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HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Reticelprüfsystem und ein Verfahren zum
Prüfen
eines Reticels, das verwendet wird, um ein vorbestimmtes Muster
auf einem Halbleiterwafer herzustellen.
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Herkömmlicher
Weise wird bei einem Herstellungsprozess eines Schaltkreises mit
Großintegration
(LSI; engl.: Large Scale Integration) ein Reticel verwendet, um
ein vorbestimmtes Muster auf dem Halbleiterwafer herzustellen, der
durch Silizium oder dergleichen aufgebaut ist. Das Muster wird auf
dem Halbleiterwafer ausgebildet, indem der Halbleiterwafer einem
Licht durch das Reticel und eine optische Linse ausgesetzt wird.
Wenn das Reticel selbst einen Musterfehler aufweist, wird daher
das fehlerhafte Muster auf alle Wafer übertragen, die unter Verwendung
des Reticels hergestellt werden. Folglich wird eine große Anzahl
an fehlerhaften LSI-Schaltkreisen hergestellt. Dem entsprechend
ist die Musterüberprüfung des
Reticels sehr wichtig und essentiell für die Herstellung von LSI-Schaltkreisen.
Weil in den letzten Jahren feinere Muster herzustellen waren, wird
außerdem
eine Prüfung
hoher Genauigkeit von einer Sensitivität beim Detektieren von Fehlern
von weniger als 0,2 μm
bei einem Reticelprüfsystem
gefordert.
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Bei
Prüfverfahren
des Reticels zum Herstellen von LSI-Schaltkreisen gibt es zwei Arten der
Verfahren. Eines ist ein chipweises (engl.: die-to-die) Prüfverfahren,
um identische an unterschiedlichen Positionen auf dem gleichen Reticel
ausgebildete Muster miteinander zu vergleichen, während ein
anderes ein Chip-zu-Datenbasis (engl.: chip-to-database)-Prüfverfahren
ist, um Entwurfsdaten, die verwendet werden, wenn das Reticelmuster
gedruckt wird, mit dem Muster auf dem tatsächlichen Reticel zu vergleichen.
Hier bedeutet "Chip" (engl.: die) eine
bestimmte Gruppierung von Musterbereichen oder das Detektionsbild
davon, was als eine Einheit einer Mustervergleichsprüfung definiert
ist. Ferner bedeutet "Datenbasis" ein Referenzbild,
das aus den Entwurfsdaten im Verhältnis zu einem tatsächlichen Musterbild
synthetisiert wird, das von einem optischen System detektiert wird.
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Herkömmlicher
Weise umfasst ein übliches Reticelprüfsystem
eine X-Y-Stufe zum Einstellen eines Reticels, ein Laserinterferometer
zum Detektieren einer Position der X-Y-Stufe mit hoher Genauigkeit,
eine optische Laserabtastvorrichtung zum Bewegen eines Laserstrahls
in der Richtung der Y-Achse des Reticels, einen Detektionsabschnitt
für übertragenes
Licht zum Detektieren des übertragenen Lichts,
einen optischen Bildeingabeabschnitt zum Erhalt eines optischen
Bildes von dem Detektionsabschnitt für übertragenes Licht, einen Datenumwandlungsabschnitt
zum Umwandeln der beim Drucken des Reticels verwendeten Entwurfsdaten,
um das Referenzbild zu synthetisieren, einen Bildvergleichsabschnitt
zum Vergleichen des optischen Bildes mit dem Referenzbild, um einen
Musterfehler zu detektieren, und eine Steuereinrichtung zum Steuern
des gesamten Systems.
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Bei
einem herkömmlichen
Verfahren, ein Reticel unter Verwendung des herkömmlichen Reticelprüfsystems
zu prüfen,
benötigt
es jedoch einige Stunden, um eine Lage des Reticels zu erfassen.
Daher wird in nicht vermeidbarer Weise bewirkt, dass ein Fehler
bei der Detektion der Bewegung der X-Y-Stufe durch das Laserinterferometer
aufgrund von Änderungen
der Umgebung (Temperatur, Feuchtigkeit, atmosphärischer Druck) während der
Prüfung auftritt.
Wenn der Fehler in die detektierte Ergebnisse des Laserinterferometer
aufgenommen wird, kann die X-Y-Stufe nicht korrekt um eine bestimmte
Strecke bewegt werden. Folglich wird eine Abweichung zwischen dem
optischen Bild und dem Referenzbild erzeugt, auch wenn das Reticel
tatsächlich
keinen Fehler in seinem Muster aufweist.
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Um
dieses Problem zu vermeiden, ist es vorgesehen, dass das gesamte
Reticelprüfsystem
in einer Kammer mit Temperaturregelung angeordnet wird, um den Gasfluss
konstant zu halten sowie die Temperatur und die Feuchtigkeit konstant
zu halten. Zusätzlich
ist ein Wellenlängenkompensator
(eine Korrektureinrichtung) vorgesehen, um die Änderung im Brechungsindex in
der Nähe
des optischen Wegs des Laserinterferometers zu detektieren. Dadurch wird
ein wirksamer Brechungsindex berechnet, um das Referenzbild in Echtzeit
zu korrigieren. Dem entsprechend wird das optische Bild mit dem
in Echtzeit korrigierten Referenzbild verglichen. In dem Wellenlängenkompensator
wird eine Wellenlänge
in einer tatsächlichen
Umgebung mit der im Vakuum unter Verwendung einer Vakuumröhre mit
einem bestimmten Abstand verglichen, um die Änderung im Brechungsindex zu
detektieren und diesen zu korrigieren. Dieses Verfahren erfordert
jedoch eine sehr große
Kammer mit Temperaturregelung, die das gesamte System und den Wellenlängenkompensator
umgibt. Das Verfahren bringt dahingehend Nachteile mit sich, als
das System größer und
sehr teuer wird.
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US 4,926,489 offenbart ein
Reticelprüfsystem
mit einem X-Y-Tisch,
um ein Reticel zu befördern,
auf dem ein Muster vorab aufgedruckt ist; einem optischen System
zum Bewegen eines Lichtstrahls, um einen Lichtstrahl auf das Reticel
abzustrahlen; einem Maßstab,
auf den ein Einfluss von Änderungen
in der Umgebung geringer als der des Laserinterferometers ist, und
um die Position des X-Y-Tisches zu messen; und einem Detektionsabschnitt
für übertragenes
Licht, um auf der Grundlage des übertragenen
Lichts des Lichtstrahls, der auf das Reticel abgestrahlt wird, ein
optisches Bild zu erhalten; und einem Bildvergleichsabschnitt, um
das optische Bild mit einem Referenzbild zu vergleichen, um Fehler
in dem Muster zu detektieren, sowie ein entsprechendes Prüfverfahren.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Reticelprüfsystem
und ein Verfahren zum Prüfen
eines Reticels bereitzustellen, bei denen das Reticel mit hoher
Genauigkeit geprüft
werden kann, indem das in geeigneter Weise korrigierte Referenzbild
synthetisiert wird, um es mit dem optischen Bild zu vergleichen,
auch für
den Fall, dass das Laserinterferometer dem Einfluss von Änderungen
in der Umgebung unterworfen ist.
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Weitere
Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden im Verlauf der Beschreibung
klar.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Prüfen eines
Reticels wie in Anspruch 1 definiert bereitgestellt.
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Im
spezielleren werden die Abweichungsdaten berechnet durch: Speichern
von Positionsdaten des Laserinterferometers und des Maßstabs in
einer Position zu Beginn des Ausstrahlens des Lichtstrahls auf das
Reticel und von Positionsdaten des Laserinterferometers und des
Maßstabs
in einer Position bei Abschluss des Ausstrahlens des Lichtstrahls;
vorab Erhalten eines anfänglichen
Abstandswerts des Unterschieds zwischen den Positionsdaten des Laserinterferometers
in der Position bei Abschluss des Ausstrahlens des Lichtstrahls
und der Positionsdaten des Laserinterferometers in der Position
zu Beginn des Ausstrahlens des Lichtstrahls; Bewegen des X-Y-Tisches,
auf dem das Reticel eines Prüfobjekts angeordnet
ist, so dass die Positionsdaten, die von dem Maßstab detektiert werden, mit
den Positionsdaten der Position zu Beginn des Ausstrahlens des Lichtstrahls übereinstimmen,
die gespeichert werden, um die anfänglichen Positionsdaten des
Laserinterferometers zu diesem Zeitpunkt zu speichern; nachfolgend
Beginnen der Lichtstrahlausstrahlung auf das Reticel, während der
X-Y-Tisch bewegt wird; Speichern der Abschlusspositionsdaten des
Laserinterferometers zu diesem Zeitpunkt sowie Beenden der Lichtstrahlabstrahlung
zu dem Zeitpunkt, an dem die von dem Maßstab detektierten Positionsdaten eine
Positionsübereinstimmung
mit den Positionsdaten der Position bei Abschluss des Ausstrahlens
des Lichtstrahls erreichen; und Berechnen der Abstandsdaten des
Unterschieds zwischen den Abschlusspositionsdaten des Laserinterferometers
und den anfänglichen
Positionsdaten des Laserinterferometers, um den Unterschied zwischen
den Abstandsdaten und dem anfänglichen
Abstandswert zu erhalten.
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Außerdem beseitigt
das Laserinterferometer einen Vibrationsunterschied in der Phase
zwischen einer Linse des optischen Laserabtastsystems, das den Lichtstrahl
ausstrahlt, und dem X-Y-Tisch.
Somit können
beide Effekte erreicht werden, indem das Laserinterferometer und
der Maßstab
in Kombination verwendet werden.
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Die
Detektion der Fehler in dem Muster an einer Mehrzahl von Stellen
des Reticels wird sequentiell durchgeführt und wird, wenn bei einem
Referenzbildsynthetisierprozess die Korrektur ausgelegt ist, um
auf der Grundlage der bei der vorhergehenden Detektion des Fehlers
erhaltenen Abweichungsdaten durchgeführt zu werden, die Synthese
des Referenzbildes entsprechend den Änderungen in der Umgebung wirksam
korrigiert.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Reticelprüfsystem
wie in Anspruch 7 definiert bereitgestellt.
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Die
Abweichungsdaten sind der Unterschied zwischen einem anfänglichen
Abstandswert des Unterschieds zwischen Abschlusspositionsdaten und anfänglichen
Positionsdaten, die gemessen werden, bevor das Laserinterferometer
von den Änderungen in
der Umgebung beeinflusst wird, und den Abstandsdaten des Unterschieds
zwischen den Abschlusspositionsdaten und den anfänglichen Positionsdaten, die
gemessen werden, nachdem das Laserinterferometer von den Änderungen
in der Umgebung beeinflusst wurde.
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Außerdem ist
der Maßstab
ein Lasermaßstab
und ist der Lichtstrahl ein Laserstrahl.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
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1 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines herkömmlichen Reticelprüfsystems
zeigt;
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2 ist
ein Blockdiagramm, um ein Reticelprüfsystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu zeigen;
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3 ist
eine Veranschaulichung eines Chip-zu-Datenbasis-Prüfverfahrens;
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4 ist
ein zeitliches Diagramm zum Prüfen
des Reticels bei einem Verfahren zum Prüfung eines Reticels gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
ein Flussdiagramm eines vorherigen Prozesses des Verfahrens zum
Prüfen
eines Reticels gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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6 ist
ein Flussdiagramm der Reticelprüfung
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM:
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Bezug
nehmend auf 1, wird für ein besseres Verständnis der
vorliegenden Erfindung zuerst ein herkömmliches Retikelprüfsystem
und ein Verfahren, das das herkömmliche
Reticelprüfsystem nutzt,
beschrieben.
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1 ist
ein Blockdiagramm, um einen Aufbau des herkömmlichen Retikelprüfsystems
zu zeigen. Das herkömmliche
Retikelprüfsystem
hat eine Struktur, die mit dem herkömmlichen vergleichbar ist, das
in der Einleitung der vorliegenden Beschreibung genannt ist. Um
jedoch ein Verständnis
des Problems bei einem Reticelprüfverfahren,
das das herkömmliche
System nutzt, zu erleichtern, ist der Aufbau des herkömmlichen
Reticelprüfsystems
mit Bezugszeichen erneut beschrieben.
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Wie
in 1 veranschaulicht, umfasst das herkömmliche
Reticelprüfsystem
eine X-Y-Stufe 102 zum Einstellen eines Reticels 101,
ein Laserinterferometer 104 zum Detektieren einer Position
der X-Y-Stufe mit hoher Genauigkeit, ein optisches Laserabtastsystem 105 zum
Bewegen eines Laserstrahls in der Richtung der Y-Achse des Reticels 101,
einen Detektionsabschnitt 107 für durchgelassenes Licht zum
Detektieren des durchgelassenen Lichts, einen optischen Bildeingabeabschnitt 108 zum
Erhalten eines optischen Bildes von dem Detektionsabschnitt 107 für durchgelassenes
Licht, einen Datenumwandlungsabschnitt 109 zum Umwandeln
der beim Drucken des Reticels verwendeten Entwurfsdaten, um das
Referenzbild zu synthetisieren, einen Bildvergleichsabschnitt 110 zum
Vergleichen des optischen Bildes mit einem Referenzbild, um einen
Musterfehler zu detektieren, und eine Steuereinrichtung 111 zum
Steuern des gesamten Systems.
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Hier
erfolgt eine Beschreibung hinsichtlich eines Verfahrens zum Prüfen eines
Reticels unter Verwendung des herkömmlichen Reticelprüfsystems mittels
des oben genannten Chip-zu-Datenbasis-Prüfverfahrens.
Die Fehler auf dem gesamten Reticel werden detektiert, indem zuerst
das Reticel 101 in einer Mehrzahl von sich einander leicht überlappenden
Prüfbereichen
unterteilt wird, um jeden Prüfbereich
sequentiell zu prüfen,
um schließlich
die Fehler in jedem Bereich zu integrieren. Die Prüfung in jedem
Prüfbereich
wird wie folgt durchgeführt.
Zuerst wird die X-Y-Stufe 102, die das Reticel 101 positioniert,
in eine anfängliche
Prüfposition
des zugeordneten Prüfbereichs
bewegt. Dann wird die X-Y-Stufe 102 in der Richtung der
X-Achse vorbewegt, während sie
mit dem Laserinterferometer 104 überwacht wird, um den Laserstrahl
mittels des optischen Laserabtastsystems 105 jedes mal
in der Richtung der Y-Achse zu bewegen, in der sie sich um eine
bestimmte Strecke bewegt. Dann wird das durchgelassene Licht von
dem Detektionsabschnitt 107 für durchgelassenes Licht detektiert,
um für
jeden einzelnen Frame das zweidimensionale Bild zu erhalten. Das
erhaltene optische Bild wird ausgehend von dem optischen Bildeingabeabschnitt 108 zu
dem Bildvergleichsabschnitt 110 übertragen. In dem Bildvergleichsabschnitt 110 wird
das erhaltene optische Bild mit dem Referenzbild, das in dem Datenumwandlungsabschnitt 109 synthetisiert
wurde, verglichen, um Unterschiede (die Fehler) zu detektieren.
Außerdem
ist ein "Frame" eine Einheit, die
die verarbeitbaren Bilder von dem Bildvergleichsabschnitt 110 zu
einem Zeitpunkt angibt (siehe 3).
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Bei
dem Verfahren zum Prüfen
eines Reticels unter Verwendung des herkömmlichen Reticelprüfsystems
benötigt
es jedoch einige Stunden, um eine Lage des Reticels 101 zu
erfassen. Daher wird in nicht vermeidbarer Weise bewirkt, dass ein
Fehler bei der Detektion der Bewegung der X-Y-Stufe 102 durch
das Laserinterferometer 104 aufgrund von Änderungen
der Umgebung (Temperatur, Feuchtigkeit, atmosphärischer Druck) während der
Prüfung
auftritt. Wenn der Fehler in die detektierten Ergebnisse des Laserinterferometers 104 aufgenommen
wird, kann die X-Y-Stufe 102 nicht korrekt um eine bestimmte Strecke
bewegt werden. Folglich wird eine Abweichung zwischen dem optischen
Bild und dem Referenzbild erzeugt, auch wenn das Reticel 101 tatsächlich in
seinem Muster keinen Fehler aufweist. Auch wenn beide Bilder in
dem anfänglichen
Frame des Prüfbereichs
aufeinander angepasst sind, addieren sich nämlich die kleinen Fehler einer
Bewegungsstrecke der X-Y-Stufe 102, wenn die Anzahl an
Frames ansteigt. Dadurch wird die Größe der Abweichung zwischen
dem optischen Bild und dem Referenzbild vergrößert, so dass sie als die vergrößerte Abweichung
in dem Prüfbereich
erscheint, der beim abschließenden
Prozess geprüft
wird.
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Diese
Fehler werden dadurch verursacht, dass der Brechungsindex von Gas
in einem optischen Pfad des Laserinterferometers 104 aufgrund von Änderungen
in der Umgebung variiert wird und dass die Wellenlänge des
von dem Laserinterferometer 104 emittierten Lasers entsprechend
geändert wird.
Zum Beispiel sind bei dem von Zygo Co. Ltd. hergestellten Laserinterferometer,
das eine Auflösung
von 1024 hat, die Faktoren eines effektiven Abstands und eines Brechungsindex
im Verhältnis
zu jeder Änderung
in der Umgebung wie folgt.
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Effektiver
Abstand = (Messwert des Interferometers × Wellenlänge des Lasers im Vakuum)/(1024 × Brechungsindex).
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Verhältnis der Änderung
im Brechungsindex zur Temperatur:
1 [PTM/%]
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Verhältnis der Änderung
im Brechungsindex zur Feuchtigkeit:
0,01 [PTM/%]
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Ein
Verhältnis
der Änderung
im Brechungsindex zum atmosphärischen
Druck:
0,357 [PTM/%]
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Wenn
zum Beispiel der Abstand von 100 nm gemessen wird, wird der Fehler
zu 0,1 μm,
wenn der Brechungsindex um die 1 PPM geändert wird. Der Faktor, der
insbesondere einen Brechungsindex beeinflusst, sind Änderungen
des atmosphärischen Drucks.
Er kann manchmal um etwa 50 nm Hg für eine Zeitdauer von einigen
Stunden geändert
werden, wobei der Fehler in diesem Fall bis zu etwa 1,8 μm erreicht.
Bei dem Reticelprüfsystem,
bei dem die Genauigkeit von etwa 0,1 μm hinsichtlich der Prüfauflösung gefordert
ist, ist dieser Fehler von nicht vernachlässigbarer Größe, und
er erscheint als große Abweichung
zwischen dem optischen Bild und dem Referenzbild.
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Bezug
nehmend nun auf 2 bis 6, geht
die Beschreibung zu einem Reticelprüfsystem und einem Verfahren
zum Prüfen
eines Reticels gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung über.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Reticelprüfsystems
gemäß der Ausführungsform
zeigt.
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Zuerst
wird jede Komponente, die das Reticelprüfsystem gemäß dieser Ausführungsform
bildet, beschrieben. Ein Reticel 1 ist auf die obere Oberfläche einer
X-Y-Stufe 2 aufgesetzt und in der Richtung der X- und der
Y-Achse mittels eines Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) bewegbar.
Ein Laserinterferometer 4 detektiert eine relative Position
in der Richtung der X-Achse der X-Y-Stufe genau, wobei ein Laser
verwendet wird. Ein optisches Laserabtastsystem (optisches Lichtstrahlabtastsystem) 5 bewegt
einen Laserstrahl (einen Lichtstrahl) durch eine Objektivlinse 3 in
der Richtung der Y-Achse. Ein Detektionsabschnitt 7 für durchgelassenes
Licht detektiert das durchgelassene Licht des Laserstrahls, das
durch eine Kollektorlinse 6 gesammelt wird, um das optische
Bild von diesem übertragenen
Licht zu erhalten. Das optische Bild wird ausgehend von dem Detektionsabschnitt 7 für durchgelassenes
Licht in einen optischen Bildeingabeabschnitt 8 eingegeben.
Ein Datenumwandlungsabschnitt 9 wandelt die Entwurfsdaten,
die beim Drucken des Reticels verwendet werden, um, um das Referenzbild
zu synthetisieren. Ein Bildvergleichsabschnitt 10 vergleicht
das optische Bild, das ausgehend von dem optischen Bildeingabeabschnitt 8 eingegeben
wird, mit dem von dem Datenumwandlungsabschnitt 9 eingegebenen
Referenzbild, um einen Musterfehler zu detektieren. Eine Steuereinrichtung 11 steuert
alle Operationen dieses Prüfsystems.
Entsprechende Positionsdaten werden ausgehend von dem Laserinterferometer 4 und
einem unten beschriebenen Lasermaßstab 12 in einen Abweichungsdetektionsabschnitt 10 eingegeben, und
der Abweichungsdetektionsabschnitt 13 vergleicht beide
Daten, um die Abweichung zu erhalten.
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Der
Lasermaßstab 12 ist
einer, zum Detektieren einer absoluten Position in der Richtung
der X-Achse der X-Y-Stufe 2 und wird kaum von den Änderungen
in der Umgebung beeinflusst. Im Spezielleren ist der Lasermaßstab 12 einer,
der hergestellt wird, indem ein mittels des Laserlichts vorbereitetes Hologrammgitter
zwischen zwei Lagen von Quarzplatten dazwischen liegend anzuordnen,
und ist einer, der gebildet ist, indem das Phänomen genutzt wird, das die
Phase des gebrochenen Lichts durch das Hologrammgitter geändert wird,
wenn das Gitter bewegt wird, wenn das Laserlicht ausgestrahlt wird. Es
hat dort die Merkmale gegeben, die kaum von den Änderungen in der Umgebung beeinflusst
werden, und es ist nicht teuer, weil eine Wiederholungsgenauigkeit
groß ist
und der optische Pfad des Laserlichts verkürzt werden kann.
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Zum
Beispiel sind die Spezifikationen des von Sony Precision Technology
Co., Ltd. hergestellten Lasermaßstabs
wie folgt:
Wiederholungsgenauigkeit: 0,02 μm
Temperaturkoeffizient: –0,7 PPM/Grad
(hauptsächlich
aufgrund thermischer Expansion von Glas)
Feuchtigkeitskoeffizient
und Atmosphärendruckkoeffizient
sind verglichen mit einem Temperaturkoeffizienten sehr klein.
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In
einem Reinraum, in dem ein solches Reticelprüfsystem normaler Weise aufgebaut
ist, liegen Änderungen
einer Umgebungstemperatur in dem Bereich von etwa ± 1 Grad.
Mit einem solchen Umfang der Temperaturänderung wird der Fehler bei
dem Lasermaßstab
nur etwa ± 0,07 μm für die Messung
von 100 mm im Maximum erreichen. Insbesondere hinsichtlich von Änderungen
im atmosphärischen
Druck und der Feuchtigkeit wird der Fehler vernachlässigbar
klein, wodurch er verglichen mit dem Laserinterferometer 4 oder
dergleichen eine überlegene
Beständigkeit
hinsichtlich der Änderungen
in der Umgebung an den Tag legt.
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Als
nächstes
geht die Beschreibung Bezug nehmend auf 3 bis 6 zu
einem Reticelprüfverfahren
gemäß dieser
Ausführungsform
weiter.
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3 ist
nun eine veranschaulichende Ansicht, die das oben beschriebene Chip-zu-Datenbasis-Prüfsystem
veranschaulicht. 4 ist ein zeitliches Diagramm
für eine
Prüfung
in einem Prüfbereich
des tatsächlichen
Reticels 1. 5 ist ein Flussdiagramm eines
vorherigen Prozesses des Reticelprüfverfahrens gemäß dieser
Ausführungsform. 6 ist
ein Flussdiagramm der Reticelprüfung
gemäß dieser
Ausführungsform.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird zum Beispiel der gesamte Prüfbereich
in eine Mehrzahl der Prüfbereiche
unterteilt (bei dieser Ausführungsform ein
erster bis zu einem achten Prüfbereich),
so dass sie einander überlappen,
wobei die Richtung der X-Achse als Längsrichtung, wie in 3 gezeigt,
definiert wird, um ausgehend von dem ersten Prüfbereich nacheinander in jedem
Prüfbereich
zu prüfen, und
schließlich
die Fehler jedes Prüfbereichs
zu integrieren, um die gesamten Fehler des Reticels 1 zu prüfen.
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An
dieser Stelle werden die Einzelheiten der Prüfung in jedem Prüfbereich,
wie unten gezeigt, beschrieben. Bevor die Prüfung eingeleitet wird, nimmt nun
der Datenumwandlungsabschnitt 9 die Entwurfsdaten des Reticels 1 des
Prüfobjekts,
um die Daten in den nicht gefalteten Zustand vor jedem Prüfbereich zu
bringen, um das Referenzbild zu synthetisieren. Dies ist eine Verarbeitung
zum Synthetisieren des Referenzbilds während der Prüfung in
kurzer Zeit.
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Außerdem,
wie in 5 gezeigt, wird der anfängliche Wert des Abstands zwischen
der Laserabtastanfangsposition und der Laserabtastabschlussposition
gemessen. Zuerst wird die X-Y-Stufe 2, die das Reticel 1 positioniert,
bis zu der anfänglichen
Abtastposition (Schritt "a") bewegt, und Positionsdaten S01
(siehe 4) des Lasermaßstabs 12 und Positionsdaten
Da des Laserinterferometers 4 werden zu diesem Zeitpunkt
von dem Abweichungsdetektionsabschnitt 13 gelesen und gespeichert
(Schritt "b"). Nachfolgend wird
die X-Y-Stufe 2 bis zu der Abtastabschlussposition bewegt
(Schritt "c"), und wiederum werden
Positionsdaten S45 (siehe 4) des Lasermaßstabs 12 und
Positionsdaten Db des Laserinterferometers 4 von dem Abweichungsdetektionsabschnitt 13 gelesen
und gespeichert (Schritt "d"). Zu diesem Zeitpunkt
zieht der Abweichungsdetektionsabschnitt 13 die Positionsdaten
Db des Laserinterferometers 4 an der Abtastabschlussposition
von den Positionsdaten Da des Laserinterferometers 4 an
der anfänglichen
Abtastposition ab und speichert den Wert (Db–Da) als den anfänglichen
Wert des Abstands (Schritt "e"). Auf diese Weise
werden, weil die Bewegung des Laserstrahls mittels des optischen Laserabtastsystems 5 synchron
mit einer ansteigenden Flanke des Pulses zum Bewegen um eine bestimmte
Strecke von dem Laserinterferometer 4 zu dem optischen
Laserabtastsystem 5, wie unten beschrieben, ausgeführt wird,
die Positionsdaten des Lasermaßstabs,
die zu einer Zeitgebung für
den Abtastbeginn zu dem Prüfzeitpunkt
werden, als S01 betrachtet, wobei die Positionsdaten des Lasermaßstabs,
die zu einer Zeitgebung für
ein abschließendes Abtasten
zu dem Prüfzeitpunkt
werden, als S45 betrachtet werden.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird, wie in 4 und 6 gezeigt,
der tatsächliche
Reticelprüfprozess eingeleitet.
Die X-Y-Stufe 2, die das Reticel 1 positioniert,
wird bis zu der anfänglichen
Abtastposition des ersten Prüfbereichs
bewegt (Schritt "f"). Nachfolgend beginnt
die X-Y-Stufe 2, sich mit konstanter Geschwindigkeit in
der X-Richtung zu bewegen (Schritt "g").
Der Abweichungsdetektionsabschnitt 13 detektiert die Position
der X-Y-Stufe 2, und, wenn die Positionsdaten des Lasermaßstabs 12 mit
der anfänglichen
Abtastposition S01 übereinstimmen,
die in dem vorhergehenden Prozess gespeichert wurden, und für die X-Y-Stufe 2 festgestellt
wird, dass sie die anfängliche
Abtastposition erreicht (Schritt "h"),
werden Positionsdaten D04 des Laserinterferometers 4 als anfängliche
Positionsdaten zum Prüfzeitpunkt
gespeichert (Schritt "i"). Wenn die anfängliche
Abtastposition mit einer anfänglichen
Prüfposition übereinstimmt,
dann kann der Prozess weggelassen werden, sich bis zu der anfänglichen
Abtastposition vorzubewegen, während
das Laserinterferometer 4 von der anfänglichen Prüfposition überwacht wird.
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Zu
jedem Zeitpunkt, an dem das Laserinterferometer 4 feststellt,
dass die relative Position zwischen der Position der Objektivlinse 3 und
der Position der X-Achsenrichtung der X-Y-Stufe 2 um eine bestimmte Strecke
(zum Beispiel 1 μm)
weiterbewegt wird (Schritt "j"), sendet dieses
Laserinterferometer 4 dem optischen Laserabtastsystem 5 den
Puls, der den Befehl bereitstellt, sich um eine bestimmte Strecke
zu bewegen (Schritt "k"). Das optische Laserabtastsystem 5 bewegt
den Laserstrahl in der X-Achsenrichtung bei jeder ansteigenden Flanke
dieses Pulses (Schritt "m"). Der bewegte Laserstrahl
wird durch die Objektivlinse 3 auf das Reticel 1 abgestrahlt,
und das übertragene
Licht wird mittels der Sammellinse 6 gesammelt, um an einem
Detektionsabschnitt 7 für übertragenes
Licht detektiert zu werden. Diese Abtastung wird bei jeder bestimmten
Strecke wiederholt, und wenn für
die Abtastung eines Frame festgestellt wird, dass sie abgeschlossen
ist (Schritt "n"), nimmt der Detektionsabschnitt 7 für übertragenes
Licht das zweidimensionale optische Bild des zugeordneten Frame
(Schritt "p"), um es nachfolgend
durch einen optischen Bildeingabeabschnitt 8 zu dem Bildvergleichsabschnitt 10 zu übertragen
(Schritt "q").
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Diese
Abtastung wird fortgesetzt, und der Abweichungsdetektionsabschnitt 13 detektiert
die Position der X-Y-Stufe 2, und, wenn die Positionsdaten
des Lasermaßstabs 12 mit
der in dem vorherigen Prozess gespeicherten Abtastabschlussposition
S45 übereinstimmen
und für
die X-Y-Stufe festgestellt wird, dass sie die Abtastabschlussposition
erreicht (Schritt "r"), werden Positionsdaten
D92 des Laserinterferometers 4 zu diesem Zeitpunkt dieser
Prüfung als
die Abschlusspositionsdaten gespeichert (Schritt "s"). Nachfolgend werden die anfänglichen
Positionsdaten D04 von den Abschlusspositionsdaten (D92) des Laserinterferometers 4 abgezogen,
um die Abstandsdaten (D92–D04)
zu erhalten. Weil die Positionsdaten von dem Laserinterferometer 4 und
dem auf den entsprechenden Taktpuls ansprechenden Lasermaßstab 12 detektiert
werden und die Positionsdaten des Laserinterferometers 4 synchron
mit der abfallenden Flanke des Taktpulses des Laserinterferometers
gesendet werden, werden nun die Positionsdaten des Laserinterferometers 4 zu
diesem Zeitpunkt des Abtastbeginns als D04 betrachtet, wobei die
Positionsdaten des Laserinterferometers 4 zum Zeitpunkt
des Abschlusses des Abtastens als D92 betrachtet werden.
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Aus
diesen Abstandsdaten (D92–D04)
wird ein anfänglicher
Abstandswert (Db–Da)
abgezogen, um Abweichungsdaten ((D92–D04)–(Db–Da)) zu berechnen (Schritt "t") und um sie zu dem Datenumwandlungsabschnitt 9 zu
senden. Auch wenn die Positionsdaten des Lasermaßstabs (zum Beispiel S01 und
S45) kaum von den Änderungen
in der Umgebung beeinflusst werden und weil die gleiche Position jederzeit
im wesentlichen angegeben werden könnte, wird davon ausgegangen,
dass der Grund, weshalb die Abstandsdaten des Laserinterferometers 4 (D92–D04) sich
von dem anfänglichen
Abstandswert (Db–Da)
unterscheiden, darin liegt, dass als Folge davon, von den Änderungen
in der Umgebung beeinflusst zu werden, eine Abweichung in den detektierten
Ergebnissen des Laserinterferometers verursacht wird. Dies heißt, das
erhaltene optische Bild würde
von diesen Abweichungsdaten ((D92–-D04)–(Db–Da)) expandiert und kontrahiert.
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Andererseits
synthetisiert der Datenumwandlungsabschnitt 9 das Referenzbild
für jeden Frame
in Echtzeit ausgehend von den dazwischen liegenden Daten, die in
dem oben beschriebenen vorherigen Prozess entfaltet wurden (Schritt "u"), um sie zu dem Bildvergleichsabschnitt 10 zu
senden (Schritt "v"). Zu diesem Zeitpunkt
wird das synthetisierte Referenzbild auf der Grundlage der Abweichungsdaten
genau korrigiert, um gesendet zu werden, nachdem die Abweichung
von dem Referenzbild minimiert wurde. Auf diese Weise sind die Abweichungsdaten,
die bei dieser Korrektur verwendet werden, die Abweichungsdaten,
die bei Prüfung
des Prüfbereichs
erhalten werden, die einer des zugeordneten Prüfbereichs vorangeht. Zum Beispiel
sind die Abweichungsdaten, die zum Korrigieren verwendet werden,
wenn der dritte Prüfbereich
geprüft
wird, die Daten, die erhalten werden, wenn der zweite Prüfbereich
geprüft
wird. Auch wenn es keine Abweichungsdaten gibt, die zum Korrigieren
hinsichtlich des ersten Prüfbereichs
zu verwenden sind, wird jedoch angenommen, dass noch kein so großer Fehler
verursacht wurde und zu korrigieren ist.
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Daher
vergleicht der Bildvergleichsabschnitt 10 das von dem optischen
Bildeingabeabschnitt 8 eingegebene optische Bild mit dem
von dem Datenumwandlungsabschnitt 9 eingegebenen zur Korrektur
bereiten optischen Bild für
jeden Frame, um den Fehler zu detektieren (Schritt "w").
-
Wie
oben beschrieben, wird eine visuelle Prüfung des Reticels 1 hinsichtlich
eines Prüfbereichs
durchgeführt.
Dieser Prüfprozess
wird über den
gesamten Prüfbereich
einer Lage des Reticels durchgeführt.
Wenn eine Prüfung
des gesamten Prüfbereichs
nicht abgeschlossen ist (Schritt "x"), wird
die X-Y-Stufe 2 zu der anfänglichen Prüfposition des nachfolgenden
Prüfbereichs
bewegt (Schritt "y"), wobei die Schritte "g" bis "x" hinsichtlich
des nachfolgenden Prüfbereichs
durchgeführt
werden. Wenn die Prüfung
des gesamten Prüfbereichs
abgeschlossen ist (Schritt "x"), werden außerdem die
Prüfergebnisse jedes
Prüfbereichs
synthetisiert, um die Fehler der gesamten Oberfläche des Reticels 1 zu
erhalten (Schritt "z") und um ausgehend
von dem Bildvergleichsabschnitt 10 zu einer Anzeigeeinrichtung
oder dergleichen (nicht gezeigt) ausgegeben zu werden.
-
Indem
unter Verwendung des Lasermaßstabs 12 korrigiert
wird, der von den Änderungen
in der Umgebung kaum beeinflusst wird, kann somit die visuelle Prüfung des
Reticels mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
-
Auch
wenn die Positionsdetektionsauflösung und
die Wiederholungsgenauigkeit des Lasermaßstabs im Wesentlichen 0,01 μm betragen
und verglichen mit dem Laserinterferometer 4 um eine Größenordnung
schlechter sind, beträgt
die Schrittweite beim Abtasten im Wesentlichen 0,1 μm, wodurch
es kein Problem darstellt.
-
Auch
wenn ein Verfahren zum Detektieren der Position der X-Achse lediglich mittels
des Lasermaßstabs 12 im
Allgemeinen auch in Erwägung
gezogen werden kann, ohne dass dabei das Laserinterferometer 4 zu
verwenden, wird außerdem
die Objektivlinse 3 mit einer sich von der der X-Y-Stufe 2 unterscheidenden
Phase oszilliert, wodurch, soweit diese Oszillation mittels des
Laserinterferometers 4 ausgeglichen wird, eine Fehlerdetektion
nicht mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann. Daher ist
die Verwendung des Laserinterferometers 4 und des Lasermaßstabs in
Kombination erforderlich.
-
Um
das optische Bild des Reticels 1 zu erhalten, kann als
Ersatz davon, die Kombination des optischen Laserabtastsystems 5 und
des Detektionsabschnitts 7 für durchgelassenes Licht zu
verwenden, zwischenzeitlich auch die Kombination einer Queck silberlampe
und eines CCD-Zeilensensors oder dergleichen verwendet werden.
-
Gemäß der Erfindung,
wie oben beschrieben, kann das Reticel genau geprüft werden,
indem der Messfehler des Laserinterferometers, der mit den Änderungen
in der Umgebung einhergeht, unter Verwendung des Maßstabs berechnet
wird, der von den Änderungen
in der Umgebung kaum beeinflusst wird, und das hinsichtlich seines
Fehlers korrigierte Referenzbild synthetisiert wird, um es mit dem
optischen Bild zu vergleichen. Insbesondere weil der Fehler des Laserinterferometers 4 immer überwacht
wird, um zum Synthetisieren des Referenzbildes bei einer Prüfung zum
nächsten
Zeitpunkt zurückgeführt zu werden,
kann er übereinstimmen,
auch wenn die Änderung
in der Umgebung fortschreitet, wodurch eine Prüfleistung mit hoher Genauigkeit
beibehalten werden kann. Außerdem
sind eine große
Kammer mit Temperaturregelung und der Wellenlängenkompensator nicht erforderlich,
wodurch das gesamte System kompakt ausgeführt und im Preis reduziert
werden kann. Außerdem
kann es auf einfache Weise und kostengünstig hergestellt werden, indem
der Maßstab
dem herkömmlichen
Aufbau hinzugefügt wird.
-
Außerdem wird
die Änderung
in der Umgebung nicht mittels einem indirekten Messverfahren, wie
zum Beispiel der Kompensator, detektiert, sondern der Abstand, über den
sich die Stufe tatsächlich bewegt,
wird durch zwei Arten von Verfahren des Laserinterferometers und
des Lasermaßstabs
detektiert, um die Abweichung zu erhalten, wodurch, wenn man Vorteile
der beiden Eigenschaften nutzt, das in geeigneter Weise korrigierte
Referenzbild erhalten und genau geprüft werden kann.
-
Auch
wenn die vorliegende Erfindung so weit in Verbindung mit nur einer
bevorzugten Ausführungsform
derselben beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann auf dem Gebiet
auf einfache Weise nun möglich,
die vorliegende Erfindung auf verschiedene andere Arten umzusetzen.
-
FIGURENLEGENDE
-
1
-
- certain pitch travelling pulse – Puls zur
Bewegung um eine bestimmte Strecke
- laser scanning optical system – optisches Laserabtastsystem
- general controller – allgemeine
Steuereinrichtung
- objective lens – Objektivlinse
- reticle – Reticel
- laser interferometer – Laserinterferometer
- optional image input section – optionaler Bildeingabeabschnitt
- optical image – optisches
Bild
- image comparison section – Bildvergleichsabschnitt
- inspected results – geprüfte Ergebnisse
- collector lens – Sammellinse
- X-Y stage – X-Y-Stufe
- reference image – Referenzbild
- data conversion section – Datenumwandlungsabschnitt
- CAD data – CAD-Daten
-
transmitted-light
detection section – Detektionsabschnitt
für zugelassenes
Licht
-
2
-
- certain pitch travelling pulse – Puls zur
Bewegung um eine bestimmte Strecke
- laser scanning optical system – optisches Laserabtastsystem
- general controller – allgemeine
Steuereinrichtung
- objective lens – Objektivlinse
- reticle – Reticel
- Laser interferometer – Laserinterferometer
- optional image input section – optionaler Bildeingabeabschnitt
- optical image – optisches
Bild
- image comparison section – Bildvergleichsabschnitt
- inspected results – geprüfte Ergebnisse
- collector lens – Sammellinse
- X-Y stage – X-Y-Stufe
- reference image – Referenzbild
- data conversion section – Datenumwandlungsabschnitt
- CAD data – CAD-Daten
- transmitted-light detection section – Detektionsabschnitt für zugelassenes
Licht
- position data – Positionsdaten
- laser scale – Lasermaßstab
- deviation-detection section – Abweichungsdetektionsabschnitt
- deviation data – Abweichungsdaten
-
3
-
- comparison die – Vergleichschip
- reticle – Reticel
- eighth inspection region – achter
Prüfbereich
- seventh inspection region – siebter
Prüfbereich
- sixth inspection region – sechster
Prüfbereich
- fifth inspection region – fünfter Prüfbereich
- fourth inspection region – vierter
Prüfbereich
- third inspection region – dritter
Prüfbereich
- second inspection region – zweiter
Prüfbereich
- first inspection region – erster
Prüfbereich
- Y direction – Y-Richtung
- X direction – X-Richtung
- scanning initiation position – anfängliche Abtastposition
- scanning completion position – Abtastabschlussposition
- Laser beam scanning – Laserstrahlabtastung
- frame overlapped position – Position
mit überlappenden
Frames
- first frame – erster
Frame
- second frame – zweiter
Frame
- third frame – dritter
Frame
- fourth frame – vierter
Frame
-
4
-
- inspection region – Prüfbereich
- inspection initiation position – anfängliche Prüfposition
- scanning initiation position – anfängliche Abtastposition
- scanning completion position – Abtastabschlussposition
- Laser interferometer position data – Laserinterferometerpositionsdaten
- Laser interferometer clock pulse – Taktpuls des Laserinterferometers
- scale position data – Maßstabspositionsdaten
- scale clock pulse – Taktpuls
des Maßstabes
- scanning initiation pulse – anfänglicher
Abtastpuls
- scanning completion pulse – Abtastabschlusspuls
- initiation position data – anfängliche
Positionsdaten
- completion position data – Abschlusspositionsdaten
- deviation data used for correcting – zum Korrigieren verwendet
Abweichungsdaten
- scanning initiation position – anfängliche Abtastposition
- scanning completion position – Abtastabschlussposition
- deviation data at inspection of a preceding detection region – Abweichungsdaten
bei Prüfung
eines vorherigen Detektionsbereichs
-
5
-
- travel X-Y stage 2 to scanning initiation
position – bewege
X- Y-Stufe 2 zur
anfänglichen
Abtastposition
- store a position data S01 of a Laser scale 12 – speichere
Positionsdaten S01 eines Lasermaßstabs 12
- store a position data Da of a Laser interferometer 4 – speichere
Positionsdaten Da eines Laserinterferometers 4
- travel a X-Y stage 2 to scanning completion position – bewege
X-Y-Stufe 2 zur Abtastabschlussposition
- store a position data S45 of a Laser scale 12 – speichere
Positionsdaten S45 eines Lasermaßstabs 12
- store a position data Db of a Laser interferometer – speichere
Positionsdaten Db eines Laserinterferometers 4
- store distance initial value (Db–Da) – speichere anfänglichen
Abstandswert (Db–Da)
-
6
-
- start – Beginn
- travel X-Y stage 2 to inspection initiation position
of first inspection region – bewege
X-Y-Stufe 2 zur anfänglichen
Prüfposition
eines ersten Prüfbereichs
- initiate t0 travel X-Y stage 2 in X-direction at a
constant speed – beginne,
X-Y-Stufe 2 in X-Richtung bei konstanter Geschwindigkeit
zu bewegen
- reach the scanning initiation position – anfängliche Abtastposition erreicht
- store initiation position data of laser interferometer 4 – speichere
anfängliche
Positionsdaten des Laserinterferometers 4
- moved by a predetermined pitch? – um vorbestimmte Strecke bewegt?
- send a pulse from laser interferometer 4 to laser scanning
optical system 5 – sende
einen Puls vom Laserinterferometer 4 zum optischen Laserabtastsystem 5
- scan by a laser beam – taste
mittels eines Laserstrahls ab completed scanning of one frame? – Abtasten
eines Frame abgeschlossen?
- obtained optical image – erhaltenes
optisches Bild transfer the optical image to image comparison section 10 –
- übertrage
das optische Bild zum Bildvergleichsabschnitt 10
- reached scanning completion position? – Abtastabschlussposition erreicht?
- store completion position data of the laser interferometer 4 – speichere
Abschlusspositionsdaten des Laserinterferometers 4
- calculate deviation data – berechne
Abweichungsdaten
- compare the reference image with optical image to detect defects – vergleiche
das Referenzbild mit dem optischen Bild, um Fehler zu detektieren
- completed the inspection of the entire inspection region? – Prüfung des
gesamten Prüfbereichs
abgeschlossen?
- synthesize the defects of the entire surface of a reticle – synthetisiere
die Fehler der gesamten Oberfläche eines
Reticels
- synthesize the reference image corrected by the deviation data
calculated in an immediately preceding inspection region – synthetisiere
das mittels der in einem unmittelbar vorherigen Prüfbereich
berechneten Abweichungsdaten korrigierte Referenzbild
- send the reference image to image comparison section – sende
das Referenzbild zum Bildvergleichsabschnitt 10
- travel X-Y stage 2 to inspection initiation position
of a subsequent inspection region – bewege X-Y-Stufe 2 zur
anfänglichen
Prüfposition
eines nachfolgenden Prüfbereichs
- yes – ja
- no – nein