DE2539503C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Auffinden von Fehlerstellen nicht rechteckiger Form in einer Fotolithografie-Schablone mit Rechteckmuster - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Auffinden von Fehlerstellen nicht rechteckiger Form in einer Fotolithografie-Schablone mit RechteckmusterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auffinden von Fehlerstellen nicht
rechteckiger Form in einer Fotolithografie-Schablone mit Rechteckmuster, bei dem bzw. bei der die
Fotoschablone mit kohärentem Licht ausgeleuchtet und das von ihr reflektierte oder sie durchdringende Licht
von einem Umformobjektiv in eine Fourier-Transformation des Musters der Schablone umgesetzt wird, bei
dem das kohärente Licht, das die Information über das Rechteckmuster der Fotoschablone enthält, durch ein
Raum- oder Kontrastfilter blockiert wird und dabei eine Abbildung mit den nicht rechteckigen Fehlerstellen
erzielt wird.
Durch die US-PS 36 58 420 sind bereits ein Verfahren
und eine Vorrichtung bekannt geworden, mit dem bzw. der das von einer Fotoschablone reflektierte oder das
sie durchdringende Licht in eine Fourier-Transformation umgesetzt wird. Das Licht, welches direkte
Lineareigenschaften hat, wird dann durch einen Raumbzw.
Kontrastfilter geführt, so daß es Schäden oder Fehlerstellen im Muster der Fotoschablone erkennbar
macht.
Durch die US-PS 36 30 596 gehört es auch schon zum
Stande der Technik, eine modifizierte Fotoschablone aus einer Fotoschablone mit nicht linearen Defekter
oder aperiodischen Defekten herzustellen. Hierzu wird ein intensitätsgesteuertes Raumfilterverfahren eingesetzt,
um von der Original-Fotoschablone auf einem Film eine Abbildung zu erzeugen, in der die Defekte
oder Fehlerstellen nicht mehr enthalten sind.
Schließlich ist durch die US-PS 36 14 232 ein
Verfahren bekannt geworden, mit dem das Vorhandensein
von Defekten oder Fehlerstellen in einer Fotoschablone festgestellt werden kann. Hierbei wird jedoch
lediglich angezeigt, daß irgend welche Defekte oder Fehlerstellen vorhanden sind, es ist jedoch nicht
erkennbar, wo diese s'ch in der Fotoschablone befinden.
Alle vorstehend beschriebenen, bekannten Verfahren
und Vorrichtungen sind zwar insofern technisch fortschrittlich, als eine individuell durchgeführte und
daher umstündliche sowie zeitraubende Untersuchung der Fotoschablonen mit dem Mikroskop vermieden
wird. Nachteilig ist jedoch, daß mit ihrer Hilfe lediglich
;-das Vorhandensein von Fehlerstellen oder Defekten im
"'" Muster der Fotoschablone geprüft, aber deren Position
innerhalb derselben nicht genau oder aber überhaupt nicht ermittelt werden kannf
Zweck der Erfindung ist es, diese Nächteile auszuräumen. Daher Hegt der Ef findung die Aufgabe zu
Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, durch das bzw. die
gewährleistet wird, daß nicht nur eine Abbildung der Fehlerstellen oder Defekte selbst erfolgt, sondern auch
der fehlerfreie Teil der Fotoschablone vollständig wiedergegeben und damit die genaue Position der
Fehlerstellen oder Defekte in dieser aufgezeigt wird.
In verfahrenstechnischer Hinsicht wird die Lösung dieses Problemes durch die Kennzeichnungsmerkmale
des Anspruchs 1 erreicht
Eine Vorrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen
Verfahrenstechnik zeichnet sich durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruches 2 aus.
Besonders vorteilhaft, bauliche Weiterbildungsmerkmale dieser Vorrichtung sind in den Ansprüchen 3 bis 5
gekennzeichnet
Wenn mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch eine mikroskopische Untersuchung der Fotoschablonen
erwünscht ist, hat es sich als sinnvoll erwiesen, das Merkmal des Anspruches 6 zu benutzen. Besonders
deutlich sind in diesem Fall die Fehlerstellen und Defekte erkennbar, wenn zusätzlich die Merkmale des
Anspruches 7 zum Einsatz gelangen.
Diese Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles (der in
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele) näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
F i g. 1 eine schematische Skizze der Anlage zum Auffinden von Fehlerstellen in einer Schablone. Diese
Darstellung entspricht einem Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
Fig. 2A und 2B schematische Darstellungen betreffend
die Darstellung einer Lichtmenge kohärenten Lichtes, die durch das Schablonenmuster auf einer
Ausfilterungsebene hindurchgedrungen ist.
Fig. 3A und 3B schematische Darstellungen betreffend
die Formen von Kontrastfiltern, die für diese Erfindung verwendet werden.
Fig.4A und 4B schematische Darstellungen mit Beispielen der Abbildungen vom Schablonenmusier und
von den Fehlerstellen.
Fig. 5 die schematische Darstellung einer anderen
Ausführung des Erfindungsgegenstandes.
F i g. 6 die schematische Darstellung einer Ausführung des Erfindungsgegenstandes, die zusammen mit
einem Mikroskop eingesetzt werden kann.
Fig. 7 eins schemitische Darstellurg ähnlich Fig. 6
betreffend ein wiederum anderes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
Wie aus Fig. I zu erkennen ist, ist die Lichtquelle 1
für kohärentes Licht in drr Form eines Helium-Neon-Lasers
(He-Ne-Lasers) ausgeführt, während als Lichtquelle
2 für das inkohärente Licht eine Glühlampe genommen worden ist. Das kohärente Licht aus der
Lichtquelle I erfährt eine Umwandlung zu parallelen Lichtstrahlen 3 mit der erforderlichen Strahlenbreite
durch einen Kollimator 4 mit seinen beiden Linsen 5 und 6. Der parallele Lichtstrahl fällt durch den halbdurchlässigen
Spiegel 8 auf die Fotolithografieschablone, kurz als Schablone 7 bezeichnet.
Das inkohärente Licht der Lichtquelle 2 passiert einen Farbfilter 12 und einen Kollimator 9, durch den es
zu einem parallelen Lichtstrahl 13 umgeformt wird. Zu ^
dem Kollimator 9 gehören die Linsen 10 und 11. Der :"
parallele Lichtstrahl 13 wird Von dem Haibspiegel 8
abgelenkt und über den gleichen Strahlengang, den auch der Lichtstrahl aus der Lichtquelle 1 passiert hat, auf die
Fotolithografieschablone T geworfen. Diese Schablone
wird von einer Vorrichtung mit einem Antrieb 14 gehalten, durch den die Schablone im Hinblick auf den
Strahlengang derart verfahren und bewegt wird, so daß
nacheinander die gesamte Schablone ausgeleuchtet oder angeleuchtet wird.
Wird als Lichtquelle 1 ein He-Ne-Laser verwendet, dann wird durch den Filter 12 das rote Licht gesperrt
und konsequenterweise grünes Licht zur Ausleuchtung der Fotoschablone weitergeleitet, so daß diese ausgeleuchtet
wird mit rotfarbigen kohärentem Licht und grünem inkohärentem Licht Die Lichtstrahlen, die die
Schablone passieren, werden von einer Umformlinse 15, die in einem Abstand von 2F zur Fotoschablone
angeordnet ist, verdichtet, wobei Fder Brennweite der
Umformlinse entspricht Für das kohärente Licht, das die Fotoschablone durchdringt, wirkt diese Linse wie
eine Fourier-Umformlinse, so daß aus diesem Grunde
das kohärente Licht mit der Information über die Fotoschablone von der Linse in ein Fourier Transformmuster
umgesetzt wird, wobei die Spektralverteilung auf der Fourier-Transformebene sich entsprechend der
Form der Fotoschablone 7 verändert
F i g. 2A zeigt nun die Spektralvertetlung auf der Fourier-Transformebene für eine Fotoschablone 7, die
aus einer Kombination vertikalen geraden Linie;: und aus horizontalen Linien besteht, wohingegen Fig.2b
die Spekiralverteilung auf der Fourier-Transformebene für den Fall wiedergibt, daß die Fotoschablone 7 aus
einer Kombination von Vertikallinien, Horizontallinien und Diagonallinien besteht
In Fig. 2A und F i g. 2B sind die dunkelfarbigen Teile
ein Anzeichen für das Fourier-Spektrum des richtigen Schablonenmusters, das keine Fehlerstellen aufweist,
während die hellfarbigen Teile des Spektrums ein Anzeichen für Fehlerstellen in der Schablone aufgrund
von Rissen und Staubkratzern sind. Das Spektrum der Fehlerstellen hat deshalb derartige Ausmaße, weil diese
Fehlerstellen im wesentlichen für sich keinen spezifischen Richtungscharakter haben.
Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist. ist ein Kontrastfilter
16 — dieser ausgeführt in der mit F i g. 3A oder F i g. 3B angegebenen Form — in der Brennebene der
Umformlinse 15 angeordnet. Dieser Kontrastfilter 16 ist geformt in Übereinstimmung mit der Fourier-Spektralverteilung
des Schablonenmusters und weist eine Wellenlängenselektivität auf. Daraus ergibt sich, d::ß die
durch das kohärente Licht mitgeführte Information betreffend des richtigen Schablonenmusters vom
Kontrastfilter 16 blockiert wird, so daß nur eine Abbildung der Fehlerstellen auf den Schirm 17
projiziert wird, der im Abstand F zum Filter 16 angeordnet ist. Andererseits aber ist die Richtungsverteilung
des inkohärenten Lichtes, das das Schablonen muster passiert nicht so klar, wie jene des kohärenten
Lichte:,. Aus diesem Grunde sperrt der Kontrastfilter 16 auch nicht den Durchgang des inkohärenten Lichtes, so
daß eine Abbildung der Fotoschablone 7 samt dem Muster dieser Schablone und den Fehlerstellen auf den
Schirm 17 durch das inkohärente Licht projiziert wird.
Wenn manchmal auch angenommen wird, daß sich die Qualität einer inkohärenten Abbildung durch die
Filterwirkung eines Kontrastfilters verschlechtert, so sind die Wellenlängen des kohärenten Lichtes und. die
des inkohärenten Lichtes voneinander verschieden, darüber hinaus ist dem Kontrastfilter 16 die Eigenschaft
einer Wellenlängenseiektivität zugeordnet. Damit aber
wird der größte Teil des inkohärenten Lichtes vorn Kontrastfilter 16 durchgelassen. Insbesondere dann,
ι
wenn mit grünem inkohärenten Licht und mit rotetfr
kohärenten Licht gearbeitet wird, werden die Fehlerstellen
von dem roten Licht Wiedergegeben, während das Maskehmuster von dem grünen Licht wiedergegeben
wird, wobei beide Abbildungen zur gleichen Zeit
übereinander auf den Betrachtungsschirm 17 projiziert werden.
Ist der Teil der Schablone untersucht und überprüft
worden, der durch die Lichtstrahlen ausgeleuchtet
worden ist, dann wird vorider Antriebsvorrichtung 14
die Schablone verschoben, so daß nun ein anderer Teil
der Schablone ausgeleuchtet wird.
Fig.4A zeigt den Teil der Abbildung einer Fotoschablone, der durch das inkohärente Licht auf den
Betrachtungsschirm projiziert worden ist. Die Fehlstellen sind in dieser Abbildung enthalten und durch einen
Pfeil gekennzeichnet. Fig.4B zeigt eine Abbildung der
Fehlerstellen der Schablone 7, die auf den Betrachtungsschirm projiziert worden ist. Die mit einem Pfeil
gekennzeichnete Fehlerstelle wird in roter Farbe wiedergegeben. Beide Abbildungen werden aufeinander
projiziert. Der mit roter Farbe wiedergegebene Fehler ist deshalb ganz klar aus dem Muster der Schablone,
dieses ist in grüner Farbe wiedergegeben, hervorgehoben. Damit läßt sich das Vorhandensein einer Fehlerstelle,
aber auch deren Position, leicht auffinden und bestimmen. Weil die Lichtstrahlen zudem auch noch
ihren Ursprung in verschiedenen Lichtquellen haben, kann die Lichtstärke der beiden Lichtstrahlen eingestellt
und eingeregelt werden, so daß das Verhältnis der Lichtstärke des kohärenten Lichtes und seiner Abbildung
und der Lichtstärke des inkohärenten Lichtes und seiner Abbildung variabel ist, was darin resultiert, daß
Fehlerstellen leicht entdeckt werden können.
Das mit Fig.5 dargestellte Ausführungsbeispiel des
Erfindungsgegenstandes wird dort verwendet, wo das kohärente Licht und das inkohärente Licht die
Fotoschablone 7 nicht durchdringen. In diesem Falle wird von der Lichtquelle 1 aus das kohärente Licht und
von der Lichtquelle 2 aus das inkohoränte Licht über einen Halbspiegel 8 in diagonaler Ausleuchtung auf die
Fotoschablone geworfen, wobei dann das von der Foiosclimiiuiic icnckucttc Liuhi £ur Transfuinicriinse
oder Umformlinse 15 weitergeleitet wird.
Das mit F i g. 6 wiedergegebene Ausführungsbeispiel der Erfindung eignet sich zur Verwendung mit einem
Mikroskop. Von einem He-Ne-Laser 60 wird rotes und kohärentes Licht abgestrahlt Dieses Licht erleuchtet
den Teil einer Fotoschablone 61 auf dem lichtdurchlässigen Objektisch 62 des Mikroskopes über die Spiegel 63
und 64 sowie über einen dichroitischen Spiegel 65. Das von der Glühlampe «j6 abgestrahlte inkohärente Licht
beleuchtet den gleichen Teil der Fotoschablone über eine Linse 67 und über den dichroitischen Spiegel 65.
Vom Spiegel 65 wird das grüne Licht reflektiert, das
rote und blaue Licht aber durchgelassen.
Damit aber wird die Fotoschablone gleichzeitig durch
das rotfarbige kohärente Licht und durch das grünfarbige inkohärente Licht auf dem gleichen Strahlengang
ausgeleuchtet. Die Fotoschablone wird in den Richtungen
X und Y Von einer Antriebsvorrichtung, die hier
nicht dargestellt islj verschoben.
Die die Fotoschablone durchdringenden kohärenten
und inkohärenten Lichtstrahlen werden nun dem Objektiv 68 eines Mikroskopes zugeführt, das als
UmfdrtfiUngslirise diöhti Besteht das Objektiv aus mehr
als einer Linse, so ist es wünschenswert, wenn dessen
hintere Brennebene ,hinter der Linsengruppe liegt Der
Kontrastfilter 69 befindet sich in der hinleren
Brennebene des Objektivs 68. Filter 69 und Objektiv 68 sind gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht.
Das die Information der Fehlerstellen enthaltende kohärente Licht, desgleichen auch das die Information
des Rechteckmusters und der Fehlerstellende enthaltende inkohärente Licht, werden durch den Kontrastfilter
69 zu den Okularen 70-1 und 70-2 geführt. Derjenige, der mit den Okularen arbeitet, kann leicht das Vorhandensein
von Fehlerstellen in der Fotoschablone ausmachen und darüber hinaus auch beurteilen, wo sich diese
Fehlerstellen im Musler der Fotoschablone befinden.
Fig. 7 zeigt eine ähnliche Ausführung des Erfindungsgegenstandes mit einer weiteren Lichtquelle 71
für inkohärentes Licht und mit einem weiteren Halbspiegel 72. Das von dieser Lichtquelle 71
abgestrahlte inkohärente Licht wird der Fotoschablone über den H-»lbspiegel 72, dem Kontrastfilter 69 und die
Objektivlinse 68 zugeführt. Das von der Fotoschablone 61 reflektierte inkohärente Licht gelangt über die
Objektivlinse 68, über den Filter 69, über den Halbspiegel 72 in die Okulare 70-1 und 70-2, wo es vom
Prüfer beobachtet werden kann. Bei dieser Konstruktion ist es möglich, das Verhältnis des erwünschten zu
dem des unerwünschten Lichtes zu erhöhen, so daß die Abbildung aus inkohärentem Licht, das in das Auge des
Betrachters gelangt, sehr klar wird.
Verschiedene Änderungen an den vorerwähnten Ausführungen sind möglich. Die endgültigen Abbildungen
können die Form von Bildern haben, die von einer Vidicen-Röhre oder einer Fernsehkamera aufgenommen
worden sind. Wird das Ausgangsbild von einer Farbfernsehkamera ais Farbbild erzeugt, dann im ca
besonders leicht, die Fehlerstellen und deren Positionen auf einer Fotomaske aufzuspüren und zu bestimmen.
Es ist möglich, eine Lichtquelle für kohärentes Licht und eine Lichtquelle für inkohärentes Licht zu
verwenden, die beide Licht der gleichen Farbe abstrahlen. Bei dieser Anordnung werden die beiden
Lichtquellen abwechselnd zum Ausleuchten des Fotoschablonen-Musters
herangezogen. Die erzielten Abbildungen werden dann durch einen lichtelektrischen
Wandler synchron zu den Einschaltzeiten der beiden Lichtquellen in elektrische Signale umgesetzt, die dann
von einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise von einem Fernsehgerät, in Verschiedenen Farben wiedergegeben
werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zum Auffinden von Fehlerstellen nicht rechteckiger Form in einer Fotolithografie-Schablone
mit Rechteckmuster, bei dem die Schablone mit kohärentem Licht ausgeleuchtet und
das von ihr reflektierte oder sie durchdringende Licht von einem Umformobjektiv in eine Fourier-Transformation
des Musters der Schablone umgesetzt wird, bei dem das kohärente Licht, das die Information über das Rechteckmuster der Schablone
enthält, durch ein Raum- oder Kontrastfilter blockiert wird und dabei eine Abbildung mit den
nicht rechteckigen Fehlerstellen erzielt wird, d a durch gekennzeichnet, daß die Schablone
(7; 61) gleichzeitig mit der Ausleuchtung durch kohärentes Licht (1; 60) mit inkohärentem Licht (2;
66; 66, 67) über den gleichen Strahlengang beleuchtet wird, daß die Lichtstärke und/oder die
Farbe des die Fotoschablone (7; 61) ausleuchtenden, kohärenten Π; 60) und inkohärenten Lichtes (2; 66;
66,67) unterschiedlich gewählt wird und das mit dem kohärenten Licht (1; 60) erzeugte Bild (Fig.4B)
sowie das mit dem inkohärenten Licht (2; 66; 66,67) erzeugte Bild (Fig.4A), nachdem das Licht den
Filter (16; 69) passiert hat, gleichzeitig und einander überlagert wiedergegeben werden (17; 70-1, 70-2)
oder daß die beiden Bilder (F i g 4A; 4B) bei gleicher
Lichtstärke und/oder Farbe abwechselnd erzeugt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei welcher das kohärente Licht
einer Lichtquelle über einen Strahlengang geführt wird, in dem die Fof>schab! -ne angeordnet ist,
wobei sich in dem Strahlengang ein Umformobjektiv zur Erzeugung einer Fouiier-^'ansformation und
in der Transformationsebene ein Raum- bzw. Kontrastfilter angeordnet ist, und sich schließlich
darin auch ein Abbildungssystem für das durch den Filter geführte kohärente Licht befindet, dadurch
gekennzeichnet, daß einer Lichtquelle (2; 66; 66, 67) für inkohärentes Licht ein halbdurchlässiger Spiegel
(8; 65) oder dergleichen nachgeordnet ist. der das inkohärente Licht vordem Umformobjektiv(15;68)
und dem Raum- bzw. Kontrastfilter (16, 69) in den gleichen Strahlengang einführt, welcher für das
kohärente Licht (1; 60) vorgesehen ist. und daß eine Einstelleinrichtung für die Lichtstärke der Lichtquellen
des kohärenten (1; 60) und inkohärenten Lichtes (2; 66; 66, 67) und/oder ein optisches Bauteil (12; 65)
vorgesehen ist, das dem kohärenten und inkohärentem Licht im gemeinsamen Strahlengang eine
unterschiedliche Farbe verleiht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet,
daß dem Strahlengang bzw. dem optischen System (15; 68) zur Weiterleitung des Lichtes jeweils
ein Kollimator (4 bzw. 9) für jede Lichtquelle (1; 60 bzw. 2; 66) zugeordnet ist und sich zwischen der
Lichtquelle (2 bzw. 66) für das inkohärente Licht und dem Kollimator (9) ein Farbfilter (12) befindet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lightquelle (1, 60) für das kohärente: Licht ein Rol|ichtiLäser ist.undiclaßiler
TFarbnifeK(12) zwischen der Lichtquelle (2ii66)t&r
inkohärentes Licht und dem Kollimator ί(9) für
Rotlicht undurchlässig ist,
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im optischen System (15; 68)
ein dichroischer Spiegel vorgesehen ist, auf den die Lichtstrahlen beider Lichtquellen (Ij 60 und 2; 66)
gerichtet sind, und der ein und demselben Strahlengang zugeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformobjektiv
(15; 68) und das Raum- bzw. Kontrastfilter (16; 69) in einem Gehäuse sitzen, welches gleichzeitig
das Objektiv eines Mikroskopes enthält.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß eine weitere Lichtquelle (71) für kohärentes Licht und ein optisches System (72)
vorgesehen ist, mit dem ein Lichtstrahl über die Objektivlinse (68) und das Raum- bzw. Kontrastfilter
(69) auf die Fotoschablone (61) richtbar ist
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