DD232131A1 - Verfahren zur kontrolle des musters von zwischenschablonen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Kontrolle des Musters von Zwischenschablonen, mit dem Ziel, mit geringem Aufwand eine hohe Funktionssicherheit und Produktivitaet bei der Kontrolle zu gewaehrleisten. Als Aufgabe steht die Einfuehrung eines Verfahrens, welches mit geringem konstruktivem Aufwand verfahrenstechnische Schritte mit geringem Zeitaufwand beinhaltet. Die Erfindung besteht darin, dass die Videosignale eines zeilenfoermigen Halbleitersensors mit einem Schwellwertschalter so gewandelt werden, dass nachfolgend die Anzahl der Kanten in dem vom Halbleitersensor erfassten Teil des Musters ermittelt wird und im weiteren mit der Sollanzahl verglichen wird. Figur

Description

Halbleitersensors mit einem Schwellwertschalter binär gewandelt werden, und nachfolgend die Anzahl der Kanten in dem vom Halbleitersensor erfaßten Teil des Musters ermittelt wird und im weiteren mit der Sollanzahl verglichen wird. Die vorteilhafte Wirkung des angegebenen Verfahrens beruht auf der außerordentlich kleinen Anzahl von zu verarbeitenden Informationen. Es erlaubt den Einsatz von einfacher, schnell arbeitender Elektronik für die Informationsverarbeitung. Die Fehlergenerierung in der Kontrollgeräteelektronik selbst ist in ihrer Wahrscheinlichkeit fast null.

Ausführungsbeispiel

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine Einrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.

Die Einrichtung besteht aus einer CCD-Sensorzeile 1 mit einzelnen Halbleitersensoren 2, auf deren Empfängerfläche mittels der optischen Abbildungseinrichtung 3 ein Teil des Musters einer auf dem Koordinatentisch 4 abgelegten Zwischenschablone 5 vergrößert abgebildet wird.

Die Zwischenschablone 5 ist auf dem Koordinatentisch 4 fest angebracht und über die Antriebe 6 und 7 in den kartesischen Koordinaten X und Y translatorisch bewegbar angeordnet. Die genaue Lage des Koordinatentisches 4 beziehungsweise des Teiles des Musters wird in den beiden Koordinaten X und Y durch die Positionsmeßsysteme 8 und 9 erfaßt. Die CCD-Sensorzeile 1 steht über einem A/D-Wandler 10 und einem Speicher 11 mit einem Rechner 12 in Verbindung. Die Antriebe 6 und 7 und die Positionsmeßsysteme 8 und 9 sind ebenso wie periphere Ausgabegeräte 13 an den Rechner 12 angeschlossen. Das Muster der Zwischenschablone 5 besteht aus Chromstrukturen, von denen ein Teil in dem von der Beleuchtungseinrichtung 14 erzeugten Durchlicht auf die Empfängerfläche der CCD-Sensorzeile abgebildet wird. Das Muster der Zwischenschablone 5 kennzeichnet sich durch eine zweidimensionale Verteilung transparenter und nicht transparenter Flächen, deren Abmessungen um (5 x 5) (/Lim)² liegen. Durch die kammförmige oder mäanderförmige Bewegung des Koordinatentisches wird das gesamte Muster abgerastert.

Gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit geringem elektronischem Aufwand nur die Tatsache registriert, daß beim Abrastern der Zwischenschablone 5 mit der CCD-Sensorzeile 1, deren Halbleitersensoren 2 durch die Abbildungseinrichtung objektseitig Abmessungen von etwa (1x1) (/um)² haben sollen, ein Kantenübergang stattgefunden hat. Die Lage der Kante soll also bei diesem Verfahren aufgrund der Abtrennung dieses Prozesses vom Prozeß der Zwischenschablonenkontrolle für die alleinige Bildinhaltskontrolle nicht relevant sein.

Im weiteren wird davon ausgegangen, daß auf dem Weg eines jeden Halbleitersensors 2 von einer Schablonenkante zur anderen von diesem eine bestimmte Anzahl von Kantenübergängen, also hell-dunkel oder dunkel-hell-Übergänge registriert wird. Stimmt der IST-Bildinhalt auf dem Weg dieses Halbleitersensors 2 mit dem SOLL-Bildinhalt überein, so ist auch die Anzahl der IST-Kanten gleich der Anzahl der SOLL-Kanten. Andernfalls, wenn zum Beispiel eine Struktur komplett fehlt, würden weniger IST-Kanten die SOLL-Kanten enthalten sein. Ist eine Struktur überzählig oder befindet sich ein Defekt auf dem Abrastfeld eines Halbleitersensors 2, so werden entsprechend mehr Kanten festgestellt, als die SOLL-Kantenzahl vorschreibt. Die Aufbereitung der Videosignale an den Halbleitersensoren 2 wird in bekannter Weise durch einen getakteten Betrieb der CCD-Sensorzeile gewährleistet. .

Nach Beendigung eines Integrationszyklus erfolgt ein paralleles Ausschieben der auf den einzelnen Sensoren 2 angelaufenen Videosignalen. Diese werden digitalisiert und weiterverarbeitet. Da nur die Tatsache eines Kantenübergangs registriert werden soll, wird in Abhängigkeit von den Kontrastverhältnissen auf dem Prüfling ein sinnvoller Schwellwert für die Kante festgelegt. Im weiteren wird auf der Basis zweier aufeinanderfolgender Austaktungen der CCD-Sensoranordnung 1 die Frage beantwortet, welcher der Sensoren 2 bei der Bewegung von der Position der vorletzten Austaktung zur letzten den Schwellwert durchfahren oder erreicht hat, unabhängig davon, ob das von niederen zu höheren oder von höheren zu nierderen Werten geschieht. Hierzu sind unkomplizierte elektronische Lösungen sowohl für ein Fest-Schwellwert-Kriterium als auch für ein Gleit-Schwellwert-Kriterium denkbar.

Mit diesen Maßnahmen wird eine zweidimensionale Zuordnung, die Position der CCD-Sensoranordnung 1 bei paralleler Austaktung liefert die eine Koordinate, die Sensornummer bzw. deren Position in der Anordnung die andere Koordinate — von Kanten im Zwischenschablonenfeld mit Sensorgenauigkeit erreicht. Die detektierten Kanten müssen dann noch in geeigneter Weise mit den SOLL-Kanten auf Basis eines entsprechend formatierten CAD-Datensatzes verglichen werden. Das kann so geschehen, daß die gemäß CAD-Datensatz exakt metrischen Kantenpositionen mit einem Unschärfebereich überlagert werden, der der Toleranz der Positionsbestimmung der IST-Kanten entspricht und dessen Einhaltung durch die IST-Kanten-Positionen für deren Legitimität entscheidend ist.

Claims (2)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Kontrolle des Musters von Zwischenschablonen, bei dem ein Teil des Musters einer auf einem Koordinatentisch abgelegten Zwischenschablone über eine optische Abbildungseinrichtung vergrößert auf einen zellenförmigen optoelektronischen Halbleitersensor projiziert wird, wobei durch gleichförmige Bewegung des Koordinatentisches das gesamte Muster streifenförmig abgerastert wird, bei dem weiterhin die Position des Koordinatentisches und damit die Lage des abgerasterten Teils des Musters mit einem inkrementell messenden Wegmeßsystem ständig erfaßt wird, und bei dem das Signal des Halbleitersensors an vorbestimmten Positionen des Koordinatentisches binär gewandelt wird und dann mit vorher in Speichern abgelegten Solldaten verglichen wird, wobei bei Ungleichheit die Position des entsprechenden abgerasterten Teils des Musters reproduzierbar in weiteren Speichern festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder vorher bestimmten Position des Koordinatentisches die Signale der einzelnen Elemente des zellenförmigen Halbleitersensors mit einem Schwellwertschalter binär gewandelt werden, und nachfolgend die Anzahl der Kanten in dem vom Halbleitersensor erfaßten Teil des Musters ermittelt wird und im weiteren mit der Sollanzahl verglichen wird.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Verfahren zur Kontrolle des Musters von Zwischenschablonen, insbesondere bei der Herstellung von Chrommasken in der Mikrolithografie.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   In DD 146 500 ist eine Anordnung zur automatischen Prüfung von Fotomasken beschrieben, bei der ein Ausschnitt des Musters über zwei voneinander unabhängig vergrößernd wirkenden Objektive auf je eine Fotosensorzeile abgebildet wird. Defekte werden durch den Vergleich der Einzelbilder ermittelt, indem aus den Fotosensorsignalen Abweichungen des IST-Bildes vom Sollbild festgestellt werden. Nachteilig ist hier der konstruktive Aufwand: Es müssen zwei optische Abbildungseinrichtungen vorgesehen werden, wobei weitere Arbeitsschritte zur Kompensation des Lagefehlers der Ausschnitte des Musters notwendig sind.

   In DE 2912894 A1 ist ein Verfahren und Vorrichtung zur Musterprüfung offenbart. Es wird eine einzige optische Abbildungseinrichtung verwendet, die eine hohe Auflösung besitzt und ein Bild auf einem Sensor erzeugt. Die unterschiedlichen Bereiche des Musters werden durch Abtasten überprüft. Nach einer Binärwandlung des Sensorsignals werden die Musterform und die Musterlage von einem Rechner gesteuert, durch Vergleich mit in Speichern abgelegten Daten zu einem bestimmten Zeitpunkt überprüft.

   Gemäß diesem Verfahren wird das Hell-Dunkel-Muster des Prüflings in ein Binärbild mit einer bestimmten Segmentgröße, zum Beispiel 0,4/xm χ 0,4μηη, zerlegt. Weiterhin wird festgelegt, daß bei Vorhandensein oder Abwesenheit einer musterbildenden Struktur in einem Segment die binäre Information „0" oder „1" zugeordnet wird. Zur Feststellung des Vorhandenseins von Bildelementen wird eine Variable eingeführt, die den Abstand zwischen einem besonderen Bildelement und einem Bezugspunkt auf dem Sensor darstellt. Für dieses besondere Bildelement kommen nur solche in Frage, die repräsentativ für eine vertikale Kante im Sinne des vorliegenden Verfahrens sind, das heißt speziell auszusuchende Bildelemente. Der erwähnte Abstand wird durch das Aufsummieren der Segmentwerte ermittelt. Zur Ermittlung des Vorhandenseins von Strukturkanten ist es notwendig, eine logische Gleichung zu berechnen. Basis der Wertezuordnung für die darin enthaltenen Größen sind die binären Informationen der Segmente auf der rechten beziehungsweise linken Seite einer Kante im Abstand einer bestimmten Anzahl von Bildelementen. Die konkrete Lage der Kante wird durch die Bildung der zugehörigen Variablen dargestellt. Die Bestimmung der Legitimität von Bildelementen und deren richtige Position erfolgt auf der Basis des Vergleichs der oben erwähnten Informationen mitgleichsinnnig aufbereiteten Daten eines Entwurfsarbeitsplatzes. Um Lageabweichungen von Strukturelementen, die aufgrund von Fehlern des Kontrollgerätes Zustandekommen, nicht als Fehler bei der Mustererkennung zu bewerten, wird eine Ablage der Strukturen von
2. ± 2 Bildelementen horizontal und vertikal zugelassen. Dazu müssen 25 Variablenkombinationen mit einem SOLL-Wert verglichen werden.

   Nachteilig bei dieser Lösung ist der erforderliche Zeitaufwand für die Durchführung der rechentechnischen Operationen. So ist aufgrund der Verwendung eines Binärbildes bei real vorhandenen stetigen Hell-Dunkel-Verteilungen im Muster ein Kriterium vorzulagem, das den Entscheid „0" oder „1" für die Bildsegmente ausführt. Des weiteren sind die Berechnung der logischen Gleichung und das Durchtesten der 25 Variablenkombinationen zeitaufwendig. Ein weiterer Nachteil entsteht dadurch, daß die Bestimmung des Bildinhaltes durch Abstandmessung von einer Strukturkante aus realisiert wird, die bestimmten Forderungen genügen muß. Das ist eine Einschränkung der Freizügigkeit des Kontrollverfahrens.

   Ziel der Erfindung

   Die Erfindung bezweckt, eine technische Lösung zur Musterkontrolle auf Zwischenschablonen zu schaffen, die mit geringem Aufwand eine hohe Funktionssicherheit und Produktivität gewährleistet.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Kontrolle des Musters von Zwischenschablonen anzugeben, welches mit nur einer optischen Abbildungseinrichtung und einem zellenförmigen Halbleitersensor im Zusammenwirken mit EDV-Einrichtungen verfahrenstechnische Schritte mit geringem Zeitaufwand beinhaltet.

   Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Kontrolle des Musters von Zwischenschablonen gelöst, bei dem ein Teil des Musters einer auf einem Koordinatentisch abgelegten Zwischenschablone über eine optische Abbildungseinrichtung vergrößert auf einen zellenförmigen optoelektronischen Halbleitersensor projeziert wird, wobei durch gleichförmige Bewegung des Koordinatentisches das gesamte Muster streifenförmig abgerastert wird, bei dem weiterhin die Position des Koordinatentisches und damit die Lage des abgerasterten Teils des Musters mit einem inkrementell messenden Wegmeßsystem ständig erfaßt wird, und bei dem das Signal des Halbleitersensors an vorbestimmten Positionen des Koordinatentisches binär gewandelt wird und dann mit vorher in Speichern abgelegten Solldaten verglichen wird, wobei bei Ungleichheit die Position des entsprechenden abgerasterten Teils des Musters reproduzierbar in weiteren Speichern festgehalten wird, wobei zunächst an jeder vorher bestimmten Position des Koordinatentisches die Signale der einzelnen Elemente des zellenförmigen