DE102022209793A1

DE102022209793A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Reflektometers

Info

Publication number: DE102022209793A1
Application number: DE102022209793.9A
Authority: DE
Inventors: Johannes Bol; Daniel Leicht
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2022-09-19
Filing date: 2022-09-19
Publication date: 2022-12-22
Also published as: DE102023208475A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Reflektometers (10), welches zur Messung einer Reflexionseigenschaft eines Testobjekts (12) konfiguriert ist, durch Korrektur von im zeitlichen Verlauf im Messergebnis auftretenden Abweichungen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Referenzprobe (50, 52), welche dazu konfiguriert ist, bei Einstrahlung einer Messstrahlung (26) in Reflexion ein Wellenlängenspektrum (60) mit mindestens zwei voneinander unterscheidbaren Peaks (62) zu erzeugen. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Vermessen des Wellenlängenspektrums (60) der Referenzprobe (50, 52) mittels des Reflektometers (10), und ein Ermitteln einer Abweichung der Reflexionseigenschaft im vermessenen Wellenlängenspektrum (60) gegenüber einem Referenzspektrum zur Kalibrierung des Reflektometers (10). Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kalibriervorrichtung (14) zum Kalibrieren eines Reflektometers (10), welches zur Messung einer Reflexionseigenschaft eines Testobjekts (12) konfiguriert ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Kalibriervorrichtung zur Kalibrierung eines Reflektometers, welches zur Messung einer Reflexionseigenschaft eines Testobjekts konfiguriert ist, durch Korrektur von im zeitlichen Verlauf im Messergebnis auftretenden Abweichungen.
Als Reflektometer werden üblicherweise Messvorrichtungen zur Bestimmung des Reflexionsgrads einer Probe für elektromagnetische Strahlung bezeichnet. Der Reflexionsgrad, auch Reflektivität genannt, ist das Verhältnis zwischen der Intensität der reflektierten elektromagnetischen Strahlung und der Intensität der einfallenden elektromagnetischen Strahlung. Der Reflexionsgrad ist insbesondere vom Einfallswinkel und der Wellenlänge der einfallenden Strahlung und von den Materialeigenschaften und Strukturen der reflektierenden Oberfläche abhängig. Durch Messungen bei verschiedenen Wellenlängen in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich lassen sich Reflexionsspektren erfassen, mit denen Eigenschaften der an der Reflexion beteiligten Materialien und deren Struktur bestimmt werden können.
Für hochgenaue Messungen des Reflexionsgrads ist eine möglichst exakte Überprüfung und Kalibrierung des Reflektometers vor und auch während einer Messung notwendig. Solche Messungen werden beispielsweise zur Bestimmung der optischen Eigenschaften von Spiegeln für die Mikrolithographie im extrem ultravioletten Wellenlängenbereich (EUV) mit einer Arbeitswellenlänge von etwa 13,5 nm oder etwa 6,8 nm eingesetzt. Bei vielen EUV-Reflektometern treten aber aufgrund von thermischen oder anderen Umwelteinflüssen Messfehler während einer Messung auf, die mit der Messzeit anwachsen. So kann sich insbesondere das Reflektometer verändern. Beispielsweise kann ein Monochromator des Reflektometers durch thermische Effekte driften. Die eingestellte Wellenlänge verändert sich, da sich der Austrittsspalt des Monochromators aufgrund von Erwärmung von dessen Halterung verschiebt. Außerdem wird bei den meisten Reflektometern ein Teil des Beleuchtungsstrahls zur Überwachung bzw. Referenzierung der Strahlintensität mit Hilfe eines Strahlteilers ausgekoppelt. Ändert sich das Teilungsverhältnis des Strahlteilers (und dafür kommen etliche Ursachen in Betracht), ändert sich dadurch auch die berechnete gemessene Reflektivität. Eine thermische oder durch andere Umwelteinflüsse bedingte Drift der Messergebnisse führt somit während einer Messung zu einem anwachsenden Messfehler.
Da eine thermische oder mechanische Stabilisierung des Aufbaus oder der ganzen Anlage mit einem sehr hohen Aufwand verbunden ist, werden häufig Drifteffekte in geringem Umfang in Kauf genommen und Referenzproben mit bekanntem Reflexionsgrad zur Bestimmung der Drifteffekte verwendet. Die Referenzproben werden zum Beispiel am Testobjekt oder an einer Halterung für das Testobjekt angeordnet und weisen jeweils ein Reflexionsmaximum bzw. einen Reflexionspeak bei einer genau bekannten Wellenlänge im Betriebswellenlängenbereich des Testobjekts auf. Beispielsweise werden bei Spiegel für die EUV-Mikrolithographie mit einer Arbeitswellenlänge von etwa 13,5 nm verschiedene Referenzproben mit jeweils einem Reflexionspeak bzw. Reflexionsmaximum bei ca. 13 nm, 14 nm oder 15,5 nm verwendet und diese in vorgegebenen Zeitabständen vom Reflektometer vermessen. Mit Hilfe der Referenzmessungen lassen sich während der Messungen auftretende Messfehler aus den Messergebnissen heraus rechnen.
Zugrunde liegende Aufgabe
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bereitzustellen, womit die vorgenannten Probleme gelöst werden, und insbesondere eine schnelle und genaue Kalibrierung eines Reflektometers während einer Messung des Reflexionsgrads zur Reduzierung von Messfehlern ermöglicht wird.
Erfindungsgemäße Lösung
Die vorgenannte Aufgabe kann gemäß einem ersten Aspekt nach der Erfindung beispielsweise gelöst werden mit einem Verfahren zur Kalibrierung eines Reflektometers, welches zur Messung einer Reflexionseigenschaft eines Testobjekts konfiguriert ist, durch Korrektur von im zeitlichen Verlauf im Messergebnis auftretenden Abweichungen.
Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Referenzprobe, welche dazu konfiguriert ist, bei Einstrahlung einer Messstrahlung in Reflexion ein Wellenlängenspektrum mit mindestens zwei voneinander unterscheidbaren Peaks zu erzeugen. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Vermessen des Wellenlängenspektrums der Referenzprobe mittels des Reflektometers, sowie ein Ermitteln einer Abweichung der Reflexionseigenschaft im vermessenen Wellenlängenspektrum gegenüber einem Referenzspektrum zur Kalibrierung des Reflektometers.
Die im zeitlichen Verlauf einer Reflexionsmessung auftretenden Abweichungen im Reflexionsspektrum können thermische Drifts oder durch Verunreinigungen oder andere Umgebungseinflüsse bedingte Drifts umfassen. Solche Abweichungen können zu einem Wellenlängenversatz oder einer Änderung des Reflexionsgrads führen. Mittels einer Vermessung der Referenzprobe durch das Reflektometer zu bestimmten Zeitpunkten vor, während oder nach einer Reflexionsmessung lässt sich eine Abweichung gegenüber einem Referenzspektrum der Referenzprobe und somit ein Wellenlängenversatz und ein Reflexionskorrekturfaktor aufgrund eines Drifts ermitteln und zur Kalibrierung des Reflektometers verwenden.
Die Referenzprobe weist hierfür im Reflexionsspektrum mindestens zwei Peaks auf. Als Peak wird hier ein Maximum im Wellenlängenspektrum einer Reflexion zusammen mit der näheren Umgebung, also den Flanken und der Kappe am Maximum bezeichnet. Die Ermittlung einer Abweichung von einem Referenzspektrum erfolgt beispielsweise mittels einer Bestimmung der Höhe und der Wellenlänge des Maximums an jedem gemessenen Peak und einem Vergleich mit den entsprechenden Maxima des Referenzspektrums. Dabei können sowohl die Flanken als auch die Kappe eines gemessenen Peaks bei der Bestimmung des Maximums berücksichtigt werden.
Anstelle mehrerer Referenzproben mit jeweils einem Maximum bzw. Peak in dem Kalibrierungsverfahren gemäß dem nachstehend beschriebenen zweiten erfindungsgemä-ßen Aspekt wird gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt eine Referenzprobe mit mehreren Peaks im Reflexionsspektrum bereitgestellt und vermessen. Durch das Vermessen nur einer Referenzprobe lässt sich eine Referenzmessung für eine Kalibrierung wesentlich schneller durchführen. Dieser Umstand ermöglicht eine häufigere Referenzmessung und somit eine genauere Ermittlung einer zeitlichen Änderung von Reflexionseigenschaften. Weiterhin wird weniger Platz für Referenzproben an dem Testobjekt benötigt.
Durch das Bereitstellen der Referenzprobe mit mehreren Peaks im Reflexionsspektrum beim Kalibrierverfahren nach dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt können Drifteffekte bei mehreren Wellenlängen zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst werden. Die Anzahl der verwendeten Referenzproben und damit die Messdauer kann damit gering gehalten werden. Durch die gering gehaltene Anzahl von Referenzproben können die Messungen auch durchgeführt werden, wenn der Platz zur Anordnung von Referenzproben beschränkt ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Wellenlängenspektrum mindestens drei, insbesondere mindestens vier oder mindestens fünf, voneinander unterscheidbare Peaks auf. Die Peaks sind vorzugsweise über den gesamten vermessenen Wellenlängenbereich einer Reflexionsmessung des Testobjekts verteilt. Mit einer zunehmenden Anzahl von Maxima bzw. deren Peaks wird eine Interpolation zur Bestimmung eines Wellenlängenversatzes und eines Reflexionskorrekturfaktors aufgrund eines Drifts auch zwischen den Peaks immer genauer. Zur möglichst exakten Bestimmung der Position und der Höhe des Maximums eines Peaks sollten diese aber deutlich ausgeprägt und voneinander getrennt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegt daher zwischen jeweils zwei der Peaks, welche zueinander benachbart sind, im Wellenlängenspektrum ein Minimum, dessen Intensität mindestens 10% niedriger ist als die Intensität des kleineren der beiden Peaks. Insbesondere ist die Intensität des Minimums mindestens 20% oder mindestens 30% kleiner als die Intensität des kleineren der beiden Peaks. Mit dieser Maßnahme wird eine gute und schnell durchführbare Bestimmung der Lage und Höhe der Maxima einzelner Peak ermöglicht.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Referenzprobe ein Substrat mit einer Mehrfachbeschichtung, welche dazu konfiguriert ist, bei Einstrahlung der Messstrahlung das Wellenlängenspektrum zu erzeugen. Insbesondere umfasst eine Referenzprobe zum Beispiel eine oder mehrere Materialschichten, welche durch interferierende Teilreflexionen von verschiedenen Grenzschichten mehrere Peaks in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich des Reflexionsspektrums erzeugen. Unter der Formulierung, wonach das Substrat mit einer Mehrfachbeschichtung dazu konfiguriert ist, bei Einstrahlung der Messstrahlung das Wellenlängenspektrum zu erzeugen, ist zu verstehen, dass die am Substrat reflektierte Messtrahlung das Wellenlängenspektrum aufweist. Dazu weist das Substrat mit der Mehrfachbeschichtung ein entsprechendes Reflexionsspektrum auf.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird ein Wellenlängenspektrum einer weiteren Referenzprobe vermessen und werden zur Kalibrierung des Reflektometers die Wellenlängenspektren beider Referenzproben verwendet. Dabei können die Referenzproben Peaks in verschiedenen Wellenlängenbereichen aufweisen und somit eine Kalibrierung über einen größeren Wellenlängenbereich realisieren. Liegen andererseits einige oder alle Peaks der Referenzproben im gleichen Wellenlängenbereich, wird neben einer Erhöhung der Messgenauigkeit auch eine weitere Charakterisierung von Messfehlern ermöglicht. Ist beispielsweise eine Referenzprobe verschmutzt, sollte sich die Verschmutzung auf alle Peaks dieser Referenzprobe aber nicht auf Peaks der anderen Referenzprobe auswirken. Bei einem Messfehler in Abhängigkeit von der Wellenlänge sollten andererseits einzelne Peaks bei beiden Referenzproben betroffen sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt nach der Erfindung wird ein Verfahren zur Kalibrierung eines Reflektometers, welches zur Messung einer Reflexionseigenschaft eines Testobjekts konfiguriert ist, durch Korrektur von im zeitlichen Verlauf im Messergebnis auftretenden Abweichungen bereitgestellt. Dieses Verfahren umfasst die Schritte: Bereitstellen von mindestens zwei Referenzproben, welche jeweils dazu konfiguriert sind, bei Einstrahlung einer Messstrahlung in Reflexion ein Wellenlängenspektrum mit einem Peak zu erzeugen, wobei die Peaks der unterschiedlichen Referenzproben unterschiedliche Wellenlängen aufweisen, Vermessen des Wellenlängenspektrums der Referenzproben mittels des Reflektometers, sowie Ermitteln einer Abweichung der Reflexionseigenschaft im vermessenen Wellenlängenspektrum gegenüber einem Referenzspektrum zur Kalibrierung des Reflektometers.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens nach dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt umfasst eine oder alle der Referenzproben neben dem Peak, nachstehend auch erster Peak bezeichnet, jeweils mindestens einen weiteren Peak und der erste Peak der jeweiligen Referenzprobe weist eine höhere Intensität auf als der mindestens eine weitere Peak auf der betreffenden Referenzprobe. Insbesondere ist die Intensität des ersten Peaks um mindestens einen Faktor zwei, oder um mindestens einen Faktor zehn, größer als die Intensität des mindestens einen weiteren Peaks.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens nach dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt sind die Peaks der verschiedenen Referenzproben, welche auch als erste Peaks der Referenzproben bezeichnet werden, jeweils mindestens 0,5 nm, insbesondere mindestens 1 nm, voneinander beabstandet. Beispielsweise liegen die ersten Peaks der verschiedenen Referenzproben bei etwa 13 nm, etwa 14 nm und etwa 15,5 nm, d.h. die Referenzproben weisen Refelexionsmaxima bei den genannten Wellenlängenwerten auf.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens nach dem ersten oder dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt wird mindestens ein Peak des vermessenen Wellenlängenspektrums einer Referenzprobe mit einer Gauß-Kurve für ein Ermitteln von Reflexionseigenschaften approximiert. Insbesondere werden einzelne Peaks des vermessenen Wellenlängenspektrums einer Referenzprobe jeweils mit einer individuellen Gauß-Kurve für ein Ermitteln von Reflexionseigenschaften approximiert. Es erfolgt dann kein Anpassen einer Funktion an das komplette Referenzspektrum, sondern jeweils einzelne Approximationen bei verschiedenen Peaks. Mit einer Gauß-Kurve lassen sich Position und Höhe des Maximums eines Peaks besonders bei relativ symmetrischen Peaks schnell bestimmen und somit ein Wellenlängenversatz und eine Reflexionsgradänderung durch eine Drift während einer Messung feststellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens nach dem ersten oder dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt wird mindestens ein Peak des vermessenen Wellenlängenspektrums einer Referenzprobe mit mindestens einem Polynom für ein Ermitteln von Reflexionseigenschaften approximiert. Insbesondere werden einzelne Peaks des vermessenen Wellenlängenspektrums einer Referenzprobe jeweils mit einem oder mehreren individuellen Polynomen für ein Ermitteln von Reflexionseigenschaften approximiert. Zum Beispiel werden für eine Bestimmung der Lage und Größe der Halbwertsbreite eines Peaks Messwerte in der Nähe der Halbwertsbreite auf beiden Flanken des Peaks durch jeweils ein Polynom approximiert. Für eine Bestimmung der Lage und Höhe des Maximums des Peaks erfolgt eine Approximation der Kappe des Peaks mit einem weiteren Polynom. Weiterhin kann je nach Anzahl und Genauigkeit von gemessenen Reflexionswerten bzw. Messpunkten eine Auswahl und Verwendung von Polynomen höheren oder kleineren Grades für eine Anpassung erfolgen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens nach dem ersten oder dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt wird das vermessene Wellenlängenspektrum einer Referenzprobe mittels eines Schichtmodels der Referenzprobe für ein Ermitteln von Reflexionseigenschaften approximiert. Zum Beispiel werden thermisch bedingte Änderungen von Einfallswinkel, eingestellten Wellenlängen des Messstrahls, Schichtdicken oder Materialeigenschaften der Referenzprobe oder einer Verunreinigungsschicht auf der Oberfläche der Referenzprobe mittels einer Approximation eines Schichtmodels bestimmt und zur Kalibrierung des Reflektometers verwendet. Ein solches Approximationsverfahren kann z.B. auf Methoden der künstlichen Intelligenz basieren.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens nach dem ersten oder dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt erfolgt eine Auswahl eines geeigneten Approximationsverfahrens für ein Ermitteln von Reflexionseigenschaften unter Berücksichtigung des vermessenen Wellenlängenspektrums. Insbesondere werden bei einer Auswahl eines Approximationsverfahrens die Form einzelner, mehrerer oder aller Peaks, die Anzahl von Messwerten in der Nähe eines, mehrerer oder aller Peaks oder eine Messgenauigkeit von Messpunkten berücksichtigt. Nach einer Ausführungsform erfolgt für verschiedene Peaks jeweils eine separate Auswahl eines geeigneten Approximationsverfahrens. Beispielsweise erfolgt für eher symmetrische Peaks eine Anpassung einer Gauß-Kurve an die Peaks, während andere Peaks mit Hilfe von Polynomen approximiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens nach dem ersten oder dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt wird als Startwert einer Approximation für ein Ermitteln von Reflexionseigenschaften eine an ein Referenzspektrum approximierte Funktion verwendet. Insbesondere wird eine mit hoher Genauigkeit durchgeführte Gauß- oder Polynom-Approximation an das Referenzspektrum einer Referenzprobe als Startwert für eine Approximation von gemessenen Wellenlängenspektren zur Bestimmung von Lage und Höhe einzelner Maxima oder Minima verwendet. Bei einer nur geringfügigen Drift von Messwerten während einer Messung kann auf diese Weise eine schnelle und genaue Ermittlung von Abweichungen gegenüber dem Referenzspektrum erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens nach dem ersten oder dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt ist das Reflektometer zur Vermessung des Testobjekts im EUV-Wellenlängenbereich konfiguriert. Insbesondere weisen zur Kalibrierung verwendete Referenzproben mehrere Reflexions-Peaks bzw. Reflexionsmaxima im EUV-Wellenlängenbereich unterhalb von 100 nm auf, beispielsweise um etwa 13,5 nm oder etwa 6,8 nm. Solche Referenzproben können durch eine Verwendung von geeigneten Materialien, Schichtstrukturen oder anderen Strukturen realisiert werden. Reflexions-Spektren von EUV-reflektierenden Schichten sind meist sehr schmalbandig. Daher versucht man die Wellenlänge der maximalen Reflexion sehr genau zu treffen. Beispielsweise kann die Anforderung wenige 10 pm oder beispielsweise wenige pm betragen. Dadurch führen bereits sehr geringe Änderungen von beispielsweise 0,1° oder 0,01 ° oder beispielsweise von wenigen 0,001 ° des Einfallswinkels oder sehr geringe Verschiebungen der Messwellenlängen durch thermische Effekte zu Verschiebungen der Spektren im Bereich der geforderten Genauigkeit. Messfehler durch diese Drifts lassen sich mittels einer Kalibrierung nach dieser Ausführungsform deutlich reduzieren.
Weiterhin ist bei einer Ausführungsform des Verfahrens nach dem ersten oder dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt das Reflektometer dazu konfiguriert, einen Spiegel für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie als Testobjekt zu vermessen. Insbesondere werden Betriebsparameter der Projektionsbelichtungsanlage, wie etwa ein Einfallswinkel am Spiegel während des Betriebs bei einer Kalibrierung berücksichtigt. So werden Spiegel in der EUV-Mikrolithographie häufig in einem schrägen Winkel angestrahlt, z.B. in einem Winkel von etwa 25° (zum Lot), bei dem die effektive Wellenlänge kleiner wird, beispielsweise 13,5 nm statt 15,4 nm (bei 5° Einfallswinkel zum Lot) beträgt. Treten noch größere Einfallswinkel (zum Lot) auf, werden die Wellenlängen der maximalen Reflexion bei 5° Einfallswinkel zum Lot noch größer. 5° Einfallswinkel ist ein typischer Mess-Einfallswinkel, da bei kleinen Einfallswinkeln geringere Messfehler entstehen. Daher ist es wünschenswert, Referenzproben im Bereich von 13 nm bis beispielsweise 15,5 nm oder beispielsweise bis 17 nm oder beispielsweise bis 20 nm zur Verfügung zu haben. Zur Kalibrierung wird mindestens eine Referenzprobe mit einem oder mehreren Peaks im Wellenlängenbereich der zum messenden Proben verwendet.
Die vorgenannte Aufgabe kann nach dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt weiterhin beispielsweise gelöst werden mit einer Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren eines Reflektometers, welches zur Messung einer Reflexionseigenschaft eines Testobjekts konfiguriert ist, durch Korrektur von im zeitlichen Verlauf im Messergebnis auftretenden Abweichungen. Die Kalibriervorrichtung umfasst mindestens eine Referenzprobe, welche dazu konfiguriert ist, bei Einstrahlung einer Messstrahlung in Reflexion ein Wellenlängenspektrum mit mindestens zwei voneinander unterscheidbaren Peaks zu erzeugen, und eine Auswerteeinrichtung zum Ermitteln einer Abweichung der Reflexionseigenschaft in einem vom Reflektometer vermessenen Wellenlängenspektrum der Referenzprobe gegenüber einem Referenzspektrum zur Kalibrierung des Reflektometers.
Analog zum Verfahren wird durch die erfindungsgemäße Kalibriervorrichtung nach dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt mit einer Referenzprobe mit mindestens zwei Peaks im Wellenlängenspektrum der Reflexion eine schnellere und genauere Kalibrierung eines Reflektometers erzielt. Die Auswerteeinrichtung ist beispielsweise zum Bestimmen der Lage und Höhe der Maxima der gemessenen Peaks basierend auf geeignete Approximationsverfahren ausgebildet. Auf diese Weise ermittelte Abweichungen von einem Referenzspektrum werden anschließend für eine Kalibrierung des Reflektometers verwendet.
Gemäß dem zweiten Aspekt nach der Erfindung wird weiterhin eine Kalibriervorrichtung bereitgestellt. Die Kalibriervorrichtung ist zum Kalibrieren eines Reflektometers, welches zur Messung einer Reflexionseigenschaft eines Testobjekts konfiguriert ist, durch Korrektur von im zeitlichen Verlauf im Messergebnis auftretenden Abweichungen konfiguriert und umfasst: mindestens zwei Referenzproben, welche jeweils dazu konfiguriert sind, bei Einstrahlung einer Messstrahlung in Reflexion ein Wellenlängenspektrum mit einem Peak zu erzeugen, sowie eine Auswerteeinrichtung zum Ermitteln einer Abweichung der Reflexionseigenschaft in einem vom Reflektometer vermessenen Wellenlängenspektrum der Referenzprobe gegenüber einem Referenzspektrum zur Kalibrierung des Reflektometers.
Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. des Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung zur Kalibrierung eines Reflektometers angegebenen Merkmale können entsprechend auf das Verfahren nach dem zweiten Aspekt der Erfindung übertragen werden und umgekehrt. Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen, Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsvarianten, etc. des Verfahrens nach einem der Aspekte der Erfindung zur Kalibrierung eines Reflektometers angegebenen Merkmale können entsprechend auf die Kalibriervorrrichtung nach dem anderen der Aspekte der Erfindung übertragen werden und umgekehrt. Diese und andere Merkmale der erfindungsgemä-ßen Ausführungsformen werden in der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen erläutert. Die einzelnen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind und deren Schutz ggf. erst während oder nach Anhängigkeit der Anmeldung beansprucht wird.
Figurenliste
Die vorstehenden, sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt:

1 ein EUV-Reflektometer mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren des Reflektometers in einer schematischen Veranschaulichung,
2 ein gemessenes Wellenlängenspektrum der Reflexion eines Messstrahls an einer Referenzprobe nach einem ersten erfindungsgemäßen Aspekt und eine Approximation durch Gauß-Kurven in einem schematischen Diagramm,
3 eine Vorgabe, wie ein Referenzspektrum beispielsweise aussehen könnte und eine Approximation mit einem Schichtmodel (hier nicht dargestellt) als Vorgabe für die Herstellung der Referenzprobe nach dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt in einem schematischen Diagramm,
4 ein erstes Beispiel einer Approximation eines Peaks eines gemessenen Reflexionsspektrums einer Referenzprobe nach dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt mit Hilfe von Polynomen in einer schematischen Darstellung,
5 ein zweites Beispiel einer Approximation eines Peaks eines gemessenen Reflexionsspektrums einer Referenzprobe nach dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt mit Hilfe von Polynomen in einer schematischen Darstellung, sowie
6 Wellenlängenspektren von Referenzproben nach einem zweiten erfindungsgemä-ßen Aspekt.

Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bzw. Ausführungsformen oder Ausführungsvarianten sind funktionell oder strukturell einander ähnliche Elemente soweit wie möglich mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Daher sollte zum Verständnis der Merkmale der einzelnen Elemente eines bestimmten Ausführungsbeispiels auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele oder die allgemeine Beschreibung der Erfindung Bezug genommen werden.
Zur Erleichterung der Beschreibung ist in 1 ein kartesisches xyz-Koordinatensystem angegeben, aus dem sich die jeweilige Lagebeziehung der in der Figur dargestellten Komponenten ergibt. In 1 verläuft die x-Richtung nach rechts, die y-Richtung nach oben und die z-Richtung senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein.
In 1 wird schematisch ein Reflektometer 10 zur Messung einer Reflexionseigenschaft eines Testobjekts 12 und eine Kalibriervorrichtung 14 zum Kalibrieren des Reflektometers 10 dargestellt. Das Reflektometer 10 ist zum Erfassen eines Reflexionsgrads bei einer Vielzahl von Wellenlängen im EUV-Spektralbereich konfiguriert, beispielsweise im Wellenlängenbereich von ungefähr 6 nm bis ungefähr 18 nm. Weiterhin ist das Reflektometer 10 zur Auswahl eines Messorts am Testobjekt 12 und zum Einstellen eines vorgegebenen Einfallwinkels der EUV-Strahlung ausgebildet. Das Testobjekt 12 ist z.B. ein Spiegel für eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Mikrolithographie.
Das Reflektometer 10 enthält eine Strahlenquelle 16 für elektromagnetische Strahlung im EUV-Spektralbereich. Die Strahlenquelle 16 umfasst z.B. eine Laser-Produced-Plasma (LPP-) Quelle mit einem gepulsten Laser 18, dessen Laserstrahl 20 auf einem Gold-Target 22 ein Plasma erzeugt. Das Plasma emittiert als Emissionsfleck im EUV-Bereich ein quasikontinuierliches Spektrum elektromagnetischer Strahlung, nachstehend als EUV-Strahlung 26 bezeichnet.
Weiterhin umfasst das Reflektometer 10 einen Monochromator 24 zum Einstellen beziehungsweise zur Auswahl der Wellenlänge eines auf das Testobjekt 12 gerichteten EUV-Messstrahls 27. Ein Teil der von dem Emissionsfleck emittierten EUV-Strahlung 26 durchtritt als EUV-Messstrahl 27 eine Eingangsblende 28 des Monochromators 24 und trifft auf einen vorderen planelliptischen EUV-Spiegel 30. Als planelliptische Spiegel werden Spiegel mit einer reflektierenden Fläche bezeichnet, welche in einer Richtung eben und in einer dazu im Wesentlichen senkrechten Richtung in Form einer Ellipse verläuft. Der vordere EUV-Spiegel 30 richtet den EUV-Messstrahl 27 auf ein Reflexionsgitter 32 und ist derart konfiguriert, dass das Emissionsvolumen der Strahlenquelle 16 bezüglich einer ersten Ebene des EUV-Messstrahls 27 in z-Richtung auf das Testobjekt 12 abgebildet wird. Dabei erfolgt vorzugsweise eine Vergrößerung des Emissionsflecks und eine Reduktion der Strahldivergenz.
Das Reflexionsgitter 32 weist einen Gitterträger mit konkaver kreiszylindrischer Oberfläche auf. Die Oberfläche verläuft somit in einer Richtung eben und in einer dazu im Wesentlichen orthogonalen Richtung in Form eines Kreisbogens. An dem Gitterträger sind Gitterlinien mit einer konstanten Liniendichte vorgesehen, z.B. 1600 Linienpaare pro mm. Bei einer Beugung eines Lichtstrahls erfolgt somit eine Fokussierung entlang einer Brennlinie, welche parallel zur ebenen Richtung beziehungsweise zur z-Achse ist. Das Reflexionsgitter 32 beugt und reflektiert die EUV-Strahlung 26 wellenlängenabhängig derart, dass im Strahlengang vor einem hinteren planelliptischen EUV-Spiegel 34 ein wellenlängenabhängiger Zwischenfokus bezüglich einer zweiten Ebene parallel zur x-y-Ebene liegt.
An diesem Zwischenfokus ist ein Austrittspalt 36 angeordnet, welcher nur einen sehr kleinen Wellenlängenbereich der EUV-Strahlung 26 passieren lässt. Die Spaltbreite des Austrittsspalts 36 ist einstellbar und legt die Messfleckgröße auf dem Testobjekt 12 und die spektrale Auflösung fest. Der hintere EUV-Spiegel 34 ist derart konfiguriert und angeordnet, dass der Austrittsspalt senkrecht zur z-Achse auf dem Testobjekt 12 abgebildet wird. Vorzugsweise ist der hintere EUV-Spiegel 34 derart konfiguriert, dass der Austrittsspalt ebenfalls vergrößert und mit reduzierter Strahldivergenz auf das Testobjekt 12 abgebildet wird.
Die Intensität der von dem Testobjekt 12 reflektierten EUV-Strahlung 38 wird von einem Detektor 40 erfasst. Ein Anteil des EUV-Messstrahls 27 wird durch einen im Strahlengang vor dem Testobjekt 12 vorgesehenen Strahlenteiler 42 auf einen Referenzdetektor 44 gerichtet. Mit den erfassten Intensitäten des einfallenden EUV-Messstrahls 27 und des reflektierten Strahls 38 wird der Reflexionsgrad des Testobjekts 12 bezüglich eines eingestellten Einfallswinkels und Einfallsorts auf dem Testobjekt 12 in Abhängigkeit von der durch den Monochromator 24 festgelegten Wellenlänge des EUV-Messstrahls 27 bestimmt.
Das Reflektometer 10 ist in einer Vakuumkammer 46 angeordnet. Der gesamte EUV-Strahlengang von der Strahlenquelle 16 bis zu den Detektoren 40, 44 verläuft somit innerhalb eines Vakuums von beispielsweise ungefähr 2×10^-6 mbar. Das Testobjekt 12 befindet sich ebenfalls in der Vakuumkammer 46 und ist an einer Objekthalterung 48 befestigt. Die Objekthalterung 48 ermöglicht zur Einstellung des Einfallorts und des Einfallwinkels des EUV-Messstrahls 27 eine Translation und Drehung des Testobjekts 12 bezüglich aller drei Raumrichtungen.
Die Kalibriervorrichtung 14 umfasst in einem Ausführungsbeispiel nach einem ersten erfindungsgemäßen Aspekt zwei Referenzproben 50, 52 und eine Auswerteeinrichtung 54. Diese Kalibriervorrichtung 14 dient zur Ausführung eines Kalibrierverfahrens nach dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt. Die Referenzproben 50, 52 sind an dem Testobjekt 12 so angeordnet, dass eine Vermessung mit dem Reflektometer 10 bei einer entsprechenden Einstellung der Objekthalterung 48 durchführbar ist. Beide Referenzproben 50, 52 weisen in dem für die Vermessung des Testobjekts 12 relevanten EUV-Wellenlängenbereich von ungefähr 13 nm bis ungefähr 15 nm fünf Peaks 62 im Reflexionsspektrum auf, siehe 2. Zur Erzeugung dieser Peaks 62 umfasst jede der Referenzproben 50, 52 ein Substrat mit einer geeignet konfigurierten Mehrfachbeschichtung. In anderen Ausführungsbeispielen nach dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt kann eine Verwendung von nur einer oder mehr als zwei Referenzproben vorgesehen sein. Auch die Anzahl der Peaks und deren Position im Wellenlängenspektrum der Reflexion einer Referenzprobe können je nach Ausführungsbeispiel variieren. In jedem Fall sind nach dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt jedoch mindestens zwei Peaks im Wellenlängenspektrum der betreffenden Referenzproben vorgesehen.
Die Auswerteeinrichtung 54 ist insbesondere zum Ermitteln der Abweichung von während einer Vermessung des Testobjekts 12 erfassten Reflexionsspektren der Referenzproben 50, 52 von einem jeweiligen Referenzspektrum konfiguriert. Hierfür bestimmt die Auswerteeinrichtung 54 mit einem weiter unten näher beschriebenen Approximationsverfahren eine Abweichung der Höhe und Wellenlänge der Maxima der gemessenen Peaks von denen des Referenzspektrums. Mit mehreren zu verschiedenen Zeiten während einer Vermessung des Testobjekts 12 gemessenen Reflexionsspektren ermittelt die Auswerteeinrichtung 54 eine zeitliche Änderung von Messfehlern durch eine thermische Drift oder durch andere Umwelteinflüsse. Mit der bekannten zeitlichen Entwicklung der Messfehler lässt sich eine sehr genaue Kalibrierung des Reflektometers durchführen.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Kalibriervorrichtung 14 zusammen mit einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt zum Kalibrieren des Reflektometers 10 näher beschrieben.
Zunächst erfolgt ein Bereitstellen der Referenzproben 50, 52. Jede der Referenzproben 50, 52 weist in dem für die Reflexionsmessung des Testobjekts 12 verwendeten Wellenlängenbereich fünf Peaks auf (vgl. mit durchgezogener Linie dargestellte Reflexionsspektren gemäß 2). Als Peak wird die Umgebung eines Maximums im Wellenlängenspektrum der Reflexion bezeichnet. Ein Peak umfasst somit die Flanken und die Kappe an einem Maximum. Die Peaks der Referenzproben 50, 52 liegen bei diesem Beispiel zwischen ungefähr 12,5 nm und ungefähr 15 nm. Bei der Festlegung dieses Wellenlängenbereichs und der Lage der Peaks wurde berücksichtigt, dass der EUV-Spiegel als Testobjekt 12 bei seiner Verwendung in der Mikrolithographie in einem schrägen Winkel angestrahlt wird, z.B. einem Winkel von etwa 25°. Dieses führt bei Messung unter kleinen Einfallswinkeln (zum Lot), wie beispielsweise 5° oder beispielsweise 1,5° bei der Wellenlänge der maximalen Reflektivität, zu größeren Werten, also z.B. 15,4 nm statt 13,5 nm. Kleine Einfallswinkel zum Lot sind vorteilhaft für die Messunsicherheit, weil sich kleine Abweichungen zum Solleinfallswinkel dann weniger stark auf die Wellenlänge der maximalen Reflektivität und sich eine leichte Polarisierung des Messstrahls weniger auf die Maximalreflektivät auswirken. Aus demselben Grund werden auch die Referenzproben 50, 52 bei kleinem Einfallswinkel zum Lot gemessen.
Zwischen den Peaks einer Referenzprobe 50, 52 liegen Minima, deren Intensität kleiner als 70%, insbesondere kleiner als 50%, der Intensität des kleineren der benachbarten Peaks ist. Hierdurch lässt sich die Höhe und Wellenlänge der Maxima sehr genau bestimmen. Zur Realisierung derartiger vorgegebener Peaks weisen die Referenzproben 50, 52 ein Substrat mit einer entsprechend konfigurierten Mehrfachbeschichtung bzw. einen Multilagensystem auf. Dazu kann das Kalibrierverfahren eine Herstellung einer geeignet ausgebildeten Mehrfachbeschichtung für eine Referenzprobe 50, 52 umfassen.
Die Referenzproben 50, 52 werden derart beim Testobjekt 12 angeordnet, dass das Reflektometer 10 diese ebenfalls vermessen kann. Insbesondere lässt sich jede Referenzprobe 50, 52 mittels der Objekthalterung 48 in den EUV-Messstrahl 27 fahren. Die Referenzproben sind hierfür beispielsweise an dem Testobjekt 12 oder der Objekthalterung 48 befestigt. Vor einer Reflexionsmessung am Testobjekt 12 erfolgt nach diesem Ausführungsbeispiel eine Vermessung der Referenzproben 50, 52 durch das Reflektometer 10 zum Ermitteln eines Referenzspektrums für jede Referenzprobe 50, 52. Dieses Referenzspektrum kann beispielsweise auch bei einem Normeninstitut, wie beispielsweise der PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt der Bundesrepublik Deutschland) gemessen worden sein.
Anschließend erfolgt während einer Vermessung des Testobjekts 12 durch das Reflektometer 10 in vorgegebenen Zeitabständen eine Vermessung des Wellenlängenspektrums der Referenzproben 50, 52 in Reflexion als Referenzmessung. Hierzu werden die Referenzproben 50, 52 in den EUV-Messstrahl 27 gefahren und von dem Reflektometer 10 in dem gleichen Wellenlängenbereich wie das Testobjekt 12 vermessen. Dabei kann eine Abwägung zwischen der Anzahl der Referenzmessungen und der Gesamtdauer der Vermessung des Testobjekts 12 erfolgen. Je mehr Referenzmessungen durchgeführt werden, desto genauer lässt sich eine Drift der Messwerte bestimmen und eine entsprechende Kalibrierung durchführen. Eine größere Anzahl von Referenzmessungen erhöht aber auch die Dauer der Vermessung des Testobjekts 12.
Schließlich wird eine Abweichung der Reflexionseigenschaften in den beiden Referenzmessungen erfassten Wellenlängenspektren der Referenzproben 50, 52 gegenüber den Referenzspektren ermittelt. Dazu erfolgt nach diesem Ausführungsbeispiel eine Bestimmung der Lage und Höhe der Maxima der Peaks in den gemessenen Wellenlängenspektren der Referenzproben 50, 52. Ein Vergleich mit der Lage und Höhe der Maxima der jeweiligen Referenzspektren ergibt als Korrekturwerte jeweils einen Wellenlängenversatz und ein Reflexionskorrekturfaktor für verschiedene Zeitpunkte und Wellenlängen (die Wellenlängen der Peaks der Referenzproben) während der Vermessung des Testobjekts 12. Durch diese Korrekturwerte können die gemessenen Spektren des Testobjekts 12 in Abhängigkeit vom Messzeitpunkt und von der Wellenlänge rechnerisch korrigiert werden. Dazu wird zwischen den Messzeitpunkten der Referenzproben und den Wellenlängen der Peaks interpoliert. Durch die Verwendung von zwei Referenzproben 50, 52 mit Peaks im gleichen Wellenlängenbereich wird die Genauigkeit dieser Korrekturwerte verbessert. Indem die Anzahl der Stützstellen erhöht wird, oder durch Mittelung von mehreren Werten bei der gleichen Stützstelle wird die Interpolation präziser bzw. weniger fehleranfällig. Die Korrekturwerte dienen damit zur Kalibrierung des Reflektometers bzw. zum Herausrechnen von Messfehlern aus den gemessenen Reflexionsspektren des Testobjekts 12.
Zur Bestimmung der Lage und Höhe der Maxima der Peaks in den gemessenen Wellenlängenspektren der Referenzproben 50, 52 wird von der Auswerteeinrichtung 54 ein geeignetes Approximationsverfahren verwendet. Zum Beispiel werden einzelne, mehrere oder alle Peaks eines Wellenlängenspektrums durch Gauß-Kurven, Polymone oder ein Schichtmodell der jeweiligen Referenzprobe 50, 52 angepasst. Hierfür kann in dem Verfahren oder durch die Kalibriervorrichtung 14 eine Auswahl eines geeigneten Approximationsverfahrens je nach Eigenschaften des gemessenem Wellenlängenspektrum oder der erfassten Peaks, z.B. der Form einzelner, mehrerer oder aller Peaks, der Anzahl von Messwerten oder der Messgenauigkeit, durchgeführt werden.
2 zeigt schematisch in einem Diagramm ein gemessenes Wellenlängenspektrum 60 der Reflexion des EUV-Messstrahls 27 an einer Referenzprobe 50, 52 nach dem ersten erfindungsgemäßen Aspekt als durchgezogene Linie. Deutlich sind fünf Peaks 62 im Wellenlängenbereich von 13 nm bis 15 nm zu erkennen. Eine Approximation von vier Peaks 60 durch entsprechende Gauß-Kurven bzw. Gauß-Peaks ist als gepunktete Linie 64 dargestellt. Geringe Abweichungen bei der Höhe der Maxima und Minima können durch die fehlende Asymmetrie der Gauß-Kurven verursacht werden. Als Startwert für eine solche Approximation kann eine bereits mit hoher Genauigkeit erfolgte Approximation des entsprechenden Referenzspektrums verwendet werden.
3 zeigt schematisch in einem Diagramm ein als durchgezogene Linie dargestelltes berechnetes Wellenlängenspektrum 60 eines Schichtmodells, welches im Wesentlichen dem gemessenen Wellenlängenspektrum aus 2 entspricht. Dabei wurde das Schichtmodell dahingehend optimiert, dass das berechnete Spektrum möglichst gut einem vorgegebenen Zielspektrum mit 9 Peaks, die durch Minima mit 0% Reflexion voneinander getrennt sind und den gewünschten Wellenlängenbereich abdecken, entspricht. Das Zielspektrum ist in 3 als gepunktete Linie 66 dargestellt. Das Zielspektrum dient dabei lediglich als Vorgabe und beruht nicht auf einem Schichtmodell sondern nur auf mathematischen Funktionen. Eine solche Optimierung eines Schichtmodells zur Anpassung eines berechneten Spektrums an Zielvorgaben kann beispielsweise auf Methoden der künstlichen Intelligenz basieren und benötigt einen erheblichen Rechenaufwand. Dafür erhält man eine Vorgabe, wie eine Referenzprobe beschichtet werden muss, um ein Reflexionsspektrum mit mehreren Peaks zu erhalten.
In 4 und 5 werden schematisch zwei Beispiele einer Approximation eines Peaks 62 eines gemessenen Wellenlängenspektrums 60 einer Referenzprobe 50, 52 nach dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt mit Hilfe von Polynomen dargestellt. Das Wellenlängenspektrum 60 wird auch als Reflexionsspektrum bezeichnet.
In 4 weist das Reflexionsspektrum gegenüber dem nach 5 relativ viele Messpunkte 68 mit geringer Messgenauigkeit auf. Zur Bestimmung der Lage und Höhe des Maximums des Peaks 62 erfolgt eine Anpassung von Messpunkten in Flankenbereichen 70 des Peaks 62 von etwa 30% bis 70% des Maximalwertes durch erste Polynome 72 (z.B. vierten Grades). Hiermit lässt sich die Halbwertsbreite des Peaks 62 bestimmen. Eine Kappe 74 des Peaks 62 wird durch Anpassung eines weiteren Polynoms 76 (z.B. sechsten Grades) an die Messpunkte 68 zwischen 80% und 100% des Maximalwerts approximiert. Mit Hilfe der Polynome 72, 76 wird anschließend die Lage und Höhe des Maximums des Peaks 62 bestimmt.
5 stellt ein Reflexionsspektrum dar, welches gegenüber dem von 4 relativ wenige Messpunkte 62 mit hoher Messgenauigkeit umfasst. Für die Flankenbereiche 70 des Peaks 62 erfolgt daher eine Anpassung erster, z.B. linearer Polynome 72 an wenige (beispielsweise zwei) Messpunkte 68 bei ca. 50% des Maximalwerts. Für die Kappe 74 des Peaks 76 wird wiederum eine Approximation eines weiteren Polynoms 76 (z.B. sechsten Grades) an die Messpunkte 68 zwischen 80% und 100% des Maximalwerts vorgenommen. Die Bestimmung der Lage und Höhe des Maximums des Peaks 62 wird wiederum mit Hilfe beider Polynome 72, 76 durchgeführt.
6 veranschaulicht ein jeweiliges Wellenlängenspektrum 160-1, 160-2 bzw. 160-3 von Referenzproben 150, 151 und 152, welche zur Kalibrierung des Reflektometers 10 gemäß 1 in einem Ausführungsbeispiel des Kalibrierverfahrens nach einem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt verwendet werden können. Dazu wird die Kalibriervorrichtung 14 gemäß 1 in einem Ausführungsbeispiel nach dem zweiten erfindungsgemä-ßen Aspekt verwendet, welche anstatt der Referenzproben 50 und 52 die Referenzproben 150, 151 und 152 umfasst und bei der die Auswerteeinrichtung 54 entsprechend an das Kalibrierverfahren nach dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt angepasst ist.
Die Wellenlängenspektren 160-1, 160-2 bzw. 160-3 der Referenzproben 150, 151 und 152 gemäß 6 weisen jeweils einen Peak 162-1, 162-2 bzw. 162-3, nachstehend auch erster Peak oder Hauptpeak bezeichnet, auf. Daneben können die Wellenlängenspektren 160-1, 160-2 und 160-3 noch weitere Peaks 163-1, 163-2 bzw. 163-3 aufweisen, deren maximale Intensität jedoch mindestens einen Faktor zwei, im vorliegenden Fall sogar mindestens einen Faktor sechs kleiner ist als die maximale Intensität der jeweiligen als Hauptpeaks ausgebildeten Peaks 162-1, 162-2 und 162-3. In anderen Ausführungsbeispielen nach dem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt können auch nur zwei Referenzproben oder mehr als drei Referenzproben vorgesehen sein, deren Wellenlängenspektrum jeweils die vorstehend beschriebenen Hauptpeaks aufweisen. Demnach ist die maximale Intensität der Hauptpeaks jeweils mindestens einen Faktor zwei größer als die Intensitäten weiterer im betreffenden Wellenlängenspektrum enthaltener Peaks.
Die Maxima der Peaks 162-1, 162-2 und 162-3 liegen in der vorliegenden Ausführungsform bei etwa 13 nm, etwa 14 nm und etwa 15,5 nm, d.h. die Hauptpeaks der Referenzproben 150, 151 und 152 sind jeweils mindestens 0,5 nm voneinander beabstandet.
Die Auswerteeinrichtung 54 ist in diesem Ausführungsbeispiel zum Ermitteln der Abweichung von während einer Vermessung des Testobjekts 12 erfassten Reflexionsspektren der Referenzproben 150, 151 und 152 von einem jeweiligen Referenzspektrum konfiguriert. Dabei bestimmt die Auswerteeinrichtung 54 analog zu den vorstehend mit Bezug auf den ersten erfindungsgemäßen Aspekt beschriebenen Approximationsverfahren eine Abweichung der Höhe und Wellenlänge der Maxima der Peaks 162-1, 162-2 und 162-3 von denen des jeweiligen Referenzspektrums und kalibriert das Reflektometer 10 anhand der ermittelten Ergebnisse.
Die vorstehende Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele, Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten ist exemplarisch zu verstehen. Die damit erfolgte Offenbarung ermöglicht es dem Fachmann einerseits, die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, und umfasst andererseits im Verständnis des Fachmanns auch offensichtliche Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Strukturen und Verfahren. Daher sollen alle derartigen Abänderungen und Modifikationen, insoweit sie in den Rahmen der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen fallen, sowie Äquivalente vom Schutz der Ansprüche abgedeckt sein.
Bezugszeichenliste

10: Reflektometer
12: Testobjekt
14: Kalibriervorrichtung
16: Strahlenquelle
18: Laser
20: Laserstrahl
22: Gold-Target
24: Monochromator
26: EUV-Strahlung
27: EUV-Messstrahl
28: Eingangsblende
30: vorderer EUV-Spiegel
32: Reflexionsgitter
34: hinterer EUV-Spiegel
36: Austrittsspalt
38: reflektierter Strahl
40: Detektor
42: Strahlenteiler
44: Referenzdetektor
46: Vakuumkammer
48: Objekthalterung
50: erste Referenzprobe
52: zweite Referenzprobe
54: Auswerteeinrichtung
60: gemessenes Wellenlängenspektrum
62: Peak
64: Anpassung durch Gauss-Kurven
66: Anpassung durch Schichtmodell
68: Messpunkte
70: Flankenbereich
72: erstes Polynom
74: Kappe eines Peaks
76: weiteres Polynom
150, 151, 152: Referenzproben
160-1, 160-2, 160-3: Wellenlängenspektren
162-1- 162-2, 162-3: Peaks
163-1, 163-2, 163-3: weitere Peaks

Claims

Verfahren zur Kalibrierung eines Reflektometers (10), welches zur Messung einer Reflexionseigenschaft eines Testobjekts (12) konfiguriert ist, durch Korrektur von im zeitlichen Verlauf im Messergebnis auftretenden Abweichungen, mit den Schritten: - Bereitstellen einer Referenzprobe (50, 52), welche dazu konfiguriert ist, bei Einstrahlung einer Messstrahlung (26) in Reflexion ein Wellenlängenspektrum (60) mit mindestens zwei voneinander unterscheidbaren Peaks (62) zu erzeugen, - Vermessen des Wellenlängenspektrums (60) der Referenzprobe (50, 52) mittels des Reflektometers (10), sowie - Ermitteln einer Abweichung der Reflexionseigenschaft im vermessenen Wellenlängenspektrum (60) gegenüber einem Referenzspektrum zur Kalibrierung des Reflektometers (10).
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Wellenlängenspektrum (60) mindestens drei, insbesondere mindestens vier oder mindestens fünf, voneinander unterscheidbare Peaks (62) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zwischen jeweils zwei der Peaks (62), welche zueinander benachbart sind, im Wellenlängenspektrum (60) ein Minimum liegt, dessen Intensität mindestens 10% niedriger ist als die Intensität des kleineren der beiden Peaks (62).
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem die Referenzprobe (50, 52) ein Substrat mit einer Mehrfachbeschichtung umfasst, welche dazu konfiguriert ist, bei Einstrahlung der Messstrahlung (26) das Wellenlängenspektrum (60) zu erzeugen.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem weiterhin ein Wellenlängenspektrum einer weiteren Referenzprobe (52) vermessen wird und zur Kalibrierung des Reflektometers (10) die Wellenlängenspektren (60) beider Referenzproben (50, 52) verwendet werden.
Verfahren zur Kalibrierung eines Reflektometers (10), welches zur Messung einer Reflexionseigenschaft eines Testobjekts (12) konfiguriert ist, durch Korrektur von im zeitlichen Verlauf im Messergebnis auftretenden Abweichungen, mit den Schritten: - Bereitstellen von mindestens zwei Referenzproben (150, 151, 152), welche jeweils dazu konfiguriert sind, bei Einstrahlung einer Messstrahlung (26) in Reflexion ein Wellenlängenspektrum (160-1, 160-2, 160-3) mit einem Peak (162-1, 162-2, 162-3) zu erzeugen, wobei die Peaks der unterschiedlichen Referenzproben unterschiedliche Wellenlängen aufweisen, -Vermessen des Wellenlängenspektrums der Referenzproben (150, 151, 152) mittels des Reflektometers (10), sowie - Ermitteln einer Abweichung der Reflexionseigenschaft im vermessenen Wellenlängenspektrum gegenüber einem Referenzspektrum zur Kalibrierung des Reflektometers (10).
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem eine oder alle der Referenzproben (150, 151, 152) neben dem Peak (162-1, 162-2, 162-3), nachstehend auch erster Peak bezeichnet, jeweils mindestens einen weiteren Peak (163-1, 163-2, 163-3) umfassen und der erste Peak der jeweiligen Referenzprobe eine höhere Intensität aufweist als der mindestens eine weitere Peak auf der betreffenden Referenzprobe.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem mindestens ein Peak (62; 162-1, 162-2, 162-3) des vermessenen Wellenlängenspektrums (60; 160-1, 160-2, 160-3) einer Referenzprobe (50, 52; 150, 151, 152) mit einer Gauß-Kurve (64) für ein Ermitteln von Reflexionseigenschaften approximiert wird.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem mindestens ein Peak (62; 162-1, 162-2, 162-3) des vermessenen Wellenlängenspektrums (60; 160-1, 160-2, 160-3) einer Referenzprobe (50, 52; 150, 151, 152) mit mindestens einem Polynom (72, 76) für ein Ermitteln von Reflexionseigenschaften approximiert wird.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das vermessene Wellenlängenspektrum (60; 160-1, 160-2, 160-3) einer Referenzprobe (50, 52; 150, 151, 152) mittels eines Schichtmodels der Referenzprobe (50, 52) für ein Ermitteln von Reflexionseigenschaften approximiert wird.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem eine Auswahl eines geeigneten Approximationsverfahrens für ein Ermitteln von Reflexionseigenschaften unter Berücksichtigung des vermessenen Wellenlängenspektrums (60; 160-1, 160-2, 160-3) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem als Startwert einer Approximation für ein Ermitteln von Reflexionseigenschaften eine an ein Referenzspektrum approximierte Funktion verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das Reflektometer (10) zur Vermessung des Testobjekts (12) im EUV-Wellenlängenbereich konfiguriert ist.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei dem das Reflektometer (10) dazu konfiguriert ist, einen Spiegel für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie als Testobjekt (12) zu vermessen.
Kalibriervorrichtung (14) zum Kalibrieren eines Reflektometers (10), welches zur Messung einer Reflexionseigenschaft eines Testobjekts (12) konfiguriert ist, durch Korrektur von im zeitlichen Verlauf im Messergebnis auftretenden Abweichungen, umfassend: - mindestens eine Referenzprobe (50, 52), welche dazu konfiguriert ist, bei Einstrahlung einer Messstrahlung (26) in Reflexion ein Wellenlängenspektrum (60) mit mindestens zwei voneinander unterscheidbaren Peaks (62) zu erzeugen, sowie - eine Auswerteeinrichtung (54) zum Ermitteln einer Abweichung der Reflexionseigenschaft in einem vom Reflektometer (10) vermessenen Wellenlängenspektrum (60) der Referenzprobe (50, 52) gegenüber einem Referenzspektrum zur Kalibrierung des Reflektometers (10).
Kalibriervorrichtung (14) zum Kalibrieren eines Reflektometers (10), welches zur Messung einer Reflexionseigenschaft eines Testobjekts (12) konfiguriert ist, durch Korrektur von im zeitlichen Verlauf im Messergebnis auftretenden Abweichungen, umfassend: - mindestens zwei Referenzproben (150, 151, 152), welche jeweils dazu konfiguriert sind, bei Einstrahlung einer Messstrahlung (26) in Reflexion ein Wellenlängenspektrum (60) mit einem Peak (162-1, 162-2, 162-3) zu erzeugen, sowie - eine Auswerteeinrichtung (54) zum Ermitteln einer Abweichung der Reflexionseigenschaft in einem vom Reflektometer (10) vermessenen Wellenlängenspektrum (160-1, 160-2, 160-3) der Referenzprobe (150, 151, 152) gegenüber einem Referenzspektrum zur Kalibrierung des Reflektometers (10).