DE3021622A1

DE3021622A1 - Optisches abbildungssystem mit einem optoelektronischen detektionssystem zur bestimmung einer abweichung zwischen der bildflaeche des abbildungssystems und einer zweiten flaeche, auf der abgebildet wird

Info

Publication number: DE3021622A1
Application number: DE19803021622
Authority: DE
Inventors: Theodorus Adolphus Fahner; Stefan Wittekoek
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1979-06-12
Filing date: 1980-06-09
Publication date: 1980-12-18
Also published as: GB2052090B; NL186353C; JPS6337364B2; FR2458830A1; NL186353B; NL7904579A; DE3021622C2; JPS5632114A; GB2052090A; US4356392A; FR2458830B1; CA1139441A

Description

PHN 9^87 1/2 21.5.1980

"Optisches Abbildungssystem mit einem optoelektronischen Detektionssystem zur Bestimmung einer Abweichung zwischen der Bildfläche des Abbildungssystems und einer zweiten Fläche, auf der abgebildet wird".

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Abbildungssystem mit einem optoelektronischen Detektionssystem zur Bestimmung einer Abweichung zwischen der Bildfläche des Abbildungssystems und einer zweiten Fläche, auf der eine Abbildung vom Abbildungssystem erzeugt werden muss, wobei dieses Detektionssystem eine ein Hilfsbündel liefernde Strahlungsquelle, ein im Wege des zum ersten Mal von der zweiten Fläche reflektierten Hilfsbündels angeordnetes Reflexionselement, das das Hilfsbündel wieder auf die zweite Fläche richtet, und zwei strahlungsempfindliche Detektoren enthält, die im Wege des zweimal von der zweiten Fläche reflektierten Hilfsbündels angeordnet sind, wobei die Detektoren und das Reflexionselement fest mit dem Abbildungssystem verbunden sind, und wobei der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der zwei Detektoren ein Mass für die genannte Abweichung ist.

Linsensysteme, mit denen kleine Details abgebildet werden müssen, weisen eine grosse numerische Apertur und dadurch eine kleine Tiefenschärfe auf. Für Linsensysteme dieser Art, die z.B. zum Abbilden eines Maskenmusters auf einem Substrat für die Herstellung integrierter Schaltungen verwendet werden, ist es von Bedeutung, eine Abweichung zwischen der Ist—Abbildungsflache, z.B. des Maskenmusters, und der Fläche, auf der abgebildet wird, z.B. dem Substrat, detektieren und dementsprechend das Linsensystem nachregeln zu können.

Es ist möglich, die genannte Abweichung auf kapazitivem Wege zu bestimmen. Dann muss das Linsensystem mit einer Metallplatte verbunden und die Oberfläche des Substrats metallisiert sein. Die Änderung der durch die Metallplatte und die metallisierte Oberfläche gebildeten Kapazität ist ein Mass für die genannte Abweichung. Diese Abweichung könnte auch mit einem Luftdrucksensor gemessen

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werden. Diese Verfahren weisen aber den Nachteil auf, dass die Abstandsmessung ausserhalb des Feldes des Abbildungssystems stattfinden muss. Weiter ist der Abstand zwischen dem kapazitiven Sensor oder dem Luftdrucksensor und der zweiten Fläche, z.B. der Oberfläche des Substrats, auf der abgebildet wird, sehr klein, so dass leicht eine Beschädigung entweder des Sensors oder der Substratoberfläche auftreten kann. Ein optisches Verfahren zur Bestimmung der genannten Abweichung ist attraktiver, weil dabei in der Mitte des Feldes des Abbildungssystems (z.B. in der Nähe seiner optischen Achse) gemessen werden kann und die Detektionselemente in verhältnismässig grosser Entfernung von der Fläche, auf der abgebildet wird, angeordnet werden können.

In der US-PS 3.264.935 ist beschrieben, wie ein derartiges optisches Verfahren in einem Diapositivprojektor angewendet werden kann. Dabei wird ein Hilfsbündel unter einem .-grossen Einfallswinkel auf das zu projezierende Diapositiv gerichtet. Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen dem Hilfsbündel und der optischen Achse des Projektionslinsensystems. Das vom Diapositiv reflektierte Hilfsbündel fällt auf die Fläche zweier strahlungsempfindlicher Detektoren ein. Bei einer Verschiedung des Diapositivs entlang der optischen Achse des Projektionslinsensystems verschiebt sich das Hilfsbündel über die Detektoren. Dadurch, dass die elektrischen Ausgangssignale dieser Detektoren miteinander verglichen werden, wird eine Anzeige über die Grosse und die Richtung einer Abweichung zwischen der Ist- und der Sollage des Diapositivs erhalten.

Um zu vermeiden, dass das Differenzsignal der Detektoren von einer Kippbewegung des Diapositivs abhängig ist, ist bei dem Detektionssystem nach der US-PS 3.264.935 im Strahlungsweg des zum ersten Mal vom Diapositiv reflektierten Hilfsbündel ein Reflexionselement angeordnet, das das Hilfsbündel wieder auf das Diapositiv richtet. Die Detektoren sind im Stralungsweg des zweimal vom Diapositiv reflektierten Hilfsbündel angeordnet.

Ein derartiges Detektionssystem kann auch in

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einer Vorrichtung zum Abbilden eines Maskenmusters auf einem Halbleitersubstrat für die Herstellung integrierter Schaltungen verwendet werden. Insbesondere für diese Anwendung weist das Detektionssystem das weitere Merkmal auf, dass es für lokale Reflexionsunterschiede des Substrats empfindlich ist. Eine integrierte Schaltung wird in einer Anzahl von Verfahrensschritten aufgebaut, wobei nacheinander verschiedene Maskenmuster auf dem Substrat abgebildet werden müssen. Beim Abbilden eines Maskenmusters können die bereits in einem vorhergehenden Verfahrensschritt auf dem Substrat erzeugten Strukturen als Streuer wirken. Infolge dieser Streuung können die zwei Hälften des auf den zwei Detektoren erzeugten Strahlungsflecke verschiedene Intensitäten erhalten, während dennoch der Abstand zwischen dem Substrat und dem Abbildenden Linsensystem richtig ist.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Detektionssystem zu schaffen, das den obengenannten Nachteil nicht aufweist. Das System nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Linsensystem zum Fokussieren eines schmalen Hilfsbündels zu einem kleinen Strahlungsfleck auf die zweite Fläche vorhanden ist, dass ein zweites Linsensystem zum Abbilden des genannten Strahlungsflecks auf dem Reflexionselement vorhanden ist und dass das Refexionselement ein Bündelumkehrelement (Retroreflektor) ist, von dem das Hilfsbündel an sich selbst entlang reflektiert und vom zweiten Linsensystem in dem Strahlungsfleck fokussiert wird, der beim erstmaligen Auftreffen des Hilfsbündels auf die zweite Fläche erzeugt wird.

Unter dem Ausdruck, dass das Hilfsbündel "an sich selbst entlang" reflektiert wird, ist zu verstehen, dass der Hauptstrahl des reflektierten Hilfsbündel mit dem Hiuptstrahl des hingehenden Hilfsbündels zusammenfällt und dass die Lichtstrahlen, die im hingehenden Hilfsbündel einen Teil der ersten bzw. der zweiten Bündelhälfte bilden, im reflektierten Hilfsbündel einen Teil der zweiten bzw. der ersten Bündelhälfte bilden. Beide Bündelhälften des auf die Detektoren gerichteten Hilfsbündels sind

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dann mit beiden Hälften des von dem Strahlungsfleck dedeckten Gebietes auf der zweiten Fläche oder dem Substrat in Berührung gewesen. Dadurch wird die Intensität beider Bündelhälften in gleichem Masse von etwaigen lokalen Reflexionsunterschieden im genannten Gebiet der zweiten Fläche beeinflusst, sodass der Intensitätsunterschied zwischen beiden Bündelhälften von diesen Reflexionsunterschieden unabhängig ist.

Im Detektionssystem nach der US-PS 3-264.935 ist es nur von Bedeutung, dass das Hilfsbündel zweimal vom Diapositiv reflektiert wird. Dabei ist es nicht erforderlich, dass das Hilfsbündel das Diapositiv zweimal an genau derselben Stelle trifft. Auch die Grosse des Hilfsbündels ist nicht von wesentlichem Interesse. Für das Detektionssystem nach der vorliegenden Erfindung ist es dagegen wesentlich, dass ein schmales Hilfsbündel die zweite Fläche zweimal in genau demselben kleinen Gebiet trifft.

Das Detektionssystem nach der Erfindung kann sehr vorteilhaft in einer Vorrichtung zum wiederholten Abbilden eines Maskenmusters auf ein Substrat verwendet werden, wobei diese Vorrichtung ein zwischen einem Masken— musterhalter und einem Substrathalter angeordnetes Projektionslinsensystem enthält, und wobei das Detektionssystem zur Bestimmung einer Abweichung zwischen der Bildfläche des Projektionslinsensystems und dem Substrat benutzt wird. Ausserdem lässt sich die Erfindung allgemein in Abbildungssystemen anwenden, bei denen lokale .Reflexionsunterschiede in der Ebene, in der abgebildet werden muss, auftreten können oder bei denen diese Ebene eine Kippbewegung ausführen kann. Dabei ist an Mikroskope, und zwar sowohl an Reflexionsmikroskope als auch an Durchsichtmikroskope, zu denken. Wegen des schrägen Einfalls des Hilfsbündels wird auch an einem durchsichtigen Gegenstand noch eine Menge Strahlung reflektiert werden, die genügend gross ist, um zum Detektieren einer Änderung des Abstandes zwischen dem zu prüfenden Gegenstand un dem Mikrosopobjektiv benutzt werden zu können.

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Beispielsweise wird die Erfi ndung im Folgenden näher beschrieben an Hand einer Vorrichtung zum Abbilden eines Maskenmusters auf einem Substrat. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Abbildungssystem mit

g einem bekannten optoelektronischen Detektionssystem,

Fig. 2 das Prinzip des Detektionssystems nach der Erfindung, und

Fig. 3 eine Ausführungsform eines derartigen Systems.

In Fig. 1 ist ein Abbildungssystem mit L bezeichnet. Ein optoelektronisches Detektionssystem besteht aus einer Strahlungsquelle S, die ein Hilfsbündel b aussendet, einer ersten Linsen L , einer zweiten Linse L_ und zwei Detektoren, z.B. Photodioden, D₁ und D₂. Das Detektionssystem ist starr mit dem Linsensystem L über die Stützen S verbunden.

Die Linse L_ erzeugt einen Strahlungsfleck V auf der Fläche p, in der vom Linsensystem L₁ eine Abbildung erzeugt wird. Dieser Strahlungsfleck wird von der Linse L„ auf die Photo dioden D₁ und D„ abgebildet. Das Detektionssystem ist in bezug auf das Linsensystem L₁ derart ausgerichtet, das die Linse L„ den Schnittpunkt der optischen Achse 00' des Systems L₁ mit der Bildfläche dieses Systems in der Ebene der zwei Detektoren D₁ und D„ abgebildet. Wenn die Fläche ρ mit der Bildfläche des Systems L zusammenfällt, wird der Strahlungsfleck V in dem Fleck V abgebildet, der zu den Detektoren D₁ und D„ symmetrisch liegt. Diese Detektoren empfangen dann gleiche Strahlungsintensitäten. Das Ausgangssignal S eines iiit den Detektoren D₁ und D„ verbundenen Differenzverstärkers A ist dann z.B. Null. Bei einer Änderung des Abstandes zwischen der Fläche ρ und dem Linsensystem L₁ verschiebt sich das Bild V des Strahlungsflecks V über die Detektoren D₁ und D„. Wenn, wie in Fig. 1 dargestellt ist, sich die Fläche ρ nach unten verschoben hat, wird der auf dieser Fläche erzeugte Strahlungsfleck V₁ in V· gemäss dem mit gestrichelten Linien angegebenen Strahlengang abgebildet. Dann empfängt der Detektor D₁ eine grössere

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Sti-ahlungsintensität als der Detektor D und das Signal S ist z.B. positiv. Bei einer Verschiebung der Fläche ρ nach oben tritt das Umgekehrte auf und der Detektor D₁ empfängt eine kleinere Strahlungsintensität als der Detektor D . Dann ist das Signal S z.B. negativ. Das Signal

S kann einem nicht dargestellten Servosystem zugeführt r

werden, mit dem die Lage des Linsensystems L₁ nachgeregelt werden kann.

Der Einfallswinkel A, , unter dem das Hilfsbündel b auf die Fläche ρ einfällt, wird möglichst gross, z.B. in der Grössenordnung von 80°, gewählt, um eine möglichst hohe Empfindlichkeit für Lagenfehler der Fläche ρ in bezug auf das Linsensystem L₁ und eine möglichst grosse Reflexion des Hilfsbündels an der Fläche ρ zu erhalten.

Nach der Erfindung ist im ¥ege des an der Fläche ρ reflektierten Bündels b ein Bündelumkehrelement oder ein Rotroreflektor angeordnet. Ein derartiger Retroreflektor kann durch ein sogenanntes Katzenauge ("cat's eye") gebildet werden, das, wie in Fig. 2 dargestellt ist, aus einer Linse L„ und einem Spiegel r besteht, wobei der Spiegel + in der Brennebene der Linse L„ angeordnet ist. Durch ein derartiges "cat's eye" wird ein Bündel in sich selbst reflektiert. Fig. 2 zeigt nur den Teil des ¥eges des Bündels b in der Nähe der Fläche p. Das Bündel b erzeugt auf dieser Fläche den Strahlungsfleck V. Das von der Fläche ρ reflektierte Bündel wird vom Reflexionsprisma P. zu dem Spiegel r hin gerichtet. Nach Reflexion an diesem Spiegel durchläuft das Bündel b -denselben Weg in umgekehrter Richtung.

Ein kleiner Teil b¹ des Bündels b ist dunkel gezeichnet, um anzugeben, wie dieser Teil den Strahlungsweg durchläuft. Beim ersten Eintreffen an der Fläche ρ ist dieser Teil ein Teil der Bündelhälfte b . Der Bündelteil b· gelangt dann in den rechten Teil V des Strahlungsflecks V. Nach Reflexion an der Fläche ρ und an dem Reflexionsprisma P. durchläuft der Bündelteil b^! den linken Teil der Linse L_. Nach Reflexion an dem Spiegel r durchläuft der Bündelteil b¹ den rechten Teil der Linse

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L· und gelangt dann in den linken Teil V₁ des Strahlungsflecks V. Nach zweifacher Reflexion an der Fläche ρ ist der Bündelteil b¹ ein Teil der Bündelhälfte b_ geworden. Dies gilt für alle Bündelteile, aus denen die Bündelhalfte b aufgebaut ist. Es lässt sich sagen, dass nach zweifacher Reflexion an der Fläche ρ die Bündelhälfte b sowohl mit dem rechten als auch mit dem linken Teil des Gebietes auf der Fläche ρ unter dem Strahlungsfleck V in Berührung gewesen ist. Ähnliches gilt selbstverständlich für die Bündelhälfte b . Dadurch werden weder lokale Reflexionsunterschiede infolge streuender Strukturen in der Fläche ρ noch Unebenheiten in dieser Fläche oder eine schräge Lage dieser Fläche in bezug auf das Linsensystem L₁ die Intensitätsverteilung über die Bündelhälften b und b beeinflussen können.

Als Umkehre1ement, mit einer Vergrösserung -1, kann im Detektixmssystem nach der Erfindung auch ein Hohlspiegel oder eine Kombination eines flachen Spiegels und einer Zylinderlinse verwendet werden.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines Detektionssystems nach der Erfindung zur Anwendung in einer Vorrichtung zur Abbildung von Maskenmustern auf einem Substrat. Die Oberfläche des Substrats ist mit der Fläche ρ und das Projektionslinsensystem mit L₁ bezeichnet. Dieses System ist längs seiner optischen Achse 00' mit Hilfe an sich bekannter und hier nicht dargestellter Antriebsmittel bewegbar, die von dem Spiegel S (Fig. 1) gesteuert werden, das von den Signalen der zwei Detektoren 01, 02 abgeleitet ist. Hn zu der optischen Achse 00" senkrechten Richtungen ist das Projektionslinsensystem in seinem Gehäuse H unbewegbar. Vie in Fig. 3 angegeben ict, kann das Projektionslinsensystem mit Hilfe von Federn S im Gehäuse H befestigt sein. Statt Federn können auch Membranen. als Befestigungsmittel verwendet werden.

In einer Vorrichtung zum wiederholten Abbilden eines Maskenmusters auf einem Substrat sind die Projektionssäule und das Substrat in zwei zueinander senkrechten Richtungen bewegbar. Für weitere Einzelheiten

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über eine derartige Vorrichtung sei auf die DE-OS 26 5I verwiesen. Es sei noch bemerkt, dass in einer derartigen Vorrichtung die Bildebene des Projektionslinsensystems nahezu mit der Brennebene dieses Systems zusammenfällt.

Um auch für kleine Verschiebungen der Flasche ρ in bezug auf das Linsensystem L₁ ein genügend grosses Signal S„, d.h. einen genügend grossen Unterschied zwischen den Strahlungsintensitäten auf den zwei Detektoren 01, 02, zu erhalten, muss der Strahlungsfleck V eine grosse HeI-ligkeit aufweisen. Daher wird vorzugsweise ein Laser als Strahlungsquelle S verwendet. Das vom Laser gelieferte Strahlungsbündel b muss stabil sein. Vorzugsweise wird ein Halbleiterdiodenlaser DL in Fig. 3, z.B. ein AlGaAs-Diodenlaser, der in unmittelbarer Nähe" des Substrats angeordnet werden kann, verwendet. Es ist auch möglich, einen Gaslaser zu verwenden, der in _Lgrösserer Entfernung von dem Substrat angeordnet ist, wobei die Strahlung dieses Lasers über eine Lichtleitfaser zu dem Substrat geführt wird.

Das Laserbündel b wird von der Linse L. in ein paralleles Bündel umgewandelt und dann über Reflexion an dem Bündelteiler BS und den Reflexionsprismen P und P zu der Substratoberfläche ρ hin gerichtet. Die Linse L,

2 erzeugt den Strahlungsfleck V auf dem Substrat. Dann durchläuft das Bündel b den an Hand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Strahlungsweg. Ein Teil des zweimal von der Substratoberfläche reflektierten Bündels b wird vom Bündelteiler BS zu den zwei Detektoren D und D durchgelassen. Die Linse L erzeugt eine Abbildung des Strahlungsflecke V auf diesen Detektoren.

Der Bündelteiler BS kann aus einem halbdurchlässigen Spiegel oder einem halbdurchlässigen Prisma bestehen. Stattdessen kann auch ein Polarisationsteilprisma verwendet werden, wobei im Strahlungsweg zwischen diesem Prisma und dem Substrat eine A/4-Platte, wobei A die Wellenlänge des Bündels b darstellt, angeordnet ist. Die Strahlung der Quelle DL ist dann derart polarisiert, dass sie vom Polarisationsteilprisma reflektiert wird. Das

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Bündel b durchläuft dann zweimal die Λ/^-Platte, wodurch die Polarisationsebene der Strahlung insgesamt über gedreht wird, so dass das Bündel dann von dem Prisma durchgelassen wird.

Das Differenzsignal S der zwei Detektoren D₁ und D_ wird in erster Linie durch den Abstand zwischen der Bildfläche des Projektionslinsensystems L und der Fläche ρ bestimmt. Dieses Signal ist aber auch von der gesamten Intensität des zweimal von der Fläche ρ reflektierten Strahlungsbündels b abhängig. Diese Intensität kann sich infolge einer Änderung in der Intensität der Strahlungsquelle oder durch Änderungen im Reflexions- oder Durchlässigkeitskoeffizienten der optischen Elemente im Strahlungsweg ändern.

Um den Einfluss von Änderungen in der auf die Detektoren D₁ und D„ einfallenden gesamten Bundelintensität zu beseitigen, können die Ausgangssignale der Detektoren ,-zueinander addiert werden, so dass ein Summensignal

S, erhalten wird. In einer analogen Teilerschaltung kann t

dann das Signal S¹ = S /S bestimmt werden, wobei dieses Signal ein Mass für den Lagenfehler der Fläche ρ des Substrats in bezug auf das Projektionslinsensystem ist und von Intensitätsänderungen der Strahlungsquelle und von Änderungen im Reflexions- oder Durchlässigkeitskoeffizienten im Strahlungsweg unabhängig ist. Um auch bei schlechten Reflexions- oder Durchlässigkeitskoeffizienten noch die für die erforderliche Genauigkeit benötigte Menge Strahlung auf den Detektoren zu erhalten, muss die Strahlungsquelle auf eine möglichst hohe Strahlungsleistung eingestellt werden. Dadurch kann die Lebensdauer der Strahlungsquelle, vor allem wenn sie ein Halbleiterdiodenlaser ist, beschränkt werden. ¥eiter ist ein driftfreier analoger Teiler ein kostspieliges Element.

Die obengenannten Nachteile können dadurch vermieden werden, dass, wie in einer bevorzugten Ausführungsform des Detektionssystems nach der Erfindung der Fall ist, das Summensignal S, dazu benutzt wird, die Intensität der Strahlungsquelle derart zu regeln, dass die gesamte

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Strahlungsintensität auf den Detektoren D und D konstant bleibt. Falls die Strahlungsquelle eine strahlungsemittierende Diode ist, kann dazu die Grosse des elek t..rischen Stromes, mit dem diese Strahlungsquelle gesteuert wird, nachgeregelt werden.

Ein Halbleiterdiodenlaser, z.B. ein AlGaAs-Laser, wird vorzugsweise mit Stromimpulsen betrieben, weil dies für die Lebensdauer des Lasers günstig ist. Aus — serdem kann der Winkel, unter dem ein derartiger Laser seine Strahlung emittiert, sich bei Änderung der Grosse des elektrischen Stromes durch den Laser ändern. Die Intensität der von einem Diodenlaser emittierten Strahlung wird vorzugsweise dadurch geregelt, dass bei konstanter Impulsbreite die Impulsfrequenz der elektrischen Stromimpulse geändert wird.

Vie in Fig. 3 dargestellt ist, werden die Signale der Detektoren D und D einerseits einer Subtrahierschaltung A₁, an deren Ausgang das Signal S erscheint, und andererseits einer Addierschaltung A„ zugeführt, die an ihrem Ausgang ein Signal S liefert. Das Signal S kann z.B. einem Eingang eines Differenzverstärkers A„ zugeführt werden, dessen anderer Eingang mit einer Bezugsquelle Ref verbunden ist. Der Ausgang des Differenzverstärkers ist mit einem Oszillator VCO verbunden, der eine Reihe von Impulsen liefert, deren Frequenz durch die Spannung an seinem Eingang bestimmt wird. Der Ausgang des Oszillators ist mit einem Impulsgenerator PG verbunden. Der für den Betrieb des Diodelasers DL benötigte elektrische Strom wird vom Impulsgenerator in Form von Impulsen mit einer konstanten Impulsdauer und mit einer ¥iederholungsfrequenz gleich der der Impulse des Oszillators VCO geliefert.

Die mittlere Strahlungsintensität des Diodenlasers könnte gegebenenfalls statt durch Anpassung der Im-

³^ pulsfrequenz auch durch Anpassung der Lebensdauer der elektrischen Stromimpulse geregelt werden.

Die Einstellung des Diodenlasers ist derart, dass bei höchstens zu erwartendem Strahlungsverlust im

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Strahlungsweg die von den Detektoren aufgefangene Gesamtmenge Strahlung gerade genügend ist, um die erforderliche Genauigkeit, die durch u.a. den Leckstrom und den Rauschpegel der Detektoren bestimmt wird, zu erzielen. Bei kleineren Strahlungsverlusten wird die Strahlungsquelle eine kleinere Strahlungsintensität auszusenden brauchen, was für die Lebensdauer der Quelle günstig ist.

Für die Verschiebung Δ des Strahlungsflecks über die Photodioden D und D gilt:

A = k M H sin α,.

Darin ist H die Verschiebung der Fläche p, Q_ der Einfallswinkel des Fokusbündels auf diese Fläche und M die Vergrösserung des Linsensystems L₁., L_ · Diese Vergrösserung ist gleich dem Verhältnis zwischen der Brennweite der Linse L und der Brennweite der Linse L . Dadurch, dass das Fokusbündel zweimal von der Fläche ρ reflektiert wird, hat die Empfindlichkeit des Detektionssystems ebenfalls um eiaen Faktor 2 zugenommen. Daher tritt im obengenannten Ausdruck für die Verschiebung /\ ein Faktor K statt eines Faktors 2 auf.

In einer praktischen Ausführungsform eines

Detektionssystems nach der Erfindung konnte eine Verschiebung der Fläche ρ über nur 0.1 ,um noch gut detektiert werden.

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Claims

PHN 9^87 J/2 21,5.1980 PATENTANSPRÜCHE:

1. Optisches Abbildungssystem mit einem optoelektronischen Detektionssystem zur Bestimmung einer Abweichung zwischen der Bildfläche des Abbildungssystems und einer zweiten Fläche, auf der eine Abbildung vom Abbildungssystem erzeugt werden muss, wobei dieses Detektionssystem eine ein Hilfsbündel liefernde Strahlungsquelle, ein im Wege des zum ersten Mal von der zweiten Fläche reflektierten Hilfsbündel angeordnetes Reflexionselement, das das Hilfsbündel wieder auf die zweite Fläche richtet, und zwei strahlungsempfindliche Detektoren enthält, die im Wege des zweimal von der zweiten Fläche reflektierten Hilfsbündels angeordnet sind, wobei die Detektoren und das Reflexionselement fest mit dem Abbildungssystems verbunden sind, und wobei der Unterschied zwischen den AusgangsSignalen der zwei Detektoren ein Mass für die genannte Abweichung ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Linsensystem (L ) zum Fokussieren eines schmalen Hilfsbündel (b) zu einem kleinen Strahlungsfleck (v) auf die zweite Fläche (P) vorhanden ist, dass ein zweites Linsensystem zum Abbilden des genannten Strahlungsflecks auf dem Detektionselement vorhanden ist, und dass das Reflexionselement ein Bündelumkehrelement (Retroreflektor) (r, L ) ist, von dem das Hilfsbündel an sich selbst entlang reflektiert und vom zweiten Linsensystem (L„) in dem Strahlungsfleck (v) fokussiert wird, der beim erstmaligen Auftreffen des Hilfsbündels auf die zweite Fläche erzeugt wird.

2. Optisches Abbildungssystem nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass c"ie Ausgänge der zwei Detek-

toren mit einer Addierschaltung verbunden sind, deren Ausgang mit einer Regelschaltung zur Nachregelung der Intensität der Strahlungsquelle verbunden ist, derart, dass die Summe der Detektorsignale konstant bleibt.

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ORIGINAL INSPECiED

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3· Optisches Abbildungssystem nach Anspruch 2, in dem die Strahlungsquelle ein Halbleiterdiodenlaser ist, der Strahlungsimpulse emittiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelschaltung einen von der Summenspannung der Detektoren gesteuerten Oszillator enthält, dessen Ausgang mit einer elektrischen Stromquelle verbunden ist, die den Diodenlaser steuert.

k. Vorrichtung zum wiederholten Abbilden eines Maskenmusters auf einem Substrat, die ein sich zwischen einem Maskenmusterhalter und einem Substrathalter befindendes Projektionslinsensystem enthält, das mit einem Detektionssystem nach Anspruch 1 versehen ist, wobei der Unterschied zwischen den AusgangsSignalen der Detektoren ein Mass für eine Abweichung zwischen der Bildfläche des Projektionslinsensystems und dem Substrat ist-

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