DE2848253A1 - Verfahren zur optischen kontrolle von fotomasken - Google Patents

Verfahren zur optischen kontrolle von fotomasken

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DE2848253A1 DE19782848253 DE2848253A DE2848253A1 DE 2848253 A1 DE2848253 A1 DE 2848253A1 DE 19782848253 DE19782848253 DE 19782848253 DE 2848253 A DE2848253 A DE 2848253A DE 2848253 A1 DE2848253 A1 DE 2848253A1
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Albert Ing Grad Walther
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84Inspecting

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Description

  • Verfahren zur optischen Kontrolle von Fotomasken
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Kontrolle von Fotomasken, bestehend aus Glasplatten mit einseitig aufgebrachten undurchsichtigen Strukturen unter Verwendung eines Mikroskops.
  • Bei der Verwendung von mehrfach zu benutzenden Fotomasken werden diese nach einer Anzahl von Belichtungen gereinigt. Vor einem Wiedereinsatz dieser Masken sind diese auf Glasausbrtiche und Kratzer sowie Partikel oder Lackreste im durchsichtigen Maskenbereich und Löcher bzw.
  • Kratzer im undurchsichtigen Maskenbereich optisch zu kontrollieren. Eine solche Kontrolle wird im allgemeinen mittels eines Durchsichtmikroskops mit 100 - 200-facher Vergrößerung vorgenommen. Mit dieser Methode werden jedoch relativ große Defekte, beispielsweise Defekte von einem Durchmesser von 101um häufig nicht wahrgenommen, da ein solcher Deffekt zum ersten nur 5#10 des Gesichtsfeldes des Mikroskops einnimmt und da das Gesichtsfeld zweitens eine Vielzahl von kontrastreichen Strukturen enthält, von denen sich die aufzufindenden Defekte nur durch unregelmäßige Randbegrenzungen unterscheiden. Außer einer hohen Fehlerquote erfordert eine solche Kontrollmethode auch einen erheblichen Zeitaufwand. Infolge der starken Vergrößerung (ca. 100 - 200-fach) erfordert eine 100 46Die Kontrolle einer Maske von ca. 50 cm2 Oberfläche eine Aufteilung in ca. 3000 -6000 Gesichtsfelder, die jeweils auf Fehler abgesucht werden müssen. Das übliche optische Kontrollverfahren für Fotomasken ist somit unzuverlässig oder teuer.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur optischen Kontrolle von Fotomasken, bestehend aus einem einseitig mit Metallstrukturen versehenen Glasplättchen anzugeben, bei dem defekte Maskenteile besonders kontrastreich im Gesichtsfeld des hier zu verwendeten Mikroskops erscheinen, während sowohl die durchsichtigen wie auch die mit Strukturen versehenen undurchsichtigen Teile der Fotomaske gleichzeitig möglichst kontrastarm erscheinen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fotomaske unter das Mikroskop eingebracht wird, daß das Mikroskop auf eine der beiden großflächigen Maskenoberflächen fokussiert wird, daß die dem Mikroskopobjektiv abgewandte Oberfläche der Fotomaske durch ein unter einem Winkel #C gegen die Maskenoberfläche einfallendes Parallellichtbündel beleuchtet wird, wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, die eine Bewegung des Parallellichtbündels in vertikaler und horizontaler Richtung erlaubt, so daß der Winkel des einfallenden Parallellichtbündels relativ zur Lage der Fotomaske so verändert werden kann, daß keine der Kanten der undurchsichtigen Strukturen senkrecht zum einfallenden Licht verläuft.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat durch die spezielle Beleuchtung der zu untersuchenden Fotomaske den Vorteil, daß der Betrachter die fehlerfreien Metallstrukturen sowie fehlerfreien Glasoberflächenteile kontrastarm sieht, während er Fehler auf der Maskenoberfläche, wie Kratzer, Ausbrüche oder Partikel innerhalb der durchsichtigen Bereiche sowie Kratzer und Ausbrüche innerhalb der undurchsichtigen Maskenoberfläche wegen ihrer unregelmäßig geformten Oberfläche besonders kontrastreich erkennt, da gewisse Kanten einer fehlerhaften Stelle besonders starkes Streulicht hervorrufen. Nachdem das Mikroskop auf die strukturierte Oberfläche fokussiert wird, kann der Betrachter außerdem z.B. bei abgelagerten Partikeln, innerhalb des durchsichtigen Bereichs der Fotomaske, an deren Schärfe entscheiden,ob ein Partikel sich auf der Strukturierten Oberfläche im durchsichtigen Bereich befindet, oder ob es sich im durchsichtigen Bereich der nichtstrukturierten Glasoberfläche der Fotomaske befindet. Da das Mikroskop oberhalb der zu kontrollierenden Fotomaske angebracht ist, und die Fotomaske mit der nichtstrukturierten Oberfläche dem Objektiv zugekehrt ist, können sich außerdem während der Kontrollzeit keine weiteren Partikel durch Staubablagerung auf der strukturierten Oberfläche der Fotomaske absetzen. Durch die Herabsetzung der Kontraste von durchsichtigen und undurchsichtigen fehlerlosen Strukturen der Fotomaske sowie durch die Verstärkung des Kontrastes bei fehlerhaften Fotomaskenteilen, lassen sich fehlerhafte Stellen nicht nur sicherer und schneller auffinden, es läßt sich auch die Vergrößerung der hierzu verwendeten Mikroskope herabsetzen, was wiederum zu einer Reduktion der zu kontrollierenden Gesichtsfelder pro Fotomaske und somit zu einer Zeit- und Kostenersparnis führt. Eine weitere Kostenersparnis bewirkt die Verwendung von we- niger aufwendigeren Mikroskopen, d.h. Mikroskopen mit geringerer Vergrößerung. Insgesamt verringern sich die Maskenkontrollzeiten nach den erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber dem eingangs beschriebenen Verfahren auf dem 60. bis 150. Teil.
  • Es ist auch erfinderisch, daß der Winkel vC des einfallenden Parallellichtbündels 100 bis 300, insbesondere 200 beträgt. Es hat sich gezeigt, daß dadurch die Kontrastverhältnisse bei der Untersuchung von Fotomasken nach dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders vorteilhaft sind.
  • Es ist vorteilhaft, daß das verwendete Mikroskop eine 10 bis 30-fache Vergrößerung aufweist. Eine Herabsetzung der Mikroskopvergrößerung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hat den Vorteil einer wesentlichen Verfahrensbeschleunigung. Der große Kontrast zwischen fehlerhaften Maskenteilen und fehlerfreien Maskenteilen bewirkt selbst bei der angegebenen geringeren Vergrößerung des Mikroskops eine leichtere und sicherere Fehlerauffindung als das bei dem eingangs beschriebenen Verfahren der Fall ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich bei Verwendung von Mikroskopen mit einer 10 - 20-fachen Vergrößerung Gesichtsfelder von 100 bis 300 mm2 anwenden, wodurch die Anzahl der zu betrachtenden Gesichtsfelder pro Maske erheblich gesenkt wird. Durch die Kontraststärke der fehlerhaften Maskenteile gegenüber den fehlerlosen Maskenteilen läßt sich auch ein relativ großes Gesichtsfeld des Mikroskops schnell, mühelos und mit großer Genauigkeit auf Maskenfehler hin kontrollieren. Diese Maßnahme führt wiederum zu einem geringeren Zeit- und Kostenaufwand des er- findungsgemaßen Verfahrens gegenüber dem eingangs beschriebenen Verfahren.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung und einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Die Figur stellt eine schematische Anordnung zur optischen Kontrolle von Fotomasken dar.
  • Die Anordnung 1 besteht aus einer Fotomaske 2 und einem Mikroskop 3, die in einem gegen äußeres Licht leicht abgedunkelten Raum angebracht sind, wobei die Fotomaske 2 an der strukturierten Oberfläche 5 durch ein Parallellichtbündel 4,dargestellt durch Pfeile, das unter einem Winkel a gegenüber der strukturierten Oberfläche 5 einfällt, beleuchtet wird. Die Fotomaske 2 besteht aus einem Glasplättchen 6, das an der strukturierten Oberfläche 5 Metallstrukturen7(z.B. bestehend aus Chrom) aufweist.
  • Bereits gebrauchte Masken können nach einer Reinigung an der nicht strukturierten Glasoberfläche 16 Partikel 11 im undurchsichtigen Maskenbereich und Partikel 10 im durchsichtigen Maskenbereich sowie Löcher oder Kratzer 14 im undurchsichtigen Maskenbereich und Löcher oder Kratzer 15 im durchsichtigen Maskenbereich aufweisen.
  • Entsprechend kann die Fotomaske 2 an der strukturierten Oberfläche 5 Partikel 8 und Löcher bzw. Kratzer 12 im undurchsichtigen Maskenbereich aufweisen und Partikel 9 und Löcher oder Kratzer 13 im durchsichtigen Maskenbereich aufweisen. Die Strahlrichtung des einfallenden Paralellichtbündels 4 ist in horizontaler und vertikaler Richtung relativ gegen die Fotomaske variierbar. Das Mikroskop 3 wird sllnächst auf eine der beiden großflächigen Maskenoberflächen 5 oder 16 fokussiert. Danach wird der Einfallswinkel# des Parallellichtbündeis 4 so variiert, daß das Parallellichtbtindel 4 auf keine der vorhandenen Strukturkanten 17 senkrecht auffällt. Eine derartige Einstellung des Parallellichtbtindels 4 relativ zur Fotomaske 2 ist möglich, da die Strukturkanten 17 eine bestimmte Anzahl vorgegebener Richtungen aufweisen.
  • Löcher, Kratzer oder Partikel stellen hingegen in einer Ebene parallel zur Einfallsrichtung des Parallellichtbündels 4 geschlossene Figuren dar, deren Kanten jede beliebige Richtung zur Einfallsrichtung des Parallellichtbündels aufweisen. Dadurch und durch die Maßnahme, daß das Parallellichtbündel 4 in einem Winkel -- von 10V bis 300, insbesondere von 200 auf die strukturierte Oberfläche 5 auftrifft, wird gewährleistet, daß keine der Strukturkanten 17 besonders hell im Mikroskop aufleuchtet und daß die Kontrastunterschiede zwischen den mit Metallstrukturen 7 belegten Oberflächenteilen und den durchsichtigen Oberflächenteilen der strukturierten Oberfläche 5 möglichst gering sind. Da fehlerhafte Teile auf der Maske, wie Löcher, Kratzer oder Partikel im allgemeinen unregelmäßig geformt sind, werden diese von dem einfallenden Parallellichtbündel 4 an einigen Stellen senkrecht getroffen, was ein besonders starkes Aufleuchten dieser Teile der Löcher oder Kratzer oder Partikel bewirkt. So leuchten z.B. die Löcher oder Kratzer 12 und 13 sowie das Partikel 9 im Gesichtsfeld des Mikroskops 3 bei der hier beschriebenen Justierung und Beleuchtung stark auf. Ebenso leuchten auch Löcher oder Kratzer 15 und Partikel 10 an der nichtstrukturierten Glasoberfläche 16 im Gesichtsfeld des verwendeten Mikroskops auf, wobei gleichzeitig an ihrer Unschärfe zu erkennen ist, daß die letztgenannten Löcher oder Kratzer bzw. Partikel sich auf der nicht strukturierten Glasoberfläche 16 befinden. Mit der beschriebenen erfindungsgemäßen Methode sind somit nicht nur schadhafte Maskenstellen auffindbar; diese lassen sich vielmehr auch gleichzeitig lokalisieren. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich hingegen Partikel 8 auf der strukturierten Oberfläche 5 im Bereich der Metallstrukturen nicht erkennen, sowie Löcher oder Kratzer 14 und Partikel 11 im nichtdurchlässigen Bereich der nicht strukturierten Glasoberfläche 16. Da Partikel, die so angeordnet sind, wie die Partikel 8 und 11 sowie Löcher oder Kratzer entsprechend angeordnet wie das Loch 14 für die Güte und Funktion einer Fotomaske 2 unmaßgeblich sind, werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nur die für die Fotomaske maßgeblichen Fehler sicher leicht und schnell erkannt.
  • Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Auffindung von Fehlern auf der strukturierten Oberfläche 5 oder der nicht strukturierten Oberfläche 16 einer Fotomaske 2 kann mit einem Mikroskop mit relativ geringer Vergrößerung (10 bis 30-facher Vergrößerung) durchgeführt werden.
  • Die genaue Lokalisierung der gefundenen Fehler sowie die Bestimmung von Fehlerart und Fehlergröße können anschließend an das beschriebene Verfahren mit einem Auf- bzw.
  • Durchlichtmikroskop von 100 bis 1000-facher Vergrößerung erfolgen. Dazu können z.B. zwei Mikroskope von unterschiedlicher Vergrößerung räumlich so nebeneinander angebracht werden, daß sie einen gemeinsamen Objektträger auf einem mechanischen Schlitten mit Anschlag haben, so daß eine Fotomaske bei unveränderter Position am Obäektträger ton dem Mikroskop mit der kleineren Vergrößerung unter das Mikroskop mit der größeren Vergrößerung geschoben werden kann. Fehler, die mit dem Mikroskop der kleineren Vergrößerung aufgefunden werden, können somit rasch und mühelos genau nach Art und Größe unter dem Mikroskop größerer Vergrößerung bestimmt werden.
  • Der diesbezügliche Schlitten, der als Objektträger fungiert, muß dabei an der Auflagefläche zum Objekt hin durchsichtig sein oder eine entsprechende Aussparung auf- weisen, so daß eine, wie im erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehene, schräg von unten einfallende Beleuchtung der Fotomaske bzw. eine Untersuchung mit Durchlicht möglich ist.
  • Anstelle zweier räumlich nebeneinander angeordneter Mikroskope mit darunter beweglichem Objektträger auf einem entsprechenden Schlitten ist es auch möglich, einen festen Objektträger zu verwenden, bei dem um eine Achse schwenkbar zwei Mikroskope verschiedener Vergrößerung angebracht sind. Beim Auffinden eines Maskenfehlers mittels des Mikroskops mit der kleineren Vergrößerung wird durch eine entsprechende Drehung das Mikroskop mit der größeren Vergrößerung auf die entsprechende Maskenstelle eingeschwenkt. Auch dadurch können nicht nur die Lage, sondern auch Art und Größe der Maskenfehler schnell und genau bestimmt werden. Die beschriebenen Mikroskopanordnungen sind mit einem Mikroskop der Vergrößerung von 10- bis 16-fach und einem zweiten Mikroskop mit einer Vergrößerung von 100- bis 500-facher Vergrößerung im Handel erhältlich.
  • Weiterhin ist für das erfindungsgemäße Verfahren auch ein Mikroskop mit zwei Objektiven von verschiedener Vergrößerung anwendbar. Die Objektive sind dabei in einem drehbaren Revolver gelagert und somit leicht gegeneinander auswechselbar. Der Objektträger muß hier sowie im Falle der um eine Achse schwenkbaren Mikroskope, entsprechend gebaut sein, so daß er den erfindungsgemäßen Schräglichteinfall sowie Durchlicht und Auflicht zuläßt.
  • Im Handel sind entsprechende Mikroskope erhältlich, mit Objektiven von 10- bis 30-facher Vergrößerung und Objektiven mit 100- bis 1000-facher Vergrößerung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich zur Kontrolle von Fotomasken mit durchsichtigem Träger und aufgebrachten undurchsichtigen Strukturen verwenden, insbesondere zur Kontrolle von Recycling-Masken.
  • 5 Patentansprüche 1 Figur

Claims (3)

  1. Patentansprüche 91j Verfahren zur optischen Kontrolle von Fotomasken, bestehend aus Glasplatten mit einseitig aufgebrachten undurchsichtigen Strukturen unter Verwendung eines Mikroskops, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Fotomaske unter das Mikroskop eingebracht wird, daß das Mikroskop auf eine der beiden großflächigen Maskenoberflächen fokussiert wird, daß die dem Mikroskopobjektiv abgewandte Oberfläche der Fotomaske durch ein unter einem Winkel5{ gegen die Maskenoberfläche einfallendes Parallellichtbündel beleuchtet wird, wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, die eine Bewegung des Parallellichtbündels in vertikaler und horizontaler Richtung erlaubt, so daß der Winkel aw des einfallenden Parallellichtbündels relativ zur Lage der Fotomaske so verändert werden kann, daß keine der Kanten der undurchsichtigen Strukturen senkrecht zum einfallenden Licht verläuft.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d ur c h g e k e n nz e i c h n e t , daß der Winkel des einfallenden Parallellichtbündels 100 bis 300, insbesondere 200 beträgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das verwendete Mikroskop eine 10 bis 30-fache Vergrößerung aufweist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2524162A1 (fr) * 1982-03-23 1983-09-30 Canon Kk Appareil et procede de controle de negatifs et dispositif de cadrage de masques
EP0220471A1 (de) * 1985-10-08 1987-05-06 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Defektprüfung an Masken

Non-Patent Citations (2)

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Internationale Elektronische Rundschau 1970, Nr. 7, S. 188,189 *
Prospekt Wild Heerbrugg, Mikroskop Muo Juli 1976 *

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