DE3511571C1

DE3511571C1 - Infrarotmikroskop

Info

Publication number: DE3511571C1
Application number: DE19853511571
Authority: DE
Inventors: Fritz Bierleutgeb; Georg Dr. Nyman; Klaus Dr. Wien Schindl
Original assignee: C Reichert Optische Werke AG
Current assignee: C Reichert Optische Werke AG
Priority date: 1985-03-12
Filing date: 1985-03-29
Publication date: 1986-09-25

Description

Hierzu muß der Wafer 14 gestürzt werden, so daß seine Schaltkreisseite nach unten gewandt ist und vom Mikroskopobjektiv 16 wegweist. In diesem Falle würde aber das vom Umwandler 18 abgegebene sichtbare Bild des Schaltkreises seitenverkehrt oder höhenverkehrt sein, so daß es nicht mehr mit einer zeichnerischen Vorlage unmittelbar verglichen werden könnte. Um auch in diesem Falle ein seitenrichtiges Bild vom Umwandler 18 zu erhalten, ist gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die in F i g. 1 dargestellt ist, ein zweiter das Infrarotbild in ein sichtbares Bild umwandelnder Umwandler 32 vorgesehen, wobei in den Strahlengang 20 ein optisches Umlenkelement 22 ein- und ausschiebbar ist. Ist das optische Umlenkelement 22 in den Strahlengang 20 eingeschoben, so ist die Anzahl der optischen Umlenkungen zwischen Mikroskopobjektiv 16 und Umwandler 32 ungerade, so daß ein seitenverkehrtes Bild vom Objekt 14 erzeugt wird. Ist das Objekt 14 ein gestürzter Wafer, so erscheint damit der auf der Unterseite befindliche Schaltkreis des Wafers im sichtbaren Bild des Umwandlers 32 nunmehr seitenrichtig. Es kann also nach der Erfindung sowohl bei gestürztem als auch bei ungestürztem Wafer in einem einzigen Mikroskop immer ein seitenrichtiges Bild des Schaltkreises gewonnen werden, gleich ob der Wafer 14 gestürzt oder ungestürzt aufliegt.
Gemäß einer zweiten, in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird im Gegensatz zu den beiden vorangegangenen Ausführungsformen keine zusätzliche optische Einrichtung in den Strahlengang 20 ein- oder ausgeschoben. Der Strahlengang vom Mikroskopobjektiv 16 zum Umwandler 18 hat vielmehr immer nur eine gerade oder ungerade Anzahl von optischen Umlenkungen. In dem gezeigten einfachsten Falle ist überhaupt keine optische Umlenkung vorgesehen. Um dennoch das sichtbare Bild, das vom Umwandler 18 abgegeben wird, stürzen zu können, so daß bei gestürztem Wafer 14 der Schaltkreis seitenrichtig gelesen werden kann, ist eine Vorrichtung 40 vorgesehen, die bei einem eine nicht näher dargestellte Infrarotkamera und eine Bildröhre 41 aufweisenden Umwandler 18 die Strahlablenkeinrichtungen 42 oder 44 für den Elektronenstrahl der Bildröhre umpolt, wie dies in der schematischen Draufsicht in F i g. 4 gezeigt ist. Auf diese Weise kann das sichtbare Bild in Bezug auf das empfangene Infrarotbild ebenfalls seiten- bzw. höhenverkehrt wiedergegeben werden, so daß auch bei gestürztem Wafer -falls die Anzahl der Umlenkungen gerade ist - oder bei nicht-gestürztem Wafer - falls die Anzahl der optischen Umlenkungen ungerade ist - ein seitenrichtiges Bild des Schaltkreises zu erzielen ist.
In den F i g. 4a und 4b sind zwei Beispiele für die Umpolvorrichtung 40 gezeigt. In F i g. 4a wird als Umpolvorrichtung für die Ablenkungen x jeweils ein doppelpoliger Kreuzschalter verwendet, während nach F i g. 4b für die Ablenkungen in x- und in y-Richtung jeweils ein umsteckbarer doppelpoliger Stecker verwendet wird, der die mit 1 bis 4 bezeichneten Steckbuchsen einmal derart verbindet, wie es mit den ausgezogenen Linien gezeigt ist, und das andere Mal derart, wie es mit den gestrichelten Linien gezeigt ist.
Da während des Umpolvorganges der Elektronenstrahl der Bildröhre nicht bewegt wird, könnte aufgrund des während des Umpolvorganges auf einem Punkt der Phosphorschicht der Bildröhre verharrenden Elektronenstrahls die Phosphorschicht an dieser Stelle Schaden erleiden. Daher wird in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, die Kreuzschalter 40' für die x-Ablenkung und die y-Ablenkung bzw. die Stecker 40" für die x-Ablenkung und für die y-Ablenkung mit einem Deckel 50 abzudecken, wie dies in F i g. 5 schematisch veranschaulicht ist, der für die Bedienung der Schalter 40' bzw. 40" abgehoben oder verschwenkt werden muß, wobei er über einen Mikroschalter 52 zwangsweise den Elektronenstrahl abschaltet, so daß das oben erwähnte Problem während des Umpolvorganges nicht auftreten kann.
Die Strahlablenkeinrichtungen 42 oder 44 sind, wie bekannt, je zwei Magnetspulen, die parallel oder in Serie geschaltet sind.
Bei der ersten Ausführungsform kann noch vorgesehen werden, den Umwandler 18 oder 32 zur Drehung des sichtbaren Bildes verdrehbar auszugestalten, so daß das vom Umwandler abgegebene Bild immer lagerichtig im Vergleich zur Vorlage zu liegen kommt.
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Claims

Patentansprüche: 1. Infrarotmikroskop, insbesondere zum Prüfen von Wafern, mit einem Umwandler zur Umwandlung des Infrarotbildes in ein sichtbares Bild, wobei im Strahlengang zwischen dem Mikroskopobjektiv und dem Umwandler eine gerade Anzahl (n = 0, 2, 4 von von optischen Umlenkungen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Umwandler (32) zur Umwandlung des Infrarotbildes in ein sichtbares Bild sowie ein in den Strahlengang (20) vom Mikroskopobjektiv (16) zum ersten Umwandler (18) ein- und ausschaltbares optisches Umlenkelement (22) zur Umlenkung des Strahlenganges in den zweiten Umwandler (32) vorgesehen ist, wobei die Anzahl (n = 1, 3, 5 ..) der optischen Umlenkungen zwischen dem Mikroskopobjektiv (16) und dem zweiten Umwandler (32) ungerade ist.
2. Infrarotmikroskop, insbesondere zum Prüfen von Wafern, mit einem Umwandler zur Umwandlung des Infrarotbildes in ein sichtbares Bild, der eine lnfrarotfernsehkamera und eine Bildröhre mit den zugehörigen Strahlablenkeinrichtungen zur Ablenkung des Elektronenstrahles in horizontaler und in vertikaler Richtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Seitenumkehr und/oder zur Höhenumkehr des Infrarotbildes eine Vorrichtung (40) zur Umpolung der einen und/oder der anderen Strahlablenkeinrichtung (42, 44) vorgesehen ist.
3. Infrarotmikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (40) zur Umpolung ein doppelpoliger Kreuzschalter (F i g. 5a) ist.
4. Infrarotmikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (40) zur Umpolung einen doppelpoligen Stecker umfaßt (F i g. 5b).
5. Infrarotmikroskop nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Vorrichtung (40) zur Umpolung eine Einrichtung verbunden ist, die sicherstellt, daß vor dem Umpolvorgang die Bildröhre zwangsweise abgeschaltet wird.
6. Infrarotmikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abschaltung der Bildröhre (41) einen die Umpolvorrichtung abdeckenden Deckel (50) umfaßt, durch den beim Öffnen zwangsweise die Stromzufuhr zur Bildröhre unterbrochen wird.

Die Erfindung betrifft ein Infrarotmikroskop gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.

Wafer sind elektrische Schaltkreise tragende Siliziumscheiben, die unter anderem mit Hilfe von Infrarotmikroskopen der oben erwähnten Art bspw. auf Dotationsfehler hin untersucht werden. Normalerweise liegt der Wafer mit der Schaltkreisseite nach oben zum Mikroskopobjektiv hin gerichtet auf dem Objekttisch des Mikroskops, und das vom Umwandler erzeugte sichtbare Bild des Infrarotbildes des Wafers ist seiten- und höhenrichtig, so daß es problemlos mit einer Zeichnung der Waferschaltung verglichen werden kann. Die gerade Anzahl von optischen Umlenkungen (darunter sind sowohl Reflexionen als auch Brechungen zu verstehen) zwischen Mikroskopobjektiv und Umwandler verkehrt nämlich nicht die Seiten oder die Höhe.

Nun kann es vorkommen, daß der zu prüfende Schalt- kreis auf dem Wafer Stellen enthält, die für Infrarotlicht undurchsichtig sind, und daß man gerne unter diese Stellen schauen möchte. Dies ist möglich, wenn der Wafer mit seiner Schaltkreisseite nach unten auf den Objekttisch aufgelegt wird. Jetzt jedoch ist das Infrarotbild bzw. das vom Umwandler erzeugte sichtbare Bild seiten- oder höhenverkehrt, so daß es mit der Schaltkreiszeichnung, die ja seiten- oder höhenrichtig liegt, nicht ohne Schwierigkeiten verglichen werden kann.

Ein Infrarotmikroskop mit einem Umwandler zur Umwandlung des Infrarotbildes in ein sichtbares Bild ist bspw. aus der US-PS 31 24 682 bekannt. Aus Leitz MPV 3, Firmendruckschrift 111.621-048 usw. ist es bei einem Mikroskop bekannt, zur Bilddrehung ein geradsichtiges Bilddrehprisma mit einer ungeraden Anzahl von Spiegelungen im Mikroskopstrahlengang anzuordnen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Infrarotmikroskop der eingangs angesprochenen Art derart auszubilden, daß verhältnismäßig schnell und einwandfrei umgeschaltet werden kann von einer Beobachtung eines ungestürzten zu einer Beobachtung eines gestürzten auf dem Objekttisch liegenden Objekts, so daß das sichtbare Bild immer seiten- bzw. höhenrichtig liegt, also keine Verkehrung der Seiten auftritt.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 gelöst.

Die zwei Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung stellen dar F i g. 1 schematisch eine Vorderansicht gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, F i g. 2 schematisch eine Vorderansicht gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, F i g. 3 schematisch eine Draufsicht auf den TV-Schirm bei der Ausführung gemäß F i g. 2, F i g. 4a und 4b schematisch zwei Kreuzschalter bzw.

zwei Stecker als Umpoleinrichtung für die Ausführung gemäß F i g. 3 und F i g. 5 schematisch eine einem Deckel umfassende Schutzvorrichtung für die Umpolvorrichtung.

Bei allen Ausführungsformen ist das Infrarotmikroskop insgesamt mit 10 bezeichnet und weist einen Objekttisch 12, auf dem ein Objekt, bspw. ein Wafer 14 liegt, sowie ein Mikroskopobjektiv und einen Umwandler 18 zur Umwandlung des Infrarotbildes in ein sichtbares Bild auf. Der Umwandler 18 kann eine Infrarotkamera mit einer Bildröhre umfassen. Im Strahlengang zwischen dem Mikroskopobjektiv 16 und dem Umwandler 18 befinden sich zunächst keine optischen Umlenkelemente (s. F i g. 2; bei der F i g. 1 ist die Einrichtung 22 aus dem Strahlengang 18 herausgeschoben). Die Anzahl der optischen Umlenkungen zwischen dem Mikroskopobjektiv 16 und dem Umwandler 18 ist also zunächst gerade, nämlich im speziellen Fall null. Das heißt, daß das sichtbare Bild, das der Umwandler 18 abgibt, ein seitenrichtiges Bild der Oberseite des Objektes 14, bspw. eines Wafers, ist. Im Falle eines Wafers sieht man auf der Oberseite den elektrischen Schaltkreis, der mit einer zeichnerischen Vorlage verglichen werden kann.

Der Wafer 14 wird mit Infrarotlicht beleuchtet, und zwar im Auflichtverfahren oder im Durchlichtverfahren.

Für Infrarotlicht ist im allgemeinen ja der Wafer durchsichtig.

Nun kann es sein, daß bspw. der Schaltkreis auf dem Wafer auch für das Infrarotlicht undurchsichtige Stellen enthält und man hinter diese Stellen schauen möchte.