DE102021213091A1

DE102021213091A1 - Procedure for calibrating an EUV reflectometer

Info

Publication number: DE102021213091A1
Application number: DE102021213091.7A
Authority: DE
Inventors: Daniel Leicht
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2022-12-22

Abstract

Bei einem Verfahren zur Kalibrierung eines EUV-Reflektometers, das konfiguriert ist, zur optischen Charakterisierung eines Prüflings wenigstens ein Spektrum zu erfassen, das die Abhängigkeit der Reflektivität des Prüflings von der Wellenlänge oder dem Einfallswinkel der EUV-Strahlung repräsentiert, umfasst die Kalibrierung folgende Schritte: Messen wenigstens eines unkalibrierten Spektrums an einem Referenz-Messobjekt mit dem EUV-Reflektometer; Messen wenigstens eines Kalibrierspektrums an dem Referenz-Messobjekt oder einem zu diesem nominell identischen Referenz-Messobjekt mit einem Referenz- EUV-Reflektometer; Berechnen von Skalierungsparametern in einer Vergleichsoperation, wobei die Skalierungsparameter bei Anwendung auf das unkalibrierte Spektrum eine Angleichung des unkalibrierten Spektrums an das Kalibrierspektrum bewirken; und Ermitteln eines kalibrierten Spektrums des Prüflings, indem die Skalierungsparameter in einer Auswertungsoperation auf das unkalibrierte Spektrum des Prüflings angewendet werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsoperation einen Linienformvergleich umfasst, worin eine Linienform des unkalibrierten Spektrums mit einer Linienform des Kalibrierspektrums verglichen wird.In a method for calibrating an EUV reflectometer that is configured to record at least one spectrum for the optical characterization of a test object, which represents the dependency of the reflectivity of the test object on the wavelength or the angle of incidence of the EUV radiation, the calibration comprises the following steps: Measuring at least one uncalibrated spectrum on a reference measurement object with the EUV reflectometer; Measuring at least one calibration spectrum on the reference measurement object or a reference measurement object that is nominally identical to the reference measurement object using a reference EUV reflectometer; calculating scaling parameters in a comparison operation, the scaling parameters, when applied to the uncalibrated spectrum, causing the uncalibrated spectrum to match the calibration spectrum; and obtaining a calibrated spectrum of the DUT by applying the scaling parameters to the uncalibrated spectrum of the DUT in an evaluation operation. The method is characterized in that the comparison operation comprises a line shape comparison, in which a line shape of the uncalibrated spectrum is compared with a line shape of the calibration spectrum.

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIKFIELD OF APPLICATION AND PRIOR ART

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines EUV-Reflektometers.The invention relates to a method for calibrating an EUV reflectometer.

Ein „EUV-Reflektometer“ ist eine Messvorrichtung zur Messung von Reflexionseigenschaften eines Prüflings für elektromagnetische Strahlung bei Wellenlängen im extremen ultravioletten (EUV) Spektralbereich. Die Bezeichnung EUV (Extremes Ultraviolett) bezeichnet einen Wellenlängenbereich von ca. 6 nm bis ca. 20 nm innerhalb des Bereichs weicher Röntgenstrahlung, der besondere Bedeutung für Optiken in Lithographie-Systemen hat.An "EUV reflectometer" is a measuring device for measuring the reflection properties of a specimen for electromagnetic radiation at wavelengths in the extreme ultraviolet (EUV) spectral range. The term EUV (Extreme Ultraviolet) refers to a wavelength range from approx. 6 nm to approx. 20 nm within the range of soft X-ray radiation, which is of particular importance for optics in lithography systems.

Ein EUV-Reflektometer kann zum Messen der Reflektivität eines für EUV-Strahlung reflektierend wirkenden Prüflings in Abhängigkeit von der Wellenlänge der EUV-Strahlung („Wellenlängenspektrum“) und vom Einfallswinkel der EUV-Strahlung („Winkelspektrum“) auf eine reflektierende Oberfläche des Prüflings genutzt werden. Wellenlängenspektren und Winkelspektren können unter anderem zur Charakterisierung der an der Reflexion beteiligten Materialien und deren Struktur verwendet werden. EUV-Reflektometer eignen sich u.a. zur Untersuchung von reflektiven Prüflingen, wie beispielsweise Spiegeln oder Masken, die eine Vielzahl von Materiallagen als reflektive Beschichtung aufweisen (Viellagenspiegel bzw. multilayer mirror). Es besteht ein Bedarf, die Reflexionseigenschaften und Schichtprofile solcher Spiegel mit möglichst hoher Genauigkeit zu vermessen.An EUV reflectometer can be used to measure the reflectivity of a test object that reflects EUV radiation as a function of the wavelength of the EUV radiation (“wavelength spectrum”) and the angle of incidence of the EUV radiation (“angular spectrum”) on a reflective surface of the test object will. Wavelength spectra and angle spectra can be used, among other things, to characterize the materials involved in reflection and their structure. EUV reflectometers are suitable, among other things, for examining reflective test objects, such as mirrors or masks, which have a large number of material layers as a reflective coating (multilayer mirror). There is a need to measure the reflection properties and layer profiles of such mirrors with the greatest possible accuracy.

Aufgrund von Maschinenalterung und Degradation der internen Optiken müssen die meisten EUV-Reflektometer regelmäßig kalibriert werden. In der Messtechnik ist eine Kalibrierung typischerweise ein Messprozess zur Feststellung und Dokumentation der Abweichung einer Messvorrichtung oder einer Maßverkörperung gegenüber einer anderen Messvorrichtung oder einer anderen Maßverkörperung, die in der Regel als „Normal“ bezeichnet wird. Auch Absolutkalibrierungen sind bekannt, bei welchen ein Messergebnis ohne Bezug auf eine Referenz, beispielsweise eine andere Messvorrichtung oder eine andere Maßverkörperung, erhalten wird. Im Kontext dieser Anmeldung gehört zur Kalibrierung neben der Feststellung und Dokumentation der Abweichung ein weiterer Schritt, nämlich die Berücksichtigung der ermittelten Abweichung bei der anschließenden Benutzung der Messvorrichtung zur Korrektur der bei einer Messung ermittelten Messwerte.Due to machine aging and degradation of the internal optics, most EUV reflectometers need to be calibrated regularly. In metrology, a calibration is typically a measurement process for determining and documenting the deviation of one measuring device or scale from another measuring device or scale, which is usually referred to as "normal". Absolute calibrations are also known, in which a measurement result is obtained without reference to a reference, for example another measuring device or another material measure. In the context of this application, in addition to determining and documenting the deviation, a further step belongs to the calibration, namely the consideration of the determined deviation during the subsequent use of the measuring device to correct the measured values determined during a measurement.

AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Kalibrierung eines EUV-Reflektometers bereitzustellen, das in der Lage ist, bei der Kalibrierung anwendungsrelevante Informationen zu berücksichtigen.It is an object of the invention to provide a method for calibrating an EUV reflectometer that is able to take application-relevant information into account during the calibration.

Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.In order to solve this problem, the invention provides a method with the features of claim 1. Preferred developments are specified in the dependent claims. The wording of all claims is incorporated into the description by reference.

Die Kalibrierung des EUV-Reflektometers umfasst mehrere Schritte. In einem Verfahrensschritt wird mithilfe des zu kalibrierenden EUV-Reflektometers an einem Referenz-Messobjekt, beispielsweise einem Referenz-Spiegel, wenigstens ein unkalibriertes Spektrum gemessen. „Spektrum“ bedeutet vorliegend ein Reflektivitätsspektrum, insbesondere einen Zusammenhang zwischen einer Reflektivität und einer Lichtwellenlänge. Ein mit dem zu kalibrierenden EUV-Reflektometer erfasstes unkalibriertes Spektrum, beispielsweise der reflektierenden Schicht eines Prüflings, wird in dieser Anmeldung auch als „Ist-Spektrum“ oder „Ist-Reflektivitätsspektrum“ bezeichnet.The calibration of the EUV reflectometer consists of several steps. In a method step, at least one uncalibrated spectrum is measured on a reference measurement object, for example a reference mirror, using the EUV reflectometer to be calibrated. “Spectrum” in the present case means a reflectivity spectrum, in particular a relationship between a reflectivity and a light wavelength. An uncalibrated spectrum recorded with the EUV reflectometer to be calibrated, for example of the reflective layer of a test object, is also referred to as “actual spectrum” or “actual reflectivity spectrum” in this application.

Bei dem Referenz-Messobjekt handelt es sich in der Praxis meist um ein dediziertes Referenz-Messobjekt, das als Normal für die Kalibrierung dient und hinsichtlich seiner Reflexionseigenschaften mit dem Prüfling vergleichbar ist, der tatsächlich gemessen werden soll. Bei dem Referenz-Messobjekt könnte es sich auch um den Prüfling selbst handeln. Vorzugsweise ist das Referenz-Messobjekt ein anderes Objekt als der Prüfling.In practice, the reference measurement object is usually a dedicated reference measurement object that serves as a standard for the calibration and is comparable with the test object that is actually to be measured in terms of its reflection properties. The reference measurement object could also be the test object itself. The reference measurement object is preferably a different object than the test object.

Weiterhin wird mit einem Referenz-EUV-Reflektometer wenigstens ein Kalibrierspektrum oder Kalibrierreflektivitätsspektrum an dem (bei der o.g. Messung verwendeten) Referenz-Messobjekt oder einem zu diesem nominell identischen Referenz-Messobjekt gemessen. Nominell identisch bedeutet hier, dass es möglichst identische Reflexionscharakteristika wie das Referenz-Messobjekt aufweisen sollte. In der Regel wird dasselbe Referenz-Normal genutzt. Das Kalibrierspektrum wird in dieser Anmeldung auch als „Soll-Spektrum“ oder „Soll-Reflektivitätsspektrum“ bezeichnet. Für die Kalibrierung eines EUV-Reflektometers, insbesondere für die Kalibrierung eines unter Verwendung des EUV-Reflektometers zu ermittelnden Linienverlaufs eines Reflektivitätsspektrums oder Verlaufs eines Reflektivitätsspektrums, kann z.B. ein entsprechendes EUV-Reflektometer eines Normungsinstituts genutzt werden. Ein entsprechendes EUV-Reflektometer eines Normierungsinstituts dient vorliegend als Referenz-EUV-Reflektometer. EUV-Reflektometer, die für Kalibrierungszwecke genutzt werden sollen, werden mit erheblichem technischen Aufwand aufgebaut und betrieben, so dass man davon ausgeht, dass damit aufgenommene Kalibrierspektren dem „wahren“ Spektrum sehr nahekommen oder damit praktisch identisch sind. Die Kalibrierung des EUV-Reflektometers dient somit dazu, dass ein damit erfasstes oder erfassbares Spektrum einer Probe, beispielsweise eines Spiegels, zumindest im Wesentlichen einem „wahren“ Spektrum, insbesondere einem Kalibrierspektrum, entspricht. Dies gewährleistet, dass eine Reflektivitätsmessung besonders genau und zuverlässig durchführbar ist.Furthermore, a reference EUV reflectometer is used to measure at least one calibration spectrum or calibration reflectivity spectrum on the reference measurement object (used in the above measurement) or on a reference measurement object that is nominally identical to it. Here, nominally identical means that it should have reflection characteristics that are as identical as possible to those of the reference measurement object. Usually the same reference standard is used. In this application, the calibration spectrum is also referred to as “nominal spectrum” or “nominal reflectivity spectrum”. A corresponding EUV reflectometer from a standardization institute can be used, for example, for calibrating an EUV reflectometer, in particular for calibrating a line profile of a reflectivity spectrum or profile of a reflectivity spectrum to be determined using the EUV reflectometer. A corresponding EUV reflectometer from a standardization institute is used lying as a reference EUV reflectometer. EUV reflectometers that are to be used for calibration purposes are constructed and operated with considerable technical effort, so that it can be assumed that the calibration spectra recorded with them come very close to the "true" spectrum or are practically identical to it. The calibration of the EUV reflectometer thus serves to ensure that a spectrum of a sample, for example a mirror, that is recorded or can be recorded with it corresponds at least essentially to a “true” spectrum, in particular a calibration spectrum. This ensures that a reflectivity measurement can be carried out particularly accurately and reliably.

Wenn das unkalibrierte Spektrum (Ist-Spektrum) und das Kalibrierspektrum (Soll-Spektrum) vorliegen, werden in einer Vergleichsoperation Skalierungsparameter berechnet, deren Eigenschaften darin bestehen, dass die Skalierungsparameter bei Anwendung auf das unkalibrierte Spektrum eine Angleichung des unkalibrierten Spektrums an das Kalibrierspektrum bewirken.If the uncalibrated spectrum (actual spectrum) and the calibration spectrum (nominal spectrum) are available, scaling parameters are calculated in a comparison operation, the properties of which are that the scaling parameters, when applied to the uncalibrated spectrum, bring about an adjustment of the uncalibrated spectrum to the calibration spectrum.

Sind die Skalierungsparameter ermittelt, so kann für einen Prüfling ein kalibriertes Spektrum ermittelt werden, indem die Skalierungsparameter in einer Auswertungsoperation auf das an dem Prüfling gemessene unkalibrierte Spektrum angewendet werden. Die Skalierungsparameter tragen somit in sich die Information, auf welche Weise sich das Messverhalten des zu kalibrierenden EUV-Reflektometers vom demjenigen der für die Kalibrierung genutzten Referenz-EUV-Reflektometers unterscheidet.Once the scaling parameters have been determined, a calibrated spectrum can be determined for a test object by applying the scaling parameters to the uncalibrated spectrum measured on the test object in an evaluation operation. The scaling parameters thus contain the information as to how the measurement behavior of the EUV reflectometer to be calibrated differs from that of the reference EUV reflectometer used for the calibration.

Sofern das ursprüngliche unkalibrierte Spektrum an einem Referenz-Messobjekt aufgenommen wurde, welches nicht der interessierende Prüfling ist (Regelfall), wird ein unkalibriertes Spektrum an diesem Prüfling erfasst und das zugehörige kalibrierte Spektrum durch Anwendung der Skalierungsparameter auf dieses ermittelt. Sofern das eingangs erwähnte unkalibrierte Spektrum bereits an dem praktisch interessierenden Prüfling erfasst wurde, entspricht das ermittelte kalibrierte Spektrum dem kalibrierten Spektrum des interessierenden Prüflings.If the original, uncalibrated spectrum was recorded on a reference test object that is not the test object of interest (normal case), an uncalibrated spectrum is recorded on this test object and the associated calibrated spectrum is determined by applying the scaling parameters to it. If the uncalibrated spectrum mentioned at the outset has already been recorded on the test object that is of practical interest, the calibrated spectrum determined corresponds to the calibrated spectrum of the test object that is of interest.

Im Gebiet der Optik repräsentiert ein Spektrum bekanntlich die Abhängigkeit einer optischen Messgröße von einer Eingangsgröße aus einem Eingangsgrößenbereich. Als Eingangsgröße werden hier die Wellenlänge im EUV-Bereich und/oder der Einfallswinkel der EUV-Strahlung auf die reflektierende Oberfläche des Prüflings genutzt. Ein Spektrum wird dabei durch eine Linie oder Kurve repräsentiert, die die Verteilungsfunktion der interessierenden optischen Eigenschaft (hier: der Reflektivität) von der Eingangsgröße (Wellenlänge, Einfallswinkel) beschreibt. Die Linienform bzw. Kurvenform gibt Aufschluss über den funktionalen Zusammenhang.In the field of optics, a spectrum is known to represent the dependency of an optical measurement variable on an input variable from an input variable range. The wavelength in the EUV range and/or the angle of incidence of the EUV radiation on the reflective surface of the test object are used as the input variable. A spectrum is represented by a line or curve that describes the distribution function of the optical property of interest (here: the reflectivity) of the input variable (wavelength, angle of incidence). The shape of the line or curve provides information about the functional relationship.

Gemäß der beanspruchten Erfindung ist vorgesehen, dass die Vergleichsoperation, welche für die Ermittlung der Skalierungsparameter vorgesehen ist, einen Linienformvergleich umfasst, worin eine Linienform des unkalibrierten Spektrums (Ist-Spektrum) mit der Linienform des Kalibrierspektrums (Soll-Spektrum) verglichen wird. Die Kalibrierung basiert somit auf einem globalen Vergleich von Linien bzw. Kurven, wobei der Vergleich vorzugsweise die kompletten Linienformen im interessierenden Eingangsgrößenbereich erfasst. Es handelt sich dabei um einen direkten Vergleich der interessierenden Messergebnisse, die jeweils in Form einer Linie oder Kurve vorliegen, deren Gestalt bzw. Form die Information über die gesuchte Abhängigkeit der optischen Messgröße von der Eingangsgröße enthält.According to the claimed invention, it is provided that the comparison operation, which is provided for determining the scaling parameters, includes a line shape comparison, in which a line shape of the uncalibrated spectrum (actual spectrum) is compared with the line shape of the calibration spectrum (nominal spectrum). The calibration is thus based on a global comparison of lines or curves, with the comparison preferably covering all line shapes in the input variable range of interest. This is a direct comparison of the measurement results of interest, each of which is in the form of a line or curve whose shape or form contains information about the sought-after dependency of the optical measurement variable on the input variable.

Der Erfindung liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde. Nach Kenntnis des Erfinders werden an EUV-Spiegeln erfasste Reflexionskurven herkömmlich indirekt durch von einem Spektrum abgeleitete Parameter beschrieben, wie z.B. die maximale Reflektivität, die Wellenlänge bei maximaler Reflektivität, die Wellenlängendifferenz zwischen linker und rechter halber Höhe, etc. Diese Parameter werden auch der Kalibrierung zugrunde gelegt, die dann so erfolgt, dass das kalibrierte Spektrum in den Werten für diese ausgewählten Parameter möglichst gut mit dem Kalibrierspektrum übereinstimmt.The invention is based, inter alia, on the following considerations. To the inventor's knowledge, reflection curves recorded on EUV mirrors are conventionally described indirectly by parameters derived from a spectrum, such as the maximum reflectivity, the wavelength at maximum reflectivity, the wavelength difference between the left and right half-height, etc. These parameters are also used for calibration is taken as a basis, which then takes place in such a way that the calibrated spectrum in the values for these selected parameters corresponds as well as possible with the calibration spectrum.

In der Praxis werden jedoch bei der Qualifizierung von Spiegeln sogenannte Schichtmodelle an die Spektren angepasst („gefittet“), um die Spiegel zu qualifizieren. Dabei wird die gesamte Reflexionskurve betrachtet. In der Linienform der Reflexionskurve ist die Information über strukturellen Eigenschaften der Reflexionsschicht enthalten.In practice, however, so-called layer models are fitted to the spectra when qualifying mirrors in order to qualify the mirrors. The entire reflection curve is considered. The line shape of the reflection curve contains information about the structural properties of the reflection layer.

Daher ist es nach Erkenntnissen des Erfinders zweckmäßig, wenn sich Spezifikationsszenarien zukünftig an der kompletten Linienform eines Spektrums, beispielsweise also am Verlauf der Reflektivitätskurve, orientieren anstelle, wie bisher, an extrahierten Parametern, wie z.B. der maximalen Höhe des Peaks der Reflektivität. Anders ausgedrückt geht der Erfinder davon aus, dass die Linienform eines Reflexionsspektrums bei der Bewertung von EUV Spiegeln zukünftig eine immer größer werdende Rolle spielen wird. Daher schlägt die Erfindung vor, eine Kalibrierung der Linienform vorzunehmen, indem die maschinenspezifischen Verzerrungen insbesondere des Spektrums auf Basis eines Vergleichs von Linienformen herausgerechnet werden. Mathematisch werden solche maschinenspezifischen Verzerrungen durch eine maschinenspezifische Transferfunktion beschrieben, welche durch Faltung aus einem Eingangsspektrum ein Ausgangsspektrum berechnet.According to the inventor's findings, it is therefore useful if future specification scenarios are based on the complete line shape of a spectrum, for example the course of the reflectivity curve, instead of extracted parameters, such as the maximum height of the reflectivity peak, as was previously the case. In other words, the inventor assumes that the line shape of a reflection spectrum will play an increasingly important role in the evaluation of EUV mirrors in the future. The invention therefore proposes calibrating the line shape by calculating out the machine-specific distortions, in particular of the spectrum, on the basis of a comparison of line shapes. Mathematically, such machine-specific distortions are described by a machine-specific transfer function ben, which calculates an output spectrum from an input spectrum by convolution.

Die Linienform eines realen, also eines gemessenen, Reflektivitätsspektrums kann grundsätzlich als eine Faltung aus tatsächlicher Reflektivität des Prüflings und einer maschinenspezifischen Transferfunktion verstanden werden. In den wenigsten Fällen ist die Transferfunktion einer Messvorrichtung bekannt. Dies gilt insbesondere auch im Falle von EUV-Reflektometern. Die Erfindung eröffnet jedoch auf vorteilhafte Weise eine Möglichkeit, einen Abgleich zwischen verschiedenen EUV-Reflektometern auch ohne explizite Kenntnis der Transferfunktionen vorzunehmen.The line shape of a real, i.e. a measured, reflectivity spectrum can basically be understood as a convolution of the actual reflectivity of the test object and a machine-specific transfer function. In very few cases is the transfer function of a measuring device known. This also applies in particular in the case of EUV reflectometers. However, the invention advantageously opens up a possibility of performing a comparison between different EUV reflectometers even without explicit knowledge of the transfer functions.

Zur Kalibrierung werden bei bevorzugten Ausführungsformen Verfahrensvarianten angewendet, die eine Dimensionsreduktion der spektralen Information von Messung und Kalibriermessung in eine reduzierte Darstellung, eine Kalibrierung der reduzierten Darstellung und einen anschließenden Rücktransfer in die spektrale Darstellung umfassen. Die Vergleichsoperation findet somit vorzugsweise nach einer Dimensionsreduktion statt. In dem so entstandenen dimensionsreduzierten Raum können die Skalierungsparameter beispielsweise ein Vektor von Verhältnissen oder Differenzen sein (beispielsweise ist ein Vektor von Differenzen der Vektor „[Δy₁, ..., Δy_n]“, mit n = Anzahl Dimensionen in der dimensionsreduzierten Darstellung darstellbar und y = Variablen im dimensionsreduzierten Raum). Durch Dimensionsreduktion eines zu kalibrierenden Spektrums, die Anwendung der Skalierungsparameter auf das unkalibrierte Spektrum und die anschließende Rücktransformation in den ursprünglichen Raum kann dieses daher in ein Spektrum überführt werden, welches im Wesentlichen identisch mit dem Kalibrierspektrum ist oder diesem sehr ähnlich ist, jedenfalls deutlich ähnlicher als das unkalibrierten Spektrum.In preferred embodiments, method variants are used for calibration, which include a dimensional reduction of the spectral information from measurement and calibration measurement into a reduced representation, a calibration of the reduced representation and a subsequent transfer back into the spectral representation. The comparison operation thus preferably takes place after a dimension reduction. In the resulting reduced-dimensional space, the scaling parameters can be, for example, a vector of ratios or differences (for example, a vector of differences is the vector "[Δy ₁ , ..., Δy _n ]", with n = number of dimensions that can be represented in the reduced-dimensional representation and y = variables in dimensionally reduced space). By reducing the dimensions of a spectrum to be calibrated, applying the scaling parameters to the uncalibrated spectrum and then transforming it back into the original space, this can therefore be converted into a spectrum that is essentially identical to the calibration spectrum or is very similar to it, at least much more similar than the uncalibrated spectrum.

Vorliegend bedeutet „Dimension“ eine Anzahl von insbesondere unabhängigen Variablen. Insbesondere ist die Dimension durch einen aus dem Gebiet des Machine Learnings bekannten „feature vector“ oder n-dimensionalen Vektor beschreibbar. Gemäß einer Ausführungsform wird der Linienverlauf oder das Spektrum durch eine vorgebbare Anzahl x von Variablen (in Abhängigkeit der Wellenlänge) beschrieben oder dargestellt. Der Linienverlauf im dimensionsreduzierten Raum oder das dimensionsreduzierte Spektrum wird dann durch eine vorgebbare Anzahl y von Variablen beschrieben oder dargestellt. Insbesondere ist y kleiner als x. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass x mindestens 100 und höchstens 1000, insbesondere mindestens 100 und höchstens 500 ist. Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass y mindestens 1 und höchstens 20, besonders bevorzugt mindestens 2 und höchstens 12 ist.In the present case, "dimension" means a number of, in particular, independent variables. In particular, the dimension can be described by a "feature vector" or n-dimensional vector known from the field of machine learning. According to one embodiment, the course of the line or the spectrum is described or represented by a predeterminable number x of variables (depending on the wavelength). The course of the line in the dimension-reduced space or the dimension-reduced spectrum is then described or represented by a predeterminable number y of variables. In particular, y is less than x. Provision is preferably made for x to be at least 100 and at most 1000, in particular at least 100 and at most 500. Furthermore, it is preferably provided that y is at least 1 and at most 20, particularly preferably at least 2 and at most 12.

Dem liegt unter anderem die Überlegung zugrunde, dass eine exakte Beschreibung einer im Detail komplexen Linienform einen hochdimensionalen Datensatz erfordern würde. Dabei wird allerdings erwartet, dass einige der die Linienform beschreibenden Daten redundant sind, ein Weglassen somit die Beschreibung nicht oder nicht wesentlich verändern würde. Anders ausgedrückt wird erwartet, dass hochdimensionale Daten zur Beschreibung einer kompletten Linienform intrinsisch niederdimensional sein können. Eine Dimensionsreduktion kann dazu beitragen, relevante Zusammenhänge in den Daten zu erkennen und zu beschreiben. Eine niederdimensionale Projektion ermöglicht zudem auch eine effiziente Weiterverarbeitung hochdimensionaler Daten.This is based, among other things, on the consideration that an exact description of a line shape that is complex in detail would require a high-dimensional data set. However, it is expected that some of the data describing the line shape is redundant, so omitting it would not change the description at all or not significantly. In other words, it is expected that high-dimensional data describing a complete line shape can be intrinsically low-dimensional. Dimension reduction can help identify and describe relevant connections in the data. A low-dimensional projection also enables efficient further processing of high-dimensional data.

Bei bevorzugten Ausführungsformen werden bei der Kalibrierung die folgenden Schritte durchgeführt:

In einer ersten Dimensionsreduktionsoperation wird eine Dimensionsreduktion der spektralen Information einer Gesamtheit von mit der Messvorrichtung gemessenen Spektren und einer Gesamtheit von Kalibrierspektren durchgeführt, um eine reduzierte Darstellung dieser Spektren (Ist-Spektren) und der Kalibrierspektren in einem dimensionsreduzierten Raum zu erhalten. Die Dimensionsreduktionsoperation erfolgt insbesondere durch einen Variational Autoencoder, welcher weiter unten näher beschrieben wird.

In preferred embodiments, the following steps are performed during calibration:

In a first dimensionality reduction operation, a dimensionality reduction of the spectral information of a total of spectra measured with the measuring device and a total of calibration spectra is performed in order to obtain a reduced representation of these spectra (actual spectra) and the calibration spectra in a dimensionally reduced space. The dimension reduction operation is carried out in particular by a variational autoencoder, which is described in more detail below.

In dem dimensionsreduzierten Raum wird dann eine Vergleichsoperation zur Ermittlung einer Differenz zwischen den reduzierten Darstellungen der mit dem EUV-Reflektometer gemessenen Spektren und der Kalibrierspektren durchgeführt.A comparison operation is then carried out in the dimension-reduced space to determine a difference between the reduced representations of the spectra measured with the EUV reflectometer and the calibration spectra.

In einer zweiten Dimensionsreduktionsoperation wird eine Dimensionsreduktion auf ein zu kalibrierendes Spektrum angewendet, um eine reduzierte Darstellung des zu kalibrierenden Spektrums zu ermitteln.In a second dimensionality reduction operation, a dimensionality reduction is applied to a spectrum to be calibrated to determine a reduced representation of the spectrum to be calibrated.

Die exakte Operation der Dimensionsreduktion wird bei der ersten Dimensionsreduktion bestimmt, beispielsweise durch Anlernen oder Anfitten des entsprechenden Modells bzw. Dimensionsreduktionsmodells (Beispiele werden weiter unten aufgeführt), und kann anschließend auf weitere zu kalibrierende Spektren angewendet werden. Dabei kann so vorgegangen werden, dass die Dimensionsreduktion gefittet wird an die Gesamtheit der am Normal gemessenen Spektren. Diese gefittete Dimensionsreduktion muss dann weiterverwendet werden, damit jedwede „neuen“ Spektren in exakt denselben dimensionsreduzierten Raum abgebildet werden. Das so angefittete mathematische Modell korrigiert die durch die maschinenspezifische Transferfunktion eingeführten oder bedingten Änderungen am Spektrum.The exact operation of the dimensional reduction is determined during the first dimensional reduction, for example by training or fitting the corresponding model or dimensional reduction model (examples are listed below), and can then be applied to other spectra to be calibrated. The procedure can be such that the dimensional reduction is fitted to the entirety of the spectra measured on the standard. This fitted dimensionality reduction must then be further used in order for any "new" spectra to be mapped into exactly the same dimensionally reduced space. The mathematical model fitted in this way corrects the machine-specific transfer function introduced or conditional changes to the spectrum.

Dann wird eine Skalierungsoperation durchgeführt, in der die ermittelte Differenz von der reduzierten Darstellung des zu kalibrierenden Spektrums subtrahiert wird, um dadurch eine reduzierte Darstellung eines kalibrierten Spektrums zu erhalten. Schließlich wird in einer Rücktransformationsoperation die reduzierte Darstellung des kalibrierten Spektrums in eine spektrale Darstellung des kalibrierten Spektrums rücktransformiert. Die Rucktransformation ist insbesondere die Inverse oder inverse Operation der Dimensionsreduktion.A scaling operation is then performed in which the determined difference is subtracted from the reduced representation of the spectrum to be calibrated, thereby obtaining a reduced representation of a calibrated spectrum. Finally, in an inverse transformation operation, the reduced representation of the calibrated spectrum is inverse transformed into a spectral representation of the calibrated spectrum. In particular, the jerk transformation is the inverse or inverse operation of the dimensional reduction.

Diese Verfahrensvariante zeichnet sich dadurch aus, dass die Skalierungsparameter durch einen direkten Vergleich gemessener Spektren (anhand von Linien) ermittelt werden. Dabei werden die Skalierungsparameter im dimensionsreduzierten Raum berechnet, und zwar unter Verrechnung der Informationen aus dimensionsreduzierten Spektren, die mit der Messvorrichtung erfasst wurden, und dimensionsreduzierten Kalibrierspektren.This variant of the method is characterized in that the scaling parameters are determined by a direct comparison of measured spectra (using lines). The scaling parameters are calculated in the reduced-dimensional space, specifically by offsetting the information from reduced-dimensional spectra that were recorded with the measuring device and reduced-dimensional calibration spectra.

Anfänglich wird somit eine Dimensionsreduktion auf eine Gesamtheit der zu kalibrierenden Spektren (Ist-Spektren) und der Kalibrierspektren bzw. Soll-Spektren angewandt. Dadurch wird der dimensionsreduzierte Raum hinreichend aufgespannt. Im dimensionsreduzierten Raum wird dann die Differenz gebildet zwischen Gruppen von Datenpunkten, die die Soll-Spektren (Kalibrierspektren) bzw. die Ist-Spektren (z.B. unkalibrierte Spektren) enthalten. Bei der Kalibrierung von Spektren, die an Prüflingen durchgeführt werden, werden dann neu aufgenommene Spektren (Ist-Spektren) in den dimensionsreduzierten Raum überführt, die zuvor bestimmte Differenz abgezogen und anschließend rücktransformiert.A dimensional reduction is thus initially applied to a total of the spectra to be calibrated (actual spectra) and the calibration spectra or target spectra. As a result, the dimension-reduced space is adequately spanned. In the dimension-reduced space, the difference is then formed between groups of data points that contain the target spectra (calibration spectra) and the actual spectra (e.g. uncalibrated spectra). When calibrating spectra that are carried out on test objects, newly recorded spectra (actual spectra) are then transferred to the dimension-reduced space, the previously determined difference is subtracted and then back-transformed.

Eine herkömmliche Kalibrierung gilt streng genommen nur für genau dasjenige Spektrum, für welches z.B. die maximale Reflektivität etc. zur Kalibrierung genutzt wird. Liegt ein Spektrum bei etwas höheren Wellenlängen, müsste das durch Skalierungsparameter beschriebene Verhältnis sich mitverschieben. Ist das Spektrum etwas breiter, weil der Prüfling ein anderer ist, wäre auch die Ausdehnung des Verhältnisses breiter.Strictly speaking, a conventional calibration only applies to that spectrum for which, for example, the maximum reflectivity etc. is used for calibration. If a spectrum is at slightly higher wavelengths, the ratio described by the scaling parameters would have to shift as well. If the spectrum is a bit wider because the test specimen is different, the expansion of the ratio would also be wider.

Der Teilaspekt, wonach mehrere Spektren gemeinsam verarbeitet werden, kann demgegenüber eine gewisse Allgemeingültigkeit herbeiführen, wodurch sie für verschiedene Prüflinge Gültigkeit hat. Dafür ist es zweckmäßig, dass verschiedene Spektren in Ist-Zustand und im Soll-Zustand vorliegen und es im dimensionsreduzierten Raum dann eine Transformation gibt, die möglichst alle Ist-Spektren auf ihre jeweiligen Soll-Spektren abbildet. Es ist somit zweckmäßig eine gewisse Zahl von Kalibriermessungen gemeinsam zu verarbeiten, um eine Allgemeingültigkeit zu erzeugen.On the other hand, the partial aspect according to which several spectra are processed together can bring about a certain general validity, which means that it is valid for different test objects. For this it is expedient that different spectra are available in the actual state and in the target state and that there is then a transformation in the dimension-reduced space that maps as many actual spectra as possible to their respective target spectra. It is therefore expedient to process a certain number of calibration measurements together in order to generate general validity.

Bei der Dimensionsreduktion versucht man, einen hochdimensionalen Datensatz in einen niedrigerdimensionalen Raum zu überführen, ohne dabei relevante oder wertvolle Informationen für die weitere Datenverarbeitung zu verlieren. Zu den bekanntesten Vertretern gehört die Hauptkomponentenanalyse, kurz PCA (Principal Component Analysis). Bei der PCA handelt es sich um eine lineare Methode zur Dimensionsreduktion, bei der die Varianz in der dimensionsreduzierten Darstellung maximiert wird. Eine verwandte Methode ist die Singulärwertzerlegung (SVD, singular value decomposition). Um nicht-lineare Zusammenhänge zu erfassen, kann der Kernel-Trick verwendet werden, was dann zur Methode der Kernel PCA führt. Eine weitere bekannte Methode zur Dimensionsreduktion ist die Nicht-negative Matrix-Faktorisierung (NMF). Anders als bei der PCA wird bei der NMF nicht der Mittelwert der Eingangsmatrizen subtrahiert. Es konnte gezeigt werden, dass NMF mehr Informationen erhalten kann als die PCA (Ren, Bin; Pueyo, Laurent; Zhu, Guangtun B.; Duchêne, Gaspard (2018). „Nonnegative Matrix Factorization: Robust Extraction of Extended Structures). Allgemeiner können Methoden des „Manifold Learning“ verwendet werden, um die Dimensionalität der Eingangsdaten zu reduzieren. Diese Methoden beruhen auf der Annahme, dass die Dimensionalität der gegebenen Daten nur künstlich erhöht ist und die eigentlich wichtigen Informationen in einem niedrigerdimensionalen Raum liegen. Ein beliebtes Beispiel hierfür ist die Dimensionsreduktion der 3-dimensionalen „Swiss Roll“. Diese „Rolle“ wird gewissermaßen ausgerollt, sodass ein 2-dimensionaler Datensatz entsteht, ohne essenzielle Informationen zu verlieren. Es gibt verschiedene Vertreter wie Sammon's Mapping, Laplacian Eigenmaps, Locally linear embedding, welches bestimmte Vorteile gegenüber der verwandten Methode des Isomapping hat, und t-distributed stochastic neighbour embedding, kurz t-SNE, welches für gewöhnlich nur zu Visualisierungszwecken genutzt wird. Bei der Anwendung all der verschiedenen Methoden zur Dimensionsreduktion ist es zwingend erforderlich, dass der neu aufgespannte Raum vollständig und kontinuierlich ist, sodass simple arithmetische Operationen erlaubt sind.Dimension reduction attempts to convert a high-dimensional dataset into a lower-dimensional space without losing relevant or valuable information for further data processing. One of the best-known representatives is principal component analysis, or PCA for short. PCA is a linear dimensionality reduction method that maximizes the variance in the dimensionally reduced representation. A related method is singular value decomposition (SVD). The kernel trick can be used to capture non-linear relationships, which then leads to the kernel PCA method. Another well-known method for dimension reduction is non-negative matrix factorization (NMF). Unlike PCA, NMF does not subtract the mean of the input matrices. It has been shown that NMF can obtain more information than PCA (Ren, Bin; Pueyo, Laurent; Zhu, Guangtun B.; Duchêne, Gaspard (2018). "Nonnegative Matrix Factorization: Robust Extraction of Extended Structures). More generally, methods of "manifold learning" can be used to reduce the dimensionality of the input data. These methods are based on the assumption that the dimensionality of the given data is only artificially increased and that the information that is actually important is in a lower-dimensional space. A popular example of this is the dimensional reduction of the 3-dimensional "Swiss Roll". To a certain extent, this “role” is rolled out so that a 2-dimensional data set is created without losing essential information. There are different representatives such as Sammon's mapping, Laplacian Eigenmaps, Locally linear embedding, which has certain advantages over the related method Isomapping, and t-distributed stochastic neighbor embedding, t-SNE for short, which is usually only used for visualization purposes. In applying all the different dimensionality reduction methods, it is imperative that the newly spanned space be complete and continuous, allowing for simple arithmetic operations.

Bei bevorzugten Ausführungsformen wird zur Dimensionsreduktion und Rücktransformation ein Autoencoder, insbesondere ein Variational Autoencoder, verwendet. Ein Autoencoder ist eine nicht-lineare Methode zur Dimensionsreduktion. Es handelt sich um ein künstliches neuronales Netzwerk, das zum Ziel hat, eine Repräsentation für einen Datensatz zu lernen, aus welchem die ursprünglichen Daten wieder rekonstruiert werden können. Meist hat ein Autoencoder eine symmetrische Struktur, bei der eine mittlere Schicht des Autoencoders eine geringere Dimensionalität als ein Netzwerkeingang des Autoencoders hat. Die Ausgabe (Output) dieser Schicht wird vorliegend als „Code“ bezeichnet. Die eine Hälfte des Autoencoders, die zum Code führt, wird als „Encoder“ bezeichnet. Entsprechend bezeichnet man die andere Hälfte als „Decoder“. Dieser Decoder hat die Aufgabe, den Netzwerkeingang aus dem Code zu rekonstruieren. Diesen kann man sich als eine komprimierte Repräsentation des Netzwerkeingangs vorstellen. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei bevorzugten Ausführungsform um einen Variational Autoencoder. Ein Variational Autoencoder zeichnet sich zum einen dadurch aus, dass er in einem oder durch ein Training regularisiert wird, um ein Überfitten zu vermeiden, und zum anderen dadurch, dass der dimensionsreduzierte Raum (Latent Space) kontinuierlich und vollständig ist. Vorzugsweise wird dies gewährleistet durch einen zusätzlichen, sogenannten Loss-Term, insbesondere eine Kullback-Leibler-Divergenz, sodass durch den Encoder anstelle einzelner Datenpunkte eine Verteilung über den Latent Space codiert wird.In preferred embodiments, an autoencoder, in particular a variational autoencoder, is used for dimensional reduction and inverse transformation. An autoencoder is a non-linear method for dimension reduction. It is an artificial neural network that aims to learn a representation for a data set from which the original data can be reconstructed. An autoencoder usually has a symmetrical structure ture in which a middle layer of the autoencoder has a lower dimensionality than a network input of the autoencoder. The output of this layer is referred to herein as "code". The half of the autoencoder that leads to the code is called the "encoder". Accordingly, the other half is referred to as a "decoder". This decoder has the task of reconstructing the network input from the code. This can be thought of as a compressed representation of the network input. As already mentioned, the preferred embodiment is a variational autoencoder. A variational autoencoder is characterized on the one hand by the fact that it is regularized in or through training in order to avoid overfitting, and on the other hand by the fact that the dimension-reduced space (latent space) is continuous and complete. This is preferably ensured by an additional, so-called loss term, in particular a Kullback-Leibler divergence, so that a distribution over the latent space is encoded by the encoder instead of individual data points.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung (bzw. Bereitstellung) eines kalibrierten EUV-Reflektometers. Darin wird ein unkalibriertes EUV-Reflektometer bereitgestellt, eine Kalibrierung des EUV-Reflektometers gemäß dem beanspruchten Verfahren durchgeführt und es werden die damit ermittelten Skalierungsparameter, insbesondere jene Skalierungsparameter, welche im Code bzw. dem sogenannten Latent Space Ist-Spektren auf Soll-Spektren abbilden, in einem Speicher der Auswerteeinrichtung des EUV-Reflektometers zur Verwendung bei der Auswertung späterer Messungen gespeichert.The invention also relates to a method for producing (or providing) a calibrated EUV reflectometer. In this, an uncalibrated EUV reflectometer is provided, the EUV reflectometer is calibrated according to the claimed method and the scaling parameters thus determined, in particular those scaling parameters which map actual spectra to target spectra in the code or the so-called latent space, are used. stored in a memory of the evaluation device of the EUV reflectometer for use in the evaluation of subsequent measurements.

Figurenlistecharacter list

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.

1 zeigt schematisch Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines EUV-Reflektometers;
2 zeigt schematisch typische Abläufe bei einer Kalibrierung mithilfe eines Normals;
3 zeigt schematisch einen Autoencoder, der im Rahmen der Kalibrierung genutzt wird;
4 zeigt schematisch in einem auf zwei Dimension dimensionsreduzierten Raum eine Darstellung der Auswirkungen einer Degradation und einer entgegenwirkenden Kalibrierung;
5 zeigt in 5A und 5B jeweils eine Zusammenschau eines Ist-Spektrums (gepunktete Linie) und eines Soll-Spektrums (durchgezogene Linie), wobei 5A die Verhältnisse vor der Kalibrierung und 5B die Verhältnisse nach der Kalibrierung repräsentieren;
6 zeigt ein Diagramm, in welchem Unterschiede der in 5A, 5B gezeigten Spektren vor und nach der Kalibrierung gemäß der vorliegenden Anmeldung über den gesamten spektralen Messbereich dargestellt sind;
7 zeigt ein Flussdiagramm zur Durchführung einer Kalibrierung eines EUV-Reflektometers gemäß einem Ausführungsbeispiel und
8 zeigt ein Flussdiagramm zur Durchführung einer Kalibrierung eines EUV-Reflektometers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Further advantages and aspects of the invention result from the claims and from the description of exemplary embodiments of the invention, which are explained below with reference to the figures.

1 shows schematically components of an embodiment of an EUV reflectometer;
2 shows a schematic of typical processes during a calibration using a standard;
3 shows a schematic of an autoencoder that is used as part of the calibration;
4 shows schematically in a space reduced to two dimensions a representation of the effects of a degradation and a counteracting calibration;
5 5A and 5B each show an overview of an actual spectrum (dotted line) and a desired spectrum (solid line), with FIG. 5A representing the conditions before calibration and FIG. 5B representing the conditions after calibration;
6 shows a diagram in which differences of the in 5A , 5B spectra shown are shown before and after calibration according to the present application over the entire spectral measurement range;
7 shows a flowchart for performing a calibration of an EUV reflectometer according to an embodiment and
8th shows a flowchart for performing a calibration of an EUV reflectometer according to a further embodiment.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS

Die 1 zeigt schematisch Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines EUV-Reflektometers MV bzw. einer Messvorrichtung MV zur Messung der Reflektivität eines für EUV-Strahlung reflektierend wirkenden Prüfling PR in Abhängigkeit von der Wellenlänge der EUV-Strahlung und vom Einfallswinkel der EUV-Strahlung auf eine reflektierende Oberfläche OB des Prüflings. Beim Prüfling kann es sich beispielsweise um einen Spiegel für ein EUV-Lithografieobjektiv handeln, der eine generell konkav oder konvex gekrümmte reflektierende Oberfläche aufweist.the 1 shows schematically components of an exemplary embodiment of an EUV reflectometer MV or a measuring device MV for measuring the reflectivity of a test specimen PR that reflects EUV radiation as a function of the wavelength of the EUV radiation and the angle of incidence of the EUV radiation on a reflecting surface OB of the examinee. The test object can be, for example, a mirror for an EUV lithography objective, which has a generally concavely or convexly curved reflective surface.

Das EUV-Reflektometer erlaubt es unter anderem, den Reflexionsgrad bzw. die Reflektivität des Prüflings bei unterschiedlichen Wellenlängen in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich von extrem ultravioletter (EUV)-Strahlung zu messen. Damit sind hier vorzugsweise Wellenlängen im Bereich von 6 nm bis 20 nm, insbesondere von 8 nm bis 20 nm gemeint. Der Reflexionsgrad (R) ergibt sich dabei aus dem Verhältnis zwischen der Intensität der reflektierten Strahlung, die mithilfe eines Detektors DET gemessen wird, und der Intensität der einfallenden Strahlung, deren Größe mithilfe von Signalen eines Referenzdetektors RDET bestimmt werden kann. Die Messungen können für Einfallswinkel im Bereich zwischen 0° und 90° (ohne die Grenzwerte) durchgeführt werden. Die Messwerte werden in einer Auswerteeinrichtung AUSW ausgewertet und in Form geeigneter Daten angezeigt und/oder für die Weiterverarbeitung bereitgehalten. Als Ergebnis ergibt sich z.B. ein Spektrum SP-I, das z.B. die Abhängigkeit der Reflektivität von der Wellenlänge repräsentiert (Wellenlängenspektrum). Das mit der Messvorrichtung erfasste nichtkalibrierte Spektrum wird hier als Ist-Spektrum SP-I bezeichnet. Die Werte werden üblicherweise durch eine sogenannte Reflektivitätskurve oder -linie dargestellt.The EUV reflectometer makes it possible, among other things, to measure the degree of reflection or the reflectivity of the test object at different wavelengths in a specified wavelength range of extreme ultraviolet (EUV) radiation. This preferably means wavelengths in the range from 6 nm to 20 nm, in particular from 8 nm to 20 nm. The degree of reflection (R) results from the ratio between the intensity of the reflected radiation, which is measured using a detector DET, and the intensity of the incident radiation, the size of which can be determined using signals from a reference detector RDET. The measurements can be performed for angles of incidence in the range between 0° and 90° (without the limit values). The measured values are evaluated in an evaluation device AUSW and displayed in the form of suitable data and/or made available for further processing. The result is a spectrum SP-I, for example, which represents, for example, the dependency of the reflectivity on the wavelength (wavelength spectrum). The non-calibrated spectrum recorded with the measuring device is referred to here as the actual spectrum SP-I. the Values are usually represented by a so-called reflectivity curve or line.

Zum betriebsfertig konfigurierten EUV-Reflektometer gehören eine EUV-Strahlungsquelle SQ und eine nachgeschaltete Strahlformungseinheit SF, die dazu konfiguriert ist, die EUV-Strahlung der EUV-Strahlungsquelle zu empfangen und daraus einen Messstrahl STR zu erzeugen, der im Betrieb der Messvorrichtung MV am prüflingsseitigen Ende auf die reflektierende Oberfläche OB des Prüflings PR trifft und dort an einer vorgesehenen Messstelle einen Messfleck bildet. Zu den optischen Komponenten der Strahlformungseinheit, die nur schematisch dargestellt sind, gehören u.a. ein verstellbarer reflektiver Monochromator mit Austrittsspalt zur Wellenlängenselektion sowie weitere Optikkomponenten.The ready-to-use configured EUV reflectometer includes an EUV radiation source SQ and a downstream beam shaping unit SF, which is configured to receive the EUV radiation from the EUV radiation source and to generate a measuring beam STR from it, which is used during operation of the measuring device MV at the end under test impinges on the reflective surface OB of the test object PR and forms a measuring spot at a designated measuring point. The optical components of the beam shaping unit, which are only shown schematically, include an adjustable reflective monochromator with an exit slit for wavelength selection and other optical components.

Eine Positioniervorrichtung POS des EUV-Reflektometers ist dazu konfiguriert, den zu messenden Prüfling PR zu halten und in Bezug auf den Messstrahl STR in mehreren Freiheitsgraden derart zu positionieren, dass im Betrieb des EUV-Reflektometers der Messstrahl an einer vorgebbaren Messstelle bzw. einer vorgebbaren Messort im Bereich eines Messflecks und einem vorgebbaren Einfallswinkel bzw. Einfallswinkelbereich auf der reflektierenden Oberfläche auftrifft.A positioning device POS of the EUV reflectometer is configured to hold the test specimen PR to be measured and to position it in several degrees of freedom in relation to the measuring beam STR in such a way that during operation of the EUV reflectometer the measuring beam is at a definable measuring point or a definable measuring location impinges on the reflecting surface in the area of a measurement spot and a predeterminable angle of incidence or angle of incidence range.

Beispiele zur Ausgestaltung geeigneter EUV-Reflektometer sind z.B. in der DE 102018205163 A1 oder der WO 2021/156411 A1 beschrieben. Deren Offenbarungsgehalt wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.Examples of the design of suitable EUV reflectometer are, for example, in EN102018205163 A1 or the WO 2021/156411 A1 described. Their disclosure content is incorporated into the content of the description by reference.

EUV-Reflektometer müssen in gewissen Zeitabständen kalibriert werden, da sich ihre für die Messung relevanten Eigenschaften im Laufe der Zeit aufgrund von Maschinenalterung, Degradation der internen Optiken und der Einwirkung der energiereichen EUV-Strahlung allmählich verändern. Diese Alterungsprozesse haben Einfluss auf die Transferfunktion der Messvorrichtung, so dass sich dadurch insbesondere die Qualität erfasster Reflektivitätsspektren oder Linienverläufe der Reflektivität verringert. Diese Einflüsse führen insbesondere zur Notwendigkeit weiterer Kalibrierungen in den oben genannten gewissen ZeitabständenEUV reflectometers need to be calibrated periodically as their measurement properties gradually change over time due to machine aging, degradation of internal optics, and exposure to high-energy EUV radiation. These aging processes have an influence on the transfer function of the measuring device, so that in particular the quality of recorded reflectivity spectra or line profiles of the reflectivity is reduced. These influences lead in particular to the need for further calibrations at the above-mentioned certain time intervals

Die 2 zeigt schematisch typische Abläufe bei einer Kalibrierung. Für die Kalibrierung wird im Beispielsfall ein Referenz-Messobjekt NO verwendet, das auch als Normal NO bezeichnet wird. Es handelt sich dabei um einen EUV-Spiegel mit einer mehrlagigen Beschichtung an der reflektierenden Oberfläche ON. Mithilfe der zu kalibrierenden Messvorrichtung MV, insbesondere einem EUV-Reflektometer, wird ein unkalibriertes Spektrum SP-I gemessen, beispielsweise die Abhängigkeit der Reflektivität des Prüflings von der Wellenlänge.the 2 shows a schematic of typical processes during a calibration. In the example, a reference measurement object NO, which is also referred to as normal NO, is used for the calibration. It is an EUV mirror with a multi-layer coating on the reflecting surface ON. Using the measuring device MV to be calibrated, in particular an EUV reflectometer, an uncalibrated spectrum SP-I is measured, for example the dependency of the reflectivity of the test object on the wavelength.

Dasselbe Referenz-Messobjekt NO wird vorher oder nachher verwendet, um mithilfe einer Referenz-Messvorrichtung MV-REF, insbesondere einem Referenz-EUV-Reflektometer, unter möglichst gleichen Messbedingungen ebenfalls ein Spektrum aufzunehmen, das als Kalibrierspektrum oder Soll-Spektrum SP-S bezeichnet wird. Diese Vergleichsmessung kann beispielsweise an einem Normierungsinstitut durchgeführt werden. Für die Kalibrierung wird angenommen, dass das Kalibrierspektrum SP-S dem „wahren“ Spektrum entspricht, also den tatsächlichen Zusammenhang zwischen der gemessenen Reflektivität und der Wellenlänge im interessierenden Wellenlängenbereich repräsentiert.The same reference measurement object NO is used beforehand or afterwards in order to also record a spectrum, which is referred to as a calibration spectrum or nominal spectrum SP-S, using a reference measurement device MV-REF, in particular a reference EUV reflectometer, under the same measurement conditions as possible . This comparative measurement can be carried out at a standardization institute, for example. For the calibration, it is assumed that the calibration spectrum SP-S corresponds to the "true" spectrum, i.e. it represents the actual relationship between the measured reflectivity and the wavelength in the wavelength range of interest.

In der Regel wird die Linienform des Ist-Spektrums SP-I von der Linienform des Soll-Spektrums SP-S mehr oder weniger deutlich abweichen, da sich die Transferfunktion der Messvorrichtung MV wegen der Alterungsprozesse im Laufe der Zeit verändert hat. Um nun sicherzustellen, dass mithilfe der Messvorrichtung MV dennoch valide Messungen durchgeführt werden können, wird im Rahmen der Kalibrierung sichergestellt, dass die Messergebnisse der Messvorrichtung mit den Messergebnissen der Referenz-Messvorrichtung im Wesentlichen übereinstimmen, wenn dasselbe Messobjekt gemessen wird. Dazu wird eine Vergleichsoperation VGL durchgeführt, in welcher das Ist-Spektrum SP-I mit dem Soll-Spektrum SP-S verglichen wird und auf Basis des Vergleichs Skalierungsparameter SKAL berechnet werden, die den Unterschied zwischen Soll-Spektrum und Ist-Spektrum in quantitativer Form enthalten. Diese Skalierungsparameter sind allgemein ein Vektor aus Verhältnissen oder Differenzen (z.B. [Δy₁, ..., Δy_n]), die durch Verrechnung die dimensionsreduzierte Darstellung eines unkalibrierten Spektrums auf die eines Soll-Spektrums abbilden.As a rule, the line shape of the actual spectrum SP-I will deviate more or less significantly from the line shape of the target spectrum SP-S since the transfer function of the measuring device MV has changed over time due to the aging processes. In order to ensure that valid measurements can still be carried out using the measuring device MV, it is ensured during the calibration that the measurement results of the measuring device essentially match the measurement results of the reference measuring device when the same measurement object is measured. For this purpose, a comparison operation VGL is carried out, in which the actual spectrum SP-I is compared with the target spectrum SP-S and scaling parameters SKAL are calculated on the basis of the comparison, which show the difference between the target spectrum and the actual spectrum in quantitative form contain. These scaling parameters are generally a vector of ratios or differences (eg [ _Δy ₁ , .

Die Skalierungsparameter SKAL sind so beschaffen, dass ein mit der Messvorrichtung MV gemessenes Soll-Spektrum SP-I während der Auswertung durch Berücksichtigung der Skalierungsparameter SKAL bezüglich seiner Form so verändert wird, dass es dem Kalibrierspektrum beziehungsweise Soll-Spektrum für den entsprechenden Prüfling entspricht. Bei Anwendung der Skalierungsparameter kann somit mithilfe der Messvorrichtung MV ein kalibriertes Spektrum eines Prüflings ermittelt werden, indem die Skalierungsparameter bei der Auswertung auf das aufgenommene unkalibrierte Spektrum angewendet werden. Damit kann erreicht werden, dass das Ergebnis einer Messung mithilfe der Messvorrichtung MV im Kern genauso aussieht wie das Messergebnis, welches mithilfe der Referenz-Messvorrichtung MV-REF ermittelt werden würde, obwohl die Transferfunktion der Messvorrichtung MV sich von der Transferfunktion der Referenz-Messvorrichtung MN-REF unterscheidet.The scaling parameters SKAL are designed in such a way that a target spectrum SP-I measured with the measuring device MV is changed during the evaluation by taking into account the scaling parameters SKAL in terms of its shape such that it corresponds to the calibration spectrum or target spectrum for the corresponding test object. When using the scaling parameters, a calibrated spectrum of a test specimen can thus be determined with the aid of the measuring device MV, in that the scaling parameters are applied to the recorded, uncalibrated spectrum during the evaluation. It can thus be achieved that the result of a measurement using the measuring device MV basically looks exactly like the measurement result that would be determined using the reference measuring device MV-REF, although the transfer function of the measuring device MV differs from the transfer function of the reference measuring device MN -REF differs.

Eine Besonderheit erfindungsgemäßer Ausführungsformen besteht nun darin, dass bei der Vergleichsoperation VGL nicht, wie herkömmlich, bestimmte abgeleitete Parameter der zu vergleichenden Linien beziehungsweise Kurven miteinander verglichen werden (zum Beispiel maximale Reflektivität etc.), sondern dass stattdessen die kompletten Reflektivitätskurven beziehungsweise die entsprechenden Linien miteinander verglichen werden. Es findet also ein Linienformvergleich statt, worin die Linienform des unkalibrierten Spektrums SP-I mit der Linienform des Kalibrierspektrums SP-S verglichen wird. Die daraus ermittelten Skalierungsparameter SKAL werden dann bei der Auswertung der Messergebnisse der Messvorrichtung auf die Daten des zunächst unkalibrierten Spektrums angewendet, um den Einfluss von Alterungserscheinungen, Streulicht, Falschlicht und anderen Effekten auf die Messwerte näherungsweise zu kompensieren.A special feature of embodiments according to the invention is that in the comparison operation VGL, certain derived parameters of the lines or curves to be compared are not compared with one another, as is conventional (e.g. maximum reflectivity, etc.), but instead the complete reflectivity curves or the corresponding lines are compared with one another be compared. A line shape comparison therefore takes place, in which the line shape of the uncalibrated spectrum SP-I is compared with the line shape of the calibration spectrum SP-S. The scaling parameters SKAL determined from this are then applied to the data of the initially uncalibrated spectrum when evaluating the measurement results of the measuring device in order to approximately compensate for the influence of aging phenomena, scattered light, extraneous light and other effects on the measured values.

Es wurde ein Verfahren entwickelt, das einen Linienformvergleich und eine Kalibrierung der kompletten Linienform ermöglicht, ohne die Transferfunktion der Messvorrichtung oder der Kalibriervorrichtung zu kennen.A method was developed that enables a line shape comparison and a calibration of the complete line shape without knowing the transfer function of the measuring device or the calibration device.

Es wurde erkannt, dass ein Abgleich zwischen verschiedenen EUV-Reflektometern auch ohne explizites Wissen der Transferfunktion vorgenommen werden kann. Dazu ist eine Dimensionsreduktion der gemessenen spektralen Information, eine Kalibrierung der reduzierten Darstellung und ein anschließender Rücktransfer in die spektrale Darstellung vorgesehen. Erste Versuche mit der nachfolgend im Detail erläuterten Vorgehensweise haben gute Erfolge erzielt.It was recognized that a comparison between different EUV reflectometers can also be carried out without explicit knowledge of the transfer function. For this purpose, a dimensional reduction of the measured spectral information, a calibration of the reduced representation and a subsequent transfer back into the spectral representation are provided. First attempts with the procedure explained in detail below have achieved good results.

Eine Dimensionsreduktion ist im Kern eine Sammlung statistischer Methoden, die die Dimension der Daten reduziert und gleichzeitig relevante Informationen bewahrt. Die Art der Dimensionsreduktion und die Manipulationen in der reduzierten Darstellung wurden dabei so gewählt, dass sie eine gewisse Allgemeingültigkeit für verschiedene spektrale Bereiche sowie Linienformen haben. Alternativ müssten verschiedene Linienformkalibrierungen für verschiedene Wellenlängenbereiche und Linienformen formuliert werden.At its core, dimension reduction is a collection of statistical methods that reduces the dimension of data while preserving relevant information. The type of dimension reduction and the manipulations in the reduced representation were chosen in such a way that they have a certain general validity for different spectral ranges and line shapes. Alternatively, different line shape calibrations would have to be formulated for different wavelength ranges and line shapes.

Derzeit wird es als besonders effizient angesehen, für die Dimensionsreduktion und die Rücktransformation einen geeigneten Autoencoder zu nutzen, der auf neuronalen Netzen basiert. In 3 ist ein typischer Aufbau eines Autoencoders schematisch dargestellt. Die Eingabewerte oder Inputs IN werden in einen Encoder ENC gegeben, der eine Dimensionsreduktion durchführt. Dadurch werden die Eingangswerte in einen dimensionsreduzierten Raum DR transformiert, der dann die reduzierte Darstellung der Eingabewerte enthält. Bei Autoencodern wird der dimensionsreduzierte Raum auch als „Latent Space“ bezeichnet. Der gegenüberstehende Decoder DEC übersetzt die reduzierte Darstellung, das heißt den Latent Space, in die Ausgabewerte beziehungsweise den Output OUT, der während des Trainings dem Input gleicht. Für die hier vorgestellte Kalibrierstrategie werden die entsprechenden Berechnungen im dimensionsreduzierten Raum DR (Latent Space) durchgeführt. Der Vektor in diesem dimensionsreduzierten Raum beinhaltet die Kalibrierinformationen, insbesondere die zuvor genannten Skalierungsparameter.It is currently considered particularly efficient to use a suitable autoencoder based on neural networks for dimensionality reduction and inverse transformation. In 3 a typical structure of an autoencoder is shown schematically. The input values or inputs IN are fed into an encoder ENC, which performs a dimension reduction. This transforms the input values into a reduced-dimensional space DR, which then contains the reduced representation of the input values. In the case of autoencoders, the dimension-reduced space is also referred to as the "latent space". The opposite decoder DEC translates the reduced representation, ie the latent space, into the output values or the output OUT, which is the same as the input during training. For the calibration strategy presented here, the corresponding calculations are carried out in the dimension-reduced space DR (latent space). The vector in this dimension-reduced space contains the calibration information, in particular the previously mentioned scaling parameters.

Im dimensionsreduzierten Raum DR sind alle essenziellen Informationen über die Linienformen der Reflektivitätskurven (Ist-Spektrum und Soll-Spektrum) enthalten, so dass der Decoder die Spektren aus einzelnen Punkten im dimensionsreduzierten Raum wiederherstellen kann. Um eine arithmetische Manipulation im dimensionsreduzierten Raum zu ermöglichen, sollte dieser eine gewisse Vollständigkeit und Kontinuierlichkeit aufweisen. Dies ist gegeben bei der Verwendung von „Variational Autoencoders“.All essential information about the line shapes of the reflectivity curves (actual spectrum and target spectrum) is contained in the dimensionally reduced space DR, so that the decoder can recreate the spectra from individual points in the dimensionally reduced space. In order to enable arithmetic manipulation in the dimensionally reduced space, it should have a certain completeness and continuity. This is the case when using "Variational Autoencoders".

Im dimensionsreduzierten Raum DR (Latent Space) repräsentieren einzelne n-dimensionale Punkte jeweils komplette Wellenlängenspektren. In der schematischen 4 ist skizziert, wie im Laufe der Zeit im dimensionsreduzierten Raum DR eine Degradation aussieht und wie eine entgegenwirkende Kalibrierung funktionieren kann. Eine einfache arithmetische Manipulation im dimensionsreduzierten Raum äußert sich dann in einer Anpassung der Linienform im spektralen Raum. Die arithmetische Manipulation erfolgt beispielsweise durch eine Addition eines Skalierungsparameters, welcher beispielsweise ein Vektor mit mindestens 1 und höchstens 20, insbesondere mindestens 2 und höchstens 12 Zahlen, sein kann, mit einem Vektor, welcher eine vorgebbare oder vorgegebene Anzahl von Zahlen aufweist, des dimensionsreduzierten Raumes? Das Diagramm in 4 zeigt auf der x-Achse die erste Dimension DIM1 und auf der y-Achse die zweite Dimension DIM2 eines zweidimensionalen dimensionsreduzierten Raums DR. Die zeitliche Degradation der optisch relevanten Eigenschaften der Messvorrichtung MV ist durch den Pfeil DEGR repräsentiert. Der entgegengesetzte Pfeil KAL repräsentiert die entgegenwirkende Kalibrierung jeweils im Latent Space eines zuvor entsprechend angefitteten Variational Autoencoders. Jeder einzelne Punkt im Diagramm repräsentiert ein Reflexionsspektrum. Die bei „B“ mit einem „x“ dargestellten Messungen entsprechen Messungen in einem gut kalibrierten Zustand des EUV-Reflektometers. Die bei „A“ mit einem „o“ markierten Messungen gehören zu Messungen mit einer degradierten Messvorrichtung. In kleinen Punkten dargestellt sind Messungen in einer Zwischenphase auf dem Weg zur Degradation.In the dimension-reduced space DR (latent space), individual n-dimensional points each represent complete wavelength spectra. In the schematic 4 is outlined how degradation looks over time in the dimensionally reduced space DR and how a counteracting calibration can work. A simple arithmetic manipulation in the dimension-reduced space is then expressed in an adjustment of the line shape in the spectral space. The arithmetic manipulation takes place, for example, by adding a scaling parameter, which can be, for example, a vector with at least 1 and at most 20, in particular at least 2 and at most 12 numbers, with a vector, which has a specifiable or specified number of numbers, of the dimensionally reduced space ? The diagram in 4 shows the first dimension DIM1 on the x-axis and the second dimension DIM2 on the y-axis of a two-dimensional space DR with reduced dimensions. The degradation over time of the optically relevant properties of the measuring device MV is represented by the arrow DEGR. The opposite arrow KAL represents the opposing calibration in each case in the latent space of a previously fitted variational autoencoder. Each individual point in the diagram represents a reflectance spectrum. The measurements shown at "B" with an "x" correspond to measurements in a well-calibrated state of the EUV reflectometer. The measurements marked with an "o" at "A" belong to measurements with a degraded measuring device. Measurements in an intermediate phase on the way to degradation are shown in small dots.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel werden Skalierungsparameter, insbesondere ein Vektor aus Differenzen [Δy₁, Δy₂] (der Vektor entspricht vorliegend KAL), auf jede der einzelnen Messungen beziehungsweise auf jedes einzelne Ist-Spektrum bei „A“ angewendet.According to the exemplary embodiment, scaling parameters, in particular a vector of differences [Δy ₁ , Δy ₂ ] (in this case the vector corresponds to KAL), are applied to each of the individual measurements or to each individual actual spectrum at “A”.

Die drei Populationen von Spektren, die in jedem Degradationszustand zu sehen sind, sind verschiedene Messpositionen auf dem Prüfling. Die gestrichelten Kreise A und B markieren zwei Populationen, die für einen weiter unten erläuterten Kalibrierversuch (5 und 6) genutzt wurden. Es wurde ein Spektrum aus Population A auf Population B kalibriert. Als Kalibriervektor wurde die Differenz der beiden Mittelwerte der Populationen A und B gewählt.The three populations of spectra seen in each degradation state are different measurement positions on the specimen. The dashed circles A and B mark two populations used for a calibration experiment ( 5 and 6 ) were used. A spectrum from population A was calibrated to population B. The difference between the two mean values of populations A and B was chosen as the calibration vector.

Anhand der 5 und 6 werden nun die Ergebnisse dieser Kalibrierung anhand der beteiligten Spektren und der Unterschiede dazwischen erläutert. Die 5 illustriert dabei die Kalibrierung durch Dimensionsreduktion und Anpassung der reduzierten Darstellung vom degradierten Zustand auf den Soll-Zustand. Die durchgezogene Linie SP-S entspricht dabei in beiden Diagrammen der Soll-Linie, also dem Kalibrierspektrum. Die gepunktete Linie SP-I im linken Diagramm repräsentiert das zu kalibrierende Spektrum (Ist-Spektrum), also dasjenige Spektrum, welches mit einer teilweise degradierten Messvorrichtung aufgenommen wurde. Die gepunktete Linie im rechten Diagramm entspricht dem kalibrierten Ist-Spektrum, das nun von dem Soll-Spektrum praktisch nicht zu unterscheiden ist.Based on 5 and 6 the results of this calibration are now explained using the spectra involved and the differences between them. the 5 illustrates the calibration through dimension reduction and adjustment of the reduced representation from the degraded state to the target state. The solid line SP-S corresponds to the target line in both diagrams, ie the calibration spectrum. The dotted line SP-I in the left diagram represents the spectrum to be calibrated (actual spectrum), i.e. the spectrum that was recorded with a partially degraded measuring device. The dotted line in the right-hand diagram corresponds to the calibrated actual spectrum, which is now practically indistinguishable from the target spectrum.

Zur weiteren Veranschaulichung zeigt 6 ein Diagramm, in dem die Reflektivitätsdifferenz ΔR der in gezeigten Spektren vor und nach der Kalibrierung über Dimensionsreduktion zur Soll-Kurve zeigt. Die Kurve VK entspricht dabei der Reflektivitätsdifferenz vor der Kalibrierung, während die Kurve NK die Reflektivitätsdifferenz nach der Kalibrierung darstellt. Nach der Kalibrierung ist eine deutlich geringere Abweichung zu beobachten, was für die Praxis bedeutet, dass mithilfe der kalibrierten Messvorrichtung Spektren erfasst werden können, die im Rahmen der Messgenauigkeit mit denjenigen Spektren übereinstimmen, die am selben Prüfling mit der zur Kalibrierung genutzten Referenz-Messvorrichtung erfasst werden würden.For further illustration shows 6 a diagram in which the reflectivity difference ΔR of the in spectra shown before and after calibration via dimensional reduction to the target curve. The curve VK corresponds to the difference in reflectivity before the calibration, while the curve NK represents the difference in reflectivity after the calibration. After the calibration, a significantly lower deviation can be observed, which means in practice that the calibrated measuring device can be used to record spectra that, within the scope of the measurement accuracy, match the spectra recorded on the same test specimen with the reference measuring device used for calibration would become.

7 zeigt ein Flussdiagramm zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das vorliegende erste Ausführungsbeispiel beschreibt insbesondere ein Verfahren zum Bestimmen eines Abbildungsmodells, welches anwendbar ist auf ein gemessenes Ist-Spektrum. 7 shows a flowchart for carrying out the method according to a first embodiment. The present first exemplary embodiment describes in particular a method for determining an imaging model which can be applied to a measured actual spectrum.

In einem ersten Schritt S1 wird unter Verwendung eines Kalibriernormals oder Normals NO mittels einer zu kalibrierenden Messvorrichtung MV beziehungsweise einem zu kalibrierenden EUV-Reflektometer ein unkalibriertes Spektrum SP-I oder Ist-Spektrum gemessen. Alternativ werden mehrere Ist-Spektren gemessen.In a first step S1, an uncalibrated spectrum SP-I or actual spectrum is measured using a calibration standard or standard NO by means of a measuring device MV to be calibrated or an EUV reflectometer to be calibrated. Alternatively, several actual spectra are measured.

Weiterhin wird unter Verwendung des Normals NO mittels einer Referenz-Messvorrichtung MV-REF beziehungsweise einem Referenz-EUV-Reflektometer ein Kalibrierspektrum SP-S oder Soll-Spektrum gemessen. Alternativ werden mehrere Soll-Spektren gemessen.Furthermore, a calibration spectrum SP-S or target spectrum is measured using the standard NO by means of a reference measuring device MV-REF or a reference EUV reflectometer. Alternatively, several target spectra are measured.

Dies Messung des Ist-Spektrums erfolgt zeitlich vor der Messung des Soll-Spektrums. Alternativ erfolgt die Messung des Soll-Spektrums zeitlich vor der Messung des Ist-Spektrums. Alternativ erfolgen die Messungen des Ist-Spektrums und des Soll-Spektrums zeitgleich.This measurement of the actual spectrum takes place before the measurement of the target spectrum. Alternatively, the target spectrum is measured before the actual spectrum is measured. Alternatively, the actual spectrum and the target spectrum are measured simultaneously.

In einem zweiten Schritt S2 werden die Messinformationen oder Messdaten bezüglich des Ist-Spektrums und des Soll-Spektrums an einen Variational Autoencoder übermittelt. Im alternativen Fall, dass mehrere Ist- und/oder Soll-Spektren gemessen werden, werden die Messdaten bezüglich der Ist-Spektren und/oder der Soll-Spektren an den Variational Autoencoder übermittelt.In a second step S2, the measurement information or measurement data relating to the actual spectrum and the target spectrum are transmitted to a variational autoencoder. In the alternative case that several actual and/or target spectra are measured, the measurement data relating to the actual spectra and/or the target spectra are transmitted to the variational autoencoder.

In einem dritten Schritt S3 wird der Variational Autoencoder an das übermittelte Soll-Spektrum unter der Verwendung des übermittelten Ist-Spektrums oder der übermittelten Ist-Spektren antrainiert. Insbesondere fittet der Encoder des Variational Autoencoders auf Basis von Eingangsdaten („Inputs“ bzw. „Merkmalsvektoren“) ein Modell zur Dimensionsreduzierung und der Decoder des Variational Autoencoders ein Modell zur Rekonstruktion der Spektren, insbesondere des Soll- und Ist-Spektrums, aus den dimensionsreduzierten Daten („Outputs“ bzw. „Vergleichsvektoren“).In a third step S3, the variational autoencoder is trained to the transmitted setpoint spectrum using the transmitted actual spectrum or the transmitted actual spectra. In particular, the encoder of the variational autoencoder fits a model for dimension reduction on the basis of input data ("inputs" or "feature vectors") and the decoder of the variational autoencoder fits a model for the reconstruction of the spectra, in particular the target and actual spectrum, from the dimension-reduced ones Data (“Outputs” or “Comparison Vectors”).

In einem vierten Schritt S4 wird die Gesamtheit der Ist- und Soll-Spektren durch den Encoder in eine dimensionsreduzierte Darstellung überführt. Werden beispielsweise die übermittelten Spektren durch eine vorgebbare Anzahl x von Variablen beschrieben oder dargestellt, so wird das dimensionsreduzierte Spektrum oder die dimensionsreduzierte Darstellung durch eine vorgebbare Anzahl y von Variablen beschrieben oder dargestellt. Insbesondere ist y kleiner als x. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass x mindestens 100 und höchstens 1000, insbesondere mindestens 100 und höchstens 500 ist. Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass y mindestens 1 und höchstens 20, besonders bevorzugt mindestens 2 und höchstens 12 ist.In a fourth step S4, all of the actual and target spectra are converted by the encoder into a reduced-dimensional representation. For example, if the transmitted spectra are described or represented by a predeterminable number x of variables, then the dimensionally reduced spectrum or the dimensionally reduced representation is described or represented by a predeterminable number y of variables. In particular, y is less than x. Provision is preferably made for x to be at least 100 and at most 1000, in particular at least 100 and at most 500. Furthermore, it is preferably provided that y is at least 1 and at most 20, particularly preferably at least 2 and at most 12.

In einem fünften Schritt S5 wird anhand der dimensionsreduzierten Darstellung der Ist- und Soll-Spektren ein Abbildungsmodell erzeugt. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen Kalibriervektor oder Skalierungsparameter, der eine Gesamtheit von dimensionsreduzierten Ist-Spektren auf eine Gesamtheit von dimensionsreduzierten Soll-Spektren abbildet. Dieser Vektor sieht beispielhaft folgendermaßen aus: [Δy₁, ..., Δy_n] für einen dimensionsreduzierte Raum der Kardinalität n.In a fifth step S5, the actual and target spectra creates an imaging model. This is in particular a calibration vector or scaling parameter that maps a total of dimension-reduced actual spectra to a total of dimension-reduced setpoint spectra. For example, this vector looks like this: [Δy ₁ , ..., Δy _n ] for a dimensionally reduced space of cardinality n.

Das Abbildungsmodell ist insbesondere ein angelerntes oder antrainiertes Modell auf Basis des Ist-Spektrums und des Soll-Spektrums.The mapping model is in particular a learned or trained model based on the actual spectrum and the target spectrum.

8 zeigt ein Flussdiagramm zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das vorliegende zweite Ausführungsbeispiel beschreibt insbesondere ein Verfahren zum Anwenden des Abbildungsmodells auf ein gemessenes Ist-Spektrum zur Ermittlung eines korrigierten Ist-Spektrums. 8th shows a flowchart for carrying out the method according to a second embodiment. The present second exemplary embodiment describes in particular a method for applying the mapping model to a measured actual spectrum in order to determine a corrected actual spectrum.

In einem ersten Schritt S1 wird unter Verwendung eines zu vermessenden Prüflings, insbesondere eines Spiegels, mittels der Messvorrichtung MV beziehungsweise dem EUV-Reflektometer ein Spektrum SP-I oder Ist-Spektrum gemessen.In a first step S1, a spectrum SP-I or actual spectrum is measured using a test object to be measured, in particular a mirror, by means of the measuring device MV or the EUV reflectometer.

In einem zweiten Schritt S2 werden die Messinformationen oder Messdaten bezüglich des Ist-Spektrums an den Variational Autoencoder übermittelt.In a second step S2, the measurement information or measurement data relating to the actual spectrum is transmitted to the variational autoencoder.

In einem dritten Schritt S3 wird durch den Encoder des Variational Autoencoders eine Dimensionsreduktion des übermittelten Ist-Spektrums durchgeführt.In a third step S3, the encoder of the variational autoencoder performs a dimension reduction of the transmitted actual spectrum.

In einem vierten Schritt S4 wird das antrainierte oder angelernte Abbildungsmodell auf das dimensionsreduzierte Ist-Spektrum angewendet. Die Anwendung des Abbildungsmodells liefert ein korrigiertes dimensionsreduziertes Ist-Spektrum.In a fourth step S4, the trained or learned imaging model is applied to the dimension-reduced actual spectrum. Application of the mapping model provides a corrected, dimension-reduced actual spectrum.

In einem fünften Schritt S5 wird durch den Decoder des Variational Autoencoders eine inverse Dimensionsreduktion durchgeführt. Insbesondere erfolgt eine Rekonstruktion des korrigierten, dimensionsreduzierten Ist-Spektrums aus dem Code oder Latent Space des Variational Autoencoders.In a fifth step S5, an inverse dimension reduction is carried out by the decoder of the variational autoencoder. In particular, the corrected, dimension-reduced actual spectrum is reconstructed from the code or latent space of the variational autoencoder.

Die Anwendung des Abbildungsmodells auf das durch das EUV-Reflektometer erfasste Ist-Spektrum gewährleistet somit eine Korrektur des Ist-Spektrums derart, dass eine besonders genaue und zuverlässige Messung des Ist-Spektrums durchführbar ist.The application of the imaging model to the actual spectrum recorded by the EUV reflectometer thus ensures a correction of the actual spectrum in such a way that a particularly precise and reliable measurement of the actual spectrum can be carried out.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde anhand der Verwendung eines Variational Autoencoders zur Dimensionsreduktion und Retransformation von Spektren erläutert. Andere Techniken der Dimensionsreduktion können ebenfalls genutzt werden. Neben Algorithmen wie der Hauptkomponentenanalyse kann auch eine Basissatzzerlegung genutzt werden. In diesem Fall wäre eine Kalibrierung zum Beispiel über die Anpassung der Basissatzkoeffizienten möglich.An exemplary embodiment of the invention was explained using a variational autoencoder for dimensional reduction and retransformation of spectra. Other dimensionality reduction techniques can also be used. In addition to algorithms such as principal component analysis, basis set decomposition can also be used. In this case, calibration would be possible, for example, by adapting the basis set coefficients.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102018205163 [0039]
WO 2021156411 A1 [0039]

Claims

A method for calibrating an EUV reflectometer that is configured to detect at least one spectrum for the optical characterization of a test object, which represents the dependence of the test object's reflectivity on an input variable from an input variable range, the calibration comprising the following steps: measuring at least one uncalibrated spectrum on a reference measurement object with the EUV reflectometer; Measuring at least one calibration spectrum on the reference measurement object or on a reference measurement object that is nominally identical to this with a reference EUV reflectometer; calculating scaling parameters in a comparison operation, the scaling parameters, when applied to the uncalibrated spectrum, causing the uncalibrated spectrum to match the calibration spectrum; and determining a calibrated spectrum of the test object by applying the scaling parameters to the uncalibrated spectrum of the test object in an evaluation operation, characterized in that the comparison operation comprises a line shape comparison, wherein a line shape of the uncalibrated spectrum is compared with a line shape of the calibration spectrum.

procedure after claim 1 , characterized in that the calibration of the EUV reflectometer includes a dimensional reduction of the spectral information from measurement and calibration measurement in a reduced representation, a calibration of the reduced representation and a subsequent transfer back into a spectral representation.

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the calibration of the EUV reflectometer comprises the following steps: a first dimensional reduction operation, wherein a dimensional reduction of the spectral information of a totality of uncalibrated spectra and calibration spectra is carried out to determine a reduced representation of the uncalibrated spectra and calibration spectra in a dimensionally reduced space; a comparison operation to determine a difference between the reduced representations of the uncalibrated spectra and the calibration spectra in the dimensionally reduced space; a second dimensionality reduction operation, wherein a dimensionality reduction is applied to a spectrum to be calibrated to obtain a reduced representation of the spectrum to be calibrated; a scaling operation wherein the determined difference is subtracted from the reduced representation of the spectrum to be calibrated, thereby determining a reduced representation of a calibrated spectrum; an inverse transformation operation, wherein the reduced representation of the calibrated spectrum is inverse transformed into a spectral representation of the calibrated spectrum.

procedure after claim 2 or 3 , characterized in that a variational autoencoder is used for dimension reduction and inverse transformation.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that when measuring the uncalibrated spectrum and the calibration spectrum, a wavelength spectrum and/or an angle spectrum is measured in each case, with a wavelength spectrum showing the dependence of the reflectivity of the test specimen on the wavelength of the EUV radiation and an angle spectrum showing the Dependence of the reflectivity of the test object on the angle of incidence of the EUV radiation on a reflective surface of the test object.

Method according to any of the preceding claims 2 until 5 , characterized in that a number of dimensions in the dimensionally reduced space is at least 1 and at most 20, particularly preferably at least 2 and at most 12.

Method for producing a calibrated EUV reflectometer with the following steps: providing an uncalibrated EUV reflectometer; Calibration of the EUV reflectometer according to the method according to one of Claims 1 until 6 for determining scaling parameters; Saving the determined scaling parameters in a memory of an evaluation device of the EUV reflectometer for use in the evaluation of subsequent measurements.