DE102022210024A1 - Method and device for qualifying a computer-generated hologram, regularization method and lithography system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualifizierung eines Computergenerierten Hologramms (CGH) (2), welches bei einer kohärenten Beleuchtung mit einer Prüfstrahlung (3) zur Ausbildung wenigstens einer Prüfwellenfront (4) der Prüfstrahlung (3) zur Prüfung eines Spiegels (5) einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage (100) eingerichtet ist, wobei die Prüfwellenfront (4) mittels einer das CGH (2) qualifizierenden und/oder simulierenden optischen Messeinrichtung (6) durch eine Messstrahlung (7) vollflächig vermessen wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das CGH (2) hinsichtlich einer Wirkung auf die Prüfstrahlung (3) lediglich dadurch qualifiziert wird, dass die Wirkung des CGHs (2) auf die Prüfwellenfront (4) und/oder eine Phase der Prüfstrahlung (2) rekonstruiert wird, wobei eine Fehlerpropagation eines Residuums auf die wenigstens eine Prüfwellenfront (4) berücksichtigt wird, wobei sich das Residuum aus einer Abweichung zwischen einer Messung und einer Simulation einer Wirkung des CGHs (2) auf die Messstrahlung (7), insbesondere eine Messwellenfront der Messstrahlung (7), ergibt.The invention relates to a method for qualifying a computer-generated hologram (CGH) (2) which, when illuminated coherently with a test radiation (3), forms at least one test wavefront (4) of the test radiation (3) for testing a mirror (5) of an EUV - projection exposure system (100) is set up, wherein the test wave front (4) is measured over the entire surface by means of a measuring radiation (7) by means of an optical measuring device (6) that qualifies and/or simulates the CGH (2). According to the invention, the CGH (2) is only qualified with regard to an effect on the test radiation (3) in that the effect of the CGH (2) on the test wavefront (4) and/or a phase of the test radiation (2) is reconstructed , wherein an error propagation of a residue on the at least one test wavefront (4) is taken into account, the residue resulting from a deviation between a measurement and a simulation of an effect of the CGH (2) on the measurement radiation (7), in particular a measurement wavefront of the measurement radiation ( 7), results.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualifizierung eines Computergenerierten Hologramms (CGH), welches bei einer kohärenten Beleuchtung mit einer Prüfstrahlung zur Ausbildung wenigstens einer Prüfwellenfront der Prüfstrahlung zur Prüfung eines Spiegels einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage eingerichtet ist, wobei die Prüfwellenfront mittels einer das CGH qualifizierenden und/oder simulierenden optischen Messeinrichtung durch eine Messstrahlung vollflächig vermessen wird.The invention relates to a method for qualifying a computer-generated hologram (CGH) which, in the case of coherent illumination with a test radiation, is set up to form at least one test wavefront of the test radiation for testing a mirror of an EUV projection exposure system, the test wavefront being measured using a CGH-qualifying and/or or simulating optical measuring device is measured over the entire surface by a measuring beam.
Die Erfindung betrifft ferner ein Regularisierungsverfahren für ein Verfahren zur Rekonstruktion einer Wirkung eines CGHs auf eine Prüfwellenfront.The invention also relates to a regularization method for a method for reconstructing an effect of a CGH on a test wavefront.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Qualifizierung eines CGHs, welches bei einer kohärenten Beleuchtung mit einer Prüfstrahlung zur Ausbildung wenigstens einer Prüfwellenfront der Prüfstrahlung zur Prüfung eines Spiegels einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage eingerichtet ist, aufweisend eine das CGH qualifizierende und/oder simulierende optische Messeinrichtung zur vollflächigen Vermessung des CGHs durch eine Messstrahlung.The invention also relates to a device for qualifying a CGH, which is set up for coherent illumination with a test radiation to form at least one test wavefront of the test radiation for testing a mirror of an EUV projection exposure system, having an optical measuring device that qualifies and/or simulates the CGH for full-surface Measurement of the CGH by a measurement radiation.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie, mit einem Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle sowie einer Optik, welche wenigstens ein optisches Element aufweist, wobei wenigstens eines der optischen Elemente eine optische Oberfläche aufweist, welche wenigstens teilweise mit einem CGH vermessen ist.The invention also relates to a lithography system, in particular a projection exposure system for semiconductor lithography, with an illumination system with a radiation source and an optical system, which has at least one optical element, wherein at least one of the optical elements has an optical surface, which is at least partially measured with a CGH is.
Optische Elemente zur Führung und Formung einer Strahlung in Projektionsbelichtungsanlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei den bekannten optischen Elementen führt und formt häufig eine Oberfläche des optischen Elements die auf das optische Element einfallenden Lichtwellen. Eine genaue Kontrolle der Form der Oberfläche ist daher zur Ausbildung einer exakten Wellenfront mit gewünschten Eigenschaften von besonderem Vorteil.Optical elements for guiding and shaping radiation in projection exposure systems are known from the prior art. In the known optical elements, a surface of the optical element often guides and shapes the light waves incident on the optical element. Precise control of the shape of the surface is therefore of particular advantage in order to form an exact wavefront with the desired properties.
Aus dem Stand der Technik sind Lithografiesysteme bekannt, welche ultraviolette Strahlung, insbesondere DUV (deep ultra violet)- und/oder EUV (extreme ultra violet)-Licht verwenden, um mikrolithografische Strukturen mit höchster Präzision herzustellen. Hierbei wird das Licht einer Strahlungsquelle über mehrere Spiegel zu einem zu belichtenden Wafer gelenkt. Eine exakte Ausbildung der Oberflächenform des Spiegels trägt hierbei entscheidend zu der Qualität der Belichtung bei.Lithography systems are known from the prior art which use ultraviolet radiation, in particular DUV (deep ultraviolet) and/or EUV (extreme ultraviolet) light, in order to produce microlithographic structures with the greatest precision. In this case, the light from a radiation source is directed via a number of mirrors to a wafer to be exposed. An exact formation of the surface shape of the mirror makes a decisive contribution to the quality of the exposure.
Da sich die Genauigkeitsanforderungen an die optischen Elemente eines Lithografiesystems, insbesondere an Spiegeloberflächen, auf Bruchteile von Nanometern belaufen können, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, zur Überprüfung der Güte der optischen Elemente des Lithografiesystems interferometrische Messverfahren und - vorrichtungen zu verwenden.Since the accuracy requirements for the optical elements of a lithography system, in particular for mirror surfaces, can amount to fractions of nanometers, it is known from the prior art to use interferometric measuring methods and devices to check the quality of the optical elements of the lithography system.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur hochgenauen Vermessung von Spiegeloberflächen und/oder Linsenoberflächen computergenerierte Hologramme (CGHs) einzusetzen. Mittels der CGHs werden an die Oberflächen angepasste Prüfwellenfronten erzeugt, deren Reflexion an den Oberflächen mit einer Referenzwelle interferometrisch vermessen wird. Prüfwellenfehler, welcher durch eine fehlerhafte Ausbildung des CGHs bedingt sind, sind somit nicht von Fehlern in der zu vermessenden Spiegeloberfläche und/oder Linsenoberfläche zu unterscheiden.It is known from the prior art to use computer-generated holograms (CGHs) for the high-precision measurement of mirror surfaces and/or lens surfaces. Test wavefronts adapted to the surfaces are generated by means of the CGHs, the reflection of which on the surfaces is measured interferometrically with a reference wave. Test wave errors, which are caused by an incorrect formation of the CGH, are therefore indistinguishable from errors in the mirror surface and/or lens surface to be measured.
Aus dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, das CGH zunächst über separate Messtechniken zu qualifizieren und einen auf diese Weise ermittelten Fehler des CGHs aus der Prüfwellenfront und/oder der gesamten Oberflächenmessung heraus zu kalibrieren.It is also known from the prior art to first qualify the CGH using separate measurement techniques and to calibrate an error in the CGH determined in this way from the test wavefront and/or the entire surface measurement.
In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Titel „Verfahren zur flächenhaften, ortsaufgelösten Bestimmung wenigstens eines Strukturparameters“ mit Anmeldetag vom 08.01.2021 und Amtsaktenzeichen
Nachteilig an derartigen indirekten Verfahren gemäß dem Stand der Technik ist, dass wiederum Fehler in einer Qualifizierung des CGHs und/oder einer Modellierung des CGHs zu systematischen Fehlern in der Prüfwelle und damit der Oberflächenmessung führen können.A disadvantage of such indirect methods according to the prior art is that errors in a qualification of the CGH and/or a modeling of the CGH can lead to systematic errors in the test wave and thus in the surface measurement.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, diffraktive Messtrukturen, insbesondere computergenerierte Hologramme (CGH), zur Überprüfung der optischen Oberfläche von Spiegeln einzusetzen, wobei die Messstruktur eine Prüfwellenfront ausbildet, welche der Sollform des zu überprüfenden optischen Elements entspricht. Abweichungen der Ist-Form des Spiegels von einer Sollform des Spiegels, werden gemäß dem Stand der Technik mittels interferometrischer Methoden bestimmt.It is known from the prior art to use diffractive measurement structures, in particular computer-generated holograms (CGH), to check the optical surface of mirrors, with the measurement structure forming a test wave front which corresponds to the desired shape of the optical element to be checked. Deviations of the actual shape of the mirror from a target shape of the mirror, are determined according to the prior art using interferometric methods.
Die Genauigkeit, mit welcher die Prüfwellenfront ausgebildet werden kann und damit auch die Genauigkeit, mit welcher die optische Oberfläche überprüft werden kann, hängt von einer Fertigungsgüte des CGHs ab.The accuracy with which the test wave front can be formed and thus also the accuracy with which the optical surface can be checked depends on the manufacturing quality of the CGH.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, das CGH zu qualifizieren bzw. kalibrieren.It is known from the prior art to qualify or calibrate the CGH.
Die gattungsgemäße
In Strahlengängen optischer Messsysteme werden gemäß dem allgemeinen Stand der Technik häufig diffraktive optische Masken und/oder diffraktive Gitter oder allgemeiner diffraktive Messstrukturen verwendet, um eine Messtechnik zu ermöglichen. Aus dem Stand der Technik sind Prüfaufbauten für die Spiegelpasse-Messtechnik unter Verwendung von CGHs als Messstrukturen bekannt. Ferner sind absorbierende Messgitter für Systemqualifizierungen und/oder Masken zur Vermessung von Abbildungsgüten bekannt.According to the general state of the art, diffractive optical masks and/or diffractive gratings or more generally diffractive measuring structures are often used in beam paths of optical measuring systems in order to enable a measuring technique. Test setups for mirror pass measurement technology using CGHs as measurement structures are known from the prior art. Furthermore, absorbing measuring gratings for system qualifications and/or masks for measuring imaging qualities are known.
Den vorgenannten aus dem Stand der Technik bekannten Messtechniken ist gemein, dass optische Eigenschaften der Messtechniken bzw. eine genaue Kenntnis über die optischen Eigenschaften der Bauteile der Messaufbauten einen hohen Einfluss auf eine erreichbare Messgenauigkeit haben. Insbesondere für eine benötigte Messgenauigkeit in einem Nanometerbereich oder darunter können nicht genau bekannte Eigenschaften der diffraktiven Messstrukturen zu relevanten Fehlerbeiträgen führen.What the aforementioned measurement techniques known from the prior art have in common is that optical properties of the measurement techniques or precise knowledge of the optical properties of the components of the measurement structures have a major influence on the measurement accuracy that can be achieved. Properties of the diffractive measurement structures that are not precisely known can lead to relevant error contributions, in particular for a required measurement accuracy in the nanometer range or below.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Qualifizierung eines CGHs zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine schnelle und zuverlässige Qualifizierung des CGHs ermöglicht.The present invention is based on the object of creating a method for qualifying a CGH which avoids the disadvantages of the prior art, in particular enabling rapid and reliable qualification of the CGH.
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
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Regularisierungsverfahren zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine stabile und zuverlässige Ausführung eines Verfahrens zur Rekonstruktion einer Wirkung eines CGHs ermöglicht.The present invention is also based on the object of creating a regularization method which avoids the disadvantages of the prior art, in particular enabling a stable and reliable execution of a method for reconstructing an effect of a CGH.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Regularisierungsverfahren mit den in Anspruch 8 genannten Merkmalen gelöst.According to the invention, this object is achieved by a regularization method having the features specified in claim 8 .
Der vorliegenden Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Qualifizierung eines CGHs zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine schnelle und zuverlässige Qualifizierung des CGHs ermöglicht.The present invention is also based on the object of creating a device for qualifying a CGH which avoids the disadvantages of the prior art, in particular enabling rapid and reliable qualification of the CGH.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 10 genannten Merkmalen gelöstAccording to the invention, this object is achieved by a device having the features specified in
Der vorliegenden Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, ein Lithografiesystem zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere zuverlässig geprüfte Spiegel aufweist.Furthermore, the present invention is based on the object of creating a lithography system which avoids the disadvantages of the prior art, in particular having reliably tested mirrors.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Lithografiesystem mit den in Anspruch 11 genannten Merkmalen gelöst.According to the invention, this object is achieved by a lithography system having the features specified in
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Qualifizierung eines Computergenerierten Hologramms (CGH), welches bei einer kohärenten Beleuchtung mit einer Prüfstrahlung zur Ausbildung wenigstens einer Prüfwellenfront der Prüfstrahlung zur Prüfung eines Spiegels einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage eingerichtet ist, wird die Prüfwellenfront mittels einer das CGH qualifizierenden und/oder simulierenden optischen Messeinrichtung durch eine Messstrahlung vollflächig vermessen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das CGH hinsichtlich einer Wirkung auf die Prüfstrahlung lediglich dadurch qualifiziert wird, dass die Wirkung des CGHs auf die Prüfwellenfront und/oder eine Phase der Prüfstrahlung rekonstruiert wird, wobei eine Fehlerpropagation eines Residuums auf die wenigstens eine Prüfwellenfront berücksichtigt wird, wobei sich das Residuum aus einer Abweichung zwischen einer Messung und einer Simulation einer Wirkung des CGHs auf die Messstrahlung, insbesondere eine Messwellenfront der Messstrahlung, ergibt.In the method according to the invention for qualifying a computer-generated hologram (CGH), which is set up in the case of coherent illumination with a test radiation to form at least one test wavefront of the test radiation for testing a mirror of an EUV projection exposure system, the test wavefront is determined using a CGH-qualifying and/or simulating optical measuring device measured by a measuring radiation over the entire surface. According to the invention, it is provided that the CGH is only qualified with regard to an effect on the test radiation in that the effect of the CGH on the test wavefront and/or a phase of the test radiation is reconstructed, with an error propagation of a residue on the at least one test wavefront being taken into account, wherein the residue results from a deviation between a measurement and a simulation of an effect of the CGH on the measurement radiation, in particular a measurement wavefront of the measurement radiation.
Unter einer Qualifizierung des CGHs ist im Rahmen der Erfindung eine messtechnische Untersuchung des CGHs zu verstehen, auf Grundlage deren Ergebnisses ein Urteil hinsichtlich wenigstens einer Funktionalität des CGHs ermöglicht wird. Wird eine hinreichende Funktionalität festgestellt, wird hierdurch das CGH für die Weiterverwendung qualifiziert. Die untersuchte Funktionalität kann im Rahmen der Erfindung insbesondere die Fähigkeit zur Ausbildung der gewünschten Wellenfrontform umfassen. Within the scope of the invention, a qualification of the CGH is to be understood as a metrological examination of the CGH, on the basis of the result of which a judgment with regard to at least one functionality of the CGH is made possible. If sufficient functionality is determined, the CGH is thereby qualified for further use. Within the scope of the invention, the functionality examined can in particular include the ability to form the desired wavefront shape.
Die vorbeschriebene Qualifizierung des CGHs kann auch eine Kalibrierung desselben umfassen.The above-described qualification of the CGH can also include a calibration of the same.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert weiterhin auf den aus dem Stand der Technik bekannten Messverfahren, wobei jedoch die Qualifikation des CGHs durch eine lediglich effektive, d. h. lediglich auf eine Wirkung gerichtete, Qualifikation ersetzt wird. Die Aufgabe der effektiven Qualifikation ist hierbei nicht eine möglichst exakte Rekonstruktion der räumlich-körperlichen Ausgestaltung des CGHs, sondern eine möglichst exakte Rekonstruktion der Wirkung des CGHs auf die Prüfwellenfront und/oder die Phase der Prüfstrahlung. Hierdurch kann ein Rechenaufwand und/oder ein Zeitaufwand bei der Qualifizierung des CGHs bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit vermindert werden. Insbesondere können alle Maßnahmen entfallen, die nicht lediglich darauf gerichtet sind, dass die Wirkung des CGHs auf die Prüfwellenfront und/oder die Phase der Prüfstrahlung rekonstruiert wird.The method according to the invention is also based on the measurement methods known from the prior art, although the qualification of the CGH is based on a merely effective, i. H. qualification that is only aimed at an effect is replaced. The task of effective qualification is not the most exact reconstruction possible of the physical and spatial configuration of the CGH, but rather the most exact reconstruction possible of the effect of the CGH on the test wavefront and/or the phase of the test radiation. As a result, the computing effort and/or the time required for the qualification of the CGH can be reduced while at the same time having a high level of reliability. In particular, all measures can be omitted that are not only aimed at reconstructing the effect of the CGH on the test wave front and/or the phase of the test radiation.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Fehlerpropagation eines Residuums auf die Phase der Prüfstrahlung berücksichtigt wird.Alternatively or additionally, it can be provided that an error propagation of a residue to the phase of the test radiation is taken into account.
Gemäß dem Stand der Technik wird bei einer Rekonstruktion eines CGHs die Wahrscheinlichkeit von Modellparametern p des CGHs maximiert.According to the prior art, the probability of model parameters p of the CGH is maximized when a CGH is reconstructed.
In äquivalenter Weise wird für Gauß-Verteilungen die quadratische Summe (least squares) der in Formel (1) gegebenen vektoriellen Meritfunktionsterme minimiert.
In Formel (1) ist c ein Simulationsmodell des CGHs, welches den Parametern p an einem Ort x des CGHs eine Vorhersage Ck eines Messwertes Ck,m zuordnet. Der letzte Term in Formel (1) stellt eine fakultative Kalibrierung des Residuums durch einen Abzug gewisser Basisfunktionen ZI dar.In formula (1), c is a simulation model of the CGH, which assigns a prediction C k of a measured value C k,m to the parameters p at a location x of the CGH. The last term in formula (1) represents an optional calibration of the residual by subtracting certain basis functions Z I.
Alternativ oder zusätzlich zu dem in Formel (1) gegebenen Residuum kann der in Formel (2) gegebene vektorielle Meritfunktionsterm minimiert werden. Bei dem in Formel (2) gegebenen Meritfunktionsterm handelt es sich um räumliche a-priori-Parameterkorrelationen, welche als Gaußsches-Feld ausgebildet sind.
In dem in Formel (2) gegebenen Term sind die räumlichen Korrelationen in der Varianzmatrix (cov) enthalten. Durch das fettgedruckte E wird eine Erwartungswertbildung beschrieben.In the term given in formula (2), the spatial correlations are contained in the variance matrix (cov). The E in bold describes the formation of an expectation value.
Alternativ oder zusätzlich kann die vektorielle Meritfunktion auch durch den in Formel (3) dargestellten Term gegeben sein. Bei dem in Formel (3) dargestellten Term handelt es sich um punktweise a-priori-Informationen (Priors) bzw. sogenannte „Gummibänder“. Die punktweisen a-priori-Informationen können beispielsweise Spezifikationsgrenzen und/oder externe Messungen berücksichtigen. Als externe Messungen können insbesondere Raster-Kraft-Mikroskopie-Messungen berücksichtigt werden.
In Formel (3) gibt σk eine Standardabweichung der externen Messung und µk einen Mittelwert der externen Messung an.In formula (3), σ k indicates a standard deviation of the external measurement and µ k indicates an average value of the external measurement.
In den Formeln (1), (2), (3) handelt es sich bei den Ausdrücken p, pk und zk,I um Fitparameter. Bei den Ausdrücken covc -1/2, cov-1/2, σk und µk handelt es sich um statistische Hyperparameter.In the formulas (1), (2), (3), the expressions p, p k and z k,I are fit parameters. The expressions cov c -1/2 , cov -1/2 , σ k and µ k are statistical hyperparameters.
In der im Rahmen der Erfindung vorzugsweise angewandten Bayes'schen Statistik ist unter einem Hyperparameter ein Parameter einer vorherigen Verteilung bzw. einer Prior-Verteilung zu verstehen. Der Begriff kann insbesondere verwendet werden, um Hyperparameter von Parametern eines mathematischen Modells für das zu analysierende, zugrundeliegende System zu unterscheiden.In the Bayesian statistics preferably used within the scope of the invention, a hyperparameter is to be understood as a parameter of a previous distribution or a prior distribution. In particular, the term can be used to distinguish hyperparameters from parameters of a mathematical model for the underlying system to be analyzed.
Die vollständige Merit-Funktion ergibt sich aus den Formeln (1), (2), (3) durch Bildung der Quadratsumme über alle Erfassungspunkte x auf dem CGH und alle Kanäle k eines jeden Terms.The full merit function is obtained from formulas (1), (2), (3) by taking the square sum over all detection points x on the CGH and all channels k of each term.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere zur Qualifizierung eines diffraktiven optischen Elements, insbesondere eines CGHs dienen. Die Qualifizierung wiederum dient insbesondere dazu, sicherzustellen, dass bei einer Verwendung des CGHs von dem CGH korrekt geformte Wellenfronten ausgehen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Qualifizierung dadurch, dass eine Wirkung des CGHs auf die Prüfwellenfront und/oder die Phase der Prüfstrahlung bestimmt wird. Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, dass unter Verwendung eines mathematischen Formelansatzes ein mathematischer Term, welcher Qualifizierungsfehler verursachende Restanteile beschreibt, minimiert wird. Die Minimierung kann insbesondere auch ein Bilden einer Ableitung umfassen.The method according to the invention can be used in particular to qualify a diffractive optical element, in particular a CGH. The qualification in turn serves in particular to ensure that when the CGH is used, correctly formed wavefronts emanate from the CGH. In the method according to the invention, the qualification takes place in that an effect of the CGH on the test wavefront and/or the phase of the test radiation is determined. According to the invention, this is done by minimizing a mathematical term, which describes residual portions causing qualification errors, using a mathematical formula approach. In particular, the minimization can also include the formation of a derivation.
Es kann vorgesehen sein, dass die simulierte Phase als Funktion einer Intensität auf Grundlage einer Fehlerpropagation sowie vorzugsweise einer Regularisierung bestimmt werden. Insbesondere kann die Phase gemäß der Formel (9) bestimmt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das CGH durch die optische Messeinrichtung unter Verwendung einer Scatterometriemethode, einer Ellipsometriemethode, einer Interferometriemethode und/oder einer Ptychografiemethode vermessen wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that the CGH is measured by the optical measuring device using a scatterometry method, an ellipsometry method, an interferometry method and/or a ptychography method.
Die vorbeschriebenen Methoden eignen sich in besonderem Maße zur Durchführung einer separaten Messung an dem zu qualifizierenden CGH.The methods described above are particularly suitable for carrying out a separate measurement on the CGH to be qualified.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Fehlerpropagation des Residuums als Teil einer mathematischen Optimierung berücksichtigt, insbesondere minimiert, wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that the error propagation of the residue is taken into account, in particular minimized, as part of a mathematical optimization.
Anstelle einer direkten Verwendung der Residuen ist eine Verwendung der Fehlerpropagation der Residuen auf die Phasen ϕund/oder einen oder mehrere andere Messkanäle von Vorteil. Die Fehlerpropagation der Residuen ist durch Formel (4) gegeben.
In Formel (4) beschreibt der Ausdruck covϕ,ϕ' eine geschätzte vorkonditionierte Phasen-Kovarianzmatrix. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die geschätzte, vorkonditionierte Phasen-Kovarianzmatrix durch eine gewichtete Reskalierung aus der Einheitsmatrix hervorgeht. In Formel (4) können ferner auch Ausdrücke Zi für optionale Kalibrierfunktionen als weitere Summanden vorgesehen sein, wie sie bereits an vorheriger Stelle beschrieben wurden bzw. im Zusammenhang mit Formel (6) beschrieben werden.In formula (4), the expression cov φ,φ ' describes an estimated preconditioned phase covariance matrix. In particular, it can be provided that the estimated, preconditioned phase covariance matrix results from a weighted rescaling from the identity matrix. Furthermore, expressions Z i for optional calibration functions can also be provided as additional summands in formula (4), as they have already been described above or are described in connection with formula (6).
Ferner stellt in Formel (4) der Ausdruck m die gesamte vorbeschriebene vektorielle Merit-Funktion dar. Hierbei sind die Ausdrücke gemäß der Formel (2) und der Formel (3) optionaler Bestandteil der vektoriellen Merit-Funktion m. Ferner können alle Kovarianzmatrizen als triviale Kovarianzmatrizen ausgebildet sein.Furthermore, in formula (4), the expression m represents the entire vectorial merit function described above. Here, the expressions according to formula (2) and formula (3) are an optional component of the vectorial merit function m. Furthermore, all covariance matrices can be considered trivial be formed covariance matrices.
In allen vorgenannten Fällen kann das Differenzial aus der Formel (4) gemäß der Formel (5) ausgewertet werden.
In Formel (5) gibt dm die Jakobi-Matrix der Merit-Funktion m nach den Parametern p an.In formula (5), dm gives the Jacobian matrix of the merit function m after the parameters p.
Im Falle eines Verzichts auf die Terme gemäß Formel (2) und Formel (3) können in dem Ausdruck gemäß Formel (5) entartete Differenziale dm auftreten, welche zu unbeschränkten Werten des Ausdrucks
Selbstverständlich kann ein derartiges Phänomen auch bei einem Vorhandensein der Terme gemäß der Formel (2) oder (3) auftreten. Allerdings ist dies durch die Regularisierungsterme, welche in der Merit-Funktion enthalten sind, weniger wahrscheinlich.Of course, such a phenomenon can also occur in the presence of the terms according to the formula (2) or (3). However, this is less likely due to the regularization terms contained in the merit function.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die Fehlerpropagation einen Teil der systematischen Fehler des Messverfahrens herausfiltert, nämlich Fehlerterme im Residuum gemäß Formel (1), welche durch den Ausdruck
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass bei der mathematischen Optimierung im Rahmen wenigstens eines Glättungsverfahrens und/oder eines Regularisierungsverfahrens eine Abweichung wenigstens eines Parameters des CGHs zwischen einer Messung und einer Simulation durch wenigstens eine Linearkombination aus, vorzugsweise weniger als zehn, glatten Basisfunktionen beschrieben und/oder kontrolliert wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that during the mathematical optimization within the scope of at least one smoothing method and/or a regularization method, a deviation of at least one parameter of the CGH between a measurement and a simulation is compensated by at least one linear combination of, preferably less than ten is described and/or controlled using smooth basis functions.
Alternativ oder zusätzlich können die Regularisierungsterme gemäß der Formel (2) und/oder (3) in der Merit-Funktion vorhanden sein, während zumindest der Residuenausdruck gemäß Formel (1) gemäß der folgenden Formel (6) phasenpropagiert ist.
In Formel (6) werden die Basisfunktionen Zi und Zj durch Zernike-Polynom-Terme beschrieben. Hierbei sind beide Zernike-Kalibrationen optional.In formula (6), the basis functions Z i and Z j are described by Zernike polynomial terms. Both Zernike calibrations are optional.
In allen der vorgenannten Fälle kann es von Vorteil sein, wenn anstatt des in Formel (6) dargestellten, propagierten Residuenterms eine direkte Propagation gemäß Formel (7) verwendet wird.
In der Formel (7) ergibt sich die Funktion ϕ(c) aus einem bestimmten Fit von Daten (c(p), ϕ(p)) an Messstellen p. Hierbei kann es sich insbesondere um erfasste Daten einer Datenbasis handeln. Bei dem Fit kann es sich um einen polynomialen Fit und/oder eine lokale lineare Regression handeln.In formula (7), the function ϕ(c) results from a specific fit of data (c(p), ϕ(p)) at measurement points p. This can in particular be recorded data from a database. The fit can be a polynomial fit and/or a local linear regression.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass
- - die Abweichungen wenigstens eines Parameters des CGHs über eine Phasensensitivität propagiert wird, und/oder
- - wenigstens eine Kalibrationsfunktion einen hohen Winkel zu der Fehlerpropagation des Residuums, insbesondere als eine Funktion eines Ortes, einschließt.
- - the deviations of at least one parameter of the CGH is propagated via a phase sensitivity, and/or
- - at least one calibration function includes a high angle to the error propagation of the residual, in particular as a function of a location.
Die vorbeschriebenen Lösungen haben den potentialen Vorteil, dass durch sie ein Fehler bei der Bestimmung der gewünschten Phase selbst minimiert werden kann. Insbesondere kann die Fehlerminimierung trotz systematischer Modellfehler und ohne die Verwendung einer Phasenmessung erfolgen.The solutions described above have the potential advantage that they can minimize error in the determination of the desired phase itself. In particular, the error can be minimized despite systematic model errors and without using a phase measurement.
Insbesondere kann auf eine Anpassungskalibrierung der Phase durch die Kalibrationsfunktionen Zi verzichtet werden. Der Ausdruck der Kalibration bezieht sich hierbei nicht auf die Kalibrierung des CHGs, sondern auf eine Kalibration der Parameterabweichung.In particular, there is no need for an adjustment calibration of the phase using the calibration functions Z i . The term calibration does not refer to the calibration of the CHG, but to a calibration of the parameter deviation.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist allerdings zu beachten, dass gemäß der Konstruktion und dem Ziel der Durchführung des Verfahrens die Phasenpropagation eine starke Verzerrung in eine Parameterrekonstruktion einführt. Insbesondere kann die Verzerrung trotz eines Zurücksetzens der Phasenkovarianz auf eine propagierte c-Kovarianz auftreten.In the case of the method according to the invention, however, it should be noted that according to the design and the aim of carrying out the method, the phase propagation introduces a strong distortion into a parameter reconstruction. In particular, the distortion can occur despite resetting the phase covariance to a propagated c-covariance.
Das vorbeschriebene Phänomen kann unter Umständen zu deutlichem Rauschen oder Fehlern in kritischen CGH-Parametern führen. Kritische Parameter des CGHs sind beispielsweise solche Parameter mit einer hohen Phasensensitivität und einer zugleich geringen Sensitivität der separaten Messung bzw. der c-Messung. Die separate Messung kann hierbei scatterometrisch und/oder interferometrisch erfolgen.Under certain circumstances, the phenomenon described above can lead to significant noise or errors in critical CGH parameters. Critical parameters of the CGH are, for example, those parameters with a high phase sensitivity and at the same time a low sensitivity of the separate measurement or the c-measurement. The separate measurement can be carried out scatterometrically and/or interferometrically.
Es ist von besonderem Vorteil, wenn zur Einschränkung der Verzerrung starke a-priori-Informationen und/oder Parameterkorrelationen für die vorgenannten kritischen Parameter vorgesehen sind. Diese werden nachfolgend beschrieben.It is of particular advantage if strong a priori information and/or parameter correlations are provided for the aforementioned critical parameters in order to limit the distortion. These are described below.
Insbesondere kann unter Umständen eine statistische Interpretation der Merit-Funktion als eine log likelihood von bayesisch aktualisierten Gaußschen Feldern nicht mehr zielführend sein.In particular, a statistical interpretation of the merit function as a log likelihood of Bayesian updated Gaussian fields may no longer be expedient.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Ausdruck
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass bei der mathematischen Optimierung wenigstens ein Fitparameter derart ausgewählt wird, dass eine volle Kovarianzmatrix über eine Phasensensitivität fehlerpropagiert wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that during the mathematical optimization at least one fit parameter is selected in such a way that a full covariance matrix is error-propagated via a phase sensitivity.
Es kann vorgesehen sein, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens systematische Fehler detektiert werden. Hierzu können insbesondere Abweichungen zwischen einer herkömmlichen und einer phasen-optimierten Merit-Funktion analysiert werden. Die Abweichungen kennzeichnen hierbei effektive Parameter p, welche nicht erfasste systematische Fehler zu kompensieren versuchen.Provision can be made for systematic errors to be detected using the method according to the invention. For this purpose, in particular deviations between a conventional and a phase-optimized merit function can be analyzed. In this case, the deviations characterize effective parameters p, which attempt to compensate for systematic errors that have not been recorded.
Es kann vorgesehen sein, dass die simulierte Phase ϕsim(l) auf Grundlage einer Interpolation oder einem Fitdatensatz (I(pi). ϕ(pί)) bestimmt wird. Hierbei bezeichnet I eine Intensität und i einen Index eines Messpunkts.Provision can be made for the simulated phase φ sim (l) to be determined on the basis of an interpolation or a fit data record (I(pi), φ(p ί )). Here I designates an intensity and i an index of a measuring point.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Fitparameter innerhalb eines Linearitätsbereich der Optimierung, insbesondere nach einer vorhergehenden Groboptimierung, optimiert wird.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that the at least one fit parameter is optimized within a linearity range of the optimization, in particular after a previous rough optimization.
Die Fitparamater können ähnlich zu der in der Veröffentlichung „Germer et al. Developing an uncertainty analysis for optical scatterometry, March 2009, SPIE Proceeding“ dargestellten Weise ausgewählt werden. Hierbei ist die volle Kovarianzmatrix wiederum über die Phasensensitivität fehlerpropagiert.The fit parameters can be similar to those in the publication "Germer et al. Developing an uncertainty analysis for optical scatterometry, March 2009, SPIE Proceeding”. be elected. In this case, the full covariance matrix is again error-propagated via the phase sensitivity.
Die Optimierung innerhalb des Linearitätsbereichs verbessert und vereinfacht die Durchführung der Optimierung der Fitparameter.The optimization within the linearity range improves and simplifies the implementation of the optimization of the fit parameters.
Die Erfindung betrifft ferner ein Regularisierungsverfahren mit den in Anspruch 8 genannten Merkmalen.The invention also relates to a regularization method having the features specified in claim 8.
Bei dem erfindungsgemäßen Regularisierungsverfahren für ein Verfahren zur Rekonstruktion einer Wirkung eines CGHs auf eine Prüfwellenfront und/oder eine Phase einer Prüfstrahlung wird eine Abweichung wenigstens eines Parameters des CGHs zwischen einer Messung und einer Simulation einer Wirkung des CGHs auf eine Messstrahlung, insbesondere eine Messwellenfront der Messstrahlung, durch wenigstens eine glatte Basisfunktion und/oder einer Linearkombination aus mehreren, vorzugsweise weniger als zehn, glatten Basisfunktionen beschrieben und/oder kontrolliert.In the inventive regularization method for a method for reconstructing an effect of a CGH on a test wavefront and/or a phase of a test radiation, a deviation of at least one parameter of the CGH between a measurement and a simulation of an effect of the CGH on a measurement radiation, in particular a measurement wavefront of the measurement radiation , described and/or controlled by at least one smooth basis function and/or a linear combination of several, preferably less than ten, smooth basis functions.
Unter einer Regularisierung bzw. einem Regularisierungsverfahren ist im Rahmen der Erfindung eine mathematische Maßnahme bzw. ein mathematisches Verfahren zu verstehen, durch welche bzw. welches Lösungen für sogenannte „mathematisch schlecht gestellte Aufgaben“ gefunden werden können und/oder durch welche bzw. welches eine Überanpassung von Messdaten durch ein mathematisches Modell vermieden werden kann.A regularization or a regularization method is to be understood within the scope of the invention as a mathematical measure or a mathematical method through which solutions for so-called "mathematically poorly set tasks" can be found and/or through which an overfitting of measurement data can be avoided by a mathematical model.
Bei dem erfindungsgemäßen Regularisierungsverfahren wird der Erwartungswert durch Linearkombinationen weniger Basisfunktionen Zi beschrieben, welche unter anderem Korrelationen gemäß Formel (8) enthalten.
Bei dem erfindungsgemäßen Regularisierungsverfahren kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Basisfunktion derart modifiziert wird, dass ein Regularisierungskern zu einer Phasensensitivität der Prüfstrahlung wenigstens annähernd dekorreliert ist, und/oder wenigstens zwei Basisfunktionen vorgesehen sind, die Korrelationen zwischen wenigstens zwei verschiedenen Orten auf dem CGH aufweisen.In the regularization method according to the invention, it can be provided that the at least one basis function is modified in such a way that a regularization kernel is at least approximately decorrelated to a phase sensitivity of the test radiation, and/or at least two basis functions are provided which have correlations between at least two different locations on the CGH .
Das Vorgehen gemäß Formel (8) ist zunächst äquivalent zu der sogenannten Tykhonov-Regularisierung, in der die Differenz p - µ auf einen Unterraum projiziert wird, welcher von den Basisfunktionen Zk aufgespannt wird. Anschließend wird eine Norm der Projektion minimiert.The procedure according to formula (8) is initially equivalent to the so-called Tykhonov regularization, in which the difference p−μ is projected onto a subspace which is spanned by the basis functions Z k . A norm of the projection is then minimized.
Die zusätzlichen Fitparameter zk,i bieten jedoch den Vorteil, dass zum einen die Basisfunktionen Zi nicht orthogonal sein müssen und zum anderen die Fitkoeffizienten Zi direkt kontrollierbar sind.However, the additional fit parameters z k,i offer the advantage that on the one hand the basis functions Z i do not have to be orthogonal and on the other hand the fit coefficients Z i can be controlled directly.
Ferner ist in dem in Formel (8) gegebenen Ausdruck für die a-priori-Information durch den Ausdruck µk auch der punktweise Prior gemäß der Formel (3) abgedeckt, so dass die nachfolgend beschriebene Lösung beide a-priori-Terme erfasst:
- Erfindungsgemäß wird statt der a-priori-Information (prior) gemäß Formel (8) eine Fehlerpropagation
- According to the invention, instead of the a priori information (prior) according to formula (8), error propagation is used
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Basisfunktionen derartig gewählt werden, dass sie einen hohen Winkel zu der Phasensensitivität und/oder zu Komponenten und/oder zu hohen Singulärwerten der Fehlerpropagationsabbildung
Das erfindungsgemäße Regularisierungsverfahren dient insbesondere zur Glättung kritischer Parameter der Phasensensitivitäten.The regularization method according to the invention serves in particular to smooth critical parameters of the phase sensitivities.
Im Rahmen der Erfindung kann unter einer Phasensensitivität eine Phasenlage der Prüfwellenfront und/oder der Wellenfront der Messstrahlung verstanden werden.Within the scope of the invention, a phase sensitivity can be understood to mean a phase position of the test wave front and/or the wave front of the measurement radiation.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Regulierungskern des Regularisierungsverfahrens derart modifiziert wird, dass er möglichst komplementär bzw. dekorreliert bzw. orthogonal zu der zu vermessenden Phasensensitivität ist.It can be provided that a regulation core of the regularization method is modified in such a way that it is as complementary as possible or decorrelated or orthogonal to the phase sensitivity to be measured.
Gemäß Formel (2) werden räumliche Korrelationen über eine Korrelationsmatrix abgebildet.According to formula (2), spatial correlations are mapped using a correlation matrix.
Alternativ kann zur Berücksichtigung räumlicher Korrelationen die Korrelationsmatrix trivial gewählt werden, während der Erwartungswert durch Linearkombinationen weniger Basisfunktionen Zi beschrieben wird.Alternatively, the correlation matrix can be selected trivially to take spatial correlations into account, while the expected value is described by linear combinations of fewer basic functions Z i .
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Qualifizierung eines CGHs mit den in Anspruch 10 genannten Merkmalen.The invention also relates to a device for qualifying a CGH having the features mentioned in
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Qualifizierung eines CGH, welches bei einer kohärenten Beleuchtung mit einer Prüfstrahlung zur Ausbildung wenigstens einer Prüfwellenfront der Prüfstrahlung zur Prüfung eines Spiegels einer EUV-Projektionsbelichtungsanlage eingerichtet ist, weist eine das CGH qualifizierende und/oder simulierende optische Messeinrichtung zur vollflächigen Vermessung des CGHs durch eine Messstrahlung auf. Erfindungsgemäß ist die Messeinrichtung dazu eingerichtet ist, das CGH hinsichtlich einer Wirkung auf die Prüfstrahlung lediglich dadurch zu qualifizieren, dass die Wirkung des CGHs auf die Prüfwellenfront und/oder eine Phase der Prüfstrahlung rekonstruiert wird, wobei eine Fehlerpropagation eines Residuums auf die wenigstens eine Prüfwellenfront berücksichtigt wird, wobei sich das Residuum aus einer Abweichung zwischen einer Messung und einer Simulation einer Wirkung des CGHs auf die Messstrahlung, insbesondere eine Messwellenfront der Messstrahlung, ergibt.The device according to the invention for qualifying a CGH, which is set up in the case of coherent illumination with a test radiation to form at least one test wavefront of the test radiation for testing a mirror of an EUV projection exposure system, has an optical measuring device that qualifies and/or simulates the CGH for the full-surface measurement of the CGHs by a measurement radiation. According to the invention, the measuring device is set up to qualify the CGH with regard to an effect on the test radiation only in that the effect of the CGH on the test wavefront and/or a phase of the test radiation is reconstructed, with error propagation of a residue on the at least one test wavefront being taken into account is, the residue resulting from a deviation between a measurement and a simulation of an effect of the CGH on the measurement radiation, in particular a measurement wave front of the measurement radiation.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient demnach zur vollflächigen Vermessung wenigstens einer von einem mit einer Prüfstrahlung kohärent beleuchteten CGH ausgehenden Prüfwellenfront und weist vorzugsweise eine das CGH mittels einer Messstrahlung qualifizierende und simulierende optische Messeinrichtung auf, welche eingerichtet ist, das CGH lediglich hinsichtlich einer Wirkung auf die Prüfstrahlung zu qualifizieren und eine Fehlerpropagation eines Residuums auf die wenigstens eine Prüfwellenfront zu berücksichtigen.The device according to the invention is therefore used for the full-surface measurement of at least one test wavefront emanating from a CGH coherently illuminated with a test radiation and preferably has an optical measuring device that qualifies and simulates the CGH by means of a test radiation, which is set up to assign the CGH only with regard to an effect on the test radiation qualify and to take into account an error propagation of a residual to the at least one test wavefront.
Die Erfindung betrifft ferner ein Lithografiesystem mit den in Anspruch 11 genannten Merkmalen.The invention also relates to a lithography system having the features specified in
Das erfindungsgemäße Lithografiesystem, insbesondere eine Projektionsbelichtungsanlage für die Halbleiterlithografie, umfasst ein Beleuchtungssystem mit einer Strahlungsquelle sowie einer Optik, welche wenigstens ein optisches Element aufweist, wobei wenigstens eines der optischen Elemente eine optische Oberfläche aufweist, welche wenigstens teilweise mit einem CGH vermessen ist. Erfindungsgemäß ist das CGH wenigstens teilweise mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer seiner vorteilhaften Ausgestaltungen und/oder wenigstens teilweise mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder einer ihrer vorteilhaften Ausgestaltungen qualifiziert. Alternativ oder zusätzlich ist das CGH wenigstens teilweise mittels eines Verfahrens qualifiziert, welches mittels des erfindungsgemäßen Regularisierungsverfahrens oder einer seiner vorteilhaften Ausgestaltungen regularisiert wird bzw. ist.The lithography system according to the invention, in particular a projection exposure system for semiconductor lithography, comprises an illumination system with a radiation source and an optical system which has at least one optical element, wherein at least one of the optical elements has an optical surface which is at least partially measured with a CGH. According to the invention, the CGH is qualified at least partially by means of the method according to the invention or one of its advantageous configurations and/or at least partially by means of the device according to the invention or one of its advantageous configurations. Alternatively or additionally, the CGH is at least partially qualified by means of a method which is or is regularized by means of the regularization method according to the invention or one of its advantageous configurations.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das CGH wenigstens teilweise mittels eines Verfahrens qualifiziert ist, welches wenigstens teilweise mittels des erfindungsgemäßen Regularisierungsverfahrens oder einer seiner vorteilhaften Ausgestaltungen regularisiert wird bzw. ist.It can also be provided that the CGH is at least partially qualified by means of a method which is or is at least partially regularized by means of the regularization method according to the invention or one of its advantageous configurations.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem optischen Element um einen Spiegel des als EUV-Projektionsbelichtungsanlage ausgebildeten Lithografiesystems.The optical element is preferably a mirror of the lithography system designed as an EUV projection exposure system.
Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch das erfindungsgemäße Verfahren, das erfindungsgemäße Regularisierungsverfahren, die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Lithografiesystem, beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.Features that have been described in connection with one of the objects of the invention, namely given by the method according to the invention, the regularization method according to the invention, the device according to the invention or the lithography system according to the invention, can also be advantageously implemented for the other objects of the invention. Likewise, advantages that were mentioned in connection with one of the objects of the invention can also be understood in relation to the other objects of the invention.
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.
In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.In a puristic embodiment of the invention, however, it can also be provided that the features introduced in the invention with the terms “comprising”, “having” or “with” are listed exhaustively. Accordingly, one or more listings of features may be considered complete within the scope of the invention, e.g. considered for each claim. The invention can consist exclusively of the features mentioned in
Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie „erstes“ oder „zweites“ etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.It should be mentioned that designations such as “first” or “second” etc. are primarily used for reasons of distinguishability of the respective device or method features and are not necessarily intended to indicate that features are mutually dependent or related to one another.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing.
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 combined with features of other exemplary embodiments by a person skilled in the art to form further meaningful combinations and sub-combinations.
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:
-
1 eine EUV-Projektionsbelichtungsanlage im Meridionalschnitt; -
2 eine DUV-Projektionsbelichtungsanlage; -
3 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; -
4 eine blockdiagrammartige Darstellung einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; -
5 eine blockdiagrammartige Darstellung einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regularisierungsverfahrens; -
6 eine flussdiagrammartige Darstellung eines Verfahrens zur Qualifizierung nach dem Stand der Technik; und -
7 eine flussdiagrammartige Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Qualifizierung.
-
1 an EUV projection exposure system in the meridional section; -
2 a DUV projection exposure system; -
3 a schematic representation of a possible embodiment of the device according to the invention; -
4 a block diagram representation of a possible embodiment of the method according to the invention; -
5 a block diagram representation of a possible embodiment of the regularization method according to the invention; -
6 a flow chart representation of a method for qualification according to the prior art; and -
7 a flowchart-like representation of the method for qualification according to the invention.
Im Folgenden werden zunächst unter Bezugnahme auf
Ein Beleuchtungssystem 101 der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 weist neben einer Strahlungsquelle 102 eine Beleuchtungsoptik 103 zur Beleuchtung eines Objektfeldes 104 in einer Objektebene 105 auf. Belichtet wird hierbei ein im Objektfeld 104 angeordnetes Retikel 106. Das Retikel 106 ist von einem Retikelhalter 107 gehalten. Der Retikelhalter 107 ist über einen Retikelverlagerungsantrieb 108 insbesondere in einer Scanrichtung verlagerbar.In addition to a
In
Die EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 umfasst eine Projektionsoptik 109. Die Projektionsoptik 109 dient zur Abbildung des Objektfeldes 104 in ein Bildfeld 110 in einer Bildebene 111. Die Bildebene 111 verläuft parallel zur Objektebene 105. Alternativ ist auch ein von 0° verschiedener Winkel zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111 möglich.The EUV
Abgebildet wird eine Struktur auf dem Retikel 106 auf eine lichtempfindliche Schicht eines im Bereich des Bildfeldes 110 in der Bildebene 111 angeordneten Wafers 112. Der Wafer 112 wird von einem Waferhalter 113 gehalten. Der Waferhalter 113 ist über einen Waferverlagerungsantrieb 114 insbesondere längs der y-Richtung verlagerbar. Die Verlagerung einerseits des Retikels 106 über den Retikelverlagerungsantrieb 108 und andererseits des Wafers 112 über den Waferverlagerungsantrieb 114 kann synchronisiert zueinander erfolgen.A structure on the
Bei der Strahlungsquelle 102 handelt es sich um eine EUV-Strahlungsquelle. Die Strahlungsquelle 102 emittiert insbesondere EUV-Strahlung 115, welche im Folgenden auch als Nutzstrahlung, Beleuchtungsstrahlung oder Projektionsstrahlung bezeichnet wird. Die Nutzstrahlung 115 hat insbesondere eine Wellenlänge im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um eine Plasmaquelle handeln, zum Beispiel um eine LPP-Quelle („Laser Produced Plasma“, mithilfe einer Laserstrahlungsquelle erzeugtes Plasma) oder um eine DPP-Quelle („Gas Discharged Produced Plasma“, mittels Gasentladung erzeugtes Plasma). Es kann sich auch um eine synchrotronbasierte Strahlungsquelle handeln. Bei der Strahlungsquelle 102 kann es sich um einen Freie-Elektronen-Laser („Free-Electron-Laser“, FEL) handeln.The
Die Beleuchtungsstrahlung 115, die von der Strahlungsquelle 102 ausgeht, wird von einem Kollektor 116 gebündelt. Bei dem Kollektor 116 kann es sich um einen Kollektor mit einer oder mit mehreren ellipsoidalen und/oder hyperboloiden Reflexionsflächen handeln. Die mindestens eine Reflexionsfläche des Kollektors 116 kann im streifenden Einfall („Grazing Incidence“, GI), also mit Einfallswinkeln größer als 45°, oder im normalen Einfall („Normal Incidence“, NI), also mit Einfallwinkeln kleiner als 45°, mit der Beleuchtungsstrahlung 115 beaufschlagt werden. Der Kollektor 116 kann einerseits zur Optimierung seiner Reflektivität für die Nutzstrahlung 115 und andererseits zur Unterdrückung von Falschlicht strukturiert und/oder beschichtet sein.The
Nach dem Kollektor 116 propagiert die Beleuchtungsstrahlung 115 durch einen Zwischenfokus in einer Zwischenfokusebene 117. Die Zwischenfokusebene 117 kann eine Trennung zwischen einem Strahlungsquellenmodul, aufweisend die Strahlungsquelle 102 und den Kollektor 116, und der Beleuchtungsoptik 103 darstellen.After the
Die Beleuchtungsoptik 103 umfasst einen Umlenkspiegel 118 und diesem im Strahlengang nachgeordnet einen ersten Facettenspiegel 119. Bei dem Umlenkspiegel 118 kann es sich um einen planen Umlenkspiegel oder alternativ um einen Spiegel mit einer über die reine Umlenkungswirkung hinaus bündelbeeinflussenden Wirkung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Umlenkspiegel 118 als Spektralfilter ausgeführt sein, der eine Nutzlichtwellenlänge der Beleuchtungsstrahlung 115 von Falschlicht einer hiervon abweichenden Wellenlänge trennt. Sofern der erste Facettenspiegel 119 in einer Ebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, die zur Objektebene 105 als Feldebene optisch konjugiert ist, wird dieser auch als Feldfacettenspiegel bezeichnet. Der erste Facettenspiegel 119 umfasst eine Vielzahl von einzelnen ersten Facetten 120, welche im Folgenden auch als Feldfacetten bezeichnet werden. Von diesen Facetten 120 sind in der
Die ersten Facetten 120 können als makroskopische Facetten ausgeführt sein, insbesondere als rechteckige Facetten oder als Facetten mit bogenförmiger oder teilkreisförmiger Randkontur. Die ersten Facetten 120 können als plane Facetten oder alternativ als konvex oder konkav gekrümmte Facetten ausgeführt sein.The
Wie beispielsweise aus der
Zwischen dem Kollektor 116 und dem Umlenkspiegel 118 verläuft die Beleuchtungsstrahlung 115 horizontal, also längs der y-Richtung.The
Im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 ist dem ersten Facettenspiegel 119 nachgeordnet ein zweiter Facettenspiegel 121. Sofern der zweite Facettenspiegel 121 in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet ist, wird dieser auch als Pupillenfacettenspiegel bezeichnet. Der zweite Facettenspiegel 121 kann auch beabstandet zu einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sein. In diesem Fall wird die Kombination aus dem ersten Facettenspiegel 119 und dem zweiten Facettenspiegel 121 auch als spekularer Reflektor bezeichnet. Spekulare Reflektoren sind bekannt aus der
Der zweite Facettenspiegel 121 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Facetten 122. Die zweiten Facetten 122 werden im Falle eines Pupillenfacettenspiegels auch als Pupillenfacetten bezeichnet.The
Bei den zweiten Facetten 122 kann es sich ebenfalls um makroskopische Facetten, die beispielsweise rund, rechteckig oder auch hexagonal berandet sein können, oder alternativ um aus Mikrospiegeln zusammengesetzte Facetten handeln. Diesbezüglich wird ebenfalls auf die
Die zweiten Facetten 122 können plane oder alternativ konvex oder konkav gekrümmte Reflexionsflächen aufweisen.The
Die Beleuchtungsoptik 103 bildet somit ein doppelt facettiertes System. Dieses grundlegende Prinzip wird auch als Fliegenaugeintegrator („Fly's Eye Integrator“) bezeichnet.The
Es kann vorteilhaft sein, den zweiten Facettenspiegel 121 nicht exakt in einer Ebene, welche zu einer Pupillenebene der Projektionsoptik 109 optisch konjugiert ist, anzuordnen.It can be advantageous not to arrange the
Mit Hilfe des zweiten Facettenspiegels 121 werden die einzelnen ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 abgebildet. Der zweite Facettenspiegel 121 ist der letzte bündelformende oder auch tatsächlich der letzte Spiegel für die Beleuchtungsstrahlung 115 im Strahlengang vor dem Objektfeld 104.The individual
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann im Strahlengang zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Objektfeld 104 eine Übertragungsoptik angeordnet sein, die insbesondere zur Abbildung der ersten Facetten 120 in das Objektfeld 104 beiträgt. Die Übertragungsoptik kann genau einen Spiegel, alternativ aber auch zwei oder mehr Spiegel aufweisen, welche hintereinander im Strahlengang der Beleuchtungsoptik 103 angeordnet sind. Die Übertragungsoptik kann insbesondere einen oder zwei Spiegel für senkrechten Einfall (NI-Spiegel, „Normal Incidence“-Spiegel) und/oder einen oder zwei Spiegel für streifenden Einfall (Gl-Spiegel, „Gracing Incidence“-Spiegel) umfassen.In a further embodiment of the
Die Beleuchtungsoptik 103 hat bei der Ausführung, die in der
Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtungsoptik 103 kann der Umlenkspiegel 118 auch entfallen, so dass die Beleuchtungsoptik 103 nach dem Kollektor 116 dann genau zwei Spiegel aufweisen kann, nämlich den ersten Facettenspiegel 119 und den zweiten Facettenspiegel 121.In a further embodiment of the
Die Abbildung der ersten Facetten 120 mittels der zweiten Facetten 122 beziehungsweise mit den zweiten Facetten 122 und einer Übertragungsoptik in die Objektebene 105 ist regelmäßig nur eine näherungsweise Abbildung.The imaging of the
Die Projektionsoptik 109 umfasst eine Mehrzahl von Spiegeln Mi, welche gemäß ihrer Anordnung im Strahlengang der EUV-Projektionsbelichtungsanlage 100 durchnummeriert sind.The
Bei dem in der
Reflexionsflächen der Spiegel Mi können als Freiformflächen ohne Rotationssymmetrieachse ausgeführt sein. Alternativ können die Reflexionsflächen der Spiegel Mi als asphärische Flächen mit genau einer Rotationssymmetrieachse der Reflexionsflächenform gestaltet sein. Die Spiegel Mi können, genauso wie die Spiegel der Beleuchtungsoptik 103, hoch reflektierende Beschichtungen für die Beleuchtungsstrahlung 115 aufweisen. Diese Beschichtungen können als Multilayer-Beschichtungen, insbesondere mit alternierenden Lagen aus Molybdän und Silizium, gestaltet sein. Reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as free-form surfaces without an axis of rotational symmetry. Alternatively, the reflection surfaces of the mirrors Mi can be designed as aspherical surfaces with exactly one axis of rotational symmetry of the reflection surface shape. Just like the mirrors of the
Die Projektionsoptik 109 hat einen großen Objekt-Bildversatz in der y-Richtung zwischen einer y-Koordinate eines Zentrums des Objektfeldes 104 und einer y-Koordinate des Zentrums des Bildfeldes 110. Dieser Objekt-Bild-Versatz in der y-Richtung kann in etwa so groß sein wie ein z-Abstand zwischen der Objektebene 105 und der Bildebene 111.The
Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere anamorphotisch ausgebildet sein. Sie weist insbesondere unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe βx, βy in x- und y-Richtung auf. Die beiden Abbildungsmaßstäbe βx, βy der Projektionsoptik 109 liegen bevorzugt bei (βx, βy) = (+/- 0,25, +/- 0,125). Ein positiver Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung ohne Bildumkehr. Ein negatives Vorzeichen für den Abbildungsmaßstab β bedeutet eine Abbildung mit Bildumkehr.The
Die Projektionsoptik 109 führt somit in x-Richtung, das heißt in Richtung senkrecht zur Scanrichtung, zu einer Verkleinerung im Verhältnis 4:1.The
Die Projektionsoptik 109 führt in y-Richtung, das heißt in Scanrichtung, zu einer Verkleinerung von 8:1.The
Andere Abbildungsmaßstäbe sind ebenso möglich. Auch vorzeichengleiche und absolut gleiche Abbildungsmaßstäbe in x- und y-Richtung, zum Beispiel mit Absolutwerten von 0,125 oder von 0,25, sind möglich.Other imaging scales are also possible. Image scales with the same sign and absolutely the same in the x and y directions, for example with absolute values of 0.125 or 0.25, are also possible.
Die Anzahl von Zwischenbildebenen in der x- und in der y-Richtung im Strahlengang zwischen dem Objektfeld 104 und dem Bildfeld 110 kann gleich sein oder kann, je nach Ausführung der Projektionsoptik 109, unterschiedlich sein. Beispiele für Projektionsoptiken mit unterschiedlichen Anzahlen derartiger Zwischenbilder in x- und y-Richtung sind bekannt aus der
Jeweils eine der Pupillenfacetten 122 ist genau einer der Feldfacetten 120 zur Ausbildung jeweils eines Beleuchtungskanals zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 zugeordnet. Es kann sich hierdurch insbesondere eine Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip ergeben. Das Fernfeld wird mit Hilfe der Feldfacetten 120 in eine Vielzahl an Objektfeldern 104 zerlegt. Die Feldfacetten 120 erzeugen eine Mehrzahl von Bildern des Zwischenfokus auf den diesen jeweils zugeordneten Pupillenfacetten 122.In each case one of the
Die Feldfacetten 120 werden jeweils von einer zugeordneten Pupillenfacette 122 einander überlagernd zur Ausleuchtung des Objektfeldes 104 auf das Retikel 106 abgebildet. Die Ausleuchtung des Objektfeldes 104 ist insbesondere möglichst homogen. Sie weist vorzugsweise einen Uniformitätsfehler von weniger als 2% auf. Die Felduniformität kann über die Überlagerung unterschiedlicher Beleuchtungskanäle erreicht werden.The
Durch eine Anordnung der Pupillenfacetten kann geometrisch die Ausleuchtung der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 definiert werden. Durch Auswahl der Beleuchtungskanäle, insbesondere der Teilmenge der Pupillenfacetten, die Licht führen, kann die Intensitätsverteilung in der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 eingestellt werden. Diese Intensitätsverteilung wird auch als Beleuchtungssetting bezeichnet.The illumination of the entrance pupil of the
Eine ebenfalls bevorzugte Pupillenuniformität im Bereich definiert ausgeleuchteter Abschnitte einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik 103 kann durch eine Umverteilung der Beleuchtungskanäle erreicht werden.A likewise preferred pupil uniformity in the area of defined illuminated sections of an illumination pupil of the
Im Folgenden werden weitere Aspekte und Details der Ausleuchtung des Objektfeldes 104 sowie insbesondere der Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 beschrieben.Further aspects and details of the illumination of the
Die Projektionsoptik 109 kann insbesondere eine homozentrische Eintrittspupille aufweisen. Diese kann zugänglich sein. Sie kann auch unzugänglich sein.The
Die Eintrittspupille der Projektionsoptik 109 lässt sich regelmäßig mit dem Pupillenfacettenspiegel 121 nicht exakt ausleuchten. Bei einer Abbildung der Projektionsoptik 109, welche das Zentrum des Pupillenfacettenspiegels 121 telezentrisch auf den Wafer 112 abbildet, schneiden sich die Aperturstrahlen oftmals nicht in einem einzigen Punkt. Es lässt sich jedoch eine Fläche finden, in welcher der paarweise bestimmte Abstand der Aperturstrahlen minimal wird. Diese Fläche stellt die Eintrittspupille oder eine zu ihr konjugierte Fläche im Ortsraum dar. Insbesondere zeigt diese Fläche eine endliche Krümmung.The entrance pupil of the
Es kann sein, dass die Projektionsoptik 109 unterschiedliche Lagen der Eintrittspupille für den tangentialen und für den sagittalen Strahlengang aufweist. In diesem Fall sollte ein abbildendes Element, insbesondere ein optisches Bauelement der Übertragungsoptik, zwischen dem zweiten Facettenspiegel 121 und dem Retikel 106 bereitgestellt werden. Mit Hilfe dieses optischen Bauelements kann die unterschiedliche Lage der tangentialen Eintrittspupille und der sagittalen Eintrittspupille berücksichtigt werden.The
Bei der in der
Der erste Facettenspiegel 119 ist verkippt zu einer Anordnungsebene angeordnet, die vom zweiten Facettenspiegel 121 definiert ist.The
In
Alternativ oder ergänzend zu den dargestellten Linsen 207 können diverse refraktive, diffraktive und/oder reflexive optische Elemente, unter anderem auch Spiegel, Prismen, Abschlussplatten und dergleichen, vorgesehen sein.As an alternative or in addition to the
Das grundsätzliche Funktionsprinzip der DUV-Projektionsbelichtungsanlage 200 sieht vor, dass die in das Retikel 203 eingebrachten Strukturen auf den Wafer 204 abgebildet werden.The basic functional principle of the DUV
Das Beleuchtungssystem 201 stellt einen für die Abbildung des Retikels 203 auf den Wafer 204 benötigten Projektionsstrahl 210 bzw. eine Projektionsstrahlung 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 201 über optische Elemente so geformt, dass der Projektionsstrahl 210 beim Auftreffen auf das Retikel 203 die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Durchmesser, Polarisation, Form der Wellenfront und dergleichen aufweist.The
Mittels des Projektionsstrahls 210 wird ein Bild des Retikels 203 erzeugt und von der Projektionsoptik 206 entsprechend verkleinert auf den Wafer 204 übertragen. Dabei können das Retikel 203 und der Wafer 204 synchron verfahren werden, so dass praktisch kontinuierlich während eines sogenannten Scanvorganges Bereiche des Retikels 203 auf entsprechende Bereiche des Wafers 204 abgebildet werden.An image of the
Optional kann ein Luftspalt zwischen der letzten Linse 207 und dem Wafer 204 durch ein flüssiges Medium ersetzt sein, welches einen Brechungsindex größer 1,0 aufweist. Das flüssige Medium kann beispielsweise hochreines Wasser sein. Ein solcher Aufbau wird auch als Immersionslithographie bezeichnet und weist eine erhöhte photolithographische Auflösung auf.Optionally, an air gap between the
Die Verwendung der Erfindung ist nicht auf den Einsatz in Projektionsbelichtungsanlagen 100, 200, insbesondere auch nicht mit dem beschriebenen Aufbau, beschränkt. Die Erfindung eignet sich für beliebige Lithografiesysteme, insbesondere jedoch für Projektionsbelichtungsanlagen, mit dem beschriebenen Aufbau. Die Erfindung eignet sich auch für EUV-Projektionsbelichtungsanlagen, welche eine geringere bildseitige numerische Apertur aufweisen als jene, die im Zusammenhang mit
Es sei darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Qualifizierung insbesondere bei Lithografiesystemen und hierbei insbesondere bei Projektionsbelichtungsanlagen für die Halbleiterlithografie eingesetzt werden können, eine Verwendung jedoch auch in anderen Bereichen, in denen es auf eine präzise Messung ankommt bzw. bei denen ein Prüfling, insbesondere ein optisches Element, z.B. ein Spiegel, hochgenau vermessen bzw. bearbeitet werden soll, eingesetzt werden können.It should be pointed out that the device according to the invention described below and the method according to the invention for qualification can be used in particular in lithography systems and here in particular in projection exposure systems for semiconductor lithography, but can also be used in other areas in which precise measurement is important or where a test object, in particular an optical element, e.g. a mirror, is to be measured or processed with high precision.
Die Vorrichtung 1 zur Qualifizierung des CGHs 2, welches bei einer Beleuchtung mit einer Prüfstrahlung 3 (siehe
Die Messeinrichtung 6 ist dazu eingerichtet, das CGH 2 hinsichtlich einer Wirkung auf die Prüfstrahlung 3 lediglich dadurch zu qualifizieren, dass die Wirkung des CGHs 2 auf die Prüfwellenfront 4 und/oder eine Phase der Prüfstrahlung 3 rekonstruiert wird, wobei eine Fehlerpropagation eines Residuums auf die wenigstens eine Prüfwellenfront 4 berücksichtigt wird, wobei sich das Residuum aus einer Abweichung zwischen einer Messung und einer Simulation einer Wirkung des CGHs 2 auf die Messstrahlung 7, insbesondere eine Messwellenfront der Messstrahlung 7 ergibt.The measuring
Die Messeinrichtung 6 weist hierzu eine Recheneinrichtung 6a zur Durchführung der entsprechenden numerischen Berechnungen sowie eine Kamera 6b zur Erfassung einer Intensitätsverteilung der Messstrahlung 7 auf.For this purpose, the measuring
Das zu qualifizierende computergenerierte Hologramm ist hierbei bei einer kohärenten Beleuchtung mit der Prüfstrahlung 3 zur Ausbildung der wenigstens einen Prüfwellenfront 4 der Prüfstrahlung 3 zur Prüfung des Spiegels 5, insbesondere eines der Spiegel 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi der Projektionsbelichtungsanlage 100 eingerichtet. Bei dem Verfahren wird die Prüfwellenfront 4 mittels der das CGH 2 qualifizierenden und/oder simulierenden optischen Messeinrichtung 6 durch die Messstrahlung 7 vollflächig vermessen.The computer-generated hologram to be qualified is here in a coherent illumination with the
Hierbei wird das CGH 2 hinsichtlich einer Wirkung auf die Prüfstrahlung 3 lediglich dadurch qualifiziert, dass in einem Rekonstruktionsblock 10 die Wirkung des CGHs 2 auf die Prüfwellenfront 4 und/oder eine Phase der Prüfstrahlung 3 rekonstruiert wird. In einem Fehlerpropagationsblock 11 wird eine Fehlerpropagation eines Residuums auf die wenigstens eine Prüfwellenfront 4 berücksichtigt.In this case, the
Im Rahmen des Fehlerpropagationsblocks 11 kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Fehlerpropagation des Residuums als Teil einer mathematischen Optimierung berücksichtigt, insbesondere reduziert, vorzugsweise minimiert wird.As part of the
In einem Ermittlungsblock 12 wird das Residuum aus einer Abweichung zwischen einer Messung und einer Simulation einer Wirkung des CGHs 2 auf die Messstrahlung 7, insbesondere eine Messwellenfront der Messstrahlung 7 ermittelt.In a
Als Teil des Ermittlungsblocks 12 kann vorgesehen sein, dass das CGH 2 durch die optische Messeinrichtung 6 unter Verwendung einer Scatterometriemethode, einer Ellipsometriemethode, einer Interferometriemethode und/oder einer Ptychografiemethode in einem Vermessungsblock 13 vermessen wird.As part of the
Im Rahmen des Rekonstruktionsblocks 10 kann vorzugsweise ein Glättungsblock 14 vorgesehen sein, in dem bei der mathematischen Optimierung im Rahmen wenigstens eines Glättungsverfahrens und/oder eines Regularisierungsverfahrens eine Abweichung wenigstens eines Parameters des CGHs 2 zwischen einer Messung und einer Simulation durch wenigstens eine Linearkombination aus, vorzugsweise weniger als zehn, glatten Basisfunktionen beschrieben und/oder kontrolliert wird.A smoothing
Im Rahmen des Fehlerpropagationsblocks 11 kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Abweichung wenigstens eines Parameters des CGHs 2 über eine oder mehrere Phasensensitivitäten propagiert wird.As part of the
Im Rahmen des Glättungsblocks 14 kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Kalibrationsfunktion, vorzugsweise einen hohen Winkel zu der Fehlerpropagation des Residuums, insbesondere als eine Funktion als Ortes, einschließt.As part of the smoothing
Im Rahmen des Fehlerpropagationsblocks 11 kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die die Parameter glättenden Basisfunktionen dadurch ausgewählt werden, dass die über die Phasensensitivitäten propagierte volle Kovarianzmatrix in einer geeigneten Norm möglichst klein ist.As part of the
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass bei der mathematischen Optimierung wenigstens ein Fitparameter derart ausgewählt wird, dass eine volle Kovarianzmatrix über eine Phasensensitivität fehlerpropagiert wird.Alternatively or additionally, it can be provided that during the mathematical optimization at least one fit parameter is selected in such a way that a full covariance matrix is error-propagated via a phase sensitivity.
Im Rahmen des Fehlerpropagationsblocks 11 kann vorzugsweise ferner vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Fitparameter innerhalb eines Linearitätsbereichs der Optimierung, insbesondere nach einer vorhergehenden Groboptimierung, optimiert wird.Within the framework of the
In einem Kontrollblock 21, welcher vorzugsweise eine Bayessche Vorab-Information bzw. a-priori-Information repräsentiert, wird die Abweichung durch wenigstens eine glatte Basisfunktion und/oder eine Linearkombination aus mehreren, vorzugsweise weniger als zehn, glatten Basisfunktionen beschrieben und/oder kontrolliert. Der Kontrollblock 21 und der Abweichungsblock 20 repräsentieren zusammen vorzugsweise die Bayessche a-posteriori-Verteilung der Messparameter.In a
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass im Rahmen des Kontrollblocks 21 wenigstens eine Basisfunktion derart modifiziert wird, dass ein Regularisierungskern zu einer Phasensensitivität der Prüfstrahlung 4 wenigstens annähernd dekorreliert ist.Alternatively or additionally, it can be provided that within the framework of the
Alternativ oder zusätzlich können im Rahmen des Kontrollblocks 21 wenigstens zwei Basisfunktionen vorgesehen sein, die Korrelationen zwischen wenigstens zwei verschiedenen Orten auf dem CGH aufweisen.As an alternative or in addition, at least two basic functions can be provided within the framework of the
Insofern zeigt das in
Die im Zusammenhang mit
Das Verfahren gemäß dem Stand der Technik beinhaltet insbesondere eine rigorose Wellenfrontrechnung. In dem in
In einem ersten Schritt werden an einem Beugungsmessstand Intensitäten Imess nullter Beugungsordnung gemessen. Hierbei können eine Wellenlänge der Messstrahlung 7 und/oder eine Polarisation der Messstrahlung 7 variiert werden. Bei dem Beugungsmessstand kann es sich insbesondere um eine optische Messeinrichtung 6 handeln.In a first step, intensities I mess of the zeroth order of diffraction are measured on a diffraction measuring station. In this case, a wavelength of the
In einem Minimierungsschritt 30, welcher in
Hierdurch gelangt man zu einem räumlich-körperlichen Modell des CGHs 2, welches einen oder mehrere Modellparameter p enthält. Beispielsweise kann es sich bei den Modellparametern p um eine Steghöhe 31 bzw. Äztiefe , eine Stegbreite 32, eine Stegflankenneigung 33 bzw. Flankenwinkel und/oder eine Stegeinschnitttiefe 34 und/oder einen Kantenlagenfehler , handeln.This leads to a spatial-physical model of the
Alternativ oder zusätzlich können die Fehlerparameter Kantenlagenfehler , Flankenwinkel und Stegeinschnitttiefe 34 vollflächig modelliert, via RCWA-Maxwell-Solver simuliert und scatterometrisch, insbesondere mittels der Messeinrichtung 6 und/oder eines Beugungsmesstandes mit der herkömmlichen und/oder der Phasen-optimierten Meritfunktion gemäß Formel (4) und dem erfindungsgemäßen Regularisierungsverfahren, d.h. nach Formel (5), qualifiziert werden.Alternatively or additionally, the error parameters edge position error, flank angle and
Ein „Rauschen“ bei der Bestimmung der Stegflankenneigung 33 bzw. des Flankenwinkels kann durch dessen schwache scatterometrische Sensitivität bedingt sein und die Verwendung eines ortskorrelierenden Priors suggerieren.A "noise" in the determination of the
In einem Simulationsschritt 35 werden die Phasen ϕsim (p) der von dem CGH 2 ausgehenden Prüfstrahlung 3 und/oder die Prüfwellenfront 4 aus dem Satz an Modellparametern p berechnet bzw. simuliert.In a
Anschließend wird mittels des CGHs 2 der Spiegel 5 vermessen, wobei die von dem CGH 2 ausgehende Prüfwellenfront 4 durch die vorhergehenden Schritte hinreichend bekannt ist, so dass interferometrisch messbare Abweichungen zwischen der Prüfwellenfront 4 und der Form des Spiegels 5 hinsichtlich ihrer Herkunft differenziert werden können. Insbesondere ist es möglich, durch die rigorose Berechnung der Prüfwellenfront 4 zu entscheiden, ob eine Abweichung von der Form des Spiegels 5 durch eine fehlerhafte Fertigung der Form des Spiegels 5 oder durch eine fehlerhafte, von der Form des Spiegels 5 abweichende Ausbildung der Prüfwellenfront 4 herrührt.The
Es kann vorgesehen sein, dass in die Erstellung des Modells des CGHs 2 bzw. die Ermittlung der Modellparameter p weitere Messungen, wie zum Beispiel AFMmessungen (Rasterkraftmikroskopiemessungen), einfließen. Bei einer AFM-Messung werden beispielsweise die Steghöhen 31 direkt vermessen. Allerdings kann unter Umständen die Berücksichtigung der direkt vermessenen Steghöhe 31 die in
Hierbei werden als Ausgangspunkt wiederum mittels der optischen Messeinrichtung 6 die Intensitäten Imess Nullter Beugungsordnung der Messstrahlung 7 bei variierender Wellenlänge und/oder variierender Polarisation vermessen.Here, as a starting point, the intensities I mess of the zeroth order of diffraction of the measuring
Bei dem in
Ausgehend von dem effektiven Modell des CGHs 2 wird in einem ersten Berechnungsschritt 40 eine simulierte Phasenlage ϕsim (I) der Messstrahlung 7 in Abhängigkeit von der Intensität der Messstrahlung 7 vorausberechnet.Based on the effective model of the
In einem zweiten Berechnungsschritt 41 wird eine Phasenlage der Prüfstrahlung 3 in Abhängigkeit von dem effektiven Modellparametersatz p' eine Phasenlage ϕsim (p') simuliert. In einem dritten Berechnungsschritt 42 wird eine Differenz zwischen der simulierten Phasenlage in Abhängigkeit von dem effektiven Modellparametersatz p' und der simulierten Phasenlage in Abhängigkeit der gemessenen Intensitätsverteilung der Messstrahlung 7 an der optischen Messeinrichtung 6 minimiert.In a
Der Verzicht auf eine genaue Bestimmung der räumlich-körperlichen Modellparameter p für das CGH 2 ist in
Die in
Die
Die Erfindung eignet sich in besonderem Maße für Spiegel 5, bei denen es sich um die Spiegel 116, 118, 119, 120, 121, 122, Mi von EUV-Lithografiesystemen 100 handelt. Die Erfindung kann jedoch auch im Zusammenhang mit optischen Elementen bzw. Linsen 207 von DUV-Projektionsbelichtungsanlagen 200 Anwendung finden.The invention is particularly suitable for
Bezugszeichenliste:Reference list:
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- CGHCGH
- 33
- Prüfstrahlungtest radiation
- 44
- Prüfwellenfronttest wavefront
- 55
- SpiegelMirror
- 66
- optische Messeinrichtungoptical measuring device
- 6a6a
- Recheneinrichtungcomputing device
- 6b6b
- Kameracamera
- 77
- Messstrahlung measuring radiation
- 1010
- Rekonstruktionsblockreconstruction block
- 1111
- Fehlerpropagationsblockerror propagation block
- 1212
- Ermittlungsblockinvestigation block
- 1313
- Vermessungsblocksurvey block
- 1414
- Glättungsblock smoothing block
- 2020
- Abweichungsblockdeviation block
- 2121
- Kontrollblock control block
- 3030
- Minimierungsschrittminimization step
- 3131
- Steghöheweb height
- 3232
- Stegbreitebridge width
- 3333
- Stegflankenneigungweb slope
- 3434
- StegeinschnitttiefeWeb incision depth
- 3535
- Simulationsschritt simulation step
- 4040
- erster Berechnungsschrittfirst calculation step
- 4141
- zweiter Berechnungsschrittsecond calculation step
- 4242
- dritter Berechnungsschrittthird calculation step
- 100100
- EUV-ProjektionsbelichtungsanlageEUV projection exposure system
- 101101
- Beleuchtungssystemlighting system
- 102102
- Strahlungsquelleradiation source
- 103103
- Beleuchtungsoptiklighting optics
- 104104
- Objektfeldobject field
- 105105
- Objektebeneobject level
- 106106
- Retikelreticle
- 107107
- Retikelhalterreticle holder
- 108108
- Retikelverlagerungsantriebreticle displacement drive
- 109109
- Projektionsoptikprojection optics
- 110110
- Bildfeldimage field
- 111111
- Bildebenepicture plane
- 112112
- Waferwafers
- 113113
- Waferhalterwafer holder
- 114114
- WaferverlagerungsantriebWafer displacement drive
- 115115
- EUV- / Nutz- / BeleuchtungsstrahlungEUV / useful / illumination radiation
- 116116
- Kollektorcollector
- 117117
- Zwischenfokusebeneintermediate focal plane
- 118118
- Umlenkspiegeldeflection mirror
- 119119
- erster Facettenspiegel / Feldfacettenspiegelfirst facet mirror / field facet mirror
- 120120
- erste Facetten / Feldfacettenfirst facets / field facets
- 121121
- zweiter Facettenspiegel / Pupillenfacettenspiegelsecond facet mirror / pupil facet mirror
- 122122
- zweite Facetten / Pupillenfacettensecond facets / pupil facets
- 200200
- DUV-ProjektionsbelichtungsanlageDUV projection exposure system
- 201201
- Beleuchtungssystemlighting system
- 202202
- Retikelstagereticle stage
- 203203
- Retikelreticle
- 204204
- Waferwafers
- 205205
- Waferhalterwafer holder
- 206206
- Projektionsoptikprojection optics
- 207207
- Linselens
- 208208
- Fassungversion
- 209209
- Objektivgehäuselens body
- 210210
- Projektionsstrahlprojection beam
- Miwed
- SpiegelMirror
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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