CH474046A

CH474046A - Gerät zum mikroskopischen Bestimmen oder Einstellen der Lage der Kante eines Objektes

Info

Publication number: CH474046A
Application number: CH875768A
Authority: CH
Inventors: Heitmann Knut; Schneider Eckart
Original assignee: Leitz Ernst Gmbh
Priority date: 1967-06-24
Filing date: 1968-06-13
Publication date: 1969-06-15
Also published as: DE1623764B1

Description

Gerät zum mikroskopischen Bestimmen oder Einstellen der Lage der Kante eines Objektes
Es sind Verfahren bekannt, um die Lage von Strichmarken mittels photoelektrischer Mikroskope mit hoher Genauigkeit zu erfassen. Beim Messvorgang stellt je nach dem Aufbau des verwendeten Rasters oder Gitters die anzumessende Strichmarke entweder einen hellen Streifen auf dunklem Grund oder einen dunklen Streifen auf hellem Grund dar. Dieser Streifen wird beim Abtastvorgang in seiner ganzen Breite erfasst. Seine beiden Kanten und sein photometrisches Profil gehen in das Messsignal ein.

Bei der Vermessung von codierten Massstäben, Aufdampf- und Photomasken, wie sie zum Beispiel bei der Herstellung von Halbleitern benötigt werden, sowie bei der Vermessung von fertigen Halbleiterstrukturen ergibt sich die Notwendigkeit, die Lage einer Kante, d. h. eines Hell-Dunkel-Überganges, zu messen. Die Anforderungen an die Messgenauigkeit nehmen mit Fortschreiten der Entwicklungen auf dem Gebiet der Halbleitertechnik zu. Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu erstellen, welches es gestattet, die Lage einer Kante mikroskopisch auf photo elektrischem Wege zu ermitteln.

Gegenstand der Erfindung ist ein Gerät zum mikroskopischen Bestimmen oder Einstellen der Lage der Kante eines Objektes, beispielsweise einer Marke, das sich dadurch auszeichnet, dass es Mittel zum oszillierenden optischen Abtasten eines Bildbereiches mit der Objektkante aufweist, dass ein Differenzierglied vorhanden ist, das die beim obenerwähnten Abtasten mittels eines photoelektrischen Empfängers erzeugten elektrischen Signale differenziert, dass dem Differenzierglied ein auf ein geradzahliges Vielfaches der Abtastfrequenz abgestimmter Resonanzverstärker nachgeschaltet ist, dass die Ausgangsklemmen dieses Verstärkers mit einem phasenempfindlichen Gleichrichter in Verbindung stehen, der mit einem von der Abtastbewegung direkt abgeleiteten Referenzsignal gesteuert wird, und dass die am Ausgang dieses Gleichrichters anstehenden Signale,

die nach Grösse und Polarität ein Mass für die Ablage der Kante in bezug auf die Zielachse der optischen Einrichtung darstellen, einem nachgeschalteten Anzeigegerät oder als Steuersignal einer Einstellvorrichtung zugeführt werden.

Mit dem oben gekennzeichneten Gerät ist es möglich, die Lage einer Kante in bezug auf die Zielachse des verwendeten optischen Systems mit einer Genauigkeit festzustellen bzw. zu steuern, die grösser ist als die derzeitigen Forderungen der Halbleiterhersteller.

Wie in der Figur an einem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, umfasst die Abtasteinrichtung eine Lampe 1, die über einen Kondensor 2 eine Blende 3 beleuchtet.

Diese weist einen Spalt 5 auf. Die Blende wird mittels eines Antriebssystems 4 bekannter Art, beispielsweise mittels eines Motors oder eines Tauchspulsystems, in oszillierende Bewegungen versetzt, wie es die Pfeile andeuten. Statt der Blende und dem Spalt kann aber auch eine Platte mit einem entsprechend geformten selbstleuchtenden Mittel vorgesehen sein. In diesem Fall sind die Lampe und der Kondensor überflüssig. Der leuchtende Strich der Blende 3 wird mittels eines Objektivs 6 in die Ebene des Objektes 7 abgebildet. Die das teilweise transparente Objekt durchlaufenden Lichtanteile werden über ein Objektiv 8 einem photoelektrischen Empfänger 9 zugeleitet.

Die Ausgangssignale des photoelektrischen Empfängers 9 sind, wenn das Objekt eine Hell-Dunkel-Kante 7a aufweist und die Amplitude der Bewegungen der Blende 3 so gewählt ist, dass die Begrenzung 7b der Schwärzung beim Abtasten vom Lichtbündel nicht überschritten wird, mäanderförmig. Diese Signale werden einer Differenzierstufe 30 zugeführt, der ein Resonanzverstärker 11 nachgeschaltet ist. Dieser Verstärker ist auf ein geradzahliges Vielfaches der Frequenz f abgestimmt, mit der die Abtastbewegung der Blende 3 erfolgt. Die Ausgangssignale dieses Verstärkers werden einem phasenempfindlichen Gleichrichter 12 zugeführt, an dessen zweitem Eingang ein auf das gleiche Vielfache der Frequenz f wie der Verstärker 11 abgestimmter, vom Antriebssystem 4 gesteuerter Resonanzverstärker 13 anliegt.

Die Ausgangssignale des Gleichrichters sind nach Grösse und Polarität proportional der Ablage der angemessenen Kante in bezug auf die Zielachse der optischen Einrichtung. Sie können entweder mittels eines Messwerkes 14 angezeigt und/oder zu Steuerzwecken benutzt werden. Zu diesem Zweck werden die Signale als Ist Wert zusammen mit den Soll-Wert verkörpernden Signalen einer Vergleichsstufe 15 zugeführt. Deren Ausgangssignale können z. B. zum Abgleich des Gerätes benutzt werden. Zwei Möglichkeiten dazu sind gestrichelt angedeutet. Einmal können sie dazu benutzt werden, das Objekt 7 aus seiner Ist-Stellung in die Soll-Stellung zu fahren. Zum anderen kann beispielsweise der Schwingungsnullpunkt für die Blende verlagert werden (vergleiche britisches Patent 997 915).

In der Zeichnung ist ein mit Durchlicht betriebenes Gerät beschrieben. Tritt an seine Stelle ein solches5 das mit Auflicht arbeitet, so erbringt dieses die gleichen Resultate.

Claims

PATENTANSPRUCH Gerät zum mikroskopischen Bestimmen oder Einstellen der Lage der Kante eines Objektes, beispielsweise einer Marke, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (3, 4) zum oszillierenden optischen Abtasten eines Bildbereiches mit der Objektkante (7a) vorhanden sind, dass ein Differenzierglied (10) vorhanden ist, das die während obengenannter Abtastung mittels eines photoelektrischen Empfängers (9) erzeugten elektrischen Signale differenziert, dass dem Differenzierglied (10) ein auf ein geradzahliges Vielfaches der Abtastfrequenz abgestimmter Resonanzverstärker (11) nachgeschaltet ist, dass die Ausgangsklemmen dieses Verstärkers (11) mit einem phasenempfindlichen Gleichrichter (12) in Verbindung stehen, der mit einem von der Abtastbewegung abgeleiteten Referenzsignal gesteuert wird, und dass die am Ausgang des Gleichrichters (12) anstehenden Signale,

die nach Grösse und Polarität ein Mass für die Ablage der Kante (7a) -in bezug auf die Zielachse der optischen Einrichtung darstellen, einem nachgeschalteten Anzeigegerät (14) oder als Steuersignal einer Einstellvorrichtung zugeführt werden.