[發明專利]確定污染層厚或材料種類的方法、光學元件和EUV光刻系統

有效

• 申請號: 201710236373.2
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107388976B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: I.阿門特;M.貝克
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司SMT有限責任公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G01N21/41
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

本發明涉及一種用于確定光學系統中的表面(7)處、尤其在EUV光刻系統(101)中的表面(7)處的污染層(13)的厚度(d1,d2)和/或污染材料的種類的方法，該方法包括：用測量射線(10)來照射在其處形成有等離激元納米顆粒(8a,b)的表面(7)，檢測在所述等離激元納米顆粒(8a,b)處散射的測量射線(10a)，以及借助所檢測到的測量射線(10a)來確定污染層(13)的厚度(d1,d2)和/或污染材料的種類。本發明還涉及一種用于反射EUV射線(4)的光學元件(1)以及一種EUV光刻系統。

技術領域

本發明涉及一種用于確定光學系統中的表面處、尤其在EUV光刻系統中的表面處的污染層厚度和/或(至少一種)污染材料種類的方法，還涉及一種用于反射EUV射線的光學元件以及一種EUV光刻系統。

背景技術

污染材料可能會積聚在布置在光學系統中的光學或非光學元件的表面處，隨著時間的推移，這些污染材料會生長成污染層。這種光學系統的一個例子是EUV光刻設備，其中在真空環境中的反射EUV射線的光學元件和非光學部件被布置在殘留氣體氣氛中，在該殘留氣體氣氛中不能完全避免污染性氣態物質的出現。其中會形成污染層的光學系統的其他實例是用于諸如晶片或掩模的光學元件的檢查和/或計量系統。即使在使用其他波長的射線(例如在DUV波長范圍內的射線)作為有用射線的光學系統中，也可形成這種污染層。這樣的光學系統的一個實例是DUV光刻設備。

關于這種污染層的厚度和構成該污染層的污染材料的性質的信息可能有利于清潔目的：例如可以當污染層的厚度超過預定值時進行相應表面的清潔和/或可以必要時根據污染材料的種類而適當選擇清潔類型，例如用于清潔的試劑如清潔氣體。

從WO 2014/114382A1中已知一種用于確定在設有反射EUV射線的多層涂層的光學元件的自由界面上的相位的方法和/或用于確定在多層涂層上形成的污染層的厚度的方法。在該方法中，測量在用EUV射線照射多層涂層期間產生的光電流并且借助所測量的光電流和污染層的厚度之間的預設關系來確定污染層的厚度。

WO 2005/091076A2描述了一種通過電磁駐波的相移來確定多層涂層的表面層的厚度的方法。所述駐波的相移同樣借助光電流來測量。

除了上述方法之外，污染層的厚度必要時也可以通過基于橢偏儀的測量來確定。然而，在這種情況下，在測量射線源和檢測器之間的經定義的幾何形狀是有必要的，使得在鏡子形式的光學元件上或者在分面鏡的多個小面處進行(光柵)測量并且以該方式確定污染層厚度是非常耗費的。

發明內容

本發明的目的是提供一種前述類型的方法、一種光學元件和一種EUV光刻系統，其中，特別是在操作光學系統期間，可以以簡單的方式確定光學系統中的表面處的污染層厚度和/或污染材料種類。

該目的通過引言中提到的類型的方法來實現，該方法包括以下步驟：用測量射線來照射在其處形成有(表面)等離激元納米顆粒的表面，檢測在等離激元納米顆粒處散射的測量射線，并借助所檢測到的且在等離激元納米顆粒上散射的測量射線來確定污染層的厚度和/或污染材料的種類。

與基于橢偏儀的層厚度測量相反，不檢測在表面處反射的測量射線，而是檢測在等離激元納米顆粒上散射的測量射線。因此，在根據本發明的測量中，不需要測量光源和檢測器相對于所述表面而言的精確定義的幾何形狀或取向，使得可以以相當少的耗費進行污染測量。

確定其上的污染層的厚度或污染材料的種類的表面可以是布置在光學系統中的光學元件或非光學元件或部件的表面。特別地，光學系統可以是EUV光刻系統，即，可以是這樣的系統，該系統用于波長在EUV波長范圍(即約5nm至約30nm)的光刻。例如，EUV光刻系統可以是EUV光刻設備，EUV掩模計量系統，可以是晶片計量系統或者一般地可以是用于光學元件的計量系統。光學系統也可以是不用EUV波長范圍內的射線操作的光學系統，例如可以是DUV光刻設備。