[发明专利]光学系统、检查系统以及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学系统、具有光学系统的检查系统、具有这种检查系统的光刻设备以及一种制造方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的目标部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，所述图案通过成像被转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓的步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

图案的成像可能对图案形成装置和/或衬底的灰尘或其他污染物非常敏感。因此，在成像之前，可以使用污染物检查系统测试图案形成装置(和/或保护其小的结构的薄膜)和/或衬底的污染物，尤其是测试颗粒。如果在图案形成装置或衬底上探测到颗粒，则可以接受颗粒(由此接受衬底上的可能的缺陷区域)，或可以去除颗粒，或淘汰图案形成装置或衬底。

发明内容

当前的用于检查例如掩模版、与掩模版相关的薄膜和/或衬底等物体的表面的污染物检查系统使用散射辐射技术。在这种技术中，激光束被聚焦至物体上并且从物体散射并被光学系统接收的辐射被进一步投影到像平面上。

为了在单次照射中成像例如物体的整个表面，检查系统可以具有设置有广角透镜的光学系统，广角透镜具有例如至少等于60度的视角。通常，这种广角透镜在物体被定位在无穷远处时工作得最好。当这种广角透镜被用于特写或近处和短的有限工作距离，例如尤其是用在检查系统中，由于遭受相对高的像差的麻烦，广角透镜形成质量不好的图像。为了改善图像品质，与广角透镜串联使用包括输入聚光镜和输出聚光镜的光学中继透镜组。在这种布置中，来自广角透镜的辐射(形成中间低品质的图像)被输入聚光镜接收并通过传到输出聚光镜以形成品质相对好的物体图像。然而，这种广角透镜和光学中继透镜组的组合可能体积庞大并且可能遭受低的调制传递函数(modulation transfer function，MTF)反差和晕影，尤其是对于高分辨率成像设置来说在场边缘处。此外，这种组合可能不支持光学可逆性，以便可以通过改变诸如光学中继透镜组内的元件的布置来反转光学系统的放大率。

因此，例如提供一种广角光学系统，例如在颗粒检查系统中，将是有利的，其可以支持有限的短的工作距离的全场或全表面成像，并且提供具有高MTF反差和高分辨率的物体表面的图像。

根据本发明一方面，提供一种光学系统，包括广角输入透镜组和输出透镜组。广角输入透镜组配置成接收例如具有60度或更大角展度的来自物体表面的辐射并形成可成像辐射。在一个实施例中，广角输入透镜组被布置成使得在广角输入透镜组内或之后不形成中间聚焦图像。输出透镜组被配置成接收来自广角输入透镜组的可成像辐射并将该辐射聚焦到像平面上，以成像物体表面的至少一部分。像平面可以与配置成接收物体表面的至少一部分的图像的检测器共面，并基于所接收的图像以检测污染物、或物体表面上的其他反常特征。物体可以例如是光刻系统内的掩模版、与掩模版相关的薄膜、衬底、掩模版保持装置或台。

在一个实施例中，广角输入透镜组包括具有非球面表面的双合透镜(doublet)和前光学元件。在一个实施例中，输出透镜组包括具有非球面表面的最终透镜元件和双合透镜。广角输入透镜组和输出透镜组可以配置成在光学系统内可交换地布置以改变光学系统的放大率。光学系统可以布置成使得光学系统是非焦阑的或非远心的。