Przedmiotem wynalazku jest sposób optycznego sprawdzania wymiarów poprzecznych elementów struktur pólprzewodnikowych.Przy wytwarzaniu ukladów elektronicznych w technologii ukladów scalonych oraz masek, sto¬ sowanych w tej technologii, wykonuje sie wiele operacji, polegajacych na wytworzeniu róznych struktur z róznych materialów, osadzanych na po¬ dlozu. Takim typowym materialem, osadzanym na podlozu, jest warstwa maskujaca z materialu fo¬ torezystywnego, która to warstwa poddawana jest selektywnemu naswietlaniu przez odpowiednie ma¬ ski a nastepnie wytrawianiu pokrywajacej war¬ stwy, co w sposób ostateczny okresla wymiary po¬ przeczne elementów ukladu scalonego uksztalto¬ wanego na podlozu.I chociaz uklady scalone moga byc wytwarzane z superdokladnym sprawdzeniem wymiarów gru¬ bosciowych, a mianowicie z dokladnoscia do czesci mikrona (w kierunku osi Z), wymiary poprzeczne (w kierunku osi x i y) poszczególnych elementów struktury moga sie jednak zmieniac w granicach kilku mikronów na skutek zmian czasu naswietla¬ nia przy wykonywaniu masek, zmian nalozenia warstwy materialu fotorezystywnego, - naswietla¬ nia i wytrawiania, oraz na skutek zmian w pod- trawianiu poprzecznym.Nowsze uklady scalone maja bardziej sztywne granice dopuszczalnych rozrzutów wymiarów po¬ przecznych elementów struktur, co wymaga spraw- 10 15 25 30 dzania tych wymiarów w róznych studiach reali¬ zacji procesów maskowania i obróbki podloza. Na przyklad, wymiary poprzeczne musza byc spraw¬ dzone po wytrawieniu warstwy materialu fotore¬ zystywnego w tym celu, aby okreslic i skorygo¬ wac zmiany wymiarów przed tym, jak stanie sie koniecznym pracochlonna ponowna obróbka ma¬ terialu.Obecnie sprawdzanie wymiarów elementów struktury ukladów scalonych realizowane jest w sposób reczny przy zastosowaniu mikroskopu, wy¬ posazonego w specjalna nasadke optyczna. Wy¬ maga to zatrudnienia pracowników o wysokich kwalifikacjach, a czynnosc sprawdzania staje sie bardzo pracochlonna i czasochlonna, przy czym dokladnosc sprawdzania zalezy od indywidualnych mozliwosci operatora i stad problem zmeczenia operatora.System kontroli automatycznej wyeliminowalby takie .niedokladnosci i pozwolilyby sprawdzic wiek¬ sza liczbe skomplikowanych struktur pólprzewod¬ nikowych, realizowanych w technologii ukladów scalonych, szybko i dokladnie. Niniejszy wynala¬ zek daje do dyspozycji technike sprawdzenia wy¬ miarów poprzecznych elementów struktur ukladów scalonych bez wykorzystywania mikroskopu.Przedmiotem wynalazku jest sposób optycznego sprawdzania wymiarów poprzecznych elementów struktur pólprzewodnikowych, wytworzonych z ma¬ terialu nalozonego na podloze, polegajacy na nalo- 123 001123 3 zeniu tego materialu zarówno na podlozu, jak i na powierzchni kontrolnej.Zgodnie . z wynalazkiem selektywnie usuwa sie ten material zarówno z podloza jak i z powierzchni kontrolnej jednoczesnie celem uksztaltowania od¬ powiednio struktury ukladu scalonego na podlo¬ zu i siatki dyfrakcyjnej na powierzchni kontrol¬ nej, która to siatka dyfrakcyjna sklada sie z prze¬ strzennie usytuowanych pasków tego materialu, majacych szerokosc W i okresowosc d, oswietla sie siatke dyfrakcyjna wiazka swiatla monochro¬ matycznego, która to siatka dyfrakcyjna i powie¬ rzchnia kontrolna funkcjonuja jako struktura wy¬ pukla, rozpraszajaca wiazke swiatla monochroma¬ tycznego, w wyniku czego tworza sie wiazki swia¬ tla rozproszonego róznego rzedu, mierzy sie nate¬ zenie dwóch rozproszonych wiazek celem uzyska¬ nia sygnalów, odwzorowujacych natezenia swiatla tych 'wiazek, przekazuje sie sygrialy odwzorowu- "jaccTnatezenie swiatla wiazek do urzadzenia prze¬ znaczonego do przetwarzania danych, celem okre¬ slenia szerokosci pasków W i porównuje sie zmie¬ rzona szerokosc W z uprzednio ustalona warto¬ scia, celem otrzymania sygnalu róznicowego, przy czym wartosc zmierzonego sygnalu róznicowego jest mierzona celem ustalenia odchylek wymia¬ rów poprzecznych struktury pólprzewodnikowej.Pierwsze natezenie wiazki rozproszonej jest na¬ tezeniem wiazki rozproszonej pierwszego rzedu, drugie natezenie wiazki rozproszonej jest nateze¬ niem wiazki rozproszonej drugiego rzedu, siatka dyfrakcyjna stanowi prostokatna strukture wypu¬ kla, a urzadzenie do przetwarzania danych jest przeznaczone do okreslania szerokosci pasków W w oparciu o wzór przyblizony: W=—cos-i i/—.V ll Wiazka swiatla monochromatycznego oswietla sie strukture prostokatna równomiernie pod katem ostrym do plaszczyzny tej struktury wypuklej.Kat ostry jest katem padania 0, równym kato¬ wi Brewstera, okreslonego równaniem tan ©i=n, gdzie n — wspólczynnik zalamania materialu., Sygnaly odwzorowujace natezenia swiatla w wiazkach rozproszonych, mierzy sie za pomoca fo¬ todetektorów, umieszczonych pod odpowiednimi ka¬ tami celem odebrania wiazek rozproszonych pierw¬ szego rzedu i drugiego rzedu.Jako fotodetektory wykorzystuje sie krzemowe diody ostrzowe^ Jako wiazke swiatla monochromatycznego wy¬ korzystuje sie swiatlo lasera.Jako podloze wykorzystuje sie plytke krzemo¬ wa, przy czym szerokosc W pasków wynosi okolo 5 jxm, a okresowosc d wynosi okolo 20 jim.Na rysunku figury 1 i figury 2 stanowia wido¬ ki w przekroju poprzecznym przedstawiajace je¬ den z przykladów realizacji siatki dyfrakcyjnej, wykorzystywanej w nowym sposobie wedlug wy¬ nalazku, fig. 3 stanowi widok w przekroju po¬ przecznym, pokazanym na fig. 2, przedstawiajacy w sposób schematyczny wiazke swiatla, padajaca na siatke dyfrakcyjna z boku i rozproszonego tak, iz utworzone zostaly wiazki rzedu zerowego, pierw- 001 ¦ 4 szego i drugiego, fig. 4 jest schematem, przedsta¬ wiajacym jeden z przykladów realizacji aparatu¬ ry, stosowanej do praktycznej realizacji nowego sposobu. 5 Pierwszy etap (fig. 1) realizacji sposobu wedlug wynalazku polega na nalozeniu warstwy 10 mate¬ rialu na powierzchnie kontrolna 12 podloza 1-1.Zwykle na podlozu 14 wydziela sie powierzchnie kontrolna 12, bedaca czescia wiekszej plytki pól- io przewodnikowej lub maski, z wykonanymi elemen¬ tami struktury pólprzewodnikowej z tego samego materialu, jaki jest, nalozony na podloze, których to elementów struktury wymiary poprzeczne pod¬ dawane sa sprawdzeniu nowym sposobem wedlug 15 wynalazku. Elementy struktury, poddawane spraw¬ dzaniu, moga zawierac warstwy 10 trawionego tlenku krzemu, azotek krzemu, krzem polikrysta¬ liczny lub metal.W przedstawianym przykladzie realizacji mate- 20 rialem takim jest warstwa maskujaca 10 materia¬ lu fotorezystywnego, a podloze 14 stanowi czesc plytki krzemowej. Taka czesc moze zwykle zawie¬ rac wytloczona czesc -plytki krzemowej, to znaczy niewykorzystywana sekcje w srodku plytki, a na- 25 wet moze byc dopasowana z boku kazdego ze stopni i odtwarzac elementy ukladu scalonego. Re¬ prezentowany sposób moze sie nadawac równiez do zastosowania przy sprawdzaniu wymiarów po¬ przecznych elementów struktury ukladów scalo- 30 nych, wykonanych z emulsji lub tlenków metali, osadzonych na szklanych maskach, z których po¬ moca wytwarzane sa uklady scalone.Material nastepnie zostaje w sposób selektywny usuniety zarówno z plytki pólprzewodnikowej i z 35 mniejszych powierzchni kontrolnych 12 jednocze¬ snie, aby uksztaltowac odpowiednio strukture u- kladu scalonego na plytce i siatke dyfrakcyjna 16 na powierzchni kontrolnej 12, jak zostalo pokaza¬ ne na fig. 2. Siatke dyfrakcyjna 16 tworza roz- 40 mieszczone przestrzennie paski 18 materialu o sze¬ rokosci W i okresowosci d.W przykladzie eksperymentalnym siatka 16 ma wymiary okolo 0,5X0,5 mm, szerokosc W paska wy¬ nosi okolo. 5 jiim, a okresowosc d wynosi okolo 45 230 |un. W przedstawionym przykladzie, gdy nalozonym materialem: jest material fotorezystywny, ta war¬ stwa materialu fotorezystywnego poddawana jest naswietleniu selektywnemu przy zastosowaniu ma- 50 ski szablonowej, a nastepnie jest wytrawiana przy zastosowaniu powszechnie znanej technologii foto¬ litograficznej.Poniewaz material fotorezystywny zarówno z plytki jak i z powierzchni kontrolnej 12 usuwany 55 jest jednoczesnie przy zastosowaniu identycznych parametrów krytycznych obróbki takich, jak czas naswietlania i czas trawienia, siatki dyfrakcyjna 16 moze byc wykorzystywana jako wzorzec kon¬ trolny do sprawdzenia optycznego wymiarów po- 60 przecznych* elementów struktury ukladu scalonego.Innymi slowy ostateczna szerokosc W pasków 18 siatki dyfrakcyjnej 16 bedzie mierzona — celem okreslenia szerokosci pasków z materialu fotorezy¬ stywnego w sasiednich elementach struktury na 65 tej samej plytce i, w konsekwencji, moze byc wy-123 001 5 6 korzystywana do kontroli parametrów obróbki (grubosci materialu fotorezystywnego, czasu na¬ swietlania, czasu wytrawiania itd.) z punktu wi¬ dzenia odchylek wymiarów poprzecznych.W drugim przykladzie realizacji wynalazku ele¬ menty struktury, poddawane sprawdzaniu, oraz paski 18 siatki dyfrakcyjnej 16 moga byc wykona¬ ne z innych materialów takich jak dwutlenek krze¬ mu, azotek krzemu, krzem polikrystaliczny lub metal.Na figurze 3 pokazano siatke dyfrakcyjna 16 oswietlona wiazka 20 swiatla monochromatyczne¬ go, którego zródlem moze byc, na przyklad, laser.Siatka dyfrakcyjna 16 i powierzchnia kontrolna 12 spelniaja funkcje struktury wypuklej, rozprasza¬ jacej swiatlo monochromatyczne zgodnie z zasa¬ dami rozpraszania swiatla siatkami dyfrakcyjny¬ mi tak, iz Utworzone zostaja nastepujace wiazki swiatla rozproszonego: wiazka rzedu zerowego 22, wiazka rzedu pierwszego 24 i wiazka rzedu dru¬ giego Z6. W jednym z przykladów eksperymental¬ nych wiazka swiatla 20 ma srednice równa okolo 2 mm i oswietla siatke dyfrakcyjna równomier¬ nie, tak wiec wszystkie czesci tej siatki beda na¬ swietlone równomiernie padajaca wiazka swiatla 20.Korzystnym jest zastosowanie lasera helowo- -neonowego, emitujacego swiatlo o dlugosci fali równej 0,6328 jam, dzieki temu, ze takie zródlo jest stosunkowo tanie, dostepne i latwe w zasto¬ sowaniu. Emitowane przez niego swiatlo jest latwo wykrywalne za pomoca diody krzemowej lub fo¬ totranzystora, a material fotorezystywny jest czuly na taka dlugosc fali.Struktura reliefowa, przedstawiona na fig. 3 jest wykorzystywana jako odbijajaca siatka fazowa, która rozszczepia odbita wiazke na wiazki swiatla rozproszonego róznych rzedów, których maitezenia sa zalezne od wyniku nalozenia róznych odbitych i rozproszonych promieni swietlnych. Polozenie ka¬ towe róznych rzedów rozproszenia zaleza tylko od okresowosci siatki dyfrakcyjnej d i od dlugosci fali X. Kat rozproszenia 0 dla siatki dyfrakcyjnej jest funkcja X i d i moze byc wyliczony z rów¬ nania: Sin 0=Sin0i+mX/d gdzie 0i — kat padania wiazki swiatla 20, jak po¬ kazano na fig. 3, d — okresowosc, a m — rzad dyfrakcji. W niniejszym przykladzie realizacji sa wykorzystywane wiazki rozproszone 24 i 26 pierw¬ szego i drugiego rzedu, dla których m jest rów¬ ne 1 i 2 odpowiednio. Powyzsze równanie przy¬ biera wówczas postac: Sin 0i=Sin+X/d Sin 0B=Sin+2 X/d, gdzie 0i i 02 katy dyfrakcji dla wiazek swiatla 24 i 36 pierwszego i drugiego rzedu odpowiednio, jak. pokazano na fig. 3. Wykorzystujac wiazke swiatla laserowego, które oswietla siatke dyfrak¬ cyjna 16 równomiernie i którego dlugosc fali X równa jest 0,63(28 (nm, mozna obserwowac, dla przy¬ padku siatki dyfrakcyjnej okresowosci 20 jim, ze kat dyfrakcji @i pierwszego rzedu jest równy 1,8°, a kat dyfrakcji G2 drugiego rzedu jest rówmy 3,6°.Mozna nastepnie zmierzyc natezenie wiazek 24 i 26 Ij i I2 pierwszego i drugiego rzedu odpowiednio przy korzystaniu- fotodetektorów, umieszczonych pod odpowiednimi katami dyfrakcji S\ i 02 tak, aby odbieraly wiazki 24 i 26 pierwszego i drugiego rzedu odpowiednio.Czesc wiazki swietlnej 20, która oswietla siatke dyfrakcyjna 12 zostaje odbita od górnej powierz¬ chni siatki, tymczasem gdy druga czesc (nie po¬ kazana) wiazki 20 przenika do wewnatrz pasków 18 materialu fotorezystywnego, a nastepnie przez jed¬ na lub wiecej wewnetrznych plaszczyzn odbijaja¬ cych, które odbijaja te wiazke. Mierzone nateze¬ nia wiazek rozproszonych jest wynikiem interfe¬ rencji tych wiazek czesciowych. Natezenie wiazek rozproszonych bedzie zmienialo sie, jezeli zmienia sie szerokosc W pasków 18 — w wyniku interfe¬ rencji wiazek swiatla rozproszonego i odbitego.Po zmierzeniu natezenia wiazek 24 i 26 swiatla rozproszonego pierwszego i drugiego rzedu odpo¬ wiednio, oblicza sie nastepnie stosunek sygnalów I2/I1 zwykle za pomoca elektronicznego dzielnika analogowego, który realizuje, zgodnie z niniejszym wynalazkiem, dzielenie wartosci natezenia wiazki pierwszego rzedu przez wartosc natezenia wiazki drugiego rzedu. Dla przypadku siatki dyfrakcyjnej o elementach prostokatnych szerokosc paska W jest funkcja tego stosunku sygnalów Vii, która to funkcja moze byc, zgodnie z niniejszym wyna¬ lazkiem, przedstawiona przyblizonym równaniem: gdzie d— znana okresowosc siatki dyfrakcyjnej 16.Chociaz w niniejszym opisie wynalazku ujawnio¬ ne jest wykorzystanie prostokatnej wypuklej siatki dyfrakcyjnej 16, poniewaz taka siatke szczególnie jest latwo wykonac i zrealizowac, mozna wyko¬ rzystac siatke dyfrakcyjna, uksztaltowana w inny sposób. Nalezy miec tylko na uwadze przy tym, ze siatke trudniej wykonac, a ponadto jest wy¬ magana bardziej skomplikowana interpretacja ma¬ tematyczna zachodzacych zjawisk.Nastepnym etapem przedstawionego nowego spo¬ sobu jest porównanie zmierzonej wartosci szero¬ kosci W pasków siatki dyfrakcyjnej, z uprzednio ustalona wartoscia i wyznaczenie róznicy sygna¬ lów, która to róznica sygnalu jest mierzona celem okreslenia odchylki wymiarów struktury ukladu scalonego od wymiarów zadanych.W przedstawionym przykladzie realizacji ten etap porównywania aktualnie realizowany przy wykorzystaniu urzadzen do przetwarzania danych, w których sklad wchodzi maszyna cyfrowa, za której pomoca realizowane sa operacje obliczeniom we w bardzo krótkim czasie, w których wyniku otrzymywana jest, na podstawie stosunku sygna¬ lów Ij/li, wartosc stosunku W/d, to znaczy wartosc dzielenia szerokosci paska przez stala okresowo¬ sci. Ten stosunek W/d nastepnie jest porównywa¬ ny z wymaganym uprzednio ustalonym stosunkiem W/d. Przy realizacji aktualnych operacji koiitroK nych ustala sie dolna i górna granice stosunku 10 15 20 25 30 35 40 49 50 55 607 W/d, wprowadzane w sposób zaprogramowany do maszyny cyfrowej, na których podstawie mozna realizowac automatyczna selekcje plytek pólprze¬ wodnikowych wedlug ustalonych kryteriów selek¬ cji.W tym celu przystosowalismy urzadzenie kon¬ trolne do pólautomatycznej selekcji do naszego la¬ serowego urzadzenia kontrolnego. W przypadku realizacji niniejszego nowego sposobu ta maszyna jest zdolna do sprawdzenia jednej plytki pólprze¬ wodnikowej w ciagu siedmiu sekund.Niniejszy sposób zapewnia szybki obiektywny pomiar wielkosci W (jezeli znana jest okresowosc siatki dyfrakcyjnej) bez zastosowania mikrosko¬ pu. Ta nowa technika daje szerokosc W pasków materialu fotorezystywnego usredniona z calej po¬ wierzchni siatki dyfrakcyjnej. Jest ona nieczula na defekty struktury kontrolnej, poniewaz mierzo¬ ne natezenia stanowia wynik z calej siatki dy¬ frakcyjnej oswietlonej swiatlem laserowym.Sposób moze byc zastosowany przy sprawdzaniu masek jak i przy sprawdzaniu plytek pólprzewod¬ nikowych na róznych etapach procesu ich wytwa¬ rzania.Nasza technika jest szczególnie przydatna do sprawdzania masek, poniewaz tutaj dyfrakcyjna struktura kontrolna ma ksztalty idealnie kwadra¬ towe.Wiele opinii swiadczy o tym, ze technika lasero¬ wa w danym przypadku jest bardziej dokladna i bardziej nadajaca sie do zastosowania, niz na¬ sze mozliwosci pomiaru szerokosci pasków siatki dyfrakcyjnej za pomoca mikroskopu, a mianowi¬ cie zapewnia dokladnosc pomiaru lepsza niz±0,5 H-m. Chociaz elementy s4ruktury sa sprawdzane w przedstawionym przykladzie realizacji, przewi¬ dujacym zastosowanie materialu fotorezystywne¬ go, sposób wedlug wynalazku w równym stopniu moze byc zastosowany do optycznej kontroli wy¬ miarów elementów struktury, wytworzonych z in¬ nych materialów takich, jak na przyktad, dwutle¬ nek krzemu, azotek krzemu, krzem polikrystalicz¬ ny oraz rózne metaliczne przewodniki pradu elek¬ trycznego.W naszej pracy okreslilismy, ze d=(20 (Jim sta¬ nowi dobry kompromisowy wybór stalej dyfrak¬ cji elementów struktury kontrolnej. Rózniczkujac wyzej podane równanie, okresla sie, ze najwieksza czulosc i dokladnosc pomiarów, to znaczy naj¬ wieksze zmiany stosunku Vii dla danej zmiany stosunku W/d otrzymuje sie dla WM=0,25 (Ia/In=0,5).Jednoczesnie jest pozadanym, aby uczynic sze¬ rokosc paska W w siatce dyfrakcyjnej 16 równa szerokosci najmniejszego elementu struktury ukla¬ du scalonego. Przy obecnym stanie techniki naj¬ mniejsza szerokosc wytwarzanego elementu struk¬ tury pólprzewodnikowej moze zwykle wynosic 5 firn, co daje W=Gi |im i d=ao ^m. Siatka dy¬ frakcyjna daje bardzo dobry obraz dyfrakcji w przypadku, gdy powierzchnia tej siatki wynosi 0,5X0,5 mm2 (20 milicali X 20 milicali).Przy dokladnosci pomiaru równej ±10*/o otrzy- 001 8 muje sie dokladnosc bezwzgledna rzedu zb& ^m, która to dokladnosc jest wystarczajaca dla obec¬ nie produkowanych ukladów scalonych.Korelacja miedzy wynikami pomiaru stosunku W/d przy zastosowaniu naszego urzadzenia lasero¬ wego i wartosciami zmierzonymi za pomoca mi¬ kroskopu wynosi 10% dla egzemplarzy z materia¬ lem fotorezystywnym. j Jednakze dla pewnych grubosci warstw i wspól¬ czynników zalamania swiatla w strukturze siat¬ ki dyfrakcyjnej 16 takich, jak na przyklad sza¬ blony kontrolne negatywowych materialów fotore- zystywnych, charakterystyki dyfrakcji staja sie nieprostokatne, co przejawia sie w tendencji do naruszania powyzszego stosunku miedzy szeroko¬ scia liniowa W i stosunkiem natezen h/h. Dla tych przypadków, czyniono próby pomiaru w za¬ kresie katów padania, odpowiadajacych warun¬ kom Brewster'a. Wiazka swiatla monochromatycz¬ nego jest wycelowana tak, aby trafiala w prosto¬ katny wypukly szablon równomiernie pod katem padania 6i równym katowi Brewster'a, wyzna¬ czonego równaniem tan 6i=n, gdzie n — wspól¬ czynnik zalamania materialu.Plaszczyzna padania w tym przypadku powinna byc równolegla do pasków 18 siatki dyfrakcyjnej, a polaryzacja (wektor elektryczny) padajacej wiaz¬ ki swiatla powinna znajdowac sie w plaszczyznie padania. W tych warunkach charakterystyka kon¬ trolnej siatki dyfrakcyjnej staje sie bardziej zbli¬ zona do przyblizonego wzoru prostokatnego. Jest to tak, poniewaz w tych warunkach odbicie przez powierzchnie podzialu powietrza-material fotore- zystywny jest tlumione, co eliminuje wielokrotna interferencje wiazek swiatla wewnatrz materialu fotorezystywnego. W wyniku mamy czysta dy¬ frakcje fazowa, dla której warunki nieprostopa- dlosci moga byc pominiete. 40 Na figurze 4 przedstawiony jest jeden z przy¬ kladów realizacji urzadzenia, wykorzystywanego w praktyce zastosowania nowego sposobu. Zródlo swiatla monochromatycznego takie, jak na przy¬ klad laser 28 helowo-neonowy, jest ustawione tak, 45 aby jego wiazka swiatla 20 padala na pólprzezro¬ czyste lustro 30, które odcina czesc swiatla w kie¬ runku usytuowania swiatloczulego elementu krze¬ mowego 31, który pracuje jako detektor odniesie¬ nia. Korzjjgtriym jest zastosowac filtr 32, który w 50 omawianym przykladzie realizacji wyodrebnia swia¬ tlo o dlugosci fali, odpowiadajacej czestotliwosci 26 Hz.Przy zastosowaniu filtru 32 zmniejsza sie tlo szumowe, jezeli wzmacniacz jest zestrojony na 55 wychwytywanie tylko sygnalu pradu przemienne¬ go, generowanego przez odfiltrowana wiazke swia¬ tla 20. Kolejne lustra 34, 36 i 38 kieruja nastep¬ nie wiazke 20 swiatla laserowego na siatke dy¬ frakcyjna 16, nalozona na powierzchnie kontrolna 60 12. Lustra 36 i 38 moga byc obracane za pomoca ukladu zdalnego sterowania, co ulatwia korekcje polozenia wiazki 20 swiatla laserowego na podlo¬ zu 14.Wiazki 24 i 26 swiatla rozproszonego sa odbija- 65 ne przez nastepne lustro 40 tak, ze natezenie wiaz-9 ki 24 swiatla rozproszonego i natezenie Wiazki 26 swiatla rozproszonego moga byc mierzone przy za¬ stosowaniu fotodetektorów 42, umieszczonych pod pewnymi odpowiednimi katami, umozliwiaja[cymi odbiór wiazek 24 i 26 swiatla rozproszonego. Trze¬ ci detektor 44 jest wykorzystywany jako detektor kwadranta, który wyznacza polozenie wiazki 22 rzedu zerowego i który za" pomoca serwomecha¬ nizmu steruje odchyleniem lustra 40 tak, aby wiaz¬ ka 22 rzedu zerowego zawsze trafiala w srodek detektora kwadranta 44.W opisywanym przykladzie realizacji fotodetek¬ tory 42 i 44 zawieraja krzemowe diody ostrzowe (polaryzacja wsteczna wynosi 10 V), które sa wy¬ korzystywane w polaczeniu ze wzmacniaczami (nie pokazanymi na rysunku), celem wytworzenia sy¬ gnalu z mniejszym tlem szumowym.W opisywanym przykladzie realizacji mierzy sie dwie wartosci natezenia IA i I2 swiatla, a nastep¬ nie wyniki tego pomiaru sa przetwarzane przez analogowe urzadzenie dzielace 46, zapewniajace otrzymywanie wartosci W szerokosci pasków, po¬ równanie zmierzonej szerokosci W pasków z uprzednio ustalona wartoscia i wyznaczenie ró¬ znicy miedzy tymi wartosciami.W rozwiazaniach typowych stosunek Ij/Ij jest wyswietlany dla celów kontrolnych na mierniku analogowym, który jest wycechowany w jednost¬ kach WA1 — zgodnie z podanym powyzej równa¬ niem. Dla dodatkowej kontroli obraz dyfrakcyjny moze byc czesciowo odbity przez plytke szklana 50 na przezroczysty ekran 52. To odwzorowanie obra¬ zu dyfrakcji moze byc wykorzystane do celów ko¬ rekcji poczatkowego ustawienia lustra 36 oraz do okreslenia okresowosci dyfrakcyjnej d w przy¬ padkach, gdy rózne kontrolne siatki dyfrakcyjne sa nakladane na podloze 14.Niniejszy nowy sposób wedlug wynalazku sta¬ nowi obiektywny i jakosciowy sposób optycznej kontroli wymiarów poprzecznych elementów struk¬ tury ukladów scalonych, wytworzonych z materia¬ lów, nalozonych na podloze, który nie wymaga dokonywania obserwacji przez mikroskop i elimi¬ nuje koniecznosc dotykania podloza, co mogloby spowodac uszkodzenie struktury lub wprowadzic zanieczyszczenia. Odpowiedni uklad elektroniczny zapewnia bezposredni odczyt wartosci W/d i poma¬ ga w podejmowaniu decyzji „dobry •— zly" przy realizacji operacji kontrokio-brakarskich. Wymia¬ ry szablonu kontrolnego moga byc uczynione na tyle malymi, rzedu, na przyklad 0,5X0,5 mm, ze umozliwia wybór takiej dlugosci fali swiatla lase¬ rowego wiazki 20, która nie bedzie powodowala interferencji w procesach, zwiazanych z obróbka materialów fotorezystywnych.Przy zastosowaniu technologii obróbki plytek pólprzewodnikowych, która to technologia obejmu¬ je zastosowanie materialów fotorezystywnych, sy¬ stemy produkcji tasmowej oraz przy zastosowaniu mikroprocesorów w tym systemie, opisana tech¬ nologia pozwala na szybkie i obiektywne spraw¬ dzenie wymiarów poprzecznych elementów struk¬ tury ukladów scalonych, co w wyniku w znacznej mierze zmniejsza czasochlonnosc operacji kontrol¬ nych. 001 10 Zastrzezenia pate-ntowe 1. Sposób1 optycznego sprawdzania wymiarów po¬ przecznych elementów struktur pólprzewodniko- 5 wych, wytworzonych z materialu nalozonego na podloze, polegajacy na nalozeniu tego* materialu zarówno na podlozu, jak i na powierzchni kon¬ trolnej, znamienny tym, ze selektywnie usuwa sie ten material zarówno z podloza (14), jak i z po- 10 wierzchni kontrolnej (12) jednoczesnie celem u- ksztaltowania odpowiednio struktury ukladu sca¬ lonego na podlozu (14) i siatki dyfrakcyjnej (16) na powierzchni kontrolnej (12), która to siatka dy¬ frakcyjna (16) sklada sie z przestrzennie usytuo- 15 wanych pasków (18) tego materialu, majacych sze¬ rokosc W i okresowosc d, oswietla sie siatke dy¬ frakcyjna (16) wiazka (20) swiatla monochromaty¬ cznego, która to siatka dyfrakcyjna (16) i powierz¬ chnia kontrolna (12) funkcjonuja jako struktura 20 wypukla, rozpraszajaca wiazke swiatla monochro¬ matycznego, w wyniku czego tworza sie wiazki (22, 24, 26) swiatla rozproszonego róznego rzedu, mierzy sie natezenie dwóch rozproszonych wiazek (24, 26), celem uzyskania sygnalów di, I2), odwzo- 25 rowujacych natezenia swiatla tych wiazek, prze¬ kazuje sie sygnaly (Ii, I2), odwzorcowujace nate¬ zenie swiatla wiazek do urzadzenia (48), przezna¬ czonego do przetwarzania danych, celem okresle¬ nia szerokosci pasków W i porównuje sie zmie- 30 rzona szerokosc W z uprzednio ustalona wartoscia, celem otrzymania sygnalu róznicowego, przy czym wartosc zmierzonego sygnalu róznicowego jest mie¬ rzona celem ustalenia odchylek wymiarów poprze¬ cznych struktury pólprzewodnikowej. » 35 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pierwsze natezenie (Ij) ^wiazki rozproszonej jest natezeniem wiazki rozproszonej (24) pierwszego rzedu, drugie natezenie (W wiazki rozproszonej jest natezeniem wiazki rozproszonej (26) drugie- 40 go rzedu, siatka dyfrakcyjna (16) stanowi prosto¬ katna strukture wypukla, a urzadzenie (48) do przetwarzania danych jest przeznaczone do okre¬ slania szerokosci pasków W w oparciu o wzór przyblizony: ' ¦ * 1 A" w=ircos yt' gdzie d — znana okresowosc siatki dyfrakcyjnej. 50 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze wiazka . swiatla monochromatycznego oswietla sie strukture prostokatna (16) równomiernie pod ka¬ tem ostrym do plaszczyzny tej struktury wypu¬ klej (16). 55 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze kat ostry jest katem padania 0, równym katowi Brewster'a, okreslonego równaniem tan 0i=n, gdzie n — wspólczynnik zalamania materialu. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 60 sygnaly odwzorowujace natezenie swiatla w wiaz¬ kach rozproszonych, mierzy sie za pomoca foto¬ detektorów (42), umieszczonych pod odpowiednimi katami celem odebrania wiazek rozproszonych (24) pierwszego rzedu i (26) drugiego rzedu. 85 6, Sposób wedlug zastrz, 5, znamienny tym, ze123 DOI 11 jako fotodetektory (42) wykorzystuje sie krzemo¬ we diody ostrzowe. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako wiazke (20) swiatla monochromatycznego wy¬ korzystuje sie swiatlo lasera. 12 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako podloze (14) wykorzystuje sie plytke krze¬ mowa, przy czym szerokosc W pasków wynosi okolo 5 |nm} a okresowosc d wynosi okolo 20 [im, Fig.4 Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 600/83 Cena 100 zl PL PL PL PL PL PL