應注意，如圖4A中所展示，光學子系統幾何結構、增頻磁鐵插入裝置幾何結構及同步加速器光源佈局之聯合最佳化(或改良)係將多個光學特性化子總成光學地耦合至一單個同步加速器輻射光源100。此外，一或多個增頻磁鐵插入裝置108及電子儲存環101之小型設計(如本文中先前所論述)實現同步加速器輻射光源100之小型設計。此小型輻射光源設計100繼而允許用於將一單個電子儲存環101之多個光子束輸出耦合至多個光學特性化子系統。在一實施例中，多系統架構400包含：一第一光學特性化子系統402a，其包含一第一組照明光學器件404a；及一第二子系統402b，其包含一第二組照明光學器件。在又一實施例中，同步加速器輻射光源100可包含一第一增頻磁鐵插入裝置108a及一第二增頻磁鐵插入裝置108b。在此方面，藉由第一增頻磁鐵插入裝置108a發射之光112a可藉由一第一組光束輸送光學器件(例如，控制光學器件、中繼光學器件、濾波元件及類似物)引導至光學特性化子系統402a之照明光學器件404a。同樣地，藉由第二增頻磁鐵插入裝置108b發射之光112b可藉由一第二組光束輸送光學器件引導至光學特性化子系統402b之照明光學器件404b。
在又一實施例中，第一光學特性化系統402a及第二光學特性化系統402b可包含本文中先前所描述之任一光學特性化子系統，諸如，一光化EUV光罩檢測子系統、一晶圓檢測子系統或一EUV光罩度量衡系統(例如，光化光罩檢視系統或EUV光罩反射計)。在另一實施例中，照明光學器件404a、404b可包含本文中先前所描述之分別適於接收自光束輸送光學器件301a、301b至一光罩或晶圓之任一組照明光學器件。本文中應注意，系統300至330之各種組件之描述應解釋為延伸至系統400。
儘管圖4A僅描繪耦合至一單個同步加速器輻射光源100之兩個光學特性化子系統402a、402b，然本文中應注意，可將額外光學特性化子系統(例如，一第三光學特性化子系統、一第四光學特性化系統等)耦合至該單個同步加速器輻射光源100。在一實施例中，同步加速器輻射光源100可針對各光學特性化子系統包含一單獨增頻磁鐵插入裝置108。
圖4B圖解說明根據本發明之一實施例之包含光學耦合至一單個基於增頻磁鐵同步加速器光源100之多個光化EUV光罩檢測子系統310a、310b之一系統410之一方塊圖，其中電子儲存環101配置於多個光學特性化系統下方。在此實施例中，同步加速器輻射光源100之電子儲存環101可在加工地板下方配置於一下層加工地板中。在又一實施例中，光束輸送光學器件301a、301b可通過透通(pass-through)408a、408b將光輸送至各光化EUV光罩檢測子系統310a、310b之照明光學器件314a、314b。本文中應注意，系統300至330之各種組件之描述應解釋為延伸至系統410。
儘管系統410圖解說明兩個光化EUV光罩檢測子系統310a、310b，然本文中應注意，任意數目個檢測/度量衡系統可實施於系統410之內容背景中。此外，系統410可實施貫穿本發明描述之各種光學特性化子系統之任一者。此外，系統410可同時實施不同類型之光學特性化子系統。例如，(然而未展示)一第一子系統可包含一窄頻(例如，使用光譜濾波達成之窄頻)光化EUV光罩檢測子系統，而一第二子系統可包含一寬頻晶圓檢測子系統。
圖5圖解說明根據本發明之一實施例之包含光學耦合至一單個基於增頻磁鐵同步加速器光源100之多個光學特性化子系統502a、502b、504a、504b、506a及506b之一系統500之一方塊圖，其中電子儲存環101配置於多個光學特性化系統下方。
在一實施例中，系統500可包含一或多個加工高架式傳送(OHT)系統508a、508b，其等經組態以選擇性平移光學特性化子系統502a、502b、504a、504b、506a及506b之一或多者。在此方面，回應於一組預程式化之程式指令及/或使用者輸入之一控制器(未展示)可引導該等子系統之一或多者以移動該等子系統之一或多者使其與地板透通408a、408b之一者對準。例如，一給定子系統可藉由一給定OHT平移至透通408a、408b之一者上方之一位置中。一旦在適當位置中，則光束輸送光學器件301a、301b可使增頻磁鐵插入裝置108之輸出與給定子系統502a、502b、504a、504b、506a及506b之照明光學器件光學地耦合。接著，一旦完成檢測/度量衡程序，則系統500可將所量測子系統移出相對於透通408a、408b之位置且將一新穎子系統移動至位置中。如需要，此程序可重複。本文中應注意，系統300至330、400及410之各種組件之描述應解釋為延伸至系統500。
熟習此項技術者將認知，在此項技術內，以本文中所闡述之方式描述裝置及/或程序且此後使用工程實踐以將所描述之此等裝置及/或程序整合至資料處理系統中係普遍的。即，本文中所描述之該等裝置及/或程序之至少一部分可經由適量實驗而整合至一資料處理系統中。熟習此項技術者將認知，一典型資料處理系統大體上包含一系統單元外殼、一視訊顯示裝置、一記憶體(諸如揮發性及非揮發性記憶體)、處理器(諸如微處理器及數位信號處理器)、計算實體(諸如，操作系統、驅動器、圖形使用者介面及應用程式)、一或多個互動裝置(諸如，一觸控板或螢幕)及/或控制系統(其包含回授迴路及控制馬達(例如，用於感測位置及/或速度之回授；用於移動及/或調整組件及/或數量之控制馬達))之一或多者。可利用任何適合市售組件(諸如，通常發現於資料計算/通信及/或網路計算/通信系統中之組件)實施一典型資料處理系統。
本文中所描述之標的有時圖解說明包含於不同其他組件內或與不同其他組件連接之不同組件。應瞭解，所描繪之此等架構僅係例示性的，且事實上可實施達成相同功能性之其他架構。在一概念性意義上，組件達成相同功能性之任一配置係有效「相關聯」的，使得達成所要功能性。因此，本文中為達成一特定功能性所組合任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」以使得達成所要功能性，不考慮架構或中間組件。同樣地，如此相關聯之任何兩個組件可被視為彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能性，且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為「可耦合」至彼此以達成所要功能性。可耦合之具體實例包含(但不限於)可實體結配(mateable)及/或實體互動組件及/或可無線互動及/或無線互動組件及/或邏輯互動及/或可邏輯互動組件。
儘管已展示及描述本文中所描述之本標的之特定態樣，然熟習此項技術者將明白，基於本文中之教示，在不脫離本文中所描述之標的及其更寬態樣之情況下可進行改變及修改，且(因此)隨附申請專利範圍應涵蓋於其等範疇內，同樣地，全部此等改變及修改應在本文中所描述之標的之真實精神及範疇內。
儘管已圖解說明本發明之特定實施例，然顯而易見，在不脫離前述揭示之範疇及精神之情況下，熟習此項技術者可進行本發明之各種修改例及實施例。相應地，本發明之範疇應僅受限於附屬於本發明之申請專利範圍。
據信，藉由前述描述將理解本發明及其許多伴隨優點，且將明白，在不脫離所揭示標的之情況下或不犧牲其全部材料優點之情況下，可作出組件之形式、構造及配置上之各種改變。所描述之形式僅係說明性的，且以下申請專利範圍旨在涵蓋及包含此等改變。
此外，應瞭解，本發明由隨附申請專利範圍所定義。
100‧‧‧同步加速器輻射光源/輻射光源/同步加速器光源/增頻磁鐵同步加速器光源/增頻磁鐵同步加速器輻射光源/光源/小型輻射光源設計
101‧‧‧儲存環/電子儲存環
103‧‧‧封閉路徑
104‧‧‧電子束產生器
105‧‧‧電子/電子槍
106‧‧‧彎曲磁鐵
107‧‧‧電子加速器裝置/加速器裝置/加速器
108‧‧‧增頻磁鐵插入裝置/增頻磁鐵裝置/增頻磁鐵/多極增頻磁鐵/多極增頻磁鐵插入裝置
109‧‧‧增頻磁鐵插入裝置
109a‧‧‧適應性電子光學器件/適應性電子束光學器件/入口光學器件
109b‧‧‧適應性電子光學器件/適應性電子束光學器件/出口光學器件/出口電子光學裝置
110‧‧‧RF系統
112‧‧‧同步加速器輻射/光/光束/照明/光罩/光子束/光輸出
113‧‧‧電子之行進方向

Claims (48)

  1. 一種用於產生用於一光學特性化系統之光之小型同步加速器輻射光源，其包括：一電子束產生器，其經組態以產生一或多個電子束；一電子儲存環，其包含複數個磁鐵，該複數個磁鐵經組態以使該等電子之一軌跡彎曲以循跡一封閉路徑；及一或多個增頻磁鐵插入裝置，其等沿著該電子儲存環之至少一平直區段佈置，該一或多個增頻磁鐵插入裝置包含複數個磁極，該複數個磁極經組態以藉由以垂直於該等電子之行進方向之一方向週期性地加速該等電子而產生適於產生實質上沿著該行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性交替磁場，其中該一或多個增頻磁鐵插入裝置經組態以提供光至該光學特性化系統之一光學輸入，其中藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之一光束之光展量匹配至一光學特性化系統之一光學輸入。
  2. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其中利用一組適應性電子光學器件使藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量匹配至該光學特性化系統之該光學輸入。
  3. 如請求項2之小型同步加速器輻射光源，其中該組適應性電子光學器件經組態以藉由調整該電子儲存環之電子束之一或多個空間特性而使藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量匹配至該光學特性化系統之該光學輸入。
  4. 如請求項3之小型同步加速器輻射光源，其中該組適應性電子光學器件經組態以至少藉由放大該一或多個增頻磁鐵插入裝置內之該電子束之空間範圍，而放大藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量以匹配該光學特性化系統之該光 學輸入。
  5. 如請求項4之小型同步加速器輻射光源，其中該組適應性電子光學器件包括：一或多個入口電子光學裝置，其等佈置於該一或多個增頻磁鐵插入裝置之入口處，且經配置以放大該一或多個增頻磁鐵裝置內之該電子束之該空間範圍以便增加藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量以匹配該光學特性化系統之一光學輸入；及一或多個出口電子光學裝置，其等佈置於該一或多個增頻磁鐵插入裝置之出口處，且經組態以在該電子束離開該一或多個增頻磁鐵裝置之後使該電子束之該空間範圍縮合。
  6. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其中該光學特性化系統之該光學輸入包括：該光學特性化系統之一組照明光學器件。
  7. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其中該光學特性化系統包括：一光化EUV光罩檢測系統、一晶圓檢測系統及一光罩度量衡系統之至少一者。
  8. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其中該電子束產生器包括：一電子槍，其可操作地耦合至一電子加速器裝置。
  9. 如請求項8之小型同步加速器輻射光源，其中該電子加速器裝置包括：一小型電子迴旋加速器裝置。
  10. 如請求項8之小型同步加速器輻射光源，其中該電子加速器裝置包括： 一直線加速器裝置。
  11. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其中該電子束具有實質上介於100MeV與600MeV之間之一能量。
  12. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其中該電子束具有實質上介於200mA與900mA之間之一電流。
  13. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其中該一或多個增頻磁鐵插入裝置具有介於0.5m與5m之間之一長度。
  14. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其中該電子儲存環之該複數個磁鐵之一或多者包括：一永久磁鐵、一電磁鐵及一超導磁鐵之至少一者。
  15. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其中經組態以產生適於產生實質上沿著該等電子之該行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性磁場之該一或多個增頻磁鐵插入裝置之該複數個磁極包括：複數個主極，其等由一永久磁性材料形成；複數個軟磁極，其等由一軟磁性材料形成；一端極，其由一永久磁性材料形成，其中該複數個軟磁極與該複數個主極交錯。
  16. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其中該電子儲存環包括：一軌道電子儲存環。
  17. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其進一步包括：一組光束輸送光學器件，其等經組態以將藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之光之至少一部分輸送至該光學特性化系統之該光學輸入。
  18. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其中該組光束輸送光學 器件包括：一組控制光學器件。
  19. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其中該組光束輸送光學器件包括：一或多個光譜濾波器。
  20. 如請求項1之小型同步加速器輻射光源，其中該組光束輸送光學器件包括：一或多個繞射光柵。
  21. 一種光化EUV光罩檢測系統，其包括：一小型增頻磁鐵同步加速器光源，其包含：一電子束產生器，其經組態以產生一或多個電子束；一電子儲存環，其包含複數個磁鐵，該複數個磁鐵經組態以使該等電子之一軌跡彎曲以循跡一封閉路徑；一或多個增頻磁鐵插入裝置，其等沿著該電子儲存環之至少一平直區段佈置，該一或多個增頻磁鐵插入裝置包含複數個磁極，該複數個磁極經組態以藉由以垂直於該等電子之行進方向之一方向週期性地加速該等電子而產生適於產生實質上沿著該行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性交替磁場；一光化EUV光罩檢測光學子系統，其至少包含一組照明光學器件及一組物鏡光學器件，其中藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之一光束之光展量匹配至該光化EUV光罩檢測光學子系統之該組照明光學器件；一組光束輸送光學器件，其等經組態以將藉由該增頻磁鐵同步加速器光源之該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之光之一選定波長帶輸送至該組照明光學器件，其中該組照明光學器件經 組態以將光自該等光束輸送光學器件引導至佈置於一光罩平台上之一光罩，其中該組物鏡光學器件經組態以接收藉由該光罩反射或散射之光；及一感測器，其經組態以自該組物鏡光學器件接收該光罩之一投影影像。
  22. 如請求項21之系統，其中利用一組適應性電子光學器件使藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量匹配至該光化EUV光罩檢測光學子系統之該等照明光學器件。
  23. 如請求項22之系統，其中該組適應性電子光學器件經組態以藉由調整該電子儲存環之電子束之一或多個空間特性而使藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量匹配至該光化EUV光罩檢測光學子系統之該組照明光學器件。
  24. 如請求項23之系統，其中該組適應性電子光學器件經組態以至少藉由放大該一或多個增頻磁鐵插入裝置內之該電子束之空間範圍，而放大藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量以匹配光化EUV光罩檢測光學子系統之該組照明光學器件。
  25. 如請求項24之系統，其中該組適應性電子光學器件包括：一或多個入口電子光學裝置，其等佈置於該一或多個增頻磁鐵插入裝置之入口處，且經組態以放大該一或多個增頻磁鐵裝置內之該電子束之該空間範圍，以便增加藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量以匹配該光化EUV光罩檢測光學子系統之該一或多個照明光學器件之一輸入；及一或多個出口電子光學裝置，其等佈置於該一或多個增頻磁鐵插入裝置之出口處，且經組態以在該電子束離開該一或多個增頻磁鐵裝置之後使該電子束之該空間範圍縮合。
  26. 如請求項21之系統，其中經組態以產生適於產生實質上沿著該等電子之該行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性磁場之該一或多個增頻磁鐵插入裝置之該複數個磁極包括：複數個主極，其等由一永久磁性材料形成；複數個軟磁極，其等由一軟磁性材料形成；一端極，其由一永久磁性材料形成，其中該複數個軟磁極與該複數個主極交錯。
  27. 如請求項21之系統，其中該組光束輸送光學器件包括：一組控制光學器件。
  28. 如請求項21之系統，其中該組光束輸送光學器件包括：一或多個光譜濾波器。
  29. 如請求項21之系統，其中該組光束輸送光學器件包括：一或多個繞射光柵。
  30. 如請求項21之系統，其中該感測器係一TDI-CCD感測器。
  31. 一種晶圓檢測系統，其包括：一小型增頻磁鐵同步加速器光源，其包含：一電子束產生器，其經組態以產生一或多個電子束；一電子儲存環，其包含複數個磁鐵，該複數個磁鐵經組態以使該等電子之一軌跡彎曲以循跡一封閉路徑；一或多個增頻磁鐵插入裝置，其等沿著該電子儲存環之至少一平直區段佈置，該一或多個增頻磁鐵插入裝置包含複數個磁極，該複數個磁極經組態以藉由以垂直於該等電子之行進方向之一方向週期性地加速該等電子而產生適於產生實質上沿著該行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性交替磁場；一晶圓檢測光學子系統，其至少包含一組照明光學器件及一 組物鏡光學器件，其中藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之一光束之光展量匹配至該晶圓檢測光學子系統之該組照明光學器件；一組光束輸送光學器件，其等經組態以將藉由該增頻磁鐵同步加速器光源之該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之寬頻光輸送至該組照明光學器件，其中該組照明光學器件經組態以將光自該等光束輸送光學器件引導至佈置於一晶圓平台上之一晶圓，其中該組物鏡光學器件經組態以接收藉由該晶圓反射或散射之光；及一感測器，其經組態以自該組物鏡光學器件接收該晶圓之一投影影像。
  32. 如請求項31之系統，其中利用一組適應性電子光學器件使藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量匹配至該晶圓檢測光學子系統之該等照明光學器件。
  33. 如請求項32之系統，其中該組適應性電子光學器件經組態以藉由調整該電子儲存環之電子束之一或多個空間特性而使藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量匹配至該晶圓檢測光學子系統之該組照明光學器件。
  34. 如請求項33之系統，其中該組適應性電子光學器件經組態以至少藉由放大該一或多個增頻磁鐵插入裝置內之該電子束之空間範圍，而放大藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量以匹配該晶圓檢測光學子系統之該組照明光學器件。
  35. 如請求項34之系統，其中該組適應性電子光學器件包括：一或多個入口電子光學裝置，其等佈置於該一或多個增頻磁鐵插入裝置之入口處，且經組態以放大該一或多個增頻磁鐵裝 置內之該電子束之該空間範圍，以便增加藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量以匹配該晶圓檢測光學子系統之該一或多個照明光學器件之一輸入；及一或多個出口電子光學裝置，其等佈置於該一或多個增頻磁鐵插入裝置之出口處，且經組態以在該電子束離開該一或多個增頻磁鐵裝置之後使該電子束之該空間範圍縮合。
  36. 如請求項31之系統，其中經組態以產生適於產生實質上沿著該等電子之該行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性磁場之該一或多個增頻磁鐵插入裝置之該複數個磁極包括：複數個主極，其等由一永久磁性材料形成；複數個軟磁極，其等由一軟磁性材料形成；一端極，其由一永久磁性材料形成，其中該複數個軟磁極與該複數個主極交錯。
  37. 如請求項31之系統，其中該組光束輸送光學器件包括：一組控制光學器件。
  38. 如請求項31之系統，其中該組光束輸送光學器件包括：一或多個光譜濾波器。
  39. 如請求項31之系統，其中該組光束輸送光學器件包括：一或多個繞射光柵。
  40. 如請求項31之系統，其中該感測器係一CCD感測器及一TDI-CCD感測器之至少一者。
  41. 一種EUV光罩反射計系統，其包括：一小型增頻磁鐵同步加速器光源，其包含：一電子束產生器，其經組態以產生一或多個電子束；一電子儲存環，其包含複數個磁鐵，該複數個磁鐵經組態以使該等電子之一軌跡彎曲以循跡一封閉路徑； 一或多個增頻磁鐵插入裝置，其等沿著該電子儲存環之至少一平直區段佈置，該一或多個增頻磁鐵插入裝置包含複數個磁極，該複數個磁極經組態以藉由以垂直於該等電子之行進方向之一方向週期性地加速該等電子而產生適於產生實質上沿著該行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性交替磁場；一光罩反射計光學子系統，其至少包含一組照明光學器件及一組物鏡光學器件，其中藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之一光束之光展量匹配至該光罩反射計光學子系統之該組照明光學器件；一組光束輸送光學器件，其等經組態以將藉由該增頻磁鐵同步加速器光源之該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之光之一選定波長帶輸送至該組照明光學器件，其中該組照明光學器件經組態以將光自該等光束輸送光學器件引導至佈置於一光罩平台上之一光罩，其中該組物鏡光學器件經組態以接收藉由該光罩反射或散射之光；及一感測器，其經組態以接收自該光罩反射或散射藉由該等物鏡光學器件收集之光。
  42. 如請求項41之系統，其中利用一組適應性電子光學器件使藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量而匹配至該光罩反射計光學子系統之該等照明光學器件。
  43. 如請求項42之系統，其中該組適應性電子光學器件經組態以藉由調整該電子儲存環之電子束之一或多個空間特性而使藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量匹配至該光罩反射計光學子系統之該組照明光學器件。
  44. 如請求項43之系統，其中該組適應性電子光學器件經組態以至 少藉由放大該一或多個增頻磁鐵插入裝置內之該電子束之空間範圍，而放大藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之該光展量以匹配該光罩反射計光學子系統之該組照明光學器件。
  45. 如請求項44之系統，其中該組適應性電子光學器件包括：一或多個入口電子光學裝置，其等佈置於該一或多個增頻磁鐵插入裝置之入口處，且經組態以放大該一或多個增頻磁鐵裝置內之該電子束之該空間範圍，以便增加藉由該一或多個增頻磁鐵插入裝置發射之該光束之光展量以匹配該光罩反射計光學子系統之該一或多個照明光學器件之一輸入；及一或多個出口電子光學裝置，其等佈置於該一或多個增頻磁鐵插入裝置之出口處，且經組態以在該電子束離開該一或多個增頻磁鐵裝置之後使該電子束之該空間範圍縮合。
  46. 一種多個子系統光學特性化系統，其包括：一小型增頻磁鐵同步加速器光源，其包含：一電子束產生器，其經組態以產生一或多個電子束；一電子儲存環，其包含複數個磁鐵，該複數個磁鐵經組態以使該等電子之一軌跡彎曲以循跡一封閉路徑；一第一增頻磁鐵插入裝置，其沿著該電子儲存環之一第一平直區段佈置；一第二增頻磁鐵插入裝置，其沿著該電子儲存環之一第二平直區段佈置，其中該第一增頻磁鐵插入裝置及該第二增頻磁鐵插入裝置各自包含複數個磁極，該複數個磁極經組態以藉由以垂直於該等電子之行進方向之一方向週期性地加速該等電子而產生適於產生實質上沿著該行進方向發射之同步加速器輻射之一週期性交替磁場； 一第一光學特性化子系統，其至少包含一第一組照明光學器件，其中藉由該第一增頻磁鐵插入裝置發射之一光束之光展量匹配至該光學特性化子系統之該組照明光學器件；一第二光學特性化子系統，其至少包含一第二組照明光學器件，其中藉由該第二增頻磁鐵插入裝置發射之一光束之光展量匹配至該第二光學特性化子系統之該組照明光學器件；一第一組光束輸送光學器件，其等經組態以將藉由該增頻磁鐵同步加速器光源之該第一增頻磁鐵插入裝置發射之光之一選定波長帶輸送至該第一組照明光學器件；及一第二組光束輸送光學器件，其等經組態以將該增頻磁鐵同步加速器光源之該第二增頻磁鐵插入裝置發射之光之一選定波長帶輸送至該第二組照明光學器件。
  47. 如請求項46之系統，其中該第一光學特性化子系統及該第二光學特性化子系統之至少一者包括：一光化EUV光罩檢測光學子系統、一晶圓檢測光學子系統、一光化光罩檢視光學子系統及一光罩反射計光學子系統之至少一者。
  48. 如請求項46之系統，其中該第一光學特性化子系統及該第二光學特性化子系統定位於一加工地板上，其中該增頻磁鐵同步加速器光源定位於一下層加工地板上。
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