DE102021214363A1 - Method for areal, spatially resolved determination of at least one structural parameter - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur flächenhaften, ortsaufgelösten Bestimmung wenigstens eines Strukturparameters eines geometrischen und/oder optischen Strukturmodells eines computergenerierten Hologramms, CGH (1), mittels wenigstens eines optischen Messverfahrens (7),- wobei mittels des wenigstens einen optischen Messverfahrens (7) das CGH (1) oder der Wafer vermessen und ortsaufgelöst wenigstens ein den wenigstens einen Strukturparameter charakterisierender Messwert (10) ermittelt wird,- wobei eine Simulationsrechnung dem wenigstens einen Strukturparameter eine Wahrscheinlichkeitsverteilung (12) der Messwerte zuordnet,- wobei in einer Ausgleichsrechnung der wenigstens eine Strukturparameter derart bestimmt wird, dass wenigstens ein dem wenigstens einen Strukturparameter zugeordneter wahrscheinlichster simulierter Messwert dem wenigstens einen ermittelten Messwert (10) wenigstens annähernd entspricht, und wobei- die Wahrscheinlichkeitsverteilung (12) der Messwerte bzw. der Strukturparameter durch stochastische Felder auf dem CGH (1) oder Wafer beschrieben wird, welche Korrelationen (14) zwischen wenigstens zwei verschiedenen Orten aufweisen.The invention relates to a method for the areal, spatially resolved determination of at least one structural parameter of a geometric and/or optical structural model of a computer-generated hologram, CGH (1), using at least one optical measuring method (7), - using the at least one optical measuring method (7) CGH (1) or the wafer are measured and at least one measured value (10) characterizing the at least one structural parameter is determined in a spatially resolved manner, - a simulation calculation assigning a probability distribution (12) of the measured values to the at least one structural parameter, - the at least one structural parameter being is determined in such a way that at least one most probable simulated measured value assigned to the at least one structure parameter corresponds at least approximately to the at least one determined measured value (10), and wherein- the probability distribution (12) of the measured values or the structure turparameter is described by stochastic fields on the CGH (1) or wafer, which have correlations (14) between at least two different locations.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur flächenhaften, ortsaufgelösten Bestimmung wenigstens eines Strukturparameters eines geometrischen und/oder optischen Strukturmodells eines computergenerierten Hologramms, CGH, oder Wafers mittels wenigstens eines optischen Messverfahrens,

  • - wobei mittels des wenigstens einen optischen Messverfahrens das CGH oder der Wafer vermessen und ortsaufgelöst wenigstens ein den wenigstens einen Strukturparameter charakterisierender Messwert ermittelt wird,
  • - wobei eine Simulationsrechnung dem wenigstens einen Strukturparameter eine Wahrscheinlichkeitsverteilung der Messwerte zuordnet,
  • - wobei in einer Ausgleichsrechnung der wenigstens eine Strukturparameter derart bestimmt wird, dass wenigstens ein dem wenigstens einen Strukturparameter zugeordneter wahrscheinlichster simulierter Messwert dem wenigstens einen ermittelten Messwert wenigstens annähernd entspricht.
The invention relates to a method for the areal, spatially resolved determination of at least one structural parameter of a geometric and/or optical structural model of a computer-generated hologram, CGH, or wafer using at least one optical measuring method,
  • - the CGH or the wafer being measured by means of the at least one optical measuring method and at least one measured value characterizing the at least one structural parameter being determined in a spatially resolved manner,
  • - wherein a simulation calculation assigns a probability distribution of the measured values to the at least one structure parameter,
  • - the at least one structure parameter being determined in a fitting calculation in such a way that at least one most probable simulated measured value assigned to the at least one structure parameter corresponds at least approximately to the at least one determined measured value.

In bekannter Weise können CGHe dazu verwendet werden, Wellenfronten mit ihnen wechselwirkender Lichtstrahlen zu formen.In a known manner, CGHe can be used to shape wavefronts of light rays interacting with them.

Daher werden CGHe beispielsweise auch in Lithografiesystemen, insbesondere in Projektionsbelichtungsanlagen verwendet.CGHs are therefore also used, for example, in lithography systems, in particular in projection exposure systems.

Lithografiesysteme, insbesondere Projektionsbelichtungsanlagen, weisen eine Vielzahl optischer Elemente auf. Insbesondere bei der Verwendung der optischen Elemente mit einer mikrolithografischen DUV (Deep Ultra Violet)-Projektions-belichtungsanlage und ganz besonders bei der Verwendung mit einer mikrolithografischen EUV-Projektionsbelichtungsanlage ist eine besonders exakte Oberflächenbearbeitung notwendig, da das durch die optischen Elemente, beispielsweise EUV-Spiegel, modulierte Licht zum einen eine sehr kleine Wellenlänge hat und damit die resultierenden Wellenfronten schon durch geringste Bearbeitungsfehler am optischen Element gestört werden. Zum anderen sind die abgebildeten Strukturen auf der Projektionsfläche sehr klein und damit ebenfalls anfällig für geringste Bearbeitungsfehler am optischen Element. Daher können sich die Genauigkeitsanforderungen an das optische Element auf Bruchteile von Nanometern belaufen. Zur Überprüfung der Güte der optischen Elemente werden Prüflichtwellen eingesetzt, welche von dem CGH ausgehen.Lithography systems, in particular projection exposure systems, have a large number of optical elements. Especially when using the optical elements with a microlithographic DUV (Deep Ultra Violet) projection exposure system and especially when using a microlithographic EUV projection exposure system, a particularly precise surface treatment is necessary because the optical elements, for example EUV mirrors , modulated light on the one hand has a very small wavelength and the resulting wavefronts are thus disturbed by even the slightest processing error on the optical element. On the other hand, the structures shown on the projection surface are very small and therefore also susceptible to the slightest processing error on the optical element. Therefore, the accuracy requirements for the optical element can amount to fractions of a nanometer. Test light waves, which emanate from the CGH, are used to check the quality of the optical elements.

Zur korrekten Formung der Wellenfronten ist ein präzises Gestalten der optischen Eigenschaften des CGHs entsprechend eines vorgegebenen Designs notwendig.In order to shape the wavefronts correctly, the optical properties of the CGH must be precisely designed according to a given design.

Üblicherweise definieren Profilparameter oder Strukturparameter der Oberfläche, wie beispielsweise eine Ätztiefe, Lage der Strukturkanten und/oder ein Trenchradius, die optischen Eigenschaften des CGHs.Profile parameters or structure parameters of the surface, such as an etching depth, position of the structure edges and/or a trench radius, usually define the optical properties of the CGH.

Eine Überprüfung des CGHs nach der Fertigung auf eine designgemäße Ausprägung der Strukturparameter hin ist vorteilhaft und im Stand der Technik bekannt, um sicherzustellen, dass von dem CGH bei der Verwendung beispielsweise in einer Projektionsbelichtungsanlage korrekt geformte Wellenfronten ausgehen. Insbesondere ist hierbei eine ortsaufgelöste Überprüfung der Strukturparameter anzustreben, da bereits lokale Abweichungen eines Strukturparameters von dem vorgegebenen Design Störungen der Wellenfronten verursachen können.It is advantageous and known in the prior art to check the CGH after production for a configuration of the structural parameters that is appropriate to the design, in order to ensure that correctly formed wave fronts emanate from the CGH when used, for example, in a projection exposure system. In particular, a spatially resolved check of the structural parameters should be aimed for, since even local deviations of a structural parameter from the specified design can cause disturbances in the wave fronts.

In anderen Worten soll bestimmt werden, welchen Wert ein bestimmter Strukturparameter an einem bestimmten Ort auf der Oberfläche des CGHs annimmt.In other words, it should be determined which value a specific structural parameter assumes at a specific location on the surface of the CGH.

Hierdurch kann beispielsweise im Rahmen einen Herstellungsgüteprüfung festgestellt werden, in welchen Bereichen der Oberfläche ein CGH die innerhalb der Spezifikationen vorgesehen Werte eines Strukturparameters aufweist. Die Bestimmung der Werte der Strukturparameter sollte idealerweise vollflächig durchgeführt werden, um den für die Bestimmung benötigten Zeitaufwand zu minimieren.As a result, it can be determined, for example, within the framework of a manufacturing quality check, in which areas of the surface a CGH has the values of a structure parameter provided within the specifications. The determination of the values of the structure parameters should ideally be carried out over the entire surface in order to minimize the time required for the determination.

Zur Gewinnung möglichst dekorrelierter Informationen ist dabei im Stand der Technik vorgesehen, dass mittels wenigstens eines optischen Messverfahrens das CGH oder der Wafer vermessen und ortsaufgelöst mehrere den wenigstens einen Strukturparameter charakterisierende Messwerte ermittelt werden. Durch die Erhebung vieler Messwerte mittels möglichst dekorrelierter Messverfahren, die den gleichen Strukturparameter charakterisieren, kann der Wert des Strukturparameters genauer bestimmt werden.In order to obtain information that is as decorrelated as possible, it is provided in the prior art that the CGH or the wafer is measured using at least one optical measuring method and several measured values characterizing the at least one structure parameter are determined in a spatially resolved manner. The value of the structure parameter can be determined more precisely by collecting many measured values using measurement methods which are as decorrelated as possible and which characterize the same structure parameter.

In der DE 10 2018 200 568 A1 wird eine Charakterisierung eines CGHs im Hinblick auf Fertigungsfehler mittels eines sogenannten Beugungsmessstands beschrieben.In the DE 10 2018 200 568 A1 a characterization of a CGH with regard to manufacturing defects is described using a so-called diffraction measuring device.

Durch eine, aus dem Stand der Technik bekannte, auch als Vorwärtsrechnung zu bezeichnende Methode wird die Messung computergestützt simuliert. Typischerweise basiert die Vorwärtsrechnung auf Maxwellsolvern, gängige Algorithmen sind z. B. die Fourier-basierte Rigorous Coupled Wave Analysis oder FEM(Finite-Elemente-Methode)-basierte Solver. Es ergibt sich damit für den wenigstens einen untersuchten Strukturparameter, der an einem Ort auf dem CGH einen Wert aufweist, eine Verteilung von simulierten, vorausgesagten Messwerten, welche mit den Wahrscheinlichkeiten der Beobachtung der Messwerte gewichtet ist. Durch die Vorwärtsrechnung wird eine Analyse des Einflusses verschiedener möglicher Werte eines Strukturparameters auf die vorausgesagten Messwerte ermöglicht, welche die Identifikation geeigneter Messmethoden begünstigt.The measurement is simulated with the aid of a computer using a method that is known from the prior art and can also be referred to as forward calculation. Typically, the forward calculation is based on Maxwell solvers, common algorithms are e.g. B. the Fourier-based Rigorous Coupled Wave Analysis or FEM (Finite Element Method)-based solvers. This results in a distribution of simulated, predicted measured values for the at least one examined structure parameter that has a value at a location on the CGH, which is weighted with the probabilities of observing the measured values. The forward calculation enables an analysis of the influence of different possible values of a structural parameter on the predicted measurement values, which favors the identification of suitable measurement methods.

Durch einen weiteren Verfahrensschritt wird üblicherweise ein Wert eines Strukturparameters im Rahmen des Messverfahrens als glaubhaftester Wert ermittelt, welcher in der Vorwärtsrechnung eine solche Wahrscheinlichkeitsverteilung von Messwerten vorhersagt, die mit dem tatsächlich ermittelten Messwert am wahrscheinlichsten übereinstimmt.In a further method step, a value of a structure parameter is usually determined as the most credible value within the framework of the measurement method, which predicts such a probability distribution of measured values in the forward calculation that most likely corresponds to the actually determined measured value.

Nachteilig am Stand der Technik ist, dass unterschiedliche Strukturparameter stark korrelierte Messsignale aufweisen können. Dadurch sind die verwendeten Messverfahren nicht mehr, wie idealerweise angestrebt, orthogonal. Hierdurch wird die Rekonstruktion fehleranfällig, insbesondere weisen Strukturparameter mit korrelierten Messsignalen hohe Fehlerbalken in der Rekonstruktion auf.A disadvantage of the prior art is that different structural parameters can have strongly correlated measurement signals. As a result, the measurement methods used are no longer orthogonal, as is ideally desired. As a result, the reconstruction is error-prone, in particular structure parameters with correlated measurement signals have high error bars in the reconstruction.

Insbesondere problematisch ist ein solcher Mangel an Genauigkeit bei der Vermessung und Rekonstruktion von Strukturparametern an CGHen, die zur Erzeugung einer Prüfwelle zur Vermessung asphärischer Freiformflächen, beispielsweise von Spiegeln, dienen, denn eine fehlerhafte Kartierung der Strukturparameter auf dem CGH führt zu einer falsch kalibrierten Prüfwelle.Such a lack of accuracy in the measurement and reconstruction of structural parameters on CGHs that are used to generate a test wave for measuring aspherical free-form surfaces, such as mirrors, is particularly problematic, because incorrect mapping of the structural parameters on the CGH leads to an incorrectly calibrated test wave.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Ausgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung von Strukturparametern eines CGHs oder Wafers ermöglicht.The present invention is therefore based on the issue of creating a method of the type mentioned at the outset, which avoids the disadvantages of the prior art, and in particular enables a high level of accuracy when determining structural parameters of a CGH or wafer.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method having the features specified in claim 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur flächenhaften, vorzugsweise vollflächigen, ortsaufgelösten Bestimmung wenigstens eines Strukturparameters eines geometrischen und/oder optischen Strukturmodells eines computergenerierten Hologramms, CGH, oder Wafers mittels wenigstens eines optischen Messverfahrens sieht vor, dass mittels des wenigstens einen optischen Messverfahrens das CGH oder der Wafer vermessen und ortsaufgelöst wenigstens ein den wenigstens einen Strukturparameter charakterisierender Messwert ermittelt wird, wobei eine Simulationsrechnung dem wenigstens einen Strukturparameter eine Wahrscheinlichkeitsverteilung der Messwerte zuordnet, wobei in einer Ausgleichsrechnung der wenigstens eine Strukturparameter derart bestimmt wird, dass wenigstens ein dem wenigstens einen Strukturparameter zugeordneter wahrscheinlichster simulierter Messwert dem wenigstens einen ermittelten Messwert wenigstens annähernd entspricht. Ferner ist im erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Messwerte bzw. der Strukturparameter durch stochastische Felder auf dem CGH oder Wafer beschrieben wird, welche Korrelationen zwischen wenigstens zwei verschiedenen Orten aufweisen.The method according to the invention for the areal, preferably full-surface, spatially resolved determination of at least one structural parameter of a geometric and/or optical structural model of a computer-generated hologram, CGH, or wafer using at least one optical measuring method provides that the CGH or the wafer is measured using the at least one optical measuring method and at least one measured value characterizing the at least one structure parameter is determined in a spatially resolved manner, with a simulation calculation assigning a probability distribution of the measured values to the at least one structure parameter, the at least one structure parameter being determined in a compensation calculation in such a way that at least one most probable simulated measured value assigned to the at least one structure parameter corresponds to the corresponds at least approximately to at least one determined measured value. Furthermore, the method according to the invention provides that the probability distribution of the measured values or the structure parameters is described by stochastic fields on the CGH or wafer, which have correlations between at least two different locations.

Durch die erfindungsgemäße Beschreibung einer Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Strukturparameters durch stochastische Felder auf dem CGH oder Wafer, die Korrelationen zwischen wenigstens zwei verschiedenen Orten aufweisen, kann die Menge der Werte, die der Strukturparameter an den mindestens zwei verschiedenen Orten annehmen kann, eingeschränkt und die Rekonstruktion damit stabilisiert werden. The description according to the invention of a probability distribution of a structure parameter by stochastic fields on the CGH or wafer, which have correlations between at least two different locations, can limit the set of values that the structure parameter can assume at the at least two different locations and thus stabilize the reconstruction will.

Erfindungsgemäß werden sämtliche Strukturparameter als vektorwertiges stochastisches Feld beschrieben.According to the invention, all structure parameters are described as a vector-valued stochastic field.

Es hat sich im Rahmen der Erfindung gezeigt, dass ein Strukturparameter, beispielsweise eine Ätztiefe, möglicherweise nicht an beliebigen Orten beliebige Werte annehmen kann. In einer einfachen Form führt die Implementierung von Ort-zu-Ort-Korrelationen zur Einführung einer Stetigkeitsbedingung für die Kartierung des Strukturparameters, da sprunghafte Änderungen der Werte des Strukturparameters zwischen nahe beieinander liegenden Orten ähnlicher CGH-Strukturierung als unwahrscheinlich betrachtet werden kann. Die erfindungsgemäße Berücksichtigung von Ort-zu-Ort-Korrelationen stellt damit eine Aufnahme zusätzlicher Information in das Bestimmungsverfahren für den Wert eines Strukturparameters an einem Ort auf dem CGH oder Wafer dar, welche insbesondere Abhängigkeiten zwischen Signalen verschiedener Strukturparametervariationen an diesem Ort aufbrechen kann. Als zur näherungsweisen Beschreibung der Ort-zu-Ort-Korrelationen geeignet hat sich, unter anderen möglichen Funktionen, eine Funktion mit exponentieller Abhängigkeit von der euklidischen Distanz gezeigt.Within the scope of the invention, it has been shown that a structural parameter, for example an etching depth, may not be able to assume any values at any locations. In a simple form, the implementation of site-to-site correlations introduces a continuity condition for the mapping of the structure parameter, since abrupt changes in the values of the structure parameter between closely spaced sites of similar CGH patterning can be considered unlikely. The consideration of site-to-site correlations according to the invention thus represents an inclusion of additional information in the determination method for the value of a structure parameter at a site on the CGH or wafer, which can in particular break up dependencies between signals of different structure parameter variations at this site. Among other possible functions, a function with an exponential dependence on the Euclidean distance has been shown to be suitable for the approximate description of the place-to-place correlations.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine optische Messverfahren eine Scatterometrie und/oder eine Interferometrie umfasst. Beide Verfahren beruhen auf der Tatsache, dass das in einen Raumwinkelbereich von dem CGH unter einem Streuwinkel gestreute Licht von den Strukturparametern des CGHs abhängt. In einer lokalen Gitternäherung sind insbesondere die Streuwinkel diskrete Beugungsrichtungen k, so dass das am Ort x des CGH in Richtung k gestreute Licht durch einen Feldstärkevektor Ek(x) beschrieben wird.In an advantageous development of the invention, it can be provided that the at least one optical measuring method comprises scatterometry and/or interferometry. Both methods are based on the fact that the light scattered into a solid angle range by the CGH at a scattering angle depends on the structural parameters of the CGH. In a local lattice approximation, the scattering angles are in particular discrete directions of diffraction k, so that the light scattered in direction k at location x of the CGH is described by a field strength vector E k (x).

Scatterometrische Verfahren messen nun im Wesentlichen eine Intensität |Ek(x)|2 mindestens einer Beugungsrichtung k, während interferometrische Verfahren die Intensität einer kohärenten Superposition |Ek(x)+Eref|2 mit mindestens einer, vorzugsweise jedoch mehrerer, phasenverschobenen Referenzwelle Eref messen und daraus insbesondere die Interferenzphase arg E k ( x ) | E r e f

Figure DE102021214363A1_0001
und den Interferenzkontrast bestimmen.Scatterometric methods essentially measure an intensity |E k (x)| 2 at least one diffraction direction k, while interferometric methods measure the intensity of a coherent superposition |E k (x)+E ref | 2 with at least one, but preferably several, phase-shifted reference wave Eref and from this in particular the interference phase bad E k ( x ) | E right e f
Figure DE102021214363A1_0001
and determine the interference contrast.

Bei der Verwendung der Interferometrie kann sich vorteilhafterweise ein höhere Messpräzision ergeben, als dies bei der Scatterometrie der Fall ist. Insbesondere ist eine Kalibration einer an einen Spiegel angepassten CGH-Prüfwelle umso genauer, je mehr die Messsignale einer Spiegel- und CGH-Vermessung korreliert sind. Besonders vorteilhaft ist daher eine Verwendung des gleichen Interferometers mit verschiedenen Beleuchtungspolarisationen und Prüf- oder Kalibrierspiegeln.The use of interferometry can advantageously result in a higher measurement precision than is the case with scatterometry. In particular, a calibration of a CGH test wave adapted to a mirror is all the more accurate the more the measurement signals of a mirror and CGH measurement are correlated. It is therefore particularly advantageous to use the same interferometer with different illumination polarizations and test or calibration mirrors.

Eine Kombination aus Scatterometrie und Interferometrie kann eine insgesamt erhöhte Messpräzision ergeben und insbesondere das Verfahren robuster gegen Unzulänglichkeiten des Strukturparametermodells machen.A combination of scatterometry and interferometry can result in an overall increased measurement precision and, in particular, make the method more robust against inadequacies in the structure parameter model.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Messwerte Helligkeits- bzw. Intensitätswerte oder Interferenzphasen sind.In an advantageous development of the invention, it can be provided that the measured values are brightness or intensity values or interference phases.

Durch eine Verwendung von Helligkeits- bzw. Intensitätswerten als Messgröße sowohl bei der Scatterometrie und Interferometrie ist es möglich, lichtsensitive Detektoreinrichtungen, wie beispielsweise CCD- oder CMOS- Sensoren zur direkten Erfassung der Messwerte zu verwenden.By using brightness or intensity values as a measured variable in both scatterometry and interferometry, it is possible to use light-sensitive detector devices, such as CCD or CMOS sensors, for direct acquisition of the measured values.

Denkbare Detektionseinrichtungen zur flächenhaften Erfassung des Lichts sind hierbei CCD-, EMCCD-, CMOS-, oder auch SCMOS-Kameras mit einsprechendem Kamerachip.Conceivable detection devices for areal detection of the light are CCD, EMCCD, CMOS or SCMOS cameras with a corresponding camera chip.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei dem wenigstens einen optischen Messverfahren ein Beugungsmessstand verwendet wird, mittels welchem als Messwerte Helligkeits- bzw. Intensitätswerte einer Transmission oder Reflexion des CGHs oder Wafers bei einer vollflächigen Ausleuchtung mit mehreren unterschiedlichen Wellenlängen und Polarisationen, insbesondere in nullter Beugungsordnung, bestimmt werden.In an advantageous development of the invention, it can be provided that in the at least one optical measuring method, a diffraction measuring stand is used, by means of which brightness or intensity values of a transmission or reflection of the CGH or wafer with a full-area illumination with several different wavelengths and polarizations, in particular in the zeroth diffraction order.

Je nach Geometrie und Beschaffenheit des zu vermessenden optischen Elements kann sich eine Positionierung des optischen Elements im Strahlengang in Reflexions- oder Transmissionskonfiguration als vorteilhaft erweisen. Durch die Erfassung von Messwerten bei vollflächiger Ausleuchtung des CGHs oder Wafers wird, im Vergleich zu einem Rasterverfahren mit kleinflächiger Ausleuchtung, die für die Messung benötigte Zeit und die durch die Beleuchtung auf das CGH oder den Wafer eingebrachte Strahlungsenergie minimiert. Die Messung von Helligkeits- bzw. Intensitätswerten in einem derartigen Beugungsmessstand kann vorteilhafterweise unter unterschiedlichen Wellenlängen und Polarisationen eines Prüflichtstrahls erfolgen. Ist der Einfluss des Strukturparameters auf die ermittelten Messwerte von der Wellenlänge und/oder der Polarisationsrichtung abhängig, so ermöglicht eine Messung unter unterschiedlichen Wellenlängen und unterschiedlichen Polarisationsrichtungen eine Präzisierung der Bestimmung des Strukturparameters. Wird insbesondere vorteilhafterweise in einer lokalen Gitternäherung die nullte Beugungsordnung erfasst, so kann die Anordnung der zum Beugungsmesstand gehörigen optischen Elemente gemäß der geometrischen Optik erfolgen. Außerdem können durch Erfassung der nullten Beugungsordnung durch die dort vorherrschenden, im Vergleich zu höheren Beugungsordnungen höheren Helligkeiten bzw. Intensitäten unter Umständen bessere Signal-zu-Rausch-Verhältnisse für die zu erfassenden Messwerte erreicht werden. Eine Messung in Reflexionskonfiguration kann vorteilhaft zur Vereinfachung des Aufbaus des Messgeräts beitragen oder auch bei einer geringen allgemeinen optischen Transparenz des CGHs, abhängig davon, aus welchem Material das CGH gefertigt ist, vorteilhaft sein. Ferner können mehrere einen Strukturparameter charakterisierende Messwerte durch Vermessung des CGHs oder Wafers unter verschiedenen Wellenlängen und verschiedenen Polarisationen erhoben werden, ohne dass das CGH oder der Wafer in ein anderes Messgerät übertragen und in diesem neu justiert werden muss.Depending on the geometry and nature of the optical element to be measured, positioning the optical element in the beam path in a reflection or transmission configuration can prove to be advantageous. By capturing measured values with full-area illumination of the CGH or wafer, the time required for the measurement and the radiation energy introduced by the illumination onto the CGH or wafer are minimized compared to a grid method with small-area illumination. The measurement of brightness or intensity values in such a diffraction measuring system can advantageously be carried out using different wavelengths and polarizations of a test light beam. If the influence of the structure parameter on the measured values determined is dependent on the wavelength and/or the direction of polarization, then a measurement using different wavelengths and different directions of polarization enables the determination of the structure parameter to be made more precise. Becomes If, particularly advantageously, the zeroth diffraction order is detected in a local lattice approximation, the optical elements belonging to the diffraction measuring station can be arranged in accordance with geometric optics. In addition, better signal-to-noise ratios for the measured values to be recorded can be achieved by detecting the zeroth diffraction order due to the brightnesses or intensities prevailing there, which are higher in comparison to higher diffraction orders. A measurement in a reflection configuration can advantageously contribute to simplifying the structure of the measuring device or can also be advantageous in the case of a low general optical transparency of the CGH, depending on the material from which the CGH is made. Furthermore, several measured values characterizing a structural parameter can be collected by measuring the CGH or wafer under different wavelengths and different polarizations without having to transfer the CGH or the wafer to another measuring device and readjust it there.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei dem wenigstens einen optischen Messverfahren ein Interferometer verwendet wird, mittels welchem als Messwerte wenigstens eine vollflächige Interferenzphase zweier zueinander kohärenter Lichtwellen zu wenigstens einer Ausgangswellenlänge und -polarisation bestimmt werden, wobei wenigstens eine der Lichtwellen entweder an dem CGH reflektiert wurde oder das CGH wenigstens einmal in Transmission durchläuft.In an advantageous development of the invention, it can be provided that in the at least one optical measuring method, an interferometer is used, by means of which at least one full-surface interference phase of two mutually coherent light waves can be determined as measured values for at least one output wavelength and polarization, with at least one of the light waves being either at which CGH was reflected or at least once passes through the CGH in transmission.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine transmittierte gebeugte Lichtwelle nach dem ersten Durchlauf durch einen Kalibrierspiegel in sich selbst reflektiert wird und das CGH ein zweites Mal in umgekehrter Richtung durchläuft.In an advantageous development of the invention, it can be provided that at least one transmitted diffracted light wave is reflected in itself after the first pass through a calibration mirror and passes through the CGH a second time in the opposite direction.

Hierdurch kann insbesondere die Wirkung lokaler Positionsdrifts des CGHs auf die zu messende Interferenzphase von der Wirkung anderer lokaler Strukturparameter des CGHs, wie zum Beispiel Polarisationseffekten, zumindest teilweise entkoppelt werden.In this way, in particular the effect of local position drifts of the CGH on the interference phase to be measured can be at least partially decoupled from the effect of other local structural parameters of the CGH, such as polarization effects.

Allgemein erhöht sich vorteilhafterweise mit der Anzahl unabhängiger Messkanäle a priori die Anzahl der rekonstruierbaren Strukturparameter, jedoch infolge von Signalkorrelationen nicht notwendigerweise die Genauigkeit ihrer Rekonstruktion.In general, the number of reconstructable structure parameters advantageously increases a priori with the number of independent measurement channels, but not necessarily the accuracy of their reconstruction as a result of signal correlations.

Dieses Korrelationsproblem wird durch Berücksichtigung von Ort-zu-Ort-Korrelationen wie unten beschrieben gelöst.This correlation problem is solved by considering site-to-site correlations as described below.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als Strukturparameter eine lokale Ätztiefe bzw. Steghöhe, ein lokaler Trenchradius, ein lokaler Kantenversatz und/oder ein lokaler Flankenwinkel verwendet werden oder als Strukturparameter Parameter eines Fertigungsmodells eines CGH-Strukturierungsprozesses verwendet werden.In an advantageous development of the invention, it can be provided that a local etching depth or web height, a local trench radius, a local edge offset and/or a local flank angle are used as structure parameters or parameters of a production model of a CGH structuring process are used as structure parameters.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, solche Strukturparameter zu verwenden, welche sich aus einer Modellierung eines CGH-Fertigungsprozesses ergeben, beispielsweise eine Beschreibung von Kantenversätzen mit Hilfe parametrisierbarer Faltungskerne, wie sie beispielsweise in Diffusionsmodellen einer Lackmaske benutzt werden.In an advantageous development of the invention, provision can be made to use structure parameters that result from modeling a CGH production process, for example a description of edge offsets with the aid of parameterizable convolution kernels, such as are used in diffusion models of a resist mask.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als Strukturparameter Linearkombinationen von Fourierkoeffizienten der insbesondere periodisch fortgesetzten lokalen CGH-Gitterstrukturen verwendet werden, wie sie beispielsweise in RCWA Maxwell-Solvern genutzt werden.In an advantageous development of the invention, it can be provided that linear combinations of Fourier coefficients of the in particular periodically continued local CGH lattice structures are used as structure parameters, such as are used in RCWA Maxwell solvers, for example.

Die Strukturparameter können als vektorwertiges stochastisches Feld beschrieben werden.The structure parameters can be described as a vector-valued stochastic field.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als stochastisches Feld ein Gauß-Prozess oder eine Kombination von mehreren Gauß-Teilprozessen verwendet wird.In an advantageous development of the invention, it can be provided that a Gaussian process or a combination of several Gaussian sub-processes is used as the stochastic field.

Gaußprozesse zeichnen sich im Vergleich zu anderen stochastischen Feldern dadurch aus, dass sie schnelle analytische Verfahren erlauben und durch vergleichsweise wenige Hyperparameter einer großen Kovarianzmatrix beschreibbar sind. Eine Verwendung mehrerer gaußscher Teilprozesse ermöglicht weiterhin die vorteilhafte Berücksichtigung von Ort-zu-Ort-Korrelationen mehrerer unterschiedlicher Strukturparameter und die Berücksichtigung weiterer ergänzender Informationen und ist numerisch effizient umsetzbar. Weiterhin hat sich erwiesen, dass in vielen Situationen die Streuung von Parameterwerten um einen gewissen Erwartungswert in gute Näherung durch Gaußprozesse, welche zeitlicher oder räumlicher Natur sein können, beschrieben werden können. Eine solche Situation kann in erster Näherung auch für die Verteilung von Werten eines Strukturparameters auf der Oberfläche eines CGH angenommen werden.Compared to other stochastic fields, Gaussian processes are characterized by the fact that they allow fast analytical methods and can be described by comparatively few hyperparameters of a large covariance matrix. The use of several Gaussian sub-processes also enables the advantageous consideration of site-to-site correlations of several different structure parameters and the consideration of further supplementary information and can be efficiently implemented numerically. Furthermore, it has been shown that in many situations the scattering of parameter values around a certain expected value can be approximated by Gaussian processes, which can be of a temporal or spatial nature. can be described. In a first approximation, such a situation can also be assumed for the distribution of values of a structural parameter on the surface of a CGH.

In einer einfachen Ausführungsform kann zur Berücksichtigung einer möglichen Ort-zu-Ort-Korrelation des Gauß-Prozesses oder wenigstens eines der Gauß-Teilprozesse eine a priori-Kovarianzmatrix K bestimmt werden, die durch die Formel (1) gegeben ist. K = c o v ( I , I ' ; x ) 1 2 c o r r ( x , x ' , L ) 1 c o v ( I , I ' ; x ) 1 2

Figure DE102021214363A1_0002
In a simple embodiment, an a priori covariance matrix K given by the formula (1) can be determined to take into account a possible place-to-place correlation of the Gaussian process or at least one of the Gaussian sub-processes. K = c O v ( I , I ' ; x ) 1 2 c O right right ( x , x ' , L ) 1 c O v ( I , I ' ; x ) 1 2
Figure DE102021214363A1_0002

In Formel (1) beschreibt corr(x, x', L) die Korrelation zwischen zwei Orten x und x' auf dem CGH und L einen Satz von typischerweise wenigen Hyperparametern, beispielsweise Korrelationslängen in exponentiell mit einer Distanz abfallenden Korrelationen einer in Gleichung (16) gegebenen Form. Prinzipiell sind beliebige Korrelationen zwischen dem Wert eines Strukturparameters an den Orten x und x' zur Implementierung in corr(x, x', L) möglich und unter Umständen vorteilhaft. Zur konkreten Berechnung kann vorgesehen sein, dass einer zu erfolgenden Ausgleichsrechnung zur Bestimmung eines Parameterwertes an einem Ort x eine Funktion der in Formel (2) angegebenen Form unterworfen wird, die die logarithmierte Likelihood-Funktion m des Gaußprozesses ist: m [ p ( x ) ] = 1 2 < Δ I ( x , p ) | K | Δ I ( x ' , p ' ) > + c o n s t .

Figure DE102021214363A1_0003
In formula (1), corr(x, x', L) describes the correlation between two locations x and x' on the CGH and L a set of typically few hyperparameters, for example correlation lengths in correlations that decrease exponentially with a distance, in equation (16 ) given form. In principle, any correlations between the value of a structure parameter at the locations x and x' are possible for implementation in corr(x, x', L) and may be advantageous. For the specific calculation, it can be provided that a function of the form specified in formula (2), which is the logarithmized likelihood function m of the Gaussian process, is subjected to a compensation calculation to be carried out to determine a parameter value at a location x: m [ p ( x ) ] = 1 2 < Δ I ( x , p ) | K | Δ I ( x ' , p ' ) > + c O n s t .
Figure DE102021214363A1_0003

Wobei definitorisch die Formel (3) gilt. Δ I ( x , p ) : = I m e s s ( x ) I ( x , p ( x ) )

Figure DE102021214363A1_0004
Formula (3) applies by definition. Δ I ( x , p ) : = I m e s s ( x ) I ( x , p ( x ) )
Figure DE102021214363A1_0004

Dabei stellt Imess(x) den für den Ort x ermittelten Messwert (z. B. eine Licht- bzw. Strahlungsintensität) dar. Der vorhergesagte Messwert I(x, p(x)) hingegen wird aus einer, gegebenenfalls nichtlinearen Vorwärtsrechnung p(x) → I(x,p(x)) aus dem CGH-Geometriemodell bestimmt. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann der Optimierungsprozess durch die Verwendung eines Polynomfits einer Datenbank zur Ausführung der Vorwärtsrechnung beschleunigt werden.In this case, I meas (x) represents the measured value (e.g. a light or radiation intensity) determined for the location x. The predicted measured value I(x, p(x)), on the other hand, is calculated from a possibly non-linear forward calculation p( x) → I(x,p(x)) determined from the CGH geometry model. In a particularly advantageous embodiment, the optimization process can be accelerated by using a polynomial fit of a database to carry out the forward calculation.

In einer weiteren möglichen Ausführungsform des Gaußprozesses als Kombination aus gaußschen Teilprozessen können verschiedene Hyperparameter für die Bestimmung verschiedener Strukturparameter betrachtet werden. Hierzu werden die mehreren gaußschen Teilprozesses definiert und anschließend als Linearkombination zu einer Zielfunktion Z überlagert. Als erster Anteil A ist in Anlehnung an die in Formel (2) gegebene Funktion die nach Formel (4) gegebene Funktion vorgesehen. A = < Δ I ( x , p ) | K | Δ I ( x ' , p ' ) >

Figure DE102021214363A1_0005
In another possible embodiment of the Gaussian process as a combination of Gaussian sub-processes, different hyperparameters can be considered for determining different structure parameters. For this purpose, the several Gaussian sub-processes are defined and then superimposed as a linear combination to form a target function Z. Based on the function given in formula (2), the function given according to formula (4) is provided as the first portion A. A = < Δ I ( x , p ) | K | Δ I ( x ' , p ' ) >
Figure DE102021214363A1_0005

Hierbei wird die Abweichung der aus der Vorwärtsrechnung vorhergesagten Messwerte von den ermittelten Messwerten minimiert. K kann beispielsweise verschwindende Ort-zu-Ortkorrelationen aufweisen, das heißt corr(x, x'; L) = δ(x - x').Here, the deviation of the measured values predicted from the forward calculation from the determined measured values is minimized. For example, K can have vanishing site-to-site correlations, ie corr(x,x';L)=δ(x-x').

Als zweiter Anteil B' in der Zielfunktion Z ist eine Berücksichtigung der Korrelationen zwischen verschiedenen Parametern sowie eine Glättung vorgesehen. Dabei ergibt sich für B' die in Formel (5) angegebene Form. B ' = p ( x ) p i p ( x ) | c o v 2 1 2 ( p , p ' , x ' ) C o r r ( x , x ' ; L ) c o v 2 1 2 ( p , p ' , x ' ) | p ' ( x ' ) p i p ( x )

Figure DE102021214363A1_0006
A consideration of the correlations between different parameters as well as a smoothing is provided as the second part B′ in the target function Z. This results in the form given in formula (5) for B'. B ' = p ( x ) p i p ( x ) | c O v 2 1 2 ( p , p ' , x ' ) C O right right ( x , x ' ; L ) c O v 2 1 2 ( p , p ' , x ' ) | p ' ( x ' ) p i p ( x )
Figure DE102021214363A1_0006

Dabei stellt pip(x) einen Interpolationswert über die Menge aller zu x komplementären Pixel dar. Dabei wird eine Kovarianz zwischen verschiedenen Parametern cov2 (p, p', x) verwendet, die näherungsweise bestimmt werden kann durch Analyse der Kovarianz der Kombination aus den in Formel (4) und Formel (5) verwendeten Prozessen. Die verwendete Kovarianz cov2 (p, p', x) kann hierbei durch Verwenden eines Stetigkeitsargumentes bestimmt werden. So muss die Kovarianz M eines aus den Anteilen A und B kombinierten Gaußprozesses an einem Ort x zumindest annähernd der aus dem Anteil A durch beispielweise Kriging-Interpolation zum Ort x zu berechnenden Kovarianz C x '

Figure DE102021214363A1_0007
entsprechen. Für Interpolationen zwischen sehr nahen Orten kann dann als eine untere Näherung die Formel (6) verstanden werden. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass in unterster Näherung in Pixelgröße / L corrBB proportional zur Einheitsmatrix ist, also für translationsinvariante Kovarianzmatrizen näherungsweise gilt: C x ' c o v ( 1 c o r r x B c o r r B B 1 c o r r B x ) = : c o v ƒ ( L )
Figure DE102021214363A1_0008
In this case, p ip (x) represents an interpolation value over the set of all pixels complementary to x. A covariance between different parameters cov 2 (p, p', x) is used, which can be determined approximately by analyzing the covariance of the combination of the processes used in formula (4) and formula (5). The covariance cov 2 (p, p′, x) used can be determined here by using a continuity argument. Thus, the covariance M of a Gaussian process combined from the parts A and B at a location x must be at least approximately the covariance to be calculated from the part A by, for example, Kriging interpolation at the location x C x '
Figure DE102021214363A1_0007
correspond to. For interpolations between very close locations, formula (6) can then be understood as a lower approximation. This follows from the facts that in the lowest approximation in pixel size / L corr BB is proportional to the identity matrix, i.e. for translation-invariant covariance matrices it approximately applies: C x ' c O v ( 1 c O right right x B c O right right B B 1 c O right right B x ) = : c O v ƒ ( L )
Figure DE102021214363A1_0008

Andererseits muss Formel (7) gelten. C x ' = ( c o v 1 + c o v 2 1 ) 1 | x x = : M

Figure DE102021214363A1_0009
On the other hand, formula (7) must hold. C x ' = ( c O v 1 + c O v 2 1 ) 1 | x x = : M
Figure DE102021214363A1_0009

Durch Auflösen erhält man die Formel (8). c o v 2 = ( ƒ ( L ) 1 + 1 ) 1 c o v c o v β L 2 ( 1 + O ( L ) )

Figure DE102021214363A1_0010
Formula (8) is obtained by solving. c O v 2 = ( ƒ ( L ) 1 + 1 ) 1 c O v c O v β L 2 ( 1 + O ( L ) )
Figure DE102021214363A1_0010

Dies gilt für kleine Längen L mit β ≈ 0.0025/pixel2. Bei stark inhomogenen Kovarianzmatrizen kann zur Bestimmung der Kovarianz cov das gewichtete Mittel verwendet werden.This applies to small lengths L with β ≈ 0.0025/pixel 2 . In the case of strongly inhomogeneous covariance matrices, the weighted mean can be used to determine the covariance cov.

Zu direkteren Bestimmung der Werte von pip und cov2 kann auch eine Kriging-Interpolation verwendet werden. Dies gilt insbesondere für gaußförmige Korrelationskerne, die eine glatte Interpolation gewährleisten.Kriging interpolation can also be used to more directly determine the values of p ip and cov 2 . This is especially true for Gaussian correlation kernels, which ensure smooth interpolation.

Ebenso möglich ist eine empirische Bestimmung von cov2 durch beispielsweise durch eine AFM-Stichprobenmessungen. Insbesondere sind in typischen Ätzprozessen Ätztiefe und Trenchradius an einem Ort x des CGHs stark korreliert, was als emprisches a priori Wissen in cov2 einfließen kann.It is also possible to determine cov 2 empirically, for example by means of AFM spot measurements. In particular, in typical etching processes, etching depth and trench radius are strongly correlated at a location x of the CGH, which can flow into cov 2 as empirical a priori knowledge.

Als dritter Anteil D des kombinierten Gauß-Prozesses können zur besseren Präzision auf dem CGH angebrachte Marker bzw. deren Eigenschaften in die Berechnung mit aufgenommen werden. Der Anteil ist hierbei durch den in Formel (9) gegebenen Ausdruck definiert: D = i | Δ p ( x i ) | 2 σ p 2

Figure DE102021214363A1_0011
As the third portion D of the combined Gaussian process, markers attached to the CGH and their properties can be included in the calculation for better precision. The proportion is defined here by the expression given in formula (9): D = i | Δ p ( x i ) | 2 σ p 2
Figure DE102021214363A1_0011

Dabei gibt Δp(xi) die Differenz der durch das erfindungsgemäße Verfahren berechneten Werte des Parameters p an den Orten des Markers xi mit i = 1, ..., m zu den für diese Orte und den Parameter durch externe Vermessung bestimmten Werte und Standardabweichung σ p 2

Figure DE102021214363A1_0012
an.Δp(x i ) gives the difference between the values of the parameter p calculated by the method according to the invention at the locations of the marker x i with i=1, . . . , m and the values and determined for these locations and the parameter by external measurement standard deviation σ p 2
Figure DE102021214363A1_0012
on.

Alternativ kann auch die Differenz der durch das erfindungsgemäße Verfahren berechneten Werte des Parameters p an den Orten des Markers xi mit i = 1, ..., m zu den für diese Orte und den Parameter durch das Nominaldesign bestimmten Werte und Standardabweichung σ p 2

Figure DE102021214363A1_0013
gemäß Spezifikationen als vierter Term E in Formel (10) angegeben werden. E = i | Δ p ( x i ) | 2 σ p 2
Figure DE102021214363A1_0014
Alternatively, the difference between the values of the parameter p calculated by the method according to the invention at the locations of the marker x i with i=1, . . . , m from the values and standard deviation determined for these locations and the parameter by the nominal design σ p 2
Figure DE102021214363A1_0013
according to specifications can be given as the fourth term E in formula (10). E = i | Δ p ( x i ) | 2 σ p 2
Figure DE102021214363A1_0014

Insbesondere kann in einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen sein, die Anteile D und E zu kombinieren. Dies kann beispielsweise in Form zweier unabhängiger Log-Likelihood-Summanden in der Zielfunktion Z geschehen.In particular, an advantageous further development of the method can provide for components D and E to be combined. This can be done in the form of two independent log-likelihood summands in the target function Z, for example.

Die Anteile B' und C lassen sich hierbei als bayessches Update des Residuen-Terms interpretieren. Dieses Update ist insbesondere Teil einer nichtlinearen Optimierung und vereint die drei Gaußprozesse effektiv zu einem einzigen a posteriori Prozess.The parts B' and C can be interpreted as a Bayesian update of the residual term. Specifically, this update is part of a nonlinear optimization and effectively combines the three Gaussian processes into a single a posteriori process.

Ebenso denkbar ist eine Verwendung der Daten zu einem bayesschen Update der Optimierungsergebnisse oder auch eine Interpolation der Daten über ein Kriging-verfahren mit anschließender Addition als Tykhonov-Term zur Zielfunktion Z.It is also conceivable to use the data for a Bayesian update of the optimization results or to interpolate the data using a kriging method with subsequent addition as a Tykhonov term to the target function Z.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass für wenigstens einen Gauß-Teilprozess ein Erwartungswert und/oder eine Varianz an einem Ort des CGHs aus einer Interpolation, insbesondere über ein gewichtetes Mittel oder Kriging der Strukturparameter seiner Umgebung stammen.In an advantageous development of the invention, it can be provided that for at least one Gaussian sub-process an expected value and/or a variance at a location of the CGH comes from an interpolation, in particular via a weighted average or kriging of the structural parameters of its surroundings.

Als vorteilhafte Ausführungsform kann dabei vorgesehen sein, dass, falls man keinen Zugriff auf einen Wert eines Strukturparameters an einem bestimmten Ort hat, sich ein solcher Wert gegebenenfalls über eine Interpolation bestimmen lässt. Zur beispielhaften Berechnung eines durch Kriging bestimmten Wertes pkriged(x) eines Parameters an dem Ort x auf dem CGH kann nach der Kriging-Interpolation zum Prior folgende Formel (11) herangezogen werden: p k r i g e d ( x ) = C o r r x B C o r r B B 1 p ( B )

Figure DE102021214363A1_0015
As an advantageous embodiment, it can be provided that if one does not have access to a value of a structure parameter at a specific location, such a value can be determined via an interpolation, if necessary. For the exemplary calculation of a value p kriged (x) determined by kriging of a parameter at location x on the CGH, the following formula (11) can be used after the kriging interpolation for the prior: p k right i G e i.e ( x ) = C O right right x B C O right right B B 1 p ( B )
Figure DE102021214363A1_0015

Hierbei beschreibt B die Menge aller zu x komplementären Orte, bzw. im Falle einer Kameraaufnahme aller zu x komplementären Pixel, C o r r B B 1

Figure DE102021214363A1_0016
die inverse Korrelationsmatrix zwischen allen Elementen der Menge B bezogen auf die Ausprägung des Parameters p, p(B) die Ausprägung des Werts des Strukturparameters auf der Menge B und CorrxB die Korrelationsmatrix zwischen den Elementen der Menge B und dem Ort x in Bezug auf die Ausprägung des Strukturparameters p. In Anlehnung an die Formel (11) kann beispielweise ein Interpolationswert pip(x) berechnet werden durch die Formel (12) p i p ( x ) = α x C o r r x B p ( B )
Figure DE102021214363A1_0017
Here, B describes the set of all locations complementary to x, or in the case of a camera recording all pixels complementary to x, C O right right B B 1
Figure DE102021214363A1_0016
the inverse correlation matrix between all elements of the set B related to the expression of the parameter p, p(B) the expression of the value of the structure parameter on the set B and Corr xB the correlation matrix between the elements of the set B and the location x in relation to the Expression of the structure parameter p. Based on the formula (11), for example, an interpolation value p ip (x) can be calculated using the formula (12) p i p ( x ) = a x C O right right x B p ( B )
Figure DE102021214363A1_0017

Hierbei wird der Linearfaktor αx definiert durch die Formel (13). α x 1 : = y B C o r r x y

Figure DE102021214363A1_0018
und ist damit gegeben durch die Summe aller Korrelations- bzw. Einflussterme der Bezugsmenge B mit dem Ort x. Insbesondere ist eine Wahl der Menge B aus der räumlich angrenzenden Umgebung des Ortes x von Vorteil, da hierdurch eine möglicherweise beobachtete Stetigkeit eines Strukturparameters im Verfahren berücksichtigt werden kann.Here, the linear factor α x is defined by the formula (13). a x 1 : = y B C O right right x y
Figure DE102021214363A1_0018
and is therefore given by the sum of all correlation or influence terms of the reference set B with the location x. In particular, selecting the set B from the spatially adjacent surroundings of the location x is advantageous, since this allows any observed continuity of a structure parameter in the method to be taken into account.

Eine Abschätzung der Kovarianz kann ebenfalls durch Kriging-Interpolation der Kovarianzwerte in der Umgebung B gewonnen werden. Hierbei kann in direkter Umgebung des Ortes x von einer näherungsweisen Beschreibung der im Ort x zu findenden Kovarianz C x '

Figure DE102021214363A1_0019
ausgegangen werden, bei der die Formel (14) gilt. C x ' c o v ( 1 c o r r x B c o r r B B 1 c o r r B x )
Figure DE102021214363A1_0020
An estimate of the covariance can also be obtained by kriging interpolation of the covariance values in the B neighborhood. Here, in the direct vicinity of location x, an approximate description of the covariance to be found in location x can be obtained C x '
Figure DE102021214363A1_0019
be assumed, in which the formula (14) applies. C x ' c O v ( 1 c O right right x B c O right right B B 1 c O right right B x )
Figure DE102021214363A1_0020

Es wird hierbei die intrinsische Kovarianz cov an dem Ort x multipliziert mit einem Faktor f(L), der seinerseits von den Korrelationen CorrxB, CorrBB und CorrBx zwischen der Referenzmenge B und dem Ort x abhängt. Definitorisch ergibt sich damit Formel (15). C x ' c o v ( 1 c o r r x B c o r r B B 1 c o r r B x ) = : c o v ƒ ( L )

Figure DE102021214363A1_0021
In this case, the intrinsic covariance cov at the location x is multiplied by a factor f(L), which in turn depends on the correlations Corr xB , Corr BB and Corr Bx between the reference set B and the location x. By definition, this results in formula (15). C x ' c O v ( 1 c O right right x B c O right right B B 1 c O right right B x ) = : c O v ƒ ( L )
Figure DE102021214363A1_0021

Hierbei ist L gegeben durch den Abstand zwischen dem Ort x und den Elementen der Referenzmenge B.Here L is given by the distance between the location x and the elements of the reference set B.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Varianz wenigstens eines Gauß-Teilprozesses an einem Ort des CGHs aus a priori Spezifikationen der CGH-Fertigung oder eines Messmittels, empirischen Stichprobenmessungen und oder Maximum-Likelihood-Schätzern ermittelt wird.In an advantageous development of the invention, it can be provided that the variance of at least one Gaussian sub-process at a location of the CGH is determined from a priori specifications of the CGH production or a measuring device, empirical random sample measurements and/or maximum likelihood estimators.

Dabei kann sich eine a priori ermittelbare Kovarianz cov(I, I', x) der an einem Ort x ermittelten Messwerte verschiedener Messmethoden durch Beiträge unabhängiger Fehlerquellen ergeben. Gemäß der Beiträge kann die a priori ermittelbare Kovarianz beeinflusst werden durch systematische Fehlerbeiträge des CGHs, insbesondere durch eine Linienkantenrauheit (LER) der CGH-Strukturkanten, eine strukturabhängige Ätztiefenvariation, welche durch eine Verzögerung eines reaktiven Ionenätzens bedingt sein kann, einen nicht modellierten Fehler der Kantenplatzierung (EPE) sowie durch weitere Fehler, die durch Materialeigenschaften bedingt sein können.An a priori determinable covariance cov(I, I′, x) of the measured values of different measurement methods determined at a location x can result from contributions from independent error sources. According to the contributions, the a priori determinable covariance can be influenced by systematic error contributions of the CGH, in particular by a line edge roughness (LER) of the CGH structure edges, a structure-dependent etch depth variation, which can be caused by a delay of a reactive ion etching, an unmodeled error of the edge placement (EPE) and other errors that may be caused by material properties.

Weiterhin können systematische Fehlerquellen durch die Messwerterfassung mittels eines Messgerätes, beispielsweise eines Beugungsmessstandes, nachfolgend BMS genannt, oder Interferometers, berücksichtigt werden.Furthermore, systematic sources of error can be taken into account through the acquisition of measured values by means of a measuring device, for example a diffraction measuring stand, referred to below as BMS, or an interferometer.

Genannt seien beispielsweise im Falle eines BMS eine Wellenlängen-Bandbreite und eine Absorption des verwendeten durchstimmbaren Farbfilters, eine Rotation der Polarisation und eine Absorption des drehbaren Polarisators und eine Nichtlinearität der verwendeten Detektionseinrichtung, insbesondere einer Kamera.In the case of a BMS, for example, a wavelength bandwidth and an absorption of the tunable color filter used, a rotation of the polarization and an absorption of the rotatable polarizer and a non-linearity of the detection device used, in particular a camera, may be mentioned.

Es können systematische Fehlerparameter alternativ Teil der Optimierung sein, indem statt ΔI(x',p') in Formel (4) justierte Messsignale verwendet werden, welche in Formel (41) definiert sind durch eine Linearkombination mit zu optimierenden reellen Fehleramplituden Δαi. Δ I ( x ' , p ' ) + I ( x ' , p ' ) α i Δ α i

Figure DE102021214363A1_0022
Alternatively, systematic error parameters can be part of the optimization by using adjusted measurement signals instead of ΔI(x′,p′) in formula (4), which are defined in formula (41) by a linear combination with real error amplitudes Δα i to be optimized. Δ I ( x ' , p ' ) + I ( x ' , p ' ) a i Δ a i
Figure DE102021214363A1_0022

Im Gegensatz zu den CGH-Strukturparametern hängen zusätzliche Justageparameter Δαi nicht von dem CGH ab und lassen sich zumeist als unabhängig und normalverteilt annehmen.In contrast to the CGH structure parameters, additional adjustment parameters Δα i do not depend on the CGH and can usually be assumed to be independent and normally distributed.

Darüber hinaus kann eine Messung von Helligkeits- bzw. Intensitätswerten als Fehlerquellen ein Schrotrauschen sowie zufällige Kamera-Effekte, beispielsweise durch Fabrikationsvariationen in der Güte der Kamerapixel, sowie beispielweise defekte Pixel aufweisen. Die genannten Beiträge können, zumindest per Annahme, als unabhängig und normalverteilt betrachtet werden. Zur Bestimmung der Beiträge können beispielsweise empirische Beobachtungen, empirische Stichprobenmessungen oder Simulationen an einem nominellen Design des CGHs herangezogen werden.In addition, a measurement of brightness or intensity values can have shot noise and random camera effects, for example due to manufacturing variations in the quality of the camera pixels, as well as defective pixels as error sources. The contributions mentioned can, at least by assumption, be regarded as independent and normally distributed. For example, empirical observations, empirical random sample measurements or simulations on a nominal design of the CGH can be used to determine the contributions.

Die aus genannten Beiträgen a priori ermittelbare Kovarianz cov(I, I', x) betrifft demnach eine Unsicherheit der Messwerte, welche wiederum bei der Bestimmung der Unsicherheit der ermittelten Werte des Strukturparameters berücksichtigt werden kann.The covariance cov(I, I', x) that can be determined a priori from the above-mentioned contributions therefore relates to an uncertainty of the measured values, which in turn can be taken into account when determining the uncertainty of the determined values of the structure parameter.

Es ergibt sich die Kovarianz des Strukturparameters durch gaußsche Fehlerpropagation gemäß Formel (16) c o v ( p , p ' , x ) : = p I c o v ( I , I ' , x ) p ' t I

Figure DE102021214363A1_0023
The covariance of the structure parameter results from Gaussian error propagation according to formula (16) c O v ( p , p ' , x ) : = p I c O v ( I , I ' , x ) p ' t I
Figure DE102021214363A1_0023

Hierbei gilt des Weiteren die Formel (17) zur Definition der Ableitung bzw. Jacobimatrix. p I : = ( d I t d I ) 1 d I t

Figure DE102021214363A1_0024
Formula (17) for defining the derivation or Jacobian matrix also applies here. p I : = ( i.e I t i.e I ) 1 i.e I t
Figure DE102021214363A1_0024

Zur Berücksichtigung vorbekannter Informationen über eine Streuung von Werten wird die Kovarianz der Werte eines Strukturparameters pi um einer Spezifikation entsprechende Varianzen σ s p e c 2 ( p i )

Figure DE102021214363A1_0025
des Strukturparameters ergänzt. Dies kann wie in Formel (18) gezeigt vorgenommen werden und verhindert insbesondere singuläre Kovarianzmatrizen in Formel (16). c o v ( p , p ' ; x ) 1 c o v ( p , p ' ; x ) 1 + d i a g ( σ s p e c 2 ( p 1 ) , , σ s p e c 2 ( p m ) )
Figure DE102021214363A1_0026
In order to take into account previously known information about a scattering of values, the covariance of the values of a structure parameter p i is variances corresponding to a specification σ s p e c 2 ( p i )
Figure DE102021214363A1_0025
of the structure parameter added. This can be done as shown in formula (18) and in particular prevents singular covariance matrices in formula (16). c O v ( p , p ' ; x ) 1 c O v ( p , p ' ; x ) 1 + i.e i a G ( σ s p e c 2 ( p 1 ) , ... , σ s p e c 2 ( p m ) )
Figure DE102021214363A1_0026

Weiterhin kann ein möglicher Beitrag einer a priori oder empirischen Ort-zu-Ort-Korrelation berücksichtigt werden.Furthermore, a possible contribution of an a priori or empirical site-to-site correlation can be taken into account.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass Ort-zu-Ort-Korrelationen des Gauß-Prozesses oder wenigstens eines der Gauß-Teilprozesse bei wenigstens einem Strukturparameter Funktionen des Abstandes von CGH-Orten oder Wafer-Orten sind, welche von vorzugsweise wenigen Hyperparametern abhängen.In an advantageous development of the invention, it can be provided that location-to-location correlations of the Gaussian process or at least one of the Gaussian sub-processes for at least one structure parameter are functions of the distance between CGH locations or wafer locations, which are preferably few depend on hyperparameters.

In einer einfachen - da stationären - Form können die Korrelationen aber maßgeblich durch den, vorzugsweise euklidischen, Abstand von Punkten x und x' gegeben sein. Es ergibt sich dann als Ausdruck für die Korrelation zwischen den Orten x und x' die Formel (19) mit einer Korrelationslänge L. c o r r ( x , x ' ; L ) = exp ( | x x ' | L )

Figure DE102021214363A1_0027
However, in a simple—since stationary—form, the correlations can be decisively given by the preferably Euclidean distance between points x and x′. The formula (19) with a correlation length L then results as an expression for the correlation between the locations x and x'. c O right right ( x , x ' ; L ) = ex ( | x x ' | L )
Figure DE102021214363A1_0027

Vorteilhafterweise geht als einziger Hyperparameter bei der Verwendung von Formel (2) und Formel (5) die Korrelationslänge L in die Kovarianz des Gaußprozesses ein. Durch die Wahl komplexerer Korrelationen kann sich demnach auch die Zahl der Hyperparameter erhöhen. Dadurch, dass die in Formel (19) angegebene Korrelation lediglich von der Ortsdifferenz abhängt lässt sich die für Formel (2) benötigte Matrix-Vektor-Multiplikation schnell und speichersparend durch sogenanntes Cyclic-Embedding und FourierTransformation erreichen, welche eine zyklisch erweiterte Kovarianzmatrix diagonalisiert.When formula (2) and formula (5) are used, the correlation length L is advantageously included as the only hyperparameter in the covariance of the Gaussian process. Choosing more complex correlations can therefore also increase the number of hyperparameters. Since the correlation given in formula (19) depends only on the spatial difference, the matrix-vector multiplication required for formula (2) can be achieved quickly and in a memory-saving manner by so-called cyclic embedding and Fourier transformation, which diagonalizes a cyclically expanded covariance matrix.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Hyperparameter basierend auf a priori Wissen zur Fertigung des CGHs oder Wafers, empirischen Stichprobenmessungen und/oder Maximum-Likelihood-Schätzern ermittelt werden.In an advantageous development of the invention, it can be provided that the hyperparameters are determined based on a priori knowledge about the production of the CGH or wafer, empirical random sample measurements and/or maximum likelihood estimators.

Beispielsweise liegt dem in Formel (19) angegebenen Ausdruck der Korrelationslänge der Ätztiefe eine Stichprobenmessung zugrunde. Ebenso denkbar ist eine Bestimmung des Hyperparameters auf Grundlage von Wissen über den Fertigungsprozess des CGH. So ist es denkbar, dass die Korrelationslänge durch Materialeigenschaften des CGH, welche sich beispielsweise aus einer Legierungszusammensetzung ergeben, eindeutig bestimmt wird und somit a priori bekannt ist.For example, the expression of the correlation length of the etch depth given in formula (19) is based on a random sample measurement. A determination of the hyperparameter based on knowledge about the manufacturing process of the CGH is also conceivable. It is thus conceivable that the correlation length is determined unambiguously by material properties of the CGH, which result, for example, from an alloy composition and is therefore known a priori.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilung oder eine Dichte der Wahrscheinlichkeitsverteilung einer Strukturparameterverteilung zusammen mit weiteren Parametern oder Hyperparametern des stochastischen Feldes maximiert wird.In an advantageous development of the invention, it can be provided that the probability distribution or a density of the probability distribution of a structure parameter distribution is maximized together with further parameters or hyperparameters of the stochastic field.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, den mindestens einen Hyperparameter einem Optimierungsprozess zu unterwerfen. Hierdurch ist es möglich, auch ohne a priori vorhandene Kenntnis des Hyperparameters, beispielsweise der Korrelationslänge L, eine Korrelation zwischen verschiedenen Orten in dem erfindungsgemäßen Verfahren zu implementieren. Insbesondere kann durch die geeignete Wahl eine Korrelationsmodells, eines Prozesskerns, beispielsweise eines Exponentialkerns, die Art der Ort-zu-Ort-Korrelation qualitativ festgelegt werden.In particular, it can be provided that the at least one hyperparameter is subjected to an optimization process. This makes it possible to implement a correlation between different locations in the method according to the invention even without a priori knowledge of the hyperparameter, for example the correlation length L. In particular, the type of place-to-place correlation can be qualitatively defined by the suitable choice of a correlation model, a process kernel, for example an exponential kernel.

Als besonders günstig hat sich insbesondere in diesem Zusammenhang herausgestellt, wenn bei dem stochastischen Feld, insbesondere stichprobenartig mit weiteren Messmethoden ermittelte, den wenigstens einen Strukturparameter charakterisierende Größen berücksichtigt werden. Insbesondere vorteilhaft ist eine Berücksichtigung von Markern. Letztere können beispielsweise Kalibrationsstrukturen enthalten, die sich infolge von stärker dekorrelierten Signalen genauer rekonstruieren lassen, oder die zudem mittels weiterer Verfahren stichprobenartig vermessen werden können.In this context, it has proven to be particularly favorable if variables characterizing the at least one structure parameter are taken into account in the stochastic field, in particular variables determined randomly using other measurement methods. Taking markers into account is particularly advantageous. The latter can contain calibration structures, for example, which can be reconstructed more precisely as a result of more strongly decorrelated signals, or which can also be randomly measured using other methods.

Solche Marker können gemäß Formel (9) in die Zielfunktion Z wie beispielsweise den Log-Likelihood eines a posteriori Gaußfeldes eingehen, wobei entweder nur die Orte der Marker selbst oder aber deren Kriging-Interpolation über das gesamte CGH verwendet werden können.According to formula (9), such markers can be included in the target function Z such as the log-likelihood of an a posteriori Gaussian field, whereby either only the locations of the markers themselves or their kriging interpolation over the entire CGH can be used.

Insbesondere kann das Hinzufügen solcher Terme zur Zielfunktion Z die Rekonstruktionsergebnisse verlässlicher machen, von Vorteil sein. Als mögliche, von der Scatterometrie und/oder Interferometrie unabhängige Methoden können Stichprobenmessungen, beispielsweise mittels einer Atomkraftmikroskopie (AFM), mittels einer Elektronenmikroskopie (EM) oder mittels einer Röntgenspektroskopie (RS), in Betracht kommen.In particular, adding such terms to the objective function Z can make the reconstruction results more reliable can be advantageous. Sample measurements, for example using atomic force microscopy (AFM), using electron microscopy (EM) or using X-ray spectroscopy (RS), can be considered as possible methods that are independent of scatterometry and/or interferometry.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Dichte der Wahrscheinlichkeitsverteilung oder eine streng monotone Funktion derselben durch eine nicht ausgeartete quadratische Form, insbesondere zum Beispiel der Logarithmus einer Gaußdichte, beschrieben wird.In an advantageous development of the invention, it can be provided that a density of the probability distribution or a strictly monotonic function thereof is described by a non-degenerate quadratic form, in particular, for example, the logarithm of a Gaussian density.

Die Beschreibung der Wahrscheinlichkeitsdichte oder einer aus ihr durch Verkettung mit einer streng monotonen Funktion berechneten Funktion, wie beispielsweise der Logarithmus einer gaußschen Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, durch eine nicht ausgeartete quadratische Form bietet die Möglichkeit, durch eine quadratische Näherung die Ausgleichsrechnung zu beschleunigen.The description of the probability density or a function calculated from it by concatenation with a strictly monotonic function, such as the logarithm of a Gaussian probability density function, by a non-degenerate quadratic form offers the possibility of accelerating the adjustment calculation by a quadratic approximation.

Bei der Ausgleichsrechnung kann so insbesondere die Methode der kleinsten Quadrate verwendet werden.In particular, the method of least squares can be used in the adjustment calculation.

Unter Verwendung des erläuterten Verfahrens ist es weiterhin möglich, eine Fehlerrechnung für eine aus der Rekonstruktion gewonnene Wellenfront anzugeben.Using the method explained, it is also possible to specify an error calculation for a wavefront obtained from the reconstruction.

Kovarianzen covpost der Kartierung p(x) der Strukturparameter des CGHs ergeben sich aus Formel (16) und Formel (17), sowie einer Modifikation durch die verwendeten Verfahrensschritte des bayesschen Updates und der Kriging-Interpolation der Marker. Zu optimierende Hyperparameter, so beispielsweise die Korrelationslängen, können dann empirisch, beispielsweise durch eine Autokorrelation der Kartierung neu bestimmt werden. Durch höherdimensionale gaußsche Fehlerpropagation kann eine derart bestimmte Kovarianz in eine Kovarianz der Wellenfront oder deren Approximation durch orthonormale Polynome übersetzt werden.Covariances cov post the mapping p(x) of the structural parameters of the CGH result from formula (16) and formula (17), as well as a modification by the method steps used of the Bayesian update and the kriging interpolation of the markers. Hyperparameters to be optimized, for example the correlation lengths, can then be determined empirically, for example by an autocorrelation of the mapping. With higher-dimensional Gaussian error propagation, a covariance determined in this way can be translated into a covariance of the wavefront or its approximation by orthonormal polynomials.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.In addition, it should be noted that terms such as "comprising", "having" or "with" do not exclude any other features or steps. Furthermore, terms such as "a" or "that" which indicate a singular number of steps or features do not exclude a plurality of features or steps - and vice versa.

Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.The figures each show preferred exemplary embodiments in which individual features of the present invention are shown in combination with one another. Features of an exemplary embodiment can also be implemented separately from the other features of the same exemplary embodiment and can accordingly easily be connected by a person skilled in the art to further meaningful combinations and sub-combinations with features of other exemplary embodiments.

Ist in der Beschreibung von der Vermessung eines CGH die Rede, so schließt dies selbstverständlich auch mit ein, dass das erfindungsgemäße Verfahren zu Vermessung von Strukturparametern auf Oberflächen jedweder Art anwendbar ist. Insbesondere sei die Vermessung von Wafern genannt, die, dadurch, dass sie in deutlich größeren Stückzahlen produziert werden, eine deutlich höhere Zahl an Inspektionsmessungen erfordern.If the description refers to the measurement of a CGH, then this of course also includes the fact that the method according to the invention for measuring structure parameters can be used on surfaces of any kind. In particular, the measurement of wafers should be mentioned, which, because they are produced in significantly larger quantities, require a significantly higher number of inspection measurements.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function are provided with the same reference symbols in the figures.

Es zeigen schematisch:

  • 1 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage;
  • 2 eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage;
  • 3 eine immersionslithographische Projektionsbelichtungsanlage;
  • 4 einen Querschnitt durch eine Oberfläche eines CGH;
  • 5 eine Draufsicht auf die Oberfläche des CGH;
  • 6 eine prinzipmäßige Darstellung des erfindungsgemäßen Bestimmungsverfahrens;
  • 7 ein Diagramm der empirischen Korrelationslängen der Ätztiefe auf einem CGH;
  • 8 eine vereinfachte Darstellung einer möglichen Messanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Transmissionskonfiguration;
  • 9 eine vereinfachte Darstellung einer möglichen Messanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Reflexionskonfiguration;
  • 10 eine Blockdiagramm einer Bestimmung einer Kovarianz;
  • 11 ein Diagramm eines numerisch ermittelten Skalierungsfaktors; und
  • 12 eine bildliche Darstellung eines Vergleichs zwischen einem mittels des Standes der Technik und einem mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmten ortsaufgelösten Kartierung des Strukturparameters auf einer Oberfläche eines CGH.
They show schematically:
  • 1 an EUV projection exposure system;
  • 2 a DUV projection exposure system;
  • 3 an immersion lithographic projection exposure system;
  • 4 a cross section through a surface of a CGH;
  • 5 a plan view of the surface of the CGH;
  • 6 a basic representation of the determination method according to the invention;
  • 7 a plot of empirical correlation lengths of etch depth on a CGH;
  • 8th a simplified representation of a possible measurement arrangement for carrying out the method according to the invention in transmission configuration;
  • 9 a simplified representation of a possible measurement arrangement for carrying out the method according to the invention in a reflection configuration;
  • 10 Figure 12 is a block diagram of a determination of a covariance;
  • 11 a diagram of a numerically determined scaling factor; and
  • 12 a pictorial representation of a comparison between a spatially resolved mapping of the structural parameter on a surface of a CGH determined by means of the prior art and one determined by means of the method according to the invention.

1 zeigt exemplarisch den prinzipiellen Aufbau einer EUV - Projektionsbelichtungsanlage 400 für die Halbleiterlithographie, für die die Erfindung Anwendung finden kann. Insbesondere kann die Erfindung durch den Einbau eines mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder des erfindungsgemäßen Verfahrens polierter optischer Elemente Anwendung finden. Ein Beleuchtungssystem 401 der Projektionsbelichtungsanlage 400 weist neben einer Strahlungsquelle 402 eine Optik 403 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 404 in einer Objektebene 405 auf. Beleuchtet wird ein im Objektfeld 404 angeordnetes Retikel 406, das von einem schematisch dargestellten Retikelhalter 407 gehalten ist. Eine lediglich schematisch dargestellte Projektionsoptik 408 dient zur Abbildung des Objektfeldes 404 in ein Bildfeld 409 in einer Bildebene 410. Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 406 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 409 in der Bildebene 410 angeordneten Wafers 411, der von einem ebenfalls ausschnittsweise dargestellten Waferhalter 412 gehalten ist. 1 shows an example of the basic structure of an EUV projection exposure system 400 for semiconductor lithography, for which the invention can be used. In particular, the invention can be applied through the installation of an optical element polished by means of the device according to the invention or the method according to the invention. In addition to a radiation source 402 , an illumination system 401 of the projection exposure system 400 has optics 403 for illuminating an object field 404 in an object plane 405 . A reticle 406 arranged in the object field 404 is illuminated a reticle holder 407 shown schematically. Projection optics 408, shown only schematically, are used to image the object field 404 in an image field 409 in an image plane 410. A structure on the reticle 406 is imaged on a light-sensitive layer of a wafer 411 arranged in the area of the image field 409 in the image plane 410, which is wafer holder 412, also shown in part, is held.

Die Strahlungsquelle 402 kann EUV-Strahlung 413, insbesondere im Bereich zwischen 5 Nanometer und 30 Nanometer, insbesondere 13,5 nm, emittieren. Zur Steuerung des Strahlungswegs der EUV-Strahlung 413 werden optisch verschieden ausgebildete und mechanisch verstellbare optische Elemente eingesetzt. Die optischen Elemente sind bei der in 1 dargestellten EUV-Projektionsbelichtungsanlage 400 als verstellbare Spiegel in geeigneten und nachfolgend nur beispielhaft erwähnten Ausführungsformen ausgebildet.The radiation source 402 can emit EUV radiation 413, in particular in the range between 5 nanometers and 30 nanometers, in particular 13.5 nm. To control the radiation path of the EUV radiation 413, optically differently designed and mechanically adjustable optical elements are used. The optical elements of the in 1 The EUV projection exposure system 400 shown is configured as an adjustable mirror in suitable embodiments that are mentioned below only by way of example.

Die mit der Strahlungsquelle 402 erzeugte EUV-Strahlung 413 wird mittels eines in der Strahlungsquelle 402 integrierten Kollektors derart ausgerichtet, dass die EUV-Strahlung 413 im Bereich einer Zwischenfokusebene 414 einen Zwischenfokus durchläuft, bevor die EUV-Strahlung 413 auf einen Feldfacettenspiegel 415 trifft. Nach dem Feldfacettenspiegel 415 wird die EUV-Strahlung 413 von einem Pupillenfacettenspiegel 416 reflektiert. Unter Zuhilfenahme des Pupillenfacettenspiegels 416 und einer optischen Baugruppe 417 mit Spiegeln 418, 419, 420 werden Feldfacetten des Feldfacettenspiegels 415 in das Objektfeld 404 abgebildet.The EUV radiation 413 generated with the radiation source 402 is aligned by means of a collector integrated in the radiation source 402 in such a way that the EUV radiation 413 passes through an intermediate focus in the region of an intermediate focal plane 414 before the EUV radiation 413 impinges on a field facet mirror 415. Downstream of the field facet mirror 415, the EUV radiation 413 is reflected by a pupil facet mirror 416. Field facets of the field facet mirror 415 are imaged in the object field 404 with the aid of the pupil facet mirror 416 and an optical assembly 417 with mirrors 418, 419, 420.

In 2 ist eine beispielhafte DUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 dargestellt. Die Projektionsbelichtungsanlage 100 weist ein Beleuchtungssystem 103, eine Retikelstage 104 genannten Einrichtung zur Aufnahme und exakten Positionierung eines Retikels 105, durch welches die späteren Strukturen auf einem Wafer 102 bestimmt werden, einen Waferhalter 106 zur Halterung, Bewegung und exakten Positionierung des Wafers 102 und eine Abbildungseinrichtung, nämlich ein Projektionsobjektiv 107, mit mehreren optischen Elementen 108, die über Fassungen 109 in einem Objektivgehäuse 140 des Projektionsobjektivs 107 gehalten sind, auf.In 2 an exemplary DUV projection exposure system 100 is shown. The projection exposure system 100 has an illumination system 103, a device known as a reticle stage 104 for receiving and precisely positioning a reticle 105, by means of which the later structures on a wafer 102 are determined, a wafer holder 106 for holding, moving and precisely positioning the wafer 102, and an imaging device , namely a projection lens 107, with a plurality of optical elements 108 which are held in a lens housing 140 of the projection lens 107 by means of sockets 109.

Die optischen Elemente 108 können als einzelne refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente 108, wie z. B. Linsen, Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen, ausgebildet sein.The optical elements 108 as individual refractive, diffractive and / or reflective optical elements 108 such. B. lenses, mirrors, prisms, end plates and the like, be formed.

Das grundsätzliche Funktionsprinzip der Projektionsbelichtungsanlage 100 sieht vor, dass die in das Retikel 105 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 102 abgebildet werden.The basic functional principle of the projection exposure system 100 provides that the structures introduced into the reticle 105 are imaged onto the wafer 102 .

Das Beleuchtungssystem 103 stellt einen für die Abbildung des Retikels 105 auf den Wafer 102 benötigten Projektionsstrahl 111 in Form elektromagnetischer Strahlung bereit. Als Quelle für diese Strahlung kann ein Laser, eine Plasmaquelle oder dergleichen Verwendung finden. Die Strahlung wird in dem Beleuchtungssystem 103 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 111 beim Auftreffen auf das Retikel 105 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.The illumination system 103 provides a projection beam 111 in the form of electromagnetic radiation that is required for imaging the reticle 105 onto the wafer 102 . A laser, a plasma source or the like can be used as the source for this radiation. The radiation is shaped in the illumination system 103 via optical elements in such a way that the projection beam 111 has the desired properties in terms of diameter, polarization, shape of the wave front and the like when it strikes the reticle 105 .

Mittels des Projektionsstrahls 111 wird ein Bild des Retikels 105 erzeugt und von dem Projektionsobjektiv 107 entsprechend verkleinert auf den Wafer 102 übertragen. Dabei können das Retikel 105 und der Wafer 102 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 105 auf entsprechende Bereiche des Wafers 102 abgebildet werden.An image of the reticle 105 is generated by means of the projection beam 111 and transmitted to the wafer 102 by the projection lens 107 in a correspondingly reduced size. The reticle 105 and the wafer 102 can be moved synchronously, so that areas of the reticle 105 are imaged onto corresponding areas of the wafer 102 practically continuously during a so-called scanning process.

In 3 ist eine dritte Projektionsbelichtungsanlage 200 in Ausbildung als immersionslithographische DUV-Projektionsbelichtungsanlage beispielhaft dargestellt. Zum weiteren Hintergrund einer derartigen Projektionsbelichtungsanlage 200 wird beispielsweise auf die WO 2005/069055 A2 verwiesen, deren Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung integriert sei; auf die genaue Funktionsweise wird an dieser Stelle deshalb nicht im Detail eingegangen.In 3 a third projection exposure system 200 in the form of an immersion lithographic DUV projection exposure system is shown as an example. For further background of such a projection exposure system 200, reference is made, for example, to WO 2005/069055 A2 referenced, the content of which is incorporated by reference into the present description; the exact mode of operation is therefore not discussed in detail at this point.

Erkennbar ist, vergleichbar mit der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 gemäß 2, eine Retikelstage 104, durch welche die späteren Strukturen auf dem Wafer 102, der auf dem Waferhalter 106 bzw. Wafertisch angeordnet ist, bestimmt werden. Die Projektionsbelichtungsanlage 200 der 3 weist hierzu ebenfalls mehrere optische Elemente, insbesondere Linsen 108 und Spiegel 201, auf.It can be seen that it is comparable to the DUV projection exposure system 100 according to FIG 2 , a reticle stage 104, by which the later structures on the wafer 102, which is arranged on the wafer holder 106 or wafer table, are determined. The projection exposure system 200 of 3 also has a number of optical elements, in particular lenses 108 and mirrors 201, for this purpose.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf CGHe zur Prüfung optischer Elemente von Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, 400 beschränkt, insbesondere nicht auf optische Elemente von Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, 400 mit dem beschriebenen Aufbau. Die Erfindung eignet sich jedoch besonders für optische Elemente von Projektionsbelichtungsanlagen, insbesondere für CGHe zur Prüfung von Spiegeln von EUV-Projektionsbelichtungsanlagen.The method according to the invention is not limited to CGHe for checking optical elements of projection exposure systems 100, 200, 400, in particular not to optical elements of projects tion exposure systems 100, 200, 400 with the structure described. However, the invention is particularly suitable for optical elements of projection exposure systems, in particular for CGHe for testing mirrors of EUV projection exposure systems.

Die Beschreibung der Erfindung erfolgt zwar in den Ausführungsbeispielen anhand von CGHen zur Prüfung optischer Elemente von Projektionsbelichtungsanlagen, die Offenbarung ist jedoch derart zu verstehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren für beliebige CGHe und auch andere strukturierte Oberflächen, insbesondere von Wafern, eingesetzt werden kann.Although the invention is described in the exemplary embodiments using CGHs for testing optical elements of projection exposure systems, the disclosure is to be understood such that the method according to the invention can be used for any CGHs and also other structured surfaces, in particular of wafers.

Die nachfolgenden Figuren stellen die Erfindung lediglich beispielhaft und stark schematisiert dar.The following figures represent the invention only by way of example and in a highly schematic manner.

4 zeigt einen beispielhaften Querschnitt durch eine Oberfläche eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu vermessenden CGH 1 mit einer um eine Ätztiefe 2 unterhalb einer äußeren Oberfläche 3 geätzten Rille 4, die in einem unteren Bereich einen Trenchradius 5 und in einem oberen Bereich einen Flankenwinkel 6 aufweist. 4 shows an exemplary cross section through a surface of a CGH 1 to be measured with the method according to the invention with a groove 4 etched by an etching depth 2 below an outer surface 3, which has a trench radius 5 in a lower area and a flank angle 6 in an upper area.

Die lokale Ätztiefe 2 bzw. Steghöhe, der lokale Trenchradius 5, der lokale Kantenversatz und/oder der lokale Flankenwinkel 6 oder Parameter eines Fertigungsmodells eines CGH-Strukturierungsprozesses werden vorzugsweise als durch das erfindungsgemäße Verfahren zu bestimmende Strukturparameter verwendet. Die lokale Ätztiefe 2 bzw. Steghöhe, der lokale Trenchradius 5, der lokale Kantenversatz und/oder der lokale Flankenwinkel 6 ergeben sich aus einem Fertigungsprozess des CGHs. Parameter eines Fertigungsmodells eines CGH-Strukturierungsprozesses sind alternative und a priori bevorzugte Strukturparameter und damit effektive Parameter eines Modells dieses Fertigungsprozesses. Beispielsweise zu nennen ist die Skalierung von Faltungskernen, welche Diffusionsprozesse in einer Lackmaske zur Strukturierung des CGHs beschreibt und zu lokal variierenden Kantenversätzen beim anschließenden Ätzen der Struktur führen kann. Vorteil derartiger Fertigungsparameter ist insbesondere, dass sich CGH-Strukturierungsfehler mit wenigen Parametern beschreiben lassen.The local etching depth 2 or web height, the local trench radius 5, the local edge offset and/or the local flank angle 6 or parameters of a production model of a CGH structuring process are preferably used as structure parameters to be determined by the method according to the invention. The local etching depth 2 or web height, the local trench radius 5, the local edge offset and/or the local flank angle 6 result from a manufacturing process of the CGH. Parameters of a manufacturing model of a CGH structuring process are alternative and a priori preferred structure parameters and thus effective parameters of a model of this manufacturing process. For example, the scaling of fold cores, which describes diffusion processes in a resist mask for structuring the CGH and can lead to locally varying edge offsets during the subsequent etching of the structure, should be mentioned. The particular advantage of such manufacturing parameters is that CGH structuring errors can be described with just a few parameters.

5 zeigt eine beispielhafte Draufsicht einer Oberfläche eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu vermessenden CGHs 1, die Rillen 4 und kleinere Löcher 4a aufweist, welche, wie in 4 beschrieben, durch Strukturparameter charakterisiert werden. 5 shows an exemplary plan view of a surface of a CGH 1 to be measured with the method according to the invention, which has grooves 4 and smaller holes 4a, which, as in FIG 4 described can be characterized by structural parameters.

Im Ausführungsbeispiel können als Strukturparameter Linearkombinationen von Fourierkoeffizienten der periodisch fortgesetzten lokalen CGH-Gitterstrukturen verwendet werden.In the exemplary embodiment, linear combinations of Fourier coefficients of the periodically continued local CGH lattice structures can be used as structure parameters.

In 6 ist eine prinzipmäßige Darstellung des erfindungsgemäßen Bestimmungsverfahrens dargestellt.In 6 a basic representation of the determination method according to the invention is shown.

Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, eine flächenhafte, ortsaufgelöste Bestimmung wenigstens eines Strukturparameters eines geometrischen und/oder optischen Strukturmodells eines CGHs 1 zu ermöglichen, wobei wenigstens ein optisches Messverfahren 7 verwendet wird.The aim of the method according to the invention is to enable an areal, spatially resolved determination of at least one structural parameter of a geometric and/or optical structural model of a CGH 1, with at least one optical measuring method 7 being used.

Hierzu ist eine Zuordnung eines Modellwertes 8 (p(x), p(x')) des wenigstens einen Strukturparameters zu einem Ort x bzw. x' (siehe auch 5) vorgesehen, an dem der Strukturparameter diesen Wert annimmt. Dabei soll dieser Wert einem real angenommenen bzw. vorhandenen Realwert 9 (preal(x), preal(x')) des Strukturparameters möglichst nahe kommen.For this purpose, an assignment of a model value 8 (p(x), p(x')) of the at least one structure parameter to a location x or x' (see also 5 ) provided at which the structure parameter assumes this value. In this case, this value should come as close as possible to a real value 9 (p real (x), p real (x′)) of the structure parameter that is assumed or actually exists.

Mittels des wenigstens einen optischen Messverfahrens (durch einen Pfeil 7 angedeutet) wird das CGH 1 vermessen und ortsaufgelöst mehrere den wenigstens einen Strukturparameter charakterisierende Messwerte 10 (Imess(x), Imess(x')) an den Orten x, x' erm ittelt.Using the at least one optical measuring method (indicated by an arrow 7), the CGH 1 is measured and several measured values 10 (I mess (x), I mess (x')) characterizing the at least one structural parameter are spatially resolved at the locations x, x' erm means.

Eine Simulationsrechnung (durch einen Pfeil 11 angedeutet) bzw. eine Vorwärtsrechnung ordnet dem wenigstens einen Strukturparameter eine Wahrscheinlichkeitsverteilung 12 (I(x,p(x)),I(x',p(x'))) der Messwerte zu.A simulation calculation (indicated by an arrow 11) or a forward calculation assigns a probability distribution 12 (I(x,p(x)),I(x′,p(x′))) of the measured values to the at least one structure parameter.

Zur Bestimmung eines Modellwerts eines Strukturparameters 10 an einem Ort x bzw. x' auf dem CGH 1 ist vorgesehen, dass in einer durch einen Pfeil 13 angedeuteten Ausgleichsrechnung 13 der Modellwert 8 des wenigstens einen Strukturparameters derart bestimmt wird, dass wenigstens ein dem Modellwert 8 des wenigstens einen Strukturparameters zugeordneter wahrscheinlichster simulierter Messwert dem wenigstens einen ermittelten Messwert 10 wenigstens annähernd entspricht. Bei der Ausgleichsrechnung kann beispielsweise die Methode der kleinsten Quadrate verwendet werden.In order to determine a model value of a structure parameter 10 at a location x or x' on the CGH 1, it is provided that in a compensation calculation 13 indicated by an arrow 13, the model value 8 of the at least one structure parameter is determined in such a way that at least one corresponds to the model value 8 of the at least one structure parameter associated most probable simulated measured value of the at least corresponds at least approximately to a determined measured value 10 . For example, the method of least squares can be used in the least squares calculation.

Es ist ferner vorgesehen, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilung (12) der Messwerte bzw. der Strukturparameter durch stochastische Felder auf dem CGH 1 beschrieben wird, die Korrelationen 14 zwischen wenigstens zwei verschiedenen Orten x und x' aufweisen, die im Ausführungsbeispiel als skalare Korrelationsfunktion corr(x,x';L) ausgebildet sind. Damit wird berücksichtigt, dass zwischen verschiedenen Orten x, x' Abhängigkeiten in der Ausprägung der Realwerte 9 eines Strukturparameters vorhanden sein können.It is also provided that the probability distribution (12) of the measured values or the structure parameters is described by stochastic fields on the CGH 1, which have correlations 14 between at least two different locations x and x', which in the exemplary embodiment are a scalar correlation function corr(x ,x';L) are formed. This takes into account that there can be dependencies between different locations x, x′ in the expression of the real values 9 of a structure parameter.

7 zeigt beispielhaft anhand einer Ätztiefe an einem Übergang zweier Strukturierungsvorschriften eine empirische Beobachtung der, für die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen, Ort-zu-Ort-Korrelationen 14. 7 shows an example of an empirical observation of the site-to-site correlations 14 provided for the implementation of the method according to the invention using an etching depth at a transition between two structuring specifications.

8 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Messanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Transmissionskonfiguration. 8th shows a schematic representation of a possible measurement arrangement for carrying out the method according to the invention in a transmission configuration.

9 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Messanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Reflexionskonfiguration. 9 shows a schematic representation of a possible measurement arrangement for carrying out the method according to the invention in a reflection configuration.

Während für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehen sein kann, dass das wenigstens eine optische Messverfahren eine Scatterometrie und/oder eine Interferometrie umfasst, ist im Ausführungsbeispiel lediglich eine schematische Darstellung eines zu Scatterometrie geeigneten Messanordnung, insbesondere eines Scatterometers 15, gezeigt. Hierbei wird ausgehend von einer polychromatischen Plasmaquelle 16 Licht durch eine Beleuchtungsoptik 17, einen drehbaren Polarisator 18 und einen durchstimmbaren Farbfilter 19 auf das CGH 1 geworfen. Durch das CGH 1 hindurch transmittiertes Licht oder von dem CGH 1 reflektiertes Licht wird von einer Abbildungsoptik 20 mit einer Blende 21 kleiner numerischer Apertur auf eine Kamera 22 projiziert. Der auf der Kamera 22 auftreffende Lichtstrahl entspricht somit in einer lokalen Gitternäherung der nullten Beugungsordnung des auf das CGH 1 eingestrahlten Lichtes. Nicht dargestellt, aber ebenfalls möglich ist eine Durchführungsform des Verfahrens, bei der eine Interferometrie mittels eines Interferometers vorgenommen wird.While it can be provided for the method according to the invention that the at least one optical measuring method comprises scatterometry and/or interferometry, the exemplary embodiment only shows a schematic representation of a measuring arrangement suitable for scatterometry, in particular a scatterometer 15 . In this case, starting from a polychromatic plasma source 16, light is thrown onto the CGH 1 through illumination optics 17, a rotatable polarizer 18 and a tunable color filter 19. Light transmitted through the CGH 1 or light reflected by the CGH 1 is projected onto a camera 22 by imaging optics 20 having a diaphragm 21 with a small numerical aperture. The light beam impinging on the camera 22 thus corresponds to the zeroth diffraction order of the light radiated onto the CGH 1 in a local grating approximation. A form of implementation of the method in which an interferometry is carried out by means of an interferometer is not shown, but is also possible.

Das in 8 dargestellte Scatterometer 15 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die von diesem erfassten Messwerte 10 Helligkeits- bzw. Intensitätswerte oder Interferenzphasen sind.This in 8th The scatterometer 15 shown is preferably designed in such a way that the measured values 10 recorded by it are brightness or intensity values or interference phases.

Mittels des dargestellten, auch als Beugungsmessstand bezeichneten Scatterometers 15, werden vorzugsweise als Messwerte 10 Helligkeits- bzw. Intensitätswerte einer Transmission oder Reflexion (siehe 9) des CGHs 1 bei einer vollflächigen Ausleuchtung mit mehreren unterschiedlichen Wellenlängen, welche mittels des Farbfilters 19 einzustellen sind, und Polarisationen, welche mittels des Polarisators 18 einzustellen sind, insbesondere in nullter Beugungsordnung, bestimmt.By means of the scatterometer 15 shown, also referred to as a diffraction measuring stand, brightness or intensity values of a transmission or reflection are preferably measured as values 10 (see 9 ) of the CGH 1 in the case of full-area illumination with a plurality of different wavelengths, which are to be set using the color filter 19, and polarizations, which are to be set using the polarizer 18, in particular in the zeroth diffraction order.

Nicht dargestellt ist eine mögliche Ausgestaltung des Verfahrens, wonach bei dem wenigstens einen optischen Messverfahren ein Interferometer verwendet wird, mittels welchem als Messwerte 10 mindestens eine vollflächige Interferenzphase zweier zueinander kohärenter Lichtwellen zu wenigstens einer Ausgangswellenlänge und -polarisation bestimmt werden, wobei wenigstens eine der Lichtwellen entweder an dem CGH 1 reflektiert wurde oder das CGH 1 wenigstens einmal in Transmission durchläuft.A possible embodiment of the method is not shown, according to which an interferometer is used in the at least one optical measuring method, by means of which at least one full-surface interference phase of two mutually coherent light waves is determined as measured values 10 for at least one output wavelength and polarization, with at least one of the light waves being either at which CGH 1 was reflected or passes through CGH 1 at least once in transmission.

Nicht dargestellt, aber möglich ist ein Verfahren wonach mindestens eine transmittierte gebeugte Lichtwelle nach dem ersten Durchlauf durch einen Kalibrierspiegel in sich selbst reflektiert wird und das CGH 1 ein zweites Mal in umgekehrter Richtung durchläuft.A method is not shown, but is possible, according to which at least one transmitted diffracted light wave is reflected in itself after the first pass through a calibration mirror and passes through the CGH 1 a second time in the opposite direction.

In 10 ist vereinfacht ein Blockdiagramm einer Bestimmung einer Kovarianz dargestellt.In 10 a simplified block diagram of a determination of a covariance is shown.

Block 23 einer Gruppe unabhängiger Kovarianzen 24 enthält systematische Fehler bzw. nicht anzupassende Modellparameter des CGHs 1. Hierzu gehören beispielsweise eine Linienkantenrauheit (LER) der CGH-Strukturkanten, eine nicht durch Strukturparameter abgebildete strukturabhängige Ätztiefenvariation, welche durch eine Verzögerung eines reaktiven Ionenätzens bedingt sein kann, nicht durch Strukturparameter abgebildete Fehler in der Beschreibung der Kantenplatzierung (EPE) sowie weitere Fehler, die durch Materialeigenschaften bedingt sein können.Block 23 of a group of independent covariances 24 contains systematic errors or model parameters of the CGH 1 that cannot be adjusted. These include, for example, a line edge roughness (LER) of the CGH structure edges, a structure-dependent etching depth variation that is not mapped by structure parameters, which can be caused by a delay in reactive ion etching , errors in the description of the edge placement (EPE) that are not represented by structural parameters, and other errors that can be caused by material properties.

Block 25 der Gruppe der unabhängigen Kovarianzen 24 enthält systematische Fehlerquellen durch die Messwerterfassung mittels der Messanordnung, insbesondere des Beugungsmessstandes (BMS) und/oder des Interferometers. Hierzu gehören im Falle des BMS beispielsweise eine Bandbreite von Wellenlängen und eine Absorption des verwendeten durchstimmbaren Farbfilters 19, eine Rotation der Polarisation und eine Absorption des drehbaren Polarisators 18 und eine Nichtlinearität der verwendeten Detektionseinrichtung, insbesondere der Kamera 22. Im Falle eines Interferometers gehören hierzu wiederum Abweichungen von einer gewünschten Eingangspolarisation an dem CGH 1, und/oder eine nicht erfasste Diattenuation, d. h. eine nicht erfasste polarisationsabhängige Transmission, bei einer Propagation zwischen CGH 1 und Kamera 22, und/oder Unbestimmtheiten in einer Referenzwellenfront, beispielsweise durch Fehler in einer Passemessung oder einer Justage eines Referenzspiegels, sowie Justagefehler in dem gesamten Interferometer. Wie in den justierten Messwerten nach Formel (41) beschrieben, können Teile dieser Parameter oder effektive Parameter, die deren Fehlerfortpflanzung effektiv erfassen, auch Teil der Optimierungsparameter der Rekonstruktion sein.Block 25 of the group of independent covariances 24 contains systematic error sources due to the measured value acquisition using the measuring arrangement, in particular the diffraction measuring system (BMS) and/or the interferometer. In the case of the BMS, these include, for example, a bandwidth of wavelengths and an absorption of the tunable color filter 19 used, a rotation of the polarization and an absorption of the rotatable polarizer 18 and a non-linearity of the detection device used, in particular the camera 22. In the case of an interferometer, this also includes Deviations from a desired input polarization at the CGH 1, and/or an undetected diattenuation, ie an undetected polarization-dependent transmission, in a propagation between CGH 1 and camera 22, and/or uncertainties in a reference wavefront, for example due to errors in a pass measurement or an adjustment of a reference mirror, as well as adjustment errors in the entire interferometer. As described in the adjusted measurement values according to formula (41), parts of these parameters or effective parameters that effectively capture their error propagation can also be part of the optimization parameters of the reconstruction.

Block 26 der Gruppe der unabhängigen Kovarianzen 24 enthält ein Rauschen der Messung mittels des Beugungsmesstandes. Hierzu zählen ein Schrotrauschen sowie zufällige Kamera-Effekte.Block 26 of the set of independent covariances 24 contains noise from the diffraction gauge measurement. This includes shot noise and random camera effects.

Block 27 einer Gruppe von bayesschen Updates der Kovarianz 28 enthält a priori festgelegte Spezifikationsgrenzen.Block 27 of a set of Bayesian updates of covariance 28 contains a priori specified specification limits.

Block 29 der Gruppe von bayesschen Updates der Kovarianz 28 enthält durch AFM oder andere Methoden durchgeführte Messungen an Markern.Block 29 of the set of Bayesian updates of covariance 28 contains measurements on markers made by AFM or other methods.

Block 30 der Gruppe von bayesschen Updates der Kovarianz 28 enthält a priori und/oder empirisch bestimmt Kreuzkorrelationen zwischen Pixeln.Block 30 of the set of Bayesian covariance updates 28 contains a priori and/or empirically determined cross-correlations between pixels.

Block 31 der Gruppe von bayesschen Updates der Kovarianz 28 enthält Residuen.Block 31 of the set of Bayesian updates of covariance 28 contains residuals.

Block 32 enthält eine aus den Blöcken 23, 25, 26, 27, 29, 30 und 31 der Gruppen 24 und 28 bestimmte Kovarianz.Block 32 contains a covariance determined from blocks 23, 25, 26, 27, 29, 30 and 31 of groups 24 and 28.

Hierbei ist das stochastische Feld vorzugsweise als Gauß-Prozess oder eine Kombination von mehreren Gauß-Teilprozessen implementiert und für wenigstens einen Gauß-Teilprozess stammt vorzugsweise ein Erwartungswert und/oder eine Varianz an einem Ort des CGHs oder Wafers aus einer Interpolation, insbesondere über ein gewichtetes Mittel oder Kriging der Strukturparameter seiner Umgebung.Here, the stochastic field is preferably implemented as a Gaussian process or a combination of several Gaussian sub-processes, and for at least one Gaussian sub-process, an expected value and/or a variance at a location of the CGH or wafer preferably comes from an interpolation, in particular via a weighted Means or kriging the structural parameters of its surroundings.

Vorzugsweise werden einfache Ort-zu-Ort Korrelationen 14 verwendet, die bei wenigstens einem Strukturparameter Funktionen des Abstandes von CGH-Orten oder Wafer-Orten sind, welche von vorzugsweise wenigen Hyperparametern abhängen, im Ausführungsbeispiel der Korrelationslänge L.Preferably, simple site-to-site correlations 14 are used, which for at least one structural parameter are functions of the distance from CGH sites or wafer sites, which depend on preferably few hyperparameters, in the exemplary embodiment the correlation length L.

Ein hierzu benötigter Skalierungsfaktor f(L) zwischen den Kovarianzen der einzelnen Gaußprozesse ist in 11 als Funktion der Korrelationslänge L dargestelltA scaling factor f(L) required for this between the covariances of the individual Gaussian processes is in 11 plotted as a function of the correlation length L

Im Ausführungsbeispiel nicht dargestellt, aber möglich ist, dass die Kovarianz neben den in den Gruppen 24 und 28 genannten Methoden mittels Maximum-Likelihood-Schätzern ermittelt wird.Not shown in the exemplary embodiment, but it is possible for the covariance to be determined using maximum likelihood estimators in addition to the methods mentioned in groups 24 and 28 .

Die Wahrscheinlichkeitsverteilung oder eine Dichte der Wahrscheinlichkeitsverteilung einer Strukturparameterverteilung kann zusammen mit weiteren Parametern oder Hyperparametern des stochastischen Feldes maximiert werden.The probability distribution or a density of the probability distribution of a structure parameter distribution can be maximized together with further parameters or hyperparameters of the stochastic field.

In der Kovarianz und/oder einem Mittelwert des stochastischen Felds können weitere orthogonal ermittelte Größen berücksichtigt werden.Further orthogonally determined variables can be taken into account in the covariance and/or a mean value of the stochastic field.

Bei dem stochastischen Feld können, insbesondere stichprobenartig mit weiteren Messmethoden ermittelte, den wenigstens einen Strukturparameter charakterisierende Größen berücksichtigt werden.In the case of the stochastic field, variables characterizing the at least one structure parameter can be taken into account, in particular variables determined randomly using other measurement methods.

Eine Dichte der Wahrscheinlichkeitsverteilung oder eine streng monotone Funktion derselben kann durch eine nicht ausgeartete quadratische Form, insbesondere zum Beispiel der Logarithmus einer Gaußdichte, beschrieben werden.A density of the probability distribution or a strictly monotonic function thereof can be described by a non-degenerate quadratic form, in particular, for example, the logarithm of a Gaussian density.

12 zeigt einen Vergleich zwischen Kartierungen auf einem CGH der Strukturparameter Flankenwinkel 6 (obere Bildhälfte), und Trenchradius 5 (untere Bildhälfte). Hierbei sind in der linken Spalte Kartierungen der Strukturparameter nach dem Stand der Technik dargestellt, auf der rechten Seite sind Kartierungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Kartierung 33 zeigt daher einen nach dem Stand der Technik bestimmten Trenchradius 5. Kartierung 34 zeigt einen nach dem erfindungsgemäßen verfahren bestimmten Trenchradius 5. Kartierung 35 zeigt einen nach dem Stand der Technik bestimmten Flankenwinkel 6. Kartierung 36 zeigt einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmten Flankenwinkel 6. Es ist aus den Darstellungen ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich glattere Ergebnisse liefert. 12 shows a comparison between mappings on a CGH of the structural parameters flank angle 6 (upper half of the image), and trench radius 5 (lower half of the image). Mappings of the structural parameters according to the prior art are shown in the left-hand column, while mappings according to the method according to the invention are shown on the right-hand side. Map 33 therefore shows a trench radius 5 determined according to the prior art. Map 34 shows a trench radius 5 determined according to the method according to the invention. Map 35 shows a flank angle 6 determined according to the prior art. Map 36 shows a flank angle 6 determined according to the method according to the invention It can be seen from the illustrations that the method according to the invention provides significantly smoother results.

Bezugszeichenlistereference list

11
CGHCGH
22
Ätztiefeetching depth
33
Äußere Oberflächeouter surface
44
Rillegroove
4a4a
LochHole
55
Trenchradiustrench radius
66
Flankenwinkelflank angle
77
Messverfahrenmeasurement method
88th
Modellwertmodel value
99
Realwertreal value
1010
Messwertreading
1111
Simulationsrechnungsimulation calculation
1212
Wahrscheinlichkeitsverteilung der MesswerteProbability distribution of the measured values
1313
Ausgleichsrechnungbalancing calculation
1414
Korrelationcorrelation
1515
Scatterometerscatterometer
1616
Plasmaquelleplasma source
1717
Beleuchtungsoptiklighting optics
1818
Polarisatorpolarizer
1919
Farbfiltercolor filter
2020
Abbildungsoptikimaging optics
2121
Blendecover
2222
Kameracamera
2323
Fehler des CGHError of the CGH
2424
Unabhängige KovarianzenIndependent covariances
2525
Fehler des ScatterometersScatterometer error
2626
Fehler des MessvorgangsMeasurement process error
2727
Spezifikationsgrenzenspecification limits
2828
Kovarianzupdatescovariance updates
2929
Markermessungmarker measurement
3030
Kreuzkorrelationencross correlations
3131
Residuenresiduals
3232
Kovarianzcovariance
3333
Trenchradius herkömmlichTrench radius conventional
3434
Trenchradius erfindungsgemäßTrench radius according to the invention
3535
Flankenwinkel herkömmlichFlank angle conventional
3636
Flankenwinkel erfindungsgemäßFlank angle according to the invention
100100
Projektionsbelichtungsanlageprojection exposure system
102102
Waferwafers
103103
Beleuchtungssystemlighting system
104104
Retikelstagereticle stage
105105
Retikelreticle
106106
Waferhalterwafer holder
107107
Projektionsobjektivprojection lens
108108
Optisches Elementoptical element
109109
Fassungversion
111111
Projektionsstrahlprojection beam
140140
Objektivgehäuselens body
200200
Projektionsbelichtungsanlageprojection exposure system
201201
Spiegelmirror
400400
Projektionsbelichtungsanlageprojection exposure system
401401
Beleuchtungssystemlighting system
402402
Strahlungsquelleradiation source
403403
Optikoptics
404404
Objektfeldobject field
405405
Objektebeneobject level
406406
Retikelreticle
407407
Retikelhalterreticle holder
408408
Projektionsoptikprojection optics
409409
Bildfeldimage field
410410
Bildebenepicture plane
411411
Waferwafers
412412
Waferhalterwafer holder
413413
EUV-StrahlungEUV radiation
414414
Zwischenfokusebeneintermediate focal plane
415415
Feldfacettenspiegelfield facet mirror
416416
Pupillenfacettenspiegelpupil facet mirror
417417
Optische Baugruppeoptical assembly
418418
Spiegelmirror
419419
Spiegelmirror
420420
Spiegelmirror

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102018200568 A1 [0011]DE 102018200568 A1 [0011]
  • WO 2005/069055 A2 [0108]WO 2005/069055 A2 [0108]

Claims (17)

Verfahren zur flächenhaften, ortsaufgelösten Bestimmung wenigstens eines Strukturparameters eines geometrischen und/oder optischen Strukturmodells eines computergenerierten Hologramms, CGH (1), oder Wafer mittels wenigstens eines optischen Messverfahrens (7), - wobei mittels des wenigstens einen optischen Messverfahrens (7) das CGH (1) oder der Wafer vermessen und ortsaufgelöst wenigstens ein den wenigstens einen Strukturparameter charakterisierender Messwert (10) ermittelt wird, - wobei eine Simulationsrechnung dem wenigstens einen Strukturparameter eine Wahrscheinlichkeitsverteilung (12) der Messwerte zuordnet, - wobei in einer Ausgleichsrechnung der wenigstens eine Strukturparameter derart bestimmt wird, dass wenigstens ein dem wenigstens einen Strukturparameter zugeordneter wahrscheinlichster simulierter Messwert dem wenigstens einen ermittelten Messwert (10) wenigstens annähernd entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilung (12) der Messwerte bzw. der Strukturparameter durch stochastische Felder auf dem CGH (1) oder Wafer beschrieben wird, welche Korrelationen (14) zwischen wenigstens zwei verschiedenen Orten aufweisen.Method for the areal, spatially resolved determination of at least one structural parameter of a geometric and/or optical structural model of a computer-generated hologram, CGH (1), or wafer by means of at least one optical measuring method (7), - wherein by means of the at least one optical measuring method (7) the CGH ( 1) or the wafer is measured and at least one measured value (10) characterizing the at least one structure parameter is determined in a spatially resolved manner, - a simulation calculation assigning a probability distribution (12) of the measured values to the at least one structure parameter, - the at least one structure parameter being determined in this way in a fitting calculation is that at least one of the at least one structure parameter associated most probable simulated measured value corresponds at least approximately to the at least one determined measured value (10), characterized in that the probability distribution (12) of the measured values or the Structural parameters are described by stochastic fields on the CGH (1) or wafer, which have correlations (14) between at least two different locations. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine optische Messverfahren (7) eine Scatterometrie und/oder eine Interferometrie umfasst.procedure after claim 1 , wherein the at least one optical measuring method (7) comprises scatterometry and/or interferometry. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Messwerte (10) Helligkeits- bzw. Intensitätswerte oder Interferenzphasen sind.procedure after claim 1 or 2 , the measured values (10) being brightness or intensity values or interference phases. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei bei dem wenigstens einen optischen Messverfahren (7) ein Beugungsmessstand verwendet wird, mittels welchem als Messwerte (10) Helligkeits- bzw. Intensitätswerte einer Transmission oder Reflexion des CGHs (1) oder Wafers bei einer vollflächigen Ausleuchtung mit mehreren unterschiedlichen Wellenlängen und Polarisationen, insbesondere in nullter Beugungsordnung, bestimmt werden.procedure after claim 1 , 2 or 3 , wherein in the at least one optical measuring method (7) a diffraction measuring stand is used, by means of which the measured values (10) are brightness or intensity values of a transmission or reflection of the CGH (1) or wafer with a full-area illumination with several different wavelengths and polarizations, in particular in the zeroth diffraction order. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei bei dem wenigstens einen optischen Messverfahren (7) ein Interferometer verwendet wird, mittels welchem als Messwerte (10) wenigstens eine vollflächige Interferenzphase zweier zueinander kohärenter Lichtwellen zu wenigstens einer Ausgangswellenlänge und -polarisation bestimmt werden, wobei wenigstens eine der Lichtwellen entweder an dem CGH (1) oder Wafer reflektiert wurde oder das CGH (1) wenigstens einmal in Transmission durchläuft.procedure after claim 1 , 2 or 3 , wherein in the at least one optical measuring method (7) an interferometer is used, by means of which at least one full-area interference phase of two mutually coherent light waves is determined as measured values (10) for at least one output wavelength and polarization, with at least one of the light waves either at the CGH (1) or wafer was reflected or the CGH (1) passes at least once in transmission. Verfahren nach Anspruch 5, wobei wenigstens eine transmittierte gebeugte Lichtwelle nach dem ersten Durchlauf durch einen Kalibrierspiegel in sich selbst reflektiert wird und das CGH (1) ein zweites Mal in umgekehrter Richtung durchläuft.procedure after claim 5 , wherein at least one transmitted diffracted light wave is reflected in itself after the first pass through a calibration mirror and passes through the CGH (1) a second time in the opposite direction. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei als Strukturparameter eine lokale Ätztiefe (2) bzw. Steghöhe, ein lokaler Trenchradius (5), ein lokaler Kantenversatz und/oder ein lokaler Flankenwinkel (6) verwendet werden oder als Strukturparameter Parameter eines Fertigungsmodells eines CGH-Strukturierungsprozesses verwendet werden.Procedure according to one of Claims 1 until 6 , wherein a local etching depth (2) or web height, a local trench radius (5), a local edge offset and/or a local flank angle (6) are used as structure parameters or parameters of a manufacturing model of a CGH structuring process are used as structure parameters. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei als Strukturparameter Linearkombinationen von Fourierkoeffizienten der insbesondere periodisch fortgesetzten lokalen CGH-Gitterstrukturen verwendet werden.Procedure according to one of Claims 1 until 6 , where linear combinations of Fourier coefficients of the in particular periodically continued local CGH lattice structures are used as structure parameters. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei als stochastisches Feld ein Gauß-Prozess oder eine Kombination von mehreren Gauß-Teilprozessen verwendet wird.Procedure according to one of Claims 1 until 8th , where a Gaussian process or a combination of several Gaussian sub-processes is used as the stochastic field. Verfahren nach Anspruch 9, wobei für wenigstens einen Gauß-Teilprozess ein Erwartungswert und/oder eine Varianz an einem Ort des CGHs (1) oder Wafers aus einer Interpolation, insbesondere über ein gewichtetes Mittel oder Kriging der Strukturparameter seiner Umgebung, stammt.procedure after claim 9 , wherein for at least one Gaussian sub-process an expected value and/or a variance at a location of the CGH (1) or wafer comes from an interpolation, in particular via a weighted average or kriging of the structural parameters of its surroundings. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Varianz wenigstens eines Gauß-Teilprozesses an einem Ort des CGHs (1) oder Wafers aus a priori Spezifikationen der CGH-Fertigung oder eines Messmittels, empirischen Stichprobenmessungen und oder Maximum-Likelihood-Schätzern ermittelt wird.Procedure according to one of claims 9 or 10 , wherein the variance of at least one Gaussian sub-process at a location of the CGH (1) or wafer is determined from a priori specifications of the CGH production or a measuring device, empirical random sample measurements and/or maximum likelihood estimators. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei Ort-zu-Ort-Korrelationen (14) des Gauß-Prozesses oder wenigstens eines der Gauß-Teilprozesse bei wenigstens einem Strukturparameter Funktionen des Abstandes von CGH-Orten oder Wafer-Orten sind, welche von vorzugsweise wenigen Hyperparametern abhängen.Procedure according to one of claims 9 or 10 , wherein location-to-location correlations (14) of the Gaussian process or at least one of the Gaussian sub-processes are functions of the distance from CGH locations or wafer locations for at least one structure parameter, which depend on preferably few hyperparameters. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Hyperparameter basierend auf a priori Wissen zur Fertigung des CGHs (1) oder Wafers, empirischen Stichprobenmessungen und/oder Maximum-Likelihood-Schätzern ermittelt werden.procedure after claim 12 , wherein the hyperparameters are determined based on a priori knowledge of the manufacture of the CGH (1) or wafer, empirical random sample measurements and/or maximum likelihood estimators. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 wobei die Wahrscheinlichkeitsverteilung oder eine Dichte der Wahrscheinlichkeitsverteilung einer Strukturparameterverteilung zusammen mit weiteren Parametern oder Hyperparametern des stochastischen Feldes maximiert wird.Procedure according to one of Claims 1 until 13 wherein the probability distribution or a density of the probability distribution of a structure parameter distribution is maximized together with further parameters or hyperparameters of the stochastic field. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei bei dem stochastischen Feld, insbesondere stichprobenartig mit weiteren Messmethoden ermittelte, den wenigstens einen Strukturparameter charakterisierende Größen berücksichtigt werden.Procedure according to one of Claims 1 until 14 , wherein in the stochastic field, variables that characterize the at least one structure parameter, in particular variables determined randomly using other measurement methods, are taken into account. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei eine Dichte der Wahrscheinlichkeitsverteilung oder eine streng monotone Funktion derselben durch eine nicht ausgeartete quadratische Form, insbesondere zum Beispiel der Logarithmus einer Gaußdichte, beschrieben wird.Procedure according to one of Claims 1 until 15 , where a density of the probability distribution or a strictly monotonic function thereof is described by a non-degenerate quadratic form, in particular, for example, the logarithm of a Gaussian density. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei bei der Ausgleichsrechnung die Methode der kleinsten Quadrate verwendet wird.Procedure according to one of Claims 1 until 16 , where the least squares method is used for the adjustment calculation.
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005069055A2 (en) 2004-01-14 2005-07-28 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric projection objective
DE102018200568A1 (en) 2018-01-15 2018-03-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Method for calibrating a diffraction measuring stand intended for characterizing a diffractive structure

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