KR20240117591A - 광학 측정 시스템에 의해 오브젝트의 조명 및 이미징 동안 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성을 시뮬레이션하기 위한 퓨필 조리개 형상을 최적화하기 위한 방법 - Google Patents

광학 측정 시스템에 의해 오브젝트의 조명 및 이미징 동안 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성을 시뮬레이션하기 위한 퓨필 조리개 형상을 최적화하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240117591A
KR20240117591A KR1020247022093A KR20247022093A KR20240117591A KR 20240117591 A KR20240117591 A KR 20240117591A KR 1020247022093 A KR1020247022093 A KR 1020247022093A KR 20247022093 A KR20247022093 A KR 20247022093A KR 20240117591 A KR20240117591 A KR 20240117591A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
illumination
pupil
imaging
aperture
optical
Prior art date
Application number
KR1020247022093A
Other languages
English (en)
Inventor
알렉산더 빈클러
Original Assignee
칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 filed Critical 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
Publication of KR20240117591A publication Critical patent/KR20240117591A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84—Inspecting
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0012—Optical design, e.g. procedures, algorithms, optimisation routines
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/005—Diaphragms

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

광학 발생 시스템의 속성을 시뮬레이션하기 위해, 조명 퓨필의 영역에서 퓨필 조리개를 갖는, 이미징될 오브젝트에 대한 조명 광학 유닛과 오브젝트를 이미징하기 위한 이미징 광학 유닛을 포함하는 광학 측정 시스템이 사용된다. 퓨필 조리개의 퓨필 조리개 형상을 최적화하기 위해, 먼저, 퓨필 조리개의 시작 조리개 형상이 시뮬레이션에 대한 초기 설계 후보로서 미리 규정된다(30). 시작 조리개 형상은 수정되며(31), 대응 수정 조리개 형상의 적어도 하나의 제조 경계 조건이 점검된다(33). 점검(33)이 경계 조건에의 부합을 드러낼 때까지 "수정하는" 단계와 "점검하는" 단계가 반복된다. 광학 발생 시스템의 속성과 광학 측정 시스템의 속성 사이의 매칭 품질이 결정되며(34), 매칭 품질이 미리 규정된 최적화 기준을 달성할 때 - 이점은 문의됨(35) - 까지 "수정하는" 단계, "점검하는" 단계 및 "결정하는" 단계가 반복된다. 최적화 시 최소 메리트 함수 값(E)으로 발생한 타겟 조리개 형상으로부터 얻은 타겟 조리개 형상이 최적화 기준을 달성한 후 최적화된 퓨필 조리개 형상으로서 제조된다(37). 이로 인해, 광학 측정 시스템에 의해 오브젝트의 조명 및 이미징 동안 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성의 - 가능한 편차가 없는 - 시뮬레이션을 야기한다.

Description

광학 측정 시스템에 의해 오브젝트의 조명 및 이미징 동안 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성을 시뮬레이션하기 위한 퓨필 조리개 형상을 최적화하기 위한 방법
본 특허 출원은 독일 특허 출원 제 DE 10 2021 213 827.6호의 우선권을 청구하며, 이 독일 특허 출원의 내용은 본 명세서에서 참조로서 인용된다.
본 발명은, 광학 측정 시스템에 의해 오브젝트의 조명 및 이미징 동안 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성을 시뮬레이션하기 위한 퓨필 조리개 형상을 최적화하기 위한 방법에 관한 것이다. 더 나아가, 본 발명은 그러한 방법에 의해 최적화된 퓨필 조리개 및 적어도 하나의 그러한 퓨필 조리개를 포함하는 계측 시스템에 관한 것이다.
리소그라피 마스크의 에어리얼 이미지를 3차원으로 측정하기 위한 계측 시스템이 WO 2016/012 425A2 및 WO 2016/012 426A1으로부터 알려져 있다. 리소그라피 마스크의 에어리얼 이미지를 3차원으로 결정하기 위한 대응 계측 시스템 및 방법이 DE 10 2019 206 651A1으로부터 알려져 있다. DE 10 2013 219 524A1은 광학 시스템의 이미징 품질을 결정하기 위한 디바이스 및 방법과, 광학 시스템을 기재한다. DE 10 2013 219 524A1은 핀홀(pinhole)의 이미징을 기초로 파면을 결정하기 위한 위상 회수 방법을 기재하고 있다. DE 10 2017 210 164B4는 투영 렌즈의 이미징 거동을 조정하기 위한 방법, 및 조정 장치를 기재한다. 투영 노광 장치에서 렌즈 가열을 보상하기 위한 방법이 US 9,746,784B2로부터 알려져 있다. 특히 애너모픽(anamorphic) 투영 광학 유닛을 갖는 광학 발생 시스템이 예컨대 US 2020/0272058A1으로부터 알려져 있다. 광학 발생 시스템의 추가 변형이 WO 2009/100 856A1으로부터 알려져 있다. DE 10 2008 001 553A1은 마이크로리소그라피 투영 노광 장치의 오브젝트 평면에서 스캔 적분 조명 에너지를 설정하는 구성요소를 개시한다. EP 0 674 778B1은 구조화된 표면의 발생을 위한 도시지(dosage) 패턴을 생성하기 위한 공정과 디바이스를 개시한다. DE 103 52 040A1 및 WO 2005/045 503A1은 광학 디바이스, 특히 현미경을 위한 조리개 및/또는 필터 배치를 개시한다.
알려진 계측 시스템은, 그 조명 광학 유닛의 셋업 및/또는 그 이미징 광학 유닛의 셋업에 관해, 일부 경우, 시뮬레이션될 광학 발생 시스템의 대응 조명 및 이미징 광학 구성요소의 셋업과 매우 상이하다. 이점은 사실, 특히 계측 시스템의 셋업이 광학 발생 시스템의 셋업을 위해 연장된 것과 설계 및 에너지 면에서 동일한 경비로 실현될 수 없다는 점 때문이다.
그러므로 본 발명의 목적은, 조명 및 이미징 광학 구성요소에서 존재하는 차이점에도, 오브젝트의 조명 및 이미징 동안 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성의 시뮬레이션을 - 가능하게는 편차 없이 - 야기하는 계측 시스템에 사용하기 위한 퓨필 조리개 형상에 대한 계측 시스템의 광학 측정 시스템에 의한 최적화 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 1에 명시한 특성을 갖는 최적화 방법에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명에 따라, 특히 광학 시스템의 수학적 또는 수치적 모델링으로 인해 광학 시스템의 조명 및 이미징 속성에 관한 퓨필 조리개의 조리개 형상의 변화의 영향이 조리개 형상 최적화가 아마도 이 수단에 의해 이뤄지게 되는 그러한 정밀도로 정량적으로 전체적으로 결정될 수 있게 됨을 인식하게 되었다. 최적화 방법의 최종 제조 단계 과정을 야기하는 타겟 조리개 형상은 고 정밀도를 갖는 광학 측정 시스템에 의해 오브젝트의 조명 및 이미징 동안의 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성의 시뮬레이션을 보장한다. 광학 발생 시스템의 더욱 복잡한 조명 설정 및/또는 광학 발생 시스템의 복잡한 이미징 속성, 예컨대 광학 발생 시스템의 투영 광학 유닛의 애너모픽 이미징은 최적화 방법 동안 매칭 품질 결정 동안 고려되며 시뮬레이션될 수 있다. 투영 광학 유닛의 애너모픽 이미징에 대해, US 9,366,968B2를 참조하기 바란다. 특히, 구조적 규격으로 인해 필요한 광학 측정 시스템의 조명-측 퓨필 압스큐레이션(pupil obscuration)은 예컨대 최적화 방법 동안 고려될 수 있다. 광학 측정 시스템의 이 조명-측 압스큐레이션은 이때 타겟 조리개 형상에 의해 정정되거나 보상될 수 있다. 광학 측정 시스템의 퓨필 조리개의 기계적 구성에 필요한 필요 웹(webs)의 영향을 더욱 고려할 수 있다. 조리개 형상의 자체-지지 구성, 최소 조리개 웹 폭, 최소 조리개 구멍 직경 및 조리개 에지부의 최대 곡률에 관한 규격을, 제조 경계 조건을 점검할 때 고려할 수 있다. 이점은 제조할 수 없는 최적화 해법이 있게 되는 상황을 회피한다. 광학 발생 시스템의 이미징 광학 유닛의 출사 퓨필의 - 광학 발생 시스템에서 종종 있게 되는 - 특정한 중심 압스큐레이션은 심지어 최적화 방법의 환경에서 고려될 수 있다. 이 경우에, 광학 발생 시스템의 출사 퓨필의 중심 압스큐레이션은, 측정 시스템의 이미징 광학 유닛에서 NA 애퍼쳐 조리개의 중심 조리개에 의해 고려될 수 있다. 한편으론, 광학 발생 시스템과, 다른 한편으론 광학 측정 시스템 사이의 상이한 이미징 출사 퓨필 아포디제이션(apodization)을 고려할 수 있다.
최적화 방법은 특히 이미징될 오브젝트의 구조적 구성이 고려되도록 구현될 수 있다. 상이한 구조에 관해 변화하는 광학 속성을 그에 따라 고려할 수 있다.
복수의 개별 조리개로 정기적으로 구성되는 광학 발생 시스템의 조명 퓨필의 구성과, 연속 조명된 영역을 정기적으로 갖는 계측 시스템의 광학 측정 시스템의 조명 퓨필 사이의 차이점을 마찬가지로 고려할 수 있다.
대안적으로, 최적화 방법은 또한 특정 오브젝트 구조가 방법에 영향을 미치지 않도록 기능할 수 있다. 특히 큰 이미지-측 개구수(0.5보다 큰 이미지-측 개구수)를 갖는 광학 발생 시스템이 우수한 품질로 시뮬레이션될 수 있다.
청구항 2에 따른 제조 경계 조건에의 부합을 점검하기 위한 점검 방법이 실제로 가치가 있음이 입증되었다. 제조 품질에 관한 요건은 각각 점검되는 주변 영역의 크기를 미리 규정함으로써 미리 규정될 수 있다. 이점은, 특히 조리개 에지의 과도하게 좁은 웹 또는 과도하게 큰 곡률이 각각의 점검부를 따라 생기는, 즉 점검 후 타겟 조리개 형상의, 전체 조리개 에지를 따라 발생하는 상황을 회피한다.
청구항 3에 따른 제조 경계 조건의 점검 동안 점검하는 주변 영역의 픽셀의 픽셀-바이-픽셀 배치는 실제로 가치가 있음이 입증되었다. 픽셀의 크기는 달성 가능한 제조 해상도에 따라 선택할 수 있다.
퓨필 조리개 형상에 대한 제조 경계 조건의 픽셀-기반 점검 대신에, 다각형 경계가 원하는 경계 형상으로서 사용될 수 있으며; 그러한 경우에, 곡률 추정(조리개 형상의 반경(rounding radius))은 서로 각각 인접하는 다각형 선 세그먼트의 각도로부터 유도할 수 있다.
청구항 4에 따른, 한편으론, 광학 발생 시스템과, 다른 한편으론 광학 측정 시스템 사이의 퓨필 매칭을 고려하는 것이 충분한 매칭 품질 결정을 보장하기 위해 가치가 있음이 입증되었다. 각각의 조명 퓨필 및/또는 각각의 이미징 퓨필의 정보는 여기서 수반하는 광학 시스템의 경계 조건에 의존하여 사용될 수 있다.
청구항 5에 따른 메리트 함수 값 계산이 최적화 방법 환경에서 매칭 품질 결정의 수치적 모델링을 간략화한다. 퓨필 중첩 영역의 크기는 결정 환경에서 변할 수 있다. 이점은 수반하는 광학 시스템의 선택된 경계 조건에 의존하여 행해질 수 있다. 필요한 매칭 품질의 정도는 매칭 품질을 결정할 때 사용되는 퓨필 중첩 영역의 크기, 조명 퓨필 위에서의 그 개수 및 분포를 미리 규정함으로써 미세하게 영향을 받을 수 있다. 이러한 미리 규정하는 것은 특히 시뮬레이션되는 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성에 의존하여 영향을 받을 수 있다.
중첩-기반 메리트 함수 대신, 매칭 품질은 또한 고려한 많은 수의 테스트 이미징에 대한 직접적인 이미징 시뮬레이션에 의해 실현될 수 있다. 그러한 직접적인 이미징 시뮬레이션 환경에서, 직접적으로 대응하는 이미징 파라미터, 특히 임계 치수(CD) 또는 이미징 텔레센트리서티의 편차를 평가할 수 있으며, 광학 발생 시스템과 광학 측정 시스템 사이의 매칭을 보장할 수 있다.
청구항 6에 따른 조명 및 이미징 파라미터는, 이들이 수반하는 광학 시스템의 통상적인 이미징 속성이나 이미징 수차에 잘 맞춰지므로, 실제로 가치가 있음이 입증되었다. 추가 조명 및 이미징 파라미터, 예컨대 2개의 서로 수직 좌표를 따른 가능한 구조 해상도(임계 치수(CD))를 서로 비교하는 파라미터를 또한 사용할 수 있다. 그러한 파라미터의 일 예로 소위 HV(Horizontal/Vertical) 비대칭이 있다. 퓨필 투과에 대한 하한을 미리 규정하는 파라미터가 또한 매칭 품질 결정 환경에서 사용될 수 있다.
청구항 7에 따른 최적화 루프로 인해 알려진 최적화 방법을 사용할 수 있다. 그 일례로 시뮬레이션된 어닐링이 있다. 기술 문헌에서 알려진 다른 최적화 방법이 또한 사용될 수 있다. 총 계산 시간 또는 그 밖에 최적화 기준에의 부합의 품질이 또한 종결 기준으로서 선택될 수 있다.
청구항 8에 따른 오브젝트 조명의 필드 의존도를 고려하는 것은 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성의 시뮬레이션을 개선한다. 필드 의존도는 각각의 필드 위에서 광학 발생 시스템의 퓨필의 평균을 냄으로써 및/또는 모든 필드 지점에 대해 또는 선택된 필드 지점 영역에 대해 최적화 방법의 환경에서 매칭 품질을 결정함으로써 고려될 수 있다.
청구항 9에 따른 퓨필 조리개의 장점은 본 발명에 따른 최적화 방법을 참조하여 앞서 이미 설명한 것들에 대응한다.
청구항 10에 따른 프리폼 퓨필 조리개의 경우에, 이것은 발생 시스템의 광학 속성을 시뮬레이션하기 위한 대응한 많은 설계 자유도를 제공한다. 프리폼 퓨필 조리개는, 차별화되는 대칭 축 및/또는 대칭 평면을 갖지 않는 조리개 경계를 갖는 퓨필 조리개다. 심지어, 멀티폴드 회전 대칭은 프리폼 퓨필 조리개의 경우에 존재하지 않는다.
청구항 11에 따른 계측 시스템의 장점은 최적화 방법 및 이로 인해 최적화된 퓨필 조리개를 참조하여 앞서 이미 설명한 것들에 대응한다.
청구항 12에 따른 교환 홀더로 인해 계측 시스템의 광학 측정 시스템에서 상이한 퓨필 조리개를 사용할 수 있다.
대응하여 최적화된 퓨필 조리개를 갖는 계측 시스템은 청구항 13에 따른 사용 시에 특히 가치가 있음이 입증되었다. 서로 수직 방향으로 광학 발생 시스템의 투영 광학 유닛의 상이한 이미징 스케일이 이들 2개의 방향으로의 상이한 스케일링에 의한 제조 단계의 환경에서 고려될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 도면을 참조하여 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은, 오브젝트가 조명 광으로 조명될 때 이미징 광학 발생 시스템의 타겟 파면을 시뮬레이션하기 위한 계측 시스템의 입사 평면에 수직인 시야 방향으로의 매우 개략적인 평면도를 도시하며, 이 계측 시스템은 오브젝트를 조명하기 위한 조명 광학 유닛과, 오브젝트를 이미징하기 위한 이미징 광학 유닛을 가진 광학 측정 시스템을 포함하며, 조명 광학 유닛과 이미징 광학 유닛은 각각 매우 개략적으로 나타내져 있다.
도 2는 계측 시스템의 조명 광학 유닛의 퓨필 평면에서 배치하기 위한 시그마 조리개의 평면도를 도시한다.
도 3은, 도 2와 유사한 예시에서, 계측 시스템의 광학 측정 시스템의 이미징 광학 유닛의 퓨필 평면에서 배치하기 위한 NA 조리개의 평면도를 도시한다.
도 4는, 광학 발생 시스템과 광학 측정 시스템의 조명 및 이미징 속성 사이의 매칭 품질을 최적화하기 위한 방법을 설명하기 위해, 조명 광학 유닛 및 이미징 광학 유닛을 포함하는 광학 시스템의 이미징 광학 유닛의 퓨필과 조명 퓨필 사이의 순간적인 중첩을 개략적으로 도시한다.
도 4a는, 계측 시스템에 의해 그 광학 속성에 관해 시뮬레이션되는 광학 발생 시스템의 조명 퓨필(좌측) 및 투영 광학 유닛 출사 퓨필(우측)을 도시한다.
도 4b는, 조리개 형상 최적화 방법 환경에서 확인한 도 4a에 따른 퓨필 구성을 시뮬레이션하기 위한 계측 시스템의 광학 측정 시스템의 시그마 퓨필 조리개 형상(좌측) 및 NA 애퍼쳐 조리개 형상(우측)을 도시한다.
도 5는, 적어도 하나의 제조 경계 조건을 점검하기 위한 방법을 설명하기 위한 광학 측정 시스템의 조명 광학 유닛의 퓨필의 조리개 형상의 상세를 도시하며, 제조 경계 조건을 충족시키는 조리개 형상의 가장자리 점검부의 허용 가능한 코스를 예시한다.
도 6은, 도 5와 유사한 예시에서, 제조 경계 조건을 충족시키지 않는 조리개 형상의 점검부의 일예를 도시한다.
도 7은 오브젝트의 조명 및 이미징 동안 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성을 시뮬레이션하기 위한 퓨필 조리개 형상을 광학 측정 시스템에 의해 최적화하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 8은, 퓨필 좌표(각도 공간)로 나타내는, 최적화 방법 동안 생기는 타겟 조리개 형상의 일례를 도시한다.
도 9는, 도 8에 따른 각도 공간 결과를 기초로 한 타겟 조리개 형상을 갖는 제조 금속 시트로부터의 중단된 상세를 도시하며, 추가 정렬 표시 개구가 예시되어 있다.
위치 관계의 제시를 용이하게 하기 위해, 직교 xyz-좌표계가 이후 사용된다. 도 1에서, x-축은 도면의 평면에 수직으로 이 평면 외부로 진행한다. y-축은 도 1의 우측을 향해 진행한다. 도 1에서, z-축은 위로 진행한다.
자오단면(meridional section)에 대응하는 도면에서, 도 1은, 오브젝트가 조명 광(1)으로 조명될 때 이미징 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성, 특히 타겟 파면의 시뮬레이션을 위한 계측 시스템(2)에서의 EUV 조명 광 또는 이미징 광(1)의 빔 경로를 도시한다. 계측 시스템(2)의 광학 측정 시스템의 이미징 광학 유닛에서, 오브젝트 평면(4)에서 오브젝트 필드(3)에 배치되는 레티클 또는 리소그라피 마스크 형태의 테스트 구조(5)(도 2와 비교)가 EUV 조명 광(1)을 사용하여 이미징된다. 이하에서, 테스트 구조(5)는 또한 오브젝트 또는 샘플이라고 칭한다.
계측 시스템(2)이 3차원(3D) 에어리얼 이미지(에어리얼 이미지 계측 시스템)를 분석하는데 사용된다. 출원은 리소그라피 마스크의 에어리얼 이미지의 시뮬레이션을, 이 에어리얼 이미지가 또한 발생 투영 노광 장치, 예컨대 스캐너에서 나타나는 방식으로 포함한다. 그러한 계측 시스템은 WO 2016/012 426A1으로부터, US 2013/0063716A1(그 도 3과 비교)로부터, DE 102 20 815A1(그 도 9와 비교)로부터, DE 102 20 816A1(그 도 2와 비교)로부터 및 US 2013/0083321A1으로부터 알려져 있다.
조명 광(1)은 오브젝트(5)에서 반사된다. 조명 광(1)의 입사 평면은 yz-평면에 평행하게 있다.
EUV 조명 광(1)은 EUV 광원(6)에 의해 발생된다. 이 광원(6)은 레이저 플라즈마 소스(LPP: Laser Produced Plasma) 또는 방출 소스(DPP: Discharge Produced Plasma)일 수 있다. 원칙적으로, 싱크로트론-기반 광원, 예컨대 자유 전자 레이저(FEL: Free Electron Laser)가 또한 사용될 수 있다. EUV 광원의 사용 파장은 5nm와 30nm 사이의 범위일 수 있다. 원칙적으로, 계측 시스템(2)의 일 변형에서, 다른 사용 광 파장을 위한 광원, 예컨대 193nm의 사용 파장용 광원이 또한 광원(6) 대신에 사용될 수 있다.
계측 시스템(2)의 실시예에 의존하여, 계측 시스템(2)은 반사형 또는 그 밖에 투과형 오브젝트(5)에 사용될 수 있다. 투과형 오브젝트의 일예로 핀홀 조리개가 있다.
계측 시스템(2)의 조명 광학 유닛(7)이 광원(6)과 오브젝트(5) 사이에 배치된다. 조명 광학 유닛(7)은 오브젝트 필드(3) 위의 규정된 조명 세기 분포로 및 동시에 오브젝트 필드(3)의 필드 지점이 조명되게 되는 규정된 조명각 분포로 검사될 오브젝트(5)의 조명에 역할을 담당한다. 이 조명각 분포는 이후 또한 조명 애퍼쳐 또는 조명 설정이라고 한다.
조명 애퍼쳐는 조명 광학 유닛(7)의 시그마 애퍼쳐 조리개(8)에 의해 경계가 정해지며(delimit), 이 시그마 애퍼쳐 조리개(8)는 조명 광학 유닛 퓨필 평면(9)에 배치되어 거기서 조명 퓨필을 미리 규정한다. 시그마 애퍼쳐 조리개(8)는 이후 또한 시그마 조리개라고 한다. 시그마 애퍼쳐 조리개(8)는 그에 입사하는 조명 광(1)의 빔의 경계를 가장자리에서 정한다(marginally delimit). 대안적으로 또는 추가로, 시그마 애퍼쳐 조리개(8) 및/또는 이미징 광학 유닛의 조리개는 또한 내부로부터 조명 광 빔을 가릴(shadow) 수 있다. 즉, 압스큐레이션 조리개로서 동작할 수 있다. 대응 조리개는, 내부의 빔을 그에 따라 가리는 내부 조리개 바디를 가질 수 있으며, 이 조리개 바디는 다수의 웹에 의해, 예컨대 4개의 웹에 의해 외부 조리개 지지 바디에 연결된다.
도 2는 도 1의 시야 방향(II)으로부터의 평면도로 시그마 조리개(8)의 일 실시예를 도시한다. 도 2에 예시한 좌표(σx, σy)는 각도 공간에서 조명 광학 유닛 퓨필 평면(9)에 걸쳐 있으며, 도 1의 좌표(x 및 y)에 대응한다. 시그마 조명 조리개(8)는 4개의 웹(81 내지 84)을 가지며, 이들 웹은 가장자리 조리개 지지부(8T)와 내부 압스큐레이션 가림 바디(8O) 사이에서 스포크 방식으로 연장하여 이 이 압스큐레이션 가림 바디를 지지한다. 웹(8i), 캐리어(8T) 및 내부 압스큐레이션 가림 바디(8O) 사이에서, 시그마 조리개(8)는 σx/σy-좌표계의 4사분면에 대응하는 4개의 개구(8I, 8II, 8III 및 8IV)를 갖는다. 계측 시스템의 압스큐레이션된 조명은 도 2에 따른 시그마 조리개(8)에 의해 미리 규정된다.
시그마 애퍼쳐 조리개(8)는 조명 광학 유닛 퓨필 평면(9)에서, 즉 xy-평면에 평행하게, 미리 규정된 방식으로 변위 구동부(8a)에 의해 변위될 수 있다. 조리개 변위 구동부(8a)는 오브젝트(5)를 조명할 때 조명 설정을 미리 규정하기 위한 작동기이다.
변위 구동부(8a) 외에, 계측 시스템(2)은 교환 홀더(8b)를 가지며, 이 교환 홀더(8b)에 의해, 각각의 시그마 조리개(8)를 교체 시그마 조리개(8')로 교체할 수 있다. 교환 홀더(8b)는 각 경우에 현재 사용 중인 시그마 조리개(8)를 조리개 매거진에 전달할 수 있으며 조리개 매거진으로부터 교환 시그마 조리개를 선택하여 이 선택된 시그마 조리개를 조명 광학 유닛 퓨필 평면(9)의 현재 시그마 조리개의 위치로 전달할 수 있다.
오브젝트(5)에서의 반사 후, 조명 또는 이미징 광(1)은 계측 시스템(2)의 광학 측정 시스템의 이미징 광학 유닛 또는 투영 광학 유닛(10)에 입사한다. 조명 애퍼쳐와 유사한 방식으로, 도 1의 투영 광학 유닛(10)의 입사 퓨필(12)에서 NA 애퍼쳐 조리개(11)에 의해 미리 규정된 투영 광학 유닛 애퍼쳐가 있다.
입사 퓨필(12)은 조명 광학 유닛(7)의 조명 퓨필에 관해 광학적으로 켤례이다.
도 3은, 다시 한번 NA 애퍼쳐 조리개(11)의 평면도를 도 2와 유사한 예시로 도시한다.
웹(111, 112, 113, 114)은 NA 애퍼쳐 조리개(11)의 조리개 지지부를 NA 애퍼쳐 조리개(11)의 중심 압스큐레이션 가림 바디(11O)에 연결한다. 압스큐레이션 가림 바디(11O)는 시뮬레이션될 광학 발생 시스템의 이미징 광학 유닛의 중심 압스큐레이션을 시뮬레이션한다.
조리개(8, 11)의 조리개 소재는 금속일 수 있다.
입사 퓨필(12)은 투영 광학 유닛(10)의 투영 광학 유닛 퓨필 평면의 일예이다. NA 애퍼쳐 조리개(11)는 또한 투영 광학 유닛(10)의 출사 퓨필에 배치될 수 있다. NA 애퍼쳐 조리개(11)는 투영 광학 유닛 퓨필 평면(12)에서, 즉 xy-평면에 평행하게, 규정된 방식으로 변위 구동부(13)에 의해 변위할 수 있다. 변위 구동부(13)는 또한 조명 설정을 미리 규정하기 위한 작동기이다.
통상적으로, 시그마 애퍼쳐 조리개(8)와 NA 애퍼쳐 조리개(11)는, 두 조리개가 조명 광(1)의 중심 광선에 의해 중심에서 부딪치며 테스트 구조(5)에서 반사하도록 서로에 대해 정렬된다. 시그마 애퍼쳐 조리개(8) 및 NA 애퍼쳐 조리개(11)는 서로에 대해 중심이 맞춰질 수 있다(be centered).
측정될 이미징 광학 유닛(10)은 오브젝트(5)를 계측 시스템(2)의 공간 해상도(spatially resolving) 검출 디바이스(14)를 향해 이미징하는 역할을 한다. 검출 디바이스(14)는 예컨대 CCD 검출기로서 설계된다. CMOS 검출기가 또한 사용될 수 있다. 검출 디바이스(14)가 투영 광학 유닛(10)의 이미지 평면(15)에 배치된다.
검출 디바이스(14)는 디지털 이미지 처리 디바이스(17)에 신호 연결된다.
xy-평면에서의 검출 디바이스(14)의 픽셀 공간 해상도가, 좌표 방향(x 및 y)에서, 측정될 입사 퓨필(12)의 개구수(NAx, NAy)에 반비례하도록 미리 규정될 수 있다. x-좌표 방향에서, 이 픽셀 공간 해상도는 정기적으로 λ/2NAx 미만이며, y-좌표 방향에서, 이것은 λ/2NAy 미만이다. 이 경우, λ는 조명 광(1)의 파장이다. 검출 디바이스(14)의 픽셀 공간 해상도는 또한 NAx, NAy과 독립적으로 제곱 픽셀 차원으로 구현될 수 있다.
검출 디바이스(14)의 공간 해상도는 리샘플링에 의해 증가하거나 감소할 수 있다. x- 및 y-방향에서 상이한 치수를 갖는 픽셀의 검출 디바이스도 가능하다.
오브젝트(5)는 오브젝트 홀더 또는 홀더(18)에 의해 운반된다. 홀더(18)는 변위 구동부 또는 작동기(19)에 의해 한편으로는 xy-평면에 평행하게 및 다른 한편으로는 이 평면에 수직으로, 즉 z-방향으로 변위될 수 있다. 변위 구동부(19)는, 또한 계측 시스템(2)의 전체 동작으로서, 중앙 제어 디바이스(20)에 의해 제어되며, 이 중앙 제어 디바이스(20)는, 더는 구체적으로 표시되지 않는 방식으로, 제어될 구성요소에 신호-연결된다.
계측 시스템(2)의 광학 설정은, 반도체 구성요소의 투영-리소그라픽 제조 동안 오브젝트(5)의 투영 노광의 과정에서 조명 및 이미징의 가장 정확한 가능 시뮬레이션 또는 에뮬레이션에 역할을 한다. 계측 시스템(2)의 광학 측정 시스템은 이 경우에 사용되는 투영 노광 장치의 이미징 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성과, 특히 타겟 파면을 시뮬레이션하는 역할을 한다.
도 1은 오브젝트 평면(4)의 영역에서 테스트 구조(5)의 여러 가능 배치 평면을 각 경우에 점선을 사용하여 도시한다. 계측 시스템(2)의 동작 동안, 테스트 구조(5)는, 서브애퍼쳐(10i)에 의해 각각 미리 규정된 조명각 분포를 사용하여 오브젝트 평면(4)에 대한 테스트 구조(5)의 상이한 거리 포지션(zm)에서 조명되며, 세기(I(x, y, zm))는 각 거리 포지션(zm)에 대해 공간 해상도 방식으로 이미지 평면(15)에 기록된다. 이 측정 결과(I(x, y, zm))를 또한 에어리얼 이미지라고 한다.
초점 평면(zm)의 개수는 2개와 20개 사이, 예컨대 10개와 15개 사이일 수 있다. 이 경우, 여러 레일리(Rayleigh) 단위(NA/λ2)에 걸친 z-방향으로의 총 변위가 있다.
입사 퓨필(12) 외에, 도 1은 또한 게다가 투영 광학 유닛(13)의 출사 퓨필(21)을 개략적으로 나타낸다. 이미징 광학 유닛(10)의 입사 퓨필(12)과 출사 퓨필(21)은 모두 타원형이다. 대안적으로, 2개의 퓨필(12, 21)은 또한 둥근 경계를 가질 수 있다.
계측 시스템(2)의 이미징 광학 유닛(10)은 동형(isomorphic)이다, 즉 x-및 y-방향으로 동일한 이미징 스케일을 갖는다.
도 1은, 검출 디바이스(14)의 3개의 측정 결과를 바닥에서 다시 한번 xy-평면도로 도시하며, 중앙의 측정 결과는 오브젝트 평면(4)에 배치인 경우 테스트 구조(5)의 이미지 표시를 도시하며, 다른 2개의 측정 결과는, 한번은 양의 z-방향으로 한번은 음의 z-방향으로, 오브젝트 평면(4)의 z-방향과 비교하여 변위되었다. 테스트 구조(5)의 에어리얼 이미지는 각각의 z-좌표에 할당된 총 측정 결과로부터 발생한다.
계측 시스템(2)의 광학 측정 시스템에 의한 오브젝트(5)의 조명 및 이미징 동안의 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성의 시뮬레이션 환경에서, 시그마 조명 조리개(8)의 퓨필 조리개 형상이 최적화된다. 이 최적화 방법의 일부로 시그마 조리개(8)의 특정 조리개 형상을 사용한 한편으로는 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성과 다른 한편으로는 계측 시스템(2)의 광학 측정 시스템의 조명 및 이미징 속성 사이의 매칭 품질 결정이 있다. 적어도 하나의 메리트 함수의 값은 이 매칭 품질 결정의 환경에서 계산된다. 이 메리트 함수는 한편으로는 광학 발생 시스템의 조명 퓨필 및 이미징 퓨필의 퓨필 중첩 영역과 광학 측정 시스템의 사용된 NA 애퍼쳐 조리개(11)를 갖는 이미징 퓨필과 시그마 조리개(8)의 사용 조리개 형상을 갖는 조명 퓨필의 대응 퓨필 중첩 영역 사이의 광학 조명 및 이미징 파라미터의 비교에 의해 영향을 받는다.
도 4는 입사 퓨필(12)일 수 있는 조명 퓨필과 출사 퓨필(21)일 수 있는 이미징 퓨필 사이에서 그러한 퓨필 중첩 영역()을 도시한다.
출사 퓨필(21)의 중심()은 직교 좌표(, )에 있다. 직교 좌표(σx, σy) 대신에, 또한 도 4에 예시한 극 좌표를 또한 선택할 수 있다. 이 경우에, σφ는 조명 퓨필(12)의 중심(ZB)과 출사 퓨필(21)의 중심(ZA) 사이의 거리를 나타낸다. φ는, 도 4에 도시한 바와 같이, 예컨대 σy-축과 거리(σφ) 사이의 각도를 나타낸다. 예시한 경우에, φ는 90°이다.
그러한 퓨필 중첩 영역()을 이용하여 매칭 품질을 결정하는 환경에서, 스캔되는 여러 지지 지점(, )에서의 중첩을 평가한다. 다음의 평가 항(terms)이 이 경우에 사용된다:
(1)
(2)
D는 여기서 각각의 퓨필 중첩 영역()에 걸친 세기(I(σx,σy))의 단순한 합산을 기재하는 항이다. (수학식(1)에 따른) 이 D 항은 이미지 치수(CD(임계 치수)), 즉 미리 규정된 방향을 따른 구조의 폭과 상관한다.
파라미터(CD)의 정의에 관해서는, US9,176,390B를 참조하기 바란다.
(수학식(2)에 따른) 이 T 항은 중첩 영역(A)에 걸친 적분을 나타내며, 이 적분은 다시 거리 값(σφ)으로 가중된다. T 항의 이 공식에 있어서, 간략화를 위해, 출사 퓨필(11 또는 21) 각각이 아포디제이션을 갖지 않음이 가정된다. 이 T 항은 이미징 파라미터 이미징 텔레센트리서티와 상관한다. 이것은, 오브젝트가 이미징되는 기판의 디포커스 포지션의 함수로서 오브젝트 구조 오프셋의 감도를 포함할 수 있다.
시그마 조리개(8)의 주어진 퓨필 조리개 형상에 대해, 모든 가능 중첩 영역()에 대해 매칭 품질을 결정할 때 다음의 최적화 규격이 적용된다:
이 경우에, dc는 각각의 설계 후보, 즉 시그마 조리개(8)의 현재 고려된 조리개 형상을 나타낸다. t는 광학 발생 시스템의 타겟 조명 퓨필, 특히 스캐너 형태의 투영 노광 장치를 나타낸다.
수학식(3) 및 수학식(4)에 따른 최적화 규격은 대체로 달성되지 않는다. 매칭 품질을 결정할 때, 설계 후보(dc)의 조리개 형상은 최적화 규격(3) 및 (4)가 최솟값을 산출할 때까지 변한다.
최적화 변수(D 및 T) 외에도, 매칭 품질을 결정할 때 추가 조명 및/또는 이미징 파라미터와 상관되는 추가 변수가 또한 사용된다. 그러한 변수의 일례는 다음이 있다:
(5)
이 HV 항은 이미징 변수 "HV 비대칭"과 상관되며, 이 이미징 변수는 수직 및 수평 차원을 따른 임계 치수(CD)의 차이를 정량화한다. HV 항은 오브젝트(5)에서 이미징될 구조, 예컨대 이미징될 수평 또는 수직 라인, 특히 동일한 주기 및 동일한 타겟 CD를 갖는 경우나 그 밖에 소위 접촉 구멍, 즉 영역에서의 1의 xy 종횡비를 갖는 구조의 경우에 의존하여 관심을 두게 될 수 도 있다. HV 비대칭은 2개의 CD 사이의 차이, 즉 수평(h) 및 수직(v) 라인의 경우 CDh - CDv 또는 x- 및 y-방향으로 범위를 갖는 접촉 구멍의 경우 CDx - CDy로서 이해될 수 있다.
앞선 수학식(5)에 따른 HV 항 확인은 좌표 원점(ZB)을 중심으로 90°만큼 서로에 관해 회전하는 2개의 규정된 중첩 영역( 및 )의 위치에서 수학식(1)에 따라 2개의 D 항 사이의 차이를 계산하는 것을 수반한다(도 4와 비교). 중첩 영역(B)에서 적분을 계산하기 위해, 예컨대 90°만큼 대응하여 회전하는 입사 퓨필(12)과 출사 퓨필(21') 사이의 중첩을 고려한다.
HV 항에 대해, 또한, 대응 최적화 규격이 있다:
비교 계산이 실행된 후, 사용된 중첩 영역()이 한편으로는 광학 발생 시스템의 전체 조명 퓨필과, 다른 한편으로는 계측 시스템(2)의 조명 광학 유닛(7)을 커버한다.
도 4a 및 도 4b는 한편으로는 광학 발생 시스템(도 4a), 및 다른 한편으로는 계측 시스템(2)의 광학 측정 시스템(도 4b)의 2개의 퓨필 쌍을 도시하며, 이들 퓨필 쌍은 특히 도 4와 연관되어 앞서 설명한 매칭 품질 결정 환경에서 서로와 비교된다.
도 4a는 x-이중극 조명 설정을 위한 조명 퓨필의 조명을 좌측에 도시한다. 도 4a는 중심의 대략 타원형 퓨필 압스큐레이션을 갖는 광학 투영 시스템의 투영 광학 유닛의 출사 퓨필을 우측에 도시한다.
광학 발생 시스템의 시뮬레이션된 조명 설정(도 4a 좌측 비교)은, 광학 발생 시스템의 조명 광학 유닛의 퍼싯 구성, 예컨대 필드 퍼싯 미러와 퓨필 퍼싯 미러를 갖는 구성 또는 MEMS 미러 구성이 조명 광학 유닛 내에 사용되는 구성에 대응하는 조명 퓨필에서의 복수의 개별 스폿으로 구성될 수 있다. 좌측 상의 도 4a의 각각의 개별 스폿의 크기는 이 개별 스폿의 밝기, 즉 이 개별 스폿에 할당된 조명 방향으로부터의 조명 세기의 측정치(measure)이다.
도 4b는, 도 4a에 따른 조명 설정과 출사 퓨필을 갖는 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성의 시뮬레이션을 위한 시그마 조리개(8)의 - 최적화 방법에 의해 획득한 - 타겟 조리개 형상을 좌측에 도시한다. 도 4b는, NA 조리개(11)에 의해 발생한 중심 압스큐레이션을 갖는 광학 측정 시스템의 이미징 광학 유닛의 출사 퓨필을 우측에 도시한다(또한 도 3과 비교).
시그마 조리개(8)의 퓨필 조리개 형상에 대한 최적화 방법은 조리개 형상의 각각의 설계 후보에 관해 적어도 하나의 제조 경계 조건을 점검하는 단계를 수반한다. 제조 경계 조건의 그러한 점검의 일례를 도 5 및 도 6을 참조하여 이하에서 더 상세하게 설명할 것이다.
가장자리 점검부(23, 24)가 도 5 및 도 6에서 예시되어 있는 조리개 형상 설계 후보(8dc)를 고려한다. 제조 방법의 해상도 성능은 도 5 및 도 6에 따른 예시의 개별 픽셀(25i)의 범위에 의해 명백하게 된다. 어둡게 또는 사선으로 도시한 개별 픽셀(25i)은 조명/이미징 광(1)을 차단하는 아마도 연속 조리개 재료를 나타내며, 개방 개별 픽셀(25i)은 아마도 연속 조리개 개구(조명/이미징 광의 투과)를 나타낸다.
점검 방법의 환경에서, 시작 또는 수정 조리개 형상이라고도 하는 전체 조리개 형상 설계 후보(8dc)는 그에 따라 픽셀 이산화(pixel discretization)에서 정기적인 비트맵으로서 기재한다.
각각의 점검부(23, 24)의 원형도, 즉 그 곡률을, 국부적으로 픽셀-기반 방식으로, 규정하기 위해, 규정된 반경(r)을 갖는 주변의 영역이 비트맵의 각각의 픽셀(25i)에 대해 평가된다. 이점이 도 5 및 도 6에서 픽셀(251, 252 및 253)에 대해 예시되어 있다. 상이한 사선으로 강조되어 있는, 평가된 각각의 주변 픽셀 영역(261, 262 및 263)은 정사각형이며, 각 경우 두 좌표(x, y)를 따라 5개의 개별 픽셀(25i)의 범위를 갖는다. 예컨대 251인 고려될 중심의 개별 픽셀과, 예컨대 261인 주변 픽셀 영역이 행과 열로 배치된다.
다음의 규격을 평가 동안 점검한다:
반대 상태, "조리개 소재" 또는 "조리개 개구"를 갖는 고려된 개별 픽셀 주위의 각각의 픽셀 영역(26i) 내에서 개별 픽셀(25i)의 상기 고려된 중심 개별 픽셀에 관한 사사오입 합은 (2r + 1)2/2 미만이다.
r=2의 경우, 이 합은 그러므로 13미만임에 틀림없을 것이며, 이는 비교 숫자가 항상 정수이며, (2r + 1)2/2가 정수를 산출하지 않는 한, 그 다음 더 큰 정수로 사사오입되기 때문이다.
대응 평가에 의하면, 앞서 언급한 규격은 개별 픽셀(251 및 252)에 대해 충족하며, 이는 개별 픽셀(251)이 조리개 소재를 가지며, 조리개 개구를 나타내는 9개의 개별 픽셀(251)이 픽셀 영역(261)에 존재하며, 그 결과로, 규격, "13 미만의 개수"가 충족되기 때문이며, 이점은 또한 대응하여 개별 픽셀(252)(=조리개 개구)에 대해 충족되기 때문이다(조리개 소재로 구성되는 픽셀 영역(262)에서 개별 픽셀(251)의 개수는 8, 즉 13 미만이다).
이 요건은 개별 픽셀(253)에 대해서는 충족되지 않으며, 이는 이 픽셀은 조리개 개구를 나타내며, 조리개 소재를 나타내는 총 16개의 개별 픽셀(25i)이 픽셀 영역(263)에 존재하기 때문이다.
그에 따라 픽셀 영역(26i), 즉 각각의 중심 개별 픽셀(25i) 주위의 주변 영역이 충분한 확률로 조명 광의 투과에 관해 중심 영역처럼 거동하는지를 구축하도록 점검한다.
그에 따라 이 방법에 따른 제조 경계 조건의 점검에 의하면, 개별 픽셀(251 및 252)의 영역에 가장자리 점검부(23)를 제조할 수 있지만, 개별 픽셀(253)의 영역에 가장자리 점검부(24)를 제조할 수는 없다. 이들 제조 경계 조건은 대응하여 모든 개별 픽셀(25i)에 대해 점검된다. 앞서 설명한 규격이 모든 개별 픽셀(25i)에 대해 충족되어야 한다는 요건은 이때 시그마 조리개(8)에 대해 제조 가능한 조리개 형상을 산출한다. 각각의 점검부(23, 24)에 대해 국부적으로 공식화한 규격에 의하면, 조리개 형상 설계 후보(8dc)의 각각의 조리개 형상은 국부적으로만 변하며, 그에 따라 각 경우에 전체 조리개 형상의 대응하여 작은 점검부만이 제조성에 대해 점검되어야 한다.
최소 구멍 직경 및 예컨대 최소 조리개 웹 폭은 반경(r)의 선택에 의해 미리 규정될 수 있다.
제조 경계 조건을 점검할 때, 시그마 조리개(8)의 타원 형상이 예컨대 둥근 입사 동공(12)을 야기하는 경우에, 또한 시그마 조리개의 비스듬한(oblique) 조명을 고려할 수 있다. 이에 관해, 도 5 및 도 6의 비트맵 표현의 경우에, 개별 픽셀(25i)의 x-및 y-범위가 이들이 서로 동일하지 않도록 선택될 수 있다.
한편으로는 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성과, 다른 한편으로는 계측 시스템(2)의 광학 측정 시스템의 조명 및 이미징 속성 사이의 매칭 품질을 결정할 때, 광학 발생 시스템의 오브젝트 조명의 필드 의존도를 고려할 수 있다. 이점은 이때, 광학 발생 시스템에서, 이격된 오브젝트 지점과 비교하여 오브젝트 지점이 조명 각에 걸친 조명 광의 상이한 세기 분포로 충돌됨을 고려한다.
필드 변경의 이러한 고려는, 고려된 타겟 퓨필(광학 발생 시스템의 조명 퓨필의 좌표의 조명 세기 충돌에 대한 항(It))이 전체 오브젝트 필드(3)에 걸쳐 평균을 구한 타겟 퓨필 필드 평균에 의해 교체됨으로써 실현될 수 있다. 모든 필드 좌표에 대해, 특히 광학 발생 광학기기의 스캐닝 동안 오브젝트 변위 방향(y)에 수직인 모든 x-필드 좌표에 대해 앞선 수학식(3), (4) 및 (6)에 따른 최적화 규격을 최소화할 수 있다. 그에 따라, 퓨필 중첩 영역()의 필드-의존 경계가 또한 생길 수 도 있다.
계측 시스템(2)의 광학 측정 시스템에 의해 오브젝트(5)의 조명 및 이미징 동안 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성을 시뮬레이션하기 위한 시그마 조리개(8)의 퓨필 조리개 형상을 최적화하기 위한 전체 방법의 일례를 도 7에 따른 흐름도를 참조하여 이하에서 설명할 것이다.
미리 규정하는 단계(30)에서, 먼저, 시그마 조리개(8)의 시작 조리개 형상(8dc)이 시뮬레이션을 위한 초기 설계 후보로서 선택된다.
최적화 환경에서, 이 시작 조리개 형상(8dc)은 수정하는 단계(31)에서 수정되어, 그 경계 형상에 관해 약간 변한 수정 조리개 형상(8dcnew)이 발생시키는 단계(32)에서 발생한다.
점검하는 단계(33)에서, 이 수정 조리개 형상(8dcnew)이 이 수정 조리개 형상(8dcnew)의 제조에 관해 적어도 하나의 제조 경계 조건을 충족시키는지를 구축하도록 점검하게 된다. 이것은 도 5 및 도 6을 참조하여 앞서 설명한 점검 방법을 이용하여 행해질 수 있다. 이 점검하는 단계에 의해 수정 조리개 형상(8dcnew)의 적어도 하나의 가장자리 점검부(23, 24)가 제조 경계 조건(점검하는 단계(33)에서 결정, "N")을 충족시키지 않는다면, 수정하는 단계(31)와 발생시키는 단계(32)가 반복된다. 이것은, 이때 수정 조리개 형상(8dcnew)에 대한 점검하는 단계(33)가 미리 규정된 제조 경계 조건에 부합함(점검하는 단계(33)의 결정, "Y")을 드러낼 때까지 행해진다.
결정하는 단계(34)는 이때 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성과 광학 측정 시스템의 조명 및 이미징 속성 사이의 매칭 품질을 결정하는 단계를 수반한다. 이것은 특히 도 4 및 수학식(1) 내지 (6)을 참조하여 앞서 설명한 매칭 품질 결정을 이용하여 행해진다.
메리트 함수(merit function)(E)가 매칭 품질 결정 동안 사용될 수 있으며, 이는, 일반적으로 수학식(3), (4) 및 (6)에 따른 매칭 규격이 모두 동시에 0이 되지는 않기 때문이다. 이 메리트 함수는 보통 다음과 같이 가중된 에러 최소화로서 기록할 수 있다:
(7)
I는 여기서, 메리트 함수에 의해 평가하고자 하는 시그마 조리개(8dcnew)의 조리개 형상을 나타낸다. It는 광학 발생 시스템의 타겟 조명 퓨필을 나타내며, 이것은 의도한 최적화 타겟이다. D 및 T는 수학식(3) 및 (4)와 연관하여 앞서 논의한 평가 항을 나타낸다. 게다가, 메리트 함수(E)는 예컨대 평가 항(HV)(수학식(5) 및 (6)과 비교)에 의해 또한 연장될 수 있다.
메리트 함수(E)는 시그마 조리개(8dcnew)의 최소 투과를 위한 요건에 의해 추가로 연장될 수 있다.
광학 발생 시스템의 타겟 조명 퓨필 외에, 결정하는 단계(34)는 또한 계측 시스템(2)의 광학 측정 시스템의 퓨필 전달 함수와 광학 발생 시스템의 퓨필 전달 함수에 의해 영향을 받을 수 있다.
이를 위해, 수학식(1)과 연계하여 앞서 규정된 D 항은 다음과 같이 기록할 수 있다:
P는 여기서 아포디제이션 함수, 즉 퓨필 전달 함수의 에너지 비율(energetic proportion)이다.
출사 퓨필(11 또는 21) 각각의 아포디제이션은 이때 이 수단에 의해 고려될 수 있다.
결정하는 단계(34)의 과정에서, 최적화 기준에의 부합이 최적화 문의 단계(35)에서 문의된다. 그러한 최적화 기준의 일예로 시뮬레이션된 어닐링의 볼츠만 기준이 있다:
이 경우, r은 구간[0,1[(정확한 수치 "1"은 그에 따라 이 구간에서 배제된다)으로부터의 균일하게 분포된 랜덤 수이며, β는 시뮬레이션된 어닐링 최적화의 과정에서 더욱더 증가하는 제어 파라미터이다. E(dcnew) 및 E(dc)는, 마지막 및 선행하는 최적화 단계 동안 시그마 조리개(8)의 조리개 형상에 대해 생기는 메리트 함수이다.
볼츠만 기준이 충족되는 한, 즉 최적화가 아직 결론 내려지지 않는 한(문의 단계(35)에서 결정 Y), 현재의 조리개 형상(8dcnew)은 그 다음 수정에 대해 초기 조리개 형상(8dc)으로 설정되며, 이 그 다음 수정은 미리 규정하는 단계(36)에서 실행된다. 제어 파라미터(β)는 또한 미리 규정하는 단계(36)에서 증가한다. 최적화 기준은 그에 따라 미리 규정하는 단계(36)의 환경에서 강화된다. 결국, 이 방법은, 최적화 문의 단계(35)에 의해 볼츠만 기준이 더는 충족되지 않거나 제어 파라미터(β)가 미리 규정된 값보다 큰 것(문의 단계(35)에서 문의 결과 N)중 어느 하나임이 드러날 때까지 반복된다.
그러므로 최적화 기준이 최적화 문의 단계(35)에서 달성된다면(문의 결과 N), 최적화 시 최소 메리트 함수 값(E)으로 발생한 타겟 조리개 형상을 갖는 시그마 조리개(8)가 제조 단계(37)에서 제조된다.
퓨필 평면(9)의 퓨필 좌표에서의 그러한 타겟 조리개 형상(38)을 도 8의 상단 좌측에 도시한다.
이로부터 결과적으로 얻은 시그마 조리개(8)의 실제 조리개 윤곽을 도 9의 우측 바닥에 예시한다. 광학 발생 시스템의 이중극 조명 설정을 시뮬레이션하는데 사용될 수 있는 시그마 조리개(8)의 조리개 개구의 경계(39)가 예컨대 자유형태 구성을 가지며, 이 구성은 시뮬레이션될 조명 설정의 실제 이중극 기하학적 모양을 약간만 연상시킨다.
게다가, 도 9는, 퓨필 평면(9)에서 시그마 조리개(8)를 위치지정하기 위한 정렬 보조기구인 추가 조리개 개구(40)를 더 예시한다.
이때 제조된 시그마 조리개(8)의 타겟 조리개 형상으로, 광학 측정 시스템 내에 정확히 정렬하여 삽입한 후, 계측 시스템(2)은, 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 조건에 관해 최적으로 모델링된 그러한 조명 및 이미징 조건 하에서 오브젝트 또는 테스트 구조(5)를 측정할 수 있다.

Claims (13)

  1. 광학 측정 시스템에 의해 오브젝트(5)의 조명 및 이미징 동안 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성을 시뮬레이션하기 위한 퓨필 조리개 형상(39)을 최적화하기 위한 방법으로서,
    - 상기 광학 측정 시스템은, 최적화될 상기 퓨필 조리개 형상(39)을 갖는 조명 퓨필의 영역에 퓨필 조리개(8)를 갖는, 상기 오브젝트(5)용 조명 광학 유닛(7)과, 상기 오브젝트(5)를 이미징하기 위한 이미징 광학 유닛(10)을 포함하며, 상기 방법은 다음의 단계:
    - 상기 퓨필 조리개(8)의 시작 조리개 형상(8dc)을 상기 시뮬레이션을 위한 초기 설계 후보로서 미리 규정하는 단계(30),
    - 가장 최근에 미리 규정된 조리개 형상(8dc)과 상이한 수정 조리개 형상(8dcnew)을 생성하도록 상기 시작 조리개 형상(8dc)을 수정하는 단계(31),
    - 상기 수정 조리개 형상(8dcnew)의 제조에 관해 적어도 하나의 제조 경계 조건을 점검하는 단계(33)와, 상기 점검하는 단계(33)가 상기 제조 경계 조건에의 부합을 드러낼 때까지 "수정하는" 단계와 "점검하는" 단계를 반복하는 단계,
    - 상기 제조 경계 조건에 부합하자마자 상기 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성과 상기 광학 측정 시스템의 조명 및 이미징 속성 사이의 매칭 품질을 결정하는 단계(34),
    - 상기 매칭 품질이 미리 규정된 최적화 기준을 달성할 때 - 이점은 문의 단계(35)에 의해 점검됨 - 까지 "수정하는" 단계, "점검하는" 단계 및 "결정하는" 단계를 반복하는 단계, 및
    - 상기 최적화 기준을 달성한 후 상기 최적화 기준의 달성으로부터 얻은 타겟 조리개 형상을 최적화된 퓨필 조리개 형상(39)으로서 제조하는 단계(37)를 포함하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 국부적 경계 조건에의 부합이 상기 퓨필 조리개 형상의 가장자리 점검부(23, 24)에 대한 제조 경계 조건을 점검하는 단계(33) 동안 점검되며, 이 경우에, 중심 영역(251, 252, 253) 주위에 배치되는 각 점검부의 주변 영역(26i)에 대해, 이들 주변 영역이 조명 광(1)의 투과에 관해 상기 중심 영역(251 내지 253)처럼만 거동하는지를 구축하기 위해 점검되며, 미리 규정된 비율의 상기 각각의 주변 영역(26i)이 상기 중심 영역(251 내지 253)처럼만 거동한다면 상기 국부적 경계 조건이 충족되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 중심 영역(251 내지 253) 및 주변 영역(26i)이 행 및 열로 픽셀로서 배치되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매칭 품질을 결정하는 단계(34)가 상기 광학 발생 시스템의 조명 및/또는 이미징 퓨필과 상기 광학 측정 시스템의 조명 및/또는 이미징 퓨필(12, 21, 21') 사이의 매칭의 확인에 의해 영향을 받는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 매칭 품질을 결정하는 단계(34)가, 전체 조명 퓨필을 각각 커버하는 다수의 퓨필 중첩 영역()에 대해,
    - 상기 광학 발생 시스템의 조명 퓨필 및 이미징 출사 퓨필의 퓨필 중첩 영역()과,
    - 상기 광학 측정 시스템의 이미징 출사 퓨필(21, 21')을 미리 규정하기 위해 이미징 애퍼쳐(11)와 사용된 조리개 형상을 갖는 조명 퓨필(12)의 대응 퓨필 중첩 영역() 사이에서의
    광학 조명 및 이미징 파라미터(D, T, HV)의 비교에 의해 영향을 받는 메리트 함수(merit function)(E)의 값을 계산함으로써 실현되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 다음:
    - 상기 퓨필 중첩 영역()에서 조명 퓨필을 통과하는 조명 광(1)의 적분 세기(integral intensity)(I)(D) 및/또는
    - 상기 퓨필 중첩 영역()에서 조명 퓨필을 통과하는 조명 광(1)의 - 텔레센트리서티 파라미터(σφ)로 가중된 - 적분 세기(I)(T)
    가 광학 조명 및 이미징 파라미터로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 미리 규정된 최적화 기준이 달성되자마자, 최적화 루틴은 다음:
    - 상기 최적화 기준을 강화하는 단계(36),
    - 상기 매칭 품질이 강화된 상기 최적화 기준을 달성할 때까지 "수정하는" 단계, "점검하는" 단계 및 "결정하는" 단계를 다시 한번 실행하는 단계,
    - 종결 기준이 달성될 때 - 이점은 최적화 문의 단계(35)에 의해 점검됨 - 까지 "강화하는" 단계와 "다시 한번 실행하는" 단계를 반복하는 단계
    로서 계속되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 조명된 오브젝트 필드(3) 위의 상기 오브젝트(5)의 조명의 조명각의 분포의 의존도가 상기 매칭 품질을 결정할 때 고려되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 퓨필 조리개(8)로서,
    청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 최적화되는 퓨필 조리개.
  10. 청구항 9에 있어서, 퓨필 조리개 형상(39)이 자유형태 조리개 경계로 구현되는 것을 특징으로 하는, 퓨필 조리개.
  11. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 최적화되는 적어도 하나의 퓨필 조리개(8)를 포함하는 계측 시스템(2)으로서,
    상기 계측 시스템(2)의 광학 측정 시스템은, 조명 퓨필의 영역에 최적화된 상기 퓨필 조리개(8)를 갖는, 상기 오브젝트(5)용 조명 광학 유닛(7)과, 상기 오브젝트(5)를 이미징하기 위한 이미징 광학 유닛(10)을 포함하는, 계측 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 퓨필 조리개(8)용 교환 홀더를 특징으로 하는, 계측 시스템.
  13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서, 애너모픽(anamorphic) 투영 광학 유닛을 갖는 광학 발생 시스템의 조명-이미징 속성의 시뮬레이션에 사용하도록 구성되는, 계측 시스템.
KR1020247022093A 2021-12-06 2022-12-05 광학 측정 시스템에 의해 오브젝트의 조명 및 이미징 동안 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성을 시뮬레이션하기 위한 퓨필 조리개 형상을 최적화하기 위한 방법 KR20240117591A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021213827.6 2021-12-06
DE102021213827.6A DE102021213827A1 (de) 2021-12-06 2021-12-06 Verfahren zur Optimierung einer Pupillen-Blendenform zur Nachbildung von Beleuchtungs- und Abbildungseigenschaften eines optischen Produktionssystems bei der Beleuchtung und Abbildung eines Objekts mittels eines optischen Messsystems
PCT/EP2022/084351 WO2023104687A1 (en) 2021-12-06 2022-12-05 Method for optimizing a pupil stop shape for simulating illumination and imaging properties of an optical production system during the illumination and imaging of an object by means of an optical measurement system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240117591A true KR20240117591A (ko) 2024-08-01

Family

ID=84536003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247022093A KR20240117591A (ko) 2021-12-06 2022-12-05 광학 측정 시스템에 의해 오브젝트의 조명 및 이미징 동안 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성을 시뮬레이션하기 위한 퓨필 조리개 형상을 최적화하기 위한 방법

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR20240117591A (ko)
DE (1) DE102021213827A1 (ko)
TW (1) TWI842253B (ko)
WO (1) WO2023104687A1 (ko)

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4333620A1 (de) 1993-10-15 1995-04-20 Jenoptik Technologie Gmbh Anordnung und Verfahren zur Erzeugung von Dosisprofilen für die Herstellung von Oberflächenprofilen
US5978085A (en) * 1997-03-07 1999-11-02 Litel Instruments Apparatus method of measurement and method of data analysis for correction of optical system
DE10220816A1 (de) 2002-05-10 2003-11-20 Zeiss Carl Microelectronic Sys Reflektives Röntgenmikroskop und Inspektionssystem zur Untersuchung von Objekten mit Wellenlängen 100 nm
DE10220815A1 (de) 2002-05-10 2003-11-20 Zeiss Carl Microelectronic Sys Reflektives Röntgenmikroskop und Inspektionssystem zur Untersuchung von Objekten mit Wellenlängen 100 nm
DE10352040A1 (de) 2003-11-07 2005-07-21 Carl Zeiss Sms Gmbh In Lage, Form und/oder den optischen Eigenschaften veränderbare Blenden-und/oder Filteranordnung für optische Geräte, insbesondere Mikroskope
CN101523294B (zh) * 2006-08-14 2012-08-08 卡尔蔡司Smt有限责任公司 具有光瞳镜的反射折射投影物镜、投影曝光设备和方法
KR101593712B1 (ko) 2008-02-15 2016-02-12 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치에 사용하기 위한 패싯 미러
DE102008001553B4 (de) 2008-05-05 2015-04-30 Carl Zeiss Smt Gmbh Komponente zur Einstellung einer scanintegrierten Beleuchtungsenergie in einer Objektebene einer Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage
WO2009148976A1 (en) 2008-06-03 2009-12-10 Brion Technologies, Inc. Lens heating compensation methods
US8301216B2 (en) * 2008-12-23 2012-10-30 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for quantification of optical properties of superficial volumes using small source-to-detector separations
DE102010029049B4 (de) 2010-05-18 2014-03-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungsoptik für ein Metrologiesystem für die Untersuchung eines Objekts mit EUV-Beleuchtungslicht sowie Metrologiesystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik
DE102010040811A1 (de) 2010-09-15 2012-03-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Abbildende Optik
KR102013083B1 (ko) 2011-01-11 2019-08-21 케이엘에이 코포레이션 Euv 이미징을 위한 장치 및 이의 이용 방법
DE102011005881A1 (de) 2011-03-22 2012-05-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Einstellung eines Beleuchtungssystems einer Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithographie
DE102012207377A1 (de) * 2012-05-03 2013-11-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungsoptik sowie optisches System für die EUV-Projektionslithographie
DE102013219524B4 (de) 2013-09-27 2018-02-08 Carl Zeiss Ag Einrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Abbildungsgüte eines optischen Systems sowie optisches System
KR101882633B1 (ko) 2014-07-22 2018-07-26 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 리소그래피 마스크의 3d 에어리얼 이미지를 3차원으로 측정하는 방법
DE102014214257A1 (de) * 2014-07-22 2016-01-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen eines 3D-Luftbildes einer Lithografiemaske
DE102017210164B4 (de) 2017-06-19 2018-10-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Justage eines Abbildungsverhaltens eines Projektionsobjektivs und Justageanlage
DE102017220586A1 (de) 2017-11-17 2019-05-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Pupillenfacettenspiegel, Beleuchtungsoptik und optisches System für eine Projek-tionsbelichtungsanlage
DE102019206651B4 (de) 2019-05-08 2022-10-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum dreidimensionalen Bestimmen eines Luftbildes einer Lithographiemaske

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021213827A1 (de) 2023-06-07
TW202332892A (zh) 2023-08-16
TWI842253B (zh) 2024-05-11
WO2023104687A1 (en) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6982786B2 (en) Reticle and optical characteristic measuring method
JP4343685B2 (ja) レチクル及び光学特性計測方法
CN102472974B (zh) 微光刻投射曝光设备以及测量有关包含在其中的光学表面的参数的方法
JP5232927B2 (ja) 投影露光装置の照明光学ユニットの瞳ファセットミラーの瞳ファセットを照明光学ユニットの視野ファセットミラーの視野ファセットに割り当てる方法
US6613483B2 (en) Mask for measuring optical aberration and method of measuring optical aberration
JP2005303303A (ja) 結像性能の最適化方法
JP5616983B2 (ja) マスク検査装置の照明系及び投影対物系
US9791785B2 (en) Method for assigning a pupil facet of a pupil facet mirror of an illumination optical unit of a projection exposure apparatus to a field facet of a field facet mirror of the illumination optical unit
KR101938723B1 (ko) 조명 시스템
US9665006B2 (en) Projection exposure method and projection exposure apparatus for microlithography
KR101370224B1 (ko) 측정 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
US8218148B2 (en) Method and apparatus for measuring scattered light on an optical system
CN110174821A (zh) 确定光刻掩模的对线宽的波动的与结构无关的贡献的方法
JP2004146454A (ja) 光学特性の測定方法
KR20240117591A (ko) 광학 측정 시스템에 의해 오브젝트의 조명 및 이미징 동안 광학 발생 시스템의 조명 및 이미징 속성을 시뮬레이션하기 위한 퓨필 조리개 형상을 최적화하기 위한 방법
JP6457754B2 (ja) 投影リソグラフィのための照明光学ユニット
US20240319613A1 (en) Method for optimizing a pupil stop shape for simulating illumination and imaging properties of an optical production system during the illumination and imaging of an object by means of an optical measurement system
KR20210099078A (ko) 투영 노광 장치의 미러를 교체하기 위한 방법 및 방법을 수행하기 위한 위치 및 배향 데이터 측정 디바이스
TW202433031A (zh) 藉由光學測量系統在物件之照射與成像的期間用於最佳化光瞳光闌形狀以模擬光學產生系統之照射與成像性質的方法
US20220236648A1 (en) Method for measuring a reflectivity of an object for measurement light and metrology system for carrying out the method
KR20210031841A (ko) 오브젝트 구조를 검출하는 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 장치