用于预测投影系统中的像差的方法和系统技术方案

一种预测用于投影辐射束的投影系统的热致像差的方法，所述方法包括：根据所述辐射束的功率和照射源光瞳，计算所述投影系统的至少一个光学元件的辐照度轮廓；使用所述投影系统的所述至少一个光学元件的被计算的所述辐照度轮廓来估计所述投影系统的所述至少一个光学元件中的作为时间的函数的温度分布；基于所述估计的温度分布及与所述投影系统的所述至少一个光学元件相关联的热膨胀参数图，计算所述投影系统的所述热致像差，其中，所述热膨胀参数图是指示所述投影系统的所述至少一个光学元件中的热膨胀参数的空间变化的空间图，或者是均匀的图。者是均匀的图。者是均匀的图。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于预测投影系统中的像差的方法和系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年2月5日递交的欧洲申请21155372.2和于2021年9月16日递交的欧洲申请21197035.5的优先权，并且所述欧洲申请的全部内容以引用的方式并入本文中。


[0003]本专利技术涉及一种用于预测投影系统中的像差的方法和系统。更具体地，该方法涉及对导致热致像差的投影系统加热进行建模。

技术介绍

[0004]光刻设备是被构造成将期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以用于例如制造集成电路(IC)。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)处的图案投影到提供于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
[0005]为了将图案投影于衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长确定能够形成于衬底上的特征的最小尺寸。相比于使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备，使用具有在4nm至20nm的范围内(例如，6.7nm或13.5nm)的波长的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成较小的特征。
[0006]用于将来自图案形成装置的图案成像到衬底上的投影系统将诱发所投影的图像的波前中的一些像差。
[0007]在图案投影到衬底上期间，投影系统将变热，并且这将使投影系统的成像性质(例如，波前)漂移。在EUV光刻中，这种现象被称为反射镜加热。
[0008]尽管针对EUV辐射传输优化了投影系统中的反射镜，但是EUV(以及带外)能量的相当大的一部分被吸收到反射镜中并且被转换成热。这种加热引起反射镜的材料中的热应力，从而导致光学表面变形。这些变形最终引起投影系统中的像差，从而引起成像误差。
[0009]本专利技术的目的是提供一种用于预测像差及对所述像差进行建模的方法，该方法避免或减轻了与现有技术相关联的一个或更多个问题。

技术实现思路

[0010]根据本专利技术的第一方面，提供一种预测用于投影辐射束的投影系统的热致像差的方法，所述方法包括：根据所述辐射束的功率和照射源光瞳，计算所述投影系统的至少一个光学元件的辐照度轮廓；使用所述投影系统的所述至少一个光学元件的被计算的所述辐照度轮廓来估计所述投影系统的所述至少一个光学元件中的作为时间的函数的温度分布；以及基于被估计的所述温度分布及与所述投影系统的所述至少一个光学元件相关联的热膨胀参数图，计算所述投影系统的所述热致像差，其中，所述热参数图是指示所述投影系统的所述至少一个光学元件中的热膨胀参数的空间变化的空间图，或者是均匀的图。
[0011]这可以具有如下优势：光刻设备中的热致光学像差的预测的准确性可以提高。这
可以改善成像、重叠和聚焦性能。此外，在每个客户应用之后可能不要求校准，由此提高了生产率。
[0012]辐照度轮廓可以提供投影系统的至少一个光学元件上的热负载的(基于衍射的)估计或估计值。
[0013]可以使用光学模型来计算所述至少一个光学元件的所述辐照度轮廓。
[0014]所述方法可以包括：使用热模型来估计所述至少一个光学元件中的所述温度分布。
[0015]这可以被视为物理建模(与黑箱或机器学习建模相反)。
[0016]所述方法还可以包括：使用所述辐射束在图案形成装置处的衍射图案来计算所述辐照度轮廓，所述投影系统从所述图案形成装置投影辐射。
[0017]所述方法还可以包括：使用所述辐射束的所述功率、所述辐射束的所述照射源光瞳、以及所述图案形成装置的特性来计算所述衍射图案。
[0018]图案形成装置的特性可以是图案形成装置的图案。所述图案形成装置的图案在多种相关波长(例如，EUV和IR)的情况下可以包括多个图案，并且这些波长可以随时间(即，通过切换掩模、改变照射光瞳、以及EUV的接通/关断)而改变。
[0019]所述方法还可以包括：基于第一性原理，使用光学模型来计算所述衍射图案。
[0020]所述方法还可以包括：使用线性或非线性微分方程来计算所述温度分布。
[0021]所述线性微分方程可以包括高阶热动力学。
[0022]所述方法还可以包括：基于第一性原理，使用热动态模型来估计所述温度分布。
[0023]所述方法还可以包括：使用静态非线性函数来计算所述热致像差；根据被估计的所述温度分布，计算所述投影系统的所述至少一个光学元件中的结构应变；基于所述投影系统的所述至少一个光学元件中的被计算的所述结构应变，计算所述投影系统的所述热致像差；使用被计算的所述结构应变来计算所述投影系统的所述至少一个光学元件的结构变形，并且使用所述投影系统的所述至少一个光学元件的被计算的所述结构变形来计算所述投影系统的所述热致像差；以及使用朝向所述热致像差的映射来计算所述热致像差。
[0024]可以是非线性且非均匀的函数可以表示光学元件内的结构热变形以及所得到的对所述衬底上的波前的影响。
[0025]朝向所述热致像差的映射可以包括射线追踪。
[0026]所述方法还可以包括：将所述投影系统的所述至少一个光学元件的温度测量值用于反馈校正，所述反馈校正是被估计的所述温度分布和针对热漂移、热干扰、建模误差、热边界条件的改变、以及校准误差中的至少一项的所述热致像差的所述预测的反馈校正。
[0027]这可以提供相对于漂移随时间的稳健性。所述温度测量值可以用于估计波前误差。
[0028]所述热干扰可以是照射负载中的不确定性。
[0029]所述建模误差可以是热模型参数中的不确定性。
[0030]所述热漂移可以是：(i)EUV辐射引起的有效热负载和在EUV源中产生的关联频带外波长(例如，DUV和IR)上的漂移，(ii)光学元件加热控制系统中IR激光器和光学器件中的漂移，和/或(iii)光学元件表面处归因于光学元件与投影系统框架/容器之间的压力变化的热传递漂移。
[0031]所述温度测量值可以是实时的或取样的温度测量值。
[0032]所述方法还可以包括：将所述投影系统的所述至少一个光学元件的温度测量值用于估计所述至少一个光学元件的热边界条件的改变；以及基于所述至少一个光学元件的热边界条件的效应的估计，估计所述温度分布并且计算所述投影系统的所述热致像差。
[0033]所述温度传感器可以位于反射镜侧及背侧处或附近。
[0034]另外，用于估计热边界条件的效应的温度传感器可以是用于反馈校正的温度传感器，所述反馈校正是用于所述热致像差的所述预测的反馈校正。
[0035]所述热边界条件可以是面向环境的热损失。
[0036]所述反馈校正可以基于所述温度测量值与所估计的温度之间的差。所估计的温度可以在所述温度传感器的位置处。
[0037]可以基于热动态模型(例如使用卡尔曼滤波器)以不同方式确定所述反馈校正的反馈增益。
[0038]所述方法还可以包括：将所述投影系统的所述至少一个光学元件的温度测量值用于估计所述至少一个光学元件的所述辐照度轮廓与实际辐照度轮廓之间的失配，所述辐照度轮廓是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种预测用于投影辐射束的投影系统的热致像差的方法，所述方法包括：根据所述辐射束的功率和照射源光瞳，计算所述投影系统的至少一个光学元件的辐照度轮廓；使用所述投影系统的所述至少一个光学元件的被计算的所述辐照度轮廓来估计所述投影系统的所述至少一个光学元件中的作为时间的函数的温度分布；基于被估计的所述温度分布及与所述投影系统的所述至少一个光学元件相关联的热膨胀参数图，计算所述投影系统的所述热致像差，其中，所述热膨胀参数图是指示所述投影系统的所述至少一个光学元件中的热膨胀参数的空间变化的空间图，或者是均匀的图。2.如权利要求1所述的方法，还包括：使用所述辐射束在图案形成装置处的衍射图案来计算所述辐照度轮廓，所述投影系统从所述图案形成装置投影辐射。3.如权利要求2所述的方法，还包括：使用所述辐射束的所述功率、所述辐射束的所述照射源光瞳、以及所述图案形成装置的特性来计算所述衍射图案。4.如权利要求2或3中任一项所述的方法，还包括：基于第一性原理，使用光学模型来计算所述衍射图案。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：使用线性或非线性微分方程来计算所述温度分布。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：基于第一性原理，使用热动态模型来估计所述温度分布。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：使用静态非线性函数来计算所述热致像差；根据被估计的所述温度分布，计算所述投影系统的所述至少一个光学元件中的结构应变；基于所述投影系统的所述至少一个光学元件中的被计算的所述结构应变，计算所述投影系统的所述热致像差；使用被计算的所述结构应变来计算所述投影系统的所述至少一个光学元件的结构变形，并且使用所述投影系统的所述至少一个光学元件的被计算的所述结构变形来计算所述投影系统的所述热致像差；以及使用朝向所述热致像差的映射来计算所述热致像差。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：将所述投影系统的所述至少一个光学元件的温度测量值用于针对热漂移、热干扰、建模误差、热边界条件的改变、以及校准误差中的至少一项对被估计的所述温度分布和热致像差的所述预测进行反馈校正。9.如权利要求8所述的方法，其中，所述温度测量值是实时的或取样的温度测量值。10.如权利要求8或9所述的方法，还包括：将所述投影系统的所述至少一个光学元件的温度测量值用于估计所述至少一个光学元件的热边界条件的改变；以及基于对所述至少一个光学元件的热边界条件的效应的估计，估计所述温度分布并且计算所述投影系统的所述热致像差。11.如权利要求8至10中任一项所述的方法，其中，所述反馈校正基于所述温度测量值与所估计的温度之间的差。
12.如权利要求8至11中任一项所述的方法，还包括：将所述投影系统的所述至少一个光学元件的温度测量值用于估计所述至少一个光学元件的所述辐照度轮廓与实际辐照度轮廓之间的失配，所述辐照度轮廓是独立于所述图案形成装置的所述特性来计算的并且是使用多个辐照度形状的系数来计算的；以及基于辐照度轮廓的所述失配，估计所述温度分布和所述投影系统的所述热致像差。13.如权利要求12所述的方法，还包括：将多个光学元件的温度测量值和所述多个辐照度形状的所述系数中的一个系数用于所述投影系统的多个光学元件。14.如权利要求12至13中任一项所述的方法，还包括：使用多个光学元件的温度测量值并且针对所述至少一个光学元件估计所述多个辐照度形状的所述系数中的一个系数或系数的子集；以及然后，将所述多个辐照度形状的估计的所述系数或系数的子集作为标称输入馈通到至少一个其它光学元件。15.如权利要求13至14中任一项所述的方法，还包括：将单个反馈增益用于估计所述多个光学元件的所述多个辐照度形状的所述系数。16.如权利要求13至15中任一项所述的方法，还包括：估计一个或更多个扇区加热器或...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：