CN116097175A - 用于计算与部件相关联的空间图的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于计算与部件相关联的空间图的方法，该空间图指示部件中的热膨胀参数的空间变化，该方法包括：提供或确定作为时间的函数的部件中的温度分布；使用所提供的或所确定的部件中的温度分布以及与部件直接或间接相互作用的辐射束的光学测量来计算与部件相关联的空间图，该光学测量与所提供的或所确定的部件中的温度分布时间同步。

Description

用于计算与部件相关联的空间图的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年7月17日提交的EP申请20186351.1的优先权，并且其整体通过引用而并入本文。

技术领域

本发明涉及用于计算与部件(例如，光刻设备中的部件)相关联的空间图的方法和设备。更具体地，该方法涉及例如在光刻设备中对导致热致像差或对准误差的部件加热进行建模。

背景技术

光刻设备是被构造为将期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如在图案形成装置(例如，掩模)处将图案投射到被设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

为了在衬底上投射图案，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长决定了可以在衬底上形成的特征的最小尺寸。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备相比，使用波长在4-20nm范围内，例如6.7nm或13.5nm的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成更小的特征。

用于将图案从图案形成装置成像到衬底上的投射系统将在投射图像的波前中引起一些像差。

在将图案投射到衬底上期间，投射系统将变热，并且这将导致投射系统的成像特性漂移。在EUV光刻中，这种现象被称为反射镜加热。

尽管投射系统中的反射镜针对EUV辐射透射而被优化，但是EUV能量的大部分(也是带外)在反射镜中被吸收并且被转变成热能。这种加热在反射镜的材料中引起热应力，导致光学表面的变形。这些变形最终引起投射系统中的像差，从而引起成像误差。此外，直接或间接的加热可以在其它部件的材料中引起热应力，诸如透镜、衬底夹具、图案形成装置(即，掩模版或掩模)或图案形成装置夹具。

本发明的一个目的是提供一种用于计算与部件(例如，光刻设备中的诸如反射镜的部件)相关联的空间图的方法。空间图用于预测和建模像差和/或对准误差，这消除或减轻了与现有技术相关联的一个或多个问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于计算与部件相关联的空间图的方法，空间图指示该部件中的热膨胀参数的空间变化，方法包括：提供或确定作为时间的函数的部件中的温度分布；使用所提供或所确定的部件中的温度分布和与部件间接或直接相互作用的辐射束的光学测量来计算与部件相关联的空间图，光学测量与所提供或所确定的部件中的温度分布时间同步。

这可以具有提高部件的加热模型的准确度的优点。可以改善包括具有加热模型的部件的真实系统的光学性能的匹配。建模数据和测量数据之间的匹配可能相对较好。空间图的计算可以被认为是空间图的校准。

部件可以是光刻设备的部件。

方法还可以包括数学优化在空间图中指示的热膨胀参数的空间变化。

数学优化可以包括线性优化。

数学优化可以包括加权优化或约束优化。

加权优化可以包括最小二乘优化或正则化优化，而约束优化可以包括使用线性程序或二次程序。

数学优化可以包括使用热膨胀关系的系数中的至少一个系数，诸如多项式系数或其它基函数系数。

空间图可以是过零温度空间图，过零温度空间图可以指示部件中的过零温度的空间变化。

光学测量可以是波前像差测量和/或对准测量。

方法还可以包括模拟波前像差并且使所模拟的波前像差与波前像差测量相等。

方法还可以包括在光刻设备的操作期间重新计算空间图。

方法还可以包括在光刻设备的操作期间监视空间图中随时间的漂移。

方法还可以包括使用所计算出的空间图来预测与部件相关联的热致像差和/或对准误差。

方法还可以包括使用所计算出的空间图来计算与光刻设备中的部件相关联的热致像差和/或对准误差，该所计算出的空间图基于在同一光刻设备上进行的测量而计算。

方法还可以包括对所预测的热致像差和/或对准误差进行校正。

对所预测的热致像差和/或对准误差的校正可以包括以下各项中的至少一项：移动至少一个光学元件或透镜，辐射源和源掩模优化，以及控制加热器、冷却器或可变形操纵器。

确定部件中的温度分布可以包括测量部件中的温度分布或使用热模型计算部件中的温度分布。

方法可以还包括使用部件的热测量来校准部件的热模型。

部件中的温度分布可以包括部件的完整3D热状态。

空间图可以是2D或3D空间图。

部件可以包括以下各项中的至少一项：光学元件、反射镜、投射系统反射镜、照射系统反射镜、透镜、投射系统透镜、照射系统透镜、图案形成装置、图案形成装置夹具、衬底夹具和衬底台。

方法还可以包括计算与多个分量相关联的空间图。

根据本发明的第二方面，提供了一种光刻设备，该光刻设备被布置为将图案从图案形成装置投射到衬底上，其中光刻设备被配置为通过以下步骤来计算与光刻设备中的部件相关联的空间图，空间图指示部件中的热膨胀参数的空间变化：提供或确定作为时间的函数的部件中的温度分布；使用所提供或所确定的部件中的温度分布和与部件间接或直接相互作用的辐射束的光学测量来计算部件的空间图，光学测量与所提供或所确定的部件中的温度分布时间同步。

光刻设备可以被配置为预测和/或校正与光刻设备中的部件相关联的热致像差和/或对准误差。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括计算机可读指令的计算机程序，该计算机可读指令被配置为使处理器执行如上所述的方法。

根据本发明的第四方面，提供了一种承载如上所述的计算机程序的计算机可读介质。

根据本发明的第五方面，提供了一种计算机设备，包括：存储器，其存储处理器可读指令；以及处理器，其被布置为读取和执行被存储在存储器中的指令；其中所述处理器可读指令包括被布置为控制计算机执行上述方法的指令。

附图说明

现在将参照所附示意图仅通过示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

-图1描绘了包括光刻设备和辐射源的光刻系统；

-图2描绘了根据本发明的一个实施例的包括空间图的计算的投射系统反射镜加热模型的示意图。

-图3描绘了根据本发明的一个实施例的计算和使用过零温度空图的流程图。

具体实施方式

图1示出了包括辐射源SO和光刻设备LA的光刻系统。辐射源SO被配置为产生EUV辐射束B并且将EUV辐射束B供应到光刻设备LA。光刻设备LA包括照射系统IL、被配置为支撑图案形成装置MA(例如，掩模)的支撑结构MT、投射系统PS和被配置为支撑衬底W的衬底台WT。

照射系统IL被配置为在EUV辐射束B入射到图案形成装置MA上之前调节EUV辐射束B。此外，照射系统IL可以包括多面场镜装置10和多面光瞳镜装置11。多面场镜装置10和多面光瞳镜装置11一起提供具有期望截面形状和期望强度分布的EUV辐射束B。照射系统IL可以包括除了多面场镜装置10和多面光瞳镜装置11之外或代替多面场镜装置10和多面光瞳镜装置11的其它反射镜或装置。

在如此调节之后，EUV辐射束B与图案形成装置MA相互作用。作为这种相互作用的结果，产生了图案化的EUV辐射束B'。投射系统PS被配置为将图案化的EUV辐射束B'投射到衬底W上。为此，投射系统PS可以包括多个反射镜13、14，其被配置为将图案化的EUV辐射束B'投射到由衬底台WT保持的衬底W上。投射系统PS可以向图案化的EUV辐射束B'施加缩减因子，因此形成具有比图案形成装置MA上的对应特征更小的特征的图像。例如，可以施加4或8的缩减因子。尽管在图1中投射系统PS被示为仅具有两个反射镜13、14，但是投射系统PS可以包括不同数目的反射镜(例如，六个或八个反射镜)。

衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下，光刻设备LA将由图案化EUV辐射束B'形成的图像与先前在衬底W上形成的图案对准。

可以在辐射源SO、照射系统IL和/或投射系统PS中提供相对真空，即，压力远低于大气压的少量气体(例如，氢气)。

辐射源SO可以是激光产生的等离子体(LPP)源、放电产生的等离子体(DPP)源、自由电子激光器(FEL)或能够产生EUV辐射的任何其它辐射源。

光学表面变形可以发生在EUV光刻设备LA的投射系统PS中的反射镜中。更一般地，表面变形可以发生在EUV光刻设备LA中的部件中。应当理解，尽管以下描述一般涉及EUV光刻设备LA中的投射系统PS中的一个或多个反射镜，但是所描述的方法也可以应用于EUV光刻设备LA中的其他部件以及其他光刻设备(诸如，DUV光刻设备)中的其他部件。例如，部件可以是光学元件、反射镜、投射系统反射镜、照射系统反射镜、透镜、投射系统透镜、照射系统透镜、图案形成装置、图案形成装置夹具、衬底夹具和衬底台。

为了减少在投射系统PS中引起像差的变形，可以使用超低膨胀(ULE)材料来优化反射镜材料以用于最小化变形。该材料表现出与温度相关的二次膨胀关系，其在其设计温度附近具有几乎为零的膨胀特性，被称为过零温度(Tzc或ZCT)。反射镜顶侧(辐射束B'入射到其上的一侧)应被保持为尽可能地接近该Tzc以最小化变形。由于更强烈的热负载(更高的功率、更极端的照射轮廓)，不可能在该最佳点(sweet spot)周围保持完整的镜面。反射镜材料可以由具有相对低或非常低的热膨胀系数(CTE)的其它材料制成(例如ZERODUR或堇青石)。

光学表面变形对局部(通常非均匀)辐照度(热负载)和(局部)过零温度(Tzc)非常敏感。均匀的辐照度在材料的表面上提供均匀的温度，这导致光学表面的良好可校正的弯曲(即，材料中的应变)。另一方面，不均匀的辐照度提供温度相对升高的隔离区域，这导致光学表面的主要不可校正的变形(即，材料中的应变)。

可以示出针对过零温度Tzc(ZCT)的非线性热膨胀曲线。对于每条曲线，在Tzc处可以有一个波谷，并且因此，曲线可以在Tzc周围相对平缓。这意味着在Tzc处或附近存在相对小的热膨胀。

一个示例Tzc的变形可以大于另一示例Tzc的变形。因此，变形对特定的Tzc非常敏感。

制造公差对Tzc的空间变化有很大影响。为了获得低“斜率”(曲线中的二次项)，针对ULE材料的生产过程需要在长时间段(数周)内保持稳定。这可能导致平均Tzc的制造公差。

可以测量Tzc的空间变化，例如，在掩模版(图案形成装置MA)上测量。单位为℃(或开尔文)的温度可能会发生变化。掩模版中可能存在通常几个开尔文的空间变化。在一些光刻设备LA的一些投射系统PS中，一些反射镜可以具有特定的变化，而其它反射镜可以具有不同的变化。Tzc的空间变化可以通过测量材料的线性热膨胀系数(CTE)(例如，通过使用超声波)来计算。

该非均匀Tzc对投射系统PS的性能的影响很大。这可以通过比较用于均匀Tzc和非均匀Tzc的光学密钥性能指示符来示出。在过去，将实际投射系统PS的光学性能与反射镜加热模型相匹配的努力没有提供相对好的结果。

图2描绘了用于EUV光刻设备LA的投射系统PS的反射镜加热模型(MHM)的示意图。更具体地，热效应对波前误差(WFE)的影响从三个子模型顺序地建立。这三个模型分别是热动态子模型(TD1)、热弹性映射子模型(TE1)和向像差映射子模型(AM1)。热弹性映射子模型(TE1)包括空间图(Tzc)。向像差映射子模型(AM1)可以包括光线追踪。

投射系统PS可以具有六个反射镜(M1-M6)。因此，反射镜加热模型MHM具有用于每个反射镜M1-M6的子模型(即，TD1-TD6、TE1-TE6和AM1-AM6)。为了清楚起见，图2仅示出了子模型TD1、TE1、AM1和AM6，但是应当理解，对于所有反射镜M1-M6都有对应的子模型。对于反射镜M1，将参考子模型TD1、TE1和AM1，但是应当理解，所描述的特征将同样适用于其它反射镜M2-M6的子模型。应当理解，在其它实施例中，可以有多于或少于6个反射镜(或更一般地，部件)，并且因此，可以有多于或少于对应数目的子模型。在一些实施例中，在反射镜加热模型(MHM)中可以使用单个部件。

如将要描述的，基于光学测量(波前像差测量)和热测量(例如，反射镜温度、预热功率和EUV辐射束功率)计算(或更具体地校准)来自(白盒)子模型TE1的Tzc空间图。Tzc空间图指示部件中过零温度的空间变化。在其他实施例中，空间图可以更一般地被认为是指示部件中热膨胀参数的空间变化的空间图，而不是具体地为过零温度。在其它实施例中，光学测量可以是例如对准测量。在实施例中，反射镜加热模型(MHM)可以用于以与预测热致像差类似的方式预测热致对准误差。对准可以是平面内的或平面外的。

过零温度(Tzc)的标识以顺序的方式执行。可以使用温度传感器追踪和来自反射镜预热系统的激光功率来计算(校准)每个反射镜的热机械性能。反射镜预热系统的目的是保持反射镜上的热负载恒定，并且因此保持温度恒定。这可以是EUV辐射束不入射在反射镜上的情况或者EUV辐射在反射镜上的情况，因为EUV辐射可能不均匀地分布在反射镜上(由于照射模式)。反射镜预热系统可以包括IR辐射束。反射镜M1的热测量可以用于热模型TD1的校准。热测量可以来自热传感器。热测量可以包括热吸收、传导、对流或辐射。

热模型可以包括第一原理模型、有限元模型或经验模型。在步骤1中，优化部件的温度T。

进入子模型TD1的输入包括反射镜预加热系统的功率(P_MPH)、EUV辐射束的功率(P_EUV)和传感器的温度(T_sens)。因此，对于热动态标识(单个反射镜)而言，使用P_MPH、P_EUV和T_sens找到T₁(t)(或更一般地T_i(t))。传感器可以位于反射镜M1的表面之上或之下。这些输入对于投射系统PS的应用是特定的，但是应当理解，对于其它部件，不同的输入可以用于热子模型TD1。

热标识结果可以在图示中示出。图示可以示出用于校准热子模型TD1-TD6的数据。在子模型TD1-TD6中来自实际系统的可测量量(激光功率和传感器温度)与测量数据相匹配。

图示可以示出反射镜预热(MPH)功率[W]随时间[s]的变化和/或可以示出由温度传感器测量的温度[℃]随时间[s]的变化。

对于一些时间，EUV辐射束可以是关闭的(即，处于“冷状态”)。在一段时间之后，EUV辐射束可以打开(即，处于“热状态”)。

一旦子模型TD1被校准或标称结果足够精确，则可以例如在瞬态模拟中确定作为时间T(t)的函数的每个反射镜的全状态热足迹。热足迹可以是3D热状态，即，在给定时刻反射镜中每个位置处的温度。换句话说，它是作为时间函数的一个或多个反射镜内的3D温度分布。更一般地，使用子模型TD1计算作为时间函数的反射镜(部件)中的温度分布。对于反射镜1(M1)，全状态热足迹是T₁(t)。

在子模型TD1中模拟的热状态与在同一时间戳处的测量波前误差一起用作用于Tzc标识的输入。即，全状态热足迹T₁(t)和来自同一时间的波前测量的所测量的波前误差被输入到子模型TE1中。波前测量可以通过光学测量装置来测量。即，测量波前像差(不测量波前本身)。

热膨胀子模型TE1的表达式可以是L(T₁(t)，T_zc，i(p))，其中L指示非线性函数，T₁(t)是作为时间函数的反射镜M1的热足迹，T_zc，i(p)是热弹性映射。

热弹性关系可以被表示为：K_Tε_T+Kx_U＝f＝0，无外力。其中ε_T是热应变，K是机械刚度矩阵，x_U是机械状态向量(表示变形)。

对于线性膨胀：热应变ε_T＝αT，其中α是材料的膨胀系数，并且T是反射镜的全温度状态。

对于ULE材料，非线性膨胀：ε_T＝α(T)T＝1/2α_i(T+2(T_amb-T_zc))·T，其中T_amb是环境温度，并且T_zc是过零温度。

机械变形可以使用以下等式来表示：

重新排布K_Tε_T+Kx_U＝0，给出x_U＝-K^-1K_Tε_T。

u_top＝Px_U＝-PK^-1K_Tε_T，其中u_top是反射镜的顶面变形，P是选择矩阵。

然后，替换ε_T给出u_top＝-PK^-1K_T1/2α_i(T+2(T_amb-T_zc))·T，其中{-PK-1K_T 1/2α_i(T+2(T_amb-T_zc))·T}可以被表示为非线性函数L(T₁(t)，T_zc，i(p))。

扩展开给出：u_top＝-PK^-1KTα_i(1/2T·T+T_ambT)+PK^-1K_Tα_iTT_zc。因此，它在Tzc中是线性的。

来自子模型TE1的输出是反射镜顶面(u_1，top)变形的指示。顶表面是EUV辐射束被反射的表面。来自用于每个反射镜M1-M6的子模型TE1-TE6中的每个子模型的输出(u_1，top-u_6，top)被输入到子模型AM1-AM6中。

子模型AM1-AM6模拟辐射束射线追踪，并且针对每个反射镜M1-M6的结果被组合(求和)以提供所有反射镜M1-M6随时间的波前误差(WFE(t))。即，模拟波前，并且从模拟的波前像差获得波前误差WFE(t)。将会理解，在其它实施例中，可以为多于或少于6个反射镜计算波前误差WFE(t)。例如，波前误差WFE(t)(或更一般地，光学测量误差)可以在用于单个反射镜(或更一般地，单个部件)的加热模型中被计算。

波前误差(WFE)指示每个反射镜i(例如，M1-6)的变形/温度。波前误差(WFE)可以被表示为：WFE(t)＝∑_i ^mirrorsM_iu_i，top＝∑_i ^mirrorsM_iL_i(T_i(t)，T_i，zc(p))·T_i(t)，其中M_i是反射镜(例如，M1-M6)，T_i是温度场，并且对所有反射镜M_i进行求和。

由于所有反射镜的全热状态是已知的(在步骤1中被计算出)，所以模型中的子系统可以被重写，并且波前误差(WFE)可以被表示为过零温度的线性函数，其可以是空间分布的。

通过使该模拟WFE等于测量的像差，建立标识问题：WFE＝A(T)Tzc+b₀(T)。

重新排布给出：A(T)Tzc＝WFE-b₀(T)。这是最小二乘问题，并且因此，可以用类似最小二乘的技术来优化Tzc。这可以针对用于每个反射镜M1-M6的空间分布的2D或3D Tzc图来进行。3D空间Tzc图更逼真，因此更精确。

Tzc空间图被用作数学优化中的一组优化变量。即，过零温度的空间变化被用作数学优化中的优化变量。方法包括数学优化在空间图中指示的过零温度的空间变化。在这种情况下，优化变量是线性优化变量。即，数学优化包括线性优化。数学优化是加权优化，更具体地，是最小二乘优化。数学优化包括加权优化(或者在其他示例中，约束优化)。

使用在子模型TD1中计算的反射镜M1-M6的计算热足迹和已经与反射镜M1-M6相互作用的EUV辐射束B'的波前测量来计算(校准)空间图。光学测量与反射镜M1-M6的所计算的热足迹是时间同步的。将会理解，六个反射镜(M1-M6)仅仅是一个示例，并且可以使用其它数目的反射镜，例如，八个反射镜(M1-M8)。

在实施例中，EUV辐射束也可以是图案形成装置夹具、衬底夹具和衬底台间接加热(和变形)的主要原因。例如，EUV辐射束可以入射到图案形成装置MA上，并且由于图案形成装置(直接)受热，图案形成装置夹具也可以(间接)受热。在实施例中，更一般地，可以相对于与反射镜M1-M6相互作用的任何辐射束进行波前测量。可以对已经加热反射镜并且引起变形的辐射束(即，已经从加热后的反射镜反射的辐射束)进行测量，或者可以对还没有引起变形的单独的辐射束(或者至少不是变形的主要情况)进行测量。例如，已经与部件相互作用并且已经被测量用于被输入到MHM中的辐射束可以仅用于测量反射镜(部件)的表面变形。反射镜的加热可以以任何方式(例如，任何受控方式)进行。被测量的同一辐射光束或另一单独的光束(如IR)，或任何其它机构可以被用于温度控制反射镜。温度控制可以包括加热或冷却，例如为了冷却，可以在部件的衬底中使用水通道。

一旦计算了空间图，则可以结合子模型TD1和子模型AM1使用子模型TE1，以提供模拟波前，而不需要由光学测量装置来测量实际的波前测量。

将会理解，尽管这里描述了最小二乘优化，但是可以使用其它数学优化技术来确定Tzc，并且因此确定Tzc空间图。

例如，对于一般多项式情况ε_T＝α(T)T＝(c_nTⁿ+c^n-1T^n-1+...+c₁T+c₀)·T，其中Tⁿ＝T····T。对于ULE材料，发现Tzc：n＝1，c₁是固定的，c₀表示Tzc。T是(作为时间和位置的函数的)反射镜的温度，并且c_n是拟合材料的热膨胀行为的回归多项式的系数。

因此，数学优化可以包括热膨胀关系的系数中的至少一个系数，诸如多项式系数或其它基函数系数。

例如，数学优化可以包括加权优化或约束优化。加权优化可以包括正则化优化。约束优化可以包括线性程序或二次程序。

包括Tzc空间图的反射镜加热模型MHM的光学性能可以与来自波前测量的测量数据相匹配。

对于不同的Zernikes(即Z₅至Z₂₅)，可以示出随时间(t)的波前误差WFE(nm)。例如，热致像差可以被表示为一组Zernikes。例如，Zernike系数Z₅至Z₂₅可以用于表示像差。在其他示例中，可以使用其他范围的Zernike系数。例如，可以使用从Z₅直到Z₆₄，直到Z₇₇或直到Z₁₀₀的Zernike系数。

可以在光学测量装置中的三个不同位置处进行测量。

可以看出，使用分段Tzc图的光学性能预测提供了与测量的光学性能数据的相对良好的匹配，尤其是对于0.05nm以上的(相关的)Zernike水平。即，模型数据与测量数据相对较好地对应。因此，通过允许Tzc图中的空间变化，发现了模型和测量之间的良好匹配。

残余失配可能由热失配引起，这可以通过热模型TD1的进一步校准来改进。

已经认识到，包括基于实际分布的(空间)非均匀Tzc图显示了模型性能范围，该模型性能范围也可以在各种投射系统PS的测量中找到。因此，在模型中包括正确的Tzc图提供了更精确的结果。

可以创建针对由优化表征的反射镜M1-M6的计算的Tzc空间图。Tzc空间图可以显示出镜面上的过零温度(Tzc)的空间变化，其中刻度为温度(开尔文)。

所标识的Tzc图看起来相对平滑，并且使用在优化中使用的正则化中的权重，将空间分布调整到期望的变化。在没有Tzc变化的情况下，建模数据和测量数据之间的匹配相对较差。

在将反射镜M1-M6用于光刻设备LA中的EUV辐射曝光之前，可以为反射镜M1-M6计算Tzc空间图，即，可以存在初始计算(校准)。此外，可以在光刻设备LA的操作期间重新计算(重新校准)空间图。可以在光刻设备LA的操作期间存储传感器数据。因此，不需要光刻设备LA进行任何计算(校准)的附加停机时间，因为计算可以在光刻设备LA操作时进行。可以在没有进一步校准时间的情况下进一步细化校准。

此外，光刻设备LA可以以不同于当执行初始校准时所设想的方式来使用。因此，可能需要进一步的校准。例如，校准可以每年执行一次。在光刻设备LA的操作期间，可以监视空间图中的随时间的空间图中的任何漂移，并且如果需要，则这可以被考虑在反射镜加热模型MHM中。材料的Tzc可以随时间变化，例如，由于材料的弛豫效应，或者结构可以随时间改变，例如，在电子枪压缩之后。

计算的Tzc空间图可以用于提供模拟的波前像差，而不需要波前测量。即，与投射系统PS中的反射镜M1-M6相关联的热致像差可以使用所计算出的Tzc空间图来预测。有利地，与光刻设备LA中的投射系统PS中的反射镜M1-M6相关联的热致像差可以使用计算空间图来计算，该计算空间图在同一光刻设备LA上被计算(校准)。这意味着可以使用与在操作中使用的相同的光刻设备LA来进行计算(校准)。这具有模型结果应该提供更精确的预测的优点。

由于针对反射镜(即，部件)的空间Tzc可能是未知的，所以本发明提供将用于反射镜加热模型MHM的空间Tzc图。由于制造公差的主要影响，反射镜加热模型MHM需要投射系统PS的特定校准。这在本发明中通过校准光刻设备LA上的MHM来提供。本发明中Tzc空间图的校准意味着不需要知道制造公差和投射系统PS的特定实现。此外，使用本发明可以补偿空间Tzc随时间的变化，而如果依赖于空间Tzc的初始指示，则这是不可能的。

空间Tzc是若干反射镜加热方案所需的。为了达到未来系统的性能，在前馈和反馈镜加热解决方案中预见了预测模型。这些模型的质量对于解决方案的性能是重要的。

可以在光刻设备LA中校正所预测的热致像差。取决于部件的类型，这可以通过例如移动至少一个光学元件或透镜、源掩模优化以及控制加热器、冷却器或可变形操纵器来实现。源掩模优化涉及改变照射图案和在掩模中放置辅助特征以增强光刻性能。(多个)加热器可以包括(多个)红外线加热器或(多个)电线。(多个)冷却器可以包括水或气体。(多个)可变形操纵器可以包括光学元件中的压电致动器、图案形成装置夹具、衬底夹具或衬底台。

图3描绘了计算针对一个部件或多个部件(例如，投射系统PS的反射镜M1-M6)的Tzc空间图并且使用Tzc空间图的流程图100。即，预测和校正与光刻设备LA上的一个部件或多个部件相关联的热致像差。

在步骤102中，使用热模型计算作为时间T(t)的函数的部件的热足迹。

在步骤104中，使用所计算出的部件的热足迹和与部件直接或间接相互作用的辐射束的光学测量来计算与部件相关联的Tzc空间图。光学测量与所计算出的热足迹是时间同步的。光学测量可以是波前像差测量。方法可以包括模拟波前并使且它们与波前像差测量相等。空间图可以用作数学优化中的优化变量。方法可以包括数学优化在空间图中指示的过零温度的空间变化。

在步骤106中，使用所计算出的空间图来预测与部件相关联的热致像差。

在步骤108中，校正与部件相关联的所预测的热致像差。该校正可以包括以下各项中的至少一项：移动至少一个光学元件或透镜、辐射源和图案形成装置优化(源掩模优化)以及控制加热器、冷却器或可变形操纵器。

在步骤110中，可选地，在光刻设备LA的操作期间重新计算空间图。

尽管在本文中可以具体参考光刻设备在IC制造中的使用，但是应当理解，本文所描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括集成光学系统的制造、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。

尽管在本文中可以在光刻设备的上下文中具体参考本发明的实施例，但是本发明的实施例可以用在其它装置中。本发明的实施例可以形成掩模检查装置、计量装置或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)的物体的任何装置的一部分。这些装置通常被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

尽管上面已经具体参考了本发明的实施例在光学光刻的上下文中的使用，但是应当理解，在上下文允许的情况下，本发明不限于光学光刻并且可以用于其它应用(例如压印光刻)。

在上下文允许的情况下，本发明的实施例可以在硬件、固件、软件或它们的任何组合中实现。本发明的实施例还可以被实现为被存储在机器可读介质上的指令，该指令可以由一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算设备)可读的形式存储或传输信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁存储介质；光存储介质；闪存设备；电、光、声或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。此外，固件、软件、例程、指令在本文中可以被描述为执行某些动作。然而，应当理解，这样的描述仅仅是为了方便，并且这样的动作实际上是由执行固件、软件、例程、指令等的计算设备、处理器、控制器或其他设备产生的，并且在这样做时可以使致动器或其他设备与物理世界交互。

虽然上面已经描述了本发明的特定实施例，但是应当理解，本发明可以以不同于所描述的方式来实施。以上描述旨在说明而非限制。因此，对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离以下阐述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的本发明进行修改。

Claims (26)

1.一种用于计算与部件相关联的空间图的方法，所述空间图指示所述部件中的热膨胀参数的空间变化，所述方法包括：

提供或确定作为时间的函数的所述部件中的温度分布；

使用所提供的或所确定的所述部件中的所述温度分布以及与所述部件直接或间接相互作用的辐射束的光学测量来计算与所述部件相关联的所述空间图，所述光学测量与所提供的或所确定的所述部件中的所述温度分布在时间上同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其中还包括数学优化所述空间图中指示的所述热膨胀参数的所述空间变化。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述数学优化包括线性优化。

4.根据权利要求2-3中任一项所述的方法，其中所述数学优化包括加权优化或约束优化。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述加权优化包括最小二乘优化或正则化优化，并且所述约束优化包括使用线性程序或二次程序。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的方法，其中所述数学优化包括使用热膨胀关系的系数中的至少一个系数，诸如多项式系数或其它基函数系数。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述空间图是过零温度空间图，所述过零温度空间图指示所述部件中的过零温度的空间变化。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光学测量是波前像差测量和/或对准测量。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括模拟波前像差并且使所模拟的所述波前像差等于所述波前像差测量。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在光刻设备的操作期间重新计算所述空间图。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在光刻设备的操作期间监测所述空间图中随时间的漂移。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括使用所计算的所述空间图来预测与所述部件相关联的热致像差和/或对准误差。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括使用所计算的所述空间图来计算与光刻设备中的所述部件相关联的所述热致像差和/或对准误差，所计算的所述空间图基于在同一所述光刻设备上进行的测量而被计算。

14.根据权利要求12-13所述的方法，还包括对所预测的所述热致像差和/或所述对准误差进行校正。

15.根据权利要求14所述的方法，其中对所预测的所述热致像差和/或所述对准误差的所述校正包括以下各项中的至少一项：移动至少一个光学元件或透镜，源掩模优化以及控制加热器、冷却器或可变形操纵器。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定所述部件中的所述温度分布包括：测量所述部件中的所述温度分布或使用热模型计算所述部件中的所述温度分布。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括使用所述部件的热测量来校准所述部件的所述热模型。

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述部件中的所述温度分布包括所述部件的完整3D热状态。

19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述空间图是2D空间图或3D空间图。

20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述部件包括以下各项中的至少一项：光学元件、反射镜、投射系统反射镜、照射系统反射镜、透镜、投射系统透镜、照射系统透镜、图案形成装置、图案形成装置夹具、衬底夹具和衬底台。

21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括计算与多个分量相关联的空间图。

22.一种光刻设备，被布置为将图案从图案形成装置投射到衬底上，其中所述光刻设备被配置为通过以下步骤来计算与所述光刻设备中的部件相关联的空间图，所述空间图指示所述部件中的热膨胀参数的空间变化：

提供或确定作为时间的函数的所述部件中的温度分布；

使用所提供或所确定的所述部件中的所述温度分布和与所述部件直接或间接相互作用的辐射束的光学测量来计算所述部件的所述空间图，所述光学测量与所提供的或所确定的所述部件中的所述温度分布在时间上同步。

23.根据权利要求22所述的光刻设备，其中所述光刻设备被配置为预测和/或校正与所述光刻设备中的所述部件相关联的热致像差和/或对准误差。

24.一种包括计算机可读指令的计算机程序，所述计算机可读指令被配置为使处理器执行根据权利要求1至21中任一项所述的方法。

25.一种计算机可读介质，其承载根据权利要求24所述的计算机程序。

26.一种计算机装置，包括：

存储器，存储处理器可读指令；以及

处理器，被布置为读取并执行存储在所述存储器中的指令；

其中所述处理器可读指令包括被布置为控制所述计算机执行根据权利要求1至21中任一项所述的方法的指令。

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