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特開2022-183107測定される瞳内で照明光によって照明されるときの光学系の結像品質を決定するための方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022183107
(43)【公開日】2022-12-08
(54)【発明の名称】測定される瞳内で照明光によって照明されるときの光学系の結像品質を決定するための方法
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20221201BHJP
G01M 11/02 20060101ALI20221201BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 503
G01M11/02 B
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022085924
(22)【出願日】2022-05-26
(31)【優先権主張番号】10 2021 205 328.9
(32)【優先日】2021-05-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(71)【出願人】
【識別番号】503263355
【氏名又は名称】カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【弁理士】
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(74)【代理人】
【識別番号】100158469
【弁理士】
【氏名又は名称】大浦 博司
(72)【発明者】
【氏名】マルクス コッホ
(72)【発明者】
【氏名】レンツォ カペッリ
(72)【発明者】
【氏名】クラウス グウォッシュ
(72)【発明者】
【氏名】ドミトリー シマコフ
【テーマコード（参考）】
2G086
2H197
【Ｆターム（参考）】
2G086HH07
2H197CA06
2H197CA10
2H197GA01
2H197GA05
2H197GA06
2H197GA22
2H197GA24
(57)【要約】
【課題】光学系の結像品質を決定するための改善された方法を提供すること。
【解決手段】光学系の測定される瞳内で照明光によって照明されるときの光学系の結像品質を決定するために、および／または、テスト構造の位相効果を適切化するために、少なくとも１つの次元で周期的テスト構造は、光学系の物体面に配置される。面積が全瞳面積の１０％未満である最初の瞳領域でテスト構造を照明するための最初の照明角度分布が特定され、テスト構造は、物体面に対して異なる距離位置で照明される。テスト構造の最初の測定された空間像は決定される。照明分布を特定し、空間像を照明して決定することは、さらなる照明角度分布のために繰り返され、光学系の結像寄与は、測定された空間像の比較から決定され、結像品質パラメータは決定され、および／または、テスト構造の複素数値回折スペクトルは前記結像寄与から決定される。
【選択図】図１
【解決手段】光学系の測定される瞳内で照明光によって照明されるときの光学系の結像品質を決定するために、および／または、テスト構造の位相効果を適切化するために、少なくとも１つの次元で周期的テスト構造は、光学系の物体面に配置される。面積が全瞳面積の１０％未満である最初の瞳領域でテスト構造を照明するための最初の照明角度分布が特定され、テスト構造は、物体面に対して異なる距離位置で照明される。テスト構造の最初の測定された空間像は決定される。照明分布を特定し、空間像を照明して決定することは、さらなる照明角度分布のために繰り返され、光学系の結像寄与は、測定された空間像の比較から決定され、結像品質パラメータは決定され、および／または、テスト構造の複素数値回折スペクトルは前記結像寄与から決定される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学系の測定される瞳（２２、２４）内で照明光（１）によって照明されるときの前記光学系の結像品質を決定するための、および／または、テスト構造の位相効果を適切化するための方法であって、前記方法は、
－ 少なくとも１つの次元（ｘ；ｘ，ｙ）で周期的であるテスト構造（５）を前記光学系の物体面（４）に配置するステップ、
－ 隣接する完全に照明された最初の瞳領域（１９）によって表現される、前記テスト構造（５）を前記照明光（１）で照明するための最初の照明角度分布
を特定するステップであって、前記最初の瞳領域（１９）の面積は、前記瞳（２２、２４）の全瞳面積の１０％未満であるステップ、
－ 前記テスト構造（５）を、前記特定された最初の照明角度分布で、前記物体面（４）に対して前記テスト構造（５）の異なる距離位置（ｚ）で照明するステップ、
－ 前記テスト構造（５）の最初の測定された空間像
を決定するために、空間分解の検出装置（２５）を用いて前記光学系の像面（２６）における前記照明光（１）の強度を測定するステップであって、各距離位置（ｚ）で前記テスト構造（５）を結像するとき、前記照明光は、前記光学系によって導かれているステップ、
－ 隣接する完全に照明されたさらなる瞳領域（１９）によって表現される、前記テスト構造（５）を前記照明光（１）で照明するためのさらなる照明角度分布
を特定するステップであって、前記さらなる瞳領域（１９）の面積は、前記瞳（２２、２４）の全瞳面積の１０％未満であり、前記さらなる瞳領域（１９）は、前記最初の瞳領域（１９）に重複していないステップ、
－ 前記テスト構造（５）を、前記特定されたさらなる照明角度分布
で、前記物体面（４）に対して前記テスト構造（５）の異なる距離位置（ｚ）で照明するステップ、
－ 前記テスト構造（５）のさらに測定された空間像
を決定するために、前記空間分解の検出装置（２５）を用いて前記光学系の前記像面（２６）における前記照明光（１）の強度を測定するステップであって、各距離位置（ｚ）で前記テスト構造（５）を結像するとき、前記照明光は、前記光学系によって導かれているステップ、
－ 前記測定された空間像の比較から前記光学系の結像寄与を決定するステップ、
－ 前記測定された結像寄与から少なくとも１つの結像品質パラメータを決定するステップ、および／または、
－ 前記測定された結像寄与から前記テスト構造（５）の複素数値回折スペクトルを決定するステップ、
を含む方法。
－ 少なくとも１つの次元（ｘ；ｘ，ｙ）で周期的であるテスト構造（５）を前記光学系の物体面（４）に配置するステップ、
－ 隣接する完全に照明された最初の瞳領域（１９）によって表現される、前記テスト構造（５）を前記照明光（１）で照明するための最初の照明角度分布
【数1】
－ 前記テスト構造（５）を、前記特定された最初の照明角度分布で、前記物体面（４）に対して前記テスト構造（５）の異なる距離位置（ｚ）で照明するステップ、
－ 前記テスト構造（５）の最初の測定された空間像
【数2】
－ 隣接する完全に照明されたさらなる瞳領域（１９）によって表現される、前記テスト構造（５）を前記照明光（１）で照明するためのさらなる照明角度分布
【数3】
－ 前記テスト構造（５）を、前記特定されたさらなる照明角度分布
【数4】
－ 前記テスト構造（５）のさらに測定された空間像
【数5】
－ 前記測定された空間像の比較から前記光学系の結像寄与を決定するステップ、
－ 前記測定された結像寄与から少なくとも１つの結像品質パラメータを決定するステップ、および／または、
－ 前記測定された結像寄与から前記テスト構造（５）の複素数値回折スペクトルを決定するステップ、
を含む方法。
【請求項2】
前記瞳（２２、２４）は、少なくともほぼ円形または楕円形の端を有し、それぞれの前記照明角度分布を表現する前記瞳領域（１９）は、前記瞳（２２、２４）の半径の３０％以下である半径を有する円形または楕円形の領域によって少なくとも近似可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
「さらなる照明角度分布を特定する」ステップ、「前記テスト構造を前記特定されたさらなる照明角度分布で照明する」ステップおよび「強度を測定する」ステップは、少なくとも１回繰り返される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
測定されたスペクトル（Ｓ）は、前記強度を測定するステップの範囲内で測定され、前記光学系を通して導かれる前記周期的テスト構造（５）の回折スペクトル（Ｍ）として測定される、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項5】
前記瞳（２２、２４）における前記テスト構造の回折スペクトル（Ｍ）の純粋な変位は、さまざまな前記照明角度分布
で前記結像寄与を決定するステップに含まれる、請求項４に記載の方法。
【数6】
【請求項6】
前記周期的テスト構造（５）の前記回折スペクトル（Ｍ）および前記光学系の伝達関数（Ｔ）の両方は、前記測定されたスペクトル（Ｓ）に含まれ、前記結像寄与を決定するステップは、前記伝達関数（Ｔ）が、それぞれ特定された前記照明角度分布
内で各照明方向に対して一定であるという仮定を含む、請求項４または５に記載の方法。
【数7】
【請求項7】
前記測定されたスペクトル（Ｓ）の再構成は、前記結像寄与を決定するステップに含まれる、請求項４～６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項8】
測定された空間像
と、再構成される前記測定されたスペクトル（Ｓ）に依存する空間像
と、の差は、前記測定されたスペクトル（Ｓ）の前記再構成の間最小化される、請求項７に記載の方法。
【数8】
【数9】
【請求項9】
前記光学系の伝達関数（Ｔ）は、前記結像寄与を決定するとき、振幅および位相が再構成される、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項10】
前記さらなる瞳領域（１９）の中心は、前記テスト構造（５）の回折スペクトル（１８）の正確に１つの回折次数によって、前記最初の瞳領域（１９）の中心から離れている、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項11】
前記瞳領域（１９）の１つは、前記瞳（２２、２４）の中心に位置する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項12】
それぞれの前記照明角度分布
は、絞りを前記光学系の前の照明ビーム経路（１２）に位置決めすることによって特定されることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか１項に記載の方法。
【数10】
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか１項に記載の方法を実行するための計測システム（２）であって、
－ 前記テスト構造（５）のためのホルダ（１４）を有し、
－ 前記ホルダ（１４）により特定された物体面（４）に照明光（１）を導くための照明光学装置（９）を有し、
－ 前記照明角度分布
を特定するための特定装置（１０）を有し、
－ その結像品質に関して調べられる前記光学系（１７）を有し、
－ 前記像面（２６）における前記照明光（１）の前記強度を測定するための空間分解の検出装置（２５）を有し、
－ 前記特定装置（１０）は、駆動される方法で変位可能で、前記物体面（４）の前の照明光ビーム経路（１２）に位置する絞りとして実施される、
計測システム（２）。
－ 前記テスト構造（５）のためのホルダ（１４）を有し、
－ 前記ホルダ（１４）により特定された物体面（４）に照明光（１）を導くための照明光学装置（９）を有し、
－ 前記照明角度分布
【数11】
－ その結像品質に関して調べられる前記光学系（１７）を有し、
－ 前記像面（２６）における前記照明光（１）の前記強度を測定するための空間分解の検出装置（２５）を有し、
－ 前記特定装置（１０）は、駆動される方法で変位可能で、前記物体面（４）の前の照明光ビーム経路（１２）に位置する絞りとして実施される、
計測システム（２）。
【請求項14】
前記照明光（１）のための光源（８）を特徴とする、請求項１３に記載の計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本特許出願は、ドイツ特許出願ＤＥ１０２０２１２０５３２８．９の優先権を主張し、その内容は、本願明細書に参照によって組み込まれる。
【0002】
本発明は、光学系の測定される瞳内で照明光によって照明されるときの光学系の結像品質を決定するための方法に関する。さらに、本発明は、この種の方法を実行するための計測システムに関する。代替例として、または、結像品質を決定することに加えて、記載されている方法は、光の位相に与えるテスト構造の影響の適切化（ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を容易にする。
【背景技術】
【0003】
この種の方法および計測システムは、この目的で、ＤＥ１０２０１９２１５８００Ａ１から周知である。リソグラフィマスクの空間像を３次元で測定するための計測システムは、ＷＯ２０１６／０１２４２６Ａ１から周知である。ＤＥ１０２０１３２１９５２４Ａ１は、光学系の結像品質を決定するためのデバイスおよび方法ならびに光学系を記載する。ＤＥ１０２０１３２１９５２４Ａ１は、ピンホールの結像に基づいて波面を決定するための位相回復方法を記載している。専門家記事A new system for a wafer lever CD metrology on photomasks, proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering, 2009, 7272. by Martin et al.は、ウェーハレベルの限界寸法（ＣＤ）を決定するための計測システムを開示している。ＤＥ１０２０１７２１６７０３Ａ１は、投影露光装置の少なくとも１つの光学部品の特徴描写のための方法を開示する。ＤＥ１０２０１９２１５８００Ａ１は、構造化物体の表面を介した測定波長を有する測定光の光学位相差を決定する方法を開示する。ＤＥ１０２０１８２１１８９５Ａ１は、検査装置を測定する方法を開示する。ＤＥ１０３１７３６６Ａ１は、レンズの透過率を決定する方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】ＤＥ１０２０１９２１５８００Ａ１
【特許文献2】ＷＯ２０１６／０１２４２６Ａ１
【特許文献3】ＤＥ１０２０１３２１９５２４Ａ１
【特許文献4】ＤＥ１０２０１７２１６７０３Ａ１
【特許文献5】ＤＥ１０２０１９２１５８００Ａ１
【特許文献6】ＤＥ１０２０１８２１１８９５Ａ１
【特許文献7】ＤＥ１０３１７３６６Ａ１
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】A new system for a wafer lever CD metrology on photomasks, proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering, 2009, 7272. by Martin et al.
【発明の概要】
【0006】
本発明の目的は、光学系の結像品質を決定するための方法を改善することである。
【0007】
この目的は、請求項１で特定されている特徴を有する決定方法によって、本発明に従って達成される。
【0008】
本発明によれば、光学系の結像寄与を決定するための、および／または、光の位相に対するテスト構造の影響を適切化するための周期的テスト構造の使用が、決定方法の設計に応じて、結像品質が決定される精度を増加させるか、または、結像品質が決定される速度を増加させる境界条件を生成するということが認識された。測定される瞳は、光学系の射出瞳、および、特に、投影光学装置の射出瞳とすることができる。複素マスクスペクトルは、光の位相に対するテスト構造の影響を適切化するために決定可能である。テスト構造は、正確に１つの次元で周期的とすることができる（１Ｄテスト構造）。代替的には、テスト構造はまた、複数の次元、例えば２次元で周期的でもよい（２Ｄテスト構造）。
【0009】
その精度に関しておよび／またはその速度に関して決定方法を改善するさらなる境界条件は、瞳と比較して小さい瞳領域を有する照明角度分布を特定することによって生ずる。この瞳領域の面積は、全瞳面積の５％より小さくてもよく、例えば、全瞳面積の４％以下でもよい。瞳領域の面積は、通常、瞳の全瞳面積の０．００１％より大きい。
【0010】
その方向に関して対応して良く定義されるテスト構造の照明を用いて、例えば、テスト構造の回折効果が、測定される光学系の結像効果から分離可能とすることを確実にすることができる。
【0011】
テスト構造の周期性についての知識以外に、構造周期についての特定の知識では、テスト構造についてのさらなる事前知識は、決定方法を実行するために必要とされない。周期は、次に、周知の回折測定ステップによる決定方法の範囲内で決定可能である。
【0012】
物体面の物体フィールドを像面の像フィールドに結像する（ｉｍａｇｅ）ための投影光学装置は、結像品質が決定されることを意図する光学系を表現することができるか、または、この種の光学系の構成要素とすることができる。
【0013】
例えば、決定方法を用いて、前記マスクの回折スペクトルから、リソグラフィマスクの吸収体と多層フィルムとの間の位相差を決定することができる。位相差の対応する決定は、ＤＥ１０２０１９２１５８００Ａ１およびＷＯ２００８０２５４３３Ａ２に記載されている。次に、光学系は、決定された結像品質に基づいて調整可能である、および／または、修正可能である。決定された結像品質のさらなる応用は、マスクのフォトレジストにおける空間像の合成計算である（ＷＯ２０１７２０７２９７Ａ１参照）。さらなる応用は、光近接効果補正モデルとして周知であるものの計算である。この点において、ＤＥ１０２０１６２１８９７７Ａが参照される。
【0014】
請求項２に記載の少なくともほぼ円形の瞳および／または少なくともほぼ円形の瞳領域または楕円形の瞳領域は、決定方法を単純化する。瞳および／または瞳領域が円形から逸脱する程度まで、瞳の半径および／または瞳領域の半径は、平均半径として計算可能である。それぞれの照明角度分布を表現する瞳領域の半径のための上限は、瞳の半径の２５％、２０％、１５％または１０％とすることができるか、または、より小さくすることができる。
【0015】
請求項３に記載の方法ステップの繰り返しは、決定方法の精度の改善につながる。原則として、方法はまた、正確に２つの照明角度分布によって、例えば、瞳の中心照明を有する最初の照明角度分布によって、および、この最初の照明角度分布に対して変位した正確に１つの照明角度分布によって実行可能である。
【0016】
請求項４に記載の測定されたスペクトルを測定することは、周期的テスト構造の純粋な回折スペクトルに関する、および、光学系の伝達関数に関する情報の獲得を含む。決定方法では、これを用いて、光学系の伝達関数およびそれゆえ光学系の結像寄与が残るように、測定された測定スペクトルから、周期的テスト構造の純粋な回折スペクトルの部品を分離することができる。
【0017】
請求項５に記載の結像寄与の決定は、決定方法を単純化する。瞳における回折スペクトルのこの種の純粋な変位は、ホプキンス近似の文脈において周知である。この点において、米国特許出願公開第２０１９／０３９１０８７号およびその中で特定された引用文献が参照される。
【0018】
さらなる単純化は、請求項６に記載の決定方法において生ずる。
【0019】
請求項７に記載の再構成は、決定方法の品質を増加させる。
【0020】
これは、特に、請求項８に記載の再構成方法にあてはまる。測定された空間像と、再構成される測定されたスペクトルに依存する空間像と、の差を最小化することは、ＤＥ１０２０１９２１５８００Ａ１に記載されている。
【0021】
請求項９に記載の伝達関数の再構成は、例えば、伝達関数の振幅による光学系のアポディゼーション、または、伝達関数の位相による光学系の波面収差の適切化を容易にする。アポディゼーションおよび波面収差は、決定された結像寄与から決定される結像品質パラメータの例である。周期的テスト構造の回折スペクトルは、結像品質を決定するために結像寄与を決定するとき、再構成可能である。
【0022】
請求項１０のスタイルで照明角度分布を特定することは、決定方法を単純化する。各場合におけるさらなる照明角度分布の特定のいくつかの繰り返しの場合、すべてのそれぞれの瞳領域は、いずれの場合においても、それぞれ隣接する瞳領域の回折スペクトルの正確に１つの回折次数によって離れていることができる。２Ｄのテスト構造が用いられるとき、距離は、正確に１つの回折次数として、または、両方の２Ｄ座標に沿ってその整数倍として、いずれの場合においても存在することができる。
【0023】
回折次数の整数倍による間隔もまた可能である。
【0024】
請求項１１に記載の瞳領域を特定することは、回折次数の最大可能な数の検出を容易にする。
【0025】
請求項１２に記載のそれぞれの照明角度分布を特定することは、実際にその価値を証明した。絞りは、光学系の前の照明光学装置の瞳面に配置可能である。
【0026】
請求項１３に記載の計測システムの利点は、決定方法を参照してすでに上述したものに対応する。一旦光学系の結像品質が決定方法を用いて計測システムにおいて決定されると、次に、計測システムを用いて、まだその構造に関して知られておらず、例えば非周期的であるテスト構造の構造を決定することができ、これは、次に決定されていた結像品質に起因し、計測システムの装置機能をテスト構造の構造影響から分離することができる。計測システムの特定装置の利点は、決定方法を参照してすでに上述したものに対応する。絞り開口は、可変的な方法、例えば、虹彩絞りのスタイルで特定可能である。絞りは、少なくとも１つの横方向に変位可能でもよい。例えば、絞りは、２つの相互に垂直な横方向に変位可能であり、このことは、２Ｄのテスト構造が用いられるとき、特に有利である。
【0027】
請求項１４に記載の光源は、ＥＵＶ光源として実施可能である。光源のＥＵＶ波長は、５ｎｍ～３０ｎｍの間で変動してもよい。ＤＵＶ波長範囲、例えば１９３ｎｍのオーダの光源もまた可能である。
【0028】
以下、本発明の例示的な実施形態は、図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】光学系の測定される瞳内で照明光によって照明されるときの光学系の結像品質を決定するための計測システムの側面図を非常に概略的に示し、光学系は、照明光学装置および結像光学装置を備え、その両方は、それぞれ非常に概略的に表現される。
【図6】図５に類似の表現で、計測システムの結像光学装置によって、図１のＶＩで結像光学装置の射出瞳の領域において測定されたスペクトルとして、等高線の高さとして示される波面影響を含む回折スペクトルを示す。
【図9】図６に類似の表現で、小さい中心の最初の瞳領域で特定されたテスト構造の中心の照明を有する最初の照明角度分布を有する計測システムの測定状況を示し、テスト構造の０次の回折次数は、最初の瞳領域の中心、かつ、開口絞りによって特定される計測システムの瞳の中心に位置し、図９はまた、開口絞りによる制限を越えた回折次数も描写する。
【図10】図９に類似の表現で、さらなる照明角度分布を有する計測システムのさらなる測定状況を示し、最初の瞳領域およびそれゆえテスト構造によって回折する照明光の０次の回折次数は、図９に従う測定状況の－１次の回折次数の位置に変位するように変位している。
【図11】図９に類似の表現で、さらなる照明角度分布を有する計測システムのさらなる測定状況を示し、最初の瞳領域およびそれゆえテスト構造によって回折する照明光の０次の回折次数は、図９に従う測定状況の＋１次の回折次数の位置に変位するように変位している。
【図13】図９に類似の表現で、最初の測定状況の間、２次元のバイナリの周期的テスト構造の回折スペクトルを示し、最初の照明角度分布は、最初の瞳領域によって特定されるテスト構造の０次の回折次数が、開口絞りによって特定される計測システムの瞳の中心に位置するように選択される。
【発明を実施するための形態】
【0030】
【0031】
子午断面に対応する図面において、図１は、測定される瞳内で照明光１によって照明されるときの、光学系の結像品質を決定するための計測システム２におけるＥＵＶ照明光または結像光１のビーム経路を示す。この場合、物体面４における物体フィールド３に配置されるテスト構造５が結像される。
【0032】
図２の平面図において、テスト構造５が描写される。テスト構造５は、１次元で、特にｘ座標に沿って周期的である。テスト構造５は、吸収体線６と、照明光１を反射するそれぞれ交互の多層線７と、を有するバイナリのテスト構造として設計される。線６、７は、垂直構造である。
【0033】
計測システム２を用いて、３次元（３Ｄ）の空間像を分析する（空間像計測システム）。空間像はまた、例えばスキャナにおける生成投影露光装置の中を見るので、応用は、リソグラフィマスクの空間像の再生を含む。この目的で、特に、計測システム２自体の結像品質を測定して、任意に調整することが必要である。したがって、空間像の分析は、計測システム２の投影光学装置の結像品質を決定するか、または、他に、特に投影露光装置内の投影光学装置の結像品質を決定するように機能することができる。計測システムは、ＷＯ２０１６／０１２４２６Ａ１から、米国特許出願公開第２０１３／００６３７１６号（その中の図３参照）から、ＤＥ１０２２０８１５Ａ１（その中の図９参照）から、ＤＥ１０２２０８１６Ａ１（その中の図２参照）からおよび米国特許出願公開第２０１３／００８３３２１号から周知である。
【0034】
照明光１は、テスト構造５で反射され、回折する。照明光１の入射面は、中心の最初の照明の場合、ｘｚ平面に平行である。
【0035】
ＥＵＶ照明光１は、ＥＵＶ光源８によって生成される。光源８は、レーザープラズマ源（ＬＰＰ；レーザー生成プラズマ）または放電源（ＤＰＰ；放電生成プラズマ）とすることができる。原則として、シンクロトロンベースの光源、例えば自由電子レーザー（ＦＥＬ）もまた用いてもよい。ＥＵＶ光源の用いられる波長は、５ｎｍ～３０ｎｍの間で変動してもよい。原則として、計測システム２の異型の場合、光源８の代わりに、他の用いられる光波長のための光源、例えば１９３ｎｍの用いられる波長のための光源を用いてもよい。
【0036】
計測システム２の照明光学装置９は、光源８とテスト構造５との間に配置される。照明光学装置９は、調べられるテスト構造５の照明として機能し、物体フィールド３への所定の照明強度分布を有し、同時に所定の照明角度分布を有し、それによって、物体フィールド３のフィールド点が照明される。この種の照明角度分布はまた、照明設定とも呼ばれる。
【0037】
照明光１のそれぞれの照明角度分布は、照明光学装置の瞳面１１に配置される特定装置１０により特定される。特定装置１０は、開口絞りとして設計され、開口絞りは、それに入射する照明光１のビームの端を境界設定する。この境界設定のために生ずる照明角度分布は、隣接する完全に照明された瞳領域によって表現され、その面積は、計測システム２の光学系の用いられる瞳の全瞳面積の１０％未満である。
【0038】
例えば、用いられる瞳が正規化された直径１を有する場合、特定装置１０によって特定される照明角度分布の直径は、計測システム２の光学系の次の瞳面において０．２以下でもよい。この場合、完全に照明された瞳領域の面積は、全瞳面積の４％以下である。
【0039】
特定装置１０は、駆動される方法で変位可能で、物体面４の前の照明光１の照明光ビーム経路１２に配置される絞りとして設計される。特定装置１０の駆動される変位のために用いられる駆動装置は、図１の１３で描写される。駆動装置１３によって、特定装置は、ｘ座標に沿っておよび／またはｙ座標に沿って変位可能である。照明光学装置の瞳面１１に対する特定装置１０の配置面の対応を調整するために、ｚ座標に沿った微調整もまた可能である。さらに、駆動装置１３は、ｘ軸に平行および／またはｙ軸に平行な少なくとも１つの傾動軸の周りの絞りの傾斜が可能であるように設計可能である。特定装置１０の開口絞りの直径は、調節可能でもよく、特に、駆動される方法で特定可能でもよい。
【0040】
テスト構造５は、計測システム２の物体ホルダ１４によって保持される。物体ホルダ１４は、特にｚ座標に沿ってテスト構造５を変位させるための物体変位駆動１５と協働する。
【0041】
テスト構造５での反射後に、照明光１の電磁界は、図２のそれに対応する平面図の図３において表現される分布１６を有する。電界分布１６において、振幅および位相値は、テスト構造５の吸収体線６および多層線７に対応する。
【0042】
テスト構造５によって反射される照明光１は、計測システム２の結像光学装置または投影光学装置１７に入る。投影光学装置１７は、その結像品質に関して調べられることを意図される計測システム２の光学系である。
【0043】
回折スペクトル１８は、テスト構造５の周期性のために、投影光学装置１７の瞳面において生ずる（図４参照）。
【0044】
回折スペクトル１８の回折次数に加えて、図４はまた、計測システム２の最初の中心照明角度分布のために生ずる最初の瞳領域１９を表現する。そのサイズおよび相対的な位置に関して、この最初の瞳領域１９は、図１１の瞳面に共役な照明光学装置の瞳面１１における特定装置１０によって特定された瞳領域に対応する。テスト構造５の０次の回折次数は、この特定された瞳領域１９の位置で、回折スペクトル１８に存在する。さらに、図４はまた、回折スペクトル１８の±１次の回折次数および±２次の回折次数を再生する。
【0045】
図４において表現される回折スペクトル１８の回折次数は、計測システム２の光学系の瞳面において、例えば、投影光学装置１７の入射瞳面２０においてこの形式で現れる。投影光学装置１７の入射瞳２２を端で境界設定する、投影光学装置１７の開口絞り２１は、この入射瞳面２０に配置される。
【0046】
図５は、入射瞳２２、および、最初の照明角度分布における入射瞳２２内に位置する回折スペクトル１８の３つの回折次数、特に、０次および±１次の回折を示す。再び、図５は、特定装置１０によって照明のために選択される最初の瞳領域１９を表現する。
【0047】
【0048】
瞳２２（図５参照）および瞳２４（図６参照）は、円形である。瞳２２、２４はまた、代替の仕様の場合、適切な開口絞り２１によって円形から逸脱してもよく、瞳は、少なくともほぼ円形とすることができる。この場合、瞳の半径は、平均半径として計算可能である。例えば、この種の代替の瞳は、１～例えば３の間で変動する半軸間のアスペクト比を有する楕円形設計を有することができる。瞳２２および２４はまた、本願明細書において描写されない実施形態では、楕円形でもよい。
【0049】
瞳領域１９は、同様に円形もしくは楕円形であるか、または、円形領域によって近似可能である。関係σ≦０．２は、この種の円形の瞳領域１９の半径が瞳２２、２４の半径の２０％以下であることを意味する。
【0050】
射出瞳２４における強度分布は、第１に、－１次、０次および＋１次の回折次数の像からの寄与、第２に、光学系、特に投影光学装置１７からの結像寄与を見出す。図６において破線の等高線によって説明されるこの結像寄与は、以下でさらに説明されるように、光学系の伝達関数によって記載可能である。光学系の不可避の結像収差は、射出瞳２４に、さらに、回折次数の周りの領域にさえ存在する照明／結像光１のかなりの強度につながる。
【0051】
投影光学装置１７は、テスト構造５を計測システム２の空間分解の検出装置２５の方に結像する。投影光学装置１７は、拡大光学装置として実施される。投影光学装置１７の拡大係数は、１０より大きくてもよく、５０より大きくてもよく、１００より大きくてもよく、さらに大きくてもよい。概して、この拡大係数は、１０００未満である。
【0052】
【0053】
図８は、像フィールド２８においてカメラ２５により測定される照明／結像光１の強度分布２９を示す。吸収体線６の像は、低い強度の実質的に暗い線３０として強度分布２９に存在し、多層線７の像は、より大きな強度の明るい線３１として強度分布２９に存在する。
【0054】
検出装置２５は、ＣＣＤカメラとして、または、ＣＭＯＳカメラとして設計可能である。
【0055】
図１２は、計測システム２の光学系の結像品質を決定するための方法に関連してもよい自由度を説明し、特に、図１２において描写されない物体変位駆動装置を駆動することによってもたらされるテスト構造５のｚ変位可能性（両矢印３２）、および、図１２において描写されない駆動装置１３を駆動することによってもたらされるテスト構造５を照明するための照明角度分布のための特定装置１０のｘ／ｙ変位可能性（両矢印３３）を示す。
【0056】
さらに、特定装置１０の絞りの開口幅は、駆動装置１３により可変的に特定可能である。
【0057】
【0058】
以下でさらに詳細に説明される、計測システム２の光学系の結像品質の決定において、テスト構造５の電界分布、テスト構造５の回折スペクトル、すなわち物体電界分布のフーリエ変換、投影光学装置１７の点拡がり関数およびそのフーリエ変換、投影光学装置１７の複素数値伝達関数は、図８の強度分布２９のスタイルにおいて、テスト構造５の異なるｚ位置に対応し、空間像全体と呼ばれる一連の測定された強度分布から、および、一連のこの種の空間像から決定される。
【0059】
計測システム２の光学系の結像品質を決定するとき、テスト構造５は、物体ホルダ１４に適切に接続されることによって、最初に、投影光学装置１７の物体フィールド３における物体面４に配置される。
【0060】
次に、最初の照明角度分布
は、特定装置１０によって中心の瞳領域１９に従って設定される。この最初の照明角度分布は、最初の瞳領域１９によって表現される照明方向からの照明光１でテスト構造５を照明する。瞳領域１９の面積は、入射瞳２２の全瞳面積の１０％未満である。特に、以下は、瞳領域１９にあてはまる。すなわち、σ＜０．２である。
【数2】
【0061】
最初の照明角度分布
の特定、すなわち、照明の中心化は、照明光１の主光線が投影光学装置１７の結像ビーム経路の主光線に一致するように（図１２参照）実施される。次に、以下は、定義によってあてはまる。すなわち、投影光学装置１７の瞳２２、２４の対応する座標系において、
である。
【数3】
【数4】
【0062】
現在、テスト構造は、照明光１によって物体面４に対してテスト構造５の異なる距離位置で、すなわち、物体ホルダ１４によって特定されるテスト構造５の異なるｚ位置でこの最初の照明角度分布で照明される。投影光学装置１７によって、これらのｚ距離位置の各々にテスト構造５を結像する範囲内で導かれる照明光１の強度は、投影光学装置１７の像面２６において、検出装置２５を用いて、テスト構造５の最初の測定された空間像を決定するために測定される。このｚ距離位置はまた、相対的な焦点位置とも呼ばれる。したがって、強度分布２９に対応する強度分布のスタックは、さまざまなｚ位置のために測定される。例えば、テスト構造５の９つの異なるｚ位置は、この空間像測定において設定可能である。ここで用いられるｚ範囲は、複数のレイリーユニット（レイリーユニット＝０．５λ／ＮＡ2、λは照明光の波長を意味し、ＮＡは照明の開口数を意味する）にわたり掃引してもよい。
【0063】
ｚ距離位置で採用され、強度分布２９に対応する強度分布の各々は、
として書くことができる。
【数5】
【0064】
ここで、
は、強度分布内のそれぞれのｘ，ｙ位置ベクトル、すなわち投影デバイス２５の検出器ピクセルの位置を意味する。
【数6】
【0065】
ｚは、この強度分布が測定されるそれぞれのｚ距離位置を意味する。
【0066】
【数7】
【0067】
ここで、テスト構造５を照明するための主光線方向を有するさらなる照明角度分布
は、変位している特定装置１０の絞りによって特定される。この変位は、図９および図１０の比較から明らかになる。これは、瞳２２、２４が新しい照明角度分布のために完全に照明される瞳領域１９が図９の最初の照明角度分布の－１次の回折次数の位置で停止するような投影光学装置１７の瞳２２、２４のｘ軸に沿った変位である。したがって、以下は、ここで特定されたさらなる照明角度分布の照明方向にあてはまる。すなわち、瞳２２、２４のｘ，ｙ座標において、
である。ここで、ｐ＝ピッチ／λであり、ピッチ＝テスト構造５の周期であり、λ＝照明／結像光１の波長である。
【数8】
【数9】
【0068】
【0069】
このさらなる照明角度分布が特定されるとき、瞳領域１９は、それが瞳２２、２４における最初の瞳領域（図９の瞳領域１９の位置参照）に重複しないように変位する。
【0070】
次に、空間像スタックは、このさらなる照明角度分布において再び測定される。したがって、テスト構造５は、このさらなる照明角度分布を用いて、物体面４に対してテスト構造５の異なるｚ距離位置で照明され、投影光学装置１７に従って通して導かれる照明／結像光１の強度は、各ｚ距離位置でさらに測定された空間像を決定するために、空間分解の検出装置２５によって測定される。したがって、ここで測定されるのは空間像スタック
である。
【数10】
【0071】
ここで、図１１において説明されるように、さらなる照明角度分布を特定することができ、特定装置１０により特定される照明方向
を再生する瞳領域１９は、次に、瞳２２、２４内でプラスｘ方向に変位されるので、前記瞳領域は、図９の最初の照明角度分布の＋１次の回折次数の位置で停止する。したがって、照明主光線は、
の方向に変位し、空間像スタック
が測定される。
【数11】
【数12】
【数13】
【0072】
【0073】
ここで、計測システム２の光学系、すなわち投影光学装置１７の結像寄与は、これらの測定された空間像
の比較から決定される。
【数14】
【0074】
この決定の間用いられる計算関係を導出するために、計測システム２の光学系における結像プロセスは、最初に、個別の照明方向
のために考慮される。
【数15】
【0075】
【数16】
【数17】
【数18】
【0076】
投影光学装置１７を通る照明／結像光１の伝搬は、このスペクトルＭと、物体ｚの相対的な焦点位置に依存する、投影光学装置の同様に複素数値伝達関数
と、の乗算に対応する。以下があてはまる。すなわち、
である。
【数19】
【数20】
【0077】
この場合、Ｐは、開口数ＮＡを有する開口絞り２１によって特定される瞳孔関数を意味する。ＮＡの内側では、
であり、ＮＡの外側では、
である。
【数21】
【数22】
【0078】
【数23】
【0079】
【0080】
【0081】
部分的にコヒーレントな照明システムの場合、照明は、互いに対してインコヒーレントな複数の照明方向を含む。同じ照明設定を有するが、異なる主光線方向
である複数のフォーカスシリーズ（ｆｏｃｕｓ ｓｅｒｉｅｓ）は、決定方法の間記録される。測定値ｎのための照明角度分布の照明方向に依存する重みは、
である。すべてのフォーカスシリーズ、すなわち、すべての照明設定の合計は、以下を生ずる。
【数26】
【数27】
【数28】
【0082】
ここで、以下があてはまる。すなわち、
である。式（３）を式（４）に代入すると、以下を生ずる。
【数29】
【数30】
【0083】
次に、２つの近似が実施される。
１）最初に、照明方向の変位がマスクスペクトルの変位のみにつながる、すなわち、
ということが仮定される。文献において、この種の近似は、ホプキンス近似として周知である。したがって、さまざまな照明角度分布での光学系の結像寄与を決定するとき、瞳２２、２４におけるテスト構造の回折スペクトル１８の純粋な変位が含まれる。
２）小さい＜＜１、例えば、σ≦０．２を有する比較的コヒーレントな照明設定が存在する。以下は、照明角度分布の重みのために生ずる。
さらに、光学装置の伝達関数ＴがσＮＡによって定義される領域内で少しだけ変化するということが仮定される。すなわち、以下の仮定が行われる。ｑ＜σＮＡに関して
である。σは、常に、この条件が満たされるほど小さく選択可能である。したがって、伝達関数Ｔが、それぞれ特定された照明角度分布内で各照明方向
に対して一定であるという仮定は、結像寄与の決定に含まれる。
１）最初に、照明方向の変位がマスクスペクトルの変位のみにつながる、すなわち、
【数31】
２）小さい＜＜１、例えば、σ≦０．２を有する比較的コヒーレントな照明設定が存在する。以下は、照明角度分布の重みのために生ずる。
【数32】
【数33】
【数34】
【0084】
次に、これらの近似を用いて、空間像は、以下のように書くことができる。
【数35】
【0085】
ここで、計測システム２の光学系を通して、すなわち投影光学装置１７を通して伝搬されたスペクトルＳは、新しい変数として導入される。
【数36】
【0086】
式（６）への代入は、結果として以下になる。
【数37】
【0087】
したがって、伝搬スペクトルＳは、決定方法の範囲内で強度を測定するとき、測定されたスペクトルとして測定され、前記測定されたスペクトルは、光学系を通して導かれた周期的テスト構造５の回折スペクトルＭとして生ずる。測定されたスペクトルＳは、周期的テスト構造５の回折スペクトルＭと光学系の伝達関数との積である。
【0088】
各測定された照明方向に対して別々に実行される、伝搬スペクトルＳの再構成は、以下のように実施される。
１．上述したように、さまざまな照明角度分布の空間像スタックの強度測定から生じるスペクトル
から開始する。
２．これから、上記の式（８）から、空間像
を計算する。
３．前のステップ２で計算される空間像と、さまざまなｚ位置でかつさまざまな照明角度分布によって検出装置２５を用いて測定される空間像Ｉmeasと、の差が最小化されるまで、すなわち、以下の最小化問題が解けるまで、伝搬スペクトル
を変化させる。
１．上述したように、さまざまな照明角度分布の空間像スタックの強度測定から生じるスペクトル
【数38】
２．これから、上記の式（８）から、空間像
【数39】
３．前のステップ２で計算される空間像と、さまざまなｚ位置でかつさまざまな照明角度分布によって検出装置２５を用いて測定される空間像Ｉmeasと、の差が最小化されるまで、すなわち、以下の最小化問題が解けるまで、伝搬スペクトル
【数40】
【数41】
【0089】
類似の再構成ステップはまた、ＤＥ１０２０１９２１５８００Ａ１に記載されている。
【0090】
上記の段落に記載されている再構成の結果は、最適化された伝搬スペクトル
であり、すなわち、照明方向に変位されたマスクスペクトルと投影光学装置１７の伝達関数Ｔとの積である（上記の式（７）参照）。
【数42】
【0091】
ここで、２つの構成要素（マスクスペクトルＭおよび伝達関数Ｔ）は、伝搬スペクトル（Ｓ）から決定される。最初にこのために考慮されることは、テスト構造５が周期的であるということである、すなわち、スペクトルは、空間周波数
を有する個別の回折次数から成り、ここで、ｌ＝－Ｉｎｆ．．．Ｉｎｆは、整数の回折次数である。さらに考慮されることは、各場合において空間像測定が行われた照明方向、すなわち、照明角度分布が回折次数の個別の数ｎによって、特に、
によって、各々変位され、ｎ＝０、－１、１であるということである。
【数43】
【数44】
【0092】
それゆえ、ここで考慮される垂直構造体のために、以下は、マスクスペクトルＭにあてはまる。すなわち、
である。
【数45】
【0093】
したがって、マスクスペクトルＭ、すなわち回折スペクトル１８は、ｘ座標に沿った回折点の等距離列である。
【0094】
これらの近似を用いて、再構成されたスペクトルＳは、式（７）に代入することによって以下のように書くことができる。
【数46】
【0095】
再構成されたスペクトルは、以下のように離散化される、すなわち、それぞれの回折次数の位置での値のみが考慮される。以下は、回折次数ｎによって照明方向の変位を有する再構成されたスペクトルの１次の回折次数のために生ずる。
【数47】
【0096】
ここでｎ＝０、－１、１は、測定が実行されたさまざまな照明方向のためであり、ｌ＝－Ｌ．．．Ｌであり、ここでは、Ｌ＝ｆｌｏｏｒ（ｐＮＡ）は、ＮＡ内の最大の回折次数であり、すなわち本例ではＬ＝１である。
【0097】
式（１２）の対数をとることによって、以下が生ずる。
ここで、
、
および
である。上記の式（１３）～（１５）はまた、行列形式で書くことができる。
【数48】
【数49】
【数50】
【数51】
【数52】
【数53】
【0098】
ここで、Ｉ2L+1は（２Ｌ＋１）×（２Ｌ＋１）の成分を有する単位行列であり、０2L+1は２Ｌ＋１の成分を有する列ゼロベクトルである。式（１６）および（１７）の左側のベクトルの成分は、測定値から決定された複素数値伝搬スペクトルＳの対数である。右側のベクトルの成分は、マスクスペクトルＭおよび伝達関数Ｔの求められる対数である。ＭおよびＴのこれらの求められる対数は、疑似逆行列ｐｉｎｖによって、測定された値から決定可能である。
【数54】
【0099】
ここで、求められるマスクスペクトルＭ、すなわち、テスト構造５によって選び出されるのみの回折スペクトル１８（図４参照）、および、伝達関数Ｔ、すなわち、光学系、特に投影光学装置１７の求められる結像寄与は、ｌ＝－Ｌ－１．．．Ｌ＋１のために、回折次数によって定義されるサンプリング点で計算可能である。
次に、これらの再構成されたスペクトルを用いて、例えば、ＤＥ１０２０１９２１５８００Ａ１に記載されていることに対応する方法でマスク位相を決定することができる。決定方法の特色は、ＮＡの外側に位置する回折次数の再構成もまた存在するということである（この場合、例えば、回折次数Ｌ＋１、および、特定の例示的な実施形態において、±２次を含む回折次数）。さらにより高い回折次数は、照明方向のさらなる変位によって再構成可能である。ｌ＝－Ｌ．．．Ｌのために
である。
【数55】
【数56】
【0100】
したがって、伝達関数Ｔは、振幅および位相に関して再構成される。
【0101】
伝達関数の振幅は、アポディゼーションを反映し、一方、位相は、波面収差を反映する。アポディゼーションおよび波面収差は、決定された結像寄与から決定可能な結像品質パラメータの例を表現する。
【0102】
回折次数の間の伝達関数は、内挿により任意に決定可能であるので、結像寄与はまた、テスト構造５の回折次数の方向に対応しない投影光学装置１７を通して結像光の方向のために決定される。
【0103】
１つの座標に沿った、特に、これまで述べられたｘ座標に沿った周期を有するテスト構造５の例を用いて、ｘ軸上の回折次数で伝達関数Ｔを再構成することができる。瞳全体にわたり伝達関数を決定するために、２次元で、すなわち、ｘ座標に沿ってかつｙ座標に沿って周期的であるテスト構造５を利用することができる。この種の２次元で周期的なテスト構造５の例は、コンタクトホールのグリッドのような２Ｄ周期構造である。この種のコンタクトホールのグリッドは、円形（ピンホール、ピンホール開口）または正方形の周期的な２Ｄ配列として設計可能である。
【0104】
図１３～図１５に示すように、この場合、回折次数は、瞳全体２２、２４にわたり分散される。この場合、決定方法が実行されるとき、それぞれのさらなる照明角度分布を特定する範囲内で、照明方向は、最初、１つまたは複数の回折次数によってｘ方向に、次に、１つまたは複数の回折次数によってｙ方向に変位する。
【0105】
再び、図１３は、最初の照明角度分布を表現し、瞳領域１９は、瞳２２、２４の中心に配置され、したがって、回折次数（ｘ＝０，ｙ＝０）、すなわち、（０，０）も同様である。図１３はまた、－３≦ｘ≦３かつ－２≦ｙ≦２のさらなる回折次数（ｘ，ｙ）を表現する。
【0106】
図１４は、照明／結像光１の瞳領域１９を（－１，０）の回折次数の位置に特定装置１０により変位することによって生ずるさらなる照明角度分布を示す。
【0107】
図１５は、照明／結像光１による照明の瞳領域１９を最初の（０，１）の回折次数の位置に特定装置１０により変位することによって生ずるさらなる照明角度分布を示す。
【0108】
したがって、上述した方法を用いて、最初に回折次数（ｘ，ｙ）の位置で、そしてまた、内挿による回折次数の間で、マスクスペクトルＭおよび伝達関数Ｔを決定することができる。
【0109】
原則として、再構成は、１Ｄの場合に類似した方法で実施される。ｘおよびｙ方向の変位の結果、式（１６）、（１７）の行列は、より多くの成分を有する形を有する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【手続補正書】
【提出日】2022-08-09
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
この目的は、当初請求項１で特定されている特徴を有する決定方法によって、本発明に従って達成される。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
当初請求項２に記載の少なくともほぼ円形の瞳および／または少なくともほぼ円形の瞳領域または楕円形の瞳領域は、決定方法を単純化する。瞳および／または瞳領域が円形から逸脱する程度まで、瞳の半径および／または瞳領域の半径は、平均半径として計算可能である。それぞれの照明角度分布を表現する瞳領域の半径のための上限は、瞳の半径の２５％、２０％、１５％または１０％とすることができるか、または、より小さくすることができる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0015】
当初請求項３に記載の方法ステップの繰り返しは、決定方法の精度の改善につながる。原則として、方法はまた、正確に２つの照明角度分布によって、例えば、瞳の中心照明を有する最初の照明角度分布によって、および、この最初の照明角度分布に対して変位した正確に１つの照明角度分布によって実行可能である。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0016】
当初請求項４に記載の測定されたスペクトルを測定することは、周期的テスト構造の純粋な回折スペクトルに関する、および、光学系の伝達関数に関する情報の獲得を含む。決定方法では、これを用いて、光学系の伝達関数およびそれゆえ光学系の結像寄与が残るように、測定された測定スペクトルから、周期的テスト構造の純粋な回折スペクトルの部品を分離することができる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0017】
当初請求項５に記載の結像寄与の決定は、決定方法を単純化する。瞳における回折スペクトルのこの種の純粋な変位は、ホプキンス近似の文脈において周知である。この点において、米国特許出願公開第２０１９／０３９１０８７号およびその中で特定された引用文献が参照される。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0018】
さらなる単純化は、当初請求項６に記載の決定方法において生ずる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0019】
当初請求項７に記載の再構成は、決定方法の品質を増加させる。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0020】
これは、特に、当初請求項８に記載の再構成方法にあてはまる。測定された空間像と、再構成される測定されたスペクトルに依存する空間像と、の差を最小化することは、ＤＥ１０２０１９２１５８００Ａ１に記載されている。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0021】
当初請求項９に記載の伝達関数の再構成は、例えば、伝達関数の振幅による光学系のアポディゼーション、または、伝達関数の位相による光学系の波面収差の適切化を容易にする。アポディゼーションおよび波面収差は、決定された結像寄与から決定される結像品質パラメータの例である。周期的テスト構造の回折スペクトルは、結像品質を決定するために結像寄与を決定するとき、再構成可能である。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0022】
当初請求項１０のスタイルで照明角度分布を特定することは、決定方法を単純化する。各場合におけるさらなる照明角度分布の特定のいくつかの繰り返しの場合、すべてのそれぞれの瞳領域は、いずれの場合においても、それぞれ隣接する瞳領域の回折スペクトルの正確に１つの回折次数によって離れていることができる。２Ｄのテスト構造が用いられるとき、距離は、正確に１つの回折次数として、または、両方の２Ｄ座標に沿ってその整数倍として、いずれの場合においても存在することができる。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0024】
当初請求項１１に記載の瞳領域を特定することは、回折次数の最大可能な数の検出を容易にする。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0025】
当初請求項１２に記載のそれぞれの照明角度分布を特定することは、実際にその価値を証明した。絞りは、光学系の前の照明光学装置の瞳面に配置可能である。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0026】
当初請求項１３に記載の計測システムの利点は、決定方法を参照してすでに上述したものに対応する。一旦光学系の結像品質が決定方法を用いて計測システムにおいて決定されると、次に、計測システムを用いて、まだその構造に関して知られておらず、例えば非周期的であるテスト構造の構造を決定することができ、これは、次に決定されていた結像品質に起因し、計測システムの装置機能をテスト構造の構造影響から分離することができる。計測システムの特定装置の利点は、決定方法を参照してすでに上述したものに対応する。絞り開口は、可変的な方法、例えば、虹彩絞りのスタイルで特定可能である。絞りは、少なくとも１つの横方向に変位可能でもよい。例えば、絞りは、２つの相互に垂直な横方向に変位可能であり、このことは、２Ｄのテスト構造が用いられるとき、特に有利である。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0027】
当初請求項１４に記載の光源は、ＥＵＶ光源として実施可能である。光源のＥＵＶ波長は、５ｎｍ～３０ｎｍの間で変動してもよい。ＤＵＶ波長範囲、例えば１９３ｎｍのオーダの光源もまた可能である。
［当初請求項１］
光学系の測定される瞳（２２、２４）内で照明光（１）によって照明されるときの前記光学系の結像品質を決定するための、および／または、テスト構造の位相効果を適切化するための方法であって、前記方法は、
－ 少なくとも１つの次元（ｘ；ｘ，ｙ）で周期的であるテスト構造（５）を前記光学系の物体面（４）に配置するステップ、
－ 隣接する完全に照明された最初の瞳領域（１９）によって表現される、前記テスト構造（５）を前記照明光（１）で照明するための最初の照明角度分布
を特定するステップであって、前記最初の瞳領域（１９）の面積は、前記瞳（２２、２４）の全瞳面積の１０％未満であるステップ、
－ 前記テスト構造（５）を、前記特定された最初の照明角度分布で、前記物体面（４）に対して前記テスト構造（５）の異なる距離位置（ｚ）で照明するステップ、
－ 前記テスト構造（５）の最初の測定された空間像
を決定するために、空間分解の検出装置（２５）を用いて前記光学系の像面（２６）における前記照明光（１）の強度を測定するステップであって、各距離位置（ｚ）で前記テスト構造（５）を結像するとき、前記照明光は、前記光学系によって導かれているステップ、
－ 隣接する完全に照明されたさらなる瞳領域（１９）によって表現される、前記テスト構造（５）を前記照明光（１）で照明するためのさらなる照明角度分布
を特定するステップであって、前記さらなる瞳領域（１９）の面積は、前記瞳（２２、２４）の全瞳面積の１０％未満であり、前記さらなる瞳領域（１９）は、前記最初の瞳領域（１９）に重複していないステップ、
－ 前記テスト構造（５）を、前記特定されたさらなる照明角度分布
で、前記物体面（４）に対して前記テスト構造（５）の異なる距離位置（ｚ）で照明するステップ、
－ 前記テスト構造（５）のさらに測定された空間像
を決定するために、前記空間分解の検出装置（２５）を用いて前記光学系の前記像面（２６）における前記照明光（１）の強度を測定するステップであって、各距離位置（ｚ）で前記テスト構造（５）を結像するとき、前記照明光は、前記光学系によって導かれているステップ、
－ 前記測定された空間像の比較から前記光学系の結像寄与を決定するステップ、
－ 前記測定された結像寄与から少なくとも１つの結像品質パラメータを決定するステップ、および／または、
－ 前記測定された結像寄与から前記テスト構造（５）の複素数値回折スペクトルを決定するステップ、
を含む方法。
［当初請求項２］
前記瞳（２２、２４）は、少なくともほぼ円形または楕円形の端を有し、それぞれの前記照明角度分布を表現する前記瞳領域（１９）は、前記瞳（２２、２４）の半径の３０％以下である半径を有する円形または楕円形の領域によって少なくとも近似可能である、当初請求項１に記載の方法。
［当初請求項３］
「さらなる照明角度分布を特定する」ステップ、「前記テスト構造を前記特定されたさらなる照明角度分布で照明する」ステップおよび「強度を測定する」ステップは、少なくとも１回繰り返される、当初請求項１または２に記載の方法。
［当初請求項４］
測定されたスペクトル（Ｓ）は、前記強度を測定するステップの範囲内で測定され、前記光学系を通して導かれる前記周期的テスト構造（５）の回折スペクトル（Ｍ）として測定される、当初請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
［当初請求項５］
前記瞳（２２、２４）における前記テスト構造の回折スペクトル（Ｍ）の純粋な変位は、さまざまな前記照明角度分布
で前記結像寄与を決定するステップに含まれる、当初請求項４に記載の方法。
［当初請求項６］
前記周期的テスト構造（５）の前記回折スペクトル（Ｍ）および前記光学系の伝達関数（Ｔ）の両方は、前記測定されたスペクトル（Ｓ）に含まれ、前記結像寄与を決定するステップは、前記伝達関数（Ｔ）が、それぞれ特定された前記照明角度分布
内で各照明方向に対して一定であるという仮定を含む、当初請求項４または５に記載の方法。
［当初請求項７］
前記測定されたスペクトル（Ｓ）の再構成は、前記結像寄与を決定するステップに含まれる、当初請求項４～６のいずれか１項に記載の方法。
［当初請求項８］
測定された空間像
と、再構成される前記測定されたスペクトル（Ｓ）に依存する空間像
と、の差は、前記測定されたスペクトル（Ｓ）の前記再構成の間最小化される、当初請求項７に記載の方法。
［当初請求項９］
前記光学系の伝達関数（Ｔ）は、前記結像寄与を決定するとき、振幅および位相が再構成される、当初請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
［当初請求項１０］
前記さらなる瞳領域（１９）の中心は、前記テスト構造（５）の回折スペクトル（１８）の正確に１つの回折次数によって、前記最初の瞳領域（１９）の中心から離れている、当初請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
［当初請求項１１］
前記瞳領域（１９）の１つは、前記瞳（２２、２４）の中心に位置する、当初請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法。
［当初請求項１２］
それぞれの前記照明角度分布
は、絞りを前記光学系の前の照明ビーム経路（１２）に位置決めすることによって特定されることを特徴とする、当初請求項１～１１のいずれか１項に記載の方法。
［当初請求項１３］
当初請求項１～１２のいずれか１項に記載の方法を実行するための計測システム（２）であって、
－ 前記テスト構造（５）のためのホルダ（１４）を有し、
－ 前記ホルダ（１４）により特定された物体面（４）に照明光（１）を導くための照明光学装置（９）を有し、
－ 前記照明角度分布
を特定するための特定装置（１０）を有し、
－ その結像品質に関して調べられる前記光学系（１７）を有し、
－ 前記像面（２６）における前記照明光（１）の前記強度を測定するための空間分解の検出装置（２５）を有し、
－ 前記特定装置（１０）は、駆動される方法で変位可能で、前記物体面（４）の前の照明光ビーム経路（１２）に位置する絞りとして実施される、
計測システム（２）。
［当初請求項１４］
前記照明光（１）のための光源（８）を特徴とする、当初請求項１３に記載の計測システム。
［当初請求項１］
光学系の測定される瞳（２２、２４）内で照明光（１）によって照明されるときの前記光学系の結像品質を決定するための、および／または、テスト構造の位相効果を適切化するための方法であって、前記方法は、
－ 少なくとも１つの次元（ｘ；ｘ，ｙ）で周期的であるテスト構造（５）を前記光学系の物体面（４）に配置するステップ、
－ 隣接する完全に照明された最初の瞳領域（１９）によって表現される、前記テスト構造（５）を前記照明光（１）で照明するための最初の照明角度分布
－ 前記テスト構造（５）を、前記特定された最初の照明角度分布で、前記物体面（４）に対して前記テスト構造（５）の異なる距離位置（ｚ）で照明するステップ、
－ 前記テスト構造（５）の最初の測定された空間像
－ 隣接する完全に照明されたさらなる瞳領域（１９）によって表現される、前記テスト構造（５）を前記照明光（１）で照明するためのさらなる照明角度分布
－ 前記テスト構造（５）を、前記特定されたさらなる照明角度分布
－ 前記テスト構造（５）のさらに測定された空間像
－ 前記測定された空間像の比較から前記光学系の結像寄与を決定するステップ、
－ 前記測定された結像寄与から少なくとも１つの結像品質パラメータを決定するステップ、および／または、
－ 前記測定された結像寄与から前記テスト構造（５）の複素数値回折スペクトルを決定するステップ、
を含む方法。
［当初請求項２］
前記瞳（２２、２４）は、少なくともほぼ円形または楕円形の端を有し、それぞれの前記照明角度分布を表現する前記瞳領域（１９）は、前記瞳（２２、２４）の半径の３０％以下である半径を有する円形または楕円形の領域によって少なくとも近似可能である、当初請求項１に記載の方法。
［当初請求項３］
「さらなる照明角度分布を特定する」ステップ、「前記テスト構造を前記特定されたさらなる照明角度分布で照明する」ステップおよび「強度を測定する」ステップは、少なくとも１回繰り返される、当初請求項１または２に記載の方法。
［当初請求項４］
測定されたスペクトル（Ｓ）は、前記強度を測定するステップの範囲内で測定され、前記光学系を通して導かれる前記周期的テスト構造（５）の回折スペクトル（Ｍ）として測定される、当初請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
［当初請求項５］
前記瞳（２２、２４）における前記テスト構造の回折スペクトル（Ｍ）の純粋な変位は、さまざまな前記照明角度分布
［当初請求項６］
前記周期的テスト構造（５）の前記回折スペクトル（Ｍ）および前記光学系の伝達関数（Ｔ）の両方は、前記測定されたスペクトル（Ｓ）に含まれ、前記結像寄与を決定するステップは、前記伝達関数（Ｔ）が、それぞれ特定された前記照明角度分布
［当初請求項７］
前記測定されたスペクトル（Ｓ）の再構成は、前記結像寄与を決定するステップに含まれる、当初請求項４～６のいずれか１項に記載の方法。
［当初請求項８］
測定された空間像
［当初請求項９］
前記光学系の伝達関数（Ｔ）は、前記結像寄与を決定するとき、振幅および位相が再構成される、当初請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
［当初請求項１０］
前記さらなる瞳領域（１９）の中心は、前記テスト構造（５）の回折スペクトル（１８）の正確に１つの回折次数によって、前記最初の瞳領域（１９）の中心から離れている、当初請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
［当初請求項１１］
前記瞳領域（１９）の１つは、前記瞳（２２、２４）の中心に位置する、当初請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法。
［当初請求項１２］
それぞれの前記照明角度分布
［当初請求項１３］
当初請求項１～１２のいずれか１項に記載の方法を実行するための計測システム（２）であって、
－ 前記テスト構造（５）のためのホルダ（１４）を有し、
－ 前記ホルダ（１４）により特定された物体面（４）に照明光（１）を導くための照明光学装置（９）を有し、
－ 前記照明角度分布
－ その結像品質に関して調べられる前記光学系（１７）を有し、
－ 前記像面（２６）における前記照明光（１）の前記強度を測定するための空間分解の検出装置（２５）を有し、
－ 前記特定装置（１０）は、駆動される方法で変位可能で、前記物体面（４）の前の照明光ビーム経路（１２）に位置する絞りとして実施される、
計測システム（２）。
［当初請求項１４］
前記照明光（１）のための光源（８）を特徴とする、当初請求項１３に記載の計測システム。
【手続補正15】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学系の測定される瞳（２２、２４）内で照明光（１）によって照明されるときの前記光学系の結像品質を決定するための、および／または、テスト構造の位相効果を適切化するための方法であって、前記方法は、
－ 少なくとも１つの次元（ｘ；ｘ，ｙ）で周期的であるテスト構造（５）を前記光学系の物体面（４）に配置するステップ、
－ 隣接する完全に照明された最初の瞳領域（１９）によって表現される、前記テスト構造（５）を前記照明光（１）で照明するための最初の照明角度分布
を特定するステップであって、前記最初の瞳領域（１９）の面積は、前記瞳（２２、２４）の全瞳面積の１０％未満であるステップ、
－ 前記テスト構造（５）を、前記特定された最初の照明角度分布で、前記物体面（４）に対して前記テスト構造（５）の異なる距離位置（ｚ）で照明するステップ、
－ 前記テスト構造（５）の最初の測定された空間像
を決定するために、空間分解の検出装置（２５）を用いて前記光学系の像面（２６）における前記照明光（１）の強度を測定するステップであって、各距離位置（ｚ）で前記テスト構造（５）を結像するとき、前記照明光は、前記光学系によって導かれているステップ、
－ 隣接する完全に照明されたさらなる瞳領域（１９）によって表現される、前記テスト構造（５）を前記照明光（１）で照明するためのさらなる照明角度分布
を特定するステップであって、前記さらなる瞳領域（１９）の面積は、前記瞳（２２、２４）の全瞳面積の１０％未満であり、前記さらなる瞳領域（１９）は、前記最初の瞳領域（１９）に重複していないステップ、
－ 前記テスト構造（５）を、前記特定されたさらなる照明角度分布
で、前記物体面（４）に対して前記テスト構造（５）の異なる距離位置（ｚ）で照明するステップ、
－ 前記テスト構造（５）のさらに測定された空間像
を決定するために、前記空間分解の検出装置（２５）を用いて前記光学系の前記像面（２６）における前記照明光（１）の強度を測定するステップであって、各距離位置（ｚ）で前記テスト構造（５）を結像するとき、前記照明光は、前記光学系によって導かれているステップ、
－ 前記測定された空間像の比較から前記光学系の結像寄与を決定するステップ、
－ 前記測定された結像寄与から少なくとも１つの結像品質パラメータを決定するステップ、および／または、
－ 前記測定された結像寄与から前記テスト構造（５）の複素数値回折スペクトルを決定するステップ、
を含む方法。
－ 少なくとも１つの次元（ｘ；ｘ，ｙ）で周期的であるテスト構造（５）を前記光学系の物体面（４）に配置するステップ、
－ 隣接する完全に照明された最初の瞳領域（１９）によって表現される、前記テスト構造（５）を前記照明光（１）で照明するための最初の照明角度分布
【数1】
－ 前記テスト構造（５）を、前記特定された最初の照明角度分布で、前記物体面（４）に対して前記テスト構造（５）の異なる距離位置（ｚ）で照明するステップ、
－ 前記テスト構造（５）の最初の測定された空間像
【数2】
－ 隣接する完全に照明されたさらなる瞳領域（１９）によって表現される、前記テスト構造（５）を前記照明光（１）で照明するためのさらなる照明角度分布
【数3】
－ 前記テスト構造（５）を、前記特定されたさらなる照明角度分布
【数4】
－ 前記テスト構造（５）のさらに測定された空間像
【数5】
－ 前記測定された空間像の比較から前記光学系の結像寄与を決定するステップ、
－ 前記測定された結像寄与から少なくとも１つの結像品質パラメータを決定するステップ、および／または、
－ 前記測定された結像寄与から前記テスト構造（５）の複素数値回折スペクトルを決定するステップ、
を含む方法。
【請求項2】
前記瞳（２２、２４）は、少なくともほぼ円形または楕円形の端を有し、それぞれの前記照明角度分布を表現する前記瞳領域（１９）は、前記瞳（２２、２４）の半径の３０％以下である半径を有する円形または楕円形の領域によって少なくとも近似可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
「さらなる照明角度分布を特定する」ステップ、「前記テスト構造を前記特定されたさらなる照明角度分布で照明する」ステップおよび「強度を測定する」ステップは、少なくとも１回繰り返される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
測定されたスペクトル（Ｓ）は、前記強度を測定するステップの範囲内で測定され、前記光学系を通して導かれる前記周期的テスト構造（５）の回折スペクトル（Ｍ）として測定される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項5】
前記瞳（２２、２４）における前記テスト構造の回折スペクトル（Ｍ）の純粋な変位は、さまざまな前記照明角度分布
で前記結像寄与を決定するステップに含まれる、請求項４に記載の方法。
【数6】
【請求項6】
前記周期的テスト構造（５）の前記回折スペクトル（Ｍ）および前記光学系の伝達関数（Ｔ）の両方は、前記測定されたスペクトル（Ｓ）に含まれ、前記結像寄与を決定するステップは、前記伝達関数（Ｔ）が、それぞれ特定された前記照明角度分布
内で各照明方向に対して一定であるという仮定を含む、請求項４に記載の方法。
【数7】
【請求項7】
前記測定されたスペクトル（Ｓ）の再構成は、前記結像寄与を決定するステップに含まれる、請求項４に記載の方法。
【請求項8】
測定された空間像
と、再構成される前記測定されたスペクトル（Ｓ）に依存する空間像
と、の差は、前記測定されたスペクトル（Ｓ）の前記再構成の間最小化される、請求項７に記載の方法。
【数8】
【数9】
【請求項9】
前記光学系の伝達関数（Ｔ）は、前記結像寄与を決定するとき、振幅および位相が再構成される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項10】
前記さらなる瞳領域（１９）の中心は、前記テスト構造（５）の回折スペクトル（１８）の正確に１つの回折次数によって、前記最初の瞳領域（１９）の中心から離れている、請求項１または２に記載の方法。
【請求項11】
前記瞳領域（１９）の１つは、前記瞳（２２、２４）の中心に位置する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項12】
それぞれの前記照明角度分布
は、絞りを前記光学系の前の照明ビーム経路（１２）に位置決めすることによって特定されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【数10】
【請求項13】
請求項１または２に記載の方法を実行するための計測システム（２）であって、
－ 前記テスト構造（５）のためのホルダ（１４）を有し、
－ 前記ホルダ（１４）により特定された物体面（４）に照明光（１）を導くための照明光学装置（９）を有し、
－ 前記照明角度分布
を特定するための特定装置（１０）を有し、
－ その結像品質に関して調べられる前記光学系（１７）を有し、
－ 前記像面（２６）における前記照明光（１）の前記強度を測定するための空間分解の検出装置（２５）を有し、
－ 前記特定装置（１０）は、駆動される方法で変位可能で、前記物体面（４）の前の照明光ビーム経路（１２）に位置する絞りとして実施される、
計測システム（２）。
－ 前記テスト構造（５）のためのホルダ（１４）を有し、
－ 前記ホルダ（１４）により特定された物体面（４）に照明光（１）を導くための照明光学装置（９）を有し、
－ 前記照明角度分布
【数11】
－ その結像品質に関して調べられる前記光学系（１７）を有し、
－ 前記像面（２６）における前記照明光（１）の前記強度を測定するための空間分解の検出装置（２５）を有し、
－ 前記特定装置（１０）は、駆動される方法で変位可能で、前記物体面（４）の前の照明光ビーム経路（１２）に位置する絞りとして実施される、
計測システム（２）。
【請求項14】
前記照明光（１）のための光源（８）を特徴とする、請求項１３に記載の計測システム。
【外国語明細書】