JP4859436B2 - マスクブランク用ガラス基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、露光用マスクの製造方法、及びリソグラフィー用ガラス部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マスクブランク用ガラス基板の内部欠陥を検査した後にマスクブランク用ガラス基板を製造するマスクブランク用ガラス基板の製造方法、このマスクブランク用ガラス基板を用いるマスクブランクの製造方法、このマスクブランクを用いる露光用マスクの製造方法、及びリソグラフィー技術で使用するステッパーなどに使われるレンズなどの光学部品としてのガラス部材(リソグラフィー用ガラス部材)の製造方法に関する。

近年では、半導体デバイスの微細化に対応して、光リソグラフィー技術において使用される露光光はＡｒＦエキシマレーザー（露光波長１９３ｎｍ）、Ｆ２エキシマレーザー（露光波長１５７ｎｍ）へと短波長化が進んでいる。上記光リソグラフィー技術において使用される露光用マスクや、この露光用マスクを製造するマスクブランクにおいても、マスクブランク用ガラス基板上に形成される、上述の露光光の露光波長に対して光を遮断する遮光膜や、位相を変化させる位相シフト膜の開発が急速に行われ、様々な膜材料が提案されている。

また、上記マスクブランク用ガラス基板や、このマスクブランク用ガラス基板を製造するための合成石英ガラス基板の内部には、異物や気泡などの欠陥が存在しないことが要求されている。特許文献１には、ガラス基板に対し、Ｈｅ‐Ｎｅレーザーを入射し、ガラス基板に存在する内部欠陥（異物や気泡など）により散乱された散乱光を検出することで、上記内部欠陥を検出する欠陥検出装置が開示されている。
特開平８‐２６１９５３号公報

ところが、上述のような欠陥検出装置によって内部欠陥が存在しないと判定された合成石英ガラス基板、マスクブランク用ガラス基板から製造される露光用マスクであっても、露光光であるＡｒＦエキシマレーザーを用いて半導体基板に露光用マスクのマスクパターンを転写するパターン転写時に、後述のガラス基板起因による転写パターン欠陥が生じて転写精度が低下する場合がある。

この原因は、Ｈｅ‐Ｎｅレーザーなどの可視光レーザーを露光光としたときには散乱などが発生しなかったが、ＡｒＦエキシマレーザーやＦ２エキシマレーザーなどの高エネルギーの光を露光光としたときに、局所的に光学特性を変化（例えば透過率を低下）させる内部欠陥（局所脈理、内容物、異質物）が、ガラス基板中に存在しているからであると考えられる。

また、特許文献１に記載の欠陥検出方法及び装置では、ＣＣＤカメラによって散乱光を検出する際に、被検査体である個々のガラス基板の表面状態にばらつきがあると、欠陥の検出精度を確保できない場合がある。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、被検査体である個々の合成石英ガラス基板の表面状態にばらつきがある場合にも、これらのガラス基板に存在し、波長が２００ｎｍ以下の短波長光を露光光としたときのパターン転写に影響の大きな内部欠陥を簡単且つ確実に検出できるマスクブランク用ガラス基板の製造方法、上記マスクブランク用ガラス基板からマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法、及び上記マスクブランクから転写精度が良好な露光用マスクを製造する露光用マスクの製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法は、波長が２００ｎｍ以下の短波長光を導入する一端面を含む表面を有するガラス基板を準備する準備工程と、この準備されたガラス基板の内部欠陥を検出する検出工程とを有し、前記検出工程でパターン転写に影響する内部欠陥が存在しない前記ガラス基板を用いてマスクブランク用ガラス基板を製造するマスクブランク用ガラス基板の製造方法であって、前記検出工程は、前記ガラス基板の前記内部欠陥が変質するエネルギーを有する前記短波長光を当該ガラス基板に導入して、前記内部欠陥を変質させる欠陥変質工程を有し、前記ガラス基板は、合成石英からなり、前記短波長光は、１パルス当たりのエネルギーが１０〜１００ｍＪ／ｃｍ ^２ であることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法は、請求項１に記載の発明において、前記短波長光は、パルス幅が２〜１５ｎｓｅｃであることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法は、請求項１または２に記載の発明において、前記内部欠陥は、波長が２００ｎｍ超の露光光源に対して局所的な光学特性の変化が生じず、波長が２００ｎｍ以下の露光光源に対して局所的な光学特性の変化が生じる欠陥である局所脈理、内容物、または異質物の少なくともいずれかであることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記検出工程は、波長が２００ｎｍ以下の短波長光をガラス基板に導入して内部欠陥を変質させる欠陥変質工程の後または当該欠陥変質工程と同時に、可視域の光を前記ガラス基板に導入して、変質した前記内部欠陥により散乱する光を検出することで、当該内部欠陥を特定する欠陥特定工程を有することを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法は、請求項４に記載の発明において、前記欠陥特定工程における可視域の光のガラス基板への導入は、当該ガラス基板の両主表面と側面との間で全反射条件を満たす条件で実施することを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記検出工程で、波長が２００ｎｍ以下の短波長光を導入するガラス基板は、主表面が鏡面研磨される前の状態であることを特徴とするものである。

請求項７に記載の発明に係るマスクブランクの製造方法は、請求項１乃至６のいずれかに記載のマスクブランク用ガラス基板の製造方法によって得られたマスクブランク用ガラス基板の主表面上に、マスクパターンとなる薄膜を形成してマスクブランクを製造することを特徴とするものである。

請求項８に記載の発明に係る露光用マスクの製造方法は、請求項７に記載のマスクブランクにおける薄膜をパターニングして、マスクブランク用ガラス基板の主表面上にマスクパターンを形成し、露光用マスクを製造することを特徴とするものである。

請求項９に記載の発明に係るリソグラフィー用ガラス部材の製造方法は、波長が２００ｎｍ以下の短波長光を導入する導入面を有するガラス材料を準備する準備工程と、この準備されたガラス材料の内部欠陥を検出する検出工程とを有し、前記検出工程で内部欠陥が存在しない前記ガラス材料を用いてリソグラフィー用ガラス部材を製造するリソグラフィー用ガラス部材の製造方法であって、前記検出工程は、前記ガラス材料の前記内部欠陥が変質するエネルギーを有する前記短波長光を当該ガラス材料に導入して、前記内部欠陥を変質させる欠陥変質工程を有し、前記ガラス基板は、合成石英からなり、前記短波長光は、１パルス当たりのエネルギーが１０〜１００ｍＪ／ｃｍ ^２ であることを特徴とするものである。
請求項１０に記載の発明に係るリソグラフィー用ガラス部材の製造方法は、請求項９に記載の発明において、前記短波長光は、パルス幅が２〜１５ｎｓｅｃであることを特徴とするものである。
請求項１１に記載の発明に係るリソグラフィー用ガラス部材の製造方法は、請求項９または１０に記載の発明において、前記内部欠陥は、波長が２００ｎｍ超の露光光源に対して局所的な光学特性の変化が生じず、波長が２００ｎｍ以下の露光光源に対して局所的な光学特性の変化が生じる欠陥である局所脈理、内容物、または異質物の少なくともいずれかであることを特徴とするものである。

請求項１乃至３のいずれかに記載の発明によれば、ガラス基板の内部欠陥を検出する検出工程では、上記内部欠陥が変質するエネルギーを有する、波長が２００ｎｍ以下の短波長光を当該ガラス基板に導入して上記内部欠陥を変質させることから、この変質により上記内部欠陥を顕在化させることができる。この結果、被検査体である個々のガラス基板の表面状態にばらつきがある場合にも、これらのガラス基板に存在する上記内部欠陥(波長が２００ｎｍ以下の短波長光を露光光としたときのパターン転写に影響の大きな内部欠陥)を簡単且つ確実に検出できる。

請求項４に記載の発明によれば、波長が２００ｎｍ以下の短波長光をガラス基板に導入して、当該ガラス基板の内部欠陥を変質させた後または当該内部欠陥を変質させると同時に、当該ガラス基板に可視域の光を導入して、変質した上記内部欠陥により散乱する光を検出することで当該内部欠陥を特定する。このことから、波長が２００ｎｍ以下の短波長光を露光波長としてパターン転写を実施する際に生ずる転写パターン欠陥の原因となるガラス基板の内部欠陥を、可視域の光を用いることで簡単に検出することができる。

請求項５に記載の発明によれば、ガラス基板の両主表面と側面との間で全反射条件を満たす条件で、当該ガラス基板へ可視域の光を導入することから、この可視域の光を当該ガラス基板内に閉じ込めることができるので、変質した内部欠陥を漏れなく確実に検出することができる。

請求項６に記載の発明によれば、主表面が鏡面研磨される前の状態のガラス基板に、波長が２００ｎｍ以下の短波長光を導入して、当該ガラス基板の内部欠陥を変質させ顕在化することから、内部欠陥が検出されないガラス基板のみの主表面を鏡面研磨することができ、内部欠陥が検出されたガラス基板の主表面を鏡面研磨する無駄を省くことができる。

請求項７または８に記載の発明によれば、請求項１乃至６のいずれかに記載のマスクブランク用ガラス基板の製造方法によって得られたマスクブランク用ガラス基板を用いてマスクブランクを製造し、このマスクブランクにおける薄膜をパターニングして露光用マスクを製造する。従って、この露光用マスクを用いて被転写体に当該露光用マスクのマスクパターンを転写するパターン転写時に、この露光用マスクには、内部欠陥が存在しないガラス基板が用いられているので、上記内部欠陥に起因して局所的に光学特性が変化（例えば透過率が低下）する領域が存在せず、パターン転写に悪影響を及ぼして転写パターン欠陥が生ずることがなく、転写精度を向上させることができる。

請求項９乃至１１のいずれかに記載の発明によれば、ガラス材料の内部欠陥を検出する検出工程では、上記内部欠陥が変質するエネルギーを有する、波長が２００ｎｍ以下の短波長光を当該ガラス材料に導入して上記内部欠陥を変質させることから、この変質により上記内部欠陥を顕在化させることができる。この結果、被検査体である個々のガラス材料の表面状態にばらつきがある場合にも、これらのガラス材料に存在する上記内部欠陥(波長が２００ｎｍ以下の短波長光を光源としたときの透過率低下や上記短波長光の吸収による温度上昇などに影響の大きな内部欠陥)を簡単且つ確実に検出できる。

以下、マスクブランク用ガラス基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、露光用マスクの製造方法について最良の形態を、図面に基づき説明する。尚、以下、露光光を、露光波長が２００ｎｍ以下のＡｒＦエキシマレーザー光(露光波長：１９３ｎｍ)として説明する。

〔Ａ〕マスクブランク用ガラス基板の製造方法
特開平８−３１７２３号公報や特開２００３−８１６５４号公報に記載された製造方法により作製された合成石英ガラスインゴットから、約１５２.４ｍｍ×約１５２.４ｍｍ×約６．３５ｍｍに切り出して得られた合成石英ガラス板１(図1(ａ))に面取り加工を施す。次に、この合成石英ガラス板１の表面のうち、少なくとも、波長が２００ｎｍ以下の短波長光（本実施の形態では露光波長の光（ＡｒＦエキシマレーザー光）））を導入する側の端面２と、この端面２に隣接し、後述の内部欠陥１６により散乱される散乱光１５(図３)を受光する側の端面３とを、上記露光波長の光を導入できる程度に鏡面研磨して、合成石英ガラス基板４を準備する（図１（ｂ））。

この準備工程においては、合成石英ガラス基板４の表面のうちの残りの端面１８及び１９と、互いに対向する主表面５及び６とは鏡面研磨されず、その表面粗さは約０．５μｍ程度であるが、上記端面２及び３の表面粗さは約０．０３μｍ以下とされる。

次に、上記準備工程において準備された合成石英ガラス基板４に内部欠陥１６が存在するか否かを検出する検出工程を実施する。この検出工程は、図２に示す欠陥変質装置２０を用いて内部欠陥１６を変質させる欠陥変質工程と、この欠陥変質工程の後に実施し、図３に示す欠陥検査装置４０を用いて、変質された内部欠陥１６を特定して検出する欠陥特定工程とを有する。

ここで、合成石英ガラス基板４に存在する内部欠陥１６のうち、波長が２００ｎｍ超の露光光源(例えば、ＫｒＦエキシマレーザー(波長：２４８ｎｍ))の場合には問題とならないが、ＡｒＦエキシマレーザーのように波長が２００ｎｍ以下の露光光源の場合に問題となる内部欠陥１６として局所脈理、内容物、異質物等がある。これらの内部欠陥１６は、合成石英ガラス基板４からマスクブランク用ガラス基板７及びマスクブランク９を経て製造された露光用マスク１４と、波長が２００ｎｍ以下の上記露光光とを用いて、当該露光用マスク１４のマスクパターンを被転写体に転写するパターン転写時に、いずれも局所的な光学特性の変化（例えば透過率の低下）を生じさせ、パターン転写に悪影響を及ぼして転写精度を低下させるものとなる。

上記「局所脈理」は、合成石英ガラスの合成時に金属元素が不純物として合成石英ガラス中に微量に混入された領域である。露光用マスク１４のマスクブランク用ガラス基板７に当該局所脈理が存在すると、パターン転写時に約２０〜４０％の透過率低下が生じ、転写精度を低下させる。また、上記「内容物」は、金属元素が不純物として合成石英ガラス中に、局所脈理の場合よりも多く混入された領域である。露光用マスク１４のマスクブランク用ガラス基板７に当該内容物が存在すると、パターン転写時に約４０〜６０％の透過率低下が生じる。更に、「異質物」は、合成石英ガラス中に酸素が過剰に混入された酸素過剰領域であり、高エネルギーの光が照射された後は回復しない。露光用マスク１４のマスクブランク用ガラス基板７に当該異質物が存在すると、パターン転写時に約５〜１５％の透過率の低下が生じる。

前記欠陥変質工程を実施する欠陥変質装置２０は、図２に示すように、主表面５、６が鏡面研磨される前の合成石英ガラス基板４に存在する上述の内部欠陥１６（パターン転写時に局所的な光学特性の変化を生じさせる局所脈理、内容物、異質物など）を、ＡｒＦエキシマレーザー光２５を用いて変質させるものである。つまり、この欠陥変質装置２０は、短波長光としての露光波長の光（つまり、露光波長と同一波長の光）であるＡｒＦエキシマレーザー光２５を合成石英ガラス基板４の端面２から導入する第１レーザー照射装置２１と、合成石英ガラス基板４を載置し、第１レーザー照射装置２１から照射されるＡｒＦエキシマレーザー光２５に対して合成石英ガラス基板４をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ移動させるＸＹＺステージ２２とを有して構成される。上記第１レーザー照射装置２１は、ＸＹＺステージ２２が合成石英ガラス基板４をＹ方向に移動させている間に、ＡｒＦエキシマレーザー光２５を合成石英ガラス基板４の端面２におけるＹ方向（つまり、端面２の長手方向）の各位置から順次導入する。

この第１レーザー照射装置２１から照射されるＡｒＦエキシマレーザー光２５は、合成石英ガラス基板４の内部欠陥１６が変質するエネルギーを有するものであり、具体的には、パルス幅が２〜１５ｎｓｅｃで、１パルス当たりのエネルギーが１０〜１００ｍＪ／ｃｍ^２である。このＡｒＦエキシマレーザー光２５のパルス幅は１２ｎｓｅｃが好ましい。また、ＡｒＦエキシマレーザー光２５の１パルス当たりのエネルギーは好ましくは２０〜５０ｍＪ／ｃｍ^２である。尚、ＡｒＦエキシマレーザー光２５の１パルス当たりのエネルギーが１００ｍＪ／ｃｍ^２を越えると、プラズマが発生して合成石英ガラス基板４にダメージが発生したり、安全性の点で好ましくない。従って、第１レーザー照射装置２１から照射されるＡｒＦエキシマレーザー光２５は、合成石英ガラス基板４の端面２の長手方向に走査されることによって、この合成石英ガラス基板４に上記内部欠陥１６が存在する場合に、この内部欠陥１６を変質させて顕在化させる。

前記欠陥特定工程を実施する欠陥検査装置４０は、図３に示すように、可視域の光、例えばＨｅ‐Ｎｅレーザー光のような可視レーザー光２６を照射する第２レーザー照射装置４２と、この第２レーザー照射装置４２から照射された可視レーザー光の光路を変更して合成石英ガラス基板４の端面２の面取り面４９(後述)へ導入する光路調整手段としてのミラー４１Ａ及び４１Ｂと、合成石英ガラス基板４を載置し、第２レーザー照射装置４２から照射された可視レーザー光２６に対して合成石英ガラス基板４をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ移動させるＸＹＺステージ４３と、このＸＹＺステージ４３に載置された合成石英ガラス基板４の端面３側に設置され、ＣＣＤ素子とこのＣＣＤ素子の検出範囲を広げるためのレンズ（ともに図示せず）とを備え、合成石英ガラス基板４の幅方向（つまり端面３の長手方向）の略全域にわたって検出視野４４を有するＣＣＤカメラ（ラインセンサカメラ）４５と、このＣＣＤカメラ４５にＵＳＢケーブル４６を用いて接続されたコンピュータ４７とを有して構成される。

ここで、合成石英ガラス基板４の端面２、３、１８及び１９は、図４に示すように、マスクパターンとなる薄膜（後述のハーフトーン膜８）が形成される合成石英ガラス基板４の主表面５及び６に直交する側面４８と、この側面４８と上記主表面５、６との間の面取り面４９、５０とを有して構成される。本実施形態では、端面２及び３の側面４８、面取り面４９及び５０が鏡面研磨されている。

上記ミラー４１Ａ及び４１Ｂは、図３に示すように、第２レーザー照射装置４２から照射された可視レーザー光２６を合成石英ガラス基板４の端面２における一方の面取り面４９に導入するが、このとき、導入された可視レーザー光２６が合成石英ガラス基板４の主表面５、６と端面２、１８の側面４８との間で全反射条件を満たす、つまり全反射を繰り返して合成石英ガラス基板４内に閉じ込められるように、可視レーザー光２６の面取り面４９への入射角度を調整する。具体的には、端面２の面取り面４９から合成石英ガラス基板４内に導入（入射）された可視レーザー光２６が主表面５、６に当たる入射角θｉが臨界角θｃよりも大きくなり、且つ可視レーザー光２６が端面２、１８の側面４８に当たる入射角度（９０°−θｉ）が臨界角θｃよりも大きくなるように、ミラー４１Ａ及び４１Ｂは可視レーザー光２６の面取り面４９への入射角度を調整する。

第２レーザー照射装置４２、ミラー４１Ａ及び４１Ｂは、ＸＹＺステージ４３が合成石英ガラス基板４をＹ方向に移動させている間に、可視レーザー光２６を合成石英ガラス基板４の端面２の面取り面４９におけるＹ方向（つまり端面２の面取り面４９における長手方向）の各位置から順次導入する。従って、可視レーザー光２６は、合成石英ガラス基板４の端面２における面取り面４９の長手方向に走査されることになり、合成石英ガラス基板４の全領域に導入される。合成石英ガラス基板４に内部欠陥１６が存在し、この内部欠陥１６が欠陥変質装置２０によって変質されている場合には、上述のようにして合成石英ガラス基板４内に導入された可視レーザー光２６が、変質した内部欠陥１６によって散乱されて散乱光１５を発する。

前記ＣＣＤカメラ４５は、合成石英ガラス基板４の端面２の面取り面４９におけるＹ方向の各位置に入射された可視レーザー光２６が、変質した内部欠陥１６によって散乱された散乱光１５を、合成石英ガラス基板４のＹ方向の各位置毎に、当該合成石英ガラス基板４の端面３側から受光して撮影する。本実施形態では、ＣＣＤカメラ４５はモノクロカメラであり、散乱光１５の明暗を受光して撮影する。

前記コンピュータ４７は、ＣＣＤカメラ４５からの画像を入力して、合成石英ガラス基板４のＹ方向の各位置毎に画像処理し、この合成石英ガラス基板４のＹ方向の各位置について、ＣＣＤカメラ４５が受光する散乱光１５の光量（強度）を、合成石英ガラス基板４のＸ方向位置との関係で解析する。つまり、コンピュータ４７は、散乱光１５の光量が所定閾値以上である場合に、この所定閾値以上の光量の散乱光１５を、変質した内部欠陥１６が散乱したものと判断して、この内部欠陥１６の位置を特定して検出する。

上述の欠陥変質装置２０及び欠陥検査装置４０を用いた検出工程において、内部欠陥１６が検出されない合成石英ガラス基板４に対し、その主表面５、６を所望の表面粗さになるように鏡面・精密研磨し、洗浄処理を実施してマスクブランク用ガラス基板７を得る（図１（ｃ））。このときの主表面５、６の表面粗さは、自乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）で０．２ｎｍ以下が好ましい。

〔Ｂ〕マスクブランクの製造方法
次に、マスクブランク用ガラス基板７の主表面５上にマスクパターンとなる薄膜（ハーフトーン膜８）をスパッタリング法により形成して、マスクブランク9（ハーフトーン型位相シフトマスクブランク）を作製する(図1(ｄ))。ハーフトーン膜８の成膜は、以下の構成を有するスパッタリング装置を使って行う。

このスパッタリング装置は、図５に示すようなＤＣマグネトロンスパッタリング装置３０であり、真空槽３１を有しており、この真空槽３１の内部にマグネトロンカソード３２及び基板ホルダ３３が配置されている。マグネトロンカソード３２には、バッキングプレート３４に接着されたスパッタリングターゲット３５が装着されている。上記バッキングプレート３４は水冷機構により直接または間接的に冷却される。また、マグネトロンカソード３２、バッキングプレート３４及びスパッタリングターゲット３５は電気的に結合されている。基板ホルダ３３にガラス基板７が装着される。

図５の真空槽３１は、排気口３７を介して真空ポンプにより排気される。真空槽３１内の雰囲気が、形成する膜の特性に影響しない真空度に達した後に、ガス導入口３８から窒素を含む混合ガスを導入し、ＤＣ電源３９を用いてマグネトロンカソード３２に負電圧を加え、スパッタリングを行う。ＤＣ電源３９はアーク検出機能を持ち、スパッタリング中の放電状態を監視する。真空槽３１の内部圧力は圧力計３６によって測定される。

〔Ｃ〕露光用マスクの製造方法
次に、図１に示すように、上記マスクブランク９（ハーフトーン型位相シフトマスクブランク）のハーフトーン膜８の表面にレジストを塗布した後、加熱処理してレジスト膜１０を形成する。(図1(ｅ))。

次に、レジスト膜付きのマスクブランク１１におけるレジスト膜１０に所定のパターンを描画・現像処理し、レジストパターン１２を形成する(図1(ｆ))。

次に、上記レジストパターン１２をマスクにして、ハーフトーン膜８をドライエッチングしてハーフトーン膜パターン１３をマスクパターンとして形成する(図1(ｇ))。

最後に、レジストパターン１２を除去して、ガラス基板７上にハーフトーン膜パターン１３が形成された露光用マスク１４を得る(図1(ｈ))。

［Ｄ］半導体デバイスの製造方法
得られた露光用マスク１４を露光装置に装着し、この露光用マスク１４を使用し、ＡｒＦエキシマレーザーを露光光として光リソグラフィー技術を用い、半導体基板(半導体ウェハ)に形成されているレジスト膜に露光用マスクのマスクパターンを転写して、この半導体基板上に所望の回路パターンを形成し、半導体デバイスを製造する。

［Ｅ］実施の形態の効果
上述のように構成されたことから、上記実施の形態によれば、次の効果（１）〜（５）を奏する。
（１）合成石英ガラス基板４の内部欠陥１６を検出する検出工程の欠陥変質工程では、欠陥変質装置２６を用いて、内部欠陥１６が変質するエネルギーを有する、波長が２００ｎｍ以下のＡｒＦエキシマレーザー光２５を当該合成石英ガラス基板４に導入して上記内部欠陥１６を変質させることから、この変質により上記内部欠陥１６を顕在化させることができる。この結果、個々の合成石英ガラス基板４の表面状態にばらつきがある場合にも、これらの合成石英ガラス基板４に存在する内部欠陥（波長が２００ｎｍ以下の短波長光であるＡｒＦエキシマレーザー光２５を露光光としたときのパターン転写に影響の大きな内部欠陥）を簡単且つ確実に検出できる。

（２）検出工程の欠陥特定工程において、波長が２００ｎｍ以下のＡｒＦエキシマレーザー光２５を合成石英ガラス基板４に導入して、この合成石英ガラス基板４の内部欠陥１６を変質させる欠陥変質工程の後に、欠陥検査装置４０を用いて当該合成石英ガラス基板４に可視レーザー光２６を導入し、変質した内部欠陥１６により散乱する散乱光１５を検出することで当該内部欠陥１６を特定する。このことから、波長が２００ｎｍ以下の短波長光を露光波長としてパターン転写を実施する際に生ずる転写パターン欠陥の原因となる合成石英ガラス基板４の内部欠陥１６を、可視レーザー光２６を用いることで簡単に検出することができる。

（３）欠陥特定工程では、合成石英ガラス基板４の両主表面５、６と端面２、３の側面４８との間で全反射条件を満たす条件で、当該合成石英ガラス基板４へ可視レーザー光２６を導入することから、この可視レーザー光２６を当該合成石英ガラス基板４内に閉じ込めることができるので、合成石英ガラス基板４内で、変質した内部欠陥１６を漏れなく確実に検出することができる。

（４）欠陥変質工程では、主表面５、６が鏡面研磨される前の状態の合成石英ガラス基板４に、波長が２００ｎｍ以下のＡｒＦエキシマレーザー光２５を導入して、合成石英ガラス基板４の内部欠陥１６を変質させ顕在化することから、内部欠陥１６が検出されない合成石英ガラス基板４のみの主表面５、６を鏡面研磨することができ、内部欠陥１６が検出された合成石英ガラス基板４の主表面５、６を鏡面研磨する無駄を省くことができる。

（５）検出工程の欠陥変質装置２０を用いた欠陥変質工程と、欠陥検査装置４０を用いた欠陥特定工程とにおいて、内部欠陥１６が検出されない合成石英ガラス基板４を用いてマスクブランク用ガラス基板７を製造し、このマスクブランク用ガラス基板７を用いてマスクブランク９を製造し、このマスクブランク９におけるハーフトーン膜８をパターンニングして露光用マスク１４を製造する。従って、この露光用マスク１４と、波長が２００ｎｍ以下のＡｒＦエキシマレーザー光２５とを用いて被転写体に、上記露光用マスクのマスクパターン１３を転写するパターン転写時に、この露光用マスク１４には、内部欠陥１６が存在しない合成石英ガラス基板４が用いられているので、上記内部欠陥１６に起因して局所的に光学特性が変化（例えば透過率が低下）する領域が存在せず、パターン転写に悪影響を及ぼして転写パターン欠陥を生ずることがなく、転写精度を向上させることができる。

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施形態における検出工程では、欠陥変質装置２０を用いた欠陥変質工程の後に、欠陥検査装置４０を用いた欠陥特定工程を実施するものを述べたが、上記欠陥変質工程の後に、自然光や集光ランプを用いて目視により、変質した内部欠陥１６を確認するようにしてもよい。また、上記欠陥の検出は、上記欠陥変質工程と同時に、可視域の光や集光ランプの光をガラス基板に照射して行ってもよい。

また、上記実施形態における検出工程の欠陥特定工程では、合成石英ガラス基板４においてＣＣＤカメラ４５が配置される端面３側が鏡面研磨されたものを述べたが、この鏡面研磨は実施されなくてもよい。

更に、上記実施形態における検出工程の欠陥特定工程を実施する欠陥検査装置４０は、ＣＣＤカメラ４５を合成石英ガラス基板４の端面３側に配置するものを述べたが、このＣＣＤカメラ４５が合成石英ガラス基板４の主表面５または６側に配置されてもよい。

また、上記実施の形態における欠陥変質装置２０を用いた欠陥変質工程では、ＡｒＦエキシマレーザー光を用いる場合を述べたが、波長が２００ｎｍ以下、好ましくは波長が１００ｎｍ〜２００ｎｍの光であればよく、Ｆ２エキシマレーザーであってもよい。或いは、ＡｒＦエキシマレーザーやＦ２エキシマレーザーと同じ波長を得るために、重水(Ｄ_２)ランプ等の光源から光を分光させて中心波長がＡｒＦエキシマレーザー、Ｆ２エキシマレーザーと同じ光を用いても構わない。

また、上記実施形態では、合成石英ガラス基板４における内部欠陥１６を検出するものを述べたが、この合成石英ガラス基板４を切り出す前のブロック状態の合成石英ガラス（合成石英ガラスブロック）、またはこの合成石英ガラスブロックを製造するためのインゴット状態の合成石英ガラスに存在する内部欠陥１６を検出するものでもよい。尚、この場合には、少なくとも、波長が２００ｎｍ以下のＡｒＦエキシマレーザー光２５を導入する導入面が鏡面研磨される必要がある。また、上記実施形態では、基板の材料として合成石英ガラスを挙げたが、ソーダライムガラスや、ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２などの多成分系のガラス材料であっても有効である。

また、上記実施の形態では、マスクブランク用ガラス基板上にハーフトーン膜を形成したハーフトーン型位相シフトマスクブランクの場合を述べたが、これに限定されるものではない。例えば、合成石英ガラス基板７上にハーフトーン膜と、このハーフトーン膜上に遮光膜とを有するハーフトーン型位相シフトマスクブランクや、マスクブランク用ガラス基板７上に遮光膜が形成されたフォトマスクブランクであっても構わない。尚、これらのハーフトーン型位相シフトマスクブランク、フォトマスクブランクの遮光膜上にレジスト膜を形成していてもよい。

また、上記実施形態では、リソグラフィー用ガラス部材としてマスクブランク用ガラス基板を挙げて説明したが、リソグラフィー技術で使用するステッパーに使われるレンズなどの光学部品(リソグラフィー用ガラス部材)の製造方法にも適用できる。

本発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、及び露光用マスクの製造方法における一実施の形態を示す製造工程図である。 本発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法において用いられる欠陥変質装置を示し、（Ａ）が当該装置の斜視図、（Ｂ）が内部欠陥を変質させる状況を示す断面図である。 本発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法において用いられる欠陥検査装置を示す斜視図である。 図３の欠陥検査装置にて内部欠陥が特定されて検出される状況を示す断面図である。 図１のマスクブランクの製造工程において用いられるスパッタリング装置を示す概略側面図である。

符号の説明

１ 合成石英ガラス板
２ 端面(一端面)
３ 端面
４ 合成石英ガラス基板
５、６ 主表面
７ マスクブランク用ガラス基板
８ ハーフトーン膜（薄膜）
９ マスクブランク
１３ ハーフトーン膜パターン（マスクパターン）
１４ 露光用マスク
１５ 散乱光
１６ 内部欠陥
２０ 欠陥変質装置
２１ 第１レーザー照射装置
２５ ＡｒＦエキシマレーザー光(短波長光)
２６ 可視レーザー光
４０ 欠陥検査装置
４１Ａ、４１Ｂ ミラー
４２ 第２レーザー照射装置
４５ ＣＣＤカメラ
４８ 側面
４９、５０ 面取り面

Claims (11)

1. 波長が２００ｎｍ以下の短波長光を導入する一端面を含む表面を有するガラス基板を準備する準備工程と、
   この準備されたガラス基板の内部欠陥を検出する検出工程とを有し、
   前記検出工程でパターン転写に影響する内部欠陥が存在しない前記ガラス基板を用いてマスクブランク用ガラス基板を製造するマスクブランク用ガラス基板の製造方法であって、
   前記検出工程は、前記ガラス基板の前記内部欠陥が変質するエネルギーを有する前記短波長光を当該ガラス基板に導入して、前記内部欠陥を変質させる欠陥変質工程を有し、
   前記ガラス基板は、合成石英からなり、
   前記短波長光は、１パルス当たりのエネルギーが１０〜１００ｍＪ／ｃｍ ^２ であることを特徴とするマスクブランク用ガラス基板の製造方法。
2. 前記短波長光は、パルス幅が２〜１５ｎｓｅｃであることを特徴とする請求項１に記載のマスクブランク用ガラス基板の製造方法。
3. 前記内部欠陥は、波長が２００ｎｍ超の露光光源に対して局所的な光学特性の変化が生じず、波長が２００ｎｍ以下の露光光源に対して局所的な光学特性の変化が生じる欠陥である局所脈理、内容物、または異質物の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載のマスクブランク用ガラス基板の製造方法。
4. 前記検出工程は、波長が２００ｎｍ以下の短波長光をガラス基板に導入して内部欠陥を変質させる欠陥変質工程の後または当該欠陥変質工程と同時に、
   可視域の光を前記ガラス基板に導入して、変質した前記内部欠陥により散乱する光を検出することで、当該内部欠陥を特定する欠陥特定工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマスクブランク用ガラス基板の製造方法。
5. 前記欠陥特定工程における可視域の光のガラス基板への導入は、当該ガラス基板の両主表面と側面との間で全反射条件を満たす条件で実施することを特徴とする請求項４に記載のマスクブランク用ガラス基板の製造方法。
6. 前記検出工程で、波長が２００ｎｍ以下の短波長光を導入するガラス基板は、主表面が鏡面研磨される前の状態であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のマスクブランク用ガラス基板の製造方法。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のマスクブランク用ガラス基板の製造方法によって得られたマスクブランク用ガラス基板の主表面上に、マスクパターンとなる薄膜を形成してマスクブランクを製造することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
8. 請求項７に記載のマスクブランクにおける薄膜をパターニングして、マスクブランク用ガラス基板の主表面上にマスクパターンを形成し、露光用マスクを製造することを特徴とする露光用マスクの製造方法。
9. 波長が２００ｎｍ以下の短波長光を導入する導入面を有するガラス材料を準備する準備工程と、
   この準備されたガラス材料の内部欠陥を検出する検出工程とを有し、
   前記検出工程で内部欠陥が存在しない前記ガラス材料を用いてリソグラフィー用ガラス部材を製造するリソグラフィー用ガラス部材の製造方法であって、
   前記検出工程は、前記ガラス材料の前記内部欠陥が変質するエネルギーを有する前記短波長光を当該ガラス材料に導入して、前記内部欠陥を変質させる欠陥変質工程を有し、
   前記ガラス基板は、合成石英からなり、
   前記短波長光は、１パルス当たりのエネルギーが１０〜１００ｍＪ／ｃｍ ^２ であることを特徴とするリソグラフィー用ガラス部材の製造方法。
10. 前記短波長光は、パルス幅が２〜１５ｎｓｅｃであることを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィー用ガラス部材の製造方法。
11. 前記内部欠陥は、波長が２００ｎｍ超の露光光源に対して局所的な光学特性の変化が生じず、波長が２００ｎｍ以下の露光光源に対して局所的な光学特性の変化が生じる欠陥である局所脈理、内容物、または異質物の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項９または１０に記載のリソグラフィー用ガラス部材の製造方法。

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