一种用于在光刻掩模(5)成像期间三维测量在像平面周围区域中的3D空间像的方法，光刻掩模布置在物平面(4)中，考虑在彼此垂直方向(x，y)中的可选成像比例比。为此，在成像光与光刻掩模(5)相互作用之后重构成像光(1)的电磁波前。包含一对应于成像比例比的作用变量。最后，输出通过包含该作用变量测量的3D空间像。这导致测量方法还可用于测量优化用于在投射曝光期间在变形投射光学单元的情况下使用的光刻掩模。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本专利申请要求德国专利申请DE102014214257.1和DE102014217229.2的优先权，它们的内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种用于在光刻掩模成像期间三维测量像平面周围区域中的3D空间像的方法。本专利技术还涉及一种用于实施该方法的测量系统。
技术介绍
从US2013/0063716A1，DE10220815A1，DE10220816A1和US2013/0083321A1中已知一开始提到的类型的测量系统。EP2506061A1公开了一种用于生产半导体装置的投射曝光设备的投射光学单元，其使用孔径光阑，其中，光阑的直径在两个彼此垂直的方向上相差多于10％。DE102010040811A1描述了一种变形投射光学单元。US2008/0036986A1描述了一种投射曝光设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发一种用于测量光刻掩模的3D空间像的方法，使得还可以测量优化用于在投射曝光期间在变形投射光学单元的情况下使用的光刻掩模。该目的根据本专利技术通过具有权利要求1所指定的步骤的方法来实现。根据本专利技术，已认识到，为了测量优化用于在变形光刻投射光学单元情况下使用的光刻掩模，不必绝对地使用具有同样的变形投射光学单元的测量系统。根据本专利技术的方法还可以在非变形的且尤其在彼此垂直方向上不具有可选成像比例比的投射光学单元的情况下使用。在测量期间通过包含作用变量(influencingvariable)来仿真光刻投射光学单元的变形影响，作用变量是对要仿真的光刻投射光学单元的成像比例比(imagingscaleratio)的测量。包含了通过操纵重构的电磁波前(由数字器件执行)。具有非变形投射光学单元的现有测量系统如此原则上还可以用于测量优化用于在变形光刻投射光学单元的情况下使用的光刻掩模，非变形投射光学单元的成像处理软件对应地转换。已发现根据权利要求2的步骤序列特别适用于实施电磁波前的重构。位移增量可以根据情况针对相应测量任务而改变。两个实际测量的位移位置之间的测量结果还可以通过插值获得。插值可以在傅里叶域(Fourierdomain)中进行，也可以在空间域中进行。根据权利要求3利用测量光学单元进行测量的优点如上所讨论。根据权利要求4的相位重构允许特别精确地重构电磁波前。从文献中已知的许多不同的数字方法存在用于实施这种相位重构。相位重构可以通过使用傅里叶变换和逆傅里叶变换来执行。在各情况下可以利用已知的测量系统通过垂直于物平面将光刻掩模移位了一预定位移距离来实现根据权利要求5的散焦变化。根据权利要求6的照明光学单元的操纵是替代或额外可能的变型，并且可用于重构电磁波前。为了该重构，可以从多个不同的精确预定的照明方向照明光刻掩模，并且对于每个照明方向可以测量得到的2D成像光强度分布(resultant2Dimaging-lightintensitydistributions)。相位重构还可以借助傅里叶叠层成像(ptychography)来实施。这可涉及例如移动小孔径针孔光阑穿过测量系统的照明光瞳，以实现傅里叶叠层成像所需的照明方向的多样化。对于根据权利要求7的电磁波前的重构，还可以使用原则上从空间光干涉显微镜(SLIM)已知的测量系统的照明光学单元的照明光瞳的变型。电磁波前的相位重构还可以干涉测量法、全息法或通过使用光刻掩模的相干照明来执行。作为相干照明的替代，在照明光瞳内的相应预定的照明设定可以用于执行精细采样，为此，又可以使用针孔光阑。根据权利要求8的成像的数字模拟使得包含对应于可能的成像比例比的作用变量，而不需要硬件中的插值。数字模拟可以通过在光刻掩模成像期间模拟椭圆物侧数值孔径的效果并实现圆形像侧数值孔径来实现。数字模拟可以数字柱面透镜形式或添加像散波前的形式来执行。除了相位重构，根据权利要求9，还可以执行强度重构。如果执行强度重构，则可以使用具有明显偏离1的x/y纵横比的成像孔径光阑。强度域中的重构计算可以同样借助傅里叶变换和逆变换来执行。在该情况下，可以在傅里叶分量的方向方面方向独立地包含对应于成像比例比的作用变量，其中使用在恰当选择位移增量的情况下的测量结果。对于分配特定成像比例比的每个方向，则可以使用具有分配给该方向的自身位移增量的测量结果。已发现根据权利要求10的2D强度傅里叶变换的产生特别适用于强度重构。根据权利要求11扭曲测量的2D成像光强度分布允许仿真对应成像光学单元的成像行为。在扭曲之后，可以执行对获得的2D成像光强度分布的强度傅里叶变换，以产生对应数量的2D强度傅里叶变换。在选择的2D强度傅里叶变换中的信息项目可以放在一起以用于强度重构，所述2D强度傅里叶变换利用光刻掩模或测试结构的各种位移测量。根据权利要求12，对于光刻掩模的预定位移测量的一组2D成像光强度分布可用于此，强度傅里叶变换的方向分量相应地借助赋值函数从该组中选择。然后，这些各种方向分量可以放在一起。赋值函数选择成确保在那些对应于成像比例极值的方向分量之间尽可能平滑的过渡。赋值函数特别是单调的，并且可以是连续可微分的，尤其是多次连续可微分的。根据权利要求13的额外扭曲步骤使得进而可以对应成像比例比仿真成像光学单元。作为合成原始图像的扭曲的替代，在实施测量的2D成像光强度分布的强度傅里叶变换之前还可以执行扭曲。在该情况下，在强度傅里叶变换的步骤之前首先扭曲测量的2D成像光强度分布，执行整个合成2D强度傅里叶变换和强度逆傅里叶变换的产生。该扭曲可以数字地执行，由此通过测量值的转换而执行。根据权利要求14的选择可以利用相当简单的器件数值地实现。该选择函数可以选择成允许归一化条件，这确保了每个方向以相等权利被选择。根据权利要求15的数字选择函数可以特别容易的方式数值地实施。作为仅呈现值0和1的数字选择函数的替代，可以使用具有在值0和1之间的连续过渡的选择函数。根据权利要求16的测量系统的优点对应于上面参考根据本专利技术的方法解释的优点。附图说明下面参考附图更详细地解释本专利技术的示例性实施例。在附图中：图1高度示意性示出在垂直于入射平面的方向上观看测量系统的平面图，该测量系统用于借助照明光学单元和成像光学单元利用EUV照明光和成像光检查光刻掩模形式的物体，照明光学单元和成像光学单元均极其示意性地示出；图2示出用于物体的照明的照明设定，即照明光在照明光学单元的光瞳平面中的强度分布；图3示出要成像的物体的平面图；图4示出用于成像光学单元中的成像光束的边际定界的成像孔径光阑的平面图；图5不如图1示意性地示出要成像的物体和晶片之间的光刻投射光学单元的布置的侧视图，物体是预先利用图1所示测量系统检查的物体；图6示意性示出在投射曝光期间照明和成像光在物体处的反射在入射平面中的截面；图7示出根据图6的线VII-VII的穿过入射照明光束和发出的成像光束的截图；图8示出在光刻掩模成像期间三维测量像平面周围区域中的3D空间像的方法的流程图；图9示出更详细地说明包含作用变量的方法步骤的流程图，作用变量对应于投射光学单元在彼此垂直方向上的成像比例的比；图10示出场平面距成像光学单元的最优焦平面的位移Δzi对用于计算3D空间像的傅里叶变换的方向分量的角度的依赖性，该位移Δzi在测量3D空间像期间用于强度重构，该依赖性针对成像光学单元的给定成像本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在光刻掩模(5)的成像期间三维测量在像平面(24)周围区域中的3D空间像同时考虑彼此垂直方向(x，y)上的可选成像比例比的方法，所述光刻掩模布置在物平面(4)中，所述方法包含以下步骤：‑在成像光与所述光刻掩模(5)相互作用之后重构所述成像光(1)的电磁波前；‑包含(31)对应于所述成像比例比的作用变量；‑输出(36)通过包含所述作用变量而测量的3D空间像。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.22 DE 102014214257.1;2014.08.28 DE 10201421.一种在光刻掩模(5)的成像期间三维测量在像平面(24)周围区域中的3D空间像同时考虑彼此垂直方向(x，y)上的可选成像比例比的方法，所述光刻掩模布置在物平面(4)中，所述方法包含以下步骤：-在成像光与所述光刻掩模(5)相互作用之后重构所述成像光(1)的电磁波前；-包含(31)对应于所述成像比例比的作用变量；-输出(36)通过包含所述作用变量而测量的3D空间像。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述重构中实施下列步骤：-在对应于所述像平面(24)的平面(14a)的区域中测量(28)2D成像光强度分布；-垂直(z)于所述物平面(4)将所述光刻掩模(5)移位了一预定位移(Δz；Δz1，Δz2；Δz1，Δz2，Δzi)；-重复(30)“测量”和“移位”步骤直到测量足够数量的2D成像光强度分布来再现3D空间像。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该测量利用测量光学单元(7，13)实施，所述测量光学单元的成像比例在彼此垂直的方向(x，y)上相同，所述包含(31)作用变量通过转换测量的2D成像光强度分布的数据来执行。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在重构(33)所述电磁波前时，执行相位重构。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对于所述相位重构，改变所述光刻掩模(5)的成像的散焦。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述重构(33)中，对照明光学单元(7)执行操纵，利用所述照明光学单元照明所述光刻掩模(5)。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，对于所述重构(33)，改变所述照明光学单元(7)的照明光瞳。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在转换波前数据中包含(31)所述作用变量通过以所述成像比例比成像的数字模拟来执行...
【专利技术属性】
技术研发人员：U马特卡，C胡泽曼，J劳夫，S佩利茨，HJ曼，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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