DE19734486C2 - Photomasken-Prüfgerät und Verfahren zum Prüfen von Photomasken - Google Patents

Photomasken-Prüfgerät und Verfahren zum Prüfen von Photomasken

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Photomasken- Prüfgerät, insbesondere ein Photomasken-Prüfgerät zur Verwendung bei der Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung, sowie ein Verfahren zum Prüfen von Photomasken.
Es sind zwei Prüfverfahren zum Aufsuchen eines De­ fekts auf einer Photomaske bekannt. Ein erstes Prüfver­ fahren ist ein Mustervergleichsverfahren, in dem be­ nachbarte Einheitsmuster miteinander verglichen wer­ den, um Unterschiede zwischen diesen zu untersuchen. Ein zweites Prüfverfahren ist ein Datenbankvergleich- Prüfverfahren, bei welchem zum Durchführen der Prü­ fung ein aktuelles Muster mit einem Entwurfsmuster verglichen wird.
Ein Photomasken-Prüfgerät, das geeignet ist, gleich­ zeitig die Prüfungen gemäß der beiden oben genannten Verfahren durchzuführen, ist in der japanischen Patent- Offenlegungsschrift Nr. Hei 2-108947 offenbart. Fig. 2 ist eine strukturelle Ansicht des in dem oben genannten Bezugsdokument offenbarten Gerätes. Wie in der Figur gezeigt, funktioniert eine zentrale Steuereinheit 12 der­ art, daß ein eingelassener Schalter bzw. Durchlaßschal­ ter 3 Lichtquellen 4R und 4L einschaltet, und dann opti­ sche Signale DR1 und DL1 vom rechten und linken Ein­ heitsmuster 2R und 2L auf einer Maske 2, die durch Linsen 5R und 5L erhalten worden sind, mittels eines photoelektrischen Wandlerabschnitts 6 in Vergleichssi­ gnale DR2 und DL2 umgewandelt werden.
Das Vergleichssignal DR2 wird durch einen Verstär­ ker 13 und eine Divisionsschaltung 14 derart in der In­ tensität eingestellt und aufgeteilt, daß es in Signale DR3 und DR4 umgewandelt wird, die jeweils zwei Kompara­ toren 9a und 9b eingegeben werden. Der Komparator 9a vergleicht das Vergleichssignal DL2 mit dem Signal DR3 und speichert eine mittels des Mustervergleichsver­ fahrens erhaltene Defektinformation zwischen den Ein­ heitsmustern 2L und 2R auf der Photomaske 2 in eine Pufferspeicher 10a ab.
Andererseits vergleicht der Komparator 9b das Ver­ gleichssignal DR4 mit einem Vergleichssignal D2, das mittels eines Entwurfsdaten-Wandlerabschnitts 8 aus in einem externen Speicher 7 gespeicherten Entwurfsda­ ten D1 erzeugt wird, und speichert durch das Daten­ bankvergleich-Prüfverfahren erhaltene Defektinforma­ tion in einem Pufferspeicher 10b ab. Wenn eine Ausga­ be-Anweisung von einer Konsole 1 eingegeben wird, wird jede in den Pufferspeichern 10a und 10b gespei­ cherte Defektinformation an eine externe Ausgabeein­ heit 11 ausgegeben.
Jedoch gibt es in dem oben genannten bekannten Photomasken-Prüfgerät einige Fälle, bei denen es schwierig ist zu bestimmen, welcher der benachbarten Chips Defekte enthält, wie einen Fehler in der Größe eines Kontaktloches, da die in der externen Ausgabeein­ heit 11 gezeigte Defektinformation analysiert werden muß.
Ferner tritt in dem bekannten Photomasken-Prüfge­ rät ein Problem auf, daß eine lange Zeit für die Um­ wandlung der Entwurfsdaten erforderlich ist, da der Entwurfsdaten-Wandlerabschnitt 8 alle Entwurfsdaten in der externen Ausgabeeinheit 11 umwandeln muß.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ei­ ne Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen von Pho­ tomasken zu schaffen, die geeignet sind zu bestimmen, welcher der benachbarten Chips einen Defekt enthält.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit dem Gegen­ stand der Ansprüche 1 und 4. Weitere Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrie­ ben.
Danach wird ein Photomasken-Prüfgerät geschaffen, das ein Meßsystem aufweist zum Umwandeln der Licht­ strahlen, die zwei benachbarte gleiche bzw. gleichartige (identische), auf einer Photomaske ausgebildete Ein­ heitsmuster separat abgetastet haben, in ein erstes und ein zweites elektrisches Signal, zum Vergleichen des ersten und des zweiten elektrischen Signals im Hinblick auf eine mangelnde Übereinstimmung der Einheitsmu­ ster, und zum Ausgeben einer Koordinateninformation der mangelnden Übereinstimmung, falls keine Überein­ stimmung vorliegt; erste und zweite Speicherschaltun­ gen zum Speichern des ersten und des zweiten elektri­ schen Signals, falls durch das Meßsystem eine mangeln­ de Übereinstimmung gefunden wurde; eine dritte Spei­ cherschaltung zum Speichern von Entwurfs- bzw. Vor­ lagedaten eines auf der Photomaske ausgebildeten Mu­ sters; und Identifiziermittel zum Identifizieren eines Photomaskenmusters mit einem Defekt durch Ver­ gleich eines Prüfsignals, das von den in der dritten Spei­ cherschaltung gespeicherten Entwurfsdaten erhalten wird, mit den Ausgangssignalen von jeweils der ersten und der zweiten Speicherschaltung.
Mit dem oben genannten Aufbau werden die Aus­ gangssignale derart mit den Entwurfsdaten verglichen, falls ein Unterschied zwischen zwei benachbarten iden­ tischen, auf der Photomaske ausgebildeten Einheitsmu­ stern (benachbarte Chips) auftritt, daß es möglich wird automatisch zu bestimmen, welcher der benachbarten Chips den Defekt enthält.
Da ein Entwurfsdaten-Wandlerabschnitt vorgesehen ist zum Umwandeln lediglich der Entwurfsdaten von Umgebungskoordinaten, welche die Koordinateninfor­ mation von dem Meßsystem umfassen, von den in der dritten Speicherschaltung gespeicherten Entwurfsda­ ten, falls ein Unterschied zwischen den benachbarten Chips vorliegt, werden von den gespeicherten Entwurfs­ daten ferner lediglich die Entwurfsdaten der Umgebung der Koordinateninformation in das Prüfsignal umge­ wandelt. Vorteilhaft ist damit eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen von Photomasken geschaffen, bei denen die Datenumwandlungszeit verkürzt ist und die Prüfung mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine strukturelle Ansicht eines Ausführungsbei­ spiels der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 2 eine strukturelle Ansicht eines Ausführungsbei­ spiels aus dem Stand der Technik.
Fig. 1 zeigt ein Photomasken-Prüfgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in dem dieselben Bauteile wie diejenigen aus Fig. 2 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, um deren weitere Beschreibung zu vereinheitlichen. In Fig. 1 weist dieses Photomasken-Prüfgerät eine Konsole 1 zum Eingeben von Musterinformation einer Photomas­ ke 2 auf, zwei rechte und linke optische Quellen 4L und 4R, die mit einem eingelassenen Schalter bzw. Durch­ laßschalter 3 verbunden sind und zum Abtasten von einem rechten und einem linken gleichen Einheitsmu­ ster 2L und 2R auf der Photomaske 2 ausgelegt sind, zwei rechte und linke Linsen 5L und 5R zum Focussie­ ren von durch das rechte und das linke Einheitsmuster 2L und 2R gelangte Lichtstrahlen, einen photoelektri­ schen Wandlerabschnitt 6 zum Wandeln der focussier­ ten Abtast-Strahlen in elektrische Signale, einen Ent­ wurfsdaten-Wandlerabschnitt 8 zum Lesen von in ei­ nem externen Speicher 7 gespeicherten Entwurfsdaten, um die Daten in ein elektrisches Signal umzuwandeln, einen Komparator 9a zum Vergleichen der von dem rechten und dem linken Einheitsmuster erhaltenen elek­ trischen Signalen, Pufferspeicher 10a und 10b zum vor­ übergehenden Speichern von Information über jeweils das rechte und das linke Einheitsmuster, wenn der Kom­ parator 9a einen Unterschied zwischen dem rechten und dem linken Einheitsmuster erfaßt, eine Divisionsschal­ tung 14 zum Aufteilen des elektrischen Signals von dem Entwurfsdaten-Wandlerabschnitt 8 in zwei elektrische Signale, Komparatoren 9b und 9c zum Vergleichen der Information über die in den Pufferspeichern 10a und 10b gespeicherten rechten und linken Einheitsmuster mit den elektrischen Signalen von der Divisionsschal­ tung 14, einen Pufferspeicher 10c zum vorübergehenden Speichern von von den Komparatoren 9b und 9c erhal­ tener Defektinformation, und eine externe Ausgabeein­ heit 11 zum Rückgewinnen der Defektinformation in dem Pufferspeicher 10c.
In Betrieb werden zum Herstellen der Photomaske verwendete Entwurfsdaten D1 in den externen Speicher 7 eingegeben und die Photomaske 2 an dem Gerät ange­ bracht. Danach wird von der Konsole 1 eine Muster­ struktur-Information eingegeben. Dies läßt eine zentra­ le Steuereinheit 12 so arbeiten, daß der eingelassene Schalter 3 die Lichtquellen 4L und 4R einschaltet.
Die Abtaststrahlen von den Lichtquellen 4L und 4R gelangen durch das rechte und das linke Einheitsmuster 2L und 2R der Photomaske 2 um hieraus optische Si­ gnale DL1 und DL2 zu erzeugen, und werden weiter von der rechten und der linken Linse 5L und 5R auf eine lichtempfangende Oberfläche des photoelektrischen Wandlerabschnitts 6 focussiert, um in Vergleichssignale DL2 und DR2 umgewandelt zu werden.
Der Komparator 9a vergleicht das dem Vergleichs­ muster 2L der Photomaske 2 entsprechende Vergleichs­ signal DL2 mit dem dem Einheitsmuster 2R der Photo­ maske 2 entsprechenden Vergleichssignal DR2. Wenn der Komparator 9a zwischen diesen einen Unterschied gefunden hat, gibt er eine Koordinateninformation d als eine durch das Mustervergleichsverfahren erhaltene Defektinformation in den Entwurfsdaten-Wandlerab­ schnitt 8 ein und gibt gleichzeitig die Vergleichssignale DL2 und DR2 als Unterschiede aufweisende Vergleichs­ signale DL3 und DR3 jeweils in entsprechende Puffer­ speicher 10a und 10b derart ein, daß die Signale dort vorübergehend gespeichert werden.
Andererseits erzeugt der Entwurfsdaten-Wandlerab­ schnitt 8 ein Prüfsignal D2 für die Umgebung des defek­ ten Abschnitts aus den aus dem externen Speicher 7 gelesenen Entwurfsdaten D1 auf der Basis der von dem Komparator 9a eingegebenen Koordinateninformation d. Das Prüfsignal D2 wird der Divisionsschaltung 14 zu­ geführt und durch die Divisionsschaltung 14 in zwei Signale D3 und D4 aufgeteilt.
Der Komparator 9b vergleicht das von dem Puffer­ speicher 10a gelesene Vergleichssignal DL4 mit dem von der Divisionsschaltung 14 erhaltenen Prüfsignal D3. Wenn der Komparator einen Unterschied zwischen die­ sen Signalen auffindet, wird eine über das Datenbank­ vergleich-Prüfverfahren erhaltene Defektinformation in dem Pufferspeicher 10c gespeichert. Ferner vergleicht der Komparator 9c gleichzeitig das von dem Pufferspei­ cher 10b gelesene Vergleichssignal DR4 mit dem von der Divisionsschaltung 14 erhaltenen Prüfsignal D4. Wenn der Komparator zwischen diesen Signalen einen Unter­ schied auffindet, wird eine durch das Datenbankver­ gleich-Prüfverfahren erhaltene Defektinformation in dem Pufferspeicher 10c gespeichert.
In diesem Zustand wird die in dem Pufferspeicher 10c gespeicherte Defektinformation an die externe Ausga­ beeinheit 11 ausgegeben, wenn eine Ausgabeinstruktion von der Konsole 1 eingegeben wird. Wie oben beschrie­ ben, wird in diesem Ausführungsbeispiel das Prüfsignal D2 der Umgebung des defekten Informationsabschnit­ tes aus den Entwurfsdaten D1 auf der Basis der Koordi­ nateninformation d erzeugt, falls ein Unterschied zwi­ schen den zwei auf der Photomaske 2 ausgebildeten benachbarten Einheitsmustern 2L und 2R (benachbarte Chips) vorliegt, und das Prüfsignal wird mit den beiden dem rechten und dem linken Einheitsmuster entspre­ chenden Vergleichssignalen verglichen, so daß es mög­ lich ist automatisch zu bestimmen, welcher der benach­ barten Chips einen Defekt enthält.
Ferner wird in diesem Ausführungsbeispiel der Ent­ wurfsdaten-Wandlerabschnitt 8 derart betrieben, daß nur in dem Fall, in dem ein Unterschied zwischen den dem rechten und dem gleichen bzw. gleichartigen linken Einheitsmuster 2L und 2R entsprechenden Vergleichssi­ gnalen vorliegt, die Koordinateninformation d erzeugt wird und lediglich die Entwurfsdaten der Umgebung des defekten Informationsabschnittes von den Entwurfsda­ ten D1 umgewandelt werden, um das Prüfsignal D2 zu erzeugen. Damit ist das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung in der Lage, eine Datenumwandlungszeit ver­ glichen mit einem konventionellen Gerät, in dem alle Entwurfsdaten in dem externen Speicher 7 umgewan­ delt werden, zu verkürzen, und das Photomasken-Prüf­ ergebnis kann schneller erhalten werden.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich automatisch zu bestimmen, welcher der benachbarten Chips einen Defekt enthält, falls ein Unterschied zwischen zwei auf einer Photomaske aus­ gebildeten, benachbarten gleichen Einheitsmustern (be­ nachbarte Chips) vorliegt, so daß es möglich ist zu be­ stimmen, welcher der Chips einen Defekt enthält, selbst wenn ein solcher Defekt ein Fehler in der Größe eines Kontaktloches ist, wobei eine im Vergleich zu dem Stand der Technik genauere Photomasken-Prüfung durchgeführt werden kann.
Ferner werden gemäß der vorliegenden Erfindung von allen Entwurfsdaten lediglich die Entwurfsdaten der Umgebung der Koordinateninformation in ein Prüfsi­ gnal umgewandelt, falls ein Unterschied zwischen den benachbarten Chips auftritt, so daß die Datenumwand­ lungszeit im Vergleich zu herkömmlichen Geräten, in denen alle Entwurfsdaten in dem externen Speicher um­ gewandelt werden, verkürzt werden kann, und das Pho­ tomasken-Prüfergebnis kann schneller erhalten werden.
Es sei bemerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf das oben genannte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen, geändert und modifiziert werden kann.

Claims (6)

1. Photomasken-Prüfgerät mit:
einem Meßsystem (1, 3, 4L, 4R, 5L, 5R, 6, 9a, 12) zum Umwandeln von Lichtstrahlen (DL1; DR1), die zwei benachbarte auf einer Photomaske (2) ausgebildete Einheitsmuster (2L, 2R) separat abgetastet haben, in ein erstes elektrisches Signal (DL2) und ein zwei­ tes elektrisches Signal (DR2), zum Vergleichen des ersten und zweiten elektrischen Signals (DL2; DR2) im Hinblick auf eine mangelnde Übereinstimmung zwischen den benachbarten Einheitsmustern (2L, 2R), und zum Ausgeben von Koordinateninforma­ tion (d) über die mangelnde Übereinstimmung, falls keine Übereinstimmung vorliegt;
einer ersten und einer zweiten Speicherschaltung (10a; 10b) zum Speichern jeweils des ersten und zweiten elektrischen Signals (DL3; DR3), falls von dem Meßsystem (1, 3, 4L, 4R, 5L, 5R, 6, 9a, 12) keine Übereinstimmung gefunden wurde;
einer dritten Speicherschaltung (7) zum Speichern von Entwurfs- bzw. Vorlagedaten (D1) von einem auf der Photomaske (2) ausgebildeten Muster (2L, 2R); und
einer Identifizierschaltung (8, 9b, 9c, 10c, 14) zum Identifizieren eines Photomaskenmusters (2L; 2R) mit einem Defekt durch Vergleichen eines Prüfsi­ gnals (D2; D3; D4), das von den in der dritten Spei­ cherschaltung (7) gespeicherten Entwurfsdaten (D1) erhalten wird, mit den Ausgangssignalen (DL4; DR4) von jeweils der ersten und zweiten Speicher­ schaltung (10a; 10b).
2. Photomasken-Prüfgerät nach Anspruch 1, bei welchem die Identifizierschaltung (8, 9b, 9c, 10c, 14) aufweist:
einen Entwurfsdaten-Wandlerabschnitt (8) zum Umwandeln der in der dritten Speicherschaltung (7) gespeicherten Entwurfsdaten (D1) in das Prüfsi­ gnal (D2);
eine Divisionsschaltung (14) zum Aufteilen des Prüfsignals (D2) in zwei Prüfsignale (D3; D4);
einen ersten Komparator (9b) zum Vergleichen des Ausgangssignals (DL4) aus der ersten Speicher­ schaltung (10a) mit dem einem von der Divisions­ schaltung (14) aufgeteilten Prüfsignal (D3) im Hin­ blick auf eine mangelnde Übereinstimmung zwi­ schen diesen Signalen (DL4, D3)
einen zweiten Komparator (9c) zum Vergleichen des Ausgangssignals (DR4) von der zweiten Spei­ cherschaltung (10b) mit dem anderen von der Divi­ sionsschaltung (14) aufgeteilten Prüfsignal (D4) im Hinblick auf eine mangelnde Übereinstimmung zwischen diesen Signalen (DR4, D4); und
einer vierten Speicherschaltung (10c) zum Spei­ chern der Ausgangsvergleichsergebnisse von den ersten und zweiten Komparatoren (9b; 9c).
3. Photomasken-Prüfgerät nach Anspruch 2, bei welchem der Entwurfsdaten-Wandlerabschnitt (8) von den in der dritten Speicherschaltung (7) gespei­ cherten Entwurfsdaten (D1) lediglich Entwurfsda­ ten der Umgebungskoordinaten, welche die Koor­ dinateninformation (d) von dem Meßsystem (1, 3, 4L, 4R, 5L, 5R, 6, 9a, 12) umfassen, in das Prüfsignal (D2) umwandelt.
4. Verfahren zum Prüfen von Photomasken, bei welchem:
zwei auf einer Photomaske (2) ausgebildete Ein­ heitsmuster (2L, 2R) mittels zweier Lichtstrahlen separat abgetastet werden, die sodann in ein erstes und ein zweites elektrisches Signal (DL2; DR2) um­ gewandelt werden;
das erste und das zweite elektrische Signal (DL2; DR2) im Hinblick auf eine mangelnde Übereinstim­ mung zwischen den benachbarten Einheitsmustern (2L, 2R) verglichen werden;
eine Koordinateninformation (d) über die mangeln­ de Übereinstimmung ausgegeben wird, falls keine Übereinstimmung vorliegt;
jeweils das erste und das zweite elektrische Signal (DL3; DR3) abgespeichert werden, falls keine Über­ einstimmung gefunden wurde; und
das defekte Einheitsmuster (2L; 2R) auf der Photo­ maske (2) dadurch identifiziert wird, daß ein aus abgespeicherten Entwurfsdaten (D1) für das auf der Photomaske (2) ausgebildete Einheitsmuster (2L, 2R) erhaltenes Prüfsignal (D2; D3; D4) mit den ab­ gespeicherten elektrischen Signalen (DL3 bzw. DL4; DR3 bzw. DR4) verglichen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem zum Identifizieren des defekten Einheitsmusters (2L, 2R):
die abgespeicherten Entwurfsdaten (D1) in ein Prüfsignal (D2) umgewandelt werden;
das Prüfsignal (D2) in zwei Prüfsignale (D3; D4) auf­ geteilt wird;
das erste abgespeicherte Signal (DL4) mit dem ei­ nen aufgeteilten Prüfsignal (D3) im Hinblick auf eine mangelnde Übereinstimmung zwischen diesen Signalen (DL4, D3) verglichen wird;
das zweite abgespeicherte elektrische Signal (DR4) mit dem anderen aufgeteilten Prüfsignal (D4) im Hinblick auf eine mangelnde Übereinstimmung zwischen diesen Signalen (DR4, D4) verglichen wird; und
das Ergebnis der beiden Vergleiche abgespeichert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem von den abgespeicherten Entwurfsdaten (D1) lediglich Ent­ wurfsdaten der Umgebungskoordinaten, welche die Koordinateninformation (d) umfassen, in das Prüfsignal (D2) umgewandelt werden.
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