TW202349109A - 用於光罩檢查系統的照明光學單元 - Google Patents

Abstract

與EUV照明光束（3）一起使用的照明光學單元（1）是光罩檢查系統的一部分。中空波導（11）用於引導照明光束（3）。用於照明光束（3）的中空波導（11）具有在入射平面（13）中的入射開口（12）和在出射平面（14）中的出射開口（14）。輸入耦合反射鏡光學單元（10）設置在照明光束（3）的光路中的中空波導（11）的上游並且具有至少一個反射鏡（IL1），其用於將EUV光源（5）的源區（6）成像到中空波導（11）的入射開口（12）中輸出耦合反射鏡光學單元（16）用於將中空波導（11）的出射開口（14）成像到照明場（4）中。由此可得到一種對於EUV照明光束的利用效率進行了最佳化的照明光學單元。

Description

用於光罩檢查系統的照明光學單元

[交互參照]

德國專利申請案DE 10 2022 205 767.8、DE 10 2023 110 173.0和DE 10 2023 110 174.9的內容通過引用併入本文。

本發明涉及一種與EUV照明光束一起使用的照明光學單元，其用於光罩檢查系統。此外，本發明涉及一種具有這種照明光學單元的光學系統，並且涉及一種具有這種照明光學單元的光罩檢查系統。

US 10,042,248 B2、DE 102 20 815 A1和WO 2012/101269 A1中已揭示這種光罩檢查系統。

本發明的目的是開發用於這種檢查系統的照明光學單元，進而將其對EUV照明光束的使用效率進行最佳化。

根據本發明，藉由包括請求項1中指定的特徵的照明光學單元來實現該目的。

根據本發明，認識到與照明光學單元相互作用的輸入耦合反射鏡光學單元，其用於將EUV光源成像到中空波導的入射開口中以提供高輸入耦合效率。US 10,042,248 B2中已知的光學單元可以用作輸出耦合反射鏡光學單元。

輸入耦合反射鏡光學單元可以包括至少一個用於掠入射（GI）的反射鏡，其實施為用於大於45°的照明光束的入射角。替代地或附加地，輸入耦合反射鏡光學單元可以包括至少一個用於法向入射（NI）的反射鏡，其實施為用於小於45°並且特別是小於30°的照明光束的入射角。

輸入耦合反射鏡光學單元可以僅包括一個反射鏡或者包括多個反射鏡，例如兩個反射鏡。

輸入耦合反射鏡光學單元的佈置可以使得照明光束的幾何質心光線進入入射開口的入射平面與所述入射平面的法線之間的角度小於2°、小於1.5°、小於1°並且可能為0.5°量級。具體地，幾何質心光線可以用垂直於入射平面的方式進入中空波導的入射開口。或者，上述角度條件可以適用於照明光束的主光線。一方面的幾何質心光線和另一方面的主光線可能不重合，特別是如果照明光學單元的光瞳未被均勻地照明及/或未被對稱地照明的話。

取決於照明光束的入射主光線的入射平面相對於中空波導的反射內壁的入射角及/或位置或照明光束邊緣光線的入射幾何質心光線，這可以導致照明場的類單極、類偶極或多極、例如類四極的照明角度分佈。

照明光學單元的反射鏡，即特別是指輸入耦合反射鏡光學單元及/或輸出耦合反射鏡光學單元，可包含自由形狀的反射表面。

根據請求項2所述的輸入耦合反射鏡光學單元的實施例，作為橢圓反射鏡，使得輸入耦合反射鏡光學單元能夠在光源的源區與中空波導的入射開口之間精確地進行一次反射，允許輸入耦合反射鏡光學單元具有高EUV通量。

根據請求項3的入射角的可調節性使得照明光學單元的實施例能夠允許設置用於照亮照明場的已定義照明角度分佈。根據照明光束相對於入射開口的入射平面的入射角的選擇，則照明場的照明角度分佈可以例如是類單極、類偶極或類多極（如，類四極）。

根據請求項4的入射角能夠實現輸入耦合反射鏡光學單元的高總透射率。替代地或附加地，入射角還可以小於45°，並且例如在0°和45°之間的範圍，例如在0°和30°之間的範圍。

根據請求項5的輸入耦合反射鏡光學單元使得能以可精確指定的成像因數將EUV光源的源區精確成像到入射開口中。輸入耦合反射鏡光學單元可以實施為沃爾特型（Wolter-type）反射鏡光學單元，特別是實施為沃爾特I型（Wolter Type I）反射鏡光學單元。用於輸入耦合反射鏡光學單元的雙曲面反射鏡和拋物面反射鏡的組合也是可能的。例如，可以使用如US 10,042,248 B2中所描述的設計原理。替代地或附加地，可以使用具有自由形狀反射表面的反射鏡。

根據請求項6的矩形入射開口特別適合於指定已定義的照明條件並且能夠被精確地製造。入射開口也可以實施為方形。入射開口的邊界邊緣的邊緣長度可以小於2 mm並且特別可以小於1 mm。中空波導的長度與入射開口的典型直徑（例如矩形邊緣長度）的比率可以大於10、可以大於30、可以在40和80之間的範圍內、可以大於100、可以大於200、範圍可以在200到300之間。這樣的長度/直徑比通常小於1000。

根據請求項7的照明光學單元組件的可樞轉實施例有利於照明光學單元的調節，特別是為了指定照明角度分佈的目的，也就是說，照明光學單元的照明設置。藉由適當的致動器系統實施例，照明光學單元的至少一個組件被實施為可圍繞至少一個樞轉軸樞轉，並且可以相對於多於一個旋轉及/或平移自由度進行移位，例如相對於2、3、4、5或6個自由度。

可樞轉照明光學單元組件可以是中空波導。中空波導的樞轉軸可以位於入射開口的入射平面中。中空波導的樞軸調節可最佳化照明光學單元的光學擴展量。

例如，Benitez, P. G.、Minano, J. C.、Winston, R.、Narkis Shatz和John C. Bortz, W. c. b.（2005）所著的《非成像光學》一書中解釋了術語「étendue」。能以這樣的方式進行集光擴展量的最佳化，盡可能降低從中空波導退出時的集光擴展量，也就是說，特別是在光瞳座標中，從中空波導出射的照明光束的角直徑相對於出射法線保持盡可能小。

藉由致動器系統，空心波導涉及多個自由度的可能位移，可用於設置中空波導在照明光學單元內的平移及/或旋轉或樞轉位置。

中空波導內的照明光束的所有單獨光線的反射次數小於最大上限。反射次數的上限可以是50，也可能是其他次數。利用中空波導的入射處的照明光束的入射角的小變化，可藉由反射的次數來實現不同照明角度分佈之間的變化。此外，這樣的實施例可實現為最佳化光學擴展量的方式。

根據請求項9的光學系統的優點對應於上文中已經參考照明光學單元所解釋的那些優點。

根據請求項10的光源的可樞轉性，使得能夠指定照明角度，特別是照明光束在中空波導的入射開口處的入射照明角度。首先，這也允許指定照明角度分佈及/或實現光學擴展量最佳化。

根據請求項11的光罩檢查系統的優點對應於上文已參考照明光學單元和光學系統所解釋的優點。

還可以相應地構建晶圓檢查系統。檢查系統可以包括物件支架，用於支撐待檢查的物件並且機械耦合至物件位移驅動器，使得在照明期間可以進行物件的掃描位移。

檢查系統可以是用於光化光罩檢查的系統。

照明光學單元1是與EUV照明光束3一起使用的光罩檢查系統的光學系統2的組成部分。在圖中，藉由邊緣光線示出照明光束3的光路。由照明光束3對於光罩檢查系統的照明場4進行照明。

由源區或源體積中的EUV光源5產生照明光束3。光源5所產生的EUV使用的輻射的波長範圍可在2 nm和30 nm之間（例如在2.3 nm和4.4 nm之間）或者在5 nm和30 nm之間（例如在13.5 nm處）。

光源5可實施為電漿光源（高次諧波EUV源也是可能的）。舉例來說，這可以涉及雷射電漿源（LPP；雷射產生電漿）或放電源（DPP；放電產生電漿）。原則上，這種電漿源是用於EUV投射曝光設備的已知光源。

為了便於釐清位置關係，下文中將使用笛卡爾xyz座標系。x軸垂直於圖1的繪圖平面。在圖1中，y軸水平向右延伸，z軸在圖1中垂直向上延伸。

源區6具有近似橢圓形的形狀並且具有平行於y軸的最大延伸方向，該最大延伸方向也被稱為主延伸方向。來自源區6的照明光束3的主發射方向沿著主延伸方向行進，也就是說，在橢圓近似的情況下沿著橢圓源區6的最長主軸。樞轉驅動器7使得光源5的源區6可圍繞平行於z軸延伸的樞轉軸8樞轉。樞轉驅動器7可實施為線性驅動器及/或壓電驅動器。樞轉驅動器7可包括六足致動器，導致源區6可以在多達六個自由度上進行位移。因此，源區6可以藉助於樞轉驅動器7在多達三個旋轉自由度及/或多達三個平移自由度上移位。源區6圍繞樞軸8的典型樞轉角度範圍+/-15°之內，例如在+/-2°之內。

光源5發射照明光束3之後，照明光束3最初穿過孔徑光闌9，孔徑光闌9界定出照明光束3的束邊緣。

可將孔徑光闌9設計成可互換的。例如，為此目的可以設置光闌輪，後者儲存可以在照明光束3的光路內交替使用的各種孔徑光闌實施例。可利用這種可互換孔徑光闌的設計來指定照明光束3的不同輸入孔徑。

孔徑光闌9可實施為可互換的及/或可調節的及/或可相對於其光闌邊緣調節的。導致可以實現及/或設置孔徑光闌9的不同光闌幾何形狀。舉例來說，可指定的光闌幾何形狀可以是能選擇直徑的圓形及/或能選擇橢圓尺寸和可選地能選擇橢圓半軸比的橢圓形。這種可利用孔徑光闌9指定的橢圓的半軸比可以是2:1。

沿著孔徑光闌9，照明光束3從輸入耦合反射鏡光學單元10傳輸到照明光學單元1的空心波導11。

孔徑光闌9將源區6發射的照明光束3的數值孔徑範圍限制為在0.02和0.3的值之間，例如範圍在0.02和0.1之間或者在0.05和0.08之間。由孔徑光闌9指定的大於0.1的數值孔徑，也就是說範圍在0.1和0.3之間，能夠在源體積6和照明場4之間的照明光路中實現更大的光輸出。

可以使用非相干照明設置。

孔徑光闌9可實施為使得其跟隨樞轉驅動器7的六足致動器的運動。具體地，孔徑光闌9可以耦合至六足致動器。作為孔徑光闌9的替代或補充，孔徑限制光闌可佈置在中空波導11和照明光學單元1的下游光學組件之間。這樣的另一孔徑光闌也可以佈置在照明光學單元1的兩個下游光學組件之間的中空波導11下游的照明光束3的光路中。

輸入耦合反射鏡光學單元10具體實施為一個橢圓反射鏡IL1並且用於將EUV光源5的源區6成像到中空波導11的入射平面13中的入射開口12中。因此，橢圓反射鏡IL1的第一焦點位於源區6中，並且橢圓反射鏡IL1的第二焦點位於入射開口12之中或入射開口12的區域中。橢圓反射鏡IL1用於將照明光束3聚焦到空心波導11的入射平面13中的入射開口12中。照明光束3在進入入射開口12時的入射側數值孔徑可以在0.02和0.2之間的範圍內，例如為0.15的量級或者為0.05或0.1的量級。

照明光束3的中心主光線在輸入耦合反射鏡IL1處的入射角αIn的範圍在70°至75°之間。在根據圖1的照明光學單元1的實施例中，橢圓反射鏡IL1表示用於掠入射（GI）的反射鏡。

入射開口12和出射開口14均是正方形或矩形，其典型尺寸範圍在0.5mm和5mm之間。用於照明光束3的中空波導11的入射開口12和出射開口14（相同尺寸）在出射平面15中的長寬比範圍在0.25和4之間，例如在0.5和2之間。中空波導11的入射開口12和出口開口14的典型尺寸為0.75 mm×0.75 mm、1.0 mm×2.0 mm或1.5 mm×2.0 mm。

中空波導11的波導腔的內壁設有塗層，該圖層對於照明光束3高度反射，例如釕塗層。波導腔是長方體，與矩形入射開口12和出射開口14一致。在照明光束3的光束方向上中空波導11的典型長度範圍在10 mm與500 mm之間，例如20 mm與500 mm之間、20 mm與300 mm之間、或者20 mm與80 mm之間。

照明光束3在中空波導11的波導腔內壁上的入射角大於60°。照明光束3以掠入射的方式照射到內壁上。

中空波導11的縱軸與入射到入射開口12中的照明光束3的主光線CR之間的角度α _CR可以是0°或者也可以不是0°，例如，範圍在0°到1.5°之間、例如，在0.25°和0.75°之間，並且特別是在0.5°的量級。

中空波導11的長度（即入射平面13與出射平面15之間的距離）與中空波導11的典型直徑的比率，也就是說，入射開口12或出射開口14的典型尺寸或典型直徑的範圍在10和1000之間，並且可以例如在10與500之間、在30與500之間、在30與300之間、在30與80之間、或在200與500之間。

成像輸出耦合反射鏡光學單元16位於空心波導11的下游並且具有兩個反射鏡IL2、IL3，成像輸出耦合反射鏡光學單元16將位於出射平面15上的中空波導11的出射開口14成像至位於物件平面17上的照明場4中。該成像的像側數值孔徑範圍可在0.1和0.3之間。

輸出耦合反射鏡光學單元16的兩個反射鏡IL2、IL3實施為用於照明光束3掠入射的反射鏡。反射鏡14的平均入射角α1和反射鏡15的平均入射角α2在每種情況下分別大於60°。在照明光學單元1的情況下，這兩個平均入射角總和α=α1+α2約為150°。

在所示實施例中，輸出耦合反射鏡光學單元16恰好具有兩個用於掠入射的反射鏡，即反射鏡IL2和IL3。上述可選地使用的中空波導11下游的孔徑光闌可以佈置在中空波導11和反射鏡IL2之間，或者佈置在反射鏡IL2和IL3之間。

輸出耦合反射鏡光學單元16實施為沃爾特望遠鏡的形式，也就是沃爾特I型光學單元的形式。這種沃爾特光學單元在J. D. Mangus、J. H. Underwood所著「掠射X射線望遠鏡的光學設計」Applied Optics，第8卷，1969年，第95頁以及其中引用的參考文獻中進行了描述。在此種沃爾特光學單元中，也可以使用雙曲面來代替拋物面。這種橢圓反射鏡與雙曲面反射鏡的組合也代表了沃爾特I型光學單元。

在US 10,042,248 B2中揭示輸出耦合反射鏡光學單元16的示例性實施例。或者，輸出耦合反射鏡光學單元16的反射鏡還可以包括自由曲面形式的反射表面。

由光罩支架19支撐的待檢查光罩18佈置在物件平面17中。光罩支架19可機械操作地連接至光罩位移驅動器20，利用驅動器20，光罩18在光罩檢查期間沿物件位移方向y位移。以這種方式，使得光罩18可在物件平面17中進行掃描位移。

物件平面17中的照明場4具有小於1 mm並且可以小於0.5 mm的典型尺寸。在所示實施例中，照明場4的範圍在x方向上是0.5mm並且在y方向上是0.5 mm。

照明場4的x/y長寬比可以對應於出射開口14的x/y長寬比。

使用圖1中未示出的投影光學單元，將照明場4成像為圖像平面中的像場。

由檢測裝置檢測該像場，例如一個CCD相機或多個CCD相機。關於成像到像場中的細節，參考US 10,042,248 B2以及本文和US 10,042,248 B2中指定的參考文獻。

例如，可以藉助於光罩檢查系統來檢查光罩18上的結構。

輸入耦合反射鏡光學單元10的成像因子β1的範圍可以在0.1和50之間，也就是說，其作用可以從縮小10倍到放大50倍之間變化。輸出耦合反射鏡光學單元16的成像因子β2的範圍可以在0.02至10之間，也就是說，其作用可能會從縮小50倍到放大10倍之間不等。在照明光學單元1的情況下，兩個成像因子β1、β2乘積的範圍可以在0.25和10之間。

圖2示出具有照明光學單元1的光學系統2的平面圖。在圖2中明顯示出入射平面13。

為了改變照明光束3在入射開口12處的主光線入射角α _CR，也就是說照明光束3的主光線CR相對於空心波導11的縱軸的角度，光源5的源區6利用樞轉驅動器7繞樞轉軸8樞轉。藉由將代表樞軸之前的情況的圖1和圖2與代表樞軸之後的情況的圖3和圖4進行比較來顯示該樞軸的效果。與根據圖2的原始主光線方向相比，可以特別地從根據圖4的平面圖中收集到主光線方向在xy平面中利用角度α的相應傾斜的效果。由於反射鏡IL1的成像作用，當照明光束3的主光線進入入射平面13中的入射開口12時，將該傾斜轉換成主光線角度的相應變化。

圖5示意性地示出進入空心波導11的入射開口12的照明光束3的主光線CR的非零主光線角α _CR相對於空心波導11的縱軸L的影響。由於角度α _CR，照明光束3的主光線CR和其他單獨光線在中空波導11的波導腔的內壁處至少被反射一次。導致從出射開口14出射的照明光束內的角度分佈受到影響。在圖5中基於照明光束3的多個單獨光線21示意性地示出該出射角度分佈。

為了規定單極型照明角度分佈，入射照明光束3以沿著縱軸L（α _CR= 0）的主光線照射。在這種情況下，優選的是其中入射照明光束3的照明角度分佈關於縱向軸L對稱的變型。從空心波導11射出的照明光束3進而具有相應的照明角度分佈，該照明角度分佈以縱向軸L為中心並且在其角度變化方面對應於入射照明光束3的角度分佈。由於空心波導11內壁處的反射，出射照明光束3的照明角度在入射照明光束3的照明角度變化內重新分佈，然而沒有出現新的照明角度。這種重新分佈可以均勻化照明光束3的照明角度內的強度分佈。

以下圖6和圖7示出在單一入射照明角度的情況下中空波導11中的反射條件。在實際應用中，入射光束3並非只有一個入射角度，而是有多個入射角度。

圖6示出在恰好一個非零主光線角α _CR的理想化版本的情況下「奇數次反射」反射情況的變體，其中，從出射開口14射出的照明光束3在從出射開口14射出之後正好有一個出射角α _out。在這種情況下，主光線在入射開口12處的入射角α _CR僅在yz平面中，也就是說在圖6的繪圖平面中。在圖6的xy平面上的投影中，照明光束3的入射主光線平行於空心波導11的縱軸L而行進。在圖6以及下文中將要描述的相應圖7和圖12中，中空波導11並未按真實比例描繪，因此在每種情況下入射角α _CR也以放大的方式描繪。藉由照明光束3在中空波導11的波導腔的內壁處的奇數次反射來實現根據圖6的照明角度分佈。在這種情況下，照明光束3的所有單獨光線都經歷奇數次反射。該反射次數通常大於1，因此在這方面應該示意性地理解圖6。事實上，奇數次反射次數可能更多，例如為五十幾次的量級，或者甚至為更大奇數次的量級。

圖7示出進一步理想化的入射輻射角度和反射配置，其中，與根據圖6的配置相比，照明光束3以不同的入射角α _CR射入，例如以更大的入射角α _CR射入。整個照明光束3在空心波導11的內壁處第一次反射後，照明光束3的整個剖面的一半在中空波導11的相對內壁處第二次反射，並作為照明光分量束3 ₁從出射開口14射出。入射照明光束3的剩餘部分在第一次反射之後不再被反射，並且作為照明光分量束3 ₂離開出射開口14。這樣，照明光束在中空波導11的波導腔的內壁處部分有奇數次反射，部分有偶數次反射，進而形成偶極型照明角度分佈。根據上述關於圖6的上下文中所解釋的，實際反射次數通常大於根據圖7的示意圖中的反射次數。

圖12示出進一步理想化的入射和反射配置，其中，與圖7相比，照明光束3的主光線CR相對於空心波導11的縱軸L的入射角α _CR在yz平面中再次增大。進而，整個照明光束3目前在中空波導11的相對內壁處精確地經歷兩次反射，其結果是，在圖12所示的理想情況下，在從出射開口14出射之後，整個照明光束3又恰好存在一個照明出射角α _out。

若多個入射照明光束3或多個另外的照明角度存在於非零主光線入射角α _CR周圍，則存在根據圖6、7和12的反射配置的疊加，並且這可以用於生成出射照明光束3的偶極和多極照明角度分佈。

圖8示出了照明光束3進入入射開口12時的照明角度分佈的光瞳表示（光瞳座標σx、σz對應於空間座標x和z）。該入射開口處存在照明角度的有界連續體。該照明角度連續體相對於光瞳座標而偏離中心，導致α _CR≠ 0。如果圖8中描繪的入射照明角度連續體排列在σx = 0、σz = 0的中心，那麼如上所述，將出現產生類單極照明角度分佈的情況。實際描述的變體中存在α _CR≠ 0的情況。

圖9示出照明光束3從出射開口14出射時根據圖7的情況。現在存在有界的、類偶極的照明角度連續體，也就是說，類偶極照明角度分佈。存在偶數個反射的情況下，出射照明光束具有對應於照明光分量束3 ₁的照明角度分佈。在奇數次反射的情況下，存在與照明光分量束3 ₂對應的照明角度分佈。因此，總體上如圖9所示，這導致了偶極形式的出射照明光束3的照明角度分佈。

圖10和11示出入射輻射和反射角度配置，其中，在yz平面上的投影和xy平面上的投影中，照明光束3的主光線CR相對於空心波導11的縱軸L都存在非零的入射輻射角α _CR。這導致入射照明光束3的剖面分量在yz平面（如圖7所示）和垂直於yz平面的xy平面中分裂。

圖10示出了與圖8相對應的光瞳表示中的這種入射角情況；在圖10的情況下，入射到入射開口12中的主光線3以相對於中空波導11的縱軸L的非零角度入射到入射開口12中，既相對於yz平面又相對於xy平面。在從出射開口14射出之後，在每種情況下在yz和xy平面中分裂成兩個照明光分量束，也就是說，隨著分裂成總共四個照明光分量束3 ₁、3 ₂、3 ₃和3 ₄，出現的是照明光束3的類四極照明角度分佈，如圖11的光瞳表示。

由於源區6圍繞樞轉軸8且圍繞另一樞轉軸、特別是垂直於其佈置的另一樞轉軸傾斜，因此，從α _CR= 0處的單極照明角度分佈出發，根據圖6、7、12和9生成類偶極的照明角度分佈以及根據圖11生成類四極照明角度分佈，然後可以使用它們中的每一個來照亮照明場4。

下文基於圖13解釋可替代輸入耦合反射鏡光學單元10使用的替代輸入耦合反射鏡光學單元22。上述已經參照圖1至圖12解釋具有相同的附圖標記的組件和功能將不再詳細討論。

根據圖13的輸入耦合反射鏡光學單元22精確地包括兩個反射鏡IL1a、IL1b，它們共同形成沃爾特I型光學單元，如以上針對輸出耦合鏡光學單元16敘述中所解釋的。兩個反射鏡IL1a、IL1b例如實施為橢圓反射鏡和雙曲面反射鏡。

在根據圖13的照明光學單元1的情況下，所有反射鏡IL1a、IL1b以及反射鏡IL2、IL3適用於照明光束的入射角在每種情況下都顯著大於60°。

圖14示出用於光罩檢查系統的替代照明光學單元1，其可以用來代替上述照明光學單元。上述已經參照圖1至圖13解釋具有相同的附圖標記的組件和功能將不再詳細討論。圖14示出從中間焦點IF開始的照明光束3的光路，利用適當的聚光光學單元將源區6傳輸到中間焦點IF中。

根據圖14的照明光學單元1的輸入耦合反射鏡光學單元23恰好具有一個反射鏡IL1，反射鏡IL1設計為NI反射鏡並且照明光束3以小於30°的入射角照射到反射鏡IL1上。反射鏡IL1具有由交替的鉬/矽雙層製成的塗層，其對照明光束3具有高反射性。

根據圖14的照明光學單元1的輸出耦合鏡光學單元24，其可以用來代替輸出耦合反射鏡光學單元16的「反射鏡」，兩個反射鏡IL2和IL3設置於輸出耦合鏡光學單元24之上並且作為GI鏡，照明光束3以掠入射依次照射在這兩個反射鏡上。在輸出耦合鏡光學單元24的情況下，照明光束3的中心主光線在物場4的物件平面17處的入射角稍微大於在輸出耦合鏡光學單元16的情況。在輸出耦合鏡光學單元24的情況下，該入射角也小於10°。

輸出耦合反射鏡光學單元24的兩個鏡IL2、IL3也具有釕塗層。釕塗層對於照明光束3來說為高反射塗層。

照明光學單元的NI反射鏡，特別是作為輸入耦合反射鏡光學單元的組成部分，例如反射鏡IL1，這使得能夠顯著抑制隨照明光束3攜帶的、但與照明光的所使用的光波長不同的波長分量。NI反射鏡上的塗層可很大程度地反射所用光波長，因此可以充當所用光波長的帶通濾波器，並可以反射地阻擋其他波長，例如用於在源體積6中產生源電漿的泵光波長。

相應的反射率塗層可以是多層塗層的形式，其為由鉬和矽交替製成的雙層。所使用的光波長範圍在5 nm至30 nm之間能通過這樣的塗層，帶寬例如為2nm，並且最大反射率為例如60％。在特定的使用光波長範圍的周圍環境中，這種多層塗層的抑制可以優於1x10 ^-3，可以優於1x10 ^-4，還可以優於1x10 ^-5。

輸出耦合反射鏡光學單元24的兩個反射鏡IL2、IL3的反射表面，其可被描述為自由形狀表面。此類自由曲面可以參數化如下：

此處，z是要描述的反射表面各自的垂度，x和y是分別使用的表面參考座標系的笛卡爾座標，R是與通常的非球面方程相對應的曲率半徑，k是與通常的非球面方程相對應的圓錐常數。自由曲面方程由x和y次冪的多項式展開項補充。x和y冪展開的每個指數對i、k都有指定的係數a _ik。

使用最佳化算法，可以從原始非球面形狀開始進行多項式係數a _ik的最佳化，半徑R、圓錐常數k以及反射鏡IL2和IL3的基本位置，特別是其距輸出耦合反射鏡光學單元24的上游和下游組件的距離，以這樣的方式使得在照明場4上的照明光束3的照明強度分佈及/或照明角度分佈適應下游成像光學單元的要求期間殘餘像差被最小化，以用於將物場4成像到光罩檢查系統的像場中。

根據光源5的可樞轉性，中空波導11還可實施為能藉由相應的樞轉致動器圍繞至少一個樞轉軸樞轉。該中空波導樞轉軸可以位於入射開口12的入射平面13中。可以使用上述參考光源5的樞轉驅動器7所解釋的樞轉驅動器進行設計。

1:照明光學單元 2:入射開口 3:照明光束 3 ₁:照明光分量束 3 ₂:照明光分量束 3 ₃:照明光分量束 3 ₄:照明光分量束 4:照明場 5:EUV光源 6:源區 7:樞轉驅動器 8:樞軸 9:孔徑光闌 10:輸入耦合反射鏡光學單元 11:中空波導 12:入射開口 13:入射平面 14:出射開口 15:出射平面 16:成像輸出耦合反射鏡光學單元 17:物件平面 18:光罩 19:光罩支架 20:光罩位移驅動器 21:光線 22:輸入耦合反射鏡光學單元 23:輸入耦合反射鏡光學單元 24:輸出耦合反射鏡光學單元 CR:主光線 IF:中間焦點 II:觀察方向 IL1:反射鏡 IL1a:反射鏡 IL1b:反射鏡 IL2:反射鏡 IL3:反射鏡 L:縱軸 α:角度 α _CR:入射輻射 α _In:入射角 α _out出射角 σ _x:光瞳座標 σ _z:光瞳座標

以下參照附圖更詳細地解釋本發明的示例性實施例，其中：

圖1示意性地示出具有用於與EUV照明光束一起使用的光罩檢查系統的照明光學單元的光學系統；

圖2是從圖1的觀察方向II觀察光學系統的俯視圖；

圖3示出根據圖1的光學系統，與圖1相比，該光學系統的EUV光源的源區已經圍繞樞軸樞轉；

圖4示出從圖3中的觀察方向IV看到的光學系統的視圖。

圖5示意性地示出照明光束進入照明光學單元的中空波導的入射開口時和從中空波導的出射開口射出時的角度關係。

圖6示意性且以理想化的方式示出在以恰好一個入射角入射的照明光束在中空波導中發生奇數次內反射的情況下中空波導中的反射條件；

圖7中以示意且理想的方式示出在與照明光束的中空波導中的內反射相關的奇數次和偶數次反射混合的情況下中空波導中的反射條件；

圖8以光瞳示出照明光束在進入根據圖6和圖7的入射開口時的入射角；

圖9類似於圖8示出照明光束從根據圖6和圖7的出射開口出射時的出射角。

圖10類似於圖8示出在對應於圖6和7的配置中照明光束進入時的入射角，用於產生照明場的四極照明；

圖11示出在根據圖10的入射角條件的情況下出現的出射照明光束角度分佈，即四極光瞳；

圖12與圖6、圖7相同，表示出中空波導中反射次數為偶數時的照明光束的反射狀況；

圖13類似於圖1示出具有用於與EUV照明光束一起使用的光罩檢查系統的照明光學單元的光學系統的另一實施例；以及

圖14類似於圖1示出具有用於與EUV照明光束一起使用的光罩檢查系統的照明光學單元的光學系統的另一實施例。

1:照明光學單元

2:入射開口

3:照明光束

4:照明場

5:EUV光源

6:源區

7:樞轉驅動

8:樞軸

9:孔徑光闌

10:輸入耦合反射鏡光學單元

11:中空波導

12:入射開口

13:入射平面

14:出射開口

15:出射平面

16:成像輸出耦合反射鏡光學單元

17:物件平面

18:光罩

19:光罩支架

20:光罩位移驅動

IL1:反射鏡

IL2:反射鏡

IL3:反射鏡

II:觀察方向

αIn:入射角

Claims (11)

1. 一種與EUV照明光束（3）配合使用的用於光罩檢查系統的照明光學單元（1）， - 包括中空波導（11），其用於引導該照明光束（3）並且具有用於該照明光束（3）的入射開口（12），該入射開口指定該中空波導（11）的入射平面（13）並且具有用於該照明光束（3）的出射開口（14），該出射開口指定該中空波導（11）的出射平面（15）， - 包括輸入耦合反射鏡光學單元（10；22），其設置在該照明光束（3）的光路中的該中空波導（11）的上游並且具有至少一個反射鏡（IL1；IL1a、IL1b），其用於將EUV光源（5）的源區（6）成像至該中空波導（11）的該入射開口（12）中， - 包括輸出耦合反射鏡光學單元（16），其將該中空波導（12）的該出射開口（14）成像至照明場（4）中。
2. 如請求項1所述之照明光學單元，其特徵在於該輸入耦合反射鏡光學單元（10）實施為橢圓反射鏡（IL1）。
3. 如請求項1或2所述之照明光學單元，其特徵在於該入射開口（12）的該入射平面（13）的法線與該照明光束（3）的束的入射主光線之間的角度（α _CR）在0°至5°之間。
4. 如請求項1至3中任一所述之照明光學單元，其特徵在於該照明光束（3）的束的主光線在該輸入耦合反射鏡光學單元（10；22）的至少一個反射鏡上的入射角（α _In）範圍在70°至89.9°之間。
5. 如請求項1、3或4所述之照明光學單元，其特徵在於該輸入耦合反射鏡光學單元（22）實施為橢圓反射鏡和雙曲面反射鏡的組合。
6. 如請求項1至5中任一所述之照明光學單元，其特徵在於該中空波導（11）的該入射開口（12）實施為矩形。
7. 如請求項1至6中任一所述之照明光學單元，其特徵在於該照明光學單元（1）的組件中的至少一個實施為可圍繞至少一個樞轉軸而樞轉。
8. 如請求項7所述之照明光學單元，其特徵在於該照明光學單元（1）的該可樞轉組件是該中空波導（11）。
9. 一種光學系統（2）其包括根據請求項1至8中任一所述之照明光學單元（1），並且包括用於該照明光束（3）的EUV光源（5）。
10. 如請求項9所述之光學系統，其特徵在於該光源（5）實施成可圍繞至少一個軸（8）樞轉，該軸（8）貫穿該光源（5）的源區（6）。
11. 一種光罩檢查系統 - 包括根據請求項9或10所述之光學系統， - 包括投影光學單元，其用於將該照明場（4）成像至像場，以及 - 包括探測裝置，其用於探測入射至該像場的照明光束（3）。