(57)【要約】  マスク検査システムのための照明光学ユニット（１）は、ＥＵＶ照明光（２）と共に使用される。照明光学ユニット（１）の中空導波路（９）は、照明光（２）を案内するように機能する。中空導波路（９）は、照明光（２）のための入射開口部（７）と、照明光（２）のための出射開口部（１０）とを有する。導波路（９）の下流に配置された結像ミラー光学ユニット（１１）は、出射開口部（１０）を照明視野（４）に結像するように機能する。それによってスループットがＥＵＶ照明光に対して最適化された照明光学ユニットがもたらされる。【選択図】図１
2016511440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ照明光（２）と共に使用するためのマスク検査システム（５）のための照明光学ユニット（１）であって、
前記照明光（２）のための入射開口部（７）と該照明光（２）のための出射開口部（１０）とを含む該照明光（２）を案内するための中空導波路（９）を含み、
前記出射開口部（１０）を照明視野（４）内に結像するために前記中空導波路（９）の下流に配置された結像ミラー光学ユニット（１１）を含む、
ことを特徴とする照明光学ユニット（１）。
【請求項２】
前記結像光学ユニット（１１）は、６０°よりも大きい平均入射角（α１，α２）を用いる前記照明光（２）のかすめ入射のための少なくとも１つのミラー（１４、１５）を有することを特徴とする請求項１に記載の照明光学ユニット。
【請求項３】
前記結像光学ユニット（１１）は、６０°よりも大きい平均入射角（α１，α２）を各々が用いる前記照明光（２）のかすめ入射のための厳密に２つのミラー（１４、１５）を有することを特徴とする請求項２に記載の照明光学ユニット。
【請求項４】
３００ｍｍよりも短い、前記２つのミラー（１４、１５）の光学的使用面間の最小距離（ｄ）を特徴とする請求項３に記載の照明光学ユニット。
【請求項５】
前記結像光学ユニット（１１）は、ウォルター望遠鏡の様式に具現化されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
【請求項６】
前記結像光学ユニット（１１）は、６０°よりも大きい平均入射角（α１）を用いる前記照明光（２）のかすめ入射のための楕円面ミラー（１４）を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
【請求項７】
前記結像光学ユニット（１１）は、６０°よりも大きい平均入射角（α２）を用いる前記照明光（２）のかすめ入射のための双曲面ミラー（１５）を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
【請求項８】
８０°よりも大きい前記中空導波路（９）内の前記照明光（２）の最小入射角を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
【請求項９】
４０％よりも高い前記照明光（２）に対する全体反射率を特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
【請求項１０】
リソグラフィマスク（１３ａ）を検査するためのマスク検査システム（５）であって、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の照明光学ユニットを含み、
照明光（２）を生成するためのＥＵＶ光源（６）を含み、
照明視野（４）を像視野（１８）に結像するための投影光学ユニット（１７）を含み、
前記像視野（１８）上に入射する照明光（２）を検出するための検出デバイス（２０）を含む、
ことを特徴とするマスク検査システム（５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ドイツ特許出願ＤＥ  １０  ２０１３  ２０４  ４４４．５の内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、ＥＵＶ照明光との併用のためのマスク検査システムのための照明光学ユニットに関する。本発明は、更に、そのような照明光学ユニットとＥＵＶ光源とを有するマスク検査システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
マスク検査システムは、ＤＥ  １０２  ２０  ８１５  Ａ１及びＷＯ  ２０１２／１０１２６９  Ａ１から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＤＥ  １０  ２０１３  ２０４  ４４４．５
【特許文献２】ＤＥ  １０２  ２０  ８１５  Ａ１
【特許文献３】ＷＯ  ２０１２／１０１２６９  Ａ１
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｊ．Ｄ．Ｍａｎｇｕｓ、Ｊ．Ｈ．Ｕｎｄｅｒｗｏｏｄ著「かすめ入射Ｘ線望遠鏡の光学設計（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  ａ  Ｇｌａｎｃｉｎｇ  Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ）」、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ、第８巻、１９６９年、９５ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、そのような検査システムのスループットが照明視野を照明するために使用することができるＥＵＶ照明光に対して最適化されるようなそのような検査システムのための照明光学ユニットを開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明により、上述の目的は、請求項１に指定する特徴を有する照明光学ユニットによって達成される。
【０００８】
中空導波路と少なくとも１つのかすめ入射のためのミラーを有する結像光学ユニットとを使用することの結果は、照明均一性に関する厳しい要件を守りながらも、同時に高いスループットを有し、すなわち、照明光学ユニットの構成要素による高い伝達率を有して照明視野を照明することができる照明光学ユニットである。中空導波路は、照明光の良好な混合をもたらす。それによって効率が高く、同時に照明光による照明視野の高度に均一な照明を有する照明光学ユニットがもたらされる。照明視野は、小さい照射量変化しか伴わずに照明することができる。検査されるマスクが照明視野を通して走査されるという点から、走査方向に積分される照明照射量の変化は、照明視野内の走査軸と垂直に５％よりも小さい値に達することができ、特に、この変化は、１％よりも小さい値に達することができる。結像光学ユニットの像側開口数は、０．２よりも小さくすることができ、０．１とすることができる。照明視野は、照明視野平面内で０．５ｍｍよりも小さい代表寸法を有することができ、すなわち、例えば、最大で１ｍｍ×１ｍｍ、又は他に最大で０．６ｍｍ×０．６ｍｍの領域内の面積を有することができる。照明視野は矩形とすることができ、０．６ｍｍ×０．４ｍｍ、又は他に０．１ｍｍ×０．１ｍｍの寸法を有することができる。特に中空導波路の出射開口部のアスペクト比は、０．５と２の間にあるとすることができ、例えば、１とすることができる。照明光を反射するのに使用される中空導波路の内部空洞は直方体とすることができる。相応に、入射開口部及び出射開口部は矩形とすることができ、これらの開口部は同じ寸法を有することができる。入射開口部及び出射開口部の代表寸法は、１ｍｍ×１ｍｍから５ｍｍ×５ｍｍの範囲にあるとすることができ、例えば、１．０ｍｍ×２．０ｍｍ又は１．５ｍｍ×２．０ｍｍとすることができる。中空導波路は、３００ｍｍよりも長くすることができ、４００ｍｍよりも長くすることができ、更に５００ｍｍよりも長くすることができる。中空導波路内での照明光の反射の回数ｎは、最大で１０とすることができる。照明光を反射する照明光学ユニットの全ての面は、高反射コーティング、特にルテニウムコーティングを担持することができる。
【０００９】
請求項２に記載のかすめ入射のためのミラーの平均入射角は、それぞれのミラー上に入射する照明光ビームの主光線の入射角である。少なくとも１つのかすめ入射のためのミラー上の平均入射角は、６５°よりも大きくすることができ、７０°よりも大きくすることができ、７５°よりも大きくすることができ、８０°よりも大きくすることができ、更に６５°よりも大きくすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の厳密に２つのミラーを有する結像光学ユニットは、特に適することが見出されている。これら２つのミラー上の照明光の平均入射角の和は、１３０°よりも大きくすることができ、１３５°よりも大きくすることができ、１４０°よりも大きくすることができ、１４５°よりも大きくすることができ、更に１４９°とすることができる。
【００１１】
請求項４に記載の光学的使用面の間の最小距離は、照明光学ユニットの小型構成をもたらす。この最小距離は、５０ｍｍ、又は他に２５ｍｍとすることができる。それに対してこれに代えて又はこれに加えて、２つの隣接ミラーの光学的使用面の間の距離は、３ｍｍよりも大きくすることができる。それによって安定したミラーマウントを用いて隣接ミラーを各々装着することができることを確実にする。
【００１２】
請求項５に記載のウォルター望遠鏡としての実施形態は、特に高いスループットを有する照明光学ユニットをもたらす。
【００１３】
特に、照明光学ユニットの結像光学ユニットは、Ｉ型ウォルター光学ユニットとして具現化することができる。
【００１４】
請求項６に記載の楕円面ミラー又は請求項７に記載の双曲面ミラーとしてのミラーの実施形態は、特に適することが見出されている。照明光学ユニットのミラーのうちの少なくとも２つ、又は照明光学ユニットが２つよりも多いミラーを有する場合は照明光学ユニットの全てのミラーが、共通の回転対称軸を有することができる。楕円面ミラーは、中空導波路の下流の照明光のビーム経路内で結像光学ユニットの第１のミラーとすることができる。楕円面ミラーの入射後側フォーカスは、１５０ｍｍよりも大きくすることができ、２５０ｍｍよりも大きくすることができ、更に３００ｍｍよりも大きくすることができる。双曲面ミラーの出射後側フォーカスは、５０ｍｍと１００ｍｍの間の領域内にあるとすることができ、６０ｍｍとすることができる。
【００１５】
照明光学ユニット、特にウォルター望遠鏡の大きい後側フォーカスが可能であり、例えば、無限遠における出射後側フォーカスが可能である。この場合に、それによって照明視野のテレセントリック照明を有する照明光学ユニットをもたらすことができる。
【００１６】
請求項８に記載の最小入射角は、第１に出射開口部内での照明光強度に関する良好な混合効果、第２に高いスループットを有する中空導波路をもたらす。
【００１７】
請求項９に記載の全体反射率は、ＥＵＶ照明光の使用に関して非常に有利なスループットをもたらす。全体反射率は、照明光が入射する照明光学ユニットの全てのミラー構成要素の反射率の積として現れる。
【００１８】
請求項１０に記載のマスク検査システムの利点は、本発明による照明光学ユニットを参照して上述したものに対応する。ウェーハ検査システムも、対応する構成を有することができる。検査システムは、当該照明中の物体の走査変位が可能であるように物体変位ドライブに機械的に結合された検査される物体を装着するための物体マウントを有することができる。
【００１９】
検査システムは、紫外線マスク検査のためのシステムとすることができる。
【００２０】
本発明の例示的実施形態を図面に基づいて以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＥＵＶ照明光との併用のためのマスク検査システムのための照明光学ユニットの概略図である。
【図２】照明光学ユニットの中空導波路の出射開口部から検査される物体を経て検査システムの像平面又は検出平面の像視野に至る中心照明視野点の主光線のビーム経路の非常に概略的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
照明光学ユニット１は、ＥＵＶ照明光２との併用のためのマスク検査システムの構成要素である。図面内には照明光２のビーム経路をそれぞれ非常に概略的に示しており、マスク検査システム５の照明視野４の中心視野点の主光線３に関してのみ示している。
【００２３】
照明光２は、ＥＵＶ光源６によって生成される。光源６は、２ｎｍと３０ｎｍの間の波長領域、例えば、２．３ｎｍと４．４ｎｍの間の波長領域、又は５ｎｍと３０ｎｍの間の波長領域、例えば、１３．５ｎｍのＥＵＶ使用放射線を生成することができる。ＥＵＶリソグラフィシステム又は投影露光装置において常套的な光源、すなわち、例えばレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）光源又は放電生成プラズマ（ＤＰＰ）光源を光源６に対して使用することができる。
【００２４】
光源６による放出の後に、照明光２は、最初にコレクター（この図には示していない）によってフォーカスされ、中空導波路９の入射平面８内の入射開口部７内にフォーカスされる。照明光２の殆どの部分は、中空導波路９内で複数回の反射を受ける。中空導波路９内での反射の回数ｎは、最大で１０である。
【００２５】
照明光２に対して同じ寸法を有する入射開口部７及び出射開口部１０のアスペクト比は、０．５と２の間にある。入射開口部７及び出射開口部１０の各々は、１ｍｍと５ｍｍの間の範囲に代表寸法を有する矩形である。中空導波路９の入射開口部７及び出射開口部１０の代表寸法は、１．０ｍｍ×２．０ｍｍ又は１．５ｍｍ×２．０ｍｍである。
【００２６】
中空導波路９の導波路空洞の内壁には、照明光２に対して非常に高い反射性を有するコーティング、例えば、ルテニウムコーティングが設けられる。矩形の入射開口部及び出射開口部７、１０に即して、導波路空洞は直方体である。照明光２のビーム方向に、中空導波路９は、５００ｍｍの典型的な長さを有する。
【００２７】
中空導波路９の下流に配置された結像光学ユニット１１は、出射平面１２に位置する中空導波路９の出射開口部１０を物体平面１３内の照明視野４に結像する。この像の像側開口数は０．１である。
【００２８】
位置関係を簡易化するために、以下に続く本文では直交ｘｙｚ座標系を使用する。ｘ軸は、図１及び図２の作図面に対して垂直である。ｚ軸は、各々照明光２の主光線３のビーム方向に延びている。
【００２９】
物体平面１３内には、検査されるレチクル１３ａが配置される。レチクル１３ａは、レチクル変位ドライブ１３ｂへの機械機能的な接続を有し、それによってレチクル１３ａは、マスク検査中に物体変位方向ｙに沿って変位される。この変位により、物体平面１３内でのレチクル１３ａの走査変位が可能である。
【００３０】
照明視野４は、物体平面１３内で０．５ｍｍよりも小さい代表寸法を有し、図示の実施形態において、この寸法は、ｘ方向に０．６ｍｍであり、ｙ方向に０．４５ｍｍである。
【００３１】
照明視野４のｘ／ｙアスペクト比は、出射開口部１０のｘ／ｙアスペクト比に対応する。
【００３２】
照明光学ユニット１１は、照明光２のかすめ入射のための２つのミラー１４、１５を有する。ミラー１４に対する平均入射角α１又はミラー１５に対するα２は、各々、６０°よりも大きい。照明光学ユニット１では、これら２つの平均入射角の和α＝α１＋α２は、１４９°である。
【００３３】
図示の実施形態において、結像光学ユニット１１は、厳密に２つのかすめ入射のためのミラー、すなわち、ミラー１４及び１５を有する。２つのミラー１４、１５の光学的使用面の間の最小距離ｄは、２５ｍｍである。
【００３４】
結像光学ユニット１１は、ウォルター望遠鏡方式、すなわち、Ｉ型ウォルター光学ユニットの様式に具現化される。そのようなウォルター光学ユニットは、Ｊ．Ｄ．Ｍａｎｇｕｓ、Ｊ．Ｈ．Ｕｎｄｅｒｗｏｏｄ著「かすめ入射Ｘ線望遠鏡の光学設計（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  ａ  Ｇｌａｎｃｉｎｇ  Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ）」、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ、第８巻、１９６９年、９５ページ及びその引用参考文献に記載されている。そのようなウォルター光学ユニットでは、放物面の代わりに双曲面を使用することができる。楕円面ミラーと双曲面ミラーの組合せもＩ型ウォルター光学ユニットを構成する。
【００３５】
中空導波路９の後の照明光２のビーム経路内の第１のミラー１４は、楕円面ミラーとして具現化される。照明光２のビーム経路内のその後のミラー１５は、双曲面ミラーとして具現化される。２つのミラー１４、１５のミラー面は、図２の結像光学ユニット１１の子午断面に描示す共通の対称軸を有する。２つのミラー１４、１５の光学的使用面は、対称軸１６の周りの周方向に１８０°よりも有意に小さい方位角をカバーする。
【００３６】
楕円面ミラー１４の入射後側フォーカスｅ１は、約３３０ｍｍである。
【００３７】
楕円面ミラー１５の出射後側フォーカスｈ２は、約６０ｍｍである。結像光学ユニット１１の変形では（この図には示していない）、結像光学ユニット１１の出射瞳は無限遠に位置する。それによってこの場合に、照明視野側でテレセントリックな照明光学ユニットがもたらされる。
【００３８】
中空導波路９における照明光２に対する最小入射角は８８°である。
【００３９】
照明光２に対する中空導波路９の反射率は約９０％である。中空導波路９に入射する照明光２の７３％が、結像光学ユニット１１の第１のミラー１４によって反射される。入射開口部７に最初に入射する照明光２の５７％が、結像光学ユニット１１の第２のミラーによって照明視野４内に反射される。従って、照明光学ユニット１の全体反射率は５７％である。
【００４０】
図２は、更に以下を描示している。
−楕円面ミラー１４の出射後側フォーカスｅ２
−双曲面ミラー１５の入射後側フォーカスｈ１
−楕円面ミラー１４の２つのフォーカスＦ１ｅ及びＦ２ｅ
−双曲面ミラー１５の２つのフォーカスＦ１ｈ及びＦ２ｈ
−楕円面ミラー１４上のビーム角度αｅ＝２α１
−双曲面ミラー１５上のビーム角度αｈ＝２α２
【００４１】
照明視野４は、図２には概略的にしか示していない投影光学ユニット１７を用いて像平面１９の像視野１８に結像される。物体視野４と像視野１８の間の主光線３のビーム経路は、図２の概略図では対称軸１６と一致する。これは必須ではない。
【００４２】
像視野１８は検出デバイス２０、例えば、１つ又は複数のＣＣＤカメラによって検出される。
【００４３】
マスク検査システム５を用いて、例えば、レチクル１３ａ上の構造の検査が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  照明光学ユニット１
３  主光線
７  入射開口部
９  中空導波路
１０  出射開口部
【図１】
2016511440.tif 000003
【図２】
2016511440.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成27年11月12日(2015.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ照明光（２）と共に使用するためのマスク検査システム（５）のための照明光学ユニット（１）であって、
前記照明光（２）のための入射開口部（７）と該照明光（２）のための出射開口部（１０）とを含む該照明光（２）を案内するための中空導波路（９）を含み、
前記出射開口部（１０）を照明視野（４）内に結像するために前記中空導波路（９）の下流に配置された結像ミラー光学ユニット（１１）を含む、
ことを特徴とする照明光学ユニット（１）。
【請求項２】
前記結像ミラー光学ユニット（１１）は、６０°よりも大きい平均入射角（α１，α２）を用いる前記照明光（２）のかすめ入射のための少なくとも１つのミラー（１４、１５）を有することを特徴とする請求項１に記載の照明光学ユニット。
【請求項３】
前記結像ミラー光学ユニット（１１）は、６０°よりも大きい平均入射角（α１，α２）を各々が用いる前記照明光（２）のかすめ入射のための厳密に２つのミラー（１４、１５）を有することを特徴とする請求項２に記載の照明光学ユニット。
【請求項４】
３００ｍｍよりも短い、前記２つのミラー（１４、１５）の光学的使用面間の最小距離（ｄ）を特徴とする請求項３に記載の照明光学ユニット。
【請求項５】
前記結像ミラー光学ユニット（１１）は、ウォルター望遠鏡の様式に具現化されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
【請求項６】
前記結像ミラー光学ユニット（１１）は、６０°よりも大きい平均入射角（α１）を用いる前記照明光（２）のかすめ入射のための楕円面ミラー（１４）を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
【請求項７】
前記結像ミラー光学ユニット（１１）は、６０°よりも大きい平均入射角（α２）を用いる前記照明光（２）のかすめ入射のための双曲面ミラー（１５）を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
【請求項８】
８０°よりも大きい前記中空導波路（９）内の前記照明光（２）の最小入射角を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
【請求項９】
４０％よりも高い前記照明光（２）に対する全体反射率を特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
【請求項１０】
リソグラフィマスク（１３ａ）を検査するためのマスク検査システム（５）であって、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の照明光学ユニットを含み、
照明光（２）を生成するためのＥＵＶ光源（６）を含み、
照明視野（４）を像視野（１８）に結像するための投影光学ユニット（１７）を含み、
前記像視野（１８）上に入射する照明光（２）を検出するための検出デバイス（２０）を含む、
ことを特徴とするマスク検査システム（５）。
【国際調査報告】
2016511440.tif 000005
2016511440.tif 000006
2016511440.tif 000007