用于使用激光维持等离子体照明输出对样本进行成像的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及基于等离子体的光源，且更特定来说，涉及能够将真空紫外光递送到光学检验系统的等离子体光源。
【背景技术】
[0002]随着对具有不断变小的装置特征的集成电路的需求持续增加，对用于这些不断缩小的装置的检验的改进照明源的需求也持续增长。一种此类照明源包含激光维持等离子体源。激光维持等离子体光源能够产生高功率宽带光。激光维持光源通过将激光辐射聚焦到一定体积的气体中以便激发气体(例如氩气或氙气)进入能够发射光的等离子体状态而操作。此效应通常称为“栗浦(pumping)”等离子体。深紫外(DUV)检验器目前利用连续波(CW)等离子体源，而真空紫外(VUV)检验器目前利用脉冲等离子体源。归因于对熔融硅石灯泡(fused silica bulb)的利用，对CW等离子体及脉冲等离子体的利用产生较长波长下的限制。熔融硅石玻璃吸收具有短于约185nm到190nm的波长的光。短波长光的此吸收使得熔融硅石玻璃灯泡在包含190nm到260nm的光谱范围中的光学透射能力的快速劣化，且导致灯泡过热且甚至爆炸，由此将强大激光维持等离子体源的有用性限制于190nm到260nm的范围中。复杂性目前也随脉冲等离子体系统而出现，包含在定位、对准及数据组合上的困难。因而，脉冲等离子体系统需要激光脉冲、检测器捕获及载物台运动的仔细时间同步。由于移动模拟信号所需的长的路径长度，光的模拟整合也是困难的。因此，可期望提供解决上文所描述的现有技术中的缺点的系统及方法。
【发明内容】
[0003]根据本发明的说明性实施例，一种用于使用激光维持等离子体照明输出对样本进行成像的系统。在一个说明性实施例中，所述系统可包含激光维持等离子体(LSP)照明子系统。在另一说明性实施例中，所述LSP照明子系统包含:栗浦源，其经配置以产生包含一或多个第一所选择波长的栗浦照明。在另一说明性实施例中，所述LSP照明子系统包含:气体容纳元件，其经配置以容纳一定体积的气体。在另一说明性实施例中，所述LSP照明子系统包含:收集器，其经配置以将来自所述栗浦源的所述栗浦照明聚焦到容纳于所述气体容纳元件内的所述一定体积的气体中，以便在所述一定体积的气体内产生等离子体，其中所述等离子体发射包含一或多个第二所选择波长的宽带辐射。在另一说明性实施例中，所述系统包含:样本载物台，其用于固定一或多个样本。在另一说明性实施例中，所述系统包含成像子系统。在另一说明性实施例中，所述成像子系统包含:照明子系统，其经配置以使用从所述激光维持等离子体照明子系统的所述等离子体发射的所述宽带的至少一部分经由照明路径照明所述一或多个样本的表面。在另一说明性实施例中，所述成像子系统包含检测器。在另一说明性实施例中，所述成像子系统包含:物镜，其经配置以收集来自所述一或多个样本的表面的照明，且将所述经收集照明经由收集路径聚焦到检测器以形成所述样本的所述表面的至少一部分的图像。在另一说明性实施例中，所述系统包含:吹扫室，其容纳所选择吹扫气体且经配置以吹扫所述照明路径及所述收集路径的至少一部分。
[0004]根据本发明的说明性实施例揭示一种用于对样本进行激光维持等离子体成像的方法。在一个说明性实施例中，所述方法包含产生包含一或多个第一所选择波长的栗浦照明。在一个说明性实施例中，所述方法包含容纳适用于等离子体产生的一定体积的气体。在一个说明性实施例中，所述方法包含通过将所述栗浦照明聚焦到所述一定体积的气体中而在所述一定体积的气体内形成等离子体来产生包含一或多个第二所选择波长的宽带辐射。在一个说明性实施例中，所述方法包含使用从所述等离子体发射的所述宽带辐射的至少一部分经由照明路径照明一或多个样本的表面。在一个说明性实施例中，所述方法包含收集来自所述样本的表面的照明。在一个说明性实施例中，所述方法包含将所述经收集照明经由收集路径聚焦到检测器上，以形成所述样本的所述表面的至少一部分的图像。在一个说明性实施例中，所述方法包含使用所选择吹扫气体吹扫所述照明路径及所述收集路径的至少一部分。
[0005]应理解，上述一般描述及下文详细描述两者仅是示范性及解释性的且不一定限制本发明。并入特性中且构成特性的一部分的【附图说明】本发明的标的物。描述及图式一起用于解释本发明的原理。
【附图说明】
[0006]所属领域的技术人员可通过参考附图更好地理解本发明的若干优点，在图式中:
[0007]图1A是根据本发明的一个实施例的用于使用激光维持等离子体照明输出对样本进行成像的系统的概念图。
[0008]图1B是根据本发明的一个实施例的用于使用激光维持等离子体照明输出对样本进行成像的系统的概念图。
[0009]图2是根据本发明的一个实施例的等离子体单元的示意图。
[0010]图3是根据本发明的一个实施例的激光维持等离子体子系统的示意图。
[0011]图4是根据本发明的一个实施例的激光维持等离子体子系统的示意图。
[0012]图5是根据本发明的一个实施例的激光维持等离子体子系统的示意图。
[0013]图6是根据本发明的一个实施例的激光维持等离子体子系统的示意图。
[0014]图7是根据本发明的一个实施例的激光维持等离子体子系统的示意图。
[0015]图8是描绘根据本发明的一个实施例的用于使用激光维持等离子体照明输出对样本进行成像的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016]现将详细参考在附图中说明的所揭示标的物。
[0017]大体上参考图1A到8，根据本发明描述用于使用激光维持等离子体照明对样本进行成像的系统及方法。本发明的实施例涉及使用利用激光维持等离子体光源产生的短波长照明(例如VUV辐射)对样本进行光学检验。本发明的实施例涉及将激光维持等离子体光源的短波长光学输出与对应成像子系统(例如，检验子系统、度量子系统及类似物)的照明光学器件耦合。本发明的额外实施例涉及激光维持等离子体源内的等离子体栗浦照明(例如，IR光)与短波长宽带输出(例如，VUV光)的分离。
[0018]图1A说明根据本发明的实施例的用于使用激光维持等离子体照明输出对样本进行成像的系统100。在以下专利申请案中大体描述在惰性气体物种内产生等离子体:2007年4月2日申请的第11/695,348号美国专利申请案;2006年3月31日申请的第11/395,523号美国专利申请案；以及2012年10月9日申请的第13/647,680号美国专利申请案，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。还在2014年3月25日申请的第14/224，945号美国专利申请案(其以全文引用的方式并入本文中)中大体描述等离子体的产生。此外，在2014年3月31日申请的第14/231，196号美国专利申请案及2014年5月27日申请的第14/288,092号美国专利申请案(所述申请案各自以全文引用的方式并入本文中)中描述等离子体单元的使用。广而言之，系统100应解释为扩展到所属领域中已知的任何基于等离子体的光源。
[0019]在一个实施例中，系统100包含激光维持等离子体(LSP)照明子系统102。在本文中应注意，术语‘LSP照明子系统102’贯穿本发明可与‘LSP照明器’交换使用。在一个实施例中，LSP照明子系统102包含栗浦源104，其经配置以产生包含一或多个第一所选择波长的栗浦照明121，例如(但不限于)红外(IR)辐射、可见光及紫外光。举例来说，栗浦源104可包含能够发射在约200nm到1.5μπι的范围内的照明的任何源。在另一实施例中，LSP照明子系统102包含气体容纳元件108，例如(但不限于)室、等离子体单元或等离子体灯泡。在一个实施例中，气体容纳元件108容纳用于产生并维持等离子体107的一定体积的气体。在另一实施例中，LSP照明子系统102包含收集器106或反射器，其经配置以将来自栗浦源104的栗浦照明121 (例如，经由反射内表面)聚焦到容纳于气体容纳元件108内的一定体积的气体中。就此而言，收集器106可在一定体积的气体内产生等离子体107。此外，等离子体107可发射包含一或多个第二所选择波长的宽带辐射133，例如(但不限于)VUV辐射、DUV辐射、UV辐射及可见光。举例来说，LSP照明子系统102可包含(但不限于)能够发射具有在10nm到200nm的范围内的波长的光的任何LSP配置。通过另一实例，LSP照明子系统102可包含(但不限于)能够发射具有低于10nm的波长的光的任何LSP配置。在另一实施例中，收集器106经布置以收集由等离子体107发射的宽带照明133 (例如，VUV辐射、DUV辐射、UV辐射及/或可见光)且将宽带照明133引导到一或多个额外光学元件(例如，操纵光学器件、分束器、收集孔、滤光器、均质器及类似物)。举例来说，收集器106可收集由等离子体107发射的VUV宽带辐射、DUV宽带辐射、UV宽带辐射或可见光中的至少一者，且将宽带照明133引导到镜面105(例如，用于将LSP照明子系统102光学耦合到成像子系统111的照明子系统112的光学输入的镜面105)。就此而言，L