WO2023208526A1 - Verfahren zur vermessung der beleuchtungspupille in einem scanner unter berücksichtigung eines messretikels - Google Patents

Verfahren zur vermessung der beleuchtungspupille in einem scanner unter berücksichtigung eines messretikels Download PDF

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WO2023208526A1
WO2023208526A1 PCT/EP2023/058644 EP2023058644W WO2023208526A1 WO 2023208526 A1 WO2023208526 A1 WO 2023208526A1 EP 2023058644 W EP2023058644 W EP 2023058644W WO 2023208526 A1 WO2023208526 A1 WO 2023208526A1
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radiation
diffracted
diffraction
lithography device
subset
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PCT/EP2023/058644
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Inventor
Robert Buschlinger
Alexander Winkler
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Carl Zeiss Smt Gmbh
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
    • G—PHYSICS
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    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591—Testing optical components

Definitions

  • the present invention relates to a method for characterizing a lithography device. More particularly, the present invention relates to a method for characterizing a lithography device configured to cause obscuration of radiation, as well as a lithography device and a computer program for carrying out the methods.
  • lithographic processes are used to produce the structures, which image them on the wafer.
  • the lithographic processes can, for example, photolithography, ultraviolet (UV) lithography, DUV lithography (ie lithography in the deep ultraviolet spectral range), EUV lithography (ie lithography in the extreme ultraviolet (English extreme ultraviolet) spectral range) , X-ray lithography, etc. include.
  • UV ultraviolet
  • DUV lithography ie lithography in the deep ultraviolet spectral range
  • EUV lithography ie lithography in the extreme ultraviolet (English extreme ultraviolet) spectral range
  • X-ray lithography etc.
  • the lithography devices that implement the lithographic processes usually have to meet high technical requirements in order to enable reliable imaging of the structures on a wafer. To make this possible, the optical properties and settings of a lithography device must be reliably guaranteed during operation.
  • lithography device Given the complex structure of a lithography device, it is usually necessary to characterize a lithography device (optically) and, if necessary, calibrate or adjust it accordingly. For example, this can be done at regular intervals alongside the operation of the lithography device, or also as part of qualification or acceptance.
  • Some lithography devices can have lenses that include obscuration.
  • the obscuration can result in an area of a pupil of the lens being blocked and/or obstructed (i.e. obscured).
  • the center of a pupil of a projection lens of a lithography device can include the obscuration (e.g. due to the optical structure of the projection lens, via an obscuration aperture, etc.).
  • Obscuration can, for example, enable a special type of lithographic exposure to image structures on a wafer.
  • the characterization of such lithography devices can be made more difficult by the obscuration, since, for example, part of the pupil may not be optically accessible.
  • DE io 2018 207384 Ai discloses a method for measuring an illumination system of a projection exposure system for microlithography with a projection objective, which includes an obscuration in a pupil plane.
  • the method has the following steps: arranging a measuring structure with a pinhole in the area of a reticle plane of the projection exposure system, generating a measuring radiation by means of the lighting system and irradiating the measuring radiation onto the measuring structure after passing through a pupil plane of the lighting system at a pupil position corresponding to the obscuration, whereby the Measuring structure is configured to deflect the irradiated measuring radiation in such a way that it at least partially passes the obscuration in the pupil plane of the projection lens, as well as detecting the measuring radiation after passing through the projection lens.
  • the detected measurement radiation can be used an illumination property of the illumination system present during exposure operation can be determined.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying methods and devices which improve the characterization of a lithography device.
  • a first aspect relates to a method for characterizing a lithography device configured to cause obscuration of radiation.
  • the method includes: detecting a first substantially undiffracted radiation from the lithography device; Detecting a first diffracted radiation of the lithography device, wherein the first diffracted radiation was diffracted at a characterization element.
  • the method further includes determining a diffraction property of the characterization element based at least in part on the first substantially undiffracted radiation and the first diffracted radiation.
  • the characterization element can comprise an element which is used in known methods for characterizing the lithography device.
  • the characterization element can enable radiation from the lithography device that is inaccessible to measurement (e.g. due to obscuration) to be adapted into radiation that is accessible to measurement (e.g. via diffraction, deflection, optical transformation, etc. at the characterization element).
  • the adapted (ie metrologically accessible) radiation can be used, for example, to recalculate the metrologically inaccessible radiation, thereby providing an adequate characterization of the radiation Lithography device can be done.
  • Characterizing the lithography device may include, for example, characterizing one or more components (eg units and/or modules) of the lithography device.
  • the lithography device described herein can also include, for example, a lithographic system, wherein the lithographic system can have several components (for example in the form of separate devices).
  • the components of the lithographic system can be coupled in such a way that a lithographic process (eg for exposing a wafer) can be carried out.
  • the lithographic system can therefore be configured in its entirety to function like a lithography device and can therefore, for example, be viewed as such.
  • the characterization of the lithography device can therefore also include the characterization of the lithographic system, as well as the (eg separate) characterization of the components of the lithographic system.
  • the lithography device (or the lithographic system) can include, for example, a source optics, an illumination unit and/or a projection lens.
  • the source optics can, for example, comprise optics which define or adapt a beam source of radiation from the lithography device.
  • the illumination unit can include optics which adapt the radiation from the radiation source in order, for example, to direct it specifically onto a mask plane (eg a reticle plane) of the lithography device.
  • the projection lens can include optics that further adapt the radiation for the exposure of an exposure plane of the lithography device.
  • the invention is based on the fact that an (optical) property of the characterization element, in particular the diffraction property of the characterization element, is determined via radiation from the lithography device itself.
  • the determination of the diffraction property of the characterization element can take place, for example, via radiation along an optical beam path of the lithography device. This approach can therefore represent an in-situ determination of the diffraction property of the characterization element (i.e. within the lithography device).
  • the characterization of (optical) properties or contributions of the characterization element in the lithography device enables optimal back-calculation of the radiation that is inaccessible to measurement technology and the radiation thereon based characterization or calibration of the lithography device.
  • these properties are then known under the conditions under which the characterization element can be used in the lithography device (eg when the characterization element is installed within the lithography device).
  • the inventors have recognized that under real conditions the (optical) properties of the characterization element or the lithography device cannot necessarily be derived from (e.g. externally determined) technical specifications, since complex influences can significantly define the actual (optical) properties.
  • the characterization element may be subject to manufacturing tolerances, so that an actual (optical) property of the characterization element may be subject to fluctuation.
  • the optical structure of the lithography device can also be subject to manufacturing tolerances, whereby an (optical) property of the lithography device can be subject to fluctuation.
  • This incorrect characterization can lead to incorrect adjustment or calibration of the lithography device, which can have negative effects on the quality of the lithographic process carried out with the lithography device (which, for example, results in a high loss of yield, a lengthy re-adjustment/calibration, a reduction in manufacturing capacity , etc.).
  • the inventors have not only recognized in greater depth the mechanisms described here that influence the characterization element, but also how the characterization of the lithography device can be optimized in this context.
  • the actual diffraction property of the characterization element can be determined or verified (e.g. this can enable the specific diffraction property to actually take into account any existing manufacturing fluctuation of the characterization element).
  • the invention enables the diffraction property to be determined under the conditions under which the characterization element is used within the lithography device. With the method according to the invention, not only can the actual diffraction property be determined, but the influence of the lithography device (e.g. an optical offset, an optical nonlinearity, etc.) and its interaction with the characterization element and the diffraction property are also taken into account. This means, for example, that errors based on incorrect consideration of the lithography device can be avoided.
  • the invention can make it possible to dispense with a complex external analysis of the characterization element, which cannot take into account the influence of the lithography device under the actual conditions. For example, a detailed measurement of the actual structure of the characterization element, which also detects manufacturing errors, and a (rigorous) simulation of the corresponding diffraction property based on this can be omitted.
  • the measurement of the characterization element on an external diffraction measuring stand can also be omitted.
  • the invention can therefore make it possible to dispense with an external analysis of the diffraction property using external (eg expensive) devices and additional complex measurements.
  • the determination of the diffraction property is based (at least partially) on essentially undiffracted radiation and on diffracted radiation.
  • the first essentially undiffracted radiation described herein can include radiation from the lithography device that does not experience or has experienced any significant diffraction.
  • the radiation of the lithography device incident on an exposure plane eg on a wafer plane
  • the first substantially undiffracted radiation may comprise substantially undiffracted radiation which is limited by an aperture in the beam cross section.
  • the diffraction phenomenon possibly caused by the aperture is essentially not transferred to the exposure radiation (but mainly serves the purpose of limiting the beam cross section).
  • the radiation may comprise a wavelength in the nanometer range and the aperture may comprise a dimension (eg a diameter and/or a radius of the aperture) in the millimeter to meter range.
  • the first essentially undiffracted radiation can correspond, for example, to radiation which is emitted from a beam source (for example from a source optics of the lithography device) and/or an illumination unit of the lithography device.
  • the first diffracted radiation described herein may include radiation from the lithography device which was exposed to diffraction at the characterization element.
  • the first diffracted radiation can have a diffraction phenomenon associated with the characterization element (eg a diffraction image, an interference image, etc.).
  • the first diffracted radiation can have several locally limited diffraction maxima, which make up part of the diffraction phenomenon.
  • the diffraction maxima can, for example, be associated with a diffraction order of the diffracted radiation, which results from the diffraction at the characterization element.
  • the first one can be bent Radiation includes diffraction maxima which correspond to a zeroth diffraction order, a (plus) first diffraction order and/or a minus first diffraction order.
  • any other diffraction orders of the diffracted radiation are also conceivable (eg: at least one of the following diffraction orders: plus and/or minus second diffraction order, plus and/or minus third diffraction order, plus and/or minus fourth diffraction order, etc.).
  • the first substantially undiffracted radiation and the first diffracted radiation are associated with each other.
  • the first essentially undiffracted radiation and the first diffracted radiation can result from the same beam source (with essentially the same configuration of the beam source) or can partially have the same beam path (e.g. in front of the region of incidence of the characterization element).
  • the first essentially undiffracted radiation can be irradiated into a specific optical path of the lithography device so that it can be detected, for example, at a detection plane.
  • the first substantially undiffracted radiation can also be irradiated into the same specific optical path, but in which the characterization element is arranged.
  • the first essentially undiffracted radiation is exposed to the characterization element and diffracted.
  • This diffracted radiation emitted from the characterization element can correspond to the first diffracted radiation and can be detected, for example, at the same detection plane.
  • the first diffracted radiation can therefore correspond to the part of the first essentially undiffracted radiation which is diffracted out of the characterization element when it is present.
  • the diffraction property of the characterization element can be deduced from the first diffracted radiation and the first essentially undiffracted radiation (associated therewith).
  • the detected first diffracted radiation (arising at the characterization element) and the detected first essentially undiffracted radiation (present without the characterization element) can be placed in relation to one another, so that the diffraction behavior (eg the diffraction property) at the characterization element can be sufficiently determined.
  • the lithography device does not necessarily have to be configured to cause an obscuration of the radiation.
  • the diffraction property of a characterization element can also be determined within a lithography device that is not configured to cause obscuration (as described herein) of radiation.
  • the lithography device may be configured such that a subset of the first substantially undiffracted radiation is exposed to obscuration and thus forms an obscured subset.
  • a portion of the first essentially undiffracted radiation can be covered or shadowed by the obscuration.
  • the obscured subset of the first essentially undiffracted radiation cannot be detected.
  • the obscured subset can therefore be understood as a part of the first essentially undiffracted radiation that is not accessible from a measurement point of view.
  • the obscuration of the lithography device can be used, for example, in the context of a dark field illumination mode during exposure.
  • the obscuration of the lithography device can have any geometry and position, so that the obscured subset can accordingly make up any geometry and position within the (detected) first essentially undiffracted radiation.
  • all of the first substantially undiffracted radiation may be exposed to obscuration, such that the obscured subset may include all of the first substantially undiffracted radiation (e.g., in a specific plane of the lithography device).
  • the obscured subset is a true subset of the first substantially undiffracted radiation.
  • the lithography device may be further configured such that a subset of the first diffracted radiation is not exposed to obscuration and thus forms an unobscured subset.
  • part of the first diffracted radiation may comprise a beam path which passes the obscuration and thereby forms the unobscured subset.
  • the unobscured subset can be detected because it does not fall under the obscuration.
  • the unobscured subset can be viewed as accessible from a measurement point of view.
  • part of the first diffracted radiation may also be the Obscuration of the lithography device and, for example, be covered or shadowed by the obscuration (and thus not be detected, for example).
  • the obscuration of the first diffracted radiation can also (depending on the configuration of the obscuration of the lithography device) constitute any geometry and position within the (detected) first diffracted radiation.
  • the (detected) first diffracted radiation eg, in particular the unobscured subset
  • the numerical aperture of the lithography device For example, some diffraction maxima (or diffraction orders) of the first diffracted radiation cannot be detected due to the limitation of the numerical aperture.
  • determining the diffraction property is further based on compensation.
  • the adjustment can, for example, include any adjustment calculation based on a mathematical optimization method.
  • an unknown parameter may be present (e.g. based on inaccessible information in the detected first substantially diffracted radiation and/or in the first diffracted radiation).
  • the unknown parameter can be determined or estimated through the adjustment. This means, for example, that complete information or sufficient diffraction properties can still be concluded from a data set with inaccessible information.
  • the compensation may include compensation for the diffraction property and/or the detected first substantially undiffracted radiation and/or the detected first diffracted radiation (since, for example, parameters may be unknown).
  • the method includes the compensation compensating for a phenomenon of the diffraction property associated with the obscuration.
  • inaccessible information can occur in the detected first essentially diffracted radiation and/or in the first diffracted radiation in such a way that some values of the diffraction property cannot be determined. This can be caused by the obscured subset of the first essentially undiffracted radiation, as well as by the obscuration of the first diffracted radiation.
  • obscuration for certain values of both types of radiation are not detected, so that some values of the first essentially undiffracted radiation and / or the (associated) first diffracted radiation are undefined.
  • No diffraction property can be determined (directly) for these undefined values, so the diffraction property is also undefined at the corresponding locations.
  • the phenomenon of the diffraction property associated with the obscuration can include a phenomenon (e.g. missing data points, a data set, a geometry, etc.) of the undefined diffraction property. According to the invention, the diffraction property is therefore compensated for its undefined values.
  • the adjustment includes interpolating and/or extrapolating.
  • the method includes the diffraction characteristic being based at least in part on a ratio of the first diffracted radiation to the first substantially undiffracted radiation.
  • the diffraction property includes a diffraction efficiency of the first diffracted radiation relative to the first substantially undiffracted radiation in an angular space.
  • the diffraction efficiency can be based on the ratio of the first diffracted radiation to the first essentially undiffracted radiation.
  • the angular space can be spanned over a vector space made up of wave vectors (eg over k x , a wave vector for the x coordinate, and k y , a wave vector for the y coordinate).
  • the representation in angular space can enable the representation of angle-dependent diffraction efficiencies in a suitable manner.
  • the diffraction efficiency for certain areas of the angular space can also be reliably determined for other (e.g. obscured) areas of the angular space.
  • a diffraction efficiency in angular space can be determined for different field points of the characterization structure.
  • detecting the first substantially undiffracted radiation includes detecting an intensity of the first substantially undiffracted radiation in a pupil of the lithography device. Additionally or alternatively can detecting the first diffracted radiation includes detecting an intensity of the diffracted radiation in the pupil.
  • the pupil can, for example, comprise an exit pupil of the lithography device.
  • the exit pupil can represent an exit angle space of the lithography device (or also of the characterization element).
  • the detection can take place in a plane (ie detection plane) that is offset from the focal plane of the exposure radiation (eg a wafer plane). Using this offset, it can be achieved, for example, that the exit angle space can be detected in the pupil via a radiation detector (eg a CCD sensor).
  • the detection can take place in any other level of the lithography device (eg also in the wafer level).
  • the first substantially undiffracted radiation comprises a plurality of first substantially undiffracted radiation beams; wherein the first diffracted radiation comprises a plurality of first diffracted radiation beams, each of which was diffracted at the characterization element.
  • the radiation beams can also be viewed as radiation channels of the lithography device and can, for example, result from the structure of the lighting unit of the lithography device.
  • the lighting unit can comprise a plurality of facet mirrors, where each facet mirror can be associated with a radiation beam. By adjusting the facet mirrors, the radiation beams (for example generated in the lighting unit) can be irradiated independently of one another in different settings into an optical path of the lithography device.
  • the facet mirrors can be arranged in the manner of a matrix (for example in an array arrangement), whereby each facet mirror can be addressed separately in order to irradiate the radiation beam associated with the facet mirror into the optical path of the lithography device.
  • a certain number of radiation beams are used during lithographic exposure, which are based, for example, on a specific set of facet mirrors from the matrix arrangement, as well as other (optical) settings (e.g. a specific tilting/deflection of the facet mirrors, etc.).
  • the plurality of first essentially undiffracted radiation beams can be configured in such a way that they adjust the radiation beams during lithographic exposure correspond (e.g. with dark field lighting).
  • the plurality of first diffracted radiation bundles can correspond to the diffracted radiation bundles, which corresponds to a diffraction of the respective radiation bundle from the majority of the first essentially undiffracted radiation bundles.
  • the first substantially undiffracted radiation and the first diffracted radiation may be associated via diffraction at the characterization element, this association also applying to the plurality of radiation beams in a corresponding manner.
  • several first essentially undiffracted radiation beams are detected in the detection plane.
  • the corresponding first diffracted radiation bundles (eg zeroth order of diffraction, plus first order of diffraction, minus first order of diffraction) can be detected in the detection plane.
  • a wide variety of diffraction maxima can therefore occur for each of the first essentially undiffracted radiation bundles in the detection plane.
  • the settings of the lithography device can be selected, for example, so that the diffraction maxima do not overlap, so that the radiation beams can be assigned to one another.
  • one or more first essentially undiffracted radiation beams as well as one or more first diffracted radiation beams can be obscured or shadowed, whereby they cannot be detected.
  • the method includes determining the diffraction property comprising determining at least one diffraction order of the first diffracted radiation. This can enable a diffraction order-specific analysis of the first diffracted radiation. This information can be used for the (diffraction order-specific) determination of the diffraction property.
  • determining at least one diffraction order of the first diffracted radiation can include determining the index of the at least one diffraction order of the first diffracted radiation (e.g. the index can indicate the order of the diffraction order, so for example it can be determined which diffraction order is in the diffracted one Radiation is present, e.g. it can be determined whether it is the zeroth, the plus first, the minus first order of diffraction).
  • the method includes determining the diffraction order for at least one first diffracted radiation beam from the plurality of first diffracted radiation beams. This information can be used to determine the diffraction property.
  • the at least one first diffracted radiation beam can be detected, for example, in the form of a locally limited beam distribution (e.g. a local intensity spot).
  • the diffraction order can be determined for each diffracted radiation bundle (or a specific number), so that for each locally limited beam distribution (e.g. for each local intensity spot) of the detected first diffracted radiation, which is associated with a diffraction maximum of a diffracted radiation bundle, the corresponding diffraction order (e.g. the index of the diffraction order) is determined.
  • the diffraction order can include at least one of the following: zeroth diffraction order, plus first diffraction order, minus first diffraction order, second diffraction order, minus second diffraction order.
  • the method includes determining a corresponding first essentially undiffracted radiation bundle from the plurality of first essentially undiffracted radiation bundles for the at least one first diffracted radiation bundle.
  • the respective radiation beam from the first essentially undiffracted radiation which has not undergone any diffraction at the characterization element, can thus be assigned to the at least one first diffracted radiation beam.
  • the corresponding undiffracted radiation beam can be determined or assigned.
  • the diffracted intensity spots (ie the diffracted radiation bundles from the first diffracted radiation) can be assigned to the corresponding intensity spots of the first essentially undiffracted radiation (ie the corresponding essentially undiffracted radiation bundles from the first essentially undiffracted radiation).
  • the diffracted intensity spot or for each detected first diffracted radiation beam (of any diffraction order), a relation to the corresponding undiffracted intensity spot or to the corresponding detected first essentially undiffracted radiation beams.
  • a corresponding diffracted radiation beam of a different diffraction order can also be assigned for the at least one diffracted radiation beam. This means, for example, that all detected radiation beams (whether diffracted or non-diffracted) can be related to one another.
  • the method includes determining the diffraction property for the at least one first diffracted radiation beam. Furthermore, the diffraction property can be determined for at least a first diffracted radiation beam of at least one diffraction order. Furthermore, the diffraction property can be determined for each diffracted radiation beam (or a certain number). Metaphorically speaking, with a plurality of diffracted radiation bundles, a first grid of diffracted radiation bundles can be detected in the detection plane. The diffraction orders of the diffracted radiation beams are determined so that the diffracted radiation bundles can be grouped into their corresponding diffraction orders. For each group of a diffraction order, a second grid of diffracted radiation beams is created. For every second grid, the corresponding diffraction property (as described herein) can be determined for each diffracted radiation beam.
  • the method further includes determining at least a portion of the obscured subset based at least in part on the diffraction property and the first diffracted radiation.
  • the invention can enable a reconstruction of a part of the first essentially undiffracted radiation via the specific diffraction property.
  • the diffraction property can be completely determined, even though there are undefined values in the diffracted and/or undiffracted radiation, for example due to obscuration.
  • a diffraction property for the first diffracted radiation can thus also be determined based on the first essentially undiffracted radiation of the obscured subset. Information about the diffraction property can therefore be available in the area of the obscured subset.
  • the obscured subset can be inferred, since, for example, only the obscured subset is unknown, but not its diffraction property. This makes it possible to determine the obscured subset (eg via the ratio of the first diffracted radiation to the diffraction property).
  • determining the portion of the obscured subset is further based at least in part on the portion of the unobscured subset that is associated with the portion of the obscured subset via a diffraction order.
  • the first diffracted radiation may correspond to the diffraction of the first substantially undiffracted radiation at the characterization element. This example is therefore based on the fact that radiation from the obscured subset cannot be detected, but radiation of a diffraction order from the obscured subset can be radiated past the obscuration via diffraction of the first essentially undiffracted radiation at the characterization element.
  • a certain part of the unobscured subset of the first diffracted radiation is therefore associated with a part of the obscured subset of the first essentially undiffracted radiation. Accordingly, the obscured subset can be determined by using the associated unobscured subset and its diffraction property. The obscured subset can be determined, for example, via the ratio of the unobscured subset to the diffraction property.
  • determining the portion of the obscured subset further includes determining at least a first substantially undiffracted radiation beam included in the obscured subset based at least in part on a corresponding first diffracted radiation beam of at least one diffraction order included in the unobscured subset .
  • the first diffracted radiation bundles When assigning the first diffracted radiation bundles to the corresponding first essentially non-diffracted radiation bundles, it can be determined, for example, that an assignment to a first essentially non-diffracted radiation beam is not possible due to the obscuration.
  • a suitable model can therefore be used to draw conclusions about the first essentially undiffracted radiation bundles in the obscured subset based on the evaluation of the detectable diffracted and corresponding undiffracted radiation bundles. For example, this can include the number, position, and/or arrangement of the undiffracted radiation beams in the obscured subset.
  • determining the portion of the obscured subset further includes determining an intensity of the at least a first substantially undiffracted radiation beam based at least in part on the diffraction property and the intensity of the corresponding first diffracted radiation beam. Accordingly, the intensity of a first essentially undiffracted radiation beam, which is included in the obscured subset, can take place via the diffraction property of the corresponding first diffracted radiation beam and its detected intensity.
  • another aspect of the method relates to the fact that the facts described here for determining the obscured subset can also be used to determine a (for example essentially undiffracted) radiation which lies outside the numerical aperture (and therefore cannot be detected via a detector, for example).
  • this metrologically inaccessible (e.g. essentially undiffracted) radiation is caused by the limitation of the numerical aperture (ie the metrologically inaccessible (e.g. essentially undiffracted) radiation is obscured by the numerical aperture in this case).
  • the circumstances described here for the unobscured subset can be applied to the corresponding (diffracted) radiation that lies within the numerical aperture (and can therefore be detected, for example).
  • the corresponding (diffracted) radiation would therefore be accessible by measurement technology.
  • the (essentially undiffracted) radiation that lies outside the numerical aperture can be recalculated.
  • this further comprises: detecting a second substantially undiffracted radiation from the lithography device; detecting a second diffracted radiation of the lithography device, the second diffracted radiation having been diffracted at the characterization element; determining a subset of the second substantially undiffracted radiation exposed to the obscuration based at least in part on the diffraction property and the second diffracted radiation.
  • the essentially undiffracted radiation of the lithography device it may be necessary to determine the essentially undiffracted radiation of the lithography device at time-offset intervals in order, for example, to calibrate the lithography device on the basis of this.
  • the essentially undiffracted radiation can change or drift, so that the actual value of the essentially undiffracted radiation also changes. It may therefore be necessary to determine the essentially undiffracted radiation at different times (for example at a first time for the first radiation and at a later second time for the second radiation).
  • the essentially undiffracted radiation which is not detected for the purpose of determining the diffraction property, can be understood as the second essentially undiffracted radiation.
  • a subset of the second essentially undiffracted radiation can be obscured and, for example, not detected.
  • the (for example previously) determined diffraction property of the characterization element can be used to determine the subset of the second essentially undiffracted radiation exposed to the obscuration.
  • a corresponding second diffracted radiation is detected. From the corresponding second diffracted radiation, the subset of the second can essentially be determined via the relation to the specific diffraction property undiffracted radiation that is exposed to obscuration can be determined.
  • the diffraction property of the characterization element has not changed (significantly). However, it is also conceivable here that the diffraction property of the characterization element (as described herein) can be determined again.
  • the features and examples mentioned herein for the first essentially undiffracted radiation can also apply to the second essentially undiffracted radiation, and vice versa.
  • the features and examples mentioned herein for the first diffracted radiation can also apply to the second diffracted radiation, and vice versa.
  • the method includes the second substantially undiffracted radiation being associated with a beam path of the first substantially undiffracted radiation, the second diffracted radiation being associated with a beam path of the first diffracted radiation.
  • the beam path can correspond to an optical setting, which results in a defined course of the essentially undiffracted radiation (e.g. a specific beam angle, beam cross section).
  • a temporal change or drift in this optical setting can therefore be determined, since the first and second essentially undiffracted radiation can be determined, for example, for the same optical property (e.g. the same beam source).
  • the second essentially undiffracted radiation results from a different beam path (e.g. a different beam source, from a different optical setting, etc.).
  • the method further includes adjusting a means for delivering radiation of the lithography device based at least in part on determining the obscured subset of the first substantially undiffracted radiation (as described herein) and/or determining the subset of the second substantially undiffracted radiation (as described herein).
  • the invention enables a complete reconstruction of the substantially undiffracted radiation, since the obscured radiation of the substantially undiffracted radiation (as described herein) can also be determined. Thus, complete information of the substantially undiffracted radiation can be present as if the lithography device did not cause any obscuration.
  • the complete information of the essentially undiffracted radiation can therefore not only to characterize the lithography device, but also to adapt its settings (eg to achieve a desired target value of the essentially undiffracted radiation).
  • the adaptation can include, for example, an adjustment and/or a calibration of the means for emitting radiation.
  • the means for emitting radiation can include an illumination unit (as described herein) of the lithography device.
  • the adaptation can include adjusting a facet mirror of the lighting unit (eg an adaptation of the alignment/tilting of a facet mirror).
  • the method includes the characterization element being arranged in a reticle plane of the lithography device.
  • the characterization element can thus be arranged in the same plane as a reticle to be exposed with the lithography device.
  • the characterization element can be arranged on a reticle so that the diffracted radiation can be generated in a suitable manner.
  • the characterization element includes a diffraction structure.
  • the diffraction structure may include at least one of the following: diffraction grating, phase grating, amplitude grating, reflection grating, blaze grating.
  • the obscuration is associated with a means for projecting radiation of the lithography device and/or an obscuration stop of the lithography device.
  • the means for projecting radiation can, for example, comprise a projection lens of the lithography device (for example, to project the radiation onto a wafer plane).
  • the obscuration can be caused by the optical radiation path of the projection lens of the lithography device.
  • the means for projecting can include, for example, mirror optics, which cause an obscuration of the radiation.
  • the obscuration stop can, for example, be arranged within the means for projecting radiation.
  • the obscuration aperture can comprise an absorbing material which can absorb the radiation from the lithography device so that it is obscured in a corresponding manner.
  • the obscuration stop can also be arranged in other optical planes of the lithography device.
  • the obscuration includes a center obscuration of radiation. With center obscuration, for example, the center of the pupil of the lithography device is obscured, with an edge region of the pupil, for example, not being obscured.
  • the first substantially undiffracted radiation includes radiation that is reflected at a reticle plane of the lithography device.
  • the first diffracted radiation includes radiation that is diffracted at the reticle plane.
  • the radiation path of the first essentially undiffracted radiation can be optically reflected in the reticle plane by a mirror or a mirror structure.
  • the mirror structure may, for example, comprise a structure without diffractive properties or an isolated reflective structure (which may be referred to as a pinhole, for example).
  • the mirror structure as well as the characterization element can be included on a reticle, which is arranged in the reticle plane for the method.
  • the invention includes a method for lithographically processing a semiconductor-based wafer comprising: lithographically transferring a pattern associated with an object for lithography (e.g. a reticle, a lithographic mask, etc.) to the wafer via a lithography device which is in the Able to obscure radiation that has been characterized using one of the methods described herein.
  • lithography devices that cause obscuration to be sufficiently characterized (i.e. also in the area of obscuration), so that the quality of the mask exposure on the wafer can be significantly optimized.
  • a second aspect of the invention relates to a lithography apparatus comprising: a means for detecting radiation; a means for determining a diffraction property of a characterization element, wherein the lithography device is configured to perform one of the methods described herein.
  • the means for detecting can include, for example, a radiation detector (for example a sensor, for example a CCD sensor).
  • the means for determining a diffraction property can include, for example, a computing unit, a computer system, a computer device, etc.
  • the lithography device may include an EUV lithography device whose radiation has radiation in the extreme ultraviolet spectrum of wavelength.
  • the lithography device can be aligned, for example, for radiation in the range of 13.5 nm.
  • the lithography device described herein is configured to automatically execute the method according to one of the examples mentioned herein.
  • a third aspect relates to a computer program comprising instructions that, when executed by a computing device and/or a lithography device, cause the computing device and/or the lithography device to execute a method of the first aspect.
  • the invention further relates to a lithography device which comprises a memory which has a computer program described herein.
  • the computer program is stored elsewhere (e.g. in a cloud) and the lithography device only has means for receiving instructions that result from the execution of the program elsewhere. Either way, this can make it possible, for example, for the method to run automatically or autonomously within the device. The intervention can thus be minimized, for example via an operator, so that the costs as well as the complexity in the characterization of lithography devices can be minimized.
  • FIG. 1 schematically illustrates an exemplary lithography device that can be set up to carry out the method.
  • FIG. 2 illustrates a simulation result of substantially undiffracted radiation from an exemplary lithography device, wherein the substantially undiffracted radiation has an obscured subset.
  • FIG 3 illustrates simulation results of diffracted radiation from an exemplary lithography device in an exit pupil, the diffracted radiation calculated back into an entrance pupil, and the determined diffraction efficiency of the diffracted radiation.
  • Figure 4 illustrates simulation results of diffraction efficiencies of diffracted radiations.
  • FIG. 5 schematically illustrates the association of an unobscured subset of diffracted radiation with respect to the corresponding obscured subset of essentially diffracted radiation.
  • the exemplary lithography device corresponds in parts to FIG. 1 from DE 10 2018 207384 Ai, and can have the details described there.
  • the characterization element (as described herein) can correspond to the measurement structure 60, which is on a Measuring reticle 58 can be arranged.
  • the measuring reticle 58 can be aligned along a reticle plane 38.
  • 1 illustrates a measurement mode for detecting the radiation of the lithography device 10 that is diffracted at the measurement structure 60. In relation to the measurement structure 60, there is, on the one hand, an incident region of radiation.
  • the radiation that can impinge on the measuring structure is based, for example, on the radiation of a beam source 12.
  • the beam source 12 can emit an exposure radiation 14 into an illumination system 18.
  • the lighting system 18 can also be viewed as a lighting unit.
  • the exposure radiation 14 can first shine onto a first mirror 20 in the lighting system 18.
  • the first mirror 20 can include several first facet mirrors 22-1 to 22-5.
  • Each facet mirror 22-1 to 22-5 can have an actuator 24, by means of which it can be adjusted individually, for example tilted about two mutually orthogonal tilting axes.
  • the actuators 24 can be controlled using a control device.
  • the lighting system 18 may further include a second mirror 28, which may include a plurality of second facet mirrors 30-1 to 30-5 (the number and arrangement of five mirrors is merely an example), which may be arranged in a pupil plane 26.
  • the first and second facet mirrors can be arranged in a matrix arrangement.
  • a first facet mirror 22-3 of the first mirror 20 can selectively direct part of the exposure radiation 14 onto a (for example corresponding) second facet mirror 30-3 of the second mirror 28.
  • the second facet mirror 30-3 can direct this part of the exposure radiation onto the measuring structure 60 as a first, essentially undiffracted radiation beam 56.
  • any combination and number of radiation beams can therefore be formed via the plurality of first and second facet mirrors, which are irradiated into the reticle plane 38.
  • the first and second facet mirrors can therefore form different radiation channels in the lighting system 18, wherein the different radiation channels can be irradiated onto the measuring structure 60.
  • the incident first essentially undiffracted radiation beam can undergo diffraction due to a diffraction structure (not shown) on the measuring structure 60 (eg a diffraction grating).
  • a diffraction structure not shown
  • a corresponding first diffracted radiation beam plus first order 66 and a corresponding first diffracted radiation beam minus first order can be produced
  • Order 68 must be delivered to the failure area.
  • a first diffracted radiation beam of zero order can be emitted, as well as a first diffracted radiation beam of any other diffraction order, depending on the diffraction effect of the measuring structure.
  • the diffracted radiation beams 66, 68 can impinge on a projection lens 40 of the lithography device.
  • the projection lens can image the diffracted radiation beams 66, 68 onto a wafer plane 53.
  • the projection lens 40 includes an obscuration 46 in an obscuration plane 44.
  • the obscuration 46 can therefore cause radiation (eg a radiation beam) that strikes the obscuration not to be present in the wafer plane or not to be detected in this area can.
  • the obscuration 46 may comprise an obscuration stop which can absorb radiation from the lithography device.
  • the first diffracted radiation beams 68, 66 are diffracted in such a way that they run next to the obscuration 46 and can therefore arrive at the wafer plane 53.
  • the first diffracted radiation beams 68, 66 can be detected offset in a detection plane (not explicitly shown) in which the detector 70 is arranged. Detecting in the detection plane offset from the wafer plane can enable detection of the first diffracted radiation 68, 66 in the distribution of an angular space (eg an angular space of an exit pupil).
  • the detector can, for example, detect the intensity of the radiation.
  • the lithography device may include a means for determining a diffraction property as described herein.
  • the means can be designed to receive the corresponding input variables via a correspondingly designed user interface. However, it can also be designed to automatically read out the input variables.
  • the means can, for example, have a computer or a computer system. The computer and/or the computer system can further be set up to cause the device to at least partially automatically carry out one of the methods described herein.
  • the first essentially undiffracted radiation (or the first essentially undiffracted radiation bundle) can also be detected.
  • the measuring structure 60 one can be in the reticle plane 38 reflective element may be arranged (e.g. a mirror element). The reflective element can irradiate the first essentially undiffracted radiation beam 56 at the reticle plane 38 into the optical path of the projection objective 40.
  • the first essentially undiffracted radiation beam can be exposed to the obscuration 46 or not.
  • first essentially undiffracted radiation beams In the case of a plurality of first essentially undiffracted radiation beams, a subset of the obscuration 46 can therefore be exposed, while the other part of the radiation beams is not exposed to the obscuration 46, so that it is detected.
  • the first essentially undiffracted radiation beams are henceforth also referred to as undiffracted radiation channels. Due to the obscuration, some undiffracted radiation channels cannot be detected at the detector.
  • FIG. 2. 2 illustrates a simulation result of a substantially undiffracted radiation of an exemplary lithography device, wherein the substantially undiffracted radiation has an obscured subset X.
  • the simulation result can represent the intensity distribution of the undiffracted radiation channels I_blank in the exit pupil of the lithography device (e.g. the detected signal in the detection plane).
  • the representation corresponds to the representation of the intensity in angular space with the wave vector kx on the x-axis and the wave vector ky on the y-axis, where the wave vectors indicate the failure wave vectors with respect to the reticle plane.
  • the obscured subset X includes undiffracted radiation channels which cannot be detected by the obscuration and are therefore not accessible.
  • Fig. 2 illustrates a pixel-structured pattern, whereby a pixel can correspond to an undiffracted radiation channel, which is detected, for example, on the detector.
  • noise was introduced via the facet mirrors in order to illustrate how deviations in the illumination system 18 (and/or the source optics) of the lithography device can influence the intensity distribution of the undiffracted radiation channels.
  • brightness variations of the radiation channels can also be caused, for example, by the source optics of the lithography device. For example, these brightness variations can result from the (e.g.
  • the source optics can, for example, comprise a plasma for emitting radiation, whereby this radiation can be emitted into the lighting unit via one or more optical elements of the source optics (eg a parabolic mirror).
  • FIG. 3 illustrates simulation results of diffracted radiation from an exemplary lithography device in an exit pupil, simulation results of the diffracted radiation calculated back into an entrance pupil, and the specific diffraction efficiency of the diffracted radiation.
  • the simulation results illustrated in FIG. 3 are based on the noise and the undiffracted radiation channels from FIG. 2.
  • FIG first diffracted radiation beams are diffracted out of the measuring structure 60.
  • These first diffracted radiation beams can be represented in the exit pupil according to FIG. 3, which correspond, for example, to the intensity distribution in the detection plane of the detector 70.
  • the first diffracted radiation beams are henceforth also referred to as diffracted radiation channels. So the first line in Fig.
  • the exit pupil intensity distribution I_AP indicates the intensities of the diffracted radiation channels for different diffraction orders (where kx is shown on the abscissa and ky is shown on the ordinate). Shown are the zeroth diffraction order Bo, the plus first diffraction order B+i and the minus first diffraction order B-i of the diffracted radiation channels.
  • the influence or noise of the lighting unit can again be seen in the exit pupil intensity distribution I_AP.
  • the obscuration 46 can also be seen in the middle of the exit pupil intensity distribution I_AP (which in this case is pronounced as a middle obscuration).
  • a position of a diffracted radiation channel of the zeroth diffraction order in the angular space of the position of the corresponding undiffracted one Radiation channel corresponds. Furthermore, the diffracted radiation channels, for example of the plus first order, are shifted in position in the angular space (or analogously on the detector) with respect to the zeroth order, as well as with respect to the corresponding undiffracted radiation channels. This shift corresponds to the shift of the diffraction maxima of a diffraction order that is different from zero, based on the zeroth diffraction order, for example.
  • the entrance pupil intensity distribution I_EP is therefore shown in the second line of FIG.
  • the entrance pupil represents the entrance angle space in relation to the measuring structure 60 or the plane of the measuring structure 60 (eg the reticle plane).
  • the intensity distribution of the entrance pupil I_EP can, for example, take into account reflective factors, for example of the reflective element.
  • the diffracted radiation channels can be transferred into the entrance angle space using a mathematical transformation. At the zeroth order of diffraction there is no displacement, since here the entrance angle corresponds to the exit angle. However, with the plus first diffraction order B+i and with the minus first diffraction order Bi, there is a shift, as can be seen in FIG. 3. Via the transformation into the entrance angle space, the wave vector and radiation channel agree for both diffracted and non-diffracted radiation channels, regardless of a diffraction order. Accordingly, the diffracted and undiffracted radiation channels in the entrance angle space can be compared at the same wave vector coordinates.
  • the same diffracted radiation channel is present for all diffraction orders Bo, B+i, Bi.
  • the wave vector of a diffracted radiation channel also corresponds to the wave vector of a corresponding undiffracted radiation channel, so that the intensity distribution I_blank of the undiffracted radiation channels from FIG. 2 can be compared at the same coordinates with the intensity distribution of the diffracted radiation channels in the entrance angle space.
  • a relation between the diffracted and undiffracted radiation can be made in order to determine the diffraction properties of the measuring structure 6o.
  • the diffraction efficiency B_EF is indicated, which corresponds to the ratio of the intensity of the diffracted radiation channel to the intensity of the corresponding undiffracted radiation channel.
  • Fig. 4 illustrates simulation results of diffraction efficiencies of diffracted radiation.
  • the first column of FIG. 4 corresponds to the diffraction efficiency B_EFi, which is shown for the diffracted radiation channels of the zeroth diffraction order Bo, the plus first diffraction order B+i and the minus first diffraction order Bi.
  • the first column from Fig. 4 corresponds to the third row from Fig. 3. Accordingly, the incomplete Diffraction efficiencies caused by the obscuration are shown.
  • the second column of FIG. 4 also indicates a diffraction efficiency B_EF2 of the diffraction orders. In this case, however, the influence of obscuration was removed in the simulation. Thus, determining the diffraction efficiency B_EF2 was based on complete information.
  • the third column shows a diffraction efficiency B_EF3 of the diffraction orders, in which case the compensation (as described herein) of the diffraction efficiency for the undefined region(s) of the obscuration was carried out from the first column of the diffraction efficiency B_EF1.
  • the diffraction efficiency B_EF2 without obscuration could then be compared with the diffraction efficiency B_EF3, in which an obscuration phenomenon was compensated for.
  • no difference can be seen in the diffraction efficiencies B_EF2 and the diffraction efficiency B_EF3.
  • the compensation can therefore sufficiently enable the diffraction efficiency (or the diffraction property) to be determined. Among other things, this is made possible by the continuity of the diffraction property. However, it is also conceivable that discontinuities in the diffraction property can occur in the general case. However, the structure on the measuring reticle can be chosen (or designed) in such a way that the discontinuity is suppressed (eg with a diffraction grating as a structure).
  • 5 schematically illustrates the association of an unobscured subset of diffracted radiation with respect to the corresponding obscured subset of essentially undiffracted radiation.
  • the diffraction property can be used to determine the obscured subset of the undiffracted radiation or beams.
  • 5 shows schematically the intensity spots of the undiffracted radiation beams E in the entrance pupil EP (or in the entrance angle space) with respect to the reticle plane 38, in which, for example, the measuring structure 60 (or the characterization element), which causes diffraction, can be arranged.
  • the undiffracted radiation bundles E radiate onto the measuring structure 60 (not shown in FIG.
  • the exit pupil AP (or the exit angle space) is shown, which detects the diffracted radiation beams behind the obscuration. For example, diffracted radiation beams can be seen in the exit pupil, which correspond to the zeroth order of diffraction BO or the first order of diffraction Bi.
  • the position of the diffracted radiation beams of the zeroth order of diffraction BO can also correspond to the position of the undiffracted radiation beams BU, which were only reflectively irradiated into the projection lens, without diffraction at the measuring structure. Due to the obscuration O, some undiffracted radiation bundles Si', S2', S3' cannot be detected in the exit pupil, although the corresponding radiation bundles Si, S2, S3 were present in the entrance pupil.
  • the undiffracted radiation bundles exposed to obscuration can be referred to as obscured undiffracted radiation bundles ST, S2', S3'. According to the invention, these can be determined via the diffraction property (as described herein).
  • the obscured undiffracted radiation bundles ST, S2', S3' there are corresponding unobscured diffracted radiation bundles Si", S2", S3" (e.g. of the first diffraction order Bi), since these are detected become.
  • the obscured undiffracted radiation bundles ST, S2', S3' can be understood as the obscured subset, while the unobscured diffracted radiation bundles Si", S2", S3" are in this case associated with the obscured subset via a diffraction order.
  • the position of the obscured, undiffracted radiation beams ST, S2', S3' for example, can be determined using the method (described herein).
  • an unobscured, non-diffracted radiation beam SN' and/or a corresponding unobscured, diffracted radiation beam SN" can be used, for example in the area of obscuration.
  • the diffraction property for all diffracted radiation beams can be determined via the compensation. Accordingly, the diffraction property is available for the unobscured diffracted radiation bundles Si", S2", S3" and can be used in a corresponding manner to determine the intensity of the obscured undiffracted radiation bundles ST, S2', S3'.
  • the intensity of the obscured undiffracted radiation bundles ST, S2', S3' can be determined via the ratio of the intensity of the corresponding unobscured diffracted radiation bundles Si", S2", S3" divided by their diffraction efficiency (or diffraction property).

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Charakterisieren einer Lithografievorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Charakterisieren einer Lithografievorrichtung, die konfiguriert ist eine Obskuration von Strahlung zu verursachen, als auch eine Lithografievorrichtung und ein Computerprogramm zum Ausführen der Verfahren. Ein Verfahren zum Charakterisieren einer Lithografievorrichtung, die konfiguriert ist eine Obskuration von Strahlung zu verursachen, umfasst: Detektieren einer ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung der Lithografievorrichtung; Detektieren einer ersten gebeugten Strahlung der Lithografievorrichtung, wobei die erste gebeugte Strahlung an einem Charakterisierungselement gebeugt wurde; Bestimmen einer Beugungseigenschaft des Charakterisierungselements basierend zumindest teilweise auf der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung und der ersten gebeugten Strahlung.

Description

Verfahren zur Vermessung der Beleuchtungspupille in einem Scanner unter Berücksichtigung eines Messretikels
Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 102022204000.7, mit dem Titel „Verfahren zur Vermessung der Beleuchtungspupille in einem Scanner unter Berücksichtigung eines Messretikels“, welche beim Deutschen Patent- und Markenamt am 26. April 2022 eingereicht wurde. Es wird Bezug genommen auf die deutsche Patentanmeldung DE 102022204000.7, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Charakterisieren einer Lithografievorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Charakterisieren einer Lithografievorrichtung, die konfiguriert ist eine Obskuration von Strahlung zu verursachen, als auch eine Lithografievorrichtung und ein Computerprogramm zum Ausführen der Verfahren.
2. Stand der Technik
In der Halbleiterindustrie werden zunehmend kleinere Strukturen auf einem Wafer hergestellt, um eine Erhöhung der Integrationsdichte zu gewährleisten. Für die Herstellung der Strukturen kommen dabei u.a. lithografische Verfahren zum Einsatz, welche diese auf dem Wafer abbilden. Die lithografischen Verfahren können z.B. Photolithografie, Ultraviolett- (UV-) Lithografie, DUV-Lithografie (d.h. Lithografie im tiefen ultravioletten (engl. deep ultraviolet) Spektralbereich), EUV-Lithografie (d.h. Lithografie im extrem ultravioletten (engl. extreme ultraviolet) Spektralbereich), Röntgenlithografie, etc. umfassen. Die Lithografievorrichtungen, welche die lithografischen Verfahren umsetzen, müssen üblicherweise hohe technische Anforderungen erfüllen, um ein zuverlässiges Abbilden der Strukturen auf einen Wafer zu ermöglichen. Um dies zu ermöglichen, müssen die optischen Eigenschaften, als auch Einstellungen einer Lithografievorrichtung während des Betriebs zuverlässig gewährleistet werden. Mit dem komplexen Aufbau einer Lithografievorrichtung ist es dabei üblicherweise nötig eine Lithografievorrichtung (optisch) zu charakterisieren und ggf. entsprechend zu kalibrieren bzw. zu justieren. Beispielsweise kann dies in regelmäßigen Abständen neben dem Betrieb der Lithografievorrichtung erfolgen, bzw. auch im Rahmen einer Qualifikation oder Abnahme.
Manche Lithografievorrichtungen können dabei Objektive aufweisen, welche eine Obskuration umfassen. Die Obskuration kann dazu führen, dass ein Bereich einer Pupille des Objektivs blockiert und/oder verschaffet (d.h. obskuriert) ist.
Beispielsweise kann das Zentrum einer Pupille eines Projektionsobjektivs einer Lithografievorrichtung die Obskuration umfassen (z.B. bedingt über den optischen Aufbau des Projektionsobjektivs, über eine Obskurationsblende, etc.). Die Obskuration kann z.B. eine besondere Art der lithografischen Belichtung zur Strukturabbildung auf einen Wafer ermöglichen. Die Charakterisierung derartiger Lithografievorrichtungen kann jedoch durch die Obskuration erschwert sein, da z.B. ein Teil der Pupille optisch nicht zugänglich sein kann.
In DE io 2018 207384 Ai ist ein Verfahren zum Vermessen eines Beleuchtungssystems einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem Projektionsobjektiv offenbart, welches eine Obskuration in einer Pupillenebene umfasst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Anordnen einer Messstruktur mit einer Lochblende im Bereich einer Retikel ebene der Projektionsbelichtungsanlage, Erzeugen einer Messstrahlung mittels des Beleuchtungssystems und Einstrahlen der Messstrahlung auf die Messstruktur nach Durchlaufen einer Pupillenebene des Beleuchtungssystems an einer der Obskuration entsprechenden Pupillenposition, wobei die Messstruktur dazu konfiguriert ist, die eingestrahlte Messstrahlung derart abzulenken, dass diese zumindest teilweise an der Obskuration in der Pupillenebene des Projektionsobjektivs vorbeilauft, sowie Detektieren der Messstrahlung nach Durchlaufen des Projektionsobjektivs. Aus der detektierten Messstrahlung kann dabei eine während des Belichtungsbetriebs vorliegende Beleuchtungseigenschaft des Beleuchtungssystems bestimmt werden.
Bisherige Ansätze zur Charakterisierung von Lithografievorrichtungen führen jedoch nicht immer zu einer optimalen Charakterisierung.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, Verfahren und Vorrichtungen anzugeben, welche das Charakterisieren einer Lithografievorrichtung verbessern.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird zumindest teilweise durch die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung gelöst.
Ein erster Aspekt betrifft ein Verfahren zum Charakterisieren einer Lithografievorrichtung, die konfiguriert ist eine Obskuration von Strahlung zu verursachen. Das Verfahren umfasst: Detektieren einer ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung der Lithografievorrichtung; Detektieren einer ersten gebeugten Strahlung der Lithografievorrichtung, wobei die erste gebeugte Strahlung an einem Charakterisierungselement gebeugt wurde. Ferner umfasst das Verfahren ein Bestimmen einer Beugungseigenschaft des Charakterisierungselements basierend zumindest teilweise auf der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung und der ersten gebeugten Strahlung.
Das Charakterisierungselement kann dabei ein Element umfassen, welches bei bekannten Verfahren zum Charakterisieren der Lithografievorrichtung verwendet wird. Beispielsweise kann das Charakterisierungselement ermöglichen, dass bei dem Charakterisieren eine (z.B. durch die Obskuration) messtechnisch unzugängliche Strahlung der Lithografievorrichtung in eine messtechnisch zugängliche Strahlung adaptiert wird (z.B. über Beugung, Ablenkung, optische Transformation, etc. an dem Charakterisierungselement). Die adaptierte (d.h. messtechnisch zugängliche) Strahlung kann dabei z.B. verwendet werden die messtechnisch unzugängliche Strahlung zurückzurechnen, wodurch eine hinreichende Charakterisierung der Lithografievorrichtung erfolgen kann. Das Charakterisieren der Lithografievorrichtung kann z.B. das Charakterisieren eines oder mehrerer Komponenten (z.B. Einheiten und/oder Module) der Lithografievorrichtung umfassen. Die hierin beschriebene Lithografievorrichtung kann dabei z.B. auch ein lithografisches System umfassen, wobei das lithografische System mehrere Komponenten (z.B. in Form separater Vorrichtungen) aufweisen kann. Die Komponenten des lithografischen Systems können dabei derartig gekoppelt sein, sodass ein lithografisches Verfahren (z.B. zur Belichtung eines Wafers) durchgeführt werden kann. Das lithografische System kann also in seiner Gesamtheit konfiguriert sein wie eine Lithografievorrichtung zu funktionieren und daher z.B. auch als solche aufgefasst werden. Das Charakterisieren der Lithografievorrichtung kann demnach auch das Charakterisieren des lithografischen Systems, als auch das (z.B. separate) Charakterisieren der Komponenten des lithografischen Systems umfassen. Die Lithografievorrichtung (bzw. das lithografische System) kann dabei z.B. eine Quelloptik, eine Beleuchtungseinheit und/oder ein Projektionsobjektiv umfassen. Die Quelloptik kann z.B. eine Optik umfassen, welche eine Strahlquelle einer Strahlung der Lithografievorrichtung definiert bzw. adaptiert. Die Beleuchtungseinheit kann eine Optik umfassen, welche die Strahlung der Strahlungsquelle adaptiert, um diese z.B. gezielt auf eine Maskenebene (z.B. einer Retikel ebene) der Lithografievorrichtung zu richten. Das Projektionsobjektiv kann eine Optik umfassen, welche die Strahlung für die Belichtung einer Belichtungsebene der Lithografievorrichtung weiter adaptiert.
Die Erfindung beruht darauf, dass eine (optische) Eigenschaft des Charakterisierungselements, insbesondere die Beugungseigenschaft des Charakterisierungselements, über eine Strahlung der Lithografievorrichtung selbst bestimmt wird. Das Bestimmen der Beugungseigenschaft des Charakterisierungselements kann dabei z.B. über eine Strahlung entlang eines optischen Strahlengangs der Lithografievorrichtung erfolgen. Dieser Ansatz kann somit eine in-situ Bestimmung der Beugungseigenschaft des Charakterisierungselements (d.h. innerhalb der Lithografievorrichtung) darstellen.
Die Charakterisierung (optischer) Eigenschaften bzw. Beiträge des Charakterisierungselements in der Lithografievorrichtung ermöglicht eine optimale Rückrechnung der messtechnisch unzugänglichen Strahlung und der darauf basierenden Charakterisierung bzw. Kalibrierung der Lithografievorrichtung. Insbesondere sind diese Eigenschaften dann unter den Bedingungen bekannt, unter denen das Charakterisierungselement in der Lithografievorrichtung zum Einsatz kommen kann (z.B. bei eingebautem Charakterisierungselement innerhalb der Lithografievorrichtung). Die Erfinder haben erkannt, dass unter realen Bedingungen die (optischen) Eigenschaften des Charakterisierungselements bzw. auch der Lithografievorrichtung nicht zwangsweise aus (z.B. extern bestimmten) technischen Spezifikationen abgeleitet werden können, da komplexe Einflüsse die tatsächlichen (optischen) Eigenschaften maßgeblich definieren können. Beispielsweise kann das Charakterisierungselement Fertigungstoleranzen unterliegen, sodass eine tatsächliche (optische) Eigenschaft des Charakterisierungselement einer Schwankung unterliegen kann. Beispielsweise kann auch der optische Aufbau der Lithografievorrichtung Fertigungstoleranzen unterliegen, wodurch eine (optische) Eigenschaft der Lithografievorrichtung einer Schwankung unterliegen kann.
Bisherige Verfahren berücksichtigen jedoch nicht die tatsächlich vorliegenden (optischen) Eigenschaften des Charakterisierungselements, als auch der Lithografievorrichtung bei der Charakterisierung der Lithografievorrichtung mit einem Charakterisierungselement. Bei Nichtberücksichtigung dieser tatsächlichen (optischen) Eigenschaften kann jedoch das Charakterisieren auf unvollständigen Annahmen beruhen, sodass die Lithografievorrichtung fehlerhaft charakterisiert wird. Z.B. kann dabei in dem hierin beschriebenen bekannten Verfahren, das Zurückrechnen der messtechnisch unzugänglichen Strahlung auf inkorrekten Annahmen der Beugungseigenschaft beruhen. Dies kann dazu führen, dass die messtechnisch unzugängliche Strahlung falsch bestimmt wird, wodurch z.B. auch die Lithografievorrichtung fehlerhaft charakterisiert wird. Diese fehlerhafte Charakterisierung kann dabei zu einer fehlerhaften Justierung bzw. Kalibrierung der Lithografievorrichtung führen, was negative Auswirkungen auf die Qualität des mit der Lithografievorrichtung ausgeführten lithografischen Verfahrens verursachen kann (was z.B. mit einem hohen Ausbeuteverlust, einem langwierigen erneuten Justieren/Kalibrieren, einer Verringerung der Fertigungskapazität, etc. einhergehen kann). Die Erfinder haben dabei nicht nur die hierin beschriebenen Mechanismen, welche das Charakterisierungselement beeinflussen, tiefgehender erkannt, sondern auch wie das Charakterisieren der Lithografievorrichtung in diesem Zusammenhang optimiert werden kann.
Zum einen kann die tatsächliche Beugungseigenschaft des Charakterisierungselements bestimmt oder auch verifiziert werden (z.B. kann dies ermöglichen, dass die bestimmte Beugungseigenschaft eine vorliegende Fertigungsschwankung des Charakterisierungselements tatsächlich berücksichtigt). Zum anderen ermöglicht die Erfindung, dass die Beugungseigenschaft unter den Bedingungen bestimmt wird, unter denen das Charakterisierungselement innerhalb der Lithografievorrichtung verwendet wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann demnach nicht nur die tatsächliche Beugungseigenschaft bestimmt werden, sondern es wird auch der Einfluss der Lithografievorrichtung (z.B. ein optischer Versatz, eine optische Nichtlinearität, etc.) und dessen Wechselwirkung mit dem Charakterisierungselement und der Beugungseigenschaft berücksichtigt. Somit können beispielsweise Fehler, die auf einer unkorrekten Berücksichtigung der Lithografievorrichtung basieren, vermieden werden.
Dieser Zusammenhang wäre beispielsweise bei einer externen (d.h. ex-situ) Bestimmung der Beugungseigenschaft des Charakterisierungselements nicht möglich, da in diesem Fall maximal die Beugungseigenschaft des Charakterisierungselements ohne Einfluss der Lithografievorrichtung bestimmt werden kann. Die externe Analyse kann demnach möglicherweise zu einer fehlerhaften Charakterisierung der Lithografievorrichtung führen. Somit kann die Erfindung ermöglichen, dass auf eine komplexe externe Analyse des Charakterisierungselement verzichtet werden kann, welche den Einfluss der Lithografievorrichtung unter den tatsächlichen Bedingungen nicht berücksichtigen kann. Beispielsweise kann somit eine detaillierte Vermessung des tatsächlichen Aufbaus des Charakterisierungselements, welche auch Fertigungsfehler detektiert, und eine darauf basierende (rigorose) Simulation der entsprechenden Beugungseigenschaft entfallen. Ebenfalls kann die Vermessung des Charakterisierungselement an einem externen Beugungsmessstand entfallen. Die Erfindung kann es demnach ermöglichen, dass auf eine externe Analyse der Beugungseigenschaft mit externen (z.B. kostspieligen) Vorrichtungen und zusätzlichen aufwändigen Messungen verzichtet werden kann. Erfindungsgemäß basiert das Bestimmen der Beugungseigenschaft dabei (zumindest teilweise) auf einer im Wesentlichen ungebeugten Strahlung und einer gebeugten Strahlung. Die hierin beschriebene erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung kann dabei eine Strahlung der Lithografievorrichtung umfassen, welche keine signifikante Beugung erfährt bzw. erfahren hat. Dies kann z.B. einer Strahlung entsprechen, welche nach optischem Entwurf der Lithografievorrichtung derart geformt ist, dass deren Beugungserscheinung (z.B. ein Interferenzmuster) im Wesentlichen nicht vorhanden ist, minimiert ist und/oder keinen gezielten technischen Zweck für die Belichtungsstrahlung der Lithografievorrichtung darstellt. Als Belichtungsstrahlung kann z.B. die auf eine Belichtungsebene (z.B. auf eine Waferebene) einfallende Strahlung der Lithografievorrichtung bezeichnet werden. In einem Beispiel kann die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung eine im Wesentlichen ungebeugte Strahlung umfassen, welche durch eine Blende im Strahlquerschnitt begrenzt wird. In diesem Beispiel ist gegeben, dass die durch die Blende möglicherweise hervorgerufene Beugungserscheinung sich im Wesentlichen nicht auf die Belichtungsstrahlung überträgt (sondern hauptsächlich den Zweck zur Begrenzung des Strahlquerschnitts erfüllt). Dies kann z.B. durch eine Separation der Längenskalen der Strahlung und der Blende erfolgen. Z.B. kann die Strahlung eine Wellenlänge im Nanometer-Bereich umfassen und die Blende eine Abmessung (z.B. ein Durchmesser und/oder ein Radius der Blende) im Millimeter- bis Meter-Bereich umfassen. Die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung kann z.B. einer Strahlung entsprechen, welche aus einer Strahl quelle (z.B. aus einer Quelloptik der Lithografievorrichtung) und/oder Beleuchtungseinheit der Lithografievorrichtung abgegeben wird.
Die hierin beschriebene erste gebeugte Strahlung kann dabei eine Strahlung der Lithografievorrichtung umfassen, welche an dem Charakterisierungselement einer Beugung ausgesetzt wurde. Die erste gebeugte Strahlung kann dabei eine mit dem Charakterisierungselement assoziierte Beugungserscheinung aufweisen (z.B. ein Beugungsbild, ein Interferenzbild, etc.). Beispielsweise kann die erste gebeugte Strahlung mehrere lokal begrenzte Beugungsmaxima aufweisen, welche einen Teil der Beugungserscheinung ausmachen. Die Beugungsmaxima können z.B. mit einer Beugungsordnung der gebeugten Strahlung assoziiert sein, welche aus der Beugung an dem Charakterisierungselement resultiert. Beispielweise kann die erste gebeugte Strahlung Beugungsmaxima umfassen, welche einer nullten Beugungsordnung, einer (plus) ersten Beugungsordnung und/ oder einer minus ersten Beugungsordnung entsprechen. Ferner sind auch jegliche weiteren Beugungsordnungen der gebeugten Strahlung denkbar (z.B.: zumindest eine der folgenden Beugungsordnungen: plus und/ oder minus zweite Beugungsordnung, plus und/ oder minus dritte Beugungsordnung, plus und/oder minus vierte Beugungsordnung, usw.).
In einem Beispiel sind die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung und die erste gebeugte Strahlung miteinander assoziiert. Beispielsweise können die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung und die erste gebeugte Strahlung aus der gleichen Strahlquelle (mit im Wesentlichen gleicher Konfiguration der Strahlquelle) resultieren bzw. zu Teilen einen gleichen Strahlverlauf aufweisen (z.B. vor dem Einfallsbereich des Charakterisierungselements). Beispielsweise kann die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung in einen spezifischen optischen Pfad der Lithografievorrichtung eingestrahlt werden, sodass diese z.B. an einer Detektionsebene detektiert werden kann. In diesem Beispiel kann ferner die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung in den gleichen spezifischen optischen Pfad eingestrahlt werden, in dem jedoch das Charakterisierungselement angeordnet ist. Dabei wird die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung dem Charakterisierungselement ausgesetzt und gebeugt. Diese aus dem Charakterisierungselement ausfallende gebeugte Strahlung kann dabei der ersten gebeugten Strahlung entsprechen und z.B. an der gleichen Detektionsebene detektiert werden. Die erste gebeugte Strahlung kann demnach dem Teil der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung entsprechen, welcher bei Vorhandensein des Charakterisierungselements aus diesem herausgebeugt wird.
Demnach kann über die erste gebeugte Strahlung und der (damit assoziierten) ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung auf die Beugungseigenschaft des Charakterisierungselements geschlossen werden. Beispielsweise können die (an dem Charakterisierungselement ausfallende) detektierte erste gebeugte Strahlung und die (ohne das Charakterisierungselement vorliegende) detektierte erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung in Relation zueinander gesetzt werden können, sodass das Beugungsverhalten (z.B. die Beugungseigenschaft) an dem Charakterisierungselement hinreichend bestimmt werden kann. Ferner betrifft ein weiterer Aspekt, dass die Lithografievorrichtung nicht zwangsweise konfiguriert sein muss eine Obskuration der Strahlung zu verursachen. Die Beugungseigenschaft eines Charakterisierungselements kann z.B. auch innerhalb einer Lithografievorrichtung bestimmt werden, welche nicht konfiguriert ist eine Obskuration (wie hierin beschrieben) von Strahlung zur verursachen.
In einem weiteren Beispiel kann die Lithografievorrichtung jedoch so konfiguriert sein, dass eine Teilmenge der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung der Obskuration ausgesetzt ist und somit eine obskurierte Teilmenge bildet. Beispielsweise kann ein Teil der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung durch die Obskuration bedeckt bzw. verschattet sein. Z.B. kann dadurch die obskurierte Teilmenge der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung nicht detektiert werden. Die obskurierte Teilmenge kann demnach als ein messtechnisch nicht zugänglicher Teil der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung aufgefasst werden. Die Obskuration der Lithografievorrichtung kann dabei z.B. im Rahmen eines Dunkelfeldbeleuchtungsmodus bei der Belichtung eingesetzt werden. Die Obskuration der Lithografievorrichtung kann dabei eine beliebige Geometrie und Position aufweisen, sodass die obskurierte Teilmenge entsprechend eine beliebige Geometrie und Position innerhalb der (detektierten) ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung ausmachen kann. In einem Beispiel kann die gesamte erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung der Obskuration ausgesetzt sein, sodass die obskurierte Teilmenge die gesamte erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung aufweisen kann (z.B. in einer spezifischen Ebene der Lithografievorrichtung). In anderen Beispielen ist die obskurierte Teilmenge eine echte Teilmenge der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung.
In einem weiteren Beispiel kann die Lithografievorrichtung ferner so konfiguriert sein, dass eine Teilmenge der ersten gebeugten Strahlung der Obskuration nicht ausgesetzt ist und somit eine unobskurierte Teilmenge bildet. Beispielsweise kann ein Teil der ersten gebeugten Strahlung einen Strahlverlauf umfassen, welcher an der Obskuration vorbeigeht und dadurch die unobskurierte Teilmenge bildet. Z.B. kann somit die unobskurierte Teilmenge detektiert werden, da diese nicht auf die Obskuration fällt. Die unobskurierte Teilmenge kann dabei als messtechnisch zugänglich aufgefasst werden. In einem Beispiel kann ebenfalls ein Teil der ersten gebeugten Strahlung der Obskuration der Lithografievorrichtung ausgesetzt sein und z.B. durch die Obskuration bedeckt bzw. verschattet sein (und somit z.B. nicht detektiert werden). Die Obskuration der ersten gebeugten Strahlung kann dabei ebenfalls (je nach Konfiguration der Obskuration der Lithografievorrichtung) eine beliebige Geometrie und Position innerhalb der (detektierten) ersten gebeugten Strahlung ausmachen. In einem Beispiel kann die (detektierte) erste gebeugte Strahlung (z.B. insbesondere die unobskurierte Teilmenge) durch die numerische Apertur der Lithografievorrichtung begrenzt sein. Beispielsweise können einige Beugungsmaxima (oder auch Beugungsordnungen) der ersten gebeugten Strahlung durch die Begrenzung der numerischen Apertur nicht detektiert werden.
In einem weiteren Beispiel basiert das Bestimmen der Beugungseigenschaft ferner auf einer Ausgleichung. Die Ausgleichung kann dabei z.B. eine beliebige Ausgleichsrechnung basierend auf einer mathematischen Optimierungsmethode umfassen. Beispielsweise kann bei dem Bestimmen der Beugungseigenschaft ein unbekannter Parameter vorliegen (z.B. basierend auf einer nicht zugänglichen Information in der detektierten ersten im Wesentlichen gebeugten Strahlung und/oder in der ersten gebeugten Strahlung). Durch die Ausgleichung kann der unbekannte Parameter bestimmt oder geschätzt werden. Somit kann beispielsweise aus einem Datensatz mit einer nicht zugänglichen Information dennoch auf eine vollständige Information bzw. eine hinreichende Beugungseigenschaft geschlossen werden. Beispielsweise kann die Ausgleichung eine Ausgleichung der Beugungseigenschaft und/oder der detektierten ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung und/oder der detektierten ersten gebeugten Strahlung umfassen (da z.B. entsprechend Parameter unbekannt sein können).
In einem weiteren Beispiel umfasst das Verfahren, dass die Ausgleichung eine mit der Obskuration assoziierte Erscheinung der Beugungseigenschaft ausgleicht. Beispielsweise kann durch die Obskuration eine nicht zugängliche Information in der detektierten ersten im Wesentlichen gebeugten Strahlung und/oder in der ersten gebeugten Strahlung derart auftreten, dass einige Werte der Beugungseigenschaft nicht bestimmt werden können. Dies kann durch die obskurierte Teilmenge der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung bedingt sein, als auch durch die Obskuration der ersten gebeugten Strahlung. Wie hierin beschrieben können durch die Obskuration für beide Arten an Strahlung bestimmte Werte nicht detektiert werden, sodass einige Werte der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung und/ oder der (damit assoziierten) ersten gebeugten Strahlung Undefiniert sind. Für diese Undefinierten Werte kann (direkt) keine Beugungseigenschaft bestimmt werden, sodass die Beugungseigenschaft an den entsprechenden Stellen ebenfalls Undefiniert ist. Die mit der Obskuration assoziierte Erscheinung der Beugungseigenschaft kann dabei eine Erscheinung (z.B. fehlende Datenpunkte, einen Datensatz, eine Geometrie, etc.) der Undefinierten Beugungseigenschaft umfassen. Erfindungsgemäß erfolgt daher eine Ausgleichung der Beugungseigenschaft für deren Undefinierte Werte.
In einem Beispiel umfasst die Ausgleichung ein Interpolieren und/oder ein Extrapolieren.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass die Beugungseigenschaft zumindest teilweise auf einem Verhältnis der ersten gebeugten Strahlung zu der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung basiert.
In einem Beispiel umfasst die Beugungseigenschaft eine Beugungseffizienz der ersten gebeugten Strahlung bezogen auf die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung in einem Winkelraum. Die Beugungseffizienz kann dabei auf dem Verhältnis der ersten gebeugten Strahlung zu der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung basieren. Der Winkelraum kann dabei über einen Vektorraum aus Wellenvektoren aufgespannt sein (z.B. über kx, einem Wellenvektor für die x- Koordinate, und ky, einem Wellenvektor für die y-Koordinate). Die Darstellung im Winkelraum kann die Darstellung winkelabhängiger Beugungseffizienzen in geeigneter Art ermöglichen. Durch Ausgleichung (z.B. Extrapolieren) kann dabei aus der Beugungseffizienz für bestimmte Bereiche des Winkelraums (die nicht obskuriert sind) die Beugungseffizienz auch für andere (z.B. obskurierte) Bereich des Winkelraums zuverlässig ermittelt werden. Ferner kann z.B. für verschiedene Feldpunkte der Charakterisierungsstruktur eine Beugungseffizienz im Winkelraum bestimmt werden.
In einem Beispiel umfasst das Detektieren der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung ein Detektieren einer Intensität der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung in einer Pupille der Lithografievorrichtung. Zusätzlich oder alternativ kann das Detektieren der ersten gebeugten Strahlung ein Detektieren einer Intensität der gebeugten Strahlung in der Pupille umfassen. Die Pupille kann z.B. eine Austrittspupille der Lithografievorrichtung umfassen. Die Austrittspupille kann dabei einen Austrittswinkelraum der Lithografievorrichtung (bzw. auch des Charakterisierungselements) darstellen. Beispielsweise kann das Detektieren in einer gegenüber der Fokusebene der Belichtungsstrahlung (z.B. einer Waferebene) versetzten Ebene (d.h. Detektionsebene) erfolgen. Über diesen Versatz kann z.B. erreicht werden, dass in der Pupille über einen Strahlungsdetektor (z.B. einem CCD-Sensor) der Austrittswinkelraum detektiert werden kann. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Detektieren in einer beliebigen anderen Ebene der Lithografievorrichtung stattfinden kann (z.B. auch in der Waferebene).
In einem Beispiel umfasst die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung eine Mehrzahl an ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündeln; wobei die erste gebeugte Strahlung eine Mehrzahl an ersten gebeugten Strahlungsbündeln, welche jeweils an dem Charakterisierungselement gebeugt wurden, umfasst. Die Strahlungsbündel können dabei auch als Strahlungskanäle der Lithografievorrichtung aufgefasst werden und können z.B. aus dem Aufbau der Beleuchtungseinheit der Lithografievorrichtung resultieren. Beispielsweise kann die Beleuchtungseinheit eine Mehrzahl an Facettenspiegel umfassen, wobei jeder Facettenspiegel mit einem Strahlungsbündel assoziiert sein kann. Über die Einstellung der Facettenspiegel können die (z.B. in der Beleuchtungseinheit erzeugten) Strahlungsbündel voneinander unabhängig in verschiedenen Einstellungen in einen optischen Pfad der Lithografievorrichtung eingestrahlt werden. Die Facettenspiegel können dabei in der Art einer Matrize (z.B. in einer Arrayanordnung) angeordnet sein, wobei jeder Facettenspiegel separat angesprochen werden kann, um das jeweils mit dem Facettenspiegel assoziierte Strahlungsbündel in den optischen Pfad der Lithografievorrichtung einzustrahlen. Üblicherweise wird bei der lithografischen Belichtung eine bestimmte Anzahl an Strahlungsbündeln eingesetzt, welche z.B. auf einem spezifischen Satz an Facettenspiegeln aus der Matrizenanordnung basieren, als auch weiteren (optischen) Einstellungen (z.B. einer spezifischen Verkippung/Auslenkung der Facettenspiegel, etc.). Die Mehrzahl an ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündeln kann dabei derartig konfiguriert sein, dass sie einer Einstellung der Strahlungsbündel bei der lithografischen Belichtung entsprechen (z.B. bei der Dunkelfeldbeleuchtung). Die Mehrzahl an ersten gebeugten Strahlungsbündeln kann dabei den gebeugten Strahlungsbündeln entsprechen, welche einer Beugung des jeweiligen Strahlungsbündels aus der Mehrzahl der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündel entspricht. Wie hierin beschrieben können die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung und die erste gebeugte Strahlung über die Beugung an dem Charakterisierungselement assoziiert sein, wobei diese Zuordnung für die Mehrzahl an Strahlungsbündeln in entsprechender Weise ebenfalls gilt. Über die Bestrahlung mittels Strahlungsbündeln werden somit zum einen mehrere erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlungsbündel (z.B. mehrere Intensitätsspots) in der Detektionsebene detektiert. Ferner können jeweils für ein im Wesentlichen ungebeugtes Strahlungsbündel die entsprechenden ersten gebeugten Strahlungsbündel (z.B. nullter Beugungsordnung, plus erster Beugungsordnung, minus erster Beugungsordnung) in der Detektionsebene detektiert werden. Bei der Detektion der gebeugten Strahlung können somit verschiedenste Beugungsmaxima für jedes der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündel in der Detektionsebene auftreten. Die Einstellungen der Lithografievorrichtung kann dabei z.B. gewählt werden, dass sich die Beugungsmaxima nicht überlappen, sodass eine Zuordnung der Strahlungsbündel zueinander erfolgen kann.
Durch die Obskuration der Lithografievorrichtung kann dabei analog ein oder mehrere erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlungsbündel, als auch ein oder mehrere erste gebeugte Strahlungsbündel obskuriert bzw. verschattet werden, wodurch diese nicht detektiert werden können.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass das Bestimmen der Beugungseigenschaft ein Bestimmen zumindest einer Beugungsordnung der ersten gebeugten Strahlung umfasst. Dies kann eine Beugungsordnungs-spezifische Analyse der ersten gebeugten Strahlung ermöglichen. Diese Information kann dabei für die (Beugungsordnungsspezifische) Bestimmung der Beugungseigenschaft herangezogen werden. Z.B. kann das Bestimmen zumindest einer Beugungsordnung der ersten gebeugten Strahlung das Bestimmen des Indexes der zumindest einen Beugungsordnung der ersten gebeugten Strahlung umfassen (z.B. kann der Index die Ordnung der Beugungsordnung angeben, so kann also z.B. bestimmt werden, welche Beugungsordnung bei der gebeugten Strahlung vorliegt, z.B. kann bestimmt werden, ob es sich um die nullte, die plus erste, die minus erste Beugungsordnung handelt).
In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass für zumindest ein erstes gebeugtes Strahlungsbündel aus der Mehrzahl an ersten gebeugten Strahlungsbündeln die Beugungsordnung bestimmt wird. Diese Information kann für das Bestimmen der Beugungseigenschaft herangezogen werden. Das zumindest eine erste gebeugte Strahlungsbündel kann dabei z.B. in Form einer lokal begrenzten Strahlverteilung (z.B. einem lokalen Intensitätsspot) detektiert werden. Ferner kann für jedes gebeugte Strahlungsbündel (oder auch einer bestimmten Anzahl) die Beugungsordnung bestimmt werden, sodass für jede lokal begrenzte Strahlverteilung (z.B. für jeden lokalen Intensitätsspot) der detektierten ersten gebeugten Strahlung, welche mit einem Beugungsmaximum eines gebeugten Strahlungsbündels assoziiert ist, die entsprechende Beugungsordnung (z.B. der Index der Beugungsordnung) bestimmt wird. Die Beugungsordnung kann dabei zumindest eine der folgenden umfassen: nullte Beugungsordnung, plus erste Beugungsordnung, minus erste Beugungsordnung, zweite Beugungsordnung, minus zweite Beugungsordnung.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass für das zumindest eine erste gebeugte Strahlungsbündel ein entsprechendes erstes im Wesentlichen ungebeugtes Strahlungsbündel aus der Mehrzahl an ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündeln bestimmt wird. Somit kann dem zumindest einen ersten gebeugten Strahlungsbündel dessen jeweiliges Strahlungsbündel aus der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung zugeordnet werden, welches keine Beugung an dem Charakterisierungselement erfahren hat. Ferner kann für jedes gebeugte Strahlungsbündel (oder auch einer bestimmten Anzahl) das entsprechende ungebeugte Strahlungsbündel bestimmt bzw. zugeordnet werden. Somit lassen sich z.B. die gebeugten Intensitätsspots (d.h. die gebeugten Strahlungsbündel aus der ersten gebeugten Strahlung) den entsprechenden Intensitätsspots der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung zuordnen (d.h. den entsprechenden im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündel aus der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung). Für jeden gebeugten Intensitätsspot bzw. für jedes detektierte erste gebeugte Strahlungsbündel (einer beliebigen Beugungsordnung) kann demnach eine Relation zu dem entsprechenden ungebeugten Intensitätsspot bzw. zu dem entsprechenden detektierten ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündel erfolgen.
Ferner können z.B. auch für das zumindest eine gebeugte Strahlungsbündel ein entsprechendes gebeugtes Strahlungsbündel einer anderen Beugungsordnung zugeordnet werden. Somit können z.B. alle detektierten Strahlungsbündel (ob gebeugt oder ungebeugt) zueinander in Bezug gesetzt werden.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass die Beugungseigenschaft für das zumindest eine erste gebeugte Strahlungsbündel bestimmt wird. Ferner kann die Beugungseigenschaft für zumindest ein erstes gebeugtes Strahlungsbündel zumindest einer Beugungsordnung bestimmt werden. Ferner kann die Beugungseigenschaft für jedes gebeugte Strahlungsbündel (oder auch einer bestimmten Anzahl) bestimmt werden. Bildlich gesprochen kann bei einer Mehrzahl an gebeugten Strahlungsbündeln ein erstes Raster an gebeugten Strahlungsbündeln in der Detektionsebene detektiert werden. Die Beugungsordnungen der gebeugten Strahlungsbündel werden bestimmt, sodass die gebeugten Strahlungsbündel in ihre entsprechenden Beugungsordnungen gruppiert werden können. Für jede Gruppe einer Beugungsordnung entsteht somit ein zweites Raster an gebeugten Strahlungsbündeln. Für jedes zweite Raster kann für jedes gebeugte Strahlungsbündel die entsprechende Beugungseigenschaft (wie hierin beschrieben) bestimmt werden.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner ein Bestimmen zumindest eines Teils der obskurierten Teilmenge, basierend zumindest teilweise auf der Beugungseigenschaft und der ersten gebeugten Strahlung. Die Erfindung kann über die bestimmte Beugungseigenschaft eine Rekonstruktion eines Teils der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung ermöglichen. Wie aus den hierin beschriebenen Beispielen hervorgeht kann die Beugungseigenschaft vollständig bestimmt werden, obwohl z.B. durch die Obskuration Undefinierte Werte in der gebeugten und/oder ungebeugten Strahlung vorliegen. Somit kann auch eine Beugungseigenschaft für die erste gebeugte Strahlung bezogen auf die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung der obskurierten Teilmenge bestimmt werden. Somit kann im Bereich der obskurierten Teilmenge eine Information über die Beugungseigenschaft vorliegen. In Zusammenhang mit einer entsprechenden ersten gebeugten Strahlung kann somit auf die obskurierte Teilmenge zurückgeschlossen werden, da z.B. lediglich die obskurierte Teilmenge unbekannt ist, jedoch nicht dessen Beugungseigenschaft. Dadurch kann eine Bestimmung der obskurierten Teilmenge (z.B. über das Verhältnis der ersten gebeugten Strahlung zu der Beugungseigenschaft) ermöglicht werden.
In einem Beispiel basiert das Bestimmen des Teils der obskurierten Teilmenge ferner zumindest teilweise auf dem Teil der unobskurierten Teilmenge, welcher über eine Beugungsordnung mit dem Teil der obskurierten Teilmenge assoziiert ist. Wie hierin beschrieben, kann die erste gebeugte Strahlung der Beugung der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung an dem Charakterisierungselement entsprechen. Dieses Beispiel beruht demnach darauf, dass eine Strahlung der obskurierten Teilmenge zwar nicht detektiert werden kann, jedoch kann eine Strahlung einer Beugungsordnung der obskurierten Teilmenge über eine Beugung der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung an dem Charakterisierungselement an der Obskuration vorbeigestrahlt werden. Ein bestimmter Teil der unobskurierten Teilmenge der ersten gebeugten Strahlung ist demnach mit einem Teil der obskurierten Teilmenge der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung assoziiert. Demnach kann die obskurierte Teilmenge bestimmt werden, indem die damit assoziierte unobskurierte Teilmenge und dessen Beugungseigenschaft herangezogen wird. Dabei kann die obskurierte Teilmenge z.B. über das Verhältnis der unobskurierten Teilmenge zu der Beugungseigenschaft bestimmt werden.
In einem Beispiel umfasst das Bestimmen des Teils der obskurierten Teilmenge ferner ein Bestimmen zumindest eines ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündels, welches in der obskurierten Teilmenge umfasst ist, basierend zumindest teilweise auf einem entsprechenden ersten gebeugten Strahlungsbündel zumindest einer Beugungsordnung, welches in der unobskurierten Teilmenge umfasst ist. In diesem Beispiel wird berücksichtigt, dass zunächst keine Information über die Strahlungsbündel in der obskurierten Teilmenge vorliegt, da diese nicht detektiert werden, sondern lediglich bestimmt werden können. Beispielsweise kann dies anhand der ersten gebeugten Strahlungsbündel erfolgen, die nicht der Obskuration ausgesetzt sind und detektiert werden können. Beim Zuordnen der ersten gebeugten Strahlungsbündel zu den entsprechen ersten im Wesentlichen nicht gebeugten Strahlungsbündeln kann beispielsweise bestimmt werden, dass eine Zuordnung zu einem ersten im Wesentlichen nicht gebeugten Strahlungsbündel aufgrund der Obskuration nicht möglich ist. Über ein geeignetes Modell kann demnach basierend auf der Auswertung der detektierbaren gebeugten und entsprechenden ungebeugten Strahlungsbündel auf die ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündel in der obskurierten Teilmenge geschlossen werden. Z.B. kann dies die Anzahl, Position, und/oder Anordnung der ungebeugten Strahlungsbündel in der obskurierten Teilmenge umfassen.
In einem Beispiel umfasst das Bestimmen des Teils der obskurierten Teilmenge ferner ein Bestimmen einer Intensität des zumindest einen ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündels basierend zumindest teilweise auf der Beugungseigenschaft und der Intensität des entsprechenden ersten gebeugten Strahlungsbündels. Demnach kann die Intensität eines ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündels, welches in der obskurierten Teilmenge umfasst ist, über die Beugungseigenschaft des entsprechenden ersten gebeugten Strahlungsbündels und dessen detektierter Intensität erfolgen. In einem Beispiel kann die detektierte Intensität des ersten gebeugten Strahlungsbündels mit 11 und dessen Beugungseigenschaft mit effi bezeichnet werden. Damit kann sich eine Intensität des entsprechenden ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündels lu, ergeben aus Ii/effi (z.B. lu =Ii/effi).
Ferner betrifft ein weiterer Aspekt des Verfahrens, dass die hierin beschriebenen Sachverhalte zur Bestimmung der obskurierten Teilmenge auch zum Bestimmen einer (z.B. im Wesentlichen ungebeugten) Strahlung angewandt werden können, welche außerhalb der numerischen Apertur liegt (und somit z.B. nicht über einen Detektor detektiert werden kann). Diese messtechnisch unzugängliche (z.B. im Wesentlichen ungebeugte) Strahlung wird in diesem beispielhaften Aspekt also durch die Begrenzung der numerischen Apertur hervorgerufen (d.h. die messtechnische unzugängliche (z.B. im Wesentlichen ungebeugte) Strahlung wird in diesem Fall durch die numerische Apertur obskuriert). Die hierin beschriebenen Sachverhalte für die unobskurierte Teilmenge, können dabei auf die entsprechende (gebeugte) Strahlung, welche innerhalb der numerischen Apertur liegt (und somit z.B. detektiert werden kann) angewandt werden. Die entsprechende (gebeugte) Strahlung wäre dabei also messtechnisch zugänglich. Somit kann gemäß den hierein beschriebenen Aspekten über die (gebeugte) Strahlung, welche innerhalb der numerischen Apertur liegt, die (im Wesentlichen ungebeugte) Strahlung, welche außerhalb der numerischen Apertur liegt, zurückgerechnet werden.
In einem Beispiel des Verfahrens weist dieses weiterhin auf: Detektieren einer zweiten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung der Lithografievorrichtung; Detektieren einer zweiten gebeugten Strahlung der Lithografievorrichtung, wobei die zweite gebeugte Strahlung am Charakterisierungselement gebeugt wurde; Bestimmen einer Teilmenge der zweiten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung, welche der Obskuration ausgesetzt ist, basierend zumindest teilweise auf der Beugungseigenschaft und der zweiten gebeugten Strahlung.
Zum Beispiel kann es im Betrieb der Lithografievorrichtung nötig sein, in zeitlich versetzten Abständen die im Wesentlichen ungebeugte Strahlung der Lithografievorrichtung zu bestimmen, um z.B. anhand dessen die Lithografievorrichtung zu kalibrieren. Im Betrieb (oder nach Transport) können sich z.B. (optische) Einstellungen der Lithografievorrichtung verändern oder driften, sodass sich der Ist-Wert der im Wesentlichen ungebeugte Strahlung ebenfalls verändert. Daher kann es nötig sein die im Wesentlichen ungebeugte Strahlung zu verschiedenen Zeitpunkten (zum Beispiel zu einem ersten Zeitpunkt für die erste Strahlung und zu einem späteren zweiten Zeitpunkt für die zweite Strahlung) zu bestimmen. Die im Wesentlichen ungebeugte Strahlung, welche nicht zum Zweck der Bestimmung der Beugungseigenschaft detektiert wird, kann dabei als die zweite im Wesentlichen ungebeugte Strahlung aufgefasst werden. Wie hierin beschrieben, kann dabei durch die Obskuration der Lithografievorrichtung analog eine Teilmenge der zweiten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung obskuriert sein und z.B. nicht detektiert werden. Erfindungsgemäß kann dabei, wie hierin für die obskurierte Teilmenge der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung beschrieben, auf die (z.B. zuvor) bestimmte Beugungseigenschaft des Charakterisierungselement zurückgegriffen werden, um die der Obskuration ausgesetzten Teilmenge der zweiten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung zu bestimmen. Dafür wird (wie hierin analog für die obskurierte Teilmenge beschrieben) eine entsprechende zweite gebeugte Strahlung detektiert. Aus der entsprechenden zweiten gebeugten Strahlung kann über die Relation zu der bestimmten Beugungseigenschaft die Teilmenge der zweiten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung, welche der Obskuration ausgesetzt ist, bestimmt werden. Es kann dabei angenommen werden, dass die Beugungseigenschaft des Charakterisierungselements sich nicht (signifikant) verändert hat. Es ist jedoch auch hier denkbar, dass ggf. die Beugungseigenschaft des Charakterisierungselement (wie hierin beschrieben) erneut bestimmt werden kann. Die hierin genannten Merkmale und Beispiele für die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung können auch für die zweite im Wesentlichen ungebeugte Strahlung gelten, als auch umgekehrt. Ebenfalls können die hierin genannten Merkmale und Beispiele für die erste gebeugte Strahlung auch für die zweite gebeugte Strahlung gelten, als auch umgekehrt.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass die zweite im Wesentlichen ungebeugte Strahlung mit einem Strahlverlauf der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung assoziiert ist, wobei die zweite gebeugte Strahlung mit einem Strahlverlauf der ersten gebeugten Strahlung assoziiert ist. Der Strahlverlauf kann dabei einer optischen Einstellung entsprechen, aus der ein definierter Verlauf der im Wesentlichen ungebeugte Strahlung resultiert (z.B. einem bestimmten Strahlwinkel, Strahl querschnitt). In diesem Beispiel kann demnach eine zeitliche Änderung oder Drift dieser optischen Einstellung bestimmt werden, da die erste und zweite im Wesentlichen ungebeugte Strahlung z.B. für eine gleiche optische Eigenschaft (z.B. der gleichen Strahlquelle) bestimmt werden können. Es ist jedoch auch denkbar, dass die zweite im Wesentlichen ungebeugte Strahlung aus einem anderen Strahlverlauf (z.B. einer anderen Strahl quelle, aus einer anderen optischen Einstellung, etc. resultiert).
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner ein Anpassen eines Mittels zum Abgeben von Strahlung der Lithografievorrichtung basierend zumindest teilweise auf dem Bestimmen der obskurierten Teilmenge der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung (wie hierin beschrieben) und/oder dem Bestimmen der Teilmenge der zweiten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung (wie hierin beschrieben). Die Erfindung ermöglicht eine vollständige Rekonstruktion der im Wesentlichen ungebeugten Strahlung, da auch die der Obskuration ausgesetzte Strahlung der im Wesentlichen ungebeugten Strahlung (wie hierin beschrieben) bestimmt werden kann. Somit kann eine vollständige Information der im Wesentlichen ungebeugten Strahlung vorliegen, als ob die Lithografievorrichtung keine Obskuration verursachen würde. Die vollständige Information der im Wesentlichen ungebeugten Strahlung kann demnach nicht nur zum Charakterisieren der Lithografievorrichtung verwendet werden, sondern auch um dessen Einstellungen zu adaptieren (z.B. um einen gewünschten Sollwert der im Wesentlichen ungebeugten Strahlung zu erreichen). Die Anpassung kann dabei z.B. eine Justierung und/oder eine Kalibrierung des Mittels zum Abgeben von Strahlung umfassen. Das Mittel zum Abgeben von Strahlung kann dabei eine Beleuchtungseinheit (wie hierin beschrieben) der Lithografievorrichtung umfassen. Z.B. kann die Anpassung ein Justieren eines Facettenspiegels der Beleuchtungseinheit umfassen (z.B. eine Adaption der Ausrichtung/Verkippung eines Facettenspiegel).
In einem Beispiel umfasst das Verfahren, dass das Charakterisierungselement in einer Retikelebene der Lithografievorrichtung angeordnet ist. Das Charakterisierungselement kann somit in der gleichen Ebene angeordnet sein wie ein mit der Lithografievorrichtung zu belichtendes Retikel. Beispielsweise kann das Charakterisierungselement auf einem Retikel angeordnet sein, sodass die gebeugte Strahlung in geeigneter Art erzeugt werden kann.
In einem Beispiel umfasst das Charakterisierungselement eine Beugungsstruktur. Die Beugungsstruktur kann zumindest eines der folgenden umfassen: Beugungsgitter, Phasengitter, Amplitudengitter, Reflexionsgitter, Blazegitter.
In einem Beispiel ist die Obskuration mit einem Mittel zum Projizieren von Strahlung der Lithografievorrichtung und/oder einer Obskurationsblende der Lithografievorrichtung assoziiert. Das Mittel zum Projizieren von Strahlung kann z.B. ein Projektionsobjektiv der Lithografievorrichtung umfassen (z.B. um die Strahlung auf eine Waferebene zu proijizieren). Beispielsweise kann die Obskuration durch den optischen Strahlungsgang des Projektionsobjektivs der Lithografievorrichtung verursacht sein. Das Mittel zum Projizieren kann dabei z.B. eine Spiegeloptik umfassen, welche eine Obskuration der Strahlung verursacht. Die Obskurationsblende kann z.B. innerhalb des Mittels zum Projizieren von Strahlung angeordnet sein. Z.B. kann die Obskurationsblende ein absorbierendes Material umfassen, welches die Strahlung der Lithografievorrichtung absorbieren kann, sodass diese in entsprechender Weise obskuriert wird. Ferner kann die Obskurationsblende auch in anderen optischen Ebenen der Lithografievorrichtung angeordnet sein. In einem Beispiel umfasst die Obskuration eine Mittenobskuration von Strahlung. Bei einer Mittenobskuration wird z.B. die Mitte der Pupille der Lithografievorrichtung obskuriert, wobei z.B. ein Randbereich der Pupille nicht obskuriert wird.
In einem Beispiel umfasst die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung eine Strahlung, die an einer Retikelebene der Lithografievorrichtung reflektiert wird. Alternativ oder zusätzlich umfasst die erste gebeugte Strahlung eine Strahlung, die an der Retikelebene gebeugt wird. Beispielsweise kann der Strahlungsverlauf der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung in der Retikelebene durch einen Spiegel bzw. eine Spiegelstruktur optisch reflektiert werden. Die Spiegelstruktur kann z.B. eine Struktur ohne beugende Eigenschaften oder eine isolierte reflektive Struktur (welche z.B. Pinhole bezeichnet werden kann) umfassen. Die Spiegelstruktur, als auch das Charakterisierungselement können dabei auf einem Retikel umfasst sein, welches für das Verfahren in der Retikelebene angeordnet wird.
In einem weiteren Beispiel umfasst die Erfindung ein Verfahren zum lithografischen Bearbeiten eines halbleiterbasierten Wafers umfassend: lithografisches Transferieren eines Musters assoziiert mit einem Objekt für die Lithografie (z.B. einem Retikel, einer lithografischen Maske, etc.) auf den Wafer über eine Lithografievorrichtung, welche in der Lage ist, eine Strahlung zu obskurieren, welche mit einem der hierin beschriebenen Verfahren charakterisiert wurde. Durch die Erfindung wird ermöglicht, dass auch obskuration-verursachende Lithografievorrichtungen hinreichend charakterisiert werden können (d.h. auch im Bereich der Obskuration), sodass die Qualität der Maskenbelichtung auf dem Wafer maßgeblich optimiert werden kann.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Lithografievorrichtung umfassend: ein Mittel zum Detektieren von Strahlung; ein Mittel zum Bestimmen einer Beugungseigenschaft eines Charakterisierungselements, wobei die Lithografievorrichtung konfiguriert eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Das Mittel zum Detektieren kann z.B. einen Strahlungsdetektor umfassen (z.B. einen Sensor, z.B. einen CCD-Sensor). Das Mittel zum Bestimmen einer Beugungseigenschaft kann z.B. eine Recheneinheit, ein Computersystem, eine Computervorrichtung, etc. umfassen. Die Lithografievorrichtung kann eine EUV-Lithografievorrichtung umfassen, dessen Strahlung eine Strahlung im extrem-ultravioletten Spektrum der Wellenlänge aufweist. Dabei kann die Lithografievorrichtung z.B. für eine Strahlung im Bereich von 13,5 nm ausgerichtet sein.
In einem Beispiel ist die hierin beschriebene Lithografievorrichtung konfiguriert das Verfahren nach einem der hierin genannten Beispiele automatisch auszuführen.
Ein dritter Aspekt betrifft ein Computerprogramm umfassend Anweisungen, die, wenn sie von einer Computervorrichtung und/oder einer Lithografievorrichtung ausgeführt werden, die Computervorrichtung und/ oder die Lithografievorrichtung veranlassen, ein Verfahren des ersten Aspekts auszuführen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Lithografievorrichtung, welche einen Speicher umfasst, welcher ein hierin beschriebenes Computerprogramm aufweist. Alternativ ist es auch möglich, dass das Computerprogramm an anderer Stelle gespeichert ist (z.B. in einer Cloud) und die Lithografievorrichtung lediglich Mittel zum Empfangen von Anweisungen aufweist, die sich aus der Ausführung des Programms an anderer Stelle ergeben. So oder so, kann dadurch z.B. ermöglicht werden, dass das Verfahren automatisiert bzw. autark innerhalb der Vorrichtung ablaufen kann. Somit kann der Eingriff z.B. über einen Operator minimiert werden, sodass die Kosten, als auch die Komplexität bei der Charakterisierung von Lithografievorrichtungen minimiert werden können.
Die hierin genannten Merkmale (als auch Beispiele) der Verfahren können in entsprechender Weise auch für die erwähnte (Lithografie-)Vorrichtung bzw. das Computerprogramm angewandt werden bzw. gelten. Das heißt, die Vorrichtung und/oder das Computerprogramm können Mittel aufweisen, um die entsprechenden Verfahrensschritte durchzuführen. Ebenso können die hierin genannten Merkmale (als auch Beispiele) der Vorrichtung, bzw. des Computerprogramms in entsprechender Weise als Verfahrensschritte ausgeführt werden. 4- Kurze Beschreibung der Figuren
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden technische Hintergrundinformationen sowie Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, die folgendes zeigen:
Fig. 1 veranschaulicht schematisch eine beispielhafte Lithografievorrichtung, die zur Ausführung des Verfahrens eingerichtet werden kann.
Fig. 2 veranschaulicht ein Simulationsergebnis einer im Wesentlichen ungebeugten Strahlung einer beispielhaften Lithografievorrichtung, wobei die im Wesentlichen ungebeugte Strahlung eine obskurierte Teilmenge aufweist.
Fig. 3 veranschaulicht Simulationsergebnisse von einer gebeugten Strahlung einer beispielhaften Lithografievorrichtung in einer Austrittspupille, der gebeugten Strahlung zurückgerechnet in eine Eintrittspupille, und der bestimmten Beugungseffizienz der gebeugten Strahlung.
Fig. 4 veranschaulicht Simulationsergebnisse von Beugungseffizienzen von gebeugten Strahlungen.
Fig. 5 veranschaulicht schematisch die Assoziation einer unobskurierten Teilmenge einer gebeugten Strahlung bezogen auf die entsprechende obskurierte Teilmenge einer im Wesentlichen gebeugten Strahlung.
5. Detaillierte Beschreibung möglicher Ausführungsformen
Fig. 1 veranschaulicht schematisch in einer Draufsicht eine beispielhafte Lithografievorrichtung. Die beispielhafte Lithografievorrichtung entspricht in Teilen der Fig. 1 aus DE 10 2018 207384 Ai, und kann die dort beschriebenen Details aufweisen. Zu Übersichtszwecken wird die beispielhafte Lithografievorrichtung im Rahmen dieser Erfindung kurz erläutert. Das Charakterisierungselement (wie hierin beschrieben) kann dabei der Messstruktur 60 entsprechen, welche auf einem Messretikel 58 angeordnet sein kann. Das Messretikel 58 kann dabei entlang einer Retikelebene 38 ausgerichtet sein. Fig. 1 verdeutlicht dabei einen Messmodus zum Detektieren der an der Messstruktur 60 gebeugten Strahlung der Lithografievorrichtung 10. Bezogen auf die Messstruktur 60 liegt zum einen ein Einfallsbereich von Strahlung vor. Die Strahlung, welche auf die Messtruktur einfallen kann, basiert z.B. auf der Strahlung einer Strahlquelle 12. Die Strahlquelle 12 kann dabei eine Belichtungsstrahlung 14 in ein Beleuchtungssystem 18 abgeben. Das Beleuchtungssystem 18 kann dabei auch als Beleuchtungseinheit aufgefasst werden. Die Belichtungsstrahlung 14 kann in dem Beleuchtungssystem 18 zunächst auf einen ersten Spiegel 20 einstrahlen. Der erste Spiegel 20 kann dabei mehrere erste Facettenspiegel 22-1 bis 22-5 umfassen. Jeder Facettenspiegel 22-1 bis 22-5 kann einen Aktuator 24 aufweisen, mittels dessen er individuell verstellt werden kann, z.B. um zwei zueinander orthogonale Kippachsen verkippt. Die Ansteuerung der Aktuatoren 24 kann mittels einer Steuerungseinrichtung erfolgen.
Das Beleuchtungssystem 18 kann ferner einen zweiten Spiegel 28 umfassen, welcher mehrere zweite Facettenspiegel 30-1 bis 30-5 umfassen kann (die Anzahl und Anordnung von fünf Spiegeln ist lediglich beispielhaft), die in einer Pupillenebene 26 angeordnet sein können. Die ersten und zweiten Facettenspiegel können dabei in einer Matrizenanordnung angeordnet sein. Ein erster Facettenspiegel 22-3 des ersten Spiegels 20 kann dabei einen Teil der Belichtungsstrahlung 14 selektiv auf einen (z.B. entsprechenden) zweiten Facettenspiegel 30-3 des zweiten Spiegels 28 richten. Der zweite Facettenspiegel 30-3 kann dabei diesen Teil der Belichtungsstrahlung als ein erstes im Wesentlichen ungebeugtes Strahlungsbündel 56 auf die Messstruktur 60 richten. Über die Mehrzahl an ersten und zweiten Facettenspiegeln können demnach eine beliebige Kombination und Anzahl an Strahlungsbündeln gebildet werden, welche in die Retikelebene 38 eingestrahlt werden. Die ersten und zweiten Facettenspiegel können demnach verschiedene Strahlungskanäle in dem Beleuchtungssystem 18 bilden, wobei die verschiedenen Strahlungskanäle auf die Messstruktur 60 eingestrahlt werden können. Durch eine (nicht näher dargestellte) Beugungsstruktur auf der Messstruktur 60 (z.B. ein Beugungsgitter) kann das einfallende erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlungsbündel eine Beugung erfahren. Z.B. kann demnach aus der Messtruktur 60 ein entsprechendes erstes gebeugtes Strahlungsbündel plus erster Ordnung 66, und ein entsprechendes erstes gebeugtes Strahlungsbündel minus erster Ordnung 68 in den Ausfallsbereich abgegeben werden. Diese austretenden Beugungsordnungen und deren Strahlverläufe sind dabei als schematisch und exemplarisch zu erachten. Ferner kann ein erstes gebeugtes Strahlungsbündel nullter Ordnung abgeben werden, als auch ein erstes gebeugtes Strahlungsbündel einer beliebigen anderen Beugungsordnung, je nach Beugungseffekt der Messstruktur. Die gebeugten Strahlungsbündel 66, 68 können dabei auf ein Projektionsobjektiv 40 der Lithografievorrichtung treffen. Das Projektionsobjektiv kann dabei die gebeugten Strahlungsbündel 66, 68 auf eine Waferebene 53 abbilden. In diesem Beispiel umfasst das Projektionsobjektiv 40 in einer Obskurationsebene 44 eine Obskuration 46. Die Obskuration 46 kann demnach verursachen, dass eine Strahlung (z.B. ein Strahlungsbündel), welches auf die Obskuration trifft, in der Waferebene nicht vorliegt bzw. in diesem Bereich nicht detektiert werden kann. Z.B. kann die Obskuration 46 eine Obskurationsblende umfassen, welche eine Strahlung der Lithografievorrichtung absorbieren kann. Die ersten gebeugten Strahlungsbündel 68, 66 sind in dem Beispiel von Fig. 1 derart gebeugt, dass sie neben der Obskuration 46 verlaufen und somit auf die Waferebene 53 eintreffen können. Die ersten gebeugten Strahlungsbündel 68, 66 können dabei versetzt in einer (nicht explizit dargestellten) Detektionsebene detektiert werden, in der der Detektor 70 angeordnet ist. Das Detektieren in der zur Waferebene versetzten Detektionsebene kann eine Detektion der ersten gebeugten Strahlung 68, 66 in der Verteilung eines Winkelraums (z.B. einem Winkelraum einer Austrittspupille) ermöglichen. Der Detektor kann dabei z.B. die Intensität der Strahlung detektieren.
Die Lithografievorrichtung kann ein Mittel zum Bestimmen einer Beugungseigenschaft - wie hierin beschrieben - aufweisen. Das Mittel kann dazu ausgestaltet sein, die entsprechenden Eingangsgrößen über eine entsprechend ausgestaltete Benutzeroberfläche zu erhalten. Es kann aber auch dazu ausgestaltet sein, die Eingangsgrößen automatisch auszulesen. Das Mittel kann z.B. einen Computer oder ein Computersystem aufweisen. Der Computer und/oder das Computersystem kann ferner dazu eingerichtet sein, die Vorrichtung dazu zu veranlassen eines der hierin beschriebenen Verfahren zumindest teilweise automatisch auszuführen.
Für das hierin beschriebenen Verfahren kann jedoch auch die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung (bzw. das erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlungsbündel) detektiert werden. Dafür kann anstatt der Messstruktur 60 in der Retikelebene 38 ein reflektives Element angeordnet sein (z.B. ein Spiegelelement). Das reflektive Element kann dabei das erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlungsbündel 56 an der Retikelebene 38 in den optischen Pfad des Projektionsobjektivs 40 einstrahlen. Je nach optischer Einstellung des Beleuchtungssystems 18 kann dabei das erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlungsbündel der Obskuration 46 ausgesetzt sein oder nicht. Bei einer Mehrzahl an ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündeln kann demnach eine Teilmenge der Obskuration 46 ausgesetzt sein, während der andere Teil der Strahlungsbündeln der Obskuration 46 nicht ausgesetzt ist, sodass dieser detektiert wird. Die ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündel werden fortan auch als ungebeugte Strahlungskanäle bezeichnet. Durch die Obskuration können demnach einige ungebeugte Strahlungskanäle am Detektor nicht detektiert werden.
Dies wird z.B. in Fig. 2 dargestellt. Fig. 2 veranschaulicht dabei ein Simulationsergebnis einer im Wesentlichen ungebeugten Strahlung einer beispielhaften Lithografievorrichtung, wobei die im Wesentlichen ungebeugte Strahlung eine obskurierte Teilmenge X aufweist. Das Simulationsergebnis kann dabei die Intensitätsverteilung der ungebeugten Strahlungskanäle I_blank in der Austrittspupille der Lithografievorrichtung darstellen (z.B. dem detektierten Signal in der Detektionsebene). Die Darstellung entspricht dabei der Darstellung der Intensität im Winkelraum mit dem Wellenvektor kx auf der x-Achse und dem Wellenvektor ky auf der y- Achse, wobei die Wellenvektoren, die Ausfallswellenvektoren in Bezug auf die Retikelebene angeben. Die obskurierte Teilmenge X umfasst dabei ungebeugte Strahlungskanäle, welche durch die Obskuration nicht detektiert werden können und demnach nicht zugänglich sind.
Für das Charakterisieren der Lithografievorrichtung 10 ist es jedoch hilfreich auch die Information der ungebeugten Strahlungskanäle zu kennen, welche in der obskurierten Teilmenge X umfasst sind. Fig. 2 verdeutlicht dabei ein pixelstrukturiertes Muster, wobei ein Pixel einem ungebeugten Strahlungskanal entsprechen kann, welcher z.B. am Detektor detektiert wird. In der Simulation zur Fig. 2 wurde dabei ein Rauschen über die Facettenspiegel eingebracht, um zu verdeutlichen, wie Abweichungen in dem Beleuchtungssystem 18 (und/ oder der Quelloptik) der Lithografievorrichtung Einfluss auf die Intensitätsverteilung der ungebeugten Strahlungskanäle haben können. Die Helligkeitsvariationen der Strahlungskanäle können in der Praxis z.B. auch durch die Quelloptik der Lithografievorrichtung verursacht sein. Z.B. können diese Helligkeitsvariationen durch die (z.B. optischen) Nicht-Idealitäten der Quelloptik resultieren. Es kann dabei vorkommen, dass sich diese Nicht-Idealitäten zeitlich ändern können. Die Quelloptik kann z.B. ein Plasma zur Abgabe von Strahlung umfassen, wobei diese Strahlung über ein oder mehrere optische Elemente der Quelloptik (z.B. einen Parabolspiegel) in die Beleuchtungseinheit abgeben werden kann.
Fig. 3 veranschaulicht dabei Simulationsergebnisse von einer gebeugten Strahlung einer beispielhaften Lithografievorrichtung in einer Austrittspupille, Simulationsergebnisse der gebeugten Strahlung zurückgerechnet in eine Eintrittspupille, und der bestimmten Beugungseffizienz der gebeugten Strahlung. Die in Fig. 3 veranschaulichten Simulationsergebnisse basieren dabei auf dem Rauschen und den ungebeugten Strahlungskanälen aus Fig. 2. Fig. 3 lässt sich diesbezüglich derart veranschaulichen, dass anstatt auf ein reflektives Element die ungebeugten Strahlungskanäle aus der Beleuchtungseinheit auf die Messtruktur 60 einfallen, sodass entsprechende erste gebeugte Strahlungsbündel aus der Messtruktur 60 herausgebeugt werden. Diese ersten gebeugten Strahlungsbündel können dabei in der Austrittspupille gemäß Fig. 3 dargestellt werden, welche z.B. der Intensitätsverteilung in der Detektionsebene des Detektors 70 entsprechen. Die ersten gebeugten Strahlungsbündel werden fortan auch als gebeugte Strahlungskanäle bezeichnet. So gibt die erste Zeile in Fig. 3 mit der Intensitätsverteilung Austrittspupille I_AP die Intensitäten der gebeugten Strahlungskanäle für verschiedene Beugungsordnungen an (wobei auf der Abszisse kx und auf der Ordinate ky dargestellt ist). Dargestellt sind die nullte Beugungsordnung Bo, die plus erste Beugungsordnung B+i und die minus erste Beugungsordnung B-i der gebeugten Strahlungskanäle. Erkennbar ist in der Intensitätsverteilung Austrittspupille I_AP wiederum der Einfluss bzw. das Rauschen der Beleuchtungseinheit. Ebenfalls ist die Obskuration 46 in der Mitte der Intensitätsverteilung Austrittspupille I_AP erkennbar (welche in diesem Fall als Mittenobskuration ausgeprägt ist).
Es sei erwähnt, dass eine Position eines gebeugten Strahlungskanals der nullten Beugungsordnung im Winkelraum der Position des entsprechenden ungebeugten Strahlungskanal entspricht. Ferner sind die gebeugten Strahlungskanäle z.B. der plus ersten Ordnung in der Position im Winkelraum (bzw. analog am Detektor) verschoben bezüglich der nullten Ordnung, als auch bezogen auf die entsprechenden ungebeugten Strahlungskanäle. Dieser Verschub entspricht dem Verschub der Beugungsmaxima einer von null verschiedenen Beugungsordnung bezogen auf die z.B. nullte Beugungsordnung. Jedoch können durch die numerische Apertur in der Regel nicht alle Beugungsmaxima abgebildet werden, sodass ein Teil der Beugungsmaxima der gebeugten Strahlungskanäle nicht detektiert wird, wie z.B. in Fig. 3 für die erste Beugungsordnung B+i und B-i erkennbar ist. Durch den Verschub der Position der gebeugten Strahlungskanäle im Austrittswinkelraum aufgrund der Beugung können die (z.B. detektierten) gebeugten Strahlungskanäle nicht ohne weiteres zu einem entsprechenden ungebeugten Strahlungskanal in Relation gesetzt werden. Dies muss jedoch für die Bestimmung der Beugungseigenschaft erfolgen. In der zweiten Zeile der Fig. 3 ist daher die Intensitätsverteilung Eintrittspupille I_EP dargestellt. Die Eintrittspupille stellt dabei den Eintrittswinkelraum bezogen auf die Messtruktur 60 bzw. die Ebene der Messtruktur 60 (z.B. die Retikelebene) dar. Die Intensitätsverteilung Eintrittspupille I_EP kann z.B. auf reflektive Faktoren z.B. des reflektiven Elements berücksichtigen. Über eine mathematische Transformation können dabei die gebeugten Strahlungskanäle in den Eintrittswinkelraum überführt werden. Bei der nullten Beugungsordnung ergibt sich dabei kein Verschub, da hier der Eintrittswinkel dem Austrittswinkel entspricht. Bei der plus ersten Beugungsordnung B+i und bei der minus ersten Beugungsordnung B-i ergibt sich jedoch ein Verschub, wie in Fig. 3 erkennbar ist. Über die Transformation in den Eintrittswinkelraum stimmen Wellenvektor und Strahlungskanal für gebeugte, als auch ungebeugte Strahlungskanäle unabhängig von einer Beugungsordnung überein. Dementsprechend können die gebeugten und ungebeugten Strahlungskanäle im Eintrittswinkelraum an denselben Wellenvektorkoordinaten verglichen werden. Z.B. liegt bei der Intensitätsverteilung Eintrittspupille I_EP bei kx = 0.5 und ky = -0.5 der gleiche gebeugte Strahlungskanal für alle Beugungsordnungen Bo, B+i, B-i vor. Ebenfalls entspricht in diesem Fall der Wellenvektor eines gebeugten Strahlungskanal dem Wellenvektor eines entsprechenden ungebeugten Strahlungskanal, sodass die Intensitätsverteilung I_blank der ungebeugten Strahlungskanäle aus Fig. 2 an den gleichen Koordinaten mit der Intensitätsverteilung der gebeugten Strahlungskanäle im Eintrittswinkelraum verglichen werden kann. Ebenfalls kann in der Eintrittspupille ein gebeugter Strahlungskanal mit einem ungebeugten Strahlungskanal auf derselben Koordinate verglichen werden. Demnach kann eine Relation der gebeugten zur ungebeugten Strahlung vorgenommen werden, um die Beugungseigenschaft der Messstruktur 6o zu bestimmten. In der dritten Zeile von Fig. 3 ist dabei z.B. die Beugungseffizienz B_EF angegeben, welche dem Verhältnis der Intensität des gebeugten Strahlungskanals zu der Intensität des entsprechenden ungebeugten Strahlungskanals entspricht. Demnach ist ersichtlich, dass bei der nullten Beugungsordnung Bo die Mittenobskuration erneut erkennbar ist, da die Position eines gebeugten Strahlungskanals nullter Ordnung der Position des ungebeugten Strahlungskanals im Eintritts- und Austrittswinkelraum entspricht. Für die ersten Beugungsordnungen entstehen jedoch zwei Undefinierte Bereiche in der Beugungseffizienz, wie in Fig. 3 erkennbar. Dies hängt damit zusammen, dass die obskurierten ungebeugten Strahlungskanäle nicht den obskurierten gebeugten Strahlungskanälen entsprechen (was durch den Verschub der Beugungsmaxima zustande kommen kann). Z.B. resultiert daher für die Beugungsordnung B+i im Bereich kx = ky = o ein erster Undefinierter Bereich, welcher durch die obskurierten ungebeugten Strahlungskanäle zustande kommt. Ferner resultiert für die Beugungsordnung B-i beispielhaft im Bereich kx=o, ky=-o.6 ein zweiter Undefinierter Bereich, welcher durch die obskurierten gebeugten Strahlungskanäle zustande kommt. Demnach können die Beugungseffizienzen für Lithografievorrichtungen, welche eine Obskuration aufweisen, unvollständig sein.
Ferner sei zu bemerken, dass bei der Bildung der Beugungseffizienz sich der Einfluss der Beleuchtungseinheit kürzt, da die Intensitäten entsprechender Strahlungskanäle durcheinander dividiert werden. Ein Rauschen, welches in der Beleuchtungseinheit umfasst sein könnte, hat demnach keinen Einfluss auf das korrekte Bestimmen der Beugungseigenschaft.
Fig. 4 veranschaulicht dabei Simulationsergebnisse von Beugungseffizienzen von gebeugten Strahlungen. Die erste Spalte der Fig. 4 entspricht dabei der Beugungseffizienz B_EFi, welche für die gebeugten Strahlungskanäle der nullten Beugungsordnung Bo, die plus ersten Beugungsordnung B+i und die minus erste Beugungsordnung B-i dargestellt ist. Die erste Spalte aus Fig. 4 entspricht dabei der dritten Zeile aus Fig. 3. Dementsprechend sind die unvollständigen Beugungseffizienzen, welche durch die Obskuration verursacht werden, dargestellt. Die zweite Spalte der Fig. 4 gibt dabei ebenfalls eine Beugungseffizienz B_EF2 der Beugungsordnungen an. In diesem Falle wurde bei der Simulation jedoch der Einfluss der Obskuration entfernt. Somit beruhte das Bestimmen der Beugungseffizienz B_EF2 auf vollständigen Informationen. In diesem Simulationsfall wiesen die Intensitätsverteilungen der ungebeugten und gebeugten Strahlungskanäle keine Bereiche mit Obskuration auf. In der dritten Spalte ist eine Beugungseffizienz B_EF3 der Beugungsordnungen dargestellt, wobei in diesem Fall die Ausgleichung (wie hierin beschrieben) der Beugungseffizienz für den oder die Undefinierten Bereiche der Obskuration aus der ersten Spalte der Beugungseffizienz B_EF1 erfolgte. Anschließend konnte die Beugungseffizienz B_EF2 ohne Obskuration mit der Beugungseffizienz B_EF3, bei der eine Ausgleichung einer Obskurationserscheinung erfolgte, miteinander verglichen werden. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist kein Unterschied in den Beugungseffizienzen B_EF2 und der Beugungseffizienz B_EF3 erkennbar. Die Ausgleichung kann demnach hinreichend das Bestimmen der Beugungseffizienz (bzw. das Bestimmen der Beugungseigenschaft) ermöglichen. Unter anderem wird dies durch die Stetigkeit der Beugungseigenschaft ermöglicht. Es ist jedoch auch denkbar, dass im allgemeinen Fall Unstetigkeiten der Beugungseigenschaft auftreten können. Dabei kann jedoch die Struktur auf dem Messretikel derartig gewählt werden (bzw. ausgestaltet sein), dass die Unstetigkeit unterdrückt wird (z.B. bei einem Beugungsgitter als Struktur).
Fig. 5 veranschaulicht schematisch die Assoziation einer unobskurierten Teilmenge einer gebeugten Strahlung bezogen auf die entsprechende obskurierte Teilmenge einer im Wesentlichen ungebeugten Strahlung. Wie hierin beschrieben kann die Beugungseigenschaft verwendet werden die obskurierte Teilmenge der ungebeugten Strahlung bzw. der ungebeugten Strahlungsbündel zu bestimmen. Fig. 5 zeigt dabei schematisch die Intensitätsspots der ungebeugten Strahlungsbündel E in der Eintrittspupille EP (bzw. im Eintrittswinkelraum) bezogen auf die Retikelebene 38, in der z.B. die Messtruktur 60 (bzw. das Charakterisierungselement) angeordnet sein kann, die eine Beugung verursacht. Die ungebeugten Strahlungsbündel E strahlen dabei auf die Messtruktur 60 ein (in Fig. 5 nicht dargestellt) und werden von der Retikelebene 38 herausgebeugt, sodass entsprechende gebeugte Strahlungsbündel in das Projektionsobjektiv der Lithografievorrichtung eingestrahlt werden. Einige dieser gebeugten Strahlungsbündel können dabei der Obskuration der Lithografievorrichtung ausgesetzt sein. Ferner ist die Austrittspupille AP (bzw. der Austrittswinkelraum) dargestellt, welche hinter der Obskuration die gebeugten Strahlungsbündel detektiert. In der Austrittspupille sind dabei z.B. gebeugte Strahlungsbündel erkennbar, welcher der nullten Beugungsordnung BO oder der ersten Beugungsordnung Bi entsprechen. Die Position der gebeugten Strahlungsbündel der nullten Beugungsordnung BO kann dabei auch der Position der ungebeugten Strahlungsbündel BU entsprechen, welche lediglich reflektiv in das Projektionsobjektiv gestrahlt wurden, ohne Beugung an der Messstruktur. Durch die Obskuration O können einige ungebeugte Strahlungsbündel Si‘, S2‘, S3‘ nicht in der Austrittspupille detektiert werden, obwohl die entsprechenden Strahlungsbündel Si, S2, S3 in der Eintrittspupille vorhanden waren. Die der Obskuration ausgesetzten ungebeugten Strahlungsbündel können dabei als obskurierte ungebeugte Strahlungsbündel ST, S2‘, S3‘ bezeichnet werden. Erfindungsgemäß können diese über die Beugungseigenschaft bestimmt werden (wie hierin beschrieben). Im Rahmen des (hierin beschriebenen) Verfahrens kann z.B. bestimmt werden, dass für die obskurierten ungebeugten Strahlungsbündeln ST, S2‘, S3‘ entsprechende unobskurierte gebeugte Strahlungsbündeln Si“, S2“, S3“ (z.B. der ersten Beugungsordnung Bi) vorliegen, da diese detektiert werden. Die obskurierten ungebeugten Strahlungsbündeln ST, S2‘, S3‘ können als die obskurierte Teilmenge aufgefasst werden, während die unobskurierten gebeugten Strahlungsbündeln Si“, S2“, S3“ in diesem Fall über eine Beugungsordnung mit der obskurierten Teilmenge assoziiert sind. Ferner kann über das (hierin beschriebene) Verfahren z.B. die Position der obskurierten ungebeugten Strahlungsbündeln ST, S2‘, S3‘ bestimmt werden. Dafür kann z.B. ein unobskuriertes ungebeugtes Strahlungsbündel SN‘ und/oder ein entsprechendes unobskuriertes gebeugtes Strahlungsbündel SN“ z.B. in der Umgebung der Obskuration verwendet werden. Erfindungsgemäß kann die Beugungseigenschaft für alle gebeugten Strahlungsbündel über die Ausgleichung bestimmt werden. Dementsprechend steht die Beugungseigenschaft für die unobskurierten gebeugten Strahlungsbündel Si“, S2“, S3“ zur Verfügung und kann in entsprechender Weise verwendet werden um die Intensität der obskurierten ungebeugten Strahlungsbündel ST, S2‘, S3‘ zu bestimmen. Z.B. kann die Intensität der obskurierten ungebeugten Strahlungsbündel ST, S2‘, S3‘ über das Verhältnis der Intensität der entsprechenden unobskurierten gebeugten Strahlungsbündel Si“, S2“, S3“ dividiert durch deren Beugungseffizienz (bzw. Beugungseigenschaft) bestimmt werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Charakterisieren einer Lithografievorrichtung, die konfiguriert ist eine Obskuration von Strahlung zu verursachen, umfassend:
Detektieren einer ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung der Lithografievorrichtung;
Detektieren einer ersten gebeugten Strahlung der Lithografievorrichtung, wobei die erste gebeugte Strahlung an einem Charakterisierungselement gebeugt wurde;
Bestimmen einer Beugungseigenschaft des Charakterisierungselements basierend zumindest teilweise auf der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung und der ersten gebeugten Strahlung.
2. Verfahren nach Anspruch i, wobei das Bestimmen der Beugungseigenschaft ferner auf einer Ausgleichung basiert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Ausgleichung eine mit der Obskuration assoziierte Erscheinung der Beugungseigenschaft ausgleicht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Ausgleichung ein Interpolieren und/ oder ein Extrapolieren umfasst.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Beugungseigenschaft zumindest teilweise auf einem Verhältnis der ersten gebeugten Strahlung zu der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung basiert.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Beugungseigenschaft eine Beugungseffizienz der ersten gebeugten Strahlung bezogen auf die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung in einem Winkelraum umfasst.
7- Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, wobei das Detektieren der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung ein Detektieren einer Intensität der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung in einer Pupille der Lithografievorrichtung umfasst; und/ oder wobei das Detektieren der ersten gebeugten Strahlung ein Detektieren einer Intensität der gebeugten Strahlung in der Pupille umfasst.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung eine Mehrzahl an ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündeln umfasst; wobei die erste gebeugte Strahlung eine Mehrzahl an ersten gebeugten Strahlungsbündeln, welche jeweils an dem Charakterisierungselement gebeugt wurden, umfasst.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, wobei das Bestimmen der Beugungseigenschaft ein Bestimmen zumindest einer Beugungsordnung der ersten gebeugten Strahlung umfasst.
10. Verfahren nach Anspruch 8 und 9, wobei für zumindest ein erstes gebeugtes Strahlungsbündel aus der Mehrzahl an gebeugten Strahlungsbündeln die Beugungsordnung bestimmt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei für das zumindest eine erste gebeugte Strahlungsbündel ein entsprechendes erstes im Wesentlichen ungebeugtes Strahlungsbündel aus der Mehrzahl an ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündeln bestimmt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Beugungseigenschaft für das zumindest eine erste gebeugte Strahlungsbündel bestimmt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, wobei die Lithografievorrichtung so konfiguriert ist, dass eine Teilmenge der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung der Obskuration ausgesetzt ist und somit eine obskurierte Teilmenge bildet.
14- Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verfahren ferner ein Bestimmen zumindest eines Teils der obskurierten Teilmenge umfasst, basierend zumindest teilweise auf der Beugungseigenschaft und der ersten gebeugten Strahlung.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die Lithografievorrichtung ferner so konfiguriert ist, dass eine Teilmenge der ersten gebeugten Strahlung der Obskuration nicht ausgesetzt ist und somit eine unobskurierte Teilmenge bildet.
16. Verfahren nach Anspruch 14 und 15, wobei das Bestimmen des Teils der obskurierten Teilmenge ferner zumindest teilweise auf dem Teil der unobskurierten Teilmenge basiert, welcher über eine Beugungsordnung mit dem Teil der obskurierten Teilmenge assoziiert ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Bestimmen des Teils der obskurierten Teilmenge ferner umfasst:
Bestimmen zumindest eines ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündels, welches in der obskurierten Teilmenge umfasst ist, basierend zumindest teilweise auf einem entsprechenden ersten gebeugten Strahlungsbündel zumindest einer Beugungsordnung, welches in der unobskurierten Teilmenge umfasst ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Bestimmen des Teils der obskurierten Teilmenge ferner umfasst:
Bestimmen einer Intensität des zumindest einen ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlungsbündels basierend zumindest teilweise auf der Beugungseigenschaft und der Intensität des entsprechenden ersten gebeugten Strahlungsbündels.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-18, weiterhin aufweisend: Detektieren einer zweiten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung der Lithografievorrichtung; Detektieren einer zweiten gebeugten Strahlung der Lithografievorrichtung, wobei die zweite gebeugte Strahlung am Charakterisierungselement gebeugt wurde;
Bestimmen einer Teilmenge der zweiten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung, welche der Obskuration ausgesetzt ist, basierend zumindest teilweise auf der Beugungseigenschaft und der zweiten gebeugten Strahlung.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die zweite im Wesentlichen ungebeugte Strahlung mit einem Strahlverlauf der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung assoziiert ist, wobei die zweite gebeugte Strahlung mit einem Strahlverlauf der ersten gebeugten Strahlung assoziiert ist.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13-20, wobei das Verfahren ferner ein Anpassen eines Mittels zum Abgeben von Strahlung der Lithografievorrichtung umfasst basierend zumindest teilweise auf dem Bestimmen der obskurierten Teilmenge der ersten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung nach einem der Ansprüche 13-17 und/oder der Teilmenge der zweiten im Wesentlichen ungebeugten Strahlung nach Anspruch 19 oder 20.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-21, wobei das Charakterisierungselement in einer Retikelebene der Lithografievorrichtung angeordnet ist.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-22, wobei das Charakterisierungselement eine Beugungsstruktur umfasst.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-23, wobei die Obskuration mit einem Mittel zum Projizieren von Strahlung der Lithografievorrichtung und/oder einer Obskurationsblende der Lithografievorrichtung assoziiert ist.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-24, wobei die erste im Wesentlichen ungebeugte Strahlung eine Strahlung umfasst, die an einer Retikelebene der Lithografievorrichtung reflektiert wird; und/oder wobei die erste gebeugte Strahlung eine Strahlung umfasst, die an der Retikelebene gebeugt wird. Lithografievorrichtung umfassend: ein Mittel zum Detektieren von Strahlung; ein Mittel zum Bestimmen einer Beugungseigenschaft eines Charakterisierungselements, wobei die Lithografievorrichtung konfiguriert ist ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25 durchzuführen. Lithografievorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Lithografievorrichtung konfiguriert ist das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25 automatisch auszuführen. Computerprogramm umfassend Anweisungen, die, wenn sie von einer Computervorrichtung und/oder einer Lithografievorrichtung gemäß Anspruch 26 oder 27 ausgeführt werden, die Computervorrichtung und/oder die Lithografievorrichtung veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25 auszuführen. Lithografievorrichtung nach einem der Ansprüche 26 oder 27 umfassend einen Speicher, welcher ein Computerprogramm nach Anspruch 28 aufweist.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010019407A1 (en) * 2000-02-15 2001-09-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for inspecting exposure apparatus
DE102013204466A1 (de) * 2013-03-14 2014-09-18 Carl Zeiss Smt Gmbh Messung einer optischen Symmetrieeigenschaft an einer Projektionsbelichtungsanlage
JP6477850B2 (ja) * 2017-12-15 2019-03-06 株式会社ニコン 算出装置及び方法、プログラム、並びに露光方法
EP3629085A1 (de) * 2018-09-25 2020-04-01 ASML Netherlands B.V. Verfahren und vorrichtung zur messung der pupillenform

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018207384B4 (de) 2018-05-14 2019-07-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Vermessen eines Beleuchtungssystems einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie sowie Projektionsbelichtungsanlage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010019407A1 (en) * 2000-02-15 2001-09-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for inspecting exposure apparatus
DE102013204466A1 (de) * 2013-03-14 2014-09-18 Carl Zeiss Smt Gmbh Messung einer optischen Symmetrieeigenschaft an einer Projektionsbelichtungsanlage
JP6477850B2 (ja) * 2017-12-15 2019-03-06 株式会社ニコン 算出装置及び方法、プログラム、並びに露光方法
EP3629085A1 (de) * 2018-09-25 2020-04-01 ASML Netherlands B.V. Verfahren und vorrichtung zur messung der pupillenform

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