DE10027135A1 - Prüfung von Randabschnitten zweidimensionaler Strukturen - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Vergleich periodischer Strukturen, wie etwa Waferabschnitten, durch Gewinnung von Signalen von Abbildungen von zwei Bahnen der Waferabschnitte. Die Signale für jeden Waferabschnitt werden dann mit mindestens den Signalen von den zwei nächsten Nachbarabschnitten verglichen. Vorzugsweise sind diese zwei Nachbarabschnitte an jeder Seite des Abschnitts angeordnet, und zwar in der gleichen Reihe wie dieser Abschnitt. Bei Randabschnitten ist jedoch mindestens ein Nachbarabschnitt in einer anderen Reihe angeordnet, vorzugsweise in einer benachbarten Reihe. Da mit der Kamera Abbildungen von einer gleichen Anzahl von Bahnen aufgenommen werden, und zwar in der ersten Reihe der Abschnitte, bevor Abbildungen von einer ähnlichen Anzahl von Bahnen in der zweiten Reihe von Abschnitten aufgenommen werden, ist die Kamera (und folglich das resultierende Bild) richtig orientiert, um Signale von den Bahnen der zweiten Reihe von Abschnitten zu gewinnen. Dies ermöglicht den korrekten Vergleich der Signale, die von der ersten Bahn der ersten Reihe von Abschnitten gewonnen werden, mit Signalen, die von der ersten Bahn der zweiten Reihe von Abschnitten gewonnen werden. Folglich sind die Abbildungen korrekt ausgerichtet, so daß der Vergleich der Signale genau ist, die von einem Randabschnitt der ersten Reihe gewonnen werden, mit Signalen, die von einem Randabschnitt der zweiten Reihe gewonnen werden. Das Verfahren ermöglicht folglich die Detektion von Fehlern in Randabschnitten, ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Prüfverfahren zur Detektion von Unregelmäßigkeiten (im folgenden als Fehler bezeichnet) in zweidimensionalen periodischen Strukturen, wie etwa Waferabschnitten oder Fotomasken und dergleichen. Die Erfindung ermöglicht eine sequentielle Prüfung dieser periodischen Strukturen in Realzeit, einschließlich die Prüfung von Abschnitten am Rand der zweidimensionalen Struktur, und zwar ohne Durchsatzverlust.

Periodische Strukturen, wie etwa Halbleiter-Waferabschnitte, Speicherzellen und Fotomasken müssen während der Herstellung einer Prüfung unterzogen werden, um aufgetretene Fehler zu detektieren und folglich die Produktionskosten zu reduzieren. Eine derartige Prüfung kann nicht vollständig manuell durchgeführt werden, da diese zu aufwendig und teuer ist. Statt dessen erfolgt eine automatisierte Prüfung, bei der das die Struktur enthaltende Objekt relativ zu einem optischen System bewegt wird, um mindestens einen Teil des Objekts zu prüfen. Zum besseren Verständnis ist das System als Kamera ausgebildet, die eine begrenzte Breite aufweist und sequentielle Abbildungen eines Bereichs des Objekts liefert. Dies erfolgt in einem Prozeß, der als "Scanning" bekannt ist, und zwar so lange bis der gesamte gewünschte Bereich gescannt ist.

Jeder Bereich des Objekts, der mit einem einzigen Schwenk der Kamera gescannt wird, stellt ein sogenanntes "swath" dar, im folgenden als Bahn bezeichnet. Für Waferabschnitte ist die Breite der Bahn typischerweise kleiner als die Breite des Abschnitts.

Für Wafer gilt, dass die Bahn, die nur einen einzelnen Abschnitt ("single die") des Wafers umfaßt als "dies swath" definiert ist, im folgenden als Abschnittsbahn bezeichnet. Eine Bahn, die für alle Abschnitte des Wafers den gleichen Abschnittsbereich überdeckt, wird als "virtuell swath" definiert, im folgenden als virtuelle Bahn bezeichnet. Eine virtuelle Bahn kennzeichnet die Abbildungen einer Anzahl von Bahnen, vorzugsweise im wesentlichen von allen Abschnittsbahnen im Wafer, die zu einem langen Band von Abschnittsbahnenabbildungen verkettet sind, und im wesentlichen vom gleichen Bereich jedes Abschnitts im Wafer erhalten werden.

Fig. 1A zeigt ein Beispiel der drei allgemein bekannten Bahntypen. Ein Wafer 10 enthält eine Mehrzahl von Abschnitten 12, die in Reihen 14 angeordnet sind. Jeder Abschnitt 12 ist mit einer Abschnittsbahn 16 gezeigt, die im wesentlichen für alle Abschnitte 12 jeweils an der gleichen Stelle eines Abschnitts angeordnet ist. Ein Satz von Abschnittsbahnen 16 jeder Reihe 14 bildet eine Bahn 18. Alle Bahnen 18 bilden zusammen eine virtuelle Bahn.

Ein klassisches Detektionsverfahren basiert auf der Analyse abgestimmter Signale, die von einer Anzahl von Abschnitten erhalten werden. Die Detektion von Fehlern basiert auf einer statistischen Näherung, nämlich darauf, daß die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers an der selben Stelle innerhalb benachbarter Abschnitte sehr gering ist. Folglich basiert die Detektion auf der Lokalisierung von Unregelmäßigkeiten durch Verwendung eines Drei-Abschnitt-Vergleichsverfahrens, wie in Fig. 1B gezeigt.

Fig. 1 B zeigt eine Bahn 20 mit fünf Abschnittsbahnen 22 von fünf Abschnitten, die mit "A", "B", "C", "D" und "E" gekennzeichnet sind. Die Intensitätsdifferenz von Abbildungen jedes Paares benachbarter Abschnittsbahnen 22 wird mit einem Schwellenwert verglichen, wobei der Vergleich ein Vergleichssignal 26 liefert. Wenn die Intensitätsdifferenz den Schwellenwert überschreitet, wird das Vergleichssignal 26 als signifikant angesehen. Folglich muß der entsprechende Schwellenwert so eingestellt werden, daß das System einerseits ausreichend empfindlich ist, um geringe Kontrastfehler zu detektieren, und andererseits robust genug, um großes Kontrastrauschen zu ignorieren. Folglich sollten die Schwellenwerte eine genaue Schätzung des Pixelrauschens repräsentieren.

In Fig. 1B sind die Vergleichssignale 26 als AB, BC, CD und DE gekennzeichnet. Jedes Vergleichssignal 26 repräsentiert ein Abbild, das die Stelle der Unregelmäßigkeiten markiert, wo also eine signifikante Abweichung zwischen den Signalen besteht, die für jedes Paar benachbarter Abschnittsbahnen 22 erhalten werden. Verschiedene Algorithmen sind vorgeschlagen wurden, um die Signale zu filtern und einen geeigneten Schwellenwert zu bestimmen, bei dem ein Differenzsignal von einem Abschnitt einen potentiellen Fehler im Abschnitt anzeigt. Beispiele derartiger Algorithmen sind in der US 5,537,669 offenbart.

Als Ergebnis des Fehleridentifikationsverfahrens, das mit einem Paar benachbarter Vergleichssignale 26 durchgeführt wird, erhält man ein fehlerhaftes Bild 28. Das Fehleridentifikationsverfahren kennzeichnet einen Fehler in einem bestimmten Abschnitt, wenn im Vergleich zu benachbarten Abschnitten Unregelmäßigkeiten an gleicher Stelle auftreten.

Da Fehler sowohl statistisch zufällig als auch relativ selten auftreten, ist es statistisch unwahrscheinlich, daß ein Fehler an gleicher Stelle auf zwei oder drei Waferabschnitten auftritt. Folglich kann durch Ausführung des Fehleridentifikationsverfahrens zwischen Vergleichssignalen, die von benachbarten Abschnitten gewonnen werden, ein Fehler 25 (falls vorhanden) detektiert werden. Ferner wird die Detektion von Rauschstörung reduziert.

Der Begriff "Rauschstörung" bezieht sich auf Rauschen, das durch das Intensitätsvergleichsverfahren eingeführt wird. Ein derartiger Vergleich weist typischerweise eine erhöhte Varianz auf, so daß eine endliche Wahrscheinlichkeit besteht, daß der Intensitätsvergleich den Schwellenwert überschreiten wird, um Rauschstörung 24 zu erzeugen, wenn kein Fehler vorhanden ist. Bei typischen Schwellenwerten ist die Wahrscheinlichkeit eines derartigen Ereignisses für einen Vergleich gering und fast null für zwei derartige Ereignisse auf dem gleichen Pixel. Folglich soll die Fehleridentifikationsoperation das Auftreten derartiger Ereignisse auf null oder nahe null reduzieren.

Ein Fehler im Abschnitt "B" erzeugt ein signifikantes Vergleichssignal 26 zwischen den Abschnittsbahnen 22, die mit "A" und "B" gekennzeichnet sind, sowie zwischen den Abschnitten, die mit "B" und "C" gekennzeichnet sind, so daß die Fehleridentifikationsoperation an der Stelle des Fehlers TRUE ist.

Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die Fehleridentifikationsoperation viel von dem Rauschen eliminiert, da ein Fehler signifikante Vergleichssignale 26 für zwei benachbarte Abschnittsbahnen 22 erzeugen sollte. Darüber hinaus ist ein derartiges Verfahren speziell für Echtzeitbildverarbeitungssysteme geeignet, da die benötigten Schritte für die Bildaquisition und die Verarbeitung genau definiert und wiederholt durchführbar sind. Diese Schritte sind wie folgt: Zuerst wird ein Bild einer Abschnittsbahn für den Abschnitt "A", oder "Abschnittsbahn A", gewonnen und im Systemspeicher gespeichert. Als nächstes wird ein Bild einer Abschnittsbahn vom Abschnitt "B", oder "Abschnittsbahn B", gewonnen und gespeichert. Jedes Bild wird als eine Vielzahl von Rahmen aufgenommen, die Verarbeitungseinheiten innerhalb einer Abschnittsbahn darstellen. Jeder ankommende Rahmen der Abschnittsbahn B wird für den Vergleich mit korrespondierenden Rahmen der Abschnittsbahn A ausgerichtet, so daß ein zuverlässiges Vergleichssignal erhalten wird.

Da für die Abschnittsbahn B sämtliche Abbildungen genommen werden, wird ein Vergleichsabbild erzeugt, das als Bild AB bezeichnet ist. Als nächstes werden Bilder von der Abschnittsbahn C gewonnen und ein Vergleichsbild BC erzeugt. Die zwischen den Bildern AB und BC durchgeführte Fehleridentifikationsoperation ermöglicht das Detektieren der im Abschnitt B gefundenen Fehler. Leider ist dieses Verfahren nicht effektiv zur Detektion von Fehlern in Randabschnitten, wie etwa Abschnitt A und E. So werden zum Beispiel Fehler im Abschnitt A als Ergebnis der Fehleridentifikationsoperation zwischen AB und BC detektiert. Derartige Fehler erzeugen ein signifikantes Vergleichssignal bei AB, während der korrespondierende Teil des BC Signals frei von derartigen Unregelmäßigkeiten ist. Folglich wird die Fehleridentifikationsoperation am Randabschnitt, wie etwa dem Abschnitt A nur einmal durchgeführt, wobei diese in Bezug auf das Vorhandensein von hohem Kontrastrauschen empfindlich ist, was folglich zu einem falschen Ergebnis führt. Die Prüfung von Randabschnitten bringt folglich zwei Schwierigkeiten mit sich.

Erstens benötigt eine derartige Detektion zusätzliche Verfahrensschritte, zum Beispiel zur Durchführung einer zusätzlichen Fehleridentifikationsoperation, die nicht im typischen Verfahrenspfad für den Rest des Wafers enthalten ist, und die den Durchsatz des Systems reduziert. Darüber hinaus erzeugt diese Operation aufgrund der Rauschstörung eine signifikante Anzahl von falschen positiven Ergebnissen für die Detektion der Fehler.

Diese Probleme bei der Detektion von Fehlern in Randabschnitten sind bekannt. Die augenblicklich bekannten Lösungen für dieses Problem reichen jedoch nicht aus. Bei einer ersten Lösung werden einfach alle Randabschnitte während des Prüfprozesses ignoriert, wobei derartige Abschnitte alle als untauglich deklariert werden. Diese Lösung hat klare Nachteile, da die Elimination aller Randabschnitt uneffektiv und kostspielig ist. Eine zweite Lösung besteht darin, den Vergleichsschwellenwert zu erhöhen, so daß signifikante Differenzen für Randabschnitte größer sein können. Diese Lösung eliminiert einen Großteil der Rauschstörung, verringert jedoch gleichzeitig die Detektionsempfindlichkeit. Eine dritte Lösung dient zur Bestätigung von Fehlern auf Randabschnitten, indem eine zusätzliche Nachverarbeitungsphase erfolgt, bei der die Randabschnitte durch eine zweite Vergleichsoperation überprüft werden und zwar durch Vergleich mit einem Abschnitt, der vom Randabschnitt zwei Abschnitte entfernt ist. Der Nachteil eines derartigen Verfahrens liegt im zusätzlich benötigten Zeitaufwand für eine derartige Operation.

Bei einer noch anderen Lösung werden Signale von Bildern verglichen, die von zwei Bahnen der Waferabschnitte gewonnen werden, wie in Fig. 1C gezeigt. Diese Lösung erfordert mindestens zwei Reihen von Waferabschnitten 14. Dabei erfolgt ein Vergleich zwischen den Signalen, die von den Bildern des jeweils ersten Abschnitts 12 jeder Reihe 14 erhalten werden, wobei beides Randabschnitte 12 sind, wodurch jedem Randabschnitt 12 für den Vergleich zwei Nachbarn zugeordnet werden. Die verglichenen Bilder an den Rändern haben jedoch entgegengesetzte Orientierungen, so daß die Orientierung eines der Bilder erst umgekehrt werden muß, bevor der Vergleich durchgeführt werden kann. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Bilder für zwei Nachbarbahnen 16 in entgegengesetzen Orientierungen des Wafers 10 relativ zur Kamera aufgenommen werden, wodurch oft in die Vergleichssignale eine artifaktische Abweichung eingeführt wird. Derartige Rauschquellen verursachen einen Verlust der Detektionsempfindlichkeit, um falsche positive Ergebnisse bei der Detektion von Fehlern zu vermeiden. Eine bevorzugte Lösung sollte also den Vergleich von zwei oder mehreren Signalen ermöglichen, die mit gleicher Bildorientierung gewonnen werden. Eine derartige Lösung ist jedoch nicht bekannt.

Folglich besteht ein Bedarf für ein Verfahren zur Detektion von Fehlern in einer periodischen Struktur, wie etwa Halbleiter-Waferabschnitten, das eine Prüfung von Randabschnitt in Realzeit bei maximaler Detektionsempfindlichkeit und Durchsatz ermöglicht.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Vergleich von periodischen Strukturen, wie etwa Waferabschnitten, bei dem gleichzeitig Signale von Bildern einer geraden Anzahl von virtuellen Bahnen der Waferabschnitte gewonnen werden. Die Signale für jeden Waferabschnitt werden dann mit mindestens den Signalen von zwei anderen Abschnitten verglichen. Diese zwei Abschnitte sind vorteilhafterweise an jeder Seite des Abschnitts lokalisiert, und zwar in der gleichen Reihe wie dieser Abschnitt. Jedoch ist für Randabschnitte mindestens ein Nachbarabschnitt in einer anderen Reihe lokalisiert, vorzugsweise in einer benachbarten Reihe und auf der gegenüberliegenden Seite der Bahn.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Bilder von einer geraden Anzahl von Bahnen gesammelt und verarbeitet, wie etwa von zwei oder mehr Bahnen, und zwar zuerst in der ersten Reihe der Abschnitte bevor Bilder von äquivalenten Bahnen einer zweiten Reihe von Abschnitten genommen werden. Die Kamera (und folglich das resultierende Bild) ist korrekt ausgerichtet, um qualitativ hochwertige Signale von den äquivalenten Bahnen der zweiten Reihe der Abschnitte zu erhalten. Ein derartiges Verfahren erlaubt einen korrekten Vergleich von Signalen, die von der Bahn der ersten Reihe von Abschnitten und der zweiten Reihe von Abschnitten gewonnen werden, einschließlich der Randabschnitte.

Im folgenden bezieht sich der Begriff "Bahn" auf jeden Bereich eines Objekts, der mit einem einzelnen Kameraschwenk über das Objekt gescannt wird. Der Begriff "periodische Struktur" umfaßt Halbleiterwaferabschnitte, Speicherzellen und Fotomasken, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die Begriffe "Waferabschnitt" und "Halbleiterwaferabschnitt" beziehen sich auf einen Wafer, der in Abschnitte unterteilt ist, zur Herstellung von Halbleiterchips, so daß jeder Abschnitt ein individueller Chip wird, wie etwa ein Speicherchip oder ein Mikroprozessorchip. Auf den Typ des Chips, der letztendlich aus jedem Abschnitt produziert wird, kommt es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht an.

Das Vorangegangene und andere Aufgaben, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1A-1C den Stand der Technik der Fehlerprüfung von Waferabschnitten;

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm einer beispielhaften Vielzahl von Waferabschnitten, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren untersucht werden; und

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergleich periodischer Strukturen in Realzeit, wie etwa von Waferabschnitten, bei dem Signale von Bildern einer geradzahligen Anzahl von virtuelle Bahnen der Waferabschnitte gewonnen werden. Die Signale für jede Abschnittsbahn eines Waferabschnitts werden dann mindestens mit Signalen von anderen zwei Abschnitten verglichen. Diese zwei Abschnitte sind vorteilhafterweise Nachbarabschnitte und an jeder Seite des Abschnitts angeordnet, und zwar in der gleichen Reihe wie dieser Abschnitt. Für Randabschnitte ist jedoch mindestens ein Nachbarabschnitt vorzugsweise in einer anderen Reihe lokalisiert, die vorzugsweise eine benachbarte Reihe ist.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Bilder von einer geradzahligen Anzahl von Bahnen in einer ersten Reihe von Abschnitten genommen bevor äquivalente Bilder der gleichen Anzahl von Bahnen in einer zweiten Reihe von Abschnitten gewonnen werden, so dass Abschnittsbahnen der Abschnitte der zweiten Reihe die gleiche Orientierung aufweisen wie ihre korrespondierenden Abschnittsbahnen der ersten Reihe. Die korrekte Ausrichtung zwischen den Abschnittsbildern gleicher Orientierung ermöglicht einen empfindlicheren Vergleich von Signalen, die von Bahnen der ersten Reihe von Abschnitten gewonnen werden, mit Signalen, die von den Bahnen der zweiten Reihe von Abschnitten gewonnen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren bringt eine Reihe von Vorteilen gegenüber bekannten Verfahren mit sich. Erstens erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren die Prüfung von Randabschnitten, im Gegensatz zu bestimmten bereits bekannten Verfahren, die während der Prüfprozedur die Randabschnitte einfach ignorieren, was zur Folge hat, daß diese verworfen werden. Das Verwerfen dieser Randabschnitte ist jedoch verschwenderisch und nicht effizient.

Zweitens erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren den Vergleich von Signalen, die von Bildern der Randabschnitte gewonnen werden, die bereits die korrekte Orientierung aufweisen. Folglich erfolgt kein Vergleich zwischen Abschnittsbahnen mit entgegengesetzter Orientierung und Kamerapolarität, die ja bezüglich des Signaldetektionssystems Rauschen mit sich bringen kann.

Drittens stellt das Verfahren gemäß der Erfindung einen Multi-Abschnittsvergleich für mehr als drei Abschnitte zur Verfügung. Da gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine virtuelle Bahn gescannt wird, wird auch die gleiche Abschnittsbahn über den gesamten Wafer gescannt. Folglich umfaßt jede virtuelle Bahn eine große Anzahl von Abschnitten, was eine genauere statistische Analyse größerer Ensembles von Abschnitte für die Bestimmung von Schwellenwerten ermöglicht.

Bei dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß der Abschnitt ein einzelner Abschnitt ist, und die Bilder von einem Waferabschnitt gewonnen werden, wobei klar ist, daß dies zu Zwecken einer einfacheren Beschreibung dient und den Schutzbereich der Erfindung in keinerlei Hinsicht begrenzt.

Das Prinzip und die Operation eines Verfahrens zur Prüfung von Randabschnitten oder irgendeinem anderen Abschnitt einer periodischen Struktur, dem es entlang der Scanachse an mindestens einem Nachbarn fehlt, kann in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und der folgenden Beschreibung besser verstanden werden, wobei es klar ist, daß diese Figuren nur beispielhaft sind und den Schutzbereich der Erfindung nicht begrenzen.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Mehrzahl von Waferabschnitten, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren geprüft werden.

Fig. 2 zeigt ferner einen Bereich eines Wafers 30 mit einer Mehrzahl von Abschnitten 32. Diese Abschnitte 32 sind in zwei Reihen 34 organisiert, wobei jede Reihe 34 sechs Abschnitte 32 umfaßt. Diese Anzahl von Abschnitten 32 und Reihen 34 ist beispielhaft gewählt und stellt keinerlei Einschränkung dar, da jede Reihe 34 lediglich mindestens nur einen Abschnitt 32 enthalten muß. Der Wafer 30 sollte aber mindestens zwei Reihen 34 aufweisen, umfassend eine erste Reihe 36 und eine zweite Reihe 38, wie in Fig. 2 gezeigt.

Die Pfade von zwei virtuellen Bahnen 40 sind in Fig. 2 durch Pfeile dargestellt, mit einer ersten Bahn 42 (gekennzeichnet mit "Bahn ID #1") und einer zweiten Bahn 44 (gekennzeichnet mit "Bahn ID #2"). Jede virtuelle Bahn 40 repräsentiert ein Abbild, das durch einen einzelnen Scanvorgang (mit einem Kameraschwenk) über im wesentlichen den gesamten Wafer 30 gewonnen wird. Jede virtuelle Bahn 40 umfaßt weniger als die gesamte Breite jedes Abschnitts 32, so daß von mindestens zwei solcher virtuellen Bahnen 40 gefordert wird, daß sie die Gesamtheit der Breite jedes Abschnitts 32 bedecken. Dabei ist die Orientierung der ersten virtuellen Bahn 42 entgegengesetzt zur Orientierung der zweiten virtuellen Bahn 44, wie durch die Richtung der Pfeile gezeigt. Die Kamera (nicht gezeigt) scannt eine erste Bahn 46 in der ersten Reihe 36, als Teil der ersten virtuellen Bahn 42, und dann eine zweite Bahn 48 für die erste Reihe 36, als Teil der zweiten virtuellen Bahn 44. Folglich wird für die erste Reihe 36 sowohl die erste Bahn 46 als auch die zweite Bahn 48 gescannt.

Als nächstes werden für die zweite Reihe 38 sowohl eine erste Bahn 50 als auch eine zweite Bahn 52 gescannt, und zwar jeweils als Teil der ersten virtuellen Bahn 42 und der zweiten virtuellen Bahn 44. Die Orientierungen der Bilder der ersten Bahn 46 für die erste Reihe 36 und der ersten Bahn 50 für die zweite Reihe 38 sind demzufolge im wesentlichen identisch. Ähnlich sind die Orientierungen der Bilder der zweiten Bahn 48 für die erste Reihe 36 und der zweiten Bahn 52 für die zweite Reihe 38 im wesentlichen identisch.

Beide Randabschnitte 54 (Spalten "A" und "F") der ersten Reihe 36 und der zweiten Reihe 38 haben jeweils innerhalb der gleichen Reihe nur einen einzelnen Nachbarn.

Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Prüfung eines Wafers mit Abschnitten auf Fehler, wobei der Wafer mindestens eine erste Reihe von Abschnitten und eine zweite Reihe von Abschnitten umfaßt. Sowohl für die erste als auch die zweite Reihe von Abschnitten gibt es jeweils zwei Randabschnitte. Das Verfahren enthält folgende Schritte:

Bei Schritt 1 nimmt eine Kamera ein Bild einer ersten Bahn der ersten Reihe von Waferabschnitten auf. Die Breite der ersten Bahn ist dabei geringer als die Breite eines Abschnitts, so daß mindestens zwei Bahnen benötigt werden, um die gesamte Breite des Abschnitts abzudecken. In Schritt 2, am Ende des Scanprozesses der Bahn und seiner Prüfung auf Fehler, speichert das System sowohl das Bild "F" als auch das Vergleichsbild "EF" des letzten Abschnitts in der Bahn (der Abschnitt in der Spalte F der ersten Reihe).

Bei Schritt 3 nimmt die Kamera ein Bild einer zweiten Bahn der ersten Reihe von Waferabschnitten auf. Die Orientierung der ersten Bahn ist entgegengesetzt zur Orientierung der zweiten Bahn. In Schritt 4, am Ende des Scanprozesses der Bahn speichert das System sowohl das Bild, das mit "A" gekennzeichnet ist, und das Vergleichsbild, das mit "BA" gekennzeichnet ist, des letzten Abschnitts in der Bahn (der Abschnitt der ersten Reihe in der Spalte, der mit "A" gekennzeichnet ist).

Bei Schritt 5 gewinnt die Kamera ein Bild einer ersten Bahn der zweiten Reihe von Waferabschnitten. Die Orientierungen des Bildes für die erste Bahn der ersten Reihe und der ersten Bahn der zweiten Reihe sind im wesentlichen identisch. In Schritt 6 wird die Bahn auf das Vorhandensein von Fehlern überprüft, und zwar in Fortführung der ersten Bahn, so daß die erste Bahn der ersten Reihe und die erste Bahn der zweiten Reihe zu einer gleichen virtuellen Bahn kombiniert werden. Für die Fortführung der Prüfprozedur wird vorzugsweise eine Fehleridentifikationsoperation durchgeführt mit einem Vergleichsbild "FA" (Vergleich zwischen dem Abschnitten F und A) und dem gespeicherten Vergleichsbild "EF", um Fehler im Randabschnitt "F" der ersten Reihe zu detektieren. Bei Schritt 7, am Ende der Scanprozedur der Bahn, wiederholt das System den Prozeß des Speicherns des Bilds des letzten Abschnitts, so daß das Bild für die Verarbeitung nachfolgender Reihen verfügbar ist.

Bei Schritt 8 nimmt die Kamera ein Bild einer zweiten Bahn für die zweite Reihe von Waferabschnitten auf. Die Orientierung des Bildes für die zweite Bahn der ersten Reihe und die Orientierung der zweiten Bahn der zweiten Reihe sind im wesentlichen identisch. In Schritt 9 wird die Bahn auf das Vorhandensein von Fehlern geprüft, und zwar in Fortführung der ersten Bahn, so daß die erste Bahn der ersten Reihe und die erste Bahn der zweiten Reihe zu einer gemeinsamen virtuellen Bahn kombiniert werden. Für die Fortführung der Prüfprozedur wird vorzugsweise eine Fehleridentifikationsoperation durchgeführt, und zwar mit dem Vergleichsbild "AF" (der Vergleich zwischen den Abschnitten A und F) und dem gespeicherten Vergleichsbild "BA", um Fehler im Randabschnitt "A" der zweiten Reihe zu detektieren. In Schritt 10, am Ende der Prüfung der zweiten Bahn, führt das System für die Verarbeitung der nachfolgenden Reihen erneut eine Speicherung des Bilds des letzten Abschnitts durch.

Nach der Prüfung einer geraden Anzahl von virtuellen Bahnen, in Schritt 11, prüft das System vorzugsweise Abschnitte auf Fehler, die sich an den Rändern der virtuellen Bahn befinden. Möglicherweise hat jede virtuelle Bahn zwei (Rand) Abschnitte, die bisher noch nicht geprüft wurden. Jedoch wird der Rest der Randabschnitte, die sich innerhalb der virtuellen Bahn befinden, vollständig unter Realzeitbedingungen geprüft.

Bisher wurde das Verfahren gemäß der Erfindung speziell in Bezug auf Waferabschnitte beschrieben. Allgemeiner kann das erfindungsgemäße Verfahren als Verfahren zur Prüfung von zufällig auftretenden Fehlern in periodischen Strukturen beschrieben werden, wobei zwei oder mehr Abschnitte mit einem Abschnitt der Struktur verglichen werden, so daß jeder Abschnitt der Struktur mit zwei Nachbarabschnitten verglichen wird. Für Abschnitte der Struktur, die am Rande der Struktur ausgebildet sind, so daß der Randabschnitt nur einen benachbarten Nachbarn in der gleichen Reihe hat, ist mindestens einer der zwei Nachbarn nicht direkt benachbart zum Randabschnitt. Das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt derartige Randabschnitte, indem eine gerade Anzahl von Bahnen entgegengesetzter Orientierung für jede Reihe von Abschnitten gescannt wird, bevor dieselben Bahn für die nächste Reihe von Abschnitten gewonnen wird. Folglich haben alle sequentiell äquivalenten Bahnen jeder Reihe die gleiche Orientierung.

Das Bild eines Nachbarabschnitts, der nicht direkt benachbart ist zu einem Randabschnitt oder ein sogenannter "nichtbenachbarter Abschnitt" ist, weist folglich die gleiche Orientierung für die erste Bahn auf, wie das Bild des Randabschnitts selbst. Das Bild der ersten Bahn des nichtbenachbarten Abschnitts kann folglich direkt mit dem Bild der ersten Bahn des Randabschnitts verglichen werden, um einen Nachbarvergleich durchzuführen.

Wie bereits oben erwähnt, umfassen Beispiele für derartige periodische Strukturen, die für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind, zum Beispiel Halbleiterwaferabschnitte und Fotomasken. Bei Wafern ist jeder Waferabschnitt ein Abschnitt, und bei Fotomasken ist jedes Loch in den Fotomasken ein Abschnitt.

Es ist offensichtlich, daß die oben gegebene Beschreibung lediglich beispielhaft ist und den Schutzbereich der Erfindung nicht beschränkt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Prüfung einer zweidimensionalen Struktur auf das Vorhandensein eines Fehlers, wobei die Struktur eine Vielzahl von Abschnitten umfaßt, sowie mindestens eine erste Reihe von Abschnitten und eine zweite Reihe von Abschnitten, und mindestens einen Grenzabschnitt für jede Reihe, der einen Randabschnitt darstellt, mit folgenden Schritten:

• a) Gewinnung von Bildern von mindestens einer ersten Bahn und einer zweiten Bahn in der ersten Reihe, so daß eine gerade Anzahl von Bahnen in der ersten Reihe erhalten wird;
• b) Gewinnung eines Bildes von mindestens einer ersten Bahn in der zweiten Reihe korrespondierend zur ersten Bahn der ersten Reihe, wobei die erste Bahn der zweiten Reihe und die erste Bahn der ersten Reihe im wesentlichen identische Orientierung aufweisen; und
• c) Vergleich eines Teils des Bildes, der zum Randabschnitt der ersten Bahn der ersten Reihe korrespondiert, mit einem Teil des Bildes, der mit dem Randabschnitt des ersten Bahn der zweiten Reihe korrespondiert, so daß für die ersten Bahn mindestens ein Nachbarvergleich für den Randabschnitt der ersten Reihe durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Reihe einen zusätzlichen Abschnitt aufweist, und das Verfahren weiter folgende Schritte enthält:

• a) Vergleich eines Teils des Bildes, der mit dem Randabschnitt der ersten Bahn der ersten Reihe korrespondiert, mit einem Teil des Bildes, der mit dem zusätzlichen Abschnitt der ersten Bahn der ersten Reihe korrespondiert, so daß für die erste Bahn ein zweiter Nachbarvergleich für den Randabschnitt der ersten Reihe durchgeführt wird; und
• b) Prüfung des ersten Nachbarvergleichs und des zweiten Nachbarvergleichs, zur Bestimmung eines Fehlers im Randabschnitt der ersten Reihe.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Struktur als Wafer mit Abschnitten ausgebildet ist, und jeder Waferabschnitt einen Abschnitt darstellt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Struktur als Fotomaske mit einer Vielzahl von Löchern ausgebildet ist, und jedes Loch einen Abschnitt darstellt.

5. Verfahren zur Prüfung mindestens eines Teils eines Wafers mit Abschnitten auf Fehler, wobei der Wafer mindestens eine erste Reihe von Abschnitten und eine zweite Reihe von Abschnitten umfaßt, sowohl die erste als auch die zweite Reihe von Abschnitten mindestens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfassen, und der erste Abschnitt sowohl für die erste Reihe von Abschnitten als auch für die zweite Reihe von Abschnitten einen Randabschnitt bildet, mit folgenden Schritten:

• a) Gewinnung eines Bildes einer ersten Bahn der ersten Reihe von Waferabschnitten, wobei die Breite der ersten Bahn kleiner ist als die Breite der ersten Reihe;
• b) Gewinnung eines Bildes von mindestens einer zweiten Bahn der ersten Reihe von Waferabschnitten, wobei eine Orientierung der ersten Bahn entgegengesetzt zur Orientierung der zweiten Bahn ist, so daß Bilder einer geraden Anzahl von Bahnen für die erste Reihe erhalten werden;
• c) Gewinnung eines Bildes einer erste Bahn der zweiten Reihe von Waferabschnitten, wobei die Orientierung des Bildes der ersten Bahn der ersten Reihe und die Orientierung der ersten Bahn der zweiten Reihe im wesentlichen identisch sind;
• d) Vergleich eines Teils des Bildes, der mit dem Randabschnitt der ersten Bahn der ersten Reihe korrespondiert, mit einem Teil des Bildes, der mit dem zweiten Abschnitt der ersten Bahn der ersten Reihe korrespondiert, und zwar derart, daß für die erste Bahn ein erster Nachbarvergleich für den Randabschnitt der ersten Reihe durchgeführt wird; und
• e) Vergleich des Teils des Bildes, der mit dem Randabschnitt der ersten Bahn der ersten Reihe korrespondiert mit einem Teil des Bildes, der mit dem Randabschnitt der ersten Bahn der zweiten Reihe korrespondiert, und zwar derart, daß zur Prüfung des Randabschnitts auf Fehler für die erste Bahn ein zweiter Nachbarvergleich für den Randabschnitt der ersten Reihe durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5 mit folgendem weiteren Schritt:

• a) Prüfung des ersten Nachbarvergleichs und des zweiten Nachbarvergleichs, um zu bestimmen, ob im Randabschnitt der ersten Reihe ein Fehler vorhanden ist.