由光瞳内的照明光照明时光学系统的成像质量的确定方法技术方案

为了确定光学系统的、在由光学系统的待测量光瞳内的照明光照明时的成像质量和/或为了确定测试结构的相位效应，在光学系统的物平面中初始地布置在至少一个维度中周期性的测试结构。指定用于用初始光瞳区域照明测试结构的初始照明角度分布，初始光瞳区域的面积小于总光瞳面积的10％，并且由此在相对于物平面的不同距离位置中照明测试结构。以此方式，确定测试结构的初始经测量空间像。然后针对另外的照明角度分布重复指定照明分布、照明和确定空间像，并且从经测量空间像的比较来确定光学系统的成像贡献，从成像贡献来确定待确定的成像质量参数和/或测试结构的复数值衍射光谱。量参数和/或测试结构的复数值衍射光谱。量参数和/或测试结构的复数值衍射光谱。

【技术实现步骤摘要】
由光瞳内的照明光照明时光学系统的成像质量的确定方法
[0001]本专利申请要求德国专利申请DE102021 205 328.9的优先权，其内容通过引用并入本文中。


[0002]本专利技术涉及一种用于确定光学系统的、在由光学系统的待测量光瞳内的照明光照明时的成像质量的方法。本专利技术还涉及用于实行这种方法的计量系统。作为确定成像质量的替代或补充，所述方法促进了确定测试结构对光相位的效应。

技术介绍

[0003]为此，这种方法和计量系统从DE102019 215 800 A1中已知。从WO 2016/012 426 A1已知用于对光刻掩模的空间像进行三维测量的计量系统。DE102013 219 524 A1描述了用于确定光学系统的成像质量的装置和方法以及光学系统。DE102013 219 524 A1已经描述了用于基于针孔的成像来确定波前的相位恢复方法。Martin等人的专业文章“光掩模上晶片级CD计量术的新系统(A new system for a new system for a Wafer Lever CD Metrology on photomasks)”(SPIE论文集
–
国际光学工程学会，2009年，7272)已经公开了用于确定晶片级临界尺寸(CD)的计量系统。DE102017 216 703 A1公开了用于表征投射曝光设备的至少一个光学部件的方法。DE102019 215 800 A1公开了经由结构化物体的表面确定具有测量波长的测量光的光学相位差的方法。DE102018 211 895 A1公开了测量检验装置的方法。DE 103 17 366 A1公开了确定透镜透射率的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是改进用于确定光学系统的成像质量的方法。
[0005]该目的根据本专利技术通过具有下文中指定的特征的确定方法来实现。
[0006]本专利技术涉及一种用于确定光学系统的、在由所述光学系统的待测量光瞳内的照明光照明时的成像质量和/或用于确定测试结构的相位效应的方法，其包括以下步骤：
[0007]‑
在所述光学系统的物平面中布置在至少一个维度中周期性的测试结构，
[0008]‑
指定用于用所述照明光照明所述测试结构的初始照明角度分布，所述初始照明角度分布表示为连续的、完全照明的初始光瞳区域，其面积小于所述光瞳的总光瞳面积的10％，
[0009]‑
在所述测试结构相对于所述物平面的不同距离位置处以所指定的初始照明角度分布照明所述测试结构，
[0010]‑
使用空间分辨检测装置在所述光学系统的像平面中测量所述照明光的强度，用于确定所述测试结构的初始经测量空间像，当在每个距离位置对所述测试结构进行成像时，所述照明光已经由所述光学系统引导，
[0011]‑
指定用于用所述照明光照明所述测试结构的另外的照明角度分布，所述另外的照明角度分布表示为连续的、完全照明的另外的光瞳区域，其面积小于所述光瞳的总光瞳
面积的10％，其中所述另外的光瞳区域不与初始光瞳区域重叠,
[0012]‑
用所指定的另外的照明角度分布在所述测试结构相对于所述物平面的不同距离位置处照明所述测试结构，
[0013]‑
使用所述空间分辨检测装置测量所述光学系统的所述像平面中的所述照明光的强度，用于确定所述测试结构的另外的经测量空间像，当在每个距离位置对所述测试结构进行成像时，所述照明光已经由所述光学系统引导，
[0014]‑
从所述经测量空间像的比较来确定所述光学系统的成像贡献，
[0015]‑
从所测量的成像贡献来确定至少一个成像质量参数，和/或
[0016]‑
从所测量的成像贡献确定所述测试结构的复数值衍射光谱。
[0017]根据本专利技术，认识到使用周期性测试结构来确定光学系统的成像贡献和/或用于确定测试结构对光相位的效应会生成边界条件，该边界条件取决于确定方法的设计来提高成像质量所确定的准确度或者提高成像质量所确定的速度。待测量光瞳可以是光学系统的出射光瞳，并且特别是投射光学单元的出射光瞳。可以确定复掩模光谱，以达到确定测试结构对光相位的效应的目的。测试结构可以在恰好一个维度中是周期性的(1
‑
D测试结构)。替代地，测试结构还可以在多于一个维度中，例如在二个维度中，是周期性的(2
‑
D测试结构)。
[0018]通过以与光瞳相比较小的光瞳区域来指定照明角度分布，出现了在其准确度和/或其速度方面改进确定方法的另外的边界条件。该光瞳区域的面积可以小于总光瞳面积的5％，并且可以例如不多于总光瞳面积的4％。光瞳区域的面积通常大于光瞳的总光瞳面积的0.001％。
[0019]通过使用在其方向上对应良好定义的测试结构的照明，可以确保例如测试结构处的衍射效应可以与待测量的光学系统的成像效应分开。
[0020]除了关于测试结构的周期性的知识，特别是结构周期的知识以外，用于实行确定方法不需要关于测试结构的其他现有知识。该周期可以在确定方法内通过已知的衍射测量步骤依次确定。
[0021]用于将物平面中的物场成像到像平面中的像场的投射光学单元可以表示旨在确定其成像质量的光学系统，或者可以是这种光学系统的组成部分。
[0022]作为示例，确定方法可以用于从所述掩模的衍射光谱确定吸收体与光刻掩模的多层之间的相位差。在DE102019 215 800 A1和WO 2008 025 433 A2中描述了相位差的对应确定。然后可以基于经确定成像质量调整和/或校正光学系统。经确定成像质量的另外应用是对掩模的光致抗蚀剂中的空间像的综合计算；参见WO 2017 207 297 A1。另外应用是计算所谓的光学邻近校正模型。在该方面中，参考DE102016 218977 A1。
[0023]优选地，所述光瞳至少具有近似圆形或椭圆形的边缘，表示相应照明角度分布的所述光瞳区域至少能够近似为圆形或椭圆形区域，其半径不超过所述光瞳的半径的30％。如上所述的至少近似圆形的光瞳和/或至少近似圆形的光瞳区域或椭圆形的光瞳区域简化了确定方法。在光瞳和/或光瞳区域偏离圆形形式的范围内，可以将光瞳的半径和/或光瞳区域的半径计算为平均半径。表示相应照明角度分布的光瞳区域的半径的上限可以是光瞳的半径的25％、20％、15％或者10％，或者甚至可以更小。
[0024]优选地，“指定另外的照明角度分布”、“用所指定的另外的照明角度分布对测试结构进行照明”和“测量强度”的步骤至少重复一次。如上所述的方法步骤的重复导致确定方
法准确度的改进。原理上，该方法也可以使用恰好两个照明角度分布来实行，例如使用具有光瞳的中心照明的初始照明角度分布和使用已经相对于该初始照明角度移位的恰好一个照明角度分布来实行。
[0025]优选地，在测量所述强度的范围内测量出经测量光谱，并且将其测量作为通过所述光学系统引导的周期性测试结构的衍射光谱。如上所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定光学系统的、在由所述光学系统的待测量光瞳(22、24)内的照明光(1)照明时的成像质量和/或用于确定测试结构的相位效应的方法，包括以下步骤：
‑
在所述光学系统的物平面(4)中布置在至少一个维度(x；x，y)中周期性的测试结构(5)，
‑
指定用于用所述照明光(1)照明所述测试结构(5)的初始照明角度分布所述初始照明角度分布表示为连续的、完全照明的初始光瞳区域(19)，其面积小于所述光瞳(22、24)的总光瞳面积的10％，
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在所述测试结构(5)相对于所述物平面(4)的不同距离位置(z)处以所指定的初始照明角度分布照明所述测试结构(5)，
‑
使用空间分辨检测装置(25)在所述光学系统的像平面(26)中测量所述照明光(1)的强度，用于确定所述测试结构(5)的初始经测量空间像当在每个距离位置(z)对所述测试结构(5)进行成像时，所述照明光已经由所述光学系统引导，
‑
指定用于用所述照明光(1)照明所述测试结构(5)的另外的照明角度分布所述另外的照明角度分布表示为连续的、完全照明的另外的光瞳区域(19)，其面积小于所述光瞳(22、24)的总光瞳面积的10％，其中所述另外的光瞳区域(19)不与初始光瞳区域(19)重叠,
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用所指定的另外的照明角度分布在所述测试结构(5)相对于所述物平面(4)的不同距离位置(z)处照明所述测试结构(5)，
‑
使用所述空间分辨检测装置(25)测量所述光学系统的所述像平面(26)中的所述照明光(1)的强度，用于确定所述测试结构(5)的另外的经测量空间像当在每个距离位置(z)对所述测试结构(5)进行成像时，所述照明光已经由所述光学系统引导，
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从所述经测量空间像的比较来确定所述光学系统的成像贡献，
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从所测量的成像贡献来确定至少一个成像质量参数，和/或
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从所测量的成像贡献确定所述测试结构(5)的复数值衍射光谱。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光瞳(22、24)至少具有近似圆形或椭圆形的边缘，表示相应照明角度分布的所述光瞳区域(19)至少能够近似为圆形或椭圆形区域，其半径不超过所述光瞳(22、24)的半径的30％。3.根据权利要求1所述的方法，其中，“指定另外的照明角度分布”、“用所指定的另外的照明角度分布对测试结构进行照明”和“测量强度”的步...

【专利技术属性】
技术研发人员：M科赫，R卡佩利，K格沃希，D希马科夫，
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：