172499. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fotomaszkok ellenőrzésére kivonásos eljárással
3 172499 4 Egy másik koherens megvilágítást alkalmazó eljárást ismertet például a 3 787 117 sz. USA szabadalmi leírás. Ezen eljárás lényege, hogy a fotomaszkok ellenőrzésére a térszűréses kivonást alkalmazza. A koherens sugárzással megvilágított fotomaszk mögött két apertúrát helyeznek el a fotomaszkon levő elemek oszlopbeli elhelyezkedésének megfelelően. Az apertúrák mérete és egymás közti távolsága a maszkon levő elemek sorbeli elhelyezkedésének függvénye. Az apertúrákon áthaladó fényt egy lencse segítségével a fókuszsíkban elhelyezett optikai rácsra fókuszálják. A rácsosztás periodicitása párhuzamos az apertúrák főtengelyével, az optikai tengelyhez képest pedig aszimmetrikus helyzetű. A rács periódushossza az apertúrák távolságának függvénye. Végül a rácson áthaladó fényt detektáló eszközön megjelenítve mindkét apertúra fő- és oldalképeit előállítják. A képmező közepén az egymást fedő oldalképek kivonódnak, és így a fotomaszk véletlenszerű hibái detektálhatok. Az intenzitás térszűrést alkalmazó eljárások hátrányai: a) Csak véletlenszerű, nem periodikus hibák kimutatására alkalmasak, b) Csak nagy elemszámú fotomaszkok esetén alkalmazhatók hatékonyan, c) Hibaként jelenítik meg a fotomaszkon található olyan fázislúbákat is, amelyek a gyártás szempontjából nem károsak. A térszűréses kivonást alkalmazó eljárások hátránya, hogy a kivonandó képek más és más optikai úton jutnak el a detektálási síkba. A gyakorlati megvalósításkor az optikai utak között szükségképpen meglevő kis eltéréseket pl a lencsék aberrációit az eljárás tévesen, fotomaszk hibájaként jeleníti meg. A 3 787 117 sz. USA szabadalmi leírásban ismertetett eljárás további hibái: a) Az eljárás az optikai elemeknek az optikai tengelytől távolabb levő tartományait hasznosítja, így a gyakorlati megvalósításkor fokozottan jelentkező eltérések — lencse aberrációk, egyenetlen megvilágítás stb.— tévesen, a fotomaszk hibáiként jelennek meg. b) Kicsi az optikai elemek kihasználhatósága, így az elérhető felbontás romlik. c) A geometriai elrendezés nem teszi lehetővé a vizsgált fotomaszknak egy etalon fotomaszkkal történő összehasonlítását, mivel nincs megfelelő hely a fotomaszk mozgatására. d) Az eljárás csak véletlen, nem periodikus hibák megjelenítésére alkalmas. e) Az eljárás hibaként jeleníti meg a fotomaszkon található fázishibákat is, melyek nem károsak a gyártásban. A találmány célja: 1. Olyan eljárás és berendezés kidolgozása, mely lehetővé teszi a fotomaszkok, illetve az egyes fotomaszk elemek etalon fotomaszkkal történő összehasonlítását. így lehetővé válik mind a véletlenszerű, mind a periodikus hibák kimutatása. 2. Az etalon fotomaszk képe és a vizsgálandó fotomaszk képe azonos optikai úton, az optikai elemek középső szimmetrikusan elhelyezkedő tartományán haladjon keresztül. 3. Az eljárás tegye lehetővé az alkalmazott optikai elemek maximális kihasználhatóságát. 4. Az eljárás tegye lehetővé az amplitúdó- és fázishibák megkülönböztethetőségét. 5. Az eljárás legyen egyaránt alkalmas kis- és nagyelemszámú fotomaszkok ellenőrzésére. 6. Az eljárás tegye lehetővé egy automatikus fotomaszk ellenőrző rendszer megvalósítását. A találmány szerinti eljárás és berendezés azon a felismerésen alapul, hogy a holográfiát igen pontos hibameghatározásra tudjuk felhasználni fotomaszkok ellenőrzésénél, ha a találmány értelmében a holográfiát kivonásos eljárással alkalmazzuk. E megoldás előnye különösen integrált áramkörök gyártásánál jelentkezik. Ha egy tárgyat megvilágítunk, a róla szóródó (diffraktálódó) fény információt hordoz az adott tárgyról. Ezt az információt a fényhullám amplitúdója és fázisa, tehát a fényhullám komplex amplitúdója hordozza. Ahhoz tehát, hogy a megvilágított tárgyról jövő teljes információt rögzítsük, rögzítenünk kell a fázist is. Mivel detektálni csak az adott intenzitást tudjuk, igy például a hagyományos fényképezésnél a fázis által hordozott információ elvész. Ezt a problémát oldja meg a holográfia. A tárgyról érkező hullámot egy másik ún. referenciahullámmal interferáltatjuk, és az így kapott interferenciaképet rögzítjük (lefényképezzük). Mivel az interferenciakép kialakításában a két hullám fázisa is szerepet játszik, így közvetve a fázist is rögzítjük. Az elmondottakból következik a holográfia másik nagy előnye. A fény ugyanis a tárgy minden pontjából eljut a rögzítő anyag minden pontjába, tehát a rögzítő anyag egy kis része is tartalmaz már információkat a tárgy egészéről. így a rögzítő anyag kisebb sérülése még nem törli ki a tárolt információt, legfeljebb annak minőségét rontja. A leggyakrabban használt holografikus rögzítő anyag a fotolemez, de ezen kívül más holografikus rögzítő anyag is használható. Az interferenciakép felvétele, majd megfelelő kezelés (előhívás) után a rögzítőanyag (fotolemez) transzmissziós, illetve reflexiós tulajdonságai az exponáló intenzitás eloszlásától függőek lesznek. Az így kapott felvételt nevezzük hologramnak. Ha a kész hologramot a felvételkor használt referenciahullámmal megvilágítjuk, a fény egy része reprodukálja (rekonstruálja) azt a hullámot, ami a felvételkor a tárgyról érkezett. Az interferencia kialakulásának feltétele az interferáló hullámok magas fokú koherenciája, ezért fényfonásként előnyösen csak lézer jöhet számításba. A találmány szerinti eljárás és berendezés további jellemzőit és részleteit példakénti kiviteli alakok kapcsán rajz alapján ismertetjük: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
