DE102005048376A1 - Simulation method for an optical formation device involves the calculation from a pre-defined value from a value range of an image defect of the image device's influenced parameters - Google Patents

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Abstract

The simulation method involves the calculation from a pre-defined value from a value range of an image defect of the image device's influenced parameters. The predefined image knowledge base of the image device is optimised such that the value range is predefined. The parameter of the optical image devices is adjustable via the value range. The calculated evaluation may be implemented iteratively.

Description

Die Erfindung betrifft ein Simulationsverfahren und ein Simulationssystem für eine optische Abbildungsvorrichtung, die ein Objekt in eine Ebene abbildet.The The invention relates to a simulation method and a simulation system for one optical imaging device that images an object into a plane.

Bei der optischen Abbildungsvorrichtung kann es sich insbesondere um eine Belichtungsvorrichtung zur Abbildung einer Maske auf ein Halbleiterwafer handeln. Selbst die äußerst hochwertigen Optiken solcher Belichtungsvorrichtungen sind mit Bildfehlern behaftet, so daß sie je nach abzubildender Struktur (Maskenform) unterschiedliche Abbildungsqualitäten liefern. Die Abbildungsfehler sind meist nach Typ und Art bekannt. Es werden sogar unterschiedliche Abbildungsfehler für unterschiedliche Abbildungsaufgaben genutzt, wobei jedoch häufig Testbelichtungen mit nachfolgender Analyse der belichteten und/oder geätzten Wafer in Inspektions- und Meßsystemen durchgeführt werden. Dies ist zeit- und kostenintensiv.at The optical imaging device may be in particular an exposure device for imaging a mask on a semiconductor wafer act. Even the very high quality optics such exposure devices are subject to image defects, so that you Depending on the structure to be imaged (mask shape) provide different imaging qualities. The aberrations are usually known by type and type. It will even different aberrations for different imaging tasks but often use test exposures with subsequent analysis of the exposed and / or etched wafers in inspection and measuring systems carried out become. This is time consuming and costly.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Simulationsverfahren und eine Simulationsvorrichtung für eine optische Abbildungsvorrichtung, die ein Objekt in eine Ebene abbildet, zur Verfügung zu stellen, mit denen die Abbildungseigenschaften der Abbildungsvorrichtung schnell und kostengünstig weiter verbessert werden kann.outgoing It is an object of the invention, a simulation method and a simulation device for an optical imaging device, which is an object in a plane maps available with which the imaging properties of the imaging device fast and inexpensive can be further improved.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Simulationsverfahren für eine optische Abbildungsvorrichtung, die ein Objekt in eine Ebene abbildet, wobei bei dem Verfahren rechnerisch aus einem vorgegebenen Wertebereich eines einen Abbildungsfehler der Abbildungsvorrichtung beeinflussenden Parameters derjenige Wert ermittelt wird, für den eine vorgegebene Abbildungskenngröße der Abbildungsvorrichtung optimiert ist, wobei der Wertebereich dadurch vorgegeben ist, daß der Parameter an der optischen Abbildungsvorrichtung über den Wertebereich verstellbar ist.According to the invention Task solved by a simulation method for an optical imaging device, which is an object in a plane with the method calculated from a given Range of values of an aberration of the imaging device influencing parameter that value is determined for the one predetermined mapping characteristic of the imaging device is optimized, wherein the range of values is specified by the fact that the parameter adjustable on the optical imaging device over the range of values is.

Mit dem Simulationsverfahren kann somit auch der Abbildungsfehler der Abbildungsvorrichtung konstruktiv für eine bessere Abbildung genutzt werden. Dabei wird der optimale Wert des den Abbildungsfehler beeinflussenden Parameters rechnerisch ermittelt, so daß an der optischen Abbildungsvorrichtung selbst keine Tests und Untersuchungen notwendig sind. Damit werden Zeit und Kosten eingespart, da die optische Abbildungsvorrichtung während der Simulation bereits bestimmungsgemäß genutzt werden kann (beispielsweise zur Herstellung von Halbleiterbauelementen).With The simulation method can therefore also the aberration of the Imaging device used constructively for better illustration become. In this case, the optimal value of the aberration affecting Calculated parameters, so that on the optical imaging device even no tests and examinations are necessary. With that Time and cost saved since the optical imaging device while the simulation can already be used as intended (for example for the production of semiconductor devices).

Unter Abbildung des Objekts in eine Ebene mittels der Abbildungsvorrichtung wird hier insbesondere eine Abbildung mit einer vorbestimmten Tiefenschärfe, die in der Regel gefordert ist, verstanden, wie dies z.B. bei der Resistbelichtung in der Halbleiterindustrie üblich ist.Under Illustration of the object in a plane by means of the imaging device Here, in particular, an image with a predetermined depth of field, the usually required, understood as e.g. in the resist exposure common in the semiconductor industry is.

Bevorzugt wird die Ermittlung rechnerisch iterativ durchgeführt. Damit kann die Genauigkeit erhöht werden.Prefers the determination is carried out by calculation iteratively. In order to can increase the accuracy become.

Ferner kann bei der rechnerischen Ermittlung des Parameters zusätzlich zumindest ein Abbildungsparameter (z.B. Fokuslage, Blendenlage...) der Abbildungsvorrichtung über einen Bereich variiert werden, über den der Abbildungsparameter an der optischen Abbildungsvorrichtung verstellbar ist. Damit kann während der Simulation auch gleich die normale Abbildungsoptimierung über einstellbare Abbildungsparameter durchgeführt werden.Further may additionally at least in the computational determination of the parameter an imaging parameter (e.g., focus position, aperture position ...) of the imaging device over a Range can be varied over the imaging parameter on the optical imaging device is adjustable. This can be done during Simulating the normal image optimization via adjustable Imaging parameters performed become.

Bei dem Verfahren kann ein Bild des Objekts erzeugt werden, das dem in der Ebene abgebildeten Objekt für die Abbildungsvorrichtung entspricht, wobei bei der rechnerischen Ermittlung der Einfluß des den Abbildungsfehler bedingenden Parameters und gegebenenfalls des Abbildungsparameters auf das erzeugte Bild ermittelt wird. In dieser Art und Weise kann sehr gut der Einfluß des Parameterwertes und gegebenenfalls des Abbildungsparameters ermittelt und analysiert werden. Insbesondere ist dadurch eine automatisierte Ermittlung möglich. So kann beispielsweise eine Linienbreite als Kenngröße im Bild ausgewertet werden, um den bzw. die Parameterwerte für die optimierte Abbildungskenngröße festzustellen.at The method can be used to generate an image of the object that corresponds to the object in-plane imaged object for the imaging device corresponds, wherein the mathematical determination of the influence of the Aberration conditional parameter and, where appropriate, the imaging parameter is determined on the generated image. In this way can very good the influence of Parameter value and, where appropriate, the mapping parameter determined and to be analyzed. In particular, this is an automated Determination possible. For example, a line width can be evaluated as a characteristic in the image to determine the parameter value (s) for the optimized mapping characteristic.

Das Bild kann rechnerisch anhand vorliegender, das Objekt beschreibender Daten erzeugt werden.The Image can be calculated based on existing, descriptive of the object Data are generated.

Natürlich ist es auch möglich, daß zum Erzeugen des Bildes das Objekt mit einem Meßmodul aufgenommen wird. Dazu können optische Abbildungssysteme und nicht-optische Abbildungssysteme (wie z.B. ein optisches Rasternahfeldmikroskop oder ein Rasterkraftmikroskop) eingesetzt werden. Es können auch Ionen- bzw. Elektronenstrahl-Abbildungssysteme genutzt werden. Des weiteren ist es möglich, das von einem Reparatursystem für Lithographiemasken aufgenommene Meßbild zu verwerten. Ein solches Reparatursystem kann z.B. mit fokussierter Ionenstrahlung, Laserstrahlung, Ionenstrahlung oder Elektronenstrahlung arbeiten.of course is it also possible that to Generating the image the object is recorded with a measuring module. To can optical imaging systems and non-optical imaging systems (such as an optical scanning near-field microscope or an atomic force microscope) be used. It can also ion or electron beam imaging systems are used. Of further it is possible that of a repair system for Lithographiemasks recorded image to be used. Such a repair system can e.g. with focused ion radiation, laser radiation, ion radiation or electron beam work.

Die so gewonnenen Bilder können dann, falls nötig, mit einem Simulationstool auf die für die eigentliche Abbildung mittels der optischen Abbildungsvorrichtung gewünschten Abbildungsparameter, wie z.B. Wellenlänge, numerische Apertur, Beleuchtungsapertur, Zahl und Abstand der Fokusebenen, umgerechnet werden. Für solche Simulationsaufgaben gibt es käufliche Softwareprodukte.The images thus obtained can then, if necessary, with a simulation tool on the desired for the actual imaging means of the optical imaging device imaging parameters, such as wavelength, numerical aperture, Beleuchtungsa pertur, number and distance of focal planes, to be converted. For such simulation tasks, there are commercially available software products.

Es liegt bzw. liegen dann zumindest ein oder mehrere Bilder des Objekts vor, das bzw. die die Abbildungseigenschaften der optischen Abbildungsvorrichtung berücksichtigen. Je nach Quelle des bzw. der Bilder können noch Einflüsse des Meßmoduls vorhanden sein. Wenn das Meßmodul ausreichend gut charakterisiert ist, können in einem weiteren Schritt die Bildfehler des Meßmoduls aus dem bzw. den Bildern herausgerechnet werden (z.B. durch Entfaltung).It then lies or lie at least one or more images of the object before, the imaging characteristics of the optical imaging device consider. Depending on the source of the images may still influences the Measuring module available be. If the measuring module sufficiently well characterized, can in a further step the image errors of the measuring module out of the picture (e.g., by unfolding).

In einem nächsten Schritt können dann die bekannten Abbildungsfehler der optischen Abbildungsvorrichtung in das bzw. die Bilder hineingerechnet werden, um so möglichst realitätsnahe Bilder der Abbildungsvorrichtung zu simulieren.In one next Can step then the known aberrations of the optical imaging device into which the images are calculated, if possible realistic To simulate images of the imaging device.

Das bzw. die so erhaltenen Bilder können dann in Bezug auf ihre Eigenschaften ausgewertet und für die Abbildung oder die Abbildungsqualität charakteristische Kennzahlen bzw. Eigenschaften bestimmt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um die Tiefenschärfe handeln.The or the images thus obtained can then evaluated in terms of their properties and for illustration or the picture quality characteristic Key figures or properties are determined. It can be for example, the depth of field act.

Insbesondere kann zur Ermittlung des Parameterwertes das bzw. die so erhaltenen Bilder mit einem vorgegebenen Bild einer Soll-Abbildung des Objekts in die Ebene durch die Abbildungsvorrichtung verglichen werden. Bei technischen Abbildungen, insbesondere der Lithographie, ist nämlich häufig das gewünschte Bild (Soll-Abbildung) bekannt. Aus einem Vergleich des gewünschten Bildes mit dem bzw. den so erhaltenen Bildern kann der gewünschte Parameterwert ermittelt werden.Especially can determine the parameter value or the thus obtained Images with a given image of a target image of the object compared to the plane by the imaging device. In technical illustrations, especially lithography, is namely often that desired Image (target image) known. From a comparison of the desired Image with the image (s) thus obtained may have the desired parameter value be determined.

Unter der Soll-Abbildung wird hier nicht nur die herkömmliche optische Abbildung verstanden, bei der beispielsweise nur eine Verkleinerung des Objekts bei der Abbildung in die Ebene durchgeführt wird, sondern auch solche Abbildungen, bei denen auflösungssteigernde Maßnahmen durchgeführt werden, wie dies heute in der Lithographie üblich ist (z.B. Phasenmasken). In diesem Fall ist die Abbildung des Objekts nicht eine bloße Verkleinerung des Objekts, sondern Merkmale des Objekts, die unterhalb der Auflösungsgrenze der Abbildungsvorrichtung liegen, sind in der erzeugten Abbildung in der Ebene nicht mehr vorhanden, beeinflussen jedoch die Abbildung. Es wird zum Beispiel die gewünschte Funktionsstruktur in der Ebene erzeugt.Under The target image here is not just the conventional optical image understood, for example, only a reduction of the object when mapping is done in the plane, but also such Illustrations in which resolution-increasing activities be performed, as is common today in lithography (e.g., phase masks). In this case, the image of the object is not a mere reduction of the object, but features of the object that are below the resolution limit the imaging device are in the generated image however, no longer exist in the plane but affect the mapping. For example, it will be the desired function structure generated in the plane.

Die optimierte Abbildungskenngröße kann direkt oder zumindest anhand einer anderen Kenngröße aus dem Bild ermittelt werden.The Optimized mapping characteristic can directly or at least based on another characteristic from the image are determined.

Insbesondere ist es möglich, rechnerisch aus einem gegebenen weiteren Wertebereich eines den oder einen weiteren Abbildungsfehler der Abbildungsvorrichtung beeinflussenden weiteren Parameters denjenigen Wert zu ermitteln, für den die vorgegebene oder eine weitere Abbildungskenngröße der Abbildungsvorrichtung optimiert ist, wobei der weitere Wertebereich dadurch vorgegeben ist, daß der weitere Parameter an der optischen Abbildungsvorrichtung über den weiteren Wertebereich verstellbar ist.Especially Is it possible, arithmetically from a given further value range of the or affecting another aberration of the imaging device another parameter to determine the value for which the predetermined or another mapping characteristic of the imaging device is optimized, whereby the further value range given thereby is that the other Parameters on the optical imaging device over the further value range is adjustable.

Bei verschiedenen Abbildungsfehlern kann die Optimierung gleichzeitig oder zeitlich nacheinander durchgeführt werden.at Different aberrations can optimize at the same time or in succession.

Bei dem Verfahren ist die Abbildungsvorrichtung insbesondere eine Belichtungsvorrichtung zur Abbildung einer Maske auf einen Halbleiterwafer. Solche Belichtungsvorrichtungen werden auch häufig Stepper genannt.at According to the method, the imaging device is in particular an exposure device for imaging a mask on a semiconductor wafer. Such exposure devices also become common Called stepper.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Simulationssystem für eine optische Abbildungsvorrichtung, die ein Objekt in eine Ebene abbildet, wobei das System ein Rechenmodul aufweist, das rechnerisch aus einem vorgegebenen Wertebereich eines einen Abbildungsfehler der Abbildungsvorrichtung beeinflussenden Parameters denjenigen Wert ermittelt, für den eine vorgegebene Abbildungskenngröße der Abbildungsvorrichtung optimiert ist, wobei der Wertebereich dadurch vorgegeben ist, daß der Parameter an der optischen Abbildungsvorrichtung über den Wertebereich verstellbar ist.The Task is further solved through a simulation system for an optical imaging device, which is an object in a plane maps, wherein the system has a computing module, the computationally from a given value range of an aberration The parameter influencing the imaging device those Value determined for a predetermined imaging characteristic of the imaging device is optimized, wherein the range of values is specified by the fact that the parameter adjustable on the optical imaging device over the range of values is.

Das Rechenmodul kann die rechnerische Ermittlung iterativ durchführen. Ferner kann das Rechenmodul bei der rechnerische Ermittlung des Parameterwertes zusätzlich zumindest einen Abbildungsparameter der Abbildungsvorrichtung über einen Bereich variieren, über den der Abbildungsparameter an der optischen Abbildungsvorrichtung verstellbar ist. Damit wird eine herkömmliche Optimierung zusammen mit der Optimierung hinsichtlich eines Abbildungsfehlers kombiniert.The Calculation module can perform the computational determination iteratively. Further the calculation module can be used for the mathematical determination of the parameter value additionally at least one imaging parameter of the imaging device via a Range vary, about the imaging parameter on the optical imaging device is adjustable. This is a conventional optimization together combined with optimization in terms of aberration.

Bei dem System kann ein Bildmodul vorgesehen sein, das ein Bild des Objektes erzeugt, das dem in der Ebene abgebildeten Objekt entspricht, wobei das Rechenmodul bei der rechnerischen Ermittlung den Einfluß des den Abbildungsfehler beeinflussenden Parameters und gegebenenfalls des Abbildungsparameters auf das erzeugte Bild ermittelt. Das erzeugte Bild entspricht dem abgebildeten Objekt, wenn es möglichst nah am gewünschten Bild (bzw. an der Soll-Abbildung) liegt.at The system may be provided with an image module which is an image of the Created object that corresponds to the imaged in the plane object, where the calculation module in the computational determination of the influence of the Aberration affecting parameter and possibly the Image parameter determined on the generated image. The generated Picture corresponds to the pictured object, if possible close to the desired Image (or on the target image).

Das Bildmodul kann das Bild rechnerisch anhand vorliegender, das Objekt beschreibender Daten erzeugen. Ferner ist es möglich, daß das Bildmodul ein Meßmodul aufweist, mit dem zum Erzeugen des Bildes das Objekt aufgenommen wird. Das Meßmodul kann insbesondere optisch oder nicht optisch das Objekt aufnehmen.The image module can computationally generate the image on the basis of existing data describing the object. Furthermore, it is possible that the image module has a measuring module with which to generate the Picture the object is taken. The measuring module can in particular optically or not optically pick up the object.

Das Bildmodul kann das aufgenommene Bild rechnerisch in das erzeugte Bild unter Berücksichtigung der Abbildungseigenschaften des Abbildungssystems umwandeln. Damit liegt ein äußerst exaktes Bild der Abbildung vor.The Image module can compute the captured image into the generated Picture taking into account to convert the imaging properties of the imaging system. In order to is a very accurate picture the picture above.

Das Rechenmodul kann die optimierte Abbildungskenngröße direkt aus dem Bild oder anhand zumindest einer anderen Kenngröße aus dem Bild ermitteln.The Calculation module can use the optimized image characteristic directly from the image or determine from the picture at least one other parameter.

Ferner kann das Rechenmodul rechnerisch aus einem gegebenen weiteren Wertebereich eines den oder einen weiteren Abbildungsfehler der Abbildungsvorrichtung beeinflussenden weiteren Parameters denjenigen Wert ermitteln, für den die vorgegebene oder eine weitere Abbildungskenngröße der Abbildungsvorrichtung optimiert ist, wobei der weitere Wertebereich dadurch vorgegeben ist, daß der weitere Parameter an der optischen Abbildungsvorrichtung über den weiteren Wertebereich verstellbar ist.Further the calculation module can be calculated from a given further value range one or more aberrations of the imaging device influencing further parameter determine that value for which the predetermined or another mapping characteristic of the imaging device is optimized, whereby the further value range given thereby is that the other Parameters on the optical imaging device over the further value range is adjustable.

Die Abbildungsvorrichtung kann insbesondere eine Belichtungsvorrichtung zur Abbildung einer Maske auf einen Halbleiterwafer sein.The Imaging device may in particular an exposure device for imaging a mask on a semiconductor wafer.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielshalber anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be described by way of example with reference to the drawings even closer explained. It demonstrate:

1 eine schematische Ansicht einer optischen Abbildungsvorrichtung, und 1 a schematic view of an optical imaging device, and

2 eine schematische Ansicht eines Simulationssystems. 2 a schematic view of a simulation system.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Simulationssystems wird nachfolgend in Verbindung mit 1 und 2 beschrieben. In 1 ist schematisch eine optische Abbildungsvorrichtung 1 gezeigt, die hier eine Belichtungsvorrichtung 1 zur Abbildung einer Maske 2 auf einen Halbleiterwafer 3 ist und eine die Maske 2 beleuchtende Lichtquelle 4, die beispielsweise Strahlung mit einer Wellenlänge von 193 nm abgibt und eine zwischen der Maske 2 und dem Halbleiterwafer 3 angeordnete Abbildungsoptik 5 umfaßt, die hier nur schematisch als Einzellinse dargestellt ist. Die Einzellinse ist um eine Achse senkrecht zur Zeichenebene, die durch den Punkt M verläuft, drehbar, wie auch durch den Doppelpfeil 6 angedeutet ist. Als Drehwinkelbereich wird hier ein Bereich von –5° bis +5° angenommen. Die optimale Position der Linse 5 ist ein Drehwinkel von α = 0°. Bei anderen Drehwinkeln wird ein an sich unerwünschter Abbildungsfehler (beispielsweise ein sphärischer Öffnungsfehler) bei der Abbildung der Maske 2 auf den Halbleiterwafer 3 verursacht.An embodiment of the simulation system according to the invention is described below in conjunction with 1 and 2 described. In 1 schematically is an optical imaging device 1 shown here an exposure device 1 to image a mask 2 on a semiconductor wafer 3 is and the mask 2 illuminating light source 4 which emits, for example, radiation having a wavelength of 193 nm and one between the mask 2 and the semiconductor wafer 3 arranged imaging optics 5 includes, which is shown here only schematically as a single lens. The Einzellinse is about an axis perpendicular to the plane passing through the point M, rotatable, as well as by the double arrow 6 is indicated. As a rotation angle range here is assumed a range of -5 ° to + 5 °. The optimal position of the lens 5 is a rotation angle of α = 0 °. At other angles of rotation, an aberration that is undesirable per se (for example, a spherical aperture error) becomes the image of the mask 2 on the semiconductor wafer 3 caused.

Das in 2 schematisch dargestellte Simulationssystem 7 umfaßt ein Meßmodul 8 und ein mit dem Meßmodul 8 verbundenes Rechenmodul 9.This in 2 schematically illustrated simulation system 7 comprises a measuring module 8th and one with the measuring module 8th connected calculation module 9 ,

Das Meßmodul 8 umfaßt eine Lichtquelle 10, die Strahlung mit der gleichen Wellenlänge wie die Lichtquelle 4 der optischen Abbildungsvorrichtung 1 abgibt, eine Abbildungsoptik 11 und einen Detektor 12. Mit dem Licht der Lichtquelle 10 wird die Maske 2 beleuchtet und mittels der Abbildungsoptik 11 auf den Detektor 12 abgebildet. Damit wird ein Bild der Maske 2 erzeugt und dem Rechenmodul 9 in Form von Bilddaten D zugeführt.The measuring module 8th includes a light source 10 , the radiation with the same wavelength as the light source 4 the optical imaging device 1 gives off, an imaging optics 11 and a detector 12 , With the light of the light source 10 becomes the mask 2 illuminated and by means of imaging optics 11 on the detector 12 displayed. This will be a picture of the mask 2 generated and the computing module 9 supplied in the form of image data D.

Wenn die Abbildungsoptik 11 gleiche Abbildungseigenschaften wie die Abbildungsoptik 5 aufweist, entspricht das Bild der Maske 2 auf dem Detektor 12 dem Bild der Maske 2, wenn es mittels der optischen Abbildungsvorrichtung 1 auf den Wafer 3 abgebildet wird. Wenn die Abbildungsoptik 11 sich jedoch von der Abbildungsoptik 5 unterscheidet, so wird in dem Rechenmodul 9 bevorzugt noch ein Schritt durchgeführt, bei dem rechnerisch das Bild in ein Bild umgerechnet wird, bei dem die für die gewünschte Abbildung mittels der optischen Abbildungsvorrichtung 1 gegebenen Abbildungsparameter (beispielsweise Wellenlänge des Beleuchtungslichtes, numerische Apertur, Zahl der Fokusebene, Abstand der Fokusebenen) berücksichtigt sind. Für eine solche Umrechnung gibt es bereits kommerzielle Programme.If the imaging optics 11 same imaging properties as the imaging optics 5 has, corresponds to the image of the mask 2 on the detector 12 the image of the mask 2 when using the optical imaging device 1 on the wafer 3 is shown. If the imaging optics 11 but from the imaging optics 5 differs, so is in the calculation module 9 preferably, a step is performed in which the image is converted into an image by calculation, in which the image for the desired imaging by means of the optical imaging device 1 given imaging parameters (for example, wavelength of the illumination light, numerical aperture, number of focal plane, distance of the focal planes) are taken into account. For such a conversion there are already commercial programs.

Es liegt somit ein Bild D der Maske 2 vor, das möglichst gut der entsprechenden Abbildung der Maske auf den Halbleiterwafer 3 entspricht.There is thus a picture D of the mask 2 before, the best possible the corresponding image of the mask on the semiconductor wafer 3 equivalent.

Dem Rechenmodul 9 wird neben dem so erzeugten Bild D ein Optikmodell betreffend der Abbildungseigenschaften der optischen Abbildungsvorrichtung 1, der für den Drehwinkel α der Linse 5 zur Verfügung stehende Wertebereich Bα sowie eine gewünschte Abbildungskenngröße K der Abbildungsvorrichtung 1 zugeführt. Bei der Abbildungskenngröße K kann es sich beispielsweise um die Schärfentiefe der Abbildung handeln.The calculation module 9 In addition to the image D thus generated, an optical model concerning the imaging properties of the optical imaging device is obtained 1 , which is the angle of rotation α of the lens 5 available value range Bα and a desired imaging characteristic K of the imaging device 1 fed. The mapping characteristic K may be, for example, the depth of field of the image.

Das Rechenmodul ermittelt nun rechnerisch aus dem vorgegebenen Wertebereich Bα den Wert aus dem Drehwinkelbereich, für den die vorgegebene Abbildungskenngröße K optimiert ist. Es wird also der Parameter rechnerisch variiert, der bei einer nicht optimalen Einstellung zum Abbildungsfehler führt. Hier wird aber dieser Abbildungsfehler dazu genutzt, eine bessere Abbildung betreffend einer vorbestimmten Abbildungskenngröße K zu erreichen. Es werden somit die Abbildungsfehler der optischen Abbildungsvorrichtung bzw. der entsprechende Parameter bei der Simulierung der Abbildungseigenschaften der optischen Abbildungsvorrichtung berücksichtigt. Als Ergebnis wird ein Wert αoptimal errechnet, der dann bei der optischen Abbildungsvorrichtung eingestellt werden kann und zu einer verbesserten Abbildung der Maske 2 auf den Halbleiterwafer 3 führt. Damit können beispielsweise teure Testbelichtungen der optischen Abbildungsvorrichtung mit nachfolgender Analyse der belichteten und/oder geätzten Wafer in Inspektions- und Meßsystemen vermieden werden. Ferner ist ein weiterer Freiheitsgrad vorhanden, der zur weiteren Optimierung der Abbildung eingesetzt werden kann.The arithmetic module now calculates mathematically from the predetermined value range Bα the value from the rotation angle range for which the predetermined imaging characteristic K is optimized. Thus, the parameter is mathematically varied, which leads to aberration in a non-optimal setting. Here, however, this aberration is used to achieve a better imaging with respect to a predetermined imaging characteristic K. It will Thus, the aberrations of the optical imaging device or the corresponding parameter in the simulation of the imaging properties of the optical imaging device taken into account. As a result, a value α is optimally calculated, which can then be adjusted in the optical imaging device and for improved imaging of the mask 2 on the semiconductor wafer 3 leads. Thus, for example, expensive test exposures of the optical imaging device with subsequent analysis of the exposed and / or etched wafers in inspection and measuring systems can be avoided. Furthermore, there is another degree of freedom that can be used to further optimize the mapping.

Alternativ beschreibt K die Abweichung der erzeugten Bilder D bzw. der während der Optimierung geänderten Bilder von einem Soll-Bild, das einer gewünschten Abbildung der Maske 2 in der Abbildungsvorrichtung 1 entspricht.Alternatively, K describes the deviation of the generated images D or the images changed during the optimization from a desired image that corresponds to a desired image of the mask 2 in the imaging device 1 equivalent.

Das Rechenmodul 9 kann natürlich auch Abbildungsparameter bei der Optimierung berücksichtigen, wie bisher schon bei der Optimierung der Abbildung berücksichtigt werden. Dabei kann es sich z.B. um eine Verschiebung der Linse 5 entlang der optischen Achse handeln.The calculation module 9 Of course, it is also possible to take account of imaging parameters in the optimization, as has already been taken into account when optimizing the image. This may be, for example, a shift of the lens 5 act along the optical axis.

Das Simulationssystem 7 kann auch nur das Rechenmodul 9 umfassen. In diesem Fall werden die Bilddaten D in anderer Weise erzeugt. So kann man beispielsweise die Bilddaten rechnerisch anhand vorliegender, die Maske 2 beschreibender Daten erzeugen.The simulation system 7 can also only the calculation module 9 include. In this case, the image data D is otherwise generated. So you can, for example, the image data based on existing, the mask 2 generate descriptive data.

Ferner ist es möglich, daß das Meßmodul 8 nicht als optisches Meßmodul ausgebildet ist, sondern als nicht-optisches Abbildungssystem. Ein Beispiel hierfür ist ein Rasterkraftmikroskop.Furthermore, it is possible that the measuring module 8th is not formed as an optical measuring module, but as a non-optical imaging system. An example of this is an atomic force microscope.

Claims (26)

Simulationsverfahren für eine optische Abbildungsvorrichtung, die ein Objekt in eine Ebene abbildet, wobei bei dem Verfahren rechnerisch aus einem vorgegebenen Wertebereich eines einen Abbildungsfehler der Abbildungsvorrichtung beeinflussenden Parameters derjenige Wert ermittelt wird, für den eine vorgegebene Abbildungskenngröße der Abbildungsvorrichtung optimiert ist, wobei der Wertebereich dadurch vorgegeben ist, daß der Parameter an der optischen Abbildungsvorrichtung über den Wertebereich verstellbar ist.Simulation Method for an Optical Imaging Device which maps an object into a plane, wherein in the method by calculation from a given value range of an aberration The parameter influencing the imaging device that value is determined for a predetermined imaging characteristic of the imaging device is optimized, wherein the range of values is specified by the fact that the parameter adjustable on the optical imaging device over the range of values is. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die rechnerische Ermittlung iterativ durchgeführt wird.The method of claim 1, wherein the computational Determined iteratively becomes. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem bei der rechnerischen Ermittlung des Parameterwertes zusätzlich zumindest ein Abbildungsparameter der Abbildungsvorrichtung über einen Bereich variiert wird, über den der Abbildungsparameter an der optischen Abbildungsvorrichtung verstellbar ist.The method of claim 1 or 2, wherein in the arithmetic determination of the parameter value additionally at least one imaging parameter of the imaging device an area is varied over the imaging parameter on the optical imaging device is adjustable. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem ein Bild des Objekts erzeugt wird, das dem in die Ebene abgebildeten Objekt entspricht, wobei bei der rechnerischen Ermittlung der Einfluß des den Abbildungsfehler beeinflussenden Parameters und gegebenenfalls des Abbildungsparameters auf das erzeugte Bild ermittelt wird.Method according to one of the above claims, wherein where an image of the object is created that is imaged into the plane Object corresponds, wherein in the computational determination of the influence of the aberration influencing parameter and optionally the imaging parameter is determined on the generated image. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Bild rechnerisch anhand vorliegender, das Objekt beschreibender Daten erzeugt wird.The method of claim 4, wherein the image is computationally based on existing, the object descriptive data is generated. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem zum Erzeugen des Bildes das Objekt mit einem Meßmodul aufgenommen wird.Method according to claim 4 or 5, wherein for generating of the image the object is recorded with a measuring module. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem als Meßmodul ein optisches Meßmodul verwendet wird.Method according to Claim 6, in which the measuring module is a optical measuring module is used. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das aufgenommene Bild rechnerisch in das erzeugte Bild unter Berücksichtigung der Abbildungseigenschaften der Abbildungsvorrichtung umgewandelt wird.The method of claim 6 or 7, wherein the recorded Image calculated into the generated image taking into account the imaging properties the imaging device is converted. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem die optimierte Abbildungskenngröße direkt aus dem erzeugten Bild ermittelt wird.Method according to one of claims 4 to 8, wherein the optimized Imaging characteristic directly off the generated image is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem die optimierte Abbildungskenngröße aus zumindest einer anderen Kenngröße aus dem erzeugten Bild ermittelt wird.Method according to one of claims 4 to 8, wherein the optimized Image characteristic from at least another characteristic from the generated image is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, bei dem zur Ermittlung des Parameterwertes das erzeugte Bild mit einem vorgegebenen Bild einer Soll-Abbildung des Objektes in die Ebene durch die Abbildungsvorrichtung verglichen wird.Method according to one of claims 4 to 10, wherein for the determination of the parameter value, the generated image with a predetermined image a target image of the object in the plane by the imaging device is compared. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem rechnerisch aus einem gegebenen weiteren Wertebereich eines den oder einen weiteren Abbildungsfehler der Abbildungsvorrichtung beeinflussenden weiteren Parameters derjenige Wert ermittelt wird, für den die vorgegebene oder eine weitere Abbildungskenngröße der Abbildungsvorrichtung optimiert ist, wobei der weitere Wertebereich dadurch vorgegeben ist, daß der weitere Parameter an der optischen Abbildungsvorrichtung über den weiteren Wertebereich verstellbar ist.Method according to one of the above claims, wherein the mathematically from a given further range of values the or another aberration of the imaging device influencing further parameter that value is determined for the the predetermined or another mapping characteristic of the imaging device is optimized, whereby the further value range given thereby is that the additional parameters on the optical imaging device over the further value range is adjustable. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die Abbildungsvorrichtung eine Belichtungsvorrichtung zur Abbildung einer Maske auf einen Halbleiterwafer ist.A method according to any one of the preceding claims, wherein the imaging device comprises an exposure apparatus for imaging a mask onto a mask Semiconductor wafer is. Simulationssystem (7) für eine optische Abbildungsvorrichtung (1), die ein Objekt (2) in eine Ebene abbildet, wobei das System (7) ein Rechenmodul (9) aufweist, das rechnerisch aus einem vorgegebenen Wertebereich (Bα) eines einen Abbildungsfehler der Abbildungsvorrichtung (1) beeinflussenden Parameters (α) denjenigen Wert ermittelt, für den eine vorgegebene Abbildungskenngröße (K) der Abbildungsvorrichtung (1) optimiert ist, wobei der Wertebereich (Bα) dadurch vorgegeben ist, daß der Parameter (α) an der optischen Abbildungsvorrichtung (1) über den Wertebereich verstellbar ist.Simulation system ( 7 ) for an optical imaging device ( 1 ), which is an object ( 2 ) into a plane, the system ( 7 ) a computing module ( 9 ), which is calculated from a predetermined value range (Bα) of an aberration of the imaging device ( 1 ) influencing parameter (α) determines the value for which a predetermined imaging characteristic (K) of the imaging device ( 1 ), wherein the value range (Bα) is predetermined by the fact that the parameter (α) at the optical imaging device ( 1 ) is adjustable over the value range. System nach Anspruch 14, bei dem das Rechenmodul (9) die rechnerische Ermittlung iterativ durchführt.The system according to claim 14, wherein the computing module ( 9 ) carries out the computational determination iteratively. System nach Anspruch 14 oder 15, bei dem das Rechenmodul (9) bei der rechnerischen Ermittlung des Parameterwertes (αoptimal) zusätzlich zumindest einen Abbildungsparameter der Abbildungsvorrichtung über einen Bereich variiert, über den der Abbildungsparameter (α) der optischen Abbildungsvorrichtung (1) verstellbar ist.System according to Claim 14 or 15, in which the calculation module ( 9 ) in the computational determination of the parameter value (α optimally ) additionally varies at least one imaging parameter of the imaging device over a range over which the imaging parameter (α) of the optical imaging device ( 1 ) is adjustable. System nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem ein Bildmodul (8) vorgesehen ist, das ein Bild des Objekts (2) erzeugt, das dem in die Ebene abgebildeten Objekts entspricht, wobei das Rechenmodul (9) bei der rechnerischen Ermittlung den Einfluß des den Abbildungsfehler beeinflussenden Parameters und gegebenenfalls des Abbildungsparameters auf das erzeugte Bild ermittelt.System according to one of claims 14 to 16, in which an image module ( 8th ), which is an image of the object ( 2 ), which corresponds to the object imaged in the plane, wherein the calculation module ( 9 ) determines the influence of the parameter influencing the aberration and possibly the imaging parameter on the generated image during the computational determination. System nach Anspruch 17, bei dem das Bildmodul (9) das Bild rechnerisch anhand vorliegender, das Objekt beschreibende Daten erzeugt.A system according to claim 17, wherein the image module ( 9 ) the image computationally based on existing, the object descriptive data generated. System nach Anspruch 17 oder 18, bei dem das Bildmodul (9) ein Meßmodul (8) aufweist, das zum Erzeugen des Bildes das Objekt aufnimmt.A system according to claim 17 or 18, wherein the image module ( 9 ) a measuring module ( 8th ) receiving the object to produce the image. System nach Anspruch 19, bei dem das Meßmodul (8) als optisches Meßmodul (8) ausgebildet ist.System according to claim 19, in which the measuring module ( 8th ) as an optical measuring module ( 8th ) is trained. System nach Anspruch 19 oder 20, bei dem das Bildmodul (8) das aufgenommene Bild rechnerisch in das erzeugte Bild unter Berücksichtigung der Abbildungseigenschaften des Abbildungssystems (1) umwandelt.A system according to claim 19 or 20, wherein the image module ( 8th ) the recorded image computationally in the generated image taking into account the imaging properties of the imaging system ( 1 ) converts. System nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei dem das Rechenmodul (9) die optimierte Abbildungskenngröße direkt aus dem Bild ermittelt.System according to one of Claims 17 to 21, in which the calculation module ( 9 ) determines the optimized mapping characteristic directly from the image. System nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei dem das Rechenmodul (9) die optimierte Abbildungskenngröße aus zumindest einer anderen Kenngröße aus dem Bild ermittelt.System according to one of Claims 17 to 21, in which the calculation module ( 9 ) determines the optimized mapping characteristic from at least one other characteristic from the image. System nach einem der Ansprüche 17 bis 23, bei dem das Rechenmodul (9) die optimierte Abbildungskenngröße aus einem Vergleich des erzeugten Bildes mit einem vorgegebenen Bild einer Soll-Abbildung des Objektes ermittelt.System according to one of Claims 17 to 23, in which the calculation module ( 9 ) determines the optimized mapping characteristic from a comparison of the generated image with a predetermined image of a target image of the object. System nach einem der Ansprüche 14 bis 24, bei dem das Rechenmodul (9) rechnerisch aus einem gegebenen weiteren Wertebereich eines den oder einen weiteren Abbildungsfehler beeinflussenden weiteren Parameters denjenigen Wert ermittelt, für den die vorgegebene oder eine weitere Abbildungskenngröße der Abbildungsvorrichtung (1) optimiert ist, wobei der weitere Wertebereich dadurch vorgegeben ist, daß der weitere Parameter an der optischen Abbildungsvorrichtung (1) über den weiteren Wertebereich verstellbar ist.System according to one of Claims 14 to 24, in which the calculation module ( 9 ) calculates from a given further value range of the further parameter influencing the or a further aberration that value for which the predetermined or a further imaging characteristic of the imaging device ( 1 ), wherein the further value range is predetermined by the fact that the further parameter on the optical imaging device ( 1 ) is adjustable over the further value range. System nach einem der Ansprüche 14 bis 25, bei dem die Abbildungsvorrichtung eine Belichtungsvorrichtung zur Abbildung einer Maske auf einen Halbleiterwafer ist.A system according to any one of claims 14 to 25, wherein the Imaging device an exposure device for imaging a mask on a semiconductor wafer.
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