DE102010006052B4

DE102010006052B4 - Verfahren und Systeme zum Testen von Digital-Analogwandler/Verstärkerschaltungen

Info

Publication number: DE102010006052B4
Application number: DE102010006052.6A
Authority: DE
Inventors: Yoshikuni GOSHIMA; Seiichi Tsuchiya; Yoshimasa SANMIYA; John William Kay; Chising Lai
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: DE102010006052A1; US20110012617A1; KR20110007566A; JP2011022581A; KR101100611B1; US7898447B2; JP5238765B2

Abstract

Digital-Analog-Wandler-(DAC)/Verstärkertestsystem (200) zur Verwendung in einem Elektronenstrahl-(e-beam)Maskenschreiber, wobei der Elektronenstrahlmaskenschreiber dadurch gekennzeichnet ist, dass er eine Mehrzahl von Ablenkplatten (310, 312, 314, 316, 318, 320, 322 und 324) und eine Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) zur Ausgabe analoger Spannungssignale enthält, wobei jede DAC/Verstärker-Schaltung (202, 204, 206, 208) einen ersten Ausgangsanschluss (234, 236, 238, 240) und einen zweiten Ausgangsanschluss (218, 222, 226, 230) aufweist, wobei die ersten Ausgangsanschlüsse (234, 236, 238, 240) der Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) jeweils konfiguriert sind, Ausgangsanalogspannungen als Ablenkspannungen an Ablenkplatten des Elektronenstrahlmaskenschreibers bereitzustellen, wobei das Testsystem umfasst: eine Summierschaltung (248), die konfiguriert ist, die Ausgangsanalogspannungssignale an den zweiten Ausgangsanschlüssen (218, 222, 226, 230) zu empfangen, um alle empfangenen, analogen Spannungssignale zu summieren und um ein Summiersignal auszugeben, das die Summe der empfangenen Analogspannungssignale anzeigt; einen Signalgenerator (260) zum Erzeugen eines Austastsignals; und eine Analysatorschaltung (252), die konfiguriert ist, das Summiersignal zu empfangen, wobei die Analysatorschaltung (252) umfasst: eine programmierbare Hochgeschwindigkeitsdigitalisierschaltung (254), um das Summiersignal zu einem digitalisierten Summiersignal zu digitalisieren; und eine Fehlerdetektionsschaltung (256), die konfiguriert ist, das digitalisierte Summiersignal und das Austastsignal zu empfangen und das digitalisierte Summiersignal mit einem Fehlertoleranzbereich zu vergleichen, um zu überprüfen, ob das digitalisierte Summiersignal während eines Detektionszeitraums des Austastsignals innerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Systeme und Verfahren, die hierin offenbart werden, beziehen sich auf das Gebiet elektronischer Schaltungen und spezifischer auf Systeme und Verfahren zum Testen von Digital-Analogwandler-/Verstärkerschaltungen.
Integrierte Schaltungen (”ICs”) werden breit als Baublöcke verschiedener elektronischer Vorrichtungen und elektronischer Apparate verwendet. Die Herstellung von ICs ist typischerweise durch Betriebserfordernisse der verschiedenen elektronischen Vorrichtungen geleitet, in denen die ICs verwendet werden. Beispielsweise kann eine Fabrikationstestung verwendet werden, um Betriebsbereiche von ICs zu identifizieren, und die ICs werden dementsprechend eingestuft. Toleranzen-Niveaus von ICs können auch während der Fabrikationstestung etabliert werden. Nach Bestimmen der Toleranz-Niveaus und Einstufen der ICs in einer kontrollierten Umgebung können die ICs in verschiedenen elektronischen Vorrichtungen (nachfolgend als ”Feldimplementierung” bezeichnet) installiert werden, wo erwartet wird, dass die ICs während ihrer gesamten Lebenszeit bei ihrer Nenntaktrate arbeiten.
Um sicherzustellen, dass elektronische Vorrichtungen im Feld bei optimalen Niveaus arbeiten, während sie minimalen notwendigen Stromverbrauch bewahren, besteht eine Notwendigkeit dafür, den Betrieb von Komponenten innerhalb der elektronischen Vorrichtungen zu überwachen. Unter Bezugnahme auf 1 ist eine solche Komponente eine konventionelle Digital-Analogwandler/Verstärkerschaltung 100 (nachfolgend als ”DAC/Verstärker-Schaltung” bezeichnet). Wie in 1 illustriert, kann die DAC/Verstärker-Schaltung 100 einen DAC 102 und einen Verstärker 104 enthalten. Eine digitale Eingabe kann an einem Anschluss 106 des DAC 102 vorgesehen sein. Der DAC 102 ist dafür ausgelegt, die digitalen Eingabe in eine analoge Ausgabe umzuwandeln, die an einem Anschluss 108 des Verstärkers 104 bereitgestellt wird. Der Verstärker 104 kann dann das analoge Signal verstärken und das verstärkte Signal am Anschluss 110 ausgeben.
Die DAC/Verstärker-Schaltung 100 kann in einer Vielzahl konventioneller Vorrichtungen verwendet werden, einschließlich Elektronenstrahl-(”e-beam” bzw. E-Strahl)Maskenschreibvorrichtungen. Solche Elektronenstrahl-Maskenschreibvorrichtungen werden verwendet, um Masken zur Verwendung bei Halbleitervorrichtungsherstellung herzustellen. DAC/Verstärker-Schaltungen wie etwa die Schaltung 100 werden typischerweise in einer Elektronenstrahl-Maskenschreibvorrichtung verwendet, um Analogspannungen zu erzeugen, die an die Strahlablenkplatten angelegt werden. Um sicherzustellen, dass solche Masken akkurat durch die Elektronenstrahl-Schreibvorrichtung erzeugt werden, kann die DAC/Verstärker-Schaltung 100 kalibriert werden, um bei einer festen Einschwingzeit und mit minimalen Versatzfehlern zu arbeiten. Hierin verwendet ist die Einschwingzeit das Interval zwischen Anlegen von oder Änderung im Digitalwert an einen DAC und dem Zeitpunkt, an dem analoge Ausgabe innerhalb eines vorgegebenen Bereichs erreicht wird. Wie ebenfalls hierin verwendet, ist der Versatzfehler eines DAC seine analoge Ausgabe in Bezug auf eine digitale Eingabe nur von Nullen. Somit ist in Bezug beispielsweise auf eine Kalibrierung nachfolgend einem Anlegen von oder Änderung beim digitalen Eingang am Anschluss 104 die Einschwingzeit der DAC/Verstärker-Schaltung 100 eine Zeit, die die verstärkte analoge Ausgabe erfordert, um eine Verstärkerausgabe 110 innerhalb eines Fehlertoleranzbereiches eines idealen Endwerts zu erreichen. Wenn die Einschwingzeit nicht gleich einem kalibrierten Wert ist, kann gesagt werden, dass die DAC/Verstärker-Schaltung 100 einen Einschwingfehler aufweist.
Zusätzlich, falls die verstärkte Ausgabe am Ausgangsanschluss 110 außerhalb eines Fehlertoleranzbereichs liegt, kann gesagt werden, dass die DAC/Verstärker-Schaltung 100 einen Versatzfehler aufweist. Ein Elektronenstrahlmaskenschreiber kann mehrere DAC/Verstärker-Schaltungen aufweisen und die Genauigkeit, mit der Masken erzeugt werden, kann sehr beeinträchtigt sein, falls eine oder mehrere der DAC/Verstärker-Schaltungen eine Fehlfunktion aufweist. Falls beispielsweise eine oder mehrere DAC/Verstärker-Schaltungen innerhalb eines Elektronenstrahlmaskenschreibers eine Fehlfunktion aufweisen und die Fehlfunktion nicht detektiert wird, könnte die Fehlfunktion zur Erzeugung von Masken führen, die Fehler enthalten. Solche Fehler enthaltenden Masken würden zur Verwendung bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen ungeeignet sein. Das Detektieren von Maskenfehlern erfordert typischerweise die Verwendung teurer Maskeninspektionswerkzeuge und erhöht die Gesamtkosten der Herstellung von ICs.
Ein konventionelles Verfahren der Überwachung der Leistungsfähigkeit von DAC/Verstärker-Schaltungen eines Elektronenstrahlmaskenschreibers ist eine Offline-Testung. Gemäß solcher Offline-Testung wird der Elektronenstrahlschreiber offline genommen und die DAC/Verstärker-Schaltungen darin werden überwacht und durch Anlegen fester Parameter, wie etwa fester Eingangsspannungen, getestet. Somit verzögert das Offline-Testen die Herstellung von Masken, was weiter zu den Kosten der Herstellung von Halbleitervorrichtungen beiträgt.
JP 2005-093837 A ist gerichtet auf ein Verifikationsverfahren von Bildzeichenmustern und eine Elektronenstrahlschreibvorrichtung, wobei das Verifikationsverfahren das digitale Umwandeln von Analogdaten, die durch den Formungsdeflektor empfangen sind, und ihren Vergleich mit ersten Digitaldaten, um lediglich eine Form eines Elektronenstrahls zu erhalten, digitales Umwandeln zweiter Analogdaten aus einem Deflektor des Elektronenstrahls und Vergleichen dieser Daten mit zweiten Digitaldaten zum Ermitteln von Information einer bestrahlten Elektronenstrahlposition auf einer Probe zu ermitteln, beinhaltet, um schließlich ein gezeichnetes Bildmuster auf Basis der ausgebildeten Form des Elektronenstrahls, der Elektronenstrahlbestrahlungspositionsinformation und von Anwesenheits-/Abwesenheitsinformation der Elektronenstrahlbestrahlung zu ermitteln.
JP 2006-108347 A lehrt eine weitere Elektronenstrahlzeichenvorrichtung, durch welche eine abnormalitätsverursachte Abweichung von Elektronenstrahlen in Echtzeit detektiert werden und bei der Deflektionsspannungen durch einen Analogrechenverstärker berechnet werden können und das Berechnungsergebnis durch eine Vergleichsvorrichtung verglichen wird, wodurch in Echtzeit detektiert wird, ob die Deflektionsspannung eine Abnormalität aufweist oder nicht, um einen astigmatischen Korrekturbetrag und Brennpunktkorrekturbetrag zu bestimmen.
US 5,757,673 betrifft die Steuerung einer Fotographie-Stepperleistung durch ein automatisiertes Datenverwaltungssystem, in welchem durch Stepper erzeugte Druckerdaten in Reaktion auf daran durchgeführte Tests an ASCII-Dateien angehängt werden und an Netzwerklaufwerke gesendet werden. Auf diese Daten kann dann für weitere Analysen zugegriffen werden.
Mit der vorliegenden Erfindung konsistente Ausführungsformen sind auf die Überwindung eines oder mehrerer der oben erwähnten Nachteile des Stands der Technik gerichtet.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung wird ein Digital-Analog-Wandler Digital-Analog-Wandler-(DAC)/Verstärkertestsystem zur Verwendung in einem Elektronenstrahl (e-beam) Maskenschreiber bereitgestellt, wobei der Elektronenstrahlmaskenschreiber eine Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen zur Ausgabe analoger Spannungssignale enthält, wobei jede DAC/Verstärker-Schaltung einen ersten Ausgangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss aufweist, wobei die ersten Ausgangsanschlüsse der Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen jeweils mit Ablenkplatten des Elektronenstrahlmaskenschreibers gekoppelt sind, um Ausgangsanalogspannungen als Ablenkspannungen bereitzustellen. Das Testsystem umfasst eine Summierschaltung, die gekoppelt ist, um die Ausgangsanalogspannungssignale an den zweiten Ausgangsanschlüssen zu empfangen, um die empfangenen Spannungssignale zu summieren und um ein Summiersignal auszugeben, das die Summe der empfangenen Analogspannungssignale anzeigt; und eine Analysatorschaltung, die eine Hochgeschwindigkeitsdigitalisierschaltung umfasst, um das Summiersignal zu digitalisieren; und eine Fehlerdetektionsschaltung, die gekoppelt ist, um das digitalisierte Summiersignal zu empfangen und das digitalisierte Summiersignal mit einem Fehlertoleranzbereich zu vergleichen, um zu detektieren, ob zumindest eine der DAC/Verstärker-Schaltungen einen Betriebsfehler erfährt.
Ebenfalls mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung konsistent wird eine Testvorrichtung bereitgestellt, die eine Summierschaltung, um eine Mehrzahl von Analogspannungssignalen zu empfangen, um die Analogspannungssignale zu summieren und um ein Summiersignal auszugeben, das die Summe der Analogspannungssignale anzeigt; einen Signalgenerator zur Erzeugung eines Austastsignals; und eine Analysatorschaltung, die zum Empfangen des Summiersignals gekoppelt ist, umfasst, wobei die Analysatorschaltung einen Hochgeschwindigkeitsdigitalisierer enthält, um das Summiersignal in ein digitalisierte Summiersignal umzuwandeln und eine Fehlerdetektionsschaltung, die gekoppelt ist, um das digitalisierte Summiersignal und das Austastsignal zu empfangen, um das digitalisierte Summiersignal bezüglich eines Betriebsfehlers durch Vergleichen des digitalisierten Summiersignals mit einem Fehlertoleranzbereich während eines Detektionszeitraums des Austastsignals zu überprüfen.
Weiterhin mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung konsistent, wird eine Testvorrichtung bereitgestellt. Die Testvorrichtung umfasst einen Hochgeschwindigkeitsdigitalisierter zum Empfangen eines Summiersignals und zum Umwandeln des Summiersignals in ein digitalisiertes Summiersignal; eine Steuerung, die gekoppelt ist zur Steuerung der Hochgeschwindigkeitsdigitalisierschaltung; eine Fehlerdetektionsschaltung, die gekoppelt ist, um das digitalisierte Summiersignal und ein Austastsignal zu empfangen, um das digitalisierte Summiersignal bezüglich eines Betriebsfehlers durch Vergleichen des digitalisierten Summiersignals mit einem Fehlertoleranzbereich während eines Detektionszeitraums des Austastsignals zu überprüfen; und eine Speichervorrichtung, um eine Aufzeichnung des detektierten Betriebsfehlers und einen entsprechenden Zeitstempel zu speichern, wobei der Betriebsfehler detektiert wird, wenn das digitalisierte Summiersignal außerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt.
Ebenfalls mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung konsistent, wird ein Verfahren zum Testen einer Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen durch ein DAC/Verstärker-Testsystem vorgesehen. Das Verfahren umfasst das Empfangen einer Mehrzahl von jeweils durch die Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen ausgegebenen analogen Spannungssignalen; das Summieren der Analogspannungssignale; das Erzeugen eines Summiersignals, das die Summe der Analogspannungssignale anzeigt; das Umwandeln des Summiersignals in ein digitalisiertes Summiersignal; das Überprüfen des digitalisierten Summiersignals, um einen Betriebsfehler zu detektieren; und das Speichern einer Aufzeichnung des Betriebsfehlers in einer Speichervorrichtung des DAC/Verstärker-Testsystems, wenn der Betriebsfehler detektiert wird, wobei die Aufzeichnung eine Datenprobe beinhaltet, die das digitalisierte Summiersignal repräsentiert.
Weiterhin, mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung konsistent, wird ein Verfahren zum Testen einer Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen bereitgestellt. Das Verfahren wird durch eine Analysatorschaltung durchgeführt und umfasst das Empfangen eines Summiersignals, das eine Summe basierend auf Ausgangsspannungen der Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen anzeigt; das Umwandeln des Summiersignals in ein digitalisiertes Summiersignal; das Empfangen eines Austastsignals; das Überprüfen des digitalisierten Summiersignals bezüglich eines Betriebsfehlers durch Vergleichen des digitalisierten Summiersignals mit einem Fehlertoleranzbereich während eines Detektionszeitraums des Austastsignals; und das Speichern einer Aufzeichnung des Betriebsfehlers in einer Speichervorrichtung der Analysatorschaltung, wenn der Betriebsfehler detektiert wird, wobei der Betriebsfehler detektiert wird, wenn das digitalisierte Summiersignal außerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt.
Die Testapparatur umfasst einen Hochgeschwindigkeitsdigitalisierer, um ein Summiersignal zu empfangen und das Summiersignal in ein digitalisiertes Summiersignal umzuwandeln; eine Fehlerdetektionsschaltung, die gekoppelt ist, um das digitalisierte Summiersignal und ein Austastsignal zu empfangen, um das digitalisierte Summiersignal bezüglich eines Betriebsfehlers durch Vergleichen des digitalisierten Summiersignals mit einem Fehlertoleranzbereich während eines Detektionszeitraums des Austastsignals zu überprüfen; und eine Speichervorrichtung zum Speichern einer Aufzeichnung des detektierten Betriebsfehlers, wobei der Betriebsfehler detektiert wird, wenn das digitalisierte Summiersignal außerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt.
Es versteht sich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und nur beispielhaft sind und nicht für die beanspruchte Erfindung beschränkend sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Spezifikation inkorporiert und ein Teil derselben bilden, illustrieren verschiedene Ausführungsformen. In den Zeichnungen ist:
1 ein schematisches Diagramm einer konventionellen DAC/Verstärker-Schaltung;
2 ein schematisches Diagramm, das ein DAC/Verstärker-Testsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung illustriert;
3 ein schematisches Diagramm, das die Summierung von Spannungen illustriert, die zu DAC/Verstärker-Schaltungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung korrespondieren;
4A ein Timing-Diagramm, das einen fehlerfreien Betrieb von DAC/Verstärker-Schaltungen repräsentiert, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4B ein Timing-Diagramm, das einen Betrieb von DAC/Verstärker-Schaltungen mit einem Fehler repräsentiert, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Testen von DAC/Verstärker-Schaltungen gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung; und
6 ist ein schematisches Diagramm, das eine Implementierung eines DAC/Verstärker-Testsystems innerhalb eines Elektronenstrahlmaskenschreibers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung illustriert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In der folgenden Beschreibung werden aus Gründen der Erläuterung und nicht etwa der Beschränkung spezifische Techniken und Ausführungsformen dargestellt, wie etwa bestimmte Abfolgen von Schritten, Komponenten und Konfigurationen, um ein grundlegendes Verständnis der hierin präsentierten Techniken bereitzustellen. Während die Techniken und Ausführungsformen primär im Kontext mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, werden Fachleute weiter erkennen, dass die Techniken und Ausführungsformen auch in anderen Schaltungstypen angewendet werden können.
Nunmehr wird im Detail Bezug genommen auf die beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen illustriert sind. Wann immer möglich, werden dieselben Bezugszeichen in allen Zeichnungen verwendet, um auf die gleichen oder ähnliche Teile Bezug zu nehmen.
2 illustriert ein DAC/Verstärker-Testsystem 200. Das DAC/Verstärker-Testsystem 200 kann beispielsweise in einem Elektronenstrahlmaskenschreiber implementiert sein. Beispielsweise und ohne Beschränkung kann das Testsystem 200 in einem EBM-7000 Elektronenstrahlmaskenschreiber implementiert sein, der von ”NuFlare Technology, Inc. of Japan” angeboten wird. Bezug nehmend auf 2 sind eine Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 so angeordnet, dass ihre Ausgangsanschlüsse jeweils mit Überwachungsschaltungen 210, 212, 214 und 216 gekoppelt sind, die alle als ein gepufferter Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz konfiguriert sind. Jede Überwachungsschaltung 210, 212, 214 und 216 kann einen in Reihe mit einem Operationsverstärker gekoppelten Widerstand enthalten. Überwachungsschaltungen 210, 212, 214 und 216 können auch innerhalb der DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 bzw. 208 implementiert sein.
Wie in 2 illustriert, ist ein Ausgangsanschluss 218 der DAC/Verstärker-Schaltung 202 mit einem Eingangsanschluss 220 der Monitorschaltung 210 gekoppelt, ist ein Ausgangsanschluss 222 der DAC/Verstärker-Schaltung 204 mit Eingangsanschluss 224 der Monitorschaltung 212 gekoppelt, ist ein Ausgangsanschluss 226 der DAC/Verstärker-Schaltung 206 mit einem Eingangsanschluss 228 der Überwachungsschaltung 214 gekoppelt und ist ein Ausgangsanschluss 230 der DAC/Verstärker-Schaltung 208 mit einem Eingangsanschluss 232 der Überwachungssignal 216 gekoppelt. Zusätzlich können die DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 bzw. 208 zusätzliche Ausgangsanschlüsse 234, 236, 238 bzw. 240 aufweisen. Wenn das DAC/Verstärker-Testsystem 200 in einem Elektronenstrahlmaskenschreiber implementiert ist, sind Ausgangsanschlüsse 234, 236, 238 und 240 mit Ablenkplatten (nicht gezeigt) des Elektronenstrahlmaskenschreibers verbunden.
Ausgangsanschlüsse 218, 222, 226, 230, 234, 236, 238 und 240 sind implementiert, um jeden der DAC/Verstärker-Schaltung die Fähigkeit zu geben, im Wesentlichen dieselben anlogen Ausgangsspannungen parallel dem Elektronenstrahlmaskenschreiber und dem DAC/Verstärker-Testsystem 200 bereitzustellen. Beispielsweise stellt die DAC/Verstärker-Schaltung 218 eine analoge Ausgangsspannung der Überwachungsschaltung 210 über Ausgangsanschlüsse 218 zur Verwendung beim vom DAC/Verstärker-Testsystem 200 durchgeführten Test bereit. Die DAC/Verstärker-Schaltung 218 stellt auch im Wesentlichen dieselbe analoge Ausgangsspannung einer Ablenkplatte des Elektronenstrahlmaskenschreibers über Ausgangsanschluss 234 bereit, um als Teil des Elektronenstrahlmaskenschreibers zu arbeiten.
Die Ausgangsanschlüsse 241, 244, 246 und 248 der Überwachungsschaltungen 210, 212, 214 bzw. 216 sind mit einer Summierschaltung 248 gekoppelt und ein Ausgangsanschluss 250 der Summierschaltung 248 ist mit einer Analysatorschaltung 252 gekoppelt. Die Analysatorschaltung 252 enthält eine Hochgeschwindigkeitsdigitalisierschaltung 254, eine Fehlerdetektionsschaltung 256, eine Speichervorrichtung 258 und eine Steuerung 260. Die Steuerung 260 ist mit der Hochgeschwindigkeitsdigitalisierschaltung 254 gekoppelt, um Echtzeitverarbeitung und Speichern von zum Testen der DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 verwendeten Daten zu steuern. Die Hochgeschwindigkeitsdigitalisierschaltung 254 kann beispielsweise unter Verwendung eines Digitalisierers vom Typ 5124EX von National Instruments aus Austin, Texas, implementiert werden. Der Hochgeschwindigkeitsdigitalisierer 254 und die Steuerung 260 können auf einer modularen elektronischen Instrumentierungsplattform basieren, wie etwa den Peripheral Component Interconnect (PCI) eXtensions for Instrumentation (PXI).
Ein Systemprozessor 262 kann zur Schnittstellenbildung mit der Analysatorschaltung 252 vorgesehen sein. Eine solche Schnittstelle kann beispielsweise das Einstellen von Betriebsparameter der Analysatorschaltung 252 und das Empfangen von Testdaten beinhalten.
Die Fehlerdetektionsschaltung 256 kann unter Verwendung eines ”field-programmable gate array” (FPGA) implementiert sein, der dafür programmiert ist, nur Werte in der Speichervorrichtung 258 zu speichern, die außerhalb eines vorbestimmten akzeptablen Fehlertoleranzbereichs fallen. Der vorbestimmte akzeptable Fehlertoleranzbereich beinhaltet vorgegebene Grenzen, welche den Bereich akzeptabler Fehler definieren. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Fehlerschwellenwert ein Spannungsfehlerpegel, der einen Strahl des Elektronenstrahlmaskenschreibers veranlassen kann, von einer beabsichtigten Position abzuweichen, was zu einem Fehler auf der beschriebenen Maske führt.
Den vorbestimmten akzeptablen Fehlertoleranzbereich repräsentierende Schwellenwerte werden in die Fehlerdetektionsschaltung 256 vor dem Betrieb des Testsystems einprogrammiert. In der vorliegenden Ausführungsform enthält der FPGA der Fehlerdetektionsschaltung 256 Register zum Speichern der Schwellenwerte. Ein Anwender kann eine Schnittstelle mit den Registern in der Fehlerdetektionsschaltung 256 unter Verwendung eines Systemprozessors 262 herstellen, um die Schwellenwerte während des Betriebs des Testsystems 200 zu verändern. Die Speichervorrichtung 258 kann unter Verwendung jeglicher Form von nicht-flüchtigem oder flüchtigem Speicher implementiert werden, einschließlich beispielsweise Halbleiterspeichervorrichtungen wie etwa EPROM, RAM, ROM, DRAM, EEPROM und Flash-Speichervorrichtungen; Magnetlaufwerke wie etwa interne Festplatten und Wechselplatten; magneto-optische Disks und CD-ROM-Disks.
Das DAC/Verstärker-Testsystem 200 beinhaltet auch einen Signalgenerator 260, der der Analysatorschaltung 252 ein Austastsignal bereitstellt. Das Austastsignal kann ein digitales Signal sein, das zur Steuerung des Betriebs der Fehlerdetektionsschaltung 256 verwendet wird, so dass die Fehlerdetektionsschaltung 256 feststellt, ob aus der Hochgeschwindigkeitsdigitalisierschaltung 254 empfangene Daten außerhalb des vorbestimmten akzeptablen Fehlertoleranzbereiches fallen, während einer Detektionsperiode, in der das Austastsignal niedrig ist. In der vorliegenden Ausführungsform kann der Signalgenerator 260 das Austastsignal basierend auf einer digitalen Umwandlung eines Austastsignals erzeugen, das an Löschplatten im Elektronenstrahlmaskenschreiber geliefert wird. Das Austastsignal, das an die Löschplatten gesendet wird, wird in eine digitalisierte Version umgewandelt, um mit dem Testsystem 200 kompatibel zu sein. Alternativ kann der Signalgenerator 260 ein Referenz Austastsignal erzeugen, das eine gültige Ausgabe der DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 unabhängig vom Austastsignal, das an die Löschplatten geliefert wird, generiert.
Während des Betriebs des Elektronenstrahlmaskenschreibers repräsentiert ein niedriges Austastsignal eine Periode, während der die Ausgangsspannungen der DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 auf gewünschte Werte stabilisiert werden, die an Ablenkplatten angelegt werden, so dass während einer solchen Periode der Elektronenstrahl auf die herzustellende Maske gerichtet werden kann. Die Periode des niedrigen Austastsignals repräsentiert einen Expositionszyklus des Elektronenstrahlmaskenschreibers, der im Bereich von 50 Nanosekunden (ns) bis 200 ns liegt. Im Gegensatz dazu repräsentiert ein hohes Austastsignal eine Periode, wenn die Ausgangsspannungen der DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 im Übergang und nicht eingeschwungen sind, so dass während einer solchen Periode der Elektronenstrahl von der in Herstellung befindlichen Maske weggerichtet oder geblockt wird. Die Periode des hohen Austastsignals repräsentiert eine inaktive Zeit von ungefähr 50 ns.
Wie unten detaillierter beschrieben, wird das DAC/Verstärker-Testsystem 200 verwendet, um DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 zu testen, während die DAC/Verstärker-Schaltungen bei hohen Geschwindigkeiten als Teil beispielsweise eines Elektronenstrahlmaskenschreibers arbeiten. Beispielsweise können die DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 jeweils analoge Ausgangsspannungen auf ihren entsprechenden Ausgangsanschlüssen 218, 222, 226 und 230 ausgeben, wenn digitale Eingangssignale den DAC/Verstärker-Schaltungen bereitgestellt werden. Die digitalen Eingangssignale sind Werte, die Ablenkungsspannungen und Korrekturspannungen repräsentieren. Die digitalen Ablenkungssignalwerte repräsentieren Spannungen, die in Analogwerte umzuwandeln sind, zum Anlegen an Ablenkplatten im Elektronenstrahlmaskenschreiber. Die Korrekturspannungen werden verwendet, um Ablenkungen des Elektronenstrahls über eine Fehlertoleranz hinaus zu kompensieren. Wenn einmal die digitalen Eingangssignale in Analogwerte umgewandelt sind, werden analoge Ausgangsspannungen jeweils an Eingangsanschlüssen 220, 224, 228 und 232 der Überwachungsschaltungen 210, 212, 214 und 216 bereitgestellt.
Die Überwachungsschaltungen 210, 212, 214 und 216 werden verwendet, um jeweils analoge Ausgangsspannungen der DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 durch Minimieren der Effekte von Rauschen und unberücksichtigter Schaltungsimpedanz zu verfeinern. Die Überwachungsschaltungen 210, 212, 214 und 216 liefern Signale aus den DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 an die Summierschaltung 248, ohne das über die Ausgangsanschlüsse 234, 236, 238 bzw. 240 an die Ablenkplatten gesendete Signal advers zu beeinträchtigen. Die Überwachungsschaltungen 210, 212, 214 und 216 stellen sicher, dass die Präzision der aus den DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 203, 206 und 208 an Ablenkplatten ausgegebenen Signale aufrechterhalten wird, indem die Effekte zusätzlicher Schaltungen im Testsystem 200 auf die Genauigkeit minimiert werden. Diese Effekte können beispielsweise Reflektionen des Strahls oder die Interferenz beinhalten, die durch Verbindung zwischen den DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 203, 206 und 208 und der Summierschaltung 248 verursacht werden.
Die Überwachungsschaltungen 210, 212, 214 und 216 werden verwendet, um die analogen Ausgangsspannungen zu verfeinern, um Rauschen und Interferenz zu minimieren, die durch die Komponenten im DAC/Verstärker-Testsystem 200 beim regulären Betrieb der DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 beispielsweise im Elektronenstrahlmaskenschreiber erzeugt werden. Diese verfeinerten analogen Ausgangsspannungen werden der Summierschaltung 248 über Ausgangsanschlüsse 242, 244, 246 bzw. 248 der Überwachungsschaltungen 210, 212, 214 bzw. 216 bereitgestellt.
Die Summierschaltung 248 summiert die verfeinerten Spannungen und stellt das Summierergebnis der Analysatorschaltung 252 bereit. Die Hochgeschwindigkeitsdigitalisierschaltung 254 und die Steuerung 260 arbeiten gemeinsam, um das Summiersignal zu digitalisieren. In der vorliegenden Ausführungsform arbeitet die Hochgeschwindigkeitsdigitalisierschaltung 254 kontinuierlich unabhängig davon, ob das Austastsignal hoch oder niedrig ist. Die Fehlerdetektionsschaltung 256 empfängt das digitalisierte Summiersignal und das Austastsignal, das durch den Signalgenerator bereitgestellt ist.
Fehlerdetektionsschaltung 256 identifiziert einen Fehler, wenn das digitalisierte Summiersignal außerhalb des oben erwähnten vorbestimmten akzeptablen Fehlertoleranzbereiches fällt, aufgrund von unterschiedlichen Arten von Fehlern, die während des Betriebs der DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 auftreten. Beispielsweise überprüft die Fehlerdetektionsschaltung 256 den Wert des digitalisierten Summiersignals der durch das auf Niedrig gesetzte Austastsignal ausgelösten Abtastintervalle. Unter idealen Betriebsbedingungen würde das digitalisierte Summiersignal einen Wert von null Volt (0 V) aufgrund von entgegengesetzten Polaritäten der durch die Summierschaltung 248 summierten verfeinerten Spannungen repräsentieren, wie unten ausführlicher erläutert. Jedoch kann die Fehlerdetektionsschaltung 256 mit einem Fehlertoleranzbereich programmiert sein, um nicht ideale Betriebsbedingungen, die nichts desto weniger akzeptable Betriebsbedingungen repräsentieren, zu berücksichtigen.
Aufgrund der hohen Betriebsgeschwindigkeiten eines Elektronenstrahlmaskenschreibers, so kann beispielsweise die Austastsignalfrequenz in der Größenordnung von 10 MHz liegen, empfängt die Fehlerdetektionsschaltung 256 einen kontinuierlichen Datenstrom, der durch das digitalisierte Summiersignal repräsentiert ist. Während jedes Belichtungszyklus, führt, wenn das Austastsignal niedrig ist, die Fehlerdetektionsschaltung 256 Echtzeittestung von Datenabtastungen, die durch das digitalisierte Summiersignal repräsentiert sind, durch Vergleichen der Proben mit den gespeicherten Schwellenwerten, welche den vorgegebenen akzeptablen Fehlertoleranzbereich repräsentieren, durch. Es kann beispielsweise eine Abtastrate von 200 MHz verwendet werden. Das DAC/Verstärker-Testsystem 200 setzt seine Arbeit wie oben beschrieben fort, falls die Fehlerdetektionsschaltung 256 feststellt, dass das digitalisierte Summiersignal einen Wert innerhalb des Fehlertoleranzbereichs repräsentiert und die Datenproben können durch die Analysatorschaltung 252 verworfen werden. Ein Anwender kann den Systemprozessor 262 verwenden, um eine Schnittstelle mit der Analysatorschaltung 252 herzustellen und die in die Fehlerdetektionsschaltung 256 programmierten Schwellenwerte, z. B. gespeichert in den Registern, zu verändern, während des Betriebs des DAC/Verstärker-Testsystems 200, und der Testbetrieb kann basierend auf den neuen Schwellenwerten fortgesetzt werden.
Wenn die Fehlerdetektionsschaltung 256 feststellt, dass das digitalisierte Summiersignal einen Wert außerhalb des Fehlertoleranzbereichs repräsentiert, wird die gesamte Datenprobe, welche die Wellenform während des Belichtungszyklus repräsentiert, in der Speichervorrichtung 258 gespeichert und die Analysatorschaltung 252 stellt eine Notifikation bereit, dass ein Fehler detektiert worden ist, indem beispielsweise ein Geräusch erzeugt wird, eine Nachricht visuell angezeigt wird oder ein Signal an den Systemprozessor 262 gesendet wird. Die Steuerung 260 und die Fehlerdetektionsschaltung 256 können auch einen Zeitstempel erzeugen und an die in der Speichervorrichtung 258 gespeicherte Datenprobe anhängen. Zusätzliche Informationen, die Daten repräsentieren, die unmittelbar vor dem Detektionszeitraum digitalisiert worden sind, während dem das Austastsignal niedrig ist, können ebenfalls beim Detektieren eines Fehlers im Speicher 256 gespeichert werden. Die gespeicherte Datenprobe kann aus der Speichervorrichtung 258 durch den Systemprozessor 262 wieder gewonnen werden. Die gespeicherte Datenprobe und die zusätzlichen Daten können verwendet werden, um Wellenformen zu erzeugen, um Charakteristika und Arten der detektierten Fehler zu bestimmen. Beispielsweise können die Wellenformen verwendet werden, um festzustellen, ob der Fehler ein durch Rauschen oder Schaltungsversagen verursachter Versatzfehler oder ein Einschwingfehler war. Der Versatzfehler kann eine andere Signatur als der Einschwingfehler haben und die zusätzliche Information wird verwendet, um eine Einschwing-Evaluierung eines Fehlers setzt das Testsystem 200 den Betrieb, das Testen und das Speichern zusätzlicher Datenproben bei hoher Geschwindigkeit fort, ohne einen Detektionszeitraum zu überspringen. Die gespeicherten Datenproben können auch verwendet werden, um eine Detektion von falschen Fehlern zu bestimmen und können weiter zusammen mit Zeitstempeln archiviert werden, um Fehlertrends zu analysieren, was für Vorhersagetests verwendet werden kann.
Obwohl das DAC/Verstärker-Testsystem 200 vier DAC/Verstärker-Schaltungen und vier Überwachungsschaltungen enthält, dient die Beschreibung beispielhaften Zwecken und das DAC/Verstärker-Testsystem 200 könnte konstruiert sein, weitere oder weniger Komponenten zu enthalten, um eine bestimmte Konfiguration von DAC/Verstärkern in einem Elektronenstrahlmaskenschreiber aufzunehmen. Beispielsweise kann das DAC/Verstärker-Testsystem 200 mit jeweils zwei oder acht DAC/Verstärker-Schaltungen und zwei oder acht Überwachungsschaltungen implementiert sein.
3 illustriert die Summierung von Spannungen entsprechend den DAC/Verstärker-Schaltungen von beispielsweise System 200. Wie in 3 illustriert, enthalten die an den Ausgangsanschlüssen 242, 244, 246 und 248 der Überwachungsschaltungen 210, 212, 214 bzw. 216 bereitgestellten analogen Spannungen Paare von Ablenkspannungen Vx, Vy und Korrekturspannungen Vs1, vs2, die von entgegengesetzten Polaritäten sein können. Beispielsweise kann die am Anschluss 242 ausgegebene verfeinerte Spannung Vy – Vs1 sein, die am Anschluss 244 ausgegebene verfeinerte Spannung kann –Vy – Vs1 sein, die am Anschluss 246 ausgegebene verfeinerte Spannung kann Vx + Vs1 sein und die am Anschluss 248 ausgegebene verfeinerte Spannung kann Vx + Vs1 sein. Die Pfeile 302, 304, 306 und 308 in 3 entsprechen den durch die Überwachungsschaltung 210, 212, 214 und 216 ausgegebenen verfeinerten analogen Spannungen, die mit DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 gekoppelt sind, so dass, wenn die entsprechenden Spannungen miteinander summiert werden, bei Abwesenheit von Fehlfunktionen die sich ergebende Ausgabe normalerweise null Volt (0 V) sein sollte. Ablenkplatten 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322 und 324 repräsentieren acht Ablenkplatten, die in einem beispielhaften Elektronenstrahlmaskenschreiber enthalten sind. Wie detaillierter unten beschrieben, sind die Ablenkplatten symmetrisch orientiert und so angeordnet, dass die an die erste Ablenkplatte angelegte Spannung von einer Polarität entgegengerichtet zu derjenigen, die an die zweite Ablenkplatte angelegt wird, ist, die diametral gegenüberliegend und hinweisend zur ersten Ablenkplatte ist, um ein Platten-Paar zu bilden. Die Paare von Ablenkplatten sind unter 45 Grad gegenüber angrenzenden Paaren von Ablenkplatten angeordnet.
Die angelegten Spannungen enthalten zwei Gruppen von Ablenkspannungen (Vx, Vy) und astigmatischen Korrekturspannungen (Vs1 und Vs2). Eine erste Gruppe von Spannungen beinhaltet (+Vy – Vs1), angelegt an Ablenkplatte 310, und (–Vy – Vs1), angelegt an Ablenkplatte 318, die gegenüberliegend von und gepaart mit Ablenkplatte 310 ist. Die erste Gruppe von Spannungen enthält auch an Ablenkplatte 314 angelegte (+Vx + Vs1) und an Ablenkplatte 322 angelegte (–Vx + Vs1), die gegenüberliegend von und gepaart mit der Ablenkplatte 314 ist. Die zweite Gruppe von Spannungen enthält ((+Vx + Vy)/√2 + Vs2), angelegt an Ablenkplatte 312, ((–Vx – Vy)/√ + Vs2), angelegt an Ablenkplatte 320, die gegenüberliegend von und gepaart mit der Ablenkplatte 312 ist, ((+Vx – Vy)/√2 + Vs2), angelegt an Ablenkplatte 316, und ((–Vx + Vy)/√ + Vs2), angelegt an Ablenkplatte 324, die gegenüberliegend von und gepaart mit der Ablenkplatte 316 ist. Die √2 berücksichtigt die 45-Grad-Winkel zwischen zwei angrenzenden Ablenkplatten.
Die Summierung der ersten Gruppe von Spannungen führt zu einem Signal von 0 V, wenn die vier DAC/Verstärker-Schaltungen Die Summierung der ersten Gruppe von Spannungen führt zu einem Signal von 0 V, wenn die vier DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 ohne Fehler arbeiten und ähnlich führt die Summierung der zweiten Gruppe von Spannungen zu einem Signal von 0 V, wenn vier zusätzliche DAC/Verstärker-Schaltungen (nicht gezeigt), die sie erzeugen, ohne Fehler arbeiten.
Die Summierung der ersten Gruppe von Spannungen durch Summierschaltung 248 ist in 2 illustriert. Die zweite Gruppe von Spannungen könnte auch an die Summierschaltung 248 angelegt werden, in welchem Fall die Summierung aller acht Spannungen der ersten und zweiten Gruppe von Spannungen zu einem Signal von 0 V führen würde, wenn die DAC/Verstärker-Schaltungen ohne Fehler arbeiten. Alternativ könnte die zweite Gruppe von Spannungen an eine getrennte zweite Summierschaltung angelegt werden, die dafür dediziert ist, zum Detektieren von Betriebsfehlern in den mit den Ablenkplatten 312, 316, 320 und 324 assoziierten DAC/Verstärkern verwendet zu werden. Solch eine dedizierte zweite Summierschaltung würde auch eine getrennte zweite Analysatorschaltung damit assoziiert aufweisen, die dafür dediziert ist, mit der zweiten Summierschaltung verwendet zu werden.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 4A ist ein Timing-Diagramm 400 bereitgestellt, das einen fehlerfreien Betrieb von beispielsweise den DAC/Verstärker-Schaltungen 202, 204, 206 und 208 im System 200 repräsentiert. Das Timing-Diagramm 400 enthält eine Austastsignalwellenform 402, eine, ein Beispiel von, eine positive Ausgangsspannung einer DAC/Verstärker-Schaltung repräsentierenden Datenprobe illustrierende Wellenform 404, eine, eine negative Ausgangsspannung einer DAC/Verstärker-Schaltung repräsentierenden Datenprobe illustrierenden Wellenform 406, und eine Wellenform 408, die eine, eine Ausgabe einer Summierschaltung repräsentierende Datenprobe illustrierende. Beispielsweise kann die Austastsignalwellenform 402 Daten entsprechen, die das vom Signalgenerator 260 von Zeit T₁ bis T₇ erzeugte Austastsignal repräsentieren, die Wellenform 404 kann Daten entsprechen, welche eine positive Ausgangsspannung der DAC/Verstärker-Schaltung 202 repräsentieren, über Überwachungsschaltung 210, von Zeitpunkt T₁ bis T₇, die Wellenform 406 kann Daten entsprechen, die eine negative Ausgangsspannung der DAC/Verstärker-Schaltung 204 über die Überwachungsschaltung 212 vom Zeitpunkt T₁ bis T₇ repräsentieren, und die Wellenform 408, kann Daten entsprechen, welche das am Anschluss 250 vorgesehene Summiersignal von Zeitpunkt T₁ bis T₇ repräsentieren.
Das Timing-Diagramm 400 ist eine vereinfachte Illustration von zwei Wellenformen 404 und 406, die entsprechende positive und negative Ausgangsspannungen von zwei DAC/Verstärker-Schaltungen repräsentieren, lediglich zu Erläuterungszwecken. Wie oben erwähnt, illustriert die Wellenform 408 eine Datenprobe, die das durch Summieren der durch die Wellenform 404 und 406 repräsentierten Ausgangsspannungen erhaltene Summiersignal repräsentiert.
Die Wellenform 402 wird als ein Timing-Signal verwendet, so dass Zeiten T₁, T₃, T₅ und T₇ Einschwingzeiten entsprechend DAC/Verstärker-Schaltungen repräsentieren, deren Ausgangsspannungen durch Wellenformen 404 und 406 repräsentiert sind, beispielsweise DAC/Verstärker-Schaltungen 202 bzw. 204. Die Zeiten T₂, T₄ und T₆ repräsentieren Bestimmungszeiträume. Während der Bestimmungszeiträume T₂, T₄ und T₆ ist das Austastsignal niedrig und die Wellenform 408 ist eine ungefähr gerade horizontale Linie, die anzeigt, dass die Summation der Wellenform 404 und 406 eine Resultanten-Wellenform von ungefähr 0 V ist. Wie in 4A illustriert, zeigt die Wellenform 408 einen Wert von ungefähr 0 V während der Bestimmungszeiträume T₂, T₄ und T₆ an, womit ein fehlerfreier Betrieb der DAC/Verstärker-Schaltungen 202 und 204 angezeigt wird, die die durch die Wellenform 404 bzw. 406 repräsentierten Analogspannungen erzeugten.
Im Gegensatz zu 4A stellt 4B ein Timing-Diagramm 450 dar, das einen Betrieb von DAC/Verstärker-Schaltungen repräsentiert, wobei eine oder mehrere DAC/Verstärker-Schaltungen Fehlfunktionen aufweisen. Das Timing-Diagramm 450 beinhaltet auch eine Austastsignalwellenform 452, eine ein Beispiel von einer, eine positiven Ausgangsspannung einer DAC/Verstärker-Schaltung repräsentierenden Datenprobe illustrierende Wellenform 454, eine, ein Datenbeispiel illustrierende Wellenform 456, das eine negative Ausgangsspannung einer DAC/Verstärker-Schaltung repräsentiert und eine Wellenform 458, die das am Anschluss 250 durch Summierschaltung 248 bereitgestellte Summiersignal repräsentierende Daten illustriert.
Während der Bestimmungszeiträume T₂, T₄ und T₆ repräsentiert die Wellenform 458 kein Signal von 0 V, sondern enthält stattdessen Inkonsistenzen. Diese Inkonsistenzen können durch Fehler in Betrieb einer oder mehrerer der DAC/Verstärker-Schaltungen, deren Ausgaben durch die Wellenform 454 und 456 repräsentiert sind, verursacht werden. Beispielsweise kann die Wellenform 458 einen Fehler während des Bestimmungszeitraums T₂ anzeigen, der aufgrund einer Inkonsistenz an Punkt 460 auf Wellenform 454 verursacht sein kann.
Ein Einschwingfehler kann durch Beobachten von Wellenform 480 während des Bestimmungszeitraums T₄ detektiert werden und der Einschwingfehler kann aufgrund einer Inkonsistenz am Punkt 462 auf Wellenform 454 verursacht sein. Ein Versatzfehler kann durch Beobachten von Wellenform 458 während des Bestimmungszeitraums T₆ detektiert werden und der Versatzfehler kann aufgrund einer Inkonsistenz am Punkt 464 auf Wellenform 454 verursacht werden. Somit können Fehler während des Betriebs der DAC/Verstärker-Schaltungen basierend auf durch das Summensignal repräsentierten Werten, hierin als Wellenform 458 illustriert, detektiert werden.
Obwohl die Wellenformen 408 und 458 Beispiele von fehlerfreiem und fehler-detektiertem Betrieb von DAC/Verstärkern illustrieren, wird in der illustrierten Ausführungsform die tatsächliche Detektion von fehlerfreiem oder fehlerbehaftetem Betrieb durch Analysatorschaltung 252 in der oben beschrieben Weise durchgeführt.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 500 zum Testen von DAC/Verstärker-Schaltungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Beispielsweise kann Verfahren 500 unter Verwendung des DAC/Verstärker-Testsystems 200 implementiert werden. Das Verfahren beginnt bei 502, wo digitale Eingangssignale den DAC/Verstärker-Schaltungen bereitgestellt werden. Bei 504 geben die DAC/Verstärker-Schaltungen analoge Ausgangsspannungssignale aus. Diese analogen Ausgangsspannungssignale werden Überwachungsschaltungen bereitgestellt. Die Überwachungsschaltungen können beispielsweise Überwachungsschaltungen 210, 212, 214 und 216 des DAC/Verstärker-Testsystems 200 sein. Als Nächstes kann bei 506 Rauschen in den analogen Ausgangsspannungssignalen reduziert werden und die verfeinerten Ausgangsspannungssignale können ausgegeben werden. Das Rauschen kann beispielsweise durch Überwachungsschaltungen 210, 212, 214 und 216 reduziert werden und die verfeinerten Ausgangsspannungssignale können beispielsweise an die Summierschaltung 248 ausgegeben werden. Die Überwachungsschaltungen 210, 212, 214 und 216 minimieren die Effekte der Verbindung zwischen DAC/Verstärker-Schaltungen und der Summierschaltung 248 an, an die Ablenkplatten des Elektronenstrahlmaskenschreibers gelieferten Signals. Ein Fehler würde verursacht werden, falls das Rauschen nicht reduziert wird.
In 508 werden die verfeinerten Spannungssignale summiert. Die Summierung kann beispielsweise durch die Summierschaltung 248 ausgeführt werden. Als Nächstes wird in 510 ein Summiersignal ausgegeben. Die Summation kann beispielsweise der Analysatorschaltung 252 bereitgestellt werden. Das Summiersignal wird dann digitalisiert (512) und das digitalisierte Summiersignal wird ausgegeben. Bei 514 wird auch ein Austastsignal ausgegeben. Das Austastsignal kann eine digitalisierte Version des an die Austastplatten gelieferten Austastsignals oder ein Referenz-Austastsignal sein, das valide Ausgangssignale der DAC/Verstärker-Schaltungen repräsentiert.
Das Summiersignal kann beispielsweise durch eine Hochgeschwindigkeitsdigitalisierschaltung 254 digitalisiert werden und das Austastsignal kann beispielsweise durch Signalgenerator 260 erzeugt werden. Das digitalisierte Summiersignal und das Austastsignal können beispielsweise der Fehlerdetektionsschaltung 256 bereitgestellt werden.
Bei 516 wird das digitalisierte Summiersignal auf Fehler untersucht und es wird festgestellt, ob der durch das digitalisierte Summiersignal repräsentierte Wert innerhalb eines Fehlertoleranzbereiches liegt, wenn das Austastsignal niedrig ist. Das digitalisierte Summiersignal kann beispielsweise durch die Fehlerdetektionsschaltung 256 überprüft werden. Falls das digitalisierte Summiersignal einen Wert innerhalb des Fehlertoleranzbereichs repräsentiert, kehrt das Verfahren zu 502 zurück und das Testen wird basierend auf dem vorherigen Fehlertoleranzbereich oder einem neuen Fehlertoleranzbereich fortgesetzt. Alternativ, wenn das digitalisierte Summiersignal nicht innerhalb eines Fehlertoleranzbereichs liegt, schreitet das Verfahren zu 518 fort, wo eine Aufzeichnung des Fehlers erzeugt wird und ein Notifizieren erzeugt werden kann, um die Detektion des Fehlers anzuzeigen. Die Aufzeichnung kann beispielsweise in der Speichervorrichtung 258 gespeichert werden und die Notifikation kann beispielsweise durch die Analysatorschaltung 252 erzeugt werden. Die Aufzeichnung des Fehlers kann Daten beinhalten, die die gesamte Datenprobe repräsentieren, in welcher der Fehler detektiert wurde, einen zugehörigen Zeitstempel und zusätzliche Informationen, die Daten repräsentieren, die unmittelbar vor dem Detektionszeitraum, während dem das Austastsignal niedrig ist, digitalisiert worden sind. Bei 520 können die aufgezeichneten Fehlerdaten durch das Erzeugen von Wellenformen, welche die Proben von gespeicherten Daten repräsentieren, analysiert werden. Die Analyse der aufgezeichneten Fehlerdaten kann das Bestimmen einer Art des Fehlers, das Durchführen von Isolationstests zur Lokalisierung der Komponente, die den Fehler verursacht hat, oder das Archivieren der Daten zum Durchführen von Vorhersage-Tests beinhalten. Beispielsweise können die DAC/Verstärker 202, 204, 206 und 208 individuell getestet werden, um den DAC/Verstärker zu bestimmen, der eine Fehlfunktion aufweist, und das Verfahren endet.
6 ist ein schematisches Diagramm, das eine Implementierung eines DAC/Verstärker-Testsystems innerhalb eines Elektronenstrahlmaskenschreibers 600 illustriert. Der Elektronenstrahlmaskenschreiber 600 beinhaltet eine Elektronenstrahlsäule 602, eine Mehrzahl von DAC/Verstärkertürmen 604 und 606, eine Mehrzahl von Überwachungsschaltungen 608 und 610 und eine Mehrzahl von Analysatorschaltungen 612 und 614. Die Elektronenstrahlsäule 602 beinhaltet Ablenkplatten 616 und 618, die zur Steuerung des Elektronenstrahls 620, der innerhalb der Elektronenstrahlsäule 602 erzeugt wird, verwendet werden. Der Elektronenstrahl kann verwendet werden, um eine Maske 622 herzustellen. Obwohl die Elektronenstrahlsäule 602 zwei Ablenkplatten enthält, dient die Beschreibung Vereinfachungszwecken und in der Praxis würde die Elektronenstrahlsäule 602 so aufgebaut sein, dass sie zusätzliche Ablenkplatten enthält.
Die DAC-Verstärker 604 und 606 beinhalten die Summierschaltungen 624 und 626 und die DAC/Verstärker-Schaltungen 628 bzw. 630. Die DAC/Verstärker-Schaltung 628 beinhaltet zwei Ausgangsanschlüsse, wobei der erste Ausgangsanschluss mit der Überwachungsschaltung 608 über einen Pfad 632 gekoppelt ist und der zweite Ausgangsanschluss mit der Ablenkplatte 616 über einen Pfad 634 gekoppelt ist. Ähnlich ist die DAC/Verstärker-Schaltung 630 mit der Überwachungsschaltung 610 über einen Pfad 636 und mit der Ablenkplatte 618 über einen Pfad 638 gekoppelt. Obwohl die DAC/Verstärkertürme 604 und 606 jeweils eine DAC/Verstärker-Schaltung enthalten, dient die Beschreibung nur beispielhaften Zwecken und die DAC/Verstärkertürme 604 und 606 würden in der Praxis zusätzliche DAC/Verstärker-Schaltungen enthalten, die jeweils mit zusätzlichen Ablenkplatten assoziiert sind.
Die Analysatorschaltungen 612 und 614 können Komponenten ähnlich den Komponenten enthalten, die in den Analysatorschaltungen 252 des DAC/Verstärker-Testsystems 200 enthalten sind, und können weiterhin mit einem (nicht gezeigten) Signalgenerator gekoppelt sein, der ein Austastsignal an die Analysatorschaltungen bereitstellt.
Wie oben, unter Bezugnahme auf 2 und 5 beschrieben, empfangen Ablenkplatten 616 und 618 der Elektronenstrahlsäule 602 und Überwachungsschaltungen 608 und 610 analoge Spannungssignale aus den DAC/Verstärker-Schaltungen 628 und 630 aufgrund der durch die Pfade 632, 634, 636 und 638 repräsentierten parallelen Verbindungen. Solch eine Anordnung stellt sicher, dass die Elektronenstrahlsäule 602 weiterhin den Elektronenstrahl 620 erzeugt, während der Betrieb der DAC/Verstärker-Schaltungen 628 und 630 kontinuierlich getestet wird. Die verbleibenden Komponenten des Elektronenstrahlmaskenschreibers 600 arbeiten in einer ähnlichen Weise wie die Komponenten des DAC/Verstärker-Testsystems 200 und das Testen wird gemäß den Schritten 502 bis 520, die in Bezugnahme auf 5 beschrieben sind, durchgeführt.
Die vorstehende Beschreibung ist zum Zwecke der Illustration präsentiert worden. Sie ist nicht erschöpfend und beschränkt die Erfindung nicht auf die genauen Formen oder Ausführungsformen, die offenbart worden sind. Modifikationen und Adaptionen der Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet der Technik aus der Erwägung der Spezifikation und der Praxis der offenbarten Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich werden. Das DAC/Verstärker-Testsystem 200 kann implementiert werden, um andere elektronische Vorrichtungen als einen Elektronenstrahlmaskenschreiber zu testen. Ein fehlerfreies Signal kann in vielen elektronischen Vorrichtungen erforderlich sein und das Signal kann unter Verwendung der offenbarten Verfahren und Systeme getestet werden. Beispielsweise kann das zu testende Signal invertiert und mit dem invertierten Signal summiert werden und das summierte Signal kann basierend auf Verfahren und Systemen analysiert werden, die hier offenbart sind.
Andere Ausführungsformen der Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet aus Erwägung der Spezifikation und Ausübung der hierin offenbarten Erfindung ersichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und Beispiele nur als beispielhaft erwogen werden, wobei der Schutzumfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche angezeigt ist.

Claims

Digital-Analog-Wandler-(DAC)/Verstärkertestsystem (200) zur Verwendung in einem Elektronenstrahl-(e-beam)Maskenschreiber, wobei der Elektronenstrahlmaskenschreiber dadurch gekennzeichnet ist, dass er eine Mehrzahl von Ablenkplatten (310, 312, 314, 316, 318, 320, 322 und 324) und eine Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) zur Ausgabe analoger Spannungssignale enthält, wobei jede DAC/Verstärker-Schaltung (202, 204, 206, 208) einen ersten Ausgangsanschluss (234, 236, 238, 240) und einen zweiten Ausgangsanschluss (218, 222, 226, 230) aufweist, wobei die ersten Ausgangsanschlüsse (234, 236, 238, 240) der Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) jeweils konfiguriert sind, Ausgangsanalogspannungen als Ablenkspannungen an Ablenkplatten des Elektronenstrahlmaskenschreibers bereitzustellen, wobei das Testsystem umfasst: eine Summierschaltung (248), die konfiguriert ist, die Ausgangsanalogspannungssignale an den zweiten Ausgangsanschlüssen (218, 222, 226, 230) zu empfangen, um alle empfangenen, analogen Spannungssignale zu summieren und um ein Summiersignal auszugeben, das die Summe der empfangenen Analogspannungssignale anzeigt; einen Signalgenerator (260) zum Erzeugen eines Austastsignals; und eine Analysatorschaltung (252), die konfiguriert ist, das Summiersignal zu empfangen, wobei die Analysatorschaltung (252) umfasst: eine programmierbare Hochgeschwindigkeitsdigitalisierschaltung (254), um das Summiersignal zu einem digitalisierten Summiersignal zu digitalisieren; und eine Fehlerdetektionsschaltung (256), die konfiguriert ist, das digitalisierte Summiersignal und das Austastsignal zu empfangen und das digitalisierte Summiersignal mit einem Fehlertoleranzbereich zu vergleichen, um zu überprüfen, ob das digitalisierte Summiersignal während eines Detektionszeitraums des Austastsignals innerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt.
DAC/Verstärker-Testsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerdetektionsschaltung (256) den Vergleich während eines Detektionszeitraums des Austastsignals durchführt und eine Änderung detektiert wird, wenn das digitalisierte Summiersignal außerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt.
DAC/Verstärker-Testsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysatorschaltung (252) weiterhin umfasst: eine Speichervorrichtung (258) zum Speichern einer Aufzeichnung der detektierten Änderung, wobei die Aufzeichnung eine Datenprobe, die das digitalisierte Summiersignal, einen korrespondierenden Zeitstempel und zusätzliche Informationen, die Daten repräsentieren, die durch die Hochgeschwindigkeitsdigitalisierungsschaltung (254) unmittelbar vor dem Detektionszeitraum digitalisiert werden, beinhaltet; und eine Steuerung (260), die gekoppelt ist, um die Hochgeschwindigkeitsdigitalisierungsschaltung (254) zu steuern.
DAC/Verstärker-Testsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehlertoleranzbereich während des Betriebes des Elektronenstrahlmaskenschreibers verändert wird.
DAC/Verstärker-Testsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch weiter Beinhalten einer Mehrzahl von Überwachungsschaltungen (210, 212, 214, 216) zum Empfangen der analogen Spannungssignale über die zweiten Ausgangsanschlüsse (218, 222, 226, 230) der DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208), um verfeinerte analoge Spannungssignale entsprechend den ausgegebenen Analogspannungssignalen zu erzeugen, wobei jede der Überwachungsschaltungen (210, 212, 214, 216) einen gepufferten Verstärker hoher Impedanz beinhaltet und die zweiten Ausgangsanschlüsse (218, 222, 226, 230) der DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) jeweils mit entsprechenden der Überwachungsschaltungen (210, 212, 214, 216) gekoppelt sind.
DAC/Verstärker-Testsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung während des Betriebs des Elektronenstrahlmaskenschreibers detektiert wird.
DAC/Verstärker-Testsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenprobe verwendet wird, um eine Wellenform zu erzeugen, um einen Typ der Änderung zu bestimmen.
DAC/Verstärker-Testsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Gruppe von Spannungen an eine erste Gruppe der Ablenkplatten (310, 314, 318, 322) angelegt wird und eine zweite Gruppe von Spannungen an eine zweite Gruppe der Ablenkplatten (312, 316, 320, 324) angelegt wird, wobei die ersten und zweiten Gruppen von Spannungen auf den Ablenkspannungen und astigmatischen Korrekturspannungen basieren, wobei die DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) innerhalb des Fehlertoleranzbereichs arbeiten, falls eine Summe der ersten Gruppe von Spannungen oder eine Summe der zweiten Gruppe von Spannungen ungefähr null Volt beträgt.
DAC/Verstärker-Testsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangs-Analogspannungssignale eine Gruppe von Signalen mit einer Nettosumme von ungefähr null Volt sind, wenn es keine Änderung gibt.
Testvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine Summierschaltung (248), die konfiguriert ist, Ausgangsanalogspannungssignale an zweiten Ausgangsanschlüssen (218, 222, 226, 230) zu empfangen, um alle empfangenen, analogen Spannungssignale zu summieren und um ein Summiersignal auszugeben, das die Summe der Analogspannungssignale anzeigt; einen Signalgenerator (260) zur Erzeugung eines Austastsignals; und eine Analysatorschaltung (252), die konfiguriert ist, das Summiersignal zu empfangen, wobei die Analysatorschaltung (252) umfasst: einen programmierbaren Hochgeschwindigkeitsdigitalisierer, um das Summiersignal zu einem digitalisierten Summiersignal zu digitalisieren, und eine Fehlerdetektionsschaltung (256), die konfiguriert ist, das digitalisierte Summiersignal und das Austastsignal zu empfangen, um das digitalisierte Summiersignal mit einem Fehlertoleranzbereich zu vergleichen, um zu überprüfen, ob das digitalisierte Summiersignals während eines Detektionszeitraums des Austastsignals innerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt.
Testvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung detektiert wird, wenn das digitalisierte Summiersignal außerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt.
Testvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysatorschaltung (252) weiterhin umfasst: eine Speichervorrichtung (258), die gekoppelt ist zum Speichern einer Aufzeichnung der detektierten Änderung, wobei die Aufzeichnung eine Datenprobe, die das digitalisierte Summiersignal, einen korrespondierenden Zeitstempel und zusätzliche Informationen, die Daten repräsentieren, die durch die Hochgeschwindigkeitsdigitalisierungsschaltung (254) unmittelbar vor dem Detektionszeitraum digitalisiert werden, beinhaltet; und eine Steuerung (260), die gekoppelt ist, um die Hochgeschwindigkeitsdigitalisierungsschaltung (254) zu steuern.
Testvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysatorschaltung (252) eine Notifikation erzeugt, wenn die Änderung detektiert wird und die Datenprobe verwendet wird, um eine Wellenform zu erzeugen, um eine Art der Änderung zu bestimmen.
Testvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung eine Fehlfunktion in einer, einer Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) zeigt, wobei die Mehrzahl von analogen Spannungssignalen mit Ausgangsspannungen der DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) korrespondieren.
Testvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Analogspannungssignale eine Gruppe von Signalen mit einer Nettosumme von ungefähr Null Volt sind, wenn es keine Änderung gibt.
Testvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: einen programmierbaren Hochgeschwindigkeitsdigitalisierer (254) zum Empfangen eines Summiersignals und zum Digitalisieren des Summiersignals zu einem digitalisierten Summiersignal; eine Steuerung (260), die konfiguriert ist zur Steuerung der Hochgeschwindigkeitsdigitalisierschaltung (254); eine Fehlerdetektionsschaltung (256), die konfiguriert ist, das digitalisierte Summiersignal und ein Austastsignal zu empfangen, und das digitalisierte Summiersignal mit einem Fehlertoleranzbereich zu vergleichen, um zu überprüfen, ob das digitalisierte Summiersignal während eines Detektionszeitraums des Austastsignals innerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt; und eine Speichervorrichtung (258), um eine Aufzeichnung einer detektierten Änderung und einen entsprechenden Zeitstempel zu speichern, wobei die Änderung detektiert wird, wenn das digitalisierte Summiersignal außerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt.
Testvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung eine Fehlfunktion einer der Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) anzeigt, wobei das Summiersignal eine Summe einer Mehrzahl von analogen Spannungssignalen entsprechend Ausgangsspannungen der DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) repräsentiert.
Verfahren zum Testen einer Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) durch ein DAC/Verstärker-Testsystem, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: Empfangen einer Mehrzahl von jeweils durch die Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) ausgegebenen analogen Spannungssignalen; Summieren der Analogspannungssignale; Erzeugen eines Summiersignals, das die Summe der Analogspannungssignale anzeigt; Digitalisieren des Summiersignals zu einem digitalisierten Summiersignal; Erzeugen eines Austastsignals; Überprüfen des digitalisierten Summiersignals während eines Detektionszeitraums des Austastsignals, durch Vergleichen des digitalisierten Summiersignals mit einem Fehlertoleranzbereich, um zu überprüfen, ob das digitalisierte Summiersignal während des Detektionszeitraums des Austastsignals innerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt; und Speichern einer Aufzeichnung einer Änderung in einer Speichervorrichtung (258) des DAC/Verstärker-Testsystems, wenn die Änderung detektiert wird, wobei die Aufzeichnung eine Datenprobe beinhaltet, die das digitalisierte Summiersignal repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung detektiert wird, wenn das digitalisierte Summiersignal außerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst: Erzeugen einer Notifikation, die die Detektion der Änderung anzeigt, wobei die detektierte Änderung eine Fehlfunktion in einer der Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) repräsentiert; und Erzeugen einer Wellenform unter Verwendung der Datenprobe, um eine Art der Änderung festzustellen.
Verfahren zum Testen einer Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208), wobei das Verfahren durch eine Analysatorschaltung (252) durchgeführt wird, und das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: Empfangen eines Summiersignals, das eine Summe basierend auf Ausgangsspannungen der Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) anzeigt; Digitalisieren des Summiersignals zu einem digitalisierten Summiersignal; Empfangen eines Austastsignals; Überprüfen des digitalisierten Summiersignals bezüglich einer Änderung durch Vergleichen des digitalisierten Summiersignals mit einem Fehlertoleranzbereich während eines Detektionszeitraums des Austastsignals, um zu überprüfen, ob das digitalisierte Summiersignal während des Detektionszeitraums des Austastsignals innerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt; und Speichern einer Aufzeichnung einer Änderung in einer Speichervorrichtung (258) der Analysatorschaltung (252), wenn der Betriebsfehler detektiert wird, wobei die Änderung detektiert wird, wenn das digitalisierte Summiersignal außerhalb des Fehlertoleranzbereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst: Erzeugen einer Notifikation, die die Detektion der Änderung anzeigt, wobei die detektierte Änderung eine Fehlfunktion in einer Mehrzahl von DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208) repräsentiert; Analysieren der Aufzeichnung zur Bestimmung eines Typs von Änderung; und Ändern des Fehlertoleranzbereichs während der Analyse und während des Betriebs der DAC/Verstärker-Schaltungen (202, 204, 206, 208).