TW202246749A - 使用校正板校正光學系統之像差及跡變 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種具有像差校正之光學系統。該光學系統可包含一照明源。該光學系統可包含一偵測器。該光學系統可包含經組態以基於來自該照明源之照明將一樣本成像至該偵測器上的一或多個集光光學器件。該光學系統可包含定位於該一或多個集光光學器件之一或多個光瞳平面中之兩個或更多個像差校正板。該兩個或更多個像差校正板可提供兩個或更多個線性獨立像差項之至少部分校正。該兩個或更多個像差校正板之任一特定者可具有為該兩個或更多個線性獨立像差項之一單一特定像差項提供一選定校正量之一空間變化厚度輪廓。
Description
本發明大體上係關於校正波前變形且更特定言之,係關於使用一或多個像差校正板校正波前變形。
半導體產業中之光學檢測或度量衡可使用一繞射限制及高數值孔徑(NA)系統基於來自一樣本之收集光產生量測。隨著半導體裝置變得愈來愈小,在製程期間對光學檢測或度量衡之需求亦愈來愈大。特定言之,需要對波前輪廓之精確像差控制。
揭示一種根據本發明之一或多項實施例之具有像差校正之光學系統。該系統包含一照明源。該系統包含一偵測器。該系統包含經組態以基於來自該照明源之照明將一樣本成像至該偵測器上的一或多個集光光學器件。該系統包含定位於該一或多個集光光學器件之一或多個光瞳平面中且提供兩個或更多個線性獨立像差項之至少部分校正的兩個或更多個像差校正板,其中該兩個或更多個像差校正板之任一特定者具有為該兩個或更多個線性獨立像差項之一單一特定像差項提供一選定校正量之一空間變化厚度輪廓。
在一些實施例中,該系統可進一步包括經組態以至少部分校正跡變之至少一個跡變校正板。
在一些實施例中,該兩個或更多個像差校正板之至少一者可經組態以至少部分校正跡變。
在一些實施例中,該兩個或更多個像差校正板之至少一者可經組態以至少部分校正跡變,此可能係因為該兩個或更多個像差校正板之至少一者可包含一跡變塗層,其經組態以在至少一個像差校正板定位於光學系統之一光瞳平面處時根據透射率從該光學系統之一光瞳之一中心相對於該光瞳之一外邊緣增加之一徑向變化函數徑向改變透射率。
在一些實施例中,兩個或更多個像差校正板可包含:一第一像差校正板,其經組態以至少部分校正一第一像差項,該第一像差項特性化一第一類型之像差;及一第二像差校正板,其經組態以至少部分校正一第二像差項,該第二像差項特性化一第二類型之像差。在一些實施例中,第一類型之像差或第二類型之像差之至少一者可為像散、彗形像差、球面像差或三葉形像差之一者。
在一些實施例中,該兩個或更多個像差校正板可進一步包含經組態以至少部分校正兩個或更多個線性獨立像差項之一第三像差項的一第三像差校正板。在一些實施例中,第三像差項可特性化光學系統之一第三類型之像差,其中該第三類型之像差、該第二類型之像差及該第一類型之像差係不同的。
在一些實施例中,該第三類型之像差可為球面像差。
在一些實施例中,該第一像差校正板可經組態以在該第一像差校正板定位於該光學系統之一或多個光瞳平面處時至少部分校正該第一像差項且該第二像差校正板可經組態以在該第二像差校正板定位於該光學系統之該一或多個光瞳平面處時至少部分校正該第二像差項。
在一些實施例中,該第一像差校正板可經組態以在該第一像差校正板定位於該一或多個光瞳平面之一第一光瞳平面處時至少部分校正該第一像差項且該第二像差校正板可經組態以在該第二像差校正板定位於該一或多個光瞳平面之可不同於該第一光瞳平面之一第二光瞳平面處時至少部分校正該第二像差項。
在一些實施例中,該兩個或更多個線性獨立像差項之各者可為澤爾尼克項。
在一些實施例中,該兩個或更多個線性獨立像差項之各者可為跨越一第五澤爾尼克項直至且包含一第九澤爾尼克項之低階澤爾尼克項。
在一些實施例中,該光學系統可為一成像工具。
在一些實施例中,包含特性化像散、彗形像差或三葉形像差之一像差類型之一像差項之任何像差校正板可經組態以旋轉以與該光學系統中之像差類型之一定向對準。
在一些實施例中,定位於一或多個光瞳平面中之任何像差校正板可定位於距該一或多個光瞳平面之一距離範圍內,其中該距離範圍可經組態以在一選定容限內提供像差校正。
根據本發明之一或多項實施例,揭示一種具有像差校正之系統。該系統包含一照明源。該系統包含一偵測器。該系統包含經組態以基於來自該照明源之照明將一樣本成像至該偵測器上的一或多個集光光學器件。該系統包含像差校正板之一目錄。該目錄包含兩個或更多個集合。該兩個或更多個集合之各集合包含提供一特定線性獨立像差項之至少部分校正之兩個或更多個像差校正板。該兩個或更多個像差校正板之任一特定者具有為兩個或更多個線性獨立像差項之特定線性獨立像差項提供一選定校正量之一空間變化厚度輪廓。各集合校正一不同特定線性獨立像差項。該光學系統包含兩個或更多個像差校正板之一選定組合以在一選定容限內至少部分校正像差。該選定組合之各像差校正板係來自該兩個或更多個集合之一者之一像差校正板。
在一些實施例中,該目錄可進一步包括經組態以至少部分校正跡變之一跡變集合且該選定組合可包含該跡變集合之一跡變校正板。
在一些實施例中,該選定組合之至少一個像差校正板可經組態以至少部分校正跡變。
在一些實施例中,該至少一個像差校正板可經組態以至少部分校正跡變,此係因為在至少一項實施例中,該至少一個像差校正板可包含一跡變塗層,其可經組態以在該至少一個像差校正板定位於光學系統之一光瞳平面處時根據透射率從該光學系統之一光瞳之一中心相對於該光瞳之一外邊緣增加之一徑向變化函數徑向改變透射率。
在一些實施例中,可調整該選定組合以提供該光學系統之不同組態。
在一些實施例中,該光學系統可為一成像工具。
在一些實施例中,該複數個像差項可包含像散。
在一些實施例中,該複數個像差項可包含彗形像差。
根據本發明之一或多項實施例,揭示一種校正一光學系統之像差之方法。該方法包含判定該光學系統之一波前像差。該方法包含為該光學系統提供兩個或更多個像差校正板。該兩個或更多個像差校正板之各者經組態以至少部分校正複數個像差項之一像差項。該複數個像差項之各者經組態以彼此線性獨立且特性化一像差類型,各像差項特性化該光學系統之一像差類型且基於經判定波前像差。
在一些實施例中,該兩個或更多個像差校正板之至少一個像差校正板可經組態以至少部分校正跡變。
在一些實施例中,該至少一個像差校正板可經組態以至少部分校正跡變,此係因為該至少一個像差校正板可包括一跡變塗層,其可經組態以在該至少一個像差校正板定位於光學系統之一光瞳平面處時根據透射率從該光學系統之一光瞳之一中心相對於該光瞳之一外邊緣增加之一徑向變化函數徑向改變透射率。
在一些實施例中,該判定可包含量測該光學系統之一波前像差。
在一些實施例中,該判定可包含模擬該光學系統之一波前像差。
在一些實施例中,該複數個像差項之各者可為澤爾尼克項。
在一些實施例中,該複數個像差項可包含像散、彗形像差、球面像差或三葉形像差之至少一者。
在一些實施例中,該兩個或更多個像差校正板之一第一像差校正板之一第一類型之像差可為像散、彗形像差、球面像差或三葉形像差之一者。
在一些實施例中,該兩個或更多個像差校正板之一第二像差校正板之一第二類型之像差可為像散、彗形像差、球面像差或三葉形像差之一者。
在一些實施例中,該第一像差校正板之第一類型之像差可為像散。舉例而言,在一些實施例中,該第一像差校正板之一振幅可基於基於該光學系統之經判定波前像差之像散之一第五澤爾尼克項及像散之一第六澤爾尼克項之平方和之一平方根,使得第一像差校正板可經組態以在定位於該光學系統之一光瞳平面處且旋轉以與該光學系統中之第一類型之像差之一定向對準時至少部分校正第五澤爾尼克項及第六澤爾尼克項。
在一些實施例中,該第二像差校正板之第二類型之像差可為彗形像差。舉例而言,在一些實施例中,該第二像差校正板之一振幅可基於基於該光學系統之經判定波前像差之彗形像差之一第七澤爾尼克項及彗形像差之一第八澤爾尼克項之平方和之一平方根,使得該第二像差校正板可經組態以在定位於該光學系統之一光瞳平面處且旋轉以與該光學系統中之第二類型之像差之一定向對準時至少部分校正第七澤爾尼克項及第八澤爾尼克項兩者。
在一些實施例中,該光學系統可為一成像工具。
在一些實施例中,該方法可進一步包含提供經組態以至少部分校正跡變之一跡變校正板。
根據本發明之一或多項實施例,揭示一種具有像差校正之光學系統。該系統包含一照明源。該系統包含一偵測器。該系統包含經組態以基於來自該照明源之照明將一樣本成像至該偵測器上的一或多個集光光學器件。該系統包含定位於該一或多個集光光學器件之一或多個光瞳平面中且提供一或多個線性獨立像差項之至少部分校正的一或多個像差校正板,其中該一或多個像差校正板之任一特定者具有為該一或多個線性獨立像差項之一單一特定像差項提供一選定校正量之一空間變化厚度輪廓。該一或多個像差校正板包含經組態以至少部分校正一第一像差項之一第一像差校正板,該第一像差項特性化一第一類型之像差,其中該第一類型之像差係像散、彗形像差或三葉形像差之一者,其中包括特性化像散、彗形像差或三葉形像差之一像差類型之一像差項之任何像差校正板經組態以旋轉以與該光學系統中之該像差類型之一定向對準。
根據本發明之一或多項實施例,揭示一種具有像差校正之系統。該系統包含一照明源。該系統包含一偵測器。該系統包含經組態以基於來自該照明源之照明將一樣本成像至該偵測器上的一或多個集光光學器件。該系統包含像差校正板之一目錄。該目錄包含一或多個集合。該一或多個集合之各集合包含提供一特定線性獨立像差項之至少部分校正之一或多個像差校正板。該一或多個像差校正板之任一特定者具有為一或多個線性獨立像差項之特定線性獨立像差項提供一選定校正量之一空間變化厚度輪廓。各集合校正一不同特定線性獨立像差項。各特定線性獨立像差項特性化一或多個像差類型之一像差類型,其中該一或多個像差類型之各像差類型係像散、彗形像差或三葉形像差之一者。該光學系統包含一或多個像差校正板之一選定組合以至少部分校正一選定容限內之像差。該選定組合之各像差校正板係來自該一或多個集合之一者之一像差校正板,其中包括特性化像散、彗形像差或三葉形像差之一像差類型之一像差項之任何像差校正板經組態以旋轉以與該光學系統中之該像差類型之一定向對準。
根據本發明之一或多項實施例,揭示一種校正一光學系統之像差之方法。該方法包含判定該光學系統之一波前像差。該方法包含為該光學系統提供一或多個像差校正板。該一或多個像差校正板之各者經組態以至少部分校正一或多個像差項之一像差項。該一或多個像差項之各者經組態以彼此線性獨立且特性化一像差類型,各像差項特性化該光學系統之一像差類型且基於經判定波前像差。該一或多個像差校正板包括經組態以至少部分校正一第一像差項之一第一像差校正板。該第一像差項特性化一第一類型之像差,其中該第一類型之像差係像散、彗形像差或三葉形像差之一者,且其中包括特性化像散、彗形像差或三葉形像差之一像差類型之一像差項之任何像差校正板經組態以旋轉以與該光學系統中之該像差類型之一定向對準。
應瞭解,前述一般描述及以下[實施方式]兩者僅為例示性及說明性,且不一定限制如所主張之本發明。併入於本說明書中且構成本說明書之一部分之隨附圖式繪示本發明之實施例且連同一般描述一起用來說明本發明之原理。
相關申請案之交叉參考
本申請案依據35 U.S.C. § 119(e)規定主張2021年2月3日申請之以Haifeng Huang、Rui-Fang Shi、Joseph Walsh、Mitchell Lindsay及Eric Vella為發明者之標題為CORRECTION PLATES OF LOW-ORDER ZERNIKE ABERRATIONS AND APODIZATION FOR A HIGH NA IMAGING SYSTEM之美國臨時申請案序號63/144,996之權利,該案之全文以引用的方式併入本文中。
已關於某些實施例及其特定特徵特別地展示且描述本發明。本文中闡述之實施例被視為闡釋性而非限制性。一般技術者應容易明白,可在不脫離本發明之精神及範疇之情況下進行形式及細節之各種改變及修改。現將詳細參考在隨附圖式中繪示之所揭示標的。
大致參考圖1至圖5B,根據本發明之一或多項實施例,揭示用於校正一光學系統之像差及/或跡變之系統及方法。本發明之實施例係關於提供經組態以至少部分校正一光學系統之一波前像差及/或跡變之一或多個像差及/或跡變校正板,其中各像差校正板校正一不同像差項。本發明之額外實施例係關於一或多個像差校正板,其中各板提供一單一像差類型之一選定校正量。進一步實施例係關於包含一第一及第二像差校正板之光學系統,其中第一及第二像差校正板校正特性化光學系統之一不同像差類型之一不同像差項。
進一步實施例係關於用於校正包含像差及/或跡變校正板之一目錄之一光學系統之像差之系統,其可用於可撓性地定製一光學系統之像差及/或跡變校正。舉例而言,本發明之一些實施例係關於一種包含在各集合中具有兩個或更多個像差校正板(其等可另外或單獨地校正跡變)之一或多個集合之一目錄之系統,其中各集合與一像差項(例如,像散、彗形像差及類似者)相關聯且校正該像差項之一系列值(例如,校正像散之20毫米波(mWave)值之一第一板、校正像散之40 mWave之一第二板等)。
波前度量衡及控制通常係在繞射極限附近操作之高解析度光學系統之一關鍵考量。光學系統中存在之非所要光學像差將導致影像變形,以及影像對比度降低及Strehl損失。因此,光學像差與光學系統之系統效能及品質密切相關。
通常,可使用澤爾尼克多項式算術地模型化圓形波前像差輪廓。澤爾尼克多項式在具有一單位半徑之一圓形上正交。可用澤爾尼克多項式擬合一複雜波前像差以產生各表示不同線性獨立類型之像差之一擬合係數集合。因此,各澤爾尼克項(即,乘以其各自係數之澤爾尼克多項式)可單獨且獨立地量化促成一整體波前像差之一像差類型。應注意,可存在偶數及奇數澤爾尼克多項式。
本文中應注意,可使用一單一元件來校正一光學系統中之多個像差。舉例而言,標題為「ARBITRARY WAVEFRONT COMPENSATOR FOR DEEP ULTRAVIOLET (DUV) OPTICAL IMAGING SYSTEM」之美國專利第10,761,031號中大致描述使用一單一像差校正板校正多個像差,該專利之全文以引用之方式併入本文中。在另一實例中,1999年10月12日發佈之標題為「PROCESS FOR CORRECTING WAVE FRONT DEFORMATIONS」之美國專利第5,966,243號中大致描述使用至少兩個板之相關組合同時校正焦點(Z4)及像散(Z5及Z6),該專利之全文以引用之方式併入本文中。然而,本文中預期此方法可能具有限制。舉例而言,可基本上針對一光學系統客製化校正該系統之各種類型之像差(例如,彗形像差、像散及類似者)之一單一像差校正板。具有可各自同時校正各類型之像差之全部可能值範圍之全部可能組合之一單一像差校正板集合可能不切實務。因此,同時校正各種類型之像差之一單一像差校正板可基本上連結於其所設計而用於之唯一個別光學系統。光學系統之任何變化可導致光學系統之波前像差發生變化,其可能需要一不同像差校正板,增加成本且導致明顯延遲。舉例而言,隨著像差容限要求變得更嚴格,重要組件之生產成本及交貨時間可能增加,諸如對於一高數值孔徑(NA)物鏡。此外,若物鏡之光學像差超出容限要求,則調換出組件以減少像差可能成本高昂且導致明顯延遲。
一些實施例係關於用於校正一光學系統之像差之系統及方法,其解決至少一些此等問題。舉例而言,在一些應用中,可提供能夠使用一或多個像差校正板產生一像差校正影像之一光學系統。在此實例中,可用可能並非針對光學系統唯一設計之一或多個校正板至少部分校正光學系統之波前像差之變化。例如,可藉由使用一或多個像差校正板至少部分校正一光學系統之波前像差,各像差校正板校正波前像差之一不同線性獨立像差項。
在此方面,或藉由另一實例,可使用像差校正板之一目錄,其中目錄包含全部校正一特定像差項之不同量之至少一個校正板集合。作為一圖解,一目錄可包含用以校正像散之一像差校正板集合,其中各板提供不同校正量(例如,5 mWave、10 mWave、15 mWave或類似者)。以此方式,可藉由利用(或選擇)提供所需校正量之一板在一選定容限內校正一特定光學系統中之像散。此外,一目錄可包含多個(例如,兩個或更多個)校正板集合,其中各集合針對一不同像差項提供校正。因此,可藉由利用(或選擇)來自不同集合之多個板在一選定容限內校正一光學系統中之複雜像差。
應注意,跡變係跨光瞳之光透射之變動。一高度均勻光瞳透射對應於一小跡變。一高NA系統需要一小跡變,此係因為一大跡變減小系統之有效NA。應注意,與光學系統之一光瞳邊緣附近相比,一高NA光學系統之跡變(即,光瞳透射)在一光瞳中心附近可展示較高透射率。
本發明之至少一些實施例包含跡變校正板,其等可為具有跡變校正之像差校正板。
關於跡變,如下文在一選用步驟中進一步描述,在至少一些實施例中,像差校正板之目錄中之至少一個像差校正板(例如,118a)可在像差校正板之至少一個表面上具有一跡變塗層。舉例而言,跡變塗層可經組態以至少部分校正一光學系統之光瞳透射之一非均勻性。
舉例而言,一集合之各像差校正板可至少部分校正一特定像差項之值範圍之一特定值,且該集合可跨越特定像差項之值範圍。舉例而言,一光學系統之變化可導致光學系統之波前像差之變化。此外,關於此實例,可藉由用具有一特定像差項之一不同值之一選定像差校正板取代具有相同像差項之一特定值之光學系統之一預先存在像差校正板而至少部分校正波前像差。在此實例之另一實施例中,可使用選定像差校正板而無需替換一預先存在像差校正板。此外,關於此實例,選定像差校正板可能已在庫存中及/或批量製造,使得此一像差校正板之成本相對較低且交貨時間相對較短。在至少一些實施例中,此一系統或方法之益處至少允許擁有涵蓋一或多個像差類型(例如,彗形像差、像散、球面像差及類似者)之像差校正板之一目錄(或在相對較短時間內購買一或多個像差校正板)的能力以允許回應於一光學系統之波前像差之變化而快速更換(或添加)光學系統中之像差校正板。此外,在一些實施例中,歸因於此等像差校正板能夠用於多於一個系統中且批量製造及/或比校正各種像差項之一單一板更容易製造,此一系統及方法至少允許降低校正一光學系統之像差之成本。
本發明之至少一些實施例包含可用於一光學系統中(例如,可插入於光瞳平面處)之像差校正板。舉例而言,像差校正板可為具有一變化2維(2D)厚度之一薄透明板,其經組態以用於其光瞳平面處或附近之一光學系統(例如,一影像系統)中。例如,可藉由離子束成形(IBF)技術或其他輪廓定義技術或方法修改2D厚度,使得在板定向(即,繞光學系統之光學軸之旋轉)正確或幾乎正確時,來自像差校正板之透射波前輪廓抵消(例如,校正)光學系統之像差之至少一部分。在此方面,像差校正板可空間修改跨光瞳之光學路徑以抵消(例如,補償)波前像差。
此外,應注意,具有像差校正之光學系統可用於廣範圍之應用中。因此,本發明之精神及範疇不限於高NA或高解析度度量衡系統且可擴展至具有一或多個像差校正板之一光學系統之任何應用。
圖1A係根據本發明之一或多項實施例之具有像差校正之一光學系統之一圖解表示。在一項實施例中,如圖1中展示,光學系統100包含可各自校正一像差項之一或多個像差校正板110 (例如,一第一像差校正板110a及視需要一第二像差校正板110b,至多且包含一第N像差校正板110n)。舉例而言,如展示,光學系統100可包含成像光學器件104,其可包含任何適合數目及類型之成像光學器件。如展示,一光學系統可經組態以藉由使用電磁波形(例如,來自一照明源之光)使一物件102成像以形成一影像106,該等電磁波形可從物件102 (例如,從定位於物件102後方之一照明源)反射或透射穿過物件102且可藉由複數個波前108表示。光可穿過任何數目及類型之成像光學器件104。成像光學器件104之各元件可將像差引入至系統中,與一理想非失真波前112b相比,此可導致波前失真,如藉由失真波前112a展示。例如,元件中之缺陷或成像光學器件104之一元件之不準確放置或定向可導致使波前108失真之像差。此外,光學系統100本身之設計可能引入像差(例如,對於一給定設計約束集合係無法避免的,即使具有完美成像光學器件104)。可使用一或多個像差校正板110來補償(即,校正)此一失真波前112a。一或多個像差校正板110可能導致一失真波前112a更緊密地匹配一理想非失真波前112b,如藉由部分校正波前112c展示。至少部分校正波前112c之至少一些益處可包含能夠滿足較嚴格像差容限要求,能夠產生一較清楚影像,及/或能夠產生物件102之一更準確且不太劣化影像。其他益處至少包含能夠校正藉由一光學系統之製造步驟導致之殘餘波前誤差。
關於跡變,如下文在一選用步驟中進一步描述,在至少一些實施例中,光學系統100之像差校正板110之至少一個像差校正板(例如,110a)可在像差校正板110之至少一個表面上具有一跡變塗層。舉例而言,跡變塗層可經組態以至少部分校正光學系統100之光瞳透射之一非均勻性。在另一實例中,跡變塗層可經組態以具有一較低透射率(例如,與邊緣相比,中心(例如,光學軸)附近之一透射率較低)。在另一實例中,跡變塗層可經組態以根據透射率從光瞳之一中心增加之一徑向變化函數徑向改變透射率。
圖1B係根據本發明之一或多項實施例之經組態以至少部分校正一光學系統(例如,圖1A之光學系統100)之波前像差之像差校正板(例如,第一集合116a之像差校正板118a、第一集合116a之像差校正板118b,至多第一集合116a之一第N像差校正板118n;第二集合116b之像差校正板120a、第二集合116b之像差校正板120b,至多第二集合116b之一第N像差校正板120n;第N集合116n之像差校正板Na、第N集合116n之像差校正板Nb,至多第N集合116n之一第N像差校正板Nn)之一或多個集合116 (例如,一第一集合116a及視需要一第二集合116b,至多第N集合116n)之一目錄114之一圖解表示。在一項實施例中,各集合116經組態以至少部分校正與各集合相關聯之一像差項。舉例而言,各像差項可與其他像差項之各者線性獨立且可經組態以特性化一像差類型。例如,第一集合116a之各像差校正板118可經組態以至少部分校正與像散相關聯且特性化像散之一像差項且第二集合116b之各像差校正板120可經組態以至少部分校正與彗形像差相關聯且特性化彗形像差之一像差項。在此方面,第一集合116a之第一像差校正板118a可校正像散之20 mWave之一值,第二板118b可校正像散之40 mWave之一值,且對於第一集合116a中之其他像差校正板118,此型樣可繼續。同樣地,可藉由第二集合116b中之像差校正板120校正彗形像差之值範圍。應注意,僅出於闡釋性目的提供上述實例且集合可與任何像差項及任何像差類型相關聯。舉例而言,不包含像差項及像差類型之其他實例可僅出於簡潔之目的。舉例而言,目錄114可包含與任何線性獨立像差項或像差類型相關聯之集合116a。在另一實例中,目錄114可包含與任何澤爾尼克項相關聯之集合116a。
在另一實施例中,目錄114中之像差校正板(例如,118a)之至少一者可經組態以用於一光學系統(例如,圖1之光學系統100或圖1C之成像工具122,如下文更詳細地論述)中。舉例而言,像差校正板118a可經組態以插入至一光學系統100中。在另一實例中,像差校正板118a可經組態以插入至一光學系統100之一或多個光瞳平面中。在另一實例中,來自一或多個集合116之一或多者之一像差校正板110 (例如,來自各集合之一個像差校正板110)可針對光學系統110選擇,由光學系統100利用,或插入至光學系統100中。舉例而言,可選擇來自第一集合116a之一像差校正板118且其可為圖1A中展示之像差校正板110a。此外,關於此實例,可選擇來自第二集合116b之一像差校正板120且其可為像差校正板110b。在此方面,若第一集合116a至少部分校正像散且第二集合116b至少部分校正彗形像差,則使用來自各集合116之一像差校正板110之一組合將至少部分校正像散及彗形像差兩者。
再次參考圖1B,揭示一種用於校正一光學系統之像差之系統。舉例而言,系統可包含一目錄。例如,目錄可包含一或多個集合。在此方面,集合可包含多個(例如,兩個或更多個)像差校正板。舉例而言,一集合之多個像差校正板之各者可經組態以至少部分校正與該集合相關聯之一像差項之預設目錄值範圍。例如,各像差項可經組態以彼此線性獨立且特性化一像差類型(例如,像散、彗形像差、球面像差及類似者)。
在此方面,可能存在像差校正板之一像散集合、像差校正板之一彗形像差集合及像差校正板之一球面像差集合之一目錄。另外,像差校正板之像散集合可包含20 mWave之一第一像差校正板、40 mWave之一第二像差校正板、60 mWave之一第三像差校正板及類似者。類似地,像差校正板之彗形像差集合可包含10 mWave之一第一像差校正板、20 mWave之一第二像差校正板、30 mWave之一第三像差校正板及類似者。類似地,像差校正板之球面像差集合可同樣地跨越預設目錄值範圍。各集合之像差校正板可經組態以用於或選擇用於一光學系統100中以至少部分校正與各集合相關聯之像差類型。另外,若一像差類型不存在或低於一臨限值(例如,5 mWave),則可判定來自與此一像差類型相關聯之集合之像差校正板不應用於光學系統100中。
圖1C係繪示根據本發明之一或多項實施例之一成像工具122之一概念圖。在一項實施例中,成像工具122包含經組態以產生至少一個照明光束126的一照明源124。來自照明源124之照明可包含一或多個選定波長之光,包含(但不限於)紫外線(UV)輻射、可見光輻射或紅外線(IR)輻射。舉例而言,成像工具122可包含在一照明光瞳平面處之一或多個孔隙以將來自照明源124之照明劃分成一或多個照明光束126或照明波瓣。在此方面,成像工具122可提供偶極照明、正交照明或類似者。此外,可藉由一視場平面光闌控制樣本128上之一或多個照明光束126之空間輪廓以具有任何選定空間輪廓。
照明源124可包含適於提供至少一個照明光束126之任何類型之照明源。在一項實施例中,照明源124係一雷射源。舉例而言,照明源124可包含(但不限於)一或多個窄頻雷射源、一寬頻雷射源、一超連續光譜雷射源、一白光雷射源或類似者。在此方面,照明源124可提供具有高相干性(例如,高空間相干性及/或時間相干性)之一照明光束126。在另一實施例中,照明源124包含一雷射持續電漿(LSP)源。舉例而言,照明源124可包含(但不限於)一LSP燈、一LSP燈泡、或適於裝納在由一雷射源激發成一電漿狀態時可發射寬頻照明之一或多個元素之一LSP室。在另一實施例中,照明源124包含一燈源。舉例而言,照明源124可包含(但不限於)一弧光燈、一放電燈、一無電極燈或類似者。在此方面,照明源124可提供具有低相干性(例如,低空間相干性及/或時間相干性)之一照明光束126。在另一實施例中,照明源124包含由多個同調源形成為一單一輸出分佈之一高亮度照明源。舉例而言,2019年6月4日申請之美國專利申請案第16,430,861號中大致描述包含經組態而以一共同展度提供一單一輸出分佈之多個同調源之一高亮度照明源,該案之全文以引用之方式併入本文中。
照明源124可使用自由空間技術及/或光纖來提供一照明光束126。在一項實施例中,照明源124藉由在兩個或更多個光纖中提供光而產生一多波瓣照明光束126,其中從各光纖輸出之光係照明光束126之一照明波瓣。在另一實施例中,照明源124藉由將一光源繞射成兩個或更多個繞射級而產生一多波瓣照明光束126,其中照明光束126之照明波瓣由光源之至少一些繞射級形成。2019年3月14日公開且標題為Efficient Illumination Shaping for Scatterometry Overlay之美國專利公開案第US2020/0124408號中大致描述透過受控繞射有效地產生多個照明波瓣,該案之全文以引用之方式併入本文中。
在另一實施例中,成像工具122經由一照明路徑130將照明光束126引導至樣本128。照明路徑130可包含適於修改及/或調節照明光束126以及將照明光束126引導至樣本128的一或多個光學組件。在一項實施例中,照明路徑130包含一或多個照明路徑透鏡132 (例如,以準直照明光束126,中繼光瞳及/或視場平面或類似者)。在另一實施例中,照明路徑130包含一或多個照明路徑光學器件134以塑形或以其他方式控制照明光束126。舉例而言,照明路徑光學器件134可包含(但不限於)一或多個視場光闌、一或多個光瞳光闌、一或多個偏光器、一或多個濾光器、一或多個光束分離器、一或多個漫射體、一或多個均化器、一或多個跡變器、一或多個光束塑形器、或一或多個鏡(例如,靜態鏡、可平移鏡、掃描鏡或類似者)。
在另一實施例中,成像工具122包含一物鏡136以將照明光束126聚焦至樣本128上(例如,具有定位於樣本128之兩個或更多個層上之目標元件之一目標)。在另一實施例中,樣本128經安置於適於固定樣本128之一樣本載物台138上且進一步經組態以相對於照明光束126定位樣本128。
在另一實施例中,成像工具122包含經組態以透過一收集路徑142捕獲從樣本128 (例如,樣本128上之一目標)發出之光或其他(例如,收集光150)的一或多個偵測器140。收集路徑142可包含適於修改及/或調節來自樣本128之收集光150的一或多個光學元件。在一項實施例中,收集路徑142包含一或多個收集路徑透鏡144 (例如,以準直照明光束126,中繼光瞳及/或視場平面或類似者),其可包含(但無需包含)物鏡136。在另一實施例中,收集路徑142包含一或多個收集路徑光學器件146以塑形或以其他方式控制收集光150。舉例而言,收集路徑光學器件146可包含(但不限於)一或多個視場光闌、一或多個光瞳光闌、一或多個偏光器、一或多個濾光器、一或多個光束分離器、一或多個漫射體、一或多個均化器、一或多個跡變器、一或多個光束塑形器、或一或多個鏡(例如,靜態鏡、可平移鏡、掃描鏡或類似者)。
偵測器140可定位於收集路徑142內之任何選定位置處。在一項實施例中,成像工具122包含在一視場平面(例如,與樣本128共軛之一平面)處之一偵測器140以產生樣本128之一影像。在另一實施例中,成像工具122包含在一光瞳平面(例如,一繞射平面)處之一偵測器140以產生一光瞳影像。在此方面,光瞳影像可對應於來自樣本128之光之一角分佈。例如,與來自樣本128 (例如,樣本128上之一目標)之照明光束126之繞射相關聯之繞射級可在光瞳平面中成像或以其他方式觀察。在一般意義上,偵測器140可從樣本128捕獲反射(或透射)、散射或繞射光之任何組合。
成像工具122通常可包含適於從樣本128捕獲指示疊對之光之任何數目或類型之偵測器140。在一項實施例中,偵測器140包含適於特性化一靜態樣本之一或多個偵測器140。在此方面,成像工具122可在一靜態模式中操作,其中樣本128在量測期間係靜態的。舉例而言,偵測器140可包含二維像素陣列,諸如(但不限於)一電荷耦合裝置(CCD)或一互補金屬氧化物半導體(CMOS)裝置。在此方面,偵測器140可在一單一量測中產生二維影像(例如,一視場平面影像或一光瞳平面影像)。
在一項實施例中,偵測器140包含適於特性化一移動樣本(例如,一掃描樣本)之一或多個偵測器140。在此方面,成像工具122可在一掃描模式中操作,其中在量測期間相對於一量測視場掃描樣本128。舉例而言,偵測器140可包含具有足以在選定影像容限(例如,影像模糊、對比度、清晰度或類似者)內之掃描期間擷取一或多個影像之一擷取時間及/或一刷新速率之一2D像素陣列。藉由另一實例,偵測器140可包含一線掃描偵測器以連續地一次產生一行像素之一影像。藉由另一實例,偵測器140可包含一延時積分(TDI)偵測器。
在另一實施例中,成像工具122包含一控制器152。控制器152可包含經組態以執行維持於記憶體媒體156或記憶體上之程式指令的一或多個處理器154。在此方面,控制器152之一或多個處理器154可執行在本發明各處描述之各種程序步驟之任一者。此外,控制器152可通信耦合至成像工具122或其中之任何組件。
在另一實施例中,成像工具122包含一掃描子系統以在一度量衡量測期間相對於量測視場掃描樣本128。舉例而言,樣本載物台138可在物鏡136之一焦點體積內定位及定向樣本128。在另一實施例中,樣本載物台138包含一或多個可調整載物台,諸如(但不限於)一線性平移載物台、一旋轉載物台或一翻轉/傾斜載物台。在另一實施例中,儘管未展示,然掃描子系統包含一或多個光束掃描光學器件(例如,可旋轉鏡、電流計或類似者)以相對於樣本128掃描照明光束126。
成像工具122之照明路徑130及收集路徑142可以適於用照明光束126照明樣本128且回應於入射照明光束126而收集從樣本128發出之光之廣範圍之組態進行定向。舉例而言,如圖1B中繪示,成像工具122可包含一光束分離器148,其經定向使得一共同物鏡136可同時將照明光束126引導至樣本128且收集來自樣本128之光。藉由另一實例,照明路徑130及收集路徑142可含有非重疊光學路徑。
在一項實施例中,成像工具122可包含用於至少部分校正像差項之一或多個像差校正板110 (例如,圖1B之118a及120a,或圖1A之110a及110b)。舉例而言,如上文描述,可從一目錄114選擇一或多個像差校正板110。
在另一實施例中,一或多個像差校正板110可放置於成像工具122之一或多個光瞳平面中且可經組態以至少部分校正成像工具122之像差。舉例而言,一第一像差校正板110可經組態以用於一第一光瞳平面中且一第二像差校正板110可經組態以用於一第二光瞳平面中。舉例而言,一第一像差校正板110及一第二像差校正板110可經組態以用於一第一光瞳平面中。例如,一第一像差校正板110及一第二像差校正板110可經組態以在一光瞳平面附近且在一光瞳平面之任一側上使用。
本文中考慮,特定光學系統100之設計可限制一像差校正板110之厚度或像差校正板110之數目,像差校正板110可放置於一特定光瞳平面處或足夠接近一特定光瞳平面以在一選定容限內提供像差校正。舉例而言,一像差校正板110之厚度可相對較薄(例如,0.5 mm或更小)。例如,一像差校正板110之厚度可儘可能薄且歸因於用於製造像差校正板110之一拋光程序,可部分限制像差校正板110之薄度。
出於本發明之目的,指示將一或多個像差校正板放置於一光瞳平面中之描述可被理解為將一或多個像差校正板放置於距光瞳平面之一距離範圍內,其在一選定容限內提供像差校正。應注意,一準直光波可允許在經過一光瞳平面之一距離範圍(例如,至多15 cm或更大)之一選定容限內進行等量像差校正。舉例而言,出於各種原因(即,空間不足),具有一複雜物鏡(例如,具有許多光學元件)及物鏡中之一光瞳平面之一光學系統可能無法具有定位於物鏡中之一像差校正板。例如,像差校正板可能需要放置於物鏡外部(例如,距/經過光瞳平面10 cm)。在此方面,若在一測試物件(例如,一倍縮光罩)放置於物鏡之前焦平面處時藉由物鏡準直透射穿過物鏡之光波,則一像差校正板之廣範圍之放置可允許一選定容限內之像差校正。出於本發明之目的,片語「在一選定容限內提供像差校正之距光瞳平面之一距離範圍內」中之「範圍」術語可取決於光波是否準直經過光瞳平面且取決於光波準直經過光瞳平面之程度而變化。
出於本發明之目的,若一或多個校正板之至少一者之像差類型係像散、彗形像差或三葉形像差之一者,則指示兩個或更多個校正板(例如,像差校正板)之描述可被理解為一或多個校正板(例如,像差校正板)。舉例而言,可提供使用下文描述之與Z7及Z8相關聯且可關於圖5A及圖5B引用之方程式及其他性質提供之一單一彗形像差像差校正板,而非在方法步驟204中提供兩個或更多個像差校正板。此外,出於本發明之目的,若一或多個集合之至少一個校正板之像差類型係像散、彗形像差或三葉形像差之一者,則指示一目錄之兩個或更多個集合之描述可被理解為一目錄之一或多個集合。
此外,光學系統可包含任何數目個光學繼電器以提供可放置像差校正板之任何數目個共軛光瞳平面。以此方式,指示將一或多個像差校正板放置於本文中之一光瞳平面中之描述可被理解為包含任何數目個共軛光瞳平面中之像差校正板之任何配置。
圖2大體上繪示根據本發明之一或多項實施例之用於校正一光學系統之像差之一方法。
在步驟202中,可量測光學系統之一波前像差。舉例而言,一光學系統之一波前可能憑藉系統之成像光學器件中之元件或藉由系統之設計而變得失真且可量測此一失真。例如,參考圖1A,成像光學器件104可能導致波前108變得失真(參見失真波前112a)。此外,在此例項中,可量測失真波前112a (即,波前像差)。舉例而言,在一UV至可見光波長範圍光學系統中,可使用一沙克-哈特曼感測器來量測像差。在另一實例中,在一EUV光化系統中,可藉由使用如1999年12月10日之Patrick P. Naulleau等人之Applied Optics,第38卷,第35章,「Extreme-ultraviolet phase-shifting point-diffraction interferometer: a wave-front metrology tool with subangstrom reference-wave accuracy」中進一步描述之一相移點繞射干涉儀判定像差,該論文之全文以引用之方式併入本文中。此外,Zhang等人在2016年5月10日發佈之美國專利第9,335,206號中進一步描述判定一EUV型系統中之像差之數個實例,該專利之全文以引用之方式併入本文中。
在一選用步驟中,方法200可包含將量測波前像差擬合成線性獨立像差項。舉例而言,方法200可包含將量測波前像差112b擬合成線性獨立澤爾尼克多項式或項。
在步驟204中,可提供經組態以至少部分校正兩個或更多個像差項之兩個或更多個像差校正板110 (例如,像差校正板110a及像差校正板110b)。舉例而言,可提供經組態以至少部分校正複數個像差項之一第一像差項之一第一像差校正板110a。此外,複數個像差項之各者可經組態為彼此線性獨立且特性化一像差類型。例如,複數個像差項之各者可經組態以基於量測波前像差(例如,圖1A中之112a)特性化一像差類型。此外,關於上述實例,兩個或更多個像差項之各像差項可特性化光學系統100之一不同像差類型。
在一個實例中,兩個或更多個像差校正板之一第一像差校正板之一第一類型之像差及兩個或更多個像差校正板之一第二像差校正板之一第二類型之像差可為像散、彗形像差、球面像差或三葉形像差之一者。在另一實例中,兩個或更多個像差校正板之一第一像差校正板之一第一類型之像差及兩個或更多個像差校正板之一第二像差校正板之一第二類型之像差可為任何澤爾尼克項之一者,包含高階澤爾尼克項。
提供一像差校正板110 (例如,一第一像差板110a)之一個實例可包含在澤爾尼克項具有相同像差類型時用相同板同時至少部分校正兩個澤爾尼克項。例如,第五澤爾尼克項(Z5)及第六澤爾尼克項(Z6)可與像散相關聯且可需要像差校正板110以校正像散。Z5及Z6之任何組合可為具有等於Z5及Z6之平方和之平方根RSS之一振幅之Z5之一波前,但旋轉至藉由Z5及Z6之澤爾尼克係數判定之一角度。對於第七及第八澤爾尼克項(分別為Z7及Z8)以及第十及第十一澤爾尼克項(分別為Z10及Z11),此可能同樣適用。在此方面,此一性質可用於提供校正與相同類型之像差相關聯之兩個澤爾尼克項之一像差校正板110。
舉例而言,在圖3A中,展示具有Z5之像散之一波前像差類型之一像散波前300。像散波前300之色彩(例如,所使用之灰色陰影)對應於波前像差位準,其中中灰色(如隅角中展示)指示零像差。若像差校正板110具有與一恆定厚度均勻基板之頂部上之
-w(x,y)/(n-1)成比例之一2D厚度輪廓,則可提供一像散校正板110以校正(即,抵消)此一像散波前300,其中
w(x,y)係一2D波前相位函數且
n係板材料之折射率。此可意謂正相位(定義為較長光學路徑長度)給定較小厚度且反之亦然。此等性質可能適用於其他像差項(例如,Z7及Z8,以及Z10及Z11)。當提供此一像散校正板時,XYZ座標(例如所示之X軸306a及Y軸308a)中之投影第五澤爾尼克項(Z5)及第六澤爾尼克項(Z6)可遵循正弦函數:
,其中θ係圍繞圖3A之Z軸且從0至π量測之一旋轉角度且Z5
0係校正板之振幅。
圖4A及圖4B中可見上述實例之一例項。圖4A展示Z5 402及Z6 404之一例項之一圖解400。如上文描述,一像散校正板之旋轉產生相對於旋轉角度之正弦Z5 402及Z6 404投影。在此例項中,在具有水平軸Z5及垂直軸Z6之一2D平面中,圖4A及圖4B之系統之座標如下:量測系統像散Z5係-32.7 mWave,量測Z6係12.48 mWave。此外,RSS係35 mWave,且像散校正板之Z5振幅係35 mWave (如藉由圖4A中之Z5 402之最大高度展示)。在此例項中,方位角φ (例如,在0至2π之範圍中)係159.09度,且投影Z5及Z6分別係32.7 (藉由Z5點406展示)及-12.48 (藉由Z6點408展示) (即,其等與系統像散相反及抵消系統像散)。通常,對於0至π之範圍中之方位角φ,正確旋轉角度(例如,像差校正板圍繞一光學系統之一光學軸之旋轉角度)係
且對於π至2π之範圍中之方位角φ,正確旋轉角度係
。在此例項中,當像差校正板之旋轉角度旋轉至(159.09 + 180) / 2 = 169.55度(2.96 rad)時,藉由振幅35 mWave之像散校正板完全校正系統像散Z5及Z6。此實例展示,至少在一些實施例中,若Z5之像散校正板110之振幅等於像散(即,系統像散)之Z5及Z6項之RSS,則可校正系統像散。
然而,當像散校正板之Z5振幅與系統像散之RSS不同時,可存在殘餘像散,此係因為校正不完整。參考圖4B及上述例項,系統像散RSS值的範圍從10 mWave至100 mWave。應注意,20 mWave之一間隔庫中之一像散校正板理論上不應具有與理想值相差超過10 mWave之一像散校正板。在此方面,圖4B繪示在藉由具有10 mWave且具有一5度旋轉角度誤差之一像散校正板進行校正之後之殘餘像散RSS值之模擬412之一圖形表示410。
可藉由以下函數表示圖4B之殘餘像散:
,其中A
S係系統像散,φ
S係Z5Z6平面中之方位角,A
C係像散校正板之Z5振幅,θ係旋轉角度,且Δ
A係在藉由像素校正板進行校正之後之殘餘像散之RSS。為了理論上完美像散校正,
且
。若
,則在一些實施例中,給定最小殘餘像散之旋轉角度θ滿足函數
,使得上述方程式之第二項
等於零。
類似於與像素相關聯之上述例項及實例,可類似地提供與彗形像差(即,Z7及Z8)及三葉形像差(即,Z10及Z11)相關聯之像差校正板110及/或其等具有類似性質。舉例而言,對於彗形像差,所需旋轉範圍係從0至2π。對於三葉形,所需旋轉範圍係從0至(2/3)π。舉例而言,Z7及Z8之RSS可用於判定與彗形像差相關聯之一像差校正板110之振幅且可類似地基於相關聯澤爾尼克項之澤爾尼克係數判定此一像差校正板110之角度。
舉例而言,類似於上文針對Z5及Z6描述之例項,提供用於彗形像差之一像差校正板可類似於提供如上文描述之用於像散之一像差校正板。例如,對於彗形像差,XYZ座標系統中之投影Z7及Z8項可遵循正弦函數:
其中
θ係圍繞圖3B之Z軸且從0至2π量測之一旋轉角度且
Z7
0 係校正板之振幅。
圖5A及圖5B中可見上述實例之一例項。圖5A展示Z7 502及Z8 504之一例項之一圖解500。如上文描述,一彗形像差校正板之旋轉產生相對於旋轉角度之正弦Z7 502及Z8 504投影。在此例項中,在具有水平軸Z7及垂直軸Z8之一2D平面中,圖5A及圖5B之系統之座標如下:量測系統彗形像差Z7係-27.46 mWave,量測Z8係21.7 mWave。此外,RSS係35 mWave,且彗形像差校正板之Z7振幅係35 mWave (如藉由圖5A中之Z7 502之最大高度展示)。在此例項中,方位角φ (例如,在0至2π之範圍中)係141.68度,且投影Z7及Z8分別係27.46 (藉由Z7點506展示)及-21.7 (藉由Z8點508展示) (即,其等與系統彗形像差相反及抵消系統彗形像差)。通常,對於0至π之範圍中之方位角φ,正確旋轉角度(例如,像差校正板圍繞一光學系統之一光學軸之旋轉角度)係
且對於π至2π之範圍中之方位角φ,正確旋轉角度係
。在此例項(圖5A)中,當像差校正板之旋轉角度旋轉至141.68 + 180 = 321.68度(5.61 rad)時,藉由振幅35 mWave之彗形像差校正板完全校正系統彗形像差Z7及Z8。此實例展示,至少在一些實施例中,若Z7之彗形像差校正板110之振幅等於彗形像差(即,系統彗形像差)之Z7及Z8項之RSS,則可校正系統彗形像差。
然而,當彗形像差校正板之Z7振幅與系統彗形像差之RSS不同時,可存在殘餘彗形像差,此係因為校正不完整。參考圖5B及上述例項,系統彗形像差RSS值係在從10 mWave至100 mWave之範圍內。應注意,20 mWave之一間隔庫中之一彗形像差校正板理論上不應具有與理想值相差超過10 mWave之一彗形像差校正板。在此方面,圖5B繪示在藉由具有10 mWave且具有一5度旋轉角度誤差之一彗形像差校正板進行校正之後之殘餘彗形像差RSS值之模擬512之一圖形表示510。
可藉由以下函數表示圖5B之殘餘彗形像差:
,其中
C
S 係系統彗形像差,
ψ
S 係Z7Z8平面中之方位角,
C C 係彗形像差校正板之Z7振幅,
θ係旋轉角度,且
Δ
C 係校正之後之殘餘彗形像差之RSS。為了理論上完美彗形像差校正,
且
。若
,則在一些實施例中,給定最小殘餘彗形像差之旋轉角度θ滿足函數
,使得上述方程式之第二項
等於零。
藉由使用石英材料及IBF技術,一薄(例如,0.5 mm厚) Z5像差校正板110之澤爾尼克項純度可為極高。其他澤爾尼克項之振幅可小至約1 mWave。
在圖3B中,出於闡釋性目的展示具有Z9之彗形像差之一波前像差類型之一彗形像差波前302。
藉由使用石英或熔融矽石材料及IBF技術,一薄(例如,0.5 mm厚) Z7像差校正板110之澤爾尼克項純度可為極高。其他澤爾尼克項之振幅可小至約1 mWave。
在圖3C中,出於闡釋性目的展示具有可為旋轉對稱之第九澤爾尼克項(Z9)之球面像差之一波前像差類型之一球面像差波前304。舉例而言,對於校正球面像差之一Z9像差校正板110,無需板之旋轉。
在一選用步驟(未展示)中,兩個或更多個像差校正板之至少一者可經組態以校正跡變。舉例而言,光學系統或成像工具122之像差校正板110之一或多者可為經組態以校正跡變(例如,一非均勻光瞳強度分佈)之一像差校正板110。例如,一像差校正板110 (例如,圖1A之像差校正板110a)可經組態以使用可改良光學系統之一光瞳透射之均勻性(像差校正板110之一第一表面(未展示)或一第二表面(未展示)之至少一者上)之一塗層來校正跡變。在此方面,像差校正板塗層可經組態以在像差校正板之中心附近將光瞳透射降低一值(例如,降低10%)。在另一例項中,光學系統100 (例如,成像工具122)之各像差校正板可具有校正跡變之一塗層(即,跡變塗層)。校正跡變及像差兩者之一或多個校正板之一益處係具有跡變及像差校正兩者之一光學系統。在另一實例中,跡變塗層可為旋轉對稱的。應注意,如上文實例及例項中描述之跡變僅出於闡釋性目的。
即使跡變與像差不同,應注意,至少在一些實施例中,所提及之任何像差校正板可代替地為一跡變校正板。舉例而言,任何像差校正板可為校正跡變但不校正任何像差項之一跡變板。例如,圖1A之像差校正板110a或圖1B之像差校正板118a可為校正跡變但不校正任何像差項之一跡變校正板。在另一例項中,像差校正板之目錄114可為像差及跡變校正板之一目錄或僅跡變校正板之一目錄。在此方面,集合116a可為像差校正板118之一集合且集合116b可為跡變校正板之一集合,其中集合116a校正一像差項且集合116b校正一跡變值範圍。在另一方面,或除上述方面以外,任何像差校正板可為校正跡變及像差兩者之一像差及跡變校正板。舉例而言,集合116a可為像差及跡變校正板118之一集合。
再次參考圖2,在一選用步驟206中,可將兩個或更多個像差校正板插入至光學系統中。舉例而言,參考圖1A,第一像差校正板110a及第二像差校正板110b可為兩個或更多個像差校正板且可插入至光學系統100或成像工具122中。例如,第一像差校正板110a及第二像差校正板110b可插入於系統100之光瞳平面(未展示)處。在此方面,光學系統100可具有一或多個光瞳平面且一或多個像差校正板110可插入至光學系統100之一或多個光瞳平面中。舉例而言,兩個或更多個像差校正板110之一個或兩個像差校正板110可插入於各光瞳平面處。在另一實例中,像差校正板110之總量之各像差校正板110插入於光學系統100之一不同光瞳平面中。舉例而言,並非旋轉對稱之像差校正板110 (其可包含與像散或彗形像差相關聯之像差校正板)可以一旋轉角度插入至光學系統100之一光學軸中,此一像差校正板144經組態為該旋轉角度以至少部分校正與其相關聯之像差項。在另一實例中,旋轉對稱之像差校正板110 (其可包含與球面像差相關聯之像差校正板)可以圍繞一光學軸之任何旋轉角度插入至光學系統100之光學軸中。
本文中描述之全部方法可包含將方法實施例之一或多個步驟之結果儲存於記憶體中。結果可包含本文中描述之結果之任一者且可以此項技術中已知之任何方式儲存。記憶體可包含本文中描述之任何記憶體(例如,記憶體156)或此項技術中已知之任何其他適合儲存媒體。在已儲存結果之後,結果可在記憶體中存取且由本文中所描述之方法或系統實施例之任一者使用、經格式化以對一使用者顯示、由另一軟體模組、方法或系統使用及類似者。此外,結果可「永久」、「半永久」、「暫時」或在某一時段內儲存。舉例而言,記憶體可為隨機存取記憶體(RAM),且結果可能不一定無限期地保留於記憶體中。
應進一步預期,上文描述之方法之實施例之各者可包含本文中描述之(若干)任何其他方法之(若干)任何其他步驟。另外,上文描述之方法之實施例之各者可由本文中描述之系統之任一者(例如,成像工具122之控制器152)執行。
熟習此項技術者將認知,為了概念清楚使用本文中描述之組件操作、裝置、物件及伴隨其等之論述作為實例且預期各種組態修改。因此,如本文中使用,闡述之特定範例及隨附論述意欲表示其等更一般的類別。一般而言,任何特定範例之使用意欲表示其類別,且不包含特定組件、操作、裝置及物件不應被視為限制性的。
如本文中使用,諸如「頂部」、「底部」、「前側」、「背側」、「上方」、「下方」、「上」、「向上」、「下」、「往下」及「向下」之方向性術語意欲為描述之目的而提供相對位置,且並不意欲指定一絕對參考系。熟習此項技術者將明白對所描述實施例之各種修改,且本文中定義之一般原理可應用於其他實施例。
關於本文中對實質上任何複數及/或單數術語之使用,熟習此項技術者可視上下文及/或應用從複數轉化為單數及/或從單數轉化為複數。為清楚起見,本文中未明確闡述各種單數/複數置換。
本文中描述之標的物有時繪示含於其他組件內或與其他組件連接之不同組件。應理解,此等所描繪之架構僅為例示性的,且事實上可實施達成相同功能性之許多其他架構。在一概念意義上,用以達成相同功能性之組件之任何配置經有效「相關聯」使得達成所要功能性。因此,在本文中組合以達成一特定功能性之任兩個組件可被視為彼此「相關聯」使得達成所要功能性,而不考慮架構或中間組件。同樣地,如此相關聯之任兩個組件亦可被視為彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能性,且能夠如此相關聯之任兩個組件亦可被視為彼此「可耦合」以達成所要功能性。可耦合之特定實例包含(但不限於)可實體配合及/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。
此外,應理解,本發明由隨附發明申請專利範圍定義。此項技術者將理解,一般而言,在本文中且尤其是在隨附發明申請專利範圍(例如,隨附發明申請專利範圍之主體)中所使用之術語一般意欲作為「開放式」術語(例如,術語「包含(including)」應被解釋為「包含(但不限於)」,術語「具有」應被解釋為「至少具有」,術語「包含(includes)」應被解釋為「包含(但不限於)」,及類似者)。此項技術者將進一步理解,若想要一引入請求項敘述之一特定數目,則此一意圖將明確敘述於請求項中,且在缺乏此敘述之情況下不存在此意圖。舉例而言,作為理解之一輔助,下文隨附發明申請專利範圍可含有引導性片語「至少一個」及「一或多個」之使用以引入請求項敘述。然而,此等片語之使用不應被解釋為隱含藉由不定冠詞「一(a)」或「一個(an)」引入一請求項敘述將含有此引入請求項敘述之任何特定請求項限制為含有僅一個此敘述之發明,即使相同請求項包含引導性片語「一或多個」或「至少一個」及諸如「一(a)」或「一個(an)」之不定冠詞(例如,「一(a)」及/或「一個(an)」通常應被解釋為意指「至少一個」或「一或多個」);上述內容對用於引入請求項敘述之定冠詞之使用同樣適用。另外,即使明確敘述一引入請求項敘述之一特定數目,熟習此項技術者仍將認知,此敘述通常應被解釋為意指至少該敘述數目(例如,「兩個敘述」之裸敘述(無其他修飾語)通常意指至少兩個敘述或兩個或更多個敘述)。此外,在其中使用類似於「A、B及C之至少一者及類似者」之一慣例之例項中,此一構造一般意欲為熟習此項技術者將理解該慣例之意義(例如,「具有A、B及C之至少一者之一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A及B、同時具有A及C、同時具有B及C及/或同時具有A、B及C之系統,及類似者)。在其中使用類似於「A、B或C之至少一者及類似者」之一慣例之例項中,此一構造一般意欲為熟習此項技術者將理解之該慣例之意義(例如,「具有A、B或C之至少一者之一系統」將包含但不限於僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A及B、同時具有A及C、同時具有B及C及/或同時具有A、B及C之系統,及類似者)。此項技術者進一步將理解,無論在描述、發明申請專利範圍或圖式中,呈現兩個或更多個替代項之實際上任何轉折詞及/或片語應被理解為考慮包含以下之可能性:該等項之一者、該等項之任一者或兩項。舉例而言,片語「A或B」將被理解為包含「A」或「B」或「A及B」之可能性。
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,可對組件之形式、構造及配置作出各種改變而不脫離所揭示之標的物或不犧牲所有其材料優點。所描述之形式僅為說明性的,且下文發明申請專利範圍之意圖係涵蓋且包含此等改變。此外,應理解,本發明係由隨附發明申請專利範圍定義。
100:光學系統
102:物件
104:成像光學器件
106:影像
108:波前
110:像差校正板
110a至110n:像差校正板
112a:失真波前
112b:理想非失真波前
112c:部分校正波前
114:目錄
116a至116n:集合
118a至118n:像差校正板
120a至120n:像差校正板
122:成像工具
124:照明源
126:照明光束
128:樣本
130:照明路徑
132:照明路徑透鏡
134:照明路徑光學器件
136:物鏡
138:樣本載物台
140:偵測器
142:收集路徑
144:收集路徑透鏡
146:收集路徑光學器件
148:光束分離器
150:收集光
152:控制器
154:處理器
156:記憶體媒體
200:方法
202:步驟
204:步驟
206:步驟
300:像散波前
302:彗形像差波前
304:球面像差波前
306a:X軸
308a:Y軸
400:圖解
402:第五澤爾尼克項(Z5)
404:第六澤爾尼克項(Z6)
406:Z5點
408:Z6點
410:圖形表示
412:模擬
500:圖解
502:第七澤爾尼克項(Z7)
504:第八澤爾尼克項(Z8)
506:Z7點
508:Z8點
510:圖形表示
512:模擬
Na:像差校正板
Nb:像差校正板
Nn:第N像差校正板
藉由參考附圖,熟習此項技術者可更佳地理解本發明之許多優點。
圖1A繪示根據本發明之一或多項實施例之使用一或多個像差校正板以至少部分校正一光學系統之波前像差之一圖解表示。
圖1B繪示根據本發明之一或多項實施例之經組態以至少部分校正一光學系統之波前像差之像差校正板之一或多個集合之一目錄之一圖解表示。
圖1C繪示根據本發明之一或多項實施例之一成像工具之一圖解表示。
圖2繪示根據本發明之一或多項實施例之描繪用於校正一光學系統之像差之一方法或程序之一流程圖。
圖3A繪示根據本發明之一或多項實施例之像散之一第五澤爾尼克項波前。
圖3B繪示根據本發明之一或多項實施例之彗形像差之一第七澤爾尼克項波前。
圖3C繪示根據本發明之一或多項實施例之球面像差之一第九澤爾尼克項波前。
圖4A繪示根據本發明之一或多項實施例之一實例第五澤爾尼克項及第六澤爾尼克項之正弦投影之一圖形表示。
圖4B繪示根據本發明之一或多項實施例之在運用一不完美像差校正板進行像差校正之後之模擬殘餘像散RSS值之一圖形表示。
圖5A繪示根據本發明之一或多項實施例之一實例第七澤爾尼克項及第八澤爾尼克項之正弦投影之一圖形表示。
圖5B繪示根據本發明之一或多項實施例之在運用一不完美像差校正板進行像差校正之後之模擬殘餘彗形像差RSS值之一圖形表示。
100:光學系統
102:物件
104:成像光學器件
106:影像
108:波前
110:像差校正板
110a至110n:像差校正板
112a:失真波前
112b:理想非失真波前
112c:部分校正波前
Claims (38)
- 一種具有像差校正之光學系統,該光學系統包括: 一照明源; 一偵測器; 一或多個集光光學器件,其等經組態以基於來自該照明源之照明將一樣本成像至該偵測器上;及 兩個或更多個像差校正板,其等定位於該一或多個集光光學器件之一或多個光瞳平面中且提供兩個或更多個線性獨立像差項之至少部分校正,其中該兩個或更多個像差校正板之任一特定者具有為該兩個或更多個線性獨立像差項之一單一特定像差項提供一選定校正量之一空間變化厚度輪廓。
- 如請求項1之光學系統,其中該系統進一步包括經組態以至少部分校正跡變之至少一個跡變校正板。
- 如請求項1之光學系統,其中該兩個或更多個像差校正板之至少一者經組態以至少部分校正跡變。
- 如請求項3之光學系統,其中該兩個或更多個像差校正板之該至少一者經組態以至少部分校正跡變,此係因為該兩個或更多個像差校正板之該至少一者包括一跡變塗層,其經組態以在該至少一個像差校正板定位於該光學系統之一光瞳平面處時根據透射率從該光學系統之一光瞳之一中心相對於該光瞳之一外邊緣增加之一徑向變化函數徑向改變透射率。
- 如請求項1之光學系統,其中該兩個或更多個像差校正板包括:一第一像差校正板,其經組態以至少部分校正一第一像差項,該第一像差項特性化一第一類型之像差;及一第二像差校正板,其經組態以至少部分校正一第二像差項,該第二像差項特性化一第二類型之像差, 其中該第一類型之像差或該第二類型之像差之至少一者係像散、彗形像差、球面像差或三葉形像差之一者。
- 如請求項5之光學系統,其中該兩個或更多個像差校正板進一步包括經組態以至少部分校正該兩個或更多個線性獨立像差項之一第三像差項之一第三像差校正板,該第三像差項特性化該光學系統之一第三類型之像差,其中該第三類型之像差、該第二類型之像差及該第一類型之像差係不同的。
- 如請求項6之光學系統,其中該第三類型之像差係球面像差。
- 如請求項5之光學系統,其中該第一像差校正板經組態以在該第一像差校正板定位於該光學系統之該一或多個光瞳平面處時至少部分校正該第一像差項且該第二像差校正板經組態以在該第二像差校正板定位於該光學系統之該一或多個光瞳平面處時至少部分校正該第二像差項。
- 如請求項5之光學系統,其中該第一像差校正板經組態以在該第一像差校正板定位於該一或多個光瞳平面之一第一光瞳平面處時至少部分校正該第一像差項且該第二像差校正板經組態以在該第二像差校正板定位於該一或多個光瞳平面之不同於該第一光瞳平面之一第二光瞳平面處時至少部分校正該第二像差項。
- 如請求項1之光學系統,其中該兩個或更多個線性獨立像差項之各者係澤爾尼克項。
- 如請求項1之光學系統,其中該兩個或更多個線性獨立像差項之各者係跨越一第五澤爾尼克項直至且包含一第九澤爾尼克項之低階澤爾尼克項。
- 如請求項1之光學系統,其中該光學系統係一成像工具。
- 如請求項1之光學系統,其中包括特性化像散、彗形像差或三葉形像差之一像差類型之一像差項之任何像差校正板經組態以旋轉以與該光學系統中之該像差類型之一定向對準。
- 如請求項1之光學系統,其中定位於一或多個光瞳平面中之任何像差校正板定位於距該一或多個光瞳平面之一距離範圍內,其中該距離範圍經組態以在一選定容限內提供像差校正。
- 一種具有像差校正之系統,該系統包括 具有像差校正之一光學系統,該光學系統包括 一照明源; 一偵測器;及 一或多個集光光學器件,其等經組態以基於來自該照明源之照明將一樣本成像至該偵測器上;及 像差校正板之一目錄,其包括: 兩個或更多個集合,該兩個或更多個集合之各集合包括: 兩個或更多個像差校正板,其等提供一特定線性獨立像差項之至少部分校正,其中該兩個或更多個像差校正板之任一特定者具有為兩個或更多個線性獨立像差項之該特定線性獨立像差項提供一選定校正量之一空間變化厚度輪廓,其中各集合校正一不同特定線性獨立像差項, 其中: 該光學系統包含兩個或更多個像差校正板之一選定組合以在一選定容限內至少部分校正像差;且 該選定組合之各像差校正板係來自該兩個或更多個集合之一者之一像差校正板。
- 如請求項15之系統,其中該目錄進一步包括經組態以至少部分校正跡變之一跡變集合且該選定組合包含該跡變集合之一跡變校正板。
- 如請求項15之系統,其中該選定組合之至少一個像差校正板經組態以至少部分校正跡變。
- 如請求項15之系統,其中該至少一個像差校正板經組態以至少部分校正跡變,此係因為該至少一個像差校正板包括一跡變塗層,其經組態以在該至少一個像差校正板定位於該光學系統之一光瞳平面處時根據透射率從該光學系統之一光瞳之一中心相對於該光瞳之一外邊緣增加之一徑向變化函數徑向改變透射率。
- 如請求項15之系統,其中可調整該選定組合以提供該光學系統之不同組態。
- 如請求項15之系統,其中該光學系統係一成像工具。
- 如請求項15之系統,其中該兩個或更多個線性獨立像差項包含像散。
- 如請求項15之系統,其中該兩個或更多個線性獨立像差項包含彗形像差。
- 一種校正一光學系統之像差之方法,該方法包括: 判定該光學系統之一波前像差;及 為該光學系統提供兩個或更多個像差校正板,該兩個或更多個像差校正板之各者經組態以至少部分校正複數個像差項之一像差項,該複數個像差項之各者經組態以彼此線性獨立且特性化一像差類型,各像差項特性化該光學系統之一像差類型且基於該經判定波前像差。
- 如請求項23之方法,其中該兩個或更多個像差校正板之至少一個像差校正板經組態以至少部分校正跡變。
- 如請求項23之方法,其中該至少一個像差校正板經組態以至少部分校正跡變,此係因為該至少一個像差校正板包括一跡變塗層,其經組態以在該至少一個像差校正板定位於該光學系統之一光瞳平面處時根據透射率從該光學系統之一光瞳之一中心相對於該光瞳之一外邊緣增加之一徑向變化函數徑向改變透射率。
- 如請求項23之方法,其中該判定包含量測該光學系統之該波前像差。
- 如請求項23之方法,其中該判定包含模擬該光學系統之該波前像差。
- 如請求項23之方法,其中該複數個像差項之各者係澤爾尼克項。
- 如請求項23之方法,其中該複數個像差項包含像散、彗形像差、球面像差或三葉形像差之至少一者。
- 如請求項23之方法,其中該兩個或更多個像差校正板之一第一像差校正板之一第一類型之像差係像散、彗形像差、球面像差或三葉形像差之一者。
- 如請求項30之方法,其中該兩個或更多個像差校正板之一第二像差校正板之一第二類型之像差係像散、彗形像差、球面像差或三葉形像差之一者。
- 如請求項31之方法,其中該第一像差校正板之該第一類型之像差係像散, 其中該第一像差校正板之一振幅係基於基於該光學系統之該經判定波前像差之像散之一第五澤爾尼克項及像散之一第六澤爾尼克項之平方和之一平方根,使得該第一像差校正板經組態以在定位於該光學系統之一光瞳平面處且旋轉以與該光學系統中之該第一類型之像差之一定向對準時至少部分校正該第五澤爾尼克項及該第六澤爾尼克項兩者。
- 如請求項31之方法,其中該第二像差校正板之該第二類型之像差係彗形像差, 其中該第二像差校正板之一振幅係基於基於該光學系統之該經判定波前像差之彗形像差之一第七澤爾尼克項及彗形像差之一第八澤爾尼克項之平方和之一平方根,使得該第二像差校正板經組態以在定位於該光學系統之一光瞳平面處且旋轉以與該光學系統中之該第二類型之像差之一定向對準時至少部分校正該第七澤爾尼克項及該第八澤爾尼克項兩者。
- 如請求項23之方法,其中該光學系統係一成像工具。
- 如請求項23之方法,其中該方法進一步包括提供經組態以至少部分校正跡變之一跡變校正板。
- 一種具有像差校正之光學系統,該光學系統包括: 一照明源; 一偵測器; 一或多個集光光學器件,其等經組態以基於來自該照明源之照明將一樣本成像至該偵測器上;及 一或多個像差校正板,其等定位於該一或多個集光光學器件之一或多個光瞳平面中且提供一或多個線性獨立像差項之至少部分校正,其中該一或多個像差校正板之任一特定者具有為該一或多個線性獨立像差項之一單一特定像差項提供一選定校正量之一空間變化厚度輪廓, 其中該一或多個像差校正板包括經組態以至少部分校正一第一像差項之一第一像差校正板,該第一像差項特性化一第一類型之像差,其中該第一類型之像差係像散、彗形像差或三葉形像差之一者, 其中包括特性化像散、彗形像差或三葉形像差之一像差類型之一像差項之任何像差校正板經組態以旋轉以與該光學系統中之該像差類型之一定向對準。
- 一種具有像差校正之系統,該系統包括 具有像差校正之一光學系統,該光學系統包括 一照明源; 一偵測器;及 一或多個集光光學器件,其等經組態以基於來自該照明源之照明將一樣本成像至該偵測器上;及 像差校正板之一目錄,其包括: 一或多個集合,該一或多個集合之各集合包括: 一或多個像差校正板,其等提供一特定線性獨立像差項之至少部分校正,其中該一或多個像差校正板之任一特定者具有為一或多個線性獨立像差項之該特定線性獨立像差項提供一選定校正量之一空間變化厚度輪廓,其中各集合校正一不同特定線性獨立像差項, 其中各特定線性獨立像差項特性化一或多個像差類型之一像差類型,其中該一或多個像差類型之各像差類型係像散、彗形像差或三葉形像差之一者, 其中: 該光學系統包含一或多個像差校正板之一選定組合以在一選定容限內至少部分校正像差;且 該選定組合之各像差校正板係來自該一或多個集合之一者之一像差校正板, 其中包括特性化像散、彗形像差或三葉形像差之一像差類型之一像差項之任何像差校正板經組態以旋轉以與該光學系統中之該像差類型之一定向對準。
- 一種校正一光學系統之像差之方法,該方法包括: 判定該光學系統之一波前像差;及 為該光學系統提供一或多個像差校正板,該一或多個像差校正板之各者經組態以至少部分校正一或多個像差項之一像差項,該一或多個像差項之各者經組態以彼此線性獨立且特性化一像差類型,各像差項特性化該光學系統之一像差類型且基於該經判定波前像差, 其中該一或多個像差校正板包括經組態以至少部分校正一第一像差項之一第一像差校正板,該第一像差項特性化一第一類型之像差,其中該第一類型之像差係像散、彗形像差或三葉形像差之一者, 其中包括特性化像散、彗形像差或三葉形像差之一像差類型之一像差項之任何像差校正板經組態以旋轉以與該光學系統中之該像差類型之一定向對準。
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