SU1504497A1

SU1504497A1 - Устройство дл измерени линейных размеров и формы элементов на плоских объектах с дифракционными тестовыми структурами

Info

Publication number: SU1504497A1
Application number: SU884361497A
Authority: SU
Inventors: Яков Борисович Шац; Татьяна Васильевна Клишина; Виктор Иванович Лысов
Original assignee: Предприятие П/Я В-8657
Priority date: 1988-01-11
Filing date: 1988-01-11
Publication date: 1989-08-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение точности и производительности измерени за счет исключени вращени фотоприемника и погрешностей, возникающих при этом. Устройство содержит последовательно расположенные на оптической оси источник 1 монохроматического когерентного света, систему 3 формировани пучка, держатель 5 объекта измерени , фотоприемник 11 с блоком управлени и обработки сигнала, эллиптическое зеркало 6, установленное между системой 3 формировани пучка и держателем 5 объекта таким образом, что один его фокус F₁ совпадает с точкой пересечени оптической оси и базовой плоскости держател 5 объекта, а в другом фокусе F₂, также лежащем в базовой плоскости держател 5 объекта, установлен плоский отражательный элемент 9, выполненный с возможностью поворота вокруг оси, лежащей в базовой плоскости держател 5. 1 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения линейных размеров и формы элементов топологического рисунка на фотошаблонах и полупроводниковых пластинах.

Цель изобретения - повышение точности и производительности измерения за счет исключения вращения фотоприемника и погрешностей, возникающих при этом.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 монохроматического когерентного света, например лазер, непрозрачное зеркало 2, систему 3 формирования пучка, представляющую собой фокусирующую линзу, полупрозрачное зеркало 4, держатель 5 объекта измерения, эллиптическое зеркало 6, диафрагму 7, установленную на оптической оси 8 устройства, эллиптическое зеркало 6 установлено так, что один его фокус F₍ совпадает с точкой пересечения оптической оси 8 с базовой плоскостью держателя 5, а в другом фокусе установлен плоский отражательный элемент 9, который может вращаться с помощью двигателя 10 вокруг оси, лежащей в базовой плоскости держателя 5.

Фотоприемник 11 установлен под углом 45° к базовой плоскости держателя 5 объекта измерения в точке второго фокуса .

Объектив 12, лежащий на оси 8, нормальной к базовой плоскости держателя 5 объекта измерения, формирует изображение в окуляре 13.

Сигнал с фотоприемника 11 через блок управления и обработки сигнала, включающий усилитель 14 и аналогоцифровой преобразователь 15, поступает на процессор 16.

На чертеже также изображен объект 17 измерения с нанесенными на нем дифракционными тестовыми структурами.

Устройство работает следующим образом.

От источника 1 монохроматического когерентного света с помощью зеркала 2 световой пучок направляется на систему 3 формирования пучка, которая формирует в плоскости держателя 5 на объекте 17 измерения луч света

с.равномерно распределенной интенсивностью. Каждый модуль (кристалл) объекта 17 измерения содержит тестовую дифракционную решетку, составленную из элементов, подлежащих измерению.

Отражаясь от полупрозрачного зеркала 4, световой пучок проходит через диафрагму 7 в эллиптическом зеркале 6 и нормально падает на базовую поверхность держателя 5 объекта измерения. При попадании пучка на тестовую дифракционную структуру в плоскости, перпендикулярной штрихам структуры и базовой плоскости держателя 5, формируется дифракционное изображение структуры, представляющее из себя последовательность главных дифракционных максимумов, направленных под разными углами из точки пересечения оптической оси 8 с базовой плоскостью держателя 5.

Разрядные порядки спектра падают под различными углами на эллиптическое зеркало 6, установленное таким образом, что точка пересечения оптической оси 8 с базовой плоскостью держателя 5 находится в его фокусе F₍. Так как для эллиптического зеркала 6 все лучи, выходящие из одного фокуса 1, собираются в другом фокусе F^, то все порядки спектра, отражаясь от зеркала 6, попадают в другой фокус F^, т.е. на центр установленного в нем плоского отражательного элемента 9. С помощью двигателя 10 элемент 9 может поворачиваться вокруг оси, лежащей в плоскости держателя 5. При этом различные порядки спектра поочередно попадают на фотоприёмник 11 (ФД 256). Сигнал фотоприемника 11 усиливается усилителем 14 и через аналого-цифровой преобразователь 15 подается на вход процессора 16. Процессор 16 анализирует дифракционное распределение, определяет и запоминает значения интенсивностей в главных дифракционных максимумах спектра.

При освещении тестовой дифракционной решетки с размером ширины b штрихов и периодом d нормально к поверхности объекта 17 измерения интенсивности света в η-ом и ш-ом порядках спектра связаны соотношением

In = (in 7 -inXsS

Ip, n^; sinXmB’ где В = d

Имея экспериментально полученные значения 1_И и I_w, можно с помощью этого соотношения определить параметр В, откуда по известному периоду d тестовой структуры определяется ширина b штрихов.

Claims

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных размеров и формы элементов на плоских объектах с дифракционными тестовыми структурами, например на фотошаблонах и полупроводниковых пластинах, содержащее последовательно расположенные на оптической оси ис точник монохроматического когерентного света, систему формирования пучка, держатель объекта измерения

5 и фотоприемник и блок управления и обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерения, оно снабжено цилиндри10 ческим плоским отражательным элементом, установленным с возможностью поворота вокруг оси, проходящей через базовую плоскость держателя объекта измерения, и эллипти(5 ческим зеркалом, установленным между системой формирования пучка и держателем объекта измерения так, что один его фокус совпадает с точкой пересечения оптической оси ба20 зовой плоскости держателя объекта измерения, а в фокусе другого установлен плоский отражательный элемент.