WO2016012426A1 - Verfahren zum dreidimensionalen vermessen eines 3d-luftbildes einer lithografiemaske - Google Patents

Verfahren zum dreidimensionalen vermessen eines 3d-luftbildes einer lithografiemaske Download PDF

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Christoph HUSEMANN
Johannes Ruoff
Sascha Perlitz
Hans-Jürgen Mann
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Definitions

  • the invention relates to a method for the three-dimensional measurement of a 3D aerial image in the region around an image plane in the imaging of a lithographic mask. Furthermore, the invention relates to a metrology system for carrying out this method.
  • EP 2 506 061 A1 discloses projection optics for a projection exposure apparatus for the production of semiconductor components, which uses an aperture stop in which the aperture diameter differs by more than 10% in two mutually perpendicular directions.
  • DE 10 2010 040 81 1 AI describes an anamorphic projection optics.
  • US 2008/0036986 A1 describes a projection exposure apparatus.
  • This object is achieved according to the invention by a method having the steps specified in claim 1.
  • the method according to the invention can also be used with projection optics which are not anamorphic and, in particular, have no selectable magnification ratio in mutually perpendicular directions.
  • the anamorphic influence of the lithographic projection optics is emulated during the measurement by the inclusion of the influencing variable, which is a measure of the magnification ratio of the lithographic projection optics to be emulated. This incorporation is done by manipulating the reconstructed electromagnetic wavefront, which can be done digitally.
  • a sequence of steps according to claim 2 has proven to be particularly suitable for carrying out the reconstruction of the electromagnetic wavefront.
  • a step size of the displacement can be varied according to the respective measuring task. Measurement results between two actually measured displacement positions can also be obtained by interpolation. An interpolation can take place in Fourier space, but also in space.
  • the advantages of a measurement with a measuring optics according to claim 3 have already been discussed above.
  • a phase reconstruction according to claim 4 allows a particularly accurate reconstruction of the electromagnetic wavefront. To perform such phase reconstruction, there are several different digital methods known in the literature. The phase reconstruction can be carried out using a Fourier transformation and a Fourier inverse transformation.
  • a defocus variation according to claim 5 can be effected with already known metrology systems via a displacement of the lithography mask perpendicular to the object plane, in each case by a predetermined displacement path.
  • An illumination optical manipulation according to claim 6 is an alternative or additional possible variant which can be used in the reconstruction of the electromagnetic wavefront.
  • the lithography mask can be illuminated from a plurality of different, exactly predetermined illumination directions, and resulting 2D imaging light intensity distributions for each of the illumination directions can be measured.
  • Phase reconstruction can also be performed using Fourier pychography.
  • a narrow aperture can be driven through an illumination pupil of the metrology system in order to bring about illumination direction diversification required for Fourier pychography.
  • a variation of an illumination pupil of the illumination optics of the metrology system can also be used, which is already known in principle in Spatial Light Interference Microscopy (SLIM).
  • SLIM Spatial Light Interference Microscopy
  • a phase reconstruction of the electromagnetic wavefront can also be effected interferometrically, holographically or using coherent illumination of the lithographic mask.
  • coherent illumination fine sampling can also take place via the respective predetermined illumination setting within the illumination pupil, for which purpose a pinhole diaphragm can be used.
  • a digital simulation of the figure according to claim 8 allows incorporation of the amount of interference corresponding to the magnification ratio without the need for hardware intervention.
  • the digital simulation can be realized by simulating the effect of an oval object-side numerical aperture and realizing a round image-side numerical aperture in the imaging of the lithography mask.
  • the digital simulation can take the form of a digital cylindrical lens or in the form of the addition of an astigmatic wavefront.
  • an intensity reconstruction can also take place according to claim 9.
  • an imaging aperture diaphragm with an x / y aspect ratio deviating significantly from 1 can be used.
  • the reconstruction calculation in the intensity space can also be done by means of a Fourier transformation and an inverse transformation.
  • An influencing variable which corresponds to the magnification ratio can in this case be included in a Fourier component direction-dependent manner by measuring results with appropriate selection of a displacement step size are used. For each direction, which is assigned a certain magnification ratio, then a measurement result at its own, associated with this direction displacement step size are used.
  • the imaging behavior of a corresponding imaging optics can be emulated.
  • an intensity Fourier transform of the obtained 2D imaging light intensity distributions may be made to produce a corresponding number of 2D intensity Fourier transforms.
  • Information composed in selected 2D intensity Fourier transforms that are measured at different displacement paths of the lithography mask or a test structure can be composed for intensity reconstruction.
  • a set of 2D imaging light intensity distributions, which were measured at predetermined displacement paths of the lithography mask, is used, and from this set a respective direction component of the intensity Fourier transform is selected with the aid of an assignment function.
  • These different directional components are then assembled.
  • the assignment function is selected such that a transition that is as steady as possible between those direction components which correspond to extreme values of the image scales is ensured.
  • the assignment radio tion is particularly monotone and can be continuously differentiable, in particular multiply continuously differentiable.
  • distortion may also be performed before performing an intensity Fourier transformation of measured 2D image light intensity distributions.
  • the measured 2D imaging light intensity distributions are first distorted before performing the steps of intensity Fourier transform, generating a synthetic 2D intensity overall Fourier transform, and intensity Fourier inverse transform. Distortion can be digital, ie by converting the measured values.
  • a selection according to claim 14 can be realized numerically with comparatively simple means.
  • the selection function can be selected to accommodate a normalization condition that ensures that each direction is selected on an equal basis.
  • a digital selection function according to claim 15 can be implemented numerically in a particularly simple manner.
  • a digital selection function which can only assume the values 0 and 1
  • a selection function with a continuous transition between the values 0 and 1 can also be used.
  • the advantages of a metrology system according to claim 16 correspond to those which have already been explained above with reference to the inventive method. An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show:
  • Fig. 1 very schematically in a plan view
  • FIG. 2 shows an illumination setting, that is to say an intensity distribution of illuminating light in a pupil plane of the illumination optics, for illuminating the object;
  • 3 shows a plan view of the object to be imaged
  • FIG. 4 is a plan view of an imaging aperture diaphragm for
  • Fig. 5 is less schematic than in Fig. 1 is a side view of a
  • a lithographic projection optics between the object to be imaged and a wafer, wherein the object is the one which has been investigated in advance with the metrology system of Figure 1; schematically in a section in a plane of incidence reflection of the illumination and imaging light on the object in the projection exposure; a section through the incident illumination light beam and the outgoing imaging light beam according to line VII-VII in Fig.
  • FIG. 6 a flowchart of a method for three-dimensionally measuring a 3D aerial image in the area around an image plane in the imaging of the lithographic mask; a flowchart which illustrates in more detail method steps in an inclusion of an influencing variable corresponding to the ratio of imaging scales of the projection optics in mutually perpendicular directions; in a diagram, a dependence of a displacement path Azi a field plane of an optimal focal plane of the imaging optics, this displacement path Azi is used for intensity reconstruction in the measurement of a 3D aerial image, an angle ⁇ of a direction component of a used for calculating the 3D aerial image Fourier transform where the dependence is for a given magnification ratio of the imaging optics and for different reconstruction displacement paths of the observer. Project level to the optimal focal plane of the imaging optics and for two different, the angle dependence describing continuously differentiable functions is shown;
  • 1 to 14 each show a 2D intensity distribution of an image of a rectangular test structure at different defocus displacement due to ⁇ of the test structure, recorded in the xy plane in each case;
  • FIGS. 19 to 22 show digital selection functions assigned to the Fourier transforms according to FIGS. 15 to 18 for selecting specific direction components of the Fourier transform; the amount of synthetic 2D total Fourier transform produced by the intensity Fourier transform of FIGS. 15 to 18 and the selection functions of FIGS. 19 to 22; a synthetic image as a result of Fourier inverse transformation of the total Fourier transform of Fig. 23; a synthetic result image after distortion of the synthetic image of Fig. 24 with a predetermined Magnification ratio of an imaging optics to be emulated or reconstructed.
  • FIG. 1 shows, in a view corresponding to a meridional section, a beam path of EUV illumination light or imaging light 1 in a metrology system 2 for the examination of an object 5 arranged in an object field 3 in an object plane 4 in the form of a reticle or a lithography mask with the EUV Illumination Light 1.
  • the metrology system 2 is used to analyze a three-dimensional (3D) aerial image (Aerial Image Metrology System) and is used to simulate and analyze the effects of properties of lithographic masks, so-called reticles, which in turn are used in projection exposure for the fabrication of semiconductor devices optical imaging through projection optics within a projection exposure system.
  • 3D Three-dimensional
  • reticles which in turn are used in projection exposure for the fabrication of semiconductor devices optical imaging through projection optics within a projection exposure system.
  • Such systems are known from US 2013/0063716 A1 (see there FIG 3), DE 102 20 815 AI (see Figure 9 there) and DE 102 20 816 AI (see Figure 2 there) and from the US 2013/0083321 AI known.
  • the illumination light 1 is reflected on the object 5.
  • An incident plane of the illumination light 1 is parallel to the yz plane.
  • the EUV illumination light 1 is generated by an EUV light source 6.
  • the light source 6 may be a laser plasma source (LPP) or a discharge-produced plasma (DPP).
  • LPP laser plasma source
  • DPP discharge-produced plasma
  • a synchrotron-based light source can be used, for.
  • a useful wavelength of the EUV light source may be in the range between 5 nm and 30 nm.
  • a light source for another useful light wavelength can also be used instead of the light source 6, for example a light source for a useful wavelength of 193 nm.
  • An example of a transmitting object is a phase mask.
  • an illumination optics 7 of the metrology system 2 is arranged between the light source 6 and the object 5.
  • the illumination optics 7 serves to illuminate the object 5 to be examined with a defined illumination intensity distribution over the object field 3 and simultaneously with a defined illumination angle distribution with which the field points of the object field 3 are illuminated.
  • FIG. 2 shows a corresponding illumination setting which is adjustable for the illumination optics 7.
  • 2 shows an intensity distribution of the illumination light 1 in a pupil plane 8 (cf., FIG. 1) or in a plane of the illumination optics 7 conjugate thereto.
  • the illumination setting is configured, for example, as a hexapole setting with six illumination poles 9.
  • the six illumination poles 9 are within an elliptical outer edge contour 10, which is indicated by dashed lines in Figure 2.
  • This edge contour 10 follows an ellipse with a ratio between a large semiaxis parallel to the x-axis and a smaller semiaxis parallel to the y-axis of 2: 1.
  • Other axial ratios of the elliptical edge contour 10 are in the range of 10: 1 and 1.1: 1 possible, for example, 1.5: 1, 1.6: 1, 2.5: 1, 3: 1, 4: 1, 5: 1 or 8: 1.
  • the elliptical edge contour 10 is generated by an illumination aperture stop 1 1 of the illumination optical system 7, which limits an incident on the illumination aperture diaphragm 1 1 bundle of the illumination light 1 edge.
  • the illumination aperture stop 11 has an aperture plane extending parallel to the xy plane in the two mutually perpendicular directions x and y two mutually at least 10%, in the present case by 100% different aperture diameter whose correspondences in of Figure 2 with Bx and By are designated.
  • the larger aperture diameter Bx has the illumination aperture diaphragm 1 1 perpendicular to the plane of incidence yz of the illumination light 1 on the object 5.
  • the metrology system 2 is designed for examination on anamorphic masks having different structure scale factors in x and y. Such masks are suitable for the production of semiconductor elements by means of anamorpho matic projection systems.
  • a numerical aperture of the illumination and imaging light 1 in the xz plane may be at 0.125 on the reticle side and 0.0625 on the reticle side in the yz plane.
  • FIG. 3 shows a plan view of the object 5. Structures on the reticle 5 are stretched by a factor of 2 in the y-direction. This means that a partial structure, for example the rectangular structure 12 in the lower right-hand corner of the object 5 according to FIG. 3, which is to be projected into a 1: 1 structure, has an x / y aspect ratio of 1: 2 ,
  • the illumination or imaging light 1 enters an imaging optics or projection optics 13 of the metrology system 2, which is also indicated schematically in FIG. 1 by a dashed boundary.
  • the imaging optics 13 serve to image the object 5 toward a spatially resolving detection device 14 of the metrology system 2.
  • the detection device 14 is e.g. designed as a CCD detector.
  • the imaging optical system 13 comprises an imaging aperture diaphragm 15 (see also FIG. 4) arranged in the beam path after the object 5 for bordering an imaging light beam.
  • the imaging aperture 15 is arranged in a pupil plane 8a of the imaging optics 13.
  • the pupil planes 8 and 8a may coincide; this is not mandatory, however.
  • the imaging aperture 15 can also be dispensed with in the metrology system 2.
  • the imaging aperture diaphragm 15 has an elliptical edge contour 16 with an x / y half-axis ratio of 2: 1.
  • the imaging aperture diaphragm 15 thus has two mutually perpendicular directions x, y two in an aperture plane extending parallel to the xy plane aperture diameters differing by at least 10%, which are shown in FIG. 4 again denoted by Bx, By.
  • Bx By in the range between 10: 1 and 1.1: 1, what has been stated above for the corresponding diameter ratio of the illumination aperture stop 1 1 applies.
  • the imaging aperture diaphragm 15 also has the larger diaphragm diameter Bx perpendicular to the plane of incidence yz of the illumination or imaging light 1 on the object 5. Also in the case of the imaging aperture diaphragm 15, the diameter Bx is twice as large as the diameter By.
  • the detection device 14 is in signal connection with a digital image processing device 17.
  • the object 5 is supported by an object holder 18. This can be displaced via a displacement drive 19 on the one hand parallel to the xy plane and on the other hand perpendicular to this plane, ie in z-direction.
  • the displacement drive 19, like the entire operation of the metrology system 2, is controlled by a central control device 20, which is in signal connection with the components to be controlled in a manner not shown.
  • the optical design of the metrology system 2 is used for the most accurate emulation of illumination as well as for imaging as part of a projection exposure of the object 5 in the projection lithographic production of semiconductor components.
  • FIG. 5 shows the imaging relationships of a lithographic projection optics 21 used in such a lithographic projection exposure.
  • FIG. 5 shows a transmission rende lighting of the object 5 instead of the actual existing reflective lighting.
  • an illumination light bundle 22 of the illumination and imaging light 1 a structuring of this illumination light bundle 22 on the basis of a defined illumination setting with discrete illumination poles is indicated.
  • An object-side numerical aperture of the projection optics 21 is 0.125 in the xz plane and 0.0625 in the yz plane.
  • An image-side numerical aperture of the projection optical system 21 is 0.5 for both the xz plane and the yz plane.
  • a magnification of 4x results in the xz plane and a magnification of 8x in the yz plane, ie a reduction factor on the one hand of 4 and on the other hand of 8.
  • the projection optical unit 21 images the object field 3 into an image field 23 in an image plane 24, in which a wafer 25 is arranged.
  • the projection optics 13 of the metrology system 1 is not anamorphic but has the same magnifying magnification ⁇ M s of more than 100, for example 500 or 850, both in the xz plane and in the yz plane
  • the metrology system projection optics 13 is therefore isomorphic.
  • Figs. 6 and 7 illustrate the reflection conditions when using a lighting with elliptical edge contour, which then in reflection of a corresponding thereto adapted anamo ⁇ hotischen projection optics such as the projection optics 21 and an optic with elliptical imaging aperture diaphragm as in the projection optics 13 can be used. Due to the elliptical cross section on the one hand of the illumination light beam 22 and on the other hand a light beam 26 reflected by the object 5, a small main beam angle of incidence CRA of 6 ° or less can be realized, since the light beams 22, 26 in the yz plane respectively have the smaller numerical aperture of 0.0625. In the xz plane perpendicular thereto, the light beams 22 and 26 have the larger numerical aperture of 0.125, which does not bother there.
  • data are generated with the aid of which an imaging behavior of the structure of the object 5 illuminated in the object field 3 can be deduced by the projection optics 21 in the region of the image plane 24.
  • the metrology system 2 is used, wherein the magnification ratio of 2: 1 of the projection optics 21 in the two mutually perpendicular directions y and x, ie in the two mutually perpendicular planes yz and xz, using a metrology system projection optics 13, not is anamorphic, is taken into account.
  • the object 5 to be measured that is to say the lithography mask to be measured
  • a step 27 the object 5 to be measured
  • an intensity distribution of the imaging light 1 in the region of an image plane 14a is measured, in which the detection device 14 of the metrology system 1 is arranged. This is done in a measuring step 28.
  • the detection device 14 detects a 2D imaging light intensity distribution within a detection field into which the object field 3 is imaged by the metrology system projection optics 13.
  • the measuring intensity distribution is then stored in each case and forwarded to the digital image processing device 17.
  • the lithography mask 5 is now displaced by the displacement drive 19 perpendicular to the object plane 4 by a predetermined displacement s away ⁇ . This happens in a relocation step 29.
  • the measuring step 28 and the displacement step 29 are then repeated by carrying out a repetition step 30 until a sufficient number of 2D imaging light intensity distributions for reproducing a 3D aerial image has been measured by means of the detection device 14.
  • Fig. 1 dashed lines corresponding displacement z positions of the object 5 are indicated. Shown is the case in which five are measured in each case by ⁇ apart z-positions, wherein the z-position shown in FIG the object 5 lies in the object plane 4, which represents the middle of the five z-positions to be measured.
  • the third dimension of the 3D aerial image namely the z dimension, is made available in this measuring method for the measurement by z displacement of the object 5. Since the 3D aerial image is intended to emulate an anamorphic imaging, namely the imaging by the lithographic projection optics 21, each displacement step 29 in the region of the image plane 14a leads to a defocusing in direction. Defocusing values on the one hand in the xz plane and on the other hand in the yz plane differ from each other due to the xz / yz magnification ratio of the lithographic projection optics 21 to be emulated.
  • the measurement is performed with a measuring optics of the metrology system 1 whose magnification in mutually perpendicular directions (xz / yz) is the same.
  • the inclusion step 31 is carried out exclusively by converting the data of the measured 2D imaging light.
  • the digital image processing device 17 receives the data sets of the measuring steps 28 from the digital image processing device 17.
  • the data sets of the measuring steps 28 are first used, that is to say the different measured 2D imaging light intensity distributions at the different z positions of the object 5, which occurred in the context of the preceding sequence of the repeated steps "measuring step 28" 29 "and stored in a memory of the digital image processing device 17. This takes place in a drawing step 32.
  • an electromagnetic wavefront of the imaging light 1 is reconstructed after interaction of the imaging light 1 with the object 5.
  • This reconstruction takes place in particular in the area of the image plane 14a of the metrology system 1.
  • a phase reconstruction of the electromagnetic wave front of the imaging light 1 can take place.
  • the phase and amplitude of a 3D object spectrum and their partially coherent superimposition are reconstructed.
  • a polarization-dependent reconstruction does not take place.
  • Steps 28 to 30 can therefore represent part of the phase reconstruction and can be used in the reconstruction of the wavefront in step 33.
  • defocus diversification occurs. This has already been discussed above by explaining steps 28 to 30.
  • Algorithms used here can be for example: Transport of Intensity Equation, Iterative Fourier Transform Algorithms (IFTA, for example Gerchberg-Saxton) or optimization methods, e.g. by means of backpropagation.
  • the Transport of Intensity Equation (TIE) algorithm is described in the article "Critical assessment of the transport of intensity equation as a phase recovery technique in optical lithography", Aamod Shanker; Martin Sczyrba; Brid Connolly; Franklin Kalk; Andy Neureuther; Laura Waller, Proc. SPIE 9052, Optical Microlithography XXVII, 90521D (March 31, 2014); doi: 10.1 1 17 / 12.2048278.
  • the algorithm "Gerchberg-Saxton” is described in Fienup, J.. (1 August
  • phase reconstruction Another variant of an algorithm that can be used in phase reconstruction is Stokes polarimetry. This algorithm is for example described in Opt Express. 2014 Jun 2; 22 (1 1): 14031-40. DOI: 10.1364 / OE.22.014031. All-digital wavefront sensing for structured light beams. Dudley A, Milione G, Alfano RR, Forbes A.
  • the elliptical imaging aperture 15 can also be dispensed with.
  • the optical effect of the aperture diaphragm can also be brought about digitally.
  • a lighting direction diversification for carrying out the reconstruction step 33 can also be carried out.
  • An example of this is Fourier ptychography. This algorithm is described in the paper "Wide-field, high-resolution Fourier ptychographic microscopy, Guoan Zheng et al., Nature Photonics, Advance online publication 28.07.2013, DOI:"
  • a 2D imaging light intensity distribution is measured for each illumination direction and calculated back to the phase and amplitude of the electromagnetic wavefront by means of an algorithm.
  • the algorithms IFTA or backpropagation can be used.
  • Another possibility for carrying out the reconstruction step 33 is a general pupil manipulation, as for example in Spatial Light Interference Microscopy (SLIM, see article Wang et al., Optics Express, 201 1, Volume 19, No. 2, page 1017 ) are used.
  • SLIM Spatial Light Interference Microscopy
  • four images each having a different phase-shifting mask are recorded here, which is arranged in a detection pupil, that is to say, for example, in the pupil plane 8a of the projection optics 13 of the metrology system 1.
  • the phase reconstruction of the electromagnetic wavefront can also take place without such diversification. Examples of this are methods of interferometry and digital holography. Interferometry requires a reference beam path. In digital holography, for example, a grating is introduced into the detection pupil.
  • a phase reconstruction can be realized by fine sampling of the illumination pupil used in this illumination setting, for example the intensity distribution according to FIG.
  • the illumination setting used is approximated by many small nearly coherent illumination monopoles, which are measured sequentially.
  • Such monopolies are indicated by way of example in FIG. 2 at 34.
  • a phase reconstruction is then carried out so that the partially coherent wave to be determined is after
  • the electromagnetic wave front calculated at the reconstruction step 33 is hereby manipulated as it would be manipulated during propagation by a corresponding anamorphotic system. This can be done by using a digital elliptical imaging aperture diaphragm in accordance with the above-described imaging aperture 15. At the same time, it must be ensured by digital manipulation that, as in the case of lithographic projection optics 25, the numerical aperture in the xz plane is the same as the numerical aperture in the yz plane. Such digital manipulation can be done by a digital cylindrical lens or by adding an astigmatic wavefront. The addition of an astigmatic wavefront can be done by adding a contribution from a Zernike polynomial Z5. Zernike
  • the resulting astigmatic wavefront can then be calculated in each propagation plane. Accordingly, in an output step 36, the output of the influencing variable resulting 3D aerial image can now be output.
  • the phase reconstruction can include a Fourier transformation step with which a complex phase, ie the phase-containing amplitude distribution, is calculated from a calculated phase. After digital astigmatism manipulation, one can then reckon back into the image field by means of an inverse Fourier transformation.
  • phase reconstruction As part of the phase reconstruction, a three-dimensional (3D) Fourier transformation can take place.
  • an intensity Fourier transformation of the 2D imaging light intensity distributions determined in the sequence of steps 28 to 30 can be carried out, for which purpose these intensity distributions are provided in advance by means of known mathematical techniques with periodic boundary conditions.
  • the inclusion step 31 then takes place by selection of the xy direction components of the intensity Fourier transforms generated, taking into account the xy magnification ratio of the lithographic projection optics 21.
  • a Fourier image is composed whose x component is displaced by a first
  • Step size zi was recorded with a sequence of method steps 28 to 30 and as the y component Fourier components of the intensity distributions of a sequence are used, which with a stepwise ratio ⁇ 2 were recorded.
  • Fourier transform 2D intensity data are taken, which were recorded at an intermediate step size Azi.
  • the respective increment Azi scales with the angle ⁇ of the considered direction of the Fourier component and the x-axis.
  • the function Azi ( ⁇ ) can be set between the step sizes Az ! for the x-axis and the step sizes Az 2 for the y-axis are varied linearly or by means of a suitably selected adaptation function, eg by means of a quadratic function, a sine function and a sine function.
  • the azi step size measurements of the 2D imaging light intensity distributions need not all be real, but if a measurement is needed at an z value between two real measurements, interpolation between these two 2D imaging light may also be required Intensity distributions are performed.
  • This interpolation can be done, for example, by using a nearest-neighbor, a linear, a bicubic, or a spline respectively.
  • the interpolation can take place in Fourier space, but also in space.
  • An image with the metrology system 2 can be performed with an elliptical imaging aperture 15, but alternatively also with an oval or with a rectangular aperture. If no phase reconstruction is carried out, it is necessary to use an imaging aperture stop with an x / y aspect ratio, which corresponds to the ratio of the imaging dimensions in the x and y directions of an imaging optics to be emulated or reconstructed, ie For example, an aspect ratio or diameter ratio in the range between 10: 1 and 1.1: 1 has.
  • the Fourier image thus manipulated and composed of the various directional components is then transformed back using an inverse Fourier transformation, so that the desired 3D aerial image results.
  • the resulting image intensity distribution can then be distorted by software, in particular scaled differently in the x-direction than in the y-direction in order to reproduce an anamorphism produced by the lithographic projection optics 21.
  • Steps 28 to 30 are therefore not mandatory.
  • a reconstruction of the wavefront in the reconstruction step 33 can also take place by one of the variants described above.
  • the electromagnetic wavefront of the imaging light 1 will be explained in more detail below with reference to FIGS. 10 et seq.
  • FIGS. 11 to 14 show, for a rectangle 5 as an example of a test structure which is used instead of the lithography mask 5, different measurement results for the resulting 2D imaging light intensity distribution.
  • the rectangle has an x / y aspect ratio of 1: 2.
  • FIG. 11 shows the measured 2D imaging light intensity distribution for a image-side defocus ⁇ of 1600 nm.
  • Fig. 12 shows the measured 2D imaging light intensity distribution for a defocus ⁇ of 2500 nm.
  • FIG. 13 shows the measured 2D imaging light intensity distribution for a defocus ⁇ of 4900 nm.
  • Fig. 14 shows the measured 2D imaging light intensity distribution for a defocus ⁇ of 6400 nm.
  • the progressive defocusing visible in FIGS. 11 to 14 appears weaker in the y-direction for a given displacement path ⁇ than in the x-direction, which is explained by the Bx / By aspect ratio of the imaging aperture diaphragm 15, which leads to a greater depth of field in the y-direction compared to the x-direction.
  • the imaging optics to be emulated leads with predetermined and 1 different image scale ratio now finds a conversion of the measured focus stack with a variety of 2D Ab Strukturslicht- intensity distributions according to the type of Fig. 1 1 to 14 for different displacement paths ⁇ in a synthetic result image of the 3D aerial image of this imaging optics instead.
  • an enlargement scale of the imaging optics 21 to be emulated in the x direction, ⁇ x , of 1/4 and in the y direction, ⁇ y , of 1/8 is assumed.
  • the imaging optics 13 of the metropolitan system 2 has an isomorphous magnification factor ⁇ MS of 850.
  • the displacement ⁇ of the test structure or of the lithography mask 5 is also referred to below as Az LM .
  • Az LM The displacement ⁇ of the test structure or of the lithography mask 5 is also referred to below as Az LM .
  • a synthetic image of the lithographic projection optics 21 is now produced.
  • an intensity Fourier transformation is generated by each of the 2D imaging light intensity distributions.
  • the result is a 2D intensity Fourier transform.
  • the absolute value of the 2D intensity Fourier transform of the 2D imaging light intensity distributions shown in FIGS. 11 to 14 is shown in FIGS. 15 to 18. From these intensity Fourier transforms, a new synthetic result image is now generated.
  • directional components of the initially generated 2D intensity Fourier transforms are selected taking into account the magnification ratio of the lithographic projection optics 21.
  • Azi Az LM * 1 / ( ⁇ x + ( ⁇ y - ⁇ x ) * sin 2 (p) 2
  • FIG. 10 illustrates the course of these example assignment functions, that is to say the dependence ⁇ ( ⁇ ) for values of Az LM of -100 nm, -50 nm, 0 nm, 50 nm and 100 nm.
  • the curves assigned to the example assignment function 1 are BF 1 and the curves associated with the example mapping function 2 are labeled BF2.
  • mapping function similar to the example mapping functions 1 and 2 described above is the average of these two example mapping functions.
  • a numerical realization of a direction component selection according to one of these example assignment functions is illustrated by digital selection functions according to FIGS. 19 to 22.
  • the digital components Selection functions have the value 1, where there are white areas, and everywhere else the value 0.
  • the intensity Fourier transform of FIG. 15 is selected.
  • this intensity Fourier transform according to FIG. 15 is multiplied by the digital selection function according to FIG. 19, which is 1 for values lying in the region of the x-axis ( ⁇ ⁇ 0) and 0 for all other values.
  • the selection function according to FIG. 20 is the intensity
  • Fig. 21 shows the digital selection function for the intensity Fourier transform of Fig. 17 (direction component ⁇ approximately equal to 60 °).
  • Fig. 22 shows the digital selection function for the intensity Fourier transform of Fig. 18 ( ⁇ approximately equal to 90 °).
  • the intensity Fourier transform of FIG. 15 is numerically multiplied by the digital selection function according to FIG. 19, the intensity Fourier transform according to FIG. 16 with the digital selection function according to FIG. 20, the intensity Fourier transform according to FIG. 17 with the digital selection function of FIG. 21 and the intensity Fourier transform of FIG. 18 with the digital selection function of FIG. 22.
  • the results of these multiplications are added to yield a synthetic 2D intensity total Fourier transform. Their absolute value is shown in FIG.
  • synthetic 2D intensity partial Fourier transforms produced in an intermediate step which each represent the result of the individual multiplications, are added together.
  • a Fourier inverse transformation of this synthetic 2D intensity total Fourier transform yields a synthetic raw image according to FIG. 24.
  • This synthetic raw image of FIG. 24 is then distorted with the magnification ratio of the lithographic projection optics 21, so that the result image according to FIG. 25 results as a result image for the defocus Az LM of 100 nm to be emulated.
  • the edges of the imaged test structure in the x and y directions are equally washed out, since the depth of focus difference in the x and y directions is due to the imaging aperture stop 15 on the one hand and the magnification ratio ß x / ß y on the other hand compensate.
  • a selection function with continuous transition between the values 0 and 1 can be used.
  • These alternative selection functions with continuous transition are also selected such that they satisfy a normalization condition, that is, they select in sum each point of the xy surface with a weighting of 1.
  • the reconstruction method has been described with an embodiment in which a distortion step with the magnification ratio of the lithographic projection optical system 21 represents the final process step.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen eines 3D- Luftbildes im Bereich um eine Bildebene bei der Abbildung einer Lithografiemaske (5), die in einer Objektebene (4) angeordnet ist, wird ein wählbares Abbildungsmaßstab-Verhältnis in zueinander senkrechten Richtungen (x, y) berücksichtigt. Hierzu wird eine elektromagnetische Wellenfront von Abbildungslicht (1) nach dessen Wechselwirkung mit der Lithografiemaske (5) rekonstruiert. Eine Beeinflussungsgröße, die dem Abbildungsmaßstab-Verhältnis entspricht, wird einbezogen. Schließlich wird das unter Einbeziehung der Beeinflussungsgröße gemessene 3D-Luftbild ausgegeben. Es resultiert ein Vermessungsverfahren, mit dem auch Lithografiemasken vermessen werden können, die zur Verwendung mit einer anomorphotischen Projektionsoptik bei der Projektionsbelichtung optimiert sind.

Description

Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen eines 3D-Luftbildes einer Lithografiemaske
Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Prioritäten der deutschen Pa- tentanmeldungen DE 10 2014 214 257.1 und DE 10 2014 217 229.2 in Anspruch, deren Inhalte durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen eines 3D-Luftbildes im Bereich um eine Bildebene bei der Abbildung einer Lithografiemaske. Ferner betrifft die Erfindung ein Metrologiesystem zur Durchführung dieses Verfahrens.
Metrologiesysteme der eingangs genannten Art sind bekannt aus der
US 2013/0063716 AI, der DE 102 20 815 AI, der DE 102 20 816 AI und aus der US 2013/0083321 AI . Aus der EP 2 506 061 AI ist eine Projektionsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage zur Herstellung von Halbleiterbauelementen bekannt, die eine Aperturblende einsetzt, bei der der Blendendurchmesser in zwei zueinander senkrechten Richtungen sich um mehr als 10 % unterscheidet. Die DE 10 2010 040 81 1 AI beschreibt eine anamorphotische Projektionsoptik. Die US 2008/0036986 AI beschreibt eine Projektionsbelichtungsanlage.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Vermessen eines 3D-Luftbildes einer Lithografiemaske so weiterzubilden, dass auch Lithografiemasken vermessen werden können, die zur Verwendung mit einer anamorpho tischen Projektionsoptik bei der Projektionsbelichtung optimiert sind. Diese Aufgabe ist erfmdungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Schritten.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es zum Vermessen von Lithogra- fiemasken, die für die Verwendung mit anamorphotischen Lithografie- Projektionsoptiken optimiert sind, nicht zwingend erforderlich ist, ein Metrologiesystem mit einer ebenfall anamorphotischen Projektionsoptik einzusetzen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit einer Projektionsoptik verwendet werden, die nicht anamorphotisch ist und insbesonde- re kein wählbares Abbildungsmaßstab-Verhältnis in zueinander senkrechten Richtungen hat. Der anamorphotische Einfluss der Lithografie- Projektions optik wird beim Vermessen durch die Einbeziehung der Beeinflussungsgröße emuliert, die ein Maß für das Abbildungsmaßstab- Verhältnis der zu emulierenden Lithografie-Projektionsoptik ist. Dieses Einbeziehen erfolgt durch Manipulation der rekonstruierten elektromagnetischen Wellenfront, was auf digitalem Wege geschehen kann. Existierende Metrologiesysteme mit nicht anamorphotischen Projektionsoptiken, deren Bildverarbeitungs-Software entsprechend umgerüstet wird, können auf diese Weise grundsätzlich auch für die Vermessung von Lithografiemasken zum Einsatz kommen, die für den Einsatz mit anamorphotischen Lithogra- fie-Projektionsoptiken optimiert sind.
Eine Schrittfolge nach Anspruch 2 hat sich zur Durchführung der Rekonstruktion der elektromagnetischen Wellenfront als besonders geeignet her- ausgestellt. Eine Schrittweite der Verlagerung kann, angepasst an die jeweilige Messaufgabe, variiert werden. Messergebnisse zwischen zwei tatsächlich vermessenen Verlagerungspositionen können auch durch Interpolation erhalten werden. Eine Interpolation kann im Fourierraum, aber auch im Ortsraum stattfinden. Die Vorteile einer Vermessung mit einer Messoptik nach Anspruch 3 wurden oben bereits diskutiert. Eine Phasenrekonstruktion nach Anspruch 4 erlaubt eine besonders genaue Rekonstruktion der elektromagnetischen Wellenfront. Zur Durchführung einer derartigen Phasenrekonstruktion existieren mehrere verschiedene digitale Verfahren, die aus der Literatur bekannt sind. Die Phasenrekonstruktion kann unter Einsatz einer Fouriertransformation sowie einer Fourier- Rücktransformation erfolgen.
Eine Defokus-Variation nach Anspruch 5 kann mit bereits bekannten Metrologiesystemen über eine Verlagerung der Lithografiemaske senkrecht zur Objektebene, jeweils um einen vorgegebenen Verlagerungsweg, her- beigeführt werden.
Eine Beleuchtungsoptik-Manipulation nach Anspruch 6 ist eine alternativ oder zusätzlich mögliche Variante, die bei der Rekonstruktion der elektromagnetischen Wellenfront herangezogen werden kann. Zu dieser Rekon- struktion kann die Lithografiemaske aus einer Mehrzahl verschiedener, exakt vorgegebener Beleuchtungsrichtungen beleuchtet und es können dabei entstehende 2D- Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen für jede der Beleuchtungsrichtungen vermessen werden. Eine Phasenrekonstruktion kann auch mithilfe der Fourier-Ptychografie durchgeführt werden. Hierbei kann beispielsweise eine enge Lochblende durch eine Beleuchtungspupille des Metrologiesystems gefahren werden, um eine für die Fourier- Ptychografie erforderliche Beleuchtungsrichtungsdiversifizierung herbeizuführen. Zur Rekonstruktion der elektromagnetischen Wellenfront nach Anspruch 7 kann auch eine Variation einer Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik des Metrologiesystems genutzt werden, die prinzipiell bei der Spatial Light Interference Microscopy (räumliche Lichtinterferenzmikroskopie, SLIM) bereits bekannt ist. Eine Phasenrekonstruktion der elektromagnetischen Wellenfront kann auch interferometrisch, holografisch oder unter Einsatz einer kohärenten Beleuchtung der Lithografiemaske erfolgen. Alternativ zu einer kohärenten Beleuchtung kann auch ein feines Sampeln über das jeweils vorgegebene Beleuchtungssetting innerhalb der Beleuchtungspupille erfolgen, wozu wiederum eine Lochblende herangezogen werden kann.
Eine digitale Simulation der Abbildung nach Anspruch 8 ermöglicht eine Einbeziehung der Beeinflussungsgröße, die dem Abbildungsmaßstab- Verhältnis entspricht, ohne das hierzu ein Hardware-Eingriff erforderlich ist. Die digitale Simulation kann durch Simulation der Wirkung einer ovalen objektseitigen numerischen Apertur und Realisierung einer runden bildseitigen numerischen Apertur bei der Abbildung der Lithografiemaske realisiert werden. Die digitale Simulation kann in Form einer digitalen Zylinderlinse oder in Form der Addition einer astigmatischen Wellenfront erfolgen.
Neben einer Phasenrekonstruktion kann nach Anspruch 9 auch eine Intensitätsrekonstruktion erfolgen. Soweit eine Intensitätsrekonstruktion erfolgt, kann eine Abbildungs-Aperturblende mit einem deutlich von 1 abweichen- den x/y-Aspektverhältnis zum Einsatz kommen. Die Rekonstruktionsberechnung im Intensitätsraum kann ebenfalls mithilfe einer Fouriertransformation sowie einer Rücktransformation erfolgen. Eine Beeinflussungsgröße, die dem Abbildungsmaßstab-Verhältnis entspricht, kann in diesem Fall fourierkomponenten-richtungsabhängig einbezogen werden, indem Mes- serergebnisse mit entsprechender Auswahl einer Verlagerungs-Schrittweite herangezogen werden. Für jede Richtung, der ein bestimmtes Abbildungsmaßstab-Verhältnis zugeordnet wird, kann dann ein Messergebnis bei einer eigenen, dieser Richtung zugeordneten Verlagerungs-Schrittweite zum Einsatz kommen.
Die Erzeugung von 2D-Intensitäts-Fouriertransformierten nach Anspruch 10 hat sich zur Intensitätsrekonstruktion als besonders geeignet herausgestellt.
Durch ein Verzerren der gemessenen 2D-Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen nach Anspruch 1 1 lässt sich das Abbildungsverhalten einer entsprechenden Abbildungsoptik emulieren. Nach dem Verzerren kann eine Intensitäts-Fouriertransformation der erhaltenen 2D- Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen zur Erzeugung einer entsprechenden Anzahl von 2D-Intensitäts-Fouriertransformierten erfolgen.
Informationen, die in ausgewählten 2D-Intensitäts-Fouriertransformierten, die bei verschiedenen Verlagerungswegen der Lithografiemaske bzw. einer Teststruktur gemessen werden können zur Intensitätsrekonstruktion zusammengesetzt werden. Hierzu wird nach Anspruch 12 ein Satz von 2D- Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen herangezogen, die bei vorgegebenen Verlagerungswegen der Lithografiemaske gemessen wurden, und von diesem Satz wird mit Hilfe einer Zuordnungsfunktion jeweils eine Rich- tungskomponente der Intensitäts-Fouriertransformierten ausgewählt. Diese verschiedenen Richtungskomponenten werden dann zusammengesetzt. Die Zuordnungsfunktion wird so ausgewählt, dass ein möglichst stetiger Übergang zwischen denjenigen Richtungskomponenten, die Extremwerten der Abbildungsmaßstäbe entsprechen, gewährleistet ist. Die Zuordnungsfunk- tion ist insbesondere monoton und kann stetig differenzierbar, insbesondere mehrfach stetig differenzierbar sein.
Ein zusätzlicher Verzerrungsschritt nach Anspruch 13 ermöglicht wieder- um das Emulieren einer Abbildungsoptik mit einem entsprechenden Abbildungsmaßstab-Verhältnis. Alternativ zu einem Verzerren des synthetischen Roh-Bildes kann ein Verzerren auch vor dem Durchführen einer Intensi- täts-Fouriertransformation von gemessenen 2D-Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen erfolgen. In diesem Fall werden die gemessenen 2D-Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen zunächst verzerrt, bevor die Schritte Intensitäts-Fouriertranstransformation, Erzeugen einer synthetischen 2D-Intensitäts-Gesamt-Fouriertransformierten und Intensitäts- Fourier-Rücktransformation erfolgen. Das Verzerren kann digital, also durch Umrechnen der Messwerte, erfolgen.
Eine Auswahl nach Anspruch 14 lässt sich numerisch mit vergleichsweise einfachen Mitteln realisieren. Die Auswahlfunktion kann so gewählt wer- den, dass einer Normierungsbedingung, die dafür sorgt, dass jede Richtung gleichberechtigt ausgewählt wird, Rechnung getragen wird.
Eine digitale Auswahlfunktion nach Anspruch 15 lässt sich numerisch in besonders einfacher Weise umsetzen. Alternativ zu einer digitalen Aus- wahlfunktion, die ausschließlich die Werte 0 und 1 einnehmen kann, kann auch eine Auswahlfunktion mit stetigem Übergang zwischen den Werten 0 und 1 herangezogen werden. Die Vorteile eines Metrologiesystems nach Anspruch 16 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Verfahren bereits erläutert wurden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 stark schematisch in einer Aufsicht mit Blickrichtung
senkrecht zu einer Einfallsebene ein Metrologiesystem für die Untersuchung eines Objekts in Form einer Lithografiemaske mit EUV-Beleuchtungs- und Abbildungslicht mit einer Beleuchtungsoptik und einer abbildenden Optik, die jeweils sehr stark schematisch dargestellt sind; Fig. 2 ein Beleuchtungssetting, also eine Intensitätsverteilung von Beleuchtungslicht in einer Pupillenebene der Beleuchtungsoptik, für eine Beleuchtung des Objekts;
Fig. 3 eine Aufsicht auf das abzubildende Objekt;
Fig. 4 eine Aufsicht auf eine Abbildungs-Aperturblende zur
randseitigen Begrenzung eines Abbildungs-Lichtbündels in der abbildenden Optik; Fig. 5 weniger schematisch als in Fig. 1 eine Seitenansicht einer
Anordnung einer Lithografie-Projektionsoptik zwischen dem abzubildenden Objekt und einem Wafer, wobei das Objekt dasjenige ist, welches im Vorfeld mit dem Metrologiesystem nach Fig. 1 untersucht wurde; schematisch in einem Schnitt in einer Einfallseinebene eine Reflexion des Beleuchtungs- und Abbildungslichts am Objekt bei der Projektionsbelichtung; einen Schnitt durch das einfallende Beleuchtungs- Lichtbündel und das ausfallende Abbildungs-Lichtbündel gemäß Linie VII- VII in Fig. 6; ein Ablaufschema eines Verfahrens zum dreidimensionalen Vermessen eines 3D-Luftbildes im Bereich um eine Bildebene bei der Abbildung der Lithografiemaske; ein Ablaufschema, welches stärker im Detail Verfahrensschritte bei einer Einbeziehung einer Beeinflussungsgröße verdeutlicht, die dem Verhältnis von Abbildungsmaßstäben der Projektionsoptik in zueinander senkrechten Richtungen entspricht; in einem Diagramm eine Abhängigkeit eines Verlagerungsweges Azi einer Feldebene von einer optimalen Fokusebene der abbildenden Optik, wobei dieser Verlagerungsweg Azi für eine Intensitätsrekonstruktion bei der Vermessung eines 3D-Luftbildes herangezogen wird, von einem Winkel φ einer Richtungskomponente einer zur Berechnung des 3D-Luftbildes herangezogenen Fouriertransformierten, wobei die Abhängigkeit für ein gegebenes Abbildungsmaßstab-Verhältnis der Abbildungsoptik und für verschiedene Rekonstruktions-Verlagerungswege der Ob- jektebene zur optimalen Fokusebene der Abbildungsoptik sowie für zwei verschiedene, die Winkelabhängigkeit beschreibende stetig differenzierbare Funktionen dargestellt ist;
Fig. 1 1 bis 14 jeweils eine 2D-Intensitätsverteilung einer Abbildung einer rechteckigen Teststruktur bei verschiedenen Defokus- Verlagerungs wegen Δζ der Teststruktur, aufgenommen jeweils in der xy-Ebene;
Fig. 15 bis 18 den Betrag der den Intensitätsverteilungen der Fig. 1 1 bis
14 zugeordneten 2D-Intensitäts-Fouriertransformierte;
Fig. 19 bis 22 den Fouriertransformierten nach den Fig. 15 bis 18 zuge- ordnete digitale Auswahlfunktionen zur Auswahl bestimmter Richtungskomponenten der Fouriertransformierten; den Betrag einer mit Hilfe der Intensitäts- Fouriertransformierten nach den Fig. 15 bis 18 und den Auswahlfunktionen nach den Fig. 19 bis 22 erzeugten synthetische 2D-Gesamt-Fouriertransformierte; ein synthetisches Bild als Ergebnis einer Fourier- Rücktransformation der Gesamt-Fouriertransformierten nach Fig. 23; ein synthetisches Ergebnis-Bild nach Verzerrung des synthetischen Bildes nach Fig. 24 mit einem vorgegebenen Abbildungsmaßstab-Verhältnis einer zu emulierenden bzw. zu rekonstruierenden Abbildungsoptik.
Zur Erleichterung der Darstellung von Lagebeziehungen wird nachfolgend ein kartesisches xyz-Koordinatensystem verwendet. Die x-Achse verläuft in der Figur 1 senkrecht zur Zeichenebene in diese hinein. Die y-Achse verläuft in der Figur 1 nach oben. Die z- Achse verläuft in der Figur 1 nach rechts. Figur 1 zeigt in einer einem Meridionalschnitt entsprechenden Ansicht einen Strahlengang von EUV-Beleuchtungslicht bzw. Abbildungslicht 1 in einem Metrologiesystem 2 für die Untersuchung eines in einem Objektfeld 3 in einer Objektebene 4 angeordneten Objekts 5 in Form eines Retikels bzw. einer Lithografiemaske mit dem EUV-Beleuchtungslicht 1. Das Metrologiesystem 2 wird zur Analyse eines dreidimensionalen (3D-) Luftbildes (Aerial Image Metrology System) eingesetzt und dient zur Simulation und Analyse der Auswirkungen von Eigenschaften von Lithographiemasken, sogenannten Retikels, die wiederum bei der Projektionsbelichtung zur Herstellung von Halbleiterbauelementen zum Einsatz kommen, auf die optische Abbildung durch Projektionsoptiken innerhalb einer Projektions- belichtungsanlage. Derartige Systeme sind aus der US 2013/0063716 AI (vgl. dort Figur 3), aus der DE 102 20 815 AI (vgl. dort Figur 9) und aus der DE 102 20 816 AI (vgl. dort Figur 2) und aus der US 2013/0083321 AI bekannt.
Das Beleuchtungslicht 1 wird am Objekt 5 reflektiert. Eine Einfallsebene des Beleuchtungslichts 1 liegt parallel zur y-z-Ebene. Das EUV-Beleuchtungslicht 1 wird von einer EUV-Lichtquelle 6 erzeugt. Bei der Lichtquelle 6 kann es sich um eine Laser-Plasma-Quelle (LPP; la- ser produced plasma) oder um eine Entladungsquelle (DPP; discharge pro- duced plasma) handeln. Grundsätzlich kann auch eine Synchrotron- basierende Lichtquelle zum Einsatz kommen, z. B. ein Freie-Elektronen- Laser (FEL). Eine Nutzwellenlänge der EUV-Lichtquelle kann im Bereich zwischen 5 nm und 30 nm liegen. Grundsätzlich kann bei einer Variante des Metrologiesystems 2 auch eine Lichtquelle für eine andere Nutzlichtwellenlänge anstelle der Lichtquelle 6 zum Einsatz kommen, beispielswei- se eine Lichtquelle für eine Nutzwellenlänge von 193 nm.
Je nach Ausführung des Metrologiesystems 2 kann dieses für ein reflektierendes oder auch für ein transmittierendes Objekt 5 zum Einsatz kommen. Ein Beispiel für ein transmittierendes Objekt ist eine Phasenmaske.
Zwischen der Lichtquelle 6 und dem Objekt 5 ist eine Beleuchtungsoptik 7 des Metrologiesystems 2 angeordnet. Die Beleuchtungsoptik 7 dient zur Beleuchtung des zu untersuchenden Objekts 5 mit einer definierten Be- leuchtungsintensitätsverteilung über das Objektfeld 3 und gleichzeitig mit einer definierten Beleuchtungswinkelverteilung, mit der die Feldpunkte des Objektfeldes 3 beleuchtet werden.
Figur 2 zeigt ein entsprechendes Beleuchtungssetting, welches für die Beleuchtungsoptik 7 einstellbar ist. Dargestellt ist in der Figur 2 eine Intensi- tätsverteilung des Beleuchtungslichts 1 in einer Pupillenebene 8 (vgl. Figur 1) bzw. in einer hierzu konjugierten Ebene der Beleuchtungsoptik 7. Das Beleuchtungssetting ist beispielhaft als Hexapol-Setting mit sechs Beleuchtungspolen 9 ausgestaltet. Die sechs Beleuchtungspole 9 liegen innerhalb einer elliptischen äußeren Randkontur 10, die in der Figur 2 gestrichelt angedeutet ist. Diese Randkontur 10 folgt einer Ellipse mit einem Verhältnis zwischen großer Halbachse parallel zur x- Achse und kleiner Halbachse parallel zur y- Achse von 2: 1. Auch andere Achsenverhältnisse der elliptischen Randkontur 10 im Bereich von 10: 1 und 1,1 : 1 sind möglich, beispielsweise von 1,5: 1, 1,6: 1, 2,5: 1, 3: 1, 4: 1, 5: 1 oder 8: 1.
Die elliptische Randkontur 10 wird von einer Beleuchtungs-Aperturblende 1 1 der Beleuchtungsoptik 7 erzeugt, die ein auf die Beleuchtungs-Aperturblende 1 1 einfallendes Bündel des Beleuchtungslichts 1 randseitig begrenzt. Entsprechend weist die Beleuchtungs-Aperturblende 1 1 in einer sich parallel zur xy-Ebene erstreckenden Blendenebene in den zwei zueinander senkrechten Richtungen x und y zwei sich voneinander um mindes- tens 10 %, im vorliegenden Fall um 100 % unterscheidende Blendendurchmesser auf, deren Entsprechungen in der Figur 2 mit Bx und By bezeichnet sind. Den größeren Blendendurchmesser Bx hat die Beleuchtungs- Aperturblende 1 1 senkrecht zur Einfallsebene yz des Beleuchtungslichts 1 auf dem Objekt 5.
Das Metrologiesystem 2 ist zur Untersuchung an anamorphotischen Masken mit unterschiedlichen Struktur- Skalierungsfaktoren in x und y ausgelegt. Derartige Masken sind zur Herstellung von Halbleiterelementen mittels anamorpho tischer Projektionsanlagen geeignet.
Eine numerische Apertur des Beleuchtungs- und Abbildungslichts 1 in der xz-Ebene kann retikelseitig bei 0,125 und in der yz-Ebene retikelseitig bei 0,0625 liegen. Figur 3 zeigt eine Aufsicht auf das Objekt 5. Strukturen auf dem Retikel 5 sind in der y-Richtung um einen Faktor 2 gestreckt. Dies bedeutet, dass eine Teilstruktur, beispielsweise die Rechteck- Struktur 12 in der rechten unteren Ecke des Objekts 5 nach Figur 3, die in eine l : l-Struktur abgebil- det werden soll, ein x/y-Aspektverhältnis von 1 :2 aufweist.
Nach Reflexion am Objekt 5 tritt das Beleuchtungs- bzw. Abbildungslicht 1 in eine abbildende Optik bzw. Projektionsoptik 13 des Metrologiesystems 2 ein, die in der Figur 1 ebenfalls schematisch durch eine gestri- chelte Berandung angedeutet ist. Die abbildende Optik 13 dient zur Abbildung des Objekts 5 hin zu einer ortsauflösenden Detektionseinrichtung 14 des Metrologiesystems 2. Die Detektionseinrichtung 14 ist z.B. als CCD- Detektor ausgebildet. Die abbildende Optik 13 umfasst eine im Strahlengang nach dem Objekt 5 angeordnete Abbildungs-Aperturblende 15 (vgl. auch Figur 4) zur randsei- tigen Begrenzung eines Abbildungslicht-Bündels. Die Abbildungs-Aperturblende 15 ist in einer Pupillenebene 8a der abbildenden Optik 13 angeordnet. Die Pupillenebenen 8 und 8a können zusammenfallen; dies ist al- lerdings nicht zwingend.
Auf die Abbildungs-Aperturblende 15 kann im Metrologiesystem 2 auch verzichtet werden. Die Abbildungs-Aperturblende 15 hat eine elliptische Randkontur 16 mit einem x/y-Halbachsenverhältnis von 2: 1. Die Abbildungs-Aperturblende 15 hat also in einer sich parallel zur xy-Ebene erstreckenden Blendenebene in zwei zueinander senkrechten Richtungen x, y zwei sich voneinander um mindestens 10 % unterscheidende Blendendurchmesser, die in der Figur 4 wiederum mit Bx, By bezeichnet sind. Für das Durchmesserverhältnis Bx:By im Bereich zwischen 10: 1 und 1,1 : 1 gilt, was vorstehend zum entsprechenden Durchmesserverhältnis der Beleuchtungs-Aperturblende 1 1 ausgeführt wurde.
Auch die Abbildungs-Aperturblende 15 hat den größeren Blendendurchmesser Bx senkrecht zur Einfallsebene yz des Beleuchtungs- bzw. Abbildungslichts 1 auf dem Objekt 5. Auch bei der Abbildungs-Aperturblende 15 ist der Durchmesser Bx doppelt so groß wie der Durchmesser By.
Die Detektionseinrichtung 14 steht in Signalverbindung mit einer digitalen Bildverarbeitungseinrichtung 17.
Das Objekt 5 wird von einem Objekthalter 18 getragen. Dieser kann über einen Verlagerungsantrieb 19 einerseits parallel zur xy-Ebene und andererseits senkrecht zu dieser Ebene, also in z- ichtung, verlagert werden. Der Verlagerungsantrieb 19 wird, wie auch der gesamte Betrieb des Metrologiesystems 2 von einer zentralen Steuereinrichtung 20 gesteuert, die mit den zu steuernden Komponenten in nicht näher dargestellter Weise in Sig- nalverbindung steht.
Der optische Aufbau des Metrologie Systems 2 dient zur möglichst exakten Emulation einer Beleuchtung sowie einer Abbildung im Rahmen einer Projektionsbelichtung des Objekts 5 bei der projektionslithografischen Herstel- lung von Halbleiterbauelementen.
Fig. 5 zeigt die Abbildungsverhältnisse einer lithografischen Projektionsoptik 21, die bei einer derartigen lithografischen Projektionsbelichtung zum Einsatz kommt. Im Unterschied zur Fig. 1 zeigt die Fig. 5 eine transmittie- rende Beleuchtung des Objekts 5 anstelle der tatsächlich vorliegenden reflektierenden Beleuchtung. Angedeutet ist in einem Beleuchtungs- Lichtbündel 22 des Beleuchtungs- und Abbildungslichts 1 eine Strukturierung dieses Beleuchtungs-Lichtbündels 22 aufgrund eines definierten Be- leuchtungssettings mit diskreten Beleuchtungspolen.
Die Projektionsoptik 21, die Teil einer ansonsten nicht dargestellten Pro- jektionsbelichtungsanlage ist, ist anarmorphotisch ausgeführt, hat also in der xz-Ebene einen anderen Abbildungsmaßstab als in der yz-Ebene. Eine objektseitige numerische Apertur der Projektionsoptik 21 beträgt in der xz- Ebene 0,125 und in der yz-Ebene 0,0625. Eine bildseitige numerische Apertur der Projektionsoptik 21 beträgt sowohl für die xz-Ebene als auch für die yz-Ebene jeweils 0,5. Es ergibt sich in der xz-Ebene ein Abbildungsmaßstab von 4x und in der yz-Ebene ein Abbildungsmaßstab von 8x, also ein Verkleinerungsfaktor einerseits von 4 und andererseits von 8.
Bei der Projektionsbelichtung bildet die Projektionsoptik 21 das Objektfeld 3 in ein Bildfeld 23 in einer Bildebene 24 ab, in der ein Wafer 25 angeordnet ist.
Im Unterschied zur Projektionsoptik 21 der Projektionsbelichtungsanlage ist die Projektionsoptik 13 des Metrologiesystems 1 nicht anamorphotisch, sondern hat sowohl in der xz-Ebene als auch in der yz-Ebene den gleichen vergrößernden Abbildungsmaßstab ßMs von mehr als 100, beispielsweise von 500 oder von 850. Die Metrologiesystem-Projektionsoptik 13 ist also isomorph.
Die Fig. 6 und 7 verdeutlichen die Reflexionsverhältnisse bei der Nutzung einer Beleuchtung mit elliptischer Randkontur, die dann in Reflexion von einer hieran entsprechend angepassten anamoφhotischen Projektionsoptik wie der Projektionsoptik 21 bzw. einer Optik mit elliptischer Abbildungs- Aperturblende wie bei der Projektionsoptik 13 genutzt werden kann. Aufgrund des elliptischen Querschnitts einerseits des Beleuchtungs- Lichtbündels 22 und andererseits eines vom Objekt 5 reflektierten Abbil- dungs-Lichtbündels 26 kann ein kleiner Hauptstrahl-Einfallswinkel CRA von 6° oder weniger realisiert sein, da die Lichtbündel 22, 26 in der yz- Ebene jeweils die kleinere numerische Apertur von 0,0625 haben. In der hierzu senkrechten xz-Ebene haben die Lichtbündel 22 und 26 die größere numerische Apertur von 0,125, was dort nicht stört.
Eine zentrale Achse, von der aus der Hauptstrahlwinkel CRA gemessen wird und die senkrecht auf der Objektebene 4 steht, ist in den Fig. 6 und 7 mit A bezeichnet.
Bei der 3D-Luftbildmessung werden Daten erzeugt, mit deren Hilfe auf ein Abbildungs-Verhalten der im Objektfeld 3 beleuchteten Struktur des Objekts 5 durch die Projektionsoptik 21 im Bereich der Bildebene 24 rückgeschlossen werden kann. Hierzu wird das Metrologiesystem 2 eingesetzt, wobei das Abbildungsmaßstab-Verhältnis von 2: 1 der Projektionsoptik 21 in den zwei zueinander senkrechten Richtungen y und x, also in den beiden zueinander senkrechten Ebenen yz und xz, unter Verwendung einer Metrologiesystem-Projektionsoptik 13, die nicht anamorphotisch ist, berücksichtigt wird.
Das Verfahren zur 3D-Luftbildmessung wird nachfolgend anhand der Fig. 8 und 9 erläutert. Zunächst wird das zu vermessende Objekt 5, also die zu vermessende Lithografiemaske in einem Schritt 27 bereitgestellt. Anschließend wird eine Intensitätsverteilung des Abbildungslichts 1 im Bereich einer Bildebene 14a vermessen, in der die Detektionseinrichtung 14 des Metrologie- Systems 1 angeordnet ist. Dies geschieht in einem Messschritt 28. Die Detektionseinrichtung 14 erfasst im Messschritt 28 innerhalb eines Detekti- onsfeldes, in welches durch die Metrologiesystem-Projektionsoptik 13 das Objektfeld 3 abgebildet ist, eine 2D-Abbildungslicht-Intensitätsverteilung. Die vermessende Intensitätsverteilung wird dann jeweils abgespeichert und an die digitale Bildverarbeitungseinrichtung 17 weitergeleitet.
Es wird nun die Lithografiemaske 5 mithilfe des Verlagerungsantriebs 19 senkrecht zur Objektebene 4 um einen vorgegebenen Verlagerung s weg Δζ verlagert. Dies geschieht in einem Verlagerungsschritt 29.
Der Messschritt 28 und der Verlagerungsschritt 29 werden dann mittels Durchführung eines Wiederholungsschrittes 30 so oft wiederholt, bis eine zur Wiedergabe eines 3D-Luftbildes ausreichende Anzahl von 2D- Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen mittels der Detektionseinrich- tung 14 vermessen ist. Durch Wiederholen des Messschritts 28 und des
Verlagerungsschritts 29 bei verschiedenen z-Positionen des Objekts 5 wird die 2D-Abbildungslicht-Intensitätsverteilung also beispielsweise an fünf, sieben, neun oder elf jeweils um Δζ auseinander liegenden z-Positionen vermessen, wobei das Objekt 5 bei einem mittleren Verlagerungsschritt 29 exakt in der Objektebene 4 liegt. In der Fig. 1 sind strichpunktiert entsprechende Verlagerungs-z-Positionen des Objekts 5 angedeutet. Dargestellt ist der Fall, bei dem fünf jeweils um Δζ auseinander liegende z-Positionen vermessen werden, wobei die in der Fig. 1 dargestellte z-Position, bei der das Objekt 5 in der Objektebene 4 liegt, die mittlere der fünf zu vermessenden z-Positionen darstellt.
Die dritte Dimension des 3D-Luftbildes, nämlich die z-Dimension wird bei diesem Me ssverfahren der Messung durch z- Verlagerung des Objekts 5 zugänglich gemacht. Da das 3D-Luftbild eine anamorphotische Abbildung, nämlich die Abbildung durch die Lithografie-Projektionsoptik 21, emulieren soll, führt jeder Verlagerungs schritt 29 im Bereich der Bildebene 14a zu einer Defokussierung in z- ichtung. Defokussierungswerte einerseits in der xz-Ebene und andererseits in der yz-Ebene unterscheiden sich voneinander aufgrund des zu emulierenden xz-/yz- Abbildungsmaßstab- Verhältnisses der Lithografie-Projektionsoptik 21. Der Unterschied zwischen den Abbildungsmaßstab-Verhältnissen einerseits der isomorphen Metrologiesystem-Projektionsoptik 13 und andererseits der zu emulieren- den anamorphotischen Proj ektionsbelichtungsanlagen-Proj ektionsoptik 21 wird beim Vermessungsverfahren durch Einbeziehen einer Beeinflussungsgröße berücksichtigt, die dem Verhältnis der Abbildungsmaßstäbe der Lithografie-Projektionsopitk 21 entspricht. Dies geschieht in einem Einbeziehungs-Schritt 31, der im Ablaufschema der Fig. 9 stärker im De- tail dargestellt ist.
Die Vermessung wird mit einer Messoptik des Metrologiesystems 1 durchgeführt, deren Abbildungsmaßstab in zueinander senkrechten Richtungen (xz/yz) gleich ist. Der Einbeziehungsschritt 31 erfolgt ausschließlich durch Umrechnen der Daten der gemessenen 2D-Abbildungslicht-
Intensitätsverteilung. Diese Umrechnung wird von der digitalen Bildverarbeitungseinrichtung 17 durchgeführt. Bei der Durchführung des Einbeziehungsschritts 31 werden zunächst die Datensätze der Messschritte 28 herangezogen, also die verschiedenen gemessenen 2D-Abbildungslicht-Intensitätsverteilungen an den unterschiedlichen z-Positionen des Objekts 5, die im Rahmen der vorausgegangenen Sequenz der wiederholten Schritte„Messschritt 28/V erlagerungs schritt 29" vermessen und in einem Speicher der digitalen Bildverarbeitungseinrichtung 17 abgelegt wurden. Dies geschieht in einem Heranziehungsschritt 32.
Aus den so herangezogenen Daten wird zur Vorbereitung der Einbeziehung in einem Rekonstruktionsschritt 33 eine elektromagnetische Wellenfront des Abbildungslichts 1 nach Wechselwirkung des Abbildungslichts 1 mit dem Objekt 5 rekonstruiert. Diese Rekonstruktion findet insbesondere im Bereich der Bildebene 14a des Metrologiesystems 1 statt. Beim Rekonstruktionsschritt 33 kann eine Phasenrekonstruktion der elektromagneti- sehen Wellenfront des Abbildungslichts 1 erfolgen. Insbesondere werden Phase und Amplitude eines 3D-Objektspektrums und deren partiell kohärente Überlagerung rekonstruiert. Eine polarisationsabhängige Rekonstruktion findet nicht statt. Bei der Durchführung des Rekonstruktionsschritts 33 können verschiedene bereits aus der Literatur bekannte Phasenrekonstruktionsverfahren zum Einsatz kommen. Hierzu gehören Methoden, die verschiedene 2D- Abbildungslicht-Intensitätsverteilungs-Sequenzen, die durch entsprechende mehrfache Durchführung der Abfolge der Schritte 28 bis 30 erzeugt wer- den, wobei bei jeder dieser Sequenzen ein Teil des optischen Systems des Metrologiesystems 1 verändert wird, was auch als Diversifizierung bekannt ist. Die Schritte 28 bis 30 können also einen Teil der Phasenrekonstruktion darstellen und bei der Rekonstruktion der Wellenfront im Schritt 33 zum Einsatz kommen. Bei einer Variante der Phasenrekonstruktion findet eine Defokus- Diversifizierung statt. Dies wurde vorstehend durch Erläuterung der Schritte 28 bis 30 bereits diskutiert.
Algorithmen, die hierbei zum Einsatz kommen, können beispielsweise sein: Transport of Intensity Equation, Iterative Fourier Transform Algo- rithms (IFTA, z.B. Gerchberg-Saxton) oder Optimierungsmethoden, z.B. mittels Backpropagation. Der Algorithmus Transport of Intensity Equation (TIE) ist beschrieben im Fachartikel "Critical assessment of the transport of intensity equation as a phase recovery technique in optical lithography", Aamod Shanker ; Martin Sczyrba ; Brid Connolly ; Franklin Kalk ; Andy Neureuther ; Laura Waller, Proc. SPIE 9052, Optical Microlithography XXVII, 90521D (March 31, 2014); doi: 10.1 1 17/12.2048278. Der Algo- rithmus "Gerchberg-Saxton" ist beschrieben in Fienup, J. . (1 August
1982). "Phase retrieval algorithms: a comparison.". Applied Optics 21 (15): 2758-2769. Bibcode: 1982ApOpt..21.2758F. DOI: 10.1364/AO.21.002758. Die Optimierungsmethode„Backpropagation" ist beschrieben in General framework for quantitative three-dimensional reconstruction from arbitrary detection geometries in TEM, Phys. Rev. B 87, 184108 - Published 13 May 2013, Wouter Van den Broek and Christoph T. Koch.
Eine weitere Variante für einen Algorithmus, der bei der Phasenrekonstruktion zum Einsatz kommen kann, ist die Stokes Polarimetrie. Dieser Algorithmus ist beispielsweise beschreiben in Opt Express. 2014 Jun 2;22(1 1): 14031-40. DOI: 10.1364/OE.22.014031. All-digital wavefront sensing for structured light beams. Dudley A, Milione G, Alfano RR, Forbes A. Bei Einsatz einer Phasenrekonstruktion kann auf die elliptische Abbil- dungs-Aperturblende 15 auch verzichtet werden. Die optische Wirkung der Aperturblende kann auch digital herbeigeführt werden. Alternativ zu einer Defokus-Diversifizierung kann auch eine Beleuchtungs- richtungs-Diversifizierung zur Durchführung des Rekonstruktionsschritts 33 durchgeführt werden. Ein Beispiel hierfür ist die Fourier- Ptychographie. Dieser Algorithmus ist beschrieben im Fachartikel„Wide- field, high-resolution Fourier ptychographic microscopy, Guoan Zheng et al, Nature Photonics, Advance online publication 28.07.2013, DOI:
10.1038/NPHOTON.2013.187.
Hierbei wird zu jeder Beleuchtungsrichtung eine 2D-Abbildungslicht- Intensitätsverteilung gemessen und mittels eines Algorithmus auf Phase und Amplitude der elektromagnetischen Wellenfront zurückgerechnet. Hierbei können wiederum die Algorithmen IFTA oder Backpropagation zum Einsatz kommen.
Eine weitere Möglichkeit zur Durchführung des Rekonstruktionsschritts 33 ist eine allgemeine Pupillenmanipulation, wie dies beispielsweise bei der Spatial Light Interference Microscopy (räumliche Lichtinterferenzmikroskopie, SLIM, vgl. Fachartikel Wang et al. Optics Express, 201 1, Volume 19, Nr. 2, Seite 1017) zum Einsatz kommen. Hier werden beispielsweise vier Bilder mit jeweils einer unterschiedlichen phasenschiebenden Maske aufgenommen, die in einer Detektionspupille, also beispielsweise in der Pupillenebene 8a der Projektionsoptik 13 des Metrologiesystems 1, angeordnet ist. Grundsätzlich kann die Phasenrekonstruktion der elektromagnetischen Wellenfront auch ohne eine derartige Diversifizierung erfolgen. Beispiele hierfür stellen Verfahren der Interferometrie und der digitalen Holographie dar. Bei der Interferometrie wird ein Referenzstrahlengang benötigt. Bei der digitalen Holographie wird zum Beispiel ein Gitter in die Detekti- onspupille eingebracht. Die einzelnen Beugungsordnungen werden dann auf dem Detektor zur Interferenz gebracht. Beispielhaft sind diese Verfahren der Interferometrie und der digitalen Holographie beschreiben in U. Schnars, W. Jüptner (2005). Digital Holography. Springer, sowie Wen, Han; Andrew G. Gomella, Ajay Patel, Susanna K. Lynch, Nicole Y. Morgan, Stasia A. Anderson, Eric E. Bennett, Xianghui Xiao, Chian Liu, Douglas E. Wolfe (2013). "Subnanoradian X-ray phase-contrast imaging using a far-field interferometer of nanometric phase gratings". Nat.
Commun. 4. Bibcode:2013NatCo...4E2659W. doi: 10.1038/ncomms3659.
Für ein gegebenes Beleuchtungssetting, für welches die abbildende Funktion der Lithografie-Projektionsoptik 21 durch das Metrologiesystem 1 emuliert werden soll, kann eine Phasenrekonstruktion durch feines Sampling der bei diesen Beleuchtungssetting verwendeten Beleuchtungspupille bei- spielsweise der Intensitätsverteilung nach Fig. 2 realisiert werden. Das verwendete Beleuchtungssetting wird dabei durch viele kleine nahezu kohärente Beleuchtungs-Monopole angenähert, die sequentiell vermessen werden. Derartige Monopole sind in der Fig. 2 beispielhaft bei 34 angedeutet. Für jeden dieser Monopole 34 wird dann eine Phasenrekonstruktion durchgeführt, so dass die zu ermittelnde partiell kohärente Welle nach
Wechselwirkung mit dem Objekt 5 als Überlagerung von angenähert kohärenten Wellen, also den Ergebnissen der jeweiligen Phasenrekonstruktion zur Monopol-Beleuchtung, beschrieben werden kann. Ein derartiges Abras- tern der Beleuchtungspupille wird bei der Fourier-Ptychografie als Diversi- fizierung verwendet. Ein partiell kohärentes Feld kann also als Überlagerung vieler nahezu kohärenter Felder beschrieben werden, die durch das Monopol- Sampling erzeugt werden. Nach dem ekonstruktions schritt 33 erfolgt eine digitale Simulation der Abbildung mit dem Abbildungsmaßstab-Verhältnis der Lithografie- Projektionsoptik 25. Dies erfolgt in einem digitalen Simulationsschritt 35.
Die beim Rekonstruktionsschritt 33 berechnete elektromagnetische Wel- lenfront wird hierbei so manipuliert, wie sie bei der Propagation durch ein entsprechendes anamorphotisches System manipuliert würde. Dies kann durch Einsatz einer digitalen elliptischen Abbildungs-Aperturblende entsprechend der vorstehend erläuterten Abbildungs-Aperturblende 15 geschehen. Gleichzeitig muss durch die digitale Manipulation sichergestellt werden, dass bildseitig, wie auch bei der Lithografie-Projektionsoptik 25, die numerische Apertur in der xz-Ebene gleich ist zur numerischen Apertur in der yz-Ebene. Eine derartige digitale Manipulation kann durch eine digitale Zylinderlinse oder durch Addieren einer astigmatischen Wellenfront erfolgen. Die Addition einer astigmatischen Wellenfront kann durch Addi- tion eines Beitrages eines Zernike-Polynoms Z5 erfolgen. Zernike-
Polinome Zi (i=l, 2, ...) sind beispielsweise in der Fringe-Notierung bekannt aus der mathematischen und der optischen Literatur. Ein Beispiel für diese Notierung gibt das CodeV-Manual, Version 10.4, S. C-6 ff. Die resultierende astigmatische Wellenfront kann dann in jeder Propagati- onsebene berechnet werden. Entsprechend kann nun in einem Ausgabe schritt 36 die Ausgabe des unter Einbeziehung der Beeinflussungsgröße resultierenden 3D-Luftbildes ausgegeben werden. Die Phasenrekonstruktion kann einen Fourier-Transformationsschritt beinhalten, mit dem aus einer berechneten Phase eine komplexe, also die Phase beinhaltende Amplitudenverteilung berechnet wird. Nach digitaler Astigmatismus-Manipulation kann dann mithilfe einer inversen Fourier- Transformation zurück in das Bildfeld gerechnet werden.
Im Rahmen der Phasenrekonstruktion kann auch eine dreidimensionale (3D-)Fouriertransformation stattfinden.
Alternativ kann zur Durchführung des Rekonstruktionsschritts 33 eine In- tensitäts-Fouriertransformation der bei der Sequenz der Schritte 28 bis 30 ermittelten 2D-Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen durchgeführt werden, wozu diese Intensitätsverteilungen vorab mittels bekannter mathematischer Techniken mit periodischen Randbedingungen versehen werden. In diesem Zusammenhang wird verwiesen auf die WO 2008/025433 A2 und die DE 10 2007 009 661 AI .
Der Einbeziehungsschritt 31 erfolgt dann durch Auswahl der xy- Richtungskomponenten der erzeugten Intensitäts-Fouriertransformationen unter Berücksichtigung des xy-Abbildungsmaßstabs-Verhältnisses der Li- thografie-Projektionsoptik 21. Es wird also ein Fourierbild zusammengesetzt, dessen x-Komponente bei einer Verlagerung mit einer ersten
Schrittweite zi mit einer Sequenz der Verfahrens schritte 28 bis 30 aufgenommen wurde und als y-Komponente werden Fourierkomponenten der Intensitätsverteilungen einer Sequenz verwendet, die mit einem schrittwei- ten Verhältnis Δζ2 aufgenommen wurden. Für Richtungskomponenten, die mit der x- Achse einen Winkel φ zwischen 0° und 90° einnehmen, werden fouriertransformierte 2D-Intensitätsdaten herangezogen, die bei einer zwischenliegenden Schrittweite Azi aufgenommen wurden. Die jeweilige Schrittweite Azi skaliert mit dem Winkel φ der jeweils betrachteten Richtung der Fourierkomponente und der x- Achse.
Die Funktion Azi (φ) kann zwischen den Schrittweiten Az! für die x-Achse und den Schrittweiten Az2 für die y-Achse linear oder mittels einer ange- passt ausgewählten Anpassungsfunktion, z.B. mittels einer quadratischen Funktion, einer Sinusfunktion und einer Sinus -Funktions variiert werden.
Die Azi-Schrittweiten-Messungen der 2D-Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen müssen nicht alle real durchgeführt werden, son- dem es kann, falls eine Messung bei einem z- Wert zwischen zwei real durchgeführten Messungen benötigt wird, auch eine Interpolation zwischen diesen beiden 2D-Abbildungslicht-Intensitätsverteilungen durchgeführt werden. Diese Interpolation kann z.B. mithilfe einer nearest- neighbourhood, einer linearen, einer bikubischen oder einer Spline-
Figure imgf000027_0001
erfolgen. Die Interpolation kann im Fourierraum, aber auch im Ortsraum stattfinden.
Eine Abbildung mit dem Metrologiesystem 2 kann mit einer elliptischen Abbildungs- Aperturblende 15, alternativ aber auch mit einer ovalen oder mit einer rechteckigen Blende durchgeführt werden. Soweit keine Phasenrekonstruktion durchgeführt wird, ist der Einsatz einer Abbildungs- Aperturblende mit einem x/y-Aspektverhältnis erforderlich, welches dem Verhältnis der Abbildungsmasstabs in x- und y- Richtung einer zu emulierenden bzw. zu rekonstruierenden Abbildungsoptik entspricht, , also bei- spielsweise ein Aspekt- bzw. Durchmesserverhältnis im Bereich zwischen 10: 1 und 1,1 : 1 hat.
Das so manipulierte und aus den verschiedenen Richtungskomponenten zusammengesetzte Fourierbild wird dann über eine inverse Fouriertransformation rücktransformiert, so dass sich das gewünschte 3D-Luftbild ergibt.
Die sich ergebende Bild-Intensitätsverteilung kann dann noch softwaremä- ßig verzerrt werden, insbesondere in x-Richtung anders skaliert werden als in y-Richtung, um einen von der Lithografie-Projektionsoptik 21 erzeugten Anamorphismus wiederzugeben.
Die Schritte 28 bis 30 sind also nicht zwingend. Nach dem Bereitstellungs- schritt 27 kann eine Rekonstruktion der Wellenfront im Rekonstruktionsschritt 33 auch durch eine der vorstehend beschriebenen Varianten erfolgen.
Ein Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen eines 3D-Luftbildes im Bereich um die Bildebene 24 bei der Abbildung der Lithografiemaske 5, die in der Objektebene 4 angeordnet ist, unter Berücksichtigung eines wählbaren Abbildungsmaßstab-Verhältnisses einer zu emulierenden bzw. zu rekonstruierenden Abbildungsoptik unter Einsatz einer Intensitätsrekonstruktion einer elektromagnetischen Wellenfront des Abbildungslichts 1 wird nachfolgend anhand der Fig. 10 ff. noch näher im Detail erläutert.
Hierbei wird zunächst durch Wiederholung der Schritte 28 bis 30 ein Stapel von jeweils sich um einen Δζ- Verlagerungsweg der Teststruktur unterscheidenden 2D-Abbildungslicht-Intensitätsverteilung im Bereich der Ebe- ne 14a mit der Detektionsemrichtung 14 gemessen. Dies geschieht mit eingesetzter Abbildungs-Aperturblende 15 nach Fig. 4.
Die Fig. 1 1 bis 14 zeigen beispielhaft für ein Rechteck 5 als Beispiel für eine Teststruktur, die anstelle der Lithografiemaske 5 zum Einsatz kommt, verschiedene Messergebnisse für die sich hierbei ergebende 2D- Abbildungslicht- Intensitätsverteilung. Das Rechteck hat ein x/y- Aspektverhältnis von 1 :2. Fig. 1 1 zeigt die gemessene 2D-Abbildungslicht-Intensitätsverteilung für einen sich bildseitig ergebenden Defokus Δζ von 1600 nm.
Fig. 12 zeigt die gemessene 2D- Abbildungslicht-Intensitätsverteilung für einen Defokus Δζ von 2500 nm.
Fig. 13 zeigt die gemessene 2D-Abbildungslicht-Intensitätsverteilung für einen Defokus Δζ von 4900 nm.
Fig. 14 zeigt die gemessene 2D- Abbildungslicht-Intensitätsverteilung für einen Defokus Δζ von 6400 nm.
Die in den Fig. 1 1 bis 14 sichtbare fortschreitende Defokussierung erscheint in der y-Richtung bei gegebenem Verlagerungsweg Δζ schwächer als in x-Richtung, was sich aufgrund des Bx/By-Aspektverhältnisses der Abbildungs-Aperturblende 15 erklärt, die zu einer größeren Tiefenschärfe in der y-Richtung im Vergleich zur x-Richtung führt.
Zur Intensitätsrekonstruktion des 3D-Luftbildes führt die zu emulierende Abbildungsoptik mit vorgegebenem und von 1 verschiedenen Abbil- dungsmaßstab-Verhältnis findet nun eine Umrechnung des gemessenen Fokusstapels mit einer Vielzahl von 2D-Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen nach Art der Fig. 1 1 bis 14 für verschiedene Verlagerungswege Δζ in ein synthetisches Ergebnisbild des 3D-Luftbildes dieser Abbildungsoptik statt.
Beispielhaft wird von einem Vergrößerungsmaßstab der zu emulierenden abbildenden Optik 21 in der x- ichtung, ßx, von 1 / 4 und in der y- Richtung, ßy, von 1 / 8 ausgegangen. Die abbildende Optik 13 des Metro- logiesystems 2 hat einen isomorphen Vergrößerungsfaktor ßMS von 850.
Die Verlagerung Δζ der Teststruktur bzw. der Lithografiemaske 5 wird nachfolgend auch als AzLM bezeichnet. Mit Hilfe ausgewählter 2D-Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen zu bestimmten Verlagerungswegen Δζ, wie beispielhaft in den Fig. 1 1 und 14 gezeigt, wird nun ein synthetisches Bild der Lithografie-Projektionsoptik 21 erzeugt. Hierzu wird von jeder der 2D- Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen eine Intensitäts-Fouriertransformation erzeugt. Er- gebnis ist jeweils eine 2D-Intensitäts-Fouriertransformierte. Beispielhaft ist der Absolutbetrag der 2D-Intensitäts-Fouriertransformierten der 2D- Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen nach den Fig. 1 1 bis 14 in den Fig. 15 bis 18 gezeigt. Aus diesen Intensitäts-Fouriertransformierten wird nun ein neues synthetisches Ergebnis-Bild erzeugt. Hierzu werden Richtungskomponenten der zunächst erzeugten 2D-Intensitäts-Fouriertransformierten unter Berücksichtung des Abbildungsmaßstab-Verhältnisses der Lithografie- Projektionsoptik 21 ausgewählt. Ein Verlagerungsweg Azi einer hierzu je- weils ausgewählten 2D-Abbildungslicht- Intensitätsverteilung skaliert hierbei mit der Ausrichtung der Richtungskomponenten. Hierzu geht man folgendermaßen vor: Auf der x- Achse verwendet man die Intensitäten und Phasen (also Real- und Imaginäranteil) des Fourierbildes, das in Ebene Azi = AzLM / ßx 2 aufgenommen wurde.
Auf der y- Achse verwendet man die Intensitäten und Phasen des Fourier- bildes, das in Ebene Azi = AzLM / ßy 2 aufgenommen wurde.
Für alle Pixel dazwischen verwendet man die Intensitäten und Phasen eines Fourierbildes, das in einer Defokus-Ebene Azi zwischen AzLM / ßx 2 und AzLM / ßy 2 aufgenommen wurde. Die Funktion für die interpolierende Be- rechnung des Defokus soll stetig und vorteilhafterweise stetig differenzierbar sein und vorteilhafterweise von 0° bis 90° monoton sein.
Nachfolgend werden zwei Beispiele für eine Zuordnung jeweiliger Az- Verlagerungspositionen zu den Richtungskomponenten, also den verschie- denen Winkeln φ angegebenen:
Azi = AzLM * 1 / (ßx + (ßy - ßx) * sin2(p)2
(= Beispiel-Zuordnungsfunktion 1) Azi = AzLM * (1/ßx + (l/ßy - 1/ßx) * sin2(p)2
(= Beispiel-Zuordnungsfunktion 2) Fig. 10 verdeutlicht den Verlauf dieser Beispiel-Zuordnungsfunktionen, also die Abhängigkeit Δζί (φ) für Werte von AzLM von -100 nm, -50 nm, 0 nm, 50 nm und 100 nm. Die der Beispiel-Zuordnungsfunktion 1 zugeordneten Kurven sind mit BF 1 und die der Beispiel-Zuordnungsfunktion 2 zugeordneten Kurven sind mit BF2 bezeichnet.
Ein weiteres Beispiel einer Zuordnungsfunktion nach Art der vorstehend beschriebenen Beispiel-Zuordnungsfunktionen 1 und 2 ist der Mittelwert aus diesen beiden Beispiel-Zuordnungsfunktionen.
Für diese Rechnung benötigt man einen Fokusstapel mit sehr vielen Bildern und sehr kleiner Schrittweite. In der Praxis wird man aber meist (z.B. um Messzeit zu sparen) weniger Bilder messen und die Schrittweite größer wählen. In diesem Fall kann man die Bilder zwischen den verschiedenen gemessenen Bildern interpolieren. Die Interpolation kann im Bildraum (also vor der Fouriertransformation) oder im Fourierraum (nach der Fouriertransformation) erfolgen. Als Interpolationsmethode kommt je nachdem, welche Genauigkeit gewünscht ist, nearest neighbour, linear, bikubisch, spline oder ein anderes Verfahren in Betracht.
Vorteilhafterweise wählt man den gesamten Fokusbereich so groß, dass man zwischen den Fokusebenen nur interpolieren und nicht extrapolieren muss.
Eine numerische Realisierung einer Richtungskomponenten- Auswahl entsprechend einer dieser Beispiel-Zuordnungsfunktionen wird verdeutlicht durch digitale Auswahlfunktionen nach den Fig. 19 bis 22. Die digitalen Auswahlfunktionen haben dort den Wert 1 , wo weiße Flächen vorliegen, und überall sonst den Wert 0.
Dargestellt ist anhand der vier gemäß den Fig. 1 1 bis 14 gemessenen 2D- Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen eine übertrieben grobe Ermittlung des Ergebnis-Bildes mit entsprechend lediglich vier verschiedenen Defo- kuswerten und zugeordneten Auswahlfunktionen. Letztere sind so gewählt, dass jeder Punkt auf der über die digitalen Auswahlfunktionen aufgespannten x/y-Fläche genau ein Mal ausgewählt wird. Die Zuordnung dieser Rich- tungskomponenten φ zum Defokuswert Azi erfolgt dabei über die Zuord- nungs-Beispielsfunktion BF1, also die oberste Kurve in der Fig. 10.
Berechnet wird ein Ergebnis-Bild für AzLM = 100 nm. Für die x- Achse dieses Ergebnis-Bildes wird die Intensitäts-Fouriertransformierte nach Fig. 15 ausgewählt. Hierzu wird diese Intensitäts-Fouriertransformierte nach Fig. 15 mit der digitalen Auswahlfunktion nach Fig. 19 multipliziert, die für Werte, die im Bereich der x-Achse (φ ~ 0) liegen, 1 und für alle anderen Werte 0 ist. Die Auswahlfunktion nach Fig. 20 ist der Intensitäts-
Fouriertransformierten nach Fig. 16 zugeordnet und deckt den Wert φ ungefähr gleich 30° ab.
Fig. 21 zeigt die digitale Auswahlfunktion für die Intensitäts- Fouriertransformierte nach der Fig. 17 (Richtungskomponente φ ungefähr gleich 60°). Fig. 22 zeigt die digitale Auswahlfunktion für die Intensitäts- Fouriertransformierte nach Fig. 18 (φ ungefähr gleich 90°).
Über die Auswahlfunktionen 19 bis 22 findet also eine Auswahl vorgege- bener Winkel- Sektoren der 2D-Intensitäts-Fouriertransformierten nach den Fig. 15 bis 18 statt.
Numerisch wird also die Intensitäts-Fouriertransformierte nach Fig. 15 mit der digitalen Auswahlfunktion nach Fig. 19 multipliziert, die Intensitäts- Fouriertransformierte nach Fig. 16 mit der digitalen Auswahlfunktion nach Fig. 20, die Intensitäts-Fouriertransformierte nach Fig. 17 mit der digitalen Auswahlfunktion nach Fig. 21 und die Intensitäts-Fouriertransformierte nach Fig. 18 mit der digitalen Auswahlfunktion nach Fig. 22. Die Resultate dieser Multiplikationen werden addiert und ergeben eine synthetische 2D- Intensitäts-Gesamt-Fouriertransformierte. Deren Absolutbetrag ist in Fig. 23 dargestellt. Es werden also in einem Zwischenschritt erzeugte synthetische 2D-Intensitäts-Teil-Fouriertransformierte, die jeweils das Ergebnis der einzelnen Multiplikationen darstellen, miteinander addiert. Eine Fourier- Rücktransformation dieser synthetischen 2D-Intensitäts-Gesamt- Fouriertransformierten ergibt ein synthetisches Roh-Bild nach Fig. 24.
Dieses synthetische Roh-Bild nach Fig. 24 wird anschließend mit dem Abbildungsmaßstab-Verhältnis der Lithografie-Projektionsoptik 21 verzerrt, so dass sich als Ergebnis-Bild für den zu emulierenden Defokus AzLM von 100 nm das Ergebnis-Bild nach Fig. 25 ergibt. Erwartungsgemäß sind bei diesem Defokus die Kanten der abgebildeten Teststruktur in x- und y- Richtung gleichermaßen verwaschen, da sich der Tiefenschärfe- Unterschied in x- und y-Richtung aufgrund der Abbildungs-Aperturblende 15 einerseits und das Abbildungsmaßstab-Verhältnis ßx / ßy anderseits ausgleichen.
Die vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 1 1 bis 25 erläuterte Be- rechnung wird nachfolgend noch für die weiteren zu emulierenden Az- Defokus-Verlagerungen der Lithografiemaske 5, AzLM, durchgeführt. Hierzu werden für die Verlagerungen AzLM von 50 nm, 0 nm, -50 nm und - 100 nm die Richtungskomponenten entsprechend den in der Fig. 10 dargestellten Kurven ausgewählt. Für zwischenliegende AzLM- Verlagerungen werden entsprechende 2D-Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen ausgewählt, die entweder bei entsprechenden Azr Werten gemessen oder interpoliert werden.
Das vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 1 1 bis 25 beschriebene Verfahren wurde mit einer übertrieben groben Ermittlung des Ergebnis- Bildes mit lediglich vier verschiedenen Defokuswerten und zugeordneten Auswahlfunktionen beschrieben. Durch Verwendung einer größeren Anzahl von Defokuswerten, beispielsweise durch Verwendung von mehr als fünf Defokuswerten, mehr als zehn Defokuswerten, durch Verwendung von dreizehn oder siebzehn Defokuswerten, durch Verwendung von mehr als zwanzig Defokuswerten, zum Beispiel durch Verwendung von fünfundzwanzig Defokuswerten, und gleichzeitiger Verwendung einer entsprechenden Anzahl von Auswahlfunktionen mit feinerer Winkelsektor- Auswahl, lässt sich entsprechend eine Genauigkeit der Ermittlung des Er- gebnis-Bildes noch verbessern.
Alternativ zu einer digitalen Auswahlfunktion, die ausschließlich die Werte 0 und 1 annehmen kann, wie vorstehend im Zusammenhang mit den Auswahlfunktionen nach den Fig. 19 bis 22 erläutert, kann auch eine Auswahlfunktion mit stetigem Übergang zwischen den Werten 0 und 1 zum Einsatz kommen. Auch diese alternativen Auswahlfunktionen mit stetigem Übergang werden so gewählt, dass sie einer Normierungsbedingung genü- gen, dass sie also in der Summe jeden Punkt der xy-Fläche mit einer Gewichtung von 1 auswählen.
Vorstehend wurde das Rekonstruktionsverfahren mit einer Ausführung beschrieben, bei der ein Verzerrungsschritt mit dem Abbildungsmaßstab- Verhältnis der Lithografie-Projektionsoptik 21 den letzten Verfahrensschritt darstellt. Alternativ ist es möglich, die zunächst im Messschritt 28 gemessenen 2D-Abbildungslicht-Intensitätsverteilungen mit dem Abbil- dungsmaßstabs-Verhältnis der Lithografie-Projektionsoptik 21 zu verzerren und im Anschluss hieran die anderen Rekonstruktionsschritte zum Vermes- sen des 3D-Luftbildes, insbesondere die Fouriertransformation, die Auswahl der Richtungskomponenten, die Addition der Richtungskomponenten und die Fourier-Rücktransformation, durchzuführen.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen eines 3D-Luftbildes im Bereich um eine Bildebene (24) bei der Abbildung einer Lithografiemaske (5), die in einer Objektebene (4) angeordnet ist, unter Berücksichtigung eines wählbaren Abbildungsmaßstab-Verhältnisses in zueinander senkrechten Richtungen (x, y) mit folgenden Schritten:
Rekonstruktion einer elektromagnetischen Wellenfront von Abbildungslicht (1) nach dessen Wechselwirkung mit der Lithografiemaske (5),
Einbeziehen (31) einer Beeinflussungsgröße, die dem Abbildungsmaßstab-Verhältnis entspricht,
Ausgabe (36) des unter Einbeziehung der Beeinflussungsgröße gemessenen 3D-Luftbildes.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei der
Rekonstruktion folgende Schritte durchgeführt werden:
Vermessen (28) einer 2D-Abbildungslicht-Intensitätsverteilung im Bereich einer der Bildebene (24) entsprechenden Ebene (14a), Verlagern der Lithografiemaske (5) senkrecht (z) zur Objektebene (4) um einen vorgegebenen Verlagerungsweg (Δζ; Δζΐ 5 Δζ2;
Figure imgf000037_0001
Wiederholen (30) der Schritte„Vermessen" und„Verlagern", bis eine zur Wiedergabe des 3D-Luftbildes ausreichende Anzahl von 2D-Abbildungslicht-Intensitätsverteilungen vermessen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermessung mit einer Messoptik (7, 13) durchgeführt wird, deren Abbildungsmaßstab in zueinander senkrechten Richtungen (x, y) gleich ist, wobei die Einbeziehung (31) der Beeinflussungsgröße durch Umrechnung der Daten der gemessenen 2D-Abbildungslicht- Intensitätsverteilung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der
Rekonstruktion (33) der elektromagnetischen Wellenfront eine Phasenrekonstruktion erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Phasenrekonstruktion ein Defokus der Abbildung der Lithografiemaske (5) variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Rekonstruktion (33) eine Manipulation an einer Beleuchtungsoptik (7), mit der die Lithografiemaske (5) beleuchtet wird, vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rekonstruktion (33) eine Beleuchtungspupille der Beleuchtungsoptik (7) variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbeziehung (31) der Beeinflussungsgröße beim Umrechnen der Daten der Wellenfront über eine digitale Simulation der Abbildung mit dem Abbildungsmaßstab-Verhältnis erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Rekonstruktion (33) der elektromagnetischen Wellenfront eine Intensitätsrekonstruktion erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensitätsrekonstruktion mit folgenden Schritten durchgeführt wird:
- Durchführen der Schritte nach Anspruch 2;
- Durchführen einer Intensitäts-Fouriertransformation der erhaltenen
2D-Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen (Fig. 1 1 bis 14) zur Erzeugung einer entsprechenden Anzahl von 2D-Intensitäts- Fouriertransformierten (Fig. 15 bis 18). 1 1. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensitätsrekonstruktion mit folgenden Schritten durchgeführt wird:
- Durchführen der Schritte nach Anspruch 2;
- Verzerren der gemessenen 2D-Abbildungslicht- Intensitätsverteilungen mit dem Abbildungsmaßstab-Verhältnis.
12. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet, durch folgende Schritte
- Auswählen von Richtungskomponenten der erzeugten 2D- Intensitäts-Fouriertransformierten unter Berücksichtung des Abbildungsmaßstab-Verhältnisses, wobei ein Verlagerungsweg (Azi) beim Verlagern der Lithografiemaske (5) senkrecht zur Objektebene (4) mit der Ausrichtung (φ) der Richtungskomponenten skaliert, zur Erzeugung jeweils einer synthetischen 2D-Intensitäts-Teil- Fouriertransformierten;
- Addieren der erzeugten synthetischen 2D-Intensitäts-Teil- Fouriertransformierten zu einer synthetischen 2D-Intensitäts- Gesamt-Fouriertransformierten; - Durchführen einer Intensitäts-Fourier- ücktransformation der synthetischen 2D-Intensitäts-Gesamt-Fouriertransformierten zur Erzeugung eines synthetischen Roh-Bildes.
Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet, durch das
- Erzeugen eines Ergebnis-Bildes (Fig. 25) durch Verzerren des synthetischen Roh-Bildes (Fig. 24) mit dem Abbildungsmaßstab- Verhältnis.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der Richtungskomponenten der erzeugten 2D- Intensitäts-Fouriertransformierten (Fig. 15 bis 18) erfolgt durch Multiplizieren jeder der erzeugten 2D-Intensitäts-Fouriertransformierten (Fig. 15 bis 18) mit einer zugeordneten Auswahlfunktion (Fig. 19 bis 22) zur Auswahl vorgegebener Winkel- Sektoren der 2D-Intensitäts- Fouriertransformierten (Fig. 15 bis 18), wobei die Auswahlfunktion vom Verlagerungsweg (Azi) senkrecht zur Objektebene (4) und vom Abbildungsmaßstab-Verhältnis abhängt, zur Erzeugung der jeweiligen synthetischen 2D-Intensitäts-Teil-Fouriertransformierten.
Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine digitale Auswahlfunktion (Fig. 19 bis 22).
Metrologiesystem (2) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 mit einer Beleuchtungsoptik (7) zur Beleuchtung der zu untersuchenden Lithografiemaske (5) und mit einer abbildenden Optik (13) zur Abbildung des Objekts (5) hin zu einer ortsauflösenden Detektionseinrichtung (14).
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