DE102008048660B4

DE102008048660B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung von Strukturen auf Photolithographiemasken

Info

Publication number: DE102008048660B4
Application number: DE102008048660.4A
Authority: DE
Inventors: Dr. Strößner Ulrich; Dr. Klose Gerd; Dr. Totzeck Michael
Original assignee: Carl Zeiss SMS GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2015-06-18
Anticipated expiration: 2028-09-23
Also published as: WO2010031566A1; DE102008048660A1; US20110242544A1; US8736849B2

Abstract

Verfahren, mit dem Strukturen auf Masken (1) für die Photolithographie vermessen werden, bei dem – die Maske (1) auf einer im Raum verfahrbaren Plattform (2) gelagert wird, wobei die Position der Plattform (2) kontrolliert wird, – die Struktur auf der Maske (1) mit Beleuchtungslicht von einer kohärentes Licht abstrahlenden Beleuchtungslichtquelle beleuchtet wird, – von der Maske (1) kommendes Licht durch eine Abbildungsoptik (4) auf eine Detektierungseinrichtung (6) abgebildet und detektiert wird, – die detektierten Signale in einer Auswerteeinrichtung (7) ausgewertet und die Positionen der Strukturen bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß – die Genauigkeit der Positions- und Maßbestimmung erhöht wird, indem als Eigenschaften des Beleuchtungslichts die Polarisation und/oder die Winkelverteilung und/oder, im Falle einer Dipol- oder Multipolbeleuchtung, die Polgröße auf die zu vermessende Struktur anhand der Ergebnisse von rigorosen Luftbildsimulationen der zu vermessenden Strukturen und/oder anhand von Datenbanken abgestimmt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem Strukturen auf Masken für die Photolithographie vermessen werden. Bei einem solchen Verfahren wird zunächst die Maske auf einer im Raum verfahrbaren Plattform gelagert, die Position der Plattform wird dabei kontrolliert, beispielsweise mit Laserinterferometrie oder anderer hochpräziser Meßtechnik. Die Struktur auf der Maske wird dann mit Beleuchtungslicht von einer im Regelfall kohärentes Licht abstrahlenden Beleuchtungslichtquelle beleuchtet. Von der Maske kommendes Licht wird durch eine Abbildungsoptik auf eine Detektierungseinrichtung abgebildet und dort als Bild detektiert. Die detektierten Signale bzw. das Bild werden in einer Auswerteeinrichtung ausgewertet und die Positionen bzw. die Abmaße der Strukturen bestimmt.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, mit der Strukturen auch auf Masken für die Photolithographie vermessen werden. Eine solche Vorrichtung umfaßt eine Beleuchtungseinrichtung mit mindestens einer, kohärentes Beleuchtungslicht ausstrahlenden Beleuchtungslichtquelle, die die Maske über einen Beleuchtungsstrahlengang beleuchtet. Sie umfaßt außerdem eine im Raum verfahrbare Plattform, die die Maske aufnimmt, wobei die Position der Plattform kontrolliert wird, beispielsweise mit einer laserinterferometrischen oder einer anderen, gleichermaßen hochpräzisen Meßeinrichtung kontrolliert wird. Schließlich umfaßt die Vorrichtung auch eine Abbildungsoptik, die von der Maske kommendes Licht auf eine Detektierungseinrichtung abbildet, wo das Licht als Bild detektiert wird, sowie eine mit der Detektierungseinrichtung gekoppelte Auswerteeinrichtung, die die detektierten Signale des Bildes auswertet und die Positionen und Abmaße der Strukturen bestimmt.
Die Entwicklung bei der Herstellung von Computerchips geht in die Richtung, immer kleinere Strukturen auf derselben Fläche zu erzeugen. Derzeit bestehen solche Chips aus etwa dreißig verschiedenen, übereinanderliegenden Schichten, die Größe der funktionellen Strukturen, der sogenannten Features beträgt etwa 45 nm. Mit entsprechend hoher Genauigkeit müssen die zur Herstellung dieser Features verwendeten Photolithographiemasken hergestellt werden. Ein Wafer wird dabei bis zu dreißig Mal belichtet, für jede Schicht wird jedoch eine andere Maske benötigt. Aus diesem Grund ist es erforderlich, daß die Masken zum einen sehr genau gefertigt sind und zum anderen sehr genau positioniert werden, so daß die Schichten exakt aneinander ausgerichtet sind, d.h. dass der Registrierungs-Fehler sehr klein ist. In bezug auf übereinanderliegende Schichten muß dabei für neueste Anwendungen eine Genauigkeit von 4,8 nm erreicht werden. Mit dieser Genauigkeit müssen die Masken, die üblicherweise eine Seitenlänge von 150 mm haben, zueinander ausgerichtet werden. Wesentlich ist also, daß die Maskenstrukturen in dem Substrat, welches die Maske bilden soll, an den richtigen Positionen in bezug auf eine Referenzkoordinate, beispielsweise die sogenannten Alignmentmarken, die für die Ausrichtung im Scanner verwendet werden, erzeugt werden.
Zur Qualitätskontrolle der Registrierung (auch als Registration bezeichnet) werden bisher auf der Maske spezielle Strukturen, sogenannte Marken aufgebracht, beispielsweise Kreuze mit Ausdehnungen von 10 × 10 µm, bis zu einer Strichlänge von 38 µm, und einer Strichdicke von 1 µm bis 8 µm auf der Maske. Diese Strukturen werden dann mit einem sogenannten Registration Tool dahingehend analysiert, ob sie innerhalb der zugesegneten Toleranz an den richtigen Positionen sitzen. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise das IPRO3 der Firma Vistec. Dieses Gerät arbeitet mit einer Wellenlänge von 365 nm. Die damit erreichbare Genauigkeit ist jedoch für zukünftige Strukturen nicht hoch genug.
Außerdem sind diese speziellen Marken verhältnismäßig groß. Da auf einer Maske in der Regel zwischen hundert und vierhundert solcher Marken erzeugt werden, wird durch diese Strukturen relativ viel Platz belegt – oftmals können diese Kontrollstrukturen daher nur am Maskenrand aufgebracht werden. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, die Registrierung nicht nur an den Registrierungsmarken zu messen, sondern insbesondere auch und gegebenenfalls ausschließlich an den Designstrukturen, die letztlich auf dem Chip eine bestimmte Funktion erfüllen. Die Größen dieser Strukturen sind jedoch wesentlich kleiner, sie liegen beispielsweise in der Größenordnung von 85 nm, der halbe Abstand (half-pitch) auf der Maske beträgt 120 nm.
Das Registration Tool verwendet üblicherweise eine Wellenlänge von zwischen 193 und 400 nm. Die Strukturen auf der Maske sind also kleiner als die Wellenlänge. Um so kleine Strukturen mit hoher Genauigkeit vermessen zu können, braucht man ein Optiksystem mit sehr hoher Auflösung. Um dies zu erreichen, gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Beispielsweise kann man die Wellenlänge verkürzen. Aus technischen Gründen ist es allerdings sehr schwierig, eine Wellenlänge von weniger als 193 nm zu verwenden, so daß hier derzeit eine gewisse Grenze besteht.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die numerische Apertur (NA) zu vergrößern. Da viele Laser, die Licht einer Wellenlänge von 193 nm aussenden, jedoch recht breitbandig sind – mit einer Halbwertsbreite in der Regel von 0,5 nm –, ist es notwendig, daß das Optiksystem chromatisch korrigiert ist. Bei Optiken mit großer numerischer Apertur ist dies jedoch sehr aufwendig. Zusätzlich gibt es bei der Maskenqualifizierung die Aufgabe, die Maske zu vermessen, nachdem auf die Maske zusätzlich ein schützendes Pellikel aufgebracht wurde, das verhindern soll, daß Partikel direkt auf die Maske gelangen und zu Abbildungsfehlern führen. Etwaige Effekte des Pellikels müssen ebenfalls berücksichtigt werden. Beispielsweise kann in diesen Fällen die Inspektion nur mit einem Arbeitsabstand erfolgen, der größer als der Abstand des Pellikels von der Maske ist, der in der Regel zwischen 3 und 7 mm liegt. Geometrie- und Bildfehleranforderungen an die Optik beschränken die numerische Apertur praktisch auf maximal 0,7.
Unter diesen Randbedingungen wird es jedoch schwierig, die oben aufgeführten Vermessungen mit hinreichend hoher Genauigkeit durchzuführen. So ist es beispielsweise schwierig, die Strukturen mit hinreichendem Kontrast abzubilden. Auch Bildfehler, wie Aberrationen, Verzeichnungen und Telezentriefehler können sich negativ auf die Meßgenauigkeit auswirken.
In der US 2001/0019625 A1 wird ein Maskeninspektionssystem beschrieben, welches es zur Erhöhung der Genauigkeit ermöglicht, die Größe und Form der Beleuchtungsapertur bei der Aufnahme eines Luftbildes an die beim Photolithographiescanner vorhandenen Einstellungen anzupassen. Anhand eines Vergleichs der Luftbilder, die unter verschiedenen Belichtungs- und Fokusbedingungen aufgenommen wurden, mit den Designspezifikationen kann dann ein Prozessfenster für den Belichtungsprozess im Photolithographiescannner eingestellt werden.
In der US 2006/0114453 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Maskeninspektion beschrieben, bei dem eine Maske, die während der Photolithographie mit einer ersten Wellenlänge von beispielsweise 248 nm beleuchtet werden soll, bereit gestellt wird, und für diese Maske, deren Daten bekannt sind, Luftbildsimulationen bei einer anderen Wellenlänge durchgeführt werden, als bei der Wellenlänge, bei der gescannt wird, beispielsweise bei 193 nm. Anhand der Ergebnisse der Simulationen werden die optischen Charakteristiken des Systems zur Maskeninspektion definiert.
In der US 7,027,143 B1 werden ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Maskeninspektion beschrieben, bei der mittels des Inspektionssystems ein Luftbild erzeugt wird, wobei die Wellenlänge, bei der das Luftbild aufgenommen wird, von der Wellenlänge, mit der die Beleuchtung im Photolithographiescanner erfolgt, abweicht. Auf das aufgenommene Luftbild werden Korrekturen angewandt, die dazu führen, daß das korrigierte Luftbild im wesentlichen einem solchen Bild äquivalent ist, welches mittels des Photolithographiescanners bei dessen Wellenlänge erzeugt worden wäre. Das korrigierte Luftbild wird dann dazu benutzt, Maskendefekte aufzufinden.
In der US 6,466,315 B1 werden ebenfalls eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Maskeninspektion beschrieben, bei dem der Betrieb eines entsprechend ausgewählten Photolithographiescanners simuliert wird. Dabei können die Beleuchtungseinstellungen beispielsweise durch verschieden geformte Blenden angepaßt werden, um beispielsweise die numerische Apertur des Photolithographiescanners korrekt wiederzugeben oder die Schärfentiefe zu erhöhen.
In der Photolithographie ist es bekannt, die Beleuchtungseinstellungen an die jeweils zu vermessende Struktur so anzupassen, daß in der unstrukturierten Photolackschicht unter hoher numerischer Apertur ein maximaler Interferenzkontrast entsteht. Dies ist beispielsweise beschrieben in der US 6,704,092 B2 und in der US 6,233,041 B1 . Die Interferenz und damit die Bilderzeugung in der Photolackschicht wird dabei durch die Gesetzmäßigkeit der räumlichen Vektorinterferenz bestimmt. Rigorose Wechselwirkungen an den Maskenstrukturen werden zwar im Belichtungsprozeß beobachtet, da sie gegebenenfalls das Prozeßfenster einschränken, darüber hinaus werden sie auch in zunehmenden Maße bei der Maskenauslegung dann als Korrektur berücksichtigt. Im Vergleich zu reinen Interferenzeffekten spielen sie in der Photolithographie jedoch eine untergeordnete Rolle. Die Beleuchtungswinkel auf der Maske sind in der Photolithographie kleiner als NA = 0,35.
Während bei der Lithographie eine Maske stark verkleinert auf den Wafer bzw. auf die Photolackschicht abgebildet wird, wird bei der Luftbild-Analyse oder der hochauflösenden Registration-Metrologie die Maske stark vergrößert auf eine Detektierungseinrichtung, in der Regel einer Kamera mit CCD- oder CMOS-Chip abgebildet. Aufgrund des hohen Abbildungsmaßstabes fällt auf die Sensorschicht ein quasi-kollimiertes Lichtwellenfeld. Die Interferenz-Erscheinungen, die den Kontrast im optischen Bild bewirken, zeigen vernachlässigbare 3D-Effekte. Wesentlich wichtiger ist hier die elektromagnetische Wechselwirkung bei der Beleuchtung der Struktur, sowie die Tatsache, daß in der Beleuchtung maskenseitig hohe Einfallswinkel auftreten. 3D-Vektoreffekte spielen hier also eine wesentliche Rolle und können, sofern sie nicht berücksichtigt werden, zu unerwünschten Ungenauigkeiten bei der Positionsbestimmung führen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, das eingangs beschriebene Verfahren dahingehend weiter zu entwickeln, daß die Genauigkeit bei der Positions- und Maßbestimmung für die zu vermessenden Strukturen erhöht wird.
Dieser Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Verfahren dadurch gelöst, daß die Eigenschaften des Beleuchtungslichtes auf die zu vermessende Struktur abgestimmt werden. Da anders als bei biologischen Proben in einem hohen Maß a priori Wissen über die zu vermessenden Strukturen vorhanden ist, können die Beleuchtungseinstellungen gezielt an die Eigenschaften dieser Strukturen – wie Materialzusammensetzung seiner Form, Ausdehnung etc. – angepaßt werden. Die Einstellungen betreffen beispielsweise die Wellenlänge, die Polarisation, die Intensität des Lichtes im Falle nichtlinearer Effekte, sowie die Kohärenz, und die Winkelverteilung in der Fokusebene, die durch die Verwendung verschiedener Pupillenblenden wie z.B. Dipol- oder Quadrupolblenden mit verschiedenen Polgrößen beeinflußt werden kann. All diese Eigenschaften können auf die zu vermessende Struktur abgestimmt werden.
Bei der Abstimmung der Eigenschaften des Beleuchtungslichts auf die zu vermessende Struktur ist die Strukturwechselwirkung auf der Maske als zentraler Punkt zu berücksichtigen. Die optimale Beleuchtung, bei der die besten Ergebnisse erzielt werden bzw. die Genauigkeit am höchsten wird, kann empirisch im Registration Tool selbst durch Versuchsreihen ermittelt werden. Dabei werden die Einstellungen der Eigenschaften des Beleuchtungslichts anhand der Ergebnisse von rigorosen Luftbildsimulationen bzw. rigorosen Strukturrechnungen bestimmt. Dies kann beispielsweise datenbankbasiert geschehen oder aber durch die Nutzung von Methoden der inversen Beugung. Die Ergebnisse können selbst auch wieder in einer Datenbank gespeichert werden, so daß bei der Untersuchung neuer Strukturen oder ähnlicher Strukturen auf Beleuchtungseinstellungen, die in der Datenbank gespeichert sind, zurückgegriffen werden kann.
Dabei kann die Genauigkeit bei der Positions- und Maßbestimmung auf verschiedene Weise verbessert werden.
In einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens werden die Eigenschaften des Beleuchtungslichts im Hinblick auf eine Kontrastmaximierung in der Abbildung an die zu vermessende Struktur angepaßt. Dies erhöht die Reproduzierbarkeit der Registration-Messungen und der Messungen der kritischen Dimension (CD). Die Kontrasterhöhung ist besonders gut geeignet für Masken mit kontrastarmen Strukturen im Luftbild, wie beispielsweise prozessierte EUVL-Masken oder Photolack-Masken, die bereits durch latente Belichtung strukturiert sind. Indem in den aufgenommenen Bildern höhere Kontraste erzielt werden, kann entweder die Registrierungs-Meßgenauigkeit oder die Meßgenauigkeit bezüglich der kritischen Dimension erhöht werden, oder aber es kann ein höherer Durchsatz erzielt werden, da die Messungen schneller abgeschlossen werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden die Eigenschaften des Beleuchtungslichts im Hinblick auf eine verbesserte Kontrolle der Fokuslage an die zu vermessende Struktur angepaßt. So kann man beispielsweise dann eine afokale Ebene wählen, um unabhängiger von Defokussierungsfehlern zu sein, oder aber eine gewünschte Fokusebene, um beispielsweise Telezentriefehler zu vermeiden und um letztlich eine genauere und reproduzierbare Registrierungsmessung und/oder Messung der kritischen Dimension (CD) zu erhalten.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden die Eigenschaften des Beleuchtungslichts im Hinblick auf eine verbesserte Kontrolle der Tiefenschärfe an die zu vermessende Struktur angepaßt. Dann kann man beispielsweise die Tiefenschärfe erhöhen, um die Fokusschrittweite und so bei gegebener Fokusschrittzahl den Fokusfangbereich zu erhöhen. Dies bringt Vorteile, wenn auf der Maske größere Unebenheiten sind, da dann zum einen der Fokus leichter und sicherer gefunden werden kann und zugleich außerhalb des Fokus einen für die Reproduzierbarkeit der Registrierungs- und CD-Messungen ausreichenden Kontrast zu erhalten. Auf der anderen Seite kann auch eine Reduzierung der Tiefenschärfe hilfreich sein, wenn beispielsweise der Fokus bereits auf andere Weise – beispielsweise via Autofokus – bekannt ist und somit ein kleiner Fangbereich ausreicht. In diesem Fall kann mit kleineren Fokusschrittweiten gearbeitet werden, womit der beste Fokus (BF) sicherer bestimmt werden kann. Als Folge werden die Fehler, die bei der Meßwert-Interpolation auf den BF entstehen, reduziert. Vorteilhaft ist dies insbesondere dann, wenn die Registrierungs-Messung oder die CD-Messung signifikant als Funktion des Fokus variieren.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Eigenschaften des Beleuchtungslichts im Hinblick auf eine verbesserte Kontrolle der Telezentrie an die zu vermessende Struktur angepaßt. Durch eine solche Anpassung kann der Telezentriefehler der Abbildung minimiert oder sogar vollständig eliminiert werden. Aufgrund von Telezentriefehlern in der Abbildung verschiebt sich die Lage von Strukturen in der Abbildung bzw. im Auswertefenster in Abhängigkeit von der vertikalen Lage, der z-Lage. Defokussierungsfehler, Fehler in der Messung der z-Position oder sonstige vertikale Positionsunsicherheiten verursachen auf diese Weise ungewollte Registrierungs- und CD-Meßfehler. Diese Fehler können minimiert bzw. eliminiert werden, wenn der Telezentriefehler kontrolliert werden kann. Er läßt sich dann beispielsweise in der Auswertung als Korrekturgröße entsprechend berücksichtigen.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden die Eigenschaften des Beleuchtungslichts im Hinblick auf die Bestimmung und Korrektur von einem oder mehreren Bildfehlern, beispielsweise von Verzeichnungen und Aberrationen, an die zu vermessende Struktur angepaßt.
Beispielsweise weist die Abbildungsoptik in der Regel feldabhängige Fehler auf, die dazu führen, daß die auf eine CCD-Kamera abgebildeten Strukturen je nach Bildfeldlage einen unterschiedlichen Versatz aufweisen. Durch eine entsprechende Auswahl der Beleuchtungseinstellungen kann diese strukturabhängige Feldverzeichnung minimiert oder sogar vollständig kompensiert werden. Registrierungs- und CD-Meßfehler, die durch unterschiedliche Lagen der Strukturen im Bildfeld zustande kommen, lassen sich auf diese Weise reduzieren und somit läßt sich die Genauigkeit erhöhen. Außerdem wird so vermieden, das Verzeichnungsbild für verschiedene Strukturen ermitteln und korrigieren zu müssen, was grundsätzlich auch möglich ist. Diese Korrekturen lassen sich auch für mehrere Strukturen gemeinsam durchführen.
Während das Optimum darin besteht, für jede Struktur eine optimale Einstellung der Beleuchtungsparameter zu finden, werden in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Eigenschaften des Beleuchtungslichtes einheitlich für mehrere zu vermessende Strukturen angepaßt. Dies hat unter anderen den Vorteil, daß nicht für jede neu zu vermessende Struktur ein Wechsel in den Einstellungen stattfinden muß und somit Zeit gespart wird und Fehler vermieden werden. Eine typische Meßaufgabe besteht beispielsweise darin, die Relativposition zweier verschiedener Strukturen zueinander zu vermessen. Nicht korrigierte Aberrationen in der abbildenden Optik führen dazu, daß aufgrund der Beleuchtung unterschiedliche Strukturtypen einen unterschiedlichen lateralen Positionsversatz in der Abbildung erfahren (Registrierungs-Offset). Durch die Auswahl einer bestimmten, an die Strukturen angepaßten Beleuchtung kann erreicht werden, daß dieser Positionsversatz entweder minimiert wird oder sogar ganz verschwindet, so daß alle Strukturtypen denselben lateralen Positionsversatz erhalten, welcher dann als irrelevante Translation wiederum eliminierbar und damit vernachlässigbar ist.
In einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens schließlich werden für jede zu vermessende Struktur Messungen mit mindestens zwei von einander verschiedenen Einstellungen des Beleuchtungslichts durchgeführt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Optimierung einzelner der oben genannten Abbildungseigenschaften nicht erreichbar ist, weil beispielsweise aufgrund von Aberrationen ein lateraler Positionsversatz bleibt, der für unterschiedliche Strukturtypen verschieden ist. In mindestens zwei, besser noch mehreren voneinander verschiedenen Einstellungen des Beleuchtungslichts lassen sich gegebenenfalls die aberrationsinduzierten Registrierungs- und CD-Meßeffekte kompensieren.
Die Meßwerte der Messungen mit den verschiedenen Beleuchtungseinstellungen werden vorteilhaft zu einem Gesamtmeßwert addiert, wobei die Meßwerte einzeln gewichtet werden und die Summe der Gewichte Eins ergibt. Vorzugsweise werden die Wichtungsfaktoren für die Gewichtsaddition dabei anhand von Luftbildsimulationen ermittelt, die Auswahl ist dabei so zu treffen, daß die zu optimierende Abbildungseigenschaft wie Kontrast, Tiefenschärfe, Fokuslage, Telezentrie, etc., in der Summe der Einzelergebnisse den gewünschten Wert erreicht und dadurch Registrierungs- und CD-Meßfehler minimiert oder sogar eliminiert werden. Hier wie auch in den vorangehend beschriebenen Fällen kann die Sequenz von optimierten Beleuchtungseinstellungen experimentell oder durch eine Simulation herausgefunden werden.
Eine weitere Abwandlung besteht darin, für jede der Strukturen eine Variation der Beleuchtungseinstellungen durchzuführen, d.h. für jede zu vermessende Struktur Messungen mit mindestens zwei voneinander verschiedenen Einstellungen des Beleuchtungslichtes durchzuführen. Falls die Abbildungsoptik noch unkorrigierte Aberrationen, sogenannte Restaberrationen aufweist, variiert dann der gemessene Registrierungs- oder CD-Meßwert. Wählt man nun Beleuchtungseinstellungen, die sensitiv und bevorzugt auch selektiv auf unterschiedliche Aberrationstypen reagieren, kann dies dazu genutzt werden, die Restaberrationen zu separieren und auf diese Weise zu bestimmen. Die Kenntnis der Aberrationen gestattet dann, diese entweder physikalisch – beispielsweise per Justage oder Objektivmanipulation – zu minimieren oder sogar zu eliminieren, oder rein auf rechnerische Weise im Ergebnis in Abhängigkeit von der Maskenstruktur zu berücksichtigen, d.h. letztendlich eine Kalibrierung auf die Restaberrationen durchzuführen. Wird diese Kalibrierung einmal beispielsweise bei Aufstellung des Gerätes durchgeführt, so können im späteren Betrieb unter Last Registrierungs- und CD-Meßfehler minimiert oder sogar ganz vermieden werden.
Auch hier kann die Auswahl der Beleuchtungseinstellungen anhand von Luftbild-Simulationen vorgenommen werden oder experimentell bestimmt werden.
Sind die Restaberrationen bekannt, so lassen sich andererseits auch davon ausgehend bestimmte Strukturen definieren – beispielsweise eine Anordnung, eine kritische Dimension, der Abstand zweier Strukturen, das Material, die Topographie etc. –, die bezüglich der bestimmten Bildfehler optimale Abbildungseigenschaften – wie Kontrast, Tiefenschärfe, Strukturlage, minimierter Telezentriefehler, etc. – aufweisen, so daß die Registrierungs- und CD-Meßfehler verringert werden und die Genauigkeit somit ermöglicht wird. Diese optimierten Strukturen können darüber hinaus dann vorteilhaft auf Masken oder anderen Substraten verwendet werden.
Schließlich gestattet die Kenntnis der Restaberrationen auch, für erwartete Strukturen optimierte Beleuchtungseinstellungen zu definieren, die bezüglich der Bildfehler optimierte Abbildungseigenschaften aufweisen, und auf diese Weise ebenfalls die Genauigkeit zu erhöhen, da die Meßfehler bei der Registrierung verringert werden. Diese optimierten Beleuchtungseinstellungen können dann beispielsweise vorteilhaft als Grundeinstellungen in entsprechenden Meßgeräten für die Registrierung und die Bestimmung der kritischen Dimension verwendet werden.
Für eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, die insbesondere geeignet ist, die vorangehend genannten Verfahrensschritte einzeln oder in Kombination auszuführen, wird die Aufgabe gelöst, in dem die Beleuchtungseinrichtung Einstellmittel zur Abstimmung der Eigenschaften des Beleuchtungslichts auf die zu vermessende Struktur anhand der Ergebnisse von rigorosen Luftbildsimulationen der zu vermessenden Strukturen und / oder anhand von Datenbanken derart umfaßt, daß die Genauigkeit der Positionsbestimmung erhöht wird, wobei als Eigenschaften des Beleuchtungslichts die Polarisation und/oder die Winkelverteilung und/oder, im Falle einer Dipol- oder Multipolbeleuchtung, die Polgröße verwendet werden.
Diese Einstellmittel umfassen bevorzugt Pupillenblenden wie annulare Blenden, Dipol-, Quadrupol- und Multipolblenden, Disar- und Quasarblenden, Zikularblenden, sowie Phasenverschiebungsstrukturen und/oder Polarisatoren, die jeweils so angeordnet sind, daß sie einzeln oder in Kombination in einer Pupillenebene in den Beleuchtungsstrahlengang eingebracht werden können. Mit diesen Einstellmitteln läßt sich für jede Struktur eine optimale Beleuchtungseinstellung finden, in der die gewünschten Abbildungseigenschaften optimiert werden können und/oder Abbildungsfehler minimiert werden können.
Bevorzugt umfaßt die Vorrichtung außerdem eine Datenbank, in der für eine Vielzahl von Strukturen eine oder mehrere Beleuchtungseinstellungen hinterlegt sind, anhand derer die Abstimmung erfolgt. Je nachdem, welche Abbildungseigenschaft optimiert oder welcher Bildfehler korrigiert bzw. kontrolliert werden soll, kann eine der Beleuchtungseinstellungen ausgewählt werden, wobei der Vorgang über eine Steuereinheit automatisiert werden kann. Außerdem können auch Beleuchtungseinstellungen hinterlegt sein, die für eine Vielzahl von Strukturen optimierte Abbildungseigenschaften bzw. minimierte Abbildungsfehler liefern.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:
1 den Aufbau einer Vorrichtung zur Vermessung von Strukturen auf Masken für die Photolithographie,
2 eine detaillierte Darstellung des Verfahrensschritts zur Abstimmung des Beleuchtungslichts auf die zu vermessende Struktur,
3 eine Beleuchtungseinrichtung für eine solche Einrichtung im Detail,
4a–g verschiedene Beleuchtungseinstellungen und
5a–c ein Beispiel für die Kontrasterhöhung bei polarisierter Beleuchtung.
Bei der in 1 gezeigten Vorrichtung ist eine Maske 1 für die Photolithographie auf einem Träger auf einer Plattform 2 gelagert. Die Plattform 2 kann in drei Raumrichtungen verfahren werden. Um eine hohe Genauigkeit zu gewährleisten, wird die aktuelle Position bzw. die Wegedifferenz mittels – nicht gezeigter – laserinterferometrischer oder anderer hochpräziser Meßgeräte kontrolliert. Die Maske 1 und die Plattform 2 sind horizontal angeordnet, d.h. senkrecht zur Wirkung der Schwerkraft. Oberhalb der Plattform 2 mit der Maske 1 ist eine Beleuchtungseinrichtung 3 angeordnet. Diese enthält mindestens eine, kohärentes Beleuchtungslicht ausstrahlende Beleuchtungsquelle, die die Maske über einen Beleuchtungsstrahlengang beleuchtet. Die Beleuchtungslichtquelle kann beispielsweise als Laser, der Licht der Wellenlänge 193 nm aussendet, ausgestaltet sein. Die Beleuchtungseinrichtung 3 dient der Durchlichtbeleuchtung der Maske 1. Auf der anderen Seite der Plattform 2 befindet sich eine weitere Beleuchtungseinrichtung 3’, die der Auflichtuntersuchung der Maske 1 dient. Von der Maske 1 kommendes Licht, welches entweder das durch die Maske 1 hindurchtretende oder das von ihr reflektierte Licht ist, wird über eine Abbildungsoptik 4 und einen halbdurchlässigen Spiegel 5 auf eine ortsauflösende Detektierungseinrichtung 6, die als CCD-Kamera ausgestaltet sein kann, abgebildet. In dieser werden die detektierten Intensitäten des Bildes in elektrische Signale umgewandelt und an eine Auswerteeinrichtung 7 übermittelt.
Die auf der Maske 1 befindlichen Strukturen, die zur Überprüfung der Qualität dienen, werden dabei mit dieser Detektierungseinrichtung 6 abgebildet. Mit Hilfe der mittels Interferometrie bestimmten Position der Maske 1 kann die Position der Struktur auf der Maske 1 bestimmt werden. Die Strahlengänge sowohl für Beleuchtung als auch für die Abbildung sind dabei bevorzugt parallel zur Gravitationskraft ausgeführt, auf diese Weise sind die Linsen und ihre Halterungen nur in axialer Richtung der Gravitationskraft ausgesetzt, was die Genauigkeit der Strahlführung erhöht.
Die Genauigkeit der Positionsbestimmung kann dabei erhöht werden, indem die Eigenschaften des Beleuchtungslichts auf die zu vermessende Struktur oder auf die zu vermessenden Strukturen abgestimmt werden. Die Vorgehensweise dazu ist in 2 skizziert, wobei die Abstimmung sowohl experimentell, also durch Ausprobieren verschiedener Beleuchtungen, als auch rechnergestützt mit Hilfe von Luftbildsimulationen erfolgen kann. Das Schema läßt sich in beiden Fällen anwenden. Im ersten Schritt wird eine Startkonfiguration für das Beleuchtungslicht eingestellt. Für verschiedene Eigenschaften des Beleuchtungslichts, wie die Wellenlänge, die Polarisation, die Winkelverteilung und/oder die Intensität werden Einstellungen vorgenommen, die für die Beleuchtung der Maske 1 relevant sein können. Bei der Beleuchtung der Struktur hängt die Wechselwirkung des Beleuchtungslichts wesentlich von den o.g. Eigenschaften des Beleuchtungslichts und den Eigenschaften der Struktur, wie Material, Größe und Form, ab. Mit der eingestellten Beleuchtung wird ein Bild detektiert. Die detektierten Signale, d.h. die Intensität des Bildes, wird dann im Hinblick auf eine interessierende Abbildungseigenschaft, wie beispielsweise dem Kontrast, oder einen interessierenden Bildfehler, wie beispielsweise den Telezentriefehler, analysiert. Ist das Ergebnis nicht zufriedenstellend, so kann durch eine Variation der Beleuchtungseinstellungen versucht werden, diese Abbildungseigenschaft bei der Darstellung zu optimieren, beispielsweise den Kontrast zu maximieren oder den Telezentriefehler zu minimieren. Für eine gegebene Struktur lassen sich dann nach Durchlauf der Testreihen oder Abschluß der Simulation Einträge in einer Datenbank erstellen, so daß die optimierten Beleuchtungseinstellungen schnell abrufbar sind und beim Messen verschiedener Strukturen auf der Maske die optimalen Einstellungen jederzeit verwendet werden können.
In 3 ist die Beleuchtungseinrichtung im Detail dargestellt. Die Beleuchtungseinrichtung 3’ ist vom Grundsatz her ebenso aufgebaut, kann sich jedoch in einzelnen Einstellungen von der Beleuchtungseinrichtung 3 unterschieden. Eine Lichtquelle 8 strahlt kohärentes Licht ab, vorzugsweise handelt es sich bei der Lichtquelle um einen Laser, der mit einer Wellenlänge von 193 nm Licht abstrahlt. Das von der Lichtquelle 8 abgestrahlte Licht wird zu einem Homogenisierer 9 geleitet. In diesem wird der Strahl für die Feld- und die Pupillenebene homogenisiert, um ein gleichmäßigeres Strahlenprofil zu erzeugen und somit eine gleichmäßige Ausleuchtung zu erhalten. Der Strahl wird dann über eine Zoomoptik 10 auf eine Feldblende 11 fokussiert. Diese Feldblende dient dazu, die Größe des auf der Maske 1 des beleuchteten Feldes so einzustellen, daß ausschließlich der kleinstmögliche Bereich, der für alle Strukturen bei der Abbildung gleich erscheint, beleuchtet wird. Auf diese Weise lassen sich Streueffekte, die durch die Nachbarschaft der zur Markierung verwendeten Strukturen hervorgerufen werden, unterdrücken. Der Strahl wird dann über eine Tubuslinse 12 und einen Kondensor 13 auf die Maske 1 gelenkt und auf diese fokussiert. Im Strahlengang sind außerdem in Pupillenebenen ein Polarisator 14 und eine Pupillenblende 15 angeordnet. Diese beiden Elemente stehen beispielhaft für die Einstellmittel, die verwendet werden, um die Eigenschaften des Beleuchtungslichts auf die zu vermessende Struktur so abzustimmen, daß die Genauigkeit der Positionsbestimmung erhöht wird. Statt einer Pupillenblende 15 lassen sich auch diffraktive optische Elemente (DOE) verwenden. Zusätzlich lassen sich außerdem auch Phasenverschiebungsstrukturen verwenden. Polarisator 14 und Pupillenblende 15 sind außerdem so angeordnet, daß sie aus dem Strahlengang entfernt werden können und gegebenenfalls durch andere Elemente ersetzt werden können. Mit Hilfe der Pupillenblenden 15 im Pupillenstrahlengang, die Licht nur in bestimmten Bereichen der Pupillenebene durchläßt, kann die Winkelverteilung des Lichts in der Fokusebene beeinflußt werden, wo die Strahlen interferieren. Typische Pupillenblenden 15 sind sogenannte σ-Blenden, beispielsweise Dipolblenden, Quadrupolblenden, Disarblenden und Annularblenden, um nur einige zu nennen.
Auch die Zoomoptik 10 kann als Einstellmittel aufgefaßt werden, da mit ihr ebenfalls der beleuchtete Bereich auf der Maske beeinflußt werden kann, insbesondere, in welcher Vergrößerung beispielsweise die Dipolblende auf die Struktur abgebildet wird.
Die genannten Blenden lassen sich allgemein als Off-Axis-Blenden zusammenfassen. Bei diesen liegt σ – das Verhältnis von der numerischen Apertur der Beleuchtungseinrichtung zur numerischen Apertur der Abbildungsoptik – zwischen 0,5 und 1, wobei jedoch nicht die ganze Beleuchtungspupille gefüllt ist. Durch die genannten Blenden wird ein Teil der Pupille ausgeblendet, auf diese Weise läßt sich die Auflösung gegenüber einem normalen Mikroskop, in dem σ immer 1 ist, erhöhen.
In 4 sind verschiedene σ-Benden gezeigt, wobei der äußere Kreis um das Zentrum jeweils den Rand der Pupille wiedergibt, und die schraffierten Flächen im Inneren dieses Kreises den Bereich, der ausgeblendet wird. Mit den strichpunktierten Linien/Kreisen links und rechts sind die –1. Beugungsordnung (links) und die 1. Beugungsordnung (rechte) gekennzeichnet. Die Größe der Abbildung der Pupillenblende 15 kann beispielsweise mit Hilfe der Zoomoptik beeinflußt werden.
Bei Wellenlängen von 193 nm und einer numerischen Apertur von 0,7 sind 85 nm-Strukturen mit einem Half-Pitch von 120 nm sehr nahe an der Auflösungsgrenze. Der Kontrast ist sehr gering, was normalerweise zu hohen Ungenauigkeiten bei der Positionsbestimmung der Strukturen führt. Bei so kleinen Strukturen andererseits wirkt die Maske als Beugungsgitter. Die nullte Beugungsordnung, d.h. die ungebeugte Ordnung, bei der der Einfallswinkel beibehalten wird, wird stets vollständig innerhalb der Abbildungspupille abgebildet. Die –1. und die 1. Beugungsordnung jedoch werden durch die Maske gebeugt und somit abgelenkt. Nahe der Auflösungsgrenze des Optiksystems ist bereits die erste Beugungsordnung nur teilweise innerhalb und die 2. Beugungsordnung schon vollständig außerhalb der Abbildungspupille.
Kontrast im Bild andererseits entsteht durch die Interferenz der verschiedenen Beugungsordnungen miteinander. Nur der Teil der ersten Beugungsordnung, der innerhalb der Pupille liegt, kann zum Kontrast beitragen. Um daher die Beleuchtungseinstellungen im Hinblick auf eine Kontrastmaximierung anzupassen, sollten die Beleuchtungseinstellungen so gewählt werden, daß ein möglichst großer Anteil der ersten Beugungsordnung innerhalb der Pupille liegt. Welche Pupillenblenden dafür besonders geeignet sind, hängt auch von der Struktur der Maske ab, insbesondere muß zwischen Amplituden- und Phasenverschiebungsmasken unterschieden werden. Bei Amplitudenmasken entsteht Kontrast durch Interferenz der nullten mit der +/–1. Beugungsordnung. Die nullte Beugungsordnung sollte daher nahe am Rand der Pupille liegen, die +/–1. Ordnung jeweils am gegenüberliegenden Rand. In diesem Fall bietet sich eine sogenannte Off-Axis-Einstellung an. In 4a ist dies am Beispiel einer Dipolblende gezeigt, der Überlappungsbereich zwischen nullter und 1. bwz. –1. Beugungsordnung ist jedoch sehr klein. Im Falle der in 4b dargestellten Disarblende ist der Überlappungsbereich größer. In beiden Fällen lassen sich jedoch gute Verbesserungen des Kontrasts erzielen. Mittels Dipolbeleuchtung, d.h. bei der Verwendung von Dipol-Pupillenblenden lassen sich insbesondere bei eindimensionalen Strukturen, d.h. bei linienförmigen Strukturen, die nur in einer Richtung ausgedehnt sind, gute Kontrastverbesserungen erzielen. Bei zweidimensionalen Strukturen muß dann eine Doppelmessung durchgeführt werden.
Andere mögliche Blendentypen sind die in 4e dargestellte Quadrupolblende, die in 4f um 45° gedreht ist, sowie die in 4g dargestellte Quasarblende. Insbesondere die Quadrupolbeleuchtung, wie sie in 4e dargestellt ist, ist bei Amplitudenmasken vom Typ CoG (Chrom auf Glas) vorteilhaft, wenn mit unpolarisiertem Licht beleuchtet wird. Bei größeren Strukturen oder größeren numerischen Aperturen als 0,6 lassen sich auch andere Beleuchtungen wie eine Quasarbeleuchtung oder auch eine annulare Beleuchtung, wie sie in 4d dargestellt ist, verwenden. Diese Beleuchtungseinstellungen lassen sich auch gut für EUV-Absorptions-Masken verwenden.
Mittels einer Blende, wie sie der in 4d gezeigten annularen Blende entspricht, läßt sich bei entsprechender Ausgestaltung die Maske auch in Dunkelfeldbeleuchtung vermessen. Dies läßt sich beispielsweise, wenn das Objektiv eine numerische Apertur von 0,7 und der Kondensor eine numerische Apertur von 0,9 hat, mit einer annularen Beleuchtung mit einer äußeren numerischen Apertur von 0,9 und einer inneren numerischen Apertur von 0,75 erreichen. Die nullte Beugungsordnung liegt dann – bei entsprechender Einstellung der Zoomoptik 10, die eine andere Vergrößerung als die in 4d gezeigte erzeugt – komplett außerhalb der Abbildungspupille. Wenn auf der Maske keine Strukturen sind, ist das Bild komplett dunkel. Wenn andererseits auf der Maske Strukturen sind, gelangen die +/–1. und +/–2. Beugungsordnung in die Pupille. Kontrast entsteht durch die Interferenz der ersten mit der zweiten Beugungsordnung. Zwar ist das Bild dem Objekt nicht mehr ähnlich, dort wo Strukturen sind, bekommt man andererseits einen sehr guten Kontrast.
Für Phasenverschiebungsmasken wiederum ist die Intensität der Beugungsordnung sehr klein und im Idealfall annähernd Null. Kontrast entsteht in diesem Fall durch Interferenz der –1. mit der 1. Beugungsordnung. Idealerweise wählt man daher eine Beleuchtung mit einem niedrigen σ, so daß die nullte Beugungsordnung mit geringer Intensität in der Pupillenmitte ist und die +/–1. nahe den Pupillenrändern, wie beispielsweise in 4c gezeigt.
Der Kontrast kann auch mit der Verwendung von Phasenstrukturen wie DOE erhöht werden. Hier wird eine der Beleuchtungseinstellung entsprechende phasenschiebende Struktur, die die Phase um ein Viertel der Wellenlänge verschiebt, in die Abbildungsapertur eingebracht.
Schließlich läßt sich auch ausschließlich oder in Ergänzung zu den Pupillenblenden 15 eine polarisierte Beleuchtung verwenden. Dies kann mittels des Polarisators 14 erreicht werden, mit dem verschiedene Polarisationen eingestellt werden können. Bei Maskenstrukturen nahe oder unterhalb der Lichtwellenlänge kann die Maske als teilweiser Polarisator wirken. Die Maske behandelt dann in x-Richtung polarisiertes Licht anders als in y-Richtung polarisiertes Licht oder unpolarisiertes Licht. Der Kontrast läßt sich optimieren, indem man die Polarisation auswählt, bei der man den maximalen Kontrast bekommt. Falls beispielsweise auf der Maske lineare Strukturen in y-Richtung sind, so erhält man einen besseren Kontrast, wenn das Beleuchtungslicht ebenfalls in y-Richtung polarisiert ist. Entsprechendes gilt für die x-Richtung. Falls auf der Maske Strukturen in beiden Richtungen liegen, so bietet sich auch tangentiale oder radiale Polarisation an, da bei dieser Art von Polarisation die x-y-Symmetrie nicht gebrochen wird. Ein Beispiel für die Kontrastoptimierung bei polarisierter Beleuchtung ist in 5 dargestellt. Bei einer Lichtwellenlänge von 193 nm und einer Linienbreite von 85 nm sowie einer Periode der Strukturen von 240 nm, d.h. einem Half-Pitch von 120 nm, wie sie in 5c beispielhaft dargestellt ist, bei der also die Linien in y-Richtung ausgedehnt sind, ergibt sich bei einer numerischen Apertur von 0,77 und einer unpolarisierten Beleuchtung mit einer ringförmigen Blende das in 5a gezeigte Bild. Der dort gezeigte Kontrast – die Intensität ist in beliebigen Einheiten dargestellt – ist für eine präzise Bilderkennung zu gering. Ohne annulare Blende wäre der Kontrast noch geringer bzw. gar nicht mehr vorhanden.
Verwendet man nun zusätzlich zu der annularen Blende, die eine Dunkelfeldbeleuchtung erzeugt, noch in y-Richtung polarisiertes Licht, so erhält man das in 5b dargestellte Bild. Der Kontrast ist hier ausreichend. Als Maske wurde hier beispielhaft eine EUV-Maske verwendet.
Mit entsprechend anderen Einstellungen lassen sich Fokuslage, Tiefenschärfe und Telezentrie kontrollieren und Bildfehler wie Verzeichnungen und Abberationen bestimmen und entsprechend eliminieren oder zumindest so berücksichtigen, daß sie zur Kalibrierung des Geräts herangezogen werden können.
Bezugszeichenliste

1: Maske
2: Plattform
3, 3’: Beleuchtungseinrichtung
4: Abbildungsoptik
5: halbdurchlässiger Spiegel
6: Detektierungseinrichtung
7: Auswerteeinrichtung
8: Lichtquelle
9: Homogenisierer
10: Zoomoptik
11: Feldblende
12: Tubuslinse
13: Kondensor
14: Polarisator
15: Pupillenblende

Claims

Verfahren, mit dem Strukturen auf Masken (1) für die Photolithographie vermessen werden, bei dem – die Maske (1) auf einer im Raum verfahrbaren Plattform (2) gelagert wird, wobei die Position der Plattform (2) kontrolliert wird, – die Struktur auf der Maske (1) mit Beleuchtungslicht von einer kohärentes Licht abstrahlenden Beleuchtungslichtquelle beleuchtet wird, – von der Maske (1) kommendes Licht durch eine Abbildungsoptik (4) auf eine Detektierungseinrichtung (6) abgebildet und detektiert wird, – die detektierten Signale in einer Auswerteeinrichtung (7) ausgewertet und die Positionen der Strukturen bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß – die Genauigkeit der Positions- und Maßbestimmung erhöht wird, indem als Eigenschaften des Beleuchtungslichts die Polarisation und/oder die Winkelverteilung und/oder, im Falle einer Dipol- oder Multipolbeleuchtung, die Polgröße auf die zu vermessende Struktur anhand der Ergebnisse von rigorosen Luftbildsimulationen der zu vermessenden Strukturen und/oder anhand von Datenbanken abgestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaften des Beleuchtungslichts im Hinblick auf eine Kontrastmaximierung in der Abbildung an die zu vermessende Struktur angepaßt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaften des Beleuchtungslichts im Hinblick auf eine verbesserte Kontrolle der Fokuslage an die zu vermessende Struktur angepaßt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaften des Beleuchtungslichts im Hinblick auf eine verbesserte Kontrolle der Tiefenschärfe an die zu vermessende Struktur angepaßt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaften des Beleuchtungslichts im Hinblick auf eine verbesserte Kontrolle der Telezentrie an die zu vermessende Struktur angepaßt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaften des Beleuchtungslichts im Hinblick auf eine Bestimmung und Korrektur von einem oder mehreren Bildfehlern an die zu vermessende Struktur angepaßt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaften des Beleuchtungslichts im Hinblick auf eine Bestimmung und Korrektur von Verzeichnungen an die zu vermessende Struktur angepaßt werden.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaften des Beleuchtungslichts einheitlich für mehrere zu vermessende Strukturen angepaßt werden.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jede zu vermessende Struktur Messungen mit mindestens zwei voneinander verschiedenen Einstellungen des Beleuchtungslichts durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte gewichtet zu einem Gesamtmeßwert addiert werden, wobei die Wichtungsfaktoren für die gewichtete Addition anhand von rigorosen Luftbildsimulationen bestimmt werden.
Vorrichtung, mit der Strukturen auf Masken (1) für die Photolithographie mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vermessen werden, umfassend – eine Beleuchtungseeinrichtung (3, 3’) mit mindestens einer, kohärentes Beleuchtungslicht ausstrahlenden Beleuchtungslichtquelle (8), die die Maske (1) über einen Beleuchtungsstrahlengang beleuchtet, – eine im Raum verfahrbare Plattform (2), die die Maske (1) aufnimmt, – eine laserinterferometrische Meßeinrichtung, die die Position der Plattform (2) kontrolliert, – eine Abbildungsoptik (4), die von der Maske (1) kommendes Licht auf eine Detektierungseinrichtung (6) abbildet, wo es als Bild detektiert wird, sowie – eine mit der Detektierungseinrichtung (6) gekoppelte Auswerteeinrichtung (7), die die detektierten Signale des Bildes auswertet und die Positionen und Abmaße der Strukturen bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß – die Beleuchtungseinrichtung (3, 3’) Einstellmittel zur Abstimmung der Eigenschaften des Beleuchtungslichts auf die zu vermessende Struktur anhand der Ergebnisse von rigorosen Luftbildsimulationen der zu vermessenden Strukturen und/oder anhand von Datenbanken derart umfaßt, daß die Genauigkeit der Positionsbestimmung erhöht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel Pupillenblenden (15), sowie Phasenverschiebungsstrukturen und/oder Polarisatoren umfassen, die so angeordnet sind, daß sie einzeln oder in Kombination in einer Pupillenebene in den Beleuchtungsstrahlengang eingebracht werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Pupillenblenden (15) als annulare Blenden, Dipol-, Quadrupol- und Multipolblenden, Disar-, Quasar- und Multisarblenden, oder Zirkularblenden ausgestaltet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Datenbank umfaßt, in der für eine Vielzahl von Strukturen eine oder mehrere Beleuchtungseinstellungen hinterlegt sind, anhand derer die Abstimmung erfolgt.