DE2212159C2

DE2212159C2 - Vorrichtung zum optischen Vergleich eines Gegenstandes mit einem ähnlichen Gegenstand

Info

Publication number: DE2212159C2
Application number: DE2212159A
Authority: DE
Inventors: Christian Preillonnaz Lietar
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-03-14
Filing date: 1972-03-14
Publication date: 1982-03-11
Also published as: JPS5610603B2; JPS4912842A; GB1392669A; DD105671A5; CH552194A; FR2176059B1; US3817626A; FR2176059A1; DE2212159A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE-OS 15 48 551 ist bereits eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der die durch die halbdurchlässigen spiegelnden Flächen erzeugten virtuellen Bilder der beiden Gegenstände visuell beobachtet werden. Während dieser Beobachtung werden die beiden Gegenstände gemeinsam mit Hilfe eines bewegbaren Schlittens, auf den sie und die halbdurchlässigen spiegelnden Flächen aufgebracht sind, relativ zum Beobachter bewegt, der zu jedem Beobachtungszeitpunkt jeweils nur einen Teilausschnitt der virtuellen Bilder dieser Gegenstände betrachtet. Diese Vorrichtung hat aber den Nachteil, daß Schlenkerbewegungen des Schlittens die Genauigkeit der Beobachtungen beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs die Beobachtungsgenauigkeit zu erhöhen.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Das Mikroskop kann leicht relativ zu den überlagerten reellen Bildern der beiden Gegenstände bewegt werden, so daß ein gemeinsames Bewegen der beiden Gegenstände relativ zum Beobachter nicht mehr notwendig ist und auf diese Weise die Genauigkeit der Beobachtung erheblich verbessert wird.

Aus Naumann »Optik für Konstrukteure«, I960, Seiten 17, 18, 144, 145 ist zu entnehmen, daß ein virtuelles Bild mittels eines Sammelsystems reell abgebildet werden kann.

Aus der DE-PS 7 09 204 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Bilder nebeneinander gelegt, nicht überlagert werden,

Bei der Vorrichtung nach der US-PS 24 23 370 werden die Bilder zwar überlagert. Es wird aber kein 5 Objektiv verwendet, bei dem ein optisches Glied als Hohlspigel ausgebildet ist.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. I einen Vertikalschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig.2 einen Horizontalschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig.3 einen Horizontalschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 sind mit 1 und 2 zwei zu vergleichende Masken bezeichnet Die Maske 1 kann ein Urmodell einer Maske zur Herstellung integrierter Schaltungen sein, die Maske 2 eine Kopie eines solchen Urmodells. Oberhalb der Maske 1 ist ein Prisma 3, oberhalb der Maske 2 ein Prisma 4 angeordnet. Beide Prismen 3 und 4 sind quaderförmig ausgebildet und durch einen Luftspalt 11 voneinander getrennt Das Prisma 3 enthält eine halbdurchlässige, spiegelnde Fläche 3a. Diese Fläche 3a ist dabei unter 45° gegen diejenige Oberfläche des Prismas 3 geneigt, an der die Maske 1 anliegt. Das Prisma 4 enthäü eine halbdurchlässige spiegelnde Fläche 4a. Diese Fläche Aa ist unter 45° gegen diejenige jo Oberfläche des Prismas 4 geneigt, an der die Maske 2 anliegt Die halbdurchlässigen spiegelnden Flächen 3a und 4a liefern von den Masken 1 bzw. 2 virtuelle überlagerte Bilder, die für den Betrachter, der von rechts in das Prismensystem hineinschauen würde, in der Ebene 10 erscheinen würden. Diese Bilder sind aber für eine Auswertung, insbesondere für eine Registrierung, nicht geeignet. Deshalb ist erfindungsgemäß ein Objektiv vorgesehen, welches aus einem bei 5 angedeuteten Linsensystem und aus einem sphärischen ■ίο Hohlspiegel 6 besieht. Dieses Objektiv bildet im Zusammenwirken mit den Prismen 3 und 4 die in die Ebene 10 eingespiegelten virtuellen überlagerten Bilder der Masken 1 und 2 in der Ebene 9 ab. Mit Hilfe dieses Objektivs entstehen also in der Ebene 9 reelle überlagerte Bilder Γ und 2' der Masken 1 und 2. Diese Bilder Γ und 2' können mit Hilfe eines Mikroskops 7 beobachtet und ausgewertet werden.

Fig.2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Vergleich der Masken 1 und 2. Das Prisma 4 mit seiner halbdurchlässigen spiegelnden Fläche 4a ist hierbei in gleicher Weise ausgebildet wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, während das Prisma 3 im Gegensatz zu F i g. 1 an das Prisma 4 herangerückt ist und an seiner dem Prisma 4 zugewandten Oberflächenseite die halbdurchlässige spiegelnde Fläche 3a hat. Die Prismen 3 und 4 können dabei ein zusammenhängendes System bilden. Die Maske 1 ist an derjenigen freien Oberfläche des Prismas 3 angeordnet, die der halbdurchlässigen Oberflächenseite 3a dieses Prismas gegenüberliegt. Die Maske 2 ist an derjenigen freien Oberfläche des Prismas 4 angeordnet, an deren einer Seitenkante die halbdurchlässige Fläche 3a und an deren anderer Seitenkante die halbdurchlässige Fläche 4a endet. Für den von rechts in die Anordnung schauenden Betrachter entsteht ein virtuelles Bild der Maske 2 in der Ebene 10, in welcher auch ein virtuelles Bild der Maske 1 entsteht. Erfindungsgemäß wird hier wiederum mit Hilfe des aus dem Linsensystem 5 und

dem Hohlspiegel 6 bestehenden Objektivs ein reelles Bild der Masken 1 und 2 in der Ebene 9 erzeugt, die hier an derjenigen freien Oberfläche des Prismas 4 angeordnet ist, die derjenigen Oberfläche gegenüberliegt, an der die Maske 2 angeordnet ist. Das Linsensystem 5 besteht hierbei aus zwei Teilsystemen 5a, Sb, wobei das Teilsystem 5a drei Mal vorkommt. Jeweils ein Exemplar des Teilsystems 5a ist dabei im Bereich zwischen der Maske 1 und dem Prisma 3, im Bereich zwischen der Maske 2 und dem Prisma 4 und im Bereich zwischen der Ebene 9 und dem Prisma 4 angeordnet.

In Fig.3 ist eine Anordnung dargestellt, die im wesentlichen der Anordnung nach Fig.2 entspricht. Abweichend von F i g. 2 ist jedoch das Linsensystem 5 nicht aufgeteilt Außerdem sind die Prismen 3 und 4 durch einen Luftspalt 11 voneinander getrennt Ferner ist zwischen den Masken 1 und 2 und dem Prismensystem 3, 4 jeweils eine drehbewegliche planparallele Glasplatte 8 bzw. 8' vorgesehen. Die Platte 8 ist dabei um die zur Zeichenebene senkrecht verlaufende Achse Qi, 0Ί drehbeweglich. Die Platte 8' ist um die in der Zeichenebene liegende Achse lh, OS drehbeweglich. Nach einer Rotation θ der Platte 8 wird wahrnehmbar, daß für den Beobachter der Objektpunkt Öden Punkt A ersetzt zu haben scheint, was sich in einer Translation des ganzen Bildes der Maske 1 ausdrückt. Da die Rotationsachsen der beiden Platten 8 und 8' aufeinander senkrecht stehen, folgen die durch die Rotation beider Platten erhaltenen Translationen der Bilder zwei in der Maskenebene liegenden Richtungen, die aufeinander senkrecht stehen. Es ist deshalb möglich, zwei einander entsprechende Punkte der Masken 1 und 2, von denen jeder eine seitliche Abweichung aufweist, zur Deckung zu bringen.

Wenn während des Vergleichs der Masken I und 2 der Beobachter eine seitliche Verschiebung zwischen den Bildern der einander entsprechenden Elemente der beiden Masken bemerkt, kann er durch Verdrehen der Platten 8 und 8' die beiden Elemente zur Deckung bringen. Die Maßzahlen der Rotationen der Platten 8,8' liefern dann die anfänglichen seitlichen Verschiebungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen. Der Meßwert jeder Verschiebung ist genau, da die dünne Platte wie ein Reduktionsgetriebe wirkt. Andererseits reicht eine einzige Übereinstimmung aus, während bei der Verwendung eines beweglichen Fadenkreuzes gewöhnlich zwei Obereinstimmungen notwendig sind.

Tatsächlich muß man jedoch, wenn ein Fadenkreuz vorgesehen ist, dieses mit den beiden einander zugeordneten Elementen nacheinander zur Deckung bringen.

Da die beiden Platten 8, 8' vor dem Mikroskop 7 angeordnet sind, ist die Messung unabhängig von der Vergrößerung des Mikroskopes.

Die Verwendung eines aus einem Linsensystem 5 und einem Hohlspiegel 6 bestehenden Objektivs, welches vorzugsweise mit der Vergrößerung 1 arbeitet, bietet verschiedene Vorteile. Sie erlaubt insbesondere eine gute Korrektur des Chromatismus und des Astigmatismus. Darüber hinaus läßt sich trotz der erforderlichen großen numerischen Öffnung und des erforderlichen großen Bildfeldes der Raumbedarf und die Anzahl der Linsen klein halten. Es ist auch möglich, zu erreichen, daß die Eingangspupille genügend verschoben ist, um die Größenfehler zu vermeiden, die durch unterschiedliche Ausrückungen beider Masken 1, 2 aus den Ebenen bester Schärfe erzeugt würden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum optischen Vergleich eines Gegenstandes (1) mit einem ähnlichen Gegenstand (2) mrt einem System halbdurchlässiger spiegelnder Flächen (3a, Aa) zur Erzeugung überlagerter virtueller Bilder (10) der beiden Gegenstände, bei dem die spiegelnden Flächen (3a, Aa) relativ zueinander und zu den beiden Gegenständen (1, 2) während des Vergleichs eine feste Lage einnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umwandlung der überlagerten virtuellen Bilder (10) der beiden zu vergleichenden Gegenstände (I₁ 2) in reelle Bilder (1', 2') ein außerhalb des Systems der halbdurchlässigen spiegelnden Flächen (3a, Aa) angeordnetes Objektiv (5,6) vorgesehen ist, bei dem ein optisches Glied als Hohlspiegel (6) ausgebildet ist, und daß zur Beobachtung der überlagerten reellen Bilder (Y, 2') ein Mikroskop (7) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlspiegel (6) ein sphärischer Spiegel ist

3. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die halbdurchlässigen spiegelnden Flächen (3a, Aa) Bestandteile eines Prismensystems (3,4) sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zur Erzeugung der beiden virtuellen Bilder dienenden Strahlengang hinter mindestens einem der beiden zu vergleichenden Gegenstände eine planparallele Glasplatte (8, 8') drehbeweglich angeordnet ist.