JP2010066320A - Inspection method for membrane shape of stencil mask and inspection apparatus for membrane shape of stencil mask - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection method for the membrane shape of a stencil mask and an inspection apparatus for the membrane shape of a stencil mask, in which qualities and reliability of a stencil mask can be improved and the yield can be improved as inspection of the membrane shape of the stencil mask is systematically and automatically carried out. <P>SOLUTION: The inspection method for the membrane shape of a stencil mask to be used for manufacturing semiconductors is characterized in that a stencil mask is placed on an XY stage and a sheet beam by a laser is made to be obliquely incident to the surface of the stencil mask so as to obtain an optical cutting image by reflection from the stencil mask. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法及びステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置に関し、特に、半導体製造において使用されるステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法及びステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置に関する。   The present invention relates to a stencil mask membrane shape inspection method and a stencil mask membrane shape inspection device, and more particularly to a stencil mask membrane shape inspection method and a stencil mask membrane shape inspection device.

近年、半導体デバイス製造においては高集積が進み、回路配線を形成する露光工程ではより微細な回路パターンの形成が可能な荷電粒子線を利用した露光装置が用いられている。ステンシルマスクはこのような荷電粒子線露光用装置に搭載されるものである。   In recent years, high integration has progressed in semiconductor device manufacturing, and an exposure apparatus using a charged particle beam capable of forming a finer circuit pattern is used in an exposure process for forming circuit wiring. The stencil mask is mounted on such a charged particle beam exposure apparatus.

ステンシルマスクはメンブレンと呼ばれる薄膜部を有し、ここには設計データに忠実に数μmもしくは1μm以下の各種の微小なパターンやホールが貫通孔として多数形成されている。半導体製造の露光工程ではこの貫通孔を荷電粒子線が通過し、ウェハ上に回路パターンが縮小もしくは等倍転写される。   The stencil mask has a thin film portion called a membrane, in which a large number of various fine patterns and holes of several μm or 1 μm or less are formed as through holes faithfully to the design data. In the exposure process of semiconductor manufacturing, the charged particle beam passes through the through hole, and the circuit pattern is reduced or transferred at the same magnification on the wafer.

ステンシルマスクのメンブレンには設計データに忠実に微小なパターンやホールが貫通孔として多数形成されるが、厚さが数10μmと薄膜であり、製造プロセスによる内部応力の影響を受けて平面性を保つことができなくなる場合がある。特に圧縮応力の場合にはメンブレンがたるんでしまい、形成された回路パターンが移動してしまう。このとき、ウェハ上には正確な位置に回路パターンが転写されず、配線欠陥の原因となってしまう問題があった。また、ステンシルマスクの使用においては露光機内に搭載され、ウェハと近接させて露光が行われるが、この際にメンブレンが大きくたるんでいると、接触してしまう恐れがあった。   Many fine patterns and holes are formed as through-holes on the stencil mask membrane faithfully to the design data, but it is a thin film with a thickness of several tens of μm, and it remains flat due to the influence of internal stress due to the manufacturing process. May not be possible. In particular, in the case of compressive stress, the membrane sags and the formed circuit pattern moves. At this time, there is a problem that the circuit pattern is not transferred to an accurate position on the wafer, causing wiring defects. Further, when the stencil mask is used, it is mounted in an exposure machine and exposure is performed close to the wafer. However, if the membrane is greatly slackened at this time, there is a risk of contact.

そのためステンシルマスクの製作過程と出荷時とにおいてはメンブレン形状を検査し、平坦性を正確に管理する必要があった。   Therefore, it was necessary to accurately inspect the flatness by inspecting the membrane shape during the stencil mask manufacturing process and at the time of shipment.

メンブレン形状の検査は非接触で行い、レーザ変位計や顕微鏡による焦点合わせの方法が用いられている。検査方法として、メンブレンの多数のポイントを計測し、収集したデータを解析する方法が用いられていた。   The membrane shape is inspected without contact, and a focusing method using a laser displacement meter or a microscope is used. As an inspection method, a method of measuring many points on a membrane and analyzing collected data has been used.

しかし、上述したように収集したデータを解析する方法では、ステンシルマスクのメンブレン形状を管理するために多数のポイントを計測して解析する必要があり、計測データが膨大になり、非常に時間がかかっていた。さらに、収集したデータを解析する方法では、汎用の計測機器を使った人手による作業のため、異物付着の恐れもあるため、実際に製品に適応させるのは困難であった。   However, in the method of analyzing the collected data as described above, it is necessary to measure and analyze a large number of points in order to manage the membrane shape of the stencil mask, and the measurement data becomes enormous and takes a very long time. It was. Furthermore, since the method for analyzing the collected data is a manual operation using a general-purpose measuring device, there is a risk of foreign matter adhering, so that it was difficult to actually adapt to the product.

また、特許文献1には、ステンシルマスク表面の異物の検査を目視によらず行うステンシルマスクの検査方法及び検査装置が開示されている。しかし、特許文献1においては、ステンシルマスク表面の異物の検査を行うもののステンシルマスクのメンブレン形状の検査は行っていなかった。
特開2008−153258号公報
Further, Patent Document 1 discloses a stencil mask inspection method and inspection apparatus that perform inspection of foreign matter on the stencil mask surface without visual inspection. However, in Patent Document 1, although the foreign substance on the surface of the stencil mask is inspected, the membrane shape of the stencil mask is not inspected.
JP 2008-153258 A

本発明は、ステンシルマスクのメンブレン形状の検査をシステム化して自動で行うため、ステンシルマスクの品質、信頼性が向上し、歩留り向上ができるステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法及びステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置を提供することである。   Since the present invention automatically performs the inspection of the membrane shape of the stencil mask by systematizing, the method for inspecting the membrane shape of the stencil mask and the membrane shape of the stencil mask that can improve the quality and reliability of the stencil mask and improve the yield. It is to provide an inspection device.

本発明の請求項1に係る発明は、半導体製造で使用されるステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法において、ステンシルマスクをXYステージに配置し、レーザによるシートビームをステンシルマスクの表面に対して斜めに入射し、ステンシルマスクからの反射で光切断像を得ることを特徴とするステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法としたものである。   According to a first aspect of the present invention, in a method for inspecting a membrane shape of a stencil mask used in semiconductor manufacturing, the stencil mask is disposed on an XY stage, and a sheet beam by a laser is inclined with respect to the surface of the stencil mask. The method for inspecting the membrane shape of the stencil mask is characterized in that a light cut image is obtained by incidence and reflection from the stencil mask.

本発明の請求項2に係る発明は、メンブレンの凹凸形状を認識する画像処理を行うことを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法としたものである。   The invention according to claim 2 of the present invention is the method for inspecting a membrane shape of a stencil mask according to claim 1, wherein image processing for recognizing the uneven shape of the membrane is performed.

本発明の請求項3に係る発明は、メンブレンの凹凸形状が基準位置からの凹凸の大きさが規定の値より大の場合に欠陥として判定することを特徴とする請求項2に記載のステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法としたものである。   The invention according to claim 3 of the present invention is characterized in that the concavo-convex shape of the membrane is determined as a defect when the size of the concavo-convex shape from the reference position is larger than a specified value. This is a method for inspecting the membrane shape.

本発明の請求項4に係る発明は、光切断像は、メンブレンの貫通パターン部で欠落した光切断像を連続しているものとして補間する処理を行うことを特徴とする請求項1または2に記載のステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法としたものである。   The invention according to claim 4 of the present invention is characterized in that the light section image is subjected to a process of interpolating the light section image missing at the penetration pattern portion of the membrane as continuous. This is a method for inspecting the membrane shape of the described stencil mask.

本発明の請求項5に係る発明は、レーザをシートビームに成形してマスク表面に対して斜めに入射させる光切断光学系と、ステンシルマスクのメンブレンで反射して得られる光切断像を結像する光学系及びカメラと、検査対象のステンシルマスクを搭載してXY方向に移動可能な自動ステージと、カメラから取り込まれたメンブレン形状を認識する画像処理部と、を具備することを特徴とするステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置としたものである。   The invention according to claim 5 of the present invention forms a light cutting optical system in which a laser is formed into a sheet beam and incident obliquely on the mask surface, and a light cutting image obtained by reflection by a membrane of a stencil mask. A stencil comprising an optical system and a camera, an automatic stage mounted with a stencil mask to be inspected and movable in the XY directions, and an image processing unit for recognizing a membrane shape captured from the camera This is a mask membrane shape inspection apparatus.

本発明の請求項6に係る発明は、メンブレンの形状が基準位置からの規定の値より大の場合に欠陥として判定することを特徴とする請求項5に記載のステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置としたものである。   6. The stencil mask membrane shape inspection device according to claim 5, wherein the invention according to claim 6 is determined as a defect when the shape of the membrane is larger than a prescribed value from the reference position. It is what.

本発明の請求項7に係る発明は、光切断像は、メンブレンの貫通パターン部で欠落した光切断像を連続しているものとして補間する処理を行うことを特徴とする請求項5に記載のステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置としたものである。   The invention according to claim 7 of the present invention is characterized in that the light section image is subjected to a process of interpolating the light section image missing at the penetration pattern portion of the membrane as being continuous. This is a stencil mask membrane shape inspection apparatus.

本発明によれば、ステンシルマスクのメンブレン形状の検査をシステム化して自動で行うため、ステンシルマスクの品質、信頼性が向上し、歩留り向上ができるステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法及びステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置を提供することができる。   According to the present invention, since the inspection of the membrane shape of the stencil mask is systematically performed automatically, the quality and reliability of the stencil mask can be improved, and the yield of the stencil mask membrane shape can be improved, and the stencil mask membrane A shape inspection apparatus can be provided.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ、説明する。実施の形態において、同一構成要素には同一符号を付け、実施の形態の間において重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description among the embodiments is omitted.

図1は、本実施の形態に係る検査対象となるステンシルマスクを示す概念図である。図1に示すように、本実施の形態に係る検査対象となるステンシルマスク1は、シリコンウェハ等を用いて形成され、薄膜状に加工し、荷電粒子線が透過するための微細パターンが形成されたメンブレン2を有している。本実施の形態においては、メンブレン2のたるみ等の凹凸形状をステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法及びステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置を用いて検出するものである。   FIG. 1 is a conceptual diagram showing a stencil mask to be inspected according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a stencil mask 1 to be inspected according to the present embodiment is formed using a silicon wafer or the like, processed into a thin film, and formed with a fine pattern for transmitting charged particle beams. The membrane 2 is provided. In the present embodiment, the uneven shape such as sagging of the membrane 2 is detected by using a stencil mask membrane shape inspection method and a stencil mask membrane shape inspection device.

以下、ステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法について説明する。図2は、本発明の実施の形態に係るステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法を示す概念図である。図2に示すように、本発明の実施の形態に係るステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法は、レーザ光3が入射側でシートビーム4に成形され、ステンシルマスク1に対して斜め上方から入射する。このときシートビーム4がメンブレン2の表面を常に焦点位置7で走査できるよう、あらかじめステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置のXYステージ12の垂直方向及び傾きの調整を実施しておく。   Hereinafter, a method for inspecting the membrane shape of the stencil mask will be described. FIG. 2 is a conceptual diagram showing a method for inspecting a membrane shape of a stencil mask according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, in the method for inspecting the membrane shape of the stencil mask according to the embodiment of the present invention, the laser beam 3 is formed into a sheet beam 4 on the incident side, and is incident on the stencil mask 1 obliquely from above. . At this time, the vertical direction and inclination of the XY stage 12 of the stencil mask membrane shape inspection apparatus are adjusted in advance so that the sheet beam 4 can always scan the surface of the membrane 2 at the focal position 7.

その後、シートビーム4はステンシルマスク1の表面で反射するが、そのときに得られる光切断像5は検査用カメラ6に至る。この反射側の光学系の焦点位置がシートビーム4のステンシルマスク1上の焦点位置7になるように調整しておく。   Thereafter, the sheet beam 4 is reflected by the surface of the stencil mask 1, and the light section image 5 obtained at that time reaches the inspection camera 6. Adjustment is made so that the focal position of the optical system on the reflection side is the focal position 7 on the stencil mask 1 of the sheet beam 4.

レーザ3をシートビーム4状に成形するためにスリット、もしくはシリンドリカルレンズと対物レンズ等の集光レンズとを組み合わせ、ステンシルマスク1表面に対して斜め上方から表面上に焦点を結ぶように構成する。その表面では概ね数μm程度の幅にシートビーム4を照射することができる。   In order to form the laser 3 into a sheet beam 4 shape, a slit or a cylindrical lens and a condenser lens such as an objective lens are combined so as to focus on the surface of the stencil mask 1 obliquely from above. On the surface, the sheet beam 4 can be irradiated with a width of about several μm.

図3は、本発明の実施の形態に係るステンシルマスクのメンブレン2が平坦な場合の光切断像を示す概念図である。図3に示すように、光切断像5はメンブレン2において直線性が保たれ、一本の輝線となっている。レーザ3のシートビーム4を照射する光学系に対しステンシルマスク1を搭載したXYステージ12が機械的に歪みなく焦点距離が等しく保たれるように調整されていれば、画像上の高さhの位置で常に一定の場所に、直線性が保たれた1本の光切断像5として得ることができる。この光切断像5を利用することによって、メンブレン2の任意の箇所の凹凸形状を忠実に再現できる画像情報として、高速に取得することができる。   FIG. 3 is a conceptual diagram showing a light section image when the membrane 2 of the stencil mask according to the embodiment of the present invention is flat. As shown in FIG. 3, the light section image 5 maintains linearity in the membrane 2 and forms a single bright line. If the XY stage 12 having the stencil mask 1 mounted on the optical system that irradiates the sheet beam 4 of the laser 3 is adjusted so that the focal length remains the same without mechanical distortion, the height h on the image is high. It is possible to obtain a single light section image 5 in which linearity is always maintained at a fixed position. By using this light section image 5, it can be acquired at high speed as image information that can faithfully reproduce the uneven shape of an arbitrary portion of the membrane 2.

図4は、図3で得られる光切断像5を検査用カメラ6から取り込み、フレームメモリ上に展開した画像を示している。ステンシルマスク1を搭載したXYステージ12は機械的な歪みがなく、入射側の焦点距離がステンシルマスク1上で一定に保たれるように調整されているため、得られた光切断像5は常にフレームメモリの高さhにおいて、一本の輝線となる。   FIG. 4 shows an image obtained by capturing the light section image 5 obtained in FIG. 3 from the inspection camera 6 and developing it on the frame memory. The XY stage 12 on which the stencil mask 1 is mounted has no mechanical distortion and is adjusted so that the focal length on the incident side is kept constant on the stencil mask 1, so that the obtained light section image 5 is always At the height h of the frame memory, it becomes one bright line.

図5はステンシルマスク1のメンブレン部2が非平坦であり、凹凸が生じている場合を示す。このときの光切断像5はメンブレン部2の凹凸に沿った曲線8の輝線となる。   FIG. 5 shows a case where the membrane portion 2 of the stencil mask 1 is non-flat and uneven. The light section image 5 at this time becomes a bright line of a curve 8 along the unevenness of the membrane portion 2.

図6は図5で得られるフレームメモリの画像を示している。このとき光切断像5はメンブレン部2の凹凸形状を再現しており、曲線8の輝線となる。図4で示されたフレームメモリの高さhの輝線の位置に対して変位量dを有する曲線8となる。   FIG. 6 shows an image of the frame memory obtained in FIG. At this time, the light section image 5 reproduces the uneven shape of the membrane portion 2 and becomes a bright line of the curve 8. The curve 8 has a displacement amount d with respect to the position of the bright line at the height h of the frame memory shown in FIG.

上記の変位量dを数値的に認識するため、フレームメモリ内の画像については図7のように画像処理を施しておく。まず、2値化処理を実施し、得られた光切断像からノイズ除去を行い、必要な輝線のみを抽出する。次に、細線化処理を実施することで、フレームメモリの横方向に対する高さhが一義的に決定される。   In order to numerically recognize the displacement d, the image in the frame memory is subjected to image processing as shown in FIG. First, binarization processing is performed, noise is removed from the obtained light section image, and only necessary bright lines are extracted. Next, by performing the thinning process, the height h in the horizontal direction of the frame memory is uniquely determined.

さらに、図3のステンシルマスク1の表面位置を示すフレームメモリ内の高さhを基準として、許容範囲10を規定しておき、高さdがこれを超える場合にはメンブレン部2の凹凸形状が規定値より大であるとして、検出が可能となる。   Further, an allowable range 10 is defined with reference to the height h in the frame memory indicating the surface position of the stencil mask 1 in FIG. 3, and when the height d exceeds this, the uneven shape of the membrane portion 2 is It is possible to detect that it is larger than the specified value.

図8はステンシルマスク1のメンブレン2にパターンが存在する場合の光切断像5の概念図を示す。メンブレン2のパターンは貫通孔のため反射光が得られず、断続的な光切断像5となり、また図7と同様の画像処理を経る。さらに、ステンシルマスク1のメンブレン2に形成されているパターンは、荷電粒子線が通過する貫通孔の構造のため、シートビーム4を照射してもそこからは反射光が得られず、不連続な光切断像5として得られてしまう。メンブレン2に貫通孔のパターンが形成され光切断像5が不連続となっても、メンブレン2としては連続した凹凸形状を保つことができるため、以降の処理を続けることができる。その結果を図9に示す。   FIG. 8 shows a conceptual diagram of the light section image 5 when a pattern is present on the membrane 2 of the stencil mask 1. Since the pattern of the membrane 2 is a through hole, no reflected light is obtained, resulting in an intermittent light section image 5 and undergoes the same image processing as in FIG. Furthermore, the pattern formed on the membrane 2 of the stencil mask 1 has a structure of a through hole through which a charged particle beam passes. Therefore, even if the sheet beam 4 is irradiated, no reflected light is obtained from the pattern, and the pattern is discontinuous. It is obtained as a light section image 5. Even if the pattern of the through hole is formed in the membrane 2 and the light cut image 5 becomes discontinuous, the membrane 2 can maintain a continuous uneven shape, so that the subsequent processing can be continued. The result is shown in FIG.

図10は、図9に示されるような断続的な光切断像5に対してそれを補間する概念図である。ここでは全て、隣り合う断続的な輝線の端部同士を直線11で結ぶことで補間され、連続する線が得られる。   FIG. 10 is a conceptual diagram for interpolating the intermittent light section image 5 as shown in FIG. Here, all are interpolated by connecting the ends of adjacent intermittent bright lines with a straight line 11 to obtain a continuous line.

次に、本発明の実施の形態に係るステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置について説明する。図11は、本発明の実施の形態に係るステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置を示す概念図である。図11に示すように、本発明の実施の形態に係るステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置はステンシルマスク1、XYステージ12、ステージコントローラ13、電算機14、画像処理部15及び光切断光学系16を備えている。ステンシルマスク1はXYステージ12上へ搭載される。このとき、ステンシルマスク1のアライメント動作は完了しているものとする。   Next, a membrane shape inspection apparatus for a stencil mask according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a conceptual diagram showing a membrane shape inspection apparatus for a stencil mask according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the stencil mask membrane shape inspection apparatus according to the embodiment of the present invention includes a stencil mask 1, an XY stage 12, a stage controller 13, a computer 14, an image processing unit 15, and a light cutting optical system 16. It has. The stencil mask 1 is mounted on the XY stage 12. At this time, it is assumed that the alignment operation of the stencil mask 1 is completed.

光切断光学系16は入射側にレーザ3、反射側にはカメラ6を有し、形成されたシートビーム4がステンシルマスク1の表面上を全面走査するよう、XYステージ12が移動する。さらに、光切断光学系16ではステンシルマスク1に対し斜め上方から照射したシートビーム4がその表面で集光し反対側へ反射するが、反射光である光切断像5は結像光学系の倍率と撮像素子との大きさによって任意の倍率でフレームメモリに導くことができる。   The light cutting optical system 16 has a laser 3 on the incident side and a camera 6 on the reflection side, and the XY stage 12 moves so that the formed sheet beam 4 scans the entire surface of the stencil mask 1. Further, in the light cutting optical system 16, the sheet beam 4 irradiated obliquely from above the stencil mask 1 is condensed on the surface and reflected to the opposite side, but the light cutting image 5 which is reflected light is a magnification of the imaging optical system. Depending on the size of the image sensor, it can be guided to the frame memory at an arbitrary magnification.

画像処理部15は、ステンシルマスク1のメンブレン部2の凹凸形状を認識し、数値データに変換するためフレームメモリ上の光切断像5に画像処理を施す。得られたフレームメモリ内の光切断像5に対し特定のレベルを設定して2値化処理を行い必要なメンブレン部2の情報以外を除外し、さらに細線化処理を施しておく。さらにシートビーム4の走査によって得られる全ての画像に図7に示すような処理を施すことで、メンブレン2を含む検査面の高さhデータとして数値化する。処理結果は数値データとして電算機14へ転送される。   The image processing unit 15 recognizes the concavo-convex shape of the membrane unit 2 of the stencil mask 1 and performs image processing on the light section image 5 on the frame memory in order to convert it into numerical data. A specific level is set for the obtained light section image 5 in the frame memory to perform a binarization process to exclude information other than the necessary information on the membrane portion 2 and further perform a thinning process. Further, all the images obtained by scanning the sheet beam 4 are subjected to processing as shown in FIG. 7, and are digitized as height h data of the inspection surface including the membrane 2. The processing result is transferred to the computer 14 as numerical data.

電算機14は、転送された数値データを解析し、設定された許容値10に対しメンブレン2の凹凸の変位量dが超えた場合に、ステージコントローラ13に信号を出力し、その時のステージ座標を逐次記録しておく。また、電算機14においては、XYステージ12等の機構部と検査用カメラ6との制御を行いながら、検査用データの入力と表示、光学系からの画像処理後の出力データの解析と判定を行い、検査システム全体を集中管理するものである。   The computer 14 analyzes the transferred numerical data, and outputs a signal to the stage controller 13 when the displacement d of the unevenness of the membrane 2 exceeds the set allowable value 10, and the stage coordinates at that time are output. Record sequentially. Further, the computer 14 performs input and display of inspection data and analysis and determination of output data after image processing from the optical system while controlling the mechanical unit such as the XY stage 12 and the inspection camera 6. And centrally manage the entire inspection system.

以上、一連のメンブレン検査が完了すると、電算機14はステンシルマスク1の検査マップを表示する。このとき、メンブレン2の凹凸の変位量dが許容値10を超えて記録された座標がマップ上で示される。   As described above, when the series of membrane inspection is completed, the computer 14 displays the inspection map of the stencil mask 1. At this time, coordinates recorded with the displacement d of the unevenness of the membrane 2 exceeding the allowable value 10 are shown on the map.

ステンシルマスク1は自動ステージを持つ顕微鏡やレビューステーションにセットし、検査結果として記録された座標データにもとづいて再観察を行う。このときメンブレン2のたわみが確認されればNG品として判定される。   The stencil mask 1 is set on a microscope or review station having an automatic stage, and re-observation is performed based on coordinate data recorded as an inspection result. At this time, if the deflection of the membrane 2 is confirmed, it is determined as an NG product.

本発明の実施の形態に係るステンシルマスクのメンブレン形状の検査によって、ステンシルマスク1のメンブレン2形状の検査を高速に行うことができ、メンブレン2の凹凸形状が悪い場合、応力調整作業へフィードバックすることで平坦性の修正を速やかに行うことができる。   By inspecting the membrane shape of the stencil mask according to the embodiment of the present invention, the shape of the membrane 2 of the stencil mask 1 can be inspected at high speed, and when the uneven shape of the membrane 2 is poor, feedback to the stress adjustment work is performed. The flatness can be corrected quickly.

また、メンブレン2形状の検査により、メンブレン2の最大変位が明らかになるため、近接露光の際に所定の許容値に収まっているか判断することで、メンブレン2がウェハへ接触する危険性を回避することができる。   In addition, since the maximum displacement of the membrane 2 is revealed by the inspection of the membrane 2 shape, the risk of the membrane 2 coming into contact with the wafer is avoided by determining whether or not the predetermined displacement is within the proximity exposure. be able to.

ステンシルマスクのメンブレン形状の検査についてはシステム化し自動で行われるため、人手による汎用計測機を使用して問題となっていたステンシルマスクへ異物付着の恐れも無くなる。以上により実際のステンシルマスクの検査へ適用することが可能となり、ステンシルマスクの品質、及び信頼性が向上し、歩留り向上に貢献することができる。   Since the inspection of the membrane shape of the stencil mask is performed automatically by systematization, there is no possibility of foreign matter adhering to the stencil mask, which has been a problem using a manual measuring instrument. As described above, it can be applied to an actual inspection of a stencil mask, and the quality and reliability of the stencil mask can be improved, thereby contributing to an improvement in yield.

本発明の実施の形態に係る検査対象となるステンシルマスクを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the stencil mask used as the test object which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るメンブレン形状の検査方式法を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the test | inspection method of the membrane shape which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るメンブレン部が平坦な場合の光切断像を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the light cut image in case the membrane part which concerns on embodiment of this invention is flat. 本発明の実施の形態に係るメンブレン部が平坦な場合のフレームメモリ画像を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows a frame memory image when the membrane part which concerns on embodiment of this invention is flat. 本発明の実施の形態に係るメンブレン部が非平坦である場合の光切断像を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the light cut image in case the membrane part which concerns on embodiment of this invention is non-flat. 本発明の実施の形態に係るメンブレン部が非平坦な場合のフレームメモリ画像を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows a frame memory image when the membrane part which concerns on embodiment of this invention is non-flat. 本発明の実施の形態に係るフレームメモリ画像の画像処理結果を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the image processing result of the frame memory image which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るメンブレン部にパターンがある場合の光切断像を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the light cut image in case there exists a pattern in the membrane part which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るパターンがある場合の画像処理結果を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the image processing result in case there exists a pattern which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るメンブレン部にパターンがある場合の光切断像を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the light cut image in case there exists a pattern in the membrane part which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るメンブレン形状の検査装置を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the membrane-shaped test | inspection apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:ステンシルマスク、2:ステンシルマスクのメンブレン部、3:レーザ、4:シートビーム、5:光切断像、6:検査用カメラ、7:焦点位置、8:光切断像のメンブレン部、9:メンブレン部にパターンが存在する場合の光切断像、10:メンブレン部の凹凸形状規定値、11:補間データ、12:XYステージ、13:ステージコントローラ、14:電算機、15:画像処理部、16:光切断光学系 1: Stencil mask, 2: Membrane part of stencil mask, 3: Laser, 4: Sheet beam, 5: Optical cut image, 6: Inspection camera, 7: Focal position, 8: Membrane part of optical cut image, 9: Optical cut image in the case where a pattern exists in the membrane part, 10: Prescribed irregular value of the membrane part, 11: Interpolation data, 12: XY stage, 13: Stage controller, 14: Computer, 15: Image processing part, 16 : Optical cutting optical system

Claims (7)

半導体製造で使用されるステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法において、
ステンシルマスクをXYステージに配置し、
レーザによるシートビームを前記ステンシルマスクの表面に対して斜めに入射し、
前記ステンシルマスクからの反射で光切断像を得ることを特徴とするステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法。
In the inspection method of the membrane shape of the stencil mask used in semiconductor manufacturing,
Place the stencil mask on the XY stage,
A sheet beam by laser is incident obliquely on the surface of the stencil mask,
A method for inspecting a membrane shape of a stencil mask, wherein a light section image is obtained by reflection from the stencil mask.
前記メンブレンの凹凸形状を認識する画像処理を行うことを特徴とする請求項1に記載のステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法。   2. The method for inspecting a membrane shape of a stencil mask according to claim 1, wherein image processing for recognizing the uneven shape of the membrane is performed. 前記メンブレンの凹凸形状が基準位置からの凹凸の大きさが規定の値より大の場合に欠陥として判定することを特徴とする請求項2に記載のステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法。   The method for inspecting a membrane shape of a stencil mask according to claim 2, wherein the uneven shape of the membrane is determined as a defect when the size of the unevenness from a reference position is larger than a specified value. 前記光切断像は、前記メンブレンの貫通パターン部で欠落した前記光切断像を連続しているものとして補間する処理を行うことを特徴とする請求項1または2に記載のステンシルマスクのメンブレン形状の検査方法。   3. The stencil mask membrane shape according to claim 1, wherein the light cut image is subjected to a process of interpolating the light cut image missing at the penetration pattern portion of the membrane as being continuous. 4. Inspection method. レーザをシートビームに成形してマスク表面に対して斜めに入射させる光切断光学系と、
ステンシルマスクのメンブレンで反射して得られる光切断像を結像する光学系及びカメラと、
検査対象の前記ステンシルマスクを搭載してXY方向に移動可能な自動ステージと、
前記カメラから取り込まれた前記メンブレン形状を認識する画像処理部と、
を具備することを特徴とするステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置。
A light-cutting optical system that forms a laser into a sheet beam and makes it incident obliquely on the mask surface;
An optical system and a camera for forming a light section image obtained by reflection on a stencil mask membrane;
An automatic stage mounted with the stencil mask to be inspected and movable in the XY directions;
An image processing unit for recognizing the membrane shape captured from the camera;
A membrane shape inspection apparatus for a stencil mask, comprising:
前記メンブレンの形状が基準位置からの規定の値より大の場合に欠陥として判定することを特徴とする請求項5に記載のステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置。   6. The apparatus for inspecting a membrane shape of a stencil mask according to claim 5, wherein when the shape of the membrane is larger than a prescribed value from a reference position, it is determined as a defect. 前記光切断像は、前記メンブレンの貫通パターン部で欠落した前記光切断像を連続しているものとして補間する処理を行うことを特徴とする請求項5に記載のステンシルマスクのメンブレン形状の検査装置。   6. The apparatus for inspecting a membrane shape of a stencil mask according to claim 5, wherein the light cut image is subjected to a process of interpolating the light cut image missing at the penetration pattern portion of the membrane as being continuous. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014081218A (en) * 2012-10-12 2014-05-08 Ricoh Elemex Corp Exterior appearance inspection device

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