WO2009030390A1 - Device and method for xuv microscopy - Google Patents

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WO2009030390A1
WO2009030390A1 PCT/EP2008/006950 EP2008006950W WO2009030390A1 WO 2009030390 A1 WO2009030390 A1 WO 2009030390A1 EP 2008006950 W EP2008006950 W EP 2008006950W WO 2009030390 A1 WO2009030390 A1 WO 2009030390A1
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WO
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magnification
imaging system
optical imaging
detector
radiation
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/006950
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German (de)
French (fr)
Inventor
Larissa Juschkin
Klaus Bergmann
Willi Neff
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Rheinisch Westfälische Technische Hochschule Aachen
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Publication date
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Publication of WO2009030390A1 publication Critical patent/WO2009030390A1/en

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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K7/00Gamma- or X-ray microscopes
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/06Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators

Definitions

  • the invention relates to an optical imaging system and to a method for performing scattered light measurements and images in the XUV.
  • the preferred field of application is the semiconductor industry, namely the examination of wafers, masks or mask blanks, in particular EUV masks for EUV lithography, with respect to defects.
  • Extremely ultraviolet radiation microscopy due to the short wavelength and very effective interaction with matter, allows the detection of all types of defects and structures on surfaces on a scale of magnitude down to a few tens of nm. Besides this good potential resolving power, microscopy has the other in this wavelength range Advantage that a significantly higher working distance can be achieved with a comparatively small numerical aperture than in the visible or UV wavelength range. On an elaborate sample preparation to create a sufficient surface smoothness, which is otherwise necessary in many cases, thus can generally be dispensed with in principle.
  • EUV microscopy could in principle be well suited for the measurement or defect detection of EUV masks for EUV lithography.
  • the fastest possible scanning of large areas in relation to the presence of small defects imprintable on the image in the resist on the wafer is on the order of about 30 nm.
  • CCD cameras for example CCD cameras, whose pixel sizes are typically approximately 13 ⁇ m
  • an enlargement with a factor of the order of 1000 must be achieved.
  • Other smaller pixel detectors eg, MCP or CMOS cameras
  • MCP or CMOS cameras have significant disadvantages due to their low fill factor and low efficiency (they require a scintillator converter layer).
  • the resolution of about 30 nm to be achieved for the stated purpose requires that the zone plate have several hundred zones and that the smallest be about 30 nm wide.
  • the thickness of the substrate material of the zone plate should not be more than a few hundred nm, in order to ensure a sufficient transmission in the EUV.
  • the known microscopes which use a zone plate are used almost exclusively in the area of soft X-radiation and can therefore have a significantly greater thickness.
  • a zone plate with the specified specifications, which can also be used for the EUV range, is therefore very expensive and has a very short service life.
  • reflective zone plates are more mechanically robust, they have disadvantageous imaging properties.
  • zone plates typically have a small numerical aperture; accordingly, with zone plates a very short working distance is required be set to investigate object, about a few tenths of a millimeter. On the one hand, this can lead to technical complications in sensitive samples. On the other hand, the object field and thus the achievable Lets, Scanning speed very low. Zone plates for scattered light measurements in the EUV therefore, despite their high magnification, do not appear to be suitable for the intended applications, such as defect detection on EUV masks.
  • the invention has for its object to provide a comparatively compact and inexpensive and for carrying out scattered light measurements in XUV, especially in EUV, suitable optical imaging system and a corresponding method, whereby a particularly high resolution can be achieved and which for the detection of defects and structures
  • an optical imaging system which has a first magnification stage with which an intermediate image of at least one subarea of an object can be obtained by obtaining a first magnification by means of the object
  • XUV radiation can be generated, and at least one second magnification stage, and a detector sensitive to XUV radiation, wherein the second magnification stage, the intermediate image to obtain a second magnification
  • Magnification level includes a zone plate.
  • the invention is an imaging system (microscope) in the spectral range of the soft X-ray or extreme ultraviolet radiation in the spectral range of about 0.1 nm to 100 nm (short XUV radiation).
  • a preferred field of application is the investigation of EUV masks for EUV lithography;
  • the invention is preferably used as a microscope in the EUV in the range of 10 to 20 nm, in particular 13.5 nm and is described below for this application. However, it is not limited to this, but basically usable for the entire XUV spectral range mentioned.
  • the magnification in imaging the sample is achieved in two stages.
  • the second magnification stage comprises a zone plate
  • the second magnification stage may be formed in particular by exactly one zone plate.
  • a zone plate can be used, which only comparatively low requirements in terms of resolution and the magnification factor corresponds.
  • the possibilities here are the zone plates offer in principle or for which they are known and usually represent the reason for using a zone plate, thus according to the invention just not exhausted.
  • a first moderate magnification preferably with a factor between 10 and 50, so sufficient for the second magnification level a spatial resolution in the order of several 100 nm to about 1 micron.
  • a comparatively "simple" zone plate can be used.
  • the width of the outermost zone which is closely correlated with the resolution of the zone plate, may be at least an order of magnitude greater than a magnification corresponding to a one-step magnification realized alone with a zone plate. It is preferably at least 100 nm.
  • the number of zones can be limited to at most 300, preferably even at most 100.
  • an enlargement with a factor between 10 and 100 is preferably achieved. Due to the enlargement already achieved by the first magnification stage, such a moderate magnification or subsequent magnification through the zone plate suffices to achieve an overall magnification which makes it possible to use commercially available CCD detectors with pixel sizes on the order of 10 to 25 ⁇ m.
  • the overall magnification achieved by the first and second magnification steps has a factor of 100 to 5,000, preferably a factor of 100 to 2,000.
  • Such a "simple" zone plate with the specifications mentioned can be produced at a much lower production cost and price than a zone plate containing the Requirements of magnification with a factor of up to 1000 at a resolution of a few 10 nm "alone" met.
  • a zone plate containing the Requirements of magnification with a factor of up to 1000 at a resolution of a few 10 nm "alone” met.
  • it has a longer service life (in the case of a single-stage enlargement with a zone plate, this would have to be positioned very close to the sample to be traversed).
  • the two-step arrangement with zone plate thus offers considerable economic advantages.
  • zone plate In comparison to a subsequent magnification in the visible (with previous corresponding conversion of the radiation, eg by means of converter crystals), the use of the zone plate achieves a significantly higher efficiency. So for zone plates in the XUV range, an efficiency of typically at least 5 - 10% can be assumed, up to 30% appear in the future.
  • Magnification level is in the range of only a few 100 microns) can be in
  • the first magnification stage is preferably a multi-layer mirror-based objective.
  • Such has the advantage that it may have a comparatively large numerical aperture (especially, for example, against a zone plate); this is here (based on a central wavelength of 13.5 nm) at least 0.1, but preferably at least 0.3. This achieves a high spatial resolution.
  • such a lens provides a comparatively large spectral bandwidth, so that a relatively large proportion of the light of the XUV radiation source is used and thus a particularly efficient use of the existing radiation is possible.
  • such an objective also spatially detects a particularly high proportion of the radiation, so that a comparatively high signal strength can therefore also be achieved.
  • a sufficiently good imaging of the structures to be examined by means of a single radiation pulse typically with a pulse duration of approximately 100 ns
  • Such a lens can be realized for example by a Schwarzschild lens.
  • the Schwarzschild lens consists of two multilayer coated mirrors, namely a spherical convex primary mirror and a spherical concave secondary mirror.
  • the radiation to be detected ie in the present case the scattered radiation emanating from the sample, is reflected by the spherical concave secondary mirror and guided onto the spherically convex primary mirror. This is located between sample and the Secondary mirror on the optical axis defined by the secondary mirror. This is typically substantially perpendicular to the usually flat sample. From the primary mirror, the radiation is passed through a located on the longitudinal axis opening in the secondary mirror to the viewer or zone plate and detector.
  • a particularly high numerical aperture of typically up to 0.5 can be achieved.
  • the objective allows imaging of radiation with a spectral width ⁇ / ⁇ of approximately 4%, ie, at a central wavelength of 13.5 nm, for example, a spectral width of +/- 0.2 to 0.3 nm can be realized.
  • a Schwarzschild lens is also characterized by being free of chromatic aberrations. In addition, it has a high mechanical stability, since it comprises only two optical elements and these are held in a low-stress and mechanically stable manner via solid-state joints. A correction of the adjustment state is possible under operating conditions. Incidentally, a Schwarzschild lens has a comparatively long life.
  • Such a first magnification stage preferably allows an enlargement with a factor of between 10 and 50.
  • Such a comparatively moderate magnification can be realized with a comparatively compact system.
  • an intermediate image is produced with the first magnification stage to obtain a first magnification.
  • This is present as an image with a distance to the first magnification, which corresponds to their image size. It could be imaged onto it with a detector positioned at that location (yielding only the first magnification).
  • the zone plate is brought into the vicinity of this point, namely at a distance to this point which corresponds to the object distance of the zone plate, positioned.
  • the zone plate is placed so that the intermediate image and thus the object is sharply imaged onto the detector.
  • the numerical aperture of the zone plate is adapted to the image-side numerical aperture of the first magnification stage, or the Schwarzschild objective.
  • the imaging system in particular the arrangement of the beam path of the radiation acting on the object and the first magnification stage, scattered light measurements in the dark field can be performed. Measurements in the dark field mode are particularly advantageous because the specularly reflected light does not contribute to the signal.
  • An O-order shutter in front of the lens shadows the direct light in the beam path and ensures that only the light scattered from surface defects (e.g., particles on a thin film) is collected and imaged. This means that only the light scattered at defects is detected against a "zero signal”. This increases the contrast and sensitivity of the system for small defects.
  • the primary mirror of the Schwarzschild objective can occasionally act as the Ote order aperture.
  • the sources of radiation are those sources which have a high intensity in the XUV, v. A. in the range of 10 to 20 nm, such as a gas discharge lamp (having a high average power), in particular, a xenon or a tin gas discharge lamp, an x-ray tube (which is comparatively compact) can provide continuous radiation and stable can be operated) or a laser-induced plasma (high brilliance, small swelling volume).
  • a synchrotron radiation source preferably have a greater spectral bandwidth than the multilayer mirrors of the first magnification stage (this is usually realized by conventional radiation sources). In order to achieve a sufficient signal strength so that a sufficiently fast scanning of samples is possible, the radiation source should be within the spectral bandwidth of the first
  • the zone plate according to the invention must meet comparatively low requirements in terms of spatial resolution and magnification, a zone plate can be used, which tolerates a comparatively high spectral bandwidth (namely, a value of ⁇ / ⁇ between 2 and 4%) and still allows a sharp image.
  • the spectral bandwidth tolerated by the zone plate is adapted to the spectral bandwidth of the first magnification stage, specifically that of the Schwarzschild objective.
  • the broadbandity of the entire system is thus predetermined or largely determined by the multilayer mirror, ie the Schwarzschild objective. This can occasionally be dispensed with an additional element for monochromatization of the radiation generated by the XUV radiation source.
  • an additional filter to suppress undesired visible, DUV and UV radiation is generally advantageous.
  • the radiation generated by the XUV radiation source is directed to the object by means of one or more guidance means.
  • the guide or guides have a high quality coating.
  • a collector in particular a grazing incidence collector, is used as the guide means.
  • the incident EUV radiation forms a very small angle of incidence with the collector surface. While such a grazing incidence requires a relatively large distance (a few tens of centimeters or more) between the source and the collector focus.
  • a collector also has a particularly high transmission and high mechanical stability.
  • the collector is used to focus the XUV radiation on the object to be examined.
  • the imaging system is preferably adjusted so that the focus diameter (which depends on the collector and the source size) on the size of the object field of the Schwarzschild lens (which is in the range of a few 100 microns) is adjusted.
  • a deflecting mirror is used as a further guide means. It is arranged downstream of the collector in the beam path and is arranged and aligned between the first magnification stage and the object in such a way that the radiation is incident on the object on the longitudinal axis of the imaging system or the first magnification stage and thus substantially perpendicular to the object.
  • This arrangement is particularly suitable for the scattered light diagnosis in the dark field.
  • the specularly reflected light is not detected by the aperture of the lens.
  • the deflecting mirror serves as the Ote-order diaphragm for the dark field measurements. Due to the large working distance between object and lens of at least 1 cm, which is granted by the first magnification stage, such an arrangement is feasible and unproblematic.
  • the microscope is operated in reflection, i. the imaging system detects radiation scattered substantially at the sample surface. Also possible is the operation of the microscope in transmission. In this case, the (usually flat) sample is irradiated by the imaging system opposite side. The detected radiation scattered by or in the sample has thus passed through the sample.
  • the sample can also be illuminated in grazing incidence.
  • the arrangement of the beam path and the first magnification stage must ensure that no direct reflections are detected but only the light scattered at (surface) defects is imaged and detected.
  • Advantage of this mode is that almost all materials have a very high reflectivity (80-90%) with grazing incidence of EUV radiation.
  • the preferred detector is a CCD camera (because of its high quantum efficiency, this represents an almost ideal detector) or a direct XUV CMOS camera. With these is a quick scanning of
  • the two-stage arrangement of the arrangement basically offers the possibility of quickly and easily switching between a rough and a fine examination. This is particularly advantageous when large areas have to be scanned, as in defect detection on EUV masks.
  • a coarse and fast scan is performed with low resolution in the context of a coarse examination, wherein only the first, but not additionally the second magnification stage is used, that is, there is no Nachver bathrung by the zone plate instead.
  • the position of the zone plate can be changed for this purpose, ie the zone plate can be moved from a position in the beam path of the scattered radiation to a position outside the scattered radiation (eg pivoted) and vice versa. In this case, means are provided which ensure a reversibility of this change between the two positions with high accuracy.
  • the zone plate may then be moved to the position in the optical path of the microscope, i. e.g. be swung.
  • the defect can then be detected with high spatial resolution.
  • the sample can be moved in the vertical direction (detection axis), namely the distance to the Schwarzschild objective or to the detector can be reduced or changed.
  • the detector itself (possibly also together with the zone plate) can be moved in the vertical direction with the same effect.
  • the variation of the magnification of the Schwarzschild lens is to be considered according to the changes of the working and detector distance.
  • a known positioning unit is present for positioning the sample (or the detector) for positioning the sample (or the detector) for positioning the sample (or the detector) for positioning the sample (or the detector) for positioning the sample (or the detector) for positioning the sample (or the detector) a known positioning unit is present.
  • the invention thus consists in a method for imaging an object on a detector by means of XUV radiation with a main method step, in which a first enlargement stage is used
  • Intermediate image of at least a portion of the object is generated to obtain a first magnification by means of XUV radiation emanating from the object, and wherein in a second zone comprising a zone plate Magnification stage of this intermediate image is mapped with a second magnification on a detector.
  • This main process step is preferably preceded by a pre-process step in the form of the described coarse examination, which is used for coarse scanning of the object.
  • a pre-process step a selection is made of a subregion of the object for which a main process step is carried out.
  • the image taken in the pre-process step has a magnification and resolution that is sufficient to at least not overlook potential defects of a size of about 30 nm. For large parts of the object, therefore, no main process step must be performed. Only those subareas for which the presence of a relevant defect could not be completely ruled out with the pre-procedural step are investigated in a high-resolution manner with a main process step. This leads to a considerable reduction of the examination time and thus to considerable cost advantages.
  • the zone plate is arranged in the beam path that it only a part of the intermediate image on the detector, or on only a part of the detector, preferably a part in the center of the detector, images.
  • the image is formed on the remaining part of the detector only via the first magnification stage, ie this image is formed by the scattered radiation emitted by the sample, which is guided past the zone plate directly from the first magnification stage to the detector.
  • the detector thus has two subregions which detect differently resolved and enlarged images of the object.
  • the intensity is reduced by an absorption filter.
  • both the less bright, but enlarged and better resolved image, and the less resolved dark field image of the defects only enlarged by the first magnification step can be simultaneously detected and displayed, thereby avoiding overexposure.
  • the absorption filter thus adapts the light signals received from the two sections of the detector to one another.
  • Stationary zone plates should have higher exposure times than when scanning without the zone plate acting as a "magnifying glass”.
  • a narrow area around the zone plate should be covered with a shutter to prevent overlapping of the images.
  • the advantage of the stationary installation of the zone plate is that it can be changed very quickly and flexibly between the coarse and the fine examination, since these are carried out in principle simultaneously.
  • the sample In order to investigate, in a high-resolution manner, a region of the sample with a potential defect of larger magnification determined in the course of the coarse examination of the coarse examination, the sample is only to be moved laterally relative to the microscope or the entire optical assembly until the radiation comes out of this region also detected by the zone plate and is imaged by this on the detector, and to focus.
  • Imaging system would then have more than two magnification levels, or put another way, the second magnification would then include multiple zone plates. In this way, an even greater enlargement can be realized or the enlargement by a zone plate to be achieved for a given overall magnification can be reduced.
  • a particularly preferred embodiment consists in that the second magnification stage has a plurality of zone plates arranged in a plane (perpendicular to the detection axis).
  • the detector may then comprise a plurality of separate portions, each portion being associated with a zone plate and detecting a post-magnification through that zone plate.
  • a typical object field (10 - 100 ⁇ m) of a zone plate a clever arrangement of several zone plates can be a multiple of this Diameter of the intermediate image are imaged simultaneously, ie up to several 100 microns to a few millimeters in diameter.
  • Fig. 1 an illustration of the device according to the invention
  • Fig. 2 is a table with calculated zone plate specifications for two embodiments of the invention
  • 3a shows a representation of two rays emanating from spaced points on the object
  • Fig. 1 shows an inventive EUV microscope.
  • XUV radiation source 6 it has a plasma of a xenon gas discharge source, a grazing incidence collector 7 and a deflection mirror 8 for guiding and focusing the EUV radiation 10 onto the sample 3.
  • the first magnification stage is characterized by a multilayer-coated (Mo / Si Multilayer) Schwarzschild Lens 1 given. This has a spherical primary convex mirror 1 ⁇ and a spherical concave secondary mirror 1 "
  • An EUV CCD camera functions as detector 4. The microscope operates in dark field mode in this example.
  • An Ote-order aperture 9 (here the back of the mirror 1 * or the deflection mirror 8) in front of the lens 1 shadows the direct light in the beam path and ensures that only on defects on the surface of the object 3 (eg particles on a wafer) scattered light 11 is collected and imaged - a light spot on the detector 4 indicates the defect.
  • This increases the contrast and sensitivity of the system for small defects.
  • a filter (not shown), for example a 200 nm thin Zr foil, can be introduced into the beam path, eg near the sample.
  • a region around the intermediate image 5 around is highlighted by a circle, the position of the intermediate image 5 (location of the image of Schwarzschild Meetingivs 1) additionally indicated by a dashed line.
  • the illustration which is blurred in the arrangement shown, can be made sharper by moving the detector 4 in the direction of the position of the intermediate image 5 or the sample 3 in the direction of the objective 1 (indicated by an arrow).
  • the beam path resulting after swiveling in of the zone plate 2 is shown as a sketch.
  • the zone plate 2 is located at the distance of the object distance from the position of the intermediate image 5, wherein the numerical apertures of the Schwarzschild objective 1 and the zone plate are adapted to each other.
  • the diameter of the concave secondary mirror is 52 mm with a radius of curvature of 100 mm.
  • the convex primary mirror has a diameter of 10.6 mm and a radius of curvature of 35 mm.
  • the numerical apertures of Schwarzschild objective 1 (image side) and the zone plate 2 should be adapted as much as possible. With these specifications, the values given for the image width b, object distance g, focal length f, number of zones N, width of the outermost zone .DELTA.r, diameter D, numerical aperture NA 1 resolution RES, depth of field DOF and radius of the first zone r1 of the respective Zone plate 2.
  • FIG. 3a shows a representation, which is not true to scale, of beam paths of two beams emanating at a small distance from the object and of the optical elements of the microscope, i. a Schwarzschild lens 1 and a
  • Zone plate 2 One beam is shown with solid lines, the second with dashed lines (the beams are hardly distinguishable in this Fig. 3a, however, due to the dimensions).
  • the total distance between object 3 and detector screen 4 in this calculated example is 686.5 mm and is composed of the distance between object 3 and intermediate image 5 of 613.3 mm and the distance between intermediate image 5 and the image on detector 4 of 73.2 mm.
  • a total magnification of 393 is realized by the two magnification levels 1, 2, the Schwarzschild objective 1 achieves a magnification of 20.73, the zone plate 2 a magnification of 18.95.
  • Fig. 3b a detail of Fig. 3a is shown enlarged (not to scale), namely the rear, the intermediate image 5, the zone plate 2 and the detector 4 containing portion of the beam path or the microscope.
  • 3b further shows results of a simulation calculation for the imaging of two test objects (in each case letter F, shown in the object plane in FIG. 3a) with different height scales of 1 ⁇ m (left) and of 100 nm (right) to illustrate the mode of action of the post-magnification with the zone plate and the picture quality.

Abstract

The invention relates to an optical imaging system comprising a first magnification step, by means of which an intermediate image of at least one partial region of an object can be generated by means of XUV radiation emitted by the object while achieving a first magnification, at least a second magnification step and a detector which is sensitive to XUV radiation. According to the invention, the second magnification step ensures that the intermediate image can be projected onto the detector while achieving a second magnification, and the second magnification step comprises a zone plate.

Description

Patentanmeldung: Patent Application:
Vorrichtung und Verfahren für die XUV-MikroskopieApparatus and method for XUV microscopy
Anmelderin: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.Applicant: Fraunhofer-Gesellschaft for the promotion of applied research e.V.
Technisches AnwendungsgebietTechnical application
Die Erfindung betrifft ein optisches Abbildungssystem sowie ein Verfahren zum Durchführen von Streulichtmessungen und Abbildungen im XUV. Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Halbleiterindustrie, nämlich die Untersuchung von Wafern, Masken oder Maskenblanks, insbesondere EUV-Masken für die EUV- Lithographie, in Bezug auf Defekte.The invention relates to an optical imaging system and to a method for performing scattered light measurements and images in the XUV. The preferred field of application is the semiconductor industry, namely the examination of wafers, masks or mask blanks, in particular EUV masks for EUV lithography, with respect to defects.
Stand der TechnikState of the art
Mikroskopie mit extrem ultravioletter Strahlung ermöglicht aufgrund der kurzen Wellenlänge und der sehr effektiven Wechselwirkung mit Materie die Detektion aller Arten von Defekten und Strukturen an Oberflächen auf einer Größenskala bis hinunter zu einigen 10 nm. Neben diesem guten potentiellen Auflösungsvermögen hat die Mikroskopie in diesem Wellenlängenbereich den weiteren Vorteil, dass mit einer vergleichsweise geringen numerischen Apertur ein deutlich höherer Arbeitsabstand realisierbar ist als im sichtbaren oder UV-Wellenlängenbereich. Auf eine aufwändige Proben präparation zur Schaffung einer hinreichenden Oberflächenglattheit, die ansonsten in vielen Fällen nötig ist, kann somit grundsätzlich in der Regel verzichtet werden.Extremely ultraviolet radiation microscopy, due to the short wavelength and very effective interaction with matter, allows the detection of all types of defects and structures on surfaces on a scale of magnitude down to a few tens of nm. Besides this good potential resolving power, microscopy has the other in this wavelength range Advantage that a significantly higher working distance can be achieved with a comparatively small numerical aperture than in the visible or UV wavelength range. On an elaborate sample preparation to create a sufficient surface smoothness, which is otherwise necessary in many cases, thus can generally be dispensed with in principle.
Die EUV-Mikroskopie könnte daher grundsätzlich besonders für das Vermessen bzw. die Defekterkennung von EUV-Masken für die EUV-Lithographie gut geeignet sein. Für eine industrielle Nutzung ist dabei ein möglichst schnelles Abscannen großer Flächen in Bezug auf das Vorhandensein kleiner auf das Bild im Resist auf dem Wafer abdruckbarer Defekte in der Größenordnung von ca. 30 nm erforderlich. Um handelsübliche XUV-empfindliche Detektoren, z.B. CCD-Kameras, verwenden zu können, deren Pixelgrößen typischerweise ca. 13 μm beträgt, muss eine Vergrößerung mit einem Faktor in der Größenordnung von 1000 erzielt werden. Andere Detektoren mit kleineren Pixeln (z.B. MCP oder CMOS-Kameras) haben entscheidende Nachteile aufgrund ihres geringen Füllfaktors und der geringen Effizienz (sie erfordern eine Szintillator-Konverter-Schicht).Therefore, EUV microscopy could in principle be well suited for the measurement or defect detection of EUV masks for EUV lithography. For industrial use, the fastest possible scanning of large areas in relation to the presence of small defects imprintable on the image in the resist on the wafer is on the order of about 30 nm. In order to be able to use commercially available XUV-sensitive detectors, for example CCD cameras, whose pixel sizes are typically approximately 13 μm, an enlargement with a factor of the order of 1000 must be achieved. Other smaller pixel detectors (eg, MCP or CMOS cameras) have significant disadvantages due to their low fill factor and low efficiency (they require a scintillator converter layer).
Aus dem Bereich der Röntgenmikroskopie, genauer der Mikroskopie mit weicher Röntgenstrahlung (Wasserfenster), sind Mikroskope bekannt, die (Fresnel-) Zonenplatten zur Vergrößerung einsetzen, als Strahlungsquelle werden Synchrotronstrahlungsquellen eingesetzt. Mit diesen Mikroskopen lässt sich eine Vergrößerung um einen Faktor 1000 erreichen. Allerdings erfordert die Verwendung von Zonenplatten eine besonders hohe Monochromasie der Strahlung (spektrale Breite Δλ/λ von weniger als 0.5 %), um eine hinreichend scharfe Abbildung erzielen zu können, da die Brennweite der Zonenplatte von der Wellenlänge abhängt. Angesichts der Tatsache, dass die existierenden EUV- Lichtquellen eine im Vergleich zum Synchrotron geringe Lichtstärke besitzen und relativ breitbandig sind, wäre eine Monochromatisierung der Strahlung, die eine zusätzliche Verringerung der Lichtstärke bewirken würde, offensichtlich problematisch.From the field of X-ray microscopy, more specifically microscopy with soft X-radiation (water window), microscopes are known which use (Fresnel) zone plates for magnification, as a source of radiation synchrotron radiation sources are used. These microscopes can be magnified by a factor of 1000. However, the use of zone plates requires a particularly high monochromaticity of the radiation (spectral width Δλ / λ of less than 0.5%) in order to achieve a sufficiently sharp image, since the focal length of the zone plate depends on the wavelength. Given that the existing EUV light sources have low luminous intensity compared to the synchrotron and are relatively broadband, monochromatization of the radiation, which would cause an additional reduction in luminous intensity, would obviously be problematic.
Darüber hinaus erfordert die für den genannten Zweck zu erreichende Auflösung von ca. 30 nm, dass die Zonenplatte mehrere Hundert Zonen aufweisen und die kleinste ca. 30 nm breit sein müßte. Gleichzeitig dürfte die Dicke des Trägermaterials der Zonenplatte nicht mehr als einige Hundert nm betragen, um eine hinreichende Transmission auch im EUV zu gewährleisten. Die bekannten Mikroskope, welche eine Zonenplatte verwenden, werden fast ausschließlich im Bereich der weichen Röntgenstrahlung verwendet und können daher eine deutlich größere Dicke aufweisen. Eine Zonenplatte mit den genannten Spezifikationen, welche auch für den EUV-Bereich einsetzbar ist, ist daher sehr teuer und weist eine sehr geringe Lebensdauer auf. Reflexionszonenplatten sind zwar mechanisch robuster, haben jedoch nachteilige Abbildungseigenschaften.In addition, the resolution of about 30 nm to be achieved for the stated purpose requires that the zone plate have several hundred zones and that the smallest be about 30 nm wide. At the same time, the thickness of the substrate material of the zone plate should not be more than a few hundred nm, in order to ensure a sufficient transmission in the EUV. The known microscopes which use a zone plate are used almost exclusively in the area of soft X-radiation and can therefore have a significantly greater thickness. A zone plate with the specified specifications, which can also be used for the EUV range, is therefore very expensive and has a very short service life. Although reflective zone plates are more mechanically robust, they have disadvantageous imaging properties.
Außerdem weisen Zonenplatten in der Regel eine geringe numerische Apertur auf; entsprechend muss mit Zonenplatten ein sehr geringer Arbeitsabstand zum zu untersuchenden Objekt eingestellt werden, etwa einige Zehntel-Millimeter. Dies kann zum Einen bei empfindlichen Proben zu technischen Komplikationen führen. Zum Anderen ist das Objektfeld und damit auch die erreichbare Untersuchungsbzw. Scangeschwindigkeit sehr gering. Zonenplatten für Streulichtmessungen im EUV erscheinen daher trotz ihrer hohen Vergrößerung für die angestrebten Anwendungen wie etwa die Defekterkennung auf EUV-Masken ungeeignet.In addition, zone plates typically have a small numerical aperture; accordingly, with zone plates a very short working distance is required be set to investigate object, about a few tenths of a millimeter. On the one hand, this can lead to technical complications in sensitive samples. On the other hand, the object field and thus the achievable Untersuchungsbzw. Scanning speed very low. Zone plates for scattered light measurements in the EUV therefore, despite their high magnification, do not appear to be suitable for the intended applications, such as defect detection on EUV masks.
Mit einem kürzlich vorgestellten EUV-Mikroskop (L. Juschkin, K. Bergmann, W. Neff, R. Lebert: "EUV Microscopy for Defect Inspection", 2006 EUVL Symposium, 15.-18. Oktober 2006, Barcelona, Spanien) können Streulichtmessungen im EUV durchgeführt werden, wobei durch den Einsatz eines Mulitlayer-beschichteten Schwarzschild-Objektivs als sowohl einsammelnde als auch abbildende Optik und eines EUV-empfindlichen Detektors auch Informationen über die Lage und Größe der Defekte gewonnen werden können. Der Vorteil eines auf Multilayer-Spiegeln basierenden Objektivs besteht in einer vergleichsweise großen numerischen Apertur (im EUV bis zu ca. 0.5). Daher ist eine relativ hohe räumliche Auslösung erzielbar. Darüber hinaus besitzen derartige Objektive eine vergleichsweise große spektrale Bandbreite und können daher einen vergleichsweise großen Anteil des Lichtes der in der Regel relativ breitbandigen EUV-Strahlungsquelle nutzen.With a recently introduced EUV microscope (L. Juschkin, K. Bergmann, W. Neff, R. Lebert: "EUV Microscopy for Defect Inspection", 2006 EUVL Symposium, 15-18 October 2006, Barcelona, Spain) can scatter light measurements be carried out in the EUV, where by the use of a multi-layer coated Schwarzschild lens as both collecting and imaging optics and an EUV-sensitive detector and information about the location and size of the defects can be obtained. The advantage of a lens based on multilayer mirrors is a comparatively large numerical aperture (in the EUV up to about 0.5). Therefore, a relatively high spatial triggering can be achieved. In addition, such lenses have a comparatively large spectral bandwidth and can therefore use a comparatively large proportion of the light of the generally relatively broadband EUV radiation source.
Für halbwegs kompakte Anlagen liegt die mit einem Schwarzschildobjektiv technisch realisierbare Vergrößerung allerdings lediglich im Bereich von etwa 20-For reasonably compact systems, however, the magnification technically feasible with a Schwarzschild objective is only in the range of about 20%.
50 (stärkere Vergrößerungen würden aufgrund des großen Arbeitsabstandes zu extrem großen, für etliche Anwendungen nicht geeigneten Baugrößen des Mikroskops führen). Strukturen in der Größenordnung von 10 oder einigen 10 nm werden damit auf eine Größe von ca. 1 μm oder darunter vergrößert. Die üblichen im XUV bzw. EUV verwendeten Detektoren, v.a. CCD-Kameras, haben dagegen Pixelgrößen von typischerweise 13 μm, die Auflösung eines derartigen Detektors ist also nicht an die des Objektivs angepasst. Die Auflösung des Systems ist daher durch den Detektor begrenzt und liegt bei mehreren 100 nm.50 (higher magnifications would lead to extremely large, unsuitable for many applications sizes of the microscope due to the large working distance). Structures on the order of 10 or a few 10 nm are thus increased to a size of about 1 micron or less. The usual detectors used in the XUV or EUV, v.a. CCD cameras, on the other hand, have pixel sizes of typically 13 μm, so the resolution of such a detector is not matched to that of the objective. The resolution of the system is therefore limited by the detector and is several 100 nm.
Die Schwierigkeit, im XUV eine hinreichende Vergrößerung zu erzielen, wird in alternativen XUV-Mikroskopen aus dem Stand der Technik umgangen, und zwar dadurch, dass erst eine Umwandlung in andere Strahlungsarten oder - Wellenlängen erfolgt. So ist es bekannt (M. Booth et al.: "High-resolution EUV imaging tools for resist exposure and aerial image monitoring", Proc. SPIE 5751 , 78-89, 2005), die XUV-Strahlung mit Hilfe eines Szintillators erst in sichtbare Strahlung umzuwandeln und diese anschließend mit üblichen Mitteln zu vergrößern. Nachteilig ist jedoch die geringe Effizienz eines derartigen Mikroskops, die mehrere Größenordnungen niedriger ist, als bei einer direkten Detektion der XUV-Strahlung. Damit ist lediglich ein niedriger Durchsatz erzielbar, so dass ein schnelles Abscannen mit einem derartigen System nicht möglich ist. Aufgrund des kleinen Objektfeldes sind auch die Probenfindung und die Scharfstellung vergleichsweise schwierig. Darüber hinaus ist auch eine Vakuumtrennung notwendig, wodurch die Gegenstandsweite der Nachvergrößerungsstufe einen bestimmten Wert nicht unterschreiten kann, so dass eine kompakte Konstruktion des Abbildungssystems nicht möglich erscheint.The difficulty in achieving sufficient magnification in XUV is circumvented in alternative prior art XUV microscopes by first converting to other types or wavelengths of radiation. So it is known (M. Booth et al .: "High-resolution EUV SPIE 5751, 78-89, 2005), the XUV radiation with the help of a scintillator first into visible radiation and then to increase them by conventional means., However, the disadvantage is the low Efficiency of such a microscope, which is several orders of magnitude lower, than with a direct detection of the XUV radiation, so that only a low throughput can be achieved, so that a fast scanning with such a system is not possible In addition, a vacuum separation is necessary, whereby the object size of the Nachvergrößerungsstufe can not fall below a certain value, so that a compact design of the imaging system does not seem possible.
Des Weiteren ist es bekannt (K. Kinoshita et al.: "Electronic zooming TV readout System for an X-ray microscope"), die kurzwellige Strahlung in Elektronen umzuwandeln und dieses Elektronenbild entsprechend einem Objektiv im Elektronenmikroskop anschließend zu vergrößern. Auch gegen diese Lösung spricht die geringe Effizienz bei der Umwandlung. Zudem erfordert ein solches System besonders aufwändige Vakuumbedingungen und ist vergleichsweise unhandlich und teuer.Furthermore, it is known (K. Kinoshita et al.: "Electronic zooming TV readout system for an X-ray microscope") to convert the short-wave radiation into electrons and then enlarge this electron image corresponding to a lens in the electron microscope. Also against this solution speaks the low efficiency in the conversion. In addition, such a system requires particularly complex vacuum conditions and is relatively bulky and expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vergleichsweise kompaktes und preiswertes und zur Durchführung von Streulichtmessungen im XUV, insbesondere im EUV, geeignetes optisches Abbildungssystem sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, womit eine besonders hohe Auflösung erzielbar ist und welches für die Detektion von Defekten und Strukturen auf Oberflächen von Proben, insbesondere von EUV-Masken für die EUV- Lithographie, geeignet ist, und dabei insbesondere ermöglicht, große Flächen auf das Vorhandensein von kleinen Defekten vergleichsweise schnell abzuscannen.The invention has for its object to provide a comparatively compact and inexpensive and for carrying out scattered light measurements in XUV, especially in EUV, suitable optical imaging system and a corresponding method, whereby a particularly high resolution can be achieved and which for the detection of defects and structures Surfaces of samples, in particular of EUV masks for EUV lithography, is suitable, and in particular makes it possible to scan large areas for the presence of small defects comparatively quickly.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Lösung dieses technischen Problems erfolgt durch ein optisches Abbildungssystem sowie ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen werden durch die abhängigen Ansprüche angegeben oder lassen sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ausführungsbeispielen entnehmen.The solution to this technical problem is provided by an optical imaging system and a method according to the independent claims. Advantageous embodiments and further developments are indicated by the dependent claims or can be taken from the following description and the exemplary embodiments.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich das technische Problem durch ein optisches Abbildungssystem lösen lässt, welches eine erste Vergrößerungsstufe aufweist, mit der ein Zwischenbild zumindest eines Teilbereichs eines Objektes unter Erzielung einer ersten Vergrößerung mittels von dem Objekt ausgehenderAccording to the invention, it has been recognized that the technical problem can be solved by an optical imaging system which has a first magnification stage with which an intermediate image of at least one subarea of an object can be obtained by obtaining a first magnification by means of the object
XUV-Strahlung erzeugbar ist, und zumindest eine zweite Vergrößerungsstufe aufweist, sowie einen für XUV-Strahlung empfindlichen Detektor, wobei mit der zweiten Vergrößerungsstufe das Zwischenbild unter Erzielung einer zweitenXUV radiation can be generated, and at least one second magnification stage, and a detector sensitive to XUV radiation, wherein the second magnification stage, the intermediate image to obtain a second magnification
Vergrößerung auf den Detektor abbildbar ist, und wobei die zweiteMagnification on the detector is mapped, and wherein the second
Vergrößerungsstufe eine Zonenplatte umfasst.Magnification level includes a zone plate.
Bei der Erfindung handelt sich um ein bildgebendes System (Mikroskop) im Spektralbereich der weichen Röntgenstrahlung oder extremen Ultraviolettstrahlung im Spektralbereich von etwa 0.1 nm bis 100 nm (kurz XUV- Strahlung). Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Untersuchung von EUV- Masken für die EUV-Lithographie; diesbezüglich wird die Erfindung vorzugsweise als Mikroskop im EUV im Bereich von 10 bis 20 nm, insbesondere um 13.5 nm genutzt und wird im Folgenden für diesen Anwendungsfall beschrieben. Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern grundsätzlich für den gesamten genannten XUV-Spektralbereich verwendbar.In the invention is an imaging system (microscope) in the spectral range of the soft X-ray or extreme ultraviolet radiation in the spectral range of about 0.1 nm to 100 nm (short XUV radiation). A preferred field of application is the investigation of EUV masks for EUV lithography; In this regard, the invention is preferably used as a microscope in the EUV in the range of 10 to 20 nm, in particular 13.5 nm and is described below for this application. However, it is not limited to this, but basically usable for the entire XUV spectral range mentioned.
Gemäß der Erfindung wird die Vergrößerung bei der Abbildung der Probe zweistufig erreicht. Dabei umfasst die zweite Vergrößerungsstufe eine Zonenplatte, die zweite Vergrößerungsstufe kann insbesondere durch genau eine Zonenplatte gebildet sein. Erfindungsgemäß wurde nämlich erkannt, dass die bekannten Nachteile einer Zonenplatte dann vermieden werden können, wenn keine direkte Abbildung mittels der Zonenplatte erfolgt, sondern diese lediglich die zweite Stufe eines zweistufigen Vergrößerungssystems bildet. Dabei kann eine Zonenplatte eingesetzt werden, die lediglich vergleichsweise geringen Anforderungen hinsichtlich der Auflösung und dem Vergrößerungsfaktor entspricht. Anders als bei bekannten Anwendungsgebieten für Zonenplatten aus dem Stand der Technik werden vorliegend die Möglichkeiten, die Zonenplatten prinzipiell bieten bzw. für die sie bekannt sind und die üblicherweise der Grund für eine Nutzung einer Zonenplatte darstellen, somit erfindungsgemäß gerade nicht ausgeschöpft.According to the invention, the magnification in imaging the sample is achieved in two stages. In this case, the second magnification stage comprises a zone plate, the second magnification stage may be formed in particular by exactly one zone plate. In fact, according to the invention, it has been recognized that the known disadvantages of a zone plate can be avoided if there is no direct imaging by means of the zone plate, but this merely forms the second stage of a two-stage magnification system. In this case, a zone plate can be used, which only comparatively low requirements in terms of resolution and the magnification factor corresponds. In contrast to known fields of application for zone plates of the prior art, the possibilities here are the zone plates offer in principle or for which they are known and usually represent the reason for using a zone plate, thus according to the invention just not exhausted.
Wurde durch die erste Vergrößerungsstufe bereits eine erste moderate Vergrößerung, vorzugsweise mit einem Faktor zwischen 10 und 50, erreicht, so genügt für die zweite Vergrößerungsstufe eine Ortsauflösung in der Größenordnung von mehreren 100 nm bis etwa 1 μm. Dafür kann eine vergleichsweise "simple" Zonenplatte verwendet werden. So kann die Breite der äußersten Zone, die eng mit der Auflösung der Zonenplatte korreliert ist, zumindest um eine Größenordnung größer sein, als bei einer einstufig, allein mit einer Zonenplatte realisierten Vergößerung entsprechender Auflösung. Sie liegt vorzugsweise bei mindestens 100 nm. Genauso kann die Anzahl der Zonen auf höchstens 300, vorzugsweise sogar höchstens 100 begrenzt werden. Mit der erfindungsgemäß eingesetzten Zonenplatte wird vorzugsweise eine Vergrößerung mit einem Faktor zwischen 10 und 100 erzielt. Aufgrund der bereits erzielten Vergrößerung durch die erste Vergrößerungsstufe reicht eine derartige moderate Vergrößerung bzw. Nachvergrößerung durch die Zonenplatte aus, um eine Gesamtvergrößerung zu erzielen, die es erlaubt kommerziell erhältliche CCD- Detektoren mit Pixelgrößen in der Größenordnung von 10 bis 25 μm zu verwenden. Die durch die erste und zweite Vergrößerungsstufe erzielte Gesamtvergrößerung hat einen Faktor 100 bis 5000, vorzugsweise einen Faktor 100 bis 2000. Eine derartig "simple" Zonenplatte mit den genannten Spezifikationen kann mit einem sehr viel geringeren Herstellungsaufwand und Preis produziert werden als eine Zonenplatte, die die Anforderungen einer Vergrößerung mit einem Faktor bis zu 1000 bei einer Auflösung von wenigen 10 nm "allein" erfüllt. Darüber hinaus weist sie wegen des größeren Abstands zu mechanischen Bauteilen eine höhere Lebensdauer auf (Bei einer einstufigen Vergrößerung mit einer Zonenplatte müsste diese sehr nahe an der zu verfahrenden Probe positioniert werden). Insgesamt bietet die zweistufige Anordnung mit Zonenplatte somit erhebliche ökonomische Vorteile.Was already achieved by the first magnification stage, a first moderate magnification, preferably with a factor between 10 and 50, so sufficient for the second magnification level a spatial resolution in the order of several 100 nm to about 1 micron. For this purpose, a comparatively "simple" zone plate can be used. Thus, the width of the outermost zone, which is closely correlated with the resolution of the zone plate, may be at least an order of magnitude greater than a magnification corresponding to a one-step magnification realized alone with a zone plate. It is preferably at least 100 nm. Similarly, the number of zones can be limited to at most 300, preferably even at most 100. With the zone plate used according to the invention, an enlargement with a factor between 10 and 100 is preferably achieved. Due to the enlargement already achieved by the first magnification stage, such a moderate magnification or subsequent magnification through the zone plate suffices to achieve an overall magnification which makes it possible to use commercially available CCD detectors with pixel sizes on the order of 10 to 25 μm. The overall magnification achieved by the first and second magnification steps has a factor of 100 to 5,000, preferably a factor of 100 to 2,000. Such a "simple" zone plate with the specifications mentioned can be produced at a much lower production cost and price than a zone plate containing the Requirements of magnification with a factor of up to 1000 at a resolution of a few 10 nm "alone" met. In addition, because of the greater distance to mechanical components, it has a longer service life (in the case of a single-stage enlargement with a zone plate, this would have to be positioned very close to the sample to be traversed). Overall, the two-step arrangement with zone plate thus offers considerable economic advantages.
Im Vergleich zu einer Nachvergrößerung im Sichtbaren (mit vorhergehender entsprechender Umwandlung der Strahlung, z.B. mittels Konverterkristallen) wird durch die Verwendung der Zonenplatte eine deutlich höhere Effizienz erreicht. So kann für Zonenplatten im XUV-Bereich von einer Effizienz von typisch mindestens 5 - 10% ausgegangen werden, bis zu 30 % erscheinen in der Zukunft möglich.In comparison to a subsequent magnification in the visible (with previous corresponding conversion of the radiation, eg by means of converter crystals), the use of the zone plate achieves a significantly higher efficiency. So For zone plates in the XUV range, an efficiency of typically at least 5 - 10% can be assumed, up to 30% appear in the future.
Aufgrund der moderaten Vergrößerung durch die erste Vergrößerungsstufe mit dem großen Arbeitsabstand und der kleinen Gegenstandsweite der Zonenplatte (der Abstand zwischen der Zonenplatte und dem Bild der erstenDue to the moderate magnification of the first magnification stage with the large working distance and the small object distance of the zone plate (the distance between the zone plate and the image of the first
Vergrößerungsstufe liegt im Bereich von lediglich einigen 100 μm) lässt sich imMagnification level is in the range of only a few 100 microns) can be in
Übrigen - anders als bei einer einstufigen Vergrößerung mit einemRemaining - unlike a one-step enlargement with a
Schwarzschildobjektiv ähnlicher Vergrößerung oder bei einer Nachvergrößerung im Sichtbaren - auch eine vergleichsweise kompakte Baugröße des Mikroskops erreichen. Diese beträgt vorzugsweise weniger als 1.5 m.Schwarzschild lens similar magnification or at a Nachvergrößerung in the visible - even achieve a relatively compact size of the microscope. This is preferably less than 1.5 m.
Bei der ersten Vergrößerungsstufe handelt es sich vorzugsweise um ein auf Multilayerspiegel basierendes Objektiv. Ein solches hat den Vorteil, dass es eine vergleichsweise (insbesondere z.B. gegenüber einer Zonenplatte) große numerische Apertur besitzen kann; diese beträgt hier (zugrunde gelegt eine Zentralwellenlänge von 13.5 nm) mindestens 0.1 , vorzugsweise jedoch mindestens 0.3. Damit ist eine hohe räumliche Auflösung erzielbar. Darüber hinaus gewährt ein derartiges Objektiv eine vergleichsweise große spektrale Bandbreite, so dass ein relativ großer Anteil des Lichtes der XUV-Strahlungsquelle genutzt wird und somit eine besonders effiziente Nutzung der vorhandenen Strahlung möglich ist. Im Übrigen erfasst ein solches Objektiv auch räumlich ein besonders hohen Anteil der Strahlung, so dass auch deshalb eine vergleichsweise hohe Signalstärke erzielbar ist. Dadurch ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine hinreichend gute Abbildung der zu untersuchenden Strukturen mittels eines einzelnen Strahlungspulses (typischerweise mit einer Pulsdauer von ca. 100 ns) möglich.The first magnification stage is preferably a multi-layer mirror-based objective. Such has the advantage that it may have a comparatively large numerical aperture (especially, for example, against a zone plate); this is here (based on a central wavelength of 13.5 nm) at least 0.1, but preferably at least 0.3. This achieves a high spatial resolution. In addition, such a lens provides a comparatively large spectral bandwidth, so that a relatively large proportion of the light of the XUV radiation source is used and thus a particularly efficient use of the existing radiation is possible. Incidentally, such an objective also spatially detects a particularly high proportion of the radiation, so that a comparatively high signal strength can therefore also be achieved. As a result, a sufficiently good imaging of the structures to be examined by means of a single radiation pulse (typically with a pulse duration of approximately 100 ns) is possible with the device according to the invention.
Ein derartiges Objektiv kann beispielsweise durch ein Schwarzschildobjektiv realisiert werden. Das Schwarzschild-Objektiv besteht aus zwei Multilayer- beschichteten Spiegeln, nämlich einem sphärisch konvexen Primärspiegel und einem sphärisch konkaven Sekundärspiegel. Die zu detektierende Strahlung, d.h. vorliegend die von der Probe ausgehende Streustrahlung wird vom sphärisch konkaven Sekundärspiegel reflektiert und auf den sphärisch konvexen Primärspiegel geführt. Dieser befindet sich zwischen Probe und dem Sekundärspiegel auf der durch den Sekundärspiegel definierten optischen Längsachse. Diese steht typischerweise im Wesentlichen senkrecht zu der in der Regel flächigen Probe. Vom Primärspiegel wird die Strahlung durch eine auf der Längsachse befindlichen Öffnung im Sekundärspiegel zum Betrachter bzw. Zonenplatte und Detektor weitergeleitet. Mit einem solchen Objektiv ist eine besonders hohe numerische Apertur von typischerweise bis zu 0.5 erreichbar. Das Objektiv erlaubt eine Abbildung von Strahlung mit einer spektralen Breite Δλ/λ von ca. 4% d.h., bei einer Zentralwellenlänge von 13.5 nm kann beispielsweise eine spektrale Breite von +/- 0.2 bis 0.3 nm realisiert werden. Ein Schwarzschildobjektiv zeichnet sich darüber hinaus dadurch aus, dass es frei von chromatischen Aberrationen ist. Außerdem weist es eine hohe mechanische Stabilität auf, da es lediglich zwei optische Elemente umfasst und diese über Festkörpergelenke spannungsarm und mechanisch stabil gehaltert werden. Eine Korrektur des Justagezustandes ist unter Betriebsbedingungen möglich. Im Übrigen weist ein Schwarzschildobjektiv eine vergleichsweise hohe Lebensdauer auf.Such a lens can be realized for example by a Schwarzschild lens. The Schwarzschild lens consists of two multilayer coated mirrors, namely a spherical convex primary mirror and a spherical concave secondary mirror. The radiation to be detected, ie in the present case the scattered radiation emanating from the sample, is reflected by the spherical concave secondary mirror and guided onto the spherically convex primary mirror. This is located between sample and the Secondary mirror on the optical axis defined by the secondary mirror. This is typically substantially perpendicular to the usually flat sample. From the primary mirror, the radiation is passed through a located on the longitudinal axis opening in the secondary mirror to the viewer or zone plate and detector. With such an objective, a particularly high numerical aperture of typically up to 0.5 can be achieved. The objective allows imaging of radiation with a spectral width Δλ / λ of approximately 4%, ie, at a central wavelength of 13.5 nm, for example, a spectral width of +/- 0.2 to 0.3 nm can be realized. A Schwarzschild lens is also characterized by being free of chromatic aberrations. In addition, it has a high mechanical stability, since it comprises only two optical elements and these are held in a low-stress and mechanically stable manner via solid-state joints. A correction of the adjustment state is possible under operating conditions. Incidentally, a Schwarzschild lens has a comparatively long life.
Mit einem solchen Objektiv kann ein großer Arbeitsabstand, z.B. 1 cm oder sogar mehrere cm, zwischen Probe und Objektiv (d.h. dem Primärspiegel des Objektivs) bzw. ein großes Objektfeld gewählt werden, was die Möglichkeit für ein schnelles Abscannen einer Probe eröffnet. Außerdem ist die Anordnung damit relativ unempfindlich in Bezug auf die Oberflächenglattheit; es ist somit keine aufwändige Probenpräparation erforderlich.With such an objective, a large working distance, e.g. 1 cm or even several cm, between the sample and the objective (i.e., the primary mirror of the objective) or a large object field, which opens the possibility for a fast scanning of a sample. In addition, the arrangement is thus relatively insensitive to the surface smoothness; Thus, no elaborate sample preparation is required.
Eine derartige erste Vergrößerungsstufe ermöglicht vorzugsweise eine Vergrößerung mit einem Faktor zwischen 10 und 50. Eine derartige vergleichsweise moderate Vergrößerung kann mit einer verleichsweise kompakten Anlage realisiert werden.Such a first magnification stage preferably allows an enlargement with a factor of between 10 and 50. Such a comparatively moderate magnification can be realized with a comparatively compact system.
Erfindungsgemäß wird mit der ersten Vergrößerungsstufe unter Erzielung einer ersten Vergrößerung ein Zwischenbild erzeugt. Dieses liegt als Bild mit einem Abstand zur ersten Vergrößerungsstufe vor, der deren Bildweite entspricht. Es könnte mit einem an diese Stelle positionierten Detektor (unter Erzielung lediglich der ersten Vergrößerung) auf diesen abgebildet werden. Zur Nachvergrößerung wird stattdessen die Zonenplatte in die Nähe dieser Stelle, nämlich mit einem Abstand zu dieser Stelle, der der Gegenstandsweite der Zonenplatte entspricht, positioniert. Einfach ausgedrückt wird die Zonenplatte so platziert, dass das das Zwischenbild und damit das Objekt scharf auf den Detektor abgebildet wird.According to the invention, an intermediate image is produced with the first magnification stage to obtain a first magnification. This is present as an image with a distance to the first magnification, which corresponds to their image size. It could be imaged onto it with a detector positioned at that location (yielding only the first magnification). For re-enlargement, instead the zone plate is brought into the vicinity of this point, namely at a distance to this point which corresponds to the object distance of the zone plate, positioned. In simple terms, the zone plate is placed so that the intermediate image and thus the object is sharply imaged onto the detector.
Optimal ist es, wenn die numerische Apertur der Zonenplatte an die bildseitige numerische Apertur der ersten Vergrößerungsstufe, bzw. des Schwarzschildobjektivs, angepasst ist.It is optimal if the numerical aperture of the zone plate is adapted to the image-side numerical aperture of the first magnification stage, or the Schwarzschild objective.
Mit dem erfindungsgemäßen Abbildungssystem, insbesondere der Anordnung des Strahlengangs der das Objekt beaufschlagenden Strahlung sowie der ersten Vergrößerungsstufe, können Streulichtmessungen im Dunkelfeld durchgeführt werden. Messungen im Dunkelfeldmodus sind besonders vorteilhaft, da das spekular reflektierte Licht nicht zum Signal beiträgt. Eine Ote-Ordnung-Blende vor dem Objektiv schattet das direkte Licht im Strahlengang ab und gewährleistet, dass nur das an Oberflächendefekten (z.B. Partikel auf einer dünnen Folie) gestreute Licht eingesammelt und abgebildet wird. Das bedeutet, ausschließlich das an Defekten gestreute Licht wird gegen ein "Nullsignal" detektiert. Dies erhöht bei kleinen Defekten den Kontrast und die Empfindlichkeit des Systems. Abhängig vom Öffnungswinkel des Beleuchtungsstrahlbündels kann als Ote-Ordnung-Blende fallweise der Primärspiegel des Schwarzschildobjektivs fungieren.With the imaging system according to the invention, in particular the arrangement of the beam path of the radiation acting on the object and the first magnification stage, scattered light measurements in the dark field can be performed. Measurements in the dark field mode are particularly advantageous because the specularly reflected light does not contribute to the signal. An O-order shutter in front of the lens shadows the direct light in the beam path and ensures that only the light scattered from surface defects (e.g., particles on a thin film) is collected and imaged. This means that only the light scattered at defects is detected against a "zero signal". This increases the contrast and sensitivity of the system for small defects. Depending on the opening angle of the illumination beam bundle, the primary mirror of the Schwarzschild objective can occasionally act as the Ote order aperture.
Als Strahlungsquelle kommen solche Quellen, die eine hohe Intensität im XUV, v.a. im Bereich zwischen 10 und 20 nm, bereitstellen können in Frage, wie beispielsweise eine Gasentladunslampe (welche eine hohe mittlere Leistung aufweist), insbesondere eine Xenon- oder eine Zinn-Gasentladungslampe, eine Röntgenröhre (welche vergleichsweise kompakt ist, eine kontiuierliche Strahlung abgeben und stabil betrieben werden kann) oder ein laserinduziertes Plasma (hohe Brillanz, kleines Quellvolumen). Möglich ist aber auch die Verwendung einer Synchrotronstrahlungsquelle. Die XUV-Strahlungsquellen haben vorzugsweise eine größere spektrale Bandbreite als die Multilayerspiegel der ersten Vergrößerungsstufe (dies wird durch übliche Strahlungsquellen in der Regel realisiert). Damit eine hinreichende Signalstärke erreicht wird, so dass ein ausreichend schnelles Scannen von Proben möglich ist, sollte die Strahlungsquelle innerhalb der spektralen Bandbreite der erstenThe sources of radiation are those sources which have a high intensity in the XUV, v. A. in the range of 10 to 20 nm, such as a gas discharge lamp (having a high average power), in particular, a xenon or a tin gas discharge lamp, an x-ray tube (which is comparatively compact) can provide continuous radiation and stable can be operated) or a laser-induced plasma (high brilliance, small swelling volume). But it is also possible to use a synchrotron radiation source. The XUV radiation sources preferably have a greater spectral bandwidth than the multilayer mirrors of the first magnification stage (this is usually realized by conventional radiation sources). In order to achieve a sufficient signal strength so that a sufficiently fast scanning of samples is possible, the radiation source should be within the spectral bandwidth of the first
Vergrößerungsstufe eine möglichst hohe Intensität aufweisen. Da die Zonenplatte erfindungsgemäß vergleichsweise niedrigen Anforderungen hinsichtlich der Ortsauflösung und Vergrößerung entsprechen muss, kann eine Zonenplatte eingesetzt werden, die eine vergleichsweise hohe spektrale Bandbreite toleriert (nämlich etwa ein Wert von Δλ/λ zwischen 2 und 4 %) und trotzdem eine scharfe Abbildung ermöglicht. Vorzugsweise ist die von der Zonenplatte tolerierbare spektrale Bandbreite an die spektrale Bandbreite der ersten Vergrößerungsstufe, konkret die des Schwarzschildobjektivs, angepasst. Die Breitbandigkeit des gesamten Systems wird somit durch die der Multilayerspiegel, d.h. des Schwarzschildobjektivs vorgegeben bzw. weitgehend durch jene bestimmt. Damit kann fallweise auf ein zusätzliches Element zur Monochromatisierung der von der XUV-Strahlungsquelle erzeugten Strahlung verzichtet werden. Die Verwendung eines zusätzlichen Filters zur Unterdrückung unerwünschter Strahlung im Sichtbaren, DUV und UV ist jedoch im Allgemeinen vorteilhaft.Magnification level have the highest possible intensity. Since the zone plate according to the invention must meet comparatively low requirements in terms of spatial resolution and magnification, a zone plate can be used, which tolerates a comparatively high spectral bandwidth (namely, a value of Δλ / λ between 2 and 4%) and still allows a sharp image. Preferably, the spectral bandwidth tolerated by the zone plate is adapted to the spectral bandwidth of the first magnification stage, specifically that of the Schwarzschild objective. The broadbandity of the entire system is thus predetermined or largely determined by the multilayer mirror, ie the Schwarzschild objective. This can occasionally be dispensed with an additional element for monochromatization of the radiation generated by the XUV radiation source. However, the use of an additional filter to suppress undesired visible, DUV and UV radiation is generally advantageous.
Auf diese Weise kann eine besonders effiziente Nutzung der XUV-Strahlung und besonders hohe Signalstärken bei der Abbildung der Objekte erreicht werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung reicht daher bereits ein einziger Puls für die Abbildung der zu untersuchenden Strukturen aus.In this way, a particularly efficient use of the XUV radiation and particularly high signal strengths can be achieved when imaging the objects. With the device according to the invention, therefore, a single pulse already suffices for the imaging of the structures to be examined.
Die von der XUV-Strahlungsquelle erzeugte Strahlung wird mit Hilfe eines oder mehrerer Führungsmittel zum Objekt geleitet. Wie die Spiegel des Mikroskops weisen das oder die Führungsmittel eine hochwertige Beschichtung auf. Vorzugsweise wird als Führungsmittel ein Kollektor, insbesondere ein Grazing- Incidence-Kollektor, verwendet. Bei einem solchen bildet die einfallende EUV- Strahlung einen sehr kleinen Einfallswinkel mit der Kollektoroberfläche. Zwar erfodert ein derartiger streifender Einfall einen relativ großen Abstand (einige 10 cm und mehr) zwischen der Quelle und dem Kollektorfokus. Andererseits weist ein solcher Kollektor aber auch eine besonders hohe Transmission und eine hohe mechanische Stabilität auf. Mit dem Kollektor wird eine Fokussierung der XUV- Strahlung auf das zu untersuchende Objekt vorgenommen. Das Abbildungssystem ist dabei vorzugsweise so eingestellt, dass der Fokusdurchmesser (welcher von dem Kollektor und der Quellgröße abhängt) an die Größe des Objektfeldes des Schwarzschildobjektivs (welche im Bereich von einigen 100 μm liegt) angepasst ist.The radiation generated by the XUV radiation source is directed to the object by means of one or more guidance means. Like the mirrors of the microscope, the guide or guides have a high quality coating. Preferably, a collector, in particular a grazing incidence collector, is used as the guide means. In such a case, the incident EUV radiation forms a very small angle of incidence with the collector surface. While such a grazing incidence requires a relatively large distance (a few tens of centimeters or more) between the source and the collector focus. On the other hand, such a collector also has a particularly high transmission and high mechanical stability. The collector is used to focus the XUV radiation on the object to be examined. The imaging system is preferably adjusted so that the focus diameter (which depends on the collector and the source size) on the size of the object field of the Schwarzschild lens (which is in the range of a few 100 microns) is adjusted.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird als weiteres Führungsmittel ein Umlenkspiegel eingesetzt. Er ist dem Kollektor im Strahlengang nachgelagert und wird derart zwischen der ersten Vergrößerungsstufe und dem Objekt angeordnet und ausgerichtet, dass der Einfall der Strahlung auf das Objekt auf der Längsachse des Abbildungssystems bzw. der ersten Vergrößerungsstufe und damit im wesentlichen senkrecht auf das Objekt erfolgt. Diese Anordnung ist für die Streulichtdiagnostik im Dunkelfeld besonders geeignet. Das spekular reflektierte Licht wird nicht von der Apertur des Objektivs erfasst. Der Umlenkspiegel dient gleichzeitig als Ote-Ordnungsblende für die Dunkelfeldmessungen. Aufgrund des großen Arbeitsabstands zwischen Objekt und Objektiv von mindestens 1cm, welcher durch die erste Vergrößerungsstufe gewährt wird, ist eine derartige Anordnung realisierbar und unproblematisch. Bei dieser Ausführungsform wird das Mikroskop in Reflexion betrieben, d.h. das Abbildungssystem erfasst im wesentlichen an der Probenoberfläche gestreute Strahlung. Möglich ist auch der Betrieb des Mikroskops in Transmission. Dabei wird die (in der Regel flächige) Probe von der dem Abbildungssystem entgegen gesetzten Seite her bestrahlt. Die detektierte, von bzw. in der Probe gestreute Strahlung hat somit die Probe durchlaufen.In an advantageous embodiment, a deflecting mirror is used as a further guide means. It is arranged downstream of the collector in the beam path and is arranged and aligned between the first magnification stage and the object in such a way that the radiation is incident on the object on the longitudinal axis of the imaging system or the first magnification stage and thus substantially perpendicular to the object. This arrangement is particularly suitable for the scattered light diagnosis in the dark field. The specularly reflected light is not detected by the aperture of the lens. At the same time, the deflecting mirror serves as the Ote-order diaphragm for the dark field measurements. Due to the large working distance between object and lens of at least 1 cm, which is granted by the first magnification stage, such an arrangement is feasible and unproblematic. In this embodiment, the microscope is operated in reflection, i. the imaging system detects radiation scattered substantially at the sample surface. Also possible is the operation of the microscope in transmission. In this case, the (usually flat) sample is irradiated by the imaging system opposite side. The detected radiation scattered by or in the sample has thus passed through the sample.
Die Probe kann im Übrigen auch im streifenden Einfall beleuchtet werden. Im Falle von Dunkelfeldmessungen muss durch die Anordnung des Strahlengangs und der ersten Vergrößerungsstufe jedoch gewährleistet sein, dass keine direkten Reflexionen erfasst werden sondern nur das an (Oberflächen-)Defekten gestreute Licht abgebildet und detektiert wird. Vorteil dieser Betriebsart ist, dass fast alle Materialien bei streifendem Einfall der EUV-Strahlung ein sehr hohes Reflexionsvermögen (80-90%) aufweisen.Incidentally, the sample can also be illuminated in grazing incidence. In the case of dark field measurements, however, the arrangement of the beam path and the first magnification stage must ensure that no direct reflections are detected but only the light scattered at (surface) defects is imaged and detected. Advantage of this mode is that almost all materials have a very high reflectivity (80-90%) with grazing incidence of EUV radiation.
Als Detektor wird bevorzugt eine CCD-Kamera (aufgrund ihrer hohen Quanteneffizienz stellt diese einen fast idealen Detektor dar) oder eine direkte XUV-CMOS-Kamera verwendet. Mit diesen ist ein schnelles Abscannen vonThe preferred detector is a CCD camera (because of its high quantum efficiency, this represents an almost ideal detector) or a direct XUV CMOS camera. With these is a quick scanning of
Proben möglich. Andere zweidimensionale Detektoren, wie eine MCP oder ein PEEM sind ebenfalls einsetzbar. Die Zweistufigkeit der Anordnung bietet darüber hinaus grundsätzlich die Möglichkeit, schnell und einfach zwischen einer Grob- und einer Feinuntersuchung zu wechseln. Das ist insbesondere von Vorteil, wenn große Flächen abgescannt werden müssen, wie bei der Defekterkennung auf EUV-Masken. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird im Rahmen einer Grobuntersuchung ein grober und schneller Scan mit geringer Auflösung durchgeführt, wobei lediglich die erste, nicht aber zusätzlich die zweite Vergrößerungsstufe eingesetzt wird, dass heisst es findet keine Nachvergrößerung durch die Zonenplatte statt. Die Position der Zonenplatte kann hierfür verändert werden, d.h. die Zonenplatte kann von einer Position im Strahlengang der Streustrahlung in eine Position außerhalb der Streustrahlung bewegt (z.B. geschwenkt) werden und umgekehrt. Dabei sind Mittel vorhanden, die eine Reversibilität dieses Wechsels zwischen den beiden Positionen mit hoher Genauigkeit gewährleisten.Samples possible. Other two-dimensional detectors, such as an MCP or PEEM are also usable. In addition, the two-stage arrangement of the arrangement basically offers the possibility of quickly and easily switching between a rough and a fine examination. This is particularly advantageous when large areas have to be scanned, as in defect detection on EUV masks. In an advantageous embodiment of the invention, a coarse and fast scan is performed with low resolution in the context of a coarse examination, wherein only the first, but not additionally the second magnification stage is used, that is, there is no Nachvergrößerung by the zone plate instead. The position of the zone plate can be changed for this purpose, ie the zone plate can be moved from a position in the beam path of the scattered radiation to a position outside the scattered radiation (eg pivoted) and vice versa. In this case, means are provided which ensure a reversibility of this change between the two positions with high accuracy.
Beim Lokalisieren eines Defektes kann dann die Zonenplatte in die Position im Strahlengang des Mikroskops bewegt, d.h. z.B. eingeschwenkt werden. In dieser Anordnung kann anschließend der Defekt mit hoher Ortsauflösung detektiert werden. Zur Scharfstellung der Abbildung mit eingeschwenkter Zonenplatte kann die Probe in vertikaler Richtung (Detektionsachse) verfahren, nämlich der Abstand zum Schwarzschildobjektiv bzw zum Detektor verkleinert bzw. verändert werden.Upon locating a defect, the zone plate may then be moved to the position in the optical path of the microscope, i. e.g. be swung. In this arrangement, the defect can then be detected with high spatial resolution. To focus the image with pivoted-in zone plate, the sample can be moved in the vertical direction (detection axis), namely the distance to the Schwarzschild objective or to the detector can be reduced or changed.
Alternativ kann der Detektor selbst (eventuell auch zusammen mit der Zonenplatte) in vertikaler Richtung mit dem gleichen Effekt bewegt werden. Die Variation der Vergrößerung des Schwarzschildobjektivs ist entsprechend der Änderungen des Arbeits- und Detektorabstands zu berücksichtigen. Zur Positionierung der Probe (oder des Detektors) ist eine an sich bekannte Positioniereinheit vorhanden.Alternatively, the detector itself (possibly also together with the zone plate) can be moved in the vertical direction with the same effect. The variation of the magnification of the Schwarzschild lens is to be considered according to the changes of the working and detector distance. For positioning the sample (or the detector) a known positioning unit is present.
Die Feinuntersuchung kann auch als Hauptverfahrensschritt bezeichnet werden. Verfahrensmäßig besteht die Erfindung damit in einem Verfahren zum Abbilden eines Objektes auf einen Detektor mittels XUV-Strahlung mit einem Hauptverfahrensschritt, bei dem in einer ersten Vergrößerungsstufe einThe detailed investigation can also be referred to as the main process step. In terms of method, the invention thus consists in a method for imaging an object on a detector by means of XUV radiation with a main method step, in which a first enlargement stage is used
Zwischenbild zumindest eines Teilbereichs des Objektes unter Erzielung einer ersten Vergrößerung mittels von dem Objekt ausgehender XUV-Strahlung erzeugt wird, und bei dem in einer eine Zonenplatte umfassenden zweiten Vergrößerungsstufe dieses Zwischenbild unter Erzielung einer zweiten Vergrößerung auf einen Detektor abgebildet wird.Intermediate image of at least a portion of the object is generated to obtain a first magnification by means of XUV radiation emanating from the object, and wherein in a second zone comprising a zone plate Magnification stage of this intermediate image is mapped with a second magnification on a detector.
Diesem Hauptverfahrensschritt geht vorzugsweise ein Vorverfahrensschritt in Form der beschriebenen Grobuntersuchung voraus, welcher zum groben Abscannen des Objekts dient. Vorzugsweise wird abhängig von einem Vorverfahrensschritt eine Auswahl eines Teilbereichs des Objektes vorgenommen, für den ein Hauptverfahrensschritt durchgeführt wird. Die im Vorverfahrensschritt aufgenommene Abbildung weist eine Vergrößerung und Auflösung auf, die hinreichend ist, um potentielle Defekte einer Größe von ca. 30nm zumindest nicht zu übersehen. Für große Teilbereiche des Objektes muss daher kein Hauptverfahrensschritt durchgeführt werden. Lediglich solche Teilbereiche, für die mit dem Vorverfahrensschritt das Vorliegen eines relevanten Defektes nicht völlig ausgeschlossen werden konnte, werden mit einem Hauptverfahrensschritt hochaufgelöst untersucht. Dies führt zu einer erheblichen Verringerung der Untersuchungsdauer und damit zu erheblichen Kostenvorteilen.This main process step is preferably preceded by a pre-process step in the form of the described coarse examination, which is used for coarse scanning of the object. Preferably, depending on a pre-process step, a selection is made of a subregion of the object for which a main process step is carried out. The image taken in the pre-process step has a magnification and resolution that is sufficient to at least not overlook potential defects of a size of about 30 nm. For large parts of the object, therefore, no main process step must be performed. Only those subareas for which the presence of a relevant defect could not be completely ruled out with the pre-procedural step are investigated in a high-resolution manner with a main process step. This leads to a considerable reduction of the examination time and thus to considerable cost advantages.
Ein stationärer Einbau der Zonenplatte ist ebenfalls möglich. Dabei ist die Zonenplatte so in den Strahlengang angeordnet, dass sie nur einen Teil des Zwischenbilds auf den Detektor, bzw. auf lediglich einen Teil des Detektors, vorzugsweise einen Teil im Zentrum des Detektors, abbildet. Auf den übrigen Teil des Detektors erfolgt die Abbildung allein über die erste Vergrößerungsstufe, d.h. diese Abbildung wird durch die von der Probe abgegebene Streustrahlung gebildet, die an der Zonenplatte vorbei direkt von der ersten Vergrößerungsstufe auf den Detektor geführt wird. Der Detektor weist somit zwei Teilbereiche auf, die unterschiedlich aufgelöste und vergrößerte Abbildungen des Objekts erfassen. Vorzugsweise wird dabei im Bereich des Detektors (d.h. z.B. des CCD-Chips) der nicht durch das Bild der Zonenplattenvergrößerung abgedeckt ist, die Intensität durch einen Absorptionsfilter reduziert. Damit kann im Rahmen der Detektor- Dynamik sowohl das weniger lichtstarke, aber dafür vergrößerte und besser aufgelöste Bild, als auch das weniger aufgelöste nur durch die erste Vergrößerungsstufe vergrößerte Dunkelfeldbild der Defekte gleichzeitig erfasst und dargestellt und dabei eine Überbelichtung vermieden werden. Der Absorptionsfilter passt die von den beiden Teilbereichen des Detektors empfangenen Lichtsignale somit aneinander an. Bei dieser Ausführungsform mit stationärer Zonenplatte sind höhere Belichtungszeiten zu wählen als beim Scannen ohne die als "Lupe" fungierende Zonenplatte. Ein schmaler Bereich um die Zonenplatte ist mit einer Blende abzudecken, damit es keine Überlappung der Bilder gibt. Es gibt demzufolge auch "tote Zonen" zwischen den nur gering und den stark vergrößerten Bereichen der Probe, die nicht auf den Detektor abgebildet werden. Diese können jedoch durch seitliches Verfahren der Probe sichtbar gemacht werden.A stationary installation of the zone plate is also possible. In this case, the zone plate is arranged in the beam path that it only a part of the intermediate image on the detector, or on only a part of the detector, preferably a part in the center of the detector, images. The image is formed on the remaining part of the detector only via the first magnification stage, ie this image is formed by the scattered radiation emitted by the sample, which is guided past the zone plate directly from the first magnification stage to the detector. The detector thus has two subregions which detect differently resolved and enlarged images of the object. Preferably, in the region of the detector (ie, for example, of the CCD chip) which is not covered by the image of the zone plate enlargement, the intensity is reduced by an absorption filter. Thus, within the scope of the detector dynamics, both the less bright, but enlarged and better resolved image, and the less resolved dark field image of the defects only enlarged by the first magnification step can be simultaneously detected and displayed, thereby avoiding overexposure. The absorption filter thus adapts the light signals received from the two sections of the detector to one another. In this embodiment with Stationary zone plates should have higher exposure times than when scanning without the zone plate acting as a "magnifying glass". A narrow area around the zone plate should be covered with a shutter to prevent overlapping of the images. There are therefore also "dead zones" between the only small and the greatly enlarged areas of the sample, which are not imaged on the detector. However, these can be visualized by lateral sampling of the sample.
Der Vorteil des stationären Einbaus der Zonenplatte besteht darin, dass besonders schnell und flexibel zwischen der Grob- und der Feinuntersuchung gewechselt werden kann, da diese im Prinzip gleichzeitig durchgeführt werden. Um einen im Rahmen der Grobuntersuchung beim groben Scannen der Probe ermittelten Bereich der Probe mit einem potentiellen Defekt mit größerer Vergrößerung hochaufgelöst genauer zu untersuchen, ist die Probe lediglich relativ zum Mikroskop bzw. dem gesamten optischen Aufbau seitlich zu verfahren, bis die Strahlung aus diesem Bereich auch von der Zonenplatte erfasst und von dieser auf den Detektor abgebildet wird, und scharf zu stellen.The advantage of the stationary installation of the zone plate is that it can be changed very quickly and flexibly between the coarse and the fine examination, since these are carried out in principle simultaneously. In order to investigate, in a high-resolution manner, a region of the sample with a potential defect of larger magnification determined in the course of the coarse examination of the coarse examination, the sample is only to be moved laterally relative to the microscope or the entire optical assembly until the radiation comes out of this region also detected by the zone plate and is imaged by this on the detector, and to focus.
Alle bisher genannten Ausführungsformen wurden ohne Beschränkung der Allgemeinheit nur für die Verwendung einer einzigen Zonenplatte beschrieben. Es ist jedoch auch genauso möglich, mehrere Zonenplatten einzusetzen. So ist z.B. denkbar, mehrere hintereinander angeordnete Zonenplatten einzusetzen. DasAll previously mentioned embodiments have been described without loss of generality only for the use of a single zone plate. However, it is also possible to use several zone plates. For example, e.g. conceivable to use several consecutively arranged zone plates. The
Abbildungssystem würde dann mehr als zwei Vergrößerungsstufen aufweisen, bzw. anders formuliert würde die zweite Vergrößerungsstufe dann mehrere Zonenplatten umfassen. Auf diese Weise kann eine noch stärkere Vergrößerung realisiert werden bzw. die für eine vorgegebene Gesamtvergrößerung zu erzielende Vergrößerung durch eine Zonenplatte kann gesenkt werden.Imaging system would then have more than two magnification levels, or put another way, the second magnification would then include multiple zone plates. In this way, an even greater enlargement can be realized or the enlargement by a zone plate to be achieved for a given overall magnification can be reduced.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform besteht jedoch darin, dass die zweite Vergrößerungsstufe mehrere in einer Ebene (senkrecht zur Detektionsachse) angeordnete Zonenplatten aufweist. Der Detektor kann dann mehrere getrennte Teilbereiche umfassen, wobei jeder Teilbereich einer Zonenplatte zugeordnet ist und eine Nachvergrößerung durch diese Zonenplatte erfasst. Bei einem typischen Ojektfeld (10 - 100 μm) einer Zonenplatte, kann so durch geschickte Anordnung mehrere Zonenplatten ein Vielfaches dieses Durchmessers von dem Zwischen bild simultan abgebildet werden, d.h. bis zu mehreren 100 μm bis einigen Millimetern Durchmesser.However, a particularly preferred embodiment consists in that the second magnification stage has a plurality of zone plates arranged in a plane (perpendicular to the detection axis). The detector may then comprise a plurality of separate portions, each portion being associated with a zone plate and detecting a post-magnification through that zone plate. With a typical object field (10 - 100 μm) of a zone plate, a clever arrangement of several zone plates can be a multiple of this Diameter of the intermediate image are imaged simultaneously, ie up to several 100 microns to a few millimeters in diameter.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen ohne Beschränkung des durch die Patentansprüche vorgegebenen Schutzbereichs nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:The present invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments in conjunction with the drawings without limiting the scope of protection specified by the claims. Hereby show:
Fig. 1 : eine Darstellung der erfindungsgemäßen VorrichtungFig. 1: an illustration of the device according to the invention
Fig. 2 eine Tabelle mit berechneten Spezifikationen der Zonenplatte für zwei Ausgestaltungen der ErfindungFig. 2 is a table with calculated zone plate specifications for two embodiments of the invention
Fig. 3a: eine Darstellung von zwei von beabstandeten Punkten am Objekt ausgehenden Strahlen3a shows a representation of two rays emanating from spaced points on the object
Fig. 3b: eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes von Fig. 3a3b: an enlarged view of a detail of Fig. 3a
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes EUV-Mikroskop. Es weist als XUV- Strahlungsquelle 6 ein Plasma einer Xenon-Gasentladungsquelle, einen Grazing- Incidence-Kollektor 7 und einen Umlenkspiegel 8 zur Führung und Fokussierung der EUV-Strahlung 10 auf die Probe 3. Die erste Vergrößerungsstufe ist durch ein multilayer-beschichtetes (Mo/Si Multilayer) Schwarzschildobjektiv 1 gegeben. Dies weist einen sphärische konvexen Primärspiegel 1Λ und einen sphärisch konkaven Sekundärspiegel 1 " auf. Als Detektor 4 fungiert eine EUV-CCD-Kamera. Das Mikroskop arbeitet in diesem Beispiel im Dunkelfeldmodus. Für Anordnungen im Hellfeldmodus gilt für die Nachvergrößerung mit der Zonenplatte dasselbe. Eine Ote-Ordnung-Blende 9 (hier die Rückseite des Spiegels 1 * bzw. der Umlenkspiegel 8) vor dem Objektiv 1 schattet das direkte Licht im Strahlengang ab und gewährleistet, dass nur das an Defekten auf der Oberfläche des Objekts 3 (z.B. Partikel auf einem Wafer) gestreute Licht 11 eingesammelt und abgebildet wird - ein Leuchtfleck auf dem Detektor 4 zeigt den Defekt an. Dies erhöht bei kleinen Defekten den Kontrast und die Empfindlichkeit des Systems. Zur Unterdrückung von sichtbarer, DUV und UV-Strahlung kann im Übrigen ein (nicht dargestellter) Filter, beispielsweise eine 200 nm dünne Zr-Folie, in den Strahlengang, z.B. nahe der Probe, eingebracht werden.Fig. 1 shows an inventive EUV microscope. As XUV radiation source 6, it has a plasma of a xenon gas discharge source, a grazing incidence collector 7 and a deflection mirror 8 for guiding and focusing the EUV radiation 10 onto the sample 3. The first magnification stage is characterized by a multilayer-coated (Mo / Si Multilayer) Schwarzschild Lens 1 given. This has a spherical primary convex mirror 1 Λ and a spherical concave secondary mirror 1 " An EUV CCD camera functions as detector 4. The microscope operates in dark field mode in this example. An Ote-order aperture 9 (here the back of the mirror 1 * or the deflection mirror 8) in front of the lens 1 shadows the direct light in the beam path and ensures that only on defects on the surface of the object 3 (eg particles on a wafer) scattered light 11 is collected and imaged - a light spot on the detector 4 indicates the defect. This increases the contrast and sensitivity of the system for small defects. Incidentally, to suppress visible DUV and UV radiation, a filter (not shown), for example a 200 nm thin Zr foil, can be introduced into the beam path, eg near the sample.
Dargestellt ist das Mikroskop mit aus dem Strahlengang herausgeschwenkter Zonenplatte 2. Ein Bereich um das Zwischenbild 5 herum ist durch einen Kreis hervorgehoben, die Lage des Zwischenbildes 5 (Ort der Bildweite des Schwarzschildobjektivs 1 ) zusätzlich mit einer gestrichelten Linie angegeben. Die bei der gezeigten Anordnung unscharf angedeutete Abbildung kann durch Verschieben des Detektors 4 in Richtung der Lage des Zwischenbildes 5 oder der Probe 3 in Richtung des Objektivs 1 (angedeutet jeweils durch einen Pfeil) schärfer gestellt werden. Neben diesem gezeigten Strahlengang ist der nach Einschwenken der Zonenplatte 2 resultierende Strahlengang skizzenhaft dargestellt. Die Zonenplatte 2 befindet sich im Abstand der Gegenstandsweite von der Lage des Zwischenbildes 5, wobei die numerischen Aperturen des Schwarzschildobjektivs 1 und der Zonenplatte aneinander angepasst sind.A region around the intermediate image 5 around is highlighted by a circle, the position of the intermediate image 5 (location of the image of Schwarzschildobjektivs 1) additionally indicated by a dashed line. The illustration, which is blurred in the arrangement shown, can be made sharper by moving the detector 4 in the direction of the position of the intermediate image 5 or the sample 3 in the direction of the objective 1 (indicated by an arrow). In addition to this illustrated beam path, the beam path resulting after swiveling in of the zone plate 2 is shown as a sketch. The zone plate 2 is located at the distance of the object distance from the position of the intermediate image 5, wherein the numerical apertures of the Schwarzschild objective 1 and the zone plate are adapted to each other.
Typische Abmessungen für ein Schwarzschildobjektiv mit einer Vergrößerung von etwa 20 seien im folgenden Beispiel angeführt. Der Durchmesser des konkaven Sekundärspiegels beträgt 52 mm mit einem Krümmungsradius von 100 mm. Der konvexe Primärspiegel hat einen Durchmesser von 10,6 mm und einen Krümmungsradius von 35 mm.Typical dimensions for a Schwarzschild lens with a magnification of about 20 are given in the following example. The diameter of the concave secondary mirror is 52 mm with a radius of curvature of 100 mm. The convex primary mirror has a diameter of 10.6 mm and a radius of curvature of 35 mm.
Fig. 2 zeigt eine Tabelle, in der für zwei verschiedene Anordnungen (bezeichnet mit V1 und V2) die Lage und die Spezifikationen der Zonenplatte 2 berechnet und jeweils in einer Spalte angegeben sind. In beiden Fällen wird von einem Aufbau mit einem Schwarzschildobjektiv 1 und einer Wellenlänge von 13.5 nm ausgegangen. Im ersten Beispiel beträgt die spektrale Breite (Δλ/λ) des Schwarzschildobjektivs 1 3.0 %, im zweiten beträgt diese 4.0 %. Darüber hinaus wird im ersten Beispiel ein Abstand d (=b+g) zwischen der Lage des Zwischenbilds 5 und der CCD-Kamera 4 von 10.00 mm sowie eine Vergrößerung V von 20, im zweiten Beispiel d=30.00 mm und V=10 vorgegeben. MFig. 2 shows a table in which, for two different arrangements (designated V1 and V2), the location and the specifications of the zone plate 2 are calculated and each indicated in a column. In both cases, a construction with a Schwarzschild objective 1 and a wavelength of 13.5 nm is assumed. In the first example, the spectral width (Δλ / λ) of the Schwarzschild objective 1 is 3.0%, in the second it is 4.0%. Moreover, in the first example, a distance d (= b + g) between the position of the intermediate image 5 and the CCD camera 4 of 10.00 mm and a magnification V of 20, in the second example d = 30.00 mm and V = 10 is specified. M
Die numerischen Aperturen vom Schwarzschildobjektiv 1 (bildseitig) und der Zonenplatte 2 sind möglichst anzupassen. Mit diesen Vorgaben ergeben sich die angegebenen Werte für die Bildweite b, Gegenstandsweite g, Brennweite f, Anzahl der Zonen N, Breite der äußersten Zone Δr, Durchmesser D, Numerische Apertur NA1 Auflösung RES, Tiefenschärfe DOF und Radius der ersten Zone r1 der jeweiligen Zonenplatte 2.The numerical apertures of Schwarzschild objective 1 (image side) and the zone plate 2 should be adapted as much as possible. With these specifications, the values given for the image width b, object distance g, focal length f, number of zones N, width of the outermost zone .DELTA.r, diameter D, numerical aperture NA 1 resolution RES, depth of field DOF and radius of the first zone r1 of the respective Zone plate 2.
Um von einer Grobuntersuchung, also einem schnellen Scan mit geringer Auflösung, bei der lediglich die erste Vergrößerungsstufe 1 genutzt wird, also die Bildebene des Schwarzschildobjektivs 1 direkt auf den Detektor 4 scharf gestellt wird, zu einer Feinuntersuchung, in der zusätzlich die Zonenplatte 2 genutzt wird, zu wechseln, ist im zweiten Beispiel entsprechend der Vorgabe der Abstand zwischen dem Detektor 4 und der Bildebene des Schwarzschildobjektivs 1 um 30 mm zu vergrößern (durch Verschieben des Detektors 4 oder der Probe 3). Gleichzeitig ist eine Zonenplatte 2 mit den angegebenen Parametern im Abstand der Gegenstandsweite zur Position des Zwischenbilds 5 (d=2.7mm) einzubringen. Auf diese Weise lässt sich in diesem Beispiel eine Nachvergrößerung um einen Faktor 10 erzielen.To a rough examination, so a quick scan with low resolution, in which only the first magnification level 1 is used, so the image plane of Schwarzschildobjektivs 1 is focused directly on the detector 4, to a fine examination, in addition, the zone plate 2 is used In the second example, according to the specification, the distance between the detector 4 and the image plane of the Schwarzschild objective 1 is to be increased by 30 mm (by moving the detector 4 or the sample 3). At the same time, a zone plate 2 with the specified parameters at the distance of the object's distance to the position of the intermediate image 5 (d = 2.7 mm) is to be introduced. In this way, a post-enlargement by a factor of 10 can be achieved in this example.
Fig. 3a zeigt eine nicht maßstabsgetreue Darstellung von Strahlengängen zweier mit geringem Abstand vom Objekt ausgehender Strahlen sowie von den optischen Elementen des Mikroskops, d.h. einem Schwarzschildobjektiv 1 und einerFIG. 3a shows a representation, which is not true to scale, of beam paths of two beams emanating at a small distance from the object and of the optical elements of the microscope, i. a Schwarzschild lens 1 and a
Zonenplatte 2. Ein Strahl ist mit durchgezogenen Linien dargestellt, der zweite mit gestrichelten Linien (die Strahlen sind in dieser Fig. 3a jedoch aufgrund der Abmessungen kaum zu unterscheiden). Der gesamte Abstand zwischen Objekt 3 und Detektorschirm 4 beträgt in diesem berechneten Beispiel 686.5 mm und setzt sich zusammen aus dem Abstand zwischen Objekt 3 und Zwischenbild 5 von 613.3 mm und dem Abstand zwischen Zwischenbild 5 und der Abbildung auf dem Detektor 4 von 73.2 mm. In diesem Beispiel wird von den beiden Vergrößerungsstufen 1 ,2 eine Gesamtvergrößerung von 393 realisiert, das Schwarzschildobjektiv 1 erzielt eine Vergrößerung von 20.73, die Zonenplatte 2 eine Vergrößerung von 18.95. In Fig. 3b ist ein Ausschnitt von Fig. 3a vergrößert dargestellt (nicht maßstabsgetreu), nämlich der hintere, das Zwischenbild 5, die Zonenplatte 2 und den Detektor 4 enthaltende Bereich des Strahlengangs bzw. des Mikroskops.Zone plate 2. One beam is shown with solid lines, the second with dashed lines (the beams are hardly distinguishable in this Fig. 3a, however, due to the dimensions). The total distance between object 3 and detector screen 4 in this calculated example is 686.5 mm and is composed of the distance between object 3 and intermediate image 5 of 613.3 mm and the distance between intermediate image 5 and the image on detector 4 of 73.2 mm. In this example, a total magnification of 393 is realized by the two magnification levels 1, 2, the Schwarzschild objective 1 achieves a magnification of 20.73, the zone plate 2 a magnification of 18.95. In Fig. 3b, a detail of Fig. 3a is shown enlarged (not to scale), namely the rear, the intermediate image 5, the zone plate 2 and the detector 4 containing portion of the beam path or the microscope.
Die Fig. 3b zeigt weiterhin Ergebnisse einer Simulationsrechnung für die Abbildung zweier Testobjekte (jeweils Buchstabe F, dargestellt in der Objektebene in Fig. 3a) mit unterschiedlichen Höhenskalen von 1 μm (links) und von 100 nm (rechts) zur Verdeutlichung der Wirkungsweise der Nachvergrößerung mit der Zonenplatte und der Bildqualität. 3b further shows results of a simulation calculation for the imaging of two test objects (in each case letter F, shown in the object plane in FIG. 3a) with different height scales of 1 μm (left) and of 100 nm (right) to illustrate the mode of action of the post-magnification with the zone plate and the picture quality.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 erste Vergrößerungsstufe1 first magnification level
2 zweite Vergrößerungsstufe2 second magnification level
3 Objekt 4 Detektor3 object 4 detector
5 Zwischenbild5 intermediate picture
6 XUV-Strahlungsquelle6 XUV radiation source
7 Kollektor7 collector
8 Umlenkspiegel 9 Blende8 deflecting mirror 9 aperture
10 beaufschlagende XUV-Strahlung10 impinging XUV radiation
11 Streustrahlung 11 scattered radiation

Claims

Patentansprüche claims
1. Optisches Abbildungssystem aufweisend eine erste Vergrößerungsstufe (1 ), mit der ein Zwischenbild (5) zumindest eines Teilbereichs eines Objektes (3) unter Erzielung einer ersten Vergrößerung mittels von dem Objekt (3) ausgehender XUV-Strahlung erzeugbar ist, zumindest eine zweite Vergrößerungsstufe (2), sowie einen für XUV-Strahlung empfindlichen Detektor (4), wobei mit der zweiten Vergrößerungsstufe (2) das Zwischenbild (5) unter Erzielung einer zweiten Vergrößerung auf den Detektor (4) abbildbar ist, und wobei die zweite Vergrößerungsstufe (2) eine Zonenplatte (2) umfasst.1. An optical imaging system comprising a first magnification stage (1), with an intermediate image (5) of at least a portion of an object (3) to obtain a first magnification by means of the object (3) outgoing XUV radiation is generated, at least a second magnification stage (2), as well as a XUV radiation sensitive detector (4), wherein the second magnification stage (2), the intermediate image (5) while obtaining a second magnification on the detector (4) can be imaged, and wherein the second magnification stage (2 ) comprises a zone plate (2).
2. Optisches Abbildungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildungsoptik (1 ) ein oder mehrere Multilayer-beschichtete optische Elemente umfasst.2. An optical imaging system according to claim 1, characterized in that the imaging optical system (1) comprises one or more multilayer-coated optical elements.
3. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vergrößerungsstufe (1 ) eine numerische Apertur von mindestens 0.1 , vorzugsweise mindestens 0.3 aufweist.3. Optical imaging system according to one of claims 1 to 2, characterized in that the first magnification stage (1) has a numerical aperture of at least 0.1, preferably at least 0.3.
4. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vergrößerungsstufe (1 ) so ausgebildet ist, dass die erste Vergrößerung einen Faktor zwischen 10 und 50 aufweist.4. An optical imaging system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the first magnification stage (1) is formed so that the first magnification has a factor between 10 and 50.
5. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vergrößerungsstufe (1 ) ein Schwarzschildobjektiv ist.5. An optical imaging system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the first magnification stage (1) is a Schwarzschildobjektiv.
6. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Vergrößerungsstufe (2) so ausgebildet ist, dass die zweite Vergrößerung einen Faktor von mindestens 10, vorzugsweise zwischen 20 und 100 aufweist.6. An optical imaging system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the second magnification stage (2) is formed so that the second magnification has a factor of at least 10, preferably between 20 and 100.
7. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der ersten (1 ) und zweiten Vergrößerungsstufe (2) zusammen erzielbare Gesamtvergrößerung einen Faktor zwischen 100 und 1000 aufweist.7. An optical imaging system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that with the first (1) and second Magnification stage (2) together achievable total magnification has a factor between 100 and 1000.
8. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonenplatte (2) derart zwischen der ersten Vergrößerungsstufe (1 ) und dem Detektor (4) angeordnet ist, dass das Objekt (3) auf den Detektor (4) scharf abbildbar ist.8. Optical imaging system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the zone plate (2) between the first magnification stage (1) and the detector (4) is arranged such that the object (3) on the detector (4) is sharply imageable.
9. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der äußersten Zone der Zonenplatte (2) mindestens 50 nm, vorzugsweise mindestens 100 nm, beträgt.9. An optical imaging system according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the width of the outermost zone of the zone plate (2) is at least 50 nm, preferably at least 100 nm.
10. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonenplatte (2) höchstens 300 Zonen, vorzugsweise höchstens 100 Zonen aufweist.10. Optical imaging system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the zone plate (2) has at most 300 zones, preferably at most 100 zones.
11. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonenplatte (2) reversibel zwischen Stellungen innerhalb und außerhalb des Strahlengangs bewegt werden kann.11. An optical imaging system according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the zone plate (2) can be reversibly moved between positions within and outside the beam path.
12. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Vergrößerungsstufe mehrere Zonenplatten (2) umfasst.12. An optical imaging system according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the second magnification stage comprises a plurality of zone plates (2).
13. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (4) ein zweidimensionaler Detektor, vorzugsweise eine CCD- oder eine CMOS-Kamera oder eine MCP ist.13. Optical imaging system according to one of claims 1 to 12, characterized in that the detector (4) is a two-dimensional detector, preferably a CCD or a CMOS camera or an MCP.
14. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einer XUV-Strahlungsquelle (6) und mit mindestens einem Führungsmittel (7,8) zum Führen der von der XUV-Strahlungsquelle (6) abgegebenen Strahlung (10) zum Objekt (3).14. Optical imaging system according to one of claims 1 to 13, with an XUV radiation source (6) and with at least one guide means (7, 8) for guiding the radiation (10) emitted by the XUV radiation source (6) to the object (3 ).
15. Optisches Abbildungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die XUV-Strahlungsquelle (6) eine Gasentladungslampe, insbesondere eine Xenon- oder Zinn-Gasentladunslampe, eine Röntgenröhre oder ein laserinduziertes Plasma ist. 15. An optical imaging system according to claim 14, characterized in that the XUV radiation source (6) is a gas discharge lamp, in particular a xenon or tin Gasentladunslampe, an X-ray tube or a laser-induced plasma.
16. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Führungsmittel (7,8) Multilayer- beschichtet ist.16. An optical imaging system according to any one of claims 14 to 15, characterized in that the at least one guide means (7,8) is coated multilayer.
17. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, däss durch ein Führungsmittel (7) eine Fokussierung der von der XUV-Strahlungsquelle (6) abgegebenen XUV-Strahlung (10) auf das Objekt (3) bewirkbar ist.17. Optical imaging system according to one of claims 14 to 16, characterized in that by a guide means (7) focusing of the XUV radiation source (6) emitted XUV radiation (10) on the object (3) is effected.
18. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Führungsmittel ein Kollektor (7), insbesondere ein Grazing-Incidence-Kollektor ist.18. An optical imaging system according to any one of claims 14 to 17, characterized in that a guide means is a collector (7), in particular a grazing incidence collector.
19. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlengang der das Objekt (3) beaufschlagenden XUV-Strahlung (10) und die erste Vergrößerungsstufe (1 ) so angeordnet sind, dass das Abbildungssystem im Dunkelfeldmodus betreibbar ist.19. An optical imaging system according to any one of claims 14 to 18, characterized in that the beam path of the object (3) acting on XUV radiation (10) and the first magnification stage (1) are arranged so that the imaging system is operable in the dark field mode.
20. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Führungsmittel ein Umlenkspiegel (8) ist.20. An optical imaging system according to any one of claims 14 to 19, characterized in that a guide means is a deflection mirror (8).
21. Optisches Abbildungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkspiegel (8) zwischen Objekt (3) und der ersten Vergrößerungsstufe (1) angeordnet ist.21. An optical imaging system according to claim 20, characterized in that the deflection mirror (8) between the object (3) and the first magnification stage (1) is arranged.
22. Optisches Abbildungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die XUV-Strahlung (10) im wesentlichen senkrecht auf das Objekt (3) trifft.22. An optical imaging system according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the XUV radiation (10) substantially perpendicular to the object (3).
23. Verwendung des optischen Abbildungssystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Erkennung von Defekten, insbesondere von Defekten mit einer Abmessung von unter 100 nm, auf Masken, insbesondere EUV-Masken für die EUV-Lithographie.23. Use of the optical imaging system according to one of the preceding claims for detecting defects, in particular defects with a dimension of less than 100 nm, on masks, in particular EUV masks for EUV lithography.
24. Verfahren zum Abbilden eines Objektes (3) auf einen Detektor (4) mittels XUV-Strahlung mit einem Hauptverfahrensschritt, bei dem in einer ersten Vergrößerungsstufe (1) ein Zwischenbild (5) zumindest eines Teilbereichs des Objektes (3) unter Erzielung einer ersten Vergrößerung mittels von dem Objekt (3) ausgehender XUV-Strahlung erzeugt wird, und bei dem in einer eine Zonenplatte (2) umfassenden zweiten Vergrößerungsstufe (2) dieses Zwischenbild (5) unter Erzielung einer zweiten Vergrößerung auf einen Detektor (4) abgebildet wird.24. A method for imaging an object (3) on a detector (4) by means of XUV radiation with a main process step, in which in a first magnification stage (1) an intermediate image (5) of at least one subregion of the object (3) to produce a first magnification by means of XUV radiation emanating from the object (3) and in a second magnification stage (2) comprising a zone plate (2) this intermediate image (5) to obtain a second magnification is imaged on a detector (4).
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hauptverfahrensschritt mindestens ein Vorverfahrensschritt vorausgeht, bei dem zum Abbilden des Objektes (3) auf den Detektor (4) lediglich die erste Vergrößerungsstufe (1), nicht aber die zweite Vergrößerungsstufe (2) verwendet wird.25. The method as claimed in claim 24, characterized in that the main method step is preceded by at least one pre-process step in which only the first magnification stage (1), but not the second magnification stage (2), is used to image the object (3) onto the detector (4) becomes.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass im Vorverfahrensschritt der Abstand zwischen der ersten Vergrößerungsstufe (1 ) und dem Objekt (3) und/oder dem Detektor (4) so eingestellt wird, dass ein scharfes Zwischenbild (5) auf dem Detektor (4) erzeugt wird.26. The method according to claim 25, characterized in that in the pre-process step, the distance between the first magnification stage (1) and the object (3) and / or the detector (4) is adjusted so that a sharp intermediate image (5) on the detector (4) is generated.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorverfahrensschritt zum groben Abscannen des Objektes (3) dient.27. The method according to any one of claims 25 to 26, characterized in that a pre-process step for coarse scanning of the object (3) is used.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von einem Vorverfahrensschritt eine Auswahl eines Teilbereichs des Objektes (3) vorgenommen wird, für den ein Hauptverfahrensschritt durchgeführt wird.28. The method according to any one of claims 25 to 27, characterized in that depending on a Vorverfahrensschritt a selection of a portion of the object (3) is made, for which a main process step is performed.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der ersten Vergrößerungsstufe (1 ) und dem Objekt (3) mehr als 1cm beträgt.29. The method according to any one of claims 24 to 28, characterized in that the distance between the first magnification stage (1) and the object (3) is more than 1cm.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der von dem Objekt (3) ausgehenden XUV-Strahlung um bei der Beaufschlagung des Objektes (3) mit XUV-Strahlung (10) erzeugte Streustrahlung (11 ) handelt.30. The method according to any one of claims 24 to 29, characterized in that it is at the of the object (3) outgoing XUV radiation to the application of the object (3) with XUV radiation (10) generated stray radiation (11) is.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die nullte Beugungsordnung der Streustrahlung (11) nicht zu der ersten Vergrößerungsstufe (1) gelangt. 31. The method according to claim 30, characterized in that the zeroth diffraction order of the scattered radiation (11) does not reach the first magnification stage (1).
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass auf einen ersten Teilbereich des Detektors (4) Strahlung einfällt, welche sowohl die erste (1 ) als auch die zweite Vergrößerungsstufe (2) durchlaufen hat und auf einen zweiten Teilbereich des Detektors (4) Strahlung einfällt, welche lediglich die erste (1 ), nicht aber die zweite Vergrößerungsstufe (2) durchlaufen hat.32. Method according to one of claims 24 to 31, characterized in that radiation is incident on a first subregion of the detector (4) which has passed through both the first (1) and the second magnification stage (2) and to a second subregion of the Detector (4) radiation is incident, which has passed through only the first (1), but not the second magnification stage (2).
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den zweiten Teilbereich des Detektors (4) einfallende Strahlung diesen aufgrund eines Filters abgeschwächt erreicht. 33. Method according to claim 32, characterized in that the radiation incident on the second subarea of the detector (4) reaches it attenuated due to a filter.
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