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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE20317873 U1
Publication typeGrant
Application numberDE2003217873
Publication date8 Apr 2004
Filing date19 Nov 2003
Priority date20 Nov 2002
Also published asUS7253905, US20040233306
Publication number03217873, 2003217873, DE 20317873 U1, DE 20317873U1, DE-U1-20317873, DE03217873, DE2003217873, DE20317873 U1, DE20317873U1
ApplicantLambda Physik Ag
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Pixel sensitivity correction application method for pixels in charge-coupled device camera, involves changing laser wavelength
DE 20317873 U1
Abstract
An arrangement is used to change the wavelength of a laser in a series of steps in order to apply a correction for the non uniformity of the sensitivity of pixels in a charge-coupled device (CCD) camera. A Fabry-Perot-Etalon generates a number of ring systems for the camera that are stored in memory. A processor determines the sensitivity of individual pixels based on the ring information.
Claims(7)  translated from German
  1. Vorrichtung zur Korrektur von Ungleichmäßigkeiten der Empfindlichkeit von Pixeln einer CCD-Kamera, gekennzeichnet, durch Einrichtungen zum Ändern der Wellenlänge eines Lasers in Schritten von bevorzugt 0,05 pm, ein Fabry-Perot-Etalon zum Erzeugen einer Anzahl (k) von Ringsystemen auf der CCD-Kamera, einen Speicher zum Abspeichern der mit der CCD-Kamera gemessenen Ringsysteme, und einen Rechner zum Ermitteln der Empfindlichkeiten S(i) der einzelnen Pixel aufgrund der abgespeicherten Ringsysteme. Apparatus for correcting unevenness in the sensitivity of pixels of a CCD camera, characterized by means for changing the wavelength of a laser in increments of preferably 0.05 pm, a Fabry-Perot etalon for generating a number (k) of ring systems on the CCD camera, a memory for storing the measured with the CCD camera ring systems, and a computer for determining the sensitivities S (i) of each pixel based on the stored ring systems.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner programmiert ist, um die aufgenommenen Ringsysteme Ck pixelweise aufzusummieren: Apparatus according to claim 1, characterized in that the computer is programmed to sum the received ring systems Ck pixel by pixel:
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner programmiert ist, um aus der über die Ringsysteme gebildeten Summe die Empfindlichkeit S(i) jedes einzelnen Pixels der CCD-Kamera zu bestimmen. Apparatus according to claim 2, characterized in that the computer is programmed to the sum formed over the ring systems, the sensitivity S (i) to determine each individual pixel of the CCD camera.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner programmiert ist, die Empfindlichkeit S(i) wie folgt zu ermitteln: Apparatus according to claim 3, characterized in that the computer is programmed to determine the sensitivity S (i) as follows:
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner programmiert ist, um jedem Pixel (i) der CCD-Kamera einen Korrekturfaktor S(i) zuzuordnen. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the computer is programmed to associate each pixel (i) of the CCD camera a correction factor S (i).
  6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner gemäß einem Algorithmus programmiert ist, um defekte Kamerapixel zu markieren und zu codieren. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the computer is programmed according to an algorithm to select defective camera pixels, and to encode.
  7. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner programmiert ist, um defekte Pixel zu interpolieren. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the computer is programmed to interpolate defective pixels.
Description  translated from German
  • [0001] [0001]
    Bei Lasern dieses Wellenlängenbereichs handelt es sich z. B. um KrF- oder ArF-Excimerlaser und F 2 -Laser. In lasers of this wavelength range is such. As to KrF or ArF excimer laser and F 2 laser. Diese Laser werden beispielsweise in der Lithographie für die Herstellung von Halbleiterchips benutzt. These lasers are used, for example, in lithography for the production of semiconductor chips. Die Anforderungen an die Laserstrahleigenschaften sind in der Lithographie besonders hoch und müssen daher ständig kontrolliert und nachgeregelt werden. The requirements for the laser beam properties are particularly high in lithography, and must be continuously monitored and adjusted. Diese Kontrolle der Laserstrahleigenschaften wird durch ein Monitormodul (MOM) gewährleistet, welches Bestandteil des Lasers ist und aus diversen Komponenten besteht. This control of the laser beam properties is ensured by a monitor module (MOM), which is part of the laser and consists of several components. Eine Komponente ist zB der Energiemonitor, welcher eine UV-taugliche Photodiode beeinhaltet. A component is as energy monitor, which constitutes a suitable UV photodiode. Eine weitere Komponente des MOM ist ein Fabry-Perot-Etalon und eine CCD (Charge Coupled Device) – Kamera. Another component of the MOM is a Fabry-Perot etalon, and a CCD (Charge Coupled Device) - camera. Mit der CCD-Kamera kann das durch das Fabry-Perot erzeugte Ringsystem aufgenommen werden. With the CCD camera, the ring system produced by the Fabry-Perot can be received. Aus diesem Ringsystem kann die Bandbreite der Laserstrahlung ermittelt werden. For this ring system, the bandwidth of the laser radiation can be determined. Die entsprechenden theoretischen Zusammenhänge zwischen registriertem Ringsystem und Bandbreite, sind in gängigen Lehrbüchern der Physik nachzulesen. The corresponding theoretical relationships between a registered ring system and bandwidth are read in standard textbooks of physics. Die auf die CCD-Kamera auffallende Strahlung führt nach einiger Zeit zu einer geringeren Empfindlichkeit an den bestrahlten Stellen als an den unbestrahlten Stellen, dh die CCD-Kamera degradiert an Stellen, wo UV-Licht auftrifft. The incident on the CCD camera radiation causes after some time to a lower sensitivity at the irradiated areas than at the non-irradiated locations, ie the CCD camera degraded at locations where UV light strikes. Typischerweise kann bei den verwendeten CCD-Kameras ab einigen 100 Millionen Laserpulsen eine geringere Empfindlichkeit nachgewiesen werden, es kann sogar vorkommen, dass einzelne Pixel der Kamera vollständig zerstört sind. Typically, in the CCD cameras used a lower sensitivity can be detected from some 100 million laser pulses, it may even happen that individual pixels of the camera are completely destroyed. Das Problem tritt insbesondere auf, wenn nach längerer Zeit die Wellenlänge gewechselt wird und damit durch das Ringsystem zum Teil vorher belichtete und daher degradierte Pixel und zum Teil vorher nicht belichtete (neuwertige) Pixel beleuchtet werden. The problem occurs especially when after a long time the wavelength is changed and are illuminated so not exposed by the ring system in part previously exposed and therefore degraded pixels and partly before (in mint condition) pixels. Durch diese Degradation der CCD-Kamera werden die gemessenen Bandbreiten verfälscht wiedergegeben. By this degradation of the CCD camera, the measured band widths are shown distorted. Die Bandbreite ist aber ein wichtiger Wert für die Charakterisierung der Laserstrahiqualität und damit für die Herstellung der Halbleiterchips. The bandwidth is, however, an important value for the characterization of the Laserstrahiqualität and thus for the production of the semiconductor chips. Beschädigte CCD-Kameras müssen daher ausgetauscht werden und der Produktionsprozeß muß angehalten werden. Damaged CCD cameras must therefore be replaced and the production process must be stopped. Diese Wartungsarbeiten am Lasersystem sind insbesondere in der Halbleiterherstellung unerwünscht. This maintenance work on the laser system are particularly undesirable in semiconductor manufacturing. Im Stand der Technik ist bekannt ( In the prior art it is known ( DE 200 04 616.0 DE 200 04 616.0 ), dass zB UV-Photodioden zur Messung der Leistung von Excimer- und F 2 -Lasern benutzt werden. ) That, for example UV-photodiodes for measuring the power of excimer and F 2 lasers may be used. Versuche, derartige UV-Photodioden auch zur Messung der Leistung von im UV- und VUV-Wellenlängenbereich emittierenden Lasern einzusetzen, war wenig erfolgreich. Attempts to use such UV photodiodes also measure the performance of emitting in the UV and VUV wavelength lasers, had little success. In der Praxis hat sich nämlich herausgestellt, dass die hohe Quantenenergie (7,9 eV) der bei 157 nm emittierten Strahlung eines F 2 -Lasers zu einer raschen Abnahme der Photoempfindlichkeit der UV-Photodioden führt. In practice, it has in fact been found that the high quantum energy (7.9 eV) 2 laser leads the emitted at 157 nm radiation from an F to a rapid decrease of the photosensitivity of the UV photodiodes.
  • [0002] [0002]
    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konekturvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der Ungleichmäßigkeiten der Empfindlichkeit einzelner Pixel einer CCD-Kamera ausgeglichen werden können. The invention has for its object to provide a Konekturvorrichtung available, can be compensated with the irregularities of the sensitivity of individual pixels of a CCD camera.
  • [0003] [0003]
    Die Aufgabe wird gelöst durch eine Korrekturvorrichtung gemäß Anspruch 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. The problem is solved by a correction device according to claim 1. The dependent claims relate to advantageous refinements and developments of the invention.
  • [0004] [0004]
    Die erfindungsgemäße Korrekturvorrichtung und der daraus resultierende Korrekturfaktor für jedes Pixel der CCD-Kamera arbeitet wie im Folgenden beschrieben. The correction device according to the invention and the resulting correction factor for each pixel of the CCD camera operates as described below.
  • [0005] [0005]
    Die durch die UV-Strahlung hervorgerufene Veränderung der Empfindlichkeit der einzelnen Pixel der CCD-Kamera ist in Caused by the UV radiation, change in sensitivity of the individual pixels of the CCD camera is in 1 1 dargestellt. shown. 1 1 zeigt die Abhängigkeit des gemessenen Kamerasignals in Abhängigkeit von der Pixelnummer der CCD-Kamera. shows the dependence of the measured camera signal depending on the pixel number of the CCD camera. Die Messwerte The measured values 1.1 1.1 zeigen das CCD-Kamerasignal einer neuen CCD-Kamera und die Messwerte show the CCD camera signal a new CCD camera, and the measured values 1.2 1.2 das CCD-Kamerasignal nach 120 Millionen Laserpulsen. the CCD camera signal after 120 million laser pulses. Die CCD-Kamera wurde mit einem ArF-Laser bei einer Repetitionsrate von 2 kHz bestrahlt. The CCD camera was irradiated with an ArF laser at a repetition rate of 2 kHz. Der Bereich The Area 1.3 1.3 zeigt sehr deutlich, dass sich das Kamerasignal durch die Bestrahlung mit UV-Licht verändert. shows very clearly that the camera signal changed by irradiation with UV light. Bei der verwendeten CCD-Kamera änderte sich die Empfindlichkeit der bestrahlten Pixel im Bereich In the CCD camera used, the sensitivity of the irradiated pixel changed in the range 1.3 1.3 um bis zu 65%. by up to 65%. Desweiteren wurde der Einfluß der UV-Laserstrahlung auf den Dunkelstrom der CCD-Kamera bestimmt. Furthermore, the influence of the UV laser radiation was determined to be the dark current of the CCD camera. Das Ergebnis ist graphisch in The result is shown graphically in 2 2 dargestellt. shown. Die Messwerte The measured values 2.1 2.1 zeigen den Dunkelstrom in Abhängigkeit von der Pixelnummer der CCD-Kamera vor der Bestrahlung mit UV-Laserstrahlung. show the dark current as a function of the pixel number of the CCD camera prior to irradiation with UV laser radiation. Die Messwerte The measured values 2.2 2.2 zeigen den Dunkelstrom nach 120 Millionen Laserpulsen. show the dark current by 120 million laser pulses. Der Dunkelstrom steigt nach der Bestrahlung der CCD-Kamera mit UV-Laserstrahlung leicht an. The dark current increases after the irradiation of the CCD camera with UV laser radiation slightly.
  • [0006] [0006]
    Im Folgenden wird nun die Korrektur für die Empfindlichkeit der einzelnen CCD-Kamerapixel beschrieben. In the following, the correction for the sensitivity of each CCD camera pixels will now be described.
  • [0007] [0007]
    Die Wellenlänge des Lasers wird in 0.05 pm Schritten geändert, bis die gesamte Wellenlängenänderung 4 pm beträgt. The wavelength of the laser is changed at 0.05 pm increments until the entire wavelength change is 4 pm. Nach jeder Wellenlängenänderung wird ein Ringsystem abgespeichert. After each wavelength change a ring system is stored. 3 3 zeigt ein typisches Ringsystem, aufgenommen mit einem ArF-Laser Modell A2005 der Fa. Lambda Physik AG. shows a typical ring system, taken with a ArF laser model A2005 Fa. Lambda Physik AG. Die Amplituden der einzelnen Interferenzpeaks unterscheiden sich deutlich. The amplitudes of the individual interference peaks are significantly different. Zusätzlich sind nicht alle Peaks ideal symmetrisch. In addition, not all peaks perfectly symmetrical. Oft weisen sie Artefakte, wie Schultern oder kleine Signaleinbrüche in den Flanken auf. They often exhibit artefacts, such as shoulders or small signal fades in on the flanks. Die Ursache hierfür können beschädigte Pixel der CCD-Kamera sein. The reason for this may be damaged pixels of the CCD camera. Die k aufgenommenen Ringsysteme C k werden pixelweise (i =1 – 2048) aufsummiert. The ring systems C k k recorded pixel by pixel (i = 1 to 2048) summed up.
  • [0008] [0008]
    Im Ergebnis erhält man ein gemitteltes „Ringsystem" R(i). Da die Ringe der einzelnen Ringsysteme kontinuierlich verschoben sind, entspricht das gemittelte Ergebnis näherungsweise dem Bild einer homogen beleuchteten Kamerazeile. Aus diesem Bild wird die Empfindlichkeit S(i) jedes einzelnen Pixels der CCD-Zeile bestimmt. As a result, we obtain an averaged "ring system" R (i). Since the rings of each ring systems are continuously moved, corresponds to the averaged result approximates the image of a homogeneously illuminated camera line. From this image, the sensitivity S (i) of each pixel of the CCD line determined.
  • [0009] [0009]
    S(i) ist definiert als Quotient aus der über alle Pixel gemittelten mittleren Empfindlichkeit zum Wert jedes einzelnen Pixels. S (i) is defined as the ratio of the average mean sensitivity over all pixels to the value of each pixel. Damit wird jedem Pixel i ein Korrekturwert S(i) zugeordnet. Thus each pixel i is assigned a correction value S (i).
  • [0010] [0010]
    4 4 zeigt das Ringsystem aus shows the ring system 3 3 mit vorgenommener Korrektur, nach dem oben beschriebenen Verfahren. with pre discarding correction, according to the method described above. Die Amplituden der Interferenzpeaks unterscheiden sich nur noch um wenige Prozent. The amplitudes of the interference peaks differ by only a few percent. Gleichzeitig ist die Symmetrie der Peaks gestiegen. At the same time, the symmetry of the peaks is increased. Die The 5 5 vergleicht die aus unkorrigierten Ringsystemen berechnete Bandbreite compares the calculated from uncorrected ring systems bandwidth 5.1 5.1 mit der aus den gleichen korrigierten Ringsystemen berechneten Bandbreiten with that calculated from the same corrected ring systems bandwidths 5.2 5.2 . , Die Bandbreiteschwankungen haben sich nach der Korrektur deutlich reduziert. The bandwidth fluctuations were reduced considerably after the correction.
  • [0011] [0011]
    Wie oben schon erwähnt, können durch die UV-Laserstrahlung Pixel der CCD-Kamera vollständig zerstört werden. As already mentioned above, can be completely destroyed by the UV laser radiation pixel of the CCD camera. Damit man die CCD-Kamera aber weiter benutzen kann, wurde ein Algorithmus entwickelt, der einzelne defekte Kamerapixel markiert und codiert. This is the CCD camera but can continue to use an algorithm has been developed, checked the individual defective camera pixels and coded. Ein defektes Pixel kann zB mit dem Wert 0 codiert werden. A defective pixel can eg be coded with the value 0. Durch ein geeignetes Interpolationsverfahren können defekte Pixel somit ausgeglichen werden. By a suitable interpolation defective pixels can thus be compensated. Die CCD-Kamera muß daher trotz einzelner defekter Pixel nicht ausgetauscht werden und die Herstellung von Halbleiterchips kann weiterlaufen. The CCD camera must, therefore, in spite of some defective pixels can not be replaced, and the fabrication of semiconductor chips to continue.
Classifications
International ClassificationH04N5/365, H04N1/401, H04N17/00, H04N9/64, G03F7/20
Cooperative ClassificationG03F7/70483, H04N1/401, H04N5/3653, H04N17/002, G03F7/70425
European ClassificationH04N5/365A1, H04N1/401, H04N17/00C, G03F7/70L, G03F7/70J
Legal Events
DateCodeEventDescription
13 May 2004R207Utility model specification
Effective date: 20040513
13 Sep 2007R156Lapse of ip right after 3 years
Effective date: 20070601