183865. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés mikronos és mikronfeletti alakzatok méretének és az alakzatok egymástól való távolságának nagypontosságú meghatározására
1 183865 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés mikronos és mikron feletti alakzatok méretének és az alakzatok egymástól való távolságának nagypontosságú meghatározására. Mint ismeretes, a mikroelektronikában gyakori feladat mikron körüli méretek meghatározása. Ilyen feladat adódik a fotomaszkok ellenőrzésénél vagy a szelettechnológiában, ahol is az áramköri mintázatokat kialakító, mikrométeres tartományba eső alakzatoknak — vonalaknak, vonalközöknek — a szélességét kell nagy pontossággal meghatározni. A mérés elvégzéséhez mindenekelőtt a mérni kívánt alakzatot kell felnagyítani. Ez legegyszerűbben optikai mikroszkóp alkalmazásával történik. A mérést a felnagyított képen lehet elvégezni, például okulár mikrométer segítségével. A szükséges nagyítás mértéke, mikronos méreteknél közel ezerszeres. Ilyen méretű nagyításnál azonban az optikai képátvitel jelentősen leromlik. A mérést megnehezítő jelenség abban áll, hogy a mérendő alakzat szélei határozatlanná válnak, az alakzatélek kontraszt átmenetének intenzitás görbéje nem meredek, hanem lapos felfutású. A képen az él helyének megállapítása ezért nehéz, a szubjektív tényezők a mérést pontatlanná teszik. A nehézség megszüntetése az élek intenzitás görbéjének inflexiós pont meghatározásán alapszik, ugyanis kimondható, hogy a keresett távolságok az inflexiós pontok közötti távolságnak felelnek meg (1). Ennek alapján a mérés pontossága alapvetően az inflexiós pontok meghatározásának pontosságán alapszik. Az egyik ismert megoldásnál (Carl Zeiss BMG 160) az élek intenzitás görbéit lengőtükrös opto-mechanikai rendszerrel veszik fel, a lengő tükör frekvenciájának megfelelő pontossággal, és ezen görbék differenciálása után kapott impulzusok közötti időtávolságok átlagát használják fel a keresett méret kiszámításához. A rendszer hibája, hogy az opto-mechanikai elemek miatt nagyon bonyolult, beállításra érzékeny, a differenciálás útján kapott tű impulzusok szélessége függ az intenzitás görbe meredekségétől és bizonytalanná teszi az inflexiós pont helyének megállapítását. Egy másik ismert megoldásnál (Leitz Latimet) az élekről mikroszkóp és TV kamera segítségével elektronikusan felvett intenzitás görbéket differenciálják, majd az így kapott jelekből azonos potenciálú pontokat választanak ki elektronikusan. Ezután megmérik ezen pontok közötti időkülönbséget. Mivel az idő arányos a távolsággal, a keresett távolságok az idő adatokból meghatározhatók. A rendszer elvileg az inflexiós pontok meghatározásából indul ki, de mivel az elsőfokú differenciálhányados görbéinek csúcspontjai (ezek felelnek meg az inflexiós pontoknak) nehezen értékelhetőek, ezért a görbék más, célszerűen megválasztott, jól meghatározható pontjait használják fel a méréshez. Ez az előny jelenti egyben a rendszer nagy hátrányát is, ugyanis azon a feltételezésen alapul, hogy az intenzitás görbék fel- ill. lefutása azonos meredekségű, ami a valóságban gyakran nem teljesül, és az eltérések esetlegessége nem ellenőrizhető. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése és egy olyan eljárás és berendezés létrehozása, melynek segítségével az inflexiós pontok helyét, azaz a keresett méretet az aktuális görbeprofiltól függően határozzuk meg. A találmánnyal megoldható feladatot ennek megfelelően az inflexiós pontok egyszerű és egzakt meghatározásában és a kapott adatok korrekciót is figyelembe vevő kiértékelésében jelöltük ki. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha a célszerű helyzetbe hozott mérendő alakzatról transzmissziós vagy reflexiós átvilágítás segítségével képet generálunk, elektronikus képmegjelenítőn megjelenítjük, ezután egy vízszintes és két függőleges, tetszőlegesen beállítható mérővonalak segítségével kijelöljük a megjelenített képen a mérendő tartományt, a mérendő tartomány képpont intenzitásait a vízszintes mérővonal mentén raszter pontonként rendre digitalizáljuk és tároljuk, ezután a felvett görbét hely szerint kétszer differenciáljuk, és a vízszintes mérővonal mentén megkeressük azon raszterpontokat, ahol a második differenciál hányados előjelet vált. Ezen kijelölt pontok között meghatározzuk a raszterpontok számát. A raszterpontok száma normálás és korrekció után a keresett távolságot adja, amely érték megjeleníthető. Nagyobb távolságok mérésére a mérendő pontok környezetében a két függőleges mérővonal helyett mérőablakot jelölünk ki, és a differenciálást a vízszintes vonal mentén csak ezen két ablakon belül végezzük el. Ezzel a mérés ideje és a számítástechnikai tároló igény jelentősen lecsökkenthető. A találmány szerinti berendezés tehát olyan ismert berendezés (Leitz Latimet) továbbfejlesztése, amelynek mikroszkópja és képletfeldolgozó főegysége, ez utóbbiban pedig analóg videójel-differenciáló egysége, feszültség diszkriminátora és kiértékelő egysége van. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy a találmány szerinti eljárással magát az inflexiós pont helyét határozzuk meg az intenzitás görbe első és második differenciálhányadosának és az utóbbi előjelváltásának a kiszámításával, ami a mindenkori, aktuális intenzitásgörbe függvénye, ezáltal a méretmeghatározás pontossága nem függ az intenzitásgörbe lefutásától. A találmány értelmében célszerű, ha a találmány szerinti eljárásnak megfelelően a találmány szerinti berendezés mikroszkópot, TV kamerát és képfeldolgozó egységet tartalmaz, amely utóbbiban első és második differenciálhányados képző, valamint szélsőérték és előjelváltás meghatározó egység van. Továbbá célszerű, ha a találmány szerinti berendezésben megjelenítő egység is van, amelyen a meghatározandó méret megjelenik. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, ahol az 1. ábrán a találmány szerinti berendezés elvi működése, a 2. ábrán a találmány szerinti berendezés tömbvázlata, a 3. ábrán a 12 elektromos képátalakító tömbvázlata, a 4. ábrán a 13 képfeldolgozó főegység, az 5. ábrán a 32 tároló egység, a 6. ábrán a 33 aritmetikai egység blokkvázlata, a 7. ábrán az inflexiós pont meghatározásának elve, a 8. ábrán a 33c inflexiós pont meghatározó részegység, a 9. ábrán a 34 vonalkijelölő egység látható. A találmány szerinti berendezés felépítése a 2. ábrán látható. Eszerint a találmány szerinti berendezés 15a transzmissziós vagy 15 b reflexiós sugárforrást, a mérni kívánt alakzatot tartalmazó 16 tárgyat, 12 elektromos képátalakítót, 13 képfeldolgozó főegységet és 14 elektromos képmegjelenítőt tartalmaz olymódon, hogy a 15a transzmissziós vagy 15b reflexiós sugárfonás nyalábja a 16 tárgyról a 12 elektromos képátalakító bemenetére jut, a 12 elektromos képátalakító egyik kimenete az A első információs csatornával a 13 képfeldolgozó főegységre, másik kimenete a B második információs csator5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
