[發明專利]包括消球差單物鏡的量測工具

在審

• 申請號: 202080036107.5
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN113906346A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: F·澤普
• 申請（專利權）人: ASML荷蘭有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B27/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張啟程

提供一種量測工具、一種消球差單透鏡、和一種設計消球差單透鏡的方法。量測工具用于確定襯底上的結構的特性。量測工具包括用于檢測在波長范圍內的輻射的光學檢測系統。光學檢測系統包括用于將輻射聚焦至檢測器上的消球差單透鏡。消球差單透鏡具有在所述波長范圍內的消球差波長。

相關申請的交叉引用

本申請要求2019年5月17日遞交的歐洲/美國申請19175086.8的優先權，該歐洲/美國申請的全部內容以引用的方式并入本文中。

技術領域

本發明涉及用于確定襯底上的結構的一個或多個特性的量測工具。具體地，本發明涉及在此類量測工具內包括消球差單物鏡的光學檢測系統。

背景技術

光刻設備是構造成將期望的圖案施加至襯底上的機器。光刻設備可以用于例如集成電路(IC)的制造中。光刻設備可以例如將圖案形成裝置(例如，掩模)處的圖案(經常也稱為“設計布局”或“設計”)投影至設置于襯底(例如，晶片)上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。

為了將圖案投影在襯底上，光刻設備可以使用電磁輻射。此輻射的波長決定了可以形成于襯底上的特征的最小尺寸。當前在使用中的典型波長為365nm(i線)、248nm、193nm和13.5nm。相比于使用例如波長為193nm的輻射的光刻設備，使用具有在4nm至20nm的范圍內(例如，6.7nm或13.5nm)的波長的極紫外(EUV)輻射的光刻設備可以用于在襯底上形成較小的特征。

低k₁光刻術可以用于處理尺寸小于光刻設備的典型分辨率極限的特征。在此過程中，可以將分辨率公式表示為CD＝k₁×λ/NA，其中，λ為所采用的輻射的波長，NA為光刻設備中的投影光學器件的數值孔徑，CD為“臨界尺寸”(通常是被印刷的最小特征尺寸，但在這種情況下為半節距)并且k₁為經驗分辨率因子。一般而言，k₁越小，就越難以在襯底上再生與由電路設計者規劃以便實現特定電功能性及性能的形狀及尺寸類似的圖案。為了克服這些困難，可以將復雜的微調步驟應用于光刻投影裝置和/或設計布局。這些步驟包括例如但不限于：NA的優化、自定義照射方案、使用相移圖案形成裝置、設計布局的各種優化，諸如設計布局中的光學鄰近效應校正(OPC，有時也稱為“光學及過程校正”)，或者通常被定義為“分辨率增強技術”(RET)的其他方法。可替代地，用于控制光刻設備的穩定性的緊密的控制循環可以用于改善圖案的在低k₁下的再生。

用于光刻過程和/或相關測量過程的設備包括用于在設備內引導和控制輻射的復雜光學系統。這些光學系統可能非常復雜，以便滿足對形成所述光學系統的一部分的設備所提出的嚴格性能要求。光學系統的性能通常依賴于波長，并且制造在更寬波長范圍內滿足性能要求的光學器件也可能增加光學系統的復雜性。結果，設備內部的光學系統可以具有較大的尺寸和/或成本并且可能難以生產。本文中描述的是解決與用于光刻、量測和/或檢查設備的光學系統相關的挑戰中的一些挑戰的方法和系統。

發明內容

根據本公開，提供一種用于確定襯底上的結構的特性的量測工具。所述量測工具可以包括用于檢測在波長范圍內的輻射的光學檢測系統，其中，所述光學檢測系統包括用于將所述輻射聚焦至檢測器上的消球差單透鏡，其中，所述消球差單透鏡具有在所述波長范圍內的消球差波長。

可選地，所述消球差單透鏡可以包括：前表面和后表面，所述前表面和后表面具有軸上曲率，在所述軸上曲率處，所述消球差單透鏡的球面色像差在最小球面色像差的上下20％內。所述消球差單透鏡還可以包括多個其他透鏡特性，其中，所述最小球面色像差是具有相同的其他透鏡特性的所有消球差單透鏡的最小球面色像差。

可選地，所述多個其他透鏡特性可以包括材料、厚度、數值孔徑、焦距、和放大率中的至少兩項。

可選地，所述軸上曲率可以被表示為科丁頓(Coddington)形狀因子。