Система для определения ошибок перекрытия Советский патент 1987 года по МПК G01B9/08 

тельными метками. Каждый из двух объектов освещают светом различной длины волн в отраженном или проходящем свете. Оба лучи в каждом случае через отклоняющие зеркала 21-23 падают на светоделительный кубик 24 в .результате на выходе оптического компаратора 6 получают цветное изображение. Это изображение можно наблюдать через окуляры, причем ошибки перекрытия распознаются как цветные окантовки. Одновременно

I . 1.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к системе для фотоэлектронного измерения ошибок перекрытия на измерительных метках или микроструктурах для контроля выдерживания заданной точности детали, и может быть использовано в промьшшенности по производству полупроводников.

Известно устройство для определе- ния ошибок перекрытия, основанное на способе проблесковой сигнализации при котором два сравниваемых изображения попеременно представляют на мониторе. Вследствие переменного включения и выключения в зависимости от частоты переключений со стороны наблюдения возникает эффект мелькания или проблесковой сигнализации

на неперекрывающихся местах деталей

(ДЕ - AS № 1923465, кл.С 01 В 11/24, опублик. 07.07.77).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является систем для определения ошибок перекрытия на измерительных метках или микроструктурах для контроля выдерживания заданной точности деталей, содержащая оптический компаратор изображе- ния с двумя каналами сигналов изображения, через которые в зависимости от отклонения положения между измерительными метками эталонного объекта и контролируемого объекта, нахо- дящимися на одном перемещаемом в двух перпендикулярных координатных направлениях предметном стЬлнке,

создают второе промежуточное изображение на измерительной щели 27. После измерительной щели 27 выходной зрачок изображается на двух приемниках 33 и 34 излучения. После определения краев измерительных меток расчетным путем определяют середины расположений измерительных марок, а исходя из них путем образования разности устанавливают взаимную ошибку перекрытия меток шаблонов 2 и 3. 1 ил.

создается совмещенное смешанное изображение, систему освещения для каждого канала сигналов изображения, включающую по одной комбинации фильтров, пропускающей только узкопрлос- ный свет определенного диапазона длин волн, систему линз, установленную на выходе оптического компаратора изображения в плоскости промежуточного совмещенного смешанного изображения и действующую в качестве отклоняющей системы для света с соответствующими длинами волн. А.Эрбен. Die Dop- pelbild inrichtung des MeBprojek- tors MP 320 VEB, Care Zei;ss JENA-ein wichtiges Hilfsmittel zun rationellen Durchfuhrung vieler Priifaufgaben. - Feingeratetechnik,: 1/1976, c.23.

./Недостатком известной системы является то, что измерение осуществляется субъективно оператором и

тем самым возникают субъективнь1е . ошибки, влияющие на точность измерений. Одновременно оператором ограничена производительность ,- пО Скольку визуальное наблюдение связано с большой нагрузкой и утомлением.,для оператора.

Цель изобретения - повьш1ение точности и производительности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что система для определения ошибок перекрытия на измерительных метках или микроструктурах для контроля вьщерживания заданной точности деталей, содержащая оптический компаратор изображения с двумя каналами

сигналов изображения, через которые в зависимости от отклонения положения между измерительными метками эталонного объекта и контролируемог объекта, находящихся на одном nepg- мещаемом в двух перпендикулярных координатных направлениях предметном столике, создается совмещенное смешанное изображение, систему освещения для каждого канала сиги-алов изображения, включающую по одной комбинации фильтров, пропускающей только узкополосный свет определенного диапазона длин волн, систему линз, установленную на выходе оптического компаратора изображения в плоскости промежуточного совмещенного смешанного изображения и действующую в качестве отклоняющей сис- TeNbi для света с соответствующими длинами волн, снабжена расположенными в ходе лучей за сис- темой линз средствами для фотометри

созданного в плоскости промежуточно- 25 дикулярно падает на одну боковую пого изображения смешанного изображения, расположенным в ходе лучей поверхность светоделительного кубика 24, которые перпендикулярны друг к другу. Частичным отражением и частичным прохождением световых лучей через диагонально проходящую в кубике 24 светоделительную поверхность из светоделительного кубика 24 выходят два световых луча, содержащие красные и зеленые составляющие.

зади второй плоскости промежуточного изображения за другой системой линз средством для селективного расщепле- зо ния хода лучей на два частичных хода лучей в соответствии с примененными длинами волн, расположенными в каждом из двух частичных ходоВ полосовым фильтром и приемником излучения и На выходе оптического компаратора 6 изображения

верхность светоделительного кубика 24, которые перпендикулярны друг к другу. Частичным отражением и частичным прохождением световых лучей через диагонально проходящую в кубике 24 светоделительную поверхность из светоделительного кубика 24 выходят два световых луча, содержащие красные и зеленые составляющие.

блоком обработки результатов, под ключенным. к приемникам излучения

I

40

На чертеже изображена принципиальная схема системы для определения ошибок перекрытия.

На- координатном столике 1, подвижном в перпендикулярных друг к другу координатных направлениях х и у, находятся шаблон 2 с измерительными метками, служащий в качестве эталонного объекта,и шаблон 3, .например, из комплекта шаблонов. Шаблон 3 представляет собой испытуемый объект и в отдельных кадрах содержит измерительные метки, отклонения расположения которых от измерительных меток шаблона 2 измеряют,

Каждый из шаблонов 2 и 3 расположен в одном канале 4. и 5 сигналов изображения оптического компаратора 6 изображения в плоскости 0.

На входе каждого канала 4 и 5 сигналов изображения находится по однов плоскости промежуточного изображения 0 образуется наложенное изображение из обоих каналов 4 и 5 сигналов изображения. Через экран 25 (или окуляр) можно визуально наблюдать изображение. Второе изображение плоскости промежуточного изображения О через оборачивающую систему 26 для красного и зеленого

45

50

цветов передается во вторую плоскость промежуточного изображения О расположенную .у измерительной щели 27. Перед измерительной щелью находится качающееся зеркало 28, приводящее в движение изображение плоскости промежуточного изображения О Касающееся зеркало 28 можно заменить и другой динамической отклоняющей системой для определения края измерительных меток, например колеблющейся измерительной щелью.

Кроме того, имеются другие возможности для перемещения изображения, как, например, движением коорму источнику 7 и 8 света, свет которых в каждом случае подводится в комбинации фильтров 9 и 10.

Каждая система фильтров состоит 5 из коллекторов 11 и 12 из фильтров 13 и 14 с крутой кривой пропускания и полосовых фильтров 15 и 16, позволяющих достигнуть необходимой ширины полос с крутыми фронтами. 1

Комбинация фильтров 9 пропускает свет длины волны А, с шириной полосы А, в красной области, комбинация фильт)ов 10 пропускает свет длины 5 волны с шириной полосы лА, в зеленой области. Тем самым через конденсор 17 шаблон 2 освещается крас- ным светом, а через конденсор 18 шаблон 3 - зеленым светом. Проходящие в обоих каналах 4 и 5 сигналов изображения лучи через объектив 19 и 20 и отклоняющие зеркала 21-23 подводятся к светоделительному кубику 24. Каждый из обоих лучей перпен0

На выходе оптического компаратора 6 изображения

верхность светоделительного кубика 24, которые перпендикулярны друг к другу. Частичным отражением и частичным прохождением световых лучей через диагонально проходящую в кубике 24 светоделительную поверхность из светоделительного кубика 24 выходят два световых луча, содержащие красные и зеленые составляющие.

На выходе оптического компаратора 6 изображения

в плоскости промежуточного изображения 0 образуется наложенное изображение из обоих каналов 4 и 5 сигналов изображения. Через экран 25 (или окуляр) можно визуально наблюдать изображение. Второе изображение плоскости промежуточного изображения О через оборачивающую систему 26 для красного и зеленого

цветов передается во вторую плоскость промежуточного изображения О расположенную .у измерительной щели 27. Перед измерительной щелью находится качающееся зеркало 28, приводящее в движение изображение плоскости промежуточного изображения О Касающееся зеркало 28 можно заменить и другой динамической отклоняющей системой для определения края измерительных меток, например колеблющейся измерительной щелью.

Кроме того, имеются другие возможности для перемещения изображения, как, например, движением координаторного столика 1, на котором лежат шаблоны 2 и 3, причем столик соединен с измерительной системой с большой разрешающей способностью, например с лазерной системой измерения пути. Дальше можно двигать измерительную щель 27, причем это движение определяется измерительной системой на щели. За измерительной щелью 27 выходной зрачок через лин- ,зу 29 направляется на селективное зеркало 30, которое вызывает расщепление всей световой энергии Е смешанного цветного изображения

h„

на его составляющие Е

и Е,

для

/(1

красного и зеленого цветов. Через фильтры 31 или 32 каждая из обеих составляющих световой энергии направляется на один приемник 33 или 34 излучения. Фильтры 31 или 32 с целью улучшения селективности могут быть полосовыми или интерференционными фильтрами. Сигналы, выданные приемниками 33 и 34 излучения, подаются на узел 35 оборотки сигналов и определяются в качестве функции координат перемещения х или у, данных измерительной системой столика или измерительной щели.

После определения краев измерительных меток и вытекающей из этого привязки к системе измерения пути расчетным путем определяют середины расположений измерительных марок, а исходя из них путем образования разности устанавливают взаимную ошибку перекрытия меток шаблонов 2 и 3.

Фор мула изобретения

Система для определения ошибок Признано изобретением по резуль- перекрытия на измерительных метках татам эксперт йзы, осуществленной Be- или микроструктурах для контроля домством по изобретательству Германсвьщерживания заданной точности дета- кой Демократической Республики.

Редактор Г.Волкова Заказ 223/40

Составитель Л.Лобзова Техред В.Кадар

Корректор

Тиратк (i78 .Подписное

ВНИИГЕИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

10

15

я

2918236

пей, содержащая оптический компаратор, изображения с двумя каналами сигналов изображения, через которые в зависимости от отклонения положения между измерительными метками эталонного объекта и контролируемого объекта, находящимися на одном перемещаемом в двух перпендикулярных координатных направлениях предметном столике, создается совмещенное смешанное изображение, систему освещения для каждого канала сигналов изображения, йключающую по одной комбинации фильтров, пропускающей только узкополосный свет определенного ; диапазона длин волн, систему линз, установленную на выходе оптического компаратора изображения в плоскости промежуточного совмещенного смешанного изображения и действующую в качестве отклоняющей системы для света с соответствующими длинами волн, отличающаяся тем, что она снабжена расположенньши в ходе лучей за системой линз 26 средствами 27 и 28 для -фотометрии созданного в плоскости промежуточного изображения смешанного изображения, расположенным в ходе лучей позади второй плоскости промежуточного изображения О за другой системой линз 29 средством 30 для селективного расщепления хода лучей на два частичных хода лучей в соответствии с примененными длинами волн, расположенными в каждом из двух частичных ходов полосовым фильтром 31 и 33 и приемником 33 и 34 излуче- , ния и блоком 35 обработки результатов , подключенным к приемникам излучения .

20

30

35

40

Корректор Н.Король

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в промышленности по производству пролупроводников. Цель изобретения - повышение точности и производительности измерения путем исключения возникновения субъективных ошибок при проведении измерения. На входе каждого из двух каналов 4 и 5 сигналов изображения оптического компаратора 6 изображения установлена осветительная система, включающая комбинагщи фильтров 9 и 10. Эти комбинации фильтров 9 и 10 рассчитаны так, что они в каждом случае только пропускают свет определенного диапазона длин волн. Диапазоны длин волн обоих каналов 4 и 5 сигналов изображения не пересекаются, В одном канале сигналов изображения в ходе лучей находится шаблон 2 (эталонный объект), в другом канале сигналов изображения - шаблон 3 (испытуемый объект). В качестве эталонного объекта может служить, например, шаблон комплекта шаблонов с измерительными метками в отдельном кадре шаблона. Испытуемым объектом может быть измеряемый шаб- ,лон, который также снабжен измери (Л Я « H)N9 ;о 00 IC оо о „ гя jr дт л уг я