[发明专利]测量EUV镜头的成像质量的测量系统

说明书

本申请要求于2012年3月23日提交的德国专利申请No.10 2012 204 704.2以及于2012年3月23日提交的美国临时申请No.61/614759的优先权。通过引用将该德国专利申请和美国临时申请的全部内容并入本申请。

技术领域

本发明涉及一种测量EUV镜头的成像质量的测量系统、一种包括用于检验(inspection)设备的EUV镜头和上述类型的测量系统的布置、一种检验用于微光刻的基板的表面的检验设备以及一种测量EUV镜头的成像质量的方法。

背景技术

EUV镜头在其操作波长下的波前像差的测量值是合格化(qualification)和确保EUV镜头性能的关键参数。现有解决方案针对具有4:1的缩减因数的系统进行了最优化。对半导体工业中的EUV检验光学单元的需求推动具有高放大比例的光学设计。由于该放大，用于EUV光刻光学单元的干涉测量方法仅能困难地获得所需的测量精度。

因此，需要一种用于放大EUV镜头的获得所需测量精度的非干涉测量技术，EUV镜头比如是用于掩模或晶片检验的检验设备中所需的。

为了获得高精度的测量结果，需要具有高空间分辨率的波前源，使得光瞳被衍射填充。在大于100nm的波长下，在层厚度低于该波长的情况下，比如金属的材料呈现不同的光学效应。仅具有小的复折射率差的材料可用在EUV应用中。因此，衍射结构具有不可忽略的竖直范围(extent)，在测量的描述中必要考虑该竖直范围。非优化的波前源因其表面特征(topography)而会将人为波前像差引入测量系统中。

发明内容

发明目的

本发明的目的是提供一种测量系统和一种上面提及类型的方法，由此解决上述问题，特别地，可以高测量精度地进行对具有高放大比例的EUV镜头的测量。

发明方案

上述目的可根据本发明的第一方面例如通过测量EUV镜头的成像质量的测量系统来实现，该测量系统包括衍射测试结构。而且，测量系统包括：测量光辐射装置，其构造成将处于EUV波长范围中的测量光辐射至测试结构上；变更装置，用于改变测试结构借助镜头实现的成像的至少一个像确定参数；探测器，用于记录像堆(stack)，像堆包括在设定不同像确定参数的情况下产生的多个像；以及评估装置，构造成从像堆确定镜头的成像质量。

测试结构是衍射结构，意味着衍射效应在测量光与衍射测试结构相互作用时是重要的。根据实施例，衍射测试结构的尺寸做成小于测量光的艾利斑直径的五倍，尤其两倍。艾利斑直径定义为测量光波长与镜头数值孔径的商的1.22倍。测试结构可以是衍射结构，比如针孔或边缘掩模等，其使测量光发生衍射，使得测量光以具有圆锥横截面形状的波前辐射至镜头上。然而，波前形状并不限于具有圆锥横截面的形状。辐射至镜头上的波前有利地是球形波前。为此，测试结构有利地构造成使得其低于镜头的分辨极限。根据实施例，衍射测试结构构造成使得在与衍射测试结构相互作用之后，测量光的波前与目标形状(例如，圆锥截面的理想形状，尤其是球形)最大偏离0.1nm或更小。换言之，由衍射结构产生的波的波前被十分良好地限定。

测试结构的成像可以透射或反射实现。特别地，基于本领域技术人员所知的方法“相位恢复(retrieval)”，进行借助评估装置所实现的评估。要改变的像确定参数可以是前焦距和/或后焦距。为了改变的目的，可平行于镜头光轴改变测试结构和/或探测器的位置。

根据本发明的一个实施例，测试结构是关于测量光具有反射效应的测试掩模的一部分，特别地，测试掩模具有多层布置。

根据本发明的另一实施例，测试结构实现为施加到多层布置上的吸收层。

根据本发明的另一实施例，测试结构由施加至非反射载体上的多层布置形成。

根据本发明的另一实施例，衍射测试结构是测试掩模的一部分，测量光辐射装置构造成以掠入射将测量光辐射至测试掩模上。由此，测量光以小入射角，即几乎平行于测试掩模表面的角度辐射至测试掩模上。入射角选择成使得与较大的入射角相比，测试掩模表面材料的反射率明显变得更大。

根据另一实施例，衍射测试结构由包含于在掠入射下具有较低反射率的载体层的凹槽中的在掠入射下具有高反射率的材料的插件形成。

根据另一实施例，衍射测试结构通过由在掠入射下具有高反射率的材料制成的衬垫形成，该衬垫布置于在掠入射下具有较低反射率的载体层的表面上。

根据另一实施例，衍射测试结构由在掠入射下具有低反射率的层中的切口形成，在掠入射下具有低反射率的层布置在于掠入射下具有较高反射率的载体层的顶部。