DE2830846A1

DE2830846A1 - Vorrichtung zum ermitteln von fehlern in flaechenhaften mustern, insbesondere in photomasken

Info

Publication number: DE2830846A1
Application number: DE19782830846
Authority: DE
Inventors: Daikichi Awamura; Yasushi Uchiyama
Original assignee: NIPPON JIDOSEIGYO Ltd
Current assignee: NIPPON JIDOSEIGYO Ltd
Priority date: 1977-07-14
Filing date: 1978-07-13
Publication date: 1979-01-18
Also published as: DE2830846C2; GB2001823B; JPS5419366A; JPS5437475B2; US4202631A; GB2001823A

Description

Vorrichtung zum Ermitteln von Fehlern in flächenhaften Mustern, insbesondere in Photomasken

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ermitteln von Fehlern in flächenhaften Mustern, speziell in Photomasken, die zur Herstellung von integrierten Halbleiterschaltkreisen verwendet werden.

Beim Herstellen von integrierten Schaltkreisen wird eine Siliciumplatte einem Photoätzverfahren unterworfen, Hierbei wird eine Maske mit einem gewünschten Muster auf die Siliciumplatte aufgelegt, welche zuvor mit einer Photolackschicht versehen worden ist. Mit sichtbarem oder ultraviolettem Licht wird dann die Siliciumplatte durch die Maske hindurch bestrahlt. Nach dem Entwickeln des Photolacks wird die Siliciumplatte dann geätzt, wobei sich ein Muster ergibt, das dem der Maske entspricht. Fehler in der gedruckten Maske schlagen sich daher voll auf dem so hergestellten integrierten Schaltkreis nieder. Die Maske wird nämlich dadurch hergestellt, daß ein Metallfilm, beispielsweise aus Chrom, auf eine Glasplatte mit ausreichend ebener Oberfläche aufgebracht und dann ein gewünschtes Muster darauf gedruckt wird. Wenn kleine Fehler im Metallfilm vorhanden sind, dann hat gewöhnlich auch das gedruckte Muster Fehler. Die Anmelderin hat ein Gerät entwickelt, mit welchem automatisch solche Fehler im Metallfilm, beispielsweise in Form von feinen Löchern, festgestellt werden können.

Die Photomaske kann verschiedenartige Fehler aufweisen, wie beispielsweise auch feine Nadellöcher. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist speziell zum Ermitteln von Fehlern in Photomasken geeignet.

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Zur Erläuterung dessen, was von der Erfindung erreicht werden soll und wie man bisher gearbeitet hat, sollen die Figuren 1 bis h herangezogen werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Photomaske, wie sie zur Herstellung von integrierten Schaltungen verwendet wird;

Fig. 2 eine extrem vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus einer fehlerfreien Photomaske;

Fig. 3 ein ebensolches Bild, jedoch mit Fehlern, und

Fig. h eine schematische Darstellung einer bekannten Fehlerermit tlungs app aratür.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Photomaske 1, die zum Herstellen von integrierten Halbleiterschaltkreisen verwendet wird. In der Maske 1 sind eine große Anzahl einander identischer Chipmuster 3 ausgebildet, die durch orthogonale Linien 2 voneinander getrennt sind.

Das Mikroskopbild eines Ausschnitts aus einem Chipmuster 3 ist in Fig. 2 dargestellte Dieser Ausschnitt weist keinen Fehler auf und ist daher perfekt. Das Muster besteht aus transparenten Teilen k und lichtundurchlässigen Teilen 5· Fig. 3 zeigt einen entsprechenden Ausschnitt, der Fehler aufweist. Die Fehler A und B sind Rückstände des Metallfilms. Der Fehler A überbrückt zwei benachbarte Stege, die jedoch voneinander getrennt sein sollten. Dieser Fehler A muß daher als echter Fehler erkannt werden. Der Fehler B liegt in einer freien Fläche und beeinflußt daher in den meisten Fällen nicht die Wirkung des integrierten Schaltkreises. An der Stelle C fehlt ein Teil eines Steges, jedoch nicht so viel, daß der Steg unterbrochen ist. Auch ein solcher Fehler berührt im allge-

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meinen die Wirkungsweise eines integrierten Schaltkreises nicht. Der Fehler D unterbricht jedoch einen Steg an einer Stelle, wo dies nicht sein darf. Ein solcher Fehler ist daher nicht zulässige.

Bisher sind folgende Methoden zum Auffinden von Fehlern der oben genannten Art in Photomasken verwendet worden.

Die Maske wird mit Hilfe eines Mikroskops untersucht» Gewöhnlich besteht ein Muster für integrierte Halbleiterschaltkreise aus geraden Linien, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind, während die Fehler xinregelmäßige Formen zeigen, wie es in Figo 3 ausgedrückt ist. Daher fallen diese Fehler beim Betrachten des Musters schnell auf. Dieses Verfahren erfordert jedoch eine beträchtliche Zeit und ist nicht geeignet zur Untersuchung von Photomasken, die mehrere Chipmuster enthalten.

Ein anderes Verfahren ist in Fig. h dargestellt. Eine fehlerfreie Mustermaske 7 und eine zu untersuchende Maske 6 werden optisch übereinanderliegend abgebildet. Dabei wird das Bild der Maske 6 in Rot und das Bild der Mustermaske 7 in der Komplementärfarbe, d.h. in Grün dargestellt. Für diesen Zweck ist eine Rotlichtquelle 9 unter der Maske 6 angeordnet« Das Licht läuft durch die Maske 6 und ein Objektiv 10 über einen Spiegel 11 und einen teildurchlässigen Spiegel 12 und. gelangt durch ein Okular 13 in das Auge 14 des Betrachters. Die Mustermaske 7 wird von einer Grünlichtquelle 15 beleuchtet. Dessen Licht läuft durch die Maske 71 ein Objektiv i6, über einen Spiegel 17, einen teildurchlässigen Spiegel 18 und das Okular 13 in das Auge Ik des Betrachters. Wenn die Bilder der beiden Masken übereinanderliegend im Auge des Betrachters abgebildet werden, dann erscheinen die Fehler A und B (Fig. 3) in Grün, weil in diesem Bereich nur das grüne Licht von der Maske 7 das Auge 1^ des Betrachters erreicht. Die Fehler C und D er·* scheinen in Rot, weil nur in diesen Bereichen das Rotlicht

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von der Maske 6 das Auge des Betrachters erreicht. Die transparenten Teile sieht man in Weiß, weil die grünen und roten Lichtstrahlen von den Masken 6 und 7 gleichzeitig das Auge erreichen. Die lichtundurchlässigen Bereiche 5 sieht man selbstverständlich in Schwarz. Fehler erscheinen demnach in Rot und Grün, während man die fehlerfreien Bereiche in Schwarz oder Weiß sieht. Auf diese Weise fallen die Fehler schnell auf. Masken, wie sie zur Herstellung von integrierten Ilalbleiterschaltungen verwendet werden, weisen in der Regel eine große Anzahl von identischen Chipmustern auf. Wenn man eine solche Maske prüfen will, dann ist es notwendig, die zu prüfende Maske 6 und die Mustermaske 7 auf dem gleichen Träger 19 anzuordnen und diesen Träger geringfügig zu verschieben, um die einzelnen Chipmuster prüfen zu können. Im Falle des Betrachtens von zwei Bildern der Masken 6 und 7 in übereinanderliegender Art müssen diese exakt ausgerichtet sein» Wenn ein Fehler in der Ausrichtung vorhanden ist, dann ist es nicht möglich, die Fehler exakt festzustellen. Speziell wenn die zwei Masken 6 und 7 auf dem gleichen Tisch 19 liegen, dann müssen sie in den beiden Bewegungskoordinaten des Tisches exakt ausgerichtet sein. Wenn ein Fehler in dieser Ausrichtung vorhanden ist, dann vergrößert sich dieser durch die Bewegung des Tisches 19 noch zusätzlich. Ein Spiel im Tisch 19 hat ebenfalls Einfluß auf die Deckungsgleichheit von zwei Bildern. Dieses Verfahren ist überdies für das Auge des Betrachters sehr anstrengend, so daß es schnell zu Übermüdungserscheinungen und daraus entspringenden Fehlern kommt. Auch ist die benötigte Betrachtungszeit relativ groß.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird ein fehlerfreies Muster in elektrische Signale umgewandelt, welche in einem Speicher, beispielsweise einem Magnetband, abgespeichert werden. Das Bild einer zu untersuchenden Maske wird mit Hilfe

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einer Mikroskop-Fernsehaufnahmekamera abgetastet. Dieses Videosignal wird mit dem zuvor gespeicherten Signal der Mustermaske verglichen und daraus das Vorhandensein von Fehlern festgestellt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß Fehler automatisch ohne Zuhilfenahme des menschlichen Auges festgestellt werden können. Die dazu benötigte Vorrichtung ist jedoch sehr groß und kompliziert und daher teuer.

Um die erwähnten Nachteile zu überwinden, hat die Anmelderin ein Gerät entworfen, das aus einer einzigen Kameraröhre besteht, auf welches Bilder einander identischer Ausschnitte zweier zu untersuchender Muster übereinanderliegend abgebildet werden. Fehler in den Mustern drücken sich in einer Änderung der Amplitude des Video-Ausgangssignals der Kameraröhre aus. Bei dieser Vorrichtung erscheinen Fehler als Grautöne im Videosignal und diese Grautöne werden mit Hilfe eines Amplitudenbegrenzers registriert. Die Genauigkeit dieser Fehlererkennungsmethode war jedoch gering, weil sich die Amplitude des Videosignals von selbst mitunter änderte Um diesen Nachteil zu vermeiden;, hat dann die Anmelderin zwei Kameraröhren eingesetzt, auf die man jeweils eines von zwei Mustern abgebildet hat. Fehler wurden durch einen Vergleich der beiden Ausgangssignale der zwei Kameraröhren festgestellt. Bei diesem Verfahren hat man eine erhebliche Genauigkeitssteigerung gegenüber dem vorerwähnten Verfahren erreicht. Man hat jedoch gefunden, daß es sehr schwierig ist, die zwei Kameraröhren in ihrer Arbeitsweise exakt aufeinander abzugleichen. Außerdem muß man wegen der Restbildeffekte an den Kameraröhren den Tisch, der die Muster trägt, zwischendurch bewegen. Man braucht hierzu einen relativ komplizierten Bewegungsmechanismus , Die Arbeitsgeschwindigkeit der Kameraröhre ist außerdem verhältnismäßig gering und man braucht eine Zeitdauer von etwa 70 bis 100 ms für jedes zu untersuchende Bildfeld. Deshalb ist eine beachtliche Zeit zur Ermittlung von Fehlern in einer großen Anzahl von Masken erforderlich.

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Die Anmelderin hat weiterhin ein Prüfgerät entwickelt, das die oben erwähnten Nachteile vermeidet und mit dem es möglich ist, Fehler in Mustern genau und schnell mit einer einfachen Vorrichtung zu ermitteln. Dieses Gerät besteht aus einer Einrichtung zum Erzeugen eines Abtastlichtstrahls, einem optischen System, mit welchem dieser Abtastlichtstrahl auf zwei einander identische Unterbereiche miteinander zu vergleichender Muster gerichtet wird, zwei Lichtempfängern, von denen jeder jeweils einen der von den Mustern ausgehenden Lichtstrahlen empfängt, einem Schaltkreis zum Umkehren der Phasenlage des Ausgangssignals von einem der beiden Lichtempfängern und einem Schaltkreis zum Mischen des so invertierten Ausgangssignals mit dem nichtinvertierten Ausgangssignal des anderen Lichtempfangers₀ Mit einem solchen Gerät können benachbarte Muster 3 auf der Photomaske 1 in Fig. 1 miteinander verglichen und Fehler darin mit hoher Genauigkeit gefunden werden. Nach verschiedenen Versuchen wurde weiterhin gefunden, daß Muster mitunter als fehlerhaft erkannt werden, wenn nur die relative Lage zweier miteinander zu vergleichender Muster leicht von der Soll-Lage abweicht und/oder die Muster sich nur geringfügig voneinander unterscheiden. Dies hat zur Folge, daß unnötigerweise Masken als fehlerhaft ausgeschieden werden. Damit soll gesagt werden, daß leichte Abweichungen der Muster von der Soll-Lage und/oder kleine Unterschiede in den Mustern als Fehler erkannt werden, obgleich solche Masken im Herstellungsprozeß nicht zu fehlerhaften Produkten führen. Solche Masken sollten daher nicht als fehlerhaft ausgeschieden werden.

Die Gründe, die zur Erzeugung der erwähnten Ps.eudo-Feh.lersignale führen können, lassen sich wie folgt angeben:

1. Die zwei optischen Systeme, die die Bilder der zu vergleichenden Muster erzeugen, haben von-einander abweichende Verzeichnungseigenschaften.

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2ο Der Rahmen, der die Masken mit den miteinander zu vergleichenden Mustern trägt„ rotiert leicht während der Fortbewegung, so daß die zwei erzeugten Bilder leicht voneinander abweichen.

3. Die Distanz bzw. die Teilung zwischen aufeinanderfolgenden Chips weist einen Fehler (ungefähr 0,5 /U.) auf, der aus einer Ungenauigkeit der Kopiervorrichtung bei der Herstellung der Photomasken stammte

k. Die Konturen der Husterbilder sind unscharf aufgrund von Rauschen in den Bildsignalen.

5. Wenn die die Photomaske tragende Glasplatte nicht ausreichend eben ist, dann können die zwei optischen Systeme nicht gleichzeitig exakt fokussiert sein,

Von den oben erwähnten Ursachen sind die an erster und dritter Stelle genannten bedeutsam bzw. ernst. Das Problem bezüglich der Kopiervorrichtung ist unter dem Druck der Forderung nach immer feineren Mustern inzwischen weitgehend gelöst worden.

Die Anmelderin hat weiterhin eine verbesserte Prüfvorrichtung entwickelt, die wirksam die Pseudofehler, die nicht als echte Fehler erkannt werden sollen, ausscheiden kann. Diese Vorrichtung ist in der DE-OS 26 53 590 beschrieben. Diese Vorrichtung besteht aus einer Abtasteinrichtung mit einem optischen System zum gleichzeitigen Richten des Abtastlichtstrahls auf einander identische Bereiche zweier miteinander zu vergleichender Muster, optischen Wandlern, die den von den Mustern ausgehenden lichtstrahlen entsprechende elektrische Signale erzeugen, einem Schaltkreis zum Subtrahieren des einen Signals vom anderen Signal₍ die ein Differenzsignal bildet, das den Abweichungen zwischen den Mustern entspricht, einer Verzögerungseinrich-

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tung zum Verzögern des Differenzsignals und einem Schaltkreis, dem das verzögerte Differenzsignal und das unverzögerte üifferenzsignal gleichzeitig zugeführt sind, so daß sich ein Fehlerausgangs signal ex-gibt, in welchem Pseudo—Fehler, deren Abmessungen kleiner als eine von der Verzögerungszeit vorgegebene Größe sind, unterdrückt slnd_o

Soweit eine Nachbarschaft von Husterkonturen betroffen ist, werden hier die Muster miteinander verglichen, nachdem ihre Konturen um ein vorbestimmtes Maß dünner gemacht worden sind. Daher können leichte Registrierfehler und kleine Fehler an den Konturen vernachlässigt werden. Da jedoch diese Behandlung auch die anderen Bereiche des Musters erfahren, ist nicht ausgeschlossen, daß auch echte Fehler unterdrückt werden. Mit anderen Worten, diese Vorrichtung kann die Pseudo-Fehler nur auf Kosten einer Abnahme der Erkennungsempfindlichkeit beseitigen. Wenn die Auflösung des gesamten Geräts einschließlich des optischen und elektrischen Systems 1 /u beträgt und die Konturen um 1 /U dünner gemacht werden, dann beträgt die effektive Auflösung des Geräts nur 2 /U, weil nur Fehler, die größer als 2 /U sind, erkannt werden können, während Fehler, die kleiner als 2 /U sind, nicht erkannt werden können.

Die vorliegende Erfindung gründet sich auf die Tatsache, daß die Pseudo-Fehler meistens in der Nähe der Musterkonturen auftreten und daß daher die Meßempfindlichkeit in der Nähe der Konturen verringert werden kann, daß es aber nicht nötig ist, die Empfindlichkeit in den anderen Bereichen zu verringern .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die Pseudo-Effekte in der Nähe von Konturen miteinander zu vergleichender Muster effektiv unterdrücken kann. Echte Fehler in den anderen Bereichen

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der Muster sollten mit der hohen, der Vorrichtung innewohnenden Genauigkeit erkannt werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merlanale des Patentanspruchs 1 gelöst, Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Aufgrund der Erfindung ist es möglich, Fehler in konturfernen Musterbereichen mit der hohen Pehlererkennungsempfindlichkeit zu registrieren, während Pseudo-Fehler in der Nachbarschaft der Musterkonturen effektiv unterdrückt werden können. Die Folge davon ist, daß die Erkennungsgenau!gkeit der Vorrichtung gesteigert werden kann, ohne daß die Erkennungsempfindlichkeit beeinträchtigt wird.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen, die auch auf den Stand der Technik bezug nehmen, näher erläutert werden. Es zeigt:

Figo 1 eine Draufsicht auf eine Photomaske zur Herstellung integrierter Schaltkreise;

Fig. 2 ein mikroskopisches Bild, eines Ausschnitts einer fehlerfreien Photomaske;

Figo 3 ein mikroskopisches Bild des gleichen Ausschnitts einer fehlerhaften Photomaske;

Fig. k eine schematische Darstellung eines bekannten Fehlererkennungsgerätes ;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines weiteren bekannten Fehlererkennungsgerätes;

Fig. 6 ein weiteres bekanntes Fehlererkennungsgerät;

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Fig. 7 ein Blockdiagramm eines bekannten elektrischen Schaltkreises eines Fehlererkennungsgerätes;

Fig. 8a bis 8e verschiedene Wellenformen zur Erläuterung der Betriebsweise des Geräts nach Fig. 7;

Fig. 9 eine schematische Ansicht eines Bildschirms zur Darstellung verschiedener Fehlerformen;

Fig. 10a und 10b schematische Darstellungen eines Bildschirms mit miteinander zu vergleichenden Mustern;

Fig. 11 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines SignalVerarbeitungskreises nach der Erfindung;

Fig. 12a bis 12m ¥ellenformen zur Erläuterung der Betriebsweise des Schaltkreises nach Fig. 11;

Fig. 13a bis 13m tfellenformen zur Erläuterung der Betriebsweise bestimmter Schaltkreiseinzeilreiten;

Fig. Ik das Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 15a bis 15g Tfellenformen zur Erläuterung der Betriebsweise des Schaltkreises nach Fig. 14;

Fig. i6, 17 und 18 Blockdiagramme weiterer Ausführungsformen des Signalverarbeitungskreises in einer Fehlererkennungsvorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 19a bis 19d Wellenformen zur Erläuterung der Betriebsweise des Schaltkreises nach Fig. 18;

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Fig. 20 einen Ausschnitt aus dem Schaltkreis nach Fig. 18;

Fig. 21 eine Draufsicht auf eine Serie von Mustern mit Fehl era;

Fig. 22 ein Blockdiagramm eines vollständigen Ausführungsbeispiels nach der Erfindung;

Fig. 23 ein Flußdiagramm der Betriebsweise der Vorrichtung nach Fig. 22;

Fig. 24a bis 24c schematische Ansichten der relativen Lage von Maske und optischen Systemen;

Fig. 25 ein Bloclcdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Signalverarbeitungskreises nach der Erfindung, und

Figo 26 eine Draufsicht auf einen Bildschirm zur Erläuterung des Abtastrasters.

Fig. 5 zeigt eine Prinzipdarstellung eines optischen Systems zum Erkennen von Fehlern in einer Maske in einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Hierbei ist mit 20 eine zu untersuchende Maske und mit 21 eine Vergleichsmaske bezeichnet, welch letztere fehlerfrei ist. Beide Masken ruhen auf einem Tisch 22. Weiterhin ist eine Flying Spot Kathodenstrahlröhre 23 vorgesehen. Ein Abbild des vom Lichtstrahl durchlaufenen Abtastrasters wird mittels einer Linse 24, eines teildurchlässigen Spiegels 25, eines Spiegels 26 und einer Linse 27 auf die Maske 20 und mittels der Linse 24, eines teildurchlässigen Spiegels 28, eines Spiegels 29 und einer Linse 30 auf die Maske 21 fokussiert. Das Licht, das durch die Maske 20 fällt, wird von einem ersten photoelektrischen Wandler 31 aufgenommen, während das Licht, das durch die

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Maske 21 fällig von einem zweiten photoelektrischen Wandler 32 aufgenommen, wird. Das Rasterbild der Plying Spot-Röhre soll hierbei auf einander identische Bereiche der Masken 20 und 21 projiziert werden. Wenn die Maske 20 keinen Fehler in dem betroffenen Bereich aufweist, dann sind die beiden elektrischen Ausgangssignale der photoelektrischen Wandler 31 und 32 einander gleich. Wenn die Maske 2O jedoch einen Fehler aufweist, dann sind die beiden Ausgangssignale voneinander verschieden. Durch einen Vergleich dieser Ausgangssignale kann daher eine Aussage darüber erhalten werden, ob die Maske 20 Fehler aufweist oder nicht. Diese Aussage erfolgt mit hoher Genauigkeit.

Da bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Maske 20 und die Vergleichsmaske 21 auf dem gleichen Tisch 22 angeordnet sind und in den aufeinander senkrecht stehenden Richtungen X und Y bewegt werden, müssen die beiden Masken exakt in den genannten Richtungen ausgerichtet sein. Wenn die beiden Masken 20 und 21 nicht exakt ausgerichtet sind oder der Tisch 22 ein Spiel aufweist, dann werden die abgetasteten Maskenbereiche bei Bewegung des Tisches 22 voneinander verschieden und es kann so nicht mehr genau gemessen werden.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines optischen Systems bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dieser Ausführungsform ist der oben erwähnte Nachteil vermieden. Bei dieser Ausführungsform wird nur die zu untersuchende Maske 20 auf den Tisch 22 aufgelegt. Ein Abtastrasterbild von der Flying Spot-Röhre 23 wird auf einem Teil eines Musters 2OA der Maske 20 mit Hilfe einer gemeinsamen Linse Zh und einer ersten Linse 27 abgebildet. Auf einem entsprechenden Teil eines Musters 2OB, das nahe dem Muster 2OA liegt,wird mit Hilfe der gleichen gemeinsamen Linse Zh und

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einer zweiten Linse 30 ebenfalls das Abtastrasterbild der Flying Spot-Röhre 23 fokussiert. TJm die einander identischen Bereiche der Muster 2OA und 2OB untersuchen zu können, ist die Entfernung zwischen den optischen Achsen der Linsen 27 und 30 mit Hilfe von Einstellschrauben 33 und 3^- veränderbar. Bei dieser Ausführungsform ist die Genauigkeit der Messung vom Spiel des Tisches 22 nur sehr wenig beeinflußt, weil die beiden Muster 2OA und 2OB nahe beieinanderliegen.

Fig. 7 zeigt den Prinzipaufbau eines elektrischen Schaltkreises bei einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung. Fig. 8 zeigt Fellenformen an verschiedenen Punkten des Schaltkreises nach Fig. 7· Dabei zeigt Fig. 8a die Wellenform eines Ausgangssignals des ersten photoelektrischen Wandlers 31» der den Abtastlichtstrahl empfängt, der das Muster 20A durchläuft. Fig. 8b zeigt die Wellenform eines Ausgangssignals des zweiten photoelektrischen Wandlers 32, der das Licht empfängt, das durch das zweite Muster 20B fällt. Es sei nun angenommen, daß eines der Muster, beispielsweise 2OA, fehlerfrei ist, während das andere Muster 20B Fehler zeigt. Ein Impuls B im Wellenzug nach Fig. 8b wird durch den Fehler B₈ wie er in Fig. 3 dargestellt ist, erzeugt. Der Fehler D entspricht dem Impuls D in Fig. 3· Das vom ersten photoelektrischen Wandler 31 gelieferte Signal wird von einem Verstärker 35 verstärkt. Das vom zweiten photoelektrischen Wandler 32 gelieferte Signal wird von einem Verstärker 36 verstärkt und dann von einem Inverter in seiner Polarität umgekehrt. Das verstärkte Signal (Fig. 8c) aus dem Verstärker 35 und das verstärkte und invertierte Signal (Fig_o 8d) werden dann gemeinsam einem Mischer 38 zugeführt. Das Ausgangssignal des Mischers 38 ist in Fig. 8e dargestellt. Wie man hieraus sieht, ist der Pegel des Mischerausgangssignals in denjenigen Bereichen, in denen kein Fehler in den Mustern vorhanden ist, gleich Null, während das Aus-

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gangssignal ungleich Null an denjenigen Stellen ist, an denen Fehler enthalten sind. Hier weist das Mischerausgangssignal Impulse B¹ und D¹ auf. Diese fehleranzeigenden Impulse B¹ und D¹ weisen einander entgegensetzte Polaritäten auf_o Diese Impulse werden über einen Doppelbegrenzer 39 zu einem Felilererkennungs- und Verarbeitungskreis kO geleitet. Das Ausgangs-Fehler signal aus dem Mischer 3 8 kann auch über einen Schalter kl einem Überwachungsbildschirm kZ zugeführt werden, an welchem die Deckungsgleichheit der zwei Muster 2OA und 2OB überwacht werden kann. Der Benutzer der Vorrichtung kann während des Beobachtens des Schirmes kZ an den Einstellschrauben 33 und 3^ die Deckungsgleichheit der Muster 2OA und 2OB einstellen. Dabei können die vollständigen Muster auf dem Schirm kZ abgebildet werden. Darüber hinaus ist es möglich, auch nur eines der Muster 2OA und 2OB auf dem Schirm darzustellen, indem über den Schalter kl die Ausgangssignale aus den Verstärkern 35 oder 36 auf den Schirm k2 gegeben werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 werden jeweils zwei Muster 2OA und 2OB der gleichen zu untersuchenden Maske 20 miteinander verglichene Diese Methodik basiert auf der Tatsache, daß die Maske eine große Anzahl identischer Muster aufweist und daß die ¥ahrscheinlichkeit, daß in zwei Mustern Fehler an identischen Stellen vorhanden sind, vernachlässigbar klein ist. Daher können Fehler sehr genau ermittelt werden, ohne daß es dazu notwendig ist, eine eigene Vergleichsmaske zu verwenden. Bei diesem Verfahren ist die Anzahl der Vergleiche von Mustern, die nahe dem Rand der Maske liegen, sehr klein und die Genauigkeit der Feststellung von Fehlern in diesem Randbereich kann verringert sein. Im allgemeinen werden jedoch nur Muster der Maske, die in dem von der gestrichelten Linie in Fig. 1 umschlossenen Bereich liegen, für die Herstellung von integrierten Halbleiterschaltungen verwendet, die äußeren Bereiche bleiben ungenutzt. Auf diese ¥eise stellt die geringere

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Genauigkeit der Ermittlung im Randbereich kein ernstes Problem dar.

Bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel wird das Signal, das aus dem Muster 2OB (Fig. 8d) erzeugt wird, von dem Signal, das für das Muster 2OA stellt (Fig. Sc) abgezogen. Zusätzlich hierzu kann das Signal nach Fig. 8c auch von dem vorherigen Signal nach Fig. 8d abgezogen werden, so daß Impulssignale erzeugt werden, die umgekehrte Polarität zu demjenigen haben, das in Fig_o 8e dargestellt ist. Diese zwei Impulssignale werden einem Gleichrichterkreis zugeführt, um Impulssignale zu erzeugen, die beispielsweise eine positive Polarität haben. Wenn ein solches Impulssignal dem Überwachungsbildschirm k-Z zugeführt wird, dann werden die Fehler als weiße Bilder auf dem Schirm dargestellt. Anstelle einer solchen Messung kann auch das Impulssignal nach Fig. 8e einem Ganzwellen-Gleichrichterkreis zugeführt werden.

In der vorangegangenen Beschreibung war angenommen worden, daß die Fehler relativ große Flächen einnehmen und als echte Fehler erkannt werden. Im praktischen Fehlererkennungsproäeß werden eine Anzahl von kleineren Fehlersignalen in der Umgebung der Ränder der Muster erzeugt, die aus Fehlern der Meßapparatur und kleinen Fehlern auf den Mustern 2OA und 2OB herrühren, jedoch bei der Herstellung integrierter Schaltkreise nicht stören. Es ist jedoch völlig unerwünscht, daß diese kleinen Fehlersignale wie echte Fehler ausgewertet werden. Diese kleinen Fehlersignale werden daher als Pseudo- oder "falsche" Fehler ausgeschieden.

Fig. 9 zeigt vier verschiedene FehlerdarStellungen auf dem Überwachungsschirm» Die Fehler a und d sollen als echte Fehler erkannt werden, während die Fehler b und c als Pseudo-Fehler unbeachtet bleiben sollen.

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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung sollen solche Pseudo-Fehler ausgeschieden werden, die an den Konturen der Muster hauptsächlich durch den Passa-Fehler erzeugt werden, indem die Fehlererkennungsempfindlichkeit in der Nähe der Musterkonturen herabgesetzt wird.

Die Figuren 10a und 10b zeigen identische Ausschnitte aus zwei Mustern A und B, die miteinander zu vergleichen sind· Im Muster A sind zwei Fehler a und b vorhanden, während das Muster B fehlerfrei ist.

Die Figuren 12a und 12b zeigen die ffellenformen von Bildsignalen, die durch gleichzeitige Abtastung der Muster A und B längs der Abtastlinien X-X in den Figuren 10a und 10b erhalten werden. Das Bildsignal vom Muster A enthält zwei Fehlersignale a und b.

Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform für einen Signalverarbeitungskreis in der Fehlererkennungsvorrichtung gemäß der Erfindung, die das optische Abtastsystem nach Fig» 6 verwendet. Das Ausgangssignal des Photovervielfachers 31» der einen Lichtstrahl empfängt, der durch das Muster A fällt, und das Ausgangssignal des anderen Photovervielfachers 32, der einen Lichtstrahl empfängt, der durch das Muster B fällt, werden einem ein Vertikalkontursignal erzeugenden Kreis 50 zugeführt. Dieser Kreis 50 enthält zwei Verzögerungskreise 51A und 51B, deren Verzögerungszeit einer Zeilenlänge entspricht, und zwei Verzögerungskreise 52A und 52B, deren Verzögerungszeit zwei Zeilenlängen entspricht,, Wie später zu erläutern ist, wird ein Kontursignal erzeugt, wobei um eine Zeilenlänge verzögerte Bildsignale als Standardsignale verwendet werden, und die um eine Zeilenlänge verzögerten Bildsignale werden einem ein Horizontalkontursignal erzeugenden Kreis 6o zugeführt.

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Zunächst werden Aufbau und Betriebsweise des das Horizontalkontursignal erzeugenden Kreises 6o erläutert. Es sei hierbei angenommen, daß die in den Figuren 12a und 12b dargestellten Bildsignale um eine Zeilenlänge verzögerte Signale A₁ und B₁ sind, die entsprechend durch die Verzögerungskreise 51A und 5IB gelaufen sind. In dem Kreis 6O sind zwei erste Verzögerungskreise 61A und 61B vorgesehen, deren Verzögerungszeit 0,2 ms beträgt. Weiterhin sind darin zwei zweite Verzögerungskreise 62A und 62B vorgesehen, deren Verzögerungszeit 0,4/us beträgt. An den Ausgängen der ersten und zweiten Verzögerungskreise 6iA und 62A stehen verzögerte Signale A„ und A„ an, die in den Figuren 1 2d und 12e dargestellt sind. Die Verzögerungszeiten von 0,2 »us und 0,4 /us entsprechen im wesentlichen den Längen 1 /U und 2 /U, gemessen auf dem Muster. Dies bedeutet, daß die Länge der horizontalen Abtastung 250 /u beträgt und daß der Abtaststrahl hierzu eine Zeit von kO /US benötigt. Die Figuren 12d und 12f zeigen die verzögerten Signale B_ und B_, die an den Ausgängen der Verzögerungskreise 6iB und 62B zur Verfügung stehen.

Weiterhin sind erste und zweite UND-Schaltungen 63A und 65A vorhanden. Das Bildsignal A„ vom zweiten Verzögerungskreis 62A und das nicht-verzögerte Bildsignal A₁, letzteres nach Invertierung durch einen Inverter 64a, werden der ersten UND-Schaltung 63A zugeführt, die ein Signal A. erzeugt, daß in Fig. 12g dargestellt ist. Der zweiten UND-Sohaltung 65A werden das unverzögerte Signal A- und das von einem Inverter 66a invertierte verzögerte Signal A_ zugeführt. Diese zweite UND-Schaltung 65A liefert ein Ausgangssignal A_, das Fig. 12i zeigt. Diese Signale Ar und A_ werden einer ODER-Schaltung 67A zugeführt, die das in Fig. 12k dargestellte Signal Ag liefert. Dieses Signal Ag repräsentiert einen Konturbereich längs der Kontur des Musters A, der eine Breite von 2 ,u entsprechend 0,4 /us hat.

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Da am Bildsignal des anderen Musters B die gleiche Behandlung durch, dritte und vierte UND-Schaltungen 63B und 65B und Inverter 6kB und 66b durchgeführt wird, so daß man die in den Figuren 12a und 12j dargestellten Signale B. und B- erhält, liefert eine ODER-Schaltung 67B ein Signal Bg, das in Figo dargestellt ist. Dieses Signal Bg repräsentiert einen Konturbereich in der Nähe der Kontur des anderen Musters B mit einer Breite von ungefähr 2 /U.

Wie oben erwähnt, repräsentieren die Signale Ag und Bg Konturbereiche der Muster A und B mit einer Breite von 1 /u in horizontaler Richtung zu beiden Seiten des Randes der Muster. Es ist möglich, die logische Summe dieser zwei Signale Ag und Bg als ein Horizontalkontursignal zu verwenden. Wenn jedoch die zwei miteinander zu vergleichenden Muster in horizontaler Richtung voneinander abweichen, dann wird die Breite des Horizontalkontursignals vergrößert und Fehler nahe der Konturen können möglicherweise nicht korrekt erkannt werden. Darüber hinaus kann die starke Abweichung nicht auch erkannt werden. Wenn beispielsweise die zwei Muster A und B in horizontaler Richtung gegeneinander um 1 /u verschoben werden, dann entspricht die Breite des Kontursignals einer Länge von 3 /U, so daß irgendwelche Defekte in diesem Konturbereich nicht erkannt werden könnten. Um diesen Nachteil bei der vorliegenden Ausführungsform zu vermeiden, wird der übereinanderliegende Bereich der beiden Signale A und B als das Kontursignal herausgezogen. Zu diesem Zweck werden die von den ODER-Sohaltungen 67A und 67B gelieferten Signale Ag und Bg einer UND-Schaltung 68 zugeführt, die ein Signal AB- liefert, das in Fig. 12m dargestellt und als Horizontalkontursignal verwendet wird.

Es soll nun der das Vertikalkontursignal erzeugende Kreis 50 in Aufbau und Wirkungsweise erläutert werden. Der Kreis 50 enthält zwei Verzögerungskreise 52A und 52B, die eine zwei

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Zeilen entsprechende Verzögerungszeit aufweisen, sowie zwei Verzögerungskreise 51A und 51B» die eine einer Zeilenlänge entsprechende Verzögerungszeit aufweisen. Wie oben unter Bezugnahme auf den das Horizontalkontursignal erzeugenden Kreis erläutert wurde, werden die unverzögerten und die um zwei Zeilenlängen verzögerten Signale durch UND-Schaltungen 53A, 53B, 55A, 55B und 58, Inverter ^k-A₁ 54b, 56A und 56B sowie ODER-Schaltungen 57A und 57B verarbeitet, um am Ausgang der UND-Schaltung 58 ^eiⁿ Vertikalkontursignal zu liefern. Dieses Vertikalkontursignal AB_n repräsentiert einen überlagerten Konturbereich mit der Breite einer Zeilenteilung in vertikaler Richtung zu beiden Seiten der Kontur_o

Wie oben beim das Horizontalkontursignal erzeugenden Kreis erläutert, werden die um 0,2 /US verzögerten Signale A„ und B„ als Standardsignale verwendet. Diese verzögerten Signale werden außerdem als Standardsignale in einem ein Fehlersignal erzeugenden Kreis 70 verwendet.

In diesem Kreis 70 wird das dem Muster A entsprechende Signal A₂ zunächst ersten Begrenzerkreisen 71A und 72A zugeführt, die Weiß- und Schwarzpegel aufweisen, die nahe den Weiß- und Schwarzpegeln der Bildsignale eingestellt sind. Das Signal B_ wird den zweiten Begrenzerkreisen 71B und 72B zugeführt, deren Weiß- und Schwarzpegel ebenfalls dicht an den Weiß- und Schwarzpegeln der Bildsignale eingestellt sind.

Die Figuren 13a bis 13f zeigen Kurvenformen, die die Betriebsweise der Begrenzerkreise erläutern. Im allgemeinen sind die Fehler klein und ihr Pegel weicht nicht wesentlich von dem Schwarz- oder Weißpegel ab. Beispielsweise ist der Fehler a im Muster A von Fig. 10a ein Defekt im niedergeschlagenen Film, d.h. dem undurchsichtigen Bereich und der Fehler b im Muster A ist ein Filmrückstand, wobei beide Fehler a und b sehr klein sind. Daher weichen im Signal A₂, das man durch

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Abtastung des Musters A längs der Linie X-X erhält, die Felilersignalanteile a und b nur wenig von den Schwarz- und Weißpegeln ab. Wenn das Bildsignal durch einen zwischen den Schwarz- und Weißpegeln liegenden Pegel begrenzt würde, dann kannten diese Fehler a und b überhaupt nicht erkannt werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Schwarz- und Weißbegrenzungspegel sehr nahe an den Schwarz- und Weißpegeln des Bildsignals eingestellt, so daß die kleinen Fehler mit hoher Empf"indlichkeit festgestellt werden. Von den ersten Weiß- und Schwarzbegrenzerkreisen 71A und 72A werden daher die Signale erzeugt, die in den Figuren 13c und 13^e dargestellt sind. In diesen Signalen lassen sich die Fehler a und b wirksam feststellen. Das Signal I3„, welches man durch Abtastung des Musters B längs der Linie X-X erhält, wird von den zweiteik Weiß- und Schwarzbegrenzerkreisen 71B und 72B verarbeitet, die Signale liefern, die in den Figuren 13d und 13f dargestellt sind.

Die Ausgangssignale von den ersten und zweiten Weißbegrenzerkreisen 71A und 71B werden einem ersten Differenzverstärker zugeführt, dessen Aus gangs signal in Fig·. 13g dargestellt ist. Die Ausgangssignale der ersten und zweiten Schwarzbegrenzerkreise 72A und 72B werden einem zweiten Differenzverstärker Ikzugeführt, der das in Fig. 13h dargestellte Ausgangssignal liefert» Es sei nun angenommen, daß die Muster A und B in horizontaler Richtung beispielsweise um 0,5 Ai gegeneinander verschoben sind? Es werden dann Pseudo-Defekte q im Konturbereich sowie die echten Fehlersignale a und b in den Signalzügen der Figuren 13g und 13k erzeugt. Diese Ausgangssignale werden dann in geeigneter Weise durch erste und zweite Kreise 75 und 76 verarbeitet, die die in den Figuren 13i und 13J dargestellten Signale abgeben. Diese Ausgangssignale werden einer ODER-Schaltung 77 zugeführt, an deren Ausgang das in Fig. 13k dargestellte Signal ansteht. Dieses Signal enthält sowohl die Pseudo-Fehlersignale q als auch die Echtfehl er signale a und l>.

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Wie Fig. 11 zeigt, wird das Aus gangs si gnal des Kreises 70 einem Hteuerlcreis Hü zugeführt. Dieser Steuerkreis SO enthält eine ODEU-Schaltung 81, die das Vertikalkontur- und das ΗοχΊ ζontaIkonfcursignal aus den Kreisen 50 und 60 empfängt tiiicl ein Ausgangskontursignal erzeugt, das in Fig. 131 dargestellt ist. Der Kreis 80 enthält fernerhin eine Tor-Schaltung o2, die von dein Kontur signal von der ODER-Schaltung 81 so gesteuert wird, daß sie wsilu-end des Auftretens des Kontursignals g gesperrt 1st, so daß der Durchlaß der Pseudo-Fehlersiguale q verhindert wird. Auf diese Weise werden die im Signalzug nach Fig. 13k vorhandenen Pseudo-Fehlersignale q iinterdrüclct und nur die Echtfehlersignale a und b werden einem Aus gangs ans cliluß 83 als Fehlerausgangs signal zugeführt.

Figo 1 k zeigt das Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsforin der Erfindung. Diese unterscheidet sich von der in Fig. 11 dargestellten nur in Aufbau und Betriebsweise des das Fehlersignal erzeugenden Kreises. Dieser hier mit 90 bezeichnete Kreis enthält einen Differenzverstärker 91 ι dem die Signale A_p und B von den ersten und zweiten um 0,2 /us verzögernden Kreisen 61A und b1B des Horizontalkontursignalkreises 6θ zugeführt werden. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 91 ist in Fig. 15a dargestellt. Dieses Ausgangssignal wird direkt einem ersten Mischer 92 und außerdem über einen Inverter 93 einem zweiten Mischer 9^ zugeführt. Das Ausgangssignal des Inverters 93 ist in Fig. 15b dargestellt. Wie aus den Figuren 15a und 15b ersichtlich, enthält das die transparenten Bereiche der Muster abtastende Signal ein starkes Rauschen, während die die lichtundurchlässigen Bereiche abtastenden Signale kein starkes Rauschen enthalten. Dieses Rauschen rührt von den aktiven Oberflächen der Photovervielfacher 31 und 32 her. Wenn daher das Signal von Fig. 15a durch einen Pegel begrenzt wird, der leicht oberhalb des Schwarzpegels liegt, der als gestrichelte Linie eingezeichnet ist, dann be-

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ORIGINAL INSPECTED

steht eine größere Wahrscheinlichkeit, daß Störspitzen in dem den transparenten Bereichen des Musters entsprechenden Signal ebenfalls wie Fehler registriert werden. Wenn andererseits
der Begrenzungspegel auf einen Wert eingestellt wird, der
wesentlich höher liegt als der Schwarzpegel, dann werden
kleine Fehler möglicherweise nicht erkannt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung können die kleinen
Fehler dadurch erkannt werden, daß der den lichtundurchlässigen Bereichen des Musters entsprechende Signalpegel angehoben wird, weil dieses Signal kein starkes Rauschen enthält» Aus
diesem. Grunde wird den ersten und zweiten Mischern 92 und 9k
das in Fig_o T^c dargestellte Signal zugeführt, welches man
dadurch erhält, daß man die Signale A„ und B_ über Inverter
95 und 96 einer ODER-Schaltung 97 zuführt. In den Mischern 92 und Sh wird dieses Signal bei einem geeigneten Pegel mit den
Signalen gemischt, die von den Differenzverstärkern 91 zugeführt werden, so daß sich Signale ergeben, die in den Figuren 15d und 15e dargestellt sind. Diese Signale werden den Weiß-
und Schwarzbegrenzerkreisen 98 und 99 zugeführt, in denen
diese Signale bei entsprechenden Begrenzungspegeln, die mit
gestrichelten Linien in den Figuren 15f und 15g dargestellt
sind, begrenzt werden, so daß sich die dort dargestellten
Ausgangssignale ergeben. Diese Signale enthalten nicht nur
die Echtfehlersignale j sondern auch die Pseudo-Fehlersignale. Diese Pseudo-Fehlersignale können dadurch unterdrückt werden, daß diese Signale dem Steuerkreis 80 über eine ODER-Schaltung 100 in der gleichen Weise wie oben erläutert zugeführt werden. Auf diese Weise kann man am Ausgangsanschluß 83 ein Fehlersignal erhalten, aus welchem die Pseudo-Fehlersignale entfernt sind und in welchen die mit hoher Empfindlichkeit ermittelten Echtfehlersignale enthalten sind.

Fig. 16 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform werden die
Vertikal- und Horizontalkontursignale ABg und AB_, die von den

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Vertikal- und Horizontalkontursignalkreisen 50 und 6O stammen, einem Steuerkreis 80' zugeführt, der einen elektronischen Ein/-Ausschalter enthält. Diesem Steuerkreis 80* wird auch das Bildsignal von dem um 0,2 /us verzögernden Kreis 6IA des ein Horizontalkontursignal erzeugenden Kreises 60 zugeführt. Der elektronische Schalter des Steuerkreises 80' wird von den Kontursignalen so gesteuert, daß das Bildsignal einem Fehlerentscheidungskreis 70' nur dann zugeführt wird, wenn die Kontursignale AB_ und AB_R nicht dem Steuerkreis 80¹ zugeführt sind. Der Fehlererkennungskreis 70' kann zur Fehlererkennung eine sehr hohe Empfindlichkeit aufweisen.

Fig. 17 zeigt das Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform werden die Vertikal- und Horizontalkontursignale ABo und AB_ von den Kreisen 50 und 60 einem Steuerkreis 80" zugeführt, der einen elektronischen Umschalter 85 aufweist_o Diesem Steuerkreis 80" wird außerdem das Bildsignal von dem Horizontalkontursignalkreis 60 zugeführt. Wenn die Kontursignale dem Steuerkreis 80" nicht zugeführt werden, dann wird das Bildsignal über einen Kontakt 85H des Schalters 85 einem hochempfindlichen Fehlerdetektor 70"H in einem Fehlererkennungskreis 70" zugeführt. Wenn die Kontursignale am Steuerkreis 80" anliegen, dann wird das Bildsignal über den anderen Kontakt 85L des Umschalters einem niedrigempfindlichen Fehlerdetektor 70¹¹L des Fehlersignalkreises 70" zugeführt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden die Fehler im Konturbereich der Muster mit der niedrigeren Empfindlichkeit registriert, so daß sich echte Fehler größerer Abmessungen im Konturbereich wirksam registrieren lassen. Die Fehlererkennungsempfindlichkeit kann auf verschiedenartigste Weise eingestellt werden. Dies kann beispielsweise durch Änderung der Begrenzungspegel der Schwarz- und Weißbegrenzerkreise im Fehlererkennungskreis geschehen. Dies ist in der Zeichnung durch einstellbare Widerstände angedeutet.

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Bel den oben erläuterten Ausführungsformen der Erfindung werden die Kontursignale aus den unverzögerten Signalen und den um zwei Zeilen oder 0,4 /US verzögerten Signalen erzeugt, jedoch werden im Falle der Bildung des Horizontalkontursignals die unverzögerten mit den um 0,2 ms verzögerten Signale und die um 0,2 /US verzögerten mit den um 0,4 /us verzögerten Signalen verglichen und die Differenzsignale können mit Hilfe einer ODER-Schaltung miteinander verknüpft werden. In diesem Falle ist die Anzahl der Schaltelemente etwas größer, es treten jedoch keine der in Fig, 12k mit S bezeichneten Kurveneinschnitte auf.

Die Begrenzerkreise 71A, 71B, 72A und 72B im Fehlererkennungskreis 70 in Fig. 11 können auch an den Eingängen der die Kontursignale erzeugenden Kreise 50 und 60 angeordnet sein. Wenn in diesem Falle ein digitaler Verzögerungskreis verwendet wird, dann kann ein einzelnes Bildelement von einem einzelnen Bit verarbeitet werden und der Aufbau des Verzögerungskreises wird dadurch erheblich einfacher. Das Bildsignal enthält nämlich nur Schwarz oder Weiß, ist also digital verarbeitbar. Es sei hervorgehoben, daß in einem solchen Kreis vier Bilder erzeugt werden, aus denen das Kontursignal abgeleitet wird und daß die Anzahl der Kreiselemente entsprechend ansteigt. Durch die nachfolgend erläuterten Maßnahmen läßt sich die Anzahl der Kreiselemente jedoch erheblich verringern.

Fig. 18 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung, zu deren näheren Erläuterung die Signalzüge nach den Figuren 19a bis 19d herangezogen werden sollen,, Bei dieser Ausführungsform wird das aus dem Photovervielfacher 31 stammende, dem Muster A entsprechende Signal einem Weißbegrenzerkreis 110a und einem Schwarzbegrenzerkreis 111A zugeführt. Wie Figo 19a. zeigt, werden in diesen Begrenzerkreisen die Bildsignale mit Weiß- und Schwarzbegrenzerpegeln begrenzt,

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die nahe den Weiß- und Schwarzpegeln liegen, wodurch sich die in den Figuren 19b und 19c dargestellten Signalzüge ergeben. Das Bildsignal vom Photovervielfacher 32 des Musters B wird in Weiß- und Schwarzbegrenzerkreisen 11OB und 111B auf die gleiche Weise wie soeben beschrieben begrenzt. Diese Signale werden in Schaltkreisen 112A und 112B verarbeitet, die aus Flipflops mit Prioritätsordnung bestehen, um die in Fig. 19d dargestellten Signale zu ergeben. Diese Signale enthalten einen Schwarzfehler a im transparenten Bereich des Musters und einen Weißfehler b im lichtundurchlässigen Bereich. Diese Signale werden den Vertikalkontursignal- und Horizontalkontursignalkreisen 50 und 60 in der oben schon erwähnten Weise zugeführt. Die Ausgangssignale der Schaltkreise 112A und 112B werden einem Fehlererkennungskreis 113 zugeführt, der eine Exklusiv-ODER-Schaltung enthält und ein Fehlersignal erzeugt, das sowohl Pseudo-Fehlersignale als auch Echtfehlersignale enthält. Dieses Fehlersignal wird einem Steuerkreis 80 zugeführt. Wie oben erläutert wurde, wird dem Steuerkreis 80 das Kontursignal als Steuersignal derart zugeführt, daß die Pseudo-Fehlersignale aus dem Ausgangssignal entfernt werden. Auf diese Weise ergibt sich ein nur noch Echtfehler enthaltendes Signal am Ausgang des Steuerkreises 80. Da bei der vorliegenden Ausführungsform das Signal verarbeitet wird, nachdem das bivalente, sowohl den Schwarzais auch den Weißfehler enthaltende Signal gebildet wurde, wird der Aufbau gegenüber dem vorerwähnten Ausführungsbeispiel sehr viel einfacher. Darüber hinaus wird das Kontursignal aus diesem bivalenten Signal abgeleitet und das einzelne Bildelement kann daher durch das einzelne Bit verarbeitet werden, so daß die digitalen Verzögerungskreise im Aufbau ebenfalls sehr einfach werden.

Fig. 20 zeigt als Schaltkreisausschnitt eine Ausführungsform des Signalverarbeitungskreises 112A. Wenn die zwei Eingangssignale b und c von den Begrenzerkreisen 110A und 111A nach-

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einander abfallen, dann fällt das Ausgangssignal d synchron mit dem Signal b oder c, und zwar mit jenem, welches zeitlich vorher fällt.Venn die Signale b und c nacheinander ansteigen, dann steigt das Ausgangssignal d synchron mit dem zuerst ansteigenden Signal b oder c an. Dies bedeutet, daß der Kreis nach Fig. 20 wie ein Flipflop arbeitet, das eine Prioritätsfolge aufweist.

Fie oben erläutert wurde, können mit der Erfindung die wahren Fehler mit hoher Empfindlichkeit festgestellt werden, während die Pseudo-Fehler, die in der Nähe der Musterkonturen erscheinen, unterdrückt werden können. Das so erhaltene Fehler— signal kann dann auf die vielfältigsten Arten weiterverarbeitet werden. Eine Ausführungsform dafür soll nachfolgend erläutert werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es weiter möglich zu identifizieren, welches Muster A oder B die festgestellten Fehler enthält. Die grundsätzliche Verfahrensweise dieser Identifizierung soll unter Bezugnahme auf Fig. 21 erklärt werden. Es sei angenommen, daß vier Muster A, B, C und D nacheinander auf das Vorliegen von Fehlexnuntersucht werden. Im vorliegenden Falle enthalten die Muster A und C Fehler a und b. In einem ersten Vergleich der Muster A und B wird der Fehler a gefunden. Es ist zu diesem Zeitpunkt jedoch unmöglich zu bestimmen, ob sich dieser Fehler a im Muster A oder im Muster B befindet. In einem zweiten Vergleich, der nun zwischen den Mustern B und C durchgeführt wird, stellt man an der Stelle, an der zuvor der Fehler a registriert wurde, keinen Fehler fest. Aus dieser Tatsache läßt sich der Schluß ableiten, daß der beim ersten Vergleich festgestellte Fehler sich im Muster A befindet. Während dieses zweiten Vergleiches wurde außerdem ein neuer Fehler b an einer anderen Stelle gefunden. Zu diesem Zeitpunkt läßt sich aber wieder nicht bestimmen, ob sich dieser neue Fehler b im Muster B oder im Muster C befindet. Der

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Fehler b läßt sich also erst in einem dritten Vergleich, der zwischen den Mustern C und D durchgeführt -wird, einem der beiden Muster B oder C zuordnen. Dieser dritte Vergleich ergibt den Schluß, daß sich der Fehler b im Muster C befindet. Dies bedeutet, daß bei Registrierung eines Fehlers die Position dieses Fehlers zwischengespeichert werden muß. Wenn in einem nächsten Vergleich ein Fehler an der gleichen Position festgestellt wird, dann läßt sich daraus der Schluß ableiten, daß dieser Fehler sich in demjenigen Muster befindet, das an beiden aufeinanderfolgenden Vergleichen teilgenommen hat. Dieses Identifizierungsprinzip basiert auf der Tatsache, daß die Wahrscheinlichkeit, daß Fehler in aufeinanderfolgend verglichenen Mustern sich an einander identischen Stellen befinden, äußerst gering ist.

Fig. 14 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Fehlererkennungs- und -Verarbeitungskreises kO (siehe Fig. 7)· Bei der vorliegenden Erfindung wird von einer Abtasteinrichtung Gebrauch gemacht, die in Fig_o 6 dargestellt ist und die Maske 20, die untersucht werden soll, ist auf einem Tisch 22 angeordnet. Zwei Muster 2OA und 2OB in dieser Maske werden miteinander verglichen. Wie aus Fig. 22 hervorgeht, ist ein Lagerfühler 161 vorhanden, der ein Signal liefert, das die Koordinaten des Tisches 22 repräsentiert. Dieses Signal wird über einen Rechner 1Ö2 einem Register I63 zugeführt. Weiterhin ist ein Fehlersuchkopf i6k vorgesehen, der erste und zweite photoelektrische Wandler 31 und 32 enthält, deren Ausgangssignale über einen Doppelbegrenzer und den Rechner I62 in das Register 163 geleitet werden. Dieses Register 163 arbeitet als Pufferregister und Zwischenspeicher zwischen dem Rechner 162 und einem Steuer- und Rechenkreis I65. An den Rechner I62 sind ein Tischantriebskreis 166, ein Drucker I67, ein Druckerantrieb 168 und ein Anzeige- und Steuerfeld I69 angeschlossen.

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Weiterhin sind ein Ordnungsdecoder- und Steuerkreis 170 zum Steuern des Betriebs des Rechnerkreises 165 und des Rechners 162, ein Programmzähler 171 zum Zählen der Programmadressen des Rechnerkreises I65, ein Nurlesespeicher 172 zum Speichern des Programminhalts und ein RAM-Speicher 173 zum Speichern der Daten aus dem Rechnericreis I65 vorgesehen.

Die Betriebsweise des Kreises kO soll nachfolgend unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in Figo 23 näher erläutert werden. Der Kreis kO kann verschiedene Vorgänge durchführen. Ein Vorgang zum Bestimmen, welches Muster einen entdeckten Fehler enthält, wird zuerst erläutert_o Es sei angenommen, daß eine Maske, die zur Herstellung von integrierten Schaltungen verwendet wird, 13 x 13 Chips enthält und jeder Chip von quadratischer Form bei einer Kantenlänge von 5 n™ ist. Im Fehlersuchkopf 16k wird ein einzelner Chip in eine Anzahl von Bereichen von 250 /U χ 250 /U aufgeteilt und jeder Bereich wird auf dem Anzeigeschirm 42 dargestellt. Ein einzelner Bereich ist wiederum geteilt in 25 Unterbereiche, die jeweils 50 /u χ 50 /U groß sind. Ein einzelner Chip ist daher in 10.000 Unterbereiche unterteilt, und zwar jeweils in 100 horizontalen Reihen und 100 vertikalen Spalten angeordnet. Der Tischlagefühler 161 muß für jeden Bereich eines entsprechenden Chips entsprechende X- und Y-Koordinatenwerte angeben und der Antrieb für den Tisch muß jeden Bereich eines entsprechenden Chips ansteuern können. Jeder der 25 Unterbereiche in einem entsprechenden Bereich wird durch ein entsprechendes Ablenksignal für die Flying-Spot-Kathodenstrahlröhre 23 (Fig. 6) angesteuert. Dies bedeutet, daß jedes der horizontalen und vertikalen Ablenksignale in fünf Teile geteilt ist und daß diese Signalteile als Unterbereichs-Ansteuersignale verwendet werden. Auf diese Weise sind jedem der 10.000 Unterbereiche eines Chips X- und Y-Koordinaten zugeordnet, die in dem Kreis kO verarbeitet werden. Der Tischlagefühler 161 erzeugt solche X- und Y-Koordinaten.

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Vor der Messung wird ein Abstand d zwischen den optischen
Achsen der Linsen 27 und 30 mit Hilfe des Anzeige- und
Steuerfeldes 169 eingestellt. Wenn beispielsweise zwei benachbarte Chips miteinander verglichen werden sollen, dann muß der Abstand d auf 5 mm eingestellt werden. ¥enn jeweils der übernächste Chip mit einem Chip verglichen werden soll, dann muß der Abstand d auf 10 mm eingestellt werden. Diese Einstellung kann mit Hilfe eines Voreinstellzählers vorgenommen werden₀ Der Einstellwert für d wird von dem Steuerfeld 169 dem Kreis kO zugeführt. Um die jeweilige Distanzs zwischen den optischen Achsen auf den vorgegebenen Wert einzustellen, werden die Einstellschrauben 33 und 3k (Fig. 6) betätigt, wobei man den Schirm k2 beobachtet, der zwei Musterabbildungen anzeigt. Im dargestellten Beispiel beträgt der Abstand d 10 mm.

Bei der Bestimmung, welches Muster den entdeckten Fehler enthält, ist es notwendig, den Fall, bei dem beide miteinander verglichenen Chips fern vom Rand der Maske liegen, getrennt von dem Fall, bei welchem wenigstens einer der Chips am Rand der Maske liegt, zu betrachten. Fig. 2k verdeutlicht diese Situation. In Fig. 2k wird der Tisch 22 nach links bewegt, wie es der Pfeil zeigt. In diesem Falle wird die Linse 27 als Frontlinse und die Linse 30 ^als Hinterlinse bezeichnet. Eine Länge L der Maske 20 wird als Meßbereich bezeichnet. Im obigen Beispiel, bei welchem die Maske 13 x 13 Chips mit einer Kantenlänge von 5^5 ro™ aufweist, beträgt der Meßbereich L 65 mm. Jeder Chip wird durch 100 χ TOO X-, Y-Koordinaten repräsentiert, so daß sich die ganze Maske in I300 χ 1300 X-, Y-Koordinaten ausdrucken läßt. Es sei nun angenommen, daß am linken Ende des Meßbereichs L die Koordinate ¹¹O" und am rechten Ende die Koordinate "1300" liegt. Fig. 2^A stellt die
Situation dar, in welcher ein Abstand a zwischen der opti-

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sehen Achse der Ilinterlinse 30 und dem linken Ende des Meßbereichs L kleiner als der Abstand d zwischen den optischen Achsen der beiden Linsen ist. Fig. 24B zeigt eine Situation, bei welcher der Abstand a größer ist als die Distanz d und schließlich zeigt Fig, 2hC eine Situation, in welcher die Summe aus der Distanz b zwischen dem linken Rand des Heßbereichs und der optischen Achse der Frontlinse 27 und der Distanz d größer ist als der Meßbereich L. Bei der Situation gemäß Fig. 2^A liegt daher eine Koordinate, die man durch Abziehen der Distanz d von der Koordinate, die die optische Achse der Ilinterlinse 30 einnimmt, weiter links als das linke Ende des Meßbereichs L und nimmt daher einen negativen ¥ert an. Bei der Situation nach Fig, 24C ist die Koordinate, die man aus der Summenbildung der Koordinate der optischen Achse der Frontlinse und der Distanz d erhält, weiter rechts als das rechte Ende des Meßbereichs L. Dieser Koordinatenwert wird daher größer als "1300".

Vom Fehlersuchkopf 164 wird ein Signal erzeugt, welches die Existenz oder Nichtexistenz eines Fehlers anzeigt und dem Fehlererkennungs- und -Verarbeitungskreis k0 zugeführt wird. Zum gleichen Zeitpunkt werden vom Tischlagefühler 161 die Koordinaten des untersuchten Chips über das Register 163 dem Rechner I65 zugeführt. Vie im Flußdiagramm nach Fig. 23 gezeigt ist, wird zuerst die Existenz oder Nichtexistenz eines Fehlers bestimmt. ¥enn kein Fehler festgestellt wird, dann ist der Vorgang für diese Koordinatenlage abgeschlossen und der Rechner 165 zeigt dem Programmzähler I71 an, daß dieser einen neuen Programmzyklus beginnen kann. Wenn ein Fehler festgestellt wurde, dann liefert der Rechner 165 dem Programmzähler 17I ein Signal, welches dem Nurlesespeicher 172 zugeführt wird, um diesen zu veranlassen, ein Programm auszulesen, welches eine Bestimmung durchführt, ob die Distanz zwischen der Hinterlxnsenlage und dem Abstand d den Meß-

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bereich überschreitet oder nicht. ¥enn festgestellt wurde, daß diese Distanz den Meßbereich überschreitet, dann werden Daten, die anzeigen, daß der Fehler an den Koordinaten der von der Hinterlinse 30 restgestellten Lage vorhanden ist, in dem RAM-Speicher 173 gespeichert. Dieses Programm wird mit diesem Speicherprozeß abgeschlossen und ein ähnlicher Programmablauf wird für die nächste Prüflage durchgeführt.

Wenn jedoch festgestellt wurde, daß die Distanz zwischen Hinterlinsenlage und Abstand d den Meßbereich nicht überschreitet, dann wird das Programm fortgesetzt und es wird eine Koordinate für diese Differenz ausgerechnet. Es wird dann festgestellt, ob an der errechneten Koordinatenstelle im RAM-Speicher 173 Fehlerdaten vorhanden sind oder nicht. Als Ergebnis dieser Prüfung wird, wenn an der entsprechenden Stelle Fehlerdaten gespeichert waren, eine Löschung dieser Fehlerdaten im Speicher 173 vorgenommen und es werden neue Daten, die anzeigen, daß der Fehler an den Koordinaten der Hinterlinsenlage vorhanden ist, in den Speicher 173 neu eingespeichert ο Mit diesem Speichervorgang ist dieser Programmzyklus beendet und ein neuer Programmzyklus wird begonnen.

Wenn jedoch festgestellt wurde, daß an der entsprechenden Koordinatenstelle Hinterlinsenlage - Abstand d keine Fehlerdaten gespeichert sind, dann wird weiterhin geprüft, ob in den acht benachbarten Unterbereichen Fehlerdaten gespeichert sind oder nicht. Durch diesen Vorgang wird, sofern man in einem der benachbarten Unterbereiche Fehlerdaten findet, an der entsprechenden Stelle eine Löschung der Fehlerdaten vorgenommen und es werden Daten, die ausdrücken, daß an der Koordinatenlage der Hinterlinse Fehlerdaten existent sind, neu in den RAM-Speicher 173 eingespeichert. Durch diesen Einspeicherungsvorgang ist dieser Programmzyklus beendet.

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Wenn festgestellt wurde, daß in keinem der benachbarten Unterbereiche Fehlerdaten gespeichert sind, dann wird weiterhin geprüft, ob die Summe aus Frontlinsenlage + Abstand d den Meßbereich überschreitet oder nicht. Als Ergebnis dieser Untersuchung wird, sofern die Summe noch im Meßbereich liegt, eine Einspeicherung der Fehlerdaten an der Koordinatenlage vorgenommen, die die Hinterlinse einnimmt und der Programmzyklus damit beendet.

Wenn man jedoch feststellt, daß die genannte Summe den Meßbereich überschreitet, dann werden Daten, welche ausdrücken, daß ein Fehler an der Koordinatenlage der Frontlinse vorhanden ist, in den RAM-Speicher 173 neu eingespeichert.

Die obigen Programmzyklen werden in ständiger Wiederholung durchgeführt und die Koordinaten von Fehlern im betreffenden Chip der Maske 20 können nacheinander in den RAM-Speicher 173 eingespeichert werden.

Wie oben erläutert, kann der Fehlererkennungs- und -verarbeitungskreis 40, der in Fig. 22 dargestellt ist, die verschiedensten Vorgänge durchführen^ wobei die Informationen verwendet werden, die in der oben erläuterten Weise abgespeichert werden. Diese verschiedenen Vorgänge sollen nachfolgend erläutert werden.

Ausdrucken der Fehleranzahlt

Durch Betätigung eines Knopfes am Steuerfeld I69 kann die Anzahl der Fehler in jedem Chip ausgedruckt werden. Dies wird in der Weise durchgeführt, daß die Anzahl der in jedem Chip festgestellten Fehler, die im RAM-Speicher 173 abgespeichert wurden, gezählt werden und dieser Zahlwert einem Druckerkreis 168 über das Register 163 und den Rechnerkreis I62 zugeführt werden. Der Druckerkreis 163 treibt den Drucker I67 an, der die Anzahl der Fehler ausdruckt.

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Anzeige für das Überschreiten einer vorgegebenen Fehlerzahl:

Wie oben beschrieben, werden im RAM-Speicher 173 die Fehlerdaten für jeden Chip gespeichert. Wenn ein Chip eine Anzahl von Fehlern aufweist, dann wird dieser Chip als ein schlechter Chip angesehen. Es ist daher weder notwendig noch günstig, die Daten einer solchen Anzahl von Fehlern zu speichern. Wenn beispielsweise maximal fünf Fehler für einen einzelnen Chip gespeichert werden können und mehr als fünf Fehler festgestellt werden, dann werden keine weiteren Fehlerdaten gespeichert. Durch diese Maßnahme kann die Kapazität des Speichers herabgesetzt werden. Durch einen Ausdruck der Fehlerdaten wird ein solcher Chip als völlig unbrauchbar gekennzeichnet .

Sprung auf den nächsten Chip:

Wie oben beschrieben^ wird ein Chip, der mehr als fünf Fehler aufweist, als schlechter, d.h₀ unbrauchbarer Chip angesehen. Wenn dies während der Prüfperiode entdeckt wird, dann ist es nicht notwendig, diesen Chip weiter zu untersuchen. In diesem Falle wird mit der Abtastung zum nächsten Chip übergesprungen. Durch diesen Sprungbetrieb kann die gesamte Prüfzeit herabgesetzt werden.

Darstellung von Fehlern auf dem Überwachungsschirm:

Da die Koordinaten der gefundenen Fehler in dem Speicher 173 abgespeichert sind, kann ein Bild des Musterbereichs, das den Fehler enthält, automatisch auf dem Überwachungsschirm 42 dargestellt werden, indem man die Koordinaten des betreffenden Fehlers ausliest und diese auf den Tischantriebskreis 166 gibt. Wie oben erläutert, werden auf dem Anzeigeschirm 42 Bereiche mit den Dimensionen 250 /u χ 250 /U dargestellt. Es ist auch möglich, den betreffenden Ausschnitt, der auf dem

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Anzeigeschirm dargestellt werden soll, durch Steuerung vom Feld 169 her anzugeben.

Durch Darstellung des Fehlers auf dem Übervachungsschirm hZ ist es möglich, im Detail die Art der Fehler zu untersuchen,, Wenn beispielsweise Schmutz auf der Maske ist und dies als ein Maskenfehler angezeigt wurde, dann kann man dies erkennen und den Schmutz entsprechend beseitigen. Beim gegenwärtigen System ist es wichtig, daß jeder Fehler separat auf diese Weise untersucht wird.

Ausdrucken der Fehleranzahl für jede Chipreihe:

Wie oben erläutert, weist die Maske eine regelmäßige Anordnung von Chips auf, d.h₀ 13 Chips sind in jeder horizontalen Reihe angeordnet. Beispielsweise kann nach jeweils 13 Chips in der gleichen Reihe die Anzahl der gefundenen Fehler ausgedruckt werden, und zwar für jeden Chip einzeln und wenn Überläufe, d.h. mehr als fünf Fehler für mehr als vier Chips der Reihe gefunden wurden, dann kann die ganze Maske als unbrauchbar angesehen und die weitere Untersuchung abgebrochen werden. Auf diese Weise läßt sich eine Prüfung, die zu einem unwirtschaftlichen Ergebnis führen würde, vermeiden.

Fig. 25 zeigt das Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die derjenigen nach Fig. 11 gleicht mit der Ausnahme, daß zwischen dem Fehlererkennungskreis 70 und dem Steuerkreis ein Fehlerbegrenzerkreis 200 eingeschaltet ist, der erste und zweite Verzögerungskreise 201 und 202 und erste und zweite UND-Schaltungen 203 und 204 enthält. Das Ausgangssignal des Fehlererkennungskreises 70 wird über den ersten Verzögerungskreis 201 mit einer Verzögerungszeit von etwa 0,1 /us zu dem einen Eingang der ersten UND-Schaltung 203 geführt. Der andere Eingang dieser UND-Schaltung wird direkt mit

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dem Signal versorgt. Das Ausgangssignal der ersten UND-Schaltung 203 wird über den zweiten Verzögerungskreis 202 mit einer Verzögerungszeit von einer Zeilenlänge, d.li. 53 »3 /us, dem einen Eingang der zweiten UND-Schaltung 204 zugeführt, an deren anderen Eingang das Ausgangssignal der ersten UND-Schaltung 203 unmittelbar anliegt_o Das Ausgangssignal der zweiten UND-Schaltung 204 wird der Tor-Schaltung 82 des Steuerkreises 80 zugeführt.

Der Grund für die Auswahl der speziellen Verzögerungszeiten der ersten und zweiten Verzögerungskreise 201 und 202 mit 0,1 /us und 53>3 /us liegt in der speziellen Abtasttechnik. Das Rasterabtastsystem des vorliegenden Flying Spot-Abtasters gehorcht den nachfolgenden Bedingungen. Die Anzahl der Abtastlinien pro Bildfeld ist 625 mit einem Zeilensprungfaktor von 2:1 und 60 Bildwechseln pro Sekunde. Fig. 26 zeigt im Prinzip den so gebildeten Raster. Eine Länge von 2J5O /us in der horizontalen Richtung entspricht einer Zeit von 40 /us und eine Länge von 25O /us in vertikaler Richtung entspricht 25O Abtastzeilen. Dies bedeutet, daß in einer Zeitlänge von k0 ms innerhalb der horizontalen Abtastperiode von 53»3 /us in horizontaler Richtung 250 /us der Maske abgetastet werden. In 250 Abtastzeilenperioden des Gesamtzyklus von 312,5 Abtastzeilenperioden werden in senkrechter Richtung 250 /U der Maske abgetastet. Die Vergrößerung der Linsen und die Elektronenstrahlablenkung sind so aufeinander eingestellt, daß die obigen Bedingungen eingehalten werden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform sollen die konturbereichsfernen Pseudo-Fehler dadurch unterdrückt werden, daß man Abmessungen, die kleiner als 1 /u in horizontaler und vertikaler Richtung sind, unterdrückt. In horizontaler Richtung wird daher jeder Fehler, der kleiner ist als 1 /U, entsprechend einer Zeit von 0,08 /us _s e^fernt, ~n γ-'rtikp¹ ^r Richtung wird

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jeder kleine Fehler, dessen Abmessungen kleiner als 1 /U sind, entsprechend einem Abtastintervall von 5313 /'^ast entfernt. Entsprechend dieser Verhältnisse ist die Verzögerungszeit des ersten Verzögerungskreises 201 auf 0,1 /us und die Verzögerungszeit des Verzögerungskreises 202 auf 53r3 /i*s festgesetzt.

Durch Anschließen des erläuterten Fehlerbegrenzungskreises an den Ausgang des Fehlererkennungskreises 70 werden die Pseudo-Fehler, die in ihren Abmessungen kleiner als 1/u in vertikaler und/oder horizontaler Richtung sind, aus dem Ausgangssignal am Anschluß 83 entfernt. Zwar scheint es, daß der Fehlerbegrenzungskreis 200 die Empfindlichkeit herabsetzt, durch diesen Kreis 200 wird es aber möglich, die Weiß- und Schwarzbegrenzungspegel an den Begrenzerkreisen 71A, 71B sowie 72A und 72B näher an die Weiß- und Schwarzpegel der Bildsignale heranzurücken und auf diese Weise die Gesamtempfindlichkeit der Fehlererkennungsvorrichtung wesentlich zu steigern. Das Einstellen der Weiß- und Schwarzbegrenzungspegel dicht an den Weiß- und Schwarzpegeln der Bildsignale gründet sich darauf, daß starke Störsignale fast nie an der gleichen Stelle auftreten.

Die Erfindung ist nicht auf die oben erläuterten Ausführungsformen beschränkt, vielmehr kann sie im Rahmen des fachmännischen Könnens nach den speziellen Bedürfnissen abgewandelt werden. Zum Beispiel sind im oben erwähnten Ausführungsbeispiel der Flying Spot-Abtaster, das optische System und die photoelektrischen Wandler fest angeordnet und die Muster werden mittels des Tisches bewegt. Es ist auch möglich, die Muster fest anzuordnen und den Abtaster, das optische System und die photoelektrischen Wandler zu bewegen. Im erläuterten Ausführungsbeispiel kann der Tisch schrittweise anstelle kontinuierlich bewegt werden. Die Ausführungsbeispiele zeigten

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auch, daß die photοelektrischen ¥andler so angeordnet sind, daß sie Lichtstrahlen empfangen, die durch die Muster hindurchlauf en. Es ist jedoch auch möglich, sie so anzuordnen, daß sie reflektiertes Licht empfangen. Anstelle einer Flying Spot-Höhre können auch Anordnungen mit Sohwenkspiegeln für die Lichtstrahlführung verwendet werden. Fenn darüber hinaus ein fehlerfreies Abtastmuster als eines der miteinander zu "vergleichenden Muster zur Verfugung steht, dann kann das Kontursignal aus dem Bildsignal des fehlerfreien Musters bezogen werden«

Bei der Ausführungsform nach Fig. 17 ist außerdem der Umschalter 85 am Eingang des Fehlererkennungskreises 70" vorgesehen, er kann jedoch auch am Ausgang dieses Kreises angeordnet sein. In einem solchen Fall können die Bildsignale parallel zu den ersten und zweiten Fehlerdetektoren 70"H und 7O¹¹L geführt werden. In den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 11 und lh sind die Verzögerungszeiten der ersten und zweiten Verzögerungskreise 52A und 5²B in dem das Vertikalkontursignal erzeugenden Kreis 50 auf die zweifache Zeilenabtastperiode H eingestellt und die Verzögerungszeit der dritten und vierten Verzögerungskreise sind auf die horizontale Zeilenabtastperiode H eingestellt. Diese Verzögerungszeiten können aber auch auf andere Werte eingestellt werden. Diese sollten jedoch ganzzahlige Vielfache der horizontalen Abtastperiode H sein. Darüber hinaus braucht die Verzögerungszeit des dritten und vierten Verzögerungskreises nicht immer auf die halbe Verzögerungszeit der ersten und zweiten Verzögerungskreise eingestellt zu sein, sie kann auch kürzer sein. Auch können die Verzögerungszeiten der Verzögerungskreise 61A, 61B, 62A und 62Ώ auf andere Werte als sie oben erläutert sind eingestellt sein. In einem Fall kann die Verzögerungszeit des Verzögerungskreises 62A von der des Verzögerungskreises 62B abweichen. In jedem Fall sollte die Ver-

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zögerungszeit der Verzögerungskreise 61A und 61B kürzer sein als die der Verzögerungskreise 62A und 6ZB.

Bei den oben genannten Ausführungsformen sind, wie erläutert, ¥eiß- und Schwarzbegrenzer in den Fehlersignal erzeugenden Kreisen enthalten. Diese Weiß- und Schwarzbegrenzer können aber auch durch einen einzigen Begrenzer ersetzt sein, dessen Begrenzungspegel in der Mitte zwischen dem Weiß- und Schwarzbildpegel liegt. In einem solchen Fall braucht nur ein einziger Differenzverstärker verwendet zu werden.

In den beschriebenen Ausführungsformen wird von einer Flying Spot-Abtaströhre Gebrauch gemacht. Die zweidimensionale Abtastung kann jedoch auch durch einen Laserabtaster mit einem Ablenkspiegel ader einem Festkörperabtaster, die jeweils nur in der Zeile abtasten, durchgeführt werden. In diesem Falle müssen die Muster senkrecht zur Laufrichtung der Abtaststrahlen bewegt werden.

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Claims

Ansprüche

Vorrichtung zum Ermitteln von Fehlern in flächenhaften Mustern, insbesondere in den Chipmustern von Photomasken für die Herstellung integrierter Halbleiterschaltkreise, gekennzeichnet durch Einrichtungen (23_f24) zum gleichzeitigen optischen Abtasten einander entsprechender Bereiche zweier miteinander zu vergleichender Muster (2OA,2OB), um ein erstes und ein zweites Bildsignal zu erzeugen, von denen jedes einem der Muster zugeordnet ist, Einrichtungen (50,60) zum Aufnehmen wenigstens eines der Bildsignale und zum Erzeugen eines Kontursignals, das Konturbereichen vorbestimmter Breite längs der Musterkonturen entspricht, Einrichtungen (70) zum Empfangen der ersten und zweiten Bildsignale und zum Bilden einer Differenz zwischen denselben, um ein Fehlersignal zu erzeugen, und Steuereinrichtungen (80) zum Empfangen der Kontursignale und zum Verringern der Fehlererkennungsempfindlichkeit im Konturbereich der Muster.

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MÜNCHEN: TELEFON (O89) 225585 KABEL: PROPINDUS · TELEX O524244-

BERLIN: TELEFON (Q3O) 831 2O88 KABEL: PROPINDUS · TELEX O1 84O57

ORIGINAL INSPECTED
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung («θ) die Pehlererkennunfisenmf indlichkeifc im Konturbereich auf Null herabsetzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (8θ) eine Torschaltung (82) mit einem Signaleingang enthält, der mit dem Ausgang der das Fehlersignal erzeugenden Einrichtung verbunden ist, daß die Torschaltung (82) weiterhin einen Steuereingang aufweist, dem das Kontursignal zugeführt ist, und daß die Torschaltung (82) gesperrt ist, wenn das Kontursignal anliegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (80) eine Torschaltung (82) mit einem Signalausgang enthält, der mit dem Eingang der das Fehlersignal erzeugenden Einrichtung (70) verbunden ist, daß die Torschaltung (82) weiterhin einen Steuereingang aufweist, dem das Kontursignal zugeführt ist, und daß die Torschaltung (82) gesperrt ist, wenn das Kontursignal anliegt.
5« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlererkennungsem-pfindlichkeit variabel ist und daß die Steuereinrichtung (80) Einrichtungen zum Verändern der Fehlererkennungsempfindlichkeit in einer solchen ¥eise, daß die Empfindlichkeit beim Auftreten des Kontursignals abnimmt, aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, daß die das Fehlersignal erzeugende Einrichtung (70") erste und zweite Fehlerdetektoren (7O¹¹H, 70"l) enthält, die hohe und niedrige Fehlererkennungsempfindlichkeiten aufweisen., und daß die Steuereinrichtung (80") einen Umschalter (85) enthält, der mit dem Eingang der das Fehlersignal erzeugen-

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den Einrichtung· (70") verbunden ist und der von dem Kontursignal so gesteuert ist, daß die Bildsignale dem zweiten Fehlerdetektor (70"L) niedriger Empfindlichkeit zugeführt werden, wenn das Kontursignal am Schalter (85) anliegt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die das Fehlersignal erzeugende Einrichtung (70") erste und zweite Fehlerdetektoren (70"H, 70"L-) enthält, die hohe und niedrige Fehlererkennungsempfindlichkeiten aufweisen, und daß die Steuereinrichtung (80") einen Umschalter (85) enthält, der mit dem Ausgang des das Fehlersignal erzeugenden Einrichtung (70") verbunden ist und der von dem Kontursignal so gesteuert ist, daß beim Auftreten des Kontursignals das Fehlersignal vom zweiten Fehlerdetektor (70"') niedriger Empfindlichkeit dem Ausgang als Fehlersignal zugeführt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Muster ein fehlerfreies Vergleichsmuster ist und das von diesem abgeleitete Bildsignal als Kontursignal verwendet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Abtasteinrichtung einen Tisch (22), auf welchem eine Vorlage mit einer Anzahl identischer Muster angeordnet ist, und eine optische Einrichtung (27,3O) zum gleichzeitigen Richten von Abtastlichtstrahlen auf benachbarte Muster aufweist, so daß erste und zweite Bildsignale erzeugen werden, die der das Kontursignal erzeugenden Einrichtung (5O,6o) zugeführt werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die das Kontursignal erzeugende Einrichtung (5O,6o) erste und zweite Verzögerungskreise (52A,52B;ö2A,62B) mit einer

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Verzögerungszeit entsprechend, der Breite des Konturbereiches zur Verzögerung des ersten und des zweiten Bildsignals aufweist, fernerhin erste, zweite, dritte und vierte Inverter (54a,56a,5^B,56B;64A,66a,64B,66b), eine erste UND-Schaltung (53A;63A) zum Aufnehmen des verzögerten ersten Bildsignals aus dem ersten Verzögerungskreis und des unverzögerten, aber invertierten ersten Bildsignals aus dem ersten Inverter, eine zweite UND-Schaltung (55a-;o5A) zum Aufnehmen des unverzögerten ersten Bildsignals und des verzögerten und invertierten ersten Bildsignals aus dem zweiten Inverter, eine dritte UND-Schaltung (53B;63B) zum Aufnehmen des verzögerten zweiten Bildsignals und des unverzögerten, aber invertierten zweiten Bildsignals aus dem dritten Inverter, eine vierte UND-Schaltung (55B;ö5B) zum Aufnehmen des unverzögerten zweiten Bildsignals und des verzögerten und invertierten zweiten Bildsignals aus dem vierten Inverter aufweist, fernerhin erste und zweite ODER-Schaltungen (57A,57B;67A,ö7B) enthält, die mit den Ausgängen der ersten und zweiten UND-Schaltungen bzw. der dritten und vierten UND-Schaltungen verbunden sind, und daß an die Ausgänge der ersten und zweiten ODER-Schaltungen eine UND-Schaltung (58568) angeschlossen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung die Muster zweidimensional abtastet und daß die Verzögerungszeit der ersten und zweiten Verzögerungskreise einen Bruchteil einer horizontalen Zeilenabtastperiode (h) entspricht, so daß ein Horizontalkontursignal erzeugt wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kontursignal erzeugende Einrichtung (50,60) weiterhin dritte und vierte Verzögerungskreise (61A,61B) enthält,

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die jeweils eine geringere Verzögerungszeit als die ersten und zweiten Verzögerungskreise aufweisen, und daß die von den dritten und vierten Verzögerungskreisen abgegebenen Bildsignale der das Fehlersignal erzeugenden Einrichtung (90) zugeführt sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit von drittem und viertem Verzögerungskreis im wesentlichen so eingestellt ist, daß sie der Hälfte der Verzögerungszeit von erstem und zweitem Verzögerungskreis entspricht.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis I3» dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit von erstem und zweitem Verzögerungskreis ein ganzzahliges Vielfaches der Zeilen-Abtastzeit beträgt, um ein Vertikalkontursignal zu erzeugen.
15. Vorrichtung nach Anspruch Ik, dadurch gekennzeichnet, daß die das Vertikalkontursignal erzeugende Einrichtung (50) weiterhin dritte und vierte Verzögerungskreise enthält, deren Verzögerungszeit ein ganzzahliges Vielfaches der Zeilen-Abtastzeit, aber kürzer als die Verzögerungszeit von ersten und zweiten Verzögerungskreisen ist, und daß die von den dritten und vierten Verzögerungskreisen erzeugten Bildsignale der das Fehlersignal erzeugenden Einrichtung zugeführt ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch I5» dadurch gekennzeichnet, daß die das Vertikalkontursignal erzeugende Einrichtung (50) außerdem dritte und vierte Verzögerungskreise (51A, 5IB) enthält, die eine Verzögerungszeit aufweisen, die im wesentlichen halb so groß wie die der ersten und zweiten Verzögerungskreise (52A,52B) ist.

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17· Vorrichtung nach Ansxjruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine die Bildsignale umsetzende Einrichtung zum Aufnehmen der ersten und zweiten Bildsignale aufweist, die von der optischen Abtasteinrichtung geliefert werden und die sie in bivalente Bildsignale umwandelt, und daß die Verzögerungskreise in der das Kontursignal erzeugenden Einrichtung digitale Verzögerungskreise sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bildsignale umsetzende Einrichtung erste und zweite Begrenzerkreise (11OA,111A;11OB,111B) und erste und zweite SignalVerarbeitungskreise (i12A,112ü) aufweist, welch letztere jeweils ein Flipflop mit Prioritätsfolge aufweisen,,
19» Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzerkreise einen Weißbegrenzerkreis (110A, !!OB) für die Begrenzung der Amplitude des Bildsignals mit einem Weißbegrenzungspegel nahe am Weißbildpegel und einem Schwarzbegrenzerkreis (111A,111B) für die Begrenzung der Amplitude des Bildsignals mit einem Schwarzbegrenzungspegel nahe am Schwarzbildpegel aufweisen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Fehlersignal erzeugende Einrichtung (90) erste und zweite Begrenzerkreise (98,99) zum Begrenzen der Amplituden der ersten und zweiten Bildsignale mit vorgegebenen Begrenzungspegeln sowie einen Differenzverstärker (100) aufweist, welch letzterer zur Erzeugung einer Differenz zwischen den Ausgangssignalen von erstem und zweitem Begrenzerkreis zwecks Erzeugung des Fehlersignals bestimmt ist.

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21. Vorriclrfcung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Fehlersignal erzeugende Einrichtung (?θ) erste und zveite Weißbegrenzerkreise (71A,71B) zum Begrenzen der Amplitude der verzögerten ersten und zweiten Bildsignale mit einem Weißbegrenzungspegel nahe dem Weißbildpegel sowie erste und zweite Schwarzbegrenzericreise (72A,72B) zum Begrenzen der Amplitude der verzögerten ersten und zweiten Bildsignale mit einem Schwarzbegrenzungspegel nahe dem Schwarzbildpegel aufweist, daß ferner erste und zweite Differenzverstärker (73»7*0 zum Erzeugen einer Differenz zwischen den Ausgangssignalen von ersten und zweiten Weißbegrenzungskreisen und einer Differenz zwischen den Ausgangssignalen von ersten und zweiten Schwarzbegrenzungskreisen vorgesehen sind, und daß eine ODER-Schaltung (77) mit den Ausgängen der ersten und zweiten Differenzverstärker verbunden ist und das Fehlersignal liefert.
22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Fehlersignal erzeugende Einrichtung (9θ) einen Differenzverstärker (91) zum Erzeugen einer Differenz zwischen erstem und zweitem Bildsignal, einen logischen Schaltkx^eis (95*96,97) ^zum Empfangen der ersten und zweiten Bildsignale und Erzeugen einer logischen Summe aus den invertierten ersten und zweiten Bildsignalen, einen ersten Mischer (92) zum Empfangen des Ausgangssignals des Differenzverstärkers (91) und des logischen Summensignals, einen zweiten Mischer (9*0 zum Empfangen des Ausgangssignals des Differenzverstärkers (91) über einen Inverter, erste und zweite Begrenzerkreise (98,99) zum Begrenzen der Amplitude der Ausgangssignale von erstem und zweitem Mischer (92,9*0 ^m^-* Begrenzungspegeln nahe an ihren Grundpegeln, und eine ODER-Schaltung (1OO)

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zum Empfangen der Ausgangssignale der ersten und zweiten Begrenzerkreise (98,99) und zum Abgeben des Fehlersignals aufweist.

23· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Fehlerbegrenzungskreis (200) aufweist, der mit dem Ausgang der das Fehlersignal erzeugenden Einrichtung (70) verbunden ist und das Fehlersignal empfängt und jeden Fehler daraus entfernt, der kleiner als vorgegebene Abmessungen ist.

2k, Vorrichtung nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerbegrenzungskreis (2OO) wenigstens einen Verzögerungskreis (201) zum Verzögern des Fehlersignals um eine der vorgegebenen Abmessung entsprechenden Abtast-Zeitdauer und wenigstens eine UND-Schaltung (203) zum Empfangen der verzögerten und unverzögerten Fehlersignale aufweis t.

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