TWI842253B - 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、光瞳光闌以及計量系統 - Google Patents

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、光瞳光闌以及計量系統 Download PDF

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Abstract

為了模擬光學產生系統的性質而使用一種光學測量系統，該光學測量系統包括用於要成像的物件的照射光學單元以及用於對物件成像的成像光學單元，照射光學單元在照射光瞳的區域中具有光瞳光闌。為了最佳化光瞳光闌的光瞳光闌形狀，首先將光瞳光闌的起始光闌形狀預定義(30)作為模擬的初始設計候選者。修改(31)起始光闌形狀並且檢查(33)相應的修改光闌形狀的至少一個製造邊界條件。重複「修改」和「檢查」步驟，直到檢查(33)顯示符合邊界條件。判定(34)光學產生系統的性質與光學測量系統的性質之間的匹配品質並且重複步驟「修改」、「檢查」和「判定」直到匹配品質達到預定義的最佳化標準，此為查詢(35)。製造(37)在最佳化中具有價值函數(E)最小值的目標光闌形狀，作為達到最佳化標準後的最佳化光瞳光闌形狀。這導致在藉由光學測量系統對物件進行照射和成像期間，對光學產生系統的照射和成像性質進行了盡可能無偏差的模擬。

Description

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、光瞳光闌以及計量系統
本發明涉及一種藉由光學測量系統在物件之照射與期間，用於最佳化光瞳光闌形狀以模擬光學產生系統的照射與成像性質的方法。此外，本發明涉及一種利用這種方法最佳化的光瞳光闌，以及一種包括至少一個這種光瞳光闌的計量系統。
[交互參照]
本專利申請案請求德國專利申請案DE102021213 827.6的優先權，其內容通過引用併入本文。
從WO 2016/012 425 A2和WO 2016/012 426 A1中已知用於在三個維度上測量微影光罩的空間圖像的計量系統。從DE102019 206 651 A1中已知一種相應的計量系統和一種用於在三個維度上判定微影光罩的空間圖像的方法。DE102013219 524A1描述了一種用於判定光學系統的成像質量的裝置和方法，以及一種光學系統。DE102013219 524A1描述了一種用於基於針孔成像來判定波前的相位恢復方法。DE102017210 164B4描述了一種用於調整投影鏡頭的成像行為的方法和調整裝置。從US 9,746,784B2中已知一種用於補償投影曝光設備中的透鏡加熱的方法。例如從US 2020/0272058 A1中已知一種光學產生系統，特別是具有變形(anamorphic)投影光學單元。光學產生系統的其他變體從WO 2009/100 856 A1中已知。DE102008 001 553 A1揭示一種用於在微影投影曝光設備的物件平面中設置掃描積分照射能量的部件。EP 0 674778 B1揭示一種用於生成用於生產結構化表面的劑量模式的程序和設備。DE 103 52 040 A1和WO 2005/045 503 A1揭示一種用於光學設備、特別是用於顯微鏡的光闌和/或濾光器裝置。
關於已知的計量系統的照射光學單元的設置和/或其成像光學單元的設置，在某些情況下，與要模擬的光學產生系統的相應照射和成像光學部件的設置有很大不同。這是由於尤其在設計和能量方面，不能和設置光學產生系統花費相同的支出來設置該計量系統。
因此，本發明的一個目的是提供一種用於計量系統的光瞳光闌形狀的最佳化方法，藉由計量系統的光學測量系統在物件照射和成像的期間得出光學產生系統的照射和成像性質的模擬（盡可能無偏差），儘管該等照射和成像光學部件之間存在差異。
根據本發明，藉由具有請求項1中指明之特徵的最佳化方法來實現此目的。
根據本發明，已經特別認識到，光學系統的數學或數值建模使得光瞳光闌的光闌形狀的變化對光學系統的照射和成像性質的影響以如此精確的整體質量來判定，因此利用這種方式可以最佳化光闌形狀。在最佳化方法的最終製造步驟中產生的目標光闌形狀，確保了藉由高精度的光學測量系統對物件進行照射和成像的過程中模擬光學產生系統的照射和成像性質。在判定匹配品質(match quality)的期間，甚至可以考慮和模擬光學產生系統的複雜照射設置和/或光學產生系統的複雜成像性質，例如在最佳化方法期間光學產生系統的投影光學單元的變形成像。對於投影光學單元的變形成像，參考US 9,366,968 B2。特別是，在最佳化方法期間可以考慮例如由於結構規範中必需的光學測量系統的照射側光瞳遮蔽。然後可以通過目標光闌形狀校正或補償光學測量系統的這種照射側遮蔽。甚至可以考慮在光學測量系統的光瞳光闌的機械構造中必需的網的影響。在檢查製造邊界條件時，可以考慮關於光闌形狀的自支撐配置、最小光闌網寬度、最小光闌孔直徑和光闌邊緣部分的最大曲率的規範。這避免了找到最佳化解決方案卻無法進行製造的情況。在最佳化方法中，甚至可以考慮光學產生系統的成像光學單元的出射光瞳的特別是中心遮蔽——通常在光學產生系統中發現。在這種情況下，可以通過測量系統的成像光學單元中的NA孔徑光闌的中心光闌來考慮光學產生系統的出射光瞳的中心遮蔽。甚至可以從兩方面間，一方面是光學產生系統，另一方面是光學測量系統來考慮不同的成像出射光瞳切趾（apodizations）。
可實施最佳化方法，將特別是將要成像的物件的結構配置考慮在內。因此可以考慮關於不同結構而改變的光學性質。
光學產生系統的照射光瞳的配置之間的差異，其由多個單獨的光點規則地構建，同樣可以考慮計量系統的光學測量系統的照射光瞳，其通常具有連續的照射區域。
或者是，最佳化方法也可以不受特定物件結構影響。特別是具有大的像側數值孔徑（像側數值孔徑大於0.5）的光學產生系統能以良好的質量進行模擬。
根據請求項2的用於檢查是否符合製造邊界條件的檢查方法，已被證明可進行實際操作。可以藉由預定義分別檢查的周圍區域的尺寸來預定義關於製造質量的要求。這尤其可以避免沿目標光闌形狀的整個光闌邊緣進行檢查之後，發現有光闌邊緣具有過度狹窄的網或是過大曲率的情況。
根據請求項3，在檢查製造邊界條件的期間，受檢查的周邊區域的像素之逐個像素排列，已被證明可進行實際操作。根據可達到的製造分辨率來選擇像素的尺寸。
作為對光瞳光闌形狀的製造邊界條件的基於像素檢查的替代，多邊形邊界可作為期望的邊界形狀；在這種情況下，可以從分別彼此相鄰的多邊形線段的角度推導出曲率估計（光闌形狀的圓角半徑）。
根據請求項4，一方面考慮光學產生系統而另一方面考慮光學測量系統之間的光瞳匹配，已被證明能確保充分的匹配品質判定。取決於所涉及的光學系統的邊界條件，在此可以使用各自照射光瞳的資訊和/或各自成像光瞳的資訊。
根據請求項5的價值函數(merit function)的值的計算，在最佳化方法中簡化了匹配品質判定的數值建模。可在關於判定步驟的敘述中改變光瞳部分重疊區域(pupil overlap region)的大小。這可根據所涉及的光學系統的選定邊界條件來完成。藉由預定義判定匹配品質時使用的光瞳部分重疊區域的大小，以及它們在照射光瞳上的數量和分佈，可以精細地影響所需匹配品質的程度。尤其可以根據要模擬的光學產生系統的照射和成像性質來實現該預定義。
代替作為基於部分重疊的價值函數，也可以藉由針對所考慮的大量測試成像的直接成像模擬來影響匹配品質。在這種直接成像模擬的情況下，可以評估直接對應的成像參數，特別是臨界尺寸（Critical dimension，CD）或是成像遠心度的偏差，並且可以確保光學產生系統和光學測量系統之間的匹配。
根據請求項6的照射和成像參數，已被證明可進行實際操作，因為它們很好地適應所涉及的光學系統的典型成像性質或成像像差。還可以使用進一步的照射和成像參數，例如將可能的結構分辨率（臨界尺寸，CD）沿兩個相互垂直的坐標彼此進行比較的參數。這種參數的一個例子是所謂的HV（水平/垂直）不對稱性。預定義光瞳傳輸下限的參數也可以用於判定匹配品質。
根據請求項7的最佳化循環，可以使用已知的最佳化方法。其中一個例子是模擬退火。也可以使用技術文獻中已知的其他最佳化方法。可以選擇總計算時間或符合最佳化標準的質量作為終止標準。
根據請求項8，考慮物件照射的場依賴性而對光學產生系統的照射和成像性質的模擬進行改良。可以藉由在各自場上對光學產生系統的光瞳進行平均和/或藉由在最佳化方法中針對所有場點或針對所選場點區域判定匹配品質來考慮場依賴性。
根據請求項9的光瞳光闌的優點對應於以上已參考根據本發明的最佳化方法之所述內容。
根據請求項10所述的自由形式光瞳光闌，這提供了相應的許多設計自由度來模擬該產生系統的光學性質。自由形式的光瞳光闌是其光闌邊界不具有明顯的對稱軸和/或對稱平面的光瞳光闌。自由形式的光瞳光闌甚至不存在多重旋轉對稱。
根據請求項11的計量系統的優點對應於以上已參考最佳化方法和據此最佳化的光瞳光闌之所述內容。
根據請求項12的互換支架使其可在計量系統的光學測量系統中使用不同的光瞳光圈。
根據請求項13，具有各自最佳化的光瞳光闌的計量系統已被證明可實際實施。利用在兩個互相垂直方向上的不同縮放比例，可考慮製造步驟中光學產生系統的投影光學單元在這兩個方向上的不同成像比例。
為了便於表示出位置關係，以下採用笛卡爾xyz坐標系。在圖1中，x軸垂直並超出繪圖平面。在圖1中，y軸向右延伸。在圖1中，z軸向上延伸
在對應於經向剖面的視圖中，圖1示出用於模擬照射和成像性質的計量系統2中的EUV照射光或成像光1的光束路徑，特別是當用照射光1照射物件時，成像光學產生系統的目標波前。在計量系統2的光學測量系統的成像光學單元中，使用EUV照射光1對佈置在物件平面4中的物場3中的掩模或微影光罩形式的測試結構5（參見圖2）進行成像。以下測試結構5也被稱為物件或樣品。
計量系統2用於分析三維（3D）空間圖像（空間圖像計量系統）。申請案包括模擬微影光罩的空間圖像，在生產投影曝光設備中（例如在掃描儀中）也會出現空中圖像的方式。這種計量系統從WO2016/012426A1中已知，來自US2013/0063716A1（參見其中的圖3），來自DE10220815A1（參見其中的圖9）以及來自DE10220816A1（參見其中的圖2）和來自US2013/0083321A1。
在物件5處反射照射光1。照射光1的入射平面平行於yz平面。
由EUV光源6產生EUV照射光1。光源6可以是雷射電漿源（LPP；雷射產生的電漿）或放電源（DPP；放電產生的電漿）。原則上，也可以使用基於同步加速器的光源，例如自由電子雷射（Free electron laser，FEL）。EUV光源的使用波長範圍可以在5 nm到30 nm之間。原則上，在計量系統2的一個變型中，另一種使用光波長的光源也可以代替光源6，例如使用波長193 nm的光源。
取決於計量系統2的具體實施例，可用於反射物件5或透射物件5。透射物件的一個示例是針孔光闌。
計量系統2的照射光學單元7佈置在光源6和物件5之間。照射光學單元7在物場3上具有已定義的照射強度分佈，其用於照射待檢查的物件5，並且照射光學單元7同時具有已定義的照射角度分佈，以便照射物場3的場點。該照射角度分佈在下文中也被稱為照射孔徑或照射設置。
藉由照射光學單元7的sigma孔徑光闌8界定照射孔徑，sigma孔徑光闌8佈置在照射光學單元光瞳平面9中並且在該處預定義一個照射光瞳。sigma孔徑光闌8在下文中也被稱為sigma光闌。sigma孔徑光闌8邊緣地界定入射在其上的照射光1的光束。替代地或附加地，sigma孔徑光闌8和/或成像光學單元中的光闌也可以從內部遮蔽照射光束，也就是說充當遮光光闌。相應的光闌可以有一個內部光闌體，其相應地在內側遮蔽光束，所述光闌體通過多個網(例如利用四個網)連接到外部光闌支撐體。
圖2示出sigma光闌8的一個具體實施例的平面圖，其係由圖1中的觀看方向Ⅱ觀看。圖2中所示的坐標σx、σy在角度空間中跨越照射光學單元光瞳平面9並且對應於圖1中的坐標x和y。sigma照射光闌8具有四個網81至84，它們以輻條的方式在邊緣光闌支撐件8T和內部遮蔽陰影體8O之間延伸並提供支撐。在網81、82、83、84、支撐件8T和內部遮蔽陰影體8O之間，sigma光闌8具有對應於σx/σy坐標系的四個象限的四個開口8I、8II、8III和8IV。根據圖2，藉由sigma光闌8預定義計量系統的遮蔽照射。
sigma孔徑光闌8可藉由位移驅動8a在照射光學單元光瞳平面9中以限定的方式位移，也就是平行於xy平面。光闌位移驅動8a是致動器，其用於在照亮物件5時預定義照射設置。
除了位移驅動8a之外，計量系統2還具有互換支架8b，藉由該互換支架可以將各自的sigma光闌8更換為更換sigma光闌8’。互換支架8b可以將當前使用的sigma光闌8轉移到光闌匣中，並從光闌匣中選擇可互換的sigma光闌，並將這個選定的sigma光闌轉移到照射光學單元光瞳平面9中的當前sigma光闌的位置。
照射或成像光1在物件5處反射後進入計量系統2的光學測量系統的成像光學單元或投影光學單元10。以類似於照射孔徑的方式，由圖1中投影光學單元10的入射光瞳12中的NA孔徑光闌11預定義投影光學單元孔徑。
入射光瞳12與照射光學單元7的照射光瞳光學共軛。
類似於圖2，圖3再次示出NA孔徑光闌11的平面圖。
網11 1、11 2、11 3、11 4將NA孔徑光闌11的光闌支架連接到NA孔徑光闌11的中心遮蔽陰影體11 O。遮蔽陰影體11 O模擬欲模擬的光學產生系統的成像光學單元的中心遮蔽。
光闌8、11的光闌材料可以是金屬。
入射光瞳12是投影光學單元10的投影光學單元光瞳面的一個示例。NA孔徑光闌11也可以設置在投影光學單元10的出射光瞳中。NA孔徑光闌11可藉由位移驅動13在投影光學單元光瞳平面12中移動，也就是說以限定的方式平行於xy平面。位移驅動13也是用於預定義照射設置的致動器。
通常，sigma孔徑光闌8和NA孔徑光闌11，這兩個光闌都被照射光1的中心光線和測試結構5處的反射集中衝擊，而相對於彼此對齊。sigma孔徑光闌8和NA孔徑光闌11可以相對於彼此而居中。
待測成像光學單元10用於使物件5朝向計量系統2的空間分辨檢測裝置14成像。檢測裝置14例如設計為CCD檢測器，也可以使用CMOS檢測器。檢測裝置14佈置在投影光學單元10的圖像平面15中。
檢測裝置14與數位圖像處理裝置17信號連接。
可預定義檢測裝置14在xy平面中的像素空間分辨率，使得它在坐標方向x和y（NA x, NA y）上與待測量的入射光瞳12的數值孔徑成反比。在x坐標方向上，該像素空間分辨率經常小於λ/2NA x，並且在y坐標方向上，它經常小於λ/2NA y。在這種情況下，照射光1的波長為λ。檢測裝置14的像素空間分辨率也可以獨立於NA x、NA y而以正方形像素尺寸實現。
可以利用重新採樣使得檢測裝置14的空間分辨率增加或減少。檢測裝置也有可能在x和y方向上分別具有不同尺寸的像素。
由物件支架或支架18承載物件5。可以藉由位移驅動或致動器19來移動支架18，一方面平行於xy平面並且另一方面垂直於該平面，也就是說在z方向上。由中央控制裝置20控制位移驅動19以及計量系統2的整個操作，並未具體表示出中央控制裝置20與待控制的部件信號連接。
計量系統2的光學設置用於在半導體部件的投影-微影生產期間物件5的投影曝光過程中照射和成像的最精確可能的模擬或仿真。計量系統2的光學測量系統用於模擬照射和成像性質，尤其是模擬在這種情況下使用的投影曝光設備的成像光學產生系統的目標波前。
圖1示出在物件平面4的區域中測試結構5的各種可能的佈置平面，使用虛線示出每種情況。在計量系統2的操作期間，使用分別由子孔徑10 i預定義的照射角度分佈，測試結構5中相對於物件平面4的不同距離位置z m處照亮測試結構5，並且對於各自的距離位置z m，在圖像平面15中以空間分辨的方式記錄強度I（x,y,z m）。該測量結果I（x,y,z m）也稱為空間圖像。
焦點平面z m的數量可以在2到20之間，例如在10到15之間。在這種情況下，在z方向上有數個Rayleigh單位（NA/λ 2）的總位移。
除了入射光瞳12之外，圖1還示意性示出投影光學單元10的出射光瞳21。成像光學單元10的入射光瞳12和出射光瞳21都是橢圓形的。或者，兩個光瞳12、21也可以具有圓形邊界。
計量系統2的成像光學單元10是同構的，也就是說它在x方向和y方向上具有相同的成像比例。
圖1底部再次以xy平面圖示出檢測裝置14的三個測量結果，中央測量結果示出在物件平面4中佈置的測試結構5的圖像表示，而其他兩個測量結果的圖像表示，其中測試結構5已經相對於物件平面4的z坐標位移，一次在正z方向，一次在負z方向。由分配給各自z坐標的測量結果的總和產生測試結構5的空間圖像。
在物件5的照射和成像期間模擬光學產生系統的照射和成像性質的敘述中，藉由計量系統2的光學測量系統，最佳化sigma照射光闌8的光瞳光闌形狀。這種最佳化方法的一部分是判定光學產生系統的照射和成像性質之間的匹配品質，一方面是計量系統2的光學測量系統的照射和成像性質，另一方面是使用sigma光闌8的特定光闌形狀。在該匹配品質判定的敘述中計算出至少一個價值函數的值。該價值函數受以下之間的光學照射和成像參數的比較的影響，一方面是光學產生系統的照射光瞳和成像光瞳的光瞳部分重疊區域，以及光學測量系統的具有所使用的sigma光闌8的光闌形狀的照射光瞳和具有所使用的NA孔徑光闌11的成像光瞳的對應光瞳部分重疊區域。
圖4示出照射光瞳（可以是入射光瞳12）和成像光瞳（可以是出射光瞳21）之間的這種光瞳部分重疊區域Ar,φ。
出射光瞳21的中心Z Ar , φ位於笛卡爾坐標 , 。代替笛卡爾坐標σ x, σ y，也可以選擇極坐標，同樣如圖4所示。在這種情況下，σ ϕ表示照射光瞳12的中心Z B和出射光瞳21的中心Z A之間的距離。Φ表示距離σ ϕ與例如σ y軸之間的角度，如圖4所示。在所示情況下，φ為90度角。
利用這種光瞳部分重疊區域Ar,φ來判定匹配品質的情況下，評估經掃描的各個支持點 , 處的部分重疊。本案例使用以下評估術語： （1） （2）
這裡的D是一個項，描述了各自光瞳部分重疊區域A r,φ上的強度I（σ x,σ y）的簡單總和。該D項（根據方程式（1））與圖像尺寸CD（臨界尺寸）相關，該尺寸CD即沿預定義方向的結構寬度。
關於參數CD的定義，參考US 9,176,390 B。
T項（根據方程式（2））表示重疊區域A上的積分，所述積分再次用距離值σ ϕ加權。對於T項的這個公式，為簡化起見，假設出射光瞳11或21分別沒有切趾。該T項與成像參數成像遠心度相關。這可以包括作為基板（物件成像於其上）的散焦位置函數的物件結構偏移的靈敏度。
對於給定的sigma光闌8的光瞳光闌形狀，在判定所有可能的重疊區域Ar,φ的匹配品質時應用以下的最佳化規範： （3） （4）
在這種情況下，dc代表各自的設計候選者，即當前考慮的sigma光闌8的光闌形狀。t代表光學產生系統的目標照射光瞳，該光學產生系統即特別是掃描儀形式的投影曝光設備。
通常達不到根據方程式（3）和（4）的最佳化規範。在判定匹配品質時，設計候選者dc的光闌形狀會發生變化，直到最佳化規範（3）、（4）產生最小值。
除了最佳化變量D和T之外，在判定匹配品質時也可以使用與其他照射和/或成像參數相關的其他變量。這種變量的一個例子是： （5）
該HV項與成像變量「HV不對稱性」相關，它量化了臨界尺寸（CD）沿垂直方向和水平方向的差異。根據要在物件5上成像的結構，可能與HV項有關；例如，在要成像的水平線或垂直線的情況下，特別是具有相同的周期性和相同的目標CD，或者在所謂的接觸孔的情況下，即xy長寬比在1左右的結構。HV不對稱性可以理解為兩個CD之間的差異，即在水平（h）和垂直（v）線的情況下為CD h-CD v，在接觸孔在x和y方向上具有長度的情況下為CD x-CD y。
根據上面的方程式（5）判定HV項涉及根據方程式（1）在兩個定義的重疊區域A r,φ和B r,φ的位置處計算兩個D項之間的差值，它們以坐標原點Z B（參見圖4）相對於彼此旋轉90度角。為了計算重疊區域B中的積分，考慮例如相應旋轉90度角的入射光瞳12和出射光瞳21’之間的重疊。
對於HV項，也有對應的最佳化規範： （6）
在進行比較計算之後，所使用的重疊區域A r,φ覆蓋了一方面是光學產生系統和另一方面是計量系統2的照射光學單元7的整個照射光瞳。
圖4A和圖4B示出一方面是光學產生系統（圖4A）和另一方面是計量系統2的光學測量系統（圖4B）的兩個光瞳對，特別結合圖4中解釋的判定匹配品質的敘述中將兩者相互比較。
圖4A在左側示出了用於x-偶極照射設置的照射光瞳的照射。圖4A在右側示出了光學投影系統的投影光學單元的出射光瞳，其具有中心近似橢圓形的光瞳遮蔽。
光學產生系統中要模擬的照射設置（參見左側的圖4A）可以由照射光瞳中的多個單獨點組成，其對應於光學產生系統的照射光學單元的刻面配置，例如具有場刻面鏡和光瞳刻面鏡的配置或者其中在照射光學單元內使用MEMS鏡配置的配置。左側圖4A中各個單獨點的大小是該單獨點亮度大小，即來自分配給該單個點的照射方向的照射強度的大小。
圖4B在左側示出sigma光闌8的目標光闌形狀（利用最佳化方法獲得），用於模擬具有根據圖4A的照射設置和出射光瞳的光學產生系統的照射和成像性質。圖4B在右側示出光學測量系統的成像光學單元的出射光瞳，其具有利用NA光闌11產生的中心遮蔽（也參見圖3）。
用於sigma光闌8的光瞳光闌形狀的最佳化方法涉及檢查關於光闌形狀的各自設計候選者的至少一個製造邊界條件。以下參考圖5和圖6更詳細地解釋了如此檢查該製造邊界條件的一個示例。
考慮光闌形狀設計候選者8 dc，其邊緣檢查部23、24在圖5和圖6中示出。根據圖5和圖6的圖示中的單個像素25 i的範圍使製造方法的解析能力變得清楚。顯示為黑色或陰影的單個像素25 i是表示遮蔽照射/成像光1的可能連續的光闌材料，並且開放的單個像素25 i是表示可能連續的光闌開口（照射/成像光的透射）。
在檢查方法的敘述中，整個光闌形狀設計候選者8 dc，也稱為起始或修改光闌形狀，因此被描述為像素離散化中的規則位圖。
為了要以基於像素的方式局部定義出各自檢查部23、24的圓角，即其曲率，為位圖的每個像素25 i評估具有定義半徑r的周圍區域。這在圖5和圖6中針對像素25 1、25 2和25 3進行了說明。所評估的各自周圍像素區域26 1、26 2、26 3是正方形的，以不同的陰影線突出顯示，並且在每種情況下沿著兩個坐標x、y具有5個單獨的像素25 i的尺寸大小。要考慮的中央單個像素，例如25 1和周圍的像素區域，例如26 1，係排列成行和列。
在評估時檢查以下內容：
在具有相對狀態「光闌材料」或「光闌開口」的所考慮的單個像素周圍的各自像素區域26 i內的單個像素25 i的四捨五入總和就所述考慮而言，中央單個像素小於(2r + 1) 2/2。
對於r = 2，此總和因此必須小於13，因為比較數始終是整數，在(2r + 1) 2/2產生不是整數的情況下，四捨五入到下一個更大的整數。
相應的評估表明，對於單獨的像素25 1和25 2滿足上述說明，由於單個像素25 1具有光闌材料並且代表光闌開口的九個單個像素25 1存在於像素區域26 1中，結果是滿足「數量小於13」的說明，因為對於單個像素25 2（=光闌開口）也相應地滿足（由光闌材料組成的像素區域26 2中的單個像素25 1的數量等於8，即小於13）。
單個像素25 3代表光闌開口，並且代表光闌材料的總共16個單個像素25 i存在於像素區域26 3中時不滿足此要求。
因此進行檢查以判定像素區域26 i，即圍繞各自中心單獨像素25 i的周圍區域，在照射光的傳輸方面是否有足夠的概率能表現得與中心區域一樣。
因此，根據這種方法檢查製造邊界條件表明可以在各個像素25 1和25 2的區域中製造邊緣檢查部23，但不是單個像素25 3區域中的邊緣檢查部24。針對所有單獨的像素25 i相應地檢查這些製造邊界條件。對於所有單獨的像素25 i必須滿足上述規範的要求，然後產生用於sigma光闌8的可製造的光闌形狀。為各自的檢查部23、24局部製定的規範表明，光闌形狀設計候選者8 dc的各自光闌形狀僅有局部變化，因此，在每種情況下，只需檢查整個光闌形狀中相應較小的檢查部的可製造性。
可藉由選擇半徑r來預定義最小孔徑和例如最小光闌網寬度。
當檢查製造邊界條件時，還可以考慮sigma光闌的傾斜照射，在這種情況下sigma光闌8的橢圓形狀例如會導致圓形入射光瞳12。就這一點而言，圖5和圖6的位圖表示，可以選擇各個像素25 i的x和y範圍，使得它們彼此不同。
在判定光學產生系統的照射和成像性質之間的匹配品質時，一方面是計量系統2的光學測量系統的那些，另一方面是可以考慮光學產生系統的物件照射的場依賴性。考慮到這樣的事實，即在光學產生系統中，相比於與其間隔開的物點，物點在照射角度上以不同的照射光強度分佈照射。
這種場變化的考慮可以藉由將所考慮的目標光瞳替換為在整個物場3上平均的目標光瞳場平均值來實現（術語I t用於光學產生系統的照射光瞳坐標的照射強度影響）。或者，可以根據上面的方程式（3）、（4）和（6），最小化所有場坐標的最佳化規範，特別是在光學生產光學器件的掃描期間垂直於物件位移方向y的所有x場坐標。因此，隨後也可能出現光瞳部分重疊區域的場相關邊界A r,ϕ,x。
以下參考根據圖7的流程圖解釋，藉由計量系統2的光學測量系統在物件5的照射與成像的期間，用於最佳化sigma光闌8的光瞳光闌形狀以模擬光學產生系統的照射和成像性質的完整方法的一個示例。
在預定義步驟30中，首先選擇sigma光闌8、8 dc的起始光闌形狀作為模擬的初始設計候選者。
在最佳化的敘述中，在修改步驟31中修改起始光闌形狀8 dc，使得稍微改變其邊界形狀的修改光闌形狀8 dcnew出現在生產步驟32中。
然後在檢查步驟33中，進行檢查以判定該修改光闌形狀8 dcnew是否滿足關於製造修改光闌形狀8 dcnew的至少一個製造邊界條件。這可以利用上文中參考圖5和圖6解釋的檢查方法來完成。如果檢查步驟揭示出修改光闌形狀8 dcnew的至少一個邊緣檢查部23、24不滿足製造邊界條件（檢查步驟33的決定「N」），則重複修改步驟31和生產步驟32。這會一直進行到檢查步驟33的修改光闌形狀8 dcnew表明符合預定義的製造邊界條件（檢查步驟33的決定「J」）。
然後判定步驟34涉及判定光學產生系統的照射和成像性質與光學測量系統的照射和成像性質之間的匹配品質。這是利用上文中特別參考圖4和方程式（1）到（6）的匹配品質判定來完成的。
可以在匹配品質判定期間使用價值函數E，因為通常根據方程式（3）、（4）和（6）的匹配規範不會同時全部變為0。可以用通常的方式將這個價值函數寫成加權誤差最小化： （7）
這裡的I表示sigma光闌8 dcnew的光闌形狀，預計會利用價值函數來評估。I t表示光學產生系統的目標照射光瞳，這是預期的最佳化目標。D和T表示在上文中討論的與方程式（3）和（4）相關的評估項。此外，價值函數E例如也可以利用評估HV項進行擴展（參見方程式（5）和（6））。
可以利用對sigma光闌8 dcnew的最小傳輸的要求，進一步擴展價值函數E。
除了光學產生系統的目標照射光瞳之外，判定步驟34還可以受到光學產生系統的光瞳傳遞函數和計量系統2的光學測量系統的光瞳傳遞函數的影響。
為此，上文中定義的與方程式（1）相關的D項可以如下述：
這裡的P是切趾函數，即光瞳傳遞函數的能量比例。
然後可以利用這種方式分別考慮出射光瞳11或21的切趾。
在判定步驟34的過程中，在最佳化查詢步驟35中查詢是否符合最佳化標準。這樣的最佳化標準的一個例子是模擬退火的Boltzmann標準：
在這種情況下，r是區間[0,1]中的均勻分佈隨機數（因此在該區間中排除了精確數值「1」），β是在模擬退火最佳化過程中越來越大的控制參數。在最後和之前的最佳化步驟中，E(dc new)和E(dc)是為了sigma光闌8的光闌形狀產生的價值函數。
滿足Boltzmann標準的意思，也就是最佳化尚未結束（查詢步驟35中的決定J），當前光闌形狀8 dcnew被設置為下一次修改的初始光闌形狀8 dc，這會在預定義步驟36中實現。預定義步驟36中也會增加控制參數β。因此在預定義步驟36的上下文中得到加強的最佳化標準。之後，該方法會繼續進行修改步驟31並重複步驟32至35，直到最佳化查詢步驟35揭示出不再滿足Boltzmann標準或控制參數β大於預定值（查詢步驟35中的查詢結果N）。
因此，如果隨後在最佳化查詢步驟35中獲得了最佳化標準（查詢結果N），則在製造步驟37中製造在最佳化中具有最小價值函數E的值的目標光闌形狀的sigma光闌8。
光瞳平面9的光瞳坐標中的這種目標光闌形狀38如圖8的左上角所示。
由此產生的sigma光闌8的實際光闌輪廓如圖9的右下角所示。可用於模擬光學產生系統的偶極照射設置的sigma光闌8的光闌開口的邊界39，例如，具有自由形式的配置，只會稍微讓人聯想到要模擬的照射設置的實際偶極幾何形狀。
此外，圖9還示出光闌開口40，其用於將sigma光闌8定位在光瞳平面9中的對準輔助物。
利用隨後製造的sigma光闌8的目標光闌形狀，在正確對準插入到光學測量系統中之後，接著在根據光學產生系統優化建模的照射和成像條件下，計量系統2可以測量物件或測試結構5。
1:照射或成像光 2:計量系統 3:物場 4:物件平面 5:物件；測試結構 6:EUV光源；光源 7:照射光學單元 8:sigma光闌 8’:sigma光闌 8 1:網 8 2:網 8 3:網 8 4:網 8a:位移驅動 8b:交換支架 8 dc:sigma光闌 8 O:內遮蔽陰影體 8 T:支撐件 8 I,8 II,8 III,8 IV:開口 9:光瞳平面 10:投影光學單元 11:NA孔徑光闌；NA光闌 11 1:網 11 2:網 11 3:網 11 4:網 11 O:遮蔽陰影體 12:入射光瞳 13:位移驅動 14:檢測裝置 15:圖像平面 17:數位圖像處理裝置 18:支架 19:位移驅動或致動器 20:中央控制裝置 21:出射光瞳 21’:出射光瞳 23:檢查部 24:檢查部 25 1:中心區域 25 2:中心區域 25 3:中心區域 25 i:像素 26 1:像素區域 26 2:像素區域 26 3:像素區域 26 i:周圍區域 30:預定義步驟 31:修改步驟 32:生產步驟 33:檢查步驟 34:判定步驟 35:查詢步驟 36:預定義步驟 37:製造步驟 38:目標光闌形狀 39:光瞳光闌形狀 40:光闌開口 A r,φ:光瞳部分重疊區域 B r,φ:光瞳部分重疊區域 N:判定 Z A:出射光瞳21的中心 Z B:照射光瞳12的中心 z m:焦點平面 σix、σiy:笛卡爾坐標
下面參照附圖對本發明的示例性具體實施例進行更詳細的解釋，其中：
圖1示出當物件被照射光照亮時，用於模擬成像光學產生系統的目標波前的計量系統的非常示意性的平面圖，觀察方向垂直於入射平面，成像光學產生系統包括用於照亮物件的照射光學單元和具有用於對物件成像的成像光學單元的光學測量系統，非常示意性地分別示出照射光學單元和成像光學單元；
圖2示出用於佈置在計量系統的照射光學單元的光瞳平面中的sigma光闌的平面圖；
圖3在類似於圖2的圖示中示出用於佈置在計量系統的光學測量系統的成像光學單元的光瞳平面中的NA光闌的平面圖；
圖4示出包括照射光學單元和成像光學單元的光學系統的照射光瞳和成像光學單元的光瞳之間的瞬時重疊示意圖，闡明用於最佳化光學產生系統和光學測量系統的照射和成像性質之間的匹配品質的方法；
圖4A示出光學產生系統之照射光瞳（左側）和投影光學單元出射光瞳（右側），藉由計量系統模擬光學產生系統的光學性質；
圖4B示出計量系統的光學測量系統的sigma光瞳光闌形狀（左側）和NA孔徑光闌形狀（右側），其用於模擬根據圖4A的光瞳配置，這些配置來自於光闌形狀最佳化方法的敘述內容；
圖5示出光學測量系統的照射光學單元的光瞳光闌形狀的細節，闡明用於檢查至少一個製造邊界條件的方法，並且圖示滿足製造邊界條件的光闌形狀的邊緣檢查部的允許進程；
圖6類似於圖5，示出不滿足製造邊界條件的光闌形狀的檢查部的一個示例；
圖7示出藉由光學測量系統在物件的照射和成像的期間，用於最佳化光瞳光闌形狀以模擬光學產生系統的照射和成像性質的方法的流程圖；
圖8示出在最佳化方法期間出現的目標光闌形狀的一個示例，以光瞳坐標（角度空間）表示；以及
圖9示出基於根據圖8的角度空間結果，具有目標光闌形狀的製造金屬板的遮蔽細節，其中示出了額外的對準標記開口。
30:預定義步驟
31:修改步驟
32:生產步驟
33:檢查步驟
34:判定步驟
35:查詢步驟
36:預定義步驟
37:製造步驟

Claims (13)

  1. 一種藉由一光學測量系統在一物件(5)之照射與成像的期間，用於最佳化一光瞳光闌形狀(39)以模擬一光學產生系統之多個照射與成像性質的方法，- 該光學測量系統包括一照射光學單元(7)和一成像光學單元(10)，該照射光學單元(7)用於該物件(5)而在具有欲最佳化的該光瞳光闌形狀(39)的一照射光瞳的區域中具有一光瞳光闌(8)，該成像光學單元(10)用於對該物件(5)成像，- 該方法包括下列步驟：- 預定義(30)光瞳光闌(8)的一起始光闌形狀(8dc)作為模擬的一初始設計候選者，- 修改(31)該起始光闌形狀(8dc)以產生不同於最近預定義光闌形狀(8dc)的一修改光闌形狀(8dcnew)，- 檢查(33)關於製造該修改光闌形狀(8dcnew)的至少一個製造邊界條件，並重複該「修改」步驟和該「檢查」步驟，直到該檢查(33)步驟顯示符合該製造邊界條件，- 一旦符合該等製造邊界條件，就判定(34)該光學產生系統的該等照射和成像性質與該光學測量系統的該等照射和成像性質之間的一匹配品質，- 重複該「修改」步驟、該「檢查」步驟和該「判定」步驟，直到該匹配品質達到預定義的一最佳化標準，其藉由一查詢步驟(35)而被檢查，- 在達到該最佳化標準後，製造(37)一目標光闌形狀，其由於達到該最佳化標準而作為最佳化的光瞳光闌形狀(39)。
  2. 如請求項1所述之方法，其特徵在於，在對於該光瞳光闌形狀的多個邊緣檢查部(23、24)進行該製造邊界條件的檢查(33)的期間，在這種情況下，針對圍繞一中心區域(251、252、253)佈置的各自檢查部的多個周圍區域(26i)檢查符合一局部邊界條件，進行檢查以判定關於照射光(1)的傳輸這 些是否與該中心區域(251、252、253)表現得一樣，如果該各自周圍區域(26i)的一預定義比例表現得如同該中心區域(251、252、253)一樣，則滿足該局部邊界條件。
  3. 如請求項2所述之方法，其特徵在於，該中心區域(251、252、253)和該等周圍區域(26i)在多個行和多個列中排列成多個像素。
  4. 如請求項1至3中任一所述之方法，其特徵在於，該光學產生系統的一照射和/或成像光瞳以及該光學測量系統的一照射和/或成像光瞳(12、21、21’)之間的一匹配的判定會影響該匹配品質的判定(34)。
  5. 如請求項4所述之方法，其特徵在於，計算一價值函數(E)的值會影響該匹配品質的判定(34)，該價值函數(E)的該值受以下之間的多個光學照射和成像參數(D、T、HV)的比較的影響：- 該光學產生系統的一照射光瞳和一成像出射光瞳的一光瞳部分重疊區域(Ar,φ)以及- 該光學測量系統的具有已使用的光闌形狀的一照射光瞳(12)和用於預定義該成像出射光瞳(21,21’)的一成像孔徑(11)的一相應光瞳部分重疊區域(Ar,φ)對於多個光瞳部分重疊區域(Ar,φ)，每個光瞳部分重疊區域覆蓋整個照射光瞳。
  6. 如請求項5所述之方法，其特徵在於，以下用作多個光學照射和成像參數：- 穿過在該光瞳部分重疊區域(Ar,φ)(D)中的該照射光瞳的該照射光(1)的積分強度(I)和/或- 穿過在該光瞳部分重疊區域(Ar,φ)(T)中的該照射光瞳的該照射光(1)的積分強度(I)，其用一遠心參數(σΦ)作加權。
  7. 如請求項1至3中任一所述之方法，其特徵在於一旦達到該預定義的最佳化標準，就會繼續執行以下一最佳化程序：- 增強該最佳化標準， - 再次執行該「修改」步驟、該「檢查」步驟和該「判定」步驟，直到該匹配品質達到該已增強的該最佳化標準，- 重複該「增強」步驟和該「再次執行」步驟，直到達到一終止標準，在該最佳化查詢步驟(35)中進行該終止標準的檢查。
  8. 如請求項1至3中任一所述之方法，其特徵在於，在判定該匹配品質時，會考慮到該物件(5)之照射的多個照射角度的分佈在被照射的一物件場(3)上的依賴性。
  9. 一種光瞳光闌(8)，藉由如請求項1至8中任一所述之方法進行最佳化。
  10. 如請求項9所述之光瞳光闌，其特徵在於，該光瞳光闌形狀(39)是以一自由形式光闌邊界而被體現。
  11. 一種計量系統(2)，其包括至少一個光瞳光闌(8)，其藉由如請求項1至8中任一所述之方法而被最佳化，其中該計量系統(2)的一光學測量系統包括一照射光學單元(7)和一成像光學單元(10)，該照射光學單元(7)用於物件(5)而在一照射光瞳的區域中具有最佳化的該光瞳光闌(8)，該成像光學單元(10)用於成像該物件(5)。
  12. 如請求項11所述之計量系統，其特徵在於用於該光瞳光闌(8)的一個互換支架。
  13. 如請求項11或12所述之計量系統，其配置成用於模擬一光學產生系統的該等照射成像性質，該光學產生系統具有一變形投影光學單元。
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