TWI702387B - 用於以由空間選擇性波長濾波器所修改之照明源成像樣本之系統及方法 - Google Patents

用於以由空間選擇性波長濾波器所修改之照明源成像樣本之系統及方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種用於以一經光譜濾波之照明源來照明一樣本之系統，該系統包含經組態以產生具有一第一組波長之一照明光束之一照明源。此外，該系統包含一波長濾波子系統、一樣本載台、一照明子系統、一偵測器，及用以聚焦來自一或多個樣本之表面之照明且將該聚集之照明聚焦至該偵測器之一物鏡。此外，該波長濾波子系統包含：經定位以將空間色散引入至該光束中之一或多個第一色散元件、一空間濾波器元件，及經定位以從該光束中移除空間色散之一或多個第二色散元件。該空間濾波器元件經進一步定位以傳遞包含一第二組波長之該光束的至少一部分，其中該第二組波長係該第一組波長之一子組。

Description

用於以由空間選擇性波長濾波器所修改之照明源成像樣本之系統及方法
本發明大體上係關於晶圓檢驗系統，且特定言之係關於以一經光譜濾波之照明源照明一晶圓。
為檢驗或製造設計之一光學系統可解析之最小特徵大小與照明源之波長成反比。因此需要不斷發展具有更短波長且在此等波長下具有更高強度之源。然而，日漸強大之照明源之發展給用於控制此照明之系統及方法之發展帶來新挑戰。與經設計以對跨越至紫外線中之波長有效之光學系統關聯之一項重大挑戰係諸多材料能高度吸收短波長照明。此高吸收不僅導致效能之一降低，且亦可變成限制照明源之許可強度之一因素。如一實例，由於照明之光之高度吸收，經設計以濾波紫外線照明源之光譜之諸多塗層會被驅動至高溫(被稱作熱負載之一程序)。此熱負載最終會在系統中引起組件損壞或光污染，因此，消除上文所識別之先前技術中之缺陷係所要的。
根據本發明之一說明性實施例揭示一種具有波長選擇控制之紫外線照明源。在一項說明性實施例中，紫外線照明源包含一照明源， 該照明源經組態以產生包含一第一組波長之一照明光束。在另一說明性實施例中，紫外線照明源包含一第一組一或多個光學元件，其中該第一組一或多個光學元件包含經定位以將空間色散引入至光束中之一或多個第一色散元件。在另一說明性實施例中，紫外線照明源包含一空間濾波器元件，其中該空間濾波器元件定位在與照明源共軛之一平面中，其中空間濾波器元件經組態以傳遞光束之至少一部分，其中自空間濾波器元件引導之光束包含一第二組波長，其中該第二組波長係該第一組波長之一子組。在另一說明性實施例中，紫外線照明源包含一第二組一或多個光學元件，其中該第二組一或多個光學元件經定位以聚集光束之至少一部分，其中該第二組一或多個光學元件包含經定位以從光束中移除空間色散之一或多個第二色散元件。
根據本發明之一說明性實施例揭示一種用於以一經光譜濾波之照明源照明一樣本之系統。在一項說明性實施例中，系統包含一照明源，該照明源經組態以產生包含一第一組波長之一照明光束。在另一說明性實施例中，系統包含一波長濾波子系統。在另一說明性實施例中，波長濾波子系統包含一第一組一或多個光學元件，其中該第一組一或多個光學元件包含經定位以將空間色散引入至光束中之一或多個第一色散元件。在另一說明性實施例中，波長濾波子系統包含一空間濾波器元件，其中該空間濾波器元件定位在與照明源共軛之一平面中，其中空間濾波器元件經組態以傳遞光束之至少一部分，其中自空間濾波器元件引導之光束包含一第二組波長，其中該第二組波長係該第一組波長之一子組。在另一說明性實施例中，波長濾波子系統包含一第二組一或多個光學元件，其中該第二組一或多個光學元件經定位以聚集光束之至少一部分，其中該第二組一或多個光學元件包含經定位以從光束中移除空間色散之一或多個第二色散元件。在另一說明性實施例中，系統包含用於固定一或多個樣本之一樣本載台。在另一說 明性實施例中，系統包含一照明子系統，該照明子系統經組態以經由一照明路徑以第二組波長之至少一部分照明一或多個樣本之至少一部分。在另一說明性實施例中，系統包含一偵測器。在另一說明性實施例中，系統包含一物鏡，該物鏡經組態以聚焦來自一或多個樣本之一表面之照明且經由一聚集路徑將聚集之照明聚焦至偵測器以在偵測器上形成一或多個樣本之表面之至少一部分之一影像。
根據本發明之另一說明性實施例揭示一種用於以一經光譜濾波之照明源照明一樣本之系統。在一項說明性實施例中，系統包含一照明源，該照明源經組態以產生包含一第一組波長之一照明光束。在另一說明性實施例中，系統包含一波長濾波子系統。在另一說明性實施例中，波長濾波子系統包含一第一組一或多個光學元件，其中該第一組一或多個光學元件包含經定位以將空間色散引入至光束中之一或多個第一色散元件。在另一說明性實施例中，波長濾波子系統包含一空間濾波器元件，其中該空間濾波器元件定位在與照明源共軛之一平面中，其中空間濾波器元件經定位以反射性地傳遞光束之至少一部分，其中自空間濾波器元件引導之光束包含一第二組波長，其中該第二組波長係該第一組波長之一子組，其中自空間濾波器元件引導之光束往回傳播穿過一鏡像通路中之一或多個光學元件，使得從光束中移除空間色散。在另一說明性實施例中，系統包含用於固定一或多個樣本之一樣本載台。在另一說明性實施例中，系統包含一照明子系統，該照明子系統經組態以經由一照明路徑以第二組波長之至少一部分照明一或多個樣本之至少一部分。在另一說明性實施例中，系統包含一偵測器。在另一說明性實施例中，系統包含一物鏡，該物鏡經組態以聚焦來自一或多個樣本之一表面之照明且經由一聚集路徑將聚集之照明聚焦至偵測器以在在偵測器上形成一或多個樣本之表面之至少一部分之一影像。
根據本發明之一說明性實施例揭示一種用於為樣本成像濾波紫外線照明之方法。在一項說明性實施例中，方法包含產生包含一第一組波長之一照明光束。在另一說明性實施例中，方法包含將空間色散引入至光束中。在另一說明性實施例中，方法包含將光束引導至一空間濾波器元件上，使得自空間濾波器元件引導之光束包含一第二組波長，其中該第二組波長係該第一組波長之一子組。在另一說明性實施例中，方法包含聚集自空間濾波器元件引導之光束之至少一部分。在另一說明性實施例中，方法包含從光束中移除空間色散。
100:系統
101:照明源
102:波長濾波子系統
103:光學元件
104:光束/照明/照明光束
105:光束
106:物鏡
107:樣本
108:載台總成
109:偵測器
110:光束分光器
111:色散元件
111a:傳統稜鏡
111b:稜鏡陣列
112:空間濾波器元件
113:聚焦元件
114:第二聚焦元件
115:第二色散元件
116:入射光瞳
117:出射光瞳
118:直線
120:透鏡
121:成像子系統/照明子系統
122:照明路徑
123:聚集路徑
132:寬度
134:寬度
136:頂角
400:流程圖
402:步驟
404:步驟
406:步驟
408:步驟
410:步驟
412:步驟
414:步驟
藉由參考隨附圖式，熟習此項技術者可更好地理解本發明之眾多優勢，其中：圖1A係根據本發明之一項實施例之以一經光譜濾波之照明源成像一樣本之一系統之一概念圖。
圖1B係根據本發明之一項實施例之一波長濾波子系統之一示意圖。
圖1C係根據本發明之一項實施例之經組態具有光學鏡像之照明路徑之一波長濾波子系統之一示意圖。
圖1D係根據本發明之一項實施例之經組態具有光學鏡像之照明路徑及一延伸照明源之一波長濾波子系統之一示意圖。
圖1E係根據本發明之一項實施例之用作一色散元件之一傳統三角形稜鏡之一概念圖。
圖1F係根據本發明之一項實施例之用作一色散元件之一稜鏡陣列之一概念圖。
圖2係根據本發明之一項實施例之一延伸照明源之一經空間色散影像之一概念圖，該延伸照明源經組態使得各波長成像為一直線，其中該直線之寬度與照明源之大小相關。
圖3係根據本發明之一項實施例之用於以一經光譜濾波之照明源照明一樣本之一系統之一示意圖。
圖4係描繪根據本發明之一項實施例之用於以一經光譜濾波之照明源成像一樣本之一方法之一流程圖。
現將詳細地參考經繪示於隨附圖式中之所揭示的標的。
儘管已說明本發明之諸特定實施例，但是應清楚，熟習此項技術者在不脫離前述揭示內容之範疇及精神的情況下，可做出各種修改及本發明之實施例。據此，本發明之範疇應僅係由附加於此之申請專利範圍所限制。
大體上參考圖1A至圖4，根據本發明來描述一種用於濾波一照明源之光譜輻射之系統及方法。本發明之諸實施例係關於從一照明源之光譜中選擇一組所要波長。額外實施例係關於以一對應成像系統(例如，一晶圓檢驗子系統、一計量學子系統及類似者)之照明光學器件來耦合經光譜濾波之波長。本發明之一些實施例係關於在高功率及極短波長系統中之波長選擇。
圖1A繪示根據本發明之一實施例之以一照明源101之一經光譜濾波之部分成像一樣本之一系統100。照明源101產生定義一光束104之一照明輸出，該光束104具有由一第一組波長組成之一光譜。舉非限制性實例，第一組波長可包含但不限於電磁波譜之紅外線、可見光、紫外線(UV)、深紫外線(DUV)、極紫外線(EUV)及/或真空紫外線(VUV)區域中之波長。在一些實施例中，光束104之至少一部分可由一或多個光學元件103聚集並引導。應注意，一或多個光學元件103可 包含但不限於一或多個透鏡、稜鏡、光柵、偏光元件、波片或光圈。應進一步注意，一或多個元件可經組態以修改光束104之時間或空間輪廓，以及控制光束104之發散度(例如，產生經準直、發散或聚斂之一光束104)。
大體上參考圖1B，在一項實施例中，光束104經引導至系統100內之一波長濾波子系統102。在一項實施例中，光束104穿過波長濾波子系統102之入射光瞳116，且入射在經定位以將空間色散引入至光束104中之一色散元件111(例如，一稜鏡)上。在此意義上，第一組波長內之各波長以一不同角度自色散元件111引導。一聚焦元件113經定位以將光束104聚集並聚焦至一空間濾波器元件112上，該空間濾波器元件112經組態以僅傳遞具有一第二組波長之光束的一部分。此處應注意，第二組波長係第一組波長之一子組。歸因於由色散元件111所引發之空間色散，聚焦元件113將各波長聚焦至空間濾波器元件112上之一不同位置。在一項實施例中，空間濾波器元件112係具有一或多個開口之一光圈，該空間濾波器元件112經定位使得僅第二組波長穿過一或多個開口。在一些實施例中，一聚焦元件114經定位以聚集並準直由空間濾波器元件112所傳遞之選定波長的光。在一些實施例中，一第二色散元件(例如，一稜鏡)115經定位以移除空間色散並產生一光束105。穿過波長濾波子系統102之出射光瞳117的光束105因此係穿過入射光瞳116之光束之一經光譜濾波版本。
此處應注意，色散元件111及/或115之任何者可包含任何數目個此項技術中已知之色散組件且可包含但不限於，折射元件(例如，稜鏡)及繞射元件(例如，以反射模式或透射模式操作之繞射光柵)。在一項實施例中，如圖1E及圖1F中所示，色散元件111包含一稜鏡陣列111b或等效地一菲涅耳稜鏡111b。此處應注意，具有一頂角136及一寬度134之一稜鏡陣列111b可與具有相同頂角136及一寬度132之一傳 統稜鏡111a一樣而將相同色散引入至一光束104。以此方式，從厚度132至厚度134之縮減可降低吸收至色散元件111中之光(例如，UV光)。應進一步注意，色散元件111及/或115之任何者可包含折射元件及繞射元件之任何組合。舉非限制性實例，色散元件111及/或115可包含但不限於傳統類型或菲涅耳類型之任一者之一或多個稜鏡。如另一非限制性實例，色散元件111可包含但不限於一個繞射光柵，且色散元件115可包含但不限於一或多個稜鏡。此處應進一步注意，系統100中之任何透鏡元件(例如，元件103及106)可包含一或多個菲涅耳透鏡。
應進一步注意，色散元件111及/或115之任何者可由此項技術中已知之適合於引入色散之目的之任何材料製成。例如，一透射式色散元件111及/或115(諸如，一稜鏡或一透射繞射光柵)可由諸如(但不限於)MgF2、LiF、CaF2、藍寶石、結晶型石英、熔融矽、透明石英1、透明石英2、透明石英300、透明石英310、HERALUX PLUS、HERALUX-VUV及類似者之一材料形成。此處再次注意，諸如(但不限於)CaF2、MgF2、結晶型石英及藍寶石之材料將透明度提供至短波長輻射(例如，λ<190mm)。由一基於折射之色散光學元件111及/或115(例如，一稜鏡)所引入至光束104中之空間色散之度取決於材料選擇以及物理設計考量(諸如，在任何表面上之光束104之入射角)。應進一步注意，一基於繞射之色散元件111及/或115(諸如，一繞射光柵)可使用此項技術中已知之任何製造程序來製造。基於繞射之色散元件111及/或115可包含但不限於，全像光柵、刻線光柵、閃耀光柵、體布拉格光柵(VBG)或使用一直接寫入程序(諸如，在一材料之表面上或一材料之本體內之飛秒雷射直接寫入)所製造之光柵。
應注意，本發明不限於文中先前所描述之聚焦元件113及114，其等僅係出於說明性目的而被提供。在一些實施例中，聚焦元件113及/ 或114可不被包含。聚焦元件113及/或114可由此項技術中已知之任何類型之透鏡形成。例如，聚焦元件113及/或114可包含但不限於一或多個球面透鏡或一或多個圓柱透鏡。此處應注意，空間濾波器元件112之一或多個通帶區域之形狀可由空間濾波器元件112上之照明源101之影像之形狀定義，該形狀受到定位在照明源101與空間濾波器元件112之間之光束104之光學通路上之任何元件之影響。舉非限制性實例，色散元件111係一線性稜鏡，其經定位使得光束以一尺寸顯示線性空間色散，且一聚焦元件113係一圓柱透鏡，其經定位使得來自照明源101之各波長聚焦為空間濾波器元件112上之一直線。此外，在此組態中，各波長經聚焦至空間濾波上之一不同空間位置上。
圖2繪示根據本發明之一項實施例之在空間濾波器元件112上之照明源101之影像之一概念圖。在此實施例中，照明源101之各波長經成像為空間濾波器元件112上之一直線。直線118之寬度與照明源101之成像部分之空間外延相關。應進一步注意，空間濾波器元件112將能夠選擇性地傳遞一所要波長並阻斷一第二波長所憑藉之對比度取決於空間濾波器元件112上對應於各波長之直線118之寬度；此線寬越小，則空間濾波器元件112上之波長之空間重疊越小且空間濾波器之對比度越高。參考圖2中之概念圖，照明源101可具有包含120nm至200nm之波長範圍中之波長之一光譜。各波長經成像為空間濾波器元件112上之一直線且各直線118之寬度表示照明源101之成像大小。在一些實施例中，系統100可包含諸如光學器件或濾波器之元件103(例如，一光譜選擇性塗層或一空間濾波器)，元件103經組態以限制照明源101之光譜成分及/或有效大小，如系統100之其餘部分所見。此處應進一步注意，在空間濾波器元件112上之照明源101之影像之形狀及大小可經設計以便最小化對空間濾波器元件112之製造侷限。例如，相對於成像照明源101使得各波長以一圓為形狀，成像照明源使得各波長以 一直線為形狀(例如，根據圖2)可使空間濾波器元件112之製造更容易及/或更便宜。
在一項實施例中，照明104由包含照明源101及光學元件103之光學器件之任何組合準直。隨後經準直之照明104可經引導至一色散元件111，且由一聚焦元件113聚焦至空間濾波器元件112上。照明源101及空間濾波器元件112經定位以處於關於聚焦元件113之一無限共軛組態中，亦即照明源之影像以及空間濾波器元件112位於聚焦元件113之焦距處。此處應注意，本發明不限於此特定組態，僅出於說明性目的而提供此組態。應注意，本發明可延伸至任何配置，其中照明源101及空間濾波器元件112定位在任何數目個有限共軛位置中，使得空間濾波器元件112在照明源101之一影像平面中。
在另一實施例中，可使用將空間色散引入至光束104中且同時將光束104聚焦至空間濾波器元件112上之一單個物理組件(諸如，一曲面繞射光柵)來完成色散元件111及聚焦元件113的功能。類似地，可使用一單個物理組件來完成色散元件115及聚焦元件114的功能。
應注意，空間濾波器元件112可包含此項技術中已知之任何類型的空間濾波器。在一些實施例中，空間濾波器係由包含一或多個開口之一光圈所形成。在此意義上，第二組波長(亦即，由空間濾波器元件112所傳遞之彼等波長)可傳播穿過光圈之一或多個開口。在一項實施例中，空間濾波器元件112吸收由空間濾波器元件所拒斥之波長。在另一實施例中，空間濾波器元件112具有反射經拒斥波長之一高度反射性表面。在另一實施例中，空間濾波器可係由具有一控制單元之一空間光調變器所形成，其中空間光調變器包含個別可定址之區域，或可使用控制單元來組態以傳遞或拒斥入射在各像素上之波長的像素。此一空間光調變器可以下列模式操作：透射模式，其中經選定傳遞之波長被引導穿過空間光調變器；或反射模式，其中經選定傳遞之 波長被反射。在其他實施例中，空間濾波器包含一微機電系統(MEMS)器件或一奈米機電系統(NEMS)器件，該等器件可經組態以根據波長在器件上之位置來傳遞選定波長。在一項實施例中，一基於MEMS之空間濾波器元件112可經組態成一可變形鏡，使得待傳遞之選定波長被引導至系統中之後續元件(諸如，一聚焦光學器件114)，同時其餘波長被反射遠離空間濾波器元件112(例如，反射至(如)一光束阻塊或擋板)。在此意義上，基於MEMS之空間濾波器元件112用於拒斥未經選定穿過空間濾波器元件112之波長。
大體上參考圖1C及圖1D中之簡化示意圖，在一些實施例中，可利用在一空間濾波器元件112周圍光學地對稱之一組態來減少系統100中之物理元件的數目。在此意義上，空間濾波器元件112經組態以一反射模式操作：選定之第二組波長自空間濾波器元件112反射，且沿著一鏡像光學通路傳播穿過色散元件111，使得移除光束104中之空間色散。圖1C及圖1D中展示繪示此實施例之簡化示意圖，展示一照明源101，其分別經組態為一點源及一延伸源。在一項實施例中，一光束104入射在經定位以將空間色散引入至光束104中之一色散元件111(例如，一稜鏡)上。一聚焦元件113經定位以將光束104聚集並聚焦至經組態以反射模式操作之一空間濾波器元件112上。一選定之第二組波長自空間濾波器元件112反射，且再次透過一鏡像光學通路穿過元件111及113。一輸出光束105可經選定且透過此項技術中已知之任何方法從輸入光束104中分化。例如，在一非限制性實施例中，光學元件103可經組態以包含用於選定波長之一偏振光束分光器及一四分之一波片，使得由空間濾波器元件112所傳遞之第二組波長在第二傳遞上與偏振光束分光器相互作用之後沿著一不同(相較於輸入光束104)光學通路偏轉。所得光束105隨後將被引導至照明路徑122，且最終至樣本107。
此處應注意，波長濾波子系統102之諸優勢之一者係針對短波長照明104(例如，UV、EUV、DUV及/或VUV照明)之改良效能。用來製造空間濾波器元件112之材料的熱性質將部分地控制波長濾波子系統102的最大功率限制，此乃因與由空間濾波器元件112所拒斥之波長關聯之能量的至少一部分可被吸收。在一項非限制性實例中，空間濾波器元件112係由能夠吸收並耗散(例如，經由一附接之散熱器)由空間濾波器元件112所拒斥之波長之吸收所引發之熱負載之一金屬製成。在另一非限制性實施例中，空間濾波器元件112經組態以具有一高度反射性表面，使得空間濾波器元件112吸收由空間濾波器元件112所拒斥之波長之能量之一最小部分；更確切的說，此能量經反射遠離空間濾波器元件112至系統100內之額外元件(諸如，光束阻塊或擋板)，該額外元件經設計以吸收並耗散能量。應進一步注意，雖然短波長照明源在光學效能方面提供諸優勢，但是短波長照明源亦給包含能夠以可接受吸收損耗充分地透射或反射照明104之有限可用性材料之系統100的設計帶來獨特挑戰。此外，系統100內之組件的過多吸收量可引起最終降低系統100之效能或壽命的損害及光污染風險。
在一項實施例中，照明源101包括一持續雷射電漿(LSP)源，該持續雷射電漿源經組態以產生一組波長或一波長範圍(諸如但不限於紅外線輻射、可見光輻射、UV輻射、DUV輻射及/或VUV輻射)之照明104。在一項實施例中，照明源101係一持續雷射電漿源，該持續雷射電漿源經由保持在一電漿燈內之一電漿而產生寬頻光。例如，一基於LSP之照明源之電漿燈可包含但不限於一電漿胞或電漿燈泡。在另一實施例中，照明源101包含一放電源，諸如但不限於一電漿放電燈。舉非限制性實例，照明源101可包含但不限於一氘燈。在另一實施例中，照明源101可包含兩個或兩個以上光源以便能產生比一單個源具有更多波長之一照明源101。
在額外實施例中，照明源由一或多個窄頻照明源(諸如，一或多個雷射源)組成。廣義上，照明源101可包含此項技術中已知之任何雷射系統。舉非限制性實例，照明源101可包含此項技術中已知之經組態以產生一組波長或一波長範圍(諸如但不限於紅外線輻射、可見光輻射、UV輻射、DUV輻射及/或VUV輻射)之任何雷射系統。在一項實施例中，照明源101可包含經組態以發射連續波(CW)雷射輻射之一雷射系統。例如，照明源101可包含經組態以用在晶圓檢驗工具中之一或多個CW紫外線雷射源，其中具有一短波長源(諸如，UV、DUV、EUV或VUV照明)係所要的以便達成一所要解析度。此處應注意，經組態以產生CW照明之一照明源101不係限制性的且此項技術中已知之任何照明源101可經實施在本發明之內容脈絡中。在另一實施例中，照明源可係具有時間尺度之脈衝長度之一脈衝雷射源，該時間尺度包含但不限於毫秒、微秒、奈秒、皮秒或飛秒。在另一實施例中，照明源101可經組態以產生一調變輸出。例如，可以一聲光或一電光調變器調變照明源101以產生經時間塑形之照明。
在另一實施例中，照明源101可包含一或多個準分子雷射系統。舉非限制性實例，照明源可包含一準分子雷射，該準分子雷射經組態以使用分子氟作為一作用氣體以發射157nm雷射光。在另一實施例中，照明源101可包含一或多個二極體雷射系統。在另一實施例中，照明源可包含經組態以發射445nm之一二極體雷射。
在另一實施例中，照明源101可包含一或多個頻率轉換雷射系統。舉非限制性實例，照明源101可包含具有與一偏硼酸鋇(BBO)晶體耦合之458nm之一標稱中心照明波長之一氣體離子雷射以產生具有一229nm中心波長之照明。
在另一實施例中，系統100包含適合用於固定一樣本107之一載台總成108。載台總成108可包含此項技術中已知之任何樣本載台架 構。例如，載台總成108可包含但不限於線性載台、旋轉載台或多軸載台之任何組合。此外，樣本107可包含一晶圓，諸如但不限於一半導體晶圓。
在另一實施例中，系統100包含一成像子系統121。成像子系統121可包含但不限於透鏡120及光束分光器110。此外，成像子系統121可包含但不限於光圈、濾波器、均化器、偏光器、光束分光器及/或適合用於將照明自波長濾波子系統102傳送至一或多個樣本107之光束塑形元件。此處應注意，成像子系統121可耦合至波長濾波子系統102之照明輸出端且成像子系統121與物鏡106彙接運作。在此意義上，成像子系統121可利用來自波長濾波子系統102之照明輸出(例如，具有選定波長之UV、DUV、EUV或VUV光)來檢驗或以其他方式分析一或多個樣本107。
在另一實施例中，照明子系統121包含一物鏡106及一偵測器109。在一項實施例中，物鏡106可在照明自一或多個樣本107(或佈置在樣本107上之顆粒)之一或多個部分散射或反射之後，聚集該照明。物鏡可額外地經由一聚集路徑123將聚集之照明聚焦至一偵測器109以形成一或多個樣本107之表面之一或多個部分之一影像。此處應注意，物鏡106可包含此項技術中已知之適合用於執行檢驗(例如，暗視野檢驗或亮視野檢驗)或光學計量之任何物鏡。此外，此處應注意，偵測器109可包含此項技術中已知之適合用於量測自一或多個樣本107接收之照明之任何光學偵測器。例如，偵測器109可包含但不限於一CCD偵測器、一TDI偵測器或類似者。
大體上參考圖3，在一項實施例中，系統100經組態以將短波長照明引導至一樣本107上。照明源101包含一持續雷射電漿源，該持續雷射電漿源產生具有在190nm至450nm之範圍中之一第一組波長之照明。一偏軸拋物線形鏡103聚集並準直照明光束104。光束104隨後經 進一步引導至一色散元件111(例如，一稜鏡)，該色散元件111將空間色散引入至光束104中。光束隨後入射在一聚焦元件113(例如，一圓柱鏡)上且聚焦至一空間濾波器元件112上，該空間濾波器元件112經組態以包含具有一或多個開口之一光圈，其中空間濾波器元件112經定位以傳遞一第二組波長。自空間濾波器元件112引導之光束104由一聚焦元件114(例如，一圓柱鏡)聚集並準直且經進一步引導至一色散元件115(例如，一稜鏡)，該色散元件115從光束104中移除空間色散。光束104隨後由一第二偏軸拋物線形鏡聚集且經引導至一樣本107。
此處應注意，系統100中之元件之任何者可經組態以包含一或多個塗層，該塗層包含但不限於抗反射性塗層或光譜選擇性塗層。舉非限制性實例，一光譜選擇性塗層可安置在色散元件111及/或115、聚焦元件113及/或114、及/或空間濾波器元件112之表面上，以便進一步限制光束104及/或105之光譜成分。在另一實施例中，抗反射性塗層可安置在系統100之非光學元件上，該非光學元件包含用於減少貫穿系統100之雜散光之目的之一封圍腔。
此處應注意，如上文所描述且在圖1A至圖1D中所繪示之系統100之該組光學器件僅出於說明性目的而經提供且不應被解釋為限制。預計可在本發明之範疇內利用若干等效或額外光學組態。舉非限制性實例，一或多個光學濾波器可沿著照明路徑或聚集路徑定位以便在光進入波長濾波子系統102之前濾波照明或在光進入波長濾波子系統102之後濾波照明。一或多個光學濾波器可進一步定位在照明子系統121或一聚集路徑123中。
圖4繪示描繪根據本發明之一項實施例之一方法400之一流程圖，該方法用於以具有一經濾波光譜成分之一照明源成像一樣本。在步驟402中，產生包含一第一組波長(例如，具有一組波長或具有在電 磁波譜之紅外線、可見光、UV、DUV、EUV及/或VUV部分中之一波長範圍之照明)之一照明光束104。在步驟404中，使用一色散元件111將空間色散引入至光束104中。在步驟406中，具有空間色散之光束104經引導至一空間濾波器元件112，使得自空間濾波器元件112引導之光束包含一第二組波長，其中第二組波長係第一組波長之一子組。在步驟408中，聚集自空間濾波器元件112引導之光束104之至少一部分。在步驟410中，從光束104中移除空間色散。在一項實施例中，一第二色散元件115可移除空間色散。在另一實施例中，空間濾波器元件112經組態以以一鏡像組態反射選定波長，使得空間色散可由最初產生色散之相同色散元件111移除。在步驟412中，經由與一物鏡106耦合之一照明路徑122而以選定之第二組波長之至少一部分照明一或多個樣本。在步驟414中，聚集來自一或多個樣本107之照明。例如，自一或多個樣本107散射或反射之光可經由物鏡106及一聚集路徑123之一組合而成像至一偵測器109上。
文中所描述之標的時常繪示包含在其他組件內或與其他組件連接之不同組件。應理解，如此描繪之架構僅係例示性的，且實際上達成相同功能之諸多其他架構亦可經實施。從概念上講，用以達成相同功能之組件之任何配置「有效地」關聯使得達成所要功能。因此，在文中經組合以達成一特定功能之任何兩個組件可被視為彼此「關聯」使得達成所要功能，而無關於架構或中間組件。相同地，如此關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能，且能夠如此關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「可耦合」以達成所要功能。可耦合之特定實例包含但不限於在物理上可相互作用及/或在物理上相互作用之組件及/或無線地可相互作用及/或無線地相互作用之組件及/或在邏輯上可相互作用及/或在邏輯上相互作用之組件。
據信，將藉由先前描述而理解本發明及其之諸多附加優勢，且 明顯地在不脫離所揭示之標的或不犧牲其之材料優勢之情況下可對組件之形式、構造及配置作出各種改變。所描述之形式僅係例示性的，且下列申請專利範圍意欲涵蓋並包含此等改變。此外，應理解本發明由附加申請專利範圍定義。
100:系統
101:照明源
102:波長濾波子系統
103:光學元件
104:光束/照明/照明光束
105:光束
106:物鏡
107:樣本
108:載台總成
109:偵測器
110:光束分光器
120:透鏡
121:成像子系統/照明子系統
122:照明路徑
123:聚集路徑

Claims (37)

  1. 一種具有波長選擇控制之紫外線照明源，其包括：一照明源，其經組態以產生包含一第一組波長之一照明光束；一第一組一或多個光學元件，其中該第一組一或多個光學元件包含經定位以將空間色散引入至該光束中的一或多個第一色散元件而形成與該第一組波長之各者相關聯之一組子光束；一或多個聚焦元件；一空間濾波器元件，其中該空間濾波器元件係定位在與該照明源共軛之一平面中，其中該一或多個聚焦元件經組態以將該光束之該組子光束之各者聚焦至該空間濾波器元件上，其中該空間濾波器元件經組態以傳遞該等子光束的至少一子組，其中自該空間濾波器元件引導之該等子光束之該子組與一第二組波長相關聯，其中該第二組波長包括極紫外線光譜、深紫外線光譜或真空紫外線光譜之至少一者中之波長；及一第二組一或多個光學元件，其中該第二組一或多個光學元件經定位以聚集該光束之至少一部分，其中該第二組一或多個光學元件包含經定位以從包含該等子光束之該子組之該光束中移除空間色散的一或多個第二色散元件。
  2. 如請求項1之紫外線照明源，其中該空間濾波器元件包括具有一或多個開口之一光圈，且經定位使得與該第二組波長相關聯之該等子光束穿過該一或多個開口。
  3. 如請求項1之紫外線照明源，其中該空間濾波器元件包括一空間光調變器。
  4. 如請求項3之紫外線照明源，其中該空間光調變器包含一可變形 鏡。
  5. 如請求項1之紫外線照明源，其中該照明源包括一雷射持續的電漿光源。
  6. 如請求項1之紫外線照明源，其中該照明源包括一放電源。
  7. 如請求項1之紫外線照明源，其中該第一組光學元件或該第二組光學元件之至少一者包含一圓柱鏡。
  8. 如請求項1之紫外線照明源，其中該一或多個第一色散元件或該一或多個第二色散元件之至少一者包含一或多個稜鏡。
  9. 如請求項8之紫外線照明源，其中該一或多個稜鏡包含一或多個稜鏡陣列。
  10. 如請求項1之紫外線照明源，其中該一或多個第一色散元件或該一或多個第二色散元件之至少一者包含一或多個繞射光柵。
  11. 如請求項10之紫外線照明源，其中該一或多個繞射光柵包含一平面繞射光柵或一曲面繞射光柵之至少一者。
  12. 一種用於以一經光譜濾波之照明源來照明一樣本之系統，其包括：一照明源，其經組態以產生包含一第一組波長之一照明光束；一波長濾波子系統，其包括：一第一組一或多個光學元件，其中該第一組一或多個光學元件包含經定位以將空間色散引入至該光束中的一或多個第一色散元件而形成與該第一組波長之各者相關聯之一組子光束；一或多個聚焦元件；一空間濾波器元件，其中該空間濾波器元件係定位在與該照明源共軛之一平面中，其中該一或多個聚焦元件經組態以 將該光束之該組子光束之各者聚焦至該空間濾波器元件上，其中該空間濾波器元件經組態以傳遞該等子光束的至少一子組，其中自該空間濾波器元件引導之該等子光束之該子組與一第二組波長相關聯，其中該第二組波長包括極紫外線光譜、深紫外線光譜或真空紫外線光譜之至少一者中之波長；及一第二組一或多個光學元件，其中該第二組一或多個光學元件經定位以聚集該光束之至少一部分，其中該第二組一或多個光學元件包含經定位以從包含該等子光束之該子組之該光束中移除空間色散的一或多個第二色散元件；一樣本載台，用於固定一或多個樣本；一照明子系統，其經組態以經由一照明路徑，以該第二組波長之至少一部分來照明該一或多個樣本之至少一部分；一偵測器；及一物鏡，其經組態以聚焦來自該一或多個樣本之一表面之照明，且經由一聚集路徑來將該聚集之照明聚焦至該偵測器，以在該偵測器上形成該一或多個樣本之該表面之至少一部分之一影像。
  13. 如請求項12之系統，其中該空間濾波器元件包括具有一或多個開口之一光圈，其中該空間濾波器元件經定位使得與該第二組波長相關聯之該等子光束穿過該一或多個開口。
  14. 如請求項12之系統，其中該空間濾波器元件包括一空間光調變器。
  15. 如請求項14之系統，其中該空間光調變器包含一可變形鏡。
  16. 如請求項12之系統，其中該照明源包括一雷射持續的電漿。
  17. 如請求項12之系統，其中該照明源包括一放電源。
  18. 如請求項12之系統，其中該第一組光學元件或該第二組光學元件之至少一者包含一圓柱鏡。
  19. 如請求項12之系統，其中該一或多個第一色散元件或該一或多個第二色散元件之至少一者包含一或多個稜鏡。
  20. 如請求項19之系統，其中該一或多個稜鏡包含一或多個稜鏡陣列。
  21. 如請求項12之系統，其中該一或多個第一色散元件或該一或多個第二色散元件之至少一者包含一或多個繞射光柵。
  22. 如請求項21之系統，其中該一或多個繞射光柵包含一平面繞射光柵或一曲面繞射光柵之至少一者。
  23. 如請求項12之系統，其中該偵測器包括一CCD偵測器或一TDI偵測器之至少一者。
  24. 一種用於以一照明源來照明一樣本之系統，其包括：一照明源，其經組態以產生包含一第一組波長之一照明光束；一波長濾波子系統，其包括：一或多個光學元件，其中該一或多個光學元件包含經定位以將空間色散引入至該光束中的一或多個色散元件，其中該一或多個光學元件包含一或多個聚焦元件；及一空間濾波器元件，其中該空間濾波器元件係定位在與該照明源共軛之一平面中，其中該一或多個聚焦元件經組態以將該光束之該組子光束之各者聚焦至該空間濾波器元件上，其中該空間濾波器元件經定位以反射性地傳遞該等子光束的至少一子組，其中自該空間濾波器元件引導之該等子光束之該子組與一第二組波長相關聯，其中該第二組波長係該第一組波長之一子組，其中該第二組波長包括極紫外線光譜、深 紫外線光譜或真空紫外線光譜之至少一者中之波長，其中自該空間濾波器元件引導之該光束往回傳播穿過一鏡像通路中之該一或多個光學元件，使得從包含該等子光束之該子組之該光束中移除空間色散；一樣本載台，用於固定一或多個樣本；一照明子系統，其經組態以經由一照明路徑，以該第二組波長之至少一部分來照明該一或多個樣本之至少一部分；一偵測器；及一物鏡，其經組態以聚焦來自該一或多個樣本之一表面之照明，且經由一聚集路徑來將該聚集之照明聚焦至該偵測器，以在該偵測器上形成該一或多個樣本之該表面之至少一部分之一影像。
  25. 如請求項24之系統，其中該空間濾波器元件包括具有一或多個開口之一光圈，其中該空間濾波器元件經定位使得與該第二組波長相關聯之該等子光束穿過該一或多個開口。
  26. 如請求項24之系統，其中該空間濾波器元件包括一空間光調變器。
  27. 如請求項26之系統，其中該空間光調變器包含一可變形鏡。
  28. 如請求項24之系統，其中該照明源包括一雷射持續的電漿。
  29. 如請求項24之系統，其中該照明源包括一放電源。
  30. 如請求項24之系統，其中該一或多個光學元件之至少一者包含一圓柱鏡。
  31. 如請求項24之系統，其中該一或多個色散元件之至少一者包含一或多個稜鏡。
  32. 如請求項31之系統，其中該一或多個稜鏡包含一或多個稜鏡陣列。
  33. 如請求項24之系統，其中該一或多個色散元件之至少一者包含一或多個繞射光柵。
  34. 如請求項33之系統，其中該一或多個繞射光柵包含一平面繞射光柵或一曲面繞射光柵之至少一者。
  35. 如請求項24之系統，其中該偵測器包括一CCD偵測器與一TDI偵測器中之至少一者。
  36. 一種用於為樣本成像準備紫外線照明之方法，其包括：產生包含一第一組波長之一照明光束；將空間色散引入至該光束中以形成與該第一組波長之各者相關聯之一組子光束；將該等子光束聚焦至一空間濾波器元件上，使得自該空間濾波器元件引導之該等子光束之一子組包含一第二組波長，其中該第二組波長係該第一組波長之一子組，其中該第二組波長包括極紫外線光譜、深紫外線光譜或真空紫外線光譜之至少一者中之波長；聚集自該空間濾波器元件引導之包含該等子光束之該子組之該光束的至少一部分；及從包含該等子光束之該子組之該光束中移除空間色散。
  37. 如請求項36之方法，進一步包括：以包含該等子光束之該子組之該光束之至少一部分來照明該一或多個樣本之至少一部分；及經由一聚集路徑，聚集來自該一或多個樣本之照明，以形成該一或多個樣本之至少一部分之一影像。
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