用于使用激光維持等離子體照明輸出對樣本進(jìn)行成像的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及基于等離子體的光源，且更特定來說，涉及能夠?qū)⒄婵兆贤夤膺f送到光學(xué)檢驗(yàn)系統(tǒng)的等離子體光源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對具有不斷變小的裝置特征的集成電路的需求持續(xù)增加，對用于這些不斷縮小的裝置的檢驗(yàn)的改進(jìn)照明源的需求也持續(xù)增長。一種此類照明源包含激光維持等離子體源。激光維持等離子體光源能夠產(chǎn)生高功率寬帶光。激光維持光源通過將激光輻射聚焦到一定體積的氣體中以便激發(fā)氣體(例如氬氣或氙氣)進(jìn)入能夠發(fā)射光的等離子體狀態(tài)而操作。此效應(yīng)通常稱為“栗浦(pumping)”等離子體。深紫外(DUV)檢驗(yàn)器目前利用連續(xù)波(CW)等離子體源，而真空紫外(VUV)檢驗(yàn)器目前利用脈沖等離子體源。歸因于對熔融硅石燈泡(fused silica bulb)的利用，對CW等離子體及脈沖等離子體的利用產(chǎn)生較長波長下的限制。熔融硅石玻璃吸收具有短于約185nm到190nm的波長的光。短波長光的此吸收使得熔融硅石玻璃燈泡在包含190nm到260nm的光譜范圍中的光學(xué)透射能力的快速劣化，且導(dǎo)致燈泡過熱且甚至爆炸，由此將強(qiáng)大激光維持等離子體源的有用性限制于190nm到260nm的范圍中。復(fù)雜性目前也隨脈沖等離子體系統(tǒng)而出現(xiàn)，包含在定位、對準(zhǔn)及數(shù)據(jù)組合上的困難。因而，脈沖等離子體系統(tǒng)需要激光脈沖、檢測器捕獲及載物臺(tái)運(yùn)動(dòng)的仔細(xì)時(shí)間同步。由于移動(dòng)模擬信號所需的長的路徑長度，光的模擬整合也是困難的。因此，可期望提供解決上文所描述的現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)的系統(tǒng)及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的說明性實(shí)施例，一種用于使用激光維持等離子體照明輸出對樣本進(jìn)行成像的系統(tǒng)。在一個(gè)說明性實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可包含激光維持等離子體(LSP)照明子系統(tǒng)。在另一說明性實(shí)施例中，所述LSP照明子系統(tǒng)包含:栗浦源，其經(jīng)配置以產(chǎn)生包含一或多個(gè)第一所選擇波長的栗浦照明。在另一說明性實(shí)施例中，所述LSP照明子系統(tǒng)包含:氣體容納元件，其經(jīng)配置以容納一定體積的氣體。在另一說明性實(shí)施例中，所述LSP照明子系統(tǒng)包含:收集器，其經(jīng)配置以將來自所述栗浦源的所述栗浦照明聚焦到容納于所述氣體容納元件內(nèi)的所述一定體積的氣體中，以便在所述一定體積的氣體內(nèi)產(chǎn)生等離子體，其中所述等離子體發(fā)射包含一或多個(gè)第二所選擇波長的寬帶輻射。在另一說明性實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包含:樣本載物臺(tái)，其用于固定一或多個(gè)樣本。在另一說明性實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包含成像子系統(tǒng)。在另一說明性實(shí)施例中，所述成像子系統(tǒng)包含:照明子系統(tǒng)，其經(jīng)配置以使用從所述激光維持等離子體照明子系統(tǒng)的所述等離子體發(fā)射的所述寬帶的至少一部分經(jīng)由照明路徑照明所述一或多個(gè)樣本的表面。在另一說明性實(shí)施例中，所述成像子系統(tǒng)包含檢測器。在另一說明性實(shí)施例中，所述成像子系統(tǒng)包含:物鏡，其經(jīng)配置以收集來自所述一或多個(gè)樣本的表面的照明，且將所述經(jīng)收集照明經(jīng)由收集路徑聚焦到檢測器以形成所述樣本的所述表面的至少一部分的圖像。在另一說明性實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包含:吹掃室，其容納所選擇吹掃氣體且經(jīng)配置以吹掃所述照明路徑及所述收集路徑的至少一部分。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的說明性實(shí)施例揭示一種用于對樣本進(jìn)行激光維持等離子體成像的方法。在一個(gè)說明性實(shí)施例中，所述方法包含產(chǎn)生包含一或多個(gè)第一所選擇波長的栗浦照明。在一個(gè)說明性實(shí)施例中，所述方法包含容納適用于等離子體產(chǎn)生的一定體積的氣體。在一個(gè)說明性實(shí)施例中，所述方法包含通過將所述栗浦照明聚焦到所述一定體積的氣體中而在所述一定體積的氣體內(nèi)形成等離子體來產(chǎn)生包含一或多個(gè)第二所選擇波長的寬帶輻射。在一個(gè)說明性實(shí)施例中，所述方法包含使用從所述等離子體發(fā)射的所述寬帶輻射的至少一部分經(jīng)由照明路徑照明一或多個(gè)樣本的表面。在一個(gè)說明性實(shí)施例中，所述方法包含收集來自所述樣本的表面的照明。在一個(gè)說明性實(shí)施例中，所述方法包含將所述經(jīng)收集照明經(jīng)由收集路徑聚焦到檢測器上，以形成所述樣本的所述表面的至少一部分的圖像。在一個(gè)說明性實(shí)施例中，所述方法包含使用所選擇吹掃氣體吹掃所述照明路徑及所述收集路徑的至少一部分。
[0005]應(yīng)理解，上述一般描述及下文詳細(xì)描述兩者僅是示范性及解釋性的且不一定限制本發(fā)明。并入特性中且構(gòu)成特性的一部分的【附圖說明】本發(fā)明的標(biāo)的物。描述及圖式一起用于解釋本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0006]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可通過參考附圖更好地理解本發(fā)明的若干優(yōu)點(diǎn)，在圖式中:
[0007]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于使用激光維持等離子體照明輸出對樣本進(jìn)行成像的系統(tǒng)的概念圖。
[0008]圖1B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于使用激光維持等離子體照明輸出對樣本進(jìn)行成像的系統(tǒng)的概念圖。
[0009]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的等離子體單元的示意圖。
[0010]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的激光維持等離子體子系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的激光維持等離子體子系統(tǒng)的示意圖。
[0012]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的激光維持等離子體子系統(tǒng)的示意圖。
[0013]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的激光維持等離子體子系統(tǒng)的示意圖。
[0014]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的激光維持等離子體子系統(tǒng)的示意圖。
[0015]圖8是描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于使用激光維持等離子體照明輸出對樣本進(jìn)行成像的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)將詳細(xì)參考在附圖中說明的所揭示標(biāo)的物。
[0017]大體上參考圖1A到8，根據(jù)本發(fā)明描述用于使用激光維持等離子體照明對樣本進(jìn)行成像的系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的實(shí)施例涉及使用利用激光維持等離子體光源產(chǎn)生的短波長照明(例如VUV輻射)對樣本進(jìn)行光學(xué)檢驗(yàn)。本發(fā)明的實(shí)施例涉及將激光維持等離子體光源的短波長光學(xué)輸出與對應(yīng)成像子系統(tǒng)(例如，檢驗(yàn)子系統(tǒng)、度量子系統(tǒng)及類似物)的照明光學(xué)器件耦合。本發(fā)明的額外實(shí)施例涉及激光維持等離子體源內(nèi)的等離子體栗浦照明(例如，IR光)與短波長寬帶輸出(例如，VUV光)的分離。
[0018]圖1A說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于使用激光維持等離子體照明輸出對樣本進(jìn)行成像的系統(tǒng)100。在以下專利申請案中大體描述在惰性氣體物種內(nèi)產(chǎn)生等離子體:2007年4月2日申請的第11/695,348號美國專利申請案;2006年3月31日申請的第11/395,523號美國專利申請案；以及2012年10月9日申請的第13/647,680號美國專利申請案，所述申請案以全文引用的方式并入本文中。還在2014年3月25日申請的第14/224，945號美國專利申請案(其以全文引用的方式并入本文中)中大體描述等離子體的產(chǎn)生。此外，在2014年3月31日申請的第14/231，196號美國專利申請案及2014年5月27日申請的第14/288,092號美國專利申請案(所述申請案各自以全文引用的方式并入本文中)中描述等離子體單元的使用。廣而言之，系統(tǒng)100應(yīng)解釋為擴(kuò)展到所屬領(lǐng)域中已知的任何基于等離子體的光源。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100包含激光維持等離子體(LSP)照明子系統(tǒng)102。在本文中應(yīng)注意，術(shù)語‘LSP照明子系統(tǒng)102’貫穿本發(fā)明可與‘LSP照明器’交換使用。在一個(gè)實(shí)施例中，LSP照明子系統(tǒng)102包含栗浦源104，其經(jīng)配置以產(chǎn)生包含一或多個(gè)第一所選擇波長的栗浦照明121，例如(但不限于)紅外(IR)輻射、可見光及紫外光。舉例來說，栗浦源104可包含能夠發(fā)射在約200nm到1.5μπι的范圍內(nèi)的照明的任何源。在另一實(shí)施例中，LSP照明子系統(tǒng)102包含氣體容納元件108，例如(但不限于)室、等離子體單元或等離子體燈泡。在一個(gè)實(shí)施例中，氣體容納元件108容納用于產(chǎn)生并維持等離子體107的一定體積的氣體。在另一實(shí)施例中，LSP照明子系統(tǒng)102包含收集器106或反射器，其經(jīng)配置以將來自栗浦源104的栗浦照明121 (例如，經(jīng)由反射內(nèi)表面)聚焦到容納于氣體容納元件108內(nèi)的一定體積的氣體中。就此而言，收集器106可在一定體積的氣體內(nèi)產(chǎn)生等離子體107。此外，等離子體107可發(fā)射包含一或多個(gè)第二所選擇波長的寬帶輻射133，例如(但不限于)VUV輻射、DUV輻射、UV輻射及可見光。舉例來說，LSP照明子系統(tǒng)102可包含(但不限于)能夠發(fā)射具有在10nm到200nm的范圍內(nèi)的波長的光的任何LSP配置。通過另一實(shí)例，LSP照明子系統(tǒng)102可包含(但不限于)能夠發(fā)射具有低于10nm的波長的光的任何LSP配置。在另一實(shí)施例中，收集器106經(jīng)布置以收集由等離子體107發(fā)射的寬帶照明133 (例如，VUV輻射、DUV輻射、UV輻射及/或可見光)且將寬帶照明133引導(dǎo)到一或多個(gè)額外光學(xué)元件(例如，操縱光學(xué)器件、分束器、收集孔、濾光器、均質(zhì)器及類似物)。舉例來說，收集器106可收集由等離子體107發(fā)射的VUV寬帶輻射、DUV寬帶輻射、UV寬帶輻射或可見光中的至少一者，且將寬帶照明133引導(dǎo)到鏡面105(例如，用于將LSP照明子系統(tǒng)102光學(xué)耦合到成像子系統(tǒng)111的照明子系統(tǒng)112的光學(xué)輸入的鏡面105)。就此而言，L