TW202346846A - 檢測工具及其中使用之障壁 - Google Patents

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Abstract

本發明描述一種樣本檢測工具。該檢測工具包括：一光源，其經組態以產生低於200 nm之有效檢測輻射；一樣本固持器；一成像子系統，其含有一子系統組件以沿一光徑將光自該光源傳送至待由該樣本固持器固持之一樣本；及一障壁，其定位於該光徑中之該最末子系統組件與待由該樣本固持器固持之該樣本之間。該障壁准許該輻射自其穿過同時阻止雜質到達待由該樣本固持器固持之該樣本。在另一實施例中，提供一種在一檢測工具中使用之障壁。

Description

檢測工具及其中使用之障壁
本發明大體上係關於檢測工具及能夠阻止其中雜質之障壁。
隨著對具有愈來愈小裝置特徵之積體電路之需求持續增加，對此等不斷縮小裝置的檢測需求亦持續增長。在檢測期間，檢查樣本(例如，晶圓)以判定其是否含有缺陷。檢測程序期間產生之雜質可對檢測工具之內部工作及/或組件具有不利影響，從而導致錯誤檢測結果。此外，若該等雜質到達樣本，則此類雜質可潛在地不利地影響樣本本身。需要減少各種位置處之雜質。
在一個實施例中，本揭示係關於一種樣本檢測工具。該檢測工具包含：一光源，其經組態以產生低於200 nm之一波長之有效檢測輻射；一樣本固持器；及一成像子系統，其含有子系統組件以沿一光徑將光自該光源傳送至待由該樣本固持器固持之一樣本。一障壁定位於該光徑中之該最末子系統組件與待由該樣本固持器固持之該樣本之間，該障壁准許該輻射自其穿過同時阻止雜質到達待由該樣本固持器固持之該樣本。
在一個實施例中，該等雜質包含微粒、光譜雜質，及/或包括該檢測工具中之一或多種特定氣體。
在一個實施例中，該障壁包含具有多個層之一薄膜，其中一第一層由一第一材料或材料組成物製成且一第二層由一第二材料或材料組成物製成。
在一個實施例中，該障壁包含含碳材料之一薄膜或含矽材料之一薄膜。
在一個實施例中，該障壁包含環繞一薄膜之一框架，其中該薄膜具有在3 nm與200 nm之間的一厚度。
在一個實施例中，一可釋放障壁固持器經組態以將該障壁固持在該光徑中之該最末光學元件與待由該樣本固持器固持之該樣本之間的位置處，該障壁固持器經組態以釋放該障壁以准許對其進行更換。
在一個實施例中，該光源經組態以產生大於100 nm之該有效檢測輻射。
在一個實施例中，該障壁與該樣本分離開0.1 mm至10 mm。
在另一實施例中，該樣本檢測工具包含：一光源，其經組態以產生低於200 nm之有效檢測輻射；一樣本固持器；一成像子系統，其包含子系統組件以沿一光徑將光自該光源傳送至待由該樣本固持器固持之一樣本；及一障壁，其定位於該光徑內該最末子系統組件之前的該光徑中，該障壁阻止雜質到達該光徑內之至少一個子系統組件，其中該等雜質包含微粒。
在另一實施例中，一種樣本檢測工具包含：一光源，其經組態以產生低於200 nm之有效檢測輻射；一樣本固持器；一成像子系統，其含有沿一光徑將光自該光源傳送至待由該樣本固持器固持之一樣本的子系統組件；複數個障壁，其定位於該光徑內，該複數個障壁阻止雜質到達該子系統組件及待由該樣本固持器固持之該樣本。
在一個實施例中，該複數個可釋放障壁固持器經組態以固持定位於該光徑內之該複數個障壁，該等障壁固持器經組態以釋放該等障壁以准許對其進行更換。
在又一實施例中，本揭示係關於一種在一檢測工具中使用之障壁。該障壁包含具有多個層之一薄膜，其中一第一層由一第一材料或材料組成物製成且一第二層由不同於該第一材料之一第二材料或材料組成物製成；其中該薄膜包含一含碳材料且具有在3 nm與200 nm之間的一厚度；其中該障壁包含環繞該薄膜之一框架，且其中該障壁允許輻射自其穿過且阻止雜質自其穿過。
在另一實施例中，該第一層阻止微粒雜質自其穿過且該第二層阻止光譜雜質自其穿過。
應理解，前述一般描述及以下詳細描述兩者僅為例示性及解釋性且未必限制本揭示。併入且構成特性之一部分之隨附圖式說明本揭示之主題。描述及圖式一起用於解釋本揭示之原理。
現將詳細參考所揭示之主題，其繪示於隨附圖式中。
大體上參考圖1至圖5，根據本揭示描述用於利用照明檢測樣本之樣本檢測工具。本揭示之實施例係關於使用由雷射維持電漿光源產生之短波長照明(諸如VUV輻射)的樣本光學檢測。本揭示之實施例係關於雷射維持電漿光源之短波長光學輸出與對應成像子系統(例如，檢測子系統、度量衡子系統及類似系統)的照明光學器件之耦合。
圖1A繪示根據本揭示之實施例的用於利用雷射維持電漿照明輸出對樣本進行成像的檢測工具或系統(此等術語在本文中可互換使用) 100。在一般意義上，系統100應解釋為擴展至此項技術中已知之產生波長小於200 nm之有效檢測輻射的任何基於電漿之光源。
系統100包括光源102。在一個實施例中，光源可為雷射維持電漿(LSP)照明子系統。在本文中應注意，貫穿本揭示，術語「光源102」可與「LSP照明子系統102」互換使用。在一個實施例中，LSP照明子系統102包括泵送源104，該泵送源104經組態以產生包括一或多個第一所選擇波長之泵送照明121，該一或多個第一所選擇波長為諸如但不限於紅外線(IR)輻射、可見光及紫外光。舉例而言，泵送源104可包括能夠發射大約200 nm至1.5 μm範圍內之照明的任何源。在另一實施例中，LSP照明子系統或光源102包括氣體容納元件108，諸如但不限於腔室、電漿單元或電漿燈泡。在一個實施例中，光源102之氣體容納元件108含有一定體積之氣體，其用於建立及維持電漿107以便產生檢測輻射，如將描述的。具體地，在一個實施例中，LSP照明子系統或光源102包括收集器106或反射器，其經組態以將來自泵送源104之泵送照明121聚焦(例如，經由反射內部表面)至氣體容納元件108內含有之一定體積的氣體中。就此而言，收集器106可在一定體積之氣體內產生電漿107。此外，光源102之電漿107可發射包括一或多個第二所選擇波長之寬頻帶輻射133，諸如但不限於VUV輻射、DUV輻射、UV輻射或可見光，其用於檢測目的(檢測輻射)。舉例而言，LSP照明子系統102可包括但不限於能夠發射具有在100 nm至200 nm範圍內之波長之光(檢測輻射)的任何LSP組態。在另一實施例中，光源或LSP照明子系統可發射具有在120 nm至200 nm範圍內之波長之檢測輻射。藉助於另一實例，LSP照明子系統102可包括但不限於能夠發射具有低於100 nm之波長之光(檢測輻射)的任何LSP組態。在另一實施例中，收集器106經配置以收集由電漿107發射之寬頻帶照明133 (例如，VUV輻射、DUV輻射、UV輻射及/或可見光)且將寬頻帶照明133引導至一或多個額外光學元件(例如，導向光學器件、光束分光器、收集孔徑、濾光器、均勻器及類似者)。舉例而言，收集器106可收集由電漿107發射之VUV寬頻帶輻射、DUV寬頻帶輻射、UV寬頻帶輻射或可見光中之至少一者且將寬頻帶照明133引導至鏡面105 (例如，鏡面105用於將LSP照明子系統102光學耦合至成像子系統111的照明子系統112之光學輸入)。就此而言，LSP照明子系統102可將VUV輻射、DUV輻射、UV輻射及/或可見光輻射傳送至此項技術中已知之任何光學表徵系統之下游光學元件，諸如但不限於檢測工具或度量衡工具。
在另一實施例中，系統100包括適合於固定樣本116之載物台總成或樣本固持器(此等術語在本文中可互換使用) 120。載物台總成或樣本固持器120可包括此項技術中已知之任何樣本載物台架構。舉例而言，載物台總成120可包括但不限於線性載物台。藉助於另一，載物台總成120可包括但不限於旋轉載物台。此外，樣本116可包括或包含晶圓，諸如但不限於半導體晶圓。
在另一實施例中，系統100包括成像子系統111。在本文中應注意，成像子系統111可耦合至LSP照明子系統102之照明輸出。就此而言，成像子系統111可利用來自LSP照明子系統102之照明輸出(例如，VUV光)檢測或以其他方式分析一或多個樣本116。在本文中應注意，貫穿本揭示，術語「成像子系統」可與術語「檢測器」互換使用。
在另一實施例中，成像子系統111包括照明子系統112或「照明器」。在一個實施例中，照明子系統112用自由雷射維持電漿照明子系統102產生之電漿107發射之寬頻帶輻射的至少一部分照明一或多個樣本116之表面。在一個實施例中，照明子系統112經由照明通路113將寬頻帶輻射133傳送至樣本116之表面。照明子系統112可包括適合於將寬頻帶輻射133自LPS子系統102之輸出傳送至樣本116之表面的任何數目及類型之光學元件。舉例而言，照明子系統112可包括一或多個透鏡119、一或多個濾光器130 (例如，次頻帶濾光器)、一或多個準直元件(圖中未示)、一或多個偏光元件(圖中未示)、一或多個光束分光器125，其用於引導、聚焦及以其他方式處理由LSP照明子系統102發射之寬頻帶輻射133。
在另一實施例中，成像子系統111包括物鏡114及偵測器118。在一個實施例中，物鏡114可在照明自樣本116之一或多個部分(或安置於樣本116上之粒子)散射或反射之後收集照明。隨後，物鏡可經由收集通路117將所收集照明聚焦至偵測器118以形成樣本116之表面之一或多個部分的影像。在本文中應注意，物鏡114可包括此項技術中已知之適合於執行檢測(例如，暗場檢測或亮場檢測)或光學度量衡之任何物鏡。此外，在本文中應注意，偵測器118可包括此項技術中已知之適合於量測自樣本116接收到之照明的任何光學偵測器。舉例而言，偵測器118可包括但不限於CCD偵測器、TDI偵測器或類似偵測器。
在另一實施例中，系統100包括沖洗腔室110。在一個實施例中，沖洗腔室110含有或適合於含有所選擇沖洗氣體。在一個實施例中，沖洗腔室110含有照明子系統113、物鏡114及/或偵測器118。在另一實施例中，沖洗腔室110用所選擇沖洗氣體沖洗照明通路113及/或收集通路117。在本文中應注意，沖洗腔室110之使用允許所收集電漿產生之寬頻帶光133，諸如VUV光，以最少信號退化或至少減小退化透射穿過照明子系統112的照明光學器件。沖洗腔室110中沖洗氣體之使用允許在檢測期間利用較短波長光(諸如VUV光)且避免需要對短波長範圍(諸如但不限於VUV光(100至200 nm))執行脈衝電漿檢測。進一步認識到，此類組態使得能夠在偵測器118中利用基於TDI之感測器。沖洗腔室110中使用之沖洗氣體可包括此項技術中已知之任何沖洗氣體。舉例而言，所選擇沖洗氣體可包括但不限於稀有氣體、惰性氣體、非惰性氣體或兩種或兩種以上氣體之混合物。舉例而言，所選擇沖洗氣體可包括但不限於氬氣、Xe、Ar、Ne、Kr、He、N 2及類似物。藉助於另一實例，所選擇沖洗氣體可包括氬氣與額外氣體之混合物。
在另一實施例中，系統100包括對寬頻帶輻射133之至少一部分透明的窗口103。窗口103用以將照明子系統112與LSP照明子系統102之輸出光學耦合，同時保持沖洗腔室110之大氣與LSP照明子系統102 (及組件系統)之大氣之間的分離。舉例而言，在自電漿107發射之VUV寬頻帶輻射之情況下，窗口103可包括對VUV輻射透明的材料。舉例而言，適合VUV之窗口可包括但不限於CaF 2或MgF 2。
在本文中應認識到，氣體容納元件108可包括多個適合於啟動及/或保持電漿107之含氣體結構。在一個實施例中，氣體容納元件108可包括但不限於腔室、電漿單元或電漿燈泡。
在一些實施例中，氣體容納元件108 (例如，腔室、單元或燈泡)之透射部分可由此項技術中已知之至少部分地對由電漿107產生的輻射133及/或泵送照明121透明之任何材料形成。在一個實施例中，氣體容納元件108之透射部分可由此項技術中已知之至少部分地對由電漿107產生的VUV輻射、DUV輻射、UV輻射及/或可見光透明之任何材料形成。在另一實施例中，氣體容納元件108之透射部分可由此項技術中已知之至少部分地對來自泵送源104的IR輻射、可見光及/或UV光透明之任何材料形成。
在一些實施例中，氣體容納結構之透射部分可由低OH含量熔融矽石玻璃材料形成。在其他實施例中，電漿單元101之透射部分可由高OH含量熔融矽石玻璃材料形成。舉例而言，電漿單元101之透射元件或燈泡可包括但不限於SUPRASIL 1、SUPRASIL 2、SUPRASIL 300、SUPRASIL 310、HERALUX PLUS、HERALUX-VUV及類似者。在其他實施例中，電漿單元101之透射元件或燈泡可包括但不限於CaF 2、MgF 2、結晶石英及藍寶石。在本文中應再次注意，諸如但不限於CaF 2、MgF 2、結晶石英及藍寶石之材料提供對短波長輻射(例如，λ＜190 nm)之透明度。在以全文引用之方式併入本文中之A. Schreiber等人, Radiation Resistance of Quartz Glass for VUV Discharge Lamps, J. Phys. D: Appl. Phys. 38 (2005), 3242-3250中詳細論述適合於在本揭示之氣體容納元件108 (例如，腔室窗口、玻璃燈泡或電漿單元之透射元件/窗口)中實施的各種玻璃。
在一個實施例中，氣體容納元件108可含有此項技術中已知之適合於在吸收泵送照明104時產生電漿之任何所選擇氣體(例如，氬氣、氙氣、汞或類似物)。在一個實施例中，將來自泵送源104之照明121聚焦至氣體體積中導致能量由電漿單元107內之氣體或電漿吸收(例如，經由一或多個所選擇吸收線)，藉此「泵送」氣體物種以便產生及/或維持電漿。在另一實施例中，雖然未展示，但氣體容納結構108可包括用於在氣體容納結構108之內部體積內啟動電漿107之一組電極，其中來自泵送源104的照明在藉由電極點火之後保持電漿107。
經考慮，在本文中，系統100可用於在多種氣體環境中啟動及/或維持電漿107。在一個實施例中，用於啟動及/或維持電漿107之氣體可包括稀有氣體、惰性氣體(例如，稀有氣體或非稀有氣體)或非惰性氣體(例如，汞)。在另一實施例中，用於啟動及/或維持電漿107之氣體可包括兩種或兩種以上氣體之混合物(例如，惰性氣體之混合物、惰性氣體與非惰性氣體之混合物或非惰性氣體之混合物)。在另一實施例中，氣體可包括稀有氣體與一或多種痕量材料(例如，金屬鹵化物、過渡金屬及類似物)之混合物。
藉助於實例，用於產生電漿107之氣體體積可包括氬氣。舉例而言，氣體可包括保持在超過5 atm (例如，20至50 atm)之壓力下之基本上純的氬氣。在另一例子中，氣體可包括保持在超過5 atm (例如，20至50 atm)之壓力下之基本上純的氪氣。在另一例子中，氣體可包括氬氣與額外氣體之混合物。
應進一步注意，本發明可擴展至多個氣體。舉例而言，適合於在本發明中實施之氣體可包括但不限於Xe、Ar、Ne、Kr、He、N 2、H 2O、O 2、H 2、D 2、F 2、CH 4、一或多個金屬鹵化物、鹵素、Hg、Cd、Zn、Sn、Ga、Fe、Li、Na、Ar:Xe、ArHg、KrHg、XeHg及類似物。在一般意義上，本發明應解釋為擴展至任何光泵送電漿產生系統且應進一步解釋為擴展至適合於在諸如氣體腔室、電漿單元或電漿燈泡之氣體容納結構內維持電漿之任何類型的氣體。
收集器106可採用此項技術中已知之適合於將來源於泵送源104之照明聚焦至氣體容納元件108內含有的氣體體積中之任何實體組態。在一個實施例中，收集器106可包括具有反射內部表面之適合於接收來自泵送源104之照明121且將照明聚焦至氣體容納元件108內含有之氣體體積中的一凹面區域。舉例而言，收集器106可包括具有反射內部表面之一橢圓形狀收集器106。
在本文中應注意，LSP照明子系統102可包括任何數目及類型之額外光學元件。在一個實施例中，該組額外光學器件可包括經組態以收集來源於電漿107之寬頻帶光之收集光學器件。舉例而言，LSP照明子系統102可包括經配置以將來自收集器106之照明引導至下游光學器件之一或多個額外光學元件。在另一實施例中，一組光學器件可包括沿LSP照明子系統102之照明通路或收集通路置放的一或多個透鏡。該一或多個透鏡可用以將來自泵送源104之照明聚焦至氣體容納元件108內之氣體體積中。替代地，該一或多個額外透鏡可用以將來源於電漿107之寬頻帶光聚焦至一所選擇目標或一焦點(例如，照明子系統112內之焦點)中。
在另一實施例中，該組光學器件可包括沿LSP照明子系統102之照明通路或收集通路置放的一或多個濾光器，以便在光進入氣體容納元件108之前過濾照明或以便在光自電漿107發射之後過濾照明。在本文中應注意，提供如本文中所描述之LSP照明子系統102之該組光學器件僅用於說明且不應解釋為限制性的。預期在本發明之範疇內可利用多個等效或額外光學組態。
在另一實施例中，系統100之泵送源104可包括一或多個雷射。在一般意義上，泵送源104可包括此項技術中已知之任何雷射系統。舉例而言，泵送源104可包括此項技術中已知之能夠發射電磁波譜之紅外線、可見光或紫外線部分中的輻射之任何雷射系統。在一個實施例中，泵送源104可包括經組態以發射連續波(CW)雷射輻射之雷射系統。舉例而言，泵送源104可包括一或多個CW紅外線雷射源。舉例而言，在氣體容納元件108內之氣體為或包括氬氣之情況下，泵送源104可包括經組態以發射1069 nm下之輻射的CW雷射(例如，光纖雷射或盤形(disc) Yb雷射)。應注意，此波長適合於氬氣中之1068 nm吸收線且因此對於泵送氬氣特別有用。在本文中應注意，CW雷射之上述描述不為限制性的且此項技術中已知之任何雷射可實施於本發明的環境中。
在另一實施例中，泵送源104可包括一或多個二極體雷射。舉例而言，泵送源104可包括發射波長與氣體容納元件108內含有之氣體物種之任何一或多個吸收線對應的輻射之一或多個二極體雷射。在一般意義上，可選擇泵送源104之二極體雷射來實施，使得二極體雷射之波長調諧至任何電漿的任何吸收線(例如，離子躍遷線)或此項技術中已知之產生電漿之氣體的任何吸收線(例如，高激發中性躍遷線)。因此，對給定二極體雷射(或二極體雷射組)之選擇將取決於系統100之氣體容納元件108內含有的氣體類型。
在另一實施例中，泵送源104可包括離子雷射。舉例而言，泵送源104可包括此項技術中已知之任何稀有氣體離子雷射。舉例而言，在基於氬之電漿之情況下，用於泵送氬離子的泵送源104可包括Ar+雷射。
在另一實施例中，泵送源104可包括一或多個頻率轉換雷射系統。舉例而言，泵送源104可包括具有超出100瓦特之功率位準之Nd:YAG或Nd:YLF雷射。在另一實施例中，泵送源104可包括寬頻帶雷射。在另一實施例中，泵送源104可包括經組態以發射調製雷射輻射或脈衝雷射輻射之雷射系統。
在另一實施例中，泵送源104可包括經組態成以實質上恆定功率向電漿107提供雷射光之一或多個雷射。在另一實施例中，泵送源104可包括經組態以向電漿107提供調製雷射光之一或多個調製雷射。在另一實施例中，泵送源104可包括經組態以向電漿107提供脈衝雷射光之一或多個脈衝雷射。
在另一實施例中，泵送源104可包括一或多個非雷射源。在一般意義上，泵送源104可包括此項技術中已知之任何非雷射光源。舉例而言，泵送源104可包括此項技術中已知之能夠在電磁波譜之紅外線、可見光或紫外線部分中分開或連續發射輻射的任何非雷射系統。
在另一實施例中，泵送源104可包括兩種或兩種以上光源。在一個實施例中，泵送源104可包括兩種或兩種以上雷射。舉例而言，泵送源104 (或「源」)可包括多個二極體雷射。藉助於另一實例，泵送源104可包括多個CW雷射。在另一實施例中，兩種或兩種以上雷射中之各者可發射調諧至系統100之氣體容納元件108內的氣體或電漿之不同吸收線之雷射輻射。就此而言，多個脈衝源可向氣體容納元件108內之氣體提供不同波長之照明。
圖1A繪示根據本揭示之額外實施例之系統100。在一個實施例中，LSP照明子系統102包括經組態以將來自泵送源104之照明121傳輸至氣體容納元件108之入口窗口124的一組照明光學器件109。在另一實施例中，收集器106可隨後收集泵送照明121且將其聚焦至氣體以便產生電漿107。電漿107繼而發射由收集器106收集且經引導至光學元件105之寬頻帶輻射107 (例如，VUV、DUV或UV光)。在一個實施例中，光學元件105包括適合於將泵送照明121與所收集寬頻帶輻射133分離之任何光學元件。在本文中進一步詳細描述適合於將泵送照明121與所收集寬頻帶輻射133分離之各種類型的光學組態。經考慮，本揭示中所描述之用於泵送/寬頻帶光分離之方法中的各者可擴展至系統100。在另一實施例中，光學元件105可將寬頻帶輸出133引導至成像子系統111之照明子系統112之一或多個下游光學元件119 (亦即，檢測子系統或檢測器)。在本文中應注意，照明子系統112可包括基於反射之光學系統、基於折射之光學系統或反射折射光學系統。在另一實施例中，照明子系統112可包括位於照明通路113內之光瞳總成132。在另一實施例中，在照明133透射穿過照明光瞳總成132之後，光束分光器125將照明133引導至安置於載物台總成120上之樣本(例如，晶圓)之表面上。此外，物鏡114可收集自樣本116之表面散射、反射或以其他方式引導之照明115。隨後，物鏡114可聚焦所收集照明138且將所聚焦照明引導至偵測器118以用於成像。在另一實施例中，所聚焦照明138透射穿過沿收集通路117安置之收集光瞳總成136。
圖1A亦繪示位於樣本116上方及物鏡114下方之障壁140。如圖1A中可見，物鏡114構成自光源102至樣本116之光徑中之最末子系統組件。在此實施例中，障壁140具有比樣本116之表面面積及/或直徑更大之表面面積及/或直徑。在一個實施例中，障壁140由障壁固持器150固持或承載。障壁固持器150可安裝至或連接至系統100之任何部分，只要其可將障壁140定位在光徑中之所需區域中。在一個實施例中，障壁固持器150固定連接至障壁140。在另一實施例中，如所繪示，障壁固持器150包含可釋放障壁固持器。舉例而言，在一個實施例中，障壁固持器包含可釋放夾具，該可釋放夾具具有接合障壁140之外部周邊部分以免干擾輻射路徑之夾具構件160。障壁140可藉由將障壁固持器150之相對夾具構件160閉合至障壁之周邊上而由障壁固持器150牢固地固持，且可藉由釋放夾具構件160及自障壁固持器160及自系統100移除障壁而自障壁固持器150釋放(及由另一障壁140更換)。在另一實施例中，藉由簡單地提供用於可滑動地容納障壁140之邊緣之狹槽170，障壁固持器150可包含可釋放障壁固持器，而非夾具。替代地，夾具構件160及狹槽170可一起使用，如圖1A中所見。具體地，在一個實施例中，夾具構件160提供狹槽以使得夾具構件在障壁140之周邊上施加最小力(或不施加力)，而不需要夾具構件彼此分離以釋放障壁140 (其可藉由自狹槽簡單地滑出而移除)。在另一實施例中，在固定結構中提供狹槽170，而不使用可移動或分離之夾具構件(在圖式中未繪示)。若障壁污染或磨損，則障壁140可自狹槽移除且由另一障壁140更換。
圖1B繪示障壁140及樣本116之底視圖。障壁140覆蓋樣本116之整個頂部表面。圖1B將障壁140之形狀繪示為圓形，但其可替代地為正方形形狀、矩形形狀或任何其他形狀。
圖1C繪示障壁140及樣本116之側視圖。障壁140直接定位在樣本116上方，且障壁140與樣本116分離開0.1 mm至10 mm。此外，障壁140具有比樣本116之表面面積及直徑(或外部尺寸)更大之表面面積及直徑(或外部尺寸)。
可應用障壁140以阻止不同類型之雜質自其穿過，同時允許照明穿過。如本文中所使用之術語「阻止」可理解為意謂完全防止及/或有效地減少雜質。
在一個實施例中，障壁140可用以分離氣體環境。出於多個原因，可能需要環境分離，原因為諸如防止樣本116向光源102及成像子系統111之組件排氣或防止來自檢測工具本身之揮發性污染物到達受檢測的樣本116。揮發性污染物包括在其接觸樣本時固化之氣體雜質。舉例而言，SiH 4為氣態但可在金屬表面上固化為SiO 2。另外，CH 4可在樣本上產生長鏈烴。非所需氣體或揮發性污染物為一種類型之「雜質」，如本文中所使用之術語。
在另一實施例中，障壁140可藉由阻止粒子及污染物到達檢測工具100之不同組件(諸如樣本116或成像子系統111)而用作粒子過濾器。此類粒子或微粒亦為一種類型之「雜質」，如本文中所使用之術語。
在另一實施例中，障壁140可用作光譜純度濾光器(SPF)以藉由移除有害的或寄生的波長強度來改良工具本身之檢測效能。寄生波長範圍不限於VUV範圍。舉例而言，移除IR輻射(VUV源之副產品)以防止晶圓加熱可為SPF的目標。此外，光譜純度濾光器增強信號之穩定性且清潔照明光譜以移除所要範圍外之波長。用於光譜純度濾光器之障壁140可沿光徑位於樣本116之前的任何位置。非所需波長或光譜雜質為另一類型之「雜質」，如本文中所使用之術語。
障壁140可經組態以阻止上述類型之一或多種類型之雜質的傳輸。
在一個實施例中，障壁140包含薄膜材料。儘管薄膜可為單層堆疊，但在另一實施例中其可包含多個層。在各種實施例中，不同層中之各者可用以阻止一或多個各別雜質之傳輸。舉例而言，塗Ru之碳膜可用於氣體分離及紅外線照明抑制。障壁140亦可由複合材料製成。歸因於VUV光之容易由大部分材料吸收之性質，預期所描述膜之厚度限於3 nm至200 nm。下限由薄膜之堅固性設置，而上限來自產出量考慮。舉例而言，40 nm厚的碳膜在200 nm波長下之透射率為約40%。膜之化學組成物可由以下組成：無定形碳、石墨碳、石墨烯、碳奈米管之網狀結構、氮化硼奈米管之網狀結構、鉬、釕、鋯、鎢、鉿、硼、矽、鉬矽化物/氧化物/碳化物/硼化物之混合物、釕矽化物/氧化物/碳化物/硼化物之混合物、鋯矽化物/氧化物/碳化物/硼化物之混合物、鎢矽化物/氧化物/碳化物/硼化物之混合物、鉿矽化物/氧化物/碳化物/硼化物之混合物及矽氧化物/碳化物/氮化物之混合物。
圖2A繪示根據本揭示之額外實施例之系統100。在本文中應注意，本文中先前關於圖1A描述之各種實施例及組件應解釋為擴展至圖2A且為清楚起見並不重複。圖2A繪示位於樣本116上方及物鏡114下方之障壁140。障壁140具有小於樣本116表面面積之表面面積。障壁140連接至附接至物鏡114之障壁固持器150。障壁固持器150具有圍繞障壁140之外部之夾具。障壁140可藉由打開障壁固持器150之夾具或藉由將障壁140滑動至障壁固持器150之開口中或藉由另一插入方法而插入於障壁固持器150中。
圖2B繪示障壁140及樣本116之頂視圖。障壁140覆蓋樣本116之頂部表面之一部分，而非其全部。圖2B將障壁140之形狀繪示為圓形，但其可替代地為正方形形狀、矩形形狀或任何其他形狀。
圖2C繪示障壁140及樣本116之側視圖。障壁140直接定位在樣本116上方，且障壁140與樣本116分離。此外，障壁140具有比樣本116之表面面積更小之表面面積。
圖2A至圖2C中之障壁140阻止樣本116之污染且允許樣本116及系統100的氣體分離。此障壁140可用作粒子過濾器以阻止系統100中之污染物到達樣本。另外或替代地，此障壁140可用於樣本116之腔室與系統100之氣體分離。因此，阻止來自一個腔室之氣體到達另一腔室。藉由分離各腔室之氣體環境，保護樣本116及檢測工具100之組件兩者免受排氣及污染。
圖3繪示根據本揭示之額外實施例之系統100。在本文中應注意，本文中先前關於圖1A描述之各種實施例及組件應解釋為擴展至圖3且為清楚起見並不重複。圖3繪示定位於成像子系統111之光徑中之障壁140。障壁140可定位於成像子系統111內之任何數目個位置處。一個可能位置在中間焦點附近。障壁140連接至障壁固持器150。障壁固持器150具有圍繞障壁140之外部之夾具。障壁140可藉由打開障壁固持器150之夾具或藉由將障壁140滑動至障壁固持器150之開口中或藉由另一插入方法而插入於障壁固持器150中。
圖3中之障壁140阻止光源102中之雜質到達成像子系統111的組件。光源102產生對檢測工具100之其餘部分有害的雜質。因此，將障壁140定位在成像子系統111之入口處阻止雜質到達成像子系統111之光學器件及組件。
圖4繪示根據本揭示之額外實施例之系統100。在本文中應注意，本文中先前關於圖1A描述之各種實施例及組件應解釋為擴展至圖4且為清楚起見並不重複。圖4繪示定位於成像子系統111之光徑中之多個障壁140。障壁140可定位於成像子系統111內之任何數目個位置處。障壁140連接至障壁固持器150。障壁固持器150具有圍繞障壁140之外部之夾具。障壁140可藉由打開障壁固持器150之夾具或藉由將障壁140滑動至障壁固持器150之開口中或藉由另一插入方法而插入於障壁固持器150中。
圖4中之多個障壁140可具有不同功能，諸如一個光譜純度濾光器及一個氣體分離濾光器，或其可為相同障壁。多個障壁可產生多個氣體環境。舉例而言，出於缺陷或準確度原因，可將關鍵光學組件置放於專用環境中。類似於先前實施例，障壁140用來保護成像子系統111之組件免受光源102雜質之影響以及將成像子系統111的組件分離至不同氣體環境中。
圖5A繪示障壁140之側視圖。障壁140包含具有多個層之薄膜，多個層具有第一材料或材料組成物之第一層141及第二材料或材料組成物之第二層142。此外，障壁140包含附接至障壁140之框架145。框架145環繞障壁140之周界且支撐障壁140。
圖5B繪示障壁140之頂視圖。障壁140之第一層141 (以及第二層142)由環繞第一層141之框架145固持就位。圖5B將障壁140及框架145之形狀繪示為圓形，但其可替代地為正方形形狀、矩形形狀或任何其他形狀。
對於薄膜障壁之產生，使用「回蝕」方法。取決於膜片尺寸，利用1至8吋大小之矽晶圓。蝕刻終止層沈積於矽晶圓之頂部上，其藉由熱生長或經由PVD/CVD沈積之氧化矽來實現。蝕刻終止層之主要屬性為終止在稍後程序步驟中蝕刻晶圓之濕式化學蝕刻。因此，取決於所使用之蝕刻劑(通常為KOH或TMAH)，蝕刻終止層之蝕刻選擇性應顯著高於矽晶圓。在蝕刻終止層之頂部上，沈積功能膜層，其經由諸如PVD、CVD或ALD之薄膜沈積方法進行。其後，在進一步處理期間，生長用於可能退火處理及/或保護功能膜材料之保護層。此處理可由微影步驟(用以判定膜尺寸之圖案化或光學屬性之功能化，例如，產生網格狀結構)組成。隨後，藉由使用硬式遮罩(通常用KOH或TMAH)自背側蝕刻掉矽晶圓來使功能膜獨立。隨後同樣蝕刻掉保護蝕刻終止層。若此等蝕刻終止層由氧化矽組成，則此蝕刻劑通常為BOE或HF。
在一實施例中，樣本檢測工具(100)包含：光源(102)，其經組態以產生低於200 nm且大於100 nm之有效檢測輻射；樣本固持器(120)；成像子系統(111)，其含有沿光徑將光自光源傳送至待由樣本固持器固持之樣本(116)的子系統組件(103、130、119、132、125、114、136、118)；及障壁(140)，其定位於光徑中之最末子系統組件(114)與待由樣本固持器固持之樣本之間。
障壁准許輻射自其穿過同時阻止雜質到達待由樣本固持器固持之樣本。雜質包含微粒、光譜雜質及/或檢測工具中之一或多種特定氣體。因此，障壁保護樣本及/或子系統組件免受雜質之影響。
對於障壁之結構，其包含具有多個層之薄膜，其中第一層(141)由第一材料或材料組成物製成且第二層(142)由第二材料或材料組成物製成。障壁包含含碳材料之薄膜或含矽材料之薄膜。此外，障壁包含環繞薄膜之框架(145)，且其中薄膜具有在3 nm與200 nm之間的厚度。另外，可釋放障壁固持器(150)經組態以將障壁固持在光徑中之最末光學元件與待由樣本固持器固持之樣本之間的位置處，障壁固持器經組態以釋放障壁以准許對其進行更換。此外，障壁與樣本分離開0.1 mm至10 mm。
在另一實施例中，樣本檢測工具(100)包含：光源(102)，其經組態以產生低於200 nm且大於100 nm之有效檢測輻射；樣本固持器(120)；成像子系統(111)，其包含沿光徑將光自光源傳送至待由樣本固持器固持之樣本(116)的子系統組件(103、130、119、132、125、114、136、118)；及障壁(140)，其定位於光徑內之最末子系統組件(114)之前的光徑中。
障壁阻止雜質到達光徑內之至少一個子系統組件，其中雜質包含微粒及/或檢測工具中之一或多種特定氣體。因此，障壁保護樣本及/或子系統組件免受雜質之影響。
對於障壁之結構，其包含具有多個層之薄膜，其中第一層(141)由第一材料或材料組成物製成且第二層(142)由第二材料或材料組成物製成。障壁包含含碳材料之薄膜或含矽材料之薄膜。此外，障壁包含環繞薄膜之框架(145)，且其中薄膜具有在3 nm與200 nm之間的厚度。另外，可釋放障壁固持器(150)經組態以將障壁固持在光徑內之最末光學元件之前的光徑中之位置處，障壁固持器經組態以釋放障壁以准許對其進行更換。
在另一實施例中，樣本檢測工具(100)包含：光源(102)，其經組態以產生低於200 nm且大於100 nm之有效檢測輻射；樣本固持器(120)；成像子系統(111)，其含有沿光徑將光自光源傳送至待由樣本固持器固持之樣本(116)之子系統組件(103、130、119、132、125、114、136、118)；及複數個障壁(140)，其定位於光徑內。
該複數個障壁阻止雜質到達子系統組件及待由樣本固持器固持之樣本。雜質包含微粒、光譜雜質及/或檢測工具中之一或多種特定氣體。因此，複數個障壁保護樣本及/或子系統組件免受雜質之影響。
至於障壁之結構，其包含具有多個層之薄膜，其中一第一層(141)由第一材料或材料組成物製成且一第二層(142)由第二材料或材料組成物製成。此外，該障壁包含環繞一薄膜之一框架(145)，且其中該薄膜具有在3 nm與200 nm之間的厚度。另外，複數個可釋放障壁固持器(150)經組態以固持定位於光徑內之複數個障壁，障壁固持器經組態以釋放障壁以准許對其進行更換。
在又一實施例中，在檢測工具(100)中使用之障壁(140)包含具有多個層之一薄膜，其中一第一層(141)由一第一材料或材料組成物製成且一第二層(142)由不同於第一材料的一第二材料或材料組成物製成。該薄膜包含一含碳材料且具有在3 nm與200 nm之間的厚度。此外，該障壁包含環繞薄膜之一框架(145)，且其中障壁允許輻射自其穿過且阻止雜質自其穿過。另外，該第一層阻止微粒雜質自其穿過且該第二層阻止光譜雜質自其穿過。
在以下經編號條項中描述根據本發明之另外實施例： 12.   一種樣本檢測工具，其包含： 一光源，其經組態以產生低於200 nm之有效檢測輻射；一樣本固持器；一成像子系統，其包含子系統組件以沿一光徑將光自該光源傳送至待由該樣本固持器固持之一樣本；一障壁，其定位於該光徑中之該最末子系統組件之前的該光徑中，該障壁阻止雜質到達該光徑內之至少一個子系統組件，其中該等雜質包含微粒。 13.   如條項12之樣本檢測工具，其中該等雜質包括該檢測工具中之一或多種特定氣體。 14.   如條項12之樣本檢測工具，其中該障壁包含具有多個層之一薄膜，其中一第一層由一第一材料或材料組成物製成且一第二層由不同於該第一材料或材料組成物的一第二材料或材料組成物製成。 15.   如條項12之樣本檢測工具，其中該障壁包含含碳材料之一薄膜。 16.   如條項12之樣本檢測工具，其中該障壁包含含矽材料之一薄膜。 17.   如條項12之樣本檢測工具，其中該障壁包含環繞一薄膜之一框架，且其中該薄膜具有在3 nm與200 nm之間的一厚度。 18.   如條項12之樣本檢測工具，其進一步包含一可釋放障壁固持器，該可釋放障壁固持器經組態以將該障壁固持在該光徑內之該最末光學元件之前的該光徑中之位置處，該障壁固持器經組態以釋放該障壁以准許對其進行更換。 19.   如條項12之樣本檢測工具，其中該光源經組態以產生大於100 nm之該有效檢測輻射。 20.   一種樣本檢測工具，其包含： 一光源，其經組態以產生低於200 nm之有效檢測輻射；一樣本固持器； 一成像子系統，其含有子系統組件以沿一光徑將光自該光源傳送至待由該樣本固持器固持之一樣本； 複數個障壁，其定位於該光徑內，該複數個障壁阻止雜質到達該等子系統組件及待由該樣本固持器固持之該樣本。 21.   如條項20之樣本檢測工具，其中該等雜質包含微粒。 22.   如條項20之樣本檢測工具，其中該等雜質包含光譜雜質。 23.   如條項20之樣本檢測工具，其中該等雜質包括該檢測工具中之一或多種特定氣體。 24.   如條項20之樣本檢測工具，其中該障壁包含具有多個層之一薄膜，其中一第一層由一第一材料或材料組成物製成且一第二層由不同於該第一材料或材料組成物的一第二材料或材料組成物製成。 25.   如條項20之樣本檢測工具，其中該障壁包含含碳材料之一薄膜。 26.   如條項20之樣本檢測工具，其中該障壁包含含矽材料之一薄膜。 27.   如條項20之樣本檢測工具，其中該障壁包含環繞一薄膜之一框架，且其中該薄膜具有在3 nm與200 nm之間的一厚度。 28.   如條項20之樣本檢測工具，其進一步包含複數個可釋放障壁固持器，該複數個可釋放障壁固持器經組態以固持定位於該光徑內之該複數個障壁，該障壁固持器經組態以釋放該障壁以准許對其進行更換。 29.   如條項20之樣本檢測工具，其中該光源經組態以產生大於100 nm之該有效檢測輻射。 30.   一種在一檢測工具中使用之障壁，該障壁包含： 一薄膜，其具有多個層，其中一第一層由一第一材料或材料組成物製成且一第二層由不同於該第一材料或材料組成物之一第二材料或材料組成物製成；其中該薄膜包含一含碳材料且具有在3 nm與200 nm之間的一厚度；其中該障壁包含環繞該薄膜的一框架，且其中該障壁允許輻射自其穿過且阻止雜質自其穿過。 31.   如條項29之障壁，其中該第一層阻止微粒雜質自其穿過且該第二層阻止光譜雜質自其穿過。
本文中描述之主題有時說明其他組件內含有或與其他組件連接的不同組件。應理解，此等所描繪架構僅為例示性的，且實際上可實施達成相同功能性之諸多其他架構。在概念意義上，將達成相同功能性之組件之任何配置係有效「關聯」的，從而達成所要功能性。因此，本文中經組合以達成特定功能性之任何兩種組件可視為彼此「相關聯」，從而達成所要功能性，而與架構或中間組件無關。同樣，如此相關聯之任何兩種組件亦可視為彼此「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種組件亦可視為彼此「可耦合」以達成所要功能性。可耦合之特定實例包括但不限於實體上可互動及/或實體上互動組件，及/或無線可互動及/或無線互動組件，及/或邏輯可互動及/或邏輯互動組件。
據說，本揭示及其許多伴隨優勢將藉由前述描述予以理解，且顯然，可在不背離所揭示之主題或不犧牲其所有材料優勢的情況下對組件之形式、建構及配置進行各種改變。所描述之形式僅為解釋性的，且以下申請專利範圍之意圖為涵蓋且包括此等改變。此外，應理解，本發明由隨附申請專利範圍定義。
100:系統 102:光源/LSP照明子系統 103:窗口 104:泵送源/泵送照明 105:鏡面/光學元件 106:收集器 107:電漿/電漿單元 108:氣體容納元件 109:照明光學器件 110:沖洗腔室 111:成像子系統 112:照明子系統 113:照明通路 114:物鏡 115:照明 116:樣本 117:收集通路 118:偵測器 119:透鏡/下游光學元件 120:樣本固持器/載物台總成 121:泵送照明 124:入口窗口 125:光束分光器 130:濾光器 132:光瞳總成 133:寬頻帶輻射/寬頻帶照明 136:收集光瞳總成 138:照明 140:障壁 141:第一層 142:第二層 145:框架 150:障壁固持器 160:夾具構件 170:狹槽
併入且構成本說明書之一部分之隨附圖式說明一或多個實施例且連同描述一起解釋此等實施例。現將參考隨附示意性圖式而僅藉助於實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分，且在該等圖式中：
圖1A為根據本發明之一個實施例的用於在障壁附接至樣本之情況下對樣本進行成像之系統的概念視圖。
圖1B為展示障壁及樣本之圖1A系統之底視圖。
圖1C為展示障壁及樣本之圖1A系統之側視圖。
圖2A為根據本發明之一個實施例的用於在障壁附接在最末光學元件下方之情況下對樣本進行成像之系統的概念視圖。
圖2B為展示障壁及樣本之圖2A系統之頂視圖。
圖2C為展示障壁及樣本之圖2A系統之側視圖。
圖3為根據本發明之一個實施例的用於在障壁定位於最末光學元件之前的光徑中之情況下對樣本進行成像之系統的概念視圖。
圖4為根據本發明之一個實施例的用於在複數個障壁定位於光徑中之情況下對樣本進行成像之系統的概念視圖。
圖5A為展示多層薄膜及框架之障壁之側視圖的示意圖。
圖5B為展示多層薄膜及框架之障壁之頂視圖的示意圖。
100:系統
102:光源/LSP照明子系統
103:窗口
104:泵送源/泵送照明
105:鏡面/光學元件
106:收集器
107:電漿/電漿單元
108:氣體容納元件
109:照明光學器件
110:沖洗腔室
111:成像子系統
112:照明子系統
113:照明通路
114:物鏡
115:照明
116:樣本
117:收集通路
118:偵測器
119:透鏡/下游光學器件
120:樣本固持器/載物台總成
121:泵送照明
124:入口窗口
125:光束分光器
130:濾光器
132:光瞳總成
133:寬頻帶輻射/寬頻帶照明
136:收集光瞳總成
138:照明
140:障壁
150:障壁固持器
160:夾具構件
170:狹槽

Claims (11)

  1. 一種樣本檢測工具，其包含： 一光源，其經組態以產生低於200 nm之有效檢測輻射； 一樣本固持器； 一成像子系統，其含有子系統組件以沿一光徑將光自該光源傳送至待由該樣本固持器固持之一樣本； 一障壁，其定位於該光徑中之該最末子系統組件與待由該樣本固持器固持之該樣本之間，該障壁准許該輻射自其穿過同時阻止雜質到達待由該樣本固持器固持之該樣本。
  2. 如請求項1之樣本檢測工具，其中該等雜質包含微粒。
  3. 如請求項1之樣本檢測工具，其中該等雜質包含光譜雜質。
  4. 如請求項1之樣本檢測工具，其中該等雜質包括該檢測工具中之一或多種特定氣體。
  5. 如請求項1之樣本檢測工具，其中該障壁包含具有多個層之一薄膜，其中一第一層由一第一材料或材料組成物製成且一第二層由不同於該第一材料或材料組成物的一第二材料或材料組成物製成。
  6. 如請求項1之樣本檢測工具，其中該障壁包含含碳材料之一薄膜。
  7. 如請求項1之樣本檢測工具，其中該障壁包含含矽材料之一薄膜。
  8. 如請求項1之樣本檢測工具，其中該障壁包含環繞一薄膜之一框架，且其中該薄膜具有在3 nm與200 nm之間的一厚度。
  9. 如請求項1之樣本檢測工具，其進一步包含一可釋放障壁固持器，該可釋放障壁固持器經組態以將該障壁固持在該光徑中之該最末光學元件與待由該樣本固持器固持之該樣本之間的位置處，該障壁固持器經組態以釋放該障壁以准許對其進行更換。
  10. 如請求項1之樣本檢測工具，其中該光源經組態以產生大於100 nm之該有效檢測輻射。
  11. 如請求項1之樣本檢測工具，其中該障壁與該樣本分離開0.1 mm至10 mm。
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