DE3006379A1

DE3006379A1 - Defektpruefsystem

Info

Publication number: DE3006379A1
Application number: DE19803006379
Authority: DE
Inventors: Hajime Yoshida
Original assignee: Hajime Industries Ltd
Current assignee: Hajime Industries Ltd
Priority date: 1979-02-20
Filing date: 1980-02-20
Publication date: 1980-08-21
Also published as: FR2449883B1; GB2046433A; JPS55110904A; GB2046433B; DE3006379C2; JPH0157282B2; US4277802A; FR2449883A1; CA1126856A

Description

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HAJIME INDUSTRIES LTD.

Kudan Sanzen Building 2-5-9 Kudanminami Chiyoda-kU/ Tokyo/Japan

Defektprüfsystem

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BAD ORIGINAL

Patentanwalts J O O D 3 7

Dipl.-Ing. H. f/MTSCKERUCH
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HAIJME INDUSTRIES LTD

Kudan Sanzen Building 2-5-9 Kudanminami Chiyoda-ku, TOKYO/Japan

Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf ein Defektprüfsystem bezogen, insbesondere auf ein Defektprüfsystem, das Defekte in Schablonen oder vergleichbaren Teilen eines zu prüfenden Objekts aufspürt.
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Es ist allgemein üblich,Fotomasken, die eine vorbestimmte Schablone zum Fertigen von Halbleitern, gedruckten Schaltungen oder vergleichbaren Gegenständen haben, zu benutzen. In dem Falle, in dem ein Defekt in dem Schablonenteil der Fotomaske vorliegt,wird dies die Herstellung von Ausschußerzeugnissen verursachen, so daß die Fotomaskenschablonen-Defektprüfung ein wichtiger Vorgang in diesem Bereich ist.

Ein Beispiel für ein Defektprüfsystem für Schablonen, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, soll an Hand von Fig.1, 2 und 3 im folgenden erklärt werden.

Fig.1 und 2 zeigen Draufsichten von mittels eines Mikroskops vergrößerten Fotomaskenbereichen, auf denen 1 bzw.1' aus transparentem Material, nämlich aus Glas o. ä. hergestellte, aus evaporiertem Metall o. ä., im allgemeinen auf Fotomasken 1 bzw. 1' geformte Schablonen bezeichnen, wobei 3 der transparente Bereich der transparenten Unterlagenplatte der Fotomasken 1 und 1' ist und 4 der nichttransparente oder undurchsichtige Bereich der Fotomasken 1 und 1' - durch das evaporierte Material darauf ausgebildet - sind.

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In Fig.2 sind A und B Bereiche, in denen evaporiertes Material fehlerhafterweise zurückbleibt, während C und D Bereiche sind, wo notwendiges evaporiertes Material fehlt. Damit übereinstimmend ist die Fotomaske 1', die eine Schablone 2', wie in Fig.2 gezeigt, hat, ein fehlerhaftes Erzeugnis. Andererseits ist die Fotomaske 1, wie in Fig.1 gezeigt, ein fehlerfreies und normales Erzeugnis.

Um Fotomasken wie solche Fotomasken 1 oder 1', wie in den Fig.1 und 2 gezeigt, gemäß dem Stand der Technik zu prüfen, wie beispielsweise in Fig.3 gezeigt, wird beispielsweise eine Standardmaske 6, die eine fehlerfreie Schablone (z. B. eine solche, wie die in Fig.1 gezeigte Schablone 2) hat, in eine vorbestimmte Position auf der transparenten Unterlage 5 gebracht, während eine zu prüfende Maske 7 (eine solche, wie die in F.ig.2 gezeigte fehlerhafte Schablone 2') in eine andere vorbestimmte Position auf der Unterlage 5 gebracht, wo beide mittels eines Binokularmikroskops 8 betrachtet werden. In Fig.3, 9 und 10 sind Objektlinsen für beide, nämlich die Standardmaske 6 und die geprüfte Maske 7 gezeigt.Mit 11 und 12 sind Spiegel für die beiden Masken 6 und 7,mit 13 und 14 Halbspiegel für die beiden Masken 6 und 7,mit 15 eine übliche Okularlinse,mit 16 eine Lichtquelle,die z.B. Rotlicht auf die Standardmaske abstrahlt,und mit 17 die Lichtquelle für eine rot-komplementäre Farbe,z.B. Grünlicht,die auf die zu prüfende Maske 7 strahlt,bezeichnet.Die Lichtstrahlen,die von den Lichtquellen 16 und 17 ausgesendet werden,passieren die Unterlage 5 des Binokularmikroskops 8,die Masken 6 und 7,die Linsen 9 und 10,die Spiegel 11 und 12,die Halbspiegel 13 und 14 und weiterhin die Linse 15 bilden ein fokussiertes Abbild bei einem betrachtenden Auge,das die Prüfung einer Maske ermöglicht.

In dem Falle,in dem die geprüfte Maske 7 ein fehlerhaftes Erzeugnis,wie in Fig. 2 gezeigt,in den Bereichen A und B

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ist,ist das Grünlicht von der Lichtquelle 17 durch einen solchen Bereich A und B abgeschirmt,während nur das Rotlicht der Lichtquelle 16 bei dem betrachtenden Auge 18 eintrifft. Demzufolge erscheinen die Bereiche A und B in roter Farbe. Andererseits ist,für die Bereiche C und D betrachtet,das Rotlicht von der Lichtquelle 16 abgeschirmt.Das Grünlicht von der Lichtquelle 17 erreicht jedoch das betrachtende Auge 18.Demgemäß erscheinen solche Bereiche C und D in grüner Farbe.Für die anderen Bereiche,wie der transparente Bereich 3,erreichen beide,nämlich das Rotlicht und das Grünlicht von den Lichtquellen 16 und 17 das betrachtende Auge 18 gleichermaßen.Demzufolge erscheint der transparente Bereich 3 im allgemeinen weiß und fernerhin,was den undurchsichtigen Bereich 4 betrifft,werden das Grünlicht und das Rotlicht abgeschirmt und dringen demzufolge nicht durch, womit der undurchsichtige Bereich im allgemeinen schwarz erscheint.D.h. in anderen Worten ausgedrückt,daß,wenn die gesamte Maske weiß oder schwarz erscheint ,.die geprüfte Maske 7 keinen Defekt aufweist,und wenn zumindest ein leichter Schatten in roter oder grüner Farbe erscheint,die geprüfte Maske ein fehlerhaftes Erzeugnis sein soll.

Das oben erläuterte Defektprüfsystem für Schablonen gemäß dem Stand der Technik weist den Mangel auf,daß es nicht automatisch arbeiten kann,da die Prüfung Stück für Stück mit Hilfe des menschlichen Auges durchgeführt wird.Für den Fall, daß diese Prüfung automatisiert werden sollte,würde eine teure Farbfernsehkamera notwendig werden.

Dementsprechend ist es eine Hauptaufgabe für· die vorliegende Erfindung,ein Defektprüfsystem zu schaffen,das automatisch die Prüfung auf Defekte an einem Objekt,das zu prüfen ist,durchführen kann,ohne daß ein teure Farbfernsehkamera notwendig ist.Vielmehr soll eine preisgünstigere monochrome Fernsehkamera benutzt werden.

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Entsprechend dieser Aufgabe für die vorliegende Erfindung wird ein Defektprüfsystem vorgeschlagen,bei dem eine vergleichende Prüfung eines Standardmusters mit einem zu prüfenden Objekt vorgenommen wird,das dadurch gekennzeichnet ist,daß Mittel zur Aufnahme des Standardmusters und des zu prüfenden Objekts in vorbestimmten.Positionen vorgesehen sind,daß Mittel zum Erstellen eines überlappenden Abbildes des Standardmusters und des Objekts vorgesehen sind,daß Mittel zum Abtasten des überlappenden Abbildes und zum Erzeugen eines Videosignals daraus vorgesehen sind,daß eine Vielzahl von Erfassungsmitteln,die mit den Mitteln zum Abtasten und zum Erzeugen von von dem auf die Zeit bezogenen Maß der Videosignaländerungen bezogenen Signalen verbunden sind,vorgesehen sind,daß die Empfindlichkeiten der Vielzahl von Erfassungsmitteln.derart gewählt sind,daß,wenn das Standardmuster und das Objekt miteinander übereinstimmen,alle Erfassungsmittel aus der Vielzahl der Erfassungmittel Signale erzeugen,jedoch dann,wenn das Objekt unterschiedlich von dem Standardmuster ist, irgendeins der Erfassungsmittel keinerlei Signal erzeugt,während die verbleibenden Erfassungsmittel Signale erzeugen,und daß Mittel,die mit der Vielzahl von Erfassungsmitteln zum Erzeugen eines Defekt-Erfassungssignals,wenn irgendwelche der Erfassungmittel keinerlei Signale erzeugen,jedoch das verbleibende Erfassungsmittel Signale erzeugt,nämlich,wenn das Objekt fehlerhaft ist,verbunden sind,vorgesehen sind.

Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet. 30

Weitere Aufgaben,Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der zugehörigen Zeichnung ersichtlich.

Fig. 1 und 2 zeigen jeweils Draufsichten von zu prüfenden

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Objekten,die einwandfreie oder fehlerhafte Schablonen darstellen.

Fig. 3 zeigfceine schematische Ansicht eines Schablonenprüfsystems gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung.

Fig. 5,6 und 7 zeigen jeweils Impulsdiagramme zur Erklärung der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels für die Erfindung gemäß Fig. 4.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden an Hand der zugehörigen Zeichnung beschrieben.

Fig. 4 zeigt,wie bereits erläutert,das Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel für ein Defektprüfsystem gemäß der vorliegenden Erfindung.In Fig. 4 bezeichnet 90 eine Defekterfassungseinrichtung ganz allgemein.In diesem Ausführungs-. beispiel entspricht die Defekterfassungseinrichtung 90 dem betrachtenden Auge 18 aus Fig. 3.In anderen Worten ausgedrückt enthält sie eine analoge Verarbeitungsschaltung 91 - beispielsweise einen Verstärker und ein Tiefpaßfilter enthaltend - die das Videosignal als ein Ausgangssignal von einer monochromen Fernsehkamera 19 empfängt,die ein zu prüfendes Objekt sowohl als auch ein Standardmuster (beide nicht in Fig. 4 gezeigt) abtastet und dieses Signal verarbeitet,eine erste und zweite Erfassungseinrichtung 92 und 93 - beide beispielsweise aus einem Pegelkomparator und einem Ein-Impuls-Multivibtator gebildet -, die das Ausgangssignal der analogen Verarbeitungsschlatung 91 empfangen,und einen Mischer 94 - beispielsweise ein Exklusiv-ODER-Glied -,der die Ausgangssignale der beiden Erfassungseinrichtungen 92 und 93 empfängt und sein Ausgangsignal an einen Indikator

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95 liefert.

In dem Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung, das oben erläutert ist,hat die analoge Verarbeitungsschaltung 91 die Funktionen,das Video- oder Bildsignal von der monochromen Fernsehkamera 19 zu empfangen und das Bildsignal auf einen ausreichenden Pegel zu verstärken,wie auch die unnötigen Signalanteile zu unterdrücken.Die erste und zweite Erfassungseinrichtung 92 und 93 werten die Pegelwechsel des Videosignals in Bezug auf die Zeit jeweils aus.In anderen Worten ausgedrückt,die Erfassungsempfindlichkeit der ersten Erfassungseinrichtung 92 ist beispielsweise hoch gewählt,während die Erfassungsempfindlichkeit der zweiten Erfassungseinrichtung 93 niedriger als die der ersten Erfassungseinrichtung 92 gewählt ist.Der Mischer 94 hat z.B. eine Funktion wie ein exklusives Logikglied,das kein Ausgangssignal erzeugt, wenn beide,die erste Erfassungseinerichtung 92 und die zweite Erfassungseinrichtung 93 ein Ausgangssignal erzeugen,und dann ein Ausgangssignal er zeugt, wenn eine der beiden Erfa'ssungseinrichtungen kein Ausgangssignal erzeugt.Der Indikator 95 zeigt einen Defekt basierend auf dem gelieferten Ausgangssignal des Mischers 94 an,wenn ein Defekt bei dem geprüften Objekt vorliegt,was dann eintritt,wenn ein Ausgangssignal von dem Mischer 94 geliefert wird.

Als nächstes wird ein Beispiel für die Wirkungsweise des Defektprüfsystems gemäß der vorliegenden Erfindung,wie sie oben erläutert ist,im Zusammenhang mit einer Anwendung zum Prüfen derartiger Schablonen,wie sie in Fig. 1 und 2 gezeigt sind,beschrieben.In diesem Fall ist die monochrome Fernsehkamera 19 in Fig. 4 anstatt des betrachtenden Auges 18 aus Fig. 3 angeordnet.Das abgetastete Ausgangssignal,in anderen Worten ausgedrückt das Bildsignal von der Fernsehkamera 19 hat nur einen bestimmten Pegel jeweils für Weiß oder Schwarz,wie in Fig. 5A gezeigt,wenn die geprüfte Scha-

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Ao.

blone ein einwandfreies Erzeugnis ist (z.B. wie in Fig. 1 und 2 im Zusammenhang mit der horizontalen Periode,wie mit der Linie a^ gezeigt).Wenn jedoch überschüssige hervorstehende Bereiche A oder B,wie in Fig. 2 gezeigt, auf der geprüften Schablone vorliegen (z.B. entsprechend der einen horizontalen Periode,als Linie b in Fig. 1 und 2 gezeigt),wird das Bildsignal zu Pegeln für Weiß und Schwarz mit Halbpegeln A' oder Pegeln dazwischen,wie in Fig. 6A gezeigt.Desweiteren, wenn Bereiche auf der geprüften Schablone 7 mit Materiallücken,wie C und D in Fig. 2 vorliegen (z.B. in Übereinstimmung mit einer horizontalen Periode wie die gezeigte Linie £ in Fig. 1 und 2),wird das Bildsignal zu Pegeln für Weiß und Schwarz,die einen anderen Halbpegel C' oder einen Pegel dazwischen,wie in Fig. 7A gezeigt,haben. 15

Die erste Erfassungseinrichtung 92 wie auch die zweite Erfassungseinrichtung 93, die das Ausgangssignal von der analogen Verarbeitungsschaltung 91 empfangen, die das Ausgangssignal der Fernsehkamera 19, wie oben erläutert, empfängt und verarbeitet, nehmen die Pegelwechsel des Bildsignals in Bezug auf die Zeit auf. Beide sind derart eingerichtet, daß sie verschiedene Erfassungsempfindlichkeiten haben. Darum liefern die Erfassungseinrichtungen 92 und 93, wenn die Fernsehkamera 19 das Bildsignal mit Wellenformen, wie sie in Fig.5A, 6A und 7A gezeigt sind, liefert, Erfassungs-Ausgangsimpux^signale, wie 5b1, 5b2, 5b3, 5b4 bzw. 6b1, 6b2, 6b3, 6b4, 6b5 bzw. 7b1, 7b2, 7b3, 7b4 und 5c1, 5c2, 5c3, 5c4 bzw. 6c1, 6c2, 6c3 bzw. 7c1, 7b2, 7b3, wie in Fig.5B, 6B, 7B und 5C, 6C, 7C gezeigt. In anderen Worten ausgedrückt, während die erste Erfassungseinrichtung 92 die Impulssignale in Abhängigkeit von allen Anstiegsflanken und Abstiegsflanken des Bildsignals erzeugt, liefert die zweite Erfassungseinrichtung 93 keine Ausgangsimpulssignale bei diesen Bereichen in Bezug auf die Halbpegel-Bereiche A' und C des Bildsignals, während die Impulssignale bei den anderen Be-

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reichen in der gleichen Weise wie durch die erste Erfassungseinrichtung 92 abgegeben werden.

Bei dem Mischer 94, der die Ausgangssignale sowohl von der ersten als auch von der zweiten Erfassungseinrichtung 92 bzw. 93 empfängt, wird, wenn die Ausgangsimpulssignale von beiden Erfassungseinrichtungen 92 und 93 in Koinzidenz angeboten werden, in anderen Worten ausgedrückt, wenn die geprüfte Schablone ein fehlerfreies Erzeugnis ist, kein Ausgangssignal, wie in Fig.5D gezeigt, erzeugt. Ferner, wenn eine Erfassungseinrichtung, hier beispielsweise die zweite Erfassungseinerichtung 93, kein Impulssignal abgibt, während nur die andere Prüfeinrichtung, die die erste Erfassungseinrichtung 92 ist, ein Impulssignal abgibt, in anderen Worten ausgedrückt, wenn ein Defekt bei der geprüften Schablone vorliegt, werden Erfassungssignale, nämlich Impulssignale 6d1, 6d2 bzw. 7d1, 7d2 von dem Mischer 94 abgegeben, wie in Fig. 6D und 7D gezeigt. In anderen Worten ausgedrückt gibt die zweite Erfassungseinrichtung 93 bei dem Bereich A' des Bildsignals, das sich auf den Defekt A der geprüften Schablone,wie in Fig. 6B und 6C gezeigt,bezieht,während die erste Erfassungseinrichtung 92 Impulssignale 6b1 und 6b2 abgibt,keinerlei Impulssignale ab,so daß der Mischer 94 Impulssignale 6d1,6d2,wie in Fig. 6D gezeigt, abgibt.In demselben Zusammenhang gibt die zweite Erfassungseinrichtung 93 bei dem Bereich C des Bildsignals,der dem defekten Bereich C,wie in Fig. 7B und 7C gezeigt,der geprüften Schablone entspricht,keinerlei Impulssignale ab, während die erste Erfassungseinrichtung 92 Impulssignale 7b1,7b2 abgibt,so daß der Mischer 94 Impulssignale 7d1,7d2, wie in Fig. 7D gezeigt,abgibt.In anderen Worten ausgedrückt gibt der Mischer 94 nur,wenn Defekte A,B,C und D,wie in Fig. 2 gezeigt,bei der geprüften Schablone vorliegen,ein Defekt-Erfassungsignal in Form von ImpulsSignalen ab.Daher kann die Defekterfassungsanzeige durch Zuführen des Ausgangssignals

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des Mischers 94 zu dem Indikator 95,nämlich einer Lampe,einem Summer o.a. dann,wenn die geprüfte Schablone ein fehlerhaftes Erzeugnis ist,automatisch durchgeführt werden.

Ferner kann,obwohl dies nicht in der Zeichnung gezeigt ist, das Ausgangssignal des Mischers 94 verstärkt werden,um das Prüfsystem derart zu betreiben,daß fehlerhafte Erzeugnisse automatisch ausgeschieden werden können.

wie oben erklärt,ist durch die vorliegende Erfindung eine besondere Wirkung gegeben,durch die die Prüfung darauf,ob ein Defekt bei der geprüften Schablone vorliegt oder nicht vorliegt,automatisch ausgeführt werden kann.Ferner ist es einfach,durch Ausnutzen der Defekterfassungssignale die fehlerfreien und fehlerbehafteten Erzeugnisse bei den geprüften Schablonen voneinander zu trennen.

Es wird angemerkt,daß in dem oben angegebenen Ausführungsbeispiel, an Hand dessen die Prüfung einer Schablone,die durch evaporiertes Metall auf einer transparenten Unterlagenplatte gebildet ist,angewendet und erklärt ist,in dem Fall einer Schablone,die beispielsweise auf einer undurchsichtigen Grundplatte ausgebildet ist,von dieser reflektiertes Licht ausgenutzt werden kann.Das letztere Beispiel ist gleichfalls durch die vorliegende Erfindung anwendbar.

Die oben gegebene Beschreibung bezieht sich auf ein einziges bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung.Es ist jedoch ersichtlich,daß zahlreiche Änderungen und Variationen durch den Fachmann vorgenommen werden könnten,ohne daß der Schutzumfang oder der allgemeine Erfindungsgedanke der Erfindung verlassen werden würde.

Patentanwalt .i- --¹VLx?

BAD ORIGINAL

Leerseite

Claims

3 (J U 6 Patentansprüche

1.Defektprüfsystem,bei dem eine vergleichende Prüfung eines Standardmusters mit einem zu prüfenden Objekt vorgenommen wird,dadurch gekennzeichnet ,daß Mittel zur Aufnahme des Standardmusters (1) und des zu prüfenden Objekts (1') in vorbestimmten Positionen vorgesehen sind,daß Mittel zum Erstellen eines überlappenden Abbildes des Standardmusters (1) und des Objekts (1') vorgesehen sind,daß Mittel zum Abtasten des überlappenden Abbildes und zum Erzeugen eines Videosignals daraus vorgesehen sind,daß eine Vielzahl von Erfassungsmitteln,die mit den Mitteln zum Abtasten und zum Erzeugen von von dem auf die Zeit bezogenen Maß der Videosignaländerung bezogenen Signalen verbunden sind,vorgesehen sind,daß die Empfindlichkeiten der Vielzahl von Erfassungsmitteln derart gewählt sind,daß,wenn das Standardmuster (1) und das Objekt (1') miteinander übereinstimmen,alle Erfassungsmittel aus der Vielzahl der Erfassungsmittel Signale erzeugen,jedoch dann,wenn das Objekt (1') unterschiedlich von dem Standardmuster (1) ist,irgendeins der Erfassungsmittel keinerlei Signal erzeugt,während die verbleibenden Erfassungsmittel Signale erzeugen,und daß Mittel,die mit der Vielzahl von Erfassungsmitteln zum Erzeugen eines Defekt-Erfassungssignals,wenn irgendwelche der Erfassungsmittel keinerlei Signale erzeugen,jedoch das verbleibende Erfassungsmittel Signale erzeugt,nämlich,wenn das Objekt (1') fehlerhaft ist,verbunden sind,vorgesehen sind.

2.Defektprüfsystem nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet ,daß weitere Mittel zum Anzeigen eines Alarms dann,wenn das Objekt (1') fehlerbehaftet ist,mit den Erfassungsmitteln verbunden sind.

3.Defektprüfsystem nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet ,daß zusätzliche Mittel,die zwischen die

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ORfGlNAi.

Abtastmittel und die Erfassungsmittel eingefügt sind,zum Verstärken des Videosignals und zum Unterdrücken unnötiger Signalbestandteile vorgesehen sind.

4.Defektprüfsystem nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet ,daß das Abtastmittel eine monochrome Fernsehkamera (19) ist.

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