Omega System Kalibrering: Strål X-Separation mätning och kalibrering

• Main Author: Fernstad, Joakim
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) 2006
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-101202

Micronic Laser Systems AB produces and develops machines for the photo mask production market. One of their products is the Omega machine which exposes photo masks using 5 laser beams simultaneously. It is important that the distance between the each laser beam, the x-separation, is the same. The x-separation is today measured by exposing a photo mask with a certain pattern and thereafter measured with a metrology system. This takes to much time and it is desired to find a faster method to measure the x-separation without loosing precision. The task for this master thesis is to improve an existing measurement method which uses a calibration mask. This method is very fast but the results are too noisy. The goal is to reduce the noise to 5nm which gives the same result as measurements on a photo mask. In order to achieve this, a new pattern has to be designed on the calibration mask and the software for the measurement has to be adapted to the new pattern and for measurements using 5 beams simultaneously. A concept for automatic adjustment of the x-separation should also be developed. The results are a new calibration mask pattern that is thinner, higher and inverted and a new measurement algorithm that handles measurements with several beams active at the same time. With the new measurement algorithm the measurements have a 3 σ of 6nm. Comparison with results from measurements on an exposed photo mask shows that there is a difference of about ±15nm in nominal focus between the two methods. The lens that controls the x-separation is mounted on a linear motor that automatically adjusts the x-separation. === Micronic Laser Systems AB producerar och utvecklar maskiner för fotomasktillverkning. En av deras produkter är Omegan och den exponerar fotomasker med 5 laserstrålar simultant. Det är viktigt att avståndet mellan laserstrålarna, x-separationen, är densamma mellan alla strålar. När man mäter x-separationen idag exponerar man en fotomask med ett speciellt mönster och mäter upp resultatet i en mätmaskin. Det tar för lång tid och man vill därför hitta ett snabbare sätt att mäta upp x-separationen utan att förlora precision. Examensarbetet går ut på att förbättra en annan mätmetod vilken använder en kalibreringsmask. Denna mätmetod är väldigt snabb men ger idag för brusiga resultat. Målet för examensarbetet är att få ner bruset till 5nm och därigenom ge samma resultat som mätning på en fotomask. För att lyckas med detta måste ett nytt mönster på kalibreringsmasken designas och mjukvaran för mätningarna anpassas till det nya mönstret samt möjliggöra mätningar med 5 laserstrålar samtidigt. Ett koncept för automatisk justering av x-separationen ska också utvecklas. Resultaten är ett nytt mönster på kalibreringsmasken som är tunnare, högre och inverterat samt en ny mätalgoritm som klarar av att mäta med flera laserstrålar aktiva samtidigt. Med den nya mätalgoritmen får mätningarna ett 3 σ på 6nm. Resultat från mätningar på en fotomask och den nya mätalgoritmen skiljer sig åt med ±15nm i nominellt fokus. Linsen som kontrollerar x-separationen monteras på en linjärmotor för att automatiskt kunna ställa in x-separationen.