DE10297154T5

DE10297154T5 - Phasenverschiebungs-Moiré-Fokusmonitor

Info

Publication number: DE10297154T5
Application number: DE10297154T
Authority: DE
Inventors: Bruno Pleasanton Lafontaine; Jongwook Pleasanton Kye; Harry Saratoga Levinson
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: Advanced Micro Devices Inc
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2004-08-05
Also published as: CN1547684A; US6535280B1; KR20040044521A; WO2003021360A3; GB0403489D0; GB2400922A; GB2400922B; WO2003021360A2; JP2005502194A

Abstract

Optisches Mittel gekennzeichnet durch:
einen optischen Körper (110);
mehrere erste im Wesentlichen lichtundurchlässige, parallele, beabstandete Linien (112) auf dem Körper (110); und
mehrere zweite im Wesentlichen lichtundurchlässige, parallele, beabstandete Linien (122) auf dem Körper (110), wobei die mehreren zweiten (122) Linien unter einem von 90° verschiedenen Winkel relativ zu den mehreren ersten Linien (112) angeordnet sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen optische Vorrichtungen in der Halbleitertechnologie und betrifft insbesondere einen Testmonitor zur Verwendung beim Fokussieren eines Bildes auf einer Halbleiterscheibe.

STAND DER TECHNIK

Typischerweise umfasst ein optisches System 30 (1), das zur Strukturierung von Photolack 32 auf einer Halbleiterscheibe 34 verwendet wird, eine Lichtquelle 36, eine Maske oder Retikel 38 mit lichtundurchlässigen Linien 40 und transparenten Bereichen 42 und eine Linse 44, wobei das Licht von der Lichtquelle 36 durch die transparenten Bereiche 42 der Maske/Retikel 38 durch die Linse 44 und in den Photolack 32 läuft, und wobei von den lichtundurchlässigen Linien 40 der Maske/Retikel 38 verhindert wird, dass entsprechendes Licht die Linse 44 (und den Photolack 32) erreicht.

Bekanntlich muss die Scheibe 34 mit einem geeigneten Abstand in Bezug auf die Linse 44 positioniert werden, so dass Bilder, die in dem Photolack 32 der Scheibe 34 gebildet werden, in der Ebene des besten Fokusses liegen.

Für gewöhnlich wird vor dem tatsächlichen Herstellen von Halbleiterbauelementen ein Testfokusmonitor in Form beispielsweise eines Retikels als Teil des Gesamtsystems verwendet, um einen geeigneten Fokus des Bildes auf der Scheibe zu erhalten. Ein Beispiel eines derartigen Monitors ist in dem Dokument mit dem Titel "Neue Phasenverschiebungsgitter zur Messung von Aberrationen" von Hiroshi Nomura, veröffentlicht von SPIE am 27. Februar 2001, beschrieben, das hierin unter Bezugnahme mit eingeschlossen ist. Die 2 bis 4 hierin zeigen einen Monitor 50, der so gestaltet ist, wie dies in den 3 und 5 dieses Dokuments dargestellt ist. Der Monitor 50 ist aus einem Quarzbasiselement 52 aufgebaut, das lichtdurchlässig ist und das mehrere parallele lichtdurchlässige, beabstandete Linien 54 auf dem Basiselement 52 aufweist, wobei die Linien 54 eine erste Gruppe benachbarter Enden 55 und eine zweite gegenüberliegende Gruppe benachbarter Enden 56 aufweisen. Der Bereich zwischen jedem benachbarten Paar aus Linien 54 ist lichtdurchlässig und weist Ge biete 58 auf, die das Licht durchlassen, ohne dessen Phase zu ändern, und weist ferner Gebiete 60, die Licht durchlassen und die Phase dieses Lichtes um 90° verschieben (die Phasenverschiebung wird durch Vertiefungen 62 in dem Basiselement 52 hervorgerufen – siehe die 3 und 4 des oben zitierten Dokuments), auf. Jede der Linien 54 besitzt ein Gebiet 58 und ein Gebiet 60, die entsprechend einer Seite davon ausgerichtet und an dieser Seite angeordnet sind, und ein Gebiet 58 und ein Gebiet 60, die entlang und an der gegenüberliegenden Seite angeordnet sind. Jede der Linien 54 besitzt ein Gebiet 58 an einer Seite davon gegenüberliegend zu einem Gebiet 60 auf der anderen Seite davon, wobei diese Gebiete 58, 60 von dem Ende 55 dieser Linie zur Nähe der Mitte verlaufen, und ferner besitzt jede der Linien 54 ein Gebiet 60 an der einen Seite davon gegenüberliegend zu einem Gebiet 58 an der anderen Seite davon, wobei diese Gebiete 60, 58 von dem Ende 56 zur Nachbarschaft der Mitte verlaufen.

3 und 4 sind Ansichten, die ähnlich zu den in 1 gezeigten Ansichten sind, wobei der Monitor 50 aus 2 allerdings ein Teil des Systems 30 ist. 3 beinhaltet eine Schnittansicht des Monitors 50 entlang der Linie 3-3 aus 2, wobei ein Querschnitt des oberen Bereichs 50a des Monitors 50 gezeigt ist, während 4 eine Schnittansicht des Monitors 50 entlang der Linie 4-4 aus 2 enthält, wobei ein Querschnitt des unteren Bereichs 50b des Monitors 50 gezeigt ist. Wie man erkennt mit Bezug zu dem oberen Bereich 50a des Monitors 50 (3), bewirkt eine Bewegung der Scheibe 34 und der Linse 44 relativ zueinander zu und voneinander weg, dass sich die Schatten 64a, 64b, 64c, die auf dem Photolack 32 auf der Scheibe 34 gebildet sind (die durch die lichtundurchlässigen Linien 54 gebildet werden), verschieben (nach unten, wenn die Scheibe 34 und die Linse 44 relativ zueinander weiter auseinanderbewegt werden). Bezüglich des unteren Bereichs 50b des Monitors 50 (4) bewirkt eine Bewegung der Scheibe 34 und der Linse 44 relativ aufeinander zu und voneinander weg, dass sich die Schatten 64d, 64e, 64f, die auf dem Photolack 32 auf der Scheibe 34 ausgebildet sind, verschieben (nach oben, wenn die Scheibe 34 und die Linse 44 relativ zueinander weiter auseinanderbewegt werden). Die gepunkteten Linien 66 in den 3 und 4 kennzeichnen das Wandern der Schatten 54a, 64b, 64c, 64d, 64e, 64f, wenn sich die Scheibe 34 relativ zu und von der Linse 44 weg bewegt.

Diese Wege sind in 5 aufgezeichnet und deren Schnittlinien kennzeichnen den besten Fokus des Bildes auf der Scheibe 34.

Zu 6 gehören die 6a bis 6f, die Ansichten entlang den Linien 6a-6a, 6b-6b, 6c-6c, 6d-6d, 6e-6e und 6f-6f der 3 und 4 sind. Die 6a und 6d zeigen die gleichzeitigen Positionen der Schatten 64a bis 64f auf dem Photolack 32, die durch die entsprechenden Bereiche 50a, 50b des Monitors 50 bestimmt sind, wenn die Scheibe 34 und die Linse 44 am dichtesten zusammenliegen, wie dies in den 3 und 4 gezeigt ist. Wenn die Scheibe 34 und die Linse 44 in der Weise relativ zueinander positioniert sind, wird sodann der Photolack 32 mit Licht von der Lichtquelle 36 belichtet und wird dann entwickelt, um die Photolacklinien zu bestimmen, die den Positionen der Schatten 64a bis 64f entsprechen. Wie man erkennt, sind die Linien der 6a und 6d fehljustiert. Wenn die Scheibe 34 und die Linse 44 relativ zueinander weiter weg zu einer Zwischenposition bewegt werden, wie dies in den 3 und 4 gezeigt ist, zeigen die 6b und 6e die gleichzeitigen Positionen der Schatten 64a bis 64f auf dem Photolack 32, wie sie durch die entsprechenden Bereiche 50a, 50b des Monitors 50 bestimmt sind. Wiederum wird der Photolack 32 mit Licht aus der Lichtquelle 36 belichtet und dann entwickelt, um die Photolacklinien zu bestimmen, die den Positionen der Schatten 64a bis 64f entsprechen. Wie man erkennen kann, sind die Linien aus den 6b und 6e im Wesentlichen justiert. Wenn dann die Scheibe 34 und die Linse 44 relativ zueinander auseinanderbewegt werden, d. h. auf ihre Positionen mit dem größten Abstand, wie in den 3 und 4 gezeigt ist, zeigen die 6c und 6f die gleichzeitigen Positionen der Schatten 64a bis 64f auf dem Photolack 32, die durch die entsprechenden Bereiche 50a, 50b des Monitors 50 bestimmt sind. Wiederum werden die Scheibe 34 und die Linse 44 so relativ zueinander positioniert, der Photolack 32 mit Licht aus der Lichtquelle 36 belichtet und dann entwickelt, um die Photolacklinien zu bestimmen, die den Positionen der Schatten 64a bis 64f entsprechen. Wie man erkennen kann, sind die Linien der 6e und 6f fehljustiert.

Es wird sich zeigen, dass ein Ändern des Abstandes zwischen der Linse 44 und der Scheibe 34 bewirkt, dass sich die Schatten 64a bis 64c so bewegen, dass diese mehr oder weniger zu den Schatten 64d–64f justiert sind. Der Vorgang des Bewegens der Linse 44 und der Scheibe 34 relativ aufeinander zu und voneinander weg zusammen mit der entsprechenden Belichtung und Entwicklung des Photolacks 32, die mit jeder Justierung einhergehen, werden wiederholt, bis die in dem Photolack 32 gebildeten Linien im Wesentlichen gerade sind. Dies ist in 6 des zuvor zitierten Dokuments dargestellt. Obwohl ein derartiges Vorgehen sinnvoll ist, ist jedoch nur ein relativ grober Ablesewert für den Fokus erreichbar. Beispielsweise in Bezug auf die 6 des oben zitierten Dokuments ist nur eine geringe Verschiebung des Musters von oben nach unten über einen Bereich von 400 nm relativer Bewegung zwischen der Scheibe 34 und der Linse 44 dargestellt. Bei ständig abnehmenden Bauteilabmessungen besteht ein Bedarf, einen geeigneten Ablesewert für den Fokus innerhalb eines wesentlich geringeren Bereiches für die Linse-Scheibe-Relativbewegung von beispielsweise 200 nm oder weniger zu erreichen.

Es wird daher eine Vorrichtung benötigt, die in der Lage ist, einen geeigneten Fokus eines Bildes auf einer Scheibe über einen sehr kleinen Bereich der Relativbewegung zwischen einer Linse und einer Scheibe bereitzustellen.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Erfindungsgemäß wird ein optisches Mittel bereitgestellt, das aus einem Körper aufgebaut ist mit mehreren ersten parallelen, im Wesentlichen lichtundurchlässigen, beabstandeten Linien darauf, und mit mehreren zweiten parallelen, im Wesentlichen lichtundurchlässigen, beabstandeten Linien darauf, wobei ein relativ kleiner Winkel zwischen den mehreren ersten und den mehreren zweiten Linien gebildet ist. Wenn ein Bild der mehreren ersten Linien auf einem Halbleiterkörper bereitgestellt wird, bewegen sich derartige Linienbilder relativ auf dem Halbleiterkörper, wenn der Halbleiterkörper relativ zu dem optischen Mittel und von diesem weg wegbewegt wird. Wenn ferner ein Bild der mehreren zweiten Linien auf dem Halbleiterkörper bereitgestellt wird, bewegen sich derartige Linienbilder relativ zu dem Halbleiterkörper, wenn der Halbleiterkörper sich relativ auf das optische Mittel zu und von diesem weg bewegt, wobei die Bewegung sich von der Bewegung des Bildes der mehreren ersten Linien unterscheidet. Das Moiré-Muster, das auf dem Halbleiterkörper von Bildern der mehreren ersten und mehreren zweiten Linien erzeugt wird, wird analysiert, um einen geeigneten Fokus eines Bildes auf dem Halbleiterkörper zu erhalten.

Die vorliegende Erfindung lässt sich besser verstehen, wenn die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen studiert wird. Wie der Fachmann leicht aus der folgenden Beschreibung erkennt, ist eine Ausführungsform dieser Erfindung durch Darstellen der besten Art und Weise des Ausführens der Erfindung gezeigt und beschrieben. Wie man erkennen kann, kann die vorliegende Erfindung andere Ausführungsformen beinhalten und die diversen Details können Modifizierungen unterliegen und diverse offensichtliche Aspekte enthalten, ohne dabei von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Daher sind die Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung als lediglich anschaulich und nicht als einschränkend zu betrachten.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die neuen Merkmale, die als kennzeichnend für die Erfindung angesehen werden, sind in den angefügten Patentansprüchen dargelegt. Die Erfindung selbst jedoch sowie die bevorzugte Weise des Ausführens und weitere Aufgaben und Vorteile davon, können am Besten verstanden werden, indem auf die folgende detaillierte Beschreibung einer anschaulichen Ausführungsform beim Studium zusammen mit den begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird; es zeigen:
1 eine Aufrissansicht eines typischen optischen Systems, das zur Strukturierung von Photolack einer Halbleiterscheibe verwendet wird;
2 eine Draufsicht eines Testfokusmonitors nach dem Stand der Technik;
3 eine Aufrissansicht eines optischen Systems, wobei die Verwendung des Testfokusmonitors aus 2 gezeigt ist;
4 eine Aufrissansicht ähnlich zu jener, die in 3 gezeigt ist, wobei wiederum die Anwendung des Testfokusmonitors aus 2 dargestellt ist;
5 eine Aufrissansicht, die die Wege der Schatten zeigt, die auf die Scheibe fallen, wenn das optische System der 3 und 4 verwendet wird
6 mit den 6a bis 6f eine weitere Darstellung der Anwendung des Systems aus den 3 und 4;
7 eine Draufsicht, die Bereiche des Monitors der vorliegenden Endung zeigt;
8 Moiré-Muster, die durch Verwendung der Monitorbereiche aus 7 gebildet werden;
9 eine Ansicht ähnlich zu der in 3 gezeigten Ansicht, wobei die Funktion des oberen Bereichs eines Monitorbereichs dargestellt ist, der in 7 gezeigt ist;
10 eine Ansicht ähnlich zu der in 9 gezeigten Ansicht, wobei die Funktion des unteren Bereichs eines in 7 gezeigten Monitorbereichs gezeigt ist;
11 eine Ansicht ähnlich zu der in 10 gezeigten Ansicht, wobei die Funktion des unteren Bereichs eines weiteren, in 7 gezeigten Monitorbereichs dargestellt ist;
12 eine Ansicht ähnlich zu der in 10 gezeigten Ansicht, wobei die Funktion des oberen Bereichs des weiteren in 7 gezeigten Monitorbereichs dargestellt ist;
13 bis 15 Moiré-Muster, die unter Anwendung der Monitorbereiche aus 7 gebildet werden;
16 bis 20 Photographien von Ergebnissen im Anwenden der vorliegenden Erfindung; und
21 eine graphische Repräsentation die Verschiebung eines Moiré-Musters, die gegenüber einer festgelegten Defokussierung aufgezeichnet ist.
AUSFÜHRUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Es wird nun im Detail auf eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, die gegenwärtig von den Erfindern als die beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung erachtet wird.
7 zeigt Bereiche 100, 102, 104, 106 eines Monitors 108 der vorliegenden Erfindung. Der Monitor 108 enthält den Bereich 109, der dem in 2 gezeigten Bereich entspricht. D. h., ein Quarzbasiselement 110, das für Licht durchlässig ist, weist mehrere parallele lichtundurchlässige beabstandete Linien 112 auf dem Basiselement 110 auf, wobei die Linien 112 eine erste Gruppe aus benachbarten Enden 114 und eine zweite gegenüberliegende Gruppe aus benachbarten Enden 116 besitzen. Der Bereich zwischen jeweils benachbarten Paaren von Linien 112 ist lichtdurchlässig und ist aus Gebieten 118 aufgebaut, die das Licht durchleiten, ohne dessen Phase zu ändern, und ist aus Gebieten 120 aufgebaut, die Licht durchleiten, und die Phase dieses Lichtes um 90° verschieben (die Phasenverschiebung wird durch Vertiefungen 121 in dem Basiselement 110 hervorgerufen). Jede der Linien 112 besitzt ein Gebiet 118 und ein Gebiet 120, die entlang und auf einer Seite davon angeordnet sind, und ein Gebiet 118 und ein Gebiet 120, die auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet und entlang dieser ausgerichtet sind. Jede der Linien 112 besitzt ein Gebiet 118 an einer Seite davon und ein gegenüberliegendes Gebiet 120 auf der anderen Seite, wobei sich diese Gebiete 118, 120 von dem Ende 114 dieser Linie 112 in die Nähe der Mitte erstrecken. Ferner besitzt jede der Linien 114 ein Gebiet 120 an einer Seite gegenüberliegend zu einem Gebiet 118 auf der anderen Seite, wobei diese Gebiete 118, 120 sich von dem Ende 116 in die Nähe der Mitte erstrecken, wie dies alles in Bezug mit 2 zuvor gezeigt und beschrieben ist.
Unter einem Abstand Y von dem Monitorbereich 100 ist der Monitorbereich 102 angeordnet. Der Monitorbereich 102, der ähnlich zu dem Monitorbereich 100 ist, ist aus einem Quarzbasiselement 110 aufgebaut, das lichtdurchlässig ist und das mehrere parallele, lichtundurchlässige, beabstandete Linien 122 auf dem Basiselement 110 aufweist und die eine erste Gruppe benachbarter Enden 124 und eine zweite gegenüberliegende Gruppe benachbarter Enden 126 besitzen. Wiederum ist der Bereich zwischen jedem benachbarten Paar aus Linien 122 lichtdurchlässig und ist aus Gebieten 128 aufgebaut, die Licht durchlassen, ohne dessen Phase zu ändern, und ist aus Gebieten 130 aufgebaut, die das Licht durchleiten und die Phase des Lichtes um 90° verschieben (die Phasenverschiebung wird durch Vertiefungen 132 in dem Basiselement 110 verursacht). Jede der Linien 122 besitzt ein Gebiet 128 und ein Gebiet 130, die an einer Seite davon angeordnet und entlang dieser Seite ausgerichtet sind, und ein Gebiet 128 und ein Gebiet 130, die an der gegenüberliegenden Seite angeordnet und entlang dieser Seite ausgerichtet sind. Jede der Linien 122 besitzt ein Gebiet 128 an einer Seite gegenüberliegend zu einem Gebiet 130 auf der anderen Seite, wobei diese Gebiete 128, 130 sich von einem Ende 124 der Linie 122 bis in die Nähe der Mitte erstrecken, und weiterhin besitzt jede der Linien 122 ein Gebiet 130 auf einer Seite gegenüberliegend dem Gebiet 128 auf der anderen Seite, wobei diese Gebiete 128, 130 sich von dem Ende 126 der Linie 122 zu der Nähe der Mitte erstrecken.
Es bestehen jedoch wichtige Unterschiede zwischen dem Monitorbereich 100 und dem Monitorbereich 102. Zunächst sind in Bezug auf die phasenverschiebenden und nicht pha senverschiebenden Gebiete zwischen benachbarten Paaren von Linien die Positionen der phasenverschiebenden und nicht phasenverschiebenden Gebiete des Monitorbereichs 102 invertiert im Vergleich zu den entsprechenden Bereichen des Monitorbereichs 100. Ferner sind die Linien 122 des Monitorbereichs 102 unter einem kleinen Winkel relativ zu den Linien 112 des Monitorbereichs 100 angeordnet. Die Bedeutung dieser Merkmale wird im Weiteren erläutert.
Ferner sind in 7 andere Bereiche 104, 106 des Monitors 100 gezeigt. Der Monitorbereich 104 ist ähnlich dem Monitorbereich 100, enthält aber keine Gebiete, die die Phase des durch die lichtdurchlässigen Bereiche zwischen den Linien 134 hindurchlaufenden Lichts verschieben. Der Monitorbereich 106 ist ähnlich dem Monitorbereich 102, enthält aber wiederum keine Gebiete, die die Phase des durch die lichtdurchlässigen Bereiche zwischen den Linien 136 hindurchlaufenden Lichts verschieben. Der Monitorbereich 104 und der Monitorbereich 106 sind durch einen Abstand Y getrennt, wie dies für den Monitorbereich 100 und den Monitorbereich 102 der Fall ist. Die Linien 134 des Monitorbereichs 104 sind parallel zu den Linien 112 des Monitorbereichs 100, und die Linien 136 des Monitorbereichs 106 sind parallel zu den Linien 122 des Monitorbereichs 102. D. h., der Winkel zwischen den Linien 112, 122 ist gleich dem Winkel zwischen den Linien 134, 136.
Der Monitorbereich 104 wird in der Vorrichtung 30 aus 1 angewendet. Dies führt zu Schatten, die auf dem Photolack 32 der Scheibe 34 gebildet sind und den Linien 134 entsprechen. Der Monitor 108 wird dann um einen Abstand Y verfahren, wie dies in 7 gezeigt ist, so dass die von dem Monitorbereich 106 gebildeten Schattenbereiche den Linien, die in dem Photolack 32 gebildet sind, überlagert sind. Der Photolack 32 wird dann entwickelt, woraus das Muster der Linien 138 entsteht, das in 8 gezeigt ist. Auf Grund des Winkels zwischen den Linien 134 und den Linien 136 werden Moiré-Muster 140, 142 deutlich, wie sie in 8 gezeigt sind. Bei Konstanthalten des Abstandes Y für diesen Vorgang ist klar, dass der Abstand A zwischen den erscheinenden Moiré-Mustern 140, 142 konstant bleibt, wenn dieser Vorgang wiederholt wird. Wenn ferner keine Phasenverschiebungsgebiete in den Monitorbereichen 104, 106 vorhanden sind, bleibt der Abstand zwischen den Moiré-Mustern 140, 142, die auf dem Photolack 32 ausgebildet sind, im Wesentlichen gleich für einen Bereich von Abständen zwischen der Linse 44 und der Scheibe 34. Somit kann das in 8 gezeigte Bild als ein Referenzbild benutzt werden, wie dies im Weiteren beschrieben wird.
Die 9 und 10 sind ähnlich zu den 3 und 4, wobei jedoch die Monitorbereiche 100, 102 aus 7 ein Teil des Systems 30 sind. 9 enthält eine Querschnittsansicht des Monitorbereichs 100 entlang der Linien 9-9 der 7, wobei ein Querschnitt des oberen Gebiets 100a des Monitorbereichs 100 gezeigt ist, wohingegen 10 eine Schnittansicht des Monitorbereichs 100 entlang der Linie 10-10 aus 7 zeigt, wobei ein Querschnitt des unteren Gebiets 100b des Monitorbereichs 100 dargestellt ist. Ähnlich zu der vorhergehenden Beschreibung mit Bezug zu 3 und 4 gilt hinsichtlich des oberen Gebiets 100a des Monitorbereichs 100 (9), dass das Bewegen der Scheibe 34 und der Linse 44 relativ aufeinander zu und voneinander weg bewirkt, dass die Schatten 144a, 144b, 144c, die auf dem Photolack 32 der Scheibe 34 gebildet sind (gebildet durch die lichtundurchlässigen Linien 122), sich bewegen (nach unten, wenn die Scheibe 34 und die Linse 44 relativ voneinander weg bewegt werden). Hinsichtlich des unteren Gebiets 100b des Monitorbereichs 100 (10) gilt, dass das Bewegen der Scheibe 34 und der Linse 44 relativ aufeinander zu von einander weg bewirkt, dass sich die Schatten 144d, 144e, 144f, die auf dem Photolack 32 auf der Scheibe 34 gebildet sind, verschieben (nach oben, wenn die Scheibe 34 und die Linse 44 sich relativ zueinander entfernen). Die gepunkteten Gebiete 146 in den 9 und 10 bezeichnen die Bewegung der Schatten 144a bis f, wenn die Scheibe 34 auf diese Wiese relativ auf die Linse 44 zu und von dieser weg bewegt wird.
Die 11 und 12 sind auch ähnlich zu den 3 und 4, wobei der Monitorbereich 102 ein Teil des Systems ist. 11 enthält eine Schnittansicht des Monitorbereichs 102 entlang der Linie 11-11 aus 7, wobei ein Querschnitt des oberen Gebiets 102a des Monitorbereichs 102 gezeigt ist, wohingegen 12 eine Schnittansicht des Monitorbereichs 102 entlang der Linie 12-12 aus 7 zeigt, wobei ein Querschnitt des unteren Gebiets 102b des Monitorbereichs 102 dargestellt ist. In dieser Ausführungsform sind die Phasenverschiebungsgebiete und die nicht phasenverschiebenden Gebiete in der Position im Vergleich zu dem Monitorbereich 100, der zuvor beschrieben ist, invertiert, so dass die Bewegung der ausgebildeten Schatten 150a bis 150f entgegengesetzt zu der Bewegung ist, wie sie mit Bezug zu dem Monitorbereich 100 beschrieben ist. D.h., hinsichtlich des oberen Gebiets 102a des Monitorbereichs 102 (11) gilt, dass das Bewegen der Scheibe 34 und der Linse 44 relativ aufeinander zu und voneinander weg bewirkt, dass sich die Schatten 150a bis c, die auf dem Photolack 32 der Scheibe 34 gebildet sind (gebildet durch die lichtundurchlässigen Linien 122), verschieben (nach oben, wenn sich die Scheibe 34 und die Linse 44 relativ weiter auseinander bewegen). Hinsichtlich des unteren Gebiets 102b des Monitorbereichs 102 (12) gilt, dass das Bewegen der Scheibe 34 und der Linse 44 relativ aufeinander zu und voneinander weg bewirkt, dass sich die auf dem Photolack 32 der Scheibe 34 ausgebildeten Schatten 150d bis f verschieben (nach unten, wenn die Scheibe 34 und die Linse 44 relativ weiter voneinander weg bewegt werden).
Wen sich die Scheibe 34 beispielsweise in der durch X gekennzeichneten Position relativ zu der Linse 44 befindet (9 und 10) und wenn der Monitorbereich 100 so angeordnet ist, um Licht von der Lichtquelle 36 zu empfangen, wird der Photolack 32 mit Licht von der Lichtquelle 36 belichtet und wird dann entwickelt, um ein latentes Bild der Linien 152 in dem Photolack (13) zu bestimmen, das den vertikalen Linien 112 aus 7 entspricht. Es ist klar, dass entsprechend der obigen Analyse die Photolacklinienbereiche 152a, die durch das obere Gebiet 100a gebildet sind, nicht mit den Photolacklinienbereichen 152b, die durch das untere Gebiet 100b gebildet sind, ausgerichtet sind, ähnlich der Situation, wie sie zuvor mit Bezug zu 6 gezeigt und beschrieben ist.
Dann wird der Monitor 108 um einen Abstand Y bewegt, um den Monitorbereich 102 so anzuordnen, dass dieser Licht von der Lichtquelle 36 empfängt (die Linse 44 und die Scheibe 34 bleiben um die Entfernung X beabstandet), und der Photolack 32 wird erneut mit Licht aus der Lichtquelle 36 belichtet und anschließend entwickelt, um Photolacklinien 154 zu bestimmen, die den angewinkelten Linien 122 aus 7 entsprechen. Wiederum ist durch die obige Analyse klar, dass die Linienbereiche 154a, die durch das obere Gebiet 102a gebildet sind, nicht zu den Linienbereichen 154b, die durch das untere Gebiet 102b gebildet sind, ausgerichtet sein müssen.
Da die Linien 154 unter einem kleinen Winkel relativ zu den Linien 152 angeordnet sind, werden Moiré-Muster 156, 158 mit einem gewissen Abstand B zueinander gebildet. Wie sich zeigen wird, verschieben sich die Linienbereiche 154a nach links, ebenso wie die Linienbereiche 152b, wenn die Linse 44 und die Scheibe 34 relativ weiter voneinander weg bewegt werden. Gleichzeitig verschieben sich die Linienbereiche 154b sowie die Linienbereiche 152a nach rechts. Wenn sich der Abstand zwischen der Linse 44 und der Scheibe 34 in dieser Weise vergrößert, bewirkt die laterale Verschiebung der Linienbereiche 154a relativ zu den Linienbereichen 152a, dass sich das Moiré-Muster 156 aus 13 nach oben weg von der Mitte der Struktur bewegt. Gleichzeitig bewirkt die laterale Verschiebung der Linienbereiche 152b relativ zu den Linienbereichen 154b, dass sich das Moiré-Muster 158 aus 13 nach unten und damit weg von der Mitte der Struktur bewegt. Das Ergebnis dieser Bewegung ist in 14 dargestellt. Somit ergibt das Bewegen der Scheibe 34 und der Linse 44 von einer Position, an der sie am weitesten voneinander entfernt sind, relativ aufeinander zu, wie dies zuvor beschrieben ist, ein Anwachsen des Abstandes zwischen den Moiré-Mustern 156, 158 auf einen Abstand C. Eine derartige Relativbewegung der Linse 44 in Richtung der Scheibe 34 bewirkt, dass der Abstand zwischen den Moiré 156, 158 weiter anwächst (Abstand D, 15).
Nach der Ausbildung der Moiré-Musterstruktur aus 8, die als ein grundliegendes Muster benutzt werden kann, werden eine Reihe von Belichtungen und Entwicklungsvorgängen an dem Photolack 32 in der zuvor beschriebenen Weise für diverse Abstände zwischen der Scheibe 34 und der Linse 44 durchgeführt. Der beste Fokus wird erreicht, wenn der Abstand zwischen den Moiré-Mustern 154, 156, die sich durch diese Vorgänge bilden, gut mit dem Abstand A zwischen den Moiré-Mustern des Grundmusters aus 8 übereinstimmt. Auf Grund des relativ kleinen Winkels zwischen den Linien 112 und den Linien 122, d. h. 30° oder weniger, und vorzugsweise 10° oder weniger, bewegen sich die Moiré-Muster 156, 158 mit einer deutlich größeren Geschwindigkeit als die der lateralen Bewegung der Linien, wie dies zuvor in Bezug auf das vorhergehende System beschrieben ist (6). Jedes Moiré-Muster 156, 158 wird tatsächlich um einen Abstand bewegt, der ein Vielfaches des Abstandes ist, der von den Schatten aus 6 des vorhergehenden Systems zurückgelegt wird, wobei die Vielfachheit von dem Winkel zwischen den Linien 112 und den Linien 122 abhängt, und wobei ein kleinerer Winkel ein größeres Vielfaches liefert. Dies ergibt einen deutlich empfindlicheren Ablesewert für den Fokus.
In den 15 bis 19 sind Photographien, die das Umsetzen der vorliegenden Erfindung darstellen. Der Fokus wird über einen Bereich von 400 nm für Winkel für eine Gruppe von Linien 112 relativ zu der anderen Gruppe der Linien 122 von 3°, 5° und 7° verfahren. Man erkennt, dass die Verschiebung der Moiré-Muster, wie sie zuvor beschrieben ist, in diesen Photographien gut zu erkennen ist, und kann in der Tat innerhalb eines Bereiches von 200 nm oder weniger an Relativbewegung der Linse 44 zu der Scheibe 34 gut beobachtet werden.
20 zeigt die Empfindlichkeit der vorliegenden Vorrichtung, wobei der programmierte Scheiben-Linsen-Abstand gegenüber der gemessenen Moiré-Musterverschiebung aufgetragen ist, d. h. der Abstand zwischen den Moiré-Mustern, wenn die Linse 44 und die Scheibe 34 relativ aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden. Man kann leicht erkennen, dass das System sehr empfindlich ist innerhalb eines Bewegungsbereichs von 200 nm oder weniger.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsform der Erfindung wurde zum Zwecke der Darstellung und der Beschreibung angeführt. Es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die spezielle offenbarte Form einzuschränken. Weitere Modifizierungen oder Variationen sind in Anbetracht der zuvor dargelegten Lehre möglich.
Die Ausführungsform wurde ausgewählt und beschrieben, um die beste Darstellung der Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung zu vermitteln, um dem Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung in diversen Ausführungsformen und mit diversen Modifizierungen umzusetzen, wie sie für die spezielle betrachtete Anwendung geeignet sind. Alle derartigen Modifizierungen und Variationen liegen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung, wie sie durch die angefügten Patentansprüche bestimmt ist, wenn diese entsprechend ihrer Breite interpretiert werden, zu der sie bei angemessener Betrachtung und juristischer Auslegung berechtigt sind.
Zusammenfassung
Ein optischer Monitor enthält einen Körper mit mehreren ersten parallelen, im Wesentlichen lichtundurchlässigen, beabstandeten Linien und mehreren zweiten parallelen, im Wesentlichen lichtundurchlässigen, beabstandeten Linien, wobei ein relativ kleiner Winkel zwischen den mehreren ersten und zweiten Linien ausgebildet ist. Wenn ein Bild der mehreren ersten Linien auf dem Halbleiterkörper hergestellt ist, bewegen sich bei einer Relativbewegung des Monitors Richtung auf den Halbleiterkörper zu und von diesem weg die Linienbilder relativ zu dem Halbleiterkörper. Die Bilder der mehreren zweiten Linien, die auf dem Halbleiterkörper gebildet sind, bewegen sich in unterschiedlicher Weise bei einer Relativbewegung des Monitors zu dem Halbleiterkörper und von diesem weg. Das Moiré-Muster, das auf dem Halbleiterkörper aus den Bildern der mehreren ersten und zweiten Linien während einer derartigen Bewegung gebildet wird, wird analysiert, um einen geeigneten Fokus des Bildes auf dem Halbleiterkörper zu erreichen.

Claims

Optisches Mittel gekennzeichnet durch: einen optischen Körper (110); mehrere erste im Wesentlichen lichtundurchlässige, parallele, beabstandete Linien (112) auf dem Körper (110); und mehrere zweite im Wesentlichen lichtundurchlässige, parallele, beabstandete Linien (122) auf dem Körper (110), wobei die mehreren zweiten (122) Linien unter einem von 90° verschiedenen Winkel relativ zu den mehreren ersten Linien (112) angeordnet sind.
Das optische Mittel nach Anspruch 1, wobei die mehreren zweiten Linien (122) unter einem Winkel von 30° oder weniger relativ zu den mehreren ersten Linien (112) angeordnet sind.
Das optische Mittel nach Anspruch 2, das ferner gekennzeichnet ist durch erste und zweite transparente Bereiche (118, 120) zwischen jedem benachbarten Paar der mehreren ersten Linien (112), wobei jeder erste transparente Bereich (118) eine Lichtdurchlässigkeit mit einer ersten Phase bereitstellt, und wobei jeder zweite transparente Bereich (120) eine Lichtdurchlässigkeit mit einer zweiten Phase, die sich von der ersten Phase unterscheidet, bereitstellt.
Das optische Mittel nach Anspruch 3, das ferner gekennzeichnet ist durch dritte und vierte transparente Bereiche (128, 130) zwischen jedem benachbarten Paar der mehreren zweiten Linien 122, wobei jeder dritte transparente Bereich (128) eine Lichtdurchlässigkeit mit der ersten Phase bereitstellt, und wobei jeder vierte transparente Bereich (130) eine Lichtdurchlässigkeit bei der zweiten Phase bereitstellt.
Das optische Mittel nach Anspruch 4, wobei jede der mehreren ersten Linien (112) an einer ersten Seite und an einer zweiten Seite, die benachbart sind, einen ersten transparenten Bereich (118) bzw. einen zweiten transparenten Bereich (120) aufweist.
Das optische Mittel nach Anspruch 5, wobei jede der mehreren zweiten Linien (122) an einer ersten Seite und an einer zweiten Seite, die benachbart sind, einen dritten transparenten Bereich (128) bzw. einen vierten transparenten Bereich (130) aufweist.
Das optische Mittel nach Anspruch 6, wobei eine erste Gruppe entsprechender Seiten der mehreren ersten Linien (112) jeweils einen ersten transparenten Bereich (118) benachbart dazu aufweist, und wobei eine erste Gruppe entsprechender Seiten der mehreren zweiten Linien (132) jeweils einen vierten transparenten Bereich benachbart dazu aufweist, wobei die erste Gruppe entsprechender Seiten der mehreren ersten Linien (112) auch der ersten Gruppe entsprechender Seiten der mehreren zweiten Linien (122) entspricht.
Das optische Mittel nach Anspruch 7, wobei der Winkel zwischen den Linien der mehreren ersten Linien (112) und der mehreren zweiten Linien (122) 10° oder weniger beträgt.
Verfahren zum Testen des Fokus eines Bildes, das von einem Monitor (108) oder dergleichen auf einen Halbleiterkörper (34) übertragen wird, gekennzeichnet durch: Bereitstellen eines Bildes mehrerer erster paralleler Linien (152) auf dem Halbleiterkörper (34), wobei die Linien (152) sich relativ zu dem Halbleiterkörper (34) bewegen, wenn der Halbleiterkörper (34) relativ auf den Monitor (108) zu und von diesem weg bewegt wird; Bereitstellen eines Bildes mehrerer zweiter paralleler Linien (154) auf dem Halbleiterkörper (34), wobei die Linien (154) sich relativ zu dem Halbleiterkörper (34) bewegen, wenn der Halbleiterkörper (34) relativ auf den Monitor (108) zu und von diesem weg bewegt wird; wobei die mehreren zweiten parallelen Linien (154) unter einen Winkel relativ zu den mehreren ersten parallelen Linien (152) angeordnet sind; und Analysieren des Moiré-Musters, das auf dem Halbleiterkörper (34) aus den Bildern der mehreren ersten und zweiten parallelen Linien (152, 154) darauf gebildet wird.
Das Verfahren nach Anspruch 9, das ferner gekennzeichnet ist durch: Halten des Winkels zwischen den mehreren ersten und zweiten Linien bei 10° oder weniger.