JP2023511729A - 基板上の周期構造を測定するための計測方法およびデバイス - Google Patents
基板上の周期構造を測定するための計測方法およびデバイス Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】図7
Description
本出願は、2020年1月29日に出願された欧州出願20154343.6、2020年3月6日に出願された欧州出願20161488.0、2020年7月21日に出願された欧州出願20186831.2の優先権を主張し、これらの全体が参照によって本書に援用される。
本発明は、基板上の構造の特性を判定するための計測方法およびデバイスに関する。
図1は、リソグラフィ装置の模式図である。
図2は、リソグラフィセルの模式図である。
図3は、半導体製造を最適化するための三つの主要技術の間の協働を表すホリスティックリソグラフィの模式図である。
図4は、スキャトロメトリ装置の模式図である。
図5は、(a)照明開口の第1ペアを使用する発明の実施形態によるターゲットの測定において使用するためのダークフィールドスキャトロメータの模式図、(b)照明の与えられた方向についてのターゲット格子の回折スペクトルの詳細、(c)スキャトロメータを使用して回折に基づくオーバーレイ(DBO)測定のための更なる照明モードを提供する照明開口の第2ペア、(d)開口の第1および第2ペアを結合する照明開口の第3ペア、を含む。
図6は、発明の実施形態によるターゲットの測定において使用するための計測デバイスの模式図である。
図7は、(a)第1実施形態に係る第1照明瞳および検出瞳プロファイル、(b)第2実施形態に係る第2照明瞳および検出瞳プロファイル、(c)第3実施形態に係る第3照明瞳および検出瞳プロファイル、を例示する。
図8は、(a)ウェーハ回転のない配置、(b)発明の実施形態に係る六つの連続的なλ/P比に対してウェーハ回転のある配置、のための照明瞳および検出瞳プロファイルを例示する。
図9は、XターゲットおよびYターゲットについて異なる照明条件を有する照明プロファイルを取得するための実施形態に係る配置の模式図である。
図10(a)~(c)は、このようなオーバーフィル検出NAを実現するための照明配置の三つの提案を例示する。
図11は、検出される各回折次数を別々に結像するための8部くさびのコンセプトを例示する。
図12は、8部くさびのコンセプトの他の実施形態を例示する。
図13は、発明の実施形態において使用可能な、具体的な照明NAおよび検出NAを例示する。
図14は、発明の実施形態において使用可能な、他の具体的な照明NAおよび検出NAを例示する。
図15は、照明および検出NAの両方を構成するための第1実施形態に係る配置の模式図である。
図16は、図15の光学くさびの代わりに使用されてもよい光学要素の模式図である。
図17は、図15の光学くさびの代わりに使用されてもよい更なる光学要素の模式図である。
図18は、照明および検出NAの両方を構成するための第2実施形態に係る配置の模式図である。
図19は、照明および検出NAの両方を構成するための第3実施形態に係る配置の模式図である。
図20は、ここで開示されるシステムおよび/または方法を制御するためのコンピュータシステムのブロック図である。
・(部分的)コヒーレント点拡がり関数が(略)インコヒーレント点拡がり関数より有意に大きいという事実によって、光学的クロストーク性能が深刻な影響を受ける。これは、近接するカスタマ構造における計測ターゲットの測定される強度非対称(例えば、そこからオーバーレイまたはフォーカスが推測される)に対する変動のインパクトのために、プロセス変動性能を制限する。なお、与えられた同じ検出NAについて、インコヒーレント解像度(限界)はコヒーレント解像度(限界)の二倍ほど良く、(異なるものの関連する観点から)光学的クロストークを低減する点で有利である。
・大量の計算ハードウェアを必要とし計測センサの全体の原価を増加させる(反復的)位相取得が必要になる。また、位相取得は、位相を取得するために必要な情報を提供するための複数のダイバーシティ測定に基づく。実用的には2~10回のダイバーシティ測定が必要と見積もられ、センサ取得時間および/または複雑性を増加させる。例えば、ダイバーシティは、複数のフォーカスレベルで連続的に測定を行うことによって取得されてもよい。このように段階的に非フォーカス像を取得することは遅く、遅い測定スピードおよび低いスループットに繋がる。シンプルな演算がこのことを実証する。5個のスルーフォーカス像が4個の(角度)方向および5個の(連続的に検出される)波長の各組合せについて取得され、各像の検出のために1msの時間がかかると想定した場合、各ターゲットを測定するために約100msの時間がかかる。これは、ステージの駆動および波長の切替えのための時間を含まない。加えて、位相取得演算(典型的に反復的)自体が、計算的に重く解に収束するまで長い時間を要する。
・コヒーレントな被照明計算的像形成に基づく計測センサにとって、検出NA(開口数)は照明NAより大きいため、XターゲットおよびYターゲットについて「+1」次および「-1」次の回折次数の連続的な測定を可能にする切替可能なイルミネータ(すなわち、四つの照明モードの間で切り替える能力を備える)が要求される。特に、特定のλ/P比について「+1」次および「-1」次の回折次数の像が互いに重なってしまうことがあるため、ダークフィールド像形成がこのことを要求する。一つの(小さいNA)コヒーレントイルミネータおよび四つの(大きいNA)検出瞳の代わりの方策(切替可能なイルミネータを要求しない)は、λ/P比の所望の範囲について利用可能なk空間/瞳空間/フーリエ空間/立体角空間(これらの用語は同義に使用されうる)にフィットしない。このことは、ウェーハサンプリング密度を増加させるために複数のセンサを並列化したい場合に、照明の複雑性、ボリュームおよび原価を増加させるという不利益をもたらす。この「+1」次および「-1」次の回折次数の連続的な測定の追加的な欠点は、照明ソースの(空間平均)時間的ドーズ変動に対してセンサが感応してしまうことである。
・0および180度の回転の下でターゲットを測定することによって、残存エラーの一部が判定されうる。これは光学要素のアンバランスを検出するが、クロストークのような影響を完全に検出するものではない。
・異なるXYシフトの下でのターゲットの像形成によって、フィールドに依存するコンポーネントについての残存エラーが検出されうる。
・異なる状況でテストターゲットを測定することによって、クロストークエラーが検出されてもよい。
このような残存エラーのキャリブレーションは、限られた組のターゲットについて測定時間に対するインパクトを低減するために決定されうる。
・ウェーハを、その(ローカル)法線周りに回転させる。
・センサを、その光学的中心軸周りに回転させる。
・ウェーハ上のターゲット(周期的パターン)方向を回転させる。
・XターゲットおよびYターゲットの測定を二つの別のセンサに分離する。
・「+1」次および「-1」次の回折次数の測定を二つの別のセンサに分離する。
・波長範囲を分離することによって、λ/P比の範囲を二つ以上のセンサに分割する。
・ピッチ範囲を分離することによって、λ/P比の範囲を二つ以上のセンサに分割する。
・利用可能なk空間を増加させるために、固体/液体の液浸レンズを使用する。
・以上のオプションの任意の混合/順列/組合せ(二つより多い別のセンサに分離することを含む)。
・Kr:照明領域ILRの主要部分についてのXY限界(NA半径または中央開口数径)。これは比較的自由に選択でき、この場合は「Kr = 0.4」(サイン(アルファ)単位)である。
・D:検出領域DPRについてのセーフティ距離。典型的な値は、0.03と0.15の間またはbetween 0.04と0.1の間であり、例えば、0.05(サイン(アルファ)単位)である。
なお、検出瞳DPは一次検出エリアのみを示すが、照明領域ILR(またはそのサブセット)の対応するエリア(セーフティ距離は除かれる)は、零次の検出のために使用されうる。
・低いNAではレンズ収差が典型的に小さい。
・厚いスタックに対しては、オーバーレイターゲットについて小さいピッチを使用し、小さい照明開口を使用し、視差および歪みを最小化するために照明ビームおよび一次被検出ビームをターゲットの法線の近くに維持することが好ましい。これは、プログラム可能な検出開口によって可能になる。
・照明および一次が同じ入射角度を有するいわゆるリトロー条件の近傍で画像形成が行われる場合、瞳収差の影響は抑圧されうる。これは、プログラム可能な検出開口によって可能になる。
1.少なくとも一つの波長を有する照明放射によって、基板上の少なくとも一つのピッチを有する周期構造を測定する方法であって、
前記ピッチおよび前記波長の比に基づいて:フーリエ空間において一または複数の照明領域を備える照明開口プロファイル;測定のための周期構造の方向;フーリエ空間において一または複数の分離された検出領域を備える検出開口プロファイル;の少なくともいずれかを構成し、i)少なくとも相補的な回折次数のペアの回折放射が検出開口プロファイル内で検出され、ii)前記回折放射が一または複数の分離された検出領域の少なくとも80%を満たすことと、
構成された照明開口プロファイル、検出開口プロファイル、周期構造の方向の少なくともいずれかを適用しながら周期構造を測定することと、
を備える方法。
2.照明開口プロファイルは、少なくとも二つの実質的に異なる(例えば、逆の)角度方向から周期構造を照明するために、フーリエ空間において前記一または複数の照明領域を備え、
検出開口プロファイルは、前記相補的な回折次数のペアのそれぞれを検出するために、フーリエ空間において少なくとも二つの分離された検出領域を備える、
項目1に記載の方法。
3.照明開口プロファイルは、周期構造内に設けられるサブ構造の二つの周期方向のそれぞれについて、前記二つの実質的に異なる(例えば、逆の)角度方向の二つのグループから周期構造を照明するために、フーリエ空間において前記一または複数の照明領域を備え、
検出開口プロファイルは、前記周期方向のそれぞれについて前記相補的な回折次数のペアのそれぞれを検出するために、フーリエ空間において四つの検出領域を備える、
項目2に記載の方法。
4.前記一または複数の照明領域の分離された照明領域のそれぞれは、各検出領域のそれぞれに対応し、
各照明領域は、それに対応する検出領域以上のサイズである、
項目2または3に記載の方法。
5.各照明領域は、最大でもそれに対応する検出領域より10%大きく、またはオプションで最大でもそれに対応する検出領域より20%大きく、またはオプションで最大でもそれに対応する検出領域より30%大きい、項目4に記載の方法。
6.前記一または複数の照明領域は、単一の照明領域のみを備える、項目2または3に記載の方法。
7.単一の照明領域は、検出開口プロファイルおよび照明開口プロファイルと検出開口プロファイルの間のマージンに対して使用されるフーリエ空間と異なる、利用可能なフーリエ空間を備える、項目6に記載の方法。
8.前記検出領域のそれぞれは、最大でも0.4の開口数を定める、項目2から7のいずれかに記載の方法。
9.前記照明開口プロファイルを構成することは、前記照明プロファイルを適用するために、対物レンズの瞳面または中間面、またはそれらと同等な面における照明放射の空間フィルタリングを備える、前記項目のいずれかに記載の方法。
10.少なくとも二つの異なる前記照明領域および/または検出領域に対して異なる照明条件を適用することを備える、前記項目のいずれかに記載の方法。
11.前記照明放射は、マルチモード放射、または時間的および/または空間的なインコヒーレント放射、またはそれらの近似を含む、前記項目のいずれかに記載の方法。
12.測定の調整時間内で変調によって前記照明放射を時間的に変調することを備える、項目11に記載の方法。
13.前記変調は、多数のスペックルモードの時間的な和を提供できるように、置かれたガラスプレートを照明放射内で十分に速く回転させることによって実施される、項目12に記載の方法。
14.測定中に取得された周期構造の像を補正することを備える、項目11から13のいずれかに記載の方法。
15.前記補正することは、測定を実行するために使用されるセンサ光学要素における収差について前記像を補正することを備える、項目14に記載の方法。
16.前記収差について前記像を補正することは、像位置に依存する補正として実行される、項目15に記載の方法。
17.前記補正することは、原像および補正カーネルの畳み込みを実行することを備え、
補正カーネルは、位置に依存する、
項目15または16に記載の方法。
18.前記補正することは、一または複数の像処理オペレーションのそれぞれに対する畳み込みを更に備える、項目17に記載の方法。
19.前記補正は、畳み込みニューラルネットワークを使用して適用される、項目15から18のいずれかに記載の方法。
20.前記方法は、測定を実行するために使用されるセンサ光学要素による点拡がり関数における収差について点拡がり関数を変形するために、前記像を補正することを備える、項目15から19のいずれかに記載の方法。
21.前記補正することは、計算アポディゼーションまたは同様の整形技術によって、像におけるクロストークを低減することを備える、項目15から20のいずれかに記載の方法。
22.最適測定条件からの乖離について像を補正することを更に備える、項目15から21のいずれかに記載の方法。
23.前記収差は、意図的な波面変調収差を含み、
前記方法は、使用可能なセンサ光学要素のフォーカス範囲および/またはフィールドの深さを大きくするために、波面変調収差について補正することを備える、
項目15から22のいずれかに記載の方法。
24.前記補正することは、測定光学要素に起因する残存エラーを判定するために、二つの逆回転の下で周期構造を測定することを実行すること;フィールドに依存するコンポーネントについての残存エラーを検出するために、基板面における異なる位置シフトの下で周期構造を結像すること;の少なくともいずれかによって判定される残存エラーに基づく、項目14から23のいずれかに記載の方法。
25.照明放射は、複数の波長に亘る波長帯を備え、
前記少なくとも一つの波長は、中央波長を備える、
前記項目のいずれかに記載の方法。
26.前記周期構造の方向を構成することは、ピッチおよび波長の前記比に応じて、光軸の周りに周期構造を回転させることを備える、前記項目のいずれかに記載の方法。
27.前記周期構造を回転させることは、光軸の周りに基板を回転させること、または、光軸の周りにセンサの少なくとも一部を回転させること、によって実行される、項目26に記載の方法。
28.前記周期構造を回転させることは、検出開口プロファイルおよび/または照明開口プロファイルのエリアの拡大;および/または非回転時よりも拡大された前記ピッチの範囲および/または拡大された前記波長の範囲についての可測性および/または周囲構造からのクロストークのより良い抑圧を実現する、項目26または27に記載の方法。
29.照明開口プロファイルは、少なくとも二つの実質的に異なる(例えば、逆の)角度方向から周期構造を照明するために、フーリエ空間において複数の照明領域を備え、
前記照明領域のサブセットは、異なる照明条件を備える、
前記項目のいずれかに記載の方法。
30.異なる照明条件は、偏光状態、強度、波長、調整時間の少なくともいずれかを含む、項目29に記載の方法。
31.複数の照明領域は、前記照明領域の二つのペアを備え、
各ペアは、前記異なる照明条件を備える、
項目29または30に記載の方法。
32.ビーム結合デバイスを使用して、照明領域の二つのペアを結合することを備える、項目31に記載の方法。
33.ビーム結合デバイスは、偏光ビームスプリッタである、項目32に記載の方法。
34.前記異なる照明条件を提供するために、一または複数の光学要素が、フーリエ空間における照明領域の前記各ペアの一方または両方の経路上に配置される、項目31に記載の方法。
35.前記回折放射は、一または複数の分離された検出領域の少なくとも80%を満たす、前記項目のいずれかに記載の方法。
36.検出される各回折次数からの回折放射は、像面において分かれて結像される、前記項目のいずれかに記載の方法。
37.検出される各回折次数からの回折放射は、二回結像される、前記項目のいずれかに記載の方法。
38.前記照明開口プロファイルおよび検出開口プロファイルの両方を同時に構成することを備える、前記項目のいずれかに記載の方法。
39.前記同時構成ステップは、前記回折ビームおよび前記照明ビームの軌道が前記フーリエ空間において平行移動および/またはシフトされるように、少なくとも一つの前記回折放射の前記回折ビームのペア、および、少なくとも一つの前記照明放射の照明ビームのペアの経路における一または複数の光学要素を変えることを備える、項目38に記載の方法。
40.前記一または複数の光学要素は、前記回折ビームおよび前記照明ビームを、それらの方向を変えることなく、前記フーリエ空間においてシフトさせる、項目39に記載の方法。
41.一または複数の光学要素は、照明および回折ビームのペア毎に同様の構成を有し、逆方向を向く光学くさび要素のペアを備える、項目39または40に記載の方法。
42.一または複数の光学要素は、アキシコンまたはコーン要素および対応する皿状要素;または(中間の)瞳面においてフーリエ空間の拡大または縮小された像を生成可能なズームレンズ配置を備える、項目39または40に記載の方法。
43.前記一または複数の光学要素を変えることは、光学要素のペアの間の分離距離を変えることを備える、項目39から42のいずれかに記載の方法。
44.前記一または複数の光学要素を変えることは、一または複数の光学要素の開口角度を変えることを備え、
前記光学要素は、液体レンズ光学要素を備える、
項目39から42のいずれかに記載の方法。
45.前記一または複数の光学要素を変えることは、少なくとも一つの光学プレートのペアの角度を変えることを備える、項目39または40に記載の方法。
46.前記一または複数の光学要素は、瞳面内に設けられる、項目39から45のいずれかに記載の方法。
47.前記一または複数の光学要素を変えることは、フィールド面または中間のフィールド面において、少なくとも一つの光学ミラーのペアの角度を変えることを備える、項目39または40に記載の方法。
48.更に、回折ビームの検出の前に、前記照明ビームを前記回折ビームから分離するための光学要素を備える、項目39から47のいずれかに記載の方法。
49.前記一または複数の光学要素を変えることは、瞳面における反射領域および透過領域の異なる構成を配置することを備える、項目38に記載の方法。
50.前記瞳面における一または複数の反射領域および一または複数の透過領域の異なる構成を配置することは、前記反射領域および透過領域を備える結像モード要素の方向および/または位置を変えることを備える、項目49に記載の方法。
51.照明開口プロファイルを構成することは、照明放射のみを構成する中央開口径を構成することを備える、前記項目のいずれかに記載の方法。
52.前記一または複数の分離された検出領域のそれぞれのために、前記照明開口プロファイルに関するセーフティマージンを構成することを更に備える、項目51に記載の方法。
53.項目1から52のいずれかに記載の方法を実行可能な計測デバイス。
54.基板上の周期構造を測定するための計測デバイスであって、
フーリエ空間において一または複数の分離された検出領域を備える検出開口プロファイルと、
フーリエ空間において一または複数の照明領域を備える照明開口プロファイルと、
を備え、
前記検出開口プロファイル、前記照明開口プロファイル、測定される周期構造を備える基板の基板方向の少なくともいずれかは、i)少なくとも相補的な回折次数のペアが検出開口プロファイル内で検出され、ii)相補的な回折次数のペアの放射が一または複数の分離された検出領域の少なくとも80%を満たすように、周期構造の少なくとも一つのピッチと、前記周期構造を測定するために使用される照明放射の少なくとも一つの波長の比に基づいて構成可能である、
計測デバイス。
55.照明開口プロファイルは、少なくとも二つの実質的に異なる(例えば、逆の)角度方向から周期構造を照明するために、フーリエ空間において前記一または複数の照明領域を備え、
検出開口プロファイルは、前記相補的な回折次数のペアのそれぞれを検出するために、フーリエ空間において少なくとも二つの分離された検出領域を備える、
項目54に記載の計測デバイス。
56.照明開口プロファイルは、周期構造内に設けられるサブ構造の二つの周期方向のそれぞれについて、前記二つの実質的に異なる(例えば、逆の)角度方向の二つのグループから周期構造を照明するために、フーリエ空間において一または複数の照明領域を備え、
検出開口プロファイルは、前記周期方向のそれぞれについて前記相補的な回折次数のペアのそれぞれを検出するために、フーリエ空間において四つの分離された検出領域を備える、
項目54に記載の計測デバイス。
57.各検出領域のそれぞれに対応する、分離された前記照明領域を備え、
各照明領域は、それに対応する検出領域以上のサイズである、
項目55または56に記載の計測デバイス。
58.各照明領域は、最大でもそれに対応する検出領域より10%大きく、またはオプションで最大でもそれに対応する検出領域より20%大きく、またはオプションで最大でもそれに対応する検出領域より30%大きい、項目57に記載の計測デバイス。
59.前記一または複数の照明領域は、単一の照明領域を備える、項目55または56に記載の計測デバイス。
60.単一の照明領域は、検出開口プロファイルおよび照明開口プロファイルと検出開口プロファイルの間のマージンに対して使用されるフーリエ空間外の、利用可能なフーリエ空間を備える、項目59に記載の計測デバイス。
61.前記検出領域のそれぞれは、最大でも0.4の開口数を定める、項目55から60のいずれかに記載の計測デバイス。
62.前記検出領域のそれぞれの位置および開口を定める検出ミラーまたは他の光学要素を備える、項目55から61のいずれかに記載の計測デバイス。
63.対物レンズの瞳面または中間面、またはそれらと同等な面における照明放射のフィルタリングによって、前記照明開口プロファイルを適用するための空間フィルタを備える、項目54から62のいずれかに記載の計測デバイス。
64.空間フィルタは、ピッチおよび波長の比に応じて物理的に交換可能である、項目63に記載の計測デバイス。
65.複数の空間フィルタは、フィルタホイールに搭載される、項目64に記載の計測デバイス。
66.空間フィルタは、プログラマブル空間光変調器を備える、項目63に記載の計測デバイス。
67.前記照明開口プロファイルを適用するために構成可能な照明プロファイルを有する照明ソースを備える、項目54から62のいずれかに記載の計測デバイス。
68.少なくとも二つの異なる前記照明領域および/または検出領域に対して異なる照明条件を適用可能である、項目54から67のいずれかに記載の計測デバイス。
69.前記照明放射は、マルチモード放射、またはインコヒーレント放射、またはそれらの近似を含む、項目54から68のいずれかに記載の計測デバイス。
70.測定の調整時間内で変調によって前記照明放射を時間的に変調するための変調要素を備える、項目69に記載の計測デバイス。
71.前記変調要素は、回転可能な置かれたガラスプレートを備える、項目70に記載の計測デバイス。
72.測定中に取得された周期構造の像を補正するように構成されたプロセッサを備える、項目54から71のいずれかに記載の計測デバイス。
73.前記プロセッサは、測定を実行するために使用されるセンサ光学要素における収差について前記像を補正可能である、項目72に記載の計測デバイス。
74.前記プロセッサは、像位置に依存する補正として、収差について前記像を補正可能である、項目73に記載の計測デバイス。
75.前記プロセッサは、原像および補正カーネルの畳み込みを介して前記補正を実行可能であり、
補正カーネルは、位置に依存する、
項目73または74に記載の計測デバイス。
76.前記プロセッサは、一または複数の像処理オペレーションのそれぞれに対する畳み込みとして、前記補正を実行可能である、項目75に記載の計測デバイス。
77.前記プロセッサは、畳み込みニューラルネットワークを使用して前記補正を実行するように構成される、項目73から76のいずれかに記載の計測デバイス。
78.前記プロセッサは、測定を実行するために使用されるセンサ光学要素による点拡がり関数における収差について点拡がり関数を変形するために、更に前記像を補正可能である、項目73から77のいずれかに記載の計測デバイス。
79.前記プロセッサは更に、最適測定条件からの乖離について像を更に補正可能である、項目73から78のいずれかに記載の計測デバイス。
80.前記収差は、意図的な波面変調収差を含み、
前記プロセッサは更に、使用可能なセンサのフォーカス範囲および/またはフィールドの深さを大きくするために、波面変調収差について補正するように構成される、
項目73から79のいずれかに記載の計測デバイス。
81.前記プロセッサは、計算アポディゼーションまたは同様の整形技術によって、像におけるクロストークを低減可能である、項目72から80のいずれかに記載の計測デバイス。
82.測定光学要素に起因する残存エラーを判定するために、二つの逆回転の下で周期構造を測定することを実行すること;フィールドに依存するコンポーネントについての残存エラーを検出するために、基板面における異なる位置シフトの下で周期構造を結像すること;の少なくともいずれかによって判定される残存エラーに基づいて、前記補正を実行可能である、項目72から81のいずれかに記載の計測デバイス。
83.照明放射は、複数の波長に亘る波長帯を備え、
前記少なくとも一つの波長は、中央波長を備える、
項目54から82のいずれかに記載の計測デバイス。
84.基板を保持するための基板サポートを備え、
基板サポートは、光軸の周りに回転可能であり、
計測デバイスは、ピッチおよび波長の前記比に応じて、光軸の周りに基板を回転させること、または、光軸の周りにセンサの少なくとも一部を回転させることによって、少なくとも部分的に基板方向を構成可能である、
項目54から83のいずれかに記載の計測デバイス。
85.前記基板を回転させることは、検出開口プロファイルおよび/または照明開口プロファイルのエリアの拡大;および/または非回転時よりも拡大された前記ピッチの範囲および/または拡大された前記波長の範囲についての可測性を実現する、項目84に記載の計測デバイス。
86.前記照明放射を提供するための照明ソースを備える、項目54から85のいずれかに記載の計測デバイス。
87.照明開口プロファイルは、少なくとも二つの実質的に逆の角度方向から周期構造を照明するために、フーリエ空間において複数の照明領域を備え、
前記照明領域のサブセットは、異なる照明条件を備える、
前記項目のいずれかに記載の計測デバイス。
88.異なる照明条件は、偏光状態、強度、波長、調整時間の少なくともいずれかを含む、項目87に記載の計測デバイス。
89.複数の照明領域は、前記照明領域の二つのペアを備え、
各ペアは、前記異なる照明条件を備える、
項目87または88に記載の計測デバイス。
90.照明領域の二つのペアを結合可能なビーム結合デバイスを備える、項目89に記載の計測デバイス。
91.ビーム結合デバイスは、偏光ビームスプリッタである、項目90に記載の計測デバイス。
92.前記異なる照明条件を提供するために、フーリエ空間における照明領域の前記各ペアの一方または両方の経路上に一または複数の光学要素を備える、項目89に記載の計測デバイス。
93.前記回折放射は、一または複数の分離された検出領域の100%を満たす、項目54から92のいずれかに記載の計測デバイス。
94.検出される各回折次数からの回折放射が像面において分かれて結像されるように動作可能な光学要素を備える、項目54から93のいずれかに記載の計測デバイス。
95.検出される各回折次数からの回折放射が二回結像されるように動作可能である、項目54から94のいずれかに記載の計測デバイス。
96.前記照明開口プロファイルおよび検出開口プロファイルの両方の同時構成のために設けられる、項目54から95のいずれかに記載の計測デバイス。
97.前記同時構成は、前記回折ビームおよび前記照明ビームの軌道が前記フーリエ空間において平行移動および/またはシフトされるように、少なくとも一つの前記回折放射の前記回折ビームのペア、および、少なくとも一つの前記照明放射の照明ビームのペアの経路上に一または複数の可変光学要素を備える、項目96に記載の計測デバイス。
98.前記一または複数の光学要素は、前記回折ビームおよび前記照明ビームを、それらの方向を実質的に変えることなく、前記フーリエ空間においてシフトさせる、項目97に記載の計測デバイス。
99.一または複数の光学要素は、照明および回折ビームのペア毎に同様の構成を有し、逆方向を向く光学くさび要素のペアを備える、項目97または98に記載の計測デバイス。
100.一または複数の光学要素は、アキシコンまたはコーン要素および対応する皿状要素;または(中間の)瞳面においてフーリエ空間の拡大または縮小された像を生成可能なズームレンズ配置を備える、項目97または98に記載の計測デバイス。
101.前記一または複数の光学要素は、光学要素のペアの間の可変分離距離を備え、
それを変えることで、前記照明開口プロファイルおよび検出開口プロファイルの両方を同時に構成する、
項目97から100のいずれかに記載の計測デバイス。
102.前記光学要素は、液体レンズ光学要素を備え、
一または複数の光学要素の少なくとも一つは可変開口角度を備え、
それを変えることで、前記照明開口プロファイルおよび検出開口プロファイルの両方を同時に構成する、
項目97から100のいずれかに記載の計測デバイス。
103.前記一または複数の光学要素は、少なくとも一つの光学プレートのペアを備え、
それぞれの角度を変えることで、前記照明開口プロファイルおよび検出開口プロファイルの両方を同時に構成する、
項目97または98に記載の計測デバイス。
104.前記一または複数の光学要素は、計測デバイスの瞳面内に設けられる、項目97から103のいずれかに記載の計測デバイス。
105.前記一または複数の光学要素は、計測デバイスのフィールド面または中間のフィールド面において、少なくとも一つの光学ミラーのペアを備え、
それぞれの角度を変えることで、前記照明開口プロファイルおよび検出開口プロファイルの両方を同時に構成する、
106.回折ビームの検出の前に、前記照明ビームを前記回折ビームから分離するための更なる光学要素を備える、項目97から105のいずれかに記載の計測デバイス。
107.計測デバイスの瞳面において、一または複数の反射領域および一または複数の透過領域を備える結像モード要素を備え、
結像モード要素は、その方向および/または位置を変えることで、前記照明開口プロファイルおよび検出開口プロファイルの両方を同時に構成するように設けられる、
項目96に記載の計測デバイス。
108.前記照明開口プロファイルは、照明放射のみを構成する中央開口数径を定めるように構成可能である、項目54から107のいずれかに記載の計測デバイス。
109.前記一または複数の分離された検出領域のそれぞれのために、前記照明開口プロファイルに関して構成可能なセーフティマージンを更に備える、項目108に記載の計測デバイス。
110.少なくとも一つの周期的ピッチを有し、照明放射が少なくとも一つの波長を有する、基板上の周期構造を測定するための計測デバイスであって、
基板を保持するための基板サポートであって、その光軸の周りに回転可能な基板サポートを備え、
計測デバイスは、ピッチおよび波長の前記比に応じて、光軸の周りに基板を回転させることによって、照明開口プロファイルを最適化可能である、
計測デバイス。
111.前記基板を回転させることは、検出開口プロファイルおよび/または照明開口プロファイルのエリアの拡大;および/または非回転時よりも拡大された前記ピッチの範囲および/または拡大された前記波長の範囲についての可測性を実現する、項目109に記載の計測デバイス。
Claims (15)
- 少なくとも一つの波長を有する照明放射によって、基板上の少なくとも一つのピッチを有する周期構造を測定する方法であって、
前記ピッチおよび前記波長の比に基づいて:フーリエ空間において一または複数の照明領域を備える照明開口プロファイル;測定のための周期構造の方向;フーリエ空間において一または複数の分離された検出領域を備える検出開口プロファイル;の少なくともいずれかを構成し、i)少なくとも相補的な回折次数のペアの回折放射が検出開口プロファイル内で検出され、ii)前記回折放射が一または複数の分離された検出領域の少なくとも80%を満たすことと、
構成された照明開口プロファイル、検出開口プロファイル、周期構造の方向の少なくともいずれかを適用しながら周期構造を測定することと、
を備える方法。 - 照明開口プロファイルは、少なくとも二つの実質的に異なる角度方向から周期構造を照明するために、フーリエ空間において前記一または複数の照明領域を備え、
オプションで二つの実質的に異なる角度方向は二つの逆の方向である、
請求項1に記載の方法。 - 照明開口プロファイルは、周期構造内に設けられるサブ構造の二つの周期方向のそれぞれについて、前記二つの実質的に異なる角度方向において周期構造を照明するために、フーリエ空間において前記一または複数の照明領域を備え、
検出開口プロファイルは、前記周期方向のそれぞれについて前記相補的な回折次数のペアのそれぞれを検出するために、フーリエ空間において四つの検出領域を備える、
請求項2に記載の方法。 - 前記一または複数の照明領域の分離された照明領域のそれぞれは、各検出領域のそれぞれに対応し、
各照明領域は、それに対応する検出領域以上のサイズであり、
オプションで、各照明領域は、最大でもそれに対応する検出領域より30%大きい、
請求項2または3に記載の方法。 - 前記一または複数の照明領域は、検出開口プロファイルおよび照明開口プロファイルと検出開口プロファイルの間のマージンに対して使用されるフーリエ空間と異なる、利用可能なフーリエ空間を備える単一の照明領域を備える、請求項2または3に記載の方法。
- 前記照明開口プロファイルを構成することは、前記照明プロファイルを適用するために、対物レンズの瞳面または中間面、またはそれらと同等な面における照明放射の空間フィルタリングを備える、請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- 前記照明放射は、マルチモード放射、または時間的および/または空間的なインコヒーレント放射、またはそれらの近似を含む、請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- 測定中に取得された周期構造の像を補正することを備える、請求項7に記載の方法。
- 前記補正することは、測定を実行するために使用されるセンサ光学要素における収差について前記像を補正することを備える、請求項8に記載の方法。
- 前記収差についての補正は、フィールド位置に依存する補正として実行される、請求項9に記載の方法。
- 前記補正することは、原像および補正カーネルの畳み込みを実行することを備え、
補正カーネルは、位置に依存する、
請求項9または10に記載の方法。 - 前記方法は、測定を実行するために使用されるセンサ光学要素による点拡がり関数における収差について点拡がり関数を変形するために、前記像を補正することを備える、請求項9から11のいずれかに記載の方法。
- 前記周期構造の方向を構成することは、ピッチおよび波長の前記比に応じて、光軸の周りに周期構造を回転させることを備える、請求項1から12のいずれかに記載の方法。
- 前記照明開口プロファイルおよび検出開口プロファイルの両方を同時に構成することを備え、
前記構成ステップは、オプションで、前記回折ビームおよび前記照明ビームの軌道が前記フーリエ空間において平行移動および/またはシフトされるように、少なくとも一つの前記回折放射の前記回折ビームのペア、および、少なくとも一つの前記照明放射の照明ビームのペアの経路における一または複数の光学要素を変えることを備える、
請求項1から13のいずれかに記載の方法。 - 基板上の周期構造を測定するための計測デバイスであって、
フーリエ空間において一または複数の分離された検出領域を備える検出開口プロファイルと、
フーリエ空間において一または複数の照明領域を備える照明開口プロファイルと、
を備え、
前記検出開口プロファイル、前記照明開口プロファイル、測定される周期構造を備える基板の基板方向の少なくともいずれかは、i)少なくとも相補的な回折次数のペアが検出開口プロファイル内で検出され、ii)相補的な回折次数のペアの放射が一または複数の分離された検出領域の少なくとも80%を満たすように、周期構造の少なくとも一つのピッチと、前記周期構造を測定するために使用される照明放射の少なくとも一つの波長の比に基づいて構成可能である、
計測デバイス。
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