DE102019206651B4 - Method for three-dimensional determination of an aerial image of a lithography mask - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum dreidimensionalen Bestimmen eines Luftbildes (Iscanner) einer Lithographiemaske (7) als Messintensitäts-Resultat einer Abbildung mit einer anamorphotischen Projektionsbelichtungs-Abbildungsoptik (3) einer Projektionsbelichtungsanlage (2), wobei das zu bestimmende 3D-Luftbild (Iscanner) eine Wellenfront
- in einem Ausgangs-Messschritt Messen eines 3D-Luftbildes (Imea-sured) als Messintensitäts-Resultat in einer Mehrzahl von Betriebssituationen
— wobei diese Messung unter Verwendung einer Aperturblende (16a) mit sich um mehr als 10% von 1 unterscheidendem Aspektverhältnis in der Mess-Abbildungsoptik (15) und unter Einfluss einer gezielten Dejustage
-- wobei durch die gezielte Dejustage
--- einer Wellenfront
--- einer Wellenfront
- Rekonstruieren von Spektren (F1...N) als Fouriertransformierte eines Feldes von Abbildungslicht (1) in jeweils einem bestimmten Abschnitt (σi) einer Pupille eines Beleuchtungssettings einer Beleuchtung der Lithographiemaske (7), wobei in die Rekonstruktion eine Minimierung einer Differenz (Δ) eingeht zwischen
-- einer mit der Messoptik (15) unter Verwendung der gezielten Dejustage
-- einer Simulation einer Abbildungslicht-Intensität
- Korrigieren des im Ausgangs-Messschritt erhaltenen Messergebnisses (Imeasured) bei jedem Defokuswert (zw) durch folgende Korrekturterme:
-- ein berechnetes 3D-Luftbild
-- ein berechnetes 3D-Luftbild
- In an initial measurement step, measuring a 3D aerial image (I meas - sured ) as a measurement intensity result in a plurality of operating situations
- This measurement using an aperture diaphragm (16a) with an aspect ratio in the measuring imaging optics (15) that differs from 1 by more than 10% and under the influence of a targeted misalignment
-- where by the purposeful maladjustment
--- a wavefront
--- a wave front
- Reconstructing spectra (F 1 . . . N ) as a Fourier transform of a field of imaging light (1) in a particular section (σ i ) of a pupil of an illumination setting of an illumination of the lithography mask (7), with the reconstruction minimizing a difference (Δ) enters between
-- one with the measuring optics (15) using the targeted maladjustment
-- a simulation of an imaging light intensity
- Correction of the measurement result obtained in the initial measurement step (I measured ) for each defocus value (z w ) using the following correction terms:
-- a calculated 3D aerial photo
-- a calculated 3D aerial photo
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dreidimensionalen Bestimmen eines Luftbildes einer Lithographiemaske als Resultat einer Abbildung mit einer anamorphotischen Projektionsbelichtungs-Abbildungsoptik einer Projektionsbelichtungsanlage.The invention relates to a method for the three-dimensional determination of an aerial image of a lithography mask as a result of imaging with anamorphic projection exposure imaging optics of a projection exposure system.
Ein derartiges Verfahren und ein Metrologiesystem sind bekannt aus der
Die
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Genauigkeit einer 3D-Luftbildbestimmung einer Lithographiemaske, die mittels einer anamorphotischen Projektionsbelichtungs-Abbildungsoptik abzubilden ist, bei Einsatz eines Metrologiesystems mit einer Mess-Abbildungsoptik mit isomorphem Abbildungsmaßstab zu verbessern.It is an object of the present invention to improve an accuracy of a 3D aerial image determination of a lithography mask, which is to be imaged by means of an anamorphic projection exposure imaging optics, when using a metrology system with measuring imaging optics with an isomorphic imaging scale.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Luftbild-Bestimmungsverfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.According to the invention, this object is achieved by an aerial image determination method having the features specified in
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich eine Annäherung an defokusierte Luftbilder der Projektionsbelichtungs-Abbildungsoptik, die zur Vervollständigung des dreidimensionalen Luftbildes, nämlich zur Erfassung der dritten Luftbild-Dimension senkrecht zu einer Bildebene der Abbildungsoptik, notwendig sind, durch eine gezielte Dejustage verlagerbarer und/oder deformierbarer Messoptik-Komponenten der Messoptik des Metrologiesystems, durch einen Einsatz von Korrekturtermen verbessern lässt. In diese Korrekturterme gehen die jeweils rekonstruierte Spektren eines Beleuchtungssettings ein. Die Korrekturterme tragen dem Beleuchtungssetting-Einfluss des Unterschieds zwischen der Defokus-Abhängigkeit der Abbildungsoptik der Projektionsbelichtungsanlage einerseits und der Dejustageabhängigkeit der Messoptik des Metrologiesystems andererseits Rechnung. Die beiden Korrekturterme gehen bei der Korrektur des im Ausgangs-Messschritts erhaltenen Messergebnisses bevorzugt mit unterschiedlichen Vorzeichen ein. Da in die beiden Korrekturterme die gleichen rekonstruierten Spektren eingehen, heben sich dann Fehler, bei der Rekonstruktion der Spektren auftreten, durch Einsatz der beiden Korrekturterme heraus.According to the invention, it was recognized that an approximation of defocused aerial images of the projection exposure imaging optics, which are necessary to complete the three-dimensional aerial image, namely to capture the third aerial image dimension perpendicular to an image plane of the imaging optics, can be displaced and/or deformed by targeted misalignment Measuring optics components of the measuring optics of the metrology system can be improved by using correction terms. The respective reconstructed spectra of an illumination setting are included in these correction terms. The correction terms take into account the lighting setting influence of the difference between the defocus dependency of the imaging optics of the projection exposure system on the one hand and the misalignment dependency of the measuring optics of the metrology system on the other. When correcting the measurement result obtained in the initial measurement step, the two correction terms are preferably entered with different signs. Since the same reconstructed spectra are included in the two correction terms, errors that occur in the reconstruction of the spectra are canceled out by using the two correction terms.
Durch Einsatz einer isomorphen Mess-Abbildungsoptik des Metrologiesystems lässt sich mit dem Bestimmungsverfahren sehr präzise das 3D-Luftbild der Lithographiemaske, abgebildet mit der anamorphotischen Projektionsbelichtungs-Abbildungsoptik bestimmten. Dies kann zur Optimierung der Originalstrukturen auf der Lithographiemaske zur Verbesserung von deren Abbildungsleistung bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, insbesondere von Speicherchips, genutzt werden. Der Einsatz einer anamorphotischen Mess-Abbildungsoptik ist nicht erforderlich. Zudem ist auch eine Verlagerung eines Feldes senkrecht zur Feldebene bei der Messung mit der Mess-Abbildungsoptik nicht erforderlich.By using an isomorphic measurement imaging optics of the metrology system, the 3D aerial image of the lithography mask, imaged with the anamorphic projection exposure imaging optics, can be determined very precisely with the determination method. This can be used to optimize the original structures on the lithography mask to improve its imaging performance in the production of semiconductor components, in particular memory chips. The use of anamorphic measuring imaging optics is not required. In addition, a displacement of a field perpendicular to the field plane is not necessary when measuring with the measuring imaging optics.
Mehrere verlagerbare und/oder deformierbare Messoptik-Komponenten nach Anspruch 2 zur Erzeugung der gezielten Dejustage der Messoptik zur Vorgabe jeweils der verschiedenen Defokuswerte erhöhen die Anzahl der zur Verfügung stehenden Freiheitsgrade bei der Minimierung des Unterschiedes zwischen der Wellenfront, erzeugt durch die Abbildung durch die Projektionsbelichtungs-Abbildungsoptik einerseits, und der Wellenfront, erzeugt durch Abbildung der Mess-Abbildungsoptik, die diese Wellenfront annähern soll andererseits. Die Auswirkung einer Verlagerung und/oder Deformation der jeweiligen verlagerbaren und/oder deformierbaren Messoptik-Komponente auf die Wellenfront sind bevorzugt voneinander linear unabhängig. Der im Ausgangs-Messschritt zu minimierende Unterschied zwischen den Wellenfronten der Projektionsbelichtungs-Abbildungsoptik einerseits und der Mess-Abbildungsoptik andererseits kann somit vorteilhaft klein gehalten werden. Mit der Messoptik lassen sich somit die verschiedenen Defokuswerte der Projektionsbelichtungs-Abbildungsoptik gut simulieren. Die Mess-Abbildungsoptik kann genau eine verlagerbare und/oder deformierbare Messoptik-Komponente, kann genau zwei verlagerbare und/oder deformierbare Messoptik-Komponenten, kann mehr als zwei verlagerbare und/oder deformierbare Messoptik-Komponenten, zum Beispiel drei, vier, fünf oder noch mehr verlagerbare und/oder deformierbare Messoptik-Komponenten zur gezielten Dejustage der Mess-Abbildungsoptik zur Simulation entsprechender Defokuswerte der Projektions-Abbildungsoptik aufweisen.Several displaceable and/or deformable measuring optics components according to
Eine Unterteilung einer Beleuchtungssetting-Pupille nach Anspruch 3 verbessert eine Genauigkeit der Spektren-Rekonstruktion. Die Unterteilung trägt der physikalischen Tatsache Rechnung, dass für in der Praxis genutzte Lithographiemasken ein auch als Hopkins-Näherung bekannter Ansatz, wonach eine Verschiebung einer Beleuchtungsrichtung lediglich eine Verschiebung eines Masken-Spektrums bewirkt, lediglich für kleine Änderungen der Beleuchtungsrichtung eine gute Näherung darstellt. Dies wird nachfolgend auch als „lokale Hopkins-Näherung“ bezeichnet.Subdivision of an illumination setting pupil according to
Eine Spektren-Rekonstruktion nach Anspruch 4 verbessert die Genauigkeit der ermittelten Spektren.A spectra reconstruction according to
Ein Luftbild-Bestimmungsverfahren nach Anspruch 5 erzeugt 3D-Luftbilddaten auch bei höheren Defokuswerten, was zur Vorhersage einer Stabilität des Projektionsbelichtungsbetriebes von Vorteil ist. Der Bereich von Defokuswerten, die beim Luftbild-Bestimmungsverfahren abgedeckt werden, kann von einer idealen Fokuslage um mehr als 20 nm, um mehr als 30 nm, um mehr als 50 nm, oder auch um mehr als 100 nm abweichen.An aerial image determination method according to
Eine Beugungsspektrum-Messung nach Anspruch 6 ermöglicht beispielsweise einen Vergleich zu den rekonstruierten Spektren. Dies kann die Ermittlung des Korrekturterms oder der Korrekturterme genauer machen.A diffraction spectrum measurement according to
Ein Phase-Retrieval-Algorithmus nach Anspruch 7 hat sich im Zusammenhang mit der Messung der Beugungsspektren bewährt. Informationen zu einem derartigen Algorithmus findet der Fachmann in der
Zur Durchführung des Bestimmungsverfahrens kann ein Metrologiesystem herangezogen werden mit einem Beleuchtungssystem mit einer Beleuchtungsoptik zur Beleuchtung der zu untersuchenden Lithographiemaske, mit einer abbildenden Optik zur Abbildung eines Abschnitts der Lithographiemaske in eine Messebene und mit einer ortsauflösenden Detektionseinrichtung, angeordnet in der Messebene. Die Vorteile eines derartigen Metrologiesystems entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das 3D-Luftbild-Bestimmungsverfahren bereits erläutert wurden. Vermessen werden kann mit dem Metrologiesystem eine Lithographiemaske, die vorgesehen ist zur Projektionsbelichtung zur Erzeugung von Halbleiterbauelementen mit höchster Strukturauflösung, die beispielsweise besser ist als 30 nm und die insbesondere besser sein kann als 10 nm.To carry out the determination method, a metrology system can be used with an illumination system with illumination optics for illuminating the lithography mask to be examined, with imaging optics for imaging a section of the lithography mask in a measurement plane and with a spatially resolving detection device arranged in the measurement plane. The advantages of such a metrology system correspond to those that have already been explained above with reference to the 3D aerial image determination method. A lithography mask can be measured with the metrology system, which is provided for projection exposure to produce semiconductor components with the highest structure resolution, which is better than 30 nm, for example, and which can be better than 10 nm in particular.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
-
1 schematisch eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithographie, aufweisend eine anamorphotische Projektionsbelichtungs-Abbildungsoptik zur Abbildung einer Lithographiemaske; -
2 schematisch ein Metrologiesystem zur Bestimmung eines Luftbildes der Lithographiemaske, aufweisend eine Mess-Abbildungsoptik mit isomorphem Abbildungsmaßstab, eine Aperturblende mit sich von 1 unterscheidendem Aspektverhältnis und mindestens eine verlagerbare Messoptik-Komponente; -
3 beispielhaft eine Intensitätsverteilung von Abbildungslicht in einer Bildebene bei der Abbildung der Lithographiemaske mit der Projektionsbelichtungsanlage nach1 bei einem spezifischen Defokuswert, also einer Abweichung einer Messebene von einer idealen Fokalposition der Bildebene; -
4 eine Abbildungslicht-Intensität gemessen mit dem Metrologiesystem nach2 , wobei die verlagerbare Messoptik-Komponente so eingestellt ist, dass ein Defokuswert entsprechend dem Defokus nach3 durch eine gezielte Dejustage der Mess-Abbildungsoptik angenähert ist; -
5 eine Abfolge von Abbildungslichtintensitäts-Messergebnissen in der Bildebene des Metrologiesystems bei der Abbildung des Retikels mit jeweils unterschiedlichen Verlagerungspositionen der verlagerbaren Messoptik-Komponente, die verschiedenen Defokuswerten entsprechen; -
6 schematisch ein Vorgehen bei der Bestimmung eines Luftbildes unter Verwendung von Spektren, die Fouriertransformierte eines Feldes des Abbildungslichts in jeweils einen bestimmten Abschnitts einer Pupille eines Beleuchtungssettings einer Beleuchtung der Lithographiemaske darstellen, wobei dieses Bestimmen der Spektren nach Art einer lokalen Hopkins-Approximation erfolgt; und -
7 die einzelnen Beiträge bei der Luftbild-Bestimmung, nämlich oben rechts das gemessene Luftbild der Messoptik des Metrologiesystems, unten links als ein Korrekturterm das berechnete Luftbild, erhalten durch Simulation einer Abbildung mit der anamorphotischen Projektionsbelichtungs-Abbildungsoptik unter Einbeziehung rekonstruierter Spektren nach6 und unten rechts ein weiterer Korrekturterm in Form eines berechneten Luftbildes, erzeugt durch Simulation einer Abbildung mit der Messoptik des Metrologiesystems unter Einbeziehung der Spektren, wobei die verschiedenen Luftbilder jeweils dem gleichen Defokuswert zugeordnet sind.
-
1 schematically a projection exposure system for EUV lithography, having anamorphic projection exposure imaging optics for imaging a lithography mask; -
2 schematically shows a metrology system for determining an aerial image of the lithography mask, having measuring imaging optics with an isomorphic imaging scale, an aperture stop with an aspect ratio that differs from 1, and at least one displaceable measuring optics component; -
3 an example of an intensity distribution of imaging light in an image plane when imaging the lithography mask with theprojection exposure system 1 at a specific defocus value, ie a deviation of a measurement plane from an ideal focal position of the image plane; -
4 an imaging light intensity measured with themetrology system 2 , wherein the displaceable measurement optics component is adjusted so that a defocus value corresponding to the defocus after3 is approximated by a targeted misalignment of the measuring imaging optics; -
5 a sequence of imaging light intensity measurement results in the image plane of the metrology system when imaging the reticle, each with different displacement positions of the displaceable measurement optics component, which correspond to different defocus values; -
6 schematically shows a procedure for determining an aerial image using spectra that represent the Fourier transform of a field of the imaging light in a specific section of a pupil of an illumination setting of an illumination of the lithography mask, the spectra being determined in the manner of a local Hopkins approximation; and -
7 the individual contributions in determining the aerial image, namely the measured aerial image of the measuring optics of the metrology system at the top right, and the calculated aerial image as a correction term at the bottom left, obtained by simulating an image with the anamorphic projection exposure imaging optics, including reconstructedspectra 6 and at the bottom right another correction term in the form of a calculated aerial image, generated by simulating an image with the measurement optics of the metrology system, including the spectra, with the different aerial images each being assigned the same defocus value.
Das Beleuchtungslicht 1 wird in der Beleuchtungsoptik des Beleuchtungssystems 4 so konditioniert, dass ein bestimmtes Beleuchtungssetting der Beleuchtung bereitgestellt wird, also eine spezifische Beleuchtungswinkelverteilung. Diesem Beleuchtungssetting entspricht eine bestimmte Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichts 1 in einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik des Beleuchtungssystems 4.The
Zur Erleichterung der Darstellung von Lagebeziehungen wird nachfolgend ein kartesisches xyz-Koordinatensystem verwendet. Die x-Achse verläuft in der
Das Beleuchtungslicht 1 beleuchtet ein Objektfeld 5 einer Objektebene 6 der Projektionsbelichtungsanlage 2. In der Objektebene 6 ist eine Lithographiemaske 7 angeordnet, die auch als Retikel bezeichnet ist. Oberhalb der Objektebene 6, die parallel zur xy-Ebene verläuft, ist in der
Das Beleuchtungslicht 1 wird von der Lithographiemaske 7, wie schematisch in der
Innerhalb der Abbildungsoptik 3 propagiert das Beleuchtungs- beziehungsweise Abbildungslicht 1 zwischen der Eintrittspupillenebene 9 und einer Austrittspupillenebene 10. In der Austrittspupillenebene 10 liegt eine kreisförmige Austrittspupille 11 der Abbildungsoptik 3. Die Abbildungsoptik 3 ist anamorphotisch und erzeugt aus der elliptischen Eintrittspupille 8 die kreisförmige Austrittspupille 11.Within the
Die Abbildungsoptik 3 bildet das Objektfeld 5 in ein Bildfeld 12 in einer Bildebene 13 der Projektionsbelichtungsanlage 2 ab.
Zwischen der Objektebene 6 und der Bildebene 13 ergibt sich insbesondere aufgrund der Komponenten der Abbildungsoptik 3 ein Wellenfrontfehler φ, der in der
Die Abbildungslicht-Intensitäten Iscanner (xy) an den verschiedenen z-Werten um die Bildebene 13 herum werden auch als 3D-Luftbild der Projektionsbelichtungsanlage 2 bezeichnet. Die Projektionsbelichtungsanlage 2 ist als Scanner ausgeführt. Die Lithographiemaske 7 einerseits und ein in der Bildebene 13 angeordneter Wafer andererseits werden synchron zueinander bei der Projektionsbelichtung gescannt. Hierdurch wird die Struktur auf der Lithographiemaske 7 auf den Wafer übertragen.The imaging light intensities Iscanner (xy) at the different z-values around the
Komponenten und Funktionen, die vorstehend unter Bezugnahme auf
Im Unterschied zur anamorphotischen Abbildungsoptik 3 der Projektionsbelichtungsanlage 2 ist eine Mess-Abbildungsoptik 15 des Metrologiesystems 14 als isomorphe Optik ausgeführt, also als Optik mit isomorphem Abbildungsmaßstab. Eine Mess-Eintrittspupille 16 wird dabei, abgesehen von einem globalen Abbildungsmaßstab, formgetreu in eine Mess-Austrittspupille 17 überführt. Das Metrologiesystem 14 hat in der Eintrittspupillenebene 9 eine elliptische Aperturblende 16a. Die Ausführung einer solchen elliptischen Aperturblende 16a in einem Metrologiesystem ist bekannt aus der
Die Mess-Abbildungsoptik 15 hat mindestens eine verlagerbare und/oder deformierbare Messoptik-Komponente. Eine derartige Messoptik-Komponente ist in der
Eine Verlagerbarkeit beziehungsweise Manipulierbarkeit der verlagerbaren und/oder deformierbaren Messoptik-Komponente Mi ist in der
In einer Messebene 19 des Metrologiesystems 14, die eine Bildebene der Mess-Abbildungsoptik darstellt, ist eine ortsauflösende Detektionseinrichtung 20 angeordnet, bei der es sich um eine CCD-Kamera handeln kann. Ähnlich wie in der
Aus den Messergebnissen des Metrologiesystems 14 in der Messebene 19 kann das Luftbild der Projektionsbelichtungsanlage 2 bestimmt werden, wie nachfolgend im Detail erläutert wird.The aerial image of the
Zunächst wird ein Wellenfrontfehler φ der Abbildungsoptik 3 der Projektionsbelichtungsanlage 2 bei einem Defokuswert zr berechnet, der den Betrag einer Rayleigh-Einheit λ/NA2 wafer hat. λ ist hierbei die Wellenlänge des Beleuchtungslichts 1 und NAwafer ist die bildseitige numerische Apertur der Abbildungsoptik 3 der Projektionsbelichtungsanlage 2. Dieser Wellenfrontfehler wird für die Wellenvektoren k bestimmt.First, a wavefront error φ of the
Dieser Wellenfrontfehler wird dann als Entwicklung von Zernike-Funktionen geschrieben und es ergeben sich dann die Ziel-Zernike-Koeffizienten
Dieses Verfahren wird nun für verschiedene Defokus-Werte wiederholt, wobei zunächst der Wellenfrontfehler bei diesem Defokus der Abbildungsoptik 3 der Projektionsbelichtungsanlage 2 bestimmt wird und anschließend der Satz an Manipulationen Δα sowie der Satz an Zernike-Koeffizienten der Mess-Abbildungsoptik bestimmt wird, die diesen Defokus-Wellenfrontfehler am besten nachbilden.This method is now repeated for different defocus values, with the wavefront error in this defocus of the
Dies kann beispielsweise für die vielfachen n=-2, -1,5, -1, -0,5, 0, 0.5, 1, 1,5 und 2 der Rayleigh-Einheit geschehen.
In einem Ausgangs-Messschritt des dreidimensionalen Bestimmungsverfahrens für das Luftbild Iscanner der Lithographiemaske 7 wird also das 3D-Luftbild Imeasured
Die Serie der mit dem Metrologiesystem 14 gemessenen Luftbilder Imeasured
Hierbei kommt eine Näherung zum Einsatz, die in der Literatur als Hopkins-Näherung bekannt ist. Diese Näherung liegt die Annahme zugrunde, dass das jeweilige Masken-Spektrum für zwei unterschiedliche Beleuchtungsrichtungen bis auf eine Verschiebung identisch ist. Die Hopkins-Näherung wird dabei ausschließlich lokal angewandt, also für nahe beieinander liegende Beleuchtungsrichtungen. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass für weiter auseinander liegende Beleuchtungsrichtungen eine Abschattung aufgrund einer dreidimensionalen Struktur der Lithographiemaske zu unterschiedlichen Beleuchtungsspektren führt. Details zur Hopkins-Näherung sind erläutert zum Beispiel im Kapitel 15 des Fachbuchs „Advances in FDTD Computational Electrodynamics“, A. Taflove (ed.), Artech House, 2013.An approximation known in the literature as the Hopkins approximation is used here. This approximation is based on the assumption that the respective mask spectrum for two different directions of illumination is identical except for a shift. The Hopkins approximation is only used locally, i.e. for illumination directions that are close together. This takes into account the fact that for illumination directions that are further apart, shading due to a three-dimensional structure of the lithography mask leads to different illumination spectra. Details on the Hopkins approximation are explained, for example, in
Unter Nutzung dieser nicht-lokalen Hopkins-Näherung kann das gesamte Luftbild als Überlagerung der vier Spektren zu den vier Beleuchtungspolen geschrieben werden als
Hierbei sind:
Bei der Rekonstruktion der Maskenspektren F1...N unter Zuhilfenahme der Folge von Luftbild-Messungen gemäß
Es wird für jeden Abschnitt σ1 des Beleuchtungssetting ein Spektrum Fi rekonstruiert. Hierzu wird zunächst als vorläufiger Kandidatenwert ein Ausgangsspektrum beziehungsweise Rohspektrum Fi herangezogen, welches beispielsweise durch Fouriertransformation der jeweiligen Luftbild-Messung roh erzeugt wird. Anschließend werden Luftbilder aus diesen Rohspektren Fi berechnet, wobei jeweils die Zernike-Koeffizienten eingesetzt werden, die für die jeweilige Luftbild-Messung im Ausgangs-Messschritt ermittelt wurden. Für alle Pupillen-Abschnitte, also beispielsweise für die vier Beleuchtungspole, wird dann eine Differenz Δ zwischen der tatsächlichen Luftbild-Messung und dem Simulationswert bestimmt:
Die Rohspektren Fi werden dann iterativ zur Minimierung der Differenz Δ jeweils angepasst und die Differenzberechnung gegebenenfalls mehrfach iteriert.The raw spectra Fi are then iteratively adapted in each case to minimize the difference Δ and the calculation of the difference is iterated several times if necessary.
Insgesamt werden also die Spektren Fi als Fouriertransformierte eines Feldes des Abbildungslichts 1 in jeweils einem bestimmten Abschnitt σi der Pupille des Beleuchtungssettings der Beleuchtung der Lithographiemaske 7 rekonstruiert. In dieser Rekonstruktion geht die Differenz Δ ein zwischen einer mit der Messoptik 15 unter Verwendung der gezielten Dejustage der verlagerbaren Messoptik-Komponente Mi gemessenen Abbildungslicht-Intensität Imeasured
Sobald die iterierende Annäherung der zu rekonstruierenden Spektren Fi keine Verbesserung für den Wert Δ mehr ergibt, liegen die rekonstruierten Spektren Fi vor und es kann nun auf Basis dieser rekonstruierten Spektren Fi die Berechnung zweier Korrekturterme erfolgen.As soon as the iterative approximation of the spectra Fi to be reconstructed no longer results in an improvement for the value Δ, the reconstructed spectra Fi are available and two correction terms can now be calculated on the basis of these reconstructed spectra Fi.
Ein erster Korrekturterm
Ein zweiter Korrekturterm ist ein berechnetes 3D-Luftbild
Aus dem Ergebnis des Ausgangs-Messschritts,
Es zeigt sich, dass sich Simulations- beziehungsweise Rekonstruktionsfehler, da sie in beiden Korrekturtermen mit verschiedenen Vorzeichen auftauchen, gegenseitig herausheben.It turns out that simulation and reconstruction errors cancel each other out because they appear with different signs in the two correction terms.
Zur Ermittlung mindestens eines der Korrekturterme kann auch ein Beugungsspektrum verwendet werden, welches durch ein in der
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Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE102022212750A1 (en) | 2022-11-29 | 2024-05-29 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for three-dimensionally determining an aerial image of a measuring object using a metrology system and metrology system for carrying out the determination method |
CN116336953B (en) * | 2023-05-30 | 2023-08-11 | 武汉工程大学 | System and method for measuring radius and depth of perforation model |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10146499A1 (en) | 2001-09-21 | 2003-04-24 | Zeiss Carl | Method for optimizing the imaging properties of at least two optical elements and method for optimizing the imaging properties of at least three optical elements |
WO2016012425A2 (en) | 2014-07-22 | 2016-01-28 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Imaging optical system for a metrology system for analyzing a lithography mask |
DE102015209051A1 (en) | 2015-05-18 | 2016-11-24 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Projection objective with wavefront manipulator as well as projection exposure method and projection exposure apparatus |
DE102015213163A1 (en) | 2015-07-14 | 2017-01-19 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for preparing a spatially resolved image data set for a subsequent intensity Fourier transformation |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7423739B2 (en) * | 2001-12-24 | 2008-09-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of and system for determining the aberration of an imaging system test object and detector for use with the method |
US7379175B1 (en) * | 2002-10-15 | 2008-05-27 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for reticle inspection and defect review using aerial imaging |
DE10332059A1 (en) | 2003-07-11 | 2005-01-27 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Analysis of microlithography objects, especially masks using aerial image measurement systems, whereby a detected image is corrected using a transfer function correction filter |
DE102005042496A1 (en) | 2005-09-05 | 2007-03-08 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Method of correcting apodization in microscopic imaging systems |
DE102017211443A1 (en) | 2017-07-05 | 2019-01-10 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Metrology system with an EUV look |
-
2019
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2020
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10146499A1 (en) | 2001-09-21 | 2003-04-24 | Zeiss Carl | Method for optimizing the imaging properties of at least two optical elements and method for optimizing the imaging properties of at least three optical elements |
WO2016012425A2 (en) | 2014-07-22 | 2016-01-28 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Imaging optical system for a metrology system for analyzing a lithography mask |
WO2016012426A1 (en) | 2014-07-22 | 2016-01-28 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for three-dimensionally measuring a 3d aerial image of a lithography mask |
US20170131528A1 (en) | 2014-07-22 | 2017-05-11 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Imaging optical unit for a metrology system for examining a lithography mask |
US20170132782A1 (en) | 2014-07-22 | 2017-05-11 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for three-dimensionally measuring a 3d aerial image of a lithography mask |
DE102015209051A1 (en) | 2015-05-18 | 2016-11-24 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Projection objective with wavefront manipulator as well as projection exposure method and projection exposure apparatus |
DE102015213163A1 (en) | 2015-07-14 | 2017-01-19 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method for preparing a spatially resolved image data set for a subsequent intensity Fourier transformation |
Also Published As
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