CN105190777A - 掩模检测***的照明光学单元和具有这种照明光学单元的掩模检测*** - Google Patents

掩模检测***的照明光学单元和具有这种照明光学单元的掩模检测*** Download PDF

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Abstract

一种掩模检测***的照明光学单元(1)，用于EUV光(2)下。照明光学单元(1)的中空波导(9)用于引导照明光(2)。中空波导(9)具有照明光(2)的入射开口(7)和照明光(2)的出射开口(10)。成像反射镜光学单元(11)设置在中空波导(9)的下游，用于将出射开口(10)成像于照明场(4)中。这导致通量针对EUV照明光优化的照明光学单元。

Description

掩模检测***的照明光学单元和具有这种照明光学单元的掩模检测***
相关申请的交叉引用
通过引用将德国专利申请DE102013204444.5的内容并入本文。
技术领域
本发明涉及一种在EUV照明光下使用的掩模检测***的照明光学单元。本发明还涉及一种具有这种照明光学单元和EUV光源的掩模检测***。
背景技术
从DE10220815A1和WO2012/101269A1已知掩模检测***。
发明内容
本发明的目的是开发一种掩模检测***的照明光学单元，使得针对EUV照明光优化该照明光学单元的通量，该照明光学单元可用于照明照明场。
根据本发明，该目的由具有权利要求1中指定特征的照明光学单元实现。
使用中空波导和具有用于掠入射的至少一个反射镜的成像光学单元的结果是照明光学单元，通过照明光学单元，可照明照明场，即使在对于照明均匀性、高通量(即照明光学单元部件的高传输率)同时保持苛刻要求时亦如此。中空波导对照明光进行了良好的混合。这导致了照明光学单元的高效率，所述照明光学单元用照明光同时具有照明场的高照明均匀性。用低剂量的变化照明照明场是可能的。就通过照明场扫描要检测的掩模来说，在扫描方向上合并的照明剂量的变化可在照明场中垂直于扫描轴达到小于5％的值，尤其可以达到小于1％的值。成像光学单元的像侧数值孔径可小于0.2，可为0.1。照明场可在照明场平面中具有典型尺寸，其小于0.5mm，即，例如，照明场可具有大约最多1mm×1mm或最多0.6mm×0.6mm的面积。照明场可以是矩形的且具有尺寸0.6mmx0.4mm,或0.1mmx0.1mm。长宽比，特别是中空波导出射开口的长宽比可在0.5-2之间，可例如为1。用于反射照明光的中空波导的内部腔可为长方体。入射开口和出射开口可相应地为矩形并具有相同尺寸。入射开口和出射开口的典型尺寸可位于1mmx1mm到5mmx5mm范围内，例如为1.0mmx2.0mm或1.5mmx2.0mm。中空波导的长度可超过300mm，可超过400mm，也可超过500mm。照明光在中空波导中反射的次数n最大可为10。照明光学单元反射照明光的所有表面可承载高反射涂层，尤其是钌涂层。
根据权利要求2的用于掠入射的反射镜的平均入射角是入射到各反射镜上照明光束的中心光线的入射角。在用于掠入射的至少一个反射镜上的平均入射角可大于65°，可大于70°，可大于75°，可大于80°，也可大于85°。
根据权利要求3的正好具有两面反射镜的成像光学单元被发现是特别合适的。照明光在这两个反射镜上的平均入射角之和可大于130°，可大于135°，可大于140°，可大于145°，可为149°。
根据权利要求4的光学用面之间的最小距离导致照明光学单元的紧凑构造。此最小距离可为50mm或25mm。替代地，或除此之外，两个邻近反射镜光学用面之间的距离可大于3mm。这可以确保邻近反射镜可借助于镜底座被各自安装。
根据权利要求5的作为沃尔特望远镜(Woltertelescope)的一个实施例导致具有特别高通量的照明光学单元。
特别地，照明光学单元中的成像光学单元可实施为I型沃尔特光学单元(Wolteropticalunit)。
作为根据权利要求6的椭球面反射镜或作为根据权利要求7的双曲面反射镜的反射镜的实施例被发现是特别合适的。照明光学单元的反射镜中的至少两个，或当照明光学单元具有多于两个反射镜时，照明光学单元所有的反射镜，可具有共同的旋转对称轴。椭球面反射镜可以是在中空波导下游的照明光的光束路径中的成像光学单元的第一个反射镜。椭球面反射镜的入射后焦距可大于150mm，可大于250mm，也可大于300mm。双曲面反射镜的出射后焦距可位于50mm和100mm之间的范围内，也可为60mm。
照明光学单元(特别是沃耳特望远镜)的更大后焦距是可能的，例如无穷大的出射后焦距。那么，这会导致照明光学单元具有照明场的远心照明。
根据权利要求8的最小的入射角导致中空波导首先具有在出射开口中对照明光强度好的混合效果，其次具有高的通量。
根据权利要求9的总反射率导致对使用EUV照明光非常有益的通量。总反射率呈现为照明光学单元中照明光入射其上的所有反射镜部件的反射率的乘积。
权利要求10的掩模检测***的优点对应于上文关于根据本发明的照明光学单元已经解释的优点。晶片检测***也可具有相应的配置。此检测***可具有安装待检测物体的物体底座，该底座机械地联接至物***移驱动器，这样物体在此照明期间的扫描位移是可能的。
检测***可为光化掩模检测(actinicmaskinspection)的***。
附图说明
下文基于附图将更详细地说明本发明的示例性实施例。具体为：
图1示意性显示一种在EUV照明光下使用的掩模检测***的照明光学单元；以及
图2非常示意性地显示中心照明场点的主光线的光束路径，其从照明光学单元的中空波导的出射开口，经过待检测物体，到达检测***的探测面或像面中的像场。
具体实施方式
照明光学单元1是在EUV照明光2下使用的掩模检测***的部件。在附图中非常示意性地相应描绘了照明光2的光束路径，而且只描绘了掩模检测***5中照明场4的中心场点的主光线3。
照明光2由EUV光源6产生。光源6可产生使用的EUV辐射，其波长范围在2nm到30nm之间，例如范围在2.3nm到4.4nm之间或范围在5nm到30nm之间，例如在13.5nm。EUV光刻***或投射曝光装置的常规光源，换言之，例如激光产生的等离子体(LPP)源或放电产生的等离子体(DPP)源也可用作光源6。
经光源6发射后，照明光2首先由一个集光器(此处未示出)聚焦并聚焦于中空波导9的入射平面8的入射开口7。大部分照明光2在中空波导9中经历多次反射。在中空波导9中的反射次数n最大为10。
具有相同的尺寸的入射开口7和出射开口10的长宽比对于照明光2而言介于0.5到2之间。入射开口7和出射开口10各自为矩形，具有在1mm到5mm之间的范围内的典型尺寸。中空波导9的入射开口7和出射开口10的典型尺寸为1.0mmx2.0mm或1.5mmx2.0mm。
中空波导9的波导腔内壁具有涂层(例如钌涂层)，其对于照明光2为高反射。与矩形入射开口和出射开口7、10一致，波导腔为长方体。在照明光2的束方向上，中空波导9具有500mm的典型长度。
布置在中空波导9下游的成像光学单元11将中空波导9位于出射平面12上的出射开口10成像在物面13中的照明场4中。此像的像侧数值孔径为0.1。
为了简化位置关系，在下文中使用笛卡尔xyz坐标系。x轴垂直于图1和2中图的平面。z轴在各情况中沿着照明光2的主光线3的束方向延伸。
待检测的掩模母版13a布置在物面13中。掩模母版13a机械功能性连接于掩模母版位移驱动器13b，通过掩模母版位移驱动器，在掩模检测期间沿物***移方向y移动掩模母版13a。通过这样，物面13中掩模母版13a的扫描位移是可能的。
照明场4在物面13中具有的典型尺寸是小于0.5mm，在描述的实施例中在x方向上为0.6mm，在y方向上为0.45mm。
照明场4中的x/y的长宽比与出射开口10的x/y的长宽比相对应。
成像光学单元11具有两个反射镜14、15，用于照明光2的掠入射。反射镜14的平均入射角α1或反射镜15的α2在各情况中均大于60°。这两个平均入射角α1与α2之和α＝α1+α2在照明光学单元1中为149°。
在描述的实施例中，成像光学单元11正好具有用于掠入射的两个反射镜，也就是反射镜14和15。这两个反射镜14、15的光学用面之间的最小距离d为25mm。
成像光学单元11实施为沃尔特望远镜类型，也就是沃尔特I型光学单元类型。这种沃尔特光学单元描述于J.D.Mangus,J.H.Underwood的“OpticalDesignofaGlancingIncidenceX-rayTelescope”AppliedOptics,Vol.8,1969,page95及其引用的参考文献中。在这种沃尔特光学单元中可用双曲面代替抛物面。这种椭球面反射镜与双曲面反射镜的结合也构成沃尔特I型光学单元。
中空波导9后的照明光2的光束路径中的第一反射镜14实施为椭球面反射镜。照明光2的光束路径中的后面的反射镜15实施为双曲面反射镜。这两个反射镜14、15的镜面有共同的对称轴16，它被绘制在图2的成像光学单元11的子午截面中。这两个反射镜14、15的光学用面在围绕对称轴16的圆周方向覆盖显著小于180°的方位角。
椭球面反射镜14的入射后焦距e1约为330mm。
双曲面反射镜15的出射后焦距h2约为60mm。在成像光学单元11的变型(此处未示出)中，成像光学单元11的出瞳位于无穷远处。这就导致了在照明场侧的远心照明光学单元。
中空波导9中照明光2的最小入射角为88°。
中空波导9对照明光2的反射率约为90％。进入到中空波导9的照明光2中73％被成像光学单元11中的第一反射镜14反射。最初进入入射开口7的照明光2中57％被成像光学单元11中的第二反射镜15反射进照明场4。因此，照明光学单元1的总反射率为57％。
图2另外绘制了：
-椭球面反射镜14的出射后焦距e2，
-双曲面反射镜15的入射后焦距h1，
-椭球面反射镜14的两个焦点F1e和F2e，
-双曲面反射镜15的两个焦点F1h和F2h，
-椭球面反射镜14上的光束角αe＝2α1，以及
-双曲面反射镜15上的光束角αh＝2α2。
照明场4通过在图2中仅仅示意性示出的投射光学单元17成像在像面19中的像场18中。在图2的示意图中，物场4和像场18之间的主光线3的光束路径与对称轴16一致。这不是强制性的。
像场18由探测装置20探测，例如由CCD相机或多个CCD相机探测。
使用掩模检测***5，可检测例如掩模母版13a上的结构。

Claims (10)

1.一种在EUV照明光(2)下使用的掩模检测***(5)的照明光学单元(1)，
-包括引导所述照明光的中空波导(9)，所述中空波导包括所述照明光(2)的入射开口(7)和所述照明光(2)的出射开口(10)，
-包括成像反射镜光学单元(11)，布置在所述中空波导(9)的下游，将所述出射开口(10)成像于照明场(4)中。
2.根据权利要求1的照明光学单元，其特征在于，所述成像光学单元(11)具有至少一个反射镜(14、15)，用于所述照明光(2)的掠入射，平均入射角(α1，α2)大于60°。
3.根据权利要求2的照明光学单元，其特征在于，所述成像光学单元(11)正好具有两个反射镜(14、15)，用于所述照明光(2)的掠入射，每个反射镜的平均入射角(α1，α2)大于60°。
4.根据权利要求3中的照明光学单元，其特征在于，所述两个反射镜(14、15)的光学用面之间的最小距离(d)小于300mm。
5.根据权利要求1-4中任一项的照明光学单元，其特征在于，所述成像光学单元(11)实施为沃尔特望远镜类型。
6.根据权利要求1-5中任一项的照明光学单元，其特征在于，所述成像光学单元(11)具有椭球面反射镜(14)，用于所述照明光(2)的掠入射，平均入射角(α1)大于60°。
7.根据权利要求1-6中任一项的照明光学单元，其特征在于，所述成像光学单元(11)具有双曲面反射镜(15)，用于所述照明光(2)的掠入射，平均入射角(α2)大于60°。
8.根据权利要求1-7中任一项的照明光学单元，其特征在于，所述中空波导(9)中的所述照明光(2)的最小入射角大于80°。
9.根据权利要求1-8中任一项的照明光学单元，其特征在于，所述照明光(2)的总反射率大于40％。
10.检测光刻掩模(13a)的掩模检测***(5)，
-包括根据权利要求1-9中任一项的照明光学单元，
-包括产生所述照明光(2)的EUV光源(6)，
-包括将所述照明场(4)成像于像场(18)中的投射光学单元(17)，以及
-包括探测入射到所述像场(18)上的照明光(2)的探测装置(20)。
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