TW201531798A - 極紫外光（ｅｕｖ）檢測系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示用於將自一目標基板反射之極紫外(EUV)光反射朝向一感測器之方法及裝置。該系統包含：一第一鏡，其經配置以接收且反射自該目標基板反射之該EUV光；一第二鏡，其經配置以接收且反射藉由該第一鏡反射之該EUV光；一第三鏡，其經配置以接收且反射藉由該第二鏡反射之該EUV光；及一第四鏡，其經配置以接收且反射藉由該第三鏡反射之該EUV光。該第一鏡具有一非球面表面。該第二鏡、該第三鏡及該第四鏡各個具有一球面表面。

Description

極紫外光(EUV)檢測系統 [相關申請案之交叉參考]
本申請案主張2014年1月8日由Damon Kvamme申請之美國專利臨時申請案第61/924,839號之先前申請案的權利，該申請案之全文為了全部目的以引用的方式併入本文中。
本發明大體上係關於倍縮光罩檢測之領域。更特定言之本發明係關於用於檢測極紫外(EUV)光倍縮光罩之裝置及技術。
一般而言，半導體製造之產業涉及用於使用經分層且圖案化至一基板上之半導體材料(諸如矽)製造積體電路之高度複雜技術。一積體電路通常係由複數個倍縮光罩而經製造。倍縮光罩之產生及此等倍縮光罩之隨後光學檢測在半導體之生產中已變成標準步驟。首先，電路設計者將描述一特定積體電路(IC)設計之電路圖案資料提供至一倍縮光罩生產系統或倍縮光罩寫入器。
歸因於電路整合之大規模及半導體裝置之減小大小，倍縮光罩及經製造之裝置已變成對缺陷日益敏感。即，導致裝置中之失效之缺陷變成日益更小。通常需要裝置在裝運至終端使用者或客戶之前無故障。
在市場上用於光罩檢測之習知裝置通常採用具有在193奈米(nm)處或上方之波長之紫外光(UV)光。此適合用於經設計用於基於193 nm光之微影中之遮罩。為了進一步改良最小特徵部大小之印刷，現在設計用於在13.5nm之鄰域中操作之下一代微影設備。因此，需要檢測經設計用於在13nm附近操作之圖案化遮罩。此等遮罩係反射性，具有在一諧振反射基板上方之一圖案化吸收體層(諸如包含具有一7nm週期之40對MoSi之一EUV多層)。存在對於用於檢測EUV倍縮光罩以及其他類型之半導體樣本之檢測技術及裝置之一需要。
以下呈現本發明之一簡化提要以提供本發明之某些實施例之一基本理解。此提要並非對本發明之一廣泛概述且其並不識別本發明之關鍵/重要元素或劃界本發明之範疇。其唯一目的係以一簡化形式呈現本文中揭示之某些概念作為隨後呈現之更詳細描述之一前奏。
本發明揭示一種用於使用極紫外(EUV)光檢測一目標基板之裝置。該裝置包含用於產生照明一目標基板之EUV光之一照明源及用於接收且反射自該目標基板反射之EUV光之物鏡光學器件。該裝置進一步包含用於偵測藉由該物鏡光學器件反射之EUV光之一感測器。該光物鏡光學器件具有經配置以接收且反射自該目標基板反射之EUV光之一第一鏡，經配置以接收且反射藉由該第一鏡反射之EUV光之一第二鏡，經配置以接收且反射藉由該第二鏡反射之EUV光之一第三鏡及經配置以接收且反射藉由該第三鏡反射之EUV光之一第四鏡。該第一鏡具有一非球面表面。該第二鏡、該第三鏡及該第四鏡各個具有一球面表面。
在一特定實施方案中，該目標基板係一EUV微影遮罩。在一特定態樣中，該第一鏡及該第四鏡各個具有等於或大於約200mm之一大小，且該第二鏡及該第三鏡各個具有小於或等於約50mm之一大小。在另一態樣中，該第二鏡部分遮擋從該目標基板反射之EUV光至該第一鏡，且該第一鏡包含自該第二鏡反射之EUV光穿過其通過且藉由該 第三鏡接收之一開口。在另一特定實施方案中，該物鏡光學器件之一數值孔徑(NA)等於或小於0.20。舉例而言，該物鏡光學器件之該數值孔徑(NA)係在約0.14與0.18之間。在另一實例中，該物鏡光學器件之一放大率具有在約300 x與1000 x之間之一範圍。
在另一實施例中，該物鏡光學器件之一視域係至少10,000平方微米。舉例而言，該物鏡光學器件之該視域係至少100,000平方微米。在另一實施方案中，該物鏡光學器件與小於或等於約100毫波之一波前誤差相關聯。在一進一步態樣中，該物鏡光學器件與小於或等於約20毫波之一波前誤差相關聯。在又一進一步態樣中，該物鏡光學器件與小於一繞射限制點擴散函數之四分之一之該目標基板之一物件之一影像之一目標模糊相關聯。在一實施例中，該物鏡光學器件具有至少100mm之一工作距離。在另一態樣中，該物鏡光學器件經定大小以具有自該目標基板至該感測器之小於約1.5m之一總軌道距離。
在一替代實施例中，本發明係關於一種用於反射自一目標基板反射之極紫外(EUV)光之物鏡光學器件系統。該系統包含經配置以接收且反射自該目標基板反射之EUV光之一第一鏡，經配置以接收且反射藉由該第一鏡反射之EUV光之一第二鏡，經配置以接收且反射藉由該第二鏡反射之EUV光之一第三鏡及經配置以接收且反射藉由該第三鏡反射之EUV光之一第四鏡。該第一鏡具有一非球面表面。該第二鏡、該第三鏡及該第四鏡各個具有一球面表面。在特定態樣中，該物鏡光學器件系統具有上文中描述之實施方案特徵部之一或多者。
在另一實施例中，本發明係關於一種將自一EUV倍縮光罩反射之極紫外(EUV)光反射朝向一感測器之方法。一第一非球面鏡接收且反射自該EUV倍縮光罩反射之EUV光。一第二球面鏡接收且反射自該第一非球面鏡反射之EUV光。一第三球面鏡接收且反射自該第二球面鏡反射之EUV光。一第四球面鏡接收且反射自該第三球面鏡反射之EUV 光朝向該感測器。
參考圖式在下文中進一步描述本發明之此等及其他態樣。
100‧‧‧裝置
102‧‧‧極紫外光(EUV)照明源
104‧‧‧照明鏡/透鏡系統
106‧‧‧目標基板
107‧‧‧基板支撐架
108‧‧‧物鏡光學器件
110‧‧‧感測器/偵測器
112‧‧‧資料處理系統
122‧‧‧極紫外(EUV)光束
124‧‧‧光束
126‧‧‧圖案化光
128‧‧‧投影
202‧‧‧M1鏡
203‧‧‧開口
204‧‧‧M2鏡
206‧‧‧M3鏡
208‧‧‧M4鏡
210‧‧‧光闌
288‧‧‧物鏡光學器件
302‧‧‧M1鏡
304‧‧‧M2鏡
306‧‧‧M3鏡
308‧‧‧M4鏡
388‧‧‧物鏡光學器件
400‧‧‧成像程序
402‧‧‧操作
404‧‧‧操作
406‧‧‧操作
408‧‧‧操作
502‧‧‧M1鏡
504‧‧‧M2鏡
506‧‧‧M3鏡
508‧‧‧M4鏡
588‧‧‧物鏡光學器件
圖1係根據本發明之一實施例之一反射成像裝置之一圖解表示。
圖2係根據本發明之一第一實施例之關於圖1之物鏡光學器件之一鏡分佈之一光線圖。
圖3係根據本發明之一第二實施例之關於圖1之物鏡光學器件之一鏡分佈之一光線圖。
圖4係繪示根據本發明之一實施例之用於將來自一EUV倍縮光罩之EUV光反射朝向一感測器之一程序之一流程圖。
圖5係根據本發明之一第三實施例之關於圖1之物鏡光學器件之一鏡分佈之一光線圖。
在以下描述中，提出若干特定細節以提供對本發明之一透徹理解。可在無某些或全部此等特定細節之情況下實施本發明。在其他例項中，未詳細闡述熟知組件或程序操作以不會不必要地使本發明模糊。雖然將結合特定實施例描述本發明，但應理解，未意欲將本發明限於該等實施例。
經設計用於具有在光之13nm波長之鄰域中之操作之缺陷或圖案檢視應用之一些EUV顯微鏡物鏡(具有經多層塗佈之鏡)係基於一四個非球面鏡設計。非球面表面之製造及測試可係困難且昂貴的，因為其等比球面鏡需要更多程序步驟，此增加製造成本。另外，用於成像EUV光之一物鏡通常包含具有當前自經製造之透鏡源不可用之短基底曲率半徑之小鏡。對於EUV光學器件，達成所要非球面設計且最小化粗糙度亦可係困難的。最後，利用一高NA光學設計及感測器處之重要取樣之系統導致一非常高放大率系統。如此一來，在影像平面中需 要更多感測器以覆蓋用於一高通過系統之大物件平面。
本發明之一些實施例係基於除感測器處之一子尼奎斯特取樣率之外之藉由較低數值孔徑(NA)規格驅動之一較低放大率。所得光學設計具有較少非球面鏡(尤其係較小鏡)及一較短軌道長度。在一特定實施方案中，對於物鏡系統中之非常小之鏡消除非球面。相較於非球面小鏡，球面小鏡更容易實現。本發明之某些實施例亦可併入亦容易可用之非球面大鏡。
圖1係根據本發明之一實施例之一反射成像裝置之一示意圖。裝置100包含一EUV照明源102、一照明鏡(或透鏡系統)104、一目標基板106、一基板支撐架107、物鏡光學器件108、一感測器(偵測器)110及一資料處理系統112。
EUV照明源102可包括(例如)輸出一EUV光束122之一雷射引發電漿源。在一實施例中，EUV光在13.5nm之一波長處。照明鏡104(或透鏡系統)反射且引導EUV光使得光束124照明目標基板106。在本發明之一實施例中，目標基板106係經檢測之一EUV遮罩。可藉由可控制平移基板支撐架107而在光束124下方掃描目標基板106使得成像裝置之視域覆蓋待檢測之基板上之區域。
自目標基板106反射圖案化光126至反射物鏡光學器件108。關於圖2及圖3在下文中詳細描述物鏡光學器件108之某些實施例。
物鏡光學器件108將圖案化光之一投影128輸出至感測器110上。適當感測器包含電荷耦合器件(CCD)、CCD陣列、延時積分(TDI)感測器、TDI感測器陣列、光電倍增管(PMT)及其他感測器。
可藉由一資料處理系統112或更一般而言藉由可包含經組態以將來自感測器110之類比信號轉換成用於處理之數位信號之一類比至數位轉換器之一信號處理器件處理藉由感測器110擷取之信號。資料處理系統112可經組態以分析經感測光束之強度、相及/或其他特徵。資 料處理系統112可經組態(例如，使用程式化指令)以提供用於顯示所得測試影像及其他檢測特徵之一使用者介面(例如，在一電腦螢幕上)。資料處理系統112亦可包含用於提供使用者輸入(諸如改變偵測臨限值)之一或多個輸入器件(例如，一鍵盤、滑鼠、操縱桿)。在某些實施例中，資料處理系統112亦可經組態以實施檢測技術。資料處理系統112通常具有經由適當匯流排或其他通信機構而耦合至輸入/輸出埠及一或多個記憶體之一或多個處理器。
根據一實施例，資料處理系統112可處理且分析經偵測資料用於圖案檢測及缺陷偵測。舉例而言，處理系統112可經組態以執行以下操作：產生包含一測試傳輸影像及/或一測試反射影像之一樣本之測試光強度影像及/或基於一參考影像(來自一經成像樣本或來自一設計資料庫)分析測試光強度影像以識別缺陷。
由於此資訊及程式指令可實施於一經特別組態之電腦系統上，因此此一系統包含用於執行本文中描述之多種操作之可儲存於一電腦可讀媒體中之程式指令/電腦程式碼。電腦可讀媒體之實例包含(但不限於)磁性媒體，諸如硬碟、軟碟及磁帶；光學媒體，諸如CD-ROM碟；磁光媒體，諸如光碟；及經特別組態以儲存且執行程式指令之硬體裝置，諸如唯讀記憶體裝置(ROM)及隨機存取記憶體(RAM)。程式指令之實例包含機器碼(諸如藉由一編譯器產生之機器碼)及含有可使用一解譯器由電腦執行之較高位準碼之檔案。
圖2係根據本發明之一第一實施例之關於物鏡光學器件288之一鏡分佈之一光線圖。在此實施例中，M1、M2、M3及M4鏡(202、204、206及208)經配置使得圖案化光126自M1、M2、M3及M4鏡(各自係202、204、206及208)以該順序反射。在此配置中，M1鏡202係凹面，M2鏡204係凹面，M3鏡206係凸面，M4鏡208係凹面。因此，該等鏡按順序係：凹面；凹面；凸面；及凹面。
在以下表1中於下文中提供關於圖2中之物鏡光學器件288之一光學處方。
第一實施例亦具有以下特徵
對於上文中之表，應注意，一正半徑指示曲率之中心係至右邊而一負半徑指示曲率之中心係至左邊(例如，朝向物件)。依毫米給定尺寸且厚度係至下一個表面之軸向距離。上文中展示之影像直徑係一旁軸值而非一光線追蹤值。
在本文中描述之某些物鏡系統實施例中，鏡之至少一者係非球面(即，圖2之M1鏡)。可藉由以下方程式表示一非球面表面之形式： 其中：z係平行於z軸之表面之弛度；c係在表面之極處之曲率(CUY)；且k係圓錐常數(K)。A、B、C、D、E、F、G、H及J各自係第4、6、8、10、12、14、16、18及20個順序係變形係數。r係徑向距離
在圖2中，M1鏡202具有一非球面表面，而其他M2至M4鏡具有球面表面。即，本發明之一些物鏡實施例僅包含一單一非球面鏡。以下值可用於此M1鏡202之非球面常數：c=-0.199138x10-2
k=0.0000000
A=3.90210x10-11
B=1.51375x10-16
C=6.10398x10-22
D=-1.39939x10-27
E=8.75957x10-32
F=-6.66078x10-37
G=0.00000
H=0.00000
J=0.00000
應注意，製造具有非球面表面之一較大鏡較容易。相比之下，較小鏡較佳經設計以具有一球面表面使得其自透鏡源更容易可用。舉例而言，可設想一實施例可僅包含兩個球面表面鏡(例如，M1及M4)及兩個非球面鏡(例如，M2及M3)。在另一實施例中，中間鏡M2或M3之至少一者具有一球面表面，但其非較佳因為此等鏡趨於較小。
一小鏡通常經界定為具有小於約50mm或更具體言之小於15mm之 一大小或直徑(例如，在接收光之側上)。相比之下，可容易經製造具有一非球面表面之大鏡包含具有等於或大於約200mm之一大小或直徑(在接收光之側上)之鏡。
如所示，第二鏡204亦部分地遮擋圖案化光126至M1鏡202。換言之，藉由M2鏡204阻擋M1鏡202之區域之部分接收自目標基板106反射之光126。此外，M1鏡202中之一開口203用於使藉由M2鏡204反射之光穿過以到達M3鏡206，該M3鏡206將此光反射朝向將光反射朝向感測器110之M4鏡208。系統100亦包含定位於M1鏡202與M2鏡204之間之一光闌210。
NA規格可由關於一特定微影節點之敏感性要求判定。在某些實施例中，關於物鏡光學器件之NA低於或等於0.20，其適合於(例如)低至13至15nm半節距(HP)之單次曝光EUV微影(EUVL)及低至10至12nm HP之兩次曝光EUVL。對於物鏡光學器件288之此實施方案，NA已判定為0.16且放大率係439.8。然而，對於替代實施例NA可係更大。由於放大率與NA規格耦合，所以一較高NA意味著一對應高放大率。此放大率規格取決於實施於檢測系統中之感測器類型之像素大小。在具有在0.14至0.18之範圍中之NA之另一實施例中，放大率具有300至1,000 x之一範圍。
視域規格通常經選擇以達成相對短檢測時間(例如，小於若干小時)。在某些實施方案中，藉由物鏡達成之視域面積係至少10,000平方微米(μm2)，且更具體言之至少係100,000μm2。舉例而言，視域可係在10,000μm2與250,000μm2之間。對於圖2之實施例，視域之大小可係310微米乘以440微米(面積為136,000平方微米)。
由本發明之物鏡實施例滿足影像品質規格。舉例而言，將波前誤差保持於小於或等於指定視域上方之約100毫波(mW)。本文中描述之物鏡之某些實施方案達成小於65mW且甚至小於20mW之一波前誤 差。類似地，最小化失真以便導致最小化影像降級。本發明之某些實施例達成小於繞射限制點擴散函數之四分之一之一目標模糊。
某些實施例達成低於150皮米之透鏡粗糙度。相較於較小非球面鏡，表面粗糙度在球面鏡及較大非球面鏡中更容易最小化。由於較小鏡係非球面，所以可減小粗糙度以達成可接受之成像效能。
工作距離係目標基板106與最接近的光學元件(在此情況中係M2鏡204)之間之距離。一工作距離經選擇以提供用於目標基板106之照明及最接近的光學元件(例如，M2鏡204)之安裝之足夠空間。在一般實例中，工作距離係至少100毫米(mm)。在圖2之經繪示之實施例中，自彎曲表面之工作距離係約153mm以便為M2之基板厚度及其安裝硬體留下空間。
總軌道可界定為自目標基板106至感測器110之距離。一般而言，總軌道大小由其中待放置工具之可用無塵室空間限制。舉例而言，總軌道可限於低於約1.5m之一大小以確保存在用於一合理工具平台設計之足夠空間。在此特定實施例中，總軌道係約1043mm。
圖3係根據本發明之一第二實施例之關於反射性物鏡光學器件388之一鏡分佈之一光線圖。在此實施例中，M1、M2、M3及M4鏡(302、304、306及308)經配置使得圖案化光126自M1、M2、M3及M4鏡(各自係302、304、306及308)以該順序反射。在此配置中，M1鏡302係凹面，M2鏡304係凹面，M3鏡306係凸面，M4鏡308係凹面。因此，該等鏡按順序係：凹面；凸面；凹面及凸面。
在具有與表1類似之一格式之以下表2中於下文中提供關於圖3中之物鏡光學器件388之一光學處方。
第二實施例亦具有以下概括特徵：
在此第二實施例中，M1鏡302具有一非球面表面，而其他M2至M4鏡具有球面表面。以下值可用於此M1鏡302之非球面常數：c=-0.199071x10-2
k=0.0000000
A=3.93013x10-11
B=1.51809x10-16
C=6.35652x10-22
D=-1.99355x10-27
E=9.70393x10-32
F=-7.27052x10-37
G=0.00000
H=0.00000
J=0.00000
在此實施例中，第二鏡304部分地遮擋圖案化光126至第一鏡302。換言之，藉由第二鏡304阻擋第一鏡302之區域之部分接收自目標基板106反射之光126。此外，第一鏡302中之一開口用於使藉由第二鏡304反射之光穿過以到達第三鏡306。
對於物鏡光學器件388之此實施方案，數值孔徑已判定為0.16且視域之大小已判定為270微米乘以440微米(面積為118,800平方微米)。放大率係450.6。在此實施例中，工作距離係約154mm且總軌道係約919mm。
本發明之某些實施例使物鏡系統能夠使用一顯著較低成本製造，因為僅存在一單一非球面鏡。達成此低成本同時維持中等效能規格，其等包含一相對大的場大小以容許快速檢測，一NA及放大率用於一低節點要求，波前誤差及失真之經減小位準及大小上之限制。
可基於多種因素及約束設計本文中描述之實施例，其中一些約束依賴於彼此。在一實例中，光源係影響總物鏡設計之一因素。舉例而言，具有在13nm之鄰域中之顯著光譜亮度之光源有時係基於脈衝電漿，其中溫度在20至50eV之範圍中。歸因於差轉換效率(自輸入能量至帶內輻射之轉換)，此電漿源展示在13至14nm處之限制亮度，且顯著提高亮度可將源成本(且因此在製造期間強加於遮罩上之檢測成本)驅動至削弱EUV微影(EUVL)之經濟吸引力之位準。
具有低亮度電漿源(放電或雷射產生)之遮罩檢測系統之高產量操作驅動對於大物件場及偵測器陣列之需要以增加瞬時影像信號整合及至數位表示之轉換之速率。
同時，為了區分缺陷信號與背景影像雜訊，成像光學器件可經設計以最大化藉由圖案化或駐留於關注EUV遮罩上之多層缺陷而經繞射或散射之光之收集。對於在一廣範圍之角度繞射且散射入射光之大多數關注缺陷，增加物鏡之NA將提供缺陷信號中之一增加。
基於多層鏡之成像系統亦歸因於在13至14nm附近之設計波長處之多層之有限反射率而通常具有差的光之傳輸。一單一MoSi多層鏡展示在60%至70%之範圍中之13.5nm附近之峰值光譜反射率。在來自一EUV系統中之典型照明及成像光學器件中之接近法線入射鏡之多個反射之後，系統傳輸可落於1%下方。
為了充足執行檢測任務，一檢測系統可經組態以提供到達影像平面之亦藉由偵測器陣列而經轉換至數位信號之光自遮罩之各個經解析區域到達特定數目之初級(13nm)量子且因此可係初級量子(在偵測器材料(通常係矽)中吸收之光子)之數目之一強函數之一特定最小信雜比。為了補償光學系統中之損耗，在保持入射於偵測器上之光恆定之同時可增加源亮度，使用當前已知之源技術此會令開發困難且生產昂貴。
替代地，可增加藉由源發射之藉由照明光學器件傳送至遮罩之角度之範圍，因為光之量將隨著此角度範圍而增加，至少在藉由源亮度支援之角度之一範圍內。換言之，可增加照明光瞳大小直到一實體約束干涉。檢測光學器件設計中之缺陷SNR之嚴格研究指示對於EUV遮罩，當與具有有限亮度之電漿源一起使用時此大量不同調成像通常提供比設計及系統之較低西格瑪、較同調操作更高之SNR。
與反射物件結合使用之反射成像系統(諸如使用EUV光之EUV遮罩檢測)中之分束器之使用可藉由容許角度空間中之照明及成像光瞳之相互滲透或重疊而簡化光學設計及布局。當前EUV分束器技術具有低反射及傳輸係數(25%至35%)。檢測系統可經設計以大量增加源亮 度以補償藉由分束器導致之到達偵測器之光之損耗。因此不具有一分束器元件之檢測光學器件係較佳，雖然亦可設想利用一分束器元件之本發明之實施例。
僅當入射角亦駐留在角帶通內時依60%至70%反射在反射於此一均勻(未圖案化)鏡上之諧振反射多層之光譜帶通內之波長處之光。週期性MoSi多層具有在13.5nm處之20至25度之一角帶通。入射於角帶通外部之光由多層在非常低之位準處反射且因此大量經吸收或浪費。
藉由EUV遮罩上之圖案之光傳播及繞射之嚴格研究指示此趨勢亦保持入射於圖案化遮罩上之光。此外，亦藉由多層之角帶通調變藉由呈現於EUV圖案化遮罩上或內之缺陷繞射且散射之光之角度分佈。藉由一缺陷散射之光之角度分佈亦取決於缺陷幾何形狀及局部圖案之幾何形狀且顯著歪斜至成像光瞳之一側或另一側。為了自全部缺陷類型收集充足光且對於任意圖案幾何形狀，通常最大化成像光瞳之大小。結果，大量在遮罩之有限角度頻寬內操作之利用具有有限亮度之電漿源之不具有一分束器之檢測光學器件之設計與照明及成像光瞳之競爭角度要求便會相抗衡，其等之各者企圖最大化其等之角度範圍之大小。
雖然增加一成像設計中之鏡之數目可提供實現同時高NA及廣物件場之設計能力，但此配置可導致到達偵測器之光中之一禁止性減少。因此，發現提供最小鏡計數處之充足檢測效能之不使用一分束器且平衡照明及成像光瞳大小及位置之需要且藉此實現基於低亮度電漿之EUV源之生產使用之設計存在顯著價值。
此外，發現提供對於至少兩個技術節點(例如16 HP及11 HP)之充足缺陷檢測效能之光學設計具有強大的經濟利益。由於限制晶片產量之重要缺陷大小隨著技術節點縮小，可增加檢測系統之NA以補償經散射光中之減少。
在圖案化遮罩之檢測期間，可藉由比較或區分數位影像與一圖案之一測試區域及一參考區域(自先前資訊擷取或合成)而完成對應於一局部缺陷圖案之信號之擷取及隨後信號處理。此差異操作移除圖案，留下缺陷作為一準均勻背景信號之一擾動。
成像光瞳通常係成圓形對稱，導致影像平面處之對稱點擴散函數。雖然在微影中通常需要此對稱，但經由差異成像之遮罩檢測不需要對稱psf(點擴散函數)且因此成像光瞳能夠係非對稱。
特定言之，如未顯著折衷缺陷信號收集，則可容忍成像光瞳之一部分的遮擋。
另外，母光瞳之形狀不需要係圓形。舉例而言，母光瞳亦可有正方形或矩形形狀，且當考慮到透過光瞳區域之增加之經散射缺陷光或信號之增加增益時甚至係有利的。
表示為光瞳區域之一分率，小於5%或10%之遮擋分率較佳。通常透過藉由第二鏡或M2(如上文中描述)自遮罩反射或散射之光之阻擋或遮蔽而產生4個鏡設計中之遮擋。最小化M2之反射表面及周邊支撐兩者之大小將最小化遮擋。
用於M2之結構支撐之設計提供足夠剛性，使得環境干擾或振動不驅動或導致M2位置之動態擾動且因此透過遮擋而導致影像品質之降級。
由於使用多層塗佈用於EUV光之鏡以達到足夠反射，所以高度彎曲元件之任何者上之入射角之範圍亦經考慮且限制於多層沈積程序技術之限制內。當估計一特定物鏡及系統設計之缺陷SNR時，必須考慮藉由由多層沈積程序引發之各個鏡上之反射點處之局部反射變動之各個光線之傳輸之切趾或調變。
特定言之，設計程序包含平衡第二鏡或M2之幾何形狀中之遮擋、結構回應及曲率因素以固定實現快速及經濟之遮罩檢測之最小可 行缺陷SNR。
在用於遮罩檢測之物件之設計中之主光線之選擇亦平衡若干競爭因素。主光線係藉由具有由鏡塗層導致之光瞳切趾之適當考慮之藉由物件傳輸至影像平面之光線之角度分佈之質心而界定。雖然用於不使用一分束器之反射成像之習知設計將分割照明及收集光集束之平面放置於光軸上且與物件表面法線一致，但檢測導向之光學器件不要求或強烈偏好此選擇。因此發現容許成像光瞳之較低邊緣光線在表面法線下方之放置對於缺陷信號收集係有利的。
因此，在增加缺陷SNR之程序中，隨著NA自低位準增加，在較高效能設計中，成像主光線(相對於表面法線)低於NA之數值。檢測最佳化EUV物件設計將成像主光線偏置朝向表面法線以最大化成像光瞳與藉由圖案缺陷散射之光之多層調變角度分佈重疊，同時提供充足角度範圍(仍大量限制於多層角帶通)至照明光瞳以自有限亮度電漿EUV源固定充足光子通量。
應注意，不應將上文之圖式及描述理解為對系統之特定組件之一限制且系統可以許多其他形式體現。舉例而言，可設想檢測或量測工具可係經配置用於解析一倍縮光罩或晶圓之特徵部之重要態樣之若干適當及已知成像或度量衡工具之任何者。藉由實例，一檢測或量測工具可經調適以用於明場成像顯微鏡術、暗場成像顯微鏡術、全天空成像顯微鏡術、相襯顯微鏡術、偏光對比顯微鏡術及同調探針顯微鏡術。亦可設想可使用單一及多個影像方法以擷取目標之影像。該等方法包含(例如)單抓取、雙抓取、單抓取同調探針顯微鏡術(CPM)及雙抓取CPM方法。可設想諸如散射量測之非成像光學方法。
上文描述之物鏡系統可用於將來自一EUV倍縮光罩之EUV光反射朝向一感測器。圖4係繪示根據本發明之一實施例之此一成像程序(400)之一流程圖。首先，在操作402中在一第一非球面鏡處接收且反 射自一EUV倍縮光罩反射之EUV光。在操作404中接著在一第二球面鏡處接收且反射自第一鏡反射之EUV光。在操作406中接著在一第三球面鏡處接收且反射自第二鏡反射之EUV光。在操作406中接著在一第四球面鏡處接收且反射自第三鏡反射之EUV光朝向一感測器。
在又一實施例中，圖5係根據本發明之一第三實施例之關於圖1之物鏡光學器件588之一鏡分佈之一光線圖。在此實施例中，M1、M2、M3及M4鏡(502、504、506及508)經配置使得圖案化光126自M1、M2、M3及M4鏡(各自係502、504、506及508)以該順序反射。在此配置中，M1鏡502係凹面，M2鏡504係凹面，M3鏡506係凸面，M4鏡508係凹面。因此，該等鏡按順序係：凹面；凸面；凹面及凸面。
在具有與表1類似之一格式之以下表3中於下文中提供關於圖5中之物鏡光學器件588之一光學處方。
第三實施例亦具有以下概括特徵：
在此第三實施例中，M1鏡502具有一非球面表面，而其他M2至M4鏡具有球面表面。以下值可用於此M1鏡502之非球面常數：c=-1.991390x10-2
k=0.0000000
A=3.903650x10-11
B=1.513180x10-16
C=5.981350x10-22
D=-8.406120x10-28
E=8.163200x10-32
F=-6.73780x 10-37
G=0.00000
H=0.00000
J=0.00000
在此實施例中，第二鏡504部分遮擋圖案化光126至第一鏡502。換言之，藉由第二鏡504阻止第一鏡502之區域之部分接收自目標基板106反射之光126。此外，第一鏡502中之一開口用於使藉由第二鏡504反射之光穿過以到達第三鏡506。
雖然為了理解之清晰之目的，在某些細節中已描述前述發明，但應瞭解可在隨附申請專利範圍之範疇內實施某些改變及修改。應注意，存在實施本發明之程序、系統及裝置之許多替代方式。舉例而 言，上文中描述之物鏡系統實施例可用於任何適當系統中用於使來自除倍縮光罩之外之任何物件之EUV光成像。因此，應將當前實施例考慮為闡釋性而非限制性，且本發明非限於本文中給定之細節。
100‧‧‧裝置
102‧‧‧極紫外光(EUV)照明源
104‧‧‧照明鏡/透鏡系統
106‧‧‧目標基板
107‧‧‧基板支撐架
108‧‧‧物鏡光學器件
110‧‧‧感測器/偵測器
112‧‧‧資料處理系統
122‧‧‧極紫外(EUV)光束
124‧‧‧光束
126‧‧‧圖案化光
128‧‧‧投影

Claims (20)

  1. 一種用於將自一目標基板反射之極紫外(EUV)光反射朝向一感測器之裝置，該裝置包括：一照明源，其用於產生照明一目標基板之EUV光；物鏡光學器件，其用於接收且反射自該目標基板反射之EUV光；及一感測器，其用於偵測藉由該物鏡光學器件反射之EUV光，其中該物鏡光學器件包括一第一鏡，其經配置以接收且反射自該目標基板反射之EUV光，一第二鏡，其經配置以接收且反射藉由該第一鏡反射之EUV光，一第三鏡，其經配置以接收且反射藉由該第二鏡反射之EUV光，及一第四鏡，其經配置以接收且反射藉由該第三鏡反射之EUV光，其中該第一鏡具有一非球面表面，且其中該第二鏡、該第三鏡及該第四鏡各個具有一球面表面。
  2. 如請求項1之裝置，其中該目標基板係一EUV微影遮罩。
  3. 如請求項1之裝置，其中該第一鏡及該第四鏡各個具有等於或大於約200mm之一大小，且其中該第二鏡及該第三鏡各個具有小於或等於約50mm之一大小。
  4. 如請求項1之裝置，其中該第二鏡部分地遮擋從該目標基板反射之EUV光至該第一鏡，且其中該第一鏡包含自該第二鏡反射之該EUV光穿過其通過且藉由該第三鏡接收之一開口。
  5. 如請求項1之裝置，其中該物鏡光學器件之一數值孔徑(NA)等於或低於0.20。
  6. 如請求項5之裝置，其中該物鏡光學器件之一數值孔徑(NA)係在約0.14與0.18之間。
  7. 如請求項6之裝置，其中該物鏡光學器件之一放大率具有在約300 x與1000 x之間之一範圍。
  8. 如請求項1之裝置，其中該物鏡光學器件之一視域係至少10,000平方微米。
  9. 如請求項1之裝置，其中該物鏡光學器件之一視域係至少100,000平方微米。
  10. 如請求項1之裝置，其中該物鏡光學器件與小於或等於約100毫波之一波前誤差相關聯。
  11. 如請求項10之裝置，其中該物鏡光學器件與小於或等於約20毫波之一波前誤差相關聯。
  12. 如請求項10之裝置，其中該物鏡光學器件與小於一繞射限制點擴散函數之四分之一之該目標基板之一物件之一影像之一目標模糊相關聯。
  13. 如請求項1之裝置，其中該物鏡光學器件具有係至少100mm之一工作距離。
  14. 如請求項1之裝置，其中該物鏡光學器件經定大小以具有自該目標基板至該感測器之小於約1.5m之一總軌道距離。
  15. 一種用於反射自一目標基板反射之極紫外(EUV)光之物鏡光學器件系統，該系統包括：一第一鏡，其經配置以接收且反射自該目標基板反射之EUV光，一第二鏡，其經配置以接收且反射藉由該第一鏡反射之EUV 光，一第三鏡，其經配置以接收且反射藉由該第二鏡反射之EUV光，及一第四鏡，其經配置以接收且反射藉由該第三鏡反射之EUV光，其中該第一鏡具有一非球面表面，其中該第二鏡、該第三鏡及該第四鏡各個具有一球面表面。
  16. 如請求項15之系統，其中該物鏡光學器件系統之一數值孔徑(NA)等於或小於0.20。
  17. 如請求項15之系統，其中該物鏡光學器件系統之一視域係至少10,000平方微米。
  18. 如請求項15之系統，其中該物鏡光學器件系統與小於或等於約100毫波之一波前誤差相關聯。
  19. 如請求項15之系統，其中該物鏡光學器件系統具有係至少100mm之一工作距離。
  20. 一種將自一EUV倍縮光罩反射之極紫外(EUV)光反射朝向一感測器之方法，其包括：在一第一非球面鏡處，接收且反射自該EUV倍縮光罩反射之EUV光；在一第二球面鏡處，接收且反射自該第一非球面鏡反射之EUV光；在一第三球面鏡處，接收且反射自該第二球面鏡反射之EUV光；及在一第四球面鏡處，接收且反射自該第三球面鏡反射之EUV光朝向該感測器。
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