DE2700252A1 - Testing of structures on surfaces of electrical modules - has structures scanned and tested for observance of salient factors, e.g. spacing, angles, straightness - Google Patents

Testing of structures on surfaces of electrical modules - has structures scanned and tested for observance of salient factors, e.g. spacing, angles, straightness

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DE2700252A1 DE19772700252 DE2700252A DE2700252A1 DE 2700252 A1 DE2700252 A1 DE 2700252A1 DE 19772700252 DE19772700252 DE 19772700252 DE 2700252 A DE2700252 A DE 2700252A DE 2700252 A1 DE2700252 A1 DE 2700252A1
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Abstract

The structure testing method is applicable to structures on surfaces of electrical modules or to auxiliary means for production of the subassemblies. The existing actual structure is scanned and intermediately stored. The structure so obtained is tested for observance of specified constructional rules relating to the structure building, such as syntactic connection between adjacent picture elements. Deviations from the rules indicating structure faults are detected. A practical example is afforded by a mask structure consisting of black regions, in front of a white background. The factors to be tested are accuracy of corner angles, straightness of edges and min. separation of the black regions which can be isolated from each other or interdependent.

Description

Verfahren zum Prüfen definierter Strukturen Procedure for checking defined structures

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen definierter Strukturen auf Oberflächen elektrischer Baueinheiten oder der zur Ilerstellung dieser Baueinheiten erforderlichen Hilfsmittel. Beispielsweise zur Herstellung von integrierten Halbleiterschaltungen sind Maskensätze zur photolithographischen Erzeugung von Ohc:-flächenstrukturen erforderlich. Diese Oberflächenstrukturen enthalten beispielsweise den geometrischen Verlaufvon öffnungen in der auf der Halbleiteroberfläche befindlichen Oxydschicht, Kontaktstellen oder Verbindungsleitungen. Da in der Regel auf einer halbleiterscheibe zahlreiche identische Bauelemente oder integrierte 'chaltunyen erzeugt werden, wiederholen sich die StruKturen einer Maske in nebeneinanderliegenden Teilbereichen. Die Abmessungen in der Halbleitertechnik sind extrem klein, so daß die Strukturen in den Maskensätzen vielfach nur um weniger als 1 /um von den Sollstrukturen abweichen dürfen. Die Maskensätze müssen daher nach ihrer erstellung auf die Einhaltung der Toleranzen und auf andere Herstellungsfehler hin überprüft werden. Die im Einsatz befindlichen Masken müssen zur frühzeitigen Erkennung von Beschädigungen laufend überwacht werden, damit kostentreibende Aus fal lursachen rasch rkann t werden.The invention relates to a method for testing defined structures on the surfaces of electrical assemblies or for the creation of these assemblies necessary tools. For example, for the production of integrated semiconductor circuits are mask sets for the photolithographic production of Ohc: surface structures necessary. These surface structures contain, for example, the geometric Course of openings in the oxide layer on the semiconductor surface, Contact points or connecting lines. As usually on a semiconductor wafer numerous identical components or integrated 'chaltunyen are generated, repeat the structures of a mask in adjacent sub-areas. The dimensions in semiconductor technology are extremely small, so that the structures in the mask sets in many cases may only deviate from the target structures by less than 1 / um. The mask sets must therefore, after their creation, on compliance with the tolerances and on others Manufacturing defects are checked. The masks in use must for early detection of damage continuously monitored so that cost-driving failure causes can be quickly eliminated.

Zur Uberpriifung und Kontrolle von Maskensätzen oder anderen Strukturen kleiner Abmessungen sind bereits mehrere Verfahren bekannt geworden. Bei einem bekannten Verfahren (Western Eleetric, The Engineer Vol XVII, No. 3, Juli 73, S. 38-47), werden durch phasenrichtige Subtrahierung der Ist-Strukturen von den Soll-Strukturen mit Hilfe von Raumfiltern Fehler in der Ist-Struktur ausgefiltert. Hierzu sind aberrationsfreie Linsen erforderlich, da jeder optische Wegunterschicd die Anzeige nicht vorhandener Fehler bedeutet. Bildfeld und Auflösung dieses bekannten Verfahrens sind somit durch die Optik begrenzt. Die Auflösungsgrenze liegt derzeit bei einigen µm, so daß dieses bekannte Verfahren bei sehr feinen Strukturen nicht eingesetzt werden kann.For checking and checking mask sets or other structures Several methods are already known for small dimensions. With a well-known Method (Western Eleetric, The Engineer Vol XVII, No. 3, July 73, pp. 38-47) by subtracting the actual structures from the target structures in the correct phase Using spatial filters, errors in the actual structure are filtered out. These are aberration-free Lenses required, since every optical path difference does not make the display available Error means. Image field and resolution of this known method are thus through the optics are limited. The resolution limit is currently at a few microns, so this known methods cannot be used for very fine structures.

Bei einem anderen bekannten Verfahren (IEEE Transactions on Electron Devices Vol ED-22, No. 7, Juli 75, S. 487-495) werden zwei benachbarte Strukturen, die miteinander identisch sein sollen, durch einen gespaltenen Laserstrahl abgetastet Die erzeugten Signale werden laufend miteinander verglichen, wobei Signalabweichnungen einen Fehler in einer der beider abgetasteten Strukturen anzeigen. Bei diesem Verfahren mit einem Zweistrahlkompartor werden stets zwei miteinander zu vergleichende identisch StruL. tu ren benötigt. Dies ergibt erhebliche Justierprobleme. Ferner ist auch hier eine Optik erforderl ich, die das Auflösungsvermögen grenzt und außerdem systembedingte Fehlerquellen enthalten kann.In another known method (IEEE Transactions on Electron Devices Vol ED-22, No. 7, July 75, pp. 487-495) two adjacent structures, which should be identical to each other, scanned by a split laser beam The generated signals are continuously compared with one another, with signal deviations a Display errors in one of the two structures being scanned. In this procedure with a two-beam comparator, two to be compared are always identical StruL. doors required. This results in considerable adjustment problems. Furthermore is also an optic is required here that limits the resolution and is also system-related May contain sources of error.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrude, ein Prüf-und Kontrollverfahren anzugeben, bei dem ein Vergleich der zu überprüfenden Struktur mit seiner Soll-Struktur oder mit einer anderen, nach genau den gleichen Vorschriften erzeugten Struktur nicht mehr erforderlich ist. Dadurch entfallen alle Justierprobleme. Ferner soll es nicht mehr notwendig sein, den Prüfling zu identifizieren, cl. h., seine Soll-Struktur vorzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungs gemaß dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art die jeweils vorhanclene Ist-Struktur abgetastet und abgespeichert wird, daß die so ermittelte Struktur anhand vorgegebener, für den Aufbau der Struktur geltender allgemeiner Konstruktionsregeln (syntaktischer Zusammenhang der Strukturelemente) auf die Einhaltung dieser Regeln überprüft wird und daß die Strukturfehler anzeigenden Regelabweichungen ermittelt werden.The object of the invention is to provide a test and control method specify, in which a comparison of the structure to be checked with its target structure or with another structure created according to exactly the same rules is no longer required. This eliminates all adjustment problems. Furthermore should It is no longer necessary to identify the test item, i.e. its target structure to pretend. This object is achieved according to the invention in that in a method of the type described above, the respective prevailing actual structure is scanned and it is stored that the structure thus determined is based on the predefined, for the Construction of the structure of applicable general construction rules (syntactic context the structural elements) is checked for compliance with these rules and that the Control deviations indicating structural errors can be determined.

Bei diesem Verfahren ist es somit nicht mehr erforderlich, die Soll-Struktur des Prüfling festzustellen, sondern es wird nur noch gep@dft, ob die Struktur den allgemeinen Konstruktionsvorschriften genügt, die bei der Realisierung der Maskenstruktur angewandt wurden.With this method, it is no longer necessary to use the target structure of the test object to be determined, instead it is only checked whether the structure meets the general construction regulations that apply when realizing the mask structure were applied.

Die Konstruktionsregeln müssen für die Maskenprüfung in einer geeigneten Form bereitgehalten werden. Konstruktionsregeln sind beispielsweise die Mindestabmessungen der vorkommenden Strukturen bzw. die Abstände zwischen den Strukturen, die Orientierung der Strukturkanten und die Art der vorkommenden Winkel in den Kantenecken. Weicht die zu überprüfende Struktur von diesen Konstruktionsregeln ab, muß ein Strukturfehler vorliegen. Es ist be@nah ausgeschlossen, daß durch zufällige Fehler aus einer korrekten Maske eine andere Maske entsteht, die immer noch alle Konstruktionsregeln erfüllt.The design rules must be appropriate for mask testing Form to be kept ready. Design rules are, for example, the minimum dimensions the occurring structures or the distances between the structures, the orientation the structure edges and the type of angles occurring in the edge corners. Gives way the structure to be checked depends on these construction rules, must be a structural error are present. It is almost impossible that accidental errors result in a correct Mask another mask is created that still fulfills all construction rules.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine automatisehe Maskenprtifung, wobei das Vorhandensein einer Vorlage (Master) oder einer wiederholten Struktur nicht vorausgesetzt wird und das hohe Auflösungsvermögen eines Abtasters mit nur einem Strahl voll ausgenützt werden kann.The method according to the invention allows an automatic mask test, being the presence of a template (master) or a repeated structure is not assumed and the high resolution of a scanner with only a beam can be fully utilized.

Die zu prüfenden Strukturen werden vorzugsweise mit einem Laser- oder einem Elektronenstrahl abgetastet.The structures to be tested are preferably with a laser or scanned with an electron beam.

Der Detektor kann für Transmission oder Reflexion angeordnet sein. Das abgetastete Bild wird dabei mit der für die geforderte Genauigkeit entsprechenden Auflösung in einzelne Bildpunkte zerlegt. Die bildpunkte werden in Form einer Schwarz-Weiß-Information digitalisiert.The detector can be arranged for transmission or reflection be. The scanned image is produced with the accuracy required Resolution broken down into individual pixels. The pixels are in the form of black and white information digitized.

Hierdurch entsteht eine extrem großc Informationsmenge, die sich nur mit Schwierigkeiten in einer Datenverarbeitungsanlage verarbeiten ließe. Es ist daher notwendig und sinnvoll, diese Informationsmenge auf das erforderliche Mindestmaß zu reduzieren. Dies geschieht mittels lokaler Operationen in einer sequentiell angeordneten, mehrstufigen Datenverarbeitunclskettc, an deren Ausgang eine Restinformation stc1lt, die den tatsächlichen Strukturverlauf ausreichend ein deutig wiedergibt und die nun auf die Einhaltung der allgemeinen Konstruktionsregeln überprüft werden kann.This creates an extremely large amount of information that is only could be processed with difficulties in a data processing system. It is therefore it is necessary and sensible to keep this amount of information to the minimum required to reduce. This is done by means of local operations in a sequentially arranged, multi-level data processing chain, at the output of which a residual information is stc1lt, which reproduces the actual course of the structure sufficiently clearly and which can now be checked for compliance with the general design rules.

Die hierfür erforderliche Datenverarbeitungsanlage ist beispielsweise ein Mikroprozessor.The data processing system required for this is for example a microprocessor.

Mit Hilfe eines ersten Operators wird das abgetastete und digitalisicrte Schwarz-Wciß-Bild entrauscht, um die durch das Abtastsystem bedingten Rauschfehler zu beseitigen. Hierzu werden bestimmte fehlerhafte Bildpunkte aus dem Rasterbild nach Abfragen der benachbarten Bildpunkte umgewandelt. Mit Hilfe eines zweiten lokalen Operators werden vorzugsweise die Schwarz-Wetß-Kanten der aufgenommenen Struktur ermittelt, und der zwischen zwei Kanten liegende, aus schwarzen Bildpunktten bestehende Boldinformationsinhalt wird gelöscht.With the help of a first operator, the scanned and digitized Black-and-white image denoise to eliminate the noise errors caused by the scanning system to eliminate. For this purpose, certain defective pixels are removed from the raster image converted after querying the neighboring pixels. With the help of a second local The operators are preferably the black and wet edges of the recorded structure determined, and the between two edges, made of black Bold information content existing in pixels is deleted.

Schließlich können mit Hilfe eines dritten lokalen Operatorn die auffälligen Punkte der Gesamtstruktur ermittelt werden, die dann in einer Datenverarbeitungsanlage auszuwerten sind. Solche auffälligen Punkte sind vorzugsweise die Ecken der Schwarz-heiß-Kanten, die wiederum durch Abfragen der an Eckpunkten benachbarten Bildpunkte nach Lacke und Art ermittelt werden - Die nachgeschaltet Datenverarbeitungsanlage hat daher nur noch zu überprüfen, ob zu jeder vorhandenen Ecke einem dem Verlauf der Kanten entsprechende Gegenecke vorhanden ist. Somit wird in der Datenverarbeitungsanlage anhand der vorgegeben und einprogrammierten Konstruktionsregeln die übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung von Eckpunkten und Becktypen mit diesen Regeln festgestellt.Finally, with the help of a third local operator, the conspicuous Points of the overall structure are determined, which then in a data processing system are to be evaluated. Such noticeable points are preferably the corners of the black and hot edges, which in turn by querying the pixels adjacent to corner points for paints and type to be determined - The downstream data processing system has therefore only to check whether the course of the edges for each existing corner corresponding opposite corner is available. Thus, in the data processing system based on the specified and programmed design rules, the consistency or mismatch of vertices and pool types with these rules is found.

bei dem erfindungsgemäßen Verfatiren werden nur die zulässigen Strukturen durch Konstruktionsregeln definiert, so daß alle nicht durch die Konstruktionsregeln abgedeckten Strukturen unzulässig sind und damit als Fehler ausgewiesen werden. Die Konstruktionsregeln ergeben sich aus dem jeweiligen Konstruktionsprinzip für die Strukturen, wobei insbesondere die grundsätzlichen Konstruktionsregeln des sogenannten "pattern generators" zu beachten sind. Bei Masken für integrierte Halbleiterschaltungen gelten als allgemeine Konstruktionsregeln vorzugsweise die Mindestabstände und die Kantenorientierungen in zwei zueinander senkrecht verlaufenden Richtungen. Es ist jedoch auch möglich, schräg verlaufende Kanten oder den verlauf von Rundungen zu defineren.in the procedure according to the invention, only the permissible structures are used defined by design rules, so all not by the design rules covered structures are impermissible and are therefore shown as errors. The construction rules result from the respective construction principle for the structures, in particular the basic construction rules of the so-called Pay attention to "pattern generators" are. With masks for integrated As general design rules, semiconductor circuits are preferably the Minimum distances and the edge orientations in two mutually perpendicular Directions. However, it is also possible to use inclined edges or the course of roundings to be defined.

Die zu überprüfenden Strukturen werden vorzugsweise achsenparallel zu einer der vorkommenden Kantenrich-Lungen abgetastet. Die Auflösung in Bildpunkte wird so gewählt, daß ein Mindestabstand 3 bis 8 Bildpunkte um faßt.The structures to be checked are preferably axially parallel scanned to one of the occurring Kanterich lungs. The resolution in pixels is chosen so that a minimum distance of 3 to 8 pixels summarizes.

Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung soll im folgenden noch anhand eines Ausführungsbei spieles näher erläutert werden.The invention and its further advantageous embodiment are intended in the following will be explained in more detail using a Ausführungsbei game.

In der Figur 1 ist ein kleiner Ausschnitt aus einer Maskenstruktur dargestellt. Die Strukturen bestehen aus schwarzen Gebieten vor weißem Hintergrund. Diese Gebiete können voneinander isoliert oder zusammenhängend sein. Zu den allgemeingültigen Konstruktionsregeln der dargestellten Struktur gehören die Mindestabstände zwischen den einzelnen schwarzen Gebieten und zwischen den benachbarten Kanten eines schwarzen Gebietes. Bei der dargestellten Struktur verlaufen die Verbindungslinien zwischen jweils zwei Eckpunkten vertikal oder horizontal. Auch diese Orientierung der Kanten gehört zu den definierten Konstruktionsregeln. Ferner kann beispielsweise definiert werden, daß bei den Strukturen, so wie es in Figur 1 dargestellt ist, nur rechte Winkel in den Ecken vorkommen. Bei jedoch Maske werden die zulässigen Konstruktionsregeln ausdrücklich vereinbart. Unzulässig ist daher jede Strucktur, die sich nicht in diese Konstruktionsregeln einfügt.FIG. 1 shows a small section from a mask structure shown. The structures consist of black areas against a white background. These areas can be isolated or contiguous from one another. To the general Design rules of the structure shown include the minimum clearances between the individual black areas and between the adjacent edges of a black Area. In the structure shown, the connecting lines run between each two vertices vertically or horizontally. Also this orientation of the edges belongs to the defined construction rules. It can also be defined, for example be that in the structures as it is shown in Figure 1, only right Angles occur in the corners. In the case of a mask, however, the permissible design rules are used expressly agreed. Any structure that is not in inserts these construction rules.

Das Maskenbild wird beispielsweise mit einem rastenden Elektronenstrahl abgetastet. dabei wird die Prüfmaske beispielsweise abschnittsweise kontrolliert. Dabei erschneit es zweckmäßig. die Prüfabschnitte überlappend anzuordnen, um keine störenden Randefekte zu erhalten.The mask image is made with a scanning electron beam, for example scanned. the test mask is checked in sections, for example. It snows appropriately. to arrange the test sections overlapping to avoid any to get annoying edge defects.

Es entstehen Rasterbilder von Bildauschnitten der zu überprüfenden Maske. Bild 2 zeigt einen derartigen Ausschnitt, der hier eine fehlerhafte Maskenstruktur enthält. Bei der gewählten Auflösung entspricht eine Bildelementengröße etwa einem Viertel des vorkommenden Mindestabstandes.There are raster images of image sections of the to be checked Mask. Figure 2 shows such a section, which shows a faulty mask structure here contains. At the selected resolution, one picture element size corresponds approximately to one Quarter of the occurring minimum distance.

Die Darstellung von Bild 2 wurde mit einem an die Datenverarbeitungsanlage angeschlossenen Schnelldrucker erzeugt. Dabei wurden die chwarzen Bildpunkte in Form von ausgedruckten Rechtecken wiedergegeben, während die weißen Bildpunkte nicht dargesteLlt sind. In der Figur 2 erkennt man, daß die von recht unten sciiräg nach links oben verlaufende Struktur einen Maskenfehler bildet, der durch die Datenverarbeitungsanlage automatisch festgestellt werden soll.The representation of Figure 2 was made with a to the data processing system connected high-speed printer. The black pixels were in Shape of printed rectangles reproduced while the white Pixels are not shown. In Figure 2 it can be seen that the right below sciiräg Structure running to the top left forms a mask error caused by the data processing system should be determined automatically.

Rasterbilder wie das von Bild 2 enthalten - besonders bei komplizierten Masken - seir viele Informationen, die nur durch rechenintensive Verarbeitungsvorgänge ausgewertet werden können. Das erfindungsgemäße Vorgehen trennt den gesamten Verarbeitungsprozeß in zwei Schritte, die mi jeweils verschiedenen Mitteln realisiert werden und jis.-gesamt eine günstige Realisieruiig mit verhältnismäßig einfachen Mitteln zulassen. Dabei ist der erste Schritt eine Aufbereitung der Bildinformation zur Gewinnung charakteristischer Strukturelement:e und der zweite Schritt die logische Überprüfung (syntaktische Kontrolle) der gegenseitigen Beziehungen zwischen den festgestellten und mit ihren Koordinaten versehcnen Struckturelementen.Contains raster images like the one in Figure 2 - especially for complex ones Masks - contain a lot of information that can only be obtained through computationally intensive processing operations can be evaluated. The procedure according to the invention separates the entire processing process in two steps, which are implemented with different means and jis.-total allow a cheap realization with relatively simple means. Included the first step is the preparation of the image information in order to obtain more characteristic ones Structural element: e and the second step the logical check (syntactic Control) the mutual relations between the ascertained and with theirs Coordinates assign structural elements.

Wichtig ist, daß die Feststellung der Strukturelemente hier nur die Betrachtung sehr kleiner Bildausschnitt erfordert. Dies geschieht mittels lokaler Operationen. in dazugehöriges Verarbeitungsfenster wird sequentiell über das Rasterbild des zu überprüfenden Maskenausschnittes bewegt. Diese Aufgabe legt die Verwendung einer speziellen Bildverarbeitungshardware nahe, die erfindungsgemäß durch eine Verarbeitungskette (pipeline) von lokalen Operatoren realisiert wird.It is important that the structural elements are determined here only Requires viewing of very small image sections. This is done using local Operations. in the associated processing window is sequentially over the raster image of the mask section to be checked is moved. This task specifies the use a special one Image processing hardware close to that according to the invention is implemented by a processing chain (pipeline) of local operators.

Dagegen erfordert die eigentliche Maskenprüfung durch syntaktische Komtrolle der gegenseitigen Beziehungen zwischen den Strukturelementen ein Verarbeitungswerk von höherer logischer Komplexität. Für diesen Zweck wird eine geeignete Datenverarbeitungseinheit - z. I3. ein Mikroprocessor -eingesetzt.In contrast, the actual mask check requires syntactic Control of the mutual relationships between the structural elements is a processing plant of higher logical complexity. A suitable data processing unit is used for this purpose - e.g. I3. a microprocessor is used.

Die erforderliche Datenverarbeitungskette (pipeline) ist in der Figur 3 dargestellt. Vom Abtaster wird ein erstes Rasterbild geliefert, das vorzugsweise in einem Schieberegister abgespeichert wird. Dieses Rasterbild entspricht beispielsweise dem in der Figur 2 dargestellten Bild. Das Rasterbild wird mit Hilfe eines lokalen Operators 1 schrittweise abgetastet bzw. abgefragt, um die durch das Abtastverfahren bedingtes Rauschfehler zu eliminieren. Der lokale Operator 1 fragt hierzu stets zu einem bestimmten Bildpunkt benachbarte Bildpunkte ab und entscheidet dann, ob der abgefragte Bildpunkt seine Information behält oder in die gegenteilige In Formation umgewandelt wird. Das vom lokalen Operator 1 abgegebene entrauschte Rasterbild, in dein vereinzelte schwarze Bildelemente vor weißem Hintergrund oder verinzelte Löcher in schwarzer Umgebung beseitigt sind und die Schwarz-Weiß-Kanten geglättet wurden, wird nun mit Hilfe eines zweiten lokalen Operators überprft.The required data processing chain (pipeline) is in the figure 3 shown. A first raster image is provided by the scanner, which is preferably is stored in a shift register. This raster image corresponds to, for example the picture shown in Figure 2. The raster image is created using a local Operator 1 is scanned or interrogated step by step in order to obtain the by the scanning method to eliminate conditional noise error. The local operator 1 always asks about this from pixels adjacent to a specific pixel and then decides whether the queried pixel retains its information or in the opposite in formation is converted. The noisy raster image output by the local operator 1, in your isolated black image elements against a white background or Individual holes in the black area have been eliminated and the black and white edges have been smoothed, is now checked with the help of a second local operator.

Dieser lokale Operator fragt gleichfalls schrittweise benachbarte Bildpunkte ab und bewirkt so eine Kantenbestimmung. Dies bedeutet, daß mit dem lokalen Operator 2 alle sclwiarzen Bildpunkte, die zwischen den Kanten an eines schwarzen Gebietes liegen, gelöscht werden.This local operator also queries neighboring ones step by step Image points and thus effects an edge determination. This means that with the local Operator 2 all black pixels that lie between the edges of a black Area are to be deleted.

Mit Hilfe eines nachgeschalteten dritten lokalen Operators 3 werden schließlich noch die Eckpunkte dtr vorkommenden Kanten und die Eckenart festgestellt. Die dann noch verbleibende, zur Identifizierung der vorhandenen Struktur jedoch ausreichende Restinformation wird auf einen Speicher 4 übertragen und in einem Mikroprozessor 5 ausgewertet. Diesem Mikroprozessor 5 werden die allgemeinen Konstruktionsregeln, die beim Aufbau der überprüften Maske angewandt wurden, einprogrammiert. Durch Vergleich der in den Mikroprozessor eingespeisten Daten mit diesen Konstruktionsregeln werden Abweichungen, die Strukturfeiilern entsprechen, ermittelt und ausgegeben.With the help of a downstream third local operator 3 finally the corner points dtr occurring edges and the corner type are determined. The remaining one, however, to identify the existing structure sufficient residual information is transferred to a memory 4 and stored in a microprocessor 5 evaluated. This microprocessor 5 is given the general design rules, that were used when building the checked mask. By comparison of the data fed into the microprocessor using these design rules Deviations that correspond to structural filters are determined and output.

In der Figur 4 ist dargestellt, wie das vom Abtastet gelieferte Rasterbild zunächst entrauscht wird. In den in der Figur dargestellten sechs Kästchen ist der jeweils überprüfte Bildpunkt durch einen kleinen Pfeil charakterisiert. Mit Hilfe des lokalen Operators wird für jeden Bildpunkt durch überprüfung der benachbarten Bildpunkte entschieden, ob dieser Bildpunkt umgewandelt wird. Die beiden oberen Bilder zeigen zwei weiße Bildpunkte, die von drei schwarzen Bildpunkten jeweils umgeben sind und die weißen BIldpunkte jeweils in einer Reihe schwarer Bildpunkte liegen. Dann sit klar, daß der weise Bildpunkt durch einen Rauschfehler bedingt wird und in einen schwarzen Bildpunkt umgewandelt werden muß.FIG. 4 shows how the raster image delivered by the scanner is initially denoise. In the six boxes shown in the figure is the respectively checked image point characterized by a small arrow. With the help of the local operator, each pixel is checked by checking the neighboring Pixels decided whether this pixel is converted. The top two Images show two white pixels, those of three black pixels each are surrounded and the white image points are each in a row of black image points lie. Then it is clear that the white pixel is due to a noise error and must be converted into a black pixel.

Bei den beiden mittleren Bildern handelt es sich um sogenannte Spots, also schwarze Bildpunkte in weißer Umgebung. Diese vereinzelten schwarzen Bildpunkte werden dann, wie dargestellt, in weiße Bildpunkte umgewandlet.The two middle images are so-called spots, so black pixels in a white environment. These isolated black pixels are then converted into white pixels, as shown.

In den beiden unteren Kästchen sind Fille von verrundeten Ecken dargestellt. Die in das weiße Bildfeld fallenden, min der Ecke liegenden schwarzen Einzelbildpunkte werden als solche erkannt und in weiße Bildpunkte zur Eckenbegradigung umgewandelt.Fills of rounded corners are shown in the two lower boxes. The black individual pixels falling into the white image field and lying at the corner are recognized as such and converted into white pixels for corner straightening.

In der Figur 5 ist dargestellt, wie die Kanten bestimmt werden. Hierzu wird jeder Bildpunkt darauf überprüft, ob er allseitig von schwarzen Bildpunkten umgeben ist.FIG. 5 shows how the edges are determined. For this every pixel is checked to see whether it has black pixels on all sides is surrounded.

Ist dies der Fall, wird dieser schwarze Bildpunkt in einen weißen umgewandelt. Nach dieser Operation bleiben somit nur die Bildkanten als schwarze Linien übrig.If this is the case, this black pixel turns into a white one converted. After this operation, only the image edges remain black Lines left.

Zuverlässige Maskenstrukturen haben in der Regel Schwarz-Weiß-Kanten, die zwischen jeweils zwei Eckpunkten gerade sind uid entweder in horizontaler oder in vertikaler Richtung verlaufen. Dabei bilden sich an den Eckpunkten rechte Winkel, die mit definierten Mindestschenkellängen versehen sind. Das nach der Kantenbestimmung übrig bleibende Bild muß daher rechte Ecken aufweisen, die in vier verschiedenen Orientierungen vorkommen können. Diese Orientierungen bilden den Eckentyp. Die Ecken und die Eckentypen werden mit hilfe eines dritten lokalen Operators, der einen bestinunton Nachbarschaftsbereich von te Bildpunkten abgraft, ermittelt. Der Eckbildpunkt selbst kann dabei schwarz oder weiß sein. In der Figur 6 s incl die vier möglichen Eckentypen dargestellt. Sie sind mit A, B, C und D bezeichnet.Reliable mask structures usually have black and white edges, which between each two corner points are uid either in a horizontal or straight line run in the vertical direction. Right angles are formed at the corner points, which are provided with defined minimum leg lengths. That after the edge determination The remaining image must therefore have right corners in four different corners Orientations can occur. These orientations form the corner type. The corners and the corner types are determined with the help of a third local operator, the one defining tone Neighborhood area scanned from te image points, determined. The corner pixel itself can be black or white. The four possible corner types are shown in FIG. 6 s incl shown. They are labeled A, B, C and D.

In der Figur 7 ist das Rasterbild darestellt, nachdem es entrauscht wurde und die Kanten bestimmt sind. Die aus diesem Rasterbild ermittelten Ecken und Ecktypen werden abgespeichert und im Mikroprozessor ausgewertet.In FIG. 7, the raster image is shown after it has been de-noised and the edges are determined. The corners determined from this raster image and corner types are saved and evaluated in the microprocessor.

Im Mikroprozessor wird systematisch überprüft, ob die ermittelten Eckpunkte durch gerade, vertikale oder horizontale Kantenlinien miteinander verbunden werden können. Hierbei kann beispielsweise definiert- werden, daß die Kanten eine Mindestlänge haben müssen und daß innerhalb des Kantenverlaufs ein Sprung um eine Bildpunktreihe zulässig ist. Als zulässig erkannte Linien und Eckpunkte werden gelöscht, sa daß schließlich nur noch die unzulässigen Kanten und die von unzulässigen Ecken ausgehenden Kanten von der Datenverarbeitunganlage ausgegeben werden. Ein derartiges Rasterbild, das dann nur noch Strukturfehler enthält, ist in der Figur 8 dargestellt. Man erkennt deutlich, daß der von rechts unten nach links oben verlaufende Strukturfehler voll erhalten bleibt.The microprocessor systematically checks whether the Corner points connected to one another by straight, vertical or horizontal edge lines can be. Here it can be defined, for example, that the edges have a Must have a minimum length and that within the edge course a jump by a row of pixels is permitted. Lines recognized as acceptable and Corner points are deleted, so finally only the impermissible edges and the edges emanating from impermissible corners are output by the data processing system will. Such a raster image, which then only contains structural errors, is shown in FIG. You can clearly see that from the bottom right to Structural errors at the top left are retained in full.

Die f)atenverarbeitungskette wird vorzugsweise an l-iciltqeL-ite oder/und an Schnelldrucker angeschlossen. So ist es möglich, das Bild eines Fehlers mit oder ohne seine Umgebung zur visuellen Klassifikation optisch wiederzugeben oder als Protokoll auszudrucken. Das Druckprotokoll eignet sich besonders für die statistische Auswertung und zur Ermittlung der Fehlerdichte.The data processing chain is preferably sent to l-iciltqeL-ite and / or connected to high-speed printer. So it is possible to display an error with or without reproducing its surroundings optically for visual classification or as Print out the protocol. The print protocol is particularly suitable for statistical Evaluation and determination of the defect density.

Es hat sici gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Verfahren Masken oder andere Strukturen vollautomatisch überprüft werden können. Sämtliche Bildoperationen von der BIldvorbereitung bis zur Eckensuche können mit lokalen Operationen ausgeführt werden, die nur einen kleinen Nachbarschaftsbereich erfassen, beispielsweise jeweils 5 x 5 oder 3 x 3 Bildpunkte. Diese Operationen werden zweckmäßig durch spezielle Verkopplungsschaltungen realisiert, die die Speicher für Ein- und Ausgabebild miteinander verbinden. Entscheidend ist, daß zur Überprüfung der Masken nur allgemeingültige Nonstruktionsregeln für diese Masken, die damit zur Syntax einer Struktursprache werden, vorgegeben werden müssen.It has been shown that with the method according to the invention, masks or other structures can be checked fully automatically. All image operations From image preparation to corner searches, local operations can be used that only cover a small neighborhood area, for example respectively 5 x 5 or 3 x 3 pixels. These operations are expedient by special Coupling circuits are implemented which interconnect the memory for input and output images associate. It is crucial that only generally valid ones are used to check the masks Non-construction rules for these masks, which thus become the syntax of a structural language must be specified.

Claims (20)

P a t e n t a n s p r ü c h e 1) Verfahren zum Prüten definierter Strukturen auf Oberflächen elektrischer Baueinheiten oder der zur Herstellung dieser Baueinheiten erforderlichen Hilfsmittel, dadurch gekennzeichIlet, daß die jeweils vorhandene lL<L-Struktur abgetastet und zwischengespeichert wird, daß die so ermittelte Struktur anhand vorgegebener, für den Aufbau der Struktur geltender allgemeiner Konstruktionsregeln (syntaktischer Zusammenhang benachbarter flildelemente) auf die Einhaltung dieser Regeln überprüft wird, und daß die Strukturfehler anzeigenden Regelabweichungen ermittelt werden.P a t e n t a n s p r ü c h e 1) Procedure for checking more defined Structures on the surfaces of electrical components or those used to manufacture them Construction units required aids, characterized in that each existing lL <L structure is scanned and temporarily stored that the so Determined structure on the basis of a given, general one that applies to the structure of the structure Construction rules (syntactic connection of neighboring tile elements) compliance with these rules is checked, and that the structural errors are indicative Control deviations are determined. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet-, daß die zu prüfenden Strukturen mit einem LASER- oder einem Elektronenstrahl abgetastet werden und das abgetastete Bild mit der für die geforderte Genauigkeit entsprechenden Auflösung in Bildpunkte zerlegt wird. 2) Method according to claim 1, characterized in that the to structures under test can be scanned with a LASER or an electron beam and the scanned image at the resolution appropriate to the accuracy required is broken down into pixels. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung in Transmission oder in Reflexion (Auflicht) erfolgt. 3) Method according to claim 1 or 2, characterized in that the scanning takes place in transmission or in reflection (incident light). 4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß Maskenstrukturen für integrierte Halbleiter-Schaltungen, Photolackstrukturen, Leitbahnstrukturen oder Bauelementstrukturen auf Halbleiterkörpern oder den zur Herstellung erforderlichen Hilfsmitteln überprüft werden. 4) Method according to one of claims 1 - 3, characterized in that that mask structures for integrated Semiconductor circuits, photoresist structures, Conductor structures or component structures on semiconductor bodies or the for Manufacture required aids are checked. 5) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpunkte in Worin einer Schwarz-Weiß-Inform;ation diqi talisiert werden, daß die Informationsmenge mitteLs lokaLer Operationen in einer sequentiell angeordneten, mehrstufigen Datenverarbeitungskette auf das absolut notwendige Mindestmaß reduziert wird und d ie;e reduzierte, den tatsächlichen Strukturverlauf wiedergebende Restinformation in einer Datenverarbeitungsanlage auf die Einhaltung der allgemeinen Konstruktionsregeln überprüft wird.5) Method according to claim 2 or 3, characterized in that the Pixels are diqi talized in a black-and-white information that the Amount of information by means of local operations in a sequentially arranged, multi-level data processing chain reduced to the absolutely necessary minimum and the reduced residual information reflecting the actual course of the structure in a data processing system for compliance with the general construction rules is checked. 6) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Datenverarbeitungsanlage ein Mikroprozessor verwendet wird.6) Method according to claim 5, characterized in that as a data processing system a microprocessor is used. 7) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines ersten Operators das abgetastete und digitalisierte Schwarz-Weiß-Bild entrauscht wird, indem durch Umwandlung bestimmter Bildpunkte Randfehler aus dem Rasterbild durch AbEragen benachbarter Bildpunkte ausgefiltert werden.7) Method according to claim 5, characterized in that with the help a first operator de-noises the scanned and digitized black-and-white image is made by converting certain image points edge errors from the raster image can be filtered out by interrogating neighboring pixels. 8) Verfahren nach einen der Ansprüche 5-7, dadurcn gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines zweiten lokalen Operators die Schwarz-Weiß-Kanten der aufgenommenen Struktur ermittelt werden u.d der zwischen zwei Kanten liegende Bildinformationsinhalt gelöscht wird.8) Method according to one of claims 5-7, characterized in that that with the help of a second local operator the black and white edges of the recorded Structure and the image information content between two edges are determined is deleted. 9) Verfahren nach Ansprucii 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Schwarz-Weiß-Kanten alle zwisefien den schwarzen Bildpunkten der Kanten liegenden gleichfalls schwarzen Bildpunkte gelöscht werden.9) Method according to Ansprucii 8, characterized in that for determining of the black-and-white edges are all between the black pixels of the edges black pixels are also deleted. 10) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines dritten lokalen Operators die auffälligen Punkte der Gesamtstruktur ermittelt und an die Datenverarbeitungsanlage weitergegeben werden.10) Method according to one of the preceding claims, characterized in that that with the help of a third local operator the conspicuous points of the overall structure determined and passed on to the data processing system. 11) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des dritten lokalen Operators die Ecken der Schwarz-Weiß-Kanten durch Abfragen der den Eckpuiikten benachbarten Bildpunkte ermittelt werden, daß an die nachgeschaltete Datenverarbeitungsanlage nur noch die Lage der Eckpunkte und der jeweilige Eckentyp weitergegeben wird und daß in der DatenverarbeitungsanLage anhand der vorgegebenen und einprogrammierten Konstruktionsregeln die Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung von Eckpunkten und Ecktypen mit diesen Regeln festgestellt wird.11) Method according to claim 10, characterized in that with the help of the third local operator, the corners of the black-and-white edges by querying the the pixels adjacent to the corner points are determined that to the downstream Data processing system only the position of the corner points and the respective corner type is passed on and that in the data processing system based the predefined and programmed construction rules the conformity or Nonconformity of corner points and corner types with these rules found will. 12) Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekernzeichnet, daß nur die zulässigen Konstruktionsregeln definiert werden und somit a 1-le nicht durch die Konstruktionsregeln @ n abgedeckten Strukturen unzulässig sind.12) Method according to one of the preceding claims, thereby marked that only the permissible construction rules are defined and thus a 1-le is not allowed for structures not covered by the construction rules @ n are. 13) Verfahren nach Anspruch 12, durch gekennzeichnet, daß als Konstruktionsregeln die in den Strukturen vorkommenden Mindestabstände, die Kantenorientierungen und die an Eckpunkten auftretenden Winkel definiert werden.13) Method according to claim 12, characterized in that the design rules the minimum distances occurring in the structures, the edge orientations and the angles occurring at corner points are defined. 14) Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktionsregeln an das jeweilige Konstruktionsprinzip der zur Herstellung der Strukturen eingesetzten Geräte angepaßt werden.14) Method according to claim 13, characterized in that the design rules to the respective design principle used to manufacture the structures Devices to be adapted. 15) Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß als allgemeine Konstruktionsregeln bei entsprechend strukturierten Masken für integrierte Schaltungen nur die Nindestabstände und die Kantenorientierungen in zwei zueinander senkrecht verlaufenden Richtungen definiert werden.15) Method according to claim 13 or 14, characterized in that as general design rules structured accordingly Masks for integrated circuits only show the minimum distances and the edge orientations can be defined in two mutually perpendicular directions. 16) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturen achsenparallel zu einer der vorkommenden Kantenrichtungen abgetastet werden.16) Method according to one of the preceding claims, characterized in that that the structures are scanned axially parallel to one of the edge directions occurring will. 17) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösung in Bildpunkte so gewählt wird, daß ein Mindestabstand mindestens 3 Bildpunkten entspricht.17) Method according to one of the preceding claims, characterized in that that the resolution in pixels is chosen so that a minimum distance at least Corresponds to 3 pixels. 18) Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mindestabstand 3 - 8 Bildpunkten entspricht.18) Method according to claim 15, characterized in that a minimum distance 3 - 8 pixels corresponds. 19) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung der lokalen Operationen festverdrahtete Operatoren verwendet werden, durch die jeweils ein kleiner Nachbarschaftsbereich von Bildpunkten an dem Gesamtbild abgefragt und auf bestimmte Kriterien überprüft wird und daß auf diese Weise das Gesamtbild schrittweise eingearbeitet wird.19) Method according to one of the preceding claims, characterized in that that uses hardwired operators to perform local operations through each of which is a small neighborhood area from Interrogated pixels on the overall image and checked for certain criteria and that in this way the overall picture is gradually incorporated. 20) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungskette so ausgelegt wird, daß das Bild eines Fehlers ohne oder mit seiner jeweiligen Umgebung zur visuellen Klassifikation auf einem Sichtgerät optisch wiedergegeben werden kann oder zur Ermittlung der Fehlerdichte bzw. als Kontrollunterlage ausgedruckt werden kann.20) Method according to one of the preceding claims, characterized in that that the data processing chain is designed so that the image of an error without or with its respective environment for visual classification on a viewing device can be reproduced optically or to determine the defect density or as Control document can be printed out.
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