DE1923465C3 - Optical mask comparison device - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Vergleichsvor- :htung zum Messen der Größe der Lageabweichung >n strahlungsundurchlässigen Gebieten auf einer stem photographischen Maske relativ zur Lage von !durchlässigen Gebieten auf einer zweiten photogralischen Maske, bei der jede Maske im Strahlengang ner Lichtquelle angeordnet ist, wobei gewählte bschnitte der Masken zu einer optischen Aufnahme-The invention relates to an optical comparison device for measuring the size of the positional deviation > n radiopaque areas on a stem photographic mask relative to the position of ! Permeable areas on a second photographic Mask in which each mask is arranged in the beam path ner light source, with selected sections of the masks for an optical recording

und Beobachtungsvorrichtung ausgerichtet sind.and observation device are aligned.

Bei der Herstellung von Halbleiter-Bauelementen, z. B. integrierten Schaltkreisen, ist die Herstellung eines Photolack-Musters auf der Oberfläche einer Halbleiter-Scheibe erforderlich. Solche Muster werden erzeugt durch Aufbringen einer Photolack-Schicht auf die Oberfläche der Scheibe, durch Auflegen einer photogi aphischen Maske auf die Photolack-Schicht und durch Bestrahlen der Photolack-Schicht mit Ultraviolett-Strahlung durch die Maske hindurch. Die strahlungsundurchlässigen Gebiete der Maske schirmen die Photolack-Schicht selektiv gegen die UV-Bestrahlung ab, so daß nach Entwickeln der Photolackschicht z.B. die abgeschirmten Gebiete entfernt werden können, umIn the manufacture of semiconductor components, e.g. B. integrated circuits, is the manufacture of a Photoresist pattern required on the surface of a semiconductor wafer. Such patterns are created by applying a photoresist layer to the surface of the pane, by applying a photogi aphischen Mask on the photoresist layer and by irradiating the photoresist layer with ultraviolet radiation through the mask. The radiopaque areas of the mask shield the photoresist layer selectively against UV radiation, so that after developing the photoresist layer, e.g. shielded areas can be removed to

ausgewählte Gebiete der Scheibenoberfläche freizulegen. Dieser Prozeß erlaubt eine chemische Behandlung der freigelegten Gebiete der Scheibe, z. B. das Ätzen, oder eine Diffusion, ohne andere Gebiete der Scheibe zu beeinflussen.to expose selected areas of the wafer surface. This process allows chemical treatment the exposed areas of the disc, e.g. B. etching, or diffusion, without affecting other areas of the wafer influence.

Da eine beschädigte Maske gelegentlich ersetzt werden muß, müssen alle Masken möglichst gleich sein. Um die Genauigkeitsnorm zu erhalten, die bei der Halbleiter-Herstellung gefordert wird, ist es notwendig, jede zu benutzende Maske anhand einer NormalmaskeSince a damaged mask must occasionally be replaced, all masks must be as similar as possible. In order to obtain the accuracy standard that is required in semiconductor manufacture, it is necessary to each mask to be used based on a normal mask

bekannter Genauigkeit zu prüfen. Die Prüfung wird durchgeführt, indem die Übereinstimmung des Musters aus strahlungsundurchlässigen Gebieten auf jeder bei der Herstellung zu benutzenden Maske mit der Figur auf einer Normalmaske gemessen wird. Wegen der erforderlichen großen Genauigkeit von 12,7 χ 10"⁵cm einer Längenabmessung von 2,5 bis 10 cm sind herkömmliche mechanische Meßverfahren langsam, kostspielig und unwirksam.known accuracy. The test is carried out by measuring the correspondence of the pattern of radiopaque areas on each mask to be used in manufacture with the figure on a normal mask. Because of the required high accuracy of 12.7 × 10 " ⁵ cm of a length dimension of 2.5 to 10 cm, conventional mechanical measuring methods are slow, expensive and ineffective.

Bei einem bisher benutzten Verfahren zum Vergleichen von Masken wurden die Masken einzeln mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop betrachtet und die Lage der strahlungsundurchlässigen Gebiete wurde durch Ablesen der Skala eines Mikrometers festgestellt, mit welchem die Maske durch das Mikroskopfeld verschoben wurde.In a previously used method for comparing masks, the masks were individually with a Toolmaker's microscope looked at and the location of the radio-opaque areas was checked through Reading the scale of a micrometer noted with which the mask moved through the microscope field would.

Bei einer anderen Methode zur Maskenüberprüfung wurden die Prüf- und die Normalmaske durch zwei getrennte Fernsehkameras beobachtet und die Bilder wurden zum Vergleich mit Hilfe eines Blink-Verfahrens abwechselnd auf einem Monitor dargestellt. Jedoch kann die Verwendung von zwei getrennten optischen Systemen für die beiden voneinander getrennt angeordneten Masken zu Systemfehlern infolge optischer Fehlausrichtung, Vibration oder Materialausdehnung durch Temperaturschwankungen führen.In another method of mask verification, the test mask and the normal mask were separated by two separate television cameras were observed and the images were blinked for comparison alternately shown on a monitor. However, the use of two separate optical Systems for the two separately arranged masks to system errors due to optical Misalignment, vibration, or material expansion caused by temperature changes.

Blink-Verfahren, bei denen über zwei getrennte optische Systeme zu vergleichende Gegenstände, wie Masken, abwechselnd an einer Beobachtungsstelle abgebildet werden, sind bekannt aus: Alfred Hay »Handbuch der wissenschaftlichen und angewandten Photographic«, Band VF, Erster Teil, 1931, S. 87-88; A. Buch holt ζ »Photogrammetric«, 1954, S. 201; Zeitschrift »Askania-Warte«, 1962, Heft 60, S. 1 -3.
Auch gemäß DT-PS 6 25 861 werden ein Muster und ein damit zu vergleichendes Objekt über getrennte Linsensysteme und Abtastvorrichtungen auf getrennte Lichtzellen abgebildet, deren den jeweiligen Lichteinfällen entsprechende Ströme getrennt verstärkt und auf einen gemeinsamen Transformator gegeben werden, dessen Ausgangssignal dann Null ist, wenn das von den beiden Verstärkern kommende Signal gleich groß ist. Dieses Verfahren weist die dem ihm sehr ähnlichen Blinkverfahren anhaftenden Mängel auf, nämlich dieBlink methods, in which objects to be compared, such as masks, are alternately displayed at an observation point via two separate optical systems, are known from: Alfred Hay "Handbook of Scientific and Applied Photographic", Volume VF, First Part, 1931, p. 87-88; A. Buch brings ζ »Photogrammetric«, 1954, p. 201; "Askania-Warte" magazine, 1962, issue 60, pp. 1-3.
According to DT-PS 6 25 861, a pattern and an object to be compared with it are mapped onto separate light cells via separate lens systems and scanning devices, whose currents corresponding to the respective incidence of light are separately amplified and sent to a common transformer, whose output signal is zero when the signal coming from the two amplifiers is of the same size. This method has the flaws inherent in the blinking method, which is very similar to it, namely the

beeinlrächtigung der Genauigkeit infolge optischer und thermischer Abweichungen in den getrennten Abbildungs- und Verstärkungswegen.Impairment of accuracy due to optical and thermal deviations in the separate imaging and amplification paths.

Das gleiche gilt für die DT-PS 8 67 757, gemäß welcher ein Muster und ein damit zu vergleichendes Objekt je über getrennte optische Systeme punktweise abgetastet und abwechselnd auf eine Meßeinrichtung abgebildet werden.The same applies to DT-PS 8 67 757, according to which a sample and one to be compared with it Object each scanned point by point via separate optical systems and alternately on a measuring device can be mapped.

Gemäß der GB-PS 9 71276 werden zwar die Abbildungen von Muster und damit zu vergleichendem Objekt nacheinander durch das gleiche Linsensystem abgebildet, das Objekt wird jedoch direkt auf das Linsensystem abgebildet, das Muster hingegen über einen feststehenden und einen rotierenden halbkreisförmigen Spiegel. Durch Spiegelfehler, beispielsweise is infolge unterschiedlicher thermischer Ausdehnung, Vibration und mechanisches Spiel des sich drehenden Spiegels sind jedoch Verzerrungen des Musterbildes möglich, so daß die Genauigkeit des Vergleichs zwischen Objekt und Muster trotz Verwendung ein und *o desselben Linsensystems beeinträchtigt ist. Ähnliches gilt für die CH-PS 4 40 736, gemäß welcher Muster und damit zu vergleichendes Objekt über unterschiedliche Spiegel und unterschiedlich polarisierende Filter auf eine Beobachtungsstation abgebildet werden. Auch hier können Fehlausrichtungen, Vibrationen und unterschiedliche thermische Ausdehnungen der verschiedenen Spiegel und Polarisationsfilter die Abbildungsgenauigkeit der verschiedenen optischen Wege und damit die Meßgenauigkeit beeinträchtigen.According to GB-PS 9 71276, the Images of the pattern and thus the object to be compared one after the other through the same lens system imaged, but the object is imaged directly on the lens system, whereas the pattern is imaged via a fixed and a rotating semicircular mirror. Due to mirror errors, for example is due to different thermal expansion, vibration and mechanical play of the rotating Mirror, however, distortions of the sample image are possible, so that the accuracy of the comparison between object and pattern is impaired despite the use of one and * o the same lens system. Something like that applies to CH-PS 4 40 736, according to which pattern and thus object to be compared over different Mirrors and differently polarizing filters are imaged on an observation station. Here too can cause misalignments, vibrations and different thermal expansions of different Mirrors and polarization filters improve the imaging accuracy of the various optical paths and thus affect the measurement accuracy.

Gemäß DT-PS 7 04 978 wird von einer Lichtquelle stammendes Licht über zwei getrennte Linsensysteme auf ein Muster und ein damit zu vergleichendes und getrennt angeordnetes Objekt geleitet. Über einen optisch-mechanischen Zerleger wird abwechselnd vom Muster bzw. vom Objekt reflektiertes Licht auf eine Photozelle geleitet. Auch hier gelangt das reflektierte Licht vom Muster direkt und das vom Objekt reflektierte Licht über Spiegelung indirekt zur Photozelle, so daß auch hier wieder die Lichtwege verschieden und mit den bereits erläuterten Fehlermöglichkeiten behaftet sind. Da auf die Photozelle jeweils das gesamte reflektierte Licht von Muster oder Objekt fällt, werden sich in der Reflexionswirkung aufhebende Fehler nicht festgestellt, wenn beispielsweise von einem zu großen reflektierenden Bereich zu viel und von einem anderen, zu kleinen reflektierenden Bereich entsprechend zu wenig Licht auf die Photozelle reflektiert wird.According to DT-PS 7 04 978, light originating from a light source is transmitted through two separate lens systems directed to a pattern and an object to be compared with it and arranged separately. About a opto-mechanical decomposer is alternately light reflected from the pattern or from the object on a Photocell directed. Here, too, the reflected light comes from the pattern directly and that from the object reflected light via reflection indirectly to the photocell, so that the light paths here too are different and are subject to the possible errors that have already been explained. Since on the photocell each All the reflected light falling from the pattern or object will be canceled out in the reflection effect Failure not detected if, for example, there is too much and too much of a reflective area that is too large Another, too small reflective area corresponds to too little light on the photocell is reflected.

Gemäß DT-AS 12 64 076 wird durch ein Muster Licht hindurchgeschickt und über ein Linsen- und Umlenksystem auf das mit dem Muster zu vergleichendeObjekt abgebildet, dem lichtabsorbierendes Material nachgeordnet ist. Aufgrund von Fehlern im Objekt von diesem reflektiertes Licht wird auf eine Photozelle abgebildet und zur Fehlererkennung verwendet. Auch dieser Vergleichsvorrichtung haften die Fehler an, die bei getrennter Anordnung von Musier und Objekt und bei Zwischenschaltung optischer Systeme zwischen beide auftreten, nämlich die Möglichkeit unterschiedlieher thermischer Veränderung von Objekt und Muster, Parallaxe-, Fokussierfehler und astigmatische Fehler.According to DT-AS 12 64 076, a pattern creates light sent through and via a lens and deflection system onto the object to be compared with the sample shown, the light-absorbing material is downstream. Due to errors in the object of This reflected light is mapped onto a photocell and used for error detection. Also this comparison device adheres to the errors that occur when the musician and object and with the interposition of optical systems between the two occur, namely the possibility of differing thermal change of object and pattern, parallax, focusing errors and astigmatic errors.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine optische Vergleichsvorrichtung der eingangs genannten Art verfügbar zu machen, bei der Abbildungsfehler und Fehler aufgrund thermischer Ausdehnung ausgeschaltet sind und die mit geringem Aufwand auch extreme Vergrößerungen zuläßt.In contrast, the object of the invention is to provide an optical comparison device of the types mentioned at the beginning Kind to make available, with the aberrations and errors due to thermal expansion switched off and which also allows extreme enlargements with little effort.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer optischen Vergleichsvorrichtung der eingangs genannten Art, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Halterung zum Halten und Ausrichten der Masken in einer vorbestimmten Orientierung in enger Übereinanderlage vorgesehen ist, daß in der Halterung zwischen den einander zugewandten Oberflächen der Masken eine Schicht aus lichtselektivem Material angeordnet ist, die auf die der Aufnahme- und Beobachtungsvorrichtung zugekehrten Oberfläche auftreffendes Licht reflektiert, während sie für auf die andere Oberfläche auftreffendes Licht weitgehend durchlässig ist, daß auf der der Aufnahme- und Beobachtungsvorrichtung zugewandten Seite der Halterung eine erste Lichtquelle mit Einrichtungen zur Bestrahlung der eier Aufnahme- und Beobachtungsvorrichtung näc'istgelegenen Maske und auf der der Aufnahme- und Beobachtungsvorrichtung gegenüberliegenden Seite der Halterung eine zweite Lichtquelle mit Einrichtungen zur Durchstrahlung der lichtselektiven Schicht und beider Masken angeordnet sind, daß eine optische Fokussiereinrichtung derart angeordnet ist, daß sowohl von der ersten als auch von der zweiten Lichtquelle erzeugtes Licht die gesamte optische Fokussiereinrichtung durchläuft und daß an sich bekannte Einrichtungen zur alternativen Unterbrechung des von den beiden Lichtquellen ausgesandten Lichtes vorgesehen sind.This object is achieved with an optical comparison device of the type mentioned at the outset, which according to the invention is characterized in that a holder for holding and aligning the masks in a predetermined orientation in close superposition is provided that in the holder a layer of light-selective material between the mutually facing surfaces of the masks is arranged, the incident on the surface facing the recording and observation device Light is reflected, while it is largely responsible for light hitting the other surface it is permeable that on the side of the holder facing the recording and observation device a first light source with devices for irradiating the egg recording and observation device Next mask and on the one opposite the recording and observation device Side of the bracket a second light source with devices for penetrating the light-selective Layer and both masks are arranged in such a way that an optical focusing device is arranged is that light generated by both the first and second light sources is all optical Focusing device passes through and that known devices for alternative interruption of the light emitted by the two light sources are provided.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsformen näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is explained in more detail below on the basis of embodiments. In the drawing indicates

Fi g. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Untersuchung einer symmetrischen Maske;Fi g. 1 is a schematic view of an inventive Apparatus for examining a symmetrical mask;

Fig.2 eine Vorrichtung zur Untersuchung einer nichtsymmetrischen Maske, bei der ein erstes Verfahren verwendet wird, um die Fokussierung durch die Dicke der Maske hindurch zu kompensieren;2 shows a device for examining a non-symmetrical mask, in which a first method is used to compensate for focusing through the thickness of the mask;

F i g. 3 eine Vorrichtung zur Untersuchung einer nichtsymmetrischen Maske, bei dem ein zweites Verfahren verwendet wird, um die Fokussierung durch die Dicke der Maske zu kompensieren; undF i g. 3 a device for examining a non-symmetrical mask, in which a second Method used to compensate for focus by the thickness of the mask; and

Fig 4 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung, um die Übereinstimmung des Musters auf einer halbleitenden Scheibe mit dem Muster auf einer fotografischen Maske zu untersuchen.Fig. 4 is a schematic view of a device to match the pattern on a examine semiconducting disk with the pattern on a photographic mask.

In F i g. 1 ist eine mit einem Muster versehene Normalmaske 10 in einem unteren Rahmen 11 eines beweglichen Gestells 12 angeordnet. Die Normalmaske 10 besteht aus einer lichtdurchlässigen Glasunterlage 13, auf deren einer Oberfläche viele strahlungsundurchlässige Gebiete 14 angeordnet sind, die ein Muster bilden. Die Gebiete 14 auf der Normalmaske 10 sind sehr genau angeordnet; ferner wurde die Maske vorher sorgfältig untersucht, um sicherzustellen, daß die Lage eines jeden Gebiets innerhalb einer vorgewählten Toleranz genau die gewünschte ist. Es ist selbstverständlich, daß die kreisförmige Gestalt der Gebiete in F i g. t nur als Beispiel aufzufassen sind. Auf die Oberflächen dei fotografischen Masken können durch fotografische-Ätz- oder andere Verfahren, wie sie in der Maskenherstellungstechnik bekannt sind, zahlreiche andere Mustei aus strahlungsundurchlässigen Gebieten aufgebrach werden.In Fig. 1 is a patterned normal mask 10 in a lower frame 11 of a movable frame 12 arranged. The normal mask 10 consists of a translucent glass base 13, on one surface of which many radio-opaque areas 14 are arranged, which form a pattern. The areas 14 on the normal mask 10 are arranged very precisely; furthermore, the mask was carefully made beforehand examined to ensure that the location of each area is accurate within a preselected tolerance the one you want. It goes without saying that the circular shape of the areas in FIG. t just as Example are to be understood. Photographic etching can be applied to the surfaces of the photographic masks. or other methods known in the mask manufacturing art, numerous other patterns be broken up from radiopaque areas.

Eine dünne Schicht aus lichtselektivem Material Ii mit einem großen Refelxionskoeffizienten der oberer Oberfläche wird auf die Oberfläche der Normalmaski 10 aufgebracht. Das lichtselektive Material 15 kann au:A thin layer of light selective material Ii with a large reflection coefficient the upper surface is applied to the surface of the normal mask 10 applied. The light-selective material 15 can consist of:

einem Stoff wie Polyäthylenterephthalat bestehen. Andere Materialien, die Licht leicht durchlassen, wenn es auf eine Oberfläche auftrifft, die jedoch einen wesentlichen Teil des Lichts reflektieren, wenn es auf die entgegengesetzte Fläche auftrifft, die also tatsächlich »Einweg-Spiegel« sind, können verwendet werden. Wichtig ist, daß das Material für Licht, das auf die dem Betrachter zugewandte Oberfläche des Materials auftrifft, stark reflektierend ist, während es für Licht, das auf die entgegengesetzte Oberfläche auftrifft, relativ durchlässig ist.consist of a substance such as polyethylene terephthalate. Other materials that let light through easily, though it hits a surface, which however reflects a substantial portion of the light when it hits the opposite surface hits, which are actually "one-way mirrors", can be used. It is important that the material is exposed to light that hits the surface of the material facing the viewer is highly reflective, while it is relative for light striking the opposite surface is permeable.

Eine ein symmetrisches Muster tragende und zu prüfende »Testmaske« 16, die vor ihrer Verwendung untersucht werden soll, ist im oberen Rahmen 17 des beweglichen Gestells 12 angeordnet. Die Maske 16 besteht ebenfalls aus einer Glasunterlage 18, auf deren Oberfläche eine Vielzahl von strahlungsundurchlässigen Gebieten 19 angeordnet ist. Die Maske 16 ist insofern symmetrisch, als das Muster aus strahlungsundurchlässigen Gebieten 19 das gleiche ist, wenn es von jeder Seite der Maske betrachtet wird. Der obere Rahmen 17 ist am unteren Rahmen 11 befestigt, so daß die mit einem Muster versehene Oberfläche der Normalmaske 10 mit strahlungsundurchlässigen Gebieten der gemusterten Oberfläche der Prüfmaske 16 benachbart ist. Die gemusterten Oberflächen der beiden Masken sind nur durch die Schicht aus lichtselektivem Material 15 getrennt. Jede der beiden Masken 10 und 16 weist Ausrichtungsmarken 22-22 auf, die auf ihren Oberflächen genau angebracht sind. Ferner sind die oberen und unteren Rahmen 17 und 11 so angeordnet, daß die Marken 22-22 und damit die entsprechenden Muster genau ausgerichtet sind. Da die Muster aus strahlungsundurchlässigen Gebieten auf den beiden Masken im Idealfall identisch sind, soll für Jeden Punkt auf der Oberfläche der Normalmaske 10 ein Punkt auf der Oberfläche der Prüfmaske 16 vorhanden sein, der auf der entgegengesetzten Seite der Schicht aus lichtselektivem Material 15 genau mit ihm ausgerichtet ist. Die vorliegende Vergleichsvorrichtung stellt jede Fehlausrichtung zwischen den entsprechenden Punkten auf den Oberflächen der beiden Masken fest.A "test mask" 16, which carries a symmetrical pattern and is to be checked, which prior to its use is to be examined is arranged in the upper frame 17 of the movable frame 12. The mask 16 also consists of a glass base 18, on the surface of which a large number of radiopaque Areas 19 is arranged. The mask 16 is symmetrical in that the pattern of radiopaque Areas 19 is the same when viewed from either side of the mask. The upper frame 17 is on lower frame 11 attached so that the patterned surface of the normal mask 10 with Radiopaque areas of the patterned surface of the test mask 16 is adjacent. the The patterned surfaces of the two masks are only covered by the layer of light-selective material 15 separated. Each of the two masks 10 and 16 has alignment marks 22-22 formed on their surfaces are precisely attached. Further, the upper and lower frames 17 and 11 are arranged so that the Marks 22-22 and thus the corresponding patterns are precisely aligned. Because the pattern made of radio-opaque Areas on the two masks should ideally be identical for each point on the Surface of the normal mask 10 may be a point on the surface of the test mask 16, which is on the opposite side of the layer of light selective material 15 is precisely aligned with it. the The present comparator identifies any misalignment between the corresponding points Surfaces of the two masks.

Unter dem beweglichen Gestell 12 ist eine untere Lichtquelle 23 angeordnet, um einen Lichtstrahl auf die Oberfläche eines Spiegels 24 zu richten, der das Licht durch die untere Oberfläche der beiden übereinanderliegenden Masken 10 und 16 nach oben reflektiert. Eine obere Li:htquclle 25 richtet einen Lichtstrahl nuf ein halbversilbertes Prisma 26, das seinerseits das Licht nach unten durch ein Objektiv 27 auf die oberen Oberflachen der beiden übereinanderliegenden Masken 16 und 10 reflektiert. Oberhalb des beweglichen Gestells 12 ist eine monochromatische Fernsehkamera 28 angeordnet, um die übereinanderliegenden Masken 16 und 10 über einen lichtdurchlässigen Weg In dem halbversilberten Prisma 26 zu betrachten. Die Fernsehkamera 28 ist mit einem Monitor 29 verbunden, um auf dessen Betrachtungsschirm das von der Kamera aufgenommene Bild darzustellen. A lower light source 23 is arranged below the movable frame 12 in order to direct a light beam onto the surface of a mirror 24 which reflects the light upwards through the lower surface of the two superimposed masks 10 and 16. An upper source 25 directs a light beam onto a semi-silver-plated prism 26, which in turn reflects the light downward through an objective 27 onto the upper surfaces of the two masks 16 and 10 lying one above the other. A monochromatic television camera 28 is arranged above the movable frame 12 in order to view the masks 16 and 10 lying one above the other via a light-permeable path in the semi-silver-plated prism 26. The television camera 28 is connected to a monitor 29 in order to display the image recorded by the camera on its viewing screen.

Ein Gittermuster 32, das aus einem linierten Blatt aus lichtdurchlässigem Kunststoff bestehen kann, ist auf dem Betrachtungsschirm des Monitors 29 angebracht. Das Oiiter setzt eine Bedienungsperson in die Lage, Abstände auf dem Fernsehbild auszumessen.A grid pattern 32, which may consist of a ruled sheet of translucent plastic, is on attached to the viewing screen of the monitor 29. The Oiiter enables an operator to Measure the distances on the television picture.

Zwischen der unteren Lichtquelle 23 und dem Spiegel 24 ist eine erste Lichtzerhackerscheibe 33 angeordnet. Wenn die Scheibe 33 mit vorgewählter Geschwindigkeit gedreht wird, kann durch einen Schlitz 34 In ihrer Oberfläche ein Lichtstrahl während eines Teils einei Umdrehung von der Quelle 23 zum Spiegel 24 gelangen während die undurchlässige Oberfläche der Scheibe 33 den Lichtstrahl während des Rests der Umdrehungsperiode sperrt. Eine zweite Lichtzerhackerscheibe 35 kanr zwischen der oberen Lichtquelle 25 und dem Prisma 26 vorgesehen werden. Die zweite Scheibe 35 arbeitet in gleicher Weise wie die erste Scheibe 33, abgesehen davon, daß ein in der Oberfläche der Scheibe 35 A first light chopper disk 33 is arranged between the lower light source 23 and the mirror 24. When disc 33 is rotated at a preselected speed, a slit 34 in its surface allows a beam of light to pass from source 23 to mirror 24 during part of a revolution while the opaque surface of disc 33 blocks the beam of light for the remainder of the period of rotation. A second light chopper disk 35 can be provided between the upper light source 25 and the prism 26. The second disk 35 works in the same way as the first disk 33, with the exception that an in the surface of the disk 35

ίο ausgebildeter Schlitz 36 diametral entgegengesetzt zum Schlitz 34 in der Scheibe 33 angeordnet ist. Die Drehung der zweiten Scheibe 35 ist mit der ersten Scheibe 33 synchronisiert, so daß der obere Strahl stets gesperrt ist wenn der untere Strahl durch den Schlitz 34 hindurchgeht. In gleicher Weise ist der untere Strahl stets gesperrt, wenn der obere Strahl durch den Schlitz 36 hindurchgeht, Die zweite Lichtzerhackerscheibe 35 braucht nur auf Wunsch vorgesehen zu werden, sie kann in gewissen Fällen unnötig sein, wie unten erklärt wirdίο trained slot 36 diametrically opposite to Slot 34 is arranged in the disc 33. The rotation of the second disk 35 is with the first disk 33 synchronized so that the upper beam is always blocked when the lower beam passes through the slot 34 passes through. In the same way, the lower beam is always blocked when the upper beam is through the slot 36 passes through, the second light chopper disk 35 only needs to be provided if desired, it can may be unnecessary in certain cases, as explained below

ίο Anstelle der Lichtzerhackerscheiben 33 und 35 können jedoch irgendwelche anderen Mittel zur Unterbrechung der Lichtstrahlen von den Quellen 23 und 25 in zeitlich abgestimmter Beziehung verwendet werden.ίο Instead of the light chopper discs 33 and 35 you can however, any other means of interrupting the light beams from sources 23 and 25 in time coordinated relationship can be used.

Zur Prüfung wird die Testmaske 16 über die Normalmaske 10 gelegt, getrennt durch die Schicht aus lichtselektivem Material 15, wobei die Ausrichtungsmarken 22 - 22 auf den Oberflächen der beiden Masken benutzt werden, um die Musler zu Beginn auszurichten, Der untere Rahmen 11 und der obere Rahmen 17 werden dann zusammengeklemmt, um die Testmaske 16 und die Normalmaske 13 in ihrer ausgerichteten Lage zu halten. Das bewegliche Gestell 12 wird dann (durch nichtdargestellte Mittel) in der X- und der V-Richtung verschoben, so daß ein ausgewähltes Gebiet auf den beiden Masken mit Strahlengang der Fernsehkamera 28 ausgerichtet wird. Zwei übereinandergelegte, strahlungsundurchlässige Gebiete 14Λ und 19/4 auf der Normalmaske 10 und der Testmaske 16 sind dann mit der Kamera 28 ausgerichtet. Die Kamera 28 wird auf die Schicht des lichtselektiven Materials 15 fokussiert. Da die gemusterten Oberflächen der beiden Masken an die entgegengesetzten Flächen der Schicht 15 angrenzen, ist die Kamera auch mit guter Annäherung auf die beiden strahlungsundurchlässigen Gebiete 14A und 19/\For testing, the test mask 16 is placed over the normal mask 10, separated by the layer of light selective material 15, using the alignment marks 22-22 on the surfaces of the two masks to initially align the muscles, the lower frame 11 and the upper Frames 17 are then clamped together to hold test mask 16 and normal mask 13 in their aligned position. The movable stage 12 is then displaced (by means not shown) in the X and V directions so that a selected area on the two masks is aligned with the beam path of the television camera 28. Two superimposed, radiopaque areas 14Λ and 19/4 on the normal mask 10 and the test mask 16 are then aligned with the camera 28. The camera 28 is focused on the layer of the light-selective material 15. Since the patterned surfaces of the two masks adjoin the opposite surfaces of the layer 15, the camera is also with a good approximation of the two radiopaque areas 14A and 19 / \

45 fokussiert.45 focused.

Die untere Lichtquelle 23 und die obere Lichtquelle 25 werden eingeschaltet und die beiden Zerhackerscheiben 33 und 35 werden in Drehung versetzt. Wenn die übereinanderliegenden Masken mit Hilfe der unterenThe lower light source 23 and the upper light source 25 are switched on and the two chopper disks 33 and 35 are set in rotation. When the superimposed masks with the help of the lower

jo Lichtquelle 23 durch den Schlitz 34 in der unteren Zerhackerscheibe 33 hindurch beleuchtet werden, gelangt das Licht nach oben durch die Normalmaske 10, die Schicht aus lichtselektivem Material 15 und die Testmaske 16, so daß auf dem Schirm des Fernsehmoni- jo light source 23 are illuminated through the slit 34 in the lower chopper 33, the light passes up through the normal mask 10, the layer of light-selective material 15 and the test mask 16, so that on the screen of the television

SS tors 29 das übereinanderllegende Bild sowohl des strahlungsundurchlässigen Gebiets HA als auch des strahlungsundurchlässigen Gebiets 19A erscheint. Wenn eine Fehlausrichtung der beiden strahlungsundurchlässigen Gebiete 14/4 und 19Λ vorhanden Ist,SS tors 29 the superimposed image of both the radio-opaque area HA and the radio-opaque area 19A appears. If there is a misalignment of the two radiopaque areas 14/4 and 19Λ,

te erscheint deren Bild auf dem Schirm In Form von zwei fehlausgerichteten Bildern 14/4' und 19Λ'. Wenn die übereinanderliegenden Masken mit Hilfe der oberen Lichtquelle 25 durch den Schlitz 36 In der oberen Zerhackerscheibe 35 beleuchtet werden und das Lichtte their image appears on the screen in the form of two misaligned images 14/4 'and 19Λ'. If the superimposed masks with the help of the upper light source 25 through the slot 36 in the upper Chopper disk 35 are illuminated and the light

6j von der unteren Quelle 23 durch die undurchlässige Oberfläche der unteren Zerhackerscheibe 33 gesperrt Ist, gelangt das Licht nach unten durch die Testmaske 16 auf die Oberfläche der Schicht aus lichtselektivem6j from the lower source 23 through the impermeable If the surface of the lower chopper disk 33 is blocked, the light passes down through the test mask 16 onto the surface of the layer of light-selective

Material 15. Wenn die Schicht aus lichtselektivem Material 15 von oben beleuchtet wird, reflektiert sie den größeren Teil des auftreffenden Lichtes nach oben durch die Testmaske 16, sodaß das einzige für die Kamera 28 sichtbare Bild das Bild des strahlungsun- s durchlässigen Gebiets 19Λ auf der Testmaske 16 ist. das heißt, wenn die übereinanderliegenden Masken von oben beleuchtet werden, verhindert die Schicht aus lichtselektivem Material 15, daß eine ausreichende Lichtmenge die Normalmaske 10 erreicht, so daß das to strahlungsundurchlässige Gebiet 14/4 auf deren Oberfläche für die Kamera 28 nicht sichtbar ist. Wenn das strahlungsundurchlässige Gebiet 19Λ von oben beleuchtet wird, wird nur dieses Gebiet von der Kamera 28 erfaßt, so daß nur das Bild 19/4' auf dem Schirm des Monitors 29 erscheint.Material 15. When the layer of light-selective material 15 is illuminated from above, it reflects the larger part of the incident light up through the test mask 16, so that the only one for the The image visible to the camera 28 is the image of the radiation-opaque area 19Λ on the test mask 16. that This means that if the masks lying one on top of the other are illuminated from above, the layer prevents them from coming out light-selective material 15 that a sufficient amount of light reaches the normal mask 10 so that the to Radiopaque area 14/4 on the surface of which is not visible to the camera 28. If that Radiopaque area 19Λ is illuminated from above, only this area is illuminated by the camera 28 detected so that only the image 19/4 'appears on the screen of the monitor 29.

Die beiden Zerhackerscheiben 35 und 33 werden synchron gedreht, so daß die übereinanderliegenden Masken abwechselnd in schneller Folge mit vorgewählter Geschwindigkeit von oben und unten beleuchtet werden. Diese abwechselnde Beleuchtung ergibt im Strahlengang der Fernsehkamera 28 zuerst ein Bild sowohl von dem strahlungsundurchlässigen Gebiet 14/4 als auch dem strahlungsundurchlässigen Gebiet 19Λ und dann ein Bild von dem strahlungsundurchlässigen Gebiet 19/4 allein. Das Bild des Gebiets 19Λ nimmt dieselbe Lage auf dem Monitorschirm ein, wenn es allein dargestellt wird, wie wenn es zusammen mit dem Gebiet 14/4 dargestellt wird. Wenn die strahlungsundurchlässigen Gebiete HA und 19/4 genau ausgerichtet sind, wie es bei einer vollkommenen Testmaske 16 sein soll, erscheinen beide Bilder 14/4' und 19/4' auf dem Schirm des Fernsehmonitors 29 genau ausgerichtet. Infolgedessen ist zwischen der Darstellung nur von 19/4' und der Darstellung von sowohl 14/4' als auch 19/V keine sichtbare Änderung des dargestellten Bilds vorhanden. Wenn jedoch die strahlungsundurchlässigen Gebiete 14/4 und 19/4 nicht ausgerichtet sind, ist eine sichtbare Änderung oder ein »Blinkeffekt« vorhanden, wenn der Monitor 29 abwechselnd die kombinierten Bilder 14/4' und 19/4' und das einzige Bild 19Λ' darstellt. Die Geschwindigkeit des Beleuchtungswechsels ist so gewählt, daß das »Blinken« vom menschlichen Auge klar zu sehen ist. Der Grad des Blinkens zeigt der Bedienungsperson den Grad der Fchlausrichtung der strahlungsundurchlässigen Gebiete an. Aufgrund des auf den Schirm des Monitors 29 aufgelegten Gitters 32 kann die Bedienungsperson beurteilen, ob der Grad der Fehlausrichtung innerhalb gewisser, vorbestimmter Toleranzen liegt.The two chopping disks 35 and 33 are rotated synchronously so that the masks lying one above the other are illuminated alternately in quick succession at a preselected speed from above and below. This alternating illumination results in the beam path of the television camera 28 first an image of both the radiopaque area 14/4 and the radiopaque area 19Λ and then an image of the radiopaque area 19/4 alone. The image of the area 19Λ occupies the same position on the monitor screen when it is displayed alone as when it is displayed together with the area 14/4. If the radio-opaque areas HA and 19/4 are precisely aligned, as should be with a perfect test mask 16, both images 14/4 'and 19/4' appear on the screen of the television monitor 29 precisely aligned. As a result, there is no visible change in the displayed image between showing only 19/4 'and showing both 14/4' and 19 / V. If, however, the radio-opaque areas 14/4 and 19/4 are not aligned, there is a visible change or a "blinking effect" when the monitor 29 alternates between the combined images 14/4 'and 19/4' and the single image 19Λ ' represents. The speed of the lighting change is chosen so that the "blinking" can be clearly seen by the human eye. The degree of blinking indicates to the operator the degree of misalignment of the radio-opaque areas. On the basis of the grid 32 placed on the screen of the monitor 29, the operator can judge whether the degree of misalignment is within certain predetermined tolerances.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung kann die obere Lichtzerhackerscheibe 35 wahlweise vorgesehen werden, insofern als sie, wenn Licht von der unteren Quelle 23 durch die beiden Ubereinandergelegten Masken nach oben gelangt, den Beleuchtungseffekt der SS oberen Quelle 23 »verwaschen« macht. Das heißt, in den meisten Fällen kann eine zufriedenstellende Arbeitsweise erhalten werden, wenn die obere Lichtquelle 25 die obere Oberfläche der Ubereinandergelegten Masken dauernd beleuchtet und die Beleuchtung von der unteren Quelle 23 unterbrochen wird. Wenn das Licht von der unteren Quelle unterbrochen wird, erscheint nur das Bild 19Λ' auf dem Schirm des Monitors 29. Wenn jedoch die Beleuchtung von der unteren Quelle 23 nach oben durch die ubereinandergelegten Masken gelangt. ⁶S überwindet sie die Wirkung der oberen Lichtquelle 25, so daß beide Bilder 14/4' und 19-4' auf dem Schirm des Monitors 29 erscheinen. Eine Unterbrechung des Lichts der unteren Quelle 23 ergibt hierbei den gleichen »Blinkeffekt«, wie er oben als Anzeige für die Fehlausrichtung beschrieben wurde.In the case of the in FIG. 1, the upper light chopper disk 35 can be optionally provided, in that it makes the lighting effect of the SS upper source 23 "washed out" when light from the lower source 23 passes upwards through the two superimposed masks. That is, in most cases, if the upper light source 25 continuously illuminates the upper surface of the superimposed masks and the illumination from the lower source 23 is interrupted, satisfactory operation can be obtained. When the light from the lower source is interrupted, only the image 19Λ 'appears on the screen of the monitor 29. However, when the illumination from the lower source 23 comes up through the superimposed masks. ⁶ S it overcomes the effect of the upper light source 25, so that both images 14/4 'and 19-4' appear on the screen of the monitor 29. An interruption of the light from the lower source 23 results in the same "blinking effect" as was described above as an indication of the misalignment.

Wenn die ersten beiden strahlungsundurchlässigen Gebiete 14/4 und 19/4 hinsichtlich ihrer Ausrichtung untersucht sind, wird das bewegliche Gestell 12 systematisch (durch nicht dargestellte Mittel) in X- und y-Richtung verschoben, um alle übrigen strahlungsundurchlässigen Gebiete auf den beiden Masken zu untersuchen.When the first two radio-opaque areas 14/4 and 19/4 have been examined with regard to their alignment, the movable frame 12 is systematically displaced (by means not shown) in the X and y directions in order to close all the remaining radio-opaque areas on the two masks investigate.

Das dargestellte und oben an Hand der F i g. 1 beschriebene Verfahren wurde unter Verwendung von zwei symmetrischen Masken erläutert. Das heißt, jede der Masken hat das gleiche Aussehen, wenn sie von hinten oder von vorn betrachtet wird. In F i g. 1 ist die obere Maske 10 so umgedreht, daß sie Fläche an Fläche an der unteren Maske 16 liegt, so daß die Oberflächen, welche die strahlungsundurchlässigen Gebiete 14 und 19 enthalten, benachbart und nur durch die Schicht aus lichtselektivem Material 15 getrennt sind. Ein zusätzliches Problem bei der Maskenuntersuchung entsteht, wenn die zu untersuchenden Masken nicht symmetrisch sind und daher nicht so umgedreht werden können, so daß sie während des Überprüfens Fläche an Fläche liegen.The illustrated and above with reference to FIG. 1 was performed using explained two symmetrical masks. That said, each of the masks has the same appearance when they're off is viewed from behind or from the front. In Fig. 1, the top mask 10 is inverted so that it is face to face on the lower mask 16 so that the surfaces which the radiopaque areas 14 and 19 included, adjacent and separated only by the layer of light-selective material 15. An additional The problem with the mask examination arises when the masks to be examined are not symmetrical and therefore cannot be turned over so that they are face to face during checking lie.

Wie in F i g. 2 dargestellt, entsteht das Überprüfungsproblem bei nichtsymmetrischen Masken dadurch, daß die obere Maske 43 eine endliche Dicke hat, so daß, wenn die obere Lichtquelle 25 und die untere Lichtquelle 23 abwechselnd unterbrochen werden, sich die Brennweite der Kamera 28 ändern muß, um abwechselnd auf die undurchlässigen Gebiete 44,4 und dann 42/4 fokussiert zu werden. Um die Notwendigkeit der durch die Dicke der Prüfmaske 43 bedingten Brennweitenänderung zu kompensieren, wird der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung ein Brennweiten-Kompensator 40 hinzugefügt.As in Fig. 2, the verification problem arises in the case of non-symmetrical masks in that the upper mask 43 has a finite thickness, so that when the upper light source 25 and the lower Light source 23 are alternately interrupted, the focal length of the camera 28 must change to to be alternately focused on the opaque areas 44.4 and then 42/4. To the need To compensate for the change in focal length caused by the thickness of the test mask 43, the in Fig. 1 device shown a focal length compensator 40 added.

Der Kompensator 40 (F i g. 2) umfaßt einen Motor 45, der mit einer drehbaren Scheibe 46 verbunden ist. Auf gegenüberliegenden Seiten der Scheibe 46 sind Bohrungen 47 und 48 vorgesehen. Die Bohrung 47 ist offen, während die Bohrung 48 mit einem Brennweiten-Kompensationsmaterial 50 ausgefüllt ist, das aus einem Stoff besteht, der dieselbe Dicke und dieselben Lichtübertragungseigenschaften wie die Testmaske 43 hat. Die Drehung des Motors 45 ist mit det Unterbrechung der Beleuchtung durch die obere Lichtquelle 25 und die untere Lichtquelle 23 synchronisiert, so daß, wenn die Beleuchtung nur von der unterer Lichtquelle 23 ausgeht, die offene Bohrung 47 mit derr Bcobachtungsstrahlengang der Kamera 28 ausgerichtet ist. Wenn die Beleuchtung nur von der unteren Quelle 2! ausgeht, ist die Bohrung 48 mit dem Brennweiten-Korn pensationsmateriai 50 mit dem Beobachtungsstrahlen gang der Kamera 28 ausgerichtet. The compensator 40 (FIG. 2) includes a motor 45 connected to a rotatable disk 46. Bores 47 and 48 are provided on opposite sides of the disk 46. The bore 47 is open, while the bore 48 is filled with a focal length compensation material 50, which consists of a substance that has the same thickness and the same light transmission properties as the test mask 43. The rotation of the motor 45 is synchronized with the interruption of the illumination by the upper light source 25 and the lower light source 23, so that when the illumination only emanates from the lower light source 23, the open bore 47 is aligned with the observation beam path of the camera 28. If the lighting only comes from the lower source 2! goes out, the bore 48 is aligned with the focal length grain pensationsmateriai 50 with the observation beam path of the camera 28.

Anfangs wird die Kamera 28 durch die offene Bohrung 47 auf das untere unddurchlässige Gebiet 42/^ fokussiert. Wenn die Kamera 28 das obere strahlungs undurchlässige Gebiet 44/4 betrachten und auf diese: Gebiet fokussiert sein soll, ist das optische Kompensu tionsmaterial In der Bohrung 48 mit dem Beobachtungs strahlengang der Kamera 28 auugerichtet, wobei da: Brennweiten-Kompensationsmaterial 50 so Hegt, dal die Brennweite der Kamera effektiv geändert wird. Bi ergibt sich, daß auf dem Schirm des Monitors 29 ein gu fokussiertes Bild 42<4' des unteren strahlungsundurch lässigen Gebiets 42/4 zusammen mit einem etwa unfokussierten Bild des oberen strahlungsundurchlässlInitially, the camera 28 is through the open bore 47 on the lower and permeable area 42 / ^ focused. When the camera 28 is viewing the upper radio-opaque area 44/4 and on this: The area to be in focus is the optical compensation material in the bore 48 with the observation The beam path of the camera 28 is aligned, with: focal length compensation material 50 so Hegt, dal effectively changing the focal length of the camera. Bi shows that on the screen of the monitor 29 a gu focused image 42 <4 'of the lower radiopaque casual area 42/4 together with an approximately unfocused image of the upper radiopaque

709627/8:709627/8:

gen Gebiets 44.4 mit einem gut fokussierten Bild 44/4' des oberen strahlungsundurchlässigen Gebiets 44.4 allein abwechselt. Eine Fehlausrichtung der Masken ergibt einen »Blinkeffekt«, wie er oben an Hand der F i g. 1 beschrieben wurde.gen area 44.4 alternates with a well-focused image 44/4 'of the upper radiopaque area 44.4 alone. A misalignment of the masks results in a "blinking effect", as shown above with reference to FIG. 1 was described.

In manchen Fällen sind Vibrationen infolge des sich drehenden Motors 45 des optischen !Compensators 40 unerwünscht. In diesen Fällen kann bei der Untersuchung von nichtsymmetrischen Masken eine zweite Methode verwendet werden, die in F i g. 3 dargestellt ist. In F i g. 3 ist eine Schicht 51 aus optischem, kompensierendem Material zwischen die untere Normalmaske 41 und die Schicht aus selektivem Material 15 angeordnet. Die Materialschicht soll etwa dieselbe Dicke wie die obere Maske 43 und dieselben Lichtübertragungseigenschaften haben. Allgemein kann eine Maskenunterlage aus Glas ohne Muster verwendet werden. Alternativ können auf einer Oberfläche einer zusätzlich zwischengeschobenen Schicht aus lichtselektivem Material oder der zwischengeschobenen Kompensationsschicht 51 Gitterlinien aufgebracht sein, so daß auf dem Schirm des Monitors eine Gittermuster dargestellt wird. Diese Alternative kompensiert Verzerrungen des optischen Systems, so daß der Betrachter den Grad der Änderungen der sichtbar dargestellten strahlungsundurchlässigen Gebiete 42Λ' und 44/4' auf dem Schirm genau feststellen kann.In some cases, vibrations due to the rotating motor 45 of the optical compensator 40 are undesirable. In these cases, when examining non-symmetrical masks, a second method can be used, which is shown in FIG. 3 is shown. In Fig. 3, a layer 51 of optical, compensating material is arranged between the lower normal mask 41 and the layer of selective material 15. The material layer should have approximately the same thickness as the upper mask 43 and the same light transmission properties. In general, a mask pad made of glass without a pattern can be used. Alternatively, grid lines can be applied to a surface of an additionally interposed layer of light-selective material or the interposed compensation layer 51, so that a grid pattern is displayed on the screen of the monitor. This alternative compensates for distortions in the optical system so that the viewer can precisely determine the degree of changes in the visibly displayed radiopaque areas 42Λ ' and 44/4' on the screen.

Zu Beginn wird die Kamera 28 auf die Schicht aus selektivem Material 15 fokussiert. Wenn die übereinandergelegten Masken durch die obere Lichtquelle 25 beleuchtet werden, sieht die Kamera 28 eine »Reflexion« auf der unteren Oberfläche des oberen strahlungsundurchlässigen Gebiets 44/4 in der »spiegelartigen« Oberfläche des lichtselektiven Materials 15. Dies bedeutet, daß das in die Kamera 28 eintretende Licht zweimal durch die Dicke der Testmaske 43 hindurchgeht, einmal zum lichtselektiven Material 15 und einmal zurück zur Kamera 28. Wenn die übereinanderliegenden Masken durch die untere Lichtquelle 23 beleuchtet werden, gelangt das Licht nach dem Verlassen des unteren strahlungsundurchlässigen Gebiets 42/1 nach oben durch die optische Kompensationsschicht 51, durch die Schicht aus lichtselektivem Material 15 und durch die Testmaske 43. Der »optische Abstand« zum Objektiv der Kamera 28 ist der gleiche wie in dem Fall, in welchem die Masken durch die obere Lichtquelle 25 allein beleuchtet werden. Das heißt, das Fokussieren der Kamera 28 auf die Schicht aus lichisclektivem Material 15 setzt die Kamera 28 in die Lage, ein »virtuelles Bild« des oberen strahlungsundurchlässigen Gebiets ΦΜ in derselben Ebene wie das untere strahlungsundurchlässige Gebiet 42Λ zu sehen. Das in Fig.3 dargestellte Verfahren der Brennweiten-Kompensation ergibt das Erscheinen von scharf fokussierten Bildern 42Λ' und 44/\' auf dem Schirm des Monitors 29, so daß eine Maskenfehlausrichtung genau gemessen werden kann. At the beginning, the camera 28 is focused on the layer of selective material 15. When the superimposed masks are illuminated by the upper light source 25, the camera 28 sees a "reflection" on the lower surface of the upper radiopaque area 44/4 in the "mirror-like" surface of the light selective material 15. This means that this is inside the camera 28 entering light passes twice through the thickness of the test mask 43, once the light selective material 15, and again back to the camera 28. If the superposed masks are illuminated by the lower light source 23, the light passes after leaving the lower opaque area 42/1 by above through the optical compensation layer 51, through the layer of light-selective material 15 and through the test mask 43. The "optical distance" to the lens of the camera 28 is the same as in the case in which the masks are illuminated by the upper light source 25 alone . That is, the focusing of the camera 28 on the layer of luminous material 15 enables the camera 28 to see a "virtual image" of the upper radio-opaque area ΦΜ in the same plane as the lower radio-opaque area 42Λ. The method of focal length compensation shown in FIG. 3 results in the appearance of sharply focused images 42Λ 'and 44 / \' on the screen of the monitor 29, so that a mask misalignment can be measured precisely.

Das vorliegende Maskenprüfverfahren kann verwendet werden, um bearbeitete Gebiete auf einer Halbleiter-Scheibe mit einem gewünschten Muster auf einer fotografischen Maske zu vergleichen. Wie in PIg.4 dargestellt ist, wird eine Halbleiter-Scheibe 54 mit den bearbeiteten Qebieten SS In einen Rahmen S3 eingesetzt. Zum Beispiel können die bearbeiteten Oebiete SS aus strahlungsundurchWssigen, goldplattierten Leiter-Anschlüssen bestehen. Auf die Scheibe 54 ist elno Maske 10 mit einem Muster aus strahlungsundurchlässigen Gebieten 14 aufgelegt, die das gleiche Muster wie die bearbeiteten Gebiete SS haben soll. Unter der Scheibe 54 befindet sich eine Quelle für infrarote Strahlung 52, welche ihre Strahlung durch die Scheiben- und Maskenkombination nach oben richtet. Da Siliziurr für Strahlung mit einer Wellenlänge von mehr als etwa 1,1 Mikrometer durchlässig ist, und da Germanium füi Wellenlängen von mehr als etwa 1,6 Mikrometei durchlässig ist, durchdringt die infrarote Strahlung dei Quelle 52 sowohl die Scheibe 54 als auch die Maske IC und ergibt ein überlagertes Bild des unteren bearbeiteten Gebiets 55Λ und des oberen strahlungsundurchlässigen Gebiets 14/4 im Strahlengang einer Infrarot-Fernsehkamera 28, die ein Vidicon mit einer spektraler Empfindlichkeit bis herab zu Lichtwellenlängen von 2,2 Mikrometer besitzt. Die Infrarot-Beleuchtung dei Quelle 52 wechselt sich mit der sichtbaren Beleuchtung einer oberen Lichtquelle 25 ab. Wenn das Infrarotlicht 52 unterbrochen und die sichtbare Lichtquelle 25 eingeschaltet ist, sieht die Fernsehkamera 28 nur das strahlungsundurchlässige Gebiet 14/4, weil das sichtbare Licht die Halbleiter-Scheibe nicht durchdringen kann Zwischen die Maske und die Scheibe kann — falls erforderlich — eine Schicht aus lichtselektivem Material gelegt werden, wie es in den Fig. 1 -3 dargestellt ist Das Abwechseln der Quellen 52 und 25 ergibt ein abwechselndes Erscheinen der Bilder 55Λ' und 14A zusammen und des Bildes 14Λ' allein auf dem Schirm des Monitors 29. Auf diese Weise wird das Muster der bearbeiteten Gebiete 55 auf der Scheibe 54 überprüfl und mit dem Muster der strahlungsundurchlässiger Gebiete 14 auf der Oberfläche der Normalmaske IC verglichen. Eine Fehlausrichtung ergibt einen »Blinkeffekt«, wie er anhand der F i g. 1 beschrieben wurde Wenn auch das Scheibenüberprüfverfahren gemäß F i g. 4 anhand einer symmetrischen Maske beschrieber wurde, so können durch Verwenden der anhand dei F i g. 2 und 3 dargestellten und beschriebenen Verfahrer nichtsymmetrische Muster auf Halbleiter-Scheiber untersucht werden. The present mask inspection method can be used to compare machined areas on a semiconductor wafer with a desired pattern on a photographic mask. As shown in PIg.4, a semiconductor wafer 54 with the machined areas SS is used in a frame S3. For example, the machined areas SS can consist of radiopaque, gold-plated conductor connections. A mask 10 with a pattern of radiation-opaque areas 14, which should have the same pattern as the machined areas SS, is placed on the disk 54. Below the pane 54 is a source of infrared radiation 52, which directs its radiation upwards through the pane and mask combination. Because silicon is transparent to radiation greater than about 1.1 micrometers in wavelength, and since germanium is transparent to wavelengths greater than about 1.6 micrometers, the infrared radiation from source 52 penetrates both disk 54 and mask IC and results in an overlaid image of the lower processed area 55Λ and the upper radiopaque area 14/4 in the beam path of an infrared television camera 28, which has a vidicon with a spectral sensitivity down to light wavelengths of 2.2 micrometers. The infrared lighting of the source 52 alternates with the visible lighting of an upper light source 25. When the infrared light 52 is interrupted and the visible light source 25 is switched on, the television camera 28 only sees the radiopaque area 14/4 because the visible light cannot penetrate the semiconductor wafer.If necessary, a layer can be formed between the mask and the wafer light-selective material are placed, as shown in FIGS. 1-3. The alternation of the sources 52 and 25 results in an alternating appearance of the images 55Λ 'and 14A together and the image 14Λ' alone on the screen of the monitor 29. In this way the pattern of the machined areas 55 on the pane 54 is checked and compared with the pattern of the radiopaque areas 14 on the surface of the normal mask IC. Misalignment results in a "blinking effect" as illustrated in FIGS. 1 has been described. Although the disc inspection method according to FIG. 4 was described with the aid of a symmetrical mask, by using the with the aid of dei F i g. 2 and 3 illustrated and described processors, non-symmetrical patterns on semiconductor discs are examined.

Ein weiteres Merkmal der Vergleichsvorrichtung der Fig. 1 -4 besteht darin, daß eine Mehrfarben-Bilddarstellung bei der Feststellung von Maskenfehlausrichtungen behilflich sein kann. Es steht eine Mehrfarben-Kathodenstrahlröhre zur Verfügung, die auf dem Schirm zwei übereinanderliegende Schichten aus Phosphormaterial aufweist. Die Aktivierung der einen Schichl erzeugt ein rotes Bild, während die Aktivierung det anderen Schicht ein grünes Bild hervorbringt, (ede Schicht kann durch Anlegung eines erforderlicher Potentials an ein Steuergitter selektiv aktiviert werden Wenn im Monitor 29 die Mehrfarben-Röhre verwende! wird, wird die Aktivierung des Steuergitters mit der Beleuchtung durch die obere Lichtquelle 23 oder die untere Lichtquelle 23 synchronisiert. Auf dem Monitorschirm wird abwechselnd ein rotes und dann ein grüne: M Bild dargestellt, wodurch eine leichtere Peststellung de: »Blinkeffekts« ermöglicht wird. Wenn die Unterbrechungsgeschwindigkeit erhöht wird, erscheinen die übereinanderliegenden Teile des Bilds gelblich, während die nichtüberelnanderllegenden Teile der Bilder grün und rot erscheinen. Another feature of the comparator of Figures 1-4 is that multicolor imaging can aid in the detection of mask misalignments. A multicolor cathode ray tube is available which has two superimposed layers of phosphor material on the screen. Activation of one layer produces a red image, while activation of the other layer produces a green image (each layer can be selectively activated by applying a required potential to a control grid Activation of the control grid is synchronized with the lighting by the upper light source 23 or the lower light source 23. A red and then a green: M image is alternately displayed on the monitor screen, which makes it easier to set the "blinking effect". If the interruption speed increases becomes, the overlying parts of the image appear yellowish, while the non-overlapping parts of the images appear green and red.

Bei allen hier beschriebenen Vorrichtungen ergibt die zur Ausrichtung der Masken und der dazwischenliegen den Schichte·) benutzte Optik ein optisches System, bei dem die »trahlungsundurchlässlgen Gebiete der jeweili-⁶* gen Masken in Im wesentlichen derselben Brennebene liegen, so daß diese Vorrichtungen für eine hohe Vergrößerung der betrachteten strahlungsundurchlässigen Gebiete geeignet sind.In all the devices described herein, the used for aligning the mask and the intermediate are the layer ·) optics produces an optical system in which the "trahlungsundurchlässlgen areas of the respective ⁶ * gen masks lie in substantially the same focal plane, so that these devices for high magnification of the considered radiopaque areas are suitable.

Hierzu 4 Blatt ZeichnunpenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Optische Vergleichsvorrichtung zum Messen der Größe der Lageabweichung von strahlungsundurchlässigen Gebieten auf einer ersten photographischen Maske relativ zur Lage von strahlungsundurchlässigen Gebieten auf einer zweiten photographischen Maske, bei der jede Maske im Strahlengang einer Lichtquelle angeordnet ist, wobei gewählte Abschnitte der Masken zu einer optischen Aufnahme- und Beobachtungsvorrichtung ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterung (12) zum Halten und Ausrichten der Masken (10, 16; 41, 43) in einer vorbestimmten Orientierung in enger Übereinanderlage vorgesehen ist, daß in der Halterung (12) zwischen den einander zugewandten Oberflächen der Masken eine Schicht (15) aus lichiselektivem Material angeordnet ist, die auf die der Aufnahme- und Beobachtungsvorrichtung (28) zugekehrten Oberfläche auftreffendes Licht reflektiert, während sie für auf die andere Oberfläche auftreffendes Licht weitgehend durchlässig ist, daß auf der der Aufnahme- und Beobachtungsvorrichtung (28) zugewandten Seite der Halterung eine erste Lichtquelle (25) mit Einrichtungen (26) zur Bestrahlung der der Aufnahme- und Beobachtungsvorrichtung nächstgelegenen Maske (16; 43) und auf der der Aufnahme- und Beobachtungsvorrichtung (28) gegenüberliegenden Seite der Halterung (12) eine zweite Lichtquelle (23) mit Einrichtungen (24) zur Durchstrahlung der lichtselektiven Schicht (15) und beider Masken (10, 16; 41, 43) angeordnet sind, daß eine optische Fokussiereinrichtung (27) derart angeordnet ist, daß sowohl von der ersten als auch von der zweiten Lichtquelle (25 bzw. 23) erzeugtes Licht die gesamte optische Fokussiereinrichtung durchläuft und daß an sich bekannte Einrichtungen (35,33) zur alternativen Unterbrechung des von den beiden Lichtquellen ausgesandten Lichtes vorgesehen sind.1. Optical comparison device for measuring the amount of positional deviation of radiopaque Areas on a first photographic mask relative to the location of radiopaque Areas on a second photographic mask with each mask in the beam path a light source is arranged, with selected portions of the masks to an optical Recording and observation device are aligned, characterized in that a holder (12) for holding and aligning the masks (10, 16; 41, 43) in a predetermined Orientation in close superposition is provided that in the holder (12) between each other facing surfaces of the masks a layer (15) of lichiselective material is arranged, which incident on the surface facing the recording and observation device (28) Light reflects, while it is largely transparent to light hitting the other surface is that on the recording and observation device (28) facing side the holder a first light source (25) with devices (26) for irradiating the recording and observation device closest mask (16; 43) and on that of the recording and Observation device (28) opposite side of the holder (12) a second light source (23) with devices (24) for irradiating the light-selective layer (15) and both masks (10, 16; 41, 43) are arranged that an optical focusing device (27) is arranged such that both of the first and of the second light source (25 and 23) generated the entire light optical focusing device passes through and that per se known devices (35,33) for the alternative Interruption of the light emitted by the two light sources are provided. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein transparentes Kompensatorbauteil (48, 51) mit einer der Dicke des transparenten Teils einer der beiden Masken (41, 43) entsprechende Dicke im Beobachtungsstrahlengang (bei 40, 12) angeordnet ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a transparent compensator component (48, 51) with one of the two masks (41, 43) corresponding to the thickness of the transparent part Thickness in the observation beam path (at 40, 12) is arranged. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lichtquelle (25) sichtbares Licht erzeugt, während die zweite Lichtquelle (52) Infrarotlicht aussendet.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the first light source (25) Visible light generated while the second light source (52) emits infrared light. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der lichtselektiven Schicht (15) aus Polyäthylenterephthalat besteht.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the material of the light-selective layer (15) consists of polyethylene terephthalate.