JP3450848B2 - Photomask blank, glass substrate for photomask blank, and photomask - Google Patents
Photomask blank, glass substrate for photomask blank, and photomaskInfo
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Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、LSI製造の際等にお
いて、微細パターン露光用のマスクとして用いられるフ
ォトトマスクの素材たるフォトマスクマスクブランクの
検査方法並びにこの検査方法を用いたフォトトマスクの
製造方法及びこの製造方法で製造したフォトマスクに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for inspecting a photomask mask blank, which is a material of a phototomask used as a mask for exposure of a fine pattern in the production of LSI, etc., and a phototomask production using this inspection method. The present invention relates to a method and a photomask manufactured by this manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体素子の高集積化にともなってリソ
グラフィー工程に用いられる投影露光技術には、転写で
きるパターンのより微細化、高解像度化が要求されてき
ている。2. Description of the Related Art As semiconductor devices become highly integrated, projection exposure techniques used in lithography processes are required to have finer transfer patterns and higher resolution.
【0003】この投影露光を行う際にマスクとして用い
られるフォトマスクは、透明基板上に透光部と遮光部と
からなる露光用微細パターンを形成したものである。こ
の微細パターンは、基準位置に対して個々のパターンが
正確に所定の位置関係になっている必要がある。この位
置関係の正確性はパターンのより微細化、高解像度化に
比例してより高度な正確性が要求される。A photomask used as a mask when performing this projection exposure is one in which a fine pattern for exposure consisting of a light transmitting portion and a light shielding portion is formed on a transparent substrate. In this fine pattern, it is necessary that the individual patterns have a precise positional relationship with respect to the reference position. The accuracy of this positional relationship requires higher accuracy in proportion to the finer pattern and higher resolution of the pattern.
【0004】この微細パターンは、通常、透光性基板の
表面に遮光膜が形成されたフォトマスクブランクにレジ
スト膜を形成し、このレジスト膜に電子線で微細パター
ンを描画する電子線露光を施した後、現像、エッチング
して形成される。この電子線描画は、フォトマスクブラ
ンクを移動ステージに保持し、描画すべきパターンを座
標データとしてコンピュータに格納し、この座標データ
に基づいて電子線の照射位置及び移動ステージの位置を
制御して行う。This fine pattern is usually formed by forming a resist film on a photomask blank having a light-shielding film formed on the surface of a transparent substrate and subjecting the resist film to electron beam exposure for drawing a fine pattern with an electron beam. After that, it is formed by developing and etching. This electron beam drawing is performed by holding the photomask blank on the moving stage, storing the pattern to be drawn in the computer as coordinate data, and controlling the irradiation position of the electron beam and the position of the moving stage based on this coordinate data. .
【0005】ここで、この電子線描画によって露光し、
現像、エッチングによってフォトマスクブランクに実際
に形成した微細パターンと、座標データで示される微細
パターンとが正確に一致している必要がある。これが所
定以上の精度で一致していないフォトマスクを用いてパ
ターン転写を行った場合、大量の不良半導体製品を造る
ことになる。このため、製造されたフォトマスクについ
て、実際に形成された微細パターンと、座標データで示
される微細パターンとが所定以上の精度で一致している
か否かの検査が行われる。この検査は、電子線描画の際
に所定の座標位置に付しておいたマークの座標値を座標
測定機によって測定し、このマークの測定座標値と座標
データの対応するマーク座標値とを照合してそれらが所
定以上の精度で一致している否かを検査するものであ
る。この検査に不合格のフォトマスクは不良品とされ
る。Here, exposure is performed by this electron beam drawing,
The fine pattern actually formed on the photomask blank by development and etching and the fine pattern indicated by the coordinate data must match exactly. If pattern transfer is performed using a photomask that does not match with a precision higher than a predetermined value, a large number of defective semiconductor products will be manufactured. Therefore, with respect to the manufactured photomask, an inspection is performed as to whether or not the actually formed fine pattern and the fine pattern indicated by the coordinate data match with each other with a precision higher than a predetermined accuracy. In this inspection, the coordinate value of the mark attached to the predetermined coordinate position during electron beam drawing is measured by a coordinate measuring machine, and the measured coordinate value of this mark and the corresponding mark coordinate value of the coordinate data are collated. Then, it is inspected whether or not they match with each other with a precision higher than a predetermined level. Photomasks that fail this inspection are considered defective.
【0006】ところで、この検査に不合格になる原因は
種々考えられるが、その1つとしてフォトマスクブラン
クの主表面の平坦度がある。すなわち、微細パターンを
形成するフォトマスクブランクの表面(主表面)が一定
以上の平坦度を有していないと、仮に、電子線描画精度
をいかによくしても正確な微細パターンを形成させるこ
とはできない。このため、従来から、フォトマスクブラ
ンクの平坦度を平坦度測定装置によって検査し、所定以
下の平坦度のフォトマスクブランクは電子線描画工程を
施す前に不良品として排除することにより、無駄な工程
を省くことが行われていた。There are various possible causes for failing this inspection, and one of them is the flatness of the main surface of the photomask blank. That is, if the surface (main surface) of the photomask blank on which the fine pattern is formed does not have a flatness above a certain level, it is impossible to form an accurate fine pattern even if the electron beam drawing accuracy is improved. Can not. Therefore, conventionally, the flatness of the photomask blank is inspected by a flatness measuring device, and the photomask blank having a flatness of a predetermined level or less is rejected as a defective product before the electron beam writing process is performed. Was omitted.
【0007】なお、ここで、フォトマスクブランクは、
フォトマスクを製造する中間の段階で得られるフォトマ
スクの素材であって、フォトマスクとして完成する以前
の素材を広く指すものであるが、ある段階におけるフォ
トマスクブランクはフォトマスクの素材として独立した
製品として取り扱われる場合も少なくない。Here, the photomask blank is
It is a material for photomasks obtained at an intermediate stage of manufacturing a photomask and broadly refers to a material before it is completed as a photomask, but a photomask blank at a certain stage is an independent product as a material for a photomask. In many cases, it is treated as.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の平坦
度検査によって所定以上の平坦度とされたフォトマスク
ブランクを用いてフォトマスクを製造しても、得られた
フォトマスクの中に座標位置精度の不良による不良品が
混在する場合が少なからずあるという問題があった。こ
のため、平坦度の基準を厳しく設定する試みもなされた
が、所定以上に厳しくしても歩留まりが著しく悪化する
だけで、不良率の改善はほとんど得られないことがわか
った。By the way, even if a photomask is manufactured using a photomask blank having a flatness equal to or higher than a predetermined level by the above-mentioned flatness inspection, the coordinate position accuracy is obtained in the obtained photomask. There is a problem that defective products are often mixed due to the above defects. For this reason, attempts have been made to set a strict standard of flatness, but it has been found that even if the standard is stricter than a predetermined level, the yield is significantly deteriorated, and the defect rate is hardly improved.
【0009】本発明者の研究によれば、フォトマスクブ
ランクの平坦度が所定の水準以上である場合において
は、一定の平坦度であってもその凹凸形状いかんによっ
て形成される微細パターンの座標位置精度が大きく左右
され、単に平坦度をよくしてもそれに比例して座標位置
精度の向上は図れないことが判明した。According to the research conducted by the present inventor, when the flatness of the photomask blank is equal to or higher than a predetermined level, the coordinate position of the fine pattern formed by the uneven shape even if the flatness is constant. It was found that the accuracy depends greatly, and even if the flatness is improved, the coordinate position accuracy cannot be improved in proportion thereto.
【0010】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、フォトマスクブランクの良否を適確に判定で
きるフォトマスクブランクの検査方法、この検査方法を
用いて生産性よくフォトマスクを製造できるフォトマス
クの製造方法及びこの製造方法で製造したフォトマスク
を提供することを目的としたものである。The present invention has been made under the background described above, and a photomask blank inspecting method capable of accurately determining the quality of a photomask blank, and a photomask having high productivity using this inspecting method. An object of the present invention is to provide a photomask manufacturing method that can be manufactured and a photomask manufactured by this manufacturing method.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明にかかるフォトマスクブランクの検査方法
は、(1)透孔性基板に転写用微細パターンが形成され
てなるフォトマスクの素材として用いられるフォトマス
クブランクの良否を判定するフォトマスクブランクの検
査方法であって、前記フォトマスクブランクの主表面の
凹凸形状を測定し、この主表面の凹凸形状が、該主表面
に略平行な基準平面に対して略平行な平面であるか、又
は、前記主表面の高さ分布が該主表面の中心から周縁に
向かって滑らかな増加傾向を示す単純な凹状の曲面形状
であるか、又は、前記主表面の高さ分布が該主表面の中
心から周縁に向かって滑らかな減少傾向を示す単純な凸
状の曲面形状である否かにより、良否を判定することを
特徴とした構成とした。In order to solve the above-mentioned problems, a method of inspecting a photomask blank according to the present invention includes (1) a photomask formed by forming a transfer fine pattern on a porous substrate. A method of inspecting a photomask blank for determining the quality of a photomask blank used as a material, comprising measuring an uneven shape of a main surface of the photomask blank, the uneven shape of the main surface being substantially parallel to the main surface. A plane substantially parallel to the reference plane, or a simple concave curved surface shape in which the height distribution of the main surface shows a smooth increasing tendency from the center of the main surface toward the periphery, Or, a configuration characterized by determining whether the height distribution of the main surface is a simple convex curved surface shape showing a smooth decreasing tendency from the center of the main surface toward the peripheral edge. It was.
【0012】また、本発明かかるフォトマスクの製造方
法は、(2)透光性基板上に遮光膜を形成する遮光膜形
成工程と、前記遮光膜上にレジスト膜を形成するレジス
ト膜形成工程と、前記レジスト膜に微細パターン露光を
施して現像するレジスト膜露光現像工程と、前記レジス
ト膜露光現像工程後の透光性基板をエッチング処理し、
遮光膜の一部を微細パターン状に除去して透光性基板の
主表面に透光部と遮光部とからなる微細パターンを形成
するエッチング工程とを有するフォトマスクの製造方法
において、前記レジスト膜露光現像工程より前の工程に
おいて、前記透光性基板を含むフォトマスクブランクを
構成1の方法によって検査するフォトマスクブランク検
査工程を有することを特徴とした構成とした。The method of manufacturing a photomask according to the present invention comprises (2) a light-shielding film forming step of forming a light-shielding film on a light-transmitting substrate, and a resist film forming step of forming a resist film on the light-shielding film. A resist film exposure / development step in which the resist film is subjected to fine pattern exposure and development;
A method of manufacturing a photomask, comprising: an etching step of removing a part of a light-shielding film in a fine pattern to form a fine pattern including a light-transmitting portion and a light-shielding portion on a main surface of a light-transmitting substrate. In a step prior to the exposure / development step, a photomask blank inspection step of inspecting the photomask blank including the transparent substrate by the method of configuration 1 is provided.
【0013】さらに、本発明にかかるフォトマスクブラ
ンクは、(3)透孔性基板に転写用微細パターンが形成
されてなるフォトマスクの素材として用いられるフォト
マスクブランクであって、主表面の凹凸形状が、該主表
面に略平行な基準平面に対して略平行な平面であるか、
又は、前記主表面の高さ分布が該主表面の中心から周縁
に向かって滑らかな増加傾向を示す単純な凹状の曲面形
状であるか、又は、前記主表面の高さ分布が該主表面の
中心から周縁に向かって滑らかな減少傾向を示す単純な
凸状の曲面形状であることを特徴とした構成とした。Furthermore, the photomask blank according to the present invention is (3) a photomask blank used as a material for a photomask in which a transfer fine pattern is formed on a porous substrate, and has an uneven shape on the main surface. Is a plane substantially parallel to a reference plane substantially parallel to the main surface,
Or, the height distribution of the main surface is a simple concave curved surface shape showing a smooth increasing tendency from the center of the main surface toward the periphery, or the height distribution of the main surface is The configuration is characterized by a simple convex curved surface shape showing a smooth decreasing tendency from the center to the periphery.
【0014】そして、本発明にかかるフォトマスクブラ
ンク用ガラス基板は、(4)構成3のフォトマスクブラ
ンクの透光性基板として用いられるフォトマスクブラン
ク用ガラス基板であって、主表面の凹凸形状が、該主表
面に略平行な基準平面に対して略平行な平面であるか、
又は、前記主表面の高さ分布が該主表面の中心から周縁
に向かって滑らかな増加傾向を示す単純な凹状の曲面形
状であるか、又は、前記主表面の高さ分布が該主表面の
中心から周縁に向かって滑らかな減少傾向を示す単純な
凸状の曲面形状であることを特徴とした構成とした。The glass substrate for a photomask blank according to the present invention is (4) a glass substrate for a photomask blank used as a light-transmitting substrate of the photomask blank of the constitution 3, in which the irregular shape of the main surface is , A plane that is substantially parallel to a reference plane that is substantially parallel to the main surface,
Or, the height distribution of the main surface is a simple concave curved surface shape showing a smooth increasing tendency from the center of the main surface toward the periphery, or the height distribution of the main surface is The configuration is characterized by a simple convex curved surface shape showing a smooth decreasing tendency from the center to the periphery.
【0015】[0015]
【作用】上述の構成1において、フォトマスクブランク
の主表面の平坦度が一定の水準以上である場合には、平
坦度が同じであっても、フォトマスクブランクの主表面
の凹凸形状が、該主表面に略平行な基準平面に対して略
平行な平面であるか、又は、前記主表面の高さ分布が該
主表面の中心から周縁に向かって滑らかな増加傾向を示
す単純な凹状の曲面形状であるか、又は、前記主表面の
高さ分布が該主表面の中心から周縁に向かって滑らかな
減少傾向を示す単純な凸状の曲面形状である場合には、
良品であり、そうでない場合、例えば、凸状曲面と凹状
曲面とが合成されたような、いわば、捩じれた曲面形状
をなしている場合には不良品であると判定される。In the above structure 1, when the flatness of the main surface of the photomask blank is not less than a certain level, the unevenness of the main surface of the photomask blank is It is a plane that is substantially parallel to a reference plane that is substantially parallel to the main surface, or a simple concave curved surface in which the height distribution of the main surface shows a smooth increasing tendency from the center of the main surface toward the periphery. In the case of a shape, or when the height distribution of the main surface is a simple convex curved surface shape showing a smooth decreasing tendency from the center of the main surface toward the periphery,
If it is a non-defective product, and if it is not so, for example, if it has a so-called twisted curved surface shape in which a convex curved surface and a concave curved surface are combined, it is determined to be a defective product.
【0016】このように、曲面形状によってフォトマス
クブランクの良否を正確に判定できるという事実は本発
明者の研究によって解明されたものである。すなわち、
同じ平坦度を有する多数のフォトマスクブランクの主表
面の曲面形状をあらかじめ平坦度測定装置によって測定
しておき、これらのフォトマスクブランクを用いてフォ
トマスクを製造して各々の座標位置精度を測定したとこ
ろ、座標位置精度の良否とフォトマスクブランクの主表
面の曲面形状とが比較的単純な上述した相関関係を有し
ていることが解明された。As described above, the fact that the quality of the photomask blank can be accurately determined by the curved surface shape has been clarified by the research by the present inventor. That is,
The curved surface shape of the main surface of a large number of photomask blanks having the same flatness was measured in advance by a flatness measuring device, a photomask was manufactured using these photomask blanks, and the coordinate position accuracy of each was measured. However, it has been clarified that the quality of the coordinate position accuracy and the curved surface shape of the main surface of the photomask blank have the above-described relatively simple correlation.
【0017】構成1の検査方法によれば、従来の平坦度
測定のみによる検査に比較して検査の精度を著しく向上
させることができる。According to the inspection method of Structure 1, the accuracy of the inspection can be significantly improved as compared with the conventional inspection using only the flatness measurement.
【0018】また、構成2によれば、歩留まりを悪化さ
せることなく生産性を著しく向上させることができる。Further, according to the constitution 2, the productivity can be remarkably improved without deteriorating the yield.
【0019】さらに、構成3及び4によれば、ほぼ常に
良品としてのフォトマスクブランク及びこのフォトマス
クブランク用ガラス基板が得られる。Further, according to the configurations 3 and 4, the photomask blank and the glass substrate for the photomask blank which are non-defective can be almost always obtained.
【0020】[0020]
【実施例】図1ないし図6は本発明の一実施例にかかる
フォトマスクブランクの検査方法の説明図であり、図1
は基準平面に対してほぼ単純な凸状の曲面形状をなした
フォトマスクブランクの主表面を示す図、図2は図1に
示されるフォトマスクブランクの主表面の等高線分布を
示す図、図3は基準平面に対してほぼ単純な凹状の曲面
形状をなしたフォトマスクブランクの主表面を示す図、
図4は図3に示されるフォトマスクブランクの主表面の
等高線分布を示す図、図5は基準平面に対して捩じれた
曲面形状をなしたフォトマスクブランクの主表面を示す
図、図6は図5に示されるフォトマスクブランクの主表
面の等高線分布を示す図である。以下、これらの図面を
参照にしながら一実施例にかかるフォトマスクブランク
の検査方法、フォトマスクの製造方法、フォトマスクブ
ランク及びフォトマスクブランク用ガラス基板を詳述す
る。なお、以下の説明では、フォトマスクの製造方法を
説明しながら併せてフォトマスクブランクの検査方法、
フォトマスクブランク及びフォトマスクブランク用ガラ
ス基板を説明する。なお、フォトマスクの製造工程は、
フォトマスクブランクの製造、フォトマスクブランクの
検査、レジスト塗布、電子線露光、現像、エッチング及
びレジスト剥離・洗浄の各工程からなる。以下、各工程
を説明する。1 to 6 are explanatory views of a photomask blank inspecting method according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a main surface of a photomask blank having a substantially convex curved surface shape with respect to a reference plane, FIG. 2 is a diagram showing contour line distribution of the main surface of the photomask blank shown in FIG. 1, and FIG. Is a diagram showing a main surface of a photomask blank having a substantially simple concave curved surface shape with respect to a reference plane,
FIG. 4 is a view showing a contour line distribution of the main surface of the photomask blank shown in FIG. 3, FIG. 5 is a view showing the main surface of the photomask blank having a curved surface shape twisted with respect to a reference plane, and FIG. 6 is a view showing a contour line distribution on the main surface of the photomask blank shown in FIG. Hereinafter, a photomask blank inspection method, a photomask manufacturing method, a photomask blank, and a photomask blank glass substrate according to one embodiment will be described in detail with reference to these drawings. In the following description, a photomask blank inspection method will be described along with a description of a photomask manufacturing method.
The photomask blank and the glass substrate for the photomask blank will be described. The manufacturing process of the photomask is
The process includes photomask blank manufacturing, photomask blank inspection, resist coating, electron beam exposure, development, etching, and resist stripping / cleaning. Each step will be described below.
【0021】フォトマスクブランクの製造工程
まず、5インチ×5インチ×0.09インチの石英ガラ
ス基板の表面(主表面)に厚さ650オングストローム
のクロム膜(遮光膜)をスパッタリング法により形成し
てフォトマスクブランクを得る。 Photomask blank manufacturing process First, a chromium film (light-shielding film) having a thickness of 650 Å is formed on the surface (main surface) of a quartz glass substrate of 5 inches × 5 inches × 0.09 inches by a sputtering method. Obtain a photomask blank.
【0022】フォトマスクブランクの検査工程
次に、上記工程によって得たフォトマスクブランクの主
表面の凹凸形状を測定し、主表面の凹凸形状が、該主表
面に略平行な基準平面に対して略平行な平面であるか、
又は、前記主表面の高さ分布が該主表面の中心から周縁
に向かって滑らかな増加傾向を示す単純な凹状の曲面形
状であるか、又は、前記主表面の高さ分布が該主表面の
中心から周縁に向かって滑らかな減少傾向を示す単純な
凸状の曲面形状であるか否かにより良否を検査する。主
表面の凹凸形状が、該主表面に略平行な基準平面に対し
て略平行な平面であるか又はほぼ単純な凸状もしくは凹
状の曲面形状をなしている場合には、良品(合格)と
し、そうでない場合、例えば、凸状曲面と凹状曲面とが
合成されたような、いわば、捩じれた曲面形状をなして
いる場合には不良品(不合格)とする。なお、良品と判
定されたフォトマスクブランク及びこのフォトマスクブ
ランクの製造に用いたガラス基板は、それぞれ本願発明
の一実施例のフォトマスクブランク及びフォトマスクブ
ランク用ガラス基板を構成する。また、ガラス基板の段
階で検査を行わず、クロム膜を形成したフォトマスクブ
ランクを検査するようにしたのは、クロム膜は金属膜で
あるからこのクロム膜形成により基板の主表面に多少の
歪みが加わるおそれがあり、これによって基板主表面の
凹凸形状がガラス基板における場合と多少異なる場合が
あるので、検査の正確性をより良好に維持するためにこ
の段階で検査するようにしたものである。この後の工程
であるレジスト形成工程では、レジストが有機膜である
ので歪みが加わるおそれはない。 Photomask blank inspecting step Next, the uneven shape of the main surface of the photomask blank obtained by the above steps is measured, and the uneven shape of the main surface is substantially parallel to a reference plane substantially parallel to the main surface. Are parallel planes,
Or, the height distribution of the main surface is a simple concave curved surface shape showing a smooth increasing tendency from the center of the main surface toward the periphery, or the height distribution of the main surface is The quality is inspected based on whether or not the shape is a simple convex curved surface showing a smooth decreasing tendency from the center to the periphery. If the irregular shape of the main surface is a plane that is substantially parallel to a reference plane that is substantially parallel to the main surface, or has a substantially simple convex or concave curved surface shape, then it is a good product (pass). If not, for example, if it has a twisted curved surface shape such as a combination of a convex curved surface and a concave curved surface, it is determined as a defective product (failed). The photomask blank determined to be non-defective and the glass substrate used for manufacturing the photomask blank constitute a photomask blank and a glass substrate for a photomask blank according to an embodiment of the present invention. Moreover, the reason why the photomask blank on which the chrome film is formed is inspected without performing the inspection at the stage of the glass substrate is that since the chrome film is a metal film, the formation of the chrome film causes some distortion on the main surface of the substrate. Since there is a possibility that the unevenness of the main surface of the substrate may be slightly different from that of the glass substrate, the inspection is performed at this stage in order to maintain the inspection accuracy better. . Since the resist is an organic film, there is no risk of distortion in the resist forming process, which is the subsequent process.
【0023】フォトマスクブランクの凹凸形状の測定
は、平坦度測定装置(例えば、ゼネラル・シグナル社製
のフラットネス測定装置であるAuto Select
8010等がある)を用いて行う。この平坦度測定装置
は、表面の各点の基準平面に対する凹凸を0.1μm以
上の分解能で測定し、その測定データに画像処理を施し
て等高線分布や斜視図等を表示あるいはプリントアウト
できるものである。The unevenness of the photomask blank is measured by a flatness measuring device (for example, Auto Select which is a flatness measuring device manufactured by General Signal Company).
8010 etc.). This flatness measuring device is capable of measuring unevenness of each point on the surface with respect to the reference plane with a resolution of 0.1 μm or more, and subjecting the measured data to image processing to display or print out a contour line distribution or a perspective view. is there.
【0024】図1ないし図6は、この平坦度測定装置で
フォトマスクブランクの主表面の凹凸形状を測定してそ
の斜視図と等高線分布図とをプリントアウトした例を示
したものである。なお、これらの図において、符号1は
フォトマスクブランクの主表面、符号2は基準平面であ
り、基準平面2は主表面1に対して略平行なxーy平面
と平行な平面である。また、主表面1の凹凸とは、基準
平面2に対するz軸方向の距離の大小(高低差)であ
る。さらに、等高線の1ライン毎の高低差は0.3μm
である。FIGS. 1 to 6 show an example in which the unevenness shape of the main surface of the photomask blank is measured by this flatness measuring device and a perspective view and a contour map thereof are printed out. In these drawings, reference numeral 1 is a main surface of the photomask blank, reference numeral 2 is a reference plane, and the reference plane 2 is a plane parallel to the xy plane substantially parallel to the main surface 1. Further, the unevenness of the main surface 1 refers to the magnitude (height difference) of the distance in the z-axis direction with respect to the reference plane 2. Furthermore, the height difference for each contour line is 0.3 μm.
Is.
【0025】図1及び図2に示される例では、主表面1
の凹凸形状が、基準平面2に対してほぼ単純な凸状の曲
面形状をなしている。したがって、このフォトマスクブ
ランクは良品(合格)と判定する。In the example shown in FIGS. 1 and 2, the main surface 1
The concave-convex shape is a simple curved surface shape that is almost simple with respect to the reference plane 2. Therefore, this photomask blank is determined to be non-defective (pass).
【0026】また、図3及び図4に示される例では、主
表面1の凹凸形状が、基準平面2に対してほぼ単純な凹
状の曲面形状をなしている。したがって、このフォトマ
スクブランクも良品(合格)と判定する。Further, in the example shown in FIGS. 3 and 4, the concave and convex shape of the main surface 1 is a substantially simple concave curved surface shape with respect to the reference plane 2. Therefore, this photomask blank is also determined to be non-defective (pass).
【0027】これに対して、図5及び図6に示される例
では、主表面1の凹凸形状が、基準平面2に対して捩じ
れた曲面形状をなしている。したがって、このフォトマ
スクブランクは不良品(不合格)と判定する。On the other hand, in the example shown in FIGS. 5 and 6, the uneven shape of the main surface 1 has a curved surface shape twisted with respect to the reference plane 2. Therefore, this photomask blank is determined to be a defective product (fail).
【0028】以上の判定は、平坦度測定装置によって表
示された画像あるいはプリントアウトされた図面を目視
して簡単に判定することが可能であるが、適切な画像処
理操作により自動的に判定することも可能である。すな
わち、例えば、xyz座標軸を図示のように設定し、主
表面1の4辺のうち、高低変化の激しい対向する2辺を
選び、一方の辺の最高点及び最低点をそれぞれH1max、
H1minとしてこれらの点を結ぶ直線L1を設定する。次
に、他方の辺上において、前記H1max、H1minとそのx
座標が同じである2点をH2max、H2minとしてこれらの
点を結ぶ直線L2 を設定する。そうすると、主表面1が
基準平面2に対して略平行な平面であるか、又は、ほぼ
単純な凸状もしくは凹状となる曲面形状をなしている場
合には、直線L1 とL2の基準平面2に対する傾きがほ
ぼ同じであるか又は傾きの正負が同じである。これに対
し、主表面2が凸状曲面と凹状曲面とが合成されたよう
な、いわば、捩じれた曲面形状をなしている場合には直
線L1 とL2の基準平面2に対する傾きの正負が異なる
ことになる。したがって、以上の処理を画像データ処理
操作によって行うことにより、自動的に判定を行うこと
ができる。さらには、例えば、基準平面2をz軸上の適
宜の位置に設定し、この基準平面に対する主表面のz軸
方向の距離の分布を統計手法で処理することによって曲
面形状をより精密に判別して判定を行うことも考えられ
る。The above determination can be made easily by visually observing the image displayed by the flatness measuring device or the printed out drawing, but it can be automatically made by an appropriate image processing operation. Is also possible. That is, for example, the xyz coordinate axes are set as shown in the figure, two of the four sides of the main surface 1 facing each other with a large change in height are selected, and the highest point and the lowest point of one side are respectively set to H1max,
A straight line L1 connecting these points is set as H1min. Next, on the other side, H1max, H1min and their x
Two points having the same coordinates are set as H2max and H2min, and a straight line L2 connecting these points is set. Then, when the main surface 1 is a plane that is substantially parallel to the reference plane 2 or has a curved surface shape that is a substantially simple convex or concave shape, the straight lines L1 and L2 with respect to the reference plane 2 The slopes are substantially the same or the positive and negative slopes are the same. On the other hand, when the main surface 2 has a twisted curved surface shape in which a convex curved surface and a concave curved surface are combined, the positive and negative inclinations of the straight lines L1 and L2 with respect to the reference plane 2 are different. become. Therefore, the determination can be automatically performed by performing the above processing by the image data processing operation. Further, for example, by setting the reference plane 2 at an appropriate position on the z-axis and processing the distribution of the distance of the main surface with respect to the reference plane in the z-axis direction by a statistical method, the curved surface shape can be more accurately discriminated. It is also conceivable that the judgment is made by using
【0029】レジスト形成工程
次に、上記フォトマスクブランクの検査により合格した
フォトマスクブランクの主表面に電子線レジスト(東レ
株式会社製EBRー9HS31)をスピンコータによっ
て塗布し、乾燥処理等を施してクロム膜の表面に厚さ5
500オングストロームの電子線レジスト膜を形成す
る。 Resist Forming Step Next, an electron beam resist (EBR-9HS31 manufactured by Toray Industries, Inc.) is applied by a spin coater on the main surface of the photomask blank that has passed the inspection of the photomask blank, and then dried to form chromium. Thickness 5 on the surface of the membrane
An electron beam resist film of 500 Å is formed.
【0030】電子線露光工程
次に、電子線レジスト膜が形成されたフォトマスクブラ
ンクに電子線露光装置によって電子線露光を施す。この
電子線露光装置は、描画すべきパターンを座標データと
してコンピュータに格納し、移動ステージに保持したフ
ォトマスクブランクに、上記座標データに基づいて電子
線の照射位置及び移動ステージの位置を制御しつつ電子
線を照射して微細パターンの描画を行うものである。こ
の電子線描画の座標位置精度は極めて高く、描画対象た
るフォトマスクブランクの主表面が完全な平面であれ
ば、0.1μm以下の精度を比較的容易に維持できる。 Electron Beam Exposure Step Next, the photomask blank on which the electron beam resist film is formed is subjected to electron beam exposure by an electron beam exposure apparatus. This electron beam exposure apparatus stores a pattern to be drawn in a computer as coordinate data, and controls the irradiation position of the electron beam and the position of the moving stage on a photomask blank held on the moving stage based on the coordinate data. A fine pattern is drawn by irradiating an electron beam. The coordinate position accuracy of this electron beam drawing is extremely high, and if the main surface of the photomask blank to be drawn is a completely flat surface, the accuracy of 0.1 μm or less can be maintained relatively easily.
【0031】レジストの現像、エッチング及びレジスト
剥離工程
次に、電子線露光後のフォトマスクブランクに現像処理
を施し、ベーク処理を施してレジスト膜の微細パターン
を形成する。次いで、このレジスト膜をマスクにして、
硝酸第2セリウムアンモニウム165gと過塩素酸(7
0%)12mlに純水を加えて1000mlにしたエッ
チング液を用い、クロム膜にエッチング処理を施すこと
によって、クロム膜の一部を微細パターン状に除去し、
透光部と遮光部とからなる露光用微細パターンを形成す
る。しかる後、クロム膜の上に残存するレジスト膜を剥
離し、洗浄、乾燥処理を施してフォトマスクを得る。 Resist development, etching and resist
Peeling Step Next, the photomask blank after electron beam exposure is subjected to a development treatment and a baking treatment to form a fine pattern of the resist film. Then, using this resist film as a mask,
165 g of ceric ammonium nitrate and perchloric acid (7
(0%) 12 ml of pure water was added to 1000 ml of an etching solution to etch the chrome film to remove a part of the chrome film in a fine pattern.
An exposure fine pattern including a light transmitting portion and a light shielding portion is formed. After that, the resist film remaining on the chromium film is peeled off, washed and dried to obtain a photomask.
【0032】上述の製造方法によれば、歩留まりの低下
を防止しつつ生産性よく良質のフォトマスクを得ること
が可能になった。また、上述の検査方法によれば、精度
の高い検査が可能であり、良品を不良品としたり逆に不
良品を良品とするようなことがないので、フォトマスク
製造の歩留まりを高めることが可能になった。According to the above-described manufacturing method, it is possible to obtain a high-quality photomask with high productivity while preventing a decrease in yield. Further, according to the above-described inspection method, it is possible to perform an inspection with high accuracy, and it is possible to improve the yield of photomask manufacturing because a good product is not a defective product and a defective product is not a good product. Became.
【0033】次に、上述の一実施例にかかるフォトマス
クブランクの検査方法で良品及び不良品と判定したフォ
トマスクブランクの双方を用いて製造した各フォトマス
クについてその座標位置精度を調べ、一実施例の検査方
法の信頼性を確認した結果の一部を説明する。Next, the coordinate position accuracy of each photomask manufactured by using both the photomask blanks judged to be non-defective and defective by the photomask blank inspection method according to the above-described embodiment is checked, and one execution is performed. A part of the result of confirming the reliability of the inspection method of the example will be described.
【0034】図7、図9、図11、図13、図15、図
17、図19及び図21はそれぞれ異なるフォトマスク
ブランクの主表面の凹凸形状を平坦度測定装置によって
測定してプリントアウトした図である。このうち、図
7、図9、図11に示されたフォトマスクブランクは良
品と判定されたものであり、図13、図15、図17、
図19及び図21に示されたフォトマスクブランクは不
良品と判定されたものである。7, FIG. 9, FIG. 11, FIG. 13, FIG. 15, FIG. 17, FIG. 19, and FIG. 21, the unevenness shape of the main surface of different photomask blanks is measured by a flatness measuring device and printed out. It is a figure. Of these, the photomask blanks shown in FIGS. 7, 9, and 11 are determined as non-defective products, and the photomask blanks shown in FIGS.
The photomask blanks shown in FIGS. 19 and 21 are judged to be defective.
【0035】また、図8、図10、図12、図14、図
16、図18、図20及び図22は、それぞれ、図7、
図9、図11、図13、図15、図17、図19及び図
21に示されるフォトマスクブランクを用いて製造した
各フォトマスクについてその座標位置精度を調べた結果
を示すものである。8, FIG. 10, FIG. 12, FIG. 14, FIG. 16, FIG. 18, FIG. 18, FIG.
FIG. 22 shows the results of examining the coordinate position accuracy of each photomask manufactured using the photomask blanks shown in FIGS. 9, 11, 13, 15, 17, 19, and 21.
【0036】座標位置精度の測定は次のようにして行っ
た。まず、電子線描画の際に、所定のマークを付してお
く。このマークは、xーy座標軸を定めるための基準点
となるX1,X2 ,Y1 ,Y2 の4点、並びに、微細パ
ターンの各部の代表点としてのP1 ,P2 ,P3 ,P4
,P5 ,P6の6点である。これら各点は、コンピュー
タに格納する座標データに含ませておく。これら各マー
クは、フォトマスクが完成したときにフォトマスクにマ
ークとして形成される。なお、これら各マークはフォト
マスクを用いて転写する際に位置合わせのマークとして
用いるものでもあるので、通常のフォトマスク生産の際
に形成されるものである。ここでは、そのマークを利用
した。The coordinate position accuracy was measured as follows. First, a predetermined mark is attached at the time of electron beam drawing. This mark has four points X1, X2, Y1 and Y2 which are reference points for defining the xy coordinate axes, and P1, P2, P3 and P4 which are representative points of each part of the fine pattern.
, P5 and P6. Each of these points is included in the coordinate data stored in the computer. Each of these marks is formed as a mark on the photomask when the photomask is completed. Since these marks are also used as alignment marks when transferring using a photomask, they are formed during normal photomask production. Here, the mark was used.
【0037】次に、上記各フォトマスクブランクを用い
て製造したフォトマスクの各マークの座標位置をレーザ
干渉式座標測定機を用いて測定する。この座標測定は次
のようにして行う。まず、フォトマスクに形成されたX
1,X2 ,Y1 ,Y2 ,P1,P2 ,P3 ,P4 ,P5 ,
P6 の10点を座標測定機によって測定し、この測定座
標値を座標測定機のコンピュータの任意の2次元座標上
にプロットする。図8、図10、図12、図14、図1
6、図18、図20及び図22において、×印で示され
る各点がこの測定座標値を示すものである。次に、この
測定座標値と、電子線露光装置に格納さている設定座標
値とのずれ量を求める。このずれ量が大きいと座標位置
精度が悪いことになる。このずれ量の測定は次のように
して行う。まず、座標測定機の測定座標値による点X1
とX2 とを結ぶ直線をx軸とする。次いで、点Y1 を通
り上記x軸と直交する直線を設定してこれをy軸とし、
これら設定したx軸とy軸との交点を仮想原点Oとす
る。このように、座標測定機においてxーy座標軸及び
仮想原点を設定したら、次に、電子線描画装置に格納さ
れている各点の設定座標値を座標測定機に取り込み、互
いのxーy座標軸及び原点を一致させた後、対応する各
点のずれ量を測定する。図8、図10、図12、図1
4、図16、図18、図20及び図22において、●印
で示される各点が電子線露光装置の設定座標値であり、
●印の点と×印の点との距離が座標ずれ量(図では矢印
しで示してある)である。Next, the coordinate position of each mark of the photomask manufactured using each of the above photomask blanks is measured using a laser interference type coordinate measuring machine. This coordinate measurement is performed as follows. First, the X formed on the photomask
1, X2, Y1, Y2, P1, P2, P3, P4, P5,
10 points of P6 are measured by the coordinate measuring machine, and the measured coordinate values are plotted on arbitrary two-dimensional coordinates of the computer of the coordinate measuring machine. 8, 10, 12, 14, and 1
6, FIG. 18, FIG. 20 and FIG. 22, each point indicated by a cross indicates the measured coordinate value. Next, the amount of deviation between this measured coordinate value and the set coordinate value stored in the electron beam exposure apparatus is obtained. If this displacement is large, the coordinate position accuracy will be poor. The amount of deviation is measured as follows. First, point X1 according to the measured coordinate values of the coordinate measuring machine
Let the straight line connecting X2 and X2 be the x-axis. Next, set a straight line passing through the point Y1 and orthogonal to the x-axis, and set this as the y-axis,
The intersection of the set x-axis and y-axis is set as the virtual origin O. In this way, after setting the xy coordinate axes and the virtual origin in the coordinate measuring machine, next, the set coordinate values of each point stored in the electron beam drawing apparatus are loaded into the coordinate measuring machine, and the mutual xy coordinate axes are acquired. After making the origins coincident with each other, the deviation amount of each corresponding point is measured. 8, 10, 12, and 1
4, FIG. 16, FIG. 18, FIG. 20 and FIG. 22, each point indicated by ● is a coordinate value set in the electron beam exposure apparatus,
The distance between the mark points and the mark points is the amount of coordinate deviation (indicated by the arrow in the figure).
【0038】このようにして測定した結果、図から明ら
かなように、検査において良品と判定されたフォトマス
クブランクを用いて製造したフォトマスクのほうが、不
良品と判定されたフォトマスクブランクを用いて製造し
たフォトマスクに比較して、座標ずれ量が許容誤差範囲
に入るものの数の割合が有為に大きいことがわかった。As a result of the measurement as described above, as is apparent from the figure, the photomask manufactured by using the photomask blank determined to be non-defective in the inspection uses the photomask blank determined to be defective. It was found that the ratio of the number of coordinate shifts within the allowable error range was significantly larger than that of the manufactured photomask.
【0039】なお、上述の一実施例では、透光性基板と
して石英ガラスを用いた場合をかかげたが、これはソー
ダライムガラス、アルミノボロシリケーガラス、ボロシ
リケートガラス等のガラス、あるいは、サファイヤ、又
は、その他の透光性基板材料にも適用できる。In the above-mentioned one embodiment, the case where quartz glass is used as the translucent substrate has been suggested, but this is glass such as soda lime glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass, or sapphire. Alternatively, it can be applied to other transparent substrate materials.
【0040】また、、上述の一実施例では、フォトマス
クブランクの検査工程を、石英ガラス基板にクロム膜を
形成した後に行う例をかかげたが、これは、クロム膜を
形成する前やレジスト塗布後に行ってもよい。In the above-described embodiment, the photomask blank inspection step is carried out after the chromium film is formed on the quartz glass substrate. However, this can be done before forming the chromium film or by applying resist. You may go later.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、フォト
マスクブランクの主表面の凹凸形状を測定し、この主表
面の凹凸形状が、該主表面に略平行な基準平面に対して
略平行な平面であるか又はほぼ単純な凸状もしくは凹状
となる曲面形状をなしているか否かによってフォトマス
クブランクの良否を判定し、それによって良品とされた
ものであるので、これを用いて生産性よく良質のフォト
マスクを得ることができる。As described above in detail, according to the present invention, the uneven shape of the main surface of the photomask blank is measured, and the uneven shape of the main surface is substantially parallel to the reference plane substantially parallel to the main surface. The quality of the photomask blank is judged by whether it is parallel planes or has a curved surface shape that is almost simple convex or concave, and it is judged as a non-defective product. A good quality photomask can be obtained.
【図1】 基準平面に対してほぼ単純な凸状の曲面形状
をなしたフォトマスクブランクの主表面を示す図であ
る。FIG. 1 is a view showing a main surface of a photomask blank having a substantially simple curved surface shape with respect to a reference plane.
【図2】 図1に示されるフォトマスクブランクの主表
面の等高線分布を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a contour line distribution on the main surface of the photomask blank shown in FIG.
【図3】 基準平面にほぼ単純な凹状の曲面形状をなし
たフォトマスクブランクの主表面を示す図である。FIG. 3 is a view showing a main surface of a photomask blank in which a reference plane has a substantially simple concave curved surface shape.
【図4】 図3に示されるフォトマスクブランクの主表
面の等高線分布を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a contour line distribution on the main surface of the photomask blank shown in FIG.
【図5】 基準平面に対して捩じれた曲面形状をなした
フォトマスクブランクの主表面を示す図である。FIG. 5 is a view showing a main surface of a photomask blank having a curved surface shape twisted with respect to a reference plane.
【図6】 図5に示されるフォトマスクブランクの主表
面の等高線分布を示す図である。6 is a diagram showing a contour line distribution on the main surface of the photomask blank shown in FIG.
【図7】 フォトマスクブランクの主表面の凹凸形状を
平坦度測定装置によって測定してプリントアウトした図
である。FIG. 7 is a diagram in which a concavo-convex shape on the main surface of the photomask blank is measured by a flatness measuring device and printed out.
【図8】 図7に示されるフォトマスクブランクを用い
て製造したフォトマスクについてその座標位置精度を調
べた結果を示す図である。8 is a diagram showing the results of examining the coordinate position accuracy of a photomask manufactured using the photomask blank shown in FIG.
【図9】 フォトマスクブランクの主表面の凹凸形状を
平坦度測定装置によって測定してプリントアウトした図
である。FIG. 9 is a diagram in which the uneven shape of the main surface of the photomask blank is measured by a flatness measuring device and printed out.
【図10】 図9に示されるフォトマスクブランクを用
いて製造したフォトマスクについてその座標位置精度を
調べた結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of examining the coordinate position accuracy of a photomask manufactured using the photomask blank shown in FIG.
【図11】 フォトマスクブランクの主表面の凹凸形状
を平坦度測定装置によって測定してプリントアウトした
図である。FIG. 11 is a diagram in which the uneven shape of the main surface of the photomask blank is measured by a flatness measuring device and printed out.
【図12】 図11に示されるフォトマスクブランクを
用いて製造したフォトマスクについてその座標位置精度
を調べた結果を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the results of examining the coordinate position accuracy of a photomask manufactured using the photomask blank shown in FIG. 11.
【図13】 フォトマスクブランクの主表面の凹凸形状
を平坦度測定装置によって測定してプリントアウトした
図である。FIG. 13 is a diagram in which the uneven shape of the main surface of the photomask blank is measured by a flatness measuring device and printed out.
【図14】 図13に示されるフォトマスクブランクを
用いて製造したフォトマスクについてその座標位置精度
を調べた結果を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the results of examining the coordinate position accuracy of a photomask manufactured using the photomask blank shown in FIG.
【図15】 フォトマスクブランクの主表面の凹凸形状
を平坦度測定装置によって測定してプリントアウトした
図である。FIG. 15 is a diagram in which the uneven shape of the main surface of the photomask blank is measured by a flatness measuring device and printed out.
【図16】 図15に示されるフォトマスクブランクを
用いて製造したフォトマスクについてその座標位置精度
を調べた結果を示す図である。16 is a diagram showing the results of examining the coordinate position accuracy of a photomask manufactured using the photomask blank shown in FIG.
【図17】 フォトマスクブランクの主表面の凹凸形状
を平坦度測定装置によって測定してプリントアウトした
図である。FIG. 17 is a diagram in which the uneven shape of the main surface of the photomask blank is measured by a flatness measuring device and printed out.
【図18】 図17に示されるフォトマスクブランクを
用いて製造したフォトマスクについてその座標位置精度
を調べた結果を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing the results of examining the coordinate position accuracy of a photomask manufactured using the photomask blank shown in FIG. 17.
【図19】 フォトマスクブランクの主表面の凹凸形状
を平坦度測定装置によって測定してプリントアウトした
図である。FIG. 19 is a diagram in which the uneven shape of the main surface of the photomask blank is measured by a flatness measuring device and printed out.
【図20】 図19に示されるフォトマスクブランクを
用いて製造したフォトマスクについてその座標位置精度
を調べた結果を示す図である。20 is a diagram showing the results of examining the coordinate position accuracy of a photomask manufactured using the photomask blank shown in FIG.
【図21】 フォトマスクブランクの主表面の凹凸形状
を平坦度測定装置によって測定してプリントアウトした
図である。FIG. 21 is a diagram in which the concavo-convex shape of the main surface of the photomask blank is measured by a flatness measuring device and printed out.
【図22】 図21に示されるフォトマスクブランクを
用いて製造したフォトマスクについてその座標位置精度
を調べた結果を示す図である。22 is a diagram showing the results of examining the coordinate position accuracy of a photomask manufactured using the photomask blank shown in FIG. 21.
1…主表面、2…基準平面。 1 ... Main surface, 2 ... Reference plane.
Claims (2)
れてなるフォトマスクの透光性基板として用いられるガ
ラス基板の良否を判定するガラス基板の検査方法であっ
て、一定水準以上の平坦度を有するガラス基板の主表面
の凹凸形状を測定し、この主表面の凹凸形状が、該主表
面に略平行な基準平面に対して略平行な平面であるか、
又は、前記主表面の高さ分布が該主表面の中心から周縁
に向かって滑らかな増加傾向を示す単純な凹状の曲面形
状であるか、又は、前記主表面の高さ分布が該主表面の
中心から周縁に向かって滑らかな減少方向を示す単純な
凸状の曲面形状であるか否かより、良否を判定すること
を特徴とするガラス基板の検査方法。 1. A fine pattern for transfer is formed on a transparent substrate.
Used as a transparent substrate for a photomask
It is a method of inspecting the glass substrate to judge the quality of the glass substrate.
The main surface of a glass substrate with a flatness above a certain level
The uneven shape of the main surface is measured by measuring the uneven shape of
A plane that is substantially parallel to a reference plane that is substantially parallel to the surface,
Alternatively, the height distribution of the main surface is from the center of the main surface to the periphery.
Simple concave curved shape showing a smooth increasing trend toward
Or the height distribution of the main surface is
A simple showing a smooth decreasing direction from the center to the periphery
Determining pass / fail based on whether or not it is a convex curved surface shape
A method for inspecting a glass substrate, comprising:
おいて、 x軸とy軸とが前記基準平面に含まれるように、x,
y,z直交座標軸を設定し、前記主表面の4辺のうち、
高低変化の激しい対向する2辺を選び、一方の辺の最高
点及び最低点をそれぞれH1max、H1minとしてこれらの
点を結ぶ直線L1を設定し、また、他方の辺上におい
て、前記H1max、H1minとそのx座標が同じである2点
をH2max、H2minとしてこれらの点を結ぶ直線L2 を設
定したとき、 前記直線L1 とL2の基準平面2に対する傾きがほぼ同
じであるか又は傾きの正負が同じである場合に、前記主
表面が基準平面2に対して略平行な平面であるか、又
は、ほぼ単純な凸状もしくは凹状となる曲面形状をなし
ている場合とすることを特徴とするガラス基板の検査方
法。 2. The method for inspecting a glass substrate according to claim 1.
Where x, y are included in the reference plane, x,
The y and z orthogonal coordinate axes are set, and among the four sides of the main surface,
Select two opposing sides that have a sharp change in elevation, the highest on one side
These points and the lowest point are defined as H1max and H1min, respectively.
Set a straight line L1 connecting the points and place it on the other side
And two points whose x coordinate is the same as H1max and H1min.
Let H2max and H2min be the straight line L2 connecting these points.
Then, the inclinations of the straight lines L1 and L2 with respect to the reference plane 2 are almost the same.
If the same or the same positive and negative slopes,
The surface is a plane substantially parallel to the reference plane 2, or
Is a simple curved surface that is convex or concave
The method of inspecting glass substrates is characterized by
Law.
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---|---|---|---|
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