DE102015207002A1 - Method for characterizing a diffractive optical structure - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung einer diffraktiven optischen Struktur, wobei eine Mehrzahl von für die diffraktive optische Struktur charakteristischen Profilparametern auf Basis von Messungen der Intensität elektromagnetischer Strahlung nach deren Beugung an der diffraktiven optischen Struktur ermittelt werden, wobei diese Intensitätsmessungen für unterschiedliche Kombinationen aus Wellenlänge und Polarisation durchgeführt werden, und wobei eine Ermittlung der Profilparameter basierend auf bei diesen Intensitätsmessungen gemessenen Intensitätswerten sowie für jeweils unterschiedliche Kombinationen aus Wellenlänge, Polarisation und Profilparameterwerten berechneten Intensitätswerten unter Anwendung einer mathematischen Optimierungsmethode erfolgt. Erfindungsgemäß wird bei der Anwendung der mathematischen Optimierungsmethode zwischen einem ersten Parametersatz von Profilparametern und einem zweiten Parametersatz von Profilparametern insofern unterschieden, als für die Profilparameter des ersten Parametersatzes für unterschiedliche Orte auf der diffraktiven optischen Struktur jeweils separate Werte für die Profilparameter des ersten Parametersatzes ermittelt werden, wohingegen für jeden Profilparameter des zweiten Parametersatzes jeweils nur ein einziger Wert für die gesamte diffraktive optische Struktur ermittelt wird.The invention relates to a method for characterizing a diffractive optical structure, wherein a plurality of profile parameters characteristic of the diffractive optical structure are determined on the basis of measurements of the intensity of electromagnetic radiation after their diffraction at the diffractive optical structure, wherein these intensity measurements for different combinations of wavelength and polarization are performed, and wherein a determination of the profile parameters based on intensity values measured in these intensity measurements as well as for each different combinations of wavelength, polarization and profile parameter values calculated intensity values using a mathematical optimization method is carried out. In the application of the mathematical optimization method, a distinction is made between a first parameter set of profile parameters and a second parameter set of profile parameters in that separate values for the profile parameters of the first parameter set are determined for the profile parameters of the first parameter set for different locations on the diffractive optical structure, whereas only one single value for the entire diffractive optical structure is determined for each profile parameter of the second parameter set.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung einer diffraktiven optischen Struktur, insbesondere für die Mikrolithographie.The invention relates to a method for characterizing a diffractive optical structure, in particular for microlithography.

Stand der TechnikState of the art

Diffraktive optische Strukturen werden für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in der Mikrolithographie in Form von Photomasken, diffraktiven optischen Elementen (DOE's) oder computergenerierten Hologrammen (CGH's).Diffractive optical structures are used for a variety of applications, for example in microlithography in the form of photomasks, diffractive optical elements (DOEs) or computer-generated holograms (CGHs).

Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie beispielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD's, angewendet. Der Mikrolithographieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durchgeführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv aufweist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Projektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z. B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen.Microlithography is used to fabricate microstructured devices such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in a so-called projection exposure apparatus which has an illumination device and a projection objective. In this case, the image of a mask (= reticle) illuminated by the illumination device is projected onto a substrate (eg a silicon wafer) coated with a photosensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection objective to project the mask structure onto the mask transfer photosensitive coating of the substrate.

Ein bei der Anwendung diffraktiver optischer Strukturen in der Praxis auftretendes Problem ist, dass diese Strukturen in der Regel infolge der zu ihrer Herstellung typischerweise durchgeführten Ätzprozesse fertigungsbedingte Abweichungen von der jeweiligen Soll-Form aufweisen. Besonders gravierend ist dieser Umstand bei mikrolithographischen Anwendungen, da etwa Photomasken für die Mikrolithographie höchsten Genauigkeitsanforderungen (mit typischen Toleranzen im nm-Bereich) genügen müssen.A problem which arises in practice in the application of diffractive optical structures is that these structures generally have production-related deviations from the respective desired shape as a result of the etching processes typically carried out for their production. This circumstance is particularly serious in microlithographic applications, since, for example, photomasks for microlithography must meet the highest accuracy requirements (with typical tolerances in the nm range).

1 zeigt zur Veranschaulichung eine lediglich schematische Darstellung eines möglichen Profils einer Photomaske, wobei dieses Profil diverse Abweichungen von einer (z. B. als Rechteckprofil angenommenen) Soll-Form aufweist. Das tatsächliche Profil bzw. die Abweichung von der Soll-Form kann über Profilparameter beschrieben werden, wobei insbesondere der sogenannte Füllfaktor (bestimmt durch die Breite der einzelnen Strukturen, vgl. „A” in 1), die Kantenrundung (vgl. „B” in 1), Flankenwinkel (vgl. „C” in 1) und die Ätztiefe (vgl. „D” in 1) zu nennen sind. 1 shows for illustrative purposes only a schematic representation of a possible profile of a photomask, this profile having various deviations from a (for example, assumed as a rectangular profile) desired shape. The actual profile or the deviation from the desired shape can be described by profile parameters, wherein in particular the so-called fill factor (determined by the width of the individual structures, see "A" in FIG 1 ), the edge rounding (see "B" in 1 ), Flank angle (see "C" in 1 ) and the etching depth (see "D" in FIG 1 ) are to be called.

Da die an der jeweiligen diffraktiven optischen Struktur stattfindende Lichtbeugung empfindlich von den Werten der vorstehend genannten Profilparameter abhängt, ist in den jeweiligen Anwendungen, aber auch z. B. zur Prozesskontrolle bei der Fertigung bzw. der Durchführung von Ätzschritten, eine möglichst exakte Kenntnis der betreffenden Profilparameterwerte (d. h. der tatsächlichen Beschaffenheit der jeweiligen diffraktiven optischen Struktur) wünschenswert.Since the light diffraction taking place at the respective diffractive optical structure depends sensitively on the values of the above-mentioned profile parameters, in the respective applications, but also z. For example, for process control in the production or the implementation of etching steps, as exact as possible a knowledge of the relevant profile parameter values (that is, the actual nature of the respective diffractive optical structure) desirable.

Hierbei ergibt sich in der Praxis das weitere Problem, dass die Charakterisierung bzw. Prüfung der diffraktiven optischen Strukturen zum Teil mit einer unerwünschten Zerstörung der Probe einhergeht oder (wie z. B. bei dem Verfahren der Ellipsometrie) nur eng lokalisierte Bereiche auf der Probe abgetastet werden.In practice, this results in the further problem that the characterization or testing of the diffractive optical structures is in part accompanied by undesired destruction of the sample or (as in the ellipsometry method, for example) only scans closely localized regions on the sample become.

Zur großflächigen Charakterisierung diffraktiver optischer Strukturen ist weiter auch die Durchführung eines scatterometrischen Verfahrens bekannt, wobei z. B. für unterschiedliche Wellenlängen und Polarisationszustände die nach Beugung bzw. Streuung an der jeweiligen diffraktiven optischen Struktur erhaltenen Intensitäten gemessen und zur Bestimmung der jeweiligen Profilparameter genutzt werden. Ein hierbei in der Praxis auftretendes Problem ist jedoch, dass insbesondere bei Bestimmung einer Mehrzahl von Profilparametern aufgrund des Umstandes, dass diese Profilparameter zum Teil voneinander nicht linear unabhängig sind, eine entsprechende mathematische Ermittlung nicht korrekt oder nur unter erheblichem Rechenaufwand (wie etwa im Falle einer vergleichsweise komplexen zweidimensionalen Struktur gemäß 2) realisierbar ist.For the large-area characterization of diffractive optical structures, the implementation of a scatterometric method is also known, wherein z. B. for different wavelengths and polarization states, the intensities obtained after diffraction or scattering at the respective diffractive optical structure intensities are measured and used to determine the respective profile parameters. However, a problem occurring in practice is that, in particular when determining a plurality of profile parameters due to the fact that some of these profile parameters are not linearly independent, a corresponding mathematical determination is not correct or only with considerable computational effort (such as in the case of comparatively complex two-dimensional structure according to 2 ) is feasible.

Zum Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf US US 2006/0274325 A1 , US 6,900,892 B2 , US 6,891,628 B2 sowie die Publikationen Matthias Wurm et al., „Deep ultraviolet scatterometer for dimensional characterization of nanostructures: System improvements and test measurements”, Meas. Sci. Technol. 22 (2011) 094024 (9pp) und Jan Richter et al., „Comparative scatterometric CD measurements on a MoSi photo mask using different metrology tools”, Photomask Technology. International Society for Optics and Photonics, 2008 , verwiesen.The prior art is merely an example US 2006/0274325 A1 . US 6,900,892 B2 . US Pat. No. 6,891,628 B2 as well as the publications Matthias Wurm et al., "Deep ultraviolet scatterometer for dimensional characterization of nanostructures: System improvements and test measurements", Meas. Sci. Technol. 22 (2011) 094024 (9pp) and Jan Richter et al., "Comparative scatterometric CD measurements on a MoSi photo mask using different metrology tools", Photomask Technology. International Society for Optics and Photonics, 2008 , referenced.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Charakterisierung einer diffraktiven optischen Struktur bereitzustellen, welches auch bei vergleichsweise komplexen diffraktiven optischen Strukturen eine möglichst zuverlässige und schnelle Charakterisierung ermöglicht.Against the above background, it is an object of the present invention to provide a method for the characterization of a diffractive optical structure which enables the most reliable and rapid characterization even with comparatively complex diffractive optical structures.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of independent claim 1.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Charakterisierung einer diffraktiven optischen Struktur werden eine Mehrzahl von für die diffraktive optische Struktur charakteristischen Profilparametern auf Basis von Messungen der Intensität elektromagnetischer Strahlung nach deren Beugung an der diffraktiven optischen Struktur ermittelt, wobei diese Intensitätsmessungen für unterschiedliche Kombinationen aus Wellenlänge und Polarisation durchgeführt werden, und wobei eine Ermittlung der Profilparameter basierend auf bei diesen Intensitätsmessungen gemessenen Intensitätswerten sowie für jeweils unterschiedliche Kombinationen aus Wellenlänge, Polarisation und Profilparameterwerten berechneten Intensitätswerten unter Anwendung einer mathematischen Optimierungsmethode erfolgt. In a method according to the invention for characterizing a diffractive optical structure, a plurality of profile parameters characteristic of the diffractive optical structure are determined on the basis of measurements of the intensity of electromagnetic radiation after its diffraction at the diffractive optical structure, wherein these intensity measurements are carried out for different combinations of wavelength and polarization and wherein a determination of the profile parameters is performed based on intensity values measured in these intensity measurements and intensity values calculated for respectively different combinations of wavelength, polarization and profile parameter values using a mathematical optimization method.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Anwendung der mathematischen Optimierungsmethode zwischen einem ersten Parametersatz von Profilparametern und einem zweiten Parametersatz von Profilparametern insofern unterschieden wird, als für die Profilparameter des ersten Parametersatzes für unterschiedliche Orte auf der diffraktiven optischen Struktur jeweils separate Werte für die Profilparameter des ersten Parametersatzes ermittelt werden, wohingegen für jeden Profilparameter des zweiten Parametersatzes jeweils nur ein einziger Wert für die gesamte diffraktive optische Struktur ermittelt wird.The method is characterized in that, when applying the mathematical optimization method, a distinction is made between a first parameter set of profile parameters and a second parameter set of profile parameters insofar as for the profile parameters of the first parameter set for different locations on the diffractive optical structure separate values for the profile parameters of the first parameter set, whereas only one single value for the entire diffractive optical structure is determined for each profile parameter of the second parameter set.

Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, bei der Ermittlung von Profilparameterwerten zur Charakterisierung einer diffraktiven optischen Struktur zwischen über die Fläche der Struktur vergleichsweise stark lokal veränderlichen Profilparametern und über die Fläche der Struktur vergleichsweise wenig lokal veränderlichen Profilparametern insofern zu unterscheiden, als bei der jeweiligen Bestimmung der Profilparameterwerte in grundsätzlich unterschiedlicher Weise vorgegangen wird.The invention is based in particular on the concept of distinguishing profile parameters which are comparatively strongly locally variable profile parameters over the area of the structure and comparatively little locally variable profile parameters in the determination of profile parameter values for characterizing a diffractive optical structure insofar as in the respective determination the profile parameter values are handled in fundamentally different ways.

Was zunächst die Bestimmung der Profilparameterwerte des ersten Parametersatzes betrifft, so geht die Erfindung von dem (für sich bekannten) Ansatz aus, eine Profilparameter-Bestimmung auf Basis einer scatterometrischen Vermessung der diffraktiven optischen Struktur vorzunehmen.As regards the determination of the profile parameter values of the first parameter set, the invention proceeds from the (known per se) approach of making a profile parameter determination on the basis of a scatterometric measurement of the diffractive optical structure.

Um aus den hierbei erhaltenen Messergebnissen (d. h. den für Kombinationen aus Wellenlänge und Polarisation jeweils gemessenen Intensitätswerten) auf Profilparameterwerte der diffraktiven optischen Struktur zu schließen, werden zusätzlich zu dieser Messung theoretisch (d. h. unter Anwendung der elektromagnetischen Gesetze bzw. Maxwell-Gleichungen) Intensitätswerte für die unterschiedlichen Kombinationen aus Wellenlänge und Polarisation sowie unterschiedliche Werte der entsprechenden Profilparameter (voraus-)berechnet und in einer entsprechenden Datenbank gesammelt.In order to deduce the profile values of the diffractive optical structure from the measurement results obtained here (ie the intensity values measured for combinations of wavelength and polarization), in addition to this measurement, intensity values are theoretically (ie using the electromagnetic laws or Maxwell equations) different combinations of wavelength and polarization as well as different values of the corresponding profile parameters (pre-) calculated and collected in a corresponding database.

Die eigentliche Bestimmung der gesuchten Profilparameterwerte erfolgt dann in für sich bekannter Weise mit einer mathematischen Optimierungsmethode (die auch als Ausgleichungsrechnung „Rückwärtsberechnung” bzw. „inverse Bestimmung” bezeichnet werden kann), indem derjenige Satz von Profilparameterwerten als der tatsächlich für die konkret vorliegende diffraktive Struktur gegebene angenommen wird, für den die (über die einzelnen Orte auf der diffraktiven optischen Struktur berechnete) Summe der Quadrate aller einzelnen Abweichungen zwischen den gemessenen Intensitätswerten und den in der Datenbank enthaltenen Intensitätswerten minimal wird (Methode der kleinsten quadratischen Abweichung).The actual determination of the sought-after profile parameter values then takes place in a manner known per se with a mathematical optimization method (which can also be referred to as the "backward calculation" or "inverse determination" equalization calculation), by using that set of profile parameter values as the actually present diffractive structure for which the sum of the squares of all individual deviations between the measured intensity values and the intensity values contained in the database (calculated over the individual locations on the diffractive optical structure) becomes minimal (least squares deviation method).

Hinsichtlich der Ermittlung der Profilparameter des ersten Parametersatzes wird diese Optimierungsmethode in dem Sinne „lokal” durchgeführt, dass im Ergebnis für unterschiedliche Orte auf der diffraktiven optischen Struktur (d. h. ortsaufgelöst) auch jeweils separate Werte für die Profilparameter des ersten Parametersatzes ermittelt werden.With regard to the determination of the profile parameters of the first parameter set, this optimization method is carried out "locally" in the sense that separate values for the profile parameters of the first parameter set are also determined for different locations on the diffractive optical structure (that is, spatially resolved).

Erfindungsgemäß wird die vorstehend beschriebene „lokale Optimierungsmethode” jedoch nicht für die Profilparameter des zweiten Parametersatzes angewandt.According to the invention, however, the "local optimization method" described above is not applied to the profile parameters of the second parameter set.

Diese Profilparameterwerte des zweiten Parametersatzes (welcher die über die diffraktive optische Struktur nur wenig veränderlichen Profilparameter enthält) werden vielmehr wie im Weiteren detaillierter beschrieben in dem Sinne „global optimiert”, als eine Bestimmung dieser Profilparameter des zweiten Parametersatzes global für die gesamte Fläche der diffraktiven optischen Struktur erfolgt, d. h. es wird im Ergebnis für jeden der betreffenden Profilparameter des zweiten Parametersatzes jeweils nur ein einziger Wert für die gesamte Fläche der diffraktiven optischen Struktur ermittelt.These profile parameter values of the second parameter set (which contains the profile parameters which are only slightly variable via the diffractive optical structure) are rather "globally optimized" as described in more detail below as a determination of these profile parameters of the second parameter set globally for the entire surface of the diffractive optical system Structure takes place, d. H. In each case only a single value for the entire surface of the diffractive optical structure is determined for each of the relevant profile parameters of the second parameter set.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der erste Parametersatz wenigstens einen der Profilparameter Ätztiefe und Füllfaktor.According to one embodiment, the first parameter set comprises at least one of the profile parameters etch depth and fill factor.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der zweite Parametersatz wenigstens einen der Profilparameter Kantenrundung und Flankenwinkel. Diese Profilparameter sind zwar vom jeweiligen Ätzprozess abhängig, variieren aber typischerweise nur geringfügig über die gesamte Fläche der diffraktiven optischen Struktur.According to one embodiment, the second parameter set comprises at least one of the profile parameters edge rounding and flank angle. Although these profile parameters are dependent on the respective etching process, they typically vary only slightly over the entire surface of the diffractive optical structure.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Ermittlung der Profilparameter des ersten Parametersatzes folgende Schritte auf:

  • – Berechnen einer Datenbank I DB / λ,p(x, q), welche für unterschiedliche Kombinationen aus Wellenlänge (λ) und Polarisation (p) und für unterschiedliche Profilparameterwerte der Profilparameter des ersten Parametersatzes (q) entsprechend vorausberechnete Intensitäten enthält; und
  • – Bestimmen desjenigen Satzes von Profilparameterwerten des ersten Parametersatzes als für die diffraktive optische Struktur gegeben, für den die Summe der Quadrate aller einzelnen Abweichungen zwischen den für jeweils einen Ort auf der diffraktiven optischen Struktur gemessenen Intensitätswerten und den für den jeweiligen Ort auf der diffraktiven optischen Struktur in der Datenbank enthaltenen Intensitätswerten minimal wird (Methode der kleinsten quadratischen Abweichung).
According to one embodiment, the determination of the profile parameters of the first parameter set has the following steps:
  • - Calculate a database I DB / λ, p (x, q), which contains correspondingly precalculated intensities for different combinations of wavelength (λ) and polarization (p) and for different profile parameter values of the profile parameters of the first parameter set (q); and
  • Determining the set of profile parameter values of the first parameter set as given for the diffractive optical structure, for which the sum of the squares of all individual deviations between the intensity values measured for each location on the diffractive optical structure and that for the respective location on the diffractive optical structure in the database is minimized (least squares deviation method).

In anderen Ausführungsformen kann auch auf die Berechnung bzw. Erstellung einer Datenbank verzichtet werden, wobei eine direkte Optimierung z. B. unter Anwendung eines Levenberg-Marquardt-Algorithmus durchgeführt werden kann.In other embodiments, can also be dispensed with the calculation or creation of a database, with a direct optimization z. B. can be performed using a Levenberg-Marquardt algorithm.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Ermittlung der Profilparameter des zweiten Parametersatzes folgende Schritte auf:According to one embodiment, the determination of the profile parameters of the second parameter set comprises the following steps:

  • – Festlegen eines Satzes von Profilparameterwerten für den ersten Parametersatz;- defining a set of profile parameter values for the first parameter set;
  • – Ermitteln von Differenzwerten zwischen den gemessenen Intensitätswerten und den für diese Profilparameterwerte des ersten Parametersatzes in der Datenbank enthaltenen Intensitätswerten; undDetermining difference values between the measured intensity values and the intensity values contained for these profile parameter values of the first parameter set in the database; and
  • – Bestimmen desjenigen Satzes von Profilparameterwerten des zweiten Parametersatzes als für die diffraktive optische Struktur gegeben, für den die Summe der Quadrate aller einzelnen Abweichungen zwischen den Differenzwerten und jeweils einem von Profilparameterwerten des zweiten Parametersatzes abhängigen Korrekturwert minimal wird (Methode der kleinsten quadratischen Abweichung).Determining the set of profile parameter values of the second parameter set as given for the diffractive optical structure, for which the sum of the squares of all individual deviations between the difference values and respectively a correction value dependent on profile parameter values of the second parameter set becomes minimal (least square deviation method).

Gemäß einer Ausführungsform wird die Ermittlung der Profilparameter des zweiten Parametersatzes iterativ durchgeführt.According to one embodiment, the determination of the profile parameters of the second parameter set is performed iteratively.

Gemäß einer Ausführungsform wird bei dieser Iteration der jeweilige Korrekturwert unter Berücksichtigung der zuvor ermittelte Profilparameter iterativ angepasst.According to one embodiment, in this iteration, the respective correction value is iteratively adjusted taking into account the previously determined profile parameters.

In Ausführungsformen kann zur Erhöhung der lateralen Auflösung die Messung auf Teilbereiche der diffraktiven optischen Struktur beschränkt werden.In embodiments, to increase the lateral resolution, the measurement may be limited to portions of the diffractive optical structure.

Gemäß einer Ausführungsform werden die Intensitätsmessungen für unterschiedliche Einfallswinkel der auf die diffraktive optische Struktur auftreffenden elektromagnetischen Strahlung durchgeführt.According to one embodiment, the intensity measurements are carried out for different angles of incidence of the electromagnetic radiation impinging on the diffractive optical structure.

Gemäß einer Ausführungsform ist die diffraktive optische Struktur eine Photomaske für die Mikrolithographie.In one embodiment, the diffractive optical structure is a photomask for microlithography.

Gemäß einer Ausführungsform ist die diffraktive optische Struktur ein durch wenigstens einen Lithographieschritt strukturierter Wafer.According to one embodiment, the diffractive optical structure is a wafer structured by at least one lithography step.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention are described in the description and the dependent claims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung unterschiedlicher, im Rahmen der vorliegenden Erfindung ermittelter Profilparameter einer diffraktiven optischen Struktur; 1 a schematic representation for illustrating different, determined in the context of the present invention profile parameters of a diffractive optical structure;

2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften diffraktiven optischen Struktur; 2 a schematic representation of an exemplary diffractive optical structure;

3 eine schematische Darstellung einer im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbaren Messanordnung; 3 a schematic representation of a usable within the scope of the present invention measuring arrangement;

4–5 Flussdiagramme zur Erläuterung beispielhafter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens; und 4 - 5 Flowcharts for explaining exemplary embodiments of the method according to the invention; and

6 ein Diagramm mit Ergebnissen einer iterativen Durchführung erfindungsgemäßer Verfahrensschritte. 6 a diagram with results of an iterative implementation of inventive method steps.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

Im Weiteren wird unter Bezugnahme auf die schematische Darstellung von 3 der mögliche prinzipielle Aufbau einer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Messanordnung beschrieben. Die Messanordnung von 3 ist als Scatterometer ausgestaltet und weist eine Lichtquelle 10 auf, bei der es sich z. B. um eine breitbandige Lichtquelle zur Erzeugung eines Wellenlängenspektrums im sichtbaren Bereich handeln kann. Das Licht der Lichtquelle 10 trifft über eine erste Linse 11, ein Spektralfilter 12, ein Polarisationsfilter 13 sowie weitere Linsen 14 und 15 auf die Probe bzw. die zu charakterisierende diffraktive optische Struktur 16 (bei der es sich lediglich beispielhaft um ein CGH oder um eine Photomaske handeln kann). Nach Beugung an der diffraktiven optischen Struktur 16 gelangt das Licht über weitere Linsen 17 und 19, eine Blende 18, sowie ein weiteres Polarisationsfilter 20 auf einen Detektor bzw. eine Kamera 21. Unter Einsatz unterschiedlicher Spektralfilter 12 bzw. Polarisationsfilter 13, 20 erfolgt die Intensitätsmessung mit der Kamera 21 für eine Vielzahl unterschiedlicher Wellenlängen bzw. Polarisationszustände. Die Intensitätsmessung kann alternativ wie gezeigt in Transmission oder auch in Reflexion erfolgen.In the following, with reference to the schematic representation of 3 the possible basic structure of a measuring arrangement used in the method according to the invention is described. The measuring arrangement of 3 is designed as a scatterometer and has a light source 10 on, which is z. B. may be a broadband light source for generating a wavelength spectrum in the visible range. The light of the light source 10 meets a first lens 11 , a spectral filter 12 , a polarizing filter 13 as well as other lenses 14 and 15 to the sample or to characterizing diffractive optical structure 16 (which may be illustrative only of a CGH or a photomask). After diffraction at the diffractive optical structure 16 the light passes through additional lenses 17 and 19 , a panel 18 , as well as another polarizing filter 20 to a detector or a camera 21 , Using different spectral filters 12 or polarization filter 13 . 20 the intensity measurement is done with the camera 21 for a multiplicity of different wavelengths or polarization states. The intensity measurement can alternatively be done as shown in transmission or in reflection.

Des Weiteren wird im Folgenden von der (für hinreichend kleine Gitterperioden der diffraktiven optischen Struktur 16 in guter Näherung erfüllten) Annahme ausgegangen, dass die an unterschiedlichen Orten auf der Kamera 21 (d. h. auf unterschiedlichen Kamerapixeln) gemessenen Intensitäten jeweils der nullten Beugungsordnung entsprechen (d. h. die höheren Beugungsordnungen nicht mehr auf die Kamera 21 auftreffen) und jeweils ein Kamerapixel in einer „1:1-Zuordnung” einem Ort auf der diffraktiven optischen Struktur 16 zugeordnet ist.Furthermore, in the following, the (for sufficiently small grating periods of the diffractive optical structure 16 in a good approximation) assumption assumed that in different places on the camera 21 (ie on different camera pixels) measured intensities each of the zeroth diffraction order correspond (ie the higher diffraction orders no longer on the camera 21 and one camera pixel each in a "1: 1 mapping" location on the diffractive optical structure 16 assigned.

Erfindungsgemäß wird nun bei der Ermittlung der einzelnen, für die diffraktive optische Struktur 16 charakteristischen Profilparameter zwischen zwei Gruppen bzw. Sätzen von Profilparametern unterschieden:
Ein erster Parametersatz enthält diejenigen Profilparameter, welche lokal über die Fläche der diffraktiven Struktur vergleichsweise stark (um z. B. bis zu 5% oder 10%) variieren. Dieser erste Parametersatz von Profilparametern umfasst im konkreten Ausführungsbeispiel Ätztiefe und Füllfaktor. Ein zweiter Parametersatz enthält diejenigen Profilparameter, welche lokal bzw. über die Fläche der diffraktiven Struktur vergleichsweise wenig (um z. B. maximal 2%) variieren. Dieser zweite Satz von Profilparametern umfasst im konkreten Ausführungsbeispiel Kantenrundung und Flankenwinkel.According to the invention is now in the determination of the individual, for the diffractive optical structure 16 distinguished characteristic profile parameters between two groups or sets of profile parameters:
A first parameter set contains those profile parameters which vary locally over the area of the diffractive structure comparatively strongly (by up to 5% or 10%, for example). This first parameter set of profile parameters comprises etching depth and fill factor in the concrete exemplary embodiment. A second parameter set contains those profile parameters which vary relatively little locally (over the surface of the diffractive structure, for example, by a maximum of 2%). This second set of profile parameters comprises in the concrete embodiment edge rounding and flank angle.

Der erste Parametersatz kann auch als „lokaler Parametersatz” bezeichnet und mathematisch dargestellt werden als qi: Ω → R, x ↦ qi(x), i =, ..., N. Hierbei sei die ausgedehnte Fläche der diffraktiven optischen Struktur durch das Gebiet Ω ⊂ R2 gegeben. Der zweite Parametersatz kann auch als „globaler Parametersatz” bezeichnet werden und mathematisch dargestellt werden als ri: Ω → R, x ↦ ri(x), i = 1, ..., M.The first parameter set may also be referred to as a "local parameter set" and represented mathematically as q i : Ω → R, x ↦ q i (x), i =,..., N. Here, let the extended surface of the diffractive optical structure be given the domain Ω ⊂ R 2 . The second parameter set may also be referred to as a "global parameter set" and represented mathematically as r i : Ω → R, x ↦ r i (x), i = 1, ..., M.

Zur Ermittlung der Profilparameterwerte des ersten Parametersatzes (d. h. Ätztiefe und Füllfaktor) erfolgt gemäß 4 in einem Schritt S11 zunächst die Berechnung einer Datenbank, welche im Wege elektromagnetischer Voraus-Berechnung jeder Kombination aus Wellenlänge, Polarisation, Füllfaktor und Ätztiefe einen zu erwartenden bzw. berechneten Intensitätswert zuordnet. Als Ergebnis dieser „Vorwärtsrechnung” wird eine Datenbank I DB / λ,p(x, q) erhalten, welche die vorausberechneten Intensitäten für unterschiedliche Wellenlängen λ und unterschiedliche Polarisationen p enthält.To determine the profile parameter values of the first parameter set (ie etch depth and fill factor) is carried out according to 4 in a step S11, first of all the calculation of a database which assigns an expected or calculated intensity value by means of electromagnetic advance calculation of each combination of wavelength, polarization, fill factor and etch depth. As a result of this "forward calculation" becomes a database I DB / λ, p (x, q) which contains the predicted intensities for different wavelengths λ and different polarizations p.

Ausgehend von dieser vorausberechneten Datenbank I DB / λ,p(x, q) sowie den tatsächlich mit Hilfe des Aufbaus von 3 (für unterschiedliche Kombinationen aus Wellenlänge und Polarisation) gemessenen Intensitäten Iλ,p(x) erfolgt gemäß Schritt S14 von 4 eine „Rückwärtsrechnung” bzw. inverse Bestimmung der Profilparameter des ersten Satzes (d. h. von Füllfaktor und Ätztiefe) für jedes Kamerapixel bzw. für die jeweils zugeordneten Orte auf der Probe (d. h. der diffraktiven optischen Struktur 16).Starting from this predicted database I DB / λ, p (x, q) as well as actually with the help of the construction of 3 (for different combinations of wavelength and polarization) measured intensities I λ, P (x) is carried out in accordance with step S14 of 4 a "backward" or inverse determination of the profile parameters of the first set (ie, fill factor and etch depth) for each camera pixel or for the respectively assigned locations on the sample (ie the diffractive optical structure 16 ).

Hierbei wirkt sich nun der Umstand vorteilhaft aus, dass die Größe der zuvor berechneten Datenbank I DB / λ,p(x, q) infolge der Beschränkung auf die Profilparameter des ersten Satzes verhältnismäßig begrenzt und wesentlich kleiner ist, als wenn sämtliche Profilparameter (einschließlich denjenigen des zweiten Parametersatzes) in die Erstellung der Datenbank einbezogen worden wären.Here, the circumstance has an advantageous effect that the size of the previously calculated database I DB / λ, p (x, q) due to the restriction to the profile parameters of the first set is relatively limited and substantially smaller than if all profile parameters (including those of the second parameter set) were included in the creation of the database.

Die Profilparameter des ersten Parametersatzes („lokale Parameter”) ergeben sich aus

Figure DE102015207002A1_0002
The profile parameters of the first parameter set ("local parameters") result
Figure DE102015207002A1_0002

Im Ergebnis wird somit für jedes Kamerapixel bzw. den entsprechenden Ort auf der diffraktiven optischen Struktur 16 jeweils ein Profilparameterwert für die Ätztiefe und ein Profilparameterwert für den Füllfaktor erhalten.As a result, for each camera pixel or the corresponding location on the diffractive optical structure 16 each receive a profile parameter value for the etch depth and a profile parameter value for the fill factor.

Die Profilparameter des zweiten Parametersatzes (im Beispiel „Kantenrundung” und „Flankenwinkel”) werden in grundsätzlich anderer Weise ermittelt. Für diese Ermittlung der Profilparameterwerte des zweiten Parametersatzes werden zunächst die Profilparameter des ersten Parametersatzes (d. h. Ätztiefe und Füllfaktor) fest gewählt, wobei z. B. der jeweilige Sollwert entsprechend den Designdaten der diffraktiven optischen Struktur (in Schritt S10 vorgegeben) oder auch entsprechend den ggf. zuvor schon ermittelten Profilparameterwerten zugrundegelegt werden kann.The profile parameters of the second parameter set (in the example "edge rounding" and "flank angle") are determined in a fundamentally different way. For this determination of the profile parameter values of the second parameter set, first the profile parameters of the first parameter set (that is to say etching depth and fill factor) are selected fixed, wherein z. B. the respective desired value according to the design data of the diffractive optical structure (predetermined in step S10) or according to the possibly previously determined profile parameter values can be used.

Bezeichnet man mit q0 den gemäß (1) bestimmten Parametersatz, so kann die sich für einzelnen Orte auf der diffraktiven optischen Struktur ergebende Differenz zwischen den für diesen Parametersatz gemäß elektromagnetischer „Vorwärtsrechnung” erhaltenen Intensitäten und den tatsächlich mit dem Aufbau von 3 gemessenen Intensitäten geschrieben werden als: ΔIλ,p(x) := Iλ,p(x) – I DB / λ,p(x, q0) (2) Denoting by q 0 according to (1) specific parameter set, the resultant for individual locations on the diffractive optical structure difference between the results obtained for this parameter set according electromagnetic "forward calculation" intensities and the actual can with the construction of 3 measured intensities are written as: ΔI λ, p (x): = I λ, p (x) - I DB / λ, p (x, q 0 ) (2)

Aus den erhaltenen Differenzwerten werden die entsprechenden Profilparameterwerte des zweiten Parametersatzes (d. h. Kantenrundung und Flankenwinkel) wie nachfolgend erläutert im Wege einer „globalen Optimierung” gemäß Schritt S15 in 4 ermittelt. Bezeichnet man mit r0 einen vorgegebenen Startwert für den zweiten Parametersatz, kann ein Vektor aus Korrekturintensitäten definiert werden als I korr / λ,p(x) := I ~λ,p(x, q = 0, r0) – I DB / λ,p(x, q = 0) (3) From the obtained difference values, the corresponding profile parameter values of the second parameter set (ie, edge rounding and flank angle) are explained as follows by way of a "global optimization" according to step S15 in FIG 4 determined. If one designates a predetermined starting value for the second parameter set with r 0 , a vector of correction intensities can be defined as I corr / λ, p (x): = I ~ λ, p (x, q = 0, r 0 ) - I DB / λ, p (x, q = 0) (3)

Hierbei bezeichnet I ~ eine vorausberechnete Intensität in Abhängigkeit von x, q und r. Erfindungsgemäß kann nun insbesondere ein lineares Fehlermodell in r zugrundegelegt werden. Die Parameter r werden global näherungsweise bestimmt („angefittet”) gemäß

Figure DE102015207002A1_0003
Here, I ~ denotes a predicted intensity as a function of x, q and r. According to the invention, a linear error model in r can now be used in particular. The parameters r are approximately determined globally ("fitted") according to
Figure DE102015207002A1_0003

Dann sind die Komponenten des komponentenweisen Produkts

Figure DE102015207002A1_0004
, i = 1, ..., M die gesuchten Parameter.Then are the components of the component-by-product
Figure DE102015207002A1_0004
, i = 1, ..., M the searched parameters.

In (4) erfolgt somit eine Integration über sämtliche Kamerapixel bzw. die entsprechenden Orte auf der diffraktiven optischen Struktur 16. Dabei wird jedoch in dem Differenzterm ΔIλ,p(x) – μr·I korr / λ,p(x) für die Profilparameter des zweiten Parametersatzes (z. B. Flankenwinkel μr) nur noch ein freier Parameter (und nicht lokal variierende Parameter wie in (1)) global zugrundegelegt.In (4), integration takes place via all camera pixels or the corresponding locations on the diffractive optical structure 16 , However, in the difference term ΔI λ, p (x) - μ r · I corr / λ, p (x) for the profile parameters of the second parameter set (eg flank angle μ r ), only one free parameter (and non-locally varying parameters as in (1)) is based on the global basis.

Zur Ermittlung der Profilparameter des zweiten Parametersatzes wird der Fit bzw. die inverse Berechnung somit letztlich nicht „punktweise” für jedes einzelne Kamerapixel durchgeführt, womit hier dem Umstand Rechnung getragen wird, dass diese Profilparameter nicht linear unabhängig voneinander sind, also ein „punktweises” Durchführen des Fits für jedes einzelne Kamerapixel ggf. kein physikalisch sinnvolles bzw. korrektes Ergebnis liefern würde.In order to determine the profile parameters of the second parameter set, the fit or inverse calculation is thus ultimately not performed "pointwise" for each individual camera pixel, which takes into account the fact that these profile parameters are not linearly independent of one another, ie "pointwise" execution If necessary, the fit for each individual camera pixel would not yield a physically meaningful or correct result.

Vielmehr wird erfindungsgemäß bei der Ermittlung der Profilparameter des zweiten Parametersatzes zwar pixelweise die Differenz gemäß (2) ermittelt, die mathematische Optimierungsmethode („Fit” bzw. Methode der kleinsten quadratischen Abweichung) dann jedoch für sämtliche Kamerapixel simultan durchgeführt, so dass für die Profilparameter des zweiten Parametersatzes jeweils nur noch ein globaler Wert (d. h. im Beispiel ein Profilparameterwert für die Kantenrundung und ein Profilparameterwert für den Flankenwinkel) erhalten wird.Rather, the difference according to (2) is determined pixel by pixel in the determination of the profile parameters of the second parameter set, but the mathematical optimization method ("fit" or method of the smallest quadratic deviation) is then performed simultaneously for all camera pixels, so that for the profile parameters of the second parameter set only one global value (ie in the example a profile parameter value for the edge rounding and a profile parameter value for the flank angle) is obtained.

Die erhaltenen Profilparameterwerte können beispielsweise zur Prozesskontrolle und -optimierung von Ätzschritten bereits während der Herstellung der diffraktiven optischen Struktur verwendet werden. Ebenso kann unter Verwendung der erhaltenen Profilparameter die Wirkung der diffraktiven optischen Struktur im einem größeren System vorhersimuliert werden (Schritt S16), so z. B. Korrekturwellenfronten eines CGHs in einem interferometrischen Aufbau oder auftretende Wärmelasten in Abhängigkeit von Beugungsordnungen eines Retikels in einem photolithographischen System. Die Simulation umfasst i. d. R. wieder die Lösung der Maxwellgleichungen und ggf. weiterer Gleichungen wie z. B. die Wärmeleitungsgleichung. Weiter können die ermittelten Profilparameter als Eingangsdaten für eine Maskeninspektionsanlage verwendet werden, um die Korrelation zwischen Messdaten und simulierten Daten zu erhöhen.The profile parameter values obtained can be used, for example, for process control and optimization of etching steps already during the production of the diffractive optical structure. Likewise, using the profile parameters obtained, the effect of the diffractive optical structure in a larger system can be pre-simulated (step S16), e.g. B. Correction wavefronts of a CGHs in an interferometric design or heat loads occurring as a function of diffraction orders of a reticle in a photolithographic system. The simulation includes i. d. R. again the solution of the Maxwell equations and possibly other equations such. B. the heat conduction equation. Furthermore, the determined profile parameters can be used as input data for a mask inspection system in order to increase the correlation between measured data and simulated data.

In weiteren Ausführungsformen kann, wie in 5 angedeutet, die Ermittlung der Profilparameter des zweiten Parametersatzes auch zur Erzielung einer noch höheren Genauigkeit mehrfach bzw. iterativ durchgeführt werden. Bei dieser Iteration kann insbesondere der jeweilige, bei der Ermittlung der Profilparameter des zweiten Parametersatzes herangezogene Korrekturwert unter Berücksichtigung der zuvor ermittelten Profilparameter iterativ angepasst werden (Schritt S26).In further embodiments, as in 5 indicated, the determination of the profile parameters of the second parameter set are repeatedly or iteratively performed to achieve an even higher accuracy. In this iteration, in particular, the respective correction value used in the determination of the profile parameters of the second parameter set can be iteratively adjusted taking into account the previously determined profile parameters (step S26).

Des Weiteren können optional auch zunächst Startwerte der Profilparameter auf Basis von zuvor mit anderen Methoden durchgeführten Messungen, z. B. einer ellipsometrischen Messung oder einer SEM/AFM-Messung, vorgegeben werden (Schritt S21).Furthermore, starting values of the profile parameters can optionally also be initially based on measurements previously carried out with other methods, eg. As an ellipsometric measurement or a SEM / AFM measurement, are predetermined (step S21).

Des Weiteren kann zusätzlich oder alternativ zu der Variation von Wellenlänge und Polarisation auch der Einfallswinkel variiert werden.Furthermore, additionally or alternatively to the variation of wavelength and polarization, the angle of incidence can also be varied.

6 zeigt am Beispiel des Flankenwinkels als Profilparameter jeweils die Ergebnisse von zwei Iterationen, die mit unterschiedlichen Startwerten durchgeführt wurden, wobei im einen Falle ein Startwert von Null und im anderen Falle ein anhand von SEM-Messungen vorab ermittelter Startwert verwendet wurde. Wie aus 6 ersichtlich konvergieren beide Iterationen unabhängig vom Startwert auf den gleichen Endwert. 6 Using the example of the flank angle as the profile parameter, each shows the results of two iterations which were carried out with different starting values, wherein in one case a starting value of zero and in the other case a starting value determined in advance on the basis of SEM measurements was used. How out 6 Obviously, both iterations converge to the same final value regardless of the start value.

Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alternative Ausführungsformen, z. B. durch Kombination und/oder Austausch von Merkmalen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt ist.While the invention has been described with reference to specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments will become apparent to those skilled in the art. B. by combination and / or exchange of features individual embodiments. Accordingly, it will be understood by those skilled in the art that such variations and alternative embodiments are intended to be embraced by the present invention, and the scope of the invention is to be limited only in terms of the appended claims and their equivalents.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2006/0274325 A1 [0009] US 2006/0274325 A1 [0009]
  • US 6900892 B2 [0009] US 6900892 B2 [0009]
  • US 6891628 B2 [0009] US 6891628 B2 [0009]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Matthias Wurm et al., „Deep ultraviolet scatterometer for dimensional characterization of nanostructures: System improvements and test measurements”, Meas. Sci. Technol. 22 (2011) 094024 (9pp) [0009] Matthias Wurm et al., "Deep ultraviolet scatterometer for dimensional characterization of nanostructures: System improvements and test measurements", Meas. Sci. Technol. 22 (2011) 094024 (9pp) [0009]
  • Jan Richter et al., „Comparative scatterometric CD measurements on a MoSi photo mask using different metrology tools”, Photomask Technology. International Society for Optics and Photonics, 2008 [0009] Jan Richter et al., "Comparative scatterometric CD measurements on a MoSi photo mask using different metrology tools", Photomask Technology. International Society for Optics and Photonics, 2008 [0009]

Claims (10)

Verfahren zur Charakterisierung einer diffraktiven optischen Struktur, wobei eine Mehrzahl von für die diffraktive optische Struktur charakteristischen Profilparametern auf Basis von Messungen der Intensität elektromagnetischer Strahlung nach deren Beugung an der diffraktiven optischen Struktur ermittelt werden, wobei diese Intensitätsmessungen für unterschiedliche Kombinationen aus Wellenlänge und Polarisation durchgeführt werden; und wobei eine Ermittlung der Profilparameter basierend auf bei diesen Intensitätsmessungen gemessenen Intensitätswerten sowie für jeweils unterschiedliche Kombinationen aus Wellenlänge, Polarisation und Profilparameterwerten berechneten Intensitätswerten unter Anwendung einer mathematischen Optimierungsmethode erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Anwendung der mathematischen Optimierungsmethode zwischen einem ersten Parametersatz von Profilparametern und einem zweiten Parametersatz von Profilparametern insofern unterschieden wird, als für die Profilparameter des ersten Parametersatzes für unterschiedliche Orte auf der diffraktiven optischen Struktur jeweils separate Werte für die Profilparameter des ersten Parametersatzes ermittelt werden, wohingegen für jeden Profilparameter des zweiten Parametersatzes jeweils nur ein einziger Wert für die gesamte diffraktive optische Struktur ermittelt wird.A method of characterizing a diffractive optical structure, wherein a plurality of profile parameters characteristic of the diffractive optical structure are determined on the basis of measurements of the intensity of electromagnetic radiation after diffraction at the diffractive optical structure, wherein these intensity measurements are carried out for different combinations of wavelength and polarization ; and wherein a determination of the profile parameters on the basis of intensity values measured on these intensity measurements and intensity values calculated for each different combinations of wavelength, polarization and profile parameter values is performed using a mathematical optimization method, characterized in that when applying the mathematical optimization method between a first parameter set of profile parameters and a second parameter set of profile parameters is distinguished insofar as separate values for the profile parameters of the first parameter set are determined for the profile parameters of the first parameter set for different locations on the diffractive optical structure, whereas only one value for each profile parameter of the second parameter set entire diffractive optical structure is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Parametersatz wenigstens einen der Profilparameter Ätztiefe und Füllfaktor umfasst.A method according to claim 1, characterized in that the first parameter set comprises at least one of the profile parameters etch depth and fill factor. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Parametersatz wenigstens einen der Profilparameter Kantenrundung und Flankenwinkel umfasst.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the second parameter set comprises at least one of the profile parameters edge rounding and flank angle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Profilparameter des ersten Parametersatzes folgende Schritte aufweist: – Berechnen einer Datenbank I DB / λ,p(x, q), welche für unterschiedliche Kombinationen aus Wellenlänge (λ) und Polarisation (p) und für unterschiedliche Profilparameterwerte der Profilparameter des ersten Parametersatzes (q) entsprechend vorausberechnete Intensitäten enthält; und – Bestimmen desjenigen Satzes von Profilparameterwerten des ersten Parametersatzes als für die diffraktive optische Struktur gegeben, für den die Summe der Quadrate aller einzelnen Abweichungen zwischen den für jeweils einen Ort auf der diffraktiven optischen Struktur gemessenen Intensitätswerten und den für den jeweiligen Ort auf der diffraktiven optischen Struktur in der Datenbank enthaltenen Intensitätswerten minimal wird (Methode der kleinsten quadratischen Abweichung).Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the determination of the profile parameters of the first parameter set comprises the following steps: - calculating a database I DB / λ, p (x, q), which contains correspondingly precalculated intensities for different combinations of wavelength (λ) and polarization (p) and for different profile parameter values of the profile parameters of the first parameter set (q); and determining the set of profile parameter values of the first parameter set as given for the diffractive optical structure, for which the sum of the squares of all individual deviations between the intensity values measured for one location on the diffractive optical structure and that for the respective location on the diffractive optical Structure contained in the database minimum intensity (least square deviation method). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Profilparameter des zweiten Parametersatzes folgende Schritte aufweist: – Festlegen eines Satzes von Profilparameterwerten für den ersten Parametersatz; – Ermitteln von Differenzwerten zwischen den gemessenen Intensitätswerten und den für diese Profilparameterwerte des ersten Parametersatzes in der Datenbank enthaltenen Intensitätswerten; und – Bestimmen desjenigen Satzes von Profilparameterwerten des zweiten Parametersatzes als für die diffraktive optische Struktur gegeben, für den die Summe der Quadrate aller einzelnen Abweichungen zwischen den Differenzwerten und jeweils einem von Profilparameterwerten des zweiten Parametersatzes abhängigen Korrekturwert minimal wird (Methode der kleinsten quadratischen Abweichung).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the profile parameters of the second parameter set comprises the following steps: - defining a set of profile parameter values for the first parameter set; Determining difference values between the measured intensity values and the intensity values contained for these profile parameter values of the first parameter set in the database; and determining the set of profile parameter values of the second parameter set as given for the diffractive optical structure, for which the sum of the squares of all individual deviations between the difference values and respectively a correction value dependent on profile parameter values of the second parameter set becomes minimal (least square deviation method). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Profilparameter des zweiten Parametersatzes iterativ durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the profile parameters of the second parameter set is performed iteratively. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei dieser Iteration der jeweilige Korrekturwert unter Berücksichtigung der zuvor ermittelten Profilparameter iterativ angepasst wird.A method according to claim 6, characterized in that in this iteration, the respective correction value is iteratively adjusted taking into account the previously determined profile parameters. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensitätsmessungen für unterschiedliche Einfallswinkel der auf die diffraktive optische Struktur auftreffenden elektromagnetischen Strahlung durchgeführt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the intensity measurements for different angles of incidence of the incident on the diffractive optical structure electromagnetic radiation are performed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die diffraktive optische Struktur eine Photomaske für die Mikrolithographie ist.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the diffractive optical structure is a photomask for microlithography. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die diffraktive optische Struktur ein durch wenigstens einen Lithographieschritt strukturierter Wafer ist.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the diffractive optical structure is a wafer structured by at least one lithography step.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017216401A1 (en) * 2017-09-15 2018-10-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Computer-generated hologram (CGH), as well as method for its production
US10509330B2 (en) 2015-11-05 2019-12-17 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and device for characterizing a wafer patterned using at least one lithography step
DE102019216447A1 (en) 2019-10-25 2019-12-19 Carl Zeiss Smt Gmbh Interferometric test arrangement for testing the surface shape of a test object
DE102019212520A1 (en) * 2019-08-21 2021-02-25 Carl Zeiss Smt Gmbh Diffractive optical element for a test interferometer

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021211963A1 (en) 2021-10-25 2022-12-29 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and interferometric measuring arrangement for determining the surface shape of a test object

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6891628B2 (en) 2003-06-25 2005-05-10 N & K Technology, Inc. Method and apparatus for examining features on semi-transparent and transparent substrates
US6900892B2 (en) 2000-12-19 2005-05-31 Kla-Tencor Technologies Corporation Parametric profiling using optical spectroscopic systems
US20060274325A1 (en) 2005-05-23 2006-12-07 Carl Zeiss Smt Ag Method of qualifying a diffraction grating and method of manufacturing an optical element
US20100141948A1 (en) * 2007-07-11 2010-06-10 Yoel Cohen Method and system for use in monitoring properties of patterned structures

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6900892B2 (en) 2000-12-19 2005-05-31 Kla-Tencor Technologies Corporation Parametric profiling using optical spectroscopic systems
US6891628B2 (en) 2003-06-25 2005-05-10 N & K Technology, Inc. Method and apparatus for examining features on semi-transparent and transparent substrates
US20060274325A1 (en) 2005-05-23 2006-12-07 Carl Zeiss Smt Ag Method of qualifying a diffraction grating and method of manufacturing an optical element
US20100141948A1 (en) * 2007-07-11 2010-06-10 Yoel Cohen Method and system for use in monitoring properties of patterned structures

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. Richter, J. Rudolf, B. Bodermann, J.C. Lam: Comparative scatterometric CD measurements on a MoSi photo mask using different metrology tools. In: Proc. SPIE 7122, Photomask Technology 2008, 71222U (2008) *
Jan Richter et al., „Comparative scatterometric CD measurements on a MoSi photo mask using different metrology tools", Photomask Technology. International Society for Optics and Photonics, 2008
M. Wurm, S. Bonifer, B. Bodermann, J. Richter: Deep ultraviolet scatterometer for dimensional characterization of nanostructures: System improvements and test measurements. In: Meas. Sci. Technol. 22 (2011) 094024
M. Wurm, S. Bonifer, B. Bodermann, J. Richter: Deep ultraviolet scatterometer for dimensional characterization of nanostructures: System improvements and test measurements. In: Meas. Sci. Technol. 22 (2011) 094024 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10509330B2 (en) 2015-11-05 2019-12-17 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and device for characterizing a wafer patterned using at least one lithography step
DE102017216401A1 (en) * 2017-09-15 2018-10-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Computer-generated hologram (CGH), as well as method for its production
DE102019212520A1 (en) * 2019-08-21 2021-02-25 Carl Zeiss Smt Gmbh Diffractive optical element for a test interferometer
DE102019216447A1 (en) 2019-10-25 2019-12-19 Carl Zeiss Smt Gmbh Interferometric test arrangement for testing the surface shape of a test object

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