DE3310341A1

DE3310341A1 - Vorrichtung zum pruefen von negativen

Info

Publication number: DE3310341A1
Application number: DE19833310341
Authority: DE
Inventors: Hideki Yokohama Kanagawa Ina
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-03-23
Filing date: 1983-03-22
Publication date: 1983-09-29
Also published as: FR2524162B1; JPS58162038A; JPH0414341B2; GB2119506B; GB2119506A; FR2524162A1; US4669885A; GB8307940D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Prüfen von Objekten wie beispielsweise Negativen und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Ermitteln von Mangeln wie undurchlässigen Staubteilchen, die von dem zur Belichtung dienenden Bildmuster eines Gittermusters bzw. einer Fotomaske verschieden sind, welche bei der Halbleiterherstellung verwendet werden.

Im allgemeinen wird bei der Integrationsschaltungs-Herstellung ein zur Belichtung dienendes Bildmuster eines Gittermusters bzw. einer Maske dadurch auf ein mit Fotolack versehenes Halbleiterplättchen übertragen, das das optische Projektionssystem in einem Halbleiterdruckgerät (einer Sehritt-Maskenausrichtvorrichtung oder dergleichen) eingesetzt wird oder das Kontaktverfahren angewandt wird.

Wenn das Muster von dem Gitter bzw. der Maske mittels des Halbleiterdruckgeräts auf das mit dem Fotolack versehene Plättchen übertragen werden soll und sich dabei auf dem Gitter bzw. der Maske eine Fehlerstelle wie ein Staubteilchen befindet, wird zusätzlich zu dem Vor-

A/25

Dresdner Bank (München) KIo 3939 844

Bayer. Vereinsbank (München) KIo SOS 941

Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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lagen-Bildmuster des Gitters bzw. der Maske die Form der Fehlerstelle übertragen bzw. gedruckt, was eine verringerte Ausbeute bei der Integrationsschaltungs-Herstellung verursacht.

Insbesondere würde bei der Verwendunq der soq. "Schritt-

..

übertragungsvorrichtung", bei der zum Übertragen eines

erwünschten Bildmusters auf ein Halbleiterplättchen in wiederholten Schritten eine einzige Maske eingesetzt wird, ein Staubteilchen an der Maske auf der ganzen Fläche des Halbleiterplättchens gedruckt werden. 15

Daher wurde in den letzten Jahren das Vorhandensein von Staub zu einem großen Problem. Bisher wurden verschiedenerlei Verfahren zum Prüfen von Bildmustern eines Gitters bzw. einer Maske auf Fehlerstellen angewandt.

Zu diesen Verfahren zählen ein Verfahren des Vergleichens mit Solldaten und ein Verfahren des Vergleichens benachbarter Bausteine; diese Verfahren wurden bei einer automatischen Fehlerprüfvorrichtung angewandt. Das Verfahren 25

des Vergleichens mit den Solldaten ist ein Verfahren, bei

dem die Sol!daten, die das ideale Bildmuster eines Gittermusters bzw. einer Maske darstellen, im voraus derart abgespeichert werden, daß sie mittels eines Computers verarbeitet werden können, das Gittermuscer bzw. die Maske 30

mit Laserstrahlen oder dergleichen bestrahlt wird und das Bildmuster aus dem durchgelassenen Licht mit den Solldaten verglichen wird, um dadurch irgendwelche Fehler zu erfassen; dieses Verfahren ermöglicht auch das Erfassen

eines den Bausteinen auf der Maske gemeinsamen Fehlers, 35

der sich aus einer Fehlfunktion eines Bildmustergenerators oder dergleichen ergibt.

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Bei diesem Verfahren sind jedoch die zu verarbeitenden Solldaten sehr umfangreich, so daß daher eine lange Prüfdauer erforderlich ist und bei der Einstellung des zu prüfenden Objekts eine hohe Genauigkeit notwendig ist.

Bei dem Verfahren des Vergieichens benachbarter Bausteine werden die Baustem-Bildmuster auf einer Maske miteinander verglichen, um dadurch irgendwelche Fehler zu ermitteln; daher entfällt die Erfordernis, irgendein anderes Objekt als das zu prüfende Objekt wie beispielsweise Solldaten für den Vergleich heranzuziehen, wobei ferner eine nur kurze Prüfzeit erforderlich ist.

Nach diesem Verfahren kann jedoch grundlegend keine Prüfung vorgenommen werden, falls bei einer Sehrittübertragungsvorrichturig jeweils ein einzelner Baustein je Maske übertragen wird.

Demgemäß ist keines dieser Verfahren nach dem Stand der Technik als ein Prüfverfahren zum Prüfen des Gittermusters bzw. der Maske für eine Schrittübertragungsvorrichtung geeignet. Dies gilt insbesondere, dann, wenn eine automatisierte Staub-Prüfvorrichtung in Betracht gezogen wird, bei der eine Überprüfung mit hoher Geschwindigkeit erforderlich ist.

0er Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfvorrichtung zu schaffen, mit der irgendwelche Fehler an einem Negativ erfaßbar sind, ohne daß für einen Vergleich ein Bezugs-Negativ, ein benachbartes Negativ oder ein Bildmuster herangezogen wird, über das Informationen in

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einem elektronischen Rechner eingespeichert sind.

Ferner soll bei der erfindungsgemaßen Prüfvorrichtung die Überprüfung in kurzer Zeit abgeschlossen sein.

Weiterhin soll bei der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 10

kein Verarbeiten umfangreicher Erfassungsdaten erforderlich sein.

Ferner soll bei der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung ein Ausrichten mit hoher Genauigkeit unnötig sein.

Mit der Erfindung soll ferner eine Prüfvorrichtung geschaffen werden, die eine direkte Datenverarbeitung ermöglicht und die in einer Halbleiter-Fertigungsstraße einsetzbar ist.

Ferner soll die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung einfach aufgebaut sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht des wesentlichen Abschnitts der Prüfvorrichtung.

Fig. 2A zeigt die Kurvenform des Ausqangssignals eines

Fotodetektors zur Erfassung von Reflektionslicht

Fig. 2B zeigt die Kurvenform des Ausgangssignals eines 35

Fotodetektors zur Erfassung von Durchlaßlicht.

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Fig. 3Α und 3(3 zeigen Kurvenformen von Signalen nach einer elektrischen Verarbeitung der Ausgangssignale der Fotodetektoren.

Fig. 3C zeigt die Kurvenform eines Signals nach dem Bilden einer logischen Summe.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein erstes Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung zeigt.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, die ein zweites Aus-15

führungsbeispiel der Prüfvorrichtung zeigt.

Fig. 6A und 6B sind Querschnittsansichten, die ein drittes Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung zeigen.

In der Fig. 1, die die technische Grundidee der Prüfvorrichtung veranschaulicht, ist mit 10 ein Gitter bzw. eine Fotomaske mit einer lichtdurchlässigen Platte wie einer

Glasplatte bezeichnet, an deren Vorder fläche 10a durch 25

einen Film aus einem Metall wie Nickelchrom ein Integrationsschaltun gsmuster gebildet ist. Mit xl, χ 2 und x3 sind Bildmusterabschnitte bezeichnet. Von einer Rückseite 10b der Maske her werden Prüf-Laserstrahlen so zugeführt,

daß sie an der mit dem Bildmuster versehenen Fläche 10a 30 gesammelt werden, wobei die mit dem Bildmuster versehene Fläche von den Laserstrahlen überstrichen bzw. abgetastet wird.

• fr i- f > S

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Für die Abtast-Laserstrahlen nach Fiq. 1 ist bei a ein Fall gezeigt, bei dem an der BildmusLer-Fläche lüa kein Bildmusterabschnitt vorliegt und das Licht auf die durchlässige Fläche fällt, so daß das einfallende Licht größtenteils in einer mit al bezeichneten Richtung durchgelassen wird. Tatsächlich wird gemäß der Darstellung durch Reflexionen a2 und a3 etwas von dem Licht an der Grenzfläche zwischen dem Glas und der Luft reflektiert, jedoch sind die Mengen dieses reflektierten Lichts sehr gering und von geringem Einfluß, wobei ferner gemäß der nachfolgenden Beschreibung die Reflexion dadurch verringert werden kann, daß die Lichtstrahlen senkrecht aufgebracht werden oder polarisiertes Licht verwendet wird. Bei b ist ein Fall gezeigt, bei dem die einfallenden Lichtstrahlen an einem Maskenbereich gesammelt werden, an dem das Bildmuster vorliegt. In diesem Fall wird das einfallende Licht durch den Bildmusterabschnitt xl mit dem aufgedampften Chrom stark reflektiert, während kein Licht durchgelassen wird.

Die Fig. 2 zeigt analoge Ausgangssignale, die , wenn von gesonderten Fotodioden Reflexionslicht

und Durchlaßlicht empfangen wird, während der Abtastung mit dem einfallenden Licht in zeitlicher Aufeinanderfolge erzielt werden. Im weiteren wird der Fall betrachtet, daß an der Bildmuster-Fläche der Maske Staubteilchen haften. 30

Bei c ist ein Fall dargestellt, bei dem an dem durchlässigen Bereich an der Bildmuster-Fläche der Maske ein undurchlässiges Staubteilchen yl haftet, welches bei dem Drucken bzw. Übertragen Schwierigkeiten verursachen würde. 35

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In diesem Fall wird wegen des undurchlässigen Staubteil-5

chens kein Durchlaßlicht abgegeben, während nur wenig oder gar kein Re f'lexionslicht (Spiegel reflexionsl icht) abgegeben wird, da das Licht durch das Staubteilchen gestreut wird. D.h., falls sich an der Bildmuster-Fläche

undurchlässiger Staub befindet, erfolqt keine Abgabe von 10

DurchlaQlicht und Reflexionslicht, so daß ein derartiger Bereich won den anderen Bereichen unterschieden werden kann.

Bei der Prüfvorrichtung wird diese Auswirkung genutzt 15

und das Vorliegen von undurchlässigem Staub dadurch ermittelt, daß die beiden Ausgangssignale miteinander verglichen werden, wobei insbesondere gemäß der nachfolgenden Beschreibung die Signale addiert werden und im weiteren ihre logische Summe gebildet wird.

Bei d ist ein Fall dargestellt, bei dem ein lichtdurchlässiges Staubteilchen y2 an der Bildmuster-Fläche haftet

In diesem Fall sinkt die Abgabe von Durchlaßlicht nur qe-

ringfügig ab, <5O daß bei der Übertragung des Bildmusters auf ein Halbleιterplättchen der Fotolack ausreichend sensibilisiert werden kann.

Hinsichtlich des Reflexionslichts besteht keine starke 30

Reflexion wie im Falle b, so daß eine Abgabe nur in einem derartigen Ausmaß erzielt wird, daß das Reflexionslicht mehr oder weniger stärker als bei der Grenzflächen-Reflexion a3 ist.

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Das heißt, falls sich an der Bildmuster-Fläche lichtdurchlässiger Staub befindet, ist die Abgabe von Durchlaßlicht hoch, mährend nur wenig oder gar kein Reflexionslicht abgegeben wird. Die starke Abgabe von Durchlaßlicht macht natürlich die Erfassung dieses durchlässigen Staubs unnötig.

Bei e ist ein Fall dargestellt, bei dem durchlässiger oder undurchlässiger Staub an dem Bildmuster haftet.

In diesem Fall wird durch die Bildmusterabschnitte das

einfallende Licht stark reflektiert, so daß das Reflexionslicht und das Durchlaßlicht auf gleichartige Weise wie bei dem Fall b abgegeben werden, wodurch das Vorhandensein oder Fehlen von Staub unbedeutend wird.

Falls der Staub hinter dem Bildmuster verdeckt ist, wird das Drucken bzw. Übertragen nicht beeinträchtigt, so daß es daher in diesem Fall grundlegend unnötig ist, den Staub zu erfassen.

Bei f ist ein Fall dargestellt, bei dem Staub an der Rückseite 10b der Maske haftet.

Im allgemeinen liegt der Staub an der Rückseite der Maske außerhalb des Schärfentiefebereichs ded optischen Systems ..

der Druck- bzw. Übertragungsvorrichtung, so daß daher die Form des Staubs nicht auf das Halbleiterplättchen übertragen wird.

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Wenn jedoch ein besonders großes Staubteilchen an der ° Rückseite der Maske haftet, wird dadurch die Lichtmenge zur Beleuchtung der Maske beeinträchtigt, was Ungleichmäßigkeiten der Ausleuchtung verursacht.

Bei Γ ist ein in Bezug auf den Durchmesser des zugeführten I ichtijtrahlenbündeis verhältnismäßig kleines Staubteilchen an der Rückseite der Maske gezeigt. Das zugeführte Licht wird nicht an der Rückseite der Maske gesammelt, sondern breit ;iu f gestrahlt, so daß die Abgabe des Durchlaßljchts nur geringfügig verringert wird und kein Reflexions I icht fiuftritt, wodurch dieser Fall im wesentlichen den Fällen a und b gleichartig ist. D.h., die Ermittlung eines derartigen undurchlässigen oder durchlässigen Staubteilchens ist von Natur aus unnötig. Das Ausmaß, bis zu welchem das Staubteilchen an der Rückseite der Maske bzw. der Gegenseite zum Bildmuster wie im Falle f zulässig ist, steht in Zusammenhang mit der numerischen Apertur (NA) der Linse für das Sammeln der Laserstrahlen an der Fläche des Bildmusters; je größer die numerische Apertur wird, um so breiter wird die Einstrahlung, so daß daher ein größeres Staubteilchen zulässig ist.

Bei g und h sind Fälle gezeigt, bei denen unzulässig große undurchlfissige Staubteilchen y 3 bzw. y 4 an der Rückseite der Maske bzw. der Gegenseite zum Bildmuster haften. Bei g ist ein Fall gezeigt, bei dem sich an der Bildmuster-Fläche 10a kein Bildmuster befindet, während bei h ein Fall gezeigt ist, bei dem an der Bildmuster-Fläche 10a das Bildmuster vorliegt.

I i 4

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Bei dem Fall g wird wenig oder kein DurchlaGlicht abgege-5

ben, während kein Reflexionslicht abgegeben wird.

Bei dem Fall h wird die Abgabe des Durchlaßlichts durch das Staubteilchen y4 und weiter durch das Bildmuster vollst ä η d i q zu Null, während die Abqabe des Reflexionslichts 10

selbst bei einer starken Reflexion an dem Bildmuster durch das Staubteilchen behindert und daher verringert ist.

Die Abgabe des Durchlaölichts und des Reflexionsiichts 15

in Bezug auf die Art des jeweiligen Staubteilchens entspricht der vorstehenden Beschreibung, wobei das analoge Ausgangssignal für das Reflexionslicht in der Fig. 2A gezeigt ist, während das analoge Ausyangssignale für das

Durchlaßlicht in der Fiq. 2B qezeiqt ist. 20

Aufgrund dieser analogen Ausgangssignale ist es möglich, undurchlässige Staubteilchen an der Bildmuster-Fläche zu erfassen. D.h., falls das Reflexionslicht-Ausgangssignal nach Fig. 2A und das DurchlaßJicht-Ausgangssigna1 25

nach Fig. 2B addiert werden, so sind für die Stelle, an der sich der undurchlässige Staub befindet, sowohl das Reflexionslicht-Ausgangssignal als auch das Durchlaßlicht-Ausgangssignal im wesentlichen gleich Ni¹Il, so daß dem-

zufolqe die Summe dieser Ausqanqssiqnale im wesentlichen 30

gleich Null ist, wodurch diese Stelle von einer Stelle unterschieden werden kann, an der sich kein undurchlässiger Staub befindet (nämlich die Summe der Ausgangssignale einen hohen Wert hat). Falls beispielsweise die

Ausgangssignale gemäß den Fig. 2A und 2B an einem ge-35

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eigneten Pegel abgeschnitten, zu Impulsen geformt und ° danach mittels eines logischen Glieds addiert werden, wird dessen Ausgangssignal für diejenige Stelle zu Null, an der sich das Staubteilchen befindet.

Wenn nur das in Fig. 2A gezeigte Reflexionslicht-Ausgangssignal herangezogen wird, ist die Erkennung von durchlässigem Staub schwierig (Fälle c und d); wenn nur das in Fig. 2ß gezeigte Durchlaßlicht-Ausgangssignal herangezogen wird, jst die Unterscheidung gegenüber dem BiIdmusterabschnitt schwierig (Fälle c und b); allein der mit dem undurchlässigen Staub behaftete Abschnitt kann aber dadurch ausgesondert werden, daß wie bei der Prüfvorrichtung sowohl da?; Reflexionslicht-Ausgangssignal als auch das Durchlaßlieht-Ausgangssignal herangezogen wird.

Falls die Ausgangssignale analoge Ausgangssignale sind, ist das Ausgangssignal für das Durchlaßlicht an der Stelle, an der (gemäß dem Fall a nach Fig. 1) kein Bildmuster vorliegt, gewöhnlich höher als das Ausgangssignal für das Reflexionslicht an der Stelle, an der (gemäß dem Fall b nach Fiq. 1) ein Bildmuster vorliegt; wenn die Summe aus den analogen Ausgangssignalen für das Reflexionsiicht und das Durchlaßlicht gebildet wird, entsteht an der Summe der Ausgangssignale ein Unterschied zwischen der Stelle, an der ein Bildmuster vorliegt, und der

^O Stelle, an der kein Bildmuster vorliegt, wobei die Signalkurvenform selbst kompliziert wird, so daß sich daher eine Einschränkung hinsichtlich des Strebens nach höherer Genauigkeit ergibt.

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'»'·.' V·. · 33103A1

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Falls hierbei jeweils das Re flexionslicht-Ausgangssignal . und das Durchlaßlicht-Ausgangssignal in ein Binärsignal gemäß der Darstellung in Fig. 3A bzw. 3B umgeformt wird und aus diesen Binärsignalen die logische Summe gemäß der Darstellung in der Fig. 3C gebildet wird, wird die vorangehend genannte Schwierigkeit behoben und das Signal vereinfacht, so daß daher der lichtundurchlässige Staub leicht und genau ermittelt werden kann.

Von dem an der Rückseite der Maske haftenden Staub kann derjenige Staub ermittelt werden, der gemäß den Fällen g und h nach Fig. 1 beträchtlich das Drucken bzw. Übertragen bestimmt .

Gemäß den vorangehenden Ausführungen ergeben an der Rückseite der Maske haftende kleine Staubteilchen keine Schwierigkeiten, selbst wenn sie undurchlässig sind, und brauchen daher nicht ermittelt zu werden.

Vorstehend wurde das Addieren des Durchlaßlicht-Ausgangssignals und des Reflexionslicht-Ausgangssjgnals beschrieben, jedoch ist eine Erfassung einer Fehlerstelle auch durch eine andere Form eines Ausgangssignal-Vergleichs wie beispielsweise durch Bilden der Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen möglich. A-I le j η ein fehlerhafter Abschnitt kann nämlich dadurch η·>gesondert werden,

^O daß in geeigneter Weise der Schnittpegel an dem Differenz-Ausgangssignal gewählt wird. In diesem Fall ist jedoch die Kurvenform des Signals komplizierter als im Falle der Addition.

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Vorstehend wurden Fehlerstellen an der Vorderseite bzw. der Rückseite der Maske beschrieben, während nachfolgend gleichzeitig an der Vorderseite und der Rückseite der Maske auftretende Fehlerstellen beschrieben werden. Bei dem bei der Prüfvorrichtung angewandten Verfahren gemäß der Darstellung in der Fig. 1 werden Laserstrahlen von der Rückseite der Maske her so aufgestrahlt, daß sie an der Bildmuster-Fläche gesammelt werden, wobei die Laserstrahlen zu einer Abtastung in einer Richtung abgelenkt werden. Bei diesem Verfahren wird der Umstand genutzt, daß aus dem Reflexionslicht die Information "Soll-Bildmuster" + "an dem Bildmuster an der Rückseite der Maske haftender Staub (Fall h)" erzielt werden kann, während aus dem DurchlaGlicht die Information "Soll-Bildmuster" + "an der Bi 1 dmuater-Fiäche der Maske haftender Staub (Fall c)" + "an dem durchlässigen Abschnitt der Rückseite der Maske haftender Staub (Fall g)" erzielt werden kann. Wenn aus den Ausgangssignalen für das Reflexionslicht und das Durchlaßlicht unter Digitalisierung bzw. Umformung in Binärsignale die logische Summe gebildet wird, so ist unter der Annahme, daß das Reflexionslicht der positiven Logik entspricht, die Information "Soll-Bildmuster" bei dem Durchlaßlicht in der Form negativer Logik enthalten, so daß es daher durch das Bilden der logischen Summe möglich ist, die von der Information "Soll-Bildmuster" verschiedene Information zu erhalten, nämlich die Information allein über "Staub".

Infolgedessen kann mit der Prüfvorrichtung eine Fehlerstelle wie ein lichtundurchlässiges Staubteilchen ermittelt werden, ohne daß es erforderlich ist, gesondert ein Bildmuster bereitzustellen, welches das Bezugsmuster er-

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gibt, und ohne daß es notwendig ist, das Muster mit dem Muster eines benachbarten Bausteins au vergleichen.

Daß keine Daten herangezogen werden, die ein Normal ergeben, hat zur Bedeutung, daß eine hnchgenaue Ausrichtung unnötig wird. Eine Hochgeschwindigkeits-Verarbeitung wird dadurch möglich, daß mit den einfallenden Strahlen unter hoher Geschwindigkeit abgetastet wird.

Daher kann mit der Prüfvorrichtung hinsichtlich beider Seiten der Maske gleichzeitig das Vorliegen, die Lage und die Größe einer Fehlerstelle wie eines lichtundurchlässigen Staubteilchens erfaßt werden, die bei dem Drucken von Halbleiterplättchen Probleme ergabt.

Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung, bei der das vorstehend beschriebene Grundprinzip angewandt ist.

Inder Fig. 4 ist mit 1 eine Laserlichtquelle bezeichnet, während mit 2 ein mit einer konstanten Drehzahl umlaufender Polygonalspiegel bezeichnet ist und mit 3 eine f-9-Linse bezeichnet ist.

Mit 4 ist eine Aberrationskorrekturplatte mit sich ändernder Dicke bezeichnet. Die Aberrationskorrekturplatte 4 ^O korrigiert den Unterschied zwischen dem Oberrand-Lichtstrahl und dem Unterrand-Lichtstrahl der schräg in das Glas einer Maske 10 eintretenden und in diesem zusammengeführten Lichtstrahlen hinsichtlich der Weglänge in dem

Glas der Maske. Mit 5 und 6 sind Kondensorlinsen bezeich-35

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net, während mit 7 und 8 fotoelektrische Wandlerelemente bezeichnet sind.

Die Strahlen 12 aus der Laserlichtquelle 1 werden mittels des Polygona1drehspiegels 2 in einer Richtung abgelenkt, durchlaufen die f-9-Linse 3 und die Aberrationskorrekturplatte 4, welche die Beeinflussung durch den Schrägeinfall korrigiert, und treten in die Maske von deren Rückseite 10b her inn, wobei sie an der mit dem Bildmuster versehenen Fläche 10a der Maske gesammelt bzw. zusammengeführt werden. Dies wird beispielsweise durch eine Gestaltung bewerkstelligt, bei der der Polygonaldrehspiegel 2 und die Maske 10 von der f-9-Linse 3 um deren Brennweite entfernt angeordnet sind.

Die numerische Apertur der f-9-Linse 3 wird üblicherweise so bestimmt, daß sie dem optischen System der Druck- bzw. Übertragungsvorrichtung entspricht, wobei durch diese numerische Apertur das kleinste Ausmaß eines erfaßbaren Fehlers an der Bildmuster-Fläche 10a bestimmt ist.

Je größer die numerische Apertur ist, umso kleinere Staubteilchen sind erfaßbar.

Gemäß der vorangehenden Beschreibung liegen irgendwelche an der Rückseite 10b haftenden kleinen Staubteilchen außerhalb der Tiefenschärfe, so daß sie die Beleuchtung nicht verändern und nicht erfaßt werden.

Es ist möglich, die Einstellung so zu treffen, daß bei einer Veränderung der Dicke der Maske die Laserstrahlen 35

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durch Vor- und Zurückbewegen der Korrekturplatte 4 an der 5

Bildmuster-Fläche 10a zusammengerührt werden.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dient das schräge Auftreffen der Laserstrahlen auf die Maske dazu, die

Reflexionen a2 und a3 nach Fig. 1 zu unterdrücken; es ist 10

möglich, eine Erfassung mit einem hohen Stör- bzw. Geräuschabstand (Nutzsignal/Störsignal-Verhältnis) dadurch zu bewerkstelligen, daß ein Laser mit linearer Polarisation eingesetzt wird, dessen Strahlen auf die Maske als P-polarisiertes Licht unter dem Brewster' sehen Winkel , '

bzw. Polarisationswinkel auftreffen (nämlich als Licht, das linear parallel zu einer Ebene polarisiert ist, die die Einfallachse und die Reflexionsachse enthält).

Mittels der Kondensorlinsen 5 und 6 wird jeweils von der - j

Bildmuster-Fläche 10a reflektiertes Licht 13 bzw. durchgelassenes Licht 13' gesammelt und mittels des fotoelektrischen Wandlerelements 7 bzw. 8 in einen Computer eingegeben und dort verarbeitet.

Eine elektronische Schaltung Cl ist eine Abfrage/Halteschaltung, eine Schaltung C2 ist eintj Analog/Digit a l-Wandlerschaltung, eine Schaltung C3 ist eine Digitalisier- bzw. Binärumformungs-Schaltung, eine Schaltung C4 ist eine loqische Summierschaltunq und eine Schaltunq C5 ist ^{y y y}

eine Erkennungsschaltung. Für die Schaltungen C3 bis C5

kann vorteilhaft ein elektronischer Computer eingesetzt werden. Die Abfrage/Halteschaltung Cl speichert Einzelabtastungssignale aus der Signalfolge aus den fotoelektrischen Wandlerelementen 7 und 8 und setzt sie in mehr-35

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wertige Signale um, wonach diese mittels der Analog/Digital-Wandlerschaltung C2 digitalisiert werden und an den elektronischen Rechner als Eingangssignal angelegt werden. In dem Rechner wird jedes Signal in ein Binärsignal umgeformt, wonach aus diesen die logische Summe gebildet wird, wodurch das sirh durch den Staub ergebende Signal unterschieden bzw. erkannt werden kann. Die Verwendung des elektronischen Rechners anstelle der Ausführung der Schaltungen C 3 bis C 5 als diskrete Schaltungen führt zu dem Vorteil, daß der Schwellenwert bei der Binärumformung

auf einfache Weise verändert werden kann. 15

Wenn andererseits die auf fotoelektrische Weise umgesetzten Signale in Binärsignale umgeformt werden und deren logische Summe gebildet wird, wird bei dem N-maligen Eingeben des gleichen Signals und dem Verwenden des Mittelwerts der N-maligen Signale als echtes Signal die Genauigkeit statistisch auf das jN-fache verbessert. Dies ist zur Steigerung der Genauigkeit vorteilhaft, obzwar die für die Eingabe? des Signals erforderliche Zeitdauer vergrößert wird. Die Signalverarbeitungsschaltung nach Fig.

4 ist für eine derartige Verarbeitung geeignet.

Wenn das Signal mehrmals eingegeben wird und der Durchschnittswert gebildet wird, ergibt die Mittelwertbildung an den in Fig. 2 gezeigten analogen Signalen eine höhere Genauigkeit als eine Mittelwertbildung der in Fig. 3 gezeigten Binärsagnale. Zur bestmöglichen Nutzung dieses Vorteils werden die mittels der Abfrage/Halteschaltung Cl in Mehrfachwerte umgesetzten und mittels der Analog/Digital -Wandlerscha ltung C2 in Bit-Signale umgewandelten

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analogen Signale verwendet, wenn sie als Eingangssignale an den elektronischen Rechner angelegt werden.

Falls ein Objektträger 11, an dem die Ränder der Maske festgelegt sind, schrittweise in der Pfeilrichtung bewegt wird, wird eine Überprüfung der gesamten Fläche der Maske möglich. Alternativ kann der Objektträger ortsfest gehalten werden und mittels der Laserstrahlen eine zweidimensionale Abtastung herbeigeführt werden.

Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung, bei welchem die Bestrahlung unter senkrechtem Einfall vorgenommen wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird durch die Verwendung eines Polarisations-Strahlenteilers 14 und einer Viertelwellenlängenplatte 15 ermöglicht, unter Verwendung polarisierten Lichts wirkungsvoll das Reflexionslicht 13 abzuleiten. D.h., die Laserstrahlen 12 werden zu P-polarisiertem Licht gestaltet, wobei die in den Polarisations-Strahlenteiler 14 eintretenden Laserstrahlen vollständig durch diesen hindurchtreten und im weiteren durch die Viertelwellenlängenplatte 15 hindurchtreten, so dai3 sie ■auf diese Weise zu zirkulär polarisiertem Licht werden, während das von der Bildmuster-Fläche 10a der Maske reflektierte Licht wieder durch die Vielte, !wellenlänge nplatte 15 hindurchtritt und nun zu S-polarisiertem Licht wird, das von dem Polarisations-Strahlenteiler 14 totalreflektiert wird und ohne Lichtmengenverlust in das fotoelektrische Wandlerelement 7 eingegeben wird. Die Reflexionan der Rückseite 10b der Maske ist gering wie bei-

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spielsweise ungefähr 4?ί, so daß sie die Abgabe des Reflexionslichts kaum beeinträchtigt.

Die Fig. 6 A und 6B zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung, bei welchem eine Musterfehler-Überprüfung in der Belichtungsstation einer Maskenausrichtvorrichtung vorgenommen werden kann. Falls die Musterfehler-Überprüfung eines Gittermusters bzw. einer Maske an einer anderen Stelle als der Belichtungsstation erfolgt und danach das Gittermuster bzw. die Maske in die Belichtungsstation befördert wird, kann während oder nach dem Transportieren in die Belichtungsstation Staub an dem Gittermuster bzw. der Maske haften; falls mit diesem Gittermuster bzw. dieser Maske ohne Veränderungen belichtet wird, kann dies eine verringerte Ausbeute ergeben, wogegen mit der Prüfvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Überprüfung nach dem letzten Stand bei dem Einbringen in die Belichtungsstation der Druck- bzw. Übertragungsvorrichtung möglich ist, so daß die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten behoben werden können.

Die Fig. 6A zeigt das System bei der Belichtung, während die Fig. 6B da.^c; System bei der Überprüfung zeigt.

In der Fig. 6A ist mit 21 eine Lichtquelle für die Belichtung, mit 22 ein Verschluß, mit 23 ein optisches

Ausleuchtungssystem (das als Beispiel durch eine einzelne Kondensorlinse dargestellt ist), mit 24 ein Gittermuster bzw. eine Maske, mit 25 ein optisches Projektionssystem und mit 26 em Ha lblei terplättchen bezeichnet. Die 35

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Maske 24 und das Halbleiterplättchen 26 sind an entspre- ° eheηdeη Spannvorrichtungen festgelegt.

Während der Belichtung wird der Verschluß 22 geöffnet, so daß das ticht aus der Belichtungs1ichtquelle die Maske 24 erreicht und das Bildmuster der Maske mittels der optischen Projektionssystems 25 auf das Halbleiterplättchen

26 gedruckt bzw. übertragen wird. In der Fig. 6B ist mit

27 ein Laser, mit 28 ein Strahlenaufweitungs-Mikroskop-Objektiv, mit 29 ein Polarisations-Strahlenteiler, mit 30 eine Viertelwellenlängenplatte und mit 31 eine KoIIimatorlinse bezeichnet. Mit 32 ist ein Spiegel bezeichnet, während mit 33 eine Kondensorlinse bezeichnet ist. Diese bilden zusammen ein bewegbares optisches System 34, das als eine Einheit entlang der Maske 24 bewegbar ist.

Die Strahlen (des P-polarisierten Lichts) aus dem Laser 27 werden mittels des Mikroskop-Objektivs ausgeblendet und treten vollständig durch den Polarisations-Strahlenteiler 29 und die Viertelm/el lenlä η genplatte 30 hindurch, durch die sie zu zirkulär polarisiertem Licht umgeformt werden, das die KoIlimator1inse 31 durchläuft und dadurch in parallele Lichtstrahlen umgeformt wird, deren Durchmesser erweitert ist.

Diese parallelen Lichtstrahlen werden r;iittels des Spiegels 32 umgelenkt und mittels der Kondensorlinse auf der Bildmuster-Fläche (nämlich der unteren Fläche) der Maske 24 gesammelt bzw. zusammengeführt.

Das von der Bildmuster-Fläche reflektierte Licht verläuft 35

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in Gegenrichtung auf dem vorstehend genannten Lichtweg, ° tritt erneut durch die ViertelweJlenlängenplatte 30 hindurch und wird dadurch zu S-polarisiertem Licht umgeformt, welches mitteis des Polarisations-Strahlenteilers 29 to ta 1-reflektiert ward und an einem fotoelektrischen Wand 1erelement 35 gesammedt wird, das an dem Brennpunkt der Kollimatorlinse 31 angebracht ist.

Andererseits wird das durch die Bildmuster-Fläche durchgelassene Licht mittels des optischen Projektionssystems 25 an einem fotoelektrischen Wandlerelement ·36 gesammelt, das an dem Brennpunkt des optischen Projektionssystems 25 angebracht ist.

Wenn gemäß der Darstellung durch den Pfeil das bewegbare optische System 34 längs der Maske 24 bewegt wird, bewegt sich die Stelle; der gesammelten Strahlen zu der durch die gestrichelten I inien dargestellten Stelle, während die Abb ιldungsste 1[e für diese Strahlen durch das optische Projektionssystem umgekehrt wird, so daß daher das fotoelektrische Wandlerelement 36 synchron hierzu in der Gegenrichtung zur Bewegung des bewegbaren optischen Systems 34 bewegt werden kann. Während der Überprüfung ist der Verschluß 22 geschlossen, so daß aus der Belichtungs-Lichtquelle 21 kein Licht auf die Maske 24 auftrifft. Alternativ hierzu kann während der Überprüfung die Be-Iichtungs-Lichtquel1e elektrisch abgeschaltet werden.

Das vorangehend beschriebene optische Staub-Erfassungssystem kann zwischen dem Verschluß 22 und dem optischen Ausleuchtungssystem (der Kondensorlinse) 23 angebracht werden oder es kann während der Überprüfung das optische

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Ausleuchtungssystem 23 an eine gegenüber seiner ursprüngliehen Stellung verschobene Stellung versetzt werden.

Falls als fotoelektrisches Wandlere Loment 36 eine Ladungskopplungsvorrichtung (CCD) oder ein anderer langgestreckter Sensor verwendet wird, braucht das Wandlerelement nicht bewegt zu werden.

Wenn die Überprüfung einer Zeile abgeschlossen ist, wird das optische System 27 bis 31 in geringem Ausmaß in einer zur Zeichnungsebene senkrechten Richtung bewegt, wobei erneut die Überprüfung von dem Endbereich an ausgeführt wird. Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde als Lichtquelle eine Laser-Lichtquelle verwendet, jedoch stellt dies keine Einschränkung dar; vielmehr kann auch eine andere Lichtquelle verwendet werden oder es können Elektronenstrahlen, weiche Röntgenstrahlen oder dergleichen herangezogen werden. Die Laserstrahlen werden an der mit dem Bildmuster versehenen Fläche zusammengeführt, jedoch werden in manchen Fällen die Laserstrahlen nicht . entsprechend· der geforderten Genauigkeit gesammelt. Falls ferner die Gestaltung so getroffen ist, daß statt des einfachen Sammelns das Licht von dem überprüften Bereich auf einer Fotosensor-Anordnung abgebildet wird, können als Beleuchtungslichtstrahlen blattförmige

Lichtstrahlen herangezogen werden.
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Es wird eine Vorrichtung zum Prüfen von Negativen angegeben, die . eine Laserstrahlenquelle, eine Abtastvorrichtung zur Abtast-Umlenkung der Laserstrahlen, eine Haltevorrichtung zum Halten eines Negativs, das ein Bildmuster trägt, welches in einem reflektierenden Bereich

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an einer ersten Oberfläche einer transparenten Platte gebildet ist, und zum Versetzen des Negativs in einer zur AbtastrichLung der Laserstrahlen senkrechten Richtung, eine erste Sammellinse zum Zusammenführen der Laserstrahlen an der ersten Oberfläche, eine zweite Sammellinse zum Zusammenführen der durch das Neqativ durchqe-10

lassenen Strahlen an einer ersten Fotozelle, eine dritte Sammellinse zum Zusammenführen der von der ersten Oberfläche des Negativs reflektierten Strahlen an einer zweiten Fotozelle und einen Vergleicher zum Vergleichen

einer von der ersten Fotozelle abgegebenen ersten Signal-15

folge mit einer von der zweiten Fotozelle abgegebenen zweiten Signalf'olge sowie zum Ermitteln eines auf unerwünschte Weise anhaftenden Fremdkörpers hieraus aufweist.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

/ 1 .,-Prüf vorrichtung, gekennzeichnet durch eine Erzeugungsvorrichtung (1; 27) zum Erzeugen von Strahlungsenergie (12), eine Haltevorrichtung (11) zum Halten eines plattenartigen Körpers (10; 24), eine Leitvorrichtung (2 bis 4;.28 bis 32) zum Zuführen der Strahlungsenergie zu dem Körper, eine erste Detektorvorrichtung (7; 35) zum Empfangen der von dem Körper reflektierten Strahlungsenergie, eine zweite Detektorvorrichtung (8; 36) zum Empfangen der durch den Körper durchgelassenen Strahlungsenergie und eine Vergleichsvorrichtung (Cl bis C5) zum Vergleichen der Ausgangssignale der ersten und der zweiten Detektorvorrichtung und zum Ermitteln eines unerwünschten Signals.
2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtung (2 bis 4) eine Sammelvorrichtung (3) zum Zusammenführen der Strahlungsenergie (12) an dem Körper (10) und eine Abtastvorrichtung (2) zum Abtasten mit der Strahlungsenergie in mindestens einer Richtung aufweist.

A/25

331Ü341

-2- DE 2888
3. Prüf ν/οΓΓ ichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leit\/orrichtung (2 bis 4) die Strahlungsenergie (12) schräg auf den Körper (10) auftreffen läßt und eine Aberrationskorrekturvorrichtung (4) zum Korrigieren von Aberrationen des Konvergenzpunkts der Strahlungsenergie aufweist.
4. Prüfvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelvorrichtung (3) eine f-Θ-Linse ist.
5. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie (12) Laser-Energie ist.
6. Prüfvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Laser-Energie eine geradlinige Polarisation hat.
7. Prüfvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die geradlinige Polarisation P-polarisiertes Licht ergibt.
8. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) ein Muster (x) hat, das in einem reflektierenden Bereich an einer Oberfläche des Körpers gebildet ist.
9. Prüfvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) ein Negativ ist, das mit einem Muster (x) für eine integrierte Halbleiterschaltung versehen is. t ·

■Q A

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10. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 5

dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (11) den Körper (10) in mindestens einer Richtung bewegt.
11. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsvorrichtung (Cl bis C5) eine Umsetzvorrichtung (C3) zum Umsetzen der beiden Ausgangssignale in Binärsignale und eine Summiervorrichtung (C4) zum Bilden der logischen Summe aus den Binärsignalen aufweist.
12. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) ein Bildmuster (x) aus einer an einer Oberfläche (10a) einer transparenten Platte gebildeten reflektierenden Fläche hat, daß die Leitvorrichtung (2 bis 4) eine f-8-Linse (3) zum Zusammenführen der

, _x

Strahlungsenergie (12) auf der Oberfläche, auf der das Bildmuster gebildet ist, und eine Abtastvorrichtung (2) zum Abtasten mit der Strahlungsenergie in mindestens einer Richtung aufweist und daß die Vergleichsvorrichtung

(Cl bis C5) eine Kurvenformungsvorrichtung (C3) zum For-25

men der Kurven der Ausgangssignale der ersten und der zweiten Detektorvorrichtung (7, 8) und eine Rechenvorrichtung (C4) zum Ausführen eines logischen Rechenvorgangs an den Kurvenformungs-Signalen aufweist.
13. Prüfvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie (12) Laser-Energie ist.
14. Prüfvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch 35

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gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Detektorvorrichtung (7, 8) Fotozellen sind.
15. Prüfvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die zweite Detektorvorrichtung (7, 8) eine Fotosensoranordnung ist.
16. Prüfverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Oberfläche einer transparenten Platte ein Negativ mit einem Bildmuster festgehalten wird, welches in einer

reflektierenden Fläche gebildet ist, daß Strahlungsener-15

gie erzeugt wird, daß die Strahlungsenergie auf die Oberfläche des Negativs aufgebracht wird, auf der das Bildmuster gebildet ist, daß der mit der Strahlungsenergie bestrahlte Bereich und das Negativ relativ zueinander

bewegt werden, daß die von dem Negativ reflektierte 20

Strahlungsenergie empfangen und daraus ein erstes Ausgangssignal erzeugt wird, daß die durch das Negativ durchgelassene Strahlungsenergie empfangen und daraus ein zweites Ausgangssignal erzeugt wird und daß das erste und das zweite Ausgangssignal verglichen werden und ein

Signal bezüglich eines von dem Bildmuster verschiedenen unerwünschten Fremdkörpers ermittelt wird.
17. Prüfverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie an derjenigen Ober-

fläche des Negativs konvergiert wird, an der das Bildmuster gebildet ist.
18. Prüfverfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch

gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie Laser-Energie 35

ist.

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19. Prüfverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Laser-Energie P-Polarisations-Eigenschaften hat.
20. Prüfverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichsschritt einen Abfrage/Halteschritt, einen Analog/Digital-Umsetzungssehritt, einen Binärumformungsschritt, einen Schritt zum Bilden einer logischen Summe und einen Unterscheidungsschritt umfaßt.
21. Maskenausrichtvorrichtung mit einer Prüfvorrichtung, gekennzeichnet durch eine erste Haltevorrichtung zum HaI-ten eines Negativs (24), das ein Halbleiterschaltungs-Bildmuster hat, eine Beleuchtungsvorrichtung (21 bis 23) zum Beleuchten des Negativs, eine Strahlenerzeugungsvorrichtung (27) zum Erzeugen von Prüfstrahlen, eine Leitvorrichtung (28 bis 32) zum Hinführen der Prüfstrahlen auf das Negativ und zur Abtastablenkung der Prüfstrahlen, eine zweite Haltevorrichtung zum Halten eines Aufzeichnungsträgers (26), der auf das projizierte Bild des Negativs anspricht, eine erste Detektorvorrichtung (35) zum Empfangen der von dem Negativ reflektierten Prüfstrahlen, eine zweite Detektorvorrichtung (36) zum Empfangen der durch das Negativ hindurchgelassenen Prüfstrahlen und eine Vergleichsvorrichtung zum Vergleichen der Ausgangssignale der ersten und der zweiten Detektorvorrichtung und zum Ermitteln eines Signals bezüglich eines von dem Bildmuster verschiedenen unerwünschten Körpers.