WO2021223956A1 - Method and device for inspecting the surface of a mirror - Google Patents

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WO2021223956A1
WO2021223956A1 PCT/EP2021/059218 EP2021059218W WO2021223956A1 WO 2021223956 A1 WO2021223956 A1 WO 2021223956A1 EP 2021059218 W EP2021059218 W EP 2021059218W WO 2021223956 A1 WO2021223956 A1 WO 2021223956A1
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measurement
roughness
mirror
measurement data
model
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PCT/EP2021/059218
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Daniel Kraehmer
Steffen STIRNER
Manuel JOSEPH-HAENLE
Alexander Freytag
Daniel SCHMIED
Frank Eisert
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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    • G01N2021/9511Optical elements other than lenses, e.g. mirrors

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for inspecting the surface of a mirror, in particular for microlithography.
  • Microlithography is used to manufacture microstructured components such as integrated circuits or LCDs.
  • the microlithography process is carried out in what is known as a projection exposure system, which has an illumination device and a projection lens.
  • mirrors are used as optical components for the imaging process due to the lack of availability of suitable light-permeable refractive materials.
  • the framework conditions that exist in microlithography applications for surface processing in the area of final correction typically require high-precision processing with accuracies in the nanometer or even picometer range.
  • a roughness evaluation is typically carried out, e.g. using interferometric or microscopic measurements (e.g. carried out with a scanning force microscope) in order to decide on the basis of this evaluation whether further surface processing is required or not.
  • interferometric or microscopic measurements e.g. carried out with a scanning force microscope
  • this roughness assessment represents a demanding challenge in view of the high accuracy requirements that exist.
  • This object is achieved by the method and the device according to the features of the independent patent claims.
  • a method for inspecting the surface of a mirror, in particular for microlithography has the following steps:
  • This model is generated using an artificial intelligence method, the model being trained on the basis of a large number of training data in a learning phase, the training data each comprising measurement data from previously performed roughness measurements and evaluations assigned to these measurement data.
  • the term "roughness measurement” is intended to include various optical and tactile measurement methods or technologies, e.g. using an interferometer, a microinterferometer, a scanning force microscope (AFM), a stylus device, as well as other measurement methods.
  • the invention is based, in particular, on the concept of performing an automatic evaluation of the measurement data obtained during this roughness measurement with the aid of a model and using an artificial intelligence method when inspecting the surface of a mirror after a roughness measurement has been carried out.
  • the invention includes the concept of training the model on which the automatic evaluation of the measurement data obtained in the roughness measurement is based in advance by using a large number of measurements that have already been carried out and the evaluation data assigned to the measurement data obtained as training data.
  • an evaluation - conventionally carried out on the basis of visual assessment by experienced personnel - is replaced by an automatic system Manufacture of the mirror can be avoided.
  • the invention also makes use of the fact that suitable training data for training the model - typically from roughness measurements carried out in the past and evaluations already assigned to these measurement data - are usually available in very large numbers (e.g. several thousand).
  • the automatic evaluation of the measurement data obtained during the roughness measurement comprises the following steps:
  • the assessment in the second step only takes place if, according to the assessment from the first step, the measurement data are free of measurement artifacts.
  • the relevant measurement artifacts can also be classified automatically (ie the assignment to a specific class of measurement artifacts, such as “focusing error”, “too much tilting of the sample”, “drift during measurement”, “vibration during the Measurement "). Furthermore, if there are local defects on the surface that are not caused by the statistical roughness properties, an automated classification of the defects in question can also take place (whereby different types of defects can also occur at the same time).
  • the artificial intelligence method comprises machine learning, in particular “deep learning”, further in particular “convolutional neural networks” (CNNs).
  • CNNs convolutional neural networks
  • CNNs In contrast to other methods of automated image analysis, such as an extraction of information-bearing features (e.g. SIFT or HOG) with subsequent transformation of these features (e.g. PCA or Fisher-En coding) and subsequent application of classic machine learning models for classification (e.g. SupportVectorMachine , RandomForest, nearest neighbor classifier or the like), the use of CNNs has the advantage that a step of feature extraction and the subsequent transformation does not have to be carried out before the actual one, at great expense and using justified assumptions Classifier can be used. Rather, CNNs allow the simultaneous learning of information-carrying features, transformation and classifier by optimizing a single, common optimization criterion (e.g. classification accuracy). This represents a substantial advantage especially for the context of the present application, since it is not known in advance which feature extractions are suitable for the respective artifact types or defect types.
  • a single optimization criterion e.g. classification accuracy
  • a concrete implementation can include “convolutional neural networks” (CNNs), possibly pre-learned on other data sets, optimized on the basis of variants of the gradient descent (eg Adam).
  • CNN can be designed to output a single value (eg the probability of the presence of a defect).
  • a CNN can be designed to output two (“binary”) or more (“multi-class”) values that indicate class affiliations for which the classes are mutually exclusive (eg the probabilities for the mutually exclusive classes “defect” and “defect-free”).
  • a CNN can also be designed to output two or more values that indicate class memberships in which the classes can also occur independently of each other (“multi label”, e.g.
  • Such training would, as an optimization criterion in the learning step, for example, minimize the quadratic error, the Softmax cross entropy, or the sigmoid cross entropy.
  • Suitable CNN structures consist of sequences of convolution layers (“Convolutions”), non-linear activation functions (e.g. tangent hyperbolicus or piecewise linear functions “ReLU”) and normalization layers (e.g. batch normalization) and provide outputs from one layer to one or more subsequent layers Disposal.
  • Convolutions convolution layers
  • non-linear activation functions e.g. tangent hyperbolicus or piecewise linear functions “ReLU”
  • normalization layers e.g. batch normalization
  • the data are repeatedly and slightly changed in the learning step (“augmentation”), for example by mirroring on the x and y axes (“data flipping”) or by cutting out randomly selected image sections (“data cropping”).
  • augmentation for example by mirroring on the x and y axes (“data flipping”) or by cutting out randomly selected image sections (“data cropping”).
  • suitable regularization procedures are used in the learning step in order to prevent the mere memorization of the data (e.g. "drop-out").
  • the invention is not limited to this.
  • the automatic evaluation takes place immediately after the respective roughness measurement has been carried out.
  • the model on the basis of which the automatic evaluation of the measurement data obtained during the roughness measurement takes place, is selected from a plurality of previously trained models depending on a measurement setting of the respective roughness measurement.
  • the model in the learning phase, is trained on the basis of training data which were obtained for different measurement settings of the respective roughness measurement. Previous manual test results can be used as target values. Furthermore, the assignments of several different people performing the control can be used to create the training data. If necessary, only those examples can be used that have been assigned sufficiently clearly (whereby the remaining examples can be automatically assigned to a class “unclear”, for example).
  • a single model can be used for evaluating measurements that have been generated with different measurement settings.
  • the measurement setting (s) can in particular include the enlargement of the respective roughness measurement.
  • a roughness measurement is carried out again on the surface of the mirror.
  • the mirror has an optically effective surface in the form of a free-form surface.
  • the mirror is designed for a working wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm.
  • the invention is not limited to this either, and in other applications the mirror can also be designed for a different working wavelength.
  • the invention further relates to a device for inspecting the surface of a mirror, in particular for microlithography, which is configured to carry out a method having the features described above.
  • FIG. 1 shows a flow chart to explain the possible sequence of a method according to the invention.
  • FIG. 2 is a schematic illustration to explain the possible
  • the method according to the invention contains in particular the concept, as explained below, based on a model after the roughness measurement has been carried out on the surface of the mirror to be inspected and using an artificial intelligence method, an automatic evaluation on the one hand with regard to any measurement artifacts and on the other hand, possibly also with regard to local surface defects (not caused by the statistical roughness properties).
  • the said application of an artificial intelligence method in turn includes the training of a model (or several models) in a learning phase on the basis of training data, this training data being measurement data from previously performed roughness measurements and evaluations assigned to these measurement data (i.e.
  • measurement artifact (s)) yes or no, if yes, which measurement artifact type (s) and / or local (s) surface defect (s) include yes or no, if so, which (s) surface defect type (s)).
  • different models for the two above-mentioned evaluations with regard to measurement artifacts and with regard to local surface defects
  • a common model for both evaluations can be used or trained.
  • an evaluation tool which implements the above evaluation and the start of the actual measurement sequence of the roughness measurement (step S12) are started in parallel Measuring point (step S13), the implementation and evaluation of the actual roughness measurement (step S14) and the storage of the obtained measurement result (step S15).
  • a trigger signal is used to initially trigger the evaluation according to the invention for the presence of any measurement artifacts (step S16).
  • the evaluation can be based in particular on whether or not a characteristic value (“score”) obtained when the model is used exceeds a predetermined threshold value (“operating point”). By selecting this threshold value or working point, it can be influenced how high a “false alarm rate” of the evaluation is.
  • step S17 If, according to the following query in step S17, the measurement result obtained (ie the measurement data determined during the roughness measurement carried out) contains at least one measurement artifact indicating that the roughness measurement was carried out incorrectly, the message "repeat measurement" is output according to step S22 with the result that as a result of the query carried out on the storage of the measurement result in step S15 in step S23, the measurement sequence is carried out again, returning to step S13.
  • step S17 If, on the other hand, according to the above query from step S17, the measurement data obtained during the roughness measurement carried out are free of measurement artifacts, the subsequent evaluation takes place according to FIG. and the corresponding storage of the evaluation result (step S19).
  • step S20 a query or check is made as to whether or not a re-measurement should be carried out in view of the evaluation result stored in step S19. If so, the method goes correspondingly to step S22, ie the output of the message “repeat measurement”. If not, the message “next measuring point” is output in step S21. Furthermore, according to FIG. 1, in step S24 a query is made “All measuring points ready?” To the effect that all measuring points on the surface to be inspected have been processed.
  • step S25 This query takes place both after the “next measuring point” message output in step S21 and if, according to the query in step S23, no further repetition of the measurement sequence (in the absence of a “repeat measurement” message according to step S22) is to take place. If, according to the query in step S24, not all of the measuring points have been processed, a return to step S13 takes place, otherwise the measuring job ends (step S25).
  • a plurality of measurements can first be collected over a suitable period of time before these measurements are then evaluated in a model-based manner according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of an exemplary projection exposure system designed for operation in the EUV.
  • an illumination device in a projection exposure system 200 designed for EUV has a field facet mirror 203 and a pupil facet mirror 204. All of the mirrors in the projection exposure system 200 can be freeform surfaces.
  • the light from a light source unit which comprises a plasma light source 201 and a collector mirror 202, is directed onto the field facet mirror 203.
  • a first telescope mirror 205 and a second telescope mirror 206 are arranged in the light path after the pupil facet mirror 204.
  • a deflecting mirror 207 is arranged, which directs the radiation hitting it onto an object field in the object plane of a projection lens comprising six mirrors 251-256.
  • a reflective structure-bearing mask 221 is placed at the location of the object field a mask table 220, which is imaged with the aid of the projection lens in an image plane in which a substrate 261 coated with a light-sensitive layer (photoresist) is located on a wafer table 260.
  • a light-sensitive layer photoresist
  • the invention can be used in the characterization or inspection of the surface during or after the production of any mirror of this projection exposure system.
  • the invention is not limited to the implementation in the production of mirrors for operation in the EUV, but also in the inspection of mirrors for other working wavelengths (e.g. in the VUV range or at wavelengths less than 250 nm) and also for use in other optical systems (not intended for microlithography).
  • the invention has also been described on the basis of specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments will be apparent to the person skilled in the art, e.g. by combining and / or exchanging features of individual embodiments. Accordingly, it is understood by a person skilled in the art that such variations and alternative embodiments are also encompassed by the present invention, and the scope of the invention is limited only within the meaning of the attached patent claims and their equivalents.

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Abstract

The invention relates to a method and a device for inspecting the surface of a mirror, in particular for microlithography. A method according to the invention comprises the following steps: Carrying out at least one roughness measurement on the surface of the mirror, and automatically evaluating measurement data obtained during this roughness measurement on the basis of a model, this model being generated using a method involving artificial intelligence, in which method, in a learning phase, the model is trained on the basis of a multiplicity of training data, which training data comprise both measurement data from previously performed roughness measurements and evaluations assigned to these measurement data.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion der Method and device for inspection of the
Oberfläche eines Spiegels Surface of a mirror
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Deutschen Patent anmeldung DE 10 2020 112 496.1 , angemeldet am 8. Mai 2020. Der Inhalt dieser DE-Anmeldung wird durch Bezugnahme („incorporation by reference“) mit in den vorliegenden Anmeldungstext aufgenommen. The present application claims the priority of the German patent application DE 10 2020 112 496.1, filed on May 8, 2020. The content of this DE application is incorporated by reference into the present application text.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der Erfindung Field of invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Inspektion der Oberfläche eines Spiegels, insbesondere für die Mikrolithographie. The invention relates to a method and a device for inspecting the surface of a mirror, in particular for microlithography.
Stand der Technik State of the art
Mikrolithographie wird zur Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente, wie bei spielsweise integrierter Schaltkreise oder LCD’s, angewendet. Der Mikrolitho graphieprozess wird in einer sogenannten Projektionsbelichtungsanlage durch geführt, welche eine Beleuchtungseinrichtung und ein Projektionsobjektiv auf weist. Das Bild einer mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Maske (= Retikel) wird hierbei mittels des Projektionsobjektivs auf ein mit einer licht empfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes und in der Bildebene des Pro jektionsobjektivs angeordnetes Substrat (z.B. ein Siliziumwafer) projiziert, um die Maskenstruktur auf die lichtempfindliche Beschichtung des Substrats zu übertragen. In für den EUV-Bereich ausgelegten Projektionsbelichtungsanlagen, d.h. bei Wellenlängen unterhalb von 15 nm (z.B. etwa 13.5 nm oder etwa 7 nm), werden mangels Verfügbarkeit geeigneter lichtdurchlässiger refraktiver Materialien Spiegel als optische Komponenten für den Abbildungsprozess verwendet. Microlithography is used to manufacture microstructured components such as integrated circuits or LCDs. The microlithography process is carried out in what is known as a projection exposure system, which has an illumination device and a projection lens. The image of a mask (= reticle) illuminated by the lighting device is projected by means of the projection lens onto a substrate (e.g. a silicon wafer) coated with a light-sensitive layer (photoresist) and arranged in the image plane of the projection lens, in order to create the mask structure on the light-sensitive Transfer coating of the substrate. In projection exposure systems designed for the EUV range, ie at wavelengths below 15 nm (eg about 13.5 nm or about 7 nm), mirrors are used as optical components for the imaging process due to the lack of availability of suitable light-permeable refractive materials.
Ansätze zur Erhöhung der bildseitigen numerischen Apertur zur Steigerung des Auflösungsvermögens (NA) gehen dabei mit einer Vergrößerung der Spiegel flächen einher. Zugleich besteht in der Praxis ein Bedarf, die Wirkung des be treffenden optischen Elements auf die Systemwellenfront im jeweiligen opti schen System möglichst exakt bzw. unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Spezifikation einzustellen. Neben für die Wirkung auf die Systemwellenfront relevanten, in örtlicher Hinsicht langwelligen Oberflächenfehlern des jeweiligen optischen Elements können auch in örtlicher Hinsicht kurzwellige Oberflächen fehler im Hinblick auf Streulichtverluste von Bedeutung sein. Approaches to increasing the numerical aperture on the image side to increase the resolving power (NA) go hand in hand with an enlargement of the mirror surfaces. At the same time, in practice there is a need to adjust the effect of the optical element in question on the system wavefront in the respective optical system as precisely as possible or taking into account a given specification. In addition to locally long-wave surface defects of the respective optical element that are relevant for the effect on the system wavefront, short-wave surface defects with regard to scattered light losses can also be of importance in local terms.
Insbesondere erfordern die in Mikrolithographie-Anwendungen bestehenden Rahmenbedingungen für die Oberflächenbearbeitung im Bereich der End korrektur typischerweise hochpräzise Bearbeitungen mit Genauigkeiten im Nanometer- oder sogar Pikometerbereich. In particular, the framework conditions that exist in microlithography applications for surface processing in the area of final correction typically require high-precision processing with accuracies in the nanometer or even picometer range.
Während der Spiegelfertigung erfolgt typischerweise eine Rauheitsbewertung z.B. anhand interferometrischer oder mikroskopischer (z.B. mit einem Raster kraftmikroskop durchgeführter) Messungen, um auf Basis dieser Bewertung zu entscheiden, ob eine weitere Oberflächenbearbeitung erforderlich ist oder nicht. Diese Rauheitsbewertung stellt mit zunehmenden Abmessungen etwa von EUV- Spiegeln (z.B. mit Durchmessern in der Größenordnung von 1 Meter oder dar über) angesichts der bestehenden hohen Genauigkeitsanforderungen eine anspruchsvolle Herausforderung dar. During mirror production, a roughness evaluation is typically carried out, e.g. using interferometric or microscopic measurements (e.g. carried out with a scanning force microscope) in order to decide on the basis of this evaluation whether further surface processing is required or not. With the increasing dimensions of EUV mirrors (e.g. with diameters in the order of 1 meter or more), this roughness assessment represents a demanding challenge in view of the high accuracy requirements that exist.
Dabei ist es insbesondere üblich, zunächst eine Bewertung der Messdaten im Hinblick auf Messartefakte (welche auf eine fehlerhafte Durchführung der Rauheitsmessung hinweisen) sowie auf stark lokalisiert auftretende (nicht durch die statistischen Rauheitseigenschaften bedingte) Defekte auf der Oberfläche durchzuführen. In this context, it is particularly common to first evaluate the measurement data with regard to measurement artifacts (which indicate an incorrect implementation of the roughness measurement) as well as those that occur in a strongly localized manner (not by to carry out defects on the surface due to the statistical roughness properties.
Hierbei tritt in der Praxis insbesondere das Problem auf, dass eine solche visu elle Bewertung der bei einer Rauheitsmessung erhaltenen Messdaten zu einer hohen Arbeitsbelastung des die Kontrolle während des Fertigungsprozesses durchführenden Personals führt und zudem mit einer hohen subjektiven Fehler anfälligkeit behaftet ist. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass nicht jeder bei der visuellen Kontrolle „sichtbare“ Fehler signifikante Auswirkungen auf die finale Optik hat, weshalb die Kontrolle abhängig von der Erfahrung des Per sonals i.d.R. unterschiedlich ist. Des Weiteren ist anzumerken, dass keine die visuelle Kontrolle durchführende Person dazu in der Lage ist, eine Reproduzier barkeit von auch nur annähernd 100% zu erreichen. In practice, the problem arises in particular that such a visual evaluation of the measurement data obtained during a roughness measurement leads to a high workload for the personnel performing the control during the production process and is also subject to a high degree of subjective error. In this context, it should be noted that not every "visible" error during the visual inspection has a significant impact on the final appearance, which is why the inspection is usually different depending on the experience of the staff. It should also be noted that no person performing the visual inspection is able to achieve a reproducibility of even approximately 100%.
Weitere Nachteile können daraus resultieren, dass die Bewertung der bei einer Rauheitsmessung erhaltenen Messdaten in der Regel mit zeitlichem Verzug (ge gebenenfalls von mehreren Tagen) erfolgt, was zum einen von nachteiligem Ein fluss auf den bei der Fertigung erzielten Durchsatz ist und zum anderen - bei erforderlicher Verwerfung einer Vielzahl von zwischenzeitlich durchgeführten fehlerhaften Messungen - mit einem signifikanten Mehraufwand aufgrund der notwendigen Neuvermessung der betreffenden Spiegel einhergeht. Further disadvantages can result from the fact that the measurement data obtained during a roughness measurement are usually evaluated with a time delay (possibly several days), which on the one hand has a negative impact on the throughput achieved in production and on the other hand - at necessary rejection of a large number of incorrect measurements carried out in the meantime - is associated with a significant additional effort due to the necessary re-measurement of the mirror in question.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vor richtung zur Inspektion der Oberfläche eines Spiegels, insbesondere für die Mikrolithographie, bereitzustellen, welche auch bei Spiegeln, die vergleichs weise große Abmessungen aufweisen bzw. für optische Systeme mit hoher numerischer Apertur ausgelegt sind, eine vergleichsweise schnelle und zuver lässige Charakterisierung ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren sowie die Vorrichtung gemäß den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. It is an object of the present invention to provide a method and a device for inspecting the surface of a mirror, in particular for microlithography, which are also designed for mirrors that have comparatively large dimensions or for optical systems with a high numerical aperture , enable a comparatively fast and reliable characterization. This object is achieved by the method and the device according to the features of the independent patent claims.
Ein Verfahren zur Inspektion der Oberfläche eines Spiegels, insbesondere für die Mikrolithographie, weist folgende Schritte auf: A method for inspecting the surface of a mirror, in particular for microlithography, has the following steps:
- Durchführen wenigstens einer Rauheitsmessung an der Oberfläche des Spiegels; und - Carrying out at least one roughness measurement on the surface of the mirror; and
- automatisches Bewerten von bei dieser Rauheitsmessung erhaltenen Messdaten auf Basis eines Modells; automatic evaluation of measurement data obtained during this roughness measurement on the basis of a model;
- wobei dieses Modell unter Verwendung einer Methode der künstlichen Intelligenz erzeugt wird, wobei in einer Lernphase ein Trainieren des Modells anhand einer Vielzahl von Trainingsdaten erfolgt, wobei die Trainingsdaten jeweils Messdaten von zuvor durchgeführten Rauheitsmes sungen sowie diesen Messdaten zugeordnete Bewertungen umfassen. This model is generated using an artificial intelligence method, the model being trained on the basis of a large number of training data in a learning phase, the training data each comprising measurement data from previously performed roughness measurements and evaluations assigned to these measurement data.
Dabei sollen im Sinne der vorliegenden Anmeldung von dem Begriff „Rauheits messung“ diverse optische und taktile Messmethoden bzw. Technologien, z.B. unter Verwendung eines Interferometers, eines Mikrointerferometers, eines Rasterkraftmikroskops (AFM), eines Tastschnittgerätes, sowie auch weitere Messmethoden umfasst sein. In the context of the present application, the term "roughness measurement" is intended to include various optical and tactile measurement methods or technologies, e.g. using an interferometer, a microinterferometer, a scanning force microscope (AFM), a stylus device, as well as other measurement methods.
Der Erfindung liegt insbesondere das Konzept zugrunde, bei der Inspektion der Oberfläche eines Spiegels nach Durchführung einer Rauheitsmessung eine automatische Bewertung der bei dieser Rauheitsmessung erhaltenen Mess daten modellgestützt und unter Anwendung einer Methode der künstlichen Intel ligenz durchzuführen. Insbesondere beinhaltet die Erfindung das Konzept, das der automatischen Bewertung der bei der Rauheitsmessung erhaltenen Mess daten zugrundegelegte Modell vorab dadurch zu trainieren, dass eine Vielzahl von zuvor bereits durchgeführten Messungen sowie die den hierbei erhaltenen Messdaten zugeordnete Bewertungsdaten als Trainingsdaten herangezogen werden. Im Ergebnis wird somit bei der Erfindung eine - herkömmlicherweise anhand visueller Begutachtung durch erfahrenes Personal durchgeführte - Bewertung durch einen Automatismus ersetzt, wobei die eingangs beschriebenen Probleme etwa hinsichtlich subjektiver Fehleranfälligkeit, zeitlichem Verzug der Mess- daten-Bewertung sowie Verringerung des Durchsatzes bei der Inspektion bzw. Fertigung des Spiegels vermieden werden. The invention is based, in particular, on the concept of performing an automatic evaluation of the measurement data obtained during this roughness measurement with the aid of a model and using an artificial intelligence method when inspecting the surface of a mirror after a roughness measurement has been carried out. In particular, the invention includes the concept of training the model on which the automatic evaluation of the measurement data obtained in the roughness measurement is based in advance by using a large number of measurements that have already been carried out and the evaluation data assigned to the measurement data obtained as training data. As a result, in the invention, an evaluation - conventionally carried out on the basis of visual assessment by experienced personnel - is replaced by an automatic system Manufacture of the mirror can be avoided.
Dabei macht sich die Erfindung insbesondere auch den Umstand zunutze, dass geeignete Trainingsdaten zum Trainieren des Modells - typischerweise aus in der Vergangenheit durchgeführten Rauheitsmessungen sowie diesen Mess daten bereits zugeordneten Bewertungen - i.d.R. in sehr großer Anzahl (z.B. zu mehreren Tausend) zur Verfügung stehen. In particular, the invention also makes use of the fact that suitable training data for training the model - typically from roughness measurements carried out in the past and evaluations already assigned to these measurement data - are usually available in very large numbers (e.g. several thousand).
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das automatische Bewerten der bei der Rauheitsmessung erhaltenen Messdaten folgende Schritte: According to one embodiment, the automatic evaluation of the measurement data obtained during the roughness measurement comprises the following steps:
- Beurteilen, in einem ersten Schritt, ob die Messdaten frei von auf eine fehlerhafte Durchführung der Rauheitsmessung hinweisenden Messartefakten sind; und - In a first step, assessing whether the measurement data are free of measurement artifacts indicating an incorrect implementation of the roughness measurement; and
- Beurteilen, in einem zweiten Schritt, ob die Messdaten auf einen oder meh rere lokale, nicht durch die statistischen Rauheitseigenschaften bedingte Defekte auf der Oberfläche hinweisen. - Assess, in a second step, whether the measurement data indicate one or more local defects on the surface that are not caused by the statistical roughness properties.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Beurteilung im zweiten Schritt nur, wenn gemäß der Beurteilung aus dem ersten Schritt die Messdaten frei von Messartefakten sind. According to one embodiment, the assessment in the second step only takes place if, according to the assessment from the first step, the measurement data are free of measurement artifacts.
In Ausführungsformen kann bei Vorhandensein solcher Messartefakte auch automatisiert eine Klassifikation der betreffenden Messartefakte (d.h. die Zuordnung zu einer bestimmten Klasse von Messartefakten, wie z.B. „Fokussierungsfehler“, „Zu große Verkippung der Probe“, „Drift während der Messung“, „Vibration während der Messung“) erfolgen. Des Weiteren kann bei Vorhandensein lokaler, nicht durch die statistischen Rau heitseigenschaften bedingter Defekte auf der Oberfläche auch eine automatisierte Klassifikation der betreffenden Defekte erfolgen (wobei auch voneinander verschiedene Defekttypen gleichzeitig auftreten können). In embodiments, if such measurement artifacts are present, the relevant measurement artifacts can also be classified automatically (ie the assignment to a specific class of measurement artifacts, such as “focusing error”, “too much tilting of the sample”, “drift during measurement”, “vibration during the Measurement "). Furthermore, if there are local defects on the surface that are not caused by the statistical roughness properties, an automated classification of the defects in question can also take place (whereby different types of defects can also occur at the same time).
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Methode der künstlichen Intelligenz Maschinelles Lernen, insbesondere „Deep Learning“, weiter insbesondere „Convolutional Neural Networks“ (CNNs). According to one embodiment, the artificial intelligence method comprises machine learning, in particular “deep learning”, further in particular “convolutional neural networks” (CNNs).
Im Gegensatz zu anderen Verfahren der automatisierten Bildanalyse, wie etwa einer Extraktion von informationstragenden Merkmalen (z.B. SIFT oder HOG) mit anschließender Transformation dieser Merkmale (z.B. PCA oder Fisher-En coding) und anschließender Anwendung klassischer Machine-Learning-Modelle zur Klassifikation (z.B. SupportVectorMachine, RandomForest, Nächster-Nach- bar-Klassifikator oder Ähnliches) hat die Anwendung von CNNs den Vorteil, dass nicht zuerst mit großem Aufwand und unter Heranziehen von zu begründenden Annahmen ein Schritt der Merkmalsextraktion und der anschließenden Trans formation realisiert werden muss, bevor der eigentliche Klassifikator Anwendung finden kann. Vielmehr gestatten CNNs das gleichzeitige Erlernen von informati onstragenden Merkmalen, Transformation und Klassifikator durch Optimieren eines einzigen, gemeinsamen Optimierungskriteriums (z.B. Klassifikations genauigkeit). Speziell für den Kontext der vorliegenden Anmeldung stellt dies einen substanziellen Vorteil dar, da im Voraus nicht bekannt ist, welche Merk malsextraktionen für die jeweiligen Artefakttypen bzw. Defekttypen geeignet sind. In contrast to other methods of automated image analysis, such as an extraction of information-bearing features (e.g. SIFT or HOG) with subsequent transformation of these features (e.g. PCA or Fisher-En coding) and subsequent application of classic machine learning models for classification (e.g. SupportVectorMachine , RandomForest, nearest neighbor classifier or the like), the use of CNNs has the advantage that a step of feature extraction and the subsequent transformation does not have to be carried out before the actual one, at great expense and using justified assumptions Classifier can be used. Rather, CNNs allow the simultaneous learning of information-carrying features, transformation and classifier by optimizing a single, common optimization criterion (e.g. classification accuracy). This represents a substantial advantage especially for the context of the present application, since it is not known in advance which feature extractions are suitable for the respective artifact types or defect types.
Eine konkrete Realisierung kann „Convolutional Neural Networks“ (CNNs), ggf. vorgelernt auf anderen Datensätzen, optimiert anhand von Varianten des Gradi entenabstiegs (z.B. Adam) umfassen. In einer solchen Realisierung kann ein CNN ausgebildet werden, um einen einzigen Wert auszugeben (z.B. die Wahr scheinlichkeit für das Vorhandensein eines Defekts). Alternativ kann ein CNN ausgebildet werden, um zwei („binary“) oder mehr („multi-class“) Werte auszu geben, die auf Klassenzugehörigkeiten schließen lassen, bei denen die Klassen sich wechselseitig ausschließen (z.B. die Wahrscheinlichkeiten für die sich ge genseitig ausschließenden Klassen „Defekt“ und „Defektfrei“). Alternativ kann ein CNN auch ausgebildet werden, um zwei oder mehr Werte auszugeben, die auf Klassenzugehörigkeiten schließen lassen, bei denen die Klassen auch von einander unabhängig auftreten können („multi label“, z.B. die Wahrscheinlichkei ten für unabhängig voneinander auftretende Defekttypen „Kratzer“ und „Mulde“). Solche Ausbildungen würden als Optimierungskriterium im Lernschritt beispiels weise entsprechend den quadratischen Fehler, die Softmax-Kreuzentropie, oder die Sigmoid-Kreuzentropie minimieren. A concrete implementation can include “convolutional neural networks” (CNNs), possibly pre-learned on other data sets, optimized on the basis of variants of the gradient descent (eg Adam). In such an implementation, a CNN can be designed to output a single value (eg the probability of the presence of a defect). Alternatively, a CNN can be designed to output two (“binary”) or more (“multi-class”) values that indicate class affiliations for which the classes are mutually exclusive (eg the probabilities for the mutually exclusive classes “defect” and “defect-free”). Alternatively, a CNN can also be designed to output two or more values that indicate class memberships in which the classes can also occur independently of each other (“multi label”, e.g. the probabilities of independently occurring defect types “scratches” and "Trough"). Such training would, as an optimization criterion in the learning step, for example, minimize the quadratic error, the Softmax cross entropy, or the sigmoid cross entropy.
Geeignete CNN Strukturen bestehen aus Abfolgen von Faltungsschichten („Convolutions“), Nicht-linearen Aktivierungsfunktionen (z.B. Tangenshyperboli- cus oder stückweise lineare Funktionen „ReLU“) und Normierungsschichten (z.B. Batch normalization) und stellen Ausgaben von einer Schicht einer oder mehreren nachfolgenden Schichten zur Verfügung. Bekannte Beispiele solcher CNNs sind AlexNet, VGG, Resnet, InceptionResnet, MobileNet, Xception und DenseNet. Suitable CNN structures consist of sequences of convolution layers (“Convolutions”), non-linear activation functions (e.g. tangent hyperbolicus or piecewise linear functions “ReLU”) and normalization layers (e.g. batch normalization) and provide outputs from one layer to one or more subsequent layers Disposal. Well-known examples of such CNNs are AlexNet, VGG, Resnet, InceptionResnet, MobileNet, Xception and DenseNet.
Zum robusten Anlernen werden im Lernschritt die Daten wiederholt leicht verän dert („Augmentierung“), beispielsweise durch Spiegeln an x- und y-Achsen („Data flipping“) oder dem Ausschneiden zufällig gewählter Bildausschnitte („Data Cropping“). Des Weiteren werden im Lernschritt geeignete Regularisie rungsverfahren angewandt, um dem reinen Auswendiglernen der Daten vorzu beugen (z.B. „DropOut“). For robust learning, the data are repeatedly and slightly changed in the learning step (“augmentation”), for example by mirroring on the x and y axes (“data flipping”) or by cutting out randomly selected image sections (“data cropping”). In addition, suitable regularization procedures are used in the learning step in order to prevent the mere memorization of the data (e.g. "drop-out").
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Methode der künstlichen Intelligenz überwachtes Lernen (= „Supervised Learning“). Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. So kann die Methode der künstlichen Intelligenz in weiteren Ausführungsformen auch teilüberwachtes Lernen (= „Semi-Supervised Learning“) oder unüberwachtes Lernen (= „Unsupervised Learning“) umfassen. According to one embodiment, the artificial intelligence method comprises monitored learning (= “supervised learning”). However, the invention is not limited to this. Thus, in further embodiments, the artificial intelligence method can also include partially monitored learning (= “semi-supervised learning”) or unsupervised learning (= “unsupervised learning”).
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das automatische Bewerten unmittelbar nach Durchführung der jeweiligen Rauheitsmessung. Gemäß einer Ausführungsform wird das Modell, auf dessen Basis das automa tische Bewerten der bei der Rauheitsmessung erhaltenen Messdaten erfolgt, aus einer Mehrzahl von zuvor trainierten Modellen abhängig von einer Messein stellung der jeweiligen Rauheitsmessung ausgewählt. According to one embodiment, the automatic evaluation takes place immediately after the respective roughness measurement has been carried out. According to one embodiment, the model, on the basis of which the automatic evaluation of the measurement data obtained during the roughness measurement takes place, is selected from a plurality of previously trained models depending on a measurement setting of the respective roughness measurement.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt in der Lernphase ein Trainieren des Modells anhand von Trainingsdaten, welche für unterschiedliche Messeinstel lungen der jeweiligen Rauheitsmessung erhalten wurden. Dabei können bishe rige manuelle Prüfergebnisse als Zielwerte verwendet werden. Des Weiteren können für die Erstellung der Trainingsdaten die Zuordnungen von mehreren unterschiedlichen, die Kontrolle durchführenden Personen herangezogen wer den. Dabei kann ggf. auch eine Verwendung lediglich derjenigen Beispiele erfol gen, welche hinreichend eindeutig zugeordnet wurden (wobei die übrigen z.B. einer Klasse „unklar“ ggf. automatisiert zugeordnet werden können). According to one embodiment, in the learning phase, the model is trained on the basis of training data which were obtained for different measurement settings of the respective roughness measurement. Previous manual test results can be used as target values. Furthermore, the assignments of several different people performing the control can be used to create the training data. If necessary, only those examples can be used that have been assigned sufficiently clearly (whereby the remaining examples can be automatically assigned to a class “unclear”, for example).
Dabei kann insbesondere für die Bewertung von Messungen, die mit unter schiedlichen Messeinstellungen generiert wurden, ein einziges Modell verwen det werden. Die Messeinstellung(en) kann bzw. können insbesondere die Ver größerung der jeweiligen Rauheitsmessung umfassen. In particular, a single model can be used for evaluating measurements that have been generated with different measurement settings. The measurement setting (s) can in particular include the enlargement of the respective roughness measurement.
Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. So können in weiteren Aus führungsformen auch für unterschiedliche Messeinstellungen mehrere Modelle verwendet und trainiert werden. However, the invention is not restricted to this. In other embodiments, several models can also be used and trained for different measurement settings.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt abhängig von der Bewertung der bei der Rauheitsmessung erhaltenen Messdaten (z.B. falls die betreffende Rauheits messung mit einem Messartefakt behaftet war) die erneute Durchführung einer Rauheitsmessung an der Oberfläche des Spiegels. According to one embodiment, depending on the evaluation of the measurement data obtained during the roughness measurement (e.g. if the roughness measurement in question contained a measurement artifact), a roughness measurement is carried out again on the surface of the mirror.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Spiegel eine optisch wirksame Fläche in Form einer Freiformfläche auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Spiegel für eine Arbeits wellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt. Die Erfindung ist jedoch auch hierauf nicht beschränkt, wobei in weiteren An wendungen der Spiegel auch für eine andere Arbeitswellenlänge ausgelegt sein kann. According to one embodiment, the mirror has an optically effective surface in the form of a free-form surface. According to a further embodiment, the mirror is designed for a working wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm. However, the invention is not limited to this either, and in other applications the mirror can also be designed for a different working wavelength.
Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Inspektion der Oberfläche eines Spiegels, insbesondere für die Mikrolithographie, welche dazu konfiguriert ist, ein Verfahren mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen durchzuführen. The invention further relates to a device for inspecting the surface of a mirror, in particular for microlithography, which is configured to carry out a method having the features described above.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unter ansprüchen zu entnehmen. Further embodiments of the invention can be found in the description and the subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the accompanying figures.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Es zeigen: Show it:
Figur 1 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des möglichen Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und FIG. 1 shows a flow chart to explain the possible sequence of a method according to the invention; and
Figur 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des möglichenFigure 2 is a schematic illustration to explain the possible
Aufbaus einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolitho graphischen Projektionsbelichtungsanlage. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN Construction of a microlithographic projection exposure system designed for operation in the EUV. DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Im Weiteren wird ein beispielhafter Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Inspektion der Oberfläche eines Spiegels (wie z.B. eines EUV-Spiegels) unter Bezugnahme auf das in Fig. 1 dargestellte Flussdiagramm beschrieben. In the following, an exemplary sequence of a method according to the invention for inspecting the surface of a mirror (such as an EUV mirror) is described with reference to the flowchart shown in FIG.
Dabei beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere das Konzept, wie im Weiteren erläutert nach jeweils durchgeführter Rauheitsmessung an der zu inspizierenden Oberfläche des Spiegels modellgestützt und unter Anwen dung einer Methode der künstlichen Intelligenz eine automatische Bewertung zum einen hinsichtlich gegebenenfalls vorhandener Messartefakte und zum an deren gegebenenfalls auch hinsichtlich lokaler (nicht durch die statistischen Rauheitseigenschaften bedingter) Oberflächendefekte durchzuführen. Die be sagte Anwendung einer Methode der künstlichen Intelligenz beinhaltet wiede rum das Trainieren eines Modells (oder auch mehrerer Modelle) in einer Lern phase anhand von Trainingsdaten, wobei diese Trainingsdaten Messdaten von zuvor durchgeführten Rauheitsmessungen sowie diesen Messdaten zugeord nete Bewertungen (d.h. Messartefakt(e) ja oder nein, falls ja, welche(r) Messar- tefakttyp(en) und/oder lokale(r) Oberflächendefekt(e) ja oder nein, falls ja wel che^) Oberflächendefekttyp(en)) umfassen. Dabei können grundsätzlich gemäß der Erfindung unterschiedliche Modelle für die beiden o.g. Bewertungen (hin sichtlich Messartefakte sowie hinsichtlich lokaler Oberflächendefekte) oder auch ein gemeinsames Modell für beide Bewertungen verwendet bzw. trainiert wer den. The method according to the invention contains in particular the concept, as explained below, based on a model after the roughness measurement has been carried out on the surface of the mirror to be inspected and using an artificial intelligence method, an automatic evaluation on the one hand with regard to any measurement artifacts and on the other hand, possibly also with regard to local surface defects (not caused by the statistical roughness properties). The said application of an artificial intelligence method in turn includes the training of a model (or several models) in a learning phase on the basis of training data, this training data being measurement data from previously performed roughness measurements and evaluations assigned to these measurement data (i.e. measurement artifact (s)) yes or no, if yes, which measurement artifact type (s) and / or local (s) surface defect (s) include yes or no, if so, which (s) surface defect type (s)). In principle, according to the invention, different models for the two above-mentioned evaluations (with regard to measurement artifacts and with regard to local surface defects) or a common model for both evaluations can be used or trained.
Gemäß dem Flussdiagramm von Fig. 1 erfolgt nach Start jeweils eines Messauf trags im Schritt S10 parallel der Start eines die vorstehende Bewertung imple mentierenden Bewertungstools (Schritt S11) sowie der Start des eigentlichen Messablaufs der Rauheitsmessung (Schritt S12), wobei dieser Messablauf die Justierung eines Messpunkts (Schritt S13), die Durchführung und Auswertung der eigentlichen Rauheitsmessung (Schritt S14) und das Speichern des erhaltenen Messergebnisses (Schritt S15) umfasst. Nach Erhalt und Speiche rung des Messergebnisses im Schritt S15 wird über ein Triggersignal die erfindungsgemäße Bewertung zunächst auf das Vorhandensein etwaiger Mess artefakte (Schritt S16) ausgelöst. Dabei kann die Bewertung insbesondere ba sierend darauf erfolgen, ob ein bei Anwendung des Modells jeweils erhaltener Kennwert („Score“) einen vorgegebenen Schwellenwert („Arbeitspunkt“) über schreitet oder nicht. Dabei kann durch Wahl dieses Schwellenwertes bzw. Ar beitspunktes beeinflusst werden, wie hoch eine „Falsch-Alarm-Rate“ der Bewer tung ist. According to the flowchart of FIG. 1, after the start of a measurement job in step S10, an evaluation tool (step S11) which implements the above evaluation and the start of the actual measurement sequence of the roughness measurement (step S12) are started in parallel Measuring point (step S13), the implementation and evaluation of the actual roughness measurement (step S14) and the storage of the obtained measurement result (step S15). After the measurement result has been received and saved in step S15, a trigger signal is used to initially trigger the evaluation according to the invention for the presence of any measurement artifacts (step S16). In this case, the evaluation can be based in particular on whether or not a characteristic value (“score”) obtained when the model is used exceeds a predetermined threshold value (“operating point”). By selecting this threshold value or working point, it can be influenced how high a “false alarm rate” of the evaluation is.
Sofern gemäß nachfolgender Abfrage im Schritt S17 das erhaltene Mess ergebnis (d.h. die bei der durchgeführten Rauheitsmessung ermittelten Mess daten) wenigstens ein auf eine fehlerhafte Durchführung der Rauheitsmessung hinweisendes Messartefakt enthält, wird gemäß Schritt S22 die Meldung „Mes sung wiederholen“ ausgegeben mit der Folge, dass als Ergebnis der auf die Speicherung des Messergebnisses von Schritt S15 durchgeführten Abfrage im Schritt S23 der Messablauf unter Rückkehr zu Schritt S13 erneut durchgeführt wird. If, according to the following query in step S17, the measurement result obtained (ie the measurement data determined during the roughness measurement carried out) contains at least one measurement artifact indicating that the roughness measurement was carried out incorrectly, the message "repeat measurement" is output according to step S22 with the result that as a result of the query carried out on the storage of the measurement result in step S15 in step S23, the measurement sequence is carried out again, returning to step S13.
Falls hingegen gemäß vorstehend genannter Abfrage von Schritt S17 die bei der durchgeführten Rauheitsmessung erhaltenen Messdaten frei von Mess artefakten sind, erfolgt gemäß Fig. 1 die anschließende Bewertung hinsichtlich des Vorhandenseins etwaiger, nicht durch die statistischen Rauheitseigenschaf ten bedingter Defekte auf der Oberfläche (Schritt S18) sowie die entsprechende Speicherung des Bewertungsergebnisses (Schritt S19). If, on the other hand, according to the above query from step S17, the measurement data obtained during the roughness measurement carried out are free of measurement artifacts, the subsequent evaluation takes place according to FIG. and the corresponding storage of the evaluation result (step S19).
Sodann erfolgt im Schritt S20 eine Abfrage bzw. Überprüfung, ob angesichts des im Schritt S19 gespeicherten Bewertungsergebnisses eine Nachmessung durchgeführt werden soll oder nicht. Falls ja, geht das Verfahren entsprechend zu Schritt S22, d.h. der Ausgabe der Meldung „Messung wiederholen“ über. Falls nein, erfolgt die Ausgabe der Meldung „nächster Messpunkt“ im Schritt S21 . Des Weiteren erfolgt gemäß Fig. 1 im Schritt S24 eine Abfrage „Alle Messpunkte fertig?“ dahingehend, ob sämtliche Messpunkte auf der zu inspizierenden Ober fläche abgearbeitet wurden. Diese Abfrage erfolgt sowohl nach der im Schritt S21 ausgegebenen Meldung „nächster Messpunkt“ als auch dann, wenn gemäß Abfrage im Schritt S23 keine erneute Wiederholung des Messablaufs (mangels Vorliegen einer Meldung „Messung wiederholen“ gemäß Schritt S22) erfolgen soll. Sofern gemäß Abfrage im Schritt S24 noch nicht alle Messpunkte abgear beitet wurden, erfolgt eine Rückkehr zu Schritt S13, anderenfalls endet der Messauftrag (Schritt S25). Then, in step S20, a query or check is made as to whether or not a re-measurement should be carried out in view of the evaluation result stored in step S19. If so, the method goes correspondingly to step S22, ie the output of the message “repeat measurement”. If not, the message “next measuring point” is output in step S21. Furthermore, according to FIG. 1, in step S24 a query is made “All measuring points ready?” To the effect that all measuring points on the surface to be inspected have been processed. This query takes place both after the “next measuring point” message output in step S21 and if, according to the query in step S23, no further repetition of the measurement sequence (in the absence of a “repeat measurement” message according to step S22) is to take place. If, according to the query in step S24, not all of the measuring points have been processed, a return to step S13 takes place, otherwise the measuring job ends (step S25).
In weiteren Ausführungsformen können auch anstelle der unmittelbaren Auswer tung jeder Messung zunächst mehrere Messungen über einen geeigneten Zeit raum aufgesammelt werden, bevor diese Messungen dann erfindungsgemäß modellbasiert ausgewertet werden. In further embodiments, instead of the immediate evaluation of each measurement, a plurality of measurements can first be collected over a suitable period of time before these measurements are then evaluated in a model-based manner according to the invention.
Des Weiteren können gemäß der Erfindung für unterschiedliche Messeinstellun gen (z.B. Vergrößerungen) mehrere Modelle oder alternativ nur ein einziges Modell verwendet und trainiert werden. Furthermore, according to the invention, several models or, alternatively, only a single model can be used and trained for different measurement settings (e.g. magnifications).
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften für den Betrieb im EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage. FIG. 2 shows a schematic illustration of an exemplary projection exposure system designed for operation in the EUV.
Gemäß Fig. 2 weist eine Beleuchtungseinrichtung in einer für EUV ausgelegten Projektionsbelichtungsanlage 200 einen Feldfacettenspiegel 203 und einen Pupillenfacettenspiegel 204 auf. Sämtliche Spiegel in der Projektionsbelich tungsanlage 200 können Freiformflächen sein. Auf den Feldfacettenspiegel 203 wird das Licht einer Lichtquelleneinheit, welche eine Plasmalichtquelle 201 und einen Kollektorspiegel 202 umfasst, gelenkt. Im Lichtweg nach dem Pupillen facettenspiegel 204 sind ein erster Teleskopspiegel 205 und ein zweiter Tele skopspiegel 206 angeordnet. Im Lichtweg nachfolgend ist ein Um lenkspiegel 207 angeordnet, der die auf ihn treffende Strahlung auf ein Objektfeld in der Objektebene eines sechs Spiegel 251-256 umfassenden Projektionsobjektivs lenkt. Am Ort des Objektfeldes ist eine reflektive strukturtragende Maske 221 auf einem Maskentisch 220 angeordnet, die mit Hilfe des Projektionsobjektivs in eine Bildebene abgebildet wird, in welcher sich ein mit einer lichtempfindlichen Schicht (Photoresist) beschichtetes Substrat 261 auf einem Wafertisch 260 be findet. According to FIG. 2, an illumination device in a projection exposure system 200 designed for EUV has a field facet mirror 203 and a pupil facet mirror 204. All of the mirrors in the projection exposure system 200 can be freeform surfaces. The light from a light source unit, which comprises a plasma light source 201 and a collector mirror 202, is directed onto the field facet mirror 203. In the light path after the pupil facet mirror 204, a first telescope mirror 205 and a second telescope mirror 206 are arranged. In the light path below a deflecting mirror 207 is arranged, which directs the radiation hitting it onto an object field in the object plane of a projection lens comprising six mirrors 251-256. A reflective structure-bearing mask 221 is placed at the location of the object field a mask table 220, which is imaged with the aid of the projection lens in an image plane in which a substrate 261 coated with a light-sensitive layer (photoresist) is located on a wafer table 260.
Die Erfindung kann bei der Charakterisierung bzw. Inspektion der Oberfläche während oder nach der Fertigung eines beliebigen Spiegels dieser Projektions belichtungsanlage eingesetzt werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Re alisierung bei der Herstellung von Spiegeln für den Betrieb im EUV beschränkt, sondern auch bei der Inspektion von Spiegeln für andere Arbeitswellenlängen (z.B. im VUV-Bereich bzw. bei Wellenlängen kleiner als 250nm) sowie auch zur Anwendung in anderen (nicht für die Mikrolithographie bestimmten) optischen Systemen realisierbar. Wenn die Erfindung auch anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann zahlreiche Variationen und alterna tive Ausführungsformen, z.B. durch Kombination und/oder Austausch von Merk malen einzelner Ausführungsformen. Dementsprechend versteht es sich für den Fachmann, dass derartige Variationen und alternative Ausführungsformen von der vorliegenden Erfindung mit umfasst sind, und die Reichweite der Erfindung nur im Sinne der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente be schränkt ist. The invention can be used in the characterization or inspection of the surface during or after the production of any mirror of this projection exposure system. However, the invention is not limited to the implementation in the production of mirrors for operation in the EUV, but also in the inspection of mirrors for other working wavelengths (e.g. in the VUV range or at wavelengths less than 250 nm) and also for use in other optical systems (not intended for microlithography). If the invention has also been described on the basis of specific embodiments, numerous variations and alternative embodiments will be apparent to the person skilled in the art, e.g. by combining and / or exchanging features of individual embodiments. Accordingly, it is understood by a person skilled in the art that such variations and alternative embodiments are also encompassed by the present invention, and the scope of the invention is limited only within the meaning of the attached patent claims and their equivalents.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zur Inspektion der Oberfläche eines Spiegels, insbesondere für die Mikrolithographie, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: 1. A method for inspecting the surface of a mirror, in particular for microlithography, the method comprising the following steps:
• Durchführen wenigstens einer Rauheitsmessung an der Oberfläche des Spiegels; und • Carrying out at least one roughness measurement on the surface of the mirror; and
• automatisches Bewerten von bei dieser Rauheitsmessung erhaltenen Messdaten auf Basis eines Modells; • automatic evaluation of measurement data obtained during this roughness measurement on the basis of a model;
• wobei dieses Modell unter Verwendung einer Methode der künstlichen Intelligenz erzeugt wird, wobei in einer Lernphase ein Trainieren des Modells anhand einer Vielzahl von Trainingsdaten erfolgt, wobei die Trainingsdaten jeweils Messdaten von zuvor durchgeführten Rauheits messungen sowie diesen Messdaten zugeordnete Bewertungen umfassen. This model is generated using an artificial intelligence method, the model being trained on the basis of a large number of training data in a learning phase, the training data each comprising measurement data from previously performed roughness measurements and evaluations assigned to these measurement data.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das automati sche Bewerten der bei der Rauheitsmessung erhaltenen Messdaten folgende Schritte umfasst: i. Beurteilen, in einem ersten Schritt, ob die Messdaten frei von auf eine fehlerhafte Durchführung der Rauheitsmessung hinweisenden Messartefakten sind; und ii. Beurteilen, in einem zweiten Schritt, ob die Messdaten auf einen oder mehrere lokale, nicht durch die statistischen Rauheitseigenschaften bedingte Defekte auf der Oberfläche hinweisen. 2. The method according to claim 1, characterized in that the automatic cal evaluation of the measurement data obtained during the roughness measurement comprises the following steps: i. In a first step, assessing whether the measurement data are free from measurement artifacts indicating an incorrect implementation of the roughness measurement; and ii. In a second step, assess whether the measurement data indicate one or more local defects on the surface that are not caused by the statistical roughness properties.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhanden sein von Messartefakten eine automatisierte Klassifikation der betreffenden Messartefakte erfolgt. 3. The method according to claim 2, characterized in that if measurement artifacts are present, the relevant measurement artifacts are automatically classified.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vor handensein lokaler, nicht durch die statistischen Rauheitseigenschaften bedingter Defekte auf der Oberfläche eine automatisierte Klassifikation der betreffenden Defekte erfolgt. 4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that if there are local defects on the surface that are not caused by the statistical roughness properties, an automated classification of the relevant defects takes place.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beurteilung im zweiten Schritt nur erfolgt, wenn gemäß der Beurteilung aus dem ersten Schritt die Messdaten frei von Messartefakten sind. 5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the assessment in the second step only takes place if, according to the assessment from the first step, the measurement data are free of measurement artifacts.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Methode der künstlichen Intelligenz Maschinelles Lernen, insbesondere „Deep Learning“, weiter insbesondere „Convolutional Neural Networks“, umfasst. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the artificial intelligence method comprises machine learning, in particular “deep learning”, further in particular “convolutional neural networks”.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Methode der künstlichen Intelligenz überwachtes Lernen (= „Supervised Learning“) umfasst. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the artificial intelligence method comprises monitored learning (= "supervised learning").
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das automatische Bewerten unmittelbar nach Durchführung der jeweiligen Rauheitsmessung erfolgt. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the automatic evaluation takes place immediately after the respective roughness measurement has been carried out.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell, auf dessen Basis das automatische Bewerten der bei der Rauheitsmessung erhaltenen Messdaten erfolgt, aus einer Mehrzahl von zuvor trainierten Modellen abhängig von einer Messeinstellung der jeweiligen Rauheitsmessung ausgewählt wird. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the model, on the basis of which the automatic evaluation of the measurement data obtained in the roughness measurement takes place, is selected from a plurality of previously trained models depending on a measurement setting of the respective roughness measurement.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lernphase ein Trainieren des Modells anhand von Trainingsdaten, welche für unterschiedliche Messeinstellungen der jeweiligen Rauheits messung erhalten wurden, erfolgt. 10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that in the learning phase, the model is trained on the basis of training data obtained for different measurement settings of the respective roughness measurement.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinstellung eine Vergrößerung der jeweiligen Rauheitsmessung umfasst. 11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the measurement setting comprises an increase in the respective roughness measurement.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass abhängig von der Bewertung der bei der Rauheitsmessung erhaltenen Messdaten die erneute Durchführung einer Rauheitsmessung an der Oberfläche des Spiegels erfolgt. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that depending on the evaluation of the measurement data obtained during the roughness measurement, a roughness measurement is carried out again on the surface of the mirror.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Spiegel eine optisch wirksame Fläche in Form einer Frei formfläche aufweist. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mirror has an optically effective surface in the form of a free-form surface.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Spiegel für eine Arbeitswellenlänge von weniger als 30nm, insbesondere weniger als 15nm, ausgelegt ist. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mirror is designed for a working wavelength of less than 30 nm, in particular less than 15 nm.
15. Vorrichtung zur Inspektion der Oberfläche eines Spiegels, insbesondere für die Mikrolithographie, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen. 15. Device for inspecting the surface of a mirror, in particular for microlithography, characterized in that the device is configured to carry out a method according to one of the preceding claims.
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