测量euv镜头的成像质量的测量系统的制作方法
测量euv镜头的成像质量的测量系统的制作方法
【专利摘要】一种用于测量EUV镜头(30)的成像质量的测量系统(10)，包括：衍射测试结构(26)；测量光辐射装置(16)，构造成将EUV波长范围中的测量光(21)辐射至测试结构；变更装置(28)，用于改变借助镜头实现的测试结构的成像的至少一个像确定参数；探测器(14)，用于记录像堆，所述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(15)，构造成从像堆确定镜头的成像质量。
【专利说明】测量EUV镜头的成像质量的测量系统
[0001]本申请要求于2012年3月23日提交的德国专利申请N0.10 2012 204 704.2以及于2012年3月23日提交的美国临时申请N0.61/614759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】
[0002]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(inspect1n)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】
[0003]EUV镜头在其操作波长下的波前像差的测量值是合格化(qualificat1n)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。
[0004]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。
[0005]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10nm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】
[0006]发明目的
[0007]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。
[0008]发明方案
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]根据另一实施例，衍射测试结构具有拉长(elongate)形状，尤其为椭圆形状。
[0020]根据本发明的另一实施例，测量系统包括测试掩模，其具有切口形式的测试结构和相对于孔结构偏移的照明切口，其中，反射元件布置在测试掩模关于测量光辐射装置的相反侧，所述反射元件构造成在测量光通过照明切口之后，将测量光引导通过测试结构的切口。为此，反射元件与测试掩模相距某一距离。根据本发明的一个变型例，反射元件实现为相对于测量光以聚焦方式工作。
[0021]根据本发明的另一实施例，测试结构的切口实现为具有倾斜壁面。在该情况下，壁面相对于垂直于掩模表面实现的传统壁面倾斜。根据一个变型例，倾斜壁面平行于穿过测试结构的测量光的传播方向取向。
[0022]根据本发明的另一实施例，两个另外的反射元件布置在测试掩模关于测量光辐射装置的相反侧，使得测量光在穿过照明切口之后，在穿过测试结构的切口之前，附加地在两个另外的反射元件处偏转。根据一个变型例，另外的反射元件之一实现为测试掩模上的反射表面。根据另一变型例，第一反射元件实现为聚焦元件，作为测量辐射在穿过照明切口之后的光路中的弟一兀件或最后的兀件。
[0023]根据本发明的另一实施例，反射元件布置成使得测量光在穿过照明切口和穿过测试结构的切口之间的光路相交两次。根据该实施例，在检验操作和测量操作之间不必调节测量光辐射装置。
[0024]根据本发明的另一实施例，反射元件实现为漫射板。
[0025]根据本发明的另一实施例，测试掩模具有位于其面向测量光辐射装置一侧上的抗反射涂层。抗反射涂层可实现为多层布置。
[0026]根据本发明的另一实施例，测试掩模在其面向位于测试结构周围的测量光辐射装置的一侧上具有相对于测试掩模的背离测量光辐射装置的一侧至少按部分倾斜延伸的表面区域。根据一个变型例，测试结构周围的表面区域的倾斜行径由测试掩模的吸收层的厚度变化引起。
[0027]根据另一变型例，测试掩模包括施加至载体层上的吸收层，测试结构周围的表面区域的倾斜分布由载体层的厚度变化弓I起。
[0028]根据本发明的另一实施例，测试掩模还具有位于其与测量光辐射装置相反的一侧的反射涂层，尤其是反射多涂层。
[0029]根据本发明的另一实施例，测试掩模和反射元件是掩模模块的部分，掩模模块具有构造为用于在EUV投射曝光设备中曝光的产品掩模母版的尺寸。而且，掩模模块具有大约这种产品掩模母版的重量。
[0030]根据本发明的另一实施例，评估装置构造成当确定镜头的成像质量时，考虑多层布置的反射属性的角度依赖性。根据一个变型例，反射属性对测量结果的影响通过计算从切趾中去除。
[0031]根据本发明的另一实施例，测试结构实现为孔结构，评估装置构造成在确定镜头的成像质量时，对于孔结构的尺寸，借助优化计算确定偏离实际尺寸的值。
[0032]根据本发明的另一实施例，评估装置构造成通过确定测试结构的像的焦散曲线来扩展测量的捕获范围。通过评估像堆来确定焦散曲线。
[0033]根据本发明的另一实施例，评估装置构造成通过借助拉冬变换确定捕获结构的像的焦散曲线来扩展测量的捕获范围，该捕获结构相对于测试结构较大。
[0034]根据本发明的另一实施例，测量系统包括具有布置在多个场点的测试结构的测试掩模，评估装置构造成同时确定多个场点处的成像质量。
[0035]根据本发明的另一实施例，测量系统还包括校正板，校正板布置在测量光与衍射测试结构相互作用的下游的测量光光路中，校正板构造成对测量光有光学效应，该光学效应在校正板上在横向于测量光传播方向的方向上变化。换言之，测试波可由测量光在测试结构处的衍射产生，校正板布置在测试波的光路中。
[0036]根据另一实施例，校正板构造成透射测量光。根据本发明的变型例，校正板包括具有变化厚度的透射层。
[0037]根据另一实施例，校正板的变化光学效应包括变化相移效应，当测量光与校正板相互作用时，在测量光中实现变化相移效应。这可以例如通过将校正板构造成包括具有变化厚度的透射层来实施。
[0038]根据另一实施例，变化光学效应包括变化强度衰减，当测量光与校正板相互作用时，在测量光中实现变化强度衰减。例如，校正板包括具有变化吸收系数和/或变化厚度的透射层。
[0039]根据另一实施例，变化光学效应包括变化相移效应和变化强度衰减效应两者，当测量光与校正板相互作用时，在测量光中分别实现变化相移效应和变化强度衰减效应。这可以例如通过将校正板构造成包括具有不同折射率的两个透射层来实施，其中，每一层在校正板处在横向于测量光传播方向的方向上具有各自合适的厚度变化。
[0040]根据另一实施例，校正板布置在由测量光在测试结构处的衍射而产生的测试波的远场中。在本文中，术语“远场”指的是距衍射测试结构的距离山在该距离处产生测试波，对于该距离d，菲涅尔数小于I。菲涅尔数F在说明书与附图相关的随后部分中定义。
[0041]根据不同实施例，测试结构可以是反射掩模或透射掩模的一部分。
[0042]根据另一实施例，校正板布置在由测量光在测试结构处的衍射而产生的测试波的近场中。在本文中，术语“近场”指的是距衍射测试结构的距离山在该距离处产生测试波，对于该距离山菲涅尔数大于I。近场中的布置示例包括校正板直接附接到包括衍射测试结构的测试掩模的布置。在该情况下，距离d为零。
[0043]此外，本发明提供了一种包括用于检验设备的镜头(尤其是EUV镜头)以及包括用于测量该镜头的上述实施例任一中的测量系统的布置。
[0044]此外，本发明提供了一种检验设备，用于检验用于微光刻的基板的表面，该检验设备包括镜头，尤其是EUV镜头，用于借助尤其处于EUV波长范围内的成像辐射将基板的要检验的表面的至少一部分成像在检测平面中，并且该检验设备还包括用于测量镜头的成像质量的上述实施例任一中的测量系统。基板可以是例如用于微光刻的产品掩模或用于微光刻的晶片。
[0045]根据本发明的另一实施例，检验设备具有物体保持器，用于保持要检验的基板，其中，测试结构布置在物体保持器上，物体保持器安装成使得其可以在检验位置和测量位置之间移位，在检验位置，要检验的基板布置在测量光的光路中，在测量位置，测试结构布置在测量光的光路中。
[0046]根据本发明的另一实施例，除了测量光辐射装置外，检验设备还具有检验光辐射装置，用于将检验光辐射至要检验的基板上。而且，镜头布置在移动台上，借助移动台，镜头可在检验位置和测量位置之间移动，在检验位置，镜头布置在检验光与基板相互作用之后的检验光光路中，在测量位置，镜头布置在测量光与测试结构相互作用之后的测量光光路中。根据一个变型例，除了测量系统的探测器外，检验设备还具有检验探测器，当镜头布置在检验位置时，检验探测器定位在检验光光路中。根据另一变型例，当镜头布置在测量位置中时，测量系统的探测器布置在测量光光路中。
[0047]根据本发明的另一实施例，镜头具有第一入射窗和第二入射窗，第一入射窗用于辐射进检验基板表面的测量光，第二入射窗用于辐射进测量成像质量的测量光。
[0048]根据本发明的另一实施例，测试结构集成在第一入射窗中。
[0049]根据本发明的另一实施例，镜头的至少一个光学元件以可调节的方式安装成使得镜头的输入光路可以在两个入射窗之间变化，使得镜头的输出光路基本上保持不变。
[0050]根据本发明的另一实施例，测量光辐射装置具有以可调节的方式安装的至少一个光学元件，使得测量光的入射可以在两个入射窗之间变化。
[0051]此外，根据本发明的第一方面，提供了一种用于测量EUV镜头的成像质量的方法，该方法包括以下步骤:将处于EUV波长范围的测量光辐射至衍射测试结构上；借助镜头将测试结构成像至探测器上，同时改变成像的至少一个像确定参数；记录由像确定参数的变化产生的像堆；以及通过评估像堆来确定镜头的成像质量。
[0052]根据一个实施例，使用上述实施例之一中的测量系统或使用上述实施例之一中的检验设备来实施根据本发明第一方面的方法。
[0053]关于根据本发明的测量系统和/或根据本发明的检验设备的上述实施例所说明的特征可相应地应用于根据本发明的方法。相反地，关于根据本发明的方法的上述实施例所说明的特征可相应地应用于根据本发明的测量系统和/或根据本发明的检验设备。
[0054]根据本发明的第二方面，提供了一种用于测量镜头的成像质量的测量系统。该测量系统包括:用于保持镜头的镜头保持器；测量光辐射装置，构造成产生测量光；第一衍射测试结构，当镜头布置在镜头保持器中时第一衍射测试结构布置在镜头的物侧，使得通过测量光在第一衍射测试结构处的衍射来产生测试波；第二衍射测试结构，当镜头布置在镜头保持器中时第二衍射测试结构布置在镜头的像侧，使得通过测量光在第二衍射测试结构处的衍射来产生参考波；以及探测器，布置为记录通过来自测试波的与镜头相互作用之后的光与来自参考波的光的叠加而产生的干涉图。
[0055]要使用根据本发明第二方面的测量系统测试的镜头可以是EUV镜头。在该情况下，测量光辐射装置构造成产生EUV波长范围中的测量光。由第一衍射测试结构产生的测试波可以是扩展波。根据实施例，测量系统还包括评估装置，构造成从探测器所记录的干涉图确定镜头的成像质量。
[0056]通过提供布置在要测试镜头的相对两侧上的两个衍射测试结构，S卩，一个位于镜头物侧，一个位于镜头像侧，可产生具有“优化”波前的两个波，即非常精确地适配于期望波前(例如，球形波前)的波前。具有“优化”波前的第一波(称为“测试波”)在镜头物侧产生。当与镜头相互作用时，测试波积累镜头的像差。使用第二衍射测试结构在镜头像侧产生第二“优化”波前(称为“参考波”)。因为在镜头像侧执行对参考波的波前优化，所以参考波不具有与镜头的相互作用所积累的像差，与镜头的相互作用而积累的像差叠加在测试波的波前上。因此，对由探测器记录的、由来自与镜头相互作用后的测试波的光与来自参考波的光的叠加产生的干涉图的评估允许确定镜头的成像质量，尤其是波前像差。
[0057]根据本发明第二方面的测量系统的实施例，当镜头布置在镜头保持器中时，另一参考光束产生结构布置在镜头物侧，该参考光束产生结构构造成从测量光中形成参考光束，并将参考光束引导至第二衍射测试结构上。特别地，参考光束在与EUV镜头相互作用之后被引导至第二衍射测试结构。
[0058]根据变型例，参考光束产生结构以自由孔形式设置，自由孔的直径大于测量光的艾利斑直径的20倍，如上所限定的。参考光束产生结构和第一衍射测试结构可以是布置在EUV镜头物侧的物侧掩模的一部分。根据变型例，第二衍射测试结构布置在像侧掩模上，像侧掩模还包括构造成允许测试波通过到探测器而不会对测试波施加衍射效应的自由孔。
[0059]根据本发明第二方面的测量系统的另一实施例，衍射光栅布置在测试波的光路中，使得测试波分裂为不同取向的光束，其中，光束的第一个被引导至第二衍射结构上，光束的第二个被引导至探测器上，以通过与参考波叠加而产生干涉图。
[0060]根据本发明第二方面的测量系统的另一实施例，第二衍射测试结构构造为光反射背景中的光吸收结构，当镜头布置在镜头保持器中时，探测器布置在镜头物侧。
[0061]根据本发明第二方面的另一实施例，测量系统构造成在镜头布置在镜头保持器的情况下，在第二衍射结构处产生参考波之后，通过来自穿过镜头两次的测试波的光与来自穿过镜头一次的参考波的光的叠加而产生干涉图。
[0062]此外，根据本发明的第二方面，提供了一种测量镜头的成像质量的方法，该方法包括以下步骤:产生测量光；将第一衍射测试结构布置在镜头物侧，并通过测量光在第一衍射测试结构处的衍射而产生测试波；将第二衍射测试结构布置在镜头像侧，并通过测量光在第二衍射测试结构处的衍射而产生参考波；以及记录由来自与镜头相互作用后的测试波的光与来自参考波的光的叠加而产生的干涉图。关于根据本发明第二方面的测量系统的上述实施例所说明的特征可相应地应用于根据本发明第二方面的上述方法。
[0063]关于根据本发明第一方面的测量系统和方法的上述实施例所说明的其它特征可相应地应用于根据本发明第二方面的上述方法和上述测量系统。
[0064]根据本发明的第三方面，提供了一种测量镜头的成像质量的方法。该方法包括以下步骤:将测量光辐射至衍射测试结构上，使得通过测量光在衍射测试结构处的衍射来产生测试波；将具有光瞳平面的镜头布置在测试波光路中；调制测试波在光瞳平面处的光强，使得测量光在通过光瞳平面之后的光强分布在若干测试位置具有极值；将探测器布置在镜头的像侧，并记录由穿过镜头的测试波产生的强度图案；以及通过比较所记录的强度图案与预定目标图案确定镜头的成像质量。要测试的镜头可以是EUV镜头。在该情况下，测量光是处于EUV波长范围中的光。探测器优选地构造为二维解析探测器。
[0065]通过使用衍射测试结构产生测试波，提供具有“优化”波前的波，即，具有非常精确地适配于期望波前(例如，球形波前)的波前的波。提供照射至要测试的镜头的这种“优化”测试波以及调制镜头的光瞳平面处的光强一起允许在测试波穿过镜头之后非常精确地确定镜头像差对测试波的波前的影响。如此，镜头的成像质量可被高精度评估。
[0066]根据本发明第三方面的测量方法的实施例，除了在测试位置外，通过阻止测量光穿过光瞳平面来调制光强。
[0067]根据本发明第三方面的测量方法的另一实施例，通过将光阑布置在光瞳平面中来调制光强，光阑具有布置在测试位置的调制结构，探测器布置在从镜头的关于衍射测试结构的成像的焦平面偏移的位置中。关于衍射测试结构的成像的焦平面是测试结构成像到其中的焦平面。根据替代实施例，通过随后布置不同的光阑来调制光强，每个光阑具有位于不同位置的调制结构，例如切口。在该情况下，探测器可布置在焦平面。调制结构可以是处于不透明环境中的透射区域，尤其是切口，或者是处于透射环境中的拦光结构。
[0068]此外，根据本发明的第三方面，提供了一种测量镜头的成像质量的测量系统，该测量系统构造成实施所述实施例任一中的根据本发明第三方面的上述测量方法。关于根据本发明第一方面和/第二方面的测量系统和方法的上述实施例所说明的其它特征可相应地应用于根据本发明第三方面的上述测量方法和上述测量系统。
[0069]此外，本发明提供了一种用于测量EUV镜头的成像质量的测量系统的测试掩模。所述测试掩模包括测试结构，测试结构构造成在用处于EUV波长范围中的测量光照射时，产生波前具有与理想球形的最大偏差为0.1nm或更小的测试波。特别地，测试掩模构造为用在上述实施例之一中的根据本发明的测量系统中。此外，可在结合根据本发明的测量系统所述的测试掩模的实施例之一中构造测试掩模。
[0070]根据本发明的实施例的上述和其它特征在权利要求和【专利附图】
【附图说明】中解释。各个特征可单独地或组合地实现为本发明的实施例。此外，它们可描述有利实施例，所述有利实施例独立地受保护，并且在本申请审查期间或之后，必要时首先受到保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0071]参考示意性附图，在根据本发明的示例性实施例的下列详细描述中说明本发明的上述和其它有利特征，附图中:
[0072]图1示出用于测量EUV镜头的成像质量的测量系统的根据本发明第一方面的实施例，该测量系统包括布置在测试掩模上的测试结构；
[0073]图2示出检验设备的根据本发明第一方面的实施例，检验设备包括合并其中的用于测量检验系统的EUV镜头的成像质量的测量设备；
[0074]图3示出检验系统的根据本发明第一方面的另一实施例；
[0075]图4示出处于(a)测量位置和处于(b)检验位置的设备系统的根据本发明第一方面的另一实施例；
[0076]图5示出处于(a)检验位置和处于(b)测量位置的检验设备的根据本发明第一方面的另一实施例；
[0077]图6示出根据本发明实施例的用在图3的检验设备中的反射测试掩模的截面图；
[0078]图7示出本发明另一实施例的用在根据图3的检验设备中的反射测试掩模的截面图；
[0079]图8示出以透射操作的测试掩模的布置的根据本发明的实施例，其具有分配的偏转光学单兀；
[0080]图9示出以透射操作的测试掩模的布置的根据本发明的另一实施例，其具有分配的偏转光学单元；
[0081]图10示出以透射操作的测试掩模的布置的根据本发明的另一实施例，其具有分配的偏转光学单元；
[0082]图11示出以透射操作的测试掩模的布置的根据本发明的另一实施例，其具有分配的偏转光学单元；
[0083]图12示出以透射操作的测试掩模的布置的根据本发明的另一实施例，其具有分配的偏转光学单元；
[0084]图13示出以透射操作的测试掩模的布置的根据本发明的实施例，其具有漫射板形式的分配的偏转光学单元；
[0085]图14示出用在根据图8-13的布置之一中的以透射操作的测试掩模的截面图；
[0086]图15示出用在根据图8-13的布置之一中的以透射操作的测试掩模的截面图；
[0087]图16示出用在根据图8-13的布置之一中的以透射操作的测试掩模的截面图；
[0088]图17示出用在根据图8-13的布置之一中的以透射操作的测试掩模的截面图；
[0089]图18示出用在根据图8-13的布置之一中的以透射操作的测试掩模的截面图；
[0090]图19示出说明由根据本发明第一方面的测量系统使用的评估方法的基本原理的流程图；
[0091]图20示出用于扩展根据本发明第一方面的测量系统的捕获范围的捕获结构的四个不同变型例；
[0092]图21示出由根据本发明第一方面的测量系统使用的测试结构的空间像的焦散曲线的示例图；
[0093]图22示出说明用于借助拉冬变换扩展捕获范围的方法的根据本发明实施例的图；
[0094]图23示出用于测量镜头的成像质量的测量系统的根据本发明第二方面的实施例，该测量系统包括布置在以透射操作的相应测试掩模上的两个衍射测试结构；
[0095]图24示出用于测量镜头成像质量的测量系统的根据本发明第二方面的实施例，该测量系统包括两个衍射测试结构，第一个布置在反射测试掩模上，第二个布置在以镜头操作的测试掩模上；
[0096]图25示出用于测量镜头成像质量的测量系统的根据本发明第二方面的实施例，该测量系统包括两个衍射测试结构，第一个布置在以透射操作的测试掩模上，第二个布置在反射测试掩模上；
[0097]图26示出用于测量镜头成像质量的测量系统的根据本发明第三方面的实施例，该测量系统包括在测量期间布置在镜头光瞳平面中的光调制装置；
[0098]图27示出测试掩模和校正板的布置的第一实施例；
[0099]图28示出测试掩模和校正板的布置的第二实施例；
[0100]图29示出测试掩模和校正板的布置的第三实施例；
[0101]图30示出测试掩模和校正板的布置的第四实施例；
[0102]图31示出测试掩模和校正板的布置的第五实施例；
[0103]图32示出测试掩模和校正板的布置的第六实施例；
[0104]图33示出测试掩模的第一实施例的截面图，该测试掩模构造为在测量光以掠入射辐射至测试掩模的情况下操作；
[0105]图34示出测试掩模的第二实施例的截面图，测试掩模构造为在测量光以掠入射辐射至测试掩模的情况下操作；
[0106]图35示出测试掩模的第三实施例的截面图，测试掩模构造为在测量光以掠入射辐射至测试掩模的情况下操作；
[0107]图36示出根据图33至35任一的测试掩模的俯视视图；以及
[0108]图37示出说明若干材料的作为进入光的入射角的函数的相对反射率的图。
【具体实施方式】
[0109]在下面所述示例性实施例中，功能上或结构上彼此类似的元素尽可能由相同或类似参考标号表示。因此，为了理解特定示例性实施例的单独元件的特征，应当参考本发明的总体描述或其它示例性实施例的描述。
[0110]为了便于描述本发明，在附图中显示笛卡尔xyz坐标系，该坐标系揭示附图所示部件的相对定位关系。在图1中，y方向垂直于附图平面向外延伸，X方向朝右延伸，z方向向上延伸。
[0111]图1至22示出与本发明第一方面相关的实施例。图1示出根据本发明第一方面的测量系统10的实施例，该测量系统10构造为用于测量EUV镜头30的成像质量。EUV镜头30构造成借助处于EUV波长范围中的辐射，即借助具有小于10nm波长、特别为约13.5nm或6.8nm波长的辐射将物从物面成像至像面中。在图1中，举例来说，EUV镜头30由两个反射镜32表示。然而，其还可包括更多数量的反射镜。例如，这种EUV镜头30可以是检验用于微光刻的掩模或晶片的表面的检验设备的镜头。在图1所示布置中，EUV镜头30被分离地测量，而在随后附图所示中，EUV镜头在合并到检验系统中的状态中被测量。要测量的EUV镜头优选地构造为放大成像光学单元。
[0112]图1的测量系统10包括波前源12、布置在镜头30像面中的二维解析探测器14和评估装置15。波前源12是在镜头30的物面中的空间和角域中产生限定场分布的光学布置。波前源12包括EUV源18，用于产生处于EUV波长范围中，即具有小于lOOnm、特别为约
13.5nm或约6.8nm波长的测量光21。此外，波前源12包括具有多个反射镜22的照明光学单元20以及由物体保持器28保持的、位于镜头30的物面29中的测试掩模24。测试掩模24被实现为以透射操作的振幅掩模。EUV源18和照明光学单元20 —起形成测量光辐射装置16。测量光21通过照明光学单元20辐射至所谓“针孔”形式的测试结构26上，所述测试结构布置在测试掩模24上。
[0113]换言之，波前源12可包括可以发射处于镜头30的工作波长中的光的辐射发射器、成像照明光学单元20以及调制空间和/或角域中的场分布以产生限定波关系的掩模形式的元件。照明光学单元20包括一个或多个光学元件，并构造成将发射的源功率引导至掩模上，并且适配照明属性，即强度、场分布、角分布、相干度和光谱分布。照明可如下设计为:克勒照明(K6hler illuminat1n)、临界照明、具有分面反射镜的分区照明光学单元或具有均匀/混合元件(例如杆(rod))的照明光学单元。如在此所使用的，照明表示源和掩模之间的所有光学元件的功能单元。相比之下，在物理设计中，在功能性方面贡献照明的塑形的光学元件可集成为掩模的一部分。
[0114]测试结构26构造成使测量光21衍射，确切地说，使得测量光21以测试波31的形式辐射至镜头20上，测试波31的横截面具有圆锥截面形状。因此，测试波31的波前可例如实现为球形波前或柱形波前。根据一个实施例，辐射至镜头30的测量光21 (还表示为测试波)的波前精确地适配于球形波前，使得其与理想球形形状具有0.1nm或更小的最大偏差。为此，测试结构21有利地构造成使得其低于镜头30的分辨极限。因此，辐射至镜头30的测试波31还称为“波前优化”波。测试结构26用于在场点产生波前，并因此还表示为波前成形元件。下列结构可用作测试结构26:具有椭圆形状、特别是圆形形状的衍射结构；具有矩形形状、特别是正方形形状的衍射结构；具有不同边缘取向的边缘掩模；具有不同边缘取向的线掩模或衍射结构群。具有圆形形状的衍射结构可例如实现为所谓的“针孔”或孔结构。
[0115]测试掩模24是空间地调制测量光21的到来照明分布的光学元件。测试掩模24设计成考虑照明，场分布可由探测器14上的数值模型描述。如下列附图中的一部分所示，掩模可例如在下列实施例中实现为:反射振幅掩模、透射振幅掩模、反射相位掩模、透射相位掩模、反射式相位和振幅掩模的组合或透射式相位和振幅掩模的组合。
[0116]为了测量EUV镜头30的成像质量，借助探测器14记录像堆。所述像堆包括测试结构26的多个像，这些像以至少一个像确定参数的变化在探测器14上产生。这种要改变的像确定参数可以是例如测试结构26的位置以及由此测试掩模24在z方向上，即在平行于镜头30光轴的方向上的位置，和/或探测器同样在z方向上的位置。由于这样的变化，聚焦设定被改变。在图1所示实施例中，物体保持器28安装成使得其可以在Z方向上移位，如双头箭头27所示，并由此形成用于改变聚焦设定的变更装置。或者，还可通过在z方向上移位探测器24来改变聚焦设定。根据像确定参数的变化的另一示例，掩模以不同旋转位置布置在镜头30的光瞳中。
[0117]换言之，在EUV镜头的工作波长下记录像堆。波前源定位在镜头的物面中，探测器定位在像面中。借助多个场分布的记录而记录像堆，多个场分布具有以下变量中的至少一个的变化:通过改变探测器14在z方向上的位置的后焦距、通过改变波前源12和镜头30之间距离的前焦距、以及通过改变波前成形元件(例如通过将其它结构形状和/或取向引入测量光21光路中)的波前。
[0118]探测器14具有以足够分辨率扫描衍射图像的空间分辨率。本申请含义内的探测器14应理解为在镜头30的工作波长POB下以空间解析方式记录探测器平面中的电磁场分布并将其直接或间接转换为电使用信号的测量装置。使用EUV辐射作为测量光21要求探测器14的高空间分辨率。为了能够获得该分辨率，特别地，探测器的下列实现是合适的:EUV-敏感的CXD相机芯片、多通道片、用于转换光电子的转换器材料、光电子发射显微镜、具有光阑和照相或抗蚀图像的单通道光栅(raster)。在使用EUV敏感的CCD相机芯片或多通道板的情况下，可通过在亚像素范围中的扫描来提高探测器分辨率。
[0119]因此，由评估装置15评估所记录的像堆。根据DE10327019A1，这借助本领域技术人员已知的与处于可见波长范围中的镜头关联的评估方法(也为术语“相位恢复”)来完成。
[0120]图19示出评估方法的原理。测量序列由三个独立块构成。第一块包括测量数据的物理记录。第二块由基于测量镜头30的模型模拟像堆的计算单元形成。第三块包括用于迭代优化的单元，即，测量的像堆和模型建议之间的差别的最小化。将记录的像堆与由整体系统(即，波前源12和镜头30和探测器14)的数值模型产生的所产生的像堆进行比较。通过模型参数(尤其是波前像差)的重复(即迭代)适配来实现优化。
[0121]结果，借助评估装置15执行的评估方法生产表征EUV镜头30的成像质量的参数，比如镜头30的泽尼克系数，其表征波前像差。
[0122]图2不出用于检验要检验的基板52的表面54的检验设备50,要检验的基板为用于微光刻的、以透射操作的产品掩模的形式。从图1中已知的测量系统10合并到该检验设备50中。在图2的实施例中，检验设备50的对应模块可用作测量光辐射装置16和用于成像质量测量的探测器14。根据图2的物体保持器28构造成接收要检验的基板52。具有测试结构26的测试掩模24并入在物体保持器28的边缘区域中。物体保持器28安装成使得其可以在物面29中移位。因此，物体保持器28可定位在检验位置，用于实施对基板表面54的检验，在检验位置中，要检验的基板52布置在测量光的光路中。此外，物体保持器28可偏移入图2所示的测量位置中，在测量位置中，测试掩模24布置在测量光21的光路中。在该位置，可以实现参见图1所说明的对镜头30的成像质量的测量。
[0123]一般地，提供了用于包含镜头30的整体设备的集成测量技术，其用作在操作期间的计量单元或者暂时中断镜头30的应用以测量其像差。后一种情况可借助以下场景来实现:将波前源机械地引入光路中、将附加探测器机械地引入光路中、适配照明以照明设计的测试样本或测试区域、引入一个或多个光学元件来折叠光路、将镜头30机械地移动至设计位置以在应用机器内测量、和/或通过在与校正模型(描述经改变的镜头30的失真)相互作用时调节镜头30的光学部件来改变镜头30的像或物偏差。
[0124]图3示出检验设备50的另一实施例，该检验设备50包括并入其中的测量系统，该测量系统用于测量镜头30的成像质量。该实施例与图2的实施例的不同之处在于，检验设备在此构造成检验反射基板，比如以反射操作的掩模或者用于微光刻的晶片。测量光辐射装置16布置成使得测量光21从下倾斜地辐射至物面29上。测试掩模24同样被实现为反射掩模，如下借助示例更详细描述的。
[0125]根据一个示例性实施例，根据图3的检验设备50具有0.0825的数值孔径。工作波长为13.5nm。镜头30的相对于光轴的主光线角度为6°。照明的主光线角度同样为6°。使用具有圆形照明设定的临界照明，其中σ =1。镜头30的放大率为850。
[0126]图4示出检验设备50的另一实施例，该检验设备50包括并入其中的测量系统，该测量系统用于测量镜头30的成像质量。该实施例构造成检验反射基板52，与图3的实施例类似。除了用于实施成像质量测量的包括EUV源18、照明光学单元20和测试掩模24的波前源12外，根据图4的检验设备50还具有检验光辐射装置122，其包括另一 EUV源118和另一照明光学单元120，用于检验要检验的基板52的表面24。图4示出处于(a)测量位置和处于(b)检验位置的检验设备50。
[0127]为了在两个位置之间改变，镜头30布置在移位台62形式的转移装置上，借助该转移装置，镜头可相对于镜头30的光轴横向地移位，如双头箭头63所示。在测量位置，镜头30布置在波前源12下方。在检验位置，镜头30布置在要检验的基板52下方，基板52由另一照明光学单元120的检验光61照射。基板表面54的成像在检验位置中由专用检验探测器64探测。
[0128]图5示出处于(a)检验位置和处于(b)测量位置的检验设备50的另一实施例，该检验设备包括并入其中的测量系统，该测量系统用于测量镜头30的成像质量。该实施例构造成检验以透射操作的基板52，与图2的实施例类似。根据图5的实施例与根据图2的实施例的不同之处在于:除了用于在检验位置辐射进测量光21的第一入射窗36外，镜头30的壳体34还具有第二入射窗38，用于在测量位置辐射进测量光21。要检验的基板52布置在第一入射窗36前方，而测试掩模24并入第二入射窗38中。照明光学单元20具有可调反射镜22-1,其可倾斜使得测量光21照射到第一入射窗36上或第二入射窗38上。镜头30具有可调反射镜32-1，其可倾斜使得输入光路66可在两个入射窗36和38之间变化，在该情况下，镜头30的输出光路68保持不变。因此，在测量光21辐射至第二入射窗38上的测量位置中，可调反射镜32-1可倾斜为使得测试掩模24成像至探测器14上，探测器14的位置保持不变。
[0129]图6示出穿过以反射操作的测试掩模24的实施例的横截面，如图3或图4所示。根据图6的测试掩模12包括载体层78，多层布置76布置在所述载体层上。位于多层布置76上的是保护层74和吸收层72，吸收层具有针孔形式的测试结构26。多层布置76包括多个以下层的序列(从顶至底):由Si构成的第一多层80、由MoSiJQ成的第二多层82、由Mo构成的第三多层84和由MoSi2构成的第四多层86。
[0130]对于第一实施例，设计根据图6的测试掩模12的单独层的确切规格包含在下表I中。在该实施例中，多层布置76包括四十个连续的层序列S1-MoSi2-M0-M0Si2t5与测试结构26相关的指示是示例性的，并可根据本申请中所说明的变化来修改。
[0131]
测试结构26的直径
__125 nm_
吸收层72__
I Ta6N4I 厚度=70nm
保护层74_
Ru厚度=2.5 nm
多层布置76: 40 X MoSi
Si厚度=2.798 nm
_MoS1__厚度=1.448 nm_
Mo 厚度=0,992 nin
__MoSi2__厚度=1.786 nm_
ISiI
λ= 13.5 nm下的复折射率
Ta6N40.93025 + i.0,04338
Ru— 0.88636 + i.0.01706
Si0.99932 + i.0.00183
MoSi20.96933 + i.0,00433
Mo0.92108 + i.0.00644
表 Ar ■ http://hcnke./bl.eov/optical constants
[0132]表I
[0133]在测试掩模12的另一实施例中，连续层序列S1-MoSi2-Mo-MoSi2的数量小于四十，尤其是二十或三十。至于其他，该实施例对应于表I的规格。在该情况下，尽管总反射率低于具有四十个序列的实施例的情况，但是1°至13°的角范围的反射率变化更小。
[0134]测试掩模12的另一实施例与根据表I的实施例的不同之处在于，镍用作吸收层72的材料，确切地说，具有49nm的厚度的吸收层。镍在λ = 13.5nm下的复折射率为0.94822-1.0.07272。
[0135]表2中说明了测试掩模2的另一实施例。在该实施例中，通过比较表I的实施例，省略了保护层74和多层布置76中的MoSi2层。多层布置76由此仅由四十个序列S1-Mo形成。由Mo和Si构成的多层和吸收层72还具有与表I所示不同的层厚度。在该实施例中，测试掩模12被设计用于更大范围的入射角，确切地说，介于约0°和17°之间的角范围的入射角。
[0136] ~吸收层72
丨 Ta6N4丨厚度=69.5 nm
多层布置76: 40 X MoSi
_Si__厚度=4.27 nm_
__Mo__厚度=2.86 nm_
SM
ISiI
λ = 13.5 nm下的复折射率
Ta6N40.93025 + i.0.04338
Si~ 0.99932+ 1.0.00183
Mo0.92108 + i.0.00644
[0137]表2
[0138]在根据表2的实施例的一个变型例中，多层布置76中的Mo层由具有2.70nm厚度的钌层替代。由Ta6N4构成的吸收层72的厚度增加至70.5nm。在该变型例中，测试掩模12被设计用于具有高达70%的反射率值的高反射率和在0°至10°角范围内高反射率均匀性。
[0139]多层布置76的设计和吸收层72的厚度首先关于由照明提供的角光谱优化，其次被选择成使得相位恢复测量技术关于故障影响(比如制造故障、噪声、动态范围等)是稳定的。在选择针孔形式的测试结构26的参数时考虑下列标准:在理想条件下，针孔越小，相位恢复算法的结果越精确。然而，由于掩模的三维性，由于更差的纵横比，小针孔与更大故障相关联。此外，在更大的针孔情况下，可获得更高的可使用光功率并因此可获得与故障影响相关的更好对比度和更高稳定性。
[0140]根据现有技术的相位恢复方法在评估模型中仅使用二维限定掩模。根据图6的本发明的上述实施例，测试掩模12具有其三维结构的特定设计，该三维结构的特定设计特别考虑了在EUV波长下，波前源对相位恢复测量技术的测量精度的影响(这在EUV中是不可忽略的)。
[0141]根据图6的反射EUV测试掩模12通过反射多层和吸收覆盖层来实现。掩模由吸收层的设计结构化，借助在掩模的亮区域中切出吸收体。在这种EUV掩模的情况下，与传统透射掩模相比，产生下列新效应。
[0142]这些新效应的第一个与多层的反射率有关。多层的反射率基于在单独层处反射的所有部分光线的干涉。因此，反射率极大地取决于影响光线光路的所有变量，比如波长、层厚度和层材料。而且，反射率显著依赖于入射角。多层的设计适配于由照明系统提供的波长和角光谱。此外，多层处的功率损失应总被预料到。
[0143]这些新效应的另一个与吸收层72形式的吸收体的剩余反射率有关。由于吸收材料的剩余反射率，即使在无限厚吸收层的情况下，也不能获得完全暗化，强度背景仍保持，这导致结构成像的对比降低。通过合适地选择吸收器厚度，可通过使用在吸收体终止表面以及在吸收层和多层之间的边界层处反射的光线的干涉效应来降低反射率。在此，剩余反射率也取决于入射角。
[0144]这些新效应的另一个与倾斜的主光线角有关。掩模以反射操作的事实排除了垂直可用的照明角。由于掩模的三维性，这导致结构的水平和竖直范围的成像不同。
[0145]这些新效应的另一个与多层和吸收体的深度效应有关。在多层中，不存在可被认为是唯一反射平面的平面。在每个单独层处，一部分入射波被反射，并对要成像的物体的清晰度产生独立贡献。吸收层的厚度不仅限定其吸收系数，而且在边缘产生阴影效应，在更大厚度和更大入射角的情况下，阴影效应增大。
[0146]所有这些效应未被考虑进传统相位恢复评估算法中，并使结果被破坏。然而，为了获得所需测量精度，根据本发明的实施例，对测量设置和评估都进行适配，如下所述。
[0147]根据一个实施例，测试掩模12的设计被选择为使得所述效应尽可能小，或者可被补偿。特别地，在物空间散焦的情况下，调查照明系统的属性。在针孔作为测试结构的情况下，根据本发明的一个变型例，相对于艾利斑直径，针孔直径选择成比可见光情况下的传统相位恢复所推荐的更大。在传统相位恢复的情况下，针孔直径被选择为小于0.4艾利斑直径。由于针孔直径选择为大于0.4艾利斑直径，特别时大于0.5艾利斑直径，根据本发明的变型例，导致阴影效应的吸收体边缘区域由此相对于针孔总面积变得更小。此外，通常在EUV系统中勉强足够的可用辐射功率增加。由于更大针孔情况下的模型故障以及由于更小针孔情况下掩模体积效应的更大影响的故障影响被加大权重(weight up)，以便找到相应系统的最优结构大小。
[0148]相位恢复算法使得不仅可借助优化迭代确定波前的相位像差，而且可适配影响测试结构26的像堆的其它变量。根据一个实施例，通过泽尼克函数的描述来适配切趾。由于多层反射率的角度依赖性，测试结构在反射光的角空间上产生强度分布。在针孔作为测试结构的情况下，切趾的优化可至少部分地补偿该效应。然而，这妨碍测量归属于镜头的实际切趾的可能性，因为这些影响不能被分离。
[0149]吸收体边缘的阴影效应改变测试结构的有效形状和大小。因此，如果测试结构尺寸被假定为掩模上的几何尺寸，则不能最佳地描述空间像。而且，照明的相干性设定σ改变成像的焦散曲线。在使用针孔的情况下，根据一个实施例，针孔直径自由化为优化参数。因此，该效应可被补偿，但是优化算法中找到的直径通常不对应于实际直径。
[0150]图7示出穿过测试掩模24的另一实施例的横截面，该测试掩模以反射操作，与根据图6的实施例类似。在该实施例中，测试结构26由多层布置76 (下文中还称为多层)形成。多层布置76布置在所谓柱子结构形式的载体78(例如由硅构成)上。根据一个实施例，根据图7的多层布置76的构造对应于根据图6的多层布置76的上述构造。
[0151]根据图7的测试掩模24的亮区域由反射多层布置26限定。暗区域通过多层布置26的缺失来限定。具有低反射率的材料用作载体材料，多层布置26施加在载体材料上。在13.5nm波长处，可使用折射率接近I的硅。利用柱子结构可产生高对比度，因为与吸收体掩模地方案相比，反射表面不被吸收体边缘遮蔽，并且硅载体的反射率小于常用吸收体材料(比如氮化钽、钽硼氮化物(tantalum boronitride)、镍或铬)的反射率。
[0152]图8示出测试掩模24的根据本发明的实施例，该测试掩模与聚焦反射镜90形式的反射元件结合使用。聚焦反射镜90构成偏转光学单元，其优选地以对应距离固定到测试掩模，并由此结合进测试掩模中。除了测试结构26外，测试掩模24还具有照明切口 88，照明切口实现为针孔形式的切口。照明切口 88布置在照明场89的区域中，该照明场的区域由测量光辐射装置16的照明光学单元20的测量辐射21照明，使得测量辐射穿过照明切口88。在测试掩模24后侧，S卩，测试掩模24的与测量光辐射装置16相反的一侧，聚焦反射镜布置成使得测量辐射21在穿过照明切口 88之后被引导通过测试结构26的切口。测试结构26的切口的壁表面91倾斜成使得它们取向为平行于穿过切口的测量辐射21的主光线。测试结构26布置在下游镜头30的镜头场87的区域中，使得测量辐射21在穿过测试结构26的切口之后穿过镜头30。
[0153]换言之，由于照明系统倾斜，所以照明场89被移位成使得不从实际照明或镜头侧照明测试结构26周围的区域，并入射至测试掩模24中的照明切口 88形式的横向偏移的通孔。通过聚焦反射镜90形式的偏转光学单元将移位的照明场89向后成像至测试掩模24的后侧测试结构26的位置，所述偏转光学单元被结合进根据一个实施例的掩模中。为了减少因吸收体壁产生的阴影效应(也发生在透射掩模的情况中)，首先使照明的主光线角与镜头的主光线角对准。其次，将吸收体壁同样设计成平行于主光线。
[0154]根据图8的实施例是根据本发明的掩模概念的一个实现形式。图9至13示出其它实现形式。不同实施方式之间的共同之处在于，在设计用于反射式掩模的照明场的情况下，以透射方式使用。掩模的三维结构的设计明确地考虑了波前源以及由此掩模和照明对相位恢复测量技术在EVU波长下的测量精度的影响。
[0155]假定根据本发明的偏转光学单元使得能够以透射有效地操作测试掩模24。如果以反射操作的传统掩模对像堆的记录的掩模影响十分高，使得它们不能在算法评估中得到补偿，并且如果无论如何期望使用具有照明(其是用于反射掩模的EUV系统的典型方式)的测量系统，其中，照明和镜头布置在掩模的同一侧，则根据本发明的结合偏转光学单元可以偏转照明，使得可以透射进行操作。
[0156]图9至13示出具有偏转光学单元的测试掩模24的另一实施例。在根据图9的实施例中，除了从图8中已知的聚焦反射镜90外，偏转光学单元还包括两个其它反射元件92和94，它们均由多层形成，并具有各自的反射平面表面。这些反射元件布置成使得测量光21在穿过照明切口 88之后，在穿过测试结构26的切口之前，附加地在两个其它反射元件92和94处偏转。在该情况下，反射元件92和聚焦反射镜90与测试掩模24的后侧隔开，反射元件94直接布置在测试掩模的后侧上，使得测量光21在穿过照明切口 88之后相继地在元件92和94处反射，并由此在反射镜90处反射。在该布置中，照明场89以缩小的方式成像至镜头场91上。
[0157]图10所示实施例与图9的实施例的不同之处仅在于元件92和94与聚焦反射镜90的布置的顺序。这里，该布置使得测量光21首先撞击在反射镜90上，进而撞击在元件94和92上。在该布置中，照明场89以放大的方式成像至镜头场91上。
[0158]在根据图9和10的实施例情况下，图8的具有并入测试掩模24中的偏转光学单元的构思被修改为使得照明NA可变化。这使得可操纵照明的相干属性。照明场89缩小成像至镜头场91上会增大照明NA，并增大相干度。放大的成像减小了照明NA，并导致更少的相干照明。在根据图9和10的实施例中，光路通过反射元件92和94折叠，以使物距和像距适配于期望的放大或缩小。
[0159]图11和12所示实施例与根据图9和10的实施例的不同之处在于光学元件92和94与聚焦反射镜90的布置。它们在此被布置成使得测量光21在穿过照明切口 88和穿过测试结构26的切口之间的光路相交两次。这被实现为照明切口 88和测试结构26的切口可紧密相继地布置，使得镜头场和照明场可重叠，从而导致共同的照明和镜头场95。照明切口 88和测试结构26的切口由此均位于照明和镜头场95的区域中。因此，可省略在检验操作和测量操作之间倾斜测量光辐射装置16。
[0160]在各情况下，聚焦反射镜90被实现为椭圆体，在根据图11的实施例中，聚焦反射镜布置在测量光21的光路中的第一位置，结果，照明场以缩小方式成像至镜头场上。根据一个变型例，聚焦反射镜90在其使用区域的中心在一个方向上具有3.8mm的曲率半径,而在相对于该方向的正交方向上具有4.8mm的曲率半径。在各情况下，相对于掩模平面，元件92的反射平面表面具有3.5°的倾角，元件94的反射平面表面具有42°的倾角。这导致约
0.4的缩小系数。
[0161]根据一个变型例，根据图11和12的测试掩模12被构造成使得包括偏转光学单元的所述测试掩模不超过6_的总高度。该设计适配于具有下列参数的系统:镜头NA = 0.2、照明NA = 0.2、掩模上的测试结构26和照明切口 88之间的距离=50 μ m。
[0162]图13示出具有偏转光学单元的测试掩模12的另一实施例。其与根据图11和图12的实施例的不同之处在于，偏转光学单元由漫射板96形成。这同样使得可增大在照明时提供的角范围。通过改变漫射板96的倾角，可关于镜头30的主光线角优化漫射角度。根据一个变型例，图8至13所示的布置被并入掩模模块中，该掩模模块具有构造成在用于光刻的EUV投射曝光设备中曝光的产品掩模母版的尺寸。
[0163]图14至18示出用在图8至13的掩模偏转光学单元布置中的测试掩模12的结构构造的不同变型例。这些变型例关于用于减小测试掩模12的反射率的新颖方法，如果测试结构的面向镜头30的一侧位于照明场中，当将上述特殊的透射式掩模与偏转光学单元一起使用时，这有助于提高测量精度。
[0164]如果测试结构的镜头侧表面位于照明场89中，则掩模的剩余反射率导致像中的强度背景和更差的对比度。因此，对于测量技术，期望掩模的反射率尽可能低。下面呈现减少因剩余反射率而引起的影响的措施。
[0165]原则上，透射测试掩模12的暗区域可以由隔膜上的吸收层限定，其中，吸收体是掩模的镜头侧终止层。位于吸收层和镜头之间的另一层会导致测试结构的成像的扰动。为了降低镜头侧的反射率，有利地，可施加抗反射层。所述层的厚度选择为使得:首先，在真空和抗反射层之间以及在抗反射层和吸收层之间的边界层处反射的部分光线的强度具有类似的幅度，并且它们的相位差导致相消干涉。由于因抗反射层产生的成像像差而对测量技术的故障影响以及在不存在抗反射层时成像的情况下对比度降低的故障影响被加大权重，以便寻找抗反射层的理想厚度和合适材料。
[0166]在根据图14的实施例中，测试掩模14包括吸收层98，吸收层98在其面向测量光辐射装置16的一侧具有抗反射涂层100。提供用于抗反射涂层100的材料是对于10°的测量辐射21主光线角度具有10.5nm厚度的Si02。吸收层98由120nm TaN构成。在图15所示实施例中，抗反射涂层100由用于降低反射率的多层介质构成。
[0167]图16和17示出测试掩模24在其面向围绕测试结构26的测量光辐射装置16的一侧102上具有表面区域106的实施例,表面区域106相对于测试掩模24的背离测量光福射装置16的一侧104至少按部分地倾斜延伸。在截面图中出现倒“V”轮廓。在根据图16的实施例中，测试掩模12具有吸收层98和布置在吸收层上方的比较薄的膜108。测试结构26周围的倾斜行径通过吸收层98的厚度变化而产生。在根据图17的实施例中，测试掩模包括施加到载体层110的比较薄的吸收层，测试结构26周围的表面区域的倾斜行径通过载体层110的厚度变化产生。
[0168]由于吸收层98在测试结构26周围区域中的倾斜，尽管吸收层的反射率没有降低，但是反射光可被引导通过镜头30，而不贡献强度背景。
[0169]图18示出以透射操作的测试掩模24的实施例，其中，暗区域的透射率降低。为此，测试掩模24的吸收层98在其面向测量光辐射装置16的一侧上具有抗反射涂层100，在相反侧上具有反射涂层112。该构造基于以下考虑:透射掩模的吸收层的剩余透射率导致更差的对比度。可通过两个影响变量降低透射率，即通过吸收的增加和通过与镜头相反侧的反射率的增加。可通过镜面反射多层来降低透射率。
[0170]下面呈现镜头30的各实施例。在该情况下，镜头30包括至少两个反射镜的布置。根据第一实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有6nm-12nm的工作波长和小于0.05的输入侧数值孔径(NA)以及至少80的放大率。根据第二实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有6nm-12nm的工作波长和0.05-0.10的输入侧NA以及至少150的放大率。根据第三实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有6nm-12nm的工作波长和0.10-0.20的输入侧NA以及至少300的放大率。根据第四实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有6nm-12nm的工作波长和大于0.20的输入侧NA以及至少800的放大率。根据第五实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有12nm-15nm的工作波长和小于0.05的输入侧NA以及至少60的放大率。根据第六实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有12nm-15nm的工作波长和0.05-0.10的输入侧NA以及至少125的放大率。根据第七实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有12nm-15nm的工作波长和0.10-0.20的输入侧NA以及至少250的放大率。根据第八实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有12nm-15nm的工作波长和大于0.20的输入侧NA以及至少650的放大率。根据第九实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有15nm-30nm的工作波长和小于0.05的输入侧NA以及至少30的放大率。根据第十实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有15nm-30nm的工作波长和0.05-0.10的输入侧NA以及至少60的放大率。根据第i^一实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有15nm-30nm的工作波长和0.10-0.20的输入侧NA以及至少125的放大率。根据第十二实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有15nm-30nm的工作波长和大于0.20的输入侧NA以及至少342的放大率。
[0171]图19示出相位恢复评估方法的原理，并已在上面进行了描述。
[0172]下面呈现根据本发明的两种方法，借助它们的适用性，这两种方法允许相位恢复的扩展和启发。所呈现的方法用于扩展相位恢复测量技术的捕获范围。在这两种方式中，通过改变输入或输出最大焦距而使具有多个艾利斑直径的物侧直径的大捕获结构114散焦，并借助探测器记录该具有多个艾利斑直径的物侧直径的大捕获结构114。
[0173]在图20中以示例示出这种捕获结构114。第一捕获结构114-1是具有1_10艾利斑直径的半轴a和b的椭圆。第二捕获结构114-2是具有2-15艾利斑直径的边长a和b的矩形。第三捕获结构114-3是具有2-15艾利斑直径的范围a的西门子(Siemens)星。第四捕获结构114-4是具有0-2艾利斑直径的线宽b和2-15艾利斑直径的范围a的十字。在各情况下所示的尺寸与物侧的尺寸有关。
[0174]仅当要测量的成像光学单元的像差不太大时，相位恢复评估算法才收敛于正确结果。捕获范围取决于像差的类型。在针孔作为测试结构的情况下并且在-2至+2瑞利长度范围中的散焦作为像堆多样化的情况下，如果描述波前的泽尼克函数的系数达到波长幅度量级或更高，则不再能正确地确定像差。为了使甚至呈现高像差等级的系统合格，这里呈现根据本发明的对测量技术的扩展。
[0175]在由像空间和/或物空间散焦产生的不同散焦位置处记录针孔空间像。在该情况下，仅检查空间像的焦散曲线。这种焦散曲线116在图21中以示例示出。由于仅检查焦散曲线，并且衍射精细结构不相关,所以测试结构可选择成明显比相位恢复情况中的大。这主要具有的优点是，即使在高度散焦系统的情况下，更高强度也可用于测试结构成像。
[0176]在各散焦位置，确定强度质心的质心坐标(X(l，y(l)。散焦曲线的“直径”d借助径向二阶矩<r2>限定。在该情况下:
[0177]r(z) = 7(χ — X0(Z))2 i [y — Y0(Z))2是在每个Z平面中相对于强度质心的距离。
[0178]<r2> (z) = // dxdyl (x, y, z)r2(z)
[0179]具有强度分布I (x，y，z)。<r2>(z)的最小zQ假定为焦平面位置。为了获得z。，绘制穿过位于不同散焦位置的测量点的回归抛物线，并确定其顶点。
[0180]从焦平面的位置Ztl，通过以下方程式获得对波前的泽尼克系数Z4(散焦项)的估计:
[0181]Z4--11-V1-NA2)-Z0
2' '
[0182]具有成像系统的数据孔径NA。类似地，可确定焦散曲线在X或I方向上的腰宽最窄的Z平面。它们是X和y的二阶矩的最小值Zx和zy。
[0183]<x2> (z) = // dxdyl (x, y, z) X2 (z)
[0184]<y2>(z) = / / dxdyl (x, y, z)y2(z)
[0185]主像散(primary astigmatism)的0°泽尼克系数Z5通过以下方程式大致获得:
[0186]Z5 — (1 — V1-NA2).(zx — Zy)■
[0187]如果所使用的坐标系绕z轴旋转45°，则以同样方式获得45° -泽尼克系数Z6。
[0188]根据由评估装置15执行的评估方法的上述实施例，通过对捕获结构114-1至114-4之一的像的焦散曲线的矩分析而扩展测量的捕获范围。
[0189]根据由评估装置15执行的评估方法的另一实施例，通过借助拉冬变换确定捕获结构114-1至114-4之一的像的焦散曲线而扩展测量的捕获范围。为了获得最佳聚焦的位置以及对组合的像散和彗差的比例的估计，大结构的像堆被成像至探测器14，如上所述。
[0190]该评估基于现有测量技术。与测量多个线结构和使用所述测量技术作为相位恢复测量序列的直接扩展相比，关于该方法的新颖之处是，借助拉冬(Radon)变换从结构中提取焦散曲线信息。
[0191]下面参考图22解释借助拉冬变换的根据本发明的捕获范围扩展。在该情况下，使用具有下面呈现的含义的下列术语:
[0192]-单独像:探测器在一个测量位置处的记录；
[0193]-像堆:镜头在不同测量位置处的多个单独像的分配(测量位置=Z-位置)；
[0194]分布(profile):单独像沿方向alpha的强度的总和(分布的y值，关于单独像的第一轴线)以及到沿垂直于方向alpha的方向的横向位置的分配(分布的X值)；
[0195]分布的质心:(S)由X和y的乘积的积分除以y的积分的值；按照惯例，质心还表示为一阶中心矩；
[0196]N阶中心矩:由X和质心的差的N次幂与y的乘积的积分除以y的积分的值；
[0197]方差:二阶中心矩；
[0198]斜度:三阶中心矩；
[0199]峰度:四阶中心矩；
[0200]N次谐函数:傅里叶分量(O次谐函数=平均值)；
[0201]最佳聚焦--沿z轴关于方差的抛物线拟合的极值。
[0202]扩展捕获范围的起点是记录具有明显大于用于传统相位恢复的比较像堆的步长的步长的像堆。由于更大的结构，探测器还可记录位于远散焦位置的不同信号。
[0203]所记录的像堆被预处理，特别地，利用圆形光阑使每个单独像渐晕，以便确保每个像方向中有相同数量的像素用于拉冬变换。
[0204]沿多个角度(优选是2的幂，至少23)借助拉冬变换将经预处理的堆投射到单独分布上。从这些分布中确定开始的四个矩，即质心、方差、斜度和峰度。
[0205]因此，获得了拉冬变换的投射角度和像堆中的z位置到分布的相应矩的分配。
[0206]对于每个角度，通过依赖于z的抛物线拟合所述矩。对于每个角度和每个矩，这导致拟合的二次项、线性项和常数项以及拟合的抛物线的极值。最佳聚焦是方差的拟合抛物线的极值。
[0207]最佳聚焦和抛物线拟合的系数两者被沿拉冬变换的角度进行傅里叶变换。在傅里叶变换之后，不同波动是原始像信息的高度压缩。借助模型中的灵敏度可从中确定组合的像散、彗差和散焦。
[0208]相位恢复测量技术的先前应用用于在单独场点处使成像光学单元合格。这里，呈现根据本发明的方法的实施例，利用该方法，在多个场点处同时并行地执行相位恢复测量，利用该方法，可获得关于成像系统的附加信息。
[0209]借助同时在多个场点处产生相同或不同相位恢复测量结构的波前源，可实现测量技术的并行化。特别地，当使用照明相关场区域的照明系统以及在要测量的场点处限定测量结构的反射或透射掩模时，可以实施这一点。
[0210]除了能够同时测量不同场点处的成像像差并从而确保更快测量的事实之外，该过程还允许接触单独测量点处的相对差。其一个示例是单独场点的测量结构的相对横向成像位置或相对聚焦位置。特别地，结果，借助平行相位恢复的失真测量是可能的。
[0211]在单独测量点处的顺序测量期间，不能直接检测测量系统中从一个测量到下一个测量的不可控变化，比如波前源的相对定位精度。
[0212]图23至25示出本发明的第二方面。图23示出根据本发明第二方面的测量系统的实施例，该测量系统由参考标号210表示，并被构造用于测量镜头130的成像质量。镜头130包括若干光学元件，并且可以是例如上面参考图1所述的类型的EUV镜头30。此外，镜头130可以是适配于不同波长(例如UV波长范围中的波长，比如248nm或193nm)的镜头。
[0213]测量系统210包括测量光辐射装置216，其构造成产生具有适于镜头130的工作波长的波长(比如EUV波长)的测量光221。测量辐射装置216可以例如构造成与图1所示测量辐射装置16相同。测量系统210还包括布置在镜头130物侧的第一测试掩模224、布置在镜头130像侧的第二测试掩模244、用于保持镜头30的镜头保持器212、探测器260和评估装置262。确切地说，第一测试掩模224布置在镜头130的物面229中，而第二测试掩模布置在镜头130的像面240中。
[0214]测量光221照射至第一测试掩模224上。第一测试掩模224包括针孔形式的第一衍射测试结构226。测量光221在测试结构226上衍射，产生朝向镜头130传播的测试波231。测试结构226可构造成与根据图1的测试结构26相同。特别地，测试结构226构造成使得由衍射产生的测试波231是扩展波，其波前与目标形状(例如，圆锥截面的理想形状，尤其是球形)有0.1nm或更小的最大偏差。换言之，测试波231的波前被很好地限定。测试波231还称为“波前优化”波。在图23所示实施例中，测试波231的波前具有波前优化的球形形状，换句话说，测试波231具有“理想”的球形波前。
[0215]第一测试掩模224还包括自由孔径228，该自由孔径构造成使测量光221穿过，以形成参考光束234，其中，自由孔径228构造成使得当形成参考光束234时，衍射效应不主导，这与测试波231的形成不同。为此，自由孔径的直径大于测量光221的艾利斑直径的十倍。艾利斑直径dtoy如下定义:
[0216]dAjtx = 1.22.—
?NA
[0217]其中，λ是测量光221的波长，NA是镜头130的数值孔径。
[0218]根据实施例，自由孔径228是测试结构226的至少十倍。自由孔径228布置成接近测试结构226，使得测试波231和自由光束234均朝向镜头130传播。图23所示的第一测试掩模224实现为透射掩模，其具有构造为透射针孔的测试结构226和形成透射的自由光束的自由孔径228。或者，第一测试掩模224还可构造为反射掩模，其具有构造为小反射斑的测试结构226和构造为掩模上的更大反射区域的自由孔径228。
[0219]测试波231通过镜头130，然后会聚在第二测试掩模244中包含的自由孔径248处。自由孔径248被构造为与第一测试掩模224中的自由孔径228类似，使得测试波231穿过而没有明显的衍射效应。因此，测试波231的波前(其作为衍射测试结构226处的“波前优化”球形波开始，并在其穿过镜头130的路径上因镜头像差而积累了波前偏差)穿过自由孔径248，而其波前不会受到进一步的修改。
[0220]参考光束234也通过镜头130，并会聚在针孔形式的第二衍射测试结构246 (布置在第二测试掩模244中，接近自由孔径248)处。第二衍射测试结构246与第一衍射测试结构226类似或相同地构造，并导致产生“波前优化”球形波形式的参考波256。
[0221]具有理想球形波前的参考波256和包含因穿过镜头而获得的波前偏差的测试波231在探测器260上叠加，探测器布置在第二测试掩模244下方。探测器(二维解析探测器)记录由参考波256与测试波231的叠加而产生的干涉图。通过在评估装置262中评估所记录的干涉图，确定表征镜头130的成像质量的至少一个参数，比如表征镜头130的波前像差的泽尼克系数。
[0222]图24示出根据本发明的测量系统210的另一实施例。根据图24的测量系统210与根据图23的测量系统210的不同之处在于，第一测试掩模224的构造以及另外提供了衍射光栅264。根据图24的实施例的第一测试掩模224构造为反射掩模母版,其包括反射多层堆215和布置在其表面上、暴露于测量光221的吸收层218。吸收层218包含针孔，该针孔与下方的反射表面一起形成第一衍射测试结构226。通过用测量光221 (例如，平面波的形式)照明衍射测试结构226，产生具有波前优化球形形状的测试波231。上面提及的衍射光栅264布置在第一测试掩模224和镜头130之间，使得测试波226分裂为具有不同传播方向的不同光束。第一光束231°由测试波231在衍射测试结构226处产生的O级衍射形成。第二光束231+1由+1级衍射形成，第三光束23Γ1由测试波231的-1级衍射形成。
[0223]第一光束231°穿过镜头130，会聚于第二测试掩模244的针孔形式的第二衍射测试结构246上，使得产生波前优化球形波形式的参考波256。第二光束231+1也穿过镜头130，会聚于自由孔径248，穿过自由孔径248而其波前不受到修改。由参考波256和因与镜头130的相互作用而包含波前像差的第二光束231+1形成的干涉图由评估装置262进行评估，例如参考图23所述。特别地，可使用从点衍射干涉测量法中已知的算法来执行该评估。为了提高测量分辨率，衍射光栅264可系统地偏移，以改变O级谐函数与I级谐函数的相位关系。该相位信息可用在算法中，以在信息处理中获得更好的噪声降低。
[0224]此外，可通过将衍射光栅262布置在镜头130和第二测试掩模244之间而不是布置在第一测试掩模224和镜头130之间来修改根据图24的实施例。
[0225]图25示出根据本发明的测量系统210的另一实施例。根据图25的测量系统210包括关于图23的实施例所述的测量光福射源216和第一测试掩模224。此外,衍射光栅264布置在第一测试掩模224和镜头130之间。第二测试掩模244包括形成朝向镜头130的反射表面245的反射多层堆266。第二测试掩模244还包括衍射受限吸收结构形式的第二测试结构246，其根据巴比涅(Babinet)原理产生“波前优化”球形波。衍射受限吸收结构的尺寸与例如参考图23的实施例所述的针孔形式的第二测试结构246类似地形成。在根据图25的测量系统210的实施例中，探测器260布置在第一测试掩模224的自由孔径228后方，即位于第一测试掩模224的背离镜头130的一侧。
[0226]探测器260布置成使得自由孔径228被阻挡不接触由辐射装置216照射至第一测试掩模224上的测量光221。因此，仅针孔形式的第一测试结构226被测量光221照射。从测试结构226发出的测试波231在衍射光栅264处分裂为已关于图24的实施例描述的三个光束231°、231+1和23Γ1。包含O级衍射光的光束231°聚焦在第二测试结构246处，导致产生朝向镜头130向后传播的“波前优化”的球形波(表示为参考波231κ°)。参考波231κ°穿过镜头130,碰撞衍射光栅264。在衍射光栅264处,产生参考波231κ°的-1级衍射(表不为参考光部分231,4)。参考光部分231^:1聚集在第一测试掩模224中的自由孔径228上。在穿过自由孔径228之后，参考光部分231,^1碰撞探测器260。
[0227]在衍射光栅264处产生的光束231+1穿过镜头130，并会聚在接近衍射测试结构246的第二测试掩模244的区域处(该区域是反射表面245的一部分)，形成衍射测试结构246的光反射背景,使得光束231+1沿相反方向再次穿过镜头一次,并碰撞衍射光栅264。光束231+1的O级衍射(表示为测试光部分231+1’°)聚焦在第一测试掩模的自由孔径上。在穿过自由孔径228之后，光部分231+1’°通过与参考光部分231,^1叠加而在探测器260上形成干涉图。
[0228]与上面参考图23和24所述的评估类似，由评估装置260评估干涉图。在产生“波前优化”参考波231κ°之后，参考光部分231,°:1仅已穿过镜头130 —次，而在产生“波前优化”测试波231之后，光部分231+1’°已穿过镜头130两次，使得可以从由探测器260记录的干涉图中确定镜头130的成像质量。可通过评估在衍射光栅246的各偏移位置处产生的干涉图来提高测量精度。
[0229]说明本发明的第三方面的图26示出根据本发明第三方面的测量系统的另一实施例，该测量系统由参考标号310表示，并构造用于测量镜头130的成像质量。镜头130包括若干光学元件132，根据镜头130的设计，它们可构造为透镜元件或反射镜。镜头130可以是例如上面参考图1所述类型的EUV镜头，并表示为“EUV镜头30”。此外，镜头130可以是适于不同波长(例如UV波长范围中的波长，比如248nm或193nm)的镜头。镜头130包括光瞳平面133。光瞳平面的特征在于,光在光瞳平面中的局部强度分布(会聚于镜头130的像面340中的特定场点)对应于在该场点的角度解析强度分布。
[0230]测量系统310包括测量光辐射装置316，其构造为产生具有适于镜头130的工作波长(比如EUV)的波长的测量光321。测量辐射装置316可例如构造成与图1所示测量辐射装置16相同。测量系统310还包括布置在镜头30物侧的测试掩模324、用于保持镜头130的镜头保持器312、光阑形式的光调制装置342、探测器360和评估装置362。确切地说，第一掩模224布置在镜头130的物面329中。
[0231]测量光321照射至测试掩模324上。测试掩模324包括衍射测试结构326。在图26所示的实施例中，测试掩模324构造为反射掩模母版，包括反射多层堆315和布置在其表面上的吸收层318,吸收层318暴露于测量光321。吸收层318包含针孔，以与下面的反射表面一起形成衍射测试结构326。通过用测量光321照明衍射测试结构326，产生具有波前优化球形形状的测试波331。根据替代实施例，测试掩模324可构造为具有测试结构325的透射掩模，测试结构325被构造为切口形式的针孔。
[0232]测量光321在测试结构326处衍射，产生朝向镜头130传播的测试波331。测试结构326可构造成与根据图24的第一衍射测试结构226相同。特别地，测试结构326构造成使得由衍射产生的测试波331是扩展波，其波前与目标形状(例如圆锥截面的理想形状，尤其是球形)有0.1nm或更小的最大偏差。换言之，测试波331的波前被很好地限定。测试波331还称为“波前优化”波。在图26所示的实施例中，测试波331的波前具有波前优化的球形形状，换句话说为“理想”的球形波前。
[0233]上面提及的光调制装置342 (在图26所示实施例中为光阑)布置在镜头130的光瞳平面133中。光调制装置342包括若干透射区域形式的调制结构344，尤其为切口，调制结构344以测试位置343的二维阵列布置在由测试波331照明的光瞳平面133区域内，SP光瞳内。
[0234]探测器360 ( 二维解析探测器)布置在与镜头130的像面340偏移的位置中，像面340是镜头130的焦平面，测试结构326成像至该平面中。换言之，探测器340布置在散焦位置。焦点偏移被选择成使得由调制结构344在探测器340上产生的光斑彼此在空间上分离。该偏移可以例如选择成比一个瑞利长度大，瑞利长度被定义为测量光321的波长与镜头130的数值孔径的平方的商。
[0235]探测器360上产生的强度图案被记录，并通过评估装置362将其与预定目标图案进行比较。强度图案由调制结构344产生的光斑构成。目标图案限定光斑相对彼此的位置。当比较所记录的强度图案与目标图案时，确定光斑的位置与相应目标位置的偏差。从这些偏差中，确定镜头130的成像质量，尤其是镜头130的波前像差。从光斑的位置与其目标位置的测量偏差中，可确定测试波331的波前在光瞳平面133中的梯度。从如此确定的梯度中，可确定测试波331在光瞳平面133中的整体波前。
[0236]使用上述通过衍射测试结构326产生的、具有“理想”球形波前的测试波331允许十分精确地测量镜头30的波前像差，因为由波前源导致的测量误差可以被最小化。
[0237]作为布置具有布置在测试位置343的二维阵列中的若干调制结构的光调制装置324的替代，可以使用若干光调制装置，每个光调制装置仅具有位于不同测试位置的一个调制结构。在该情况下，例如光阑形式的光调制装置(均具有不同定位的切口)前后地插入光瞳平面133中，针对每个光调制装置，记录探测器360上得到的光斑的相应位置。在该情况下，探测器360可布置在像面360中。
[0238]图27至32以不同实施例示出校正板470以及包括衍射测试结构426的测试掩模424的若干布置。校正板470的所示布置允许对测量光421在衍射测试结构426处的衍射所产生的测试波431的波前的进一步优化，并根据情况可应用于上面所述的测量系统10、210或310中任一，即，测试掩模424表示图1至26所示的测试掩模24、224或324。
[0239]测试波431的波前的进一步优化被设计成当在衍射测试结构426处产生测试波431时，校正与测试掩模424的横向延伸有关的效应。横向延伸效应在适配于EUV波长并具有高对比度的测试掩模424的情况下变得相当重要，因为目前没有材料是已知的，这些材料在该波长下是高度吸收性的或高反射性的。因此，测试掩模424的横向延伸可导致测试波431相对于测试波431的期望形状(比如球形)的波前失真。下面各实施例中所示的校正板470允许校正这些波前失真，以获得甚至更好地适配于期望形状的波前。
[0240]图27示出测试掩模424构造为反射掩模并因此可表示例如根据图3的测试掩模
24、根据图24的测试掩模224和根据图26的测试掩模324的实施例。测试掩模424包括用于反射例如EUV辐射的多层布置476以及包括针孔的吸收层472，该针孔与在针孔区域中的多层布置476 —起形成衍射测试结构426。如关于根据本发明的若干实施例所说明的，通过照射在衍射测试结构426上的测量光421在衍射测试结构426上产生测试波431。校正板470布置在测试波431的光路中，即在测量光421与衍射测试结构426相互作用之后的测量光421光路中。
[0241]所示实施例中的校正板470由关于测量光421的透射材料制成，并具有变化的厚度。例如，校正板470(尤其是当构造用于透射EUV光时)可由具有适合厚度变化的硅(Si)、二氧化硅、氮化硅或锆的膜构成。校正板470可基本上布置为平行于测试掩模，如图27所示，或者垂直于测试波431的传播方向432，在任何情况下，使得校正板470的厚度变化导致对测试波431的光学效应，该光学效应在横向于测试波431的传播方向432的方向上变化。
[0242]图27所示实施例中的变化的光学效应是变化的相移效应。这导致测试波431的中实现的相移，使得当测试波431穿过校正板424时，测试波431的波前被修改。由于校正板470的厚度变化引起的穿过校正板424的光路长度差别，实现对测试波431的波前的修改。已穿过校正板424的测试波431在此由参考标号431a表示。测试波431a具有进一步优化的波前，即甚至更好地适配于期望形状(例如，球形)的波前。
[0243]在图27所示的实施例中，校正板424布置在由进入的测量光421在衍射测试结构426处的衍射而产生的测试波431的远场中。术语“远场”在本文中指与衍射测试结构426相距的距离d，对于该距离d，菲涅耳数F小于I，其中，菲涅耳数如下定义:
P a2
[0244]F =-
d.λ
[0245]其中，a是形成测试结构的针孔的直径，λ是测量光421的波长。
[0246]图28不出与根据图27的实施例不同的实施例,其不同之处仅在于,测试掩模424构造为透射掩模，并因此可表示例如根据图1或2的测试掩模24、根据图23或25的测试掩模224。在该情况下，衍射测试结构424是构造为掩模424中的切口的针孔。
[0247]图29和30示出与根据图27和28不同的实施例，其不同之处在于校正板470相应地包括两个透射层471和472。两个透射层471和472分别由不同材料制成，每个层具有适当适配的厚度变化。所述材料被选择成它们在强度吸收率和折射率方面不同，该折射率限定测试波431的测量光421穿过相应层的光路长度。层471和472的材料可以是从硅、二氧化硅、氮化硅或锆中选择的材料的组合。因此，层471和472的适当适配的厚度变化导致测试波431的光中实现的变化的相移和变化的强度衰减，使得测试波413a的波前和强度均匀性均得到优化。换言之，根据图29和30的校正板470允许优化得到的优化测试波413a的幅度和相位两者。
[0248]图31和32示出与根据图28和30不同的实施例，其不同之处在于校正板470相应地直接布置在相应测试掩模424的底侧。这是一般情况的示例，根据该示例，校正板470布置在由进入的测量光421在衍射测试结构426处的衍射而产生的测试波431的近场中。
[0249]图33至35示出包括衍射测试结构526的反射测试掩模524的不同实施例。这些实施例可用作图6和7所示的反射测试掩模24的实施例的替代例。根据图33至35的实施例与根据图6和7的实施例的不同之处在于，它们被构造用于测量光521以掠入射辐射至掩模表面525上的操作。相比之下，根据图6和7的掩模被构造用于测量光以陡峭的入射角辐射至掩模表面上的操作。
[0250]因此，根据图3的测量系统10、根据图24的测量系统210或根据图26的测量系统310可被调节成以掠入射入射相应测量光21、221或321，以利用根据图33至35的任一实施例的测试掩模524代替相应测试掩模24、24或324。
[0251]图33示出测试掩模524的实施例，其包括载体层580，载体层580由对于在掠入射下照射至掩模表面525上的测量光521具有低折射率的第一材料制成。载体层580具有延伸穿过整个层厚度的凹槽，该凹槽由在掠入射下具有高折射率的第二材料的插件582填充。例如，插件582的形状可以是柱形的。插件582与载体层580的表面一起形成测试掩模524的表面525，其是平坦表面。撞击在载体层580上的进入的测量光521的光线521a和521c被以较小程度反射，导致具有低强度的反射光线531a和531c。撞击插件582 (其形成衍射测试结构526)的进入的测量光521的光线521b被更大程度地反射，导致具有更高强度的反射光线531b。光线531a、531b和531c —起形成测试波531。
[0252]图37示出作为相对于用于EUV光的测试掩模524的表面法线的入射角的函数的、不同材料的反射率曲线的示例。所示材料包括钥(Mo)、氮化钽(TaN)、铷(Ru)、氮化物(Ni)、硅(Si)、二氧化硅(S12)和氮化硅(Si3N4)15具有低折射率的第一材料的示例包括S1、Si02和Si3N4。具有高折射率的第二材料的示例是Mo、TaN、Ru和Ni。根据实施例，70°的入射角可被选择用于进来的测量光521。Si可被选择作为第一材料,Mo可作为第二材料。在该情况下，第一材料的反射率为0.006%，第二材料的反射率为71%。
[0253]图34不出反射测试掩模524的另一实施例。该测试掩模524包括由具有低反射率的第一材料制成的载体层580,载体层表面525上布置有衬垫583。衬垫583形成衍射测试结构526，并由具有高反射率的第二材料薄层制成。
[0254]图35示出反射测试掩模524的另一实施例。该测试掩模524包括由具有高反射率的第二材料制成的载体层580和布置在载体层580的顶表面上的薄顶层584。顶层584具有形成衍射测试结构526的切口 585。
[0255]图36示出根据图33至35所示的任一反射测试掩模524的衍射测试结构526的俯视图。衍射测试结构526具有椭圆形形式的拉长形状，并布置成其长轴与测量光521的入射方向对准。
[0256]衍射测试结构526的具有拉长形状的构造允许补偿由测量光521的掠入射而产生的强视差效应。当从测量光521的入射方向观看构造有圆形形状的衍射测试结构521时，结构呈现为椭圆形。为了补偿这一点，使衍射测试结构具有上述拉长形状。根据示例，衍射测试结构被构造为椭圆形状，其具有2.9:1的纵横比，适配于测量光521以70°的入射角撞击到测试掩模524上。
[0257]参考标号列表:
[0258]10 测量系统
[0259]12 波前源
[0260]14 探测器
[0261]15 评估装置
[0262]16 测量光辐射装置
[0263]18 EUV 源
[0264]20 照明光学单元
[0265]21 测量光
[0266]22 反射镜
[0267]22-1 可调反射镜
[0268]24 测试掩模
[0269]26 测试结构
[0270]27 双头箭头
[0271]28 物体保持器
[0272]29 物面
[0273]30 EUV 镜头
[0274]31 测试波
[0275]32 反射镜
[0276]32-1 可调反射镜
[0277]34 壳体
[0278]36第一入射窗
[0279]38第二入射窗
[0280]50检验设备
[0281]52要检验的基板
[0282]54表面
[0283]56检验光辐射装置
[0284]61检验光
[0285]62移位台
[0286]63双头箭头
[0287]64检验探测器
[0288]66输入光路
[0289]68输出光路
[0290]72吸收层
[0291]74保护层
[0292]76多层布置
[0293]78载体
[0294]80第一多层
[0295]82第二多层
[0296]84第三多层
[0297]86第四多层
[0298]87镜头场
[0299]88照明切口
[0300]89照明场
[0301]90聚焦反射镜
[0302]91倾斜壁表面
[0303]92另一反射元件
[0304]94另一反射元件
[0305]95照明和镜头场
[0306]96漫射板
[0307]98吸收层
[0308]100抗反射涂层
[0309]102面向侧
[0310]104背离侧
[0311]106倾斜表面区域
[0312]108膜
[0313]110载体层
[0314]112反射涂层
[0315]114-1捕获结构
[0316]114-2捕获结构
[0317]114-3捕获结构
[0318]114-4捕获结构
[0319]116焦散曲线
[0320]118另一 EUV 源
[0321]120另一照明光学单元
[0322]122检验光辐射装置
[0323]130镜头
[0324]132光学元件
[0325]133光瞳平面
[0326]210测量系统
[0327]215反射多层堆叠
[0328]216测量光辐射装置
[0329]218吸收层
[0330]221测量光
[0331]224第一测试掩模
[0332]226第一衍射测试结构
[0333]228自由孔径
[0334]229物面
[0335]231测试波
[0336]231°第一光束
[0337]231+1第二光束
[0338]23 Γ1第三光束
[0339]23 Ie0参考波
[0340]231+1’°测试光部分
[0341]23 Ie0^1参考光部分
[0342]233测试波的波前
[0343]234参考光束
[0344]240像面
[0345]244第二测试掩模
[0346]245反射表面
[0347]246第二衍射测试结构
[0348]248自由孔径
[0349]256参考波
[0350]260探测器
[0351]262评估装置
[0352]264衍射光栅
[0353]266反射多层堆
[0354]310测量系统
[0355]312镜头保持器
[0356]315反射多层堆
[0357]316测量光辐射装置
[0358]318吸收层
[0359]321测量光
[0360]324测试掩模
[0361]326衍射测试结构
[0362]329物面
[0363]331测试波
[0364]340像面
[0365]342光调制装置
[0366]343测试位置
[0367]344调制结构
[0368]360探测器
[0369]362评估装置
[0370]421测量光
[0371]424测试掩模
[0372]431测试波
[0373]431a优化的测试波
[0374]432测试波的传播方向
[0375]470校正板
[0376]471第一透射层
[0377]472第二透射层
[0378]472吸收层
[0379]476多层布置
[0380]521测量光
[0381]521a进入的测量光线
[0382]521b进入的测量光线
[0383]521c进入的测量光线
[0384]524测试掩模
[0385]525测试掩模的表面
[0386]526衍射测试结构
[0387]531测试波
[0388]531a反射光线
[0389]531b反射光线
[0390]531c反射光线
[0391]580载体层
[0392]582插件
[0393]583衬垫
[0394]584顶层
bb
【权利要求】
1.一种用于测量EUV镜头的成像质量的测量系统，包括: -衍射测试结构； -测量光辐射装置，构造成将处于EUV波长范围中的测量光辐射至所述测试结构上； -变更装置，用于改变所述测试结构借助所述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，所述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，构造成从所述像堆确定所述镜头的成像质量。
2.如权利要求1所述的测量系统， 其中，所述测试结构是测试掩模的一部分，所述测试掩模关于所述测量光具有反射效应，并且所述测试掩模包括多层布置。
3.如权利要求2所述的测量系统， 其中，所述测试结构被实现在施加至所述多层布置上的吸收层中。
4.如权利要求1所述的测量系统， 其中，所述衍射测试结构是测试掩模的一部分，所述测量光辐射装置构造成将所述测量光以掠入射辐射至所述测试掩模上。
5.如上述权利要求任一项所述的测量系统，包括测试掩模，所述测试掩模具有切口形式的测试结构以及相对于孔结构偏移的照明切口，其中，在所述测试掩模的相对于所述测量光辐射装置的相反侧布置反射元件，所述反射元件构造成在所述测量光穿过所述照明切口之后将所述测量光引导通过所述测试结构的切口。
6.如权利要求5所述的测量系统， 其中，所述反射元件实现为关于所述测量光以聚焦方式作用。
7.如权利要求5或6所述的测量系统， 其中，在所述测试掩模的相对于所述测量光辐射装置的相反侧布置两个其它反射元件，使得所述测量光在穿过所述照明切口之后、在穿过所述测试结构的切口之前附加地在所述两个其它反射元件处偏转。
8.如权利要求5至7任一项所述的测量系统， 其中，所述反射元件实现为漫射板。
9.如权利要求5至8任一项所述的测量系统， 其中，所述测试掩模和所述反射元件是掩模模块的一部分，所述掩模模块具有构造成在用于光刻的EUV投射曝光设备中曝光的产品掩模母版的尺寸。
10.如上述权利要求任一项所述的测量系统， 其中，所述测试结构实现为孔结构，所述评估装置构造成:对于所述孔结构的尺寸，在确定所述镜头的成像质量时借助优化计算确定与理想尺寸的偏离值。
11.如上述权利要求任一项所述的测量系统， 还包括布置在所述测量光与所述衍射测试结构相互作用之后的测量光光路中的校正板，所述校正板构造成对所述测量光具有光学效应，所述光学效应在所述校正板处在横向于所述测量光的传播方向的方向上变化。
12.如上述权利要求任一项所述的测量系统， 其中，所述校正板包括具有变化厚度的透射层。
13.一种用于测量镜头的成像质量的测量系统，包括: -镜头保持器，用于保持所述镜头； -测量光辐射装置，构造成产生测量光； -第一衍射测试结构，当所述镜头布置在所述镜头保持器中时，所述第一衍射测试结构布置在所述镜头的物侧，使得通过所述测量光在所述第一衍射测试结构处的衍射而产生测试波； -第二衍射测试结构，当所述镜头布置在所述镜头保持器中时，所述第二衍射测试结构布置在所述镜头的像侧，使得通过所述测量光在所述第二衍射测试结构处的衍射而产生参考波；以及 -探测器，布置成记录由来自与所述镜头相互作用的测试波的光与来自所述参考波的光的叠加而产生的干涉图。
14.如权利要求13所述的测量系统， 其中，当所述镜头布置在所述镜头保持器中时，在所述镜头的物侧布置另一参考光束产生结构，所述参考光束产生结构构造成从所述测量光形成参考光束，并将所述参考光束引导至所述第二衍射测试结构上。
15.如权利要求13所述的测量系统， 其中，在所述测试波的光路中布置衍射光栅，使得所述测试波分裂为不同取向的光束，其中，所述光束中的第一个被引导至所述第二衍射结构上，所述光束中的第二个被引导至所述探测器上以通过与所述参考波叠加而产生所述干涉图。
16.如权利要求13至15任一项所述的测量系统， 其中，所述第二衍射测试结构构造为在光反射背景中的光吸收结构，当所述镜头布置在所述镜头保持器中时，所述探测器布置在所述镜头的物侧。
17.如权利要求13至16任一项所述的测量系统， 所述测量系统构造为:在所述镜头布置在所述镜头保持器中的情况下，在所述第二衍射结构处产生参考波之后，通过来自穿过所述镜头两次的测试波的光与来自穿过所述镜头一次的参考波的光叠加而产生所述干涉图。
18.—种包括用于检验设备的镜头和包括根据上述权利要求任一项所述的用于测量所述镜头的测量系统的布置。
19.一种检验用于微光刻的基板的表面的检验设备，包括借助成像辐射将基板的要检验表面的至少一部分成像至探测平面中的镜头，并包括用于测量所述镜头的成像质量的如权利要求1至17任一项所述的测量系统。
20.如权利要求19所述的检验设备， 所述检验设备具有用于保持要检验的基板的物体保持器，其中，所述测试结构布置在所述物体保持器上，所述物体保持器安装成使得其能够在检验位置和测量位置之间移位，在检验位置中，要检验的基板布置在所述测量光的光路中，在测量位置中，所述测试结构布置在所述测量光的光路中。
21.一种用于测量系统的测试掩模，所述测量系统用于测量EUV镜头的成像质量，所述测试掩模包括测试结构，所述测试结构构造成在用EUV波长范围中的测量光照射时产生测试波，所述测试波的波前与理想球形形状具有0.1nm或更小的最大偏差。
22.一种用于测量EUV镜头的成像质量的方法，包括以下步骤: -将处于EUV波长范围中的测量光辐射至衍射测试结构上； -借助所述镜头将所述测试结构成像至探测器上，同时改变所述成像的至少一个像确定参数； -记录由所述像确定参数的变化产生的像堆；以及 -通过评估所述像堆来确定所述镜头的成像质量。
23.如权利要求22所述的方法， 使用如权利要求1至12任一项所述的测量系统或如权利要求18或20任一项所述的检验设备来实施所述方法。
24.一种用于测量镜头的成像质量的方法，包括以下步骤: -将测量光辐射至衍射测试结构上，使得通过所述测量光在所述衍射测试结构处的衍射来产生测试波； -将具有光瞳平面的镜头布置在所述测试波的光路中； -调制所述测试波在所述光瞳平面处的光强，使得在所述测量光穿过所述光瞳平面之后，所述测量光的光强分布在若干测试位置具有极值； -将探测器布置在所述镜头的像侧，并记录由穿过所述镜头的测试波产生的强度图案；以及 -通过比较所记录的强度图案与预定目标图案来确定所述镜头的成像质量。
25.如权利要求24所述的方法， 其中，通过除了在所述测试位置，阻止所述测量光穿过所述光瞳平面来调制所述光强。
26.如权利要求24或25所述的方法， 其中，通过将光阑布置在所述光瞳平面中来调制所述光强，所述光阑具有布置在所述测试位置的调制结构，所述探测器布置在与所述镜头的关于所述衍射测试结构的成像的焦平面偏移的位置中。
【文档编号】G01M11/00GK104204952SQ201380015955
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月22日 优先权日:2012年3月23日
【发明者】R.弗里斯, M.萨马尼戈, M.德冈瑟, H.海德纳, R.霍克, M.施里弗 申请人:卡尔蔡司Smt有限责任公司
【专利摘要】一种用于测量EUV镜头(30)的成像质量的测量系统(10)，包括：衍射测试结构(26)；测量光辐射装置(16)，构造成将EUV波长范围中的测量光(21)辐射至测试结构；变更装置(28)，用于改变借助镜头实现的测试结构的成像的至少一个像确定参数；探测器(14)，用于记录像堆，所述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(15)，构造成从像堆确定镜头的成像质量。
【专利说明】测量EUV镜头的成像质量的测量系统
[0001]本申请要求于2012年3月23日提交的德国专利申请N0.10 2012 204 704.2以及于2012年3月23日提交的美国临时申请N0.61/614759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】
[0002]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(inspect1n)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】
[0003]EUV镜头在其操作波长下的波前像差的测量值是合格化(qualificat1n)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。
[0004]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。
[0005]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10nm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】
[0006]发明目的
[0007]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。
[0008]发明方案
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]根据另一实施例，衍射测试结构具有拉长(elongate)形状，尤其为椭圆形状。
[0020]根据本发明的另一实施例，测量系统包括测试掩模，其具有切口形式的测试结构和相对于孔结构偏移的照明切口，其中，反射元件布置在测试掩模关于测量光辐射装置的相反侧，所述反射元件构造成在测量光通过照明切口之后，将测量光引导通过测试结构的切口。为此，反射元件与测试掩模相距某一距离。根据本发明的一个变型例，反射元件实现为相对于测量光以聚焦方式工作。
[0021]根据本发明的另一实施例，测试结构的切口实现为具有倾斜壁面。在该情况下，壁面相对于垂直于掩模表面实现的传统壁面倾斜。根据一个变型例，倾斜壁面平行于穿过测试结构的测量光的传播方向取向。
[0022]根据本发明的另一实施例，两个另外的反射元件布置在测试掩模关于测量光辐射装置的相反侧，使得测量光在穿过照明切口之后，在穿过测试结构的切口之前，附加地在两个另外的反射元件处偏转。根据一个变型例，另外的反射元件之一实现为测试掩模上的反射表面。根据另一变型例，第一反射元件实现为聚焦元件，作为测量辐射在穿过照明切口之后的光路中的弟一兀件或最后的兀件。
[0023]根据本发明的另一实施例，反射元件布置成使得测量光在穿过照明切口和穿过测试结构的切口之间的光路相交两次。根据该实施例，在检验操作和测量操作之间不必调节测量光辐射装置。
[0024]根据本发明的另一实施例，反射元件实现为漫射板。
[0025]根据本发明的另一实施例，测试掩模具有位于其面向测量光辐射装置一侧上的抗反射涂层。抗反射涂层可实现为多层布置。
[0026]根据本发明的另一实施例，测试掩模在其面向位于测试结构周围的测量光辐射装置的一侧上具有相对于测试掩模的背离测量光辐射装置的一侧至少按部分倾斜延伸的表面区域。根据一个变型例，测试结构周围的表面区域的倾斜行径由测试掩模的吸收层的厚度变化引起。
[0027]根据另一变型例，测试掩模包括施加至载体层上的吸收层，测试结构周围的表面区域的倾斜分布由载体层的厚度变化弓I起。
[0028]根据本发明的另一实施例，测试掩模还具有位于其与测量光辐射装置相反的一侧的反射涂层，尤其是反射多涂层。
[0029]根据本发明的另一实施例，测试掩模和反射元件是掩模模块的部分，掩模模块具有构造为用于在EUV投射曝光设备中曝光的产品掩模母版的尺寸。而且，掩模模块具有大约这种产品掩模母版的重量。
[0030]根据本发明的另一实施例，评估装置构造成当确定镜头的成像质量时，考虑多层布置的反射属性的角度依赖性。根据一个变型例，反射属性对测量结果的影响通过计算从切趾中去除。
[0031]根据本发明的另一实施例，测试结构实现为孔结构，评估装置构造成在确定镜头的成像质量时，对于孔结构的尺寸，借助优化计算确定偏离实际尺寸的值。
[0032]根据本发明的另一实施例，评估装置构造成通过确定测试结构的像的焦散曲线来扩展测量的捕获范围。通过评估像堆来确定焦散曲线。
[0033]根据本发明的另一实施例，评估装置构造成通过借助拉冬变换确定捕获结构的像的焦散曲线来扩展测量的捕获范围，该捕获结构相对于测试结构较大。
[0034]根据本发明的另一实施例，测量系统包括具有布置在多个场点的测试结构的测试掩模，评估装置构造成同时确定多个场点处的成像质量。
[0035]根据本发明的另一实施例，测量系统还包括校正板，校正板布置在测量光与衍射测试结构相互作用的下游的测量光光路中，校正板构造成对测量光有光学效应，该光学效应在校正板上在横向于测量光传播方向的方向上变化。换言之，测试波可由测量光在测试结构处的衍射产生，校正板布置在测试波的光路中。
[0036]根据另一实施例，校正板构造成透射测量光。根据本发明的变型例，校正板包括具有变化厚度的透射层。
[0037]根据另一实施例，校正板的变化光学效应包括变化相移效应，当测量光与校正板相互作用时，在测量光中实现变化相移效应。这可以例如通过将校正板构造成包括具有变化厚度的透射层来实施。
[0038]根据另一实施例，变化光学效应包括变化强度衰减，当测量光与校正板相互作用时，在测量光中实现变化强度衰减。例如，校正板包括具有变化吸收系数和/或变化厚度的透射层。
[0039]根据另一实施例，变化光学效应包括变化相移效应和变化强度衰减效应两者，当测量光与校正板相互作用时，在测量光中分别实现变化相移效应和变化强度衰减效应。这可以例如通过将校正板构造成包括具有不同折射率的两个透射层来实施，其中，每一层在校正板处在横向于测量光传播方向的方向上具有各自合适的厚度变化。
[0040]根据另一实施例，校正板布置在由测量光在测试结构处的衍射而产生的测试波的远场中。在本文中，术语“远场”指的是距衍射测试结构的距离山在该距离处产生测试波，对于该距离d，菲涅尔数小于I。菲涅尔数F在说明书与附图相关的随后部分中定义。
[0041]根据不同实施例，测试结构可以是反射掩模或透射掩模的一部分。
[0042]根据另一实施例，校正板布置在由测量光在测试结构处的衍射而产生的测试波的近场中。在本文中，术语“近场”指的是距衍射测试结构的距离山在该距离处产生测试波，对于该距离山菲涅尔数大于I。近场中的布置示例包括校正板直接附接到包括衍射测试结构的测试掩模的布置。在该情况下，距离d为零。
[0043]此外，本发明提供了一种包括用于检验设备的镜头(尤其是EUV镜头)以及包括用于测量该镜头的上述实施例任一中的测量系统的布置。
[0044]此外，本发明提供了一种检验设备，用于检验用于微光刻的基板的表面，该检验设备包括镜头，尤其是EUV镜头，用于借助尤其处于EUV波长范围内的成像辐射将基板的要检验的表面的至少一部分成像在检测平面中，并且该检验设备还包括用于测量镜头的成像质量的上述实施例任一中的测量系统。基板可以是例如用于微光刻的产品掩模或用于微光刻的晶片。
[0045]根据本发明的另一实施例，检验设备具有物体保持器，用于保持要检验的基板，其中，测试结构布置在物体保持器上，物体保持器安装成使得其可以在检验位置和测量位置之间移位，在检验位置，要检验的基板布置在测量光的光路中，在测量位置，测试结构布置在测量光的光路中。
[0046]根据本发明的另一实施例，除了测量光辐射装置外，检验设备还具有检验光辐射装置，用于将检验光辐射至要检验的基板上。而且，镜头布置在移动台上，借助移动台，镜头可在检验位置和测量位置之间移动，在检验位置，镜头布置在检验光与基板相互作用之后的检验光光路中，在测量位置，镜头布置在测量光与测试结构相互作用之后的测量光光路中。根据一个变型例，除了测量系统的探测器外，检验设备还具有检验探测器，当镜头布置在检验位置时，检验探测器定位在检验光光路中。根据另一变型例，当镜头布置在测量位置中时，测量系统的探测器布置在测量光光路中。
[0047]根据本发明的另一实施例，镜头具有第一入射窗和第二入射窗，第一入射窗用于辐射进检验基板表面的测量光，第二入射窗用于辐射进测量成像质量的测量光。
[0048]根据本发明的另一实施例，测试结构集成在第一入射窗中。
[0049]根据本发明的另一实施例，镜头的至少一个光学元件以可调节的方式安装成使得镜头的输入光路可以在两个入射窗之间变化，使得镜头的输出光路基本上保持不变。
[0050]根据本发明的另一实施例，测量光辐射装置具有以可调节的方式安装的至少一个光学元件，使得测量光的入射可以在两个入射窗之间变化。
[0051]此外，根据本发明的第一方面，提供了一种用于测量EUV镜头的成像质量的方法，该方法包括以下步骤:将处于EUV波长范围的测量光辐射至衍射测试结构上；借助镜头将测试结构成像至探测器上，同时改变成像的至少一个像确定参数；记录由像确定参数的变化产生的像堆；以及通过评估像堆来确定镜头的成像质量。
[0052]根据一个实施例，使用上述实施例之一中的测量系统或使用上述实施例之一中的检验设备来实施根据本发明第一方面的方法。
[0053]关于根据本发明的测量系统和/或根据本发明的检验设备的上述实施例所说明的特征可相应地应用于根据本发明的方法。相反地，关于根据本发明的方法的上述实施例所说明的特征可相应地应用于根据本发明的测量系统和/或根据本发明的检验设备。
[0054]根据本发明的第二方面，提供了一种用于测量镜头的成像质量的测量系统。该测量系统包括:用于保持镜头的镜头保持器；测量光辐射装置，构造成产生测量光；第一衍射测试结构，当镜头布置在镜头保持器中时第一衍射测试结构布置在镜头的物侧，使得通过测量光在第一衍射测试结构处的衍射来产生测试波；第二衍射测试结构，当镜头布置在镜头保持器中时第二衍射测试结构布置在镜头的像侧，使得通过测量光在第二衍射测试结构处的衍射来产生参考波；以及探测器，布置为记录通过来自测试波的与镜头相互作用之后的光与来自参考波的光的叠加而产生的干涉图。
[0055]要使用根据本发明第二方面的测量系统测试的镜头可以是EUV镜头。在该情况下，测量光辐射装置构造成产生EUV波长范围中的测量光。由第一衍射测试结构产生的测试波可以是扩展波。根据实施例，测量系统还包括评估装置，构造成从探测器所记录的干涉图确定镜头的成像质量。
[0056]通过提供布置在要测试镜头的相对两侧上的两个衍射测试结构，S卩，一个位于镜头物侧，一个位于镜头像侧，可产生具有“优化”波前的两个波，即非常精确地适配于期望波前(例如，球形波前)的波前。具有“优化”波前的第一波(称为“测试波”)在镜头物侧产生。当与镜头相互作用时，测试波积累镜头的像差。使用第二衍射测试结构在镜头像侧产生第二“优化”波前(称为“参考波”)。因为在镜头像侧执行对参考波的波前优化，所以参考波不具有与镜头的相互作用所积累的像差，与镜头的相互作用而积累的像差叠加在测试波的波前上。因此，对由探测器记录的、由来自与镜头相互作用后的测试波的光与来自参考波的光的叠加产生的干涉图的评估允许确定镜头的成像质量，尤其是波前像差。
[0057]根据本发明第二方面的测量系统的实施例，当镜头布置在镜头保持器中时，另一参考光束产生结构布置在镜头物侧，该参考光束产生结构构造成从测量光中形成参考光束，并将参考光束引导至第二衍射测试结构上。特别地，参考光束在与EUV镜头相互作用之后被引导至第二衍射测试结构。
[0058]根据变型例，参考光束产生结构以自由孔形式设置，自由孔的直径大于测量光的艾利斑直径的20倍，如上所限定的。参考光束产生结构和第一衍射测试结构可以是布置在EUV镜头物侧的物侧掩模的一部分。根据变型例，第二衍射测试结构布置在像侧掩模上，像侧掩模还包括构造成允许测试波通过到探测器而不会对测试波施加衍射效应的自由孔。
[0059]根据本发明第二方面的测量系统的另一实施例，衍射光栅布置在测试波的光路中，使得测试波分裂为不同取向的光束，其中，光束的第一个被引导至第二衍射结构上，光束的第二个被引导至探测器上，以通过与参考波叠加而产生干涉图。
[0060]根据本发明第二方面的测量系统的另一实施例，第二衍射测试结构构造为光反射背景中的光吸收结构，当镜头布置在镜头保持器中时，探测器布置在镜头物侧。
[0061]根据本发明第二方面的另一实施例，测量系统构造成在镜头布置在镜头保持器的情况下，在第二衍射结构处产生参考波之后，通过来自穿过镜头两次的测试波的光与来自穿过镜头一次的参考波的光的叠加而产生干涉图。
[0062]此外，根据本发明的第二方面，提供了一种测量镜头的成像质量的方法，该方法包括以下步骤:产生测量光；将第一衍射测试结构布置在镜头物侧，并通过测量光在第一衍射测试结构处的衍射而产生测试波；将第二衍射测试结构布置在镜头像侧，并通过测量光在第二衍射测试结构处的衍射而产生参考波；以及记录由来自与镜头相互作用后的测试波的光与来自参考波的光的叠加而产生的干涉图。关于根据本发明第二方面的测量系统的上述实施例所说明的特征可相应地应用于根据本发明第二方面的上述方法。
[0063]关于根据本发明第一方面的测量系统和方法的上述实施例所说明的其它特征可相应地应用于根据本发明第二方面的上述方法和上述测量系统。
[0064]根据本发明的第三方面，提供了一种测量镜头的成像质量的方法。该方法包括以下步骤:将测量光辐射至衍射测试结构上，使得通过测量光在衍射测试结构处的衍射来产生测试波；将具有光瞳平面的镜头布置在测试波光路中；调制测试波在光瞳平面处的光强，使得测量光在通过光瞳平面之后的光强分布在若干测试位置具有极值；将探测器布置在镜头的像侧，并记录由穿过镜头的测试波产生的强度图案；以及通过比较所记录的强度图案与预定目标图案确定镜头的成像质量。要测试的镜头可以是EUV镜头。在该情况下，测量光是处于EUV波长范围中的光。探测器优选地构造为二维解析探测器。
[0065]通过使用衍射测试结构产生测试波，提供具有“优化”波前的波，即，具有非常精确地适配于期望波前(例如，球形波前)的波前的波。提供照射至要测试的镜头的这种“优化”测试波以及调制镜头的光瞳平面处的光强一起允许在测试波穿过镜头之后非常精确地确定镜头像差对测试波的波前的影响。如此，镜头的成像质量可被高精度评估。
[0066]根据本发明第三方面的测量方法的实施例，除了在测试位置外，通过阻止测量光穿过光瞳平面来调制光强。
[0067]根据本发明第三方面的测量方法的另一实施例，通过将光阑布置在光瞳平面中来调制光强，光阑具有布置在测试位置的调制结构，探测器布置在从镜头的关于衍射测试结构的成像的焦平面偏移的位置中。关于衍射测试结构的成像的焦平面是测试结构成像到其中的焦平面。根据替代实施例，通过随后布置不同的光阑来调制光强，每个光阑具有位于不同位置的调制结构，例如切口。在该情况下，探测器可布置在焦平面。调制结构可以是处于不透明环境中的透射区域，尤其是切口，或者是处于透射环境中的拦光结构。
[0068]此外，根据本发明的第三方面，提供了一种测量镜头的成像质量的测量系统，该测量系统构造成实施所述实施例任一中的根据本发明第三方面的上述测量方法。关于根据本发明第一方面和/第二方面的测量系统和方法的上述实施例所说明的其它特征可相应地应用于根据本发明第三方面的上述测量方法和上述测量系统。
[0069]此外，本发明提供了一种用于测量EUV镜头的成像质量的测量系统的测试掩模。所述测试掩模包括测试结构，测试结构构造成在用处于EUV波长范围中的测量光照射时，产生波前具有与理想球形的最大偏差为0.1nm或更小的测试波。特别地，测试掩模构造为用在上述实施例之一中的根据本发明的测量系统中。此外，可在结合根据本发明的测量系统所述的测试掩模的实施例之一中构造测试掩模。
[0070]根据本发明的实施例的上述和其它特征在权利要求和【专利附图】
【附图说明】中解释。各个特征可单独地或组合地实现为本发明的实施例。此外，它们可描述有利实施例，所述有利实施例独立地受保护，并且在本申请审查期间或之后，必要时首先受到保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0071]参考示意性附图，在根据本发明的示例性实施例的下列详细描述中说明本发明的上述和其它有利特征，附图中:
[0072]图1示出用于测量EUV镜头的成像质量的测量系统的根据本发明第一方面的实施例，该测量系统包括布置在测试掩模上的测试结构；
[0073]图2示出检验设备的根据本发明第一方面的实施例，检验设备包括合并其中的用于测量检验系统的EUV镜头的成像质量的测量设备；
[0074]图3示出检验系统的根据本发明第一方面的另一实施例；
[0075]图4示出处于(a)测量位置和处于(b)检验位置的设备系统的根据本发明第一方面的另一实施例；
[0076]图5示出处于(a)检验位置和处于(b)测量位置的检验设备的根据本发明第一方面的另一实施例；
[0077]图6示出根据本发明实施例的用在图3的检验设备中的反射测试掩模的截面图；
[0078]图7示出本发明另一实施例的用在根据图3的检验设备中的反射测试掩模的截面图；
[0079]图8示出以透射操作的测试掩模的布置的根据本发明的实施例，其具有分配的偏转光学单兀；
[0080]图9示出以透射操作的测试掩模的布置的根据本发明的另一实施例，其具有分配的偏转光学单元；
[0081]图10示出以透射操作的测试掩模的布置的根据本发明的另一实施例，其具有分配的偏转光学单元；
[0082]图11示出以透射操作的测试掩模的布置的根据本发明的另一实施例，其具有分配的偏转光学单元；
[0083]图12示出以透射操作的测试掩模的布置的根据本发明的另一实施例，其具有分配的偏转光学单元；
[0084]图13示出以透射操作的测试掩模的布置的根据本发明的实施例，其具有漫射板形式的分配的偏转光学单元；
[0085]图14示出用在根据图8-13的布置之一中的以透射操作的测试掩模的截面图；
[0086]图15示出用在根据图8-13的布置之一中的以透射操作的测试掩模的截面图；
[0087]图16示出用在根据图8-13的布置之一中的以透射操作的测试掩模的截面图；
[0088]图17示出用在根据图8-13的布置之一中的以透射操作的测试掩模的截面图；
[0089]图18示出用在根据图8-13的布置之一中的以透射操作的测试掩模的截面图；
[0090]图19示出说明由根据本发明第一方面的测量系统使用的评估方法的基本原理的流程图；
[0091]图20示出用于扩展根据本发明第一方面的测量系统的捕获范围的捕获结构的四个不同变型例；
[0092]图21示出由根据本发明第一方面的测量系统使用的测试结构的空间像的焦散曲线的示例图；
[0093]图22示出说明用于借助拉冬变换扩展捕获范围的方法的根据本发明实施例的图；
[0094]图23示出用于测量镜头的成像质量的测量系统的根据本发明第二方面的实施例，该测量系统包括布置在以透射操作的相应测试掩模上的两个衍射测试结构；
[0095]图24示出用于测量镜头成像质量的测量系统的根据本发明第二方面的实施例，该测量系统包括两个衍射测试结构，第一个布置在反射测试掩模上，第二个布置在以镜头操作的测试掩模上；
[0096]图25示出用于测量镜头成像质量的测量系统的根据本发明第二方面的实施例，该测量系统包括两个衍射测试结构，第一个布置在以透射操作的测试掩模上，第二个布置在反射测试掩模上；
[0097]图26示出用于测量镜头成像质量的测量系统的根据本发明第三方面的实施例，该测量系统包括在测量期间布置在镜头光瞳平面中的光调制装置；
[0098]图27示出测试掩模和校正板的布置的第一实施例；
[0099]图28示出测试掩模和校正板的布置的第二实施例；
[0100]图29示出测试掩模和校正板的布置的第三实施例；
[0101]图30示出测试掩模和校正板的布置的第四实施例；
[0102]图31示出测试掩模和校正板的布置的第五实施例；
[0103]图32示出测试掩模和校正板的布置的第六实施例；
[0104]图33示出测试掩模的第一实施例的截面图，该测试掩模构造为在测量光以掠入射辐射至测试掩模的情况下操作；
[0105]图34示出测试掩模的第二实施例的截面图，测试掩模构造为在测量光以掠入射辐射至测试掩模的情况下操作；
[0106]图35示出测试掩模的第三实施例的截面图，测试掩模构造为在测量光以掠入射辐射至测试掩模的情况下操作；
[0107]图36示出根据图33至35任一的测试掩模的俯视视图；以及
[0108]图37示出说明若干材料的作为进入光的入射角的函数的相对反射率的图。
【具体实施方式】
[0109]在下面所述示例性实施例中，功能上或结构上彼此类似的元素尽可能由相同或类似参考标号表示。因此，为了理解特定示例性实施例的单独元件的特征，应当参考本发明的总体描述或其它示例性实施例的描述。
[0110]为了便于描述本发明，在附图中显示笛卡尔xyz坐标系，该坐标系揭示附图所示部件的相对定位关系。在图1中，y方向垂直于附图平面向外延伸，X方向朝右延伸，z方向向上延伸。
[0111]图1至22示出与本发明第一方面相关的实施例。图1示出根据本发明第一方面的测量系统10的实施例，该测量系统10构造为用于测量EUV镜头30的成像质量。EUV镜头30构造成借助处于EUV波长范围中的辐射，即借助具有小于10nm波长、特别为约13.5nm或6.8nm波长的辐射将物从物面成像至像面中。在图1中，举例来说，EUV镜头30由两个反射镜32表示。然而，其还可包括更多数量的反射镜。例如，这种EUV镜头30可以是检验用于微光刻的掩模或晶片的表面的检验设备的镜头。在图1所示布置中，EUV镜头30被分离地测量，而在随后附图所示中，EUV镜头在合并到检验系统中的状态中被测量。要测量的EUV镜头优选地构造为放大成像光学单元。
[0112]图1的测量系统10包括波前源12、布置在镜头30像面中的二维解析探测器14和评估装置15。波前源12是在镜头30的物面中的空间和角域中产生限定场分布的光学布置。波前源12包括EUV源18，用于产生处于EUV波长范围中，即具有小于lOOnm、特别为约
13.5nm或约6.8nm波长的测量光21。此外，波前源12包括具有多个反射镜22的照明光学单元20以及由物体保持器28保持的、位于镜头30的物面29中的测试掩模24。测试掩模24被实现为以透射操作的振幅掩模。EUV源18和照明光学单元20 —起形成测量光辐射装置16。测量光21通过照明光学单元20辐射至所谓“针孔”形式的测试结构26上，所述测试结构布置在测试掩模24上。
[0113]换言之，波前源12可包括可以发射处于镜头30的工作波长中的光的辐射发射器、成像照明光学单元20以及调制空间和/或角域中的场分布以产生限定波关系的掩模形式的元件。照明光学单元20包括一个或多个光学元件，并构造成将发射的源功率引导至掩模上，并且适配照明属性，即强度、场分布、角分布、相干度和光谱分布。照明可如下设计为:克勒照明(K6hler illuminat1n)、临界照明、具有分面反射镜的分区照明光学单元或具有均匀/混合元件(例如杆(rod))的照明光学单元。如在此所使用的，照明表示源和掩模之间的所有光学元件的功能单元。相比之下，在物理设计中，在功能性方面贡献照明的塑形的光学元件可集成为掩模的一部分。
[0114]测试结构26构造成使测量光21衍射，确切地说，使得测量光21以测试波31的形式辐射至镜头20上，测试波31的横截面具有圆锥截面形状。因此，测试波31的波前可例如实现为球形波前或柱形波前。根据一个实施例，辐射至镜头30的测量光21 (还表示为测试波)的波前精确地适配于球形波前，使得其与理想球形形状具有0.1nm或更小的最大偏差。为此，测试结构21有利地构造成使得其低于镜头30的分辨极限。因此，辐射至镜头30的测试波31还称为“波前优化”波。测试结构26用于在场点产生波前，并因此还表示为波前成形元件。下列结构可用作测试结构26:具有椭圆形状、特别是圆形形状的衍射结构；具有矩形形状、特别是正方形形状的衍射结构；具有不同边缘取向的边缘掩模；具有不同边缘取向的线掩模或衍射结构群。具有圆形形状的衍射结构可例如实现为所谓的“针孔”或孔结构。
[0115]测试掩模24是空间地调制测量光21的到来照明分布的光学元件。测试掩模24设计成考虑照明，场分布可由探测器14上的数值模型描述。如下列附图中的一部分所示，掩模可例如在下列实施例中实现为:反射振幅掩模、透射振幅掩模、反射相位掩模、透射相位掩模、反射式相位和振幅掩模的组合或透射式相位和振幅掩模的组合。
[0116]为了测量EUV镜头30的成像质量，借助探测器14记录像堆。所述像堆包括测试结构26的多个像，这些像以至少一个像确定参数的变化在探测器14上产生。这种要改变的像确定参数可以是例如测试结构26的位置以及由此测试掩模24在z方向上，即在平行于镜头30光轴的方向上的位置，和/或探测器同样在z方向上的位置。由于这样的变化，聚焦设定被改变。在图1所示实施例中，物体保持器28安装成使得其可以在Z方向上移位，如双头箭头27所示，并由此形成用于改变聚焦设定的变更装置。或者，还可通过在z方向上移位探测器24来改变聚焦设定。根据像确定参数的变化的另一示例，掩模以不同旋转位置布置在镜头30的光瞳中。
[0117]换言之，在EUV镜头的工作波长下记录像堆。波前源定位在镜头的物面中，探测器定位在像面中。借助多个场分布的记录而记录像堆，多个场分布具有以下变量中的至少一个的变化:通过改变探测器14在z方向上的位置的后焦距、通过改变波前源12和镜头30之间距离的前焦距、以及通过改变波前成形元件(例如通过将其它结构形状和/或取向引入测量光21光路中)的波前。
[0118]探测器14具有以足够分辨率扫描衍射图像的空间分辨率。本申请含义内的探测器14应理解为在镜头30的工作波长POB下以空间解析方式记录探测器平面中的电磁场分布并将其直接或间接转换为电使用信号的测量装置。使用EUV辐射作为测量光21要求探测器14的高空间分辨率。为了能够获得该分辨率，特别地，探测器的下列实现是合适的:EUV-敏感的CXD相机芯片、多通道片、用于转换光电子的转换器材料、光电子发射显微镜、具有光阑和照相或抗蚀图像的单通道光栅(raster)。在使用EUV敏感的CCD相机芯片或多通道板的情况下，可通过在亚像素范围中的扫描来提高探测器分辨率。
[0119]因此，由评估装置15评估所记录的像堆。根据DE10327019A1，这借助本领域技术人员已知的与处于可见波长范围中的镜头关联的评估方法(也为术语“相位恢复”)来完成。
[0120]图19示出评估方法的原理。测量序列由三个独立块构成。第一块包括测量数据的物理记录。第二块由基于测量镜头30的模型模拟像堆的计算单元形成。第三块包括用于迭代优化的单元，即，测量的像堆和模型建议之间的差别的最小化。将记录的像堆与由整体系统(即，波前源12和镜头30和探测器14)的数值模型产生的所产生的像堆进行比较。通过模型参数(尤其是波前像差)的重复(即迭代)适配来实现优化。
[0121]结果，借助评估装置15执行的评估方法生产表征EUV镜头30的成像质量的参数，比如镜头30的泽尼克系数，其表征波前像差。
[0122]图2不出用于检验要检验的基板52的表面54的检验设备50,要检验的基板为用于微光刻的、以透射操作的产品掩模的形式。从图1中已知的测量系统10合并到该检验设备50中。在图2的实施例中，检验设备50的对应模块可用作测量光辐射装置16和用于成像质量测量的探测器14。根据图2的物体保持器28构造成接收要检验的基板52。具有测试结构26的测试掩模24并入在物体保持器28的边缘区域中。物体保持器28安装成使得其可以在物面29中移位。因此，物体保持器28可定位在检验位置，用于实施对基板表面54的检验，在检验位置中，要检验的基板52布置在测量光的光路中。此外，物体保持器28可偏移入图2所示的测量位置中，在测量位置中，测试掩模24布置在测量光21的光路中。在该位置，可以实现参见图1所说明的对镜头30的成像质量的测量。
[0123]一般地，提供了用于包含镜头30的整体设备的集成测量技术，其用作在操作期间的计量单元或者暂时中断镜头30的应用以测量其像差。后一种情况可借助以下场景来实现:将波前源机械地引入光路中、将附加探测器机械地引入光路中、适配照明以照明设计的测试样本或测试区域、引入一个或多个光学元件来折叠光路、将镜头30机械地移动至设计位置以在应用机器内测量、和/或通过在与校正模型(描述经改变的镜头30的失真)相互作用时调节镜头30的光学部件来改变镜头30的像或物偏差。
[0124]图3示出检验设备50的另一实施例，该检验设备50包括并入其中的测量系统，该测量系统用于测量镜头30的成像质量。该实施例与图2的实施例的不同之处在于，检验设备在此构造成检验反射基板，比如以反射操作的掩模或者用于微光刻的晶片。测量光辐射装置16布置成使得测量光21从下倾斜地辐射至物面29上。测试掩模24同样被实现为反射掩模，如下借助示例更详细描述的。
[0125]根据一个示例性实施例，根据图3的检验设备50具有0.0825的数值孔径。工作波长为13.5nm。镜头30的相对于光轴的主光线角度为6°。照明的主光线角度同样为6°。使用具有圆形照明设定的临界照明，其中σ =1。镜头30的放大率为850。
[0126]图4示出检验设备50的另一实施例，该检验设备50包括并入其中的测量系统，该测量系统用于测量镜头30的成像质量。该实施例构造成检验反射基板52，与图3的实施例类似。除了用于实施成像质量测量的包括EUV源18、照明光学单元20和测试掩模24的波前源12外，根据图4的检验设备50还具有检验光辐射装置122，其包括另一 EUV源118和另一照明光学单元120，用于检验要检验的基板52的表面24。图4示出处于(a)测量位置和处于(b)检验位置的检验设备50。
[0127]为了在两个位置之间改变，镜头30布置在移位台62形式的转移装置上，借助该转移装置，镜头可相对于镜头30的光轴横向地移位，如双头箭头63所示。在测量位置，镜头30布置在波前源12下方。在检验位置，镜头30布置在要检验的基板52下方，基板52由另一照明光学单元120的检验光61照射。基板表面54的成像在检验位置中由专用检验探测器64探测。
[0128]图5示出处于(a)检验位置和处于(b)测量位置的检验设备50的另一实施例，该检验设备包括并入其中的测量系统，该测量系统用于测量镜头30的成像质量。该实施例构造成检验以透射操作的基板52，与图2的实施例类似。根据图5的实施例与根据图2的实施例的不同之处在于:除了用于在检验位置辐射进测量光21的第一入射窗36外，镜头30的壳体34还具有第二入射窗38，用于在测量位置辐射进测量光21。要检验的基板52布置在第一入射窗36前方，而测试掩模24并入第二入射窗38中。照明光学单元20具有可调反射镜22-1,其可倾斜使得测量光21照射到第一入射窗36上或第二入射窗38上。镜头30具有可调反射镜32-1，其可倾斜使得输入光路66可在两个入射窗36和38之间变化，在该情况下，镜头30的输出光路68保持不变。因此，在测量光21辐射至第二入射窗38上的测量位置中，可调反射镜32-1可倾斜为使得测试掩模24成像至探测器14上，探测器14的位置保持不变。
[0129]图6示出穿过以反射操作的测试掩模24的实施例的横截面，如图3或图4所示。根据图6的测试掩模12包括载体层78，多层布置76布置在所述载体层上。位于多层布置76上的是保护层74和吸收层72，吸收层具有针孔形式的测试结构26。多层布置76包括多个以下层的序列(从顶至底):由Si构成的第一多层80、由MoSiJQ成的第二多层82、由Mo构成的第三多层84和由MoSi2构成的第四多层86。
[0130]对于第一实施例，设计根据图6的测试掩模12的单独层的确切规格包含在下表I中。在该实施例中，多层布置76包括四十个连续的层序列S1-MoSi2-M0-M0Si2t5与测试结构26相关的指示是示例性的，并可根据本申请中所说明的变化来修改。
[0131]
测试结构26的直径
__125 nm_
吸收层72__
I Ta6N4I 厚度=70nm
保护层74_
Ru厚度=2.5 nm
多层布置76: 40 X MoSi
Si厚度=2.798 nm
_MoS1__厚度=1.448 nm_
Mo 厚度=0,992 nin
__MoSi2__厚度=1.786 nm_
ISiI
λ= 13.5 nm下的复折射率
Ta6N40.93025 + i.0,04338
Ru— 0.88636 + i.0.01706
Si0.99932 + i.0.00183
MoSi20.96933 + i.0,00433
Mo0.92108 + i.0.00644
表 Ar ■ http://hcnke./bl.eov/optical constants
[0132]表I
[0133]在测试掩模12的另一实施例中，连续层序列S1-MoSi2-Mo-MoSi2的数量小于四十，尤其是二十或三十。至于其他，该实施例对应于表I的规格。在该情况下，尽管总反射率低于具有四十个序列的实施例的情况，但是1°至13°的角范围的反射率变化更小。
[0134]测试掩模12的另一实施例与根据表I的实施例的不同之处在于，镍用作吸收层72的材料，确切地说，具有49nm的厚度的吸收层。镍在λ = 13.5nm下的复折射率为0.94822-1.0.07272。
[0135]表2中说明了测试掩模2的另一实施例。在该实施例中，通过比较表I的实施例，省略了保护层74和多层布置76中的MoSi2层。多层布置76由此仅由四十个序列S1-Mo形成。由Mo和Si构成的多层和吸收层72还具有与表I所示不同的层厚度。在该实施例中，测试掩模12被设计用于更大范围的入射角，确切地说，介于约0°和17°之间的角范围的入射角。
[0136] ~吸收层72
丨 Ta6N4丨厚度=69.5 nm
多层布置76: 40 X MoSi
_Si__厚度=4.27 nm_
__Mo__厚度=2.86 nm_
SM
ISiI
λ = 13.5 nm下的复折射率
Ta6N40.93025 + i.0.04338
Si~ 0.99932+ 1.0.00183
Mo0.92108 + i.0.00644
[0137]表2
[0138]在根据表2的实施例的一个变型例中，多层布置76中的Mo层由具有2.70nm厚度的钌层替代。由Ta6N4构成的吸收层72的厚度增加至70.5nm。在该变型例中，测试掩模12被设计用于具有高达70%的反射率值的高反射率和在0°至10°角范围内高反射率均匀性。
[0139]多层布置76的设计和吸收层72的厚度首先关于由照明提供的角光谱优化，其次被选择成使得相位恢复测量技术关于故障影响(比如制造故障、噪声、动态范围等)是稳定的。在选择针孔形式的测试结构26的参数时考虑下列标准:在理想条件下，针孔越小，相位恢复算法的结果越精确。然而，由于掩模的三维性，由于更差的纵横比，小针孔与更大故障相关联。此外，在更大的针孔情况下，可获得更高的可使用光功率并因此可获得与故障影响相关的更好对比度和更高稳定性。
[0140]根据现有技术的相位恢复方法在评估模型中仅使用二维限定掩模。根据图6的本发明的上述实施例，测试掩模12具有其三维结构的特定设计，该三维结构的特定设计特别考虑了在EUV波长下，波前源对相位恢复测量技术的测量精度的影响(这在EUV中是不可忽略的)。
[0141]根据图6的反射EUV测试掩模12通过反射多层和吸收覆盖层来实现。掩模由吸收层的设计结构化，借助在掩模的亮区域中切出吸收体。在这种EUV掩模的情况下，与传统透射掩模相比，产生下列新效应。
[0142]这些新效应的第一个与多层的反射率有关。多层的反射率基于在单独层处反射的所有部分光线的干涉。因此，反射率极大地取决于影响光线光路的所有变量，比如波长、层厚度和层材料。而且，反射率显著依赖于入射角。多层的设计适配于由照明系统提供的波长和角光谱。此外，多层处的功率损失应总被预料到。
[0143]这些新效应的另一个与吸收层72形式的吸收体的剩余反射率有关。由于吸收材料的剩余反射率，即使在无限厚吸收层的情况下，也不能获得完全暗化，强度背景仍保持，这导致结构成像的对比降低。通过合适地选择吸收器厚度，可通过使用在吸收体终止表面以及在吸收层和多层之间的边界层处反射的光线的干涉效应来降低反射率。在此，剩余反射率也取决于入射角。
[0144]这些新效应的另一个与倾斜的主光线角有关。掩模以反射操作的事实排除了垂直可用的照明角。由于掩模的三维性，这导致结构的水平和竖直范围的成像不同。
[0145]这些新效应的另一个与多层和吸收体的深度效应有关。在多层中，不存在可被认为是唯一反射平面的平面。在每个单独层处，一部分入射波被反射，并对要成像的物体的清晰度产生独立贡献。吸收层的厚度不仅限定其吸收系数，而且在边缘产生阴影效应，在更大厚度和更大入射角的情况下，阴影效应增大。
[0146]所有这些效应未被考虑进传统相位恢复评估算法中，并使结果被破坏。然而，为了获得所需测量精度，根据本发明的实施例，对测量设置和评估都进行适配，如下所述。
[0147]根据一个实施例，测试掩模12的设计被选择为使得所述效应尽可能小，或者可被补偿。特别地，在物空间散焦的情况下，调查照明系统的属性。在针孔作为测试结构的情况下，根据本发明的一个变型例，相对于艾利斑直径，针孔直径选择成比可见光情况下的传统相位恢复所推荐的更大。在传统相位恢复的情况下，针孔直径被选择为小于0.4艾利斑直径。由于针孔直径选择为大于0.4艾利斑直径，特别时大于0.5艾利斑直径，根据本发明的变型例，导致阴影效应的吸收体边缘区域由此相对于针孔总面积变得更小。此外，通常在EUV系统中勉强足够的可用辐射功率增加。由于更大针孔情况下的模型故障以及由于更小针孔情况下掩模体积效应的更大影响的故障影响被加大权重(weight up)，以便找到相应系统的最优结构大小。
[0148]相位恢复算法使得不仅可借助优化迭代确定波前的相位像差，而且可适配影响测试结构26的像堆的其它变量。根据一个实施例，通过泽尼克函数的描述来适配切趾。由于多层反射率的角度依赖性，测试结构在反射光的角空间上产生强度分布。在针孔作为测试结构的情况下，切趾的优化可至少部分地补偿该效应。然而，这妨碍测量归属于镜头的实际切趾的可能性，因为这些影响不能被分离。
[0149]吸收体边缘的阴影效应改变测试结构的有效形状和大小。因此，如果测试结构尺寸被假定为掩模上的几何尺寸，则不能最佳地描述空间像。而且，照明的相干性设定σ改变成像的焦散曲线。在使用针孔的情况下，根据一个实施例，针孔直径自由化为优化参数。因此，该效应可被补偿，但是优化算法中找到的直径通常不对应于实际直径。
[0150]图7示出穿过测试掩模24的另一实施例的横截面，该测试掩模以反射操作，与根据图6的实施例类似。在该实施例中，测试结构26由多层布置76 (下文中还称为多层)形成。多层布置76布置在所谓柱子结构形式的载体78(例如由硅构成)上。根据一个实施例，根据图7的多层布置76的构造对应于根据图6的多层布置76的上述构造。
[0151]根据图7的测试掩模24的亮区域由反射多层布置26限定。暗区域通过多层布置26的缺失来限定。具有低反射率的材料用作载体材料，多层布置26施加在载体材料上。在13.5nm波长处，可使用折射率接近I的硅。利用柱子结构可产生高对比度，因为与吸收体掩模地方案相比，反射表面不被吸收体边缘遮蔽，并且硅载体的反射率小于常用吸收体材料(比如氮化钽、钽硼氮化物(tantalum boronitride)、镍或铬)的反射率。
[0152]图8示出测试掩模24的根据本发明的实施例，该测试掩模与聚焦反射镜90形式的反射元件结合使用。聚焦反射镜90构成偏转光学单元，其优选地以对应距离固定到测试掩模，并由此结合进测试掩模中。除了测试结构26外，测试掩模24还具有照明切口 88，照明切口实现为针孔形式的切口。照明切口 88布置在照明场89的区域中，该照明场的区域由测量光辐射装置16的照明光学单元20的测量辐射21照明，使得测量辐射穿过照明切口88。在测试掩模24后侧，S卩，测试掩模24的与测量光辐射装置16相反的一侧，聚焦反射镜布置成使得测量辐射21在穿过照明切口 88之后被引导通过测试结构26的切口。测试结构26的切口的壁表面91倾斜成使得它们取向为平行于穿过切口的测量辐射21的主光线。测试结构26布置在下游镜头30的镜头场87的区域中，使得测量辐射21在穿过测试结构26的切口之后穿过镜头30。
[0153]换言之，由于照明系统倾斜，所以照明场89被移位成使得不从实际照明或镜头侧照明测试结构26周围的区域，并入射至测试掩模24中的照明切口 88形式的横向偏移的通孔。通过聚焦反射镜90形式的偏转光学单元将移位的照明场89向后成像至测试掩模24的后侧测试结构26的位置，所述偏转光学单元被结合进根据一个实施例的掩模中。为了减少因吸收体壁产生的阴影效应(也发生在透射掩模的情况中)，首先使照明的主光线角与镜头的主光线角对准。其次，将吸收体壁同样设计成平行于主光线。
[0154]根据图8的实施例是根据本发明的掩模概念的一个实现形式。图9至13示出其它实现形式。不同实施方式之间的共同之处在于，在设计用于反射式掩模的照明场的情况下，以透射方式使用。掩模的三维结构的设计明确地考虑了波前源以及由此掩模和照明对相位恢复测量技术在EVU波长下的测量精度的影响。
[0155]假定根据本发明的偏转光学单元使得能够以透射有效地操作测试掩模24。如果以反射操作的传统掩模对像堆的记录的掩模影响十分高，使得它们不能在算法评估中得到补偿，并且如果无论如何期望使用具有照明(其是用于反射掩模的EUV系统的典型方式)的测量系统，其中，照明和镜头布置在掩模的同一侧，则根据本发明的结合偏转光学单元可以偏转照明，使得可以透射进行操作。
[0156]图9至13示出具有偏转光学单元的测试掩模24的另一实施例。在根据图9的实施例中，除了从图8中已知的聚焦反射镜90外，偏转光学单元还包括两个其它反射元件92和94，它们均由多层形成，并具有各自的反射平面表面。这些反射元件布置成使得测量光21在穿过照明切口 88之后，在穿过测试结构26的切口之前，附加地在两个其它反射元件92和94处偏转。在该情况下，反射元件92和聚焦反射镜90与测试掩模24的后侧隔开，反射元件94直接布置在测试掩模的后侧上，使得测量光21在穿过照明切口 88之后相继地在元件92和94处反射，并由此在反射镜90处反射。在该布置中，照明场89以缩小的方式成像至镜头场91上。
[0157]图10所示实施例与图9的实施例的不同之处仅在于元件92和94与聚焦反射镜90的布置的顺序。这里，该布置使得测量光21首先撞击在反射镜90上，进而撞击在元件94和92上。在该布置中，照明场89以放大的方式成像至镜头场91上。
[0158]在根据图9和10的实施例情况下，图8的具有并入测试掩模24中的偏转光学单元的构思被修改为使得照明NA可变化。这使得可操纵照明的相干属性。照明场89缩小成像至镜头场91上会增大照明NA，并增大相干度。放大的成像减小了照明NA，并导致更少的相干照明。在根据图9和10的实施例中，光路通过反射元件92和94折叠，以使物距和像距适配于期望的放大或缩小。
[0159]图11和12所示实施例与根据图9和10的实施例的不同之处在于光学元件92和94与聚焦反射镜90的布置。它们在此被布置成使得测量光21在穿过照明切口 88和穿过测试结构26的切口之间的光路相交两次。这被实现为照明切口 88和测试结构26的切口可紧密相继地布置，使得镜头场和照明场可重叠，从而导致共同的照明和镜头场95。照明切口 88和测试结构26的切口由此均位于照明和镜头场95的区域中。因此，可省略在检验操作和测量操作之间倾斜测量光辐射装置16。
[0160]在各情况下，聚焦反射镜90被实现为椭圆体，在根据图11的实施例中，聚焦反射镜布置在测量光21的光路中的第一位置，结果，照明场以缩小方式成像至镜头场上。根据一个变型例，聚焦反射镜90在其使用区域的中心在一个方向上具有3.8mm的曲率半径,而在相对于该方向的正交方向上具有4.8mm的曲率半径。在各情况下，相对于掩模平面，元件92的反射平面表面具有3.5°的倾角，元件94的反射平面表面具有42°的倾角。这导致约
0.4的缩小系数。
[0161]根据一个变型例，根据图11和12的测试掩模12被构造成使得包括偏转光学单元的所述测试掩模不超过6_的总高度。该设计适配于具有下列参数的系统:镜头NA = 0.2、照明NA = 0.2、掩模上的测试结构26和照明切口 88之间的距离=50 μ m。
[0162]图13示出具有偏转光学单元的测试掩模12的另一实施例。其与根据图11和图12的实施例的不同之处在于，偏转光学单元由漫射板96形成。这同样使得可增大在照明时提供的角范围。通过改变漫射板96的倾角，可关于镜头30的主光线角优化漫射角度。根据一个变型例，图8至13所示的布置被并入掩模模块中，该掩模模块具有构造成在用于光刻的EUV投射曝光设备中曝光的产品掩模母版的尺寸。
[0163]图14至18示出用在图8至13的掩模偏转光学单元布置中的测试掩模12的结构构造的不同变型例。这些变型例关于用于减小测试掩模12的反射率的新颖方法，如果测试结构的面向镜头30的一侧位于照明场中，当将上述特殊的透射式掩模与偏转光学单元一起使用时，这有助于提高测量精度。
[0164]如果测试结构的镜头侧表面位于照明场89中，则掩模的剩余反射率导致像中的强度背景和更差的对比度。因此，对于测量技术，期望掩模的反射率尽可能低。下面呈现减少因剩余反射率而引起的影响的措施。
[0165]原则上，透射测试掩模12的暗区域可以由隔膜上的吸收层限定，其中，吸收体是掩模的镜头侧终止层。位于吸收层和镜头之间的另一层会导致测试结构的成像的扰动。为了降低镜头侧的反射率，有利地，可施加抗反射层。所述层的厚度选择为使得:首先，在真空和抗反射层之间以及在抗反射层和吸收层之间的边界层处反射的部分光线的强度具有类似的幅度，并且它们的相位差导致相消干涉。由于因抗反射层产生的成像像差而对测量技术的故障影响以及在不存在抗反射层时成像的情况下对比度降低的故障影响被加大权重，以便寻找抗反射层的理想厚度和合适材料。
[0166]在根据图14的实施例中，测试掩模14包括吸收层98，吸收层98在其面向测量光辐射装置16的一侧具有抗反射涂层100。提供用于抗反射涂层100的材料是对于10°的测量辐射21主光线角度具有10.5nm厚度的Si02。吸收层98由120nm TaN构成。在图15所示实施例中，抗反射涂层100由用于降低反射率的多层介质构成。
[0167]图16和17示出测试掩模24在其面向围绕测试结构26的测量光辐射装置16的一侧102上具有表面区域106的实施例,表面区域106相对于测试掩模24的背离测量光福射装置16的一侧104至少按部分地倾斜延伸。在截面图中出现倒“V”轮廓。在根据图16的实施例中，测试掩模12具有吸收层98和布置在吸收层上方的比较薄的膜108。测试结构26周围的倾斜行径通过吸收层98的厚度变化而产生。在根据图17的实施例中，测试掩模包括施加到载体层110的比较薄的吸收层，测试结构26周围的表面区域的倾斜行径通过载体层110的厚度变化产生。
[0168]由于吸收层98在测试结构26周围区域中的倾斜，尽管吸收层的反射率没有降低，但是反射光可被引导通过镜头30，而不贡献强度背景。
[0169]图18示出以透射操作的测试掩模24的实施例，其中，暗区域的透射率降低。为此，测试掩模24的吸收层98在其面向测量光辐射装置16的一侧上具有抗反射涂层100，在相反侧上具有反射涂层112。该构造基于以下考虑:透射掩模的吸收层的剩余透射率导致更差的对比度。可通过两个影响变量降低透射率，即通过吸收的增加和通过与镜头相反侧的反射率的增加。可通过镜面反射多层来降低透射率。
[0170]下面呈现镜头30的各实施例。在该情况下，镜头30包括至少两个反射镜的布置。根据第一实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有6nm-12nm的工作波长和小于0.05的输入侧数值孔径(NA)以及至少80的放大率。根据第二实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有6nm-12nm的工作波长和0.05-0.10的输入侧NA以及至少150的放大率。根据第三实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有6nm-12nm的工作波长和0.10-0.20的输入侧NA以及至少300的放大率。根据第四实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有6nm-12nm的工作波长和大于0.20的输入侧NA以及至少800的放大率。根据第五实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有12nm-15nm的工作波长和小于0.05的输入侧NA以及至少60的放大率。根据第六实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有12nm-15nm的工作波长和0.05-0.10的输入侧NA以及至少125的放大率。根据第七实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有12nm-15nm的工作波长和0.10-0.20的输入侧NA以及至少250的放大率。根据第八实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有12nm-15nm的工作波长和大于0.20的输入侧NA以及至少650的放大率。根据第九实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有15nm-30nm的工作波长和小于0.05的输入侧NA以及至少30的放大率。根据第十实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有15nm-30nm的工作波长和0.05-0.10的输入侧NA以及至少60的放大率。根据第i^一实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有15nm-30nm的工作波长和0.10-0.20的输入侧NA以及至少125的放大率。根据第十二实施例，镜头包括反射镜光学系统，其具有15nm-30nm的工作波长和大于0.20的输入侧NA以及至少342的放大率。
[0171]图19示出相位恢复评估方法的原理，并已在上面进行了描述。
[0172]下面呈现根据本发明的两种方法，借助它们的适用性，这两种方法允许相位恢复的扩展和启发。所呈现的方法用于扩展相位恢复测量技术的捕获范围。在这两种方式中，通过改变输入或输出最大焦距而使具有多个艾利斑直径的物侧直径的大捕获结构114散焦，并借助探测器记录该具有多个艾利斑直径的物侧直径的大捕获结构114。
[0173]在图20中以示例示出这种捕获结构114。第一捕获结构114-1是具有1_10艾利斑直径的半轴a和b的椭圆。第二捕获结构114-2是具有2-15艾利斑直径的边长a和b的矩形。第三捕获结构114-3是具有2-15艾利斑直径的范围a的西门子(Siemens)星。第四捕获结构114-4是具有0-2艾利斑直径的线宽b和2-15艾利斑直径的范围a的十字。在各情况下所示的尺寸与物侧的尺寸有关。
[0174]仅当要测量的成像光学单元的像差不太大时，相位恢复评估算法才收敛于正确结果。捕获范围取决于像差的类型。在针孔作为测试结构的情况下并且在-2至+2瑞利长度范围中的散焦作为像堆多样化的情况下，如果描述波前的泽尼克函数的系数达到波长幅度量级或更高，则不再能正确地确定像差。为了使甚至呈现高像差等级的系统合格，这里呈现根据本发明的对测量技术的扩展。
[0175]在由像空间和/或物空间散焦产生的不同散焦位置处记录针孔空间像。在该情况下，仅检查空间像的焦散曲线。这种焦散曲线116在图21中以示例示出。由于仅检查焦散曲线，并且衍射精细结构不相关,所以测试结构可选择成明显比相位恢复情况中的大。这主要具有的优点是，即使在高度散焦系统的情况下，更高强度也可用于测试结构成像。
[0176]在各散焦位置，确定强度质心的质心坐标(X(l，y(l)。散焦曲线的“直径”d借助径向二阶矩<r2>限定。在该情况下:
[0177]r(z) = 7(χ — X0(Z))2 i [y — Y0(Z))2是在每个Z平面中相对于强度质心的距离。
[0178]<r2> (z) = // dxdyl (x, y, z)r2(z)
[0179]具有强度分布I (x，y，z)。<r2>(z)的最小zQ假定为焦平面位置。为了获得z。，绘制穿过位于不同散焦位置的测量点的回归抛物线，并确定其顶点。
[0180]从焦平面的位置Ztl，通过以下方程式获得对波前的泽尼克系数Z4(散焦项)的估计:
[0181]Z4--11-V1-NA2)-Z0
2' '
[0182]具有成像系统的数据孔径NA。类似地，可确定焦散曲线在X或I方向上的腰宽最窄的Z平面。它们是X和y的二阶矩的最小值Zx和zy。
[0183]<x2> (z) = // dxdyl (x, y, z) X2 (z)
[0184]<y2>(z) = / / dxdyl (x, y, z)y2(z)
[0185]主像散(primary astigmatism)的0°泽尼克系数Z5通过以下方程式大致获得:
[0186]Z5 — (1 — V1-NA2).(zx — Zy)■
[0187]如果所使用的坐标系绕z轴旋转45°，则以同样方式获得45° -泽尼克系数Z6。
[0188]根据由评估装置15执行的评估方法的上述实施例，通过对捕获结构114-1至114-4之一的像的焦散曲线的矩分析而扩展测量的捕获范围。
[0189]根据由评估装置15执行的评估方法的另一实施例，通过借助拉冬变换确定捕获结构114-1至114-4之一的像的焦散曲线而扩展测量的捕获范围。为了获得最佳聚焦的位置以及对组合的像散和彗差的比例的估计，大结构的像堆被成像至探测器14，如上所述。
[0190]该评估基于现有测量技术。与测量多个线结构和使用所述测量技术作为相位恢复测量序列的直接扩展相比，关于该方法的新颖之处是，借助拉冬(Radon)变换从结构中提取焦散曲线信息。
[0191]下面参考图22解释借助拉冬变换的根据本发明的捕获范围扩展。在该情况下，使用具有下面呈现的含义的下列术语:
[0192]-单独像:探测器在一个测量位置处的记录；
[0193]-像堆:镜头在不同测量位置处的多个单独像的分配(测量位置=Z-位置)；
[0194]分布(profile):单独像沿方向alpha的强度的总和(分布的y值，关于单独像的第一轴线)以及到沿垂直于方向alpha的方向的横向位置的分配(分布的X值)；
[0195]分布的质心:(S)由X和y的乘积的积分除以y的积分的值；按照惯例，质心还表示为一阶中心矩；
[0196]N阶中心矩:由X和质心的差的N次幂与y的乘积的积分除以y的积分的值；
[0197]方差:二阶中心矩；
[0198]斜度:三阶中心矩；
[0199]峰度:四阶中心矩；
[0200]N次谐函数:傅里叶分量(O次谐函数=平均值)；
[0201]最佳聚焦--沿z轴关于方差的抛物线拟合的极值。
[0202]扩展捕获范围的起点是记录具有明显大于用于传统相位恢复的比较像堆的步长的步长的像堆。由于更大的结构，探测器还可记录位于远散焦位置的不同信号。
[0203]所记录的像堆被预处理，特别地，利用圆形光阑使每个单独像渐晕，以便确保每个像方向中有相同数量的像素用于拉冬变换。
[0204]沿多个角度(优选是2的幂，至少23)借助拉冬变换将经预处理的堆投射到单独分布上。从这些分布中确定开始的四个矩，即质心、方差、斜度和峰度。
[0205]因此，获得了拉冬变换的投射角度和像堆中的z位置到分布的相应矩的分配。
[0206]对于每个角度，通过依赖于z的抛物线拟合所述矩。对于每个角度和每个矩，这导致拟合的二次项、线性项和常数项以及拟合的抛物线的极值。最佳聚焦是方差的拟合抛物线的极值。
[0207]最佳聚焦和抛物线拟合的系数两者被沿拉冬变换的角度进行傅里叶变换。在傅里叶变换之后，不同波动是原始像信息的高度压缩。借助模型中的灵敏度可从中确定组合的像散、彗差和散焦。
[0208]相位恢复测量技术的先前应用用于在单独场点处使成像光学单元合格。这里，呈现根据本发明的方法的实施例，利用该方法，在多个场点处同时并行地执行相位恢复测量，利用该方法，可获得关于成像系统的附加信息。
[0209]借助同时在多个场点处产生相同或不同相位恢复测量结构的波前源，可实现测量技术的并行化。特别地，当使用照明相关场区域的照明系统以及在要测量的场点处限定测量结构的反射或透射掩模时，可以实施这一点。
[0210]除了能够同时测量不同场点处的成像像差并从而确保更快测量的事实之外，该过程还允许接触单独测量点处的相对差。其一个示例是单独场点的测量结构的相对横向成像位置或相对聚焦位置。特别地，结果，借助平行相位恢复的失真测量是可能的。
[0211]在单独测量点处的顺序测量期间，不能直接检测测量系统中从一个测量到下一个测量的不可控变化，比如波前源的相对定位精度。
[0212]图23至25示出本发明的第二方面。图23示出根据本发明第二方面的测量系统的实施例，该测量系统由参考标号210表示，并被构造用于测量镜头130的成像质量。镜头130包括若干光学元件，并且可以是例如上面参考图1所述的类型的EUV镜头30。此外，镜头130可以是适配于不同波长(例如UV波长范围中的波长，比如248nm或193nm)的镜头。
[0213]测量系统210包括测量光辐射装置216，其构造成产生具有适于镜头130的工作波长的波长(比如EUV波长)的测量光221。测量辐射装置216可以例如构造成与图1所示测量辐射装置16相同。测量系统210还包括布置在镜头130物侧的第一测试掩模224、布置在镜头130像侧的第二测试掩模244、用于保持镜头30的镜头保持器212、探测器260和评估装置262。确切地说，第一测试掩模224布置在镜头130的物面229中，而第二测试掩模布置在镜头130的像面240中。
[0214]测量光221照射至第一测试掩模224上。第一测试掩模224包括针孔形式的第一衍射测试结构226。测量光221在测试结构226上衍射，产生朝向镜头130传播的测试波231。测试结构226可构造成与根据图1的测试结构26相同。特别地，测试结构226构造成使得由衍射产生的测试波231是扩展波，其波前与目标形状(例如，圆锥截面的理想形状，尤其是球形)有0.1nm或更小的最大偏差。换言之，测试波231的波前被很好地限定。测试波231还称为“波前优化”波。在图23所示实施例中，测试波231的波前具有波前优化的球形形状，换句话说，测试波231具有“理想”的球形波前。
[0215]第一测试掩模224还包括自由孔径228，该自由孔径构造成使测量光221穿过，以形成参考光束234，其中，自由孔径228构造成使得当形成参考光束234时，衍射效应不主导，这与测试波231的形成不同。为此，自由孔径的直径大于测量光221的艾利斑直径的十倍。艾利斑直径dtoy如下定义:
[0216]dAjtx = 1.22.—
?NA
[0217]其中，λ是测量光221的波长，NA是镜头130的数值孔径。
[0218]根据实施例，自由孔径228是测试结构226的至少十倍。自由孔径228布置成接近测试结构226，使得测试波231和自由光束234均朝向镜头130传播。图23所示的第一测试掩模224实现为透射掩模，其具有构造为透射针孔的测试结构226和形成透射的自由光束的自由孔径228。或者，第一测试掩模224还可构造为反射掩模，其具有构造为小反射斑的测试结构226和构造为掩模上的更大反射区域的自由孔径228。
[0219]测试波231通过镜头130，然后会聚在第二测试掩模244中包含的自由孔径248处。自由孔径248被构造为与第一测试掩模224中的自由孔径228类似，使得测试波231穿过而没有明显的衍射效应。因此，测试波231的波前(其作为衍射测试结构226处的“波前优化”球形波开始，并在其穿过镜头130的路径上因镜头像差而积累了波前偏差)穿过自由孔径248，而其波前不会受到进一步的修改。
[0220]参考光束234也通过镜头130，并会聚在针孔形式的第二衍射测试结构246 (布置在第二测试掩模244中，接近自由孔径248)处。第二衍射测试结构246与第一衍射测试结构226类似或相同地构造，并导致产生“波前优化”球形波形式的参考波256。
[0221]具有理想球形波前的参考波256和包含因穿过镜头而获得的波前偏差的测试波231在探测器260上叠加，探测器布置在第二测试掩模244下方。探测器(二维解析探测器)记录由参考波256与测试波231的叠加而产生的干涉图。通过在评估装置262中评估所记录的干涉图，确定表征镜头130的成像质量的至少一个参数，比如表征镜头130的波前像差的泽尼克系数。
[0222]图24示出根据本发明的测量系统210的另一实施例。根据图24的测量系统210与根据图23的测量系统210的不同之处在于，第一测试掩模224的构造以及另外提供了衍射光栅264。根据图24的实施例的第一测试掩模224构造为反射掩模母版,其包括反射多层堆215和布置在其表面上、暴露于测量光221的吸收层218。吸收层218包含针孔，该针孔与下方的反射表面一起形成第一衍射测试结构226。通过用测量光221 (例如，平面波的形式)照明衍射测试结构226，产生具有波前优化球形形状的测试波231。上面提及的衍射光栅264布置在第一测试掩模224和镜头130之间，使得测试波226分裂为具有不同传播方向的不同光束。第一光束231°由测试波231在衍射测试结构226处产生的O级衍射形成。第二光束231+1由+1级衍射形成，第三光束23Γ1由测试波231的-1级衍射形成。
[0223]第一光束231°穿过镜头130，会聚于第二测试掩模244的针孔形式的第二衍射测试结构246上，使得产生波前优化球形波形式的参考波256。第二光束231+1也穿过镜头130，会聚于自由孔径248，穿过自由孔径248而其波前不受到修改。由参考波256和因与镜头130的相互作用而包含波前像差的第二光束231+1形成的干涉图由评估装置262进行评估，例如参考图23所述。特别地，可使用从点衍射干涉测量法中已知的算法来执行该评估。为了提高测量分辨率，衍射光栅264可系统地偏移，以改变O级谐函数与I级谐函数的相位关系。该相位信息可用在算法中，以在信息处理中获得更好的噪声降低。
[0224]此外，可通过将衍射光栅262布置在镜头130和第二测试掩模244之间而不是布置在第一测试掩模224和镜头130之间来修改根据图24的实施例。
[0225]图25示出根据本发明的测量系统210的另一实施例。根据图25的测量系统210包括关于图23的实施例所述的测量光福射源216和第一测试掩模224。此外,衍射光栅264布置在第一测试掩模224和镜头130之间。第二测试掩模244包括形成朝向镜头130的反射表面245的反射多层堆266。第二测试掩模244还包括衍射受限吸收结构形式的第二测试结构246，其根据巴比涅(Babinet)原理产生“波前优化”球形波。衍射受限吸收结构的尺寸与例如参考图23的实施例所述的针孔形式的第二测试结构246类似地形成。在根据图25的测量系统210的实施例中，探测器260布置在第一测试掩模224的自由孔径228后方，即位于第一测试掩模224的背离镜头130的一侧。
[0226]探测器260布置成使得自由孔径228被阻挡不接触由辐射装置216照射至第一测试掩模224上的测量光221。因此，仅针孔形式的第一测试结构226被测量光221照射。从测试结构226发出的测试波231在衍射光栅264处分裂为已关于图24的实施例描述的三个光束231°、231+1和23Γ1。包含O级衍射光的光束231°聚焦在第二测试结构246处，导致产生朝向镜头130向后传播的“波前优化”的球形波(表示为参考波231κ°)。参考波231κ°穿过镜头130,碰撞衍射光栅264。在衍射光栅264处,产生参考波231κ°的-1级衍射(表不为参考光部分231,4)。参考光部分231^:1聚集在第一测试掩模224中的自由孔径228上。在穿过自由孔径228之后，参考光部分231,^1碰撞探测器260。
[0227]在衍射光栅264处产生的光束231+1穿过镜头130，并会聚在接近衍射测试结构246的第二测试掩模244的区域处(该区域是反射表面245的一部分)，形成衍射测试结构246的光反射背景,使得光束231+1沿相反方向再次穿过镜头一次,并碰撞衍射光栅264。光束231+1的O级衍射(表示为测试光部分231+1’°)聚焦在第一测试掩模的自由孔径上。在穿过自由孔径228之后，光部分231+1’°通过与参考光部分231,^1叠加而在探测器260上形成干涉图。
[0228]与上面参考图23和24所述的评估类似，由评估装置260评估干涉图。在产生“波前优化”参考波231κ°之后，参考光部分231,°:1仅已穿过镜头130 —次，而在产生“波前优化”测试波231之后，光部分231+1’°已穿过镜头130两次，使得可以从由探测器260记录的干涉图中确定镜头130的成像质量。可通过评估在衍射光栅246的各偏移位置处产生的干涉图来提高测量精度。
[0229]说明本发明的第三方面的图26示出根据本发明第三方面的测量系统的另一实施例，该测量系统由参考标号310表示，并构造用于测量镜头130的成像质量。镜头130包括若干光学元件132，根据镜头130的设计，它们可构造为透镜元件或反射镜。镜头130可以是例如上面参考图1所述类型的EUV镜头，并表示为“EUV镜头30”。此外，镜头130可以是适于不同波长(例如UV波长范围中的波长，比如248nm或193nm)的镜头。镜头130包括光瞳平面133。光瞳平面的特征在于,光在光瞳平面中的局部强度分布(会聚于镜头130的像面340中的特定场点)对应于在该场点的角度解析强度分布。
[0230]测量系统310包括测量光辐射装置316，其构造为产生具有适于镜头130的工作波长(比如EUV)的波长的测量光321。测量辐射装置316可例如构造成与图1所示测量辐射装置16相同。测量系统310还包括布置在镜头30物侧的测试掩模324、用于保持镜头130的镜头保持器312、光阑形式的光调制装置342、探测器360和评估装置362。确切地说，第一掩模224布置在镜头130的物面329中。
[0231]测量光321照射至测试掩模324上。测试掩模324包括衍射测试结构326。在图26所示的实施例中，测试掩模324构造为反射掩模母版，包括反射多层堆315和布置在其表面上的吸收层318,吸收层318暴露于测量光321。吸收层318包含针孔，以与下面的反射表面一起形成衍射测试结构326。通过用测量光321照明衍射测试结构326，产生具有波前优化球形形状的测试波331。根据替代实施例，测试掩模324可构造为具有测试结构325的透射掩模，测试结构325被构造为切口形式的针孔。
[0232]测量光321在测试结构326处衍射，产生朝向镜头130传播的测试波331。测试结构326可构造成与根据图24的第一衍射测试结构226相同。特别地，测试结构326构造成使得由衍射产生的测试波331是扩展波，其波前与目标形状(例如圆锥截面的理想形状，尤其是球形)有0.1nm或更小的最大偏差。换言之，测试波331的波前被很好地限定。测试波331还称为“波前优化”波。在图26所示的实施例中，测试波331的波前具有波前优化的球形形状，换句话说为“理想”的球形波前。
[0233]上面提及的光调制装置342 (在图26所示实施例中为光阑)布置在镜头130的光瞳平面133中。光调制装置342包括若干透射区域形式的调制结构344，尤其为切口，调制结构344以测试位置343的二维阵列布置在由测试波331照明的光瞳平面133区域内，SP光瞳内。
[0234]探测器360 ( 二维解析探测器)布置在与镜头130的像面340偏移的位置中，像面340是镜头130的焦平面，测试结构326成像至该平面中。换言之，探测器340布置在散焦位置。焦点偏移被选择成使得由调制结构344在探测器340上产生的光斑彼此在空间上分离。该偏移可以例如选择成比一个瑞利长度大，瑞利长度被定义为测量光321的波长与镜头130的数值孔径的平方的商。
[0235]探测器360上产生的强度图案被记录，并通过评估装置362将其与预定目标图案进行比较。强度图案由调制结构344产生的光斑构成。目标图案限定光斑相对彼此的位置。当比较所记录的强度图案与目标图案时，确定光斑的位置与相应目标位置的偏差。从这些偏差中，确定镜头130的成像质量，尤其是镜头130的波前像差。从光斑的位置与其目标位置的测量偏差中，可确定测试波331的波前在光瞳平面133中的梯度。从如此确定的梯度中，可确定测试波331在光瞳平面133中的整体波前。
[0236]使用上述通过衍射测试结构326产生的、具有“理想”球形波前的测试波331允许十分精确地测量镜头30的波前像差，因为由波前源导致的测量误差可以被最小化。
[0237]作为布置具有布置在测试位置343的二维阵列中的若干调制结构的光调制装置324的替代，可以使用若干光调制装置，每个光调制装置仅具有位于不同测试位置的一个调制结构。在该情况下，例如光阑形式的光调制装置(均具有不同定位的切口)前后地插入光瞳平面133中，针对每个光调制装置，记录探测器360上得到的光斑的相应位置。在该情况下，探测器360可布置在像面360中。
[0238]图27至32以不同实施例示出校正板470以及包括衍射测试结构426的测试掩模424的若干布置。校正板470的所示布置允许对测量光421在衍射测试结构426处的衍射所产生的测试波431的波前的进一步优化，并根据情况可应用于上面所述的测量系统10、210或310中任一，即，测试掩模424表示图1至26所示的测试掩模24、224或324。
[0239]测试波431的波前的进一步优化被设计成当在衍射测试结构426处产生测试波431时，校正与测试掩模424的横向延伸有关的效应。横向延伸效应在适配于EUV波长并具有高对比度的测试掩模424的情况下变得相当重要，因为目前没有材料是已知的，这些材料在该波长下是高度吸收性的或高反射性的。因此，测试掩模424的横向延伸可导致测试波431相对于测试波431的期望形状(比如球形)的波前失真。下面各实施例中所示的校正板470允许校正这些波前失真，以获得甚至更好地适配于期望形状的波前。
[0240]图27示出测试掩模424构造为反射掩模并因此可表示例如根据图3的测试掩模
24、根据图24的测试掩模224和根据图26的测试掩模324的实施例。测试掩模424包括用于反射例如EUV辐射的多层布置476以及包括针孔的吸收层472，该针孔与在针孔区域中的多层布置476 —起形成衍射测试结构426。如关于根据本发明的若干实施例所说明的，通过照射在衍射测试结构426上的测量光421在衍射测试结构426上产生测试波431。校正板470布置在测试波431的光路中，即在测量光421与衍射测试结构426相互作用之后的测量光421光路中。
[0241]所示实施例中的校正板470由关于测量光421的透射材料制成，并具有变化的厚度。例如，校正板470(尤其是当构造用于透射EUV光时)可由具有适合厚度变化的硅(Si)、二氧化硅、氮化硅或锆的膜构成。校正板470可基本上布置为平行于测试掩模，如图27所示，或者垂直于测试波431的传播方向432，在任何情况下，使得校正板470的厚度变化导致对测试波431的光学效应，该光学效应在横向于测试波431的传播方向432的方向上变化。
[0242]图27所示实施例中的变化的光学效应是变化的相移效应。这导致测试波431的中实现的相移，使得当测试波431穿过校正板424时，测试波431的波前被修改。由于校正板470的厚度变化引起的穿过校正板424的光路长度差别，实现对测试波431的波前的修改。已穿过校正板424的测试波431在此由参考标号431a表示。测试波431a具有进一步优化的波前，即甚至更好地适配于期望形状(例如，球形)的波前。
[0243]在图27所示的实施例中，校正板424布置在由进入的测量光421在衍射测试结构426处的衍射而产生的测试波431的远场中。术语“远场”在本文中指与衍射测试结构426相距的距离d，对于该距离d，菲涅耳数F小于I，其中，菲涅耳数如下定义:
P a2
[0244]F =-
d.λ
[0245]其中，a是形成测试结构的针孔的直径，λ是测量光421的波长。
[0246]图28不出与根据图27的实施例不同的实施例,其不同之处仅在于,测试掩模424构造为透射掩模，并因此可表示例如根据图1或2的测试掩模24、根据图23或25的测试掩模224。在该情况下，衍射测试结构424是构造为掩模424中的切口的针孔。
[0247]图29和30示出与根据图27和28不同的实施例，其不同之处在于校正板470相应地包括两个透射层471和472。两个透射层471和472分别由不同材料制成，每个层具有适当适配的厚度变化。所述材料被选择成它们在强度吸收率和折射率方面不同，该折射率限定测试波431的测量光421穿过相应层的光路长度。层471和472的材料可以是从硅、二氧化硅、氮化硅或锆中选择的材料的组合。因此，层471和472的适当适配的厚度变化导致测试波431的光中实现的变化的相移和变化的强度衰减，使得测试波413a的波前和强度均匀性均得到优化。换言之，根据图29和30的校正板470允许优化得到的优化测试波413a的幅度和相位两者。
[0248]图31和32示出与根据图28和30不同的实施例，其不同之处在于校正板470相应地直接布置在相应测试掩模424的底侧。这是一般情况的示例，根据该示例，校正板470布置在由进入的测量光421在衍射测试结构426处的衍射而产生的测试波431的近场中。
[0249]图33至35示出包括衍射测试结构526的反射测试掩模524的不同实施例。这些实施例可用作图6和7所示的反射测试掩模24的实施例的替代例。根据图33至35的实施例与根据图6和7的实施例的不同之处在于，它们被构造用于测量光521以掠入射辐射至掩模表面525上的操作。相比之下，根据图6和7的掩模被构造用于测量光以陡峭的入射角辐射至掩模表面上的操作。
[0250]因此，根据图3的测量系统10、根据图24的测量系统210或根据图26的测量系统310可被调节成以掠入射入射相应测量光21、221或321，以利用根据图33至35的任一实施例的测试掩模524代替相应测试掩模24、24或324。
[0251]图33示出测试掩模524的实施例，其包括载体层580，载体层580由对于在掠入射下照射至掩模表面525上的测量光521具有低折射率的第一材料制成。载体层580具有延伸穿过整个层厚度的凹槽，该凹槽由在掠入射下具有高折射率的第二材料的插件582填充。例如，插件582的形状可以是柱形的。插件582与载体层580的表面一起形成测试掩模524的表面525，其是平坦表面。撞击在载体层580上的进入的测量光521的光线521a和521c被以较小程度反射，导致具有低强度的反射光线531a和531c。撞击插件582 (其形成衍射测试结构526)的进入的测量光521的光线521b被更大程度地反射，导致具有更高强度的反射光线531b。光线531a、531b和531c —起形成测试波531。
[0252]图37示出作为相对于用于EUV光的测试掩模524的表面法线的入射角的函数的、不同材料的反射率曲线的示例。所示材料包括钥(Mo)、氮化钽(TaN)、铷(Ru)、氮化物(Ni)、硅(Si)、二氧化硅(S12)和氮化硅(Si3N4)15具有低折射率的第一材料的示例包括S1、Si02和Si3N4。具有高折射率的第二材料的示例是Mo、TaN、Ru和Ni。根据实施例，70°的入射角可被选择用于进来的测量光521。Si可被选择作为第一材料,Mo可作为第二材料。在该情况下，第一材料的反射率为0.006%，第二材料的反射率为71%。
[0253]图34不出反射测试掩模524的另一实施例。该测试掩模524包括由具有低反射率的第一材料制成的载体层580,载体层表面525上布置有衬垫583。衬垫583形成衍射测试结构526，并由具有高反射率的第二材料薄层制成。
[0254]图35示出反射测试掩模524的另一实施例。该测试掩模524包括由具有高反射率的第二材料制成的载体层580和布置在载体层580的顶表面上的薄顶层584。顶层584具有形成衍射测试结构526的切口 585。
[0255]图36示出根据图33至35所示的任一反射测试掩模524的衍射测试结构526的俯视图。衍射测试结构526具有椭圆形形式的拉长形状，并布置成其长轴与测量光521的入射方向对准。
[0256]衍射测试结构526的具有拉长形状的构造允许补偿由测量光521的掠入射而产生的强视差效应。当从测量光521的入射方向观看构造有圆形形状的衍射测试结构521时，结构呈现为椭圆形。为了补偿这一点，使衍射测试结构具有上述拉长形状。根据示例，衍射测试结构被构造为椭圆形状，其具有2.9:1的纵横比，适配于测量光521以70°的入射角撞击到测试掩模524上。
[0257]参考标号列表:
[0258]10 测量系统
[0259]12 波前源
[0260]14 探测器
[0261]15 评估装置
[0262]16 测量光辐射装置
[0263]18 EUV 源
[0264]20 照明光学单元
[0265]21 测量光
[0266]22 反射镜
[0267]22-1 可调反射镜
[0268]24 测试掩模
[0269]26 测试结构
[0270]27 双头箭头
[0271]28 物体保持器
[0272]29 物面
[0273]30 EUV 镜头
[0274]31 测试波
[0275]32 反射镜
[0276]32-1 可调反射镜
[0277]34 壳体
[0278]36第一入射窗
[0279]38第二入射窗
[0280]50检验设备
[0281]52要检验的基板
[0282]54表面
[0283]56检验光辐射装置
[0284]61检验光
[0285]62移位台
[0286]63双头箭头
[0287]64检验探测器
[0288]66输入光路
[0289]68输出光路
[0290]72吸收层
[0291]74保护层
[0292]76多层布置
[0293]78载体
[0294]80第一多层
[0295]82第二多层
[0296]84第三多层
[0297]86第四多层
[0298]87镜头场
[0299]88照明切口
[0300]89照明场
[0301]90聚焦反射镜
[0302]91倾斜壁表面
[0303]92另一反射元件
[0304]94另一反射元件
[0305]95照明和镜头场
[0306]96漫射板
[0307]98吸收层
[0308]100抗反射涂层
[0309]102面向侧
[0310]104背离侧
[0311]106倾斜表面区域
[0312]108膜
[0313]110载体层
[0314]112反射涂层
[0315]114-1捕获结构
[0316]114-2捕获结构
[0317]114-3捕获结构
[0318]114-4捕获结构
[0319]116焦散曲线
[0320]118另一 EUV 源
[0321]120另一照明光学单元
[0322]122检验光辐射装置
[0323]130镜头
[0324]132光学元件
[0325]133光瞳平面
[0326]210测量系统
[0327]215反射多层堆叠
[0328]216测量光辐射装置
[0329]218吸收层
[0330]221测量光
[0331]224第一测试掩模
[0332]226第一衍射测试结构
[0333]228自由孔径
[0334]229物面
[0335]231测试波
[0336]231°第一光束
[0337]231+1第二光束
[0338]23 Γ1第三光束
[0339]23 Ie0参考波
[0340]231+1’°测试光部分
[0341]23 Ie0^1参考光部分
[0342]233测试波的波前
[0343]234参考光束
[0344]240像面
[0345]244第二测试掩模
[0346]245反射表面
[0347]246第二衍射测试结构
[0348]248自由孔径
[0349]256参考波
[0350]260探测器
[0351]262评估装置
[0352]264衍射光栅
[0353]266反射多层堆
[0354]310测量系统
[0355]312镜头保持器
[0356]315反射多层堆
[0357]316测量光辐射装置
[0358]318吸收层
[0359]321测量光
[0360]324测试掩模
[0361]326衍射测试结构
[0362]329物面
[0363]331测试波
[0364]340像面
[0365]342光调制装置
[0366]343测试位置
[0367]344调制结构
[0368]360探测器
[0369]362评估装置
[0370]421测量光
[0371]424测试掩模
[0372]431测试波
[0373]431a优化的测试波
[0374]432测试波的传播方向
[0375]470校正板
[0376]471第一透射层
[0377]472第二透射层
[0378]472吸收层
[0379]476多层布置
[0380]521测量光
[0381]521a进入的测量光线
[0382]521b进入的测量光线
[0383]521c进入的测量光线
[0384]524测试掩模
[0385]525测试掩模的表面
[0386]526衍射测试结构
[0387]531测试波
[0388]531a反射光线
[0389]531b反射光线
[0390]531c反射光线
[0391]580载体层
[0392]582插件
[0393]583衬垫
[0394]584顶层
bb
【权利要求】
1.一种用于测量EUV镜头的成像质量的测量系统，包括: -衍射测试结构； -测量光辐射装置，构造成将处于EUV波长范围中的测量光辐射至所述测试结构上； -变更装置，用于改变所述测试结构借助所述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，所述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，构造成从所述像堆确定所述镜头的成像质量。
2.如权利要求1所述的测量系统， 其中，所述测试结构是测试掩模的一部分，所述测试掩模关于所述测量光具有反射效应，并且所述测试掩模包括多层布置。
3.如权利要求2所述的测量系统， 其中，所述测试结构被实现在施加至所述多层布置上的吸收层中。
4.如权利要求1所述的测量系统， 其中，所述衍射测试结构是测试掩模的一部分，所述测量光辐射装置构造成将所述测量光以掠入射辐射至所述测试掩模上。
5.如上述权利要求任一项所述的测量系统，包括测试掩模，所述测试掩模具有切口形式的测试结构以及相对于孔结构偏移的照明切口，其中，在所述测试掩模的相对于所述测量光辐射装置的相反侧布置反射元件，所述反射元件构造成在所述测量光穿过所述照明切口之后将所述测量光引导通过所述测试结构的切口。
6.如权利要求5所述的测量系统， 其中，所述反射元件实现为关于所述测量光以聚焦方式作用。
7.如权利要求5或6所述的测量系统， 其中，在所述测试掩模的相对于所述测量光辐射装置的相反侧布置两个其它反射元件，使得所述测量光在穿过所述照明切口之后、在穿过所述测试结构的切口之前附加地在所述两个其它反射元件处偏转。
8.如权利要求5至7任一项所述的测量系统， 其中，所述反射元件实现为漫射板。
9.如权利要求5至8任一项所述的测量系统， 其中，所述测试掩模和所述反射元件是掩模模块的一部分，所述掩模模块具有构造成在用于光刻的EUV投射曝光设备中曝光的产品掩模母版的尺寸。
10.如上述权利要求任一项所述的测量系统， 其中，所述测试结构实现为孔结构，所述评估装置构造成:对于所述孔结构的尺寸，在确定所述镜头的成像质量时借助优化计算确定与理想尺寸的偏离值。
11.如上述权利要求任一项所述的测量系统， 还包括布置在所述测量光与所述衍射测试结构相互作用之后的测量光光路中的校正板，所述校正板构造成对所述测量光具有光学效应，所述光学效应在所述校正板处在横向于所述测量光的传播方向的方向上变化。
12.如上述权利要求任一项所述的测量系统， 其中，所述校正板包括具有变化厚度的透射层。
13.一种用于测量镜头的成像质量的测量系统，包括: -镜头保持器，用于保持所述镜头； -测量光辐射装置，构造成产生测量光； -第一衍射测试结构，当所述镜头布置在所述镜头保持器中时，所述第一衍射测试结构布置在所述镜头的物侧，使得通过所述测量光在所述第一衍射测试结构处的衍射而产生测试波； -第二衍射测试结构，当所述镜头布置在所述镜头保持器中时，所述第二衍射测试结构布置在所述镜头的像侧，使得通过所述测量光在所述第二衍射测试结构处的衍射而产生参考波；以及 -探测器，布置成记录由来自与所述镜头相互作用的测试波的光与来自所述参考波的光的叠加而产生的干涉图。
14.如权利要求13所述的测量系统， 其中，当所述镜头布置在所述镜头保持器中时，在所述镜头的物侧布置另一参考光束产生结构，所述参考光束产生结构构造成从所述测量光形成参考光束，并将所述参考光束引导至所述第二衍射测试结构上。
15.如权利要求13所述的测量系统， 其中，在所述测试波的光路中布置衍射光栅，使得所述测试波分裂为不同取向的光束，其中，所述光束中的第一个被引导至所述第二衍射结构上，所述光束中的第二个被引导至所述探测器上以通过与所述参考波叠加而产生所述干涉图。
16.如权利要求13至15任一项所述的测量系统， 其中，所述第二衍射测试结构构造为在光反射背景中的光吸收结构，当所述镜头布置在所述镜头保持器中时，所述探测器布置在所述镜头的物侧。
17.如权利要求13至16任一项所述的测量系统， 所述测量系统构造为:在所述镜头布置在所述镜头保持器中的情况下，在所述第二衍射结构处产生参考波之后，通过来自穿过所述镜头两次的测试波的光与来自穿过所述镜头一次的参考波的光叠加而产生所述干涉图。
18.—种包括用于检验设备的镜头和包括根据上述权利要求任一项所述的用于测量所述镜头的测量系统的布置。
19.一种检验用于微光刻的基板的表面的检验设备，包括借助成像辐射将基板的要检验表面的至少一部分成像至探测平面中的镜头，并包括用于测量所述镜头的成像质量的如权利要求1至17任一项所述的测量系统。
20.如权利要求19所述的检验设备， 所述检验设备具有用于保持要检验的基板的物体保持器，其中，所述测试结构布置在所述物体保持器上，所述物体保持器安装成使得其能够在检验位置和测量位置之间移位，在检验位置中，要检验的基板布置在所述测量光的光路中，在测量位置中，所述测试结构布置在所述测量光的光路中。
21.一种用于测量系统的测试掩模，所述测量系统用于测量EUV镜头的成像质量，所述测试掩模包括测试结构，所述测试结构构造成在用EUV波长范围中的测量光照射时产生测试波，所述测试波的波前与理想球形形状具有0.1nm或更小的最大偏差。
22.一种用于测量EUV镜头的成像质量的方法，包括以下步骤: -将处于EUV波长范围中的测量光辐射至衍射测试结构上； -借助所述镜头将所述测试结构成像至探测器上，同时改变所述成像的至少一个像确定参数； -记录由所述像确定参数的变化产生的像堆；以及 -通过评估所述像堆来确定所述镜头的成像质量。
23.如权利要求22所述的方法， 使用如权利要求1至12任一项所述的测量系统或如权利要求18或20任一项所述的检验设备来实施所述方法。
24.一种用于测量镜头的成像质量的方法，包括以下步骤: -将测量光辐射至衍射测试结构上，使得通过所述测量光在所述衍射测试结构处的衍射来产生测试波； -将具有光瞳平面的镜头布置在所述测试波的光路中； -调制所述测试波在所述光瞳平面处的光强，使得在所述测量光穿过所述光瞳平面之后，所述测量光的光强分布在若干测试位置具有极值； -将探测器布置在所述镜头的像侧，并记录由穿过所述镜头的测试波产生的强度图案；以及 -通过比较所记录的强度图案与预定目标图案来确定所述镜头的成像质量。
25.如权利要求24所述的方法， 其中，通过除了在所述测试位置，阻止所述测量光穿过所述光瞳平面来调制所述光强。
26.如权利要求24或25所述的方法， 其中，通过将光阑布置在所述光瞳平面中来调制所述光强，所述光阑具有布置在所述测试位置的调制结构，所述探测器布置在与所述镜头的关于所述衍射测试结构的成像的焦平面偏移的位置中。
【文档编号】G01M11/00GK104204952SQ201380015955
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月22日 优先权日:2012年3月23日
【发明者】R.弗里斯, M.萨马尼戈, M.德冈瑟, H.海德纳, R.霍克, M.施里弗 申请人:卡尔蔡司Smt有限责任公司
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