JP7385679B2 - Method for three-dimensionally determining the aerial image of a lithography mask - Google Patents

Method for three-dimensionally determining the aerial image of a lithography mask Download PDF

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Description

ドイツ特許出願第ＤＥ １０ ２０１９ ２０６ ６５１．８号の内容が、参照によって本明細書に組み込まれる。 The contents of German patent application DE 10 2019 206 651.8 are incorporated herein by reference.

本発明は、投影露光装置のアナモルフィック（ａｎａｍｏｒｐｈｉｃ）投影露光結像光学ユニットによる結像の結果として、リソグラフィマスクの空間像（ａｅｒｉａｌ ｉｍａｇｅ）を３次元的に決定するための方法に関する。 The present invention relates to a method for three-dimensionally determining an aerial image of a lithographic mask as a result of imaging by an anamorphic projection exposure and imaging optical unit of a projection exposure apparatus.

そのような方法および計測システムは、米国特許出願公開第２０１７／０１３１５２８号（対応する文書として国際出願公開第２０１６／０１２４２５号）および米国特許出願公開第２０１７／０１３２７８２号から知られている。 Such a method and measurement system are known from US 2017/0131528 (corresponding document WO 2016/012425) and US 2017/0132782.

本発明の目的は、アイソモルフィック（ｉｓｏｍｏｒｐｈｉｃ：同形）結像スケールを有する測定結像光学ユニットを備える計測システムを使用しながら、アナモルフィック投影露光結像光学ユニットによって結像される（ｉｍａｇｅｄ）ことになるリソグラフィマスクの３Ｄ空間像の決定の正確度を改善することである。 The object of the present invention is to use a metrology system comprising a measurement imaging optical unit with an isomorphic imaging scale, imaged by an anamorphic projection exposure imaging optical unit. The objective is to improve the accuracy of determining a 3D aerial image of a lithographic mask.

この目的は本発明によれば、請求項１に規定される特徴を有する空間像決定方法によって達成される。 This object is achieved according to the invention by a method for determining an aerial image having the features defined in claim 1.

本発明によれば、少なくとも１つの補正項を使用することで、計測システムの測定光学ユニットの変位可能かつ／または変形可能な測定光学ユニット構成要素の目標とされるミスアライメント（ｔａｒｇｅｔｅｄ ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ：目標とされるずれ）によって、３次元空間像を完成させるために、すなわち結像光学ユニットの像平面に対して垂直な第３の空間像次元を捕捉するために必要な、投影露光結像光学ユニットのデフォーカスされた空間像への近似の改善が可能であることが認識されている。上記少なくとも１つの補正項には、照明設定のそれぞれ再構築されたスペクトルが組み込まれている。少なくとも１つの補正項は、一方の投影露光装置の結像光学ユニットのデフォーカス依存度と他方の計測システムの測定光学ユニットのミスアライメント依存度との間の差に関する照明設定の影響を考慮したものである。両方の補正項が使用される限りにおいて、それらは、最初の測定ステップにおいて取得した測定結果の補正に、好ましくは異なる符号で組み込まれる。２つの補正項には同じ再構築されたスペクトルが組み込まれるので、スペクトルの再構築中に生じる誤差はその場合、２つの補正項の使用によって互いを打ち消し合う。 According to the invention, a targeted misalignment of a displaceable and/or deformable measuring optical unit component of a measuring optical unit of a measuring system is achieved using at least one correction term. of the projection exposure imaging optical unit necessary to complete the three-dimensional spatial image, i.e. to capture the third spatial image dimension perpendicular to the image plane of the imaging optical unit. It has been recognized that an improved approximation to a defocused aerial image is possible. The at least one correction term incorporates a respective reconstructed spectrum of the illumination settings. The at least one correction term takes into account the influence of the illumination settings on the difference between the defocus dependence of the imaging optical unit of the projection exposure apparatus on the one hand and the misalignment dependence of the measuring optical unit of the other metrology system. It is. Insofar as both correction terms are used, they are incorporated into the correction of the measurement result obtained in the first measurement step, preferably with different signs. Since the two correction terms incorporate the same reconstructed spectrum, the errors that occur during the reconstruction of the spectrum then cancel each other out through the use of the two correction terms.

計測システムの同形測定結像光学ユニットを使用することで、決定方法によって、アナモルフィック投影露光結像光学ユニットによって結像されるリソグラフィマスクの３Ｄ空間像を非常に精確に決定することが可能になる。このことを使用して、半導体構成要素、特にメモリチップの製造中に、リソグラフィマスク上の元の構造をその結像性能を改善するために最適化することができる。アナモルフィック測定結像光学ユニットを使用する必要はない。また更に、測定結像光学ユニットによる測定中の、視野平面に対して垂直な方向への視野の変位も必要ない。 By using the isomorphic measurement imaging optics of the metrology system, the determination method allows a very precise determination of the 3D aerial image of the lithography mask imaged by the anamorphic projection exposure imaging optics. Become. This can be used to optimize the original structure on a lithographic mask to improve its imaging performance during the manufacture of semiconductor components, in particular memory chips. There is no need to use an anamorphic measurement imaging optical unit. Furthermore, no displacement of the field of view in a direction perpendicular to the field plane during the measurement by the measurement imaging optical unit is required.

請求項２に記載の再構築に、測定される結像光強度とシミュレートされる結像光強度の間の差の最小化が組み込まれる限りにおいて、スペクトル再構築品質の改善がもたらされる。この結果、方法の補正ステップにおける測定結果の補正が改善される。 Insofar as the reconstruction according to claim 2 incorporates a minimization of the difference between the measured and simulated imaging light intensities, an improvement in the spectral reconstruction quality results. This results in an improved correction of the measurement results in the correction step of the method.

各場合において異なるデフォーカス値を事前に定めるための測定光学ユニットの目標とされるミスアライメントを生じさせるための、請求項３に記載の複数の変位可能かつ／または変形可能な測定光学ユニット構成要素によって、一方の投影露光結像光学ユニットによる結像によって生成される波面と、他方の上記波面を近似することが意図されている測定結像光学ユニットの結像によって生成される波面と、の間の差の最小化において利用可能な自由度の数が増える。それぞれの変位可能かつ／または変形可能な測定光学ユニット構成要素の変位および／または変形の、波面に対する効果は、互いに一次独立であるのが好ましい。最初の測定ステップにおいて最小化するべき、一方の投影露光結像光学ユニットの波面と他方の測定結像光学ユニットの波面との間の差を、こうして有利に小さく保つことができる。この結果投影露光結像光学ユニットの様々なデフォーカス値を、測定光学ユニットによって良好にシミュレートすることができる。測定結像光学ユニットは、投影結像光学ユニットの対応するデフォーカス値をシミュレートするための、測定結像光学ユニットの目標とされるミスアライメントのために、ちょうど１つの変位可能かつ／もしくは変形可能な測定光学ユニット構成要素を備え得るか、ちょうど２つの変位可能かつ／もしくは変形可能な測定光学ユニット構成要素を備え得るか、または、３つ以上の変位可能かつ／もしくは変形可能な測定光学ユニット構成要素、例えば３つの、４つの、５つの、もしくは更にそれ以上の変位可能かつ／もしくは変形可能な測定光学ユニット構成要素を備え得る。 A plurality of displaceable and/or deformable measuring optical unit components according to claim 3 for producing a targeted misalignment of the measuring optical unit for predetermining different defocus values in each case. between the wavefront generated by imaging by the projection exposure imaging optical unit on the one hand and the wavefront generated by imaging by the measurement imaging optical unit on the other hand, which is intended to approximate said wavefront. The number of degrees of freedom available in minimizing the difference between is increased. The effect of the displacement and/or deformation of the respective displaceable and/or deformable measurement optical unit component on the wavefront is preferably linearly independent of each other. The difference between the wavefront of one projection exposure imaging optical unit and the other measuring imaging optical unit, which is to be minimized in the first measurement step, can thus be kept advantageously small. As a result, various defocus values of the projection exposure and imaging optical unit can be simulated well by the measuring optical unit. The measuring imaging optical unit is displaceable and/or deformable in exactly one direction for a targeted misalignment of the measuring imaging optical unit in order to simulate a corresponding defocus value of the projection imaging optical unit. or may comprise exactly two displaceable and/or deformable measuring optical unit components, or may comprise three or more displaceable and/or deformable measuring optical unit components. It may be provided with components, for example three, four, five or even more displaceable and/or deformable measuring optical unit components.

請求項４に記載の照明設定瞳の細分化によって、スペクトル再構築の正確度が改善される。細分化は、実際に使用されるリソグラフィマスクの場合に、照明方向のシフトがマスクスペクトルのシフトしかもたらさない、ホプキンス近似（Ｈｏｐｋｉｎｓ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ）としても知られる手法が、照明方向の小さい変化に対してしか良好な近似を構成しない、という物理的事実を考慮したものである。以降ではこれを「局所的ホプキンス近似」とも呼ぶ。 The subdivision of the illumination setting pupil according to claim 4 improves the accuracy of the spectral reconstruction. Subdivision is a technique that, in the case of lithography masks used in practice, also known as the Hopkins approximation, in which a shift in the illumination direction only results in a shift in the mask spectrum, only works for small changes in the illumination direction. This takes into account the physical fact that it does not constitute a good approximation. Hereinafter, this will also be referred to as the "local Hopkins approximation."

請求項５に記載のスペクトル再構築によって、確定されるスペクトルの正確度が改善される。 The spectral reconstruction according to claim 5 improves the accuracy of the determined spectrum.

請求項６に記載の空間像決定方法は、デフォーカス値が比較的高い場合であっても３Ｄ空間像データを生成するが、このことは、投影露光動作の安定性を予測するのに有利である。空間像決定方法がカバーするデフォーカス値の範囲は、理想的なフォーカス位置から２０ｎｍよりも大きく、３０ｎｍよりも大きく、５０ｎｍよりも大きく、さもなければ１００ｎｍよりも大きく、逸脱する可能性がある。 The method for determining an aerial image according to claim 6 generates 3D aerial image data even when the defocus value is relatively high, which is advantageous for predicting the stability of a projection exposure operation. be. The range of defocus values covered by the aerial image determination method may deviate from the ideal focus position by more than 20 nm, more than 30 nm, more than 50 nm, or even more than 100 nm.

請求項７に記載の回折スペクトル測定によって例えば、再構築されたスペクトルとの比較が可能になる。このことにより、１つの補正項または複数の補正項の確定がより正確になり得る。 The diffraction spectrum measurement according to claim 7 allows for example a comparison with a reconstructed spectrum. This may make the determination of the correction term or correction terms more accurate.

請求項８に記載の位相回復アルゴリズムは、回折スペクトルの測定との関連において有益であることが判明している。当業者は、そのようなアルゴリズムに関する情報を米国特許出願公開第２０１７／０１３２７８２号に見出すことができる。 The phase retrieval algorithm according to claim 8 has been found to be useful in connection with the measurement of diffraction spectra. Those skilled in the art can find information regarding such algorithms in US Patent Application Publication No. 2017/0132782.

請求項９に記載の計測システムの利点は、３Ｄ空間像決定方法を参照して上で既に説明した利点と一致する。計測システムは、例えば３０ｎｍよりも良好であり特に１０ｎｍよりも良好であり得る、極めて高い構造解像度で半導体構成要素を製造するための投影露光のために提供される、リソグラフィマスクを測定することができる。 The advantages of the measurement system according to claim 9 correspond to those already explained above with reference to the 3D aerial image determination method. The metrology system is capable of measuring a lithographic mask provided for projection exposure for producing semiconductor components with very high structural resolution, which can for example be better than 30 nm and in particular better than 10 nm. .

本発明の例示的な実施形態を、以下で図面を参照してより詳細に説明する。 Exemplary embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.

リソグラフィマスクを結像するためのアナモルフィック投影露光結像光学ユニットを備えるＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置を概略的に示す図である。1 schematically shows a projection exposure apparatus for EUV lithography with an anamorphic projection exposure imaging optical unit for imaging a lithography mask; FIG. 同形結像スケールを有する測定結像光学ユニットと、１とは異なるアスペクト比を有する開口絞りと、少なくとも１つの変位可能な測定光学ユニット構成要素と、を備える、リソグラフィマスクの空間像を決定するための計測システムを概略的に示す図である。for determining an aerial image of a lithographic mask, comprising: a measurement optical unit having a homomorphous imaging scale; an aperture diaphragm having an aspect ratio different from 1; and at least one displaceable measurement optical unit component. 1 is a diagram schematically showing a measurement system of FIG. 特定のデフォーカス値の場合の、図１に係る投影露光装置によるリソグラフィマスクの結像中の像平面内での結像光の強度分布、すなわち像平面の理想的な焦点位置からの測定平面の逸脱を、例として示す図である。The intensity distribution of the imaging light in the image plane during imaging of a lithography mask by the projection exposure apparatus according to FIG. 1 for a certain defocus value, i.e. of the measurement plane from the ideal focal position of the image plane. FIG. 4 illustrates deviations by way of example; 変位可能な測定光学ユニット構成要素が、図３に係るデフォーカスに対応するデフォーカス値が測定結像光学ユニットの目標とされるミスアライメントによって近似されるように設定されている、図２に係る計測システムによって測定される結像光強度を示す図である。According to FIG. 2, the displaceable measurement optical unit component is set such that the defocus value corresponding to the defocus according to FIG. 3 is approximated by the targeted misalignment of the measurement imaging optical unit. FIG. 3 is a diagram showing the imaging light intensity measured by the measurement system. 変位可能な測定光学ユニット構成要素が各場合において、異なるデフォーカス値に対応する異なる変位位置にある、レチクルの結像中の計測システムの像平面における一連の結像光強度測定結果を示す図である。2 is a diagram illustrating a series of imaging light intensity measurements in the image plane of the metrology system during imaging of a reticle, with the displaceable measurement optical unit component being in different displacement positions corresponding in each case to different defocus values; FIG. be. リソグラフィマスクの照明の照明設定の瞳のそれぞれの特定のセクション内への結像光の視野のフーリエ変換を表すスペクトルを使用した空間像の決定における処置を、概略的に示す図であり、スペクトルを決定するこのプロセスは、局所的ホプキンス近似の様式で実行される。2 schematically illustrates the procedure in determining an aerial image using spectra representing the Fourier transform of the field of view of the imaging light into each specific section of the pupil of the illumination settings of the illumination of the lithography mask; This process of determining is performed in the manner of a local Hopkins approximation. 空間像決定における個々の寄与を、すなわち、上段右に計測システムの測定光学ユニットの測定された空間像を、下段左に補正項として、図６に係る再構築されたスペクトルを含めた、アナモルフィック投影露光結像光学ユニットによる結像のシミュレーションによって取得された計算された空間像を、下段右に、上記のスペクトルを含めた、計測システムの測定光学ユニットによる結像のシミュレーションによって生成された計算された空間像の形態の更なる補正項を、示す図であり、異なる空間像が各場合において同じデフォーカス値に割り当てられている。The individual contributions in the aerial image determination, i.e. the measured aerial image of the measuring optical unit of the measurement system in the upper right, the correction term in the lower left, and the reconstructed spectra according to Fig. 6 are included in the anamol. The calculated aerial image obtained by the simulation of imaging by the Fick projection exposure imaging optical unit is shown in the bottom right, the calculation generated by the simulation of imaging by the measurement optical unit of the measurement system, including the above spectra. FIG. 4 shows a further correction term in the form of an aerial image, with different aerial images being assigned the same defocus value in each case;

図１は、図１ではボックスによって概略的に描かれているアナモルフィック投影露光結像光学ユニット３を備える投影露光装置２における、ＥＵＶ照明光または結像光１の光線経路を、メリジオナル断面（ｍｅｒｉｄｉｏｎａｌ ｓｅｃｔｉｏｎ）に対応する断面図で示す。照明光１は投影露光装置２の照明システム４において生成され、上記照明システムは同じくボックスとして概略的に図示されている。照明システム４はＥＵＶ光源および照明光学ユニットを含むが、これらのどちらもこれ以上詳細には図示しない。光源はレーザプラズマ源（ＬＰＰ；レーザ生成プラズマ）または放電源（ＤＰＰ；放電生成プラズマ）であり得る。原理的には、シンクロトロンベースの光源、例えば自由電子レーザ（ＦＥＬ）も使用できる。照明光１の使用される波長は、５ｎｍから３０ｎｍの間の範囲内であり得る。原理的には、投影露光装置２の変形の場合に、使用されている何らかの他の光波長用の、例えば使用されている１９３ｎｍの波長用の光源を使用することも可能である。 FIG. 1 shows the ray path of the EUV illumination light or imaging light 1 in a projection exposure apparatus 2 with an anamorphic projection exposure and imaging optical unit 3, which is schematically depicted in FIG. 1 by a box, in a meridional section ( Fig. 3 is a sectional view corresponding to the meridional section. The illumination light 1 is generated in an illumination system 4 of a projection exposure apparatus 2, which is also schematically illustrated as a box. The illumination system 4 includes an EUV light source and an illumination optics unit, neither of which are shown in further detail. The light source can be a laser plasma source (LPP; laser produced plasma) or a discharge source (DPP; discharge produced plasma). In principle, synchrotron-based light sources can also be used, for example free electron lasers (FEL). The used wavelength of the illumination light 1 may be in the range between 5 nm and 30 nm. In principle, in the case of a modification of the projection exposure apparatus 2 it is also possible to use a light source for some other light wavelength used, for example for the used wavelength of 193 nm.

照明光１は、照明システム４の照明光学ユニットにおいて、照明の特定の照明設定、すなわち特定の照明角度分布が得られるように調整される。上記照明設定は、照明システム４の照明光学ユニットの照明瞳における照明光１の特定の強度分布に対応している。 The illumination light 1 is adjusted in the illumination optical unit of the illumination system 4 in such a way that a particular illumination setting of the illumination, ie a particular illumination angle distribution, is obtained. The illumination settings described above correspond to a specific intensity distribution of the illumination light 1 in the illumination pupil of the illumination optical unit of the illumination system 4.

位置関係の提示を容易にするために、以降ではｘｙｚデカルト座標系を使用する。図１では、ｘ軸は図面の紙面に対して垂直方向に、そこから出ていくように延びる。ｙ軸は図１において右向きに延びる。ｚ軸は図１において上向きに延びる。 In order to facilitate presentation of positional relationships, an xyz Cartesian coordinate system will be used hereinafter. In FIG. 1, the x-axis extends perpendicular to and out of the plane of the drawing. The y-axis extends to the right in FIG. The z-axis extends upward in FIG.

照明光１は、投影露光装置２の物体平面６の物体視野（ｏｂｊｅｃｔ ｆｉｅｌｄ）５を照明する。リソグラフィマスク７はレチクルとも呼ばれ、物体平面６内に配置されている。図１において、ｘｙ平面と平行に延びる物体平面６の上方に、リソグラフィマスク７の構造断面が概略的に示されている。上記構造断面は、図１の図面の紙面内に存在するように図示されている。リソグラフィマスク７の実際の配置は図１の図面の紙面に対して垂直であり、物体平面６内にある。 Illumination light 1 illuminates an object field 5 of an object plane 6 of a projection exposure device 2 . A lithography mask 7, also called a reticle, is arranged in the object plane 6. In FIG. 1, a structural section of a lithographic mask 7 is schematically shown above an object plane 6 extending parallel to the xy plane. The structural cross-section is shown as being within the plane of the drawing of FIG. The actual placement of the lithographic mask 7 is perpendicular to the plane of the drawing of FIG. 1 and in the object plane 6.

照明光１は図１に概略的に図示されているようにリソグラフィマスク７で反射され、入射瞳面９内の結像光学ユニット３の入射瞳８に入る。結像光学ユニット３の使用される入射瞳８は、楕円形の外形を有する。 The illumination light 1 is reflected off the lithography mask 7 and enters the entrance pupil 8 of the imaging optical unit 3 in the entrance pupil plane 9, as schematically illustrated in FIG. The used entrance pupil 8 of the imaging optical unit 3 has an elliptical external shape.

結像光学ユニット３内で、照明または結像光１は、入射瞳面９と射出瞳面１０の間を伝播する。結像光学ユニット３の円形の射出瞳１１は、射出瞳面１０内に存在する。結像光学ユニット３はアナモルフィックであり、楕円形の入射瞳８から円形の射出瞳１１を生成する。 Within the imaging optical unit 3 , the illumination or imaging light 1 propagates between an entrance pupil plane 9 and an exit pupil plane 10 . A circular exit pupil 11 of the imaging optical unit 3 lies within the exit pupil plane 10 . The imaging optical unit 3 is anamorphic and produces a circular exit pupil 11 from an elliptical entrance pupil 8 .

結像光学ユニット３は、物体視野５を、投影露光装置２の像平面１３内の像視野（ｉｍａｇｅ ｆｉｅｌｄ）１２内に結像する。図１では、像平面１３の下方に、像平面１３からｚ方向に値ｚwだけ離間された平面内で測定された結像光強度分布Ｉスキャナ、すなわちデフォーカス値ｚwの場合の結像光強度が、概略的に示されている。投影露光結像光学ユニット３による結像の場合のそのような測定される結像光強度分布Ｉスキャナの別の例が、図３に示されている。 The imaging optical unit 3 images the object field 5 into an image field 12 in an image plane 13 of the projection exposure device 2 . In FIG. 1, the imaging light intensity distribution I scanner , measured below the image plane 13 in a plane spaced from the image plane 13 in the z direction by a value z w , i.e. the imaging for a defocus value z w Light intensity is shown schematically. Another example of such a measured imaging light intensity distribution I scanner in the case of imaging by a projection exposure imaging optical unit 3 is shown in FIG.

物体平面６と像平面１３の間に結像光学ユニット３の構成要素に特に起因して波面収差φが生じるが、図１には上記波面収差が、所望の波面値（デフォーカス＝０）からの実際の波面値のデフォーカスの逸脱として、概略的に図示されている。 A wavefront aberration φ occurs between the object plane 6 and the image plane 13 due to the components of the imaging optical unit 3, and in FIG. is schematically illustrated as the defocus deviation of the actual wavefront value of .

像平面１３の周囲の異なるｚ値における結像光強度Ｉスキャナ（ｘｙ）もまた、投影露光装置２の３Ｄ空間像と呼ばれる。投影露光装置２はスキャナとして具現化される。一方のリソグラフィマスク７、および他方の像平面１３内に配置されたウエハは、投影露光中に互いに同期させてスキャンされる。その結果、リソグラフィマスク７上の構造がウエハに転写される。 The imaging light intensity I scanner (xy) at different z-values around the image plane 13 is also referred to as the 3D aerial image of the projection exposure device 2. The projection exposure apparatus 2 is embodied as a scanner. The lithography mask 7 on the one hand and the wafer located in the image plane 13 on the other hand are scanned synchronously with each other during projection exposure. As a result, the structure on the lithography mask 7 is transferred to the wafer.

図２は、リソグラフィマスク７を測定するための計測システム１４を示す。計測システム１４は、リソグラフィマスク７の空間像を、投影露光装置２の実際の空間像Ｉスキャナ（ｘｙｚ）への近似として３次元的に決定するために使用される。 FIG. 2 shows a metrology system 14 for measuring a lithography mask 7. FIG. The metrology system 14 is used to three-dimensionally determine the aerial image of the lithography mask 7 as an approximation to the actual aerial image I- scanner (xyz) of the projection exposure apparatus 2 .

図１を参照して既に上で説明した構成要素および機能は、図２において同じ参照符号を有しており、改めて詳細に検討はしない。 Components and functions already described above with reference to FIG. 1 have the same reference numerals in FIG. 2 and will not be discussed in detail again.

投影露光装置２のアナモルフィック結像光学ユニット３と対照的に、計測システム１４の測定結像光学ユニット１５は、同形光学ユニットとして、すなわち同形結像スケールを有する光学ユニットとして具現化される。この場合、グローバルな結像スケールを別として、測定入射瞳１６は形状に関して忠実に測定出射瞳１７へと変換される。計測システム１４は、入射瞳面９内に楕円形の開口絞り１６ａを有する。計測システムにおけるそのような楕円形の開口絞り１６ａの実施形態は、国際出願公開第２０１６／０１２４２６号から知られる。上記楕円形の開口絞り１６ａは、測定結像光学ユニット１５の楕円形の測定入射瞳１６を生成する。この場合、開口絞り１６ａの内側境界は、測定入射瞳１６の外郭を事前に画定する。この楕円形の測定入射瞳１６は、楕円形の測定射出瞳１７へと変換される。楕円形の測定入射瞳１６のアスペクト比は、投影露光装置２の結像光学ユニット３の楕円形の入射瞳８のアスペクト比と大きさが厳密に同じであり得る。計測システムに関しては、国際出願公開第２０１６／０１２４２５号も参照する。 In contrast to the anamorphic imaging optical unit 3 of the projection exposure apparatus 2, the measurement imaging optical unit 15 of the metrology system 14 is embodied as a homomorphic optical unit, ie as an optical unit with a homomorphic imaging scale. In this case, apart from the global imaging scale, the measurement entrance pupil 16 is transformed faithfully in terms of shape into the measurement exit pupil 17. The measurement system 14 has an elliptical aperture stop 16 a in the entrance pupil plane 9 . An embodiment of such an elliptical aperture diaphragm 16a in a metrology system is known from WO 2016/012426. Said elliptical aperture diaphragm 16 a generates an elliptical measurement entrance pupil 16 of the measurement imaging optical unit 15 . In this case, the inner boundary of the aperture stop 16a predefines the contour of the measurement entrance pupil 16. This elliptical measurement entrance pupil 16 is transformed into an elliptical measurement exit pupil 17 . The aspect ratio of the elliptical measurement entrance pupil 16 can be exactly the same in size as the aspect ratio of the elliptical entrance pupil 8 of the imaging optical unit 3 of the projection exposure apparatus 2. Regarding the measurement system, also refer to International Application Publication No. 2016/012425.

測定結像光学ユニット１５は、少なくとも１つの変位可能かつ／または変形可能な測定光学ユニット構成要素を有する。そのような測定光学ユニット構成要素が、図２においてＭiでミラーとして概略的に図示されている。測定結像光学ユニット１５は、複数のミラーＭ１、Ｍ２…を備えることができ、対応する複数のそのような測定光学ユニット構成要素Ｍi、Ｍi+1を備えることができる。 The measuring optical unit 15 has at least one displaceable and/or deformable measuring optical unit component. Such a measurement optical unit component is schematically illustrated as a mirror in FIG. 2 at M i . The measurement and imaging optical unit 15 may comprise a plurality of mirrors M1, M2... and a corresponding plurality of such measurement optical unit components M i , M i+1 .

変位可能かつ／または変形可能な測定光学ユニット構成要素Ｍiの変位可能性および／または操作可能性が、図２においてマニピュレータレバー１８によって概略的に示されている。図２では操作の自由度が両矢印αとして示されている。変位可能かつ／または変形可能な測定光学ユニット構成要素Ｍiのそれぞれに設定されたミスアライメント

Figure 0007385679000001
に応じて波面収差φ（α）が生じるが、これは図１の場合と類似の様式で図２にも概略的に図示されている。 The displaceability and/or manipulability of the displaceable and/or deformable measuring optical unit component M i is schematically illustrated in FIG. 2 by the manipulator lever 18 . In FIG. 2, the degree of freedom of operation is shown as a double-headed arrow α. Misalignment set in each of the displaceable and/or deformable measurement optical unit components M i
Figure 0007385679000001
 Accordingly, a wavefront aberration φ(α) occurs, which is also diagrammatically illustrated in FIG. 2 in a manner similar to that in FIG.

ＣＣＤカメラであり得る空間分解検知デバイス（ｓｐａｔｉａｌｌｙ ｒｅｓｏｌｖｉｎｇ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）２０は、計測システム１４の測定平面１９内に配置されており、上記測定平面は測定結像光学ユニットの像平面を構成している。 A spatially resolving detection device 20, which can be a CCD camera, is arranged in a measurement plane 19 of the measurement system 14, which measurement plane constitutes the image plane of the measurement imaging optical unit.

図１の場合と類似の様式で、図２では測定平面１９の下方に、変位可能かつ／または変形可能な測定光学ユニット構成要素Ｍiのそれぞれのミスアライメント

Figure 0007385679000002
に応じた強度測定の結果
Figure 0007385679000003
 が示されている。そのような強度測定Ｉ測定の更なる例が、図４に示されている。 In a manner similar to that in FIG. 1, in FIG .
Figure 0007385679000002
 Results of strength measurements according to
Figure 0007385679000003
 It is shown. A further example of such an intensity measurement I measurement is shown in FIG.

投影露光装置２の空間像は測定平面１９における計測システム１４の測定結果から決定することができるが、これについて以下で詳細に説明する。 The aerial image of the projection exposure apparatus 2 can be determined from the measurement results of the measurement system 14 in the measurement plane 19, which will be explained in more detail below.

このことは、レイリー単位（Ｒａｙｌｅｉｇｈ ｕｎｉｔ）λ／ＮＡ2 ウェーハの絶対値を有するデフォーカス値ｚrの場合に、投影露光装置２の結像光学ユニット３の波面収差φを最初に計算することを含む。この場合、λは照明光１の波長であり、ＮＡウェーハは投影露光装置２の結像光学ユニット３の像側の開口数である。この波面収差は波数ベクトルｋに関して決定される。 This makes it necessary to first calculate the wavefront aberration φ of the imaging optical unit 3 of the projection exposure apparatus 2 for a defocus value z r with an absolute value of Rayleigh unit λ/NA 2 wafers . include. In this case, λ is the wavelength of the illumination light 1 and NA wafer is the image-side numerical aperture of the imaging optical unit 3 of the projection exposure apparatus 2. This wavefront aberration is determined with respect to the wave number vector k.

次いでこの波面収差がゼルニケ（Ｚｅｒｎｉｋｅ）関数の展開として記述され、今度は像平面１３におけるスキャナ波面収差のこのゼルニケ展開の目標ゼルニケ係数

Figure 0007385679000004
が得られる。次いで、ゼルニケ展開すると係数
Figure 0007385679000005
 に最も近いゼルニケ係数
Figure 0007385679000006
 が得られる測定結像光学ユニット１５の波面収差φが得られるような、１つのマニピュレータ位置Δα、または複数のマニピュレータ位置Δαiの組合せを求める。このマニピュレータ位置、またはマニピュレータ位置のこのセットの場合に、次いでリソグラフィマスク７の像が、検知デバイス２０を用いて計測システム１４によって記録される。 This wavefront aberration is then described as an expansion of a Zernike function, and now the target Zernike coefficients of this Zernike expansion of the scanner wavefront aberration at the image plane 13 are
Figure 0007385679000004
 is obtained. Then, when expanded with Zernike, the coefficient
Figure 0007385679000005
 Zernike coefficient closest to
Figure 0007385679000006
 One manipulator position Δα or a combination of a plurality of manipulator positions Δα i is determined such that the wavefront aberration φ of the measurement imaging optical unit 15 is obtained. For this manipulator position, or this set of manipulator positions, an image of the lithography mask 7 is then recorded by the metrology system 14 using the sensing device 20.

次いでこの方法が異なるデフォーカス値に対して繰り返されるが、これには、最初に投影露光装置２の結像光学ユニット３のそのデフォーカスの場合の波面収差を決定することと、続いて、このデフォーカス波面収差を最も良好にシミュレートする測定結像光学ユニットの操作Δαのセットおよびゼルニケ係数のセットを決定することと、が含まれる。 The method is then repeated for different defocus values, including first determining the wavefront aberration of the imaging optical unit 3 of the projection exposure apparatus 2 for that defocus, and subsequently determining a set of operating Δα and a set of Zernike coefficients for the measurement imaging optical unit that best simulates defocus wavefront aberrations.

このことを例えば、レイリー単位にｎ＝－２、－１．５、－１、－０．５、０、０．５、１、１．５、および２を掛けたものについて行うことができる。図５は、測定平面１９における強度測定

Figure 0007385679000007
の対応する結果を示す。これらのデフォーカス値の各々の場合に、マニピュレータ設定がこうして、測定結像光学ユニットの関連付けられた波面収差のゼルニケ係数
Figure 0007385679000008
 が投影露光装置２の結像光学ユニットの波面収差のゼルニケ係数
Figure 0007385679000009
 と各場合において最小の誤差で整合される（ｍａｔｃｈｅｄ：一致させられる、匹敵する）ようなかたちで実行される。 This can be done, for example, for Rayleigh units multiplied by n=-2, -1.5, -1, -0.5, 0, 0.5, 1, 1.5, and 2. FIG. 5 shows the intensity measurements in the measurement plane 19.
Figure 0007385679000007
 Show the corresponding results. For each of these defocus values, the manipulator settings thus measure the Zernike coefficients of the associated wavefront aberrations of the imaging optical unit.
Figure 0007385679000008
 is the Zernike coefficient of the wavefront aberration of the imaging optical unit of the projection exposure device 2.
Figure 0007385679000009
 and in each case in such a way that they are matched with minimal error.

リソグラフィマスク７の空間像Ｉスキャナに関する３次元決定方法の最初の測定ステップでは、３Ｄ空間像

Figure 0007385679000010
はしたがって、同形の開口数を有する測定光学ユニット１５と少なくとも１つの変位可能な測定光学ユニット構成要素Ｍiとを有する計測システム１４を用いて、デフォーカス値ｚwの関数としての、すなわち各々がデフォーカス値（ｚw）に対応している複数のデフォーカス測定平面にわたる、測定強度として測定される。この測定は、測定結像光学ユニット１５において、１との違いが１０％超であるアスペクト比を有する、入射瞳１６のための楕円形の開口絞り１６ａを使用して行われる。この測定は更に、デフォーカス値にそれぞれ割り当てられている、測定結像光学ユニット１５の目標とされるミスアライメントの影響下で行われる。上記目標とされるミスアライメントは、上で説明したように、投影露光装置２の結像光学ユニット３によるリソグラフィマスクの結像の結果として生じる、波面
Figure 0007385679000011
 と、目標を定めるやり方で変位される測定光学ユニット構成要素Ｍiを有する、測定結像光学ユニット１５によるリソグラフィマスク７の結像の結果として生じる、波面
Figure 0007385679000012
 と、の間の差の、最小化をもたらす。 In the first measurement step of the 3D determination method for the aerial image I scanner of the lithography mask 7, the 3D aerial image
Figure 0007385679000010
 Therefore, with a measuring system 14 having a measuring optical unit 15 with a uniform numerical aperture and at least one displaceable measuring optical unit component M i , each It is measured as a measured intensity over a plurality of defocus measurement planes corresponding to the defocus value (z w ). This measurement is carried out in the measurement imaging optics unit 15 using an elliptical aperture stop 16a for the entrance pupil 16 with an aspect ratio that differs from 1 by more than 10%. This measurement is also carried out under the influence of a targeted misalignment of the measurement imaging optical unit 15, which is in each case assigned to a defocus value. The targeted misalignment is, as explained above, a wavefront generated as a result of the imaging of the lithography mask by the imaging optical unit 3 of the projection exposure apparatus 2.
Figure 0007385679000011
 and a wavefront resulting from the imaging of the lithography mask 7 by the measurement imaging optical unit 15 with the measurement optical unit component M i displaced in a targeted manner.
Figure 0007385679000012
 results in the minimization of the difference between .

レイリー単位を様々に（ｎ＝－２，…ｎ＝２）増倍したものに対応するマニピュレータ位置の場合に計測システム１４によって測定された一連の空間像

Figure 0007385679000013
と、更に、誤差を最小化した関連付けられた波面収差の整合に際して得られる対応するゼルニケ係数
Figure 0007385679000014
 と、測定において使用されかつ投影露光中に使用される照明設定に対応している照明設定とが、その後マスクスペクトルを再構築するために使用される。 A series of aerial images measured by the measurement system 14 for manipulator positions corresponding to different (n=-2,...n=2) multiplications of Rayleigh units.
Figure 0007385679000013
 and, furthermore, the corresponding Zernike coefficients obtained upon matching the associated wavefront aberrations with minimized errors.
Figure 0007385679000014
 and illumination settings used in the measurement and corresponding to the illumination settings used during the projection exposure are then used to reconstruct the mask spectrum.

この場合、文献においてホプキンス近似として知られる近似が使用される。この近似は、２つの異なる照明方向についてのそれぞれのマスクスペクトルが、シフト以外は同一であるとの仮定に基づいている。この場合、ホプキンス近似が局所的にのみ、すなわち互いに近い照明方向に対して、適用される。このことは、照明方向が互いからより遠く離れている場合に、リソグラフィマスクの３次元構造に起因する陰影によって異なる照明スペクトルが生じる、という事実を考慮したものである。ホプキンス近似に関する詳細は例えば、参考図書「Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ＦＤＴＤ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ」、Ａ． Ｔａｆｌｏｖｅ（編集）、Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ、２０１３年の、第１５章で説明されている。 In this case, an approximation known in the literature as the Hopkins approximation is used. This approximation is based on the assumption that the respective mask spectra for two different illumination directions are identical except for the shift. In this case, the Hopkins approximation is applied only locally, ie for illumination directions that are close to each other. This takes into account the fact that when the illumination directions are further apart from each other, shading due to the three-dimensional structure of the lithography mask results in a different illumination spectrum. Details regarding the Hopkins approximation can be found, for example, in the reference book "Advances in FDTD Computational Electrodynamics", A. Taflove (ed.), Artech House, 2013, Chapter 15.

図６の左側には、照明システム４の照明瞳面２１（図１および図２を参照）における強度分布として図示された、例示的な照明設定が示されている。照明設定は四重極照明設定として具現化され、この場合図６では、左側に個々の照明ポール（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｏｌｅ：照明極）σが、瞳座標ｑx、ｑyの関数としてσ1からσ4で図示されている。これらのポールσ1からσ4の各々は、照明設定の瞳のあるセクションを表す。局所的ホプキンス近似によれば、これらのセクションσ1からσ4の各々に、波数ベクトル

Figure 0007385679000015
の関数としてのフーリエ変換Ｆ1からＦ4を割り当てることができる。局所的ホプキンス近似によるそれぞれのポールσiにおける照明角度の変化は、リソグラフィマスク７のそれぞれの回折スペクトルＦｉの周波数シフトをもたらす。 On the left side of FIG. 6 is shown an exemplary illumination setting, illustrated as an intensity distribution in the illumination pupil plane 21 (see FIGS. 1 and 2) of the illumination system 4. The illumination setup is embodied as a quadrupole illumination setup, where in Figure 6 the individual illumination poles σ are shown on the left as a function of the pupil coordinates q x , q y from σ 1 to σ 4 Illustrated in Each of these poles σ 1 to σ 4 represents a section of the pupil of the illumination setup. According to the local Hopkins approximation, each of these sections σ 1 to σ 4 has a wave vector
Figure 0007385679000015
 The Fourier transforms F 1 to F 4 as functions of can be assigned. A change in the illumination angle at each pole σ i according to the local Hopkins approximation results in a frequency shift of the respective diffraction spectrum F i of the lithography mask 7 .

この非局所的ホプキンス近似を使用して、空間像全体を、４つの照明ポールに関する４つのスペクトルの重ね合わせとして、以下のように書くことができる。

Figure 0007385679000016
この場合、
Figure 0007385679000017
 はＮ個のセクションへと、すなわちこの場合は４つのセクションへと、細分化された照明設定であり、
Figure 0007385679000018
 は投影光学ユニットの振幅アポダイゼーション（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）関数（利用可能な開口数内では１、それ以外では０）であり、
Figure 0007385679000019
 は、ゼルニケ係数
Figure 0007385679000020
 を用いたゼルニケ関数の展開として記述される、結像光学ユニットの波面収差であり、
Figure 0007385679000021
 は、各瞳セクションσｉ（ｉ＝１・・・・Ｎ）に割り当てられた、上で説明したマスクスペクトルである。 Using this non-local Hopkins approximation, the entire aerial image can be written as a superposition of four spectra for the four illumination poles as:
Figure 0007385679000016
 in this case,
Figure 0007385679000017
 is the lighting setting subdivided into N sections, in this case 4 sections,
Figure 0007385679000018
 is the amplitude apodization function of the projection optical unit (1 within the available numerical aperture, 0 otherwise),
Figure 0007385679000019
 is the Zernike coefficient
Figure 0007385679000020
 is the wavefront aberration of the imaging optical unit, which is described as an expansion of the Zernike function using
Figure 0007385679000021
 is the mask spectrum described above assigned to each pupil section σi (i=1...N).

マスクスペクトルＦ１…Ｎの再構築において、次いで、図５に係る一連の空間像測定および関連付けられたゼルニケ係数

Figure 0007385679000022
を用いて、以下の処置が取られる。 In the reconstruction of the mask spectra F1...N, then the series of aerial image measurements and associated Zernike coefficients according to FIG.
Figure 0007385679000022
 Using this, the following actions are taken:

照明設定の各セクションσ１について、スペクトルＦｉが再構築される。この目的のために、最初に暫定候補値として初期スペクトルまたは未処理のスペクトルＦｉが使用され、上記スペクトルは、例えばそれぞれの空間像測定のフーリエ変換によって、未処理の状態で生成される。その後、これらの未処理のスペクトルＦｉから空間像が計算されるが、各場合において、最初の測定ステップにおけるそれぞれの空間像測定に関して確定されたゼルニケ係数が使用される。全ての瞳セクションについて、すなわち例えば４つの照明ポールについて、実際の空間像測定とシミュレーションの間の差Δが決定される。 For each section σ1 of the illumination setting, a spectrum Fi is reconstructed. For this purpose, an initial spectrum or raw spectrum Fi is first used as a provisional candidate value, said spectrum being generated in the raw state, for example by Fourier transformation of the respective aerial image measurement. The aerial images are then calculated from these raw spectra Fi, in each case using the Zernike coefficients determined for the respective aerial image measurement in the first measurement step. For all pupil sections, ie for example four illumination poles, the difference Δ between the actual aerial image measurement and the simulation is determined.

Figure 0007385679000023
このとき未処理のスペクトルＦｉは各場合において差Δを最小化するべく繰り返し整合され、この差の計算は任意選択的に何回か繰り返される。
Figure 0007385679000023
 The raw spectra Fi are then iteratively matched in each case to minimize the difference Δ, and this difference calculation is optionally repeated several times.

全体的には、スペクトルＦｉがこのように、リソグラフィマスク７の照明の照明設定の瞳のそれぞれの特定のセクションσｉ内への、結像光１の視野のフーリエ変換として再構築される。この再構築には、変位可能な測定光学ユニット構成要素Ｍiの目標とされるミスアライメントを使用して測定光学ユニット１５によって測定される結像光強度

Figure 0007385679000024
と、それぞれのスペクトルに関するそれぞれの暫定候補値を含めた結像光強度のシミュレーション
Figure 0007385679000025
 と、の間の差Δが組み込まれる。 Overall, the spectrum Fi is thus reconstructed as the Fourier transformation of the field of view of the imaging light 1 into each specific section σi of the pupil of the illumination setting of the lithography mask 7. This reconstruction involves the imaging light intensity measured by the measuring optical unit 15 using a targeted misalignment of the displaceable measuring optical unit components M i
Figure 0007385679000024
 and a simulation of the imaging light intensity including each provisional candidate value for each spectrum.
Figure 0007385679000025
 The difference Δ between and is incorporated.

再構築するべきスペクトルＦｉの繰り返しの近似による値Δの改善がそれ以上得られなくなった時点で、再構築されたスペクトルＦiが確立され、次いで上記再構築されたスペクトルＦiに基づいて、２つの補正項を計算できる。 At the point when no further improvement in the value Δ can be obtained by repeated approximations of the spectrum to be reconstructed Fi, a reconstructed spectrum F i is established, and then on the basis of said reconstructed spectrum F i 2 can calculate two correction terms.

この場合、第１の補正項

Figure 0007385679000026
は、再構築されたスペクトルＦiを含めた、投影露光装置２のアナモルフィック投影露光結像光学ユニット３による結像のシミュレーションによって生成される関連付けられたデフォーカス値ｚwの場合の、計算された３Ｄ空間像である。 In this case, the first correction term
Figure 0007385679000026
 is the calculation for the associated defocus value z w generated by the simulation of the imaging by the anamorphic projection exposure and imaging optical unit 3 of the projection exposure apparatus 2, including the reconstructed spectrum F i This is a 3D spatial image.

第２の補正項は、再構築されたスペクトルＦiを含めた、測定結像光学ユニット１５による結像のシミュレーションによって生成される関連付けられたデフォーカス値ｚwの場合の、計算された３Ｄ空間像

Figure 0007385679000027
である。 The second correction term is calculated in the 3D space for the associated defocus value z w generated by the simulation of the imaging by the measurement imaging optical unit 15, including the reconstructed spectrum F i image
Figure 0007385679000027
 It is.

最初の測定ステップの結果

Figure 0007385679000028
、および２つの補正項から、アナモルフィック投影露光結像光学ユニット３の空間像、Ｉスキャナが、以下の式に従って決定され得る：
Figure 0007385679000029
 シミュレーションまたは再構築の誤差は、両方の補正項において異なる符号で現れるので、互いを相互に打ち消し合うことが明らかである。 Results of the first measurement step
Figure 0007385679000028
 , and from the two correction terms, the aerial image of the anamorphic projection exposure imaging optical unit 3, I -scanner , can be determined according to the following formula:
Figure 0007385679000029
 It is clear that the simulation or reconstruction errors appear with different signs in both correction terms and therefore cancel each other out.

図７は、上記の式に従う３Ｄ空間像Ｉスキャナの計算に組み込まれる様々な項を図式的に示す。上段左には、まだ計算前の、アナモルフィック投影結像光学ユニット３によってもたらされる実際の波面収差の場合の求められる空間像が、クエスチョンマークで表されている。最初の測定ステップによる空間像、

Figure 0007385679000030
が、上段右に図示されている。投影結像光学ユニット３に基づくシミュレーションの結果としての第１の補正項、
Figure 0007385679000031
 が、下段左に図示されており、第２の補正項、すなわち測定光学ユニットのシミュレーションに基づく計算された空間像
Figure 0007385679000032
 が、下段右に図示されている。 FIG. 7 diagrammatically illustrates the various terms incorporated into the calculation of a 3D aerial image I scanner according to the above equation. At the top left, the required aerial image in the case of the actual wavefront aberration provided by the anamorphic projection imaging optical unit 3, which has not yet been calculated, is represented by a question mark. Aerial image from the first measurement step,
Figure 0007385679000030
 is shown on the top right. a first correction term as a result of a simulation based on the projection imaging optical unit 3;
Figure 0007385679000031
 is illustrated on the bottom left, and the second correction term, i.e. the calculated aerial image based on the simulation of the measurement optical unit.
Figure 0007385679000032
 is shown on the bottom right.

補正項のうちの少なくとも１つを確定するために、米国特許出願公開第２０１７／０１３２７８２号に記載されている方法によって測定される回折スペクトルを使用することもできる。 In order to determine at least one of the correction terms, a diffraction spectrum measured by the method described in US Patent Application Publication No. 2017/0132782 can also be used.

Claims (9)

リソグラフィマスク（７）の空間像（Ｉスキャナ）を、投影露光装置（２）のアナモルフィック投影露光結像光学ユニット（３）による結像の測定強度結果として３次元的に決定するための方法であって、決定するべき前記３Ｄ空間像（Ｉスキャナ）に対応する波面はデフォーカス値（ｚw）に対応する波面（
Figure 0007385679000033
 ）であり、以下のステップ：
－最初の測定ステップにおいて、同形結像スケールを有する測定結像光学ユニット（１５）と少なくとも１つの変位可能かつ／または変形可能な測定光学ユニット構成要素（Ｍi）とを有する測定光学ユニットを有する計測システム（１４）を用いて、３Ｄ空間像（Ｉ測定）を、各々がデフォーカス値（ｚw）に対応している複数の動作状況（
Figure 0007385679000034
 ）における測定強度結果として測定するステップであって、
－－この測定は、前記測定結像光学ユニット（１５）において、前記投影露光装置（２）のアナモルフィック投影露光結像光学ユニット（３）の楕円形の入射瞳（８）のアスペクト比と大きさが同じであるアスペクト比を有する開口絞り（１６ａ）を使用して、各場合において動作状況（
Figure 0007385679000035
 ）に対応している前記測定結像光学ユニット（１５）の目標とされるミスアライメント（
Figure 0007385679000036
 ）の影響下で実行され、
－－前記目標とされるミスアライメント（
Figure 0007385679000037
 ）は、
－－－それぞれのデフォーカス値（ｚw）の場合に前記投影露光結像光学ユニット（３）による前記リソグラフィマスク（７）の前記結像の結果として生じる、波面（
Figure 0007385679000038
 ）と、
－－－目標とされるミスアライメント（
Figure 0007385679000039
 ）を有する前記測定結像光学ユニット（１５）、すなわち目標を定めるやり方で変位および／または変形される測定光学ユニット構成要素（Ｍi）による、前記リソグラフィマスク（７）の前記結像の結果として生じる、波面（
Figure 0007385679000040
 ）と、の間の差の最小化をもたらす、測定するステップと、
－スペクトル（Ｆ1…N）を、前記リソグラフィマスク（７）の照明の照明設定の瞳のそれぞれの特定のセクション（σi）における結像光（１）の視野のフーリエ変換として再構築するステップと、
－前記最初の測定ステップにおいて各デフォーカス値（ｚw）の場合に取得した測定結果（Ｉ測定）を、以下の補正項：
－－前記再構築されたスペクトル（Ｆ1…N）を含めた、前記投影露光装置（２）の前記アナモルフィック投影露光結像光学ユニット（３）による結像のシミュレーションによって生成される、関連付けられたデフォーカス値（ｚw）に関する計算された３Ｄ空間像（
Figure 0007385679000041
 ）、および
－－前記再構築されたスペクトル（Ｆ1…N）を含めた、前記測定結像光学ユニット（１５）による結像のシミュレーションによって生成される関連付けられたデフォーカス値（ｚw）に関する、計算された３Ｄ空間像（
Figure 0007385679000042
 ）を用いて補正するステップと、を含む、方法。 Method for three-dimensionally determining an aerial image (I- scanner ) of a lithography mask (7) as a measured intensity result of imaging by an anamorphic projection exposure imaging optical unit (3) of a projection exposure apparatus (2) The wavefront corresponding to the 3D aerial image (I scanner ) to be determined is the wavefront (
Figure 0007385679000033
 ) and the following steps:
- in a first measuring step, comprising a measuring optical unit having a measuring optical unit (15) with a homomorphous imaging scale and at least one displaceable and/or deformable measuring optical unit component (M i ); Using a measurement system (14), the 3D aerial image (I measurement ) is measured in a plurality of operating situations (14), each corresponding to a defocus value (z w ).
Figure 0007385679000034
 ), the step of measuring as a measured intensity result in
--This measurement is carried out in the measurement imaging optical unit (15) by determining the aspect ratio of the elliptical entrance pupil (8) of the anamorphic projection exposure imaging optical unit (3) of the projection exposure apparatus (2). Using an aperture stop (16a) with an aspect ratio that is the same size , the operating situation (
Figure 0007385679000035
 ) of the measurement and imaging optical unit (15) corresponding to the misalignment (
Figure 0007385679000036
 ) is executed under the influence of
--The targeted misalignment (
Figure 0007385679000037
 )teeth,
---The wavefront (
Figure 0007385679000038
 )and,
---Targeted misalignment (
Figure 0007385679000039
 ), i.e. a measuring optical unit component (M i ) that is displaced and/or deformed in a targeted manner, as a result of said imaging of said lithographic mask (7). The resulting wavefront (
Figure 0007385679000040
 ), the step of measuring results in the minimization of the difference between
- reconstructing the spectrum (F 1...N ) as the Fourier transform of the field of view of the imaging light (1) in each specific section (σ i ) of the pupil of the illumination setting of the illumination of said lithography mask (7); and,
- The measurement results (I measurement ) obtained for each defocus value (z w ) in the first measurement step are subjected to the following correction term:
- an association generated by a simulation of imaging by the anamorphic projection exposure imaging optical unit (3) of the projection exposure apparatus (2), including the reconstructed spectrum (F 1...N ); The calculated 3D aerial image (
Figure 0007385679000041
 ), and -- for the associated defocus value (z w ) generated by the simulation of imaging by said measurement imaging optical unit (15), including said reconstructed spectrum (F 1...N ). , the calculated 3D aerial image (
Figure 0007385679000042
 ). 前記スペクトル（Ｆ1…N）の前記再構築には、
－前記目標とされるミスアライメント（
Figure 0007385679000043
 ）を使用して前記測定光学ユニット（１５）によって測定される結像光強度（
Figure 0007385679000044
 ）と、
－前記スペクトル（Ｆ1…N）のそれぞれに関する暫定候補値を含めた、前記それぞれの目標とされるミスアライメント（
Figure 0007385679000045
 ）の場合の結像光強度のシミュレーション（
Figure 0007385679000046
 ）と、の間の差（Δ）の最小化が組み込まれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 The reconstruction of the spectrum (F 1...N ) includes:
- The targeted misalignment (
Figure 0007385679000043
 ) is measured by the measuring optical unit (15) using the imaging light intensity (
Figure 0007385679000044
 )and,
- the targeted misalignment of each of said spectra (F 1...N ), including provisional candidate values for each of said spectra (F 1...N );
Figure 0007385679000045
 ) Simulation of the imaging light intensity in the case of (
Figure 0007385679000046
 2. Method according to claim 1, characterized in that minimization of the difference (Δ) between ) is incorporated. 前記目標とされるミスアライメントの場合に複数の変位可能な測定光学ユニット構成要素（Ｍi，Ｍi+1）の変位および／または変形が実行されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。 3. Displacement and/or deformation of a plurality of displaceable measurement optical unit components (M i , M i+1 ) is carried out in case of the targeted misalignment. the method of. 前記再構築されたスペクトル（Ｆ1…N）を確定するために、前記照明設定の前記瞳が３つ以上のセクション（σi）へと細分化されることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載の方法。 Claims 1 to 3, characterized in that in order to determine the reconstructed spectrum (F 1...N ), the pupil of the illumination setting is subdivided into three or more sections (σ i ). 3. The method described in any one of 3. 前記再構築されたスペクトル（Ｆ1…N）は、測定平面（１９）における前記結像光強度（
Figure 0007385679000047
 の測定を、各々が前記投影露光結像光学ユニット（３）のデフォーカス値（ｚw）に対応している前記少なくとも１つの変位可能および／または変形可能な測定光学ユニット構成要素（ｎi）の複数の変位位置（
Figure 0007385679000048
 ）において実行することによって確定されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。 The reconstructed spectrum (F 1...N ) is determined by the imaging light intensity (F 1...N ) at the measurement plane (19).
Figure 0007385679000047
 of said at least one displaceable and/or deformable measuring optical unit component (n i ), each corresponding to a defocus value (z w ) of said projection exposure and imaging optical unit (3). multiple displacement positions (
Figure 0007385679000048
 3. Method according to claim 2 , characterized in that it is determined by performing in ). 前記リソグラフィマスク（７）の前記空間像（Ｉスキャナ）は、絶対的なデフォーカス値（ｚw）が理想的なフォーカス位置すなわち像平面（１３）から２０ｎｍを超えて逸脱している場合に、３次元的に決定されることを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。 The aerial image (I- scanner ) of the lithography mask (7) is: if the absolute defocus value (z w ) deviates by more than 20 nm from the ideal focus position or image plane (13); Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is determined three-dimensionally. 前記補正項のうちの少なくとも１つが、前記リソグラフィマスク（７）の回折スペクトルを投影露光中の照明条件に対応する照明条件下で測定することによって確定されることを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。 1-2, characterized in that at least one of the correction terms is determined by measuring the diffraction spectrum of the lithography mask (7) under illumination conditions corresponding to the illumination conditions during projection exposure. 6. The method according to any one of 6. 前記回折スペクトルを測定するために位相回復アルゴリズムが使用されることを特徴とする、請求項に７記載の方法。 8. Method according to claim 7, characterized in that a phase retrieval algorithm is used to measure the diffraction spectrum. 請求項１～８のいずれか１項に記載の決定方法を実行するための計測システム（１４）であって、
－検査するべき前記リソグラフィマスク（７）を照明するための照明光学ユニットを有する照明システム（４）を備え、
－前記リソグラフィマスク（７）のあるセクションを測定平面（１９）内に結像するための結像光学ユニット（１５）を備え、
－前記測定平面（１９）内に配置された空間分解検知デバイス（２０）を備える、計測システム（１４）。 A measurement system (14) for carrying out the determination method according to any one of claims 1 to 8, comprising:
- comprising an illumination system (4) with an illumination optical unit for illuminating said lithographic mask (7) to be inspected;
- an imaging optical unit (15) for imaging a section of said lithographic mask (7) into a measurement plane (19);
- a measurement system (14) comprising a spatially resolved sensing device (20) arranged in said measurement plane (19).
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