DE69310231T2

DE69310231T2 - Maskenausrichtung für Abstandslithographie unter Verwendung eines gespeicherten Videobildes

Info

Publication number: DE69310231T2
Application number: DE69310231T
Authority: DE
Inventors: Peter L. Montpelier Vermont 05602 Domenicali
Original assignee: Karl Suss America Inc
Current assignee: Suess Microtec Lithography GmbH
Priority date: 1992-02-07
Filing date: 1993-02-05
Publication date: 1997-08-28
Anticipated expiration: 2013-02-06
Also published as: US5204739A; ATE152528T1; DE69310231D1; DE556669T1; JPH0629173A; EP0556669B1; EP0556669A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft allgemein Abbildungsverfahren und -vorrichtungen und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen, die Videobilder verwenden und von besonderem Nutzen in Bearbeitungsanwendungen für Halbleiter sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In der Halbleiter-Mikrolithographie besteht eine kritische Operation in der Ausrichtung von Vorlagen auf einer Fotomaske zu zuvor aufgedruckten Bildern auf einem Schaltungssubstrat, z. B. einem Substrat aus Silicium, Keramik oder einem anderen Material. Diese Ausrichtung erfolgt normalerweise mit einer Toleranz, die einem Mikrometer (10&supmin;&sup6; Meter) nahekommt oder diesen Wert häufig übersteigt. Im allgemeinen werden zwei Bilder unter Verwendung eines Mikroskops beobachtet, und die Fotomaske oder das Substrat wird in Ausrichtung zum Gegenstück manipuliert.
Ein Problem, das bei der Proximity-Lithographie auftritt, besteht darin, daß sich die Fotomaske und das Substrat während der Ausrichtung nicht berühren dürfen. Bei einer Berührung könnte die relative Gleitbewegung zwischen der Fotomaske und dem Substrat die sehr feinen geometrischen Merkmale beschädigen.
Insbesondere können infolge einer Lücke zwischen den Oberflächen, die während der Ausrichtung beibehalten werden muß, die auf der Fotomaske zu beobachtenden Merkmale und jene auf dem Substrat nicht gleichzeitig unter dem Mikroskop scharf eingestellt sein. Dies erfordert somit häufig die Verwendung eines Mikroskopobjektivs mit schwächerer Verstärkung und gewünschter höherer Tiefenschärfe als für die angestrebten Ausrichtungstoleranzen optimal ist.
Mehrere Techniken zur Lösung dieses Problems sind dem Erfinder bekannt, zu denen die nachfolgend beschriebenen gehören.
Bei einer ersten Technik wird einfach die schlechtere Ausrichtgenauigkeit als Ergebnis der Verwendung des schwächer verstärkenden Mikroskopobjektivs akzeptiert, und die Schaltungsgestaltung und das Herstellungsverfahren werden auf die sich ergebenden Überlagerungsfehler eingestellt.
Bei einer zweiten Technik wird ein Objektivwechselrevolver am Mikroskop verwendet und sowohl ein hoch verstärkendes Objektiv mit geringer Tiefenschärfe als auch ein niedrig verstärkendes Objektiv mit hoher Tiefenschärfe eingebaut. Das zuletzt genannte Objektiv wird während der Ausrichtung verwendet; anschließend wird kurz vor der Belichtung, wenn die Lücke zwischen der Fotomaske und dem Substrat normalerweise bis zur Berührung (oder fast bis zur Berührung) verringert ist, um die bestmögliche fotografische Wiedergabetreue zu erreichen, das zuerst genannte Objektiv verwendet, um die Ausrichtung zu kontrollieren. Bei Erfassung eines Ausrichtfehlers wird die Lücke erneut bis zum Ausrichtzustand vergrößert, und der Prozeß wird wiederholt. Dieser Prozeß wird oft vielfach wiederholt und kann über 30 Minuten dauern, um die gewünschte Überlagerungsgenauigkeit zu erreichen. Ein weiterer Nachteil dieser Technik ist, daß jedesmal, wenn das Substrat in Berührung mit der Fotomaske gebracht wird, die Gefahr besteht, daß das Substrat oder die Fotomaske möglicherweise beschädigt wird.
Bei einer dritten Technik wird ein automatisches Ausrichtsystem genutzt, das von einer von zwei Arten sein kann. Eine erste Art beruht auf kohärenter Beleuchtung und erfordert den Einsatz eines Lasers zum Erfassen und Lokalisieren von Merkmalen mit hoher Genauigkeit über eine große Tiefenschärfe. Eine zweite Art beruht auf Bildverarbeitung und verwendet einen "Video Frame Grabber" bzw. Video-Bilddigitalisierer und Bildverarbeitungscomputer zum Identifizieren und genauen Lokalisieren der Zielbilder auf der Fotomaske und dem Substrat. Dieses System erfordert ein Mikroskop, das eine schnelle und genaue Autofokussierung unter Gomputersteuerung durchführen kann. Systeme, die eines oder mehrere dieser Merkmale verwenden, sind als AL2000 und ALX bekannt, die beide von der Firma Karl Suss America, Inc., Waterbury Center, Vermont, USA hergestellt werden.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, um zwei ebene Oberflächen genau in eine vorbestimmte räumliche Beziehung zueinander zu bringen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum genauen und schnellen Ausrichten einer Fotomaske zu einer Oberfläche eines Substrats bereitzustellen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Überwindung der vorgenannten und anderer Probleme sowie die Lösung der Aufgaben der Erfindung erfolgt durch die Verwendung eines femfokussierenden Mikroskops und einer Videobild-Speichervorrichtung, die im folgenden als Bilddigitalisierer bezeichnet wird. Ist erfindungsgemaß eine erste Oberfläche scharf eingestellt, wird ein Bild der ersten Oberfläche erhalten und gespeichert. Nach Neufokussieren des Mikroskops auf eine zweite Oberfläche wird anschließend das gespeicherte Bild der ersten Oberfläche dem aktuellen bzw. "Live"-Bild der zweiten Oberfläche überlagert und einem Bedicner des Systems angezeigt. Während er die beiden Bilder betrachtet, kann der Bediener die beiden Oberflächen manuell zueinander ausrichten.
Der Einsatz der Erfindung bietet mehrere Vorteile. Ein erster Vorteil ist, daß gegenüber den vorstehend beschriebenen herkömmlichen Techniken Objektive mit höherer Verstärkung verwendet werden können, wodurch mit besserer Überlagerungsgenauigkeit ausgerichtet werden kann. Ein zweiter Vorteil ist die Beseitigung der herkömmlichen Praxis, periodisch zwischen unterschiedlichen Objektiven umzuschalten, wodurch die Ausrichtung in kürzerer Zeit und mit höherem Durchsatz erreicht werden kann. Ein dritter Vorteil läßt die herkömmliche Notwendigkeit entfallen, periodisch zwischen dem Zustand mit Ausrichtlücke und dem Belichtungszustand zu wechseln, was die Möglichkeit von Schäden an der Fotomaske und/oder dem Substrat verringert oder beseitigt und ferner den Durchsatz erhöht.
Zur Lösung der Aufgaben der Erfindung wird ein Videobildspeicher zum Speichern und überlagern der Bilder zweier in unterschiedlichen Fokalebenen liegenden Oberflächen mit dem Zweck verwendet, die beiden Bilder seitlich auszurichten. Außerdem verwendet die Erfindung ein fernfokussierendes Videomikroskop im Zusammenhang mit der Verwendung eines Videobildspeichers zum Speichern und überlagern der Bilder zweier in unterschiedlichen Fokalebenen liegenden Oberflächen mit dem Zweck, die beiden Bilder seitlich auszurichten.
Insbesondere lehrt die Erfindung eine Abbildungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung. Die Vorrichtung weist ein Abbildungssystem zum Erzeugen und zum Speichern von Bilddaten auf, wobei das Abbildungssystem ein Mikroskop mit einer Fokalposition aufweist, die zwischen mindestens einer ersten Fokalposition und einer zweiten Fokalposition einstellbar ist. Mit dem Mikroskop gekoppelt ist eine Vorrichtung zur Verwendung durch einen Bediener des Systems zum Festlegen einer Stelle der ersten Fokalposition und zum Festlegen einer Stelle der zweiten Fokalposition. Die Festlegungsvorrichtung gibt zum Mikroskop zu jeder gegebenen Zeit eine Festlegung der Stelle der ersten Fokalposition oder eine Festlegung der Stelle der zweiten Fokalposition aus. Ebenfalls zugehörig ist ein Steuersystem, das auf eine Eingabe vom Bediener des Systems reagiert, um die Festlegungsvorrichtung zu veranlassen, für ein vorbestimmtes Zeitintervall vom Festlegen der Stelle einer der ersten oder zweiten Fokalposition zum Festlegen der Stelle der anderen der Fokalpositionen zu wechseln. Außerdem veranlaßt das Steuersystem das Abbildungssystem, während des vorbestimmten Zeitintervalls an der Stelle der anderen der Fokalpositionen erzeugte Bilddaten zu speichern, und veranlaßt ferner das Abbildungssystem, nach Ablauf des vorbestimmten Zeitintervalls die gespeicherten Bilddaten Bilddaten zu überlagern, die an der ursprünglich festgelegten der ersten oder zweiten Fokalposition erzeugt werden. Vorgesehen ist ein Anzeigemonitor zum Anzeigen der gespeicherten Bilddaten, die den an der ursprünglich festgelegten der ersten oder zweiten Fokalposition erzeugten Bilddaten überlagert sind, für den Benutzer des Systems.
In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Mikroskop ein Mischbildmikroskop bzw. ein Mikroskop mit geteiltem Feld mit einem ersten Mikroskopobjektiv und einem zweiten Mikroskopobjektiv. Die Festlegungsvorrichtung legt die Stelle der ersten Fokalposition und die Stelle der zweiten Fokalposition separat für jedes der Mikroskopobjektive fest.
In der Verwendung wird ein Substrat an der Stelle der ersten Fokalposition positioniert, eine Fotomaske wird an der Stelle der zweiten Fokalposition positioniert, und das System weist ferner eine Translationsstufe zum seitlichen Positionieren des Substrats gegenüber der Fotomaske auf.
Alternativ weist das System eine Translationsstufe zum seitlichen Positionieren der Fotomaske gegenüber dem Substrat auf. Die Auswahl, welche Struktur (Fotomaske oder Substrat) zu positionieren ist, hängt vom speziellen Maskenausrichter ab und ist für den Betrieb der Erfindung ohne Belang.
Ferner weist das Abbildungssystem einen Schaltungsaufbau zum Kompensieren einer Verzögerung beim Auslesen der gespeicherten Bilddaten aus, um Bildpunkte bzw. Pixel des gespeicherten Bilds mit Pixeln von Bildpunkten zu synchronisieren, die an der ursprünglich festgelegten erslen oder zweiten Fokalposition erzeugt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorgenannten und weitere Merkmale der Erfindung gehen deutlicher aus der nachfolgenden näheren Beschreibung der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Proximity-Maskenausricht systems;
Fig. 2 ein schematische Ansicht zur näheren Darstellung einer Fokussteuereinheit; und
Fig. 3 einen Ablaufplan zur Veranschaulichung der Schritte eines Verfahrens der Erfindung.

NÄHERE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 veranschaulicht ein System 1 zum Ausrichten einer Fotomaske 10 und eines Substrats 12 in einem Gerät zur Proximity-Halbleiterlithographie. Die Fotomaske 10 ist normalerweise 1,5 - 3 mm (0,060 - 0,120 Inch) dick und ist über dem Substrat 12 positioniert, das aus Silicium, Keramik, Metall oder einem anderen geeigneten Material bestehen kann. Die Fotomaske 10 weist ein transparentes Substratmaterial auf, durch das das Wafer- bzw. Scheibensubstrat 12 durch die Fotomaske 10 hindurch betrachtet werden kann. über der Fotomaske 10 ist ein Doppel-Videomikroskop 14 steif aufgehängt, das zwei Objektivlinsen 16 und 18, zwei Mikroskopkörper 20 und 22 sowie zwei Industriefernsehkameras (Videokameras) 24 und 26 aufweist. Das Mikroskop 14 ist fernfokussierbar. Beispielsweise treiben (nicht gezeigte) Gleichstrom-Servomotoren in den Mikroskopkörpern 20 und 22 die Objektive 16 und 18 über Exzenterkurbeln auf die durch Pfeile A und B gezeigte Weise an. Eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform für das Mikroskop 14 ist als Modell Nr. DVM6 bekannt, hergestellt von der Firma Karl Suss America, Inc., Waterbury Center, Vermont, USA. Analoge Befehlssignale 33 für den linken und rechten Servomotor werden von einer Fokussteuereinheit (FCU) 28 ausgegeben. Die Steuersignale 33 gelangen als Eingabe zu einer Servosteuerung 29, die Signale für die Servomotoransteuerung zu den Mikroskopkörpern 20 und 22 ausgibt.
Die FCU 28 weist vier Potentiometer (28a bis 28d) auf, die manuell durch einen Bediener des Systems 1 eingestellt werden, um die Fokuspositionen des linken und rechten Objektivs 16 und 18 herzustellen. Zwei Potentiometer gehören zu jedem Objektiv, wobei ein Paar (28a, 28b) für die Fokalposition der Fotomaske (MASK) und ein Paar (28c, 28d) für die Fokalposition des Substrats (WAFER) dient. Die beiden Potentiometerpaare werden mit einem Kippschalter 28e MASK/WAFER ausgewählt. Durch diese Konfiguration können die Fokalpositionen für die Fotomaske und das Substrat mit den Potentiometern 28a bis 28d voreingestellt werden, und ferner kann mit dem Schalter 28e zwischen den beiden Fokalpositionen hin- und hergeschaltet werden, ohne daß ein Bediener die Fokuspotentiometer 28a bis 28d gewissenhaft neu einstellen muß. Als solche registrieren die Potentiometer 28a bis 28d elektrisch die gewünschten Fokuspositionen.
Videoausgabesignale von den beiden Videokameras 24 und 26 werden an einem herkömmlichen Video-Teiler/Einfüger (VSI) 30 angelegt. Die Funktion des VSI 30 besteht im Einfügen eines Abschnitts des Bilds von der rechten Videokamera 26 in das Bild von der linken Videokamera 24, so daß ein geteiltes Bild mit einem linken Teilbild und einem rechten Teilbild auf einem Anzeigemonitor 32 sichtbar ist. Ein Kippschalter 28f an der FCU 28 führt ein Ausgabesignal 35 zum VSI 30 zum Auswählen, ob der Monitor 32 das Bild mit geteiltem Feld anzeigt, oder ob er nur die Ausgabe der linken Kamera 24 oder der rechten Kamera 26 anzeigt.
Das Videoausgabesignal vom VSI 30 wird an einem Eingang 34a einer Bilddigitalisiererschaltung (FGC) 34 angelegt, die so gestaltet ist, daß sie das Videosignal stets direkt zu einem Ausgang 34b durchführt. Die Ausgabe der FGC 34 wird zum Videoanzeigemonitor 32 zur Anzeige geführt. Der Betrieb der FGC 34 wird durch eine Steuerung 34e als Reaktion auf Signale gesteuert, die auf zwei Signalleitungen von der FCU 28 erscheinen. Eine erste Signalleitung 36a ist eine Zweizustandsleitung, die durch einen Schalter 289 ENHANCED/NORMAL (erweitert/normal) umgeschaltet wird. In der Stellung ENHANCED des Schalters 289 steuert diese Leitung die Ausgabe eines Bildspeicherpuffers (FSB) 34c der FGC 34 so, daß sie über einen Addiererblock 34d zum durchgeführten Live-Videosignal vom VSI 30 addiert wird, wodurch das gespeicherte Bild dem Live-Bild überlagert wird. Eine zweite Leitung 36b überträgt ein Impulssignal, das durch die FCU 28 erzeugt wird, wenn ein Schalter 28h GFAB IMAGE (Bild digitalisieren) gedrückt wird. Das Impulssignal bewirkt, daß die FGC 34 veranlaßt wird, ein Bild des Live-Videosignals zu "ergreifen" (digitalisieren) und das digitalisierte Videobild im FSB 34c zu speichern.
Vorzugsweise addiert der Addierer 34d das analoge "Live"-Videosignal zur Ausgabe des FSB 34c, nachdem die Ausgabe des FSB 34c aus digitaler in analoge Form umgewandelt wurde. Zur Beseitigung von Bildversätzen infolge einer Phasenverschiebung, die durch die Operation des Auslesens aus dem FSB 34c und der Umwandlung der digitalen Pixeldaten in analoge Form eingeführt wird, führt die Steuerung 34e eine Vorwärtsphasenverschiebung in die Ausgabe des FSB 34c ein. Ein Verfahren zum Herstellen der Vorwärtsphasenverschiebung besteht darin, das Auslesen der gespeicherten Pixel einer Abtastzeile vor Beginn des Abtastzeilendurchlaufs einzuleiten. Dadurch wird das erste Pixel ausgelesen, in analoge Form umgewandelt und mit dem ersten Abtastzeilenpixel des "Live"- Bilds synchronisiert. Ziel ist, einen maximalen Phasenfehler am Anzeigemonitor 32 von weniger als einem Viertel (25 %) einer Pixelbreite vorliegen zu haben. Deutlich dürfte sein, daß es für ein Ausrichtsystem der dargestellten Art wichtig ist, daß alle angezeigten Versätze zwischen den beiden Bildern Folge eines körperlichen, seitlichen Versatzes zwischen der Fotomaske 10 und dem Substrat 12 und nicht Folge von durch das Abbildungssystem eingeführten Artefakten sind.
Fig. 2 zeigt einen gegenwärtig bevorzugten Aufbau der FCU 28. Die FCU 28 weist drei Impulsquellen auf, die beispielsweise u. a. als monostabile Multivibratoren (OS) (40a, 40b, 40c) implementiert sein können. Der Betrieb des Schaltungsaufbaus der FCU 28 wird auch anhand des Ablaufplans von Fig. 3 diskutiert.
Beim Drücken des Druckknopfschalters 28h "GRAB IMAGE" werden die OS 40a und 40b gesetzt und beginnen ihre Zeitauslösungsperioden. Der OS 40a ist so konfiguriert, daß er einen Impuls mit einer Impulsdauer erzeugt, die länger als die Impulsdauer des OS 40b ist. Für eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform erzeugt der OS 40a einen Impuls von einer Sekunde, und der OS 40b erzeugt einen Impuls von 0,7 Sekunden. Die maximale Dauer jeder dieser beiden Impulslängen ist anwendungsabhängig und eine Funktion der Betriebskennwerte des Mikroskops 14, was später beschrieben wird.
Der OS 40c ist als 100-Mikrosekunden-Impulsgenerator konfiguriert. Die Ausgabe des OS 40c ist mit der Signalleitung 36b gekoppelt und signalisiert der FGC 34, ein Bild zu digitalisieren und zu speichern oder zu "ergreifen".
Die Ausgabe des OS 40a steuert einen Logikschaltungsaufbau 42 so, daß er die manuelle Einstellung des Schalters 28e MASK/WAFER umgeht, um die Fokussteuerungen zwischen den durch die jeweiligen Potentiometer (28a bis 28d) eingestellten Fokuspositionen MASK und WAFER umzuschalten. Das eigentliche Schalten erfolgt z. B. durch einen digital gesteuerten statischen Analogschalter 43. Ergebnis ist, daß bei anfänglicher Auswahl des Fokus MASK nach Betätigen des Schalters 28h GRAB IMAGE das Mikroskop 14 die Objektive 16 und 18 für eine Sekunde, die Impulsdauer der Ausgabe des OS 40a, in die väreingestellte Fokusposition WAFER ansteuert. Nach einer Sekunde führt die Schaltung 42 den Analogschalter 43 zurück zum ursprünglichen Zustand, wonach das Mikroskop 14 in die Fokusposition MASK zurückkehrt. Wurde statt dessen anfänglich der Fokus WAFER ausgewählt, steuert nach Betätigen des Schalters 28h GRAB IMAGE das Mikroskop 14 die Objektive 16 und 18 für eine Sekunde, die Impulsdauer der Ausgabe des OS 40a, in die voreingestellte Fokusposition MASK an. Nach einer Sekunde führt die Schaltung 42 den Analogschalter 43 zurück zum ursprünglichen Zustand, wonach das Mikroskop 14 in die Fokusposition WAFER zurückkehrt.
Die 0,7 Sekunden lange Impulsausgabe durch den OS 40b ist mit dem Triggereingang des OS 40c gekoppelt und dient zum Triggern des OS 40c am Ende des 0,7-Sekunden-Impulses. Dadurch erzeugt der OS 40c den 100 Mikrosekunden langen Impuls 0,7 Sekunden nach Auslösung des eine Sekunde langen Pulses durch den OS 40a. Die Verzögerung von 0,7 Sekunden beim Erzeugen des 100-Mikrosekunden-Impulses für die FGC 34 gewährleistet, daß das Mikroskop 14 ausreichend Zeit hat, um an der neuen Fokusposition einzutreffen und etwaige mechanische Vibrationen auszuschwingen, die durch Ansteuern der Objektive 16 und 18 in die gewünschten voreingestellten Fokuspositionen möglicherweise hervorgerufen werden. Es dürfte deutlich sein, daß die hierin offenbarten verschiedenen Impulslängen Funktionen der Betriebskennwerte des Mikroskops 14 und der FGC 34 sind.
Zur Zusammenfassung des Betriebs des Systems 1 und gemäß dem Ablaufplan von Fig. 3 werden die nachfolgend beschriebenen Schritte durchlaufen.
(SCHRITT A) Die vier Potentiometer 28a bis 28d werden auf geeignete Weise so eingestellt, daß in der Stellung MASK des Schalters 28e MASK/WAFER die Fotomaske 10 scharf eingestellt ist und in der Stellung WAFER des Schalters 28e das Substrat 12 scharf eingestellt ist. Normalerweise liegt der Abstand zwischen der Unterseite der Fotomaske 10 und der Oberseite des Substrats 12 während des Ausrichtverfahrens in der Größenordnung von 100 Mikrometern.
(SCHRITT B) Je nach dem, welche Oberfläche während des Ausrichtvorgangs beweglich ist, wird der Schalter 28e MASK/WAFER in der entsprechenden Stellung belassen. Normalerweise ist entweder die Fotomaske 10 oder das Substrat 12 beweglich, beide jedoch nicht. Dadurch steuert das Mikroskop 14 die Objektive 16 und 18 zum Fokussieren auf die durch den Schalter 28e MASK/WAFER ausgewählte bewegliche Oberfläche an, und ein Bild der beweglichen Oberfläche wird auf dem Anzeigemonitor 32 angezeigt. Der Schalter 289 ENHANCED/NORMAL befindet sich in der Stellung ENHANCED, damit die Ausgabe des Bildspeicherpuffers dem Live- Videosignal überlagert werden kann.
(SCHRITT C) Der Schalter 28h GRAB IMAGE wird betätigt. Dies bewirkt, daß das Mikroskop 14 die Objektive 16 und 18 in die entgegengesetzte voreingestellte Fokalposition ansteuert, die der normalerweise nicht beweglichen oberfläche (Fotomaske oder Substrat je nach spezieller Architektur des Ausrichtsystems 1) entspricht. Nach einer vorbestimmten Zeit nach Betätigung des Schalters 28h GRAB IMAGE erscheint der 100 Mikrosekunden lange Impuls auf der Signalleitung 36b, was die FGC 34 veranlaßt, im FSB 34c das von der nicht beweglichen Oberfläche empfangene Bild zu digitalisieren und zu speichern.
(SCHRITT D) Nach Zeitauslösung des OS 40a steuert das Mikroskop 14 die Objektive 16 und 18 so an, daß sie erneut auf die bewegliche Oberfläche gemäß der Angabe durch die manuell eingestellte Stellung des Schalters 28e MASK/WAFER fokussieren. Was dann auf dem Anzeigemonitor 32 erscheint, ist das gespeicherte Bild einer Oberfläche, der nicht beweglichen Oberfläche, das dem Live-Bild der anderen Oberfläche, der beweglichen Oberfläche, überlagert ist. Je nach Stellung des Schalters 28f SPLIT FIELD (Feldteilung) werden überlagerte Bilder von beiden Objektiven 16 und 18 gleichzeitig angezeigt, oder es wird das Bild von nur einem Objektiv angezeigt.
(SCHRITT E) Anschließend wird die bewegliche "Live"- Oberfläche durch den Benutzer iher (nicht gezeigte) Systemsteuerungen manipuliert, die mit einer x-y-z-Positionierstufe 44 des Maskenausrichtersystems 1 verbunden sind, bis das Bild der "Live"-Oberfläche in korrekter Ausrichtung zum gespeicherten Bild der nicht beweglichen Oberfläche erscheint. Normalerweise wird von der Ausrichtung beider ausgegangen, wenn der Benutzer Zielvorlagen ausrichtet, die auf der Fotomaske 10 und dem Substrat 12 vorgesehen sind.
(SCHRITT F) Vermutet der Benutzer zu beliebiger Zeit, daß das Mikroskop 14 mechanisch gestört wurde oder abgewandert ist, kann der Schalter 28h GRAB IMAGE betätigt werden, um ein "frisches" Bild der nicht beweglichen Oberfläche zu speichern und anzuzeigen.
Obwohl die Beschreibung im gegenwärtig bevorzugten Kontext eines Maskenausrichtsystems erfolgte, sollte deutlich sein, daß die Lehre der Erfindung auf andere Anwendungen anwendbar ist, in denen gewünscht ist, eine spezifische Orientierung zwischen zwei Oberflächen herzustellen, die zueinander verschoben sind. Außerdem ist die Lehre der Erfindung auf Systeme anwendbar, die ein Mikroskopsystem mit einem einzigen Feld im Gegensatz zu einem mit geteiltern Feld haben.
Während also die Erimdung speziell anhand einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt und beschrieben wurde, wird dem Fachmann deutlich sein, daß Änderungen in Form und Detail an ihr vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung wie beansprucht abzuweichen.

Claims

1. Abbildungsvorrichtung mit:

a) einer Einrichtung zum Erzeugen und Speichern von Eilddaten mittels einer Abbildungseinrichtung, die zwischen mindestens einer ersten Fokalposition und einer zweiten Fokalposition einstellbar ist;

b) einer Einrichtung zum Einstellen der Fokalposition der Abbildungseinrichtung durch ein Einsteilsignal und

c) einer Steuereinrichtung, die mit der Einstelleinrichtung und mit der Erzeugungs- und Speichereinrichtung verbunden ist, um über die Einstelleinrichtung die Abbildungseinrichtung für ein vorbestimmtes Zeitintervall von der einen Fokalposition zur anderen Fokalposition zu verstellen, um durch die Erzeugungs- und Speichereinrichtung während des vorbestimmten Zeitintervalls an der anderen Fokalposition erzeugte Bilddaten zu speichern und um durch die Erzeugungs- und Speichereinrichtung nach Ablauf des vorbestimmten Zeitintervalis die gespeicherten Bilddaten Bilddaten zu überlagern, die an der einen Fokalposition erzeugt werden.

2. Abbildungsvorrichtung insbesondere nach Anspruch 1 mit:

einer Einrichtung zum Erzeugen und Speichern von Bilddaten, wobei die Erzeugungs- und Speichereinrichtung eine Abbildungseinrichtung mit einer Fokalposition aufweist, die zwischen mindestens einer ersten Fokalposition und einer zweiten Fokalposition einstellbar ist;

einer Einrichtung mit einem mit der Abbildungseinrichtung gekoppelten Ausgang zur Verwendung durch einen Benutzer des Systems zum Festlegen einer Stelle der ersten Fokalposition und zum Festlegen einer Stelle der zweiten Fokalposition, wobei die Festlegungsvorrichtung an die Abbildungseinrichtung zu jeder gegebenen Zeit eine Festlegung der Stelle der ersten Fokalposition oder eine Festlegung der Stelle der zweiten Fokalposition ausgibt; und

einer Steuereinrichtung, die mit der Festlegungseinrichtung und mit der Erzeugungs- und Speichereinrichtung verbunden ist, und auf eine Eingabe vom Benutzer des Systems anspricht, um die Festlegungseinrichtung zu veranlassen, für ein vorbestimmtes Zeitintervall vom Festlegen der Stelle einer der ersten oder der zweiten Fokalposition zum Festlegen der Stelle der anderen der Fokalpositionen zu wechseln, um die Erzeugungs- und Speichereinrichtung zu veranlassen, während des vorbestimmten Zeitintervalls an der Stelle der anderen der Fokalpositionen erzeugte Bilddaten zu speichern, und um die Erzeugungsund Speichereinrichtung zu veranlassen, nach Ablauf des vorbestimmten Zeitintervalls die gespeicherten Bilddaten Bilddaten zu überlagern, die an der ursprünglich festgelegten der ersten oder der zweiten Fokalposition erzeugt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abbildungseinrichtung ein Mischbildmikroskop mit einem ersten Mikroskopobjektiv und einem zweiten Mikroskopobjektiv aufweist, und wobei die Festlegungseinrichtung die Stelle der ersten Fokalposition und die Stelle der zweiten Fokalposition getrennt für jedes der Mikroskopobjektive festlegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, ferner mit einer Anzeigeeinrichtung, um dem Benutzer des Systems die gespeicherten Bilddaten anzuzeigen, die den Bilddaten. überlagert sind, die an der ursprünglich festgelegten ersten oder zweiten Fokalposition erzeugt werden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Substrat an der Stelle der ersten Fokalposition positioniert ist, eine Fotomaske an der Stelle der zweiten Fokalposition positioniert ist und das System ferner eine Einrichtung zum seitlichen Positionieren des Substrats gegenüber der Fotomaske aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Erzeugungs- und Speichereinrichtung eine Einrichtung zum Kompensieren einer Verzögerung beim Auslesen der gespeicherten Bilddaten aufweist, um Bildpunkte des gespeicherten Bilds mit Bildpunkten der Bilddaten zu synchronisieren, die an der ursprünglich festgelegten ersten oder zweiten Fokalposition erzeugt werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Festlegungseinrichtung mehrere Potentiometer zum Festlegen der Stelle der ersten Fokalposition und zum Festlegen der Stelle der zweiten Fokalposition aufweist, und die Festlegungseinrichtung eine mit Ausgängen der mehreren Potentiometer gekoppelte Schaltereinrichtung zum Auswählen einzelner der Potentiometerausgaben zum Ausgeben zu der Abbildungseinrichtung aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuereinrichtung mehrere Impulserzeugungseinrichtungen aufweist, die auf die Eingabe von dem Benutzer reagieren, wobei eine erste der Impulserzeugungseinrichtungen einen mit der Festlegungseinrichtung gekoppelten Ausgang hat und einen ersten Impuls mit einer ersten Impulsbreite erzeugt, die gleich dem vorbestimmten Zeitintervall ist, und der erste Impuls die Festlegungseinrichtung veranlaßt, vom Festlegen der Stelle einer der ersten oder der zweiten Fokalposition zum Festlegen der Stelle der anderen der Fokalpositionen zu wechseln.

9. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine zweite der mehreren Impulserzeugungseinrichtungen einen Ausgang zum Erzeugen eines zweiten Impulses mit einer zweiten Impulsbreite - hat, die kleiner als die erste Impulsbreite ist, und der zweite Impuls gleichzeitig mit dem ersten Impuls erzeugt wird, und wobei eine dritte der Impulserzeugungseinrichtungen einen Eingang hat, der mit dem Ausgang der zweiten der Impulserzeugungseinrichtungen gekoppelt ist, um durch sie bei Ablauf des zweiten Impulses getriggert zu werden, wobei die dritte Impulserzeugungseinrichtung an einem Ausgang einen Impuls erzeugt, der mit der Erzeugungs- und Speichereinrichtung gekoppelt wird, um die Erzeugungs- und Speichereinrichtung zu veranlassen, während des vorbestimmten Zeitintervalls die Bilddaten zu speichern, die an der Stelle der anderen der Fokalpositionen erzeugt werden.

10. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das vorbestimmte Zeitintervall etwa eine Sekunde beträgt.

11. Verfahren zum Erzeugen eines fokussierten Bilds zweier in unterschiedlichen Entfernungen von einem Mikroskopobjektiv angeordneten Oberflächen mit einem Mikroskop, mit den Schritten:

Fokussieren des Mikroskops auf

eine erste der Oberflächen und Führen eines ersten elektrischen Protokolls der ersten Fokusposition;

Fokussieren des Mikroskops auf

eine zweite der Oberflächen und Führen eines zweiten elektrischen Protokolls der zweiten Fokusposition;

Beibehalten der Fokussierung des Mikroskops auf eine ausgewählte der ersten oder der zweiten Oberfläche gemäß der Festlegung durch das erste elektrische Protokoll oder das zweite elektrische Protokoll;

und als Reaktion auf einen Befehl von einem Benutzer des Mikroskops

Fokussieren des Mikroskops auf die andere der ersten oder der zweiten Oberfläche gemäß der Festlegung durch das andere elektrische Protokoll;

Speichern eines Bildes, das durch das Mikroskop von der anderen der ersten oder der zweiten Oberfläche erhalten wird;

erneut Fokussieren des Mikroskops auf die ausgewählte der ersten oder der zweiten Oberfläche gemäß der Festlegung durch das erste elektrische Protokoll oder das zweite elektrische protokoll; und

Darstellen eines aktuellen Bildes für den Benutzer des Mikroskops, wobei das aktuelle Bild durch das Mikroskop von der ausgewählten der ersten oder der zweiten Oberfläche erhalten wird, und gleichzeitig das gespeicherte Bild angezeigt wird, das dem aktuellen Bild überlagert ist, wobei die Anzeige auf der gleichen Anzeigeeinrichtung erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Anzeigeschritt einen Schritt des Auslesens des gespeicherten Bildes umfaßt und einen Schritt der Synchronisierung der Bildpunkte des ausgelesenen Bildes mit den Bildpunkten des aktuellen Bilds.

13. Proximity-Maskenausrichtsystem mit:

einem Mischbildmikroskop mit einem ersten Mikroskopobjektiv und einem zweiten Mikroskopobjektiv;

einer Einrichtung zur Verwendung durch einen Bediener des Systems zum Festlegen einer Stelle einer ersten Fokalposition und einer Stelle einer zweiten Fokalposition für das erste Mikroskopobjektiv und für das zweite Mikroskopobjektiv, wobei die Festlegungsvorrichtung zu dem Mischbildmikroskop zu jeder gegebenen Zeit eine Festlegung der Stelle der ersten Fokalposition oder eine Festlegung der Stelle der zweiten Fokalposition ausgibt;

einer mit dem Mischbildmikroskop gekoppelten Einrichtung zum Erzeugen und zum Speichern von Bilddaten als Darstellung eines durch das Mischbildmikroskop betrachteten Bilds;

einer Anzeigeeinrichtung mit einem Eingang, der mit einem Ausgang der Erzeugungs- und Speichereinrichtung gekoppelt ist, zum Anzeigen eines Bilds, das dem durch das Mischbildmikroskop betrachteten Bild entspricht, für den Bediener; und

einer Steuereinrichtung, die mit der Festlegungseinrichtung und mit der Erzeugungs- und Speichereinrichtung gekoppelt ist und auf eine Eingabe von dem Bediener des Systems reagiert, um die Festlegungsvorrichtung zu veranlassen, für ein vorbestimmtes Zeitintervall vom Festlegen der Stelle einer der ersten oder der zweiten Fokalposition zum Festlegen der Stelle der anderen der Fokalpositionen zu wechseln, um die Erzeugungs- und Speichereinrichtung zu veranlassen, während des vorbestimmten Zeitintervalls an der Stelle der anderen der Fokalpositionen erzeugte Bilddaten zu speichern, und um die Erzeugungs- und Speichereinrichtung zu veranlassen, nach Ablauf des vorbestimmten Zeitintervalls die gespeicherten Bilddaten Bilddaten zu überlagern, die an der ursprünglich festgelegten ersten oder zweiten Fokalposition erzeugt werden.

14. System nach Anspruch 13, wobei ein Substrat an der Stelle der ersten Fokalposition positioniert ist, eine Fotomaske an der Stelle der zweiten Fokalposition positioniert ist und das System ferner eine Einrichtung zum seitlichen Positionieren des Substrats gegenüber der Fotomaske aufweist.

15. System nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Erzeugungs- und Speichereinrichtung eine Einrichtung zum Kompensieren einer Verzögerung beim Auslesen der gespeicherten Buddaten aufweist, um Bildpunkte des gespeicherten Bilds mit Bildpunkten der Bilddaten zu synchronisieren, die an der ursprünglich festgelegten ersten oder zweiten Fokalposition erzeugt werden.

16. System nach Anspruch 13, 14 oder 15, wobei die Festlegungseinrichtung mehrere Potentiometer zum Festlegen der Stelle der ersten Fokalposition und zum Festlegen der Stelle der zweiten Fokalposition aufweist, wobei die Festlegungseinrichtung eine mit Ausgängen der mehreren Potentiometer gekoppelte Schaltereinrichtung zum Auswählen einzelner der Potentiometerausgaben zum Ausgeben zu dem Mischbildmikroskop aufweist.

17. System nach Anspruch 16, ferner mit einer Servosteuereinrichtung, die zwischen der Festlegungseinrichtung und dem Mischbildmikroskop eingefügt ist, wobei die Servosteuereinrichtung auf die Ausgaben der mehreren Potentiometer reagiert, um Servomotor-Ansteuersignale zum Ansteuern von Servomotoren zu erzeugen, die mit dem ersten und mit dem zweiten Mikroskopobjektiv gekoppelt sind.

18. System nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei die Steuereinrichtung mehrere Impulserzeugungseinrichtungen aufweist, wobei eine erste der Impulserzeugungseinrichtungen einen mit der Festlegungseinrichtung gekoppelten Ausgang hat und einen ersten Impuls mit einer ersten Impulsdauer erzeugt, die gleich dem vorbestimmten Zeitintervall ist, um die Festlegungseinrichtung zu veranlassen, vom Festlegen der Stelle einer der ersten oder der zweiten Fokalposition zum Festlegen der Stelle der anderen der Fokalpositionen zu wechseln.

19. System nach Anspruch 18, wobei eine zweite der mehreren Impulserzeugungseinrichtungen einen Eingang hat, der mit einem Eingang der ersten der Impulserzeugungseinrichtungen gekoppelt ist, um synchron mit der ersten Impulserzeugungseinrichtung durch die Eingabe von dem Bediener durch die Erzeugung des ersten Impulses getriggert zu werden, wobei die zweite der Impulserzeugungseinrichtungen an einem Ausgang einen zweiten Impuls mit einer zweiten Impulsdauer erzeugt, die kleiner als die erste Impulsdauer ist, und wobei eine dritte der Impulserzeugungseinrichtungen einen Eingang hat, der mit dem Ausgang der zweiten der Impulserzeugungseinrichtungen gekoppelt ist, um durch sie bei Ablauf des zweiten Impulses getriggert zu werden, wobei die dritte Impulserzeugungseinrichtung an einem Ausgang einen Impuls erzeugt, der mit der Erzeugungs- und Speichereinrichtung gekoppelt wird, um die Erzeugungs- und Speichereinrichtung zu veranlassen, während des vorbestimmten Zeitintervalls die Bilddaten zu speichern, die an der Stelle der anderen der Fokalpositionen erzeugt werden.

20. System nach Anspruch 19, wobei das vorbestimmte Zeitintervall etwa eine Sekunde beträgt.

21. System nach einem der Ansprüche 13 bis 20, wobei eine Fotomaske an der Stelle der ersten Fokalposition positioniert ist, ein Substrat an der Stelle der zweiten Fokalposition positioniert ist und das System ferner eine Einrichtung zum seitlichen Positionieren der Fotomaske gegenüber dem Substrat aufweist.