KR930011440B1 - 광 처리장치 - Google Patents

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KR930011440B1
KR930011440B1 KR1019850006660A KR850006660A KR930011440B1 KR 930011440 B1 KR930011440 B1 KR 930011440B1 KR 1019850006660 A KR1019850006660 A KR 1019850006660A KR 850006660 A KR850006660 A KR 850006660A KR 930011440 B1 KR930011440 B1 KR 930011440B1
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엘. 캐밴 다니엘
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인시스템즈 인코포레이티드
크리스시. 빌라트
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    • G—PHYSICS
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Abstract

내용 없음.

Description

광 처리장치
제1도는 표본 형태의 홀로그램을 설치하기 위해 노출 위치에 있어서의 직립 메카니즘의 부분을 도시한 광처리 장치 형태의 측입면도.
제2도는 홀로그램으로부터의 영상을 재생하며 영상을 조사하기 위해 조사방향에서의 직립 메카니즘의 부분을 도시한 제1도의 광프로세싱 장치 형태의 부분도.
제3a도 및 3b도는 노출방향 및 조사방향에 있어서 본 발명의 회전 및 이동 가능한 메카니즘의 측입면 확대도.
제4도는 제3b도의 조사방향의 가상선 및 제3a도의 노출방향의 실선으로 도시한 직립 메카니즘의 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 레이저 12 : 간섭광
14 : 거울 16 : 빔스프리터
24 : 빔확대기 26 : 평행회절광선
28 : 포토마스크 36 : 렌즈
38 : 필터판 42 : 광감성기록매체
44 : 홀로그램판 60 : 영상
62 : 비디오 카메라 64 : 개구
69 : 공간필터 70 : 직립 메카니즘
79 : 투명홀더 90 : 위치조정 테이블
110 : 현미경
본 발명은 광처리에 장치에 관한 것이며, 특히, 표본 형태를 설치하며 표본 형태 및 상기 표본 형태로부터 형상되는 영상을 관련 영역을 자동으로 스스로 트래킹하는 광처리 장치에 포함되어 있는 메카니즘에 관한 것이다.
광처리 장치는 표본 대상물의 어떤 특성을 조사하기 위한 표본 대상물의 영상을 형성하기 위해 사용된다.
대상물의 3차원 영상을 현상하기 위해 홀로그램 기술을 사용하는 한 장치가 미합중국 특허 제4,478,481호에 기술되어 있다. 푸제크가 출원한 상기 시스템에 있어서, 간섭광의 평행광성은 대상물에 충돌하여 회절된다. 회절광선은 영상렌즈를 통과하며 평행한 기본빔을 방해하여 광감성 기록 재질에 대상물의 홀로그램을 형성한다. 상기 대상물을 노출시켜 현상한 후에, 기록매체를 광빔으로 조명한다. 상기 광은 기준빔의 공액 방향으로 통로를 따라 전파되어 홀로그램으로부터 대상물의 영상을 재생한다. 홀로그램으로부터 정확하게 재생된 광원은 광시스템의 후방을 통과하는 본래의 통로를 정확하게 다시 투사하며 대상물의 평면에 3차원의 실상을 제공한다. 형성된 영상을 현미경 또는 다른 적절한 관찰기구로 조사한다.
재생된 영상이 노출되는 동안에 대상물이 위치한, 동일한 위치에 나타나므로, 본 발명은 대상물의 노출뿐아니라 재생된 영상의 관련 영역 및 영상이 현상되는 대상물의 트래킹 및 조사를 쉽게 할 수 있는 간단한 메카니즘을 가지는 것을 장점으로 한다.
본 발명의 목적은 표본 대상물을 설치하여 노출시켜서 기록하며 상기 대상물로부터의 영상을 조사하기 위해 광프로세싱 장치내에 간단한 메카니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 표본 대상물 및 영상의 관련 영역을 자동으로 쉽게 트래킹하며 조사하는 매카니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 홀로그램으로부터 재생된 영상을 조사하기 위해 상기 장치내에 메카니즘을 제공하는 것이다.
본 발명은 포토마스크와 같은 표본 대상물을 위해 이동 가능하며 회전할 수 있게 설치된 메카니즘을 제공하는 것이다. 상기 메카니즘은 조합으로 결합되어 있는 X - Y 위치를 선택하여 이동시킬 수 있는 선형 위치조정 테이블 조립체 상에서 회전할 수 있게 설치된 판을 포함한다. 상기 판은 판의 회전축으로부터 대향방향으로 뻗어 있는 기질암 및 카메라임을 포함한다. 포토마스크는 기질암의 자유종단부상에 위치하며 비디오 카메라는 카메라암의 자유종단부상에 위치한다.
판이 노출방향으로 회전할때마다 포토마스크는 레이저로부터 발산되어 회절되는 광선을 수신한다. 회절된 광선은 광시스템을 통해 전파되며 기준빔을 방해하여 홀로그램을 형성한다.
판이 조사방향에 대해 180°로 회전할때마다, 기준빔의 공액 방향으로 전파되는 광빔을 홀로그램에 충돌한다. 이때 포토마스크의 재생영상은 노출되는 동안에 포토마스크가 위치하는 곳에 나타난다.
재생된 영상 아래에 위치하는 비디오 카메라는 X - Y 위치 테이블이 이동하므로 영상의 평면에 평행하는 평면에서 기질의 이동에 의해 영상을 주사한다. 현미경은 고정 지지대 상에 설치되며 포토마스크 위에 위치하여 비디오 카메라의 시계영역을 현미경 영역에 관련시킨다. 따라서, 비디오 카메라 및 현미경은 기질의 모든 전달 운동이 동시에 일어나서 영상 및 포토마스크의 영역에 관련된다.
본 발명의 추가되는 목적 및 장점은 첨부된 도면으로 적절한 실시예를 상세히 설명하므로 더욱 명확해 진다.
제1도는 표본 형태의 홀로그램을 형성하기 위한 광시스템의 다이어그램이다.
제1도에 있어서, 레이저(10)는 거울(14)에서 반사되어 빔스프리터(16)에 충돌하는 간섭광(12)을 제공한다. 여기서 상기 스프리터는 광(12)의 빔을 대상물 빔성분(18)과 기준빔 성분(20)으로 분리시킨다. 대상물 빔성분(18)은 거울(22)에 충돌하여 회절되어서 빔확산기(24)를 통과한다. 빔확산기(24)에 존재하는 평행간섭광선(26)은 사각형의 포토마스크(28)를 조명한다. 여기서 상기 포토마스크는 수평 물체 평면(30)에 놓여져 있으며 상술한 적절한 실시예의 표본 형태로 사용된다. 포토마스크(28)에 의해 회절되는 광선(32)은 거울(34)에서 반사되어 렌즈(36)에 충돌한다. 상기 렌즈는 렌즈를 통과하여 전파되는 광선을 필터 평면(38)내의 촛점에 모이게 한다. 필터판(38)을 통과하는 광선(40)은 필터판(38)에 평행하는 홀로그램판(44)내에 있는 광감성 기록매체(42)에 충돌한다.
빔스프리터(16)에 존재하는 기준빔(20)은 거울(46) 및 거울(48)에서 반사되어 빔확산기(50)로 향한다. 빔확산기(50)에 존재하는 간섭 기준빔 광선(52)은 거울(54) 및 거울(56)에서 반사되어 홀로그램판(44)에서 광선(40)을 방해하는 방향으로 향한다. 노출처리가 완성된 후에, 기록매체(42)는 사진처럼 현상되어 포토마스크(28)에 관련되어 홀로그램 광정보 형태로 정착된다.
제2도는 홀로그램(42)으로부터 포토마스크(28)의 영상을 재생하기 위한 광학 장치를 도시한 것이다. 홀로그램(42)용의 기준빔을 형성하는 광선(52)을 현상하기 위한 제1도에 도시된 광성분을 명료하게 나타내기 위해 생략되어져 있다. 또, 거울(22)은 영상이 재생되는 동안에 대상물빔(18)이 대상물판(30)으로 전달되는 것을 방지하기 위해 제거시켰다.
제2도에 있어서, 거울(54)은 광선(52)의 통로로부터 제거되어 광선이 거울(58)에 충돌하게 한다. 상기 거울은 광선(52')이 거울로부터 반사되어 기본빔 광선(52)의 반대방향 또는 공액 방향으로 통로를 따라 홀로그램(42)에 충돌한다. 광선(52')은 공액 방향에 있는 홀로그램(42)에 충돌하여 홀로그램(42)에 정착되는 광정보를 재생시킨다. 재생된 광선(40')은 레즈(36)를 통해 전파되어 홀로그램을 형성하는 광선(40')에 대해 대향 방향으로 동일한 통로를 따라 이동한다. 렌즈(36)를 통과한 광선(32')은 거울(34)에서 반사되어 대상물 평면(30)에 포토마스크(28)의 표본 형태에 관련된 영산(60)을 형성한다. 예상되는 시계영역으로된 개구(64)를 가진 비디오 카메라와 같은 검출 수단(62)은 대상물 평면(30)을 따라 이동하도록 위치하여 후술하는 바와같이 영상(60)의 어떤 영역에 광이 존재하는가를 검출한다.
적절한 실시예에 있어서, 에러가 없는 포토마스크의 푸리에 변환을 나타내기 위한 공간 필터(69)는 필터판(38)에 위치한다. 상기 판은 렌즈(36)으로부터 길이 방향으로 떨어져 있는 한 촛점에 위치한다.
상술한 위치에 있는 평면(38)에서의 공간 필터(69)의 위치 선정은 포토마스크(28)내에 존재하는 결함에만 관련되는 영상(60)을 대상물 평면(30)에 현상한다.
포토마스크(28) 및 영상(60)은 홀로그램이 노출되고 재생되는 동안에 대상물 평면(30)의 동일한 위치에 나타난다. 포토마스크(28)에 의해 회절되는 광선(32)은 결함 영상 형태를 운반하는 통로와 동일한 통로를 따라 이동하나 광선(32')과 반대 방향으로 이동한다.
제3a도 및 3b도 및 제4도는 본 발명의 회선가능하고 이동가능한 직립 메카니즘(70)을 도시한 것이며 상기 메카니즘상에 홀로그램(42)을 노출시키며 영상(60)을 조사하기 위해 포토마스크(28)가 설치될 수 있다. 직립 메카니즘(70)의 한 장점은 영상 (60)을 조사영역이 후술하는 포토마스크(28)의 관련 영역의 검사와 협동으로 될 수 있는 것이다. 제3a도는 빔확산기(24)로부터의 간섭광선(26)에 평행하게 포토마스크(28)를 노출시키기 위한 방향에 있는 직립 메카니즘응 도시한 것이다. 제3b도는 비디오 카메라(62)로 영상(60)을 조사하기 위한 방향에 있는 직립 메카니즘(70)을 도시한 것이다.
제3a도 및 제3b도에 있어서, 직립 메카니즘(70)이 강체 테이블(74)의 수평표면(72)상에 지지되어 있으며, 상기 테이블은 구조적으로 강체로 되기 위해 스텐레스스틸 수평 및 수직 부재(도시되어 있지 않음)로 되어 있으며 가벼운 구조로 내부에 코어를 가진 벌통형 얇은 벽으로 형성되어 있다. 제1도에 도시되어 있는 레이저(10), 빔스프리터(16), 및 빔확산기(24) 및 (50), 및 거울(14), (22), (46), (48), (54) 및 (56)은 수평표면(72) 아래에 적절하게 위치한다. 제1도 및 2도에 도시되어 있는 나머지 광부품은 테이블(74)의 수평표면(72) 상부에 적절하게 위치한다.
직립 메카니즘(70)은 수평 물체 평면(30)에 평행한 평면에 180° 떨어져 배치되는 기질암(78) 및 카메라암(80)을 포함하는 평판(76)을 구비한다. 암(78)은 포토마스크(28)를 가장자리로 지지하는 투명홀더(79)를 가지며, 암(80)은 비디오 카메라(62)를 지지한다. 판(76)은 축받이(84)내의 수직축(82) 주위에서 회전하기 위해 저어널되어 있는 축(81)에 고착되어 있으며, 상기 축받이는 선형 위치조정 테이블 장치(90)의 Y방향 스테이지(88)의 상부표면(86)상에서 단단하게 지지되어 있다.
선형 위치조정 테이블(90)은 Y 스테이지(88) 및 X 방향 스테이지(92)를 구비하며, 상기 스테이지는 베어링장치(94) 및 (96)상에 각각 설치되어 있으며, 판(76)이 다수의 X-Y 위치 좌표로 이동할 수 있도록 적층되어 있다. 선형 위치조정 테이블장치(90)은 미합중국, 캘리포니아, 리치몬드에 소재하고 있는 켄싱톤 레보레토리즈사에서 제작되어 시판되고 있는 시스템인 모델 8500인 위치 선정 테이블이다. 적절한 실시예의 위치선정 테이블장치는 X방향으로 10.8인치 이동되어 Y축 방향으로 6.9인치 이동되어 있다.
Y 스테이지(88) 및 X 스테이지(92)의 위치는 직류 서보모터(도시되어 있지 않음) 또는 수동 구동 제어기로서 서로 독립하여 움직일 수 있다.
제4도는 노출방향에서는 실선으로 조사방향에서는 점선으로 판(76)을 도시 하였다. ＂F＂는 단지 설명하기 위해 포토마스크(28)용의 실시예로 사용되었다.
제4도에 있어서, 판(76)은 축(82) 주위에서 회전할 수 잇으며 제거할 수 있는 핀(98)에 의해 노출위치 또는 조사위치로 록 될 수 있다. 상기 핀은 판(76) 및 축받이(84, 제3a도 및 3b)내에서 축방향으로 배열된 구경(1000)을 통해 접합되어 있다. 구경(100)의 중앙은 회전축(82)와 동일 직선상에 놓여진다. 판(76)의 노출 및 조사방향은 회전축(82) 주위로 판을 180° 회전 시킴으로 형성된다. 상기 회전은 수동으로 적절하게 이행될 수 있지만 모터구동 메카니즘으로도 이행될 수 있다. 판(98) 및 판(76) 및 축받이(84)내의 구경(100)을 정확하게 가공함으로 180°회전이 이행된다.
중앙 포인트(102)를 가지는 포토마스크(28) 및 시계영역 중앙 포인트(104)를 가지는 비디오 카메라(62)는 판(76) 상에 설치되며 중앙 포인트(102) 및 (104)는 동일 직선상에 놓여지며 회전축(82)으로부터 동일 거리에 위치한다. 축(82) 및 중심(102) 사이의 거리(106) 및 축(82) 및 중심(104) 사이의 거리는 각각 20㎝ 이다.
제3a도 및 제4도에 있어서, 포토마스크(28)가 노출되어 홀로그램(42)을 형성할때마다, 포토마스크(28)가 빔확산기(24)에 존재하는 평행 간섭 광선(26)을 수신하는 위치로 판(76)은 회전한다. 제3a도에 도시된 바와 같이, 광선(26)은 상부로 전파되어 포토마스크(28)에 충돌한다. 회절된 광선(32)은 광감성 매개물로 전파되어 충돌하여 홀로그램(42)에 기록된다. 비디오 카메라(62)는 판(76)이 노출방향에 있을때는 사용되지 않는다.
제3b도 및 제4도에 있어서, 포토마스크(28)내에 결함의 존재 여부를 결정하기 위해 영상(60)이 조사될때마다 판(76)은 노출방향에 대해 180°회전하여 비디오 카메라(62)가 홀로그램(42)으로부터 현상된 광선에 의해 운반되는 결함을 영상을 수신하는 위치로 회전한다. 제3b도에 도시된 바와 같이, 광선(32')은 아래로 전파되며 수평 물체 평면(30)을 교차하여 영상(60)을 형성한다. 판(76)으로부터 분리되어 지지되는 현미경과 같은 관찰수단(110)은 비디오 카메라(62)가 영상(60)을 검출하는 것과 같이 포트마스크 표본 형태(28)를 조사하기 위해 사용된다.
제3a도 및 3b도 및 제4도에 있어서, 포토마스크(28)의 중심(102) 및 비디오 카메라(62)의 시계중심(104)이 회전축(82)으로부터 동일한 거리 만큼 떨어져 있으며 동일한 직선상에 놓여질때마다, 비디오 카메라(62) 및 현미경(110)은 함께 협동으로 작동될 수 있어서 비디오 카메라(62)의 시계영역(60)이 고정된 현미경(110)의 시계영역(112)내의 포토마스크(28)영역에 관련될 수 있다. 상기 사항은 비디오 카메라(62)의 시계중심(104)영역 및 현미경(110)의 시계중심(114)영역을 회전축(82)과 일렬로 배치시킴으로 이행될 수 있다. 비디오 카메라(62)는 선형 위치선정 테이블장치(90)를 단순히 병진운동으로 이동시킴으로 영상(60)을 주사한다. 상기 병진운동은 포토마스크(28)를 현미경(110) 아래에 동시에 위치하게 하여 비디오 카메라(62) 및 현미경(110)이 영상(60) 및 포토마스크(28)의 관련 영역을 각각 추적하여 관찰한다. 따라서, 현미경(110)의 시계영역(112)은 비디오 카메라(62)의 시계영역(64)내의 영상영역(60)과 동등한 위치와 1대 1로 관련된 위치 좌표를 가진다.
상술한 조건 및 장치로부터 공간 필터(69)가 제거된 조건하에서, ＂F＂형태는 노출방향에서의 포토마스크(28) 또는 조사방향에서의 영상(60)으로 물체 평면(30)에서 동일한 위치에 나타난다. 제4도는 노출방향에 있어서 암(78)상에 겹쳐지는 비디오 카메라(62)의 시계영역(64) 및 조사방향에 있어서 암(80)상에 겹쳐지는 현미경(110)의 시계영역(112)으로된 ＂F＂형태에 대해 비디오 카메라(62) 및 현미경(110)의 시계영역의 배치 및 오버랩을 도시한 것이다
포토마스크(28) 및 영상(60)의 관련 영역을 동시에 추적하기 위해서는 노출방향 및 조사방향 사이의 회전각이 정확하게 180°가 되어야 하며, 비디오 카메라(60) 및 현미경(110)의 시계영역사이의 중심선이 동일선상에 놓여져야 하며 거리(106) 및 (108)이 동일해야 한다. 만약 거리(106) 및 (108)이 동일하지 않으면 즉, 회전축(82)이 중심으로부터 이탈되어 있으면, 판(76)이 조사방향으로 회전한 후에 판(76)의 Y축 이동에 의해 포토마스크(28) 및 영상(60)의 시계영역이 일렬로 배치된다.
전형적인 포토마스크(28)는 단일한 ＂F＂형태를 구비하는 것이 아니고 일정하게 2차원 배열로 상호간격이 떨어져 있는 통상의 다수의 동일 소자를 구비한다.
판(76)이 조사방향에 있으며 공간 필터(69)가 필터판(38)내에 위치할때마다, 상술한 타입의 포토마스크(28)내의 결함만이 포토마스크내의 결함 위치에 관련된 위치내의 영상(60)으로서 나타난다.
본 발명의 기술에 숙련된 사람은 본 발명의 적절한 실시예를 여러 형태로 변화시킬 수 있다. 예로서, 마스크 형태가 웨이퍼상에 인쇄되기 전에 먼저 인쇄된 반도체 웨이퍼의 인쇄층의 재생영상에 대해 마스크가 인쇄되는 것을 체크하기 위해 반도체 프린팅이 처리되는 동안에 직립 메카니즘이 사용될 수 있다. 따라서 본 발명의 정신은 첨부된 청구범위에서만 결정된다.

Claims (10)

  1. 표본 형태의 대응한 광정보를 기록하기 위한 기록 수단과, 상기 표본 형태에 대응한 광 형태를 기록하는 것으로부터 형성하기 위한 광 형태 형성 수단과, 표본 형태를 설치하고 광 형태를 주사하기 위한 회전가능 및 이동 가능 메카니즘을 가지는 광처리 장치에 있어서, 표본 형태를 지지하기 위한 판과, 광 형태를 검출하기 위해 판에 작동할 수 있게 연결되어 있는 검출 수단과, 평면내의 판의 병진운동을 제공하기 위한 이동 수단과, 상기 판에 교차하여 축에 대해 판을 회전 시키기 위한 회전 수단을 구비하며, 상기 회전 수단은 상기 기록 수단이 광정보의 기록을 구성하여 동작되도록 하기 위한 제1위치와 상기 이동 수단은 평면내의 판을 이동시켜 동작하기 위한 제2위치에 판을 선택적으로 회전시키며 상기 광 형태를 주사하고 검출하기 위해 검출 수단을 인에이블 하는 광처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 형태는 제1위치내의 표본 형태에 의해 점유된 위치에서 형성되는 광처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 판은 면을 가지며, 회전축은 상기 면에 거의 수직인 광처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 판은 면을 가지며 표본 형태와 검출 수단은 회전축의 반대 측면상의 면에 지지되어 있는 광처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 표본 형태와 광 형태 둘은 표본 형태와 광 형태로 대응 영역의 위치를 표시하여 대등하게 위치되며, 상기 장치는 또한 표본 형태 영역을 관측하기 위한 관측 수단을 구비하며, 상기 관측 수단을 볼 수 있는 영역이 상기 검출 수단에 의해 검출된 광 형태 영역의 대등 위치와 일대일로 대응하는 대등 위치를 갖도록 상기 관측 수단이 검출 수단에 관련하여 위치되며 판에서 분리되어 지지되는 광처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광처리 장치는 또한 표본 형태의 영역을 관찰하기 위해 평판으로부터 분리되어 지지되는 관찰 수단을 구비하는 광처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 검출 수단은 제1중심을 가지는 제1시계영역 및 제2중심을 가지는 제2시계영역을 가지며, 제1 및 제2중심 및 회전축을 일직선상에 놓여지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 제1중심 및 회전축 사이의 거리와 제2중심 및 회전축 사이의 거리는 동일하며, 제1및 제2위치는 180°분리되어 있는 것을 특징으로 하는 광처리 장치.
  9. 제7항에 있어서, 전달수단은 제1중심과 회전축 사이의 거리와 제2중심과 회전축 사이의 거리가 동일하게 되는 방향으로 회전축을 재배치하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 광처리 장치.
  10. 표본 형태에 대응한 광정보를 기록하기 위한 기록 수단과 표본 형태에 나타나는 결함에 대응하여 광 형태 기록으로부터 형성하기 위한 광 형태 형성 수단과, 표본 형태를 설치하고 광 형태를 주사하기 위한 회전 가능 및 이동 가능 메카니즘을 가지는 광처리 장치에 있어서, 표본 형태를 지지하기 위한 판과, 광 형태를 검출하기 위해 판에 작동할 수 있게 연결된 검출 수단과, 평면내의 판의 병진운동을 제공하기 위한 이동 수단과, 상기 판에 교차하여 축에 대해 판을 회전시키기 위한 회전 수단을 구비하며, 상기 회전 수단은 상기 기록 수단이 광정보의 기록을 구성하여 동작되도록 하기 위한 제1위치와 상기 이동 수단은 평면내의 판을 이동시켜 동작하기 위한 제2위치에 판을 선택적으로 회전시키며 상기 광 형태를 주사하고 검출하기 위해 검출 수단을 인에이블 하는 광처리 장치.
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