JP5214479B2 - マスクブランク用基板の製造方法、およびマスクブランクの製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明を適用したマスクブランクの製造方法を示すフローチャートである。図1において、点線で分割された上中下の三段のうち、下段は工程の流れを示し、中段は各工程に対応した製造過程のマスクブランクを示し、上段は検査工程で生成される膜情報を示す。図1に示すように、本発明を適用したマスクブランクの製造方法では、ガラス基板(マスクブランク用基板)10に、パターン形成用薄膜として1次膜11および2次膜12を形成し、さらにレジスト膜17を形成してマスクブランク100を製造するとともに、製造したマスクブランク100を収納ケース20に収納して出荷する。かかる工程と並行して膜情報取得処理が行なわれ、ガラス基板10の状態、1次膜11、2次膜12およびレジスト膜17を各々形成する毎に表面の検査を行ってその結果に応じた基板情報、1次膜膜情報、2次膜膜情報、およびレジスト膜膜情報をホストコンピュータ80に登録する。ホストコンピュータ80は、これらの情報をまとめてマスクブランク膜情報を生成して蓄積し、外部からの要求に応じて蓄積したマスクブランク膜情報を紙・電子媒体・通信回線等に出力する。
まず、ノッチマーク1が形成された合成石英基板等のガラス基板10を準備する。ノッチマーク1は形状によって基板の硝種を示している。次に、ガラス基板10の表面を研削・研磨加工し、所望の表面粗さと平坦度に仕上げる。研磨工程で使用した研磨剤を除去するためにガラス基板10を洗浄した後、ガラス基板10の表面の欠陥を検査する欠陥検査装置に搬入し、ガラス基板10の表面に欠陥があるか否かの基板検査工程ST21を行なう。
生産管理を行うホストコンピュータ80を使用し、流通ケースに添付したIDタグに、各基板を管理する管理番号を付与する。ホストコンピュータ80は、製造工程の順序、製造条件の設定、各製造工程の情報を収集して記録・保存する。流通ケース内に収納されたガラス基板10を枚葉式スパッタリング装置に搬入して、ノッチマーク1が形成されている側と反対側に、1次膜11であるMoSiN(モリブデンシリサイド窒化物)ハーフトーン膜を反応性スパッタリングにより成膜する。この時、基板保持具によりMoSiN膜が形成されない箇所に膜マーク3が形成される。そして、1次膜11付きのガラス基板10を別の流通ケースに収納する。これと共に、1次膜成膜終了の情報がホストコンピュータ80に保存される。流通ケースの添付のIDタグに管理番号が転送される。流通ケースにはノッチマーク1(又は膜マーク3)を基準にガラス基板10の方向を揃えて収納される。
1次膜検査工程ST22では、1次膜11付きのガラス基板10を、1次膜11表面の欠陥を検査するための欠陥検査装置に搬入し、欠陥検査を行って膜情報を取得する。膜情報(膜の表面情報)として、欠陥の位置情報、欠陥のサイズ(大きさをランク別で表示)、欠陥の種類(ピンホール、パーティクル、その他)が、管理番号毎にホストコンピュータ80に保存される。ここで取得した膜情報を1次膜膜情報と呼ぶ。1次膜検査工程ST22で良品と判定された1次膜11付きのガラス基板10については、別の流通ケースに収納する。これと共に、流通ケースのIDタグに管理番号が転送される。流通ケースに、ノッチマーク1(又は膜マーク3)を基準に基板が方向を揃えて収納される。
1次膜11付きのガラス基板10をインライン型スパッタリング装置に搬入して、1次膜11上に2次膜12であるCr(クロム)遮光膜を反応性スパッタリングにより成膜する。この時、基板保持部によりCr膜が形成されない箇所に膜マーク6が形成される。そして、2次膜12付きのガラス基板10を別の流通ケースに収納する。これと共に、2次膜成膜終了の情報がホストコンピュータ80に保存される。流通ケースに添付のIDタグに管理番号が転送される。流通ケースには、ノッチマーク1(又は膜マーク3、6)を基準にガラス基板10の方向を揃えて収納する。
2次膜検査工程ST23では、2次膜12付きのガラス基板10を、2次膜12の欠陥を検査するための欠陥検査装置に搬入し、欠陥検査を行って膜情報(膜の表面情報)を取得する。膜情報は、欠陥の位置情報、欠陥のサイズ(大きさをランク別で表示)、欠陥の種類(ピンホール、パーティクル、その他)が、管理番号毎にホストコンピュータ80に保存される。ここで取得した膜情報を2次膜膜情報と呼ぶ。そして、2次膜検査工程ST23で良品と判定された2次膜12付きのガラス基板10については、別の流通ケースに収納する。これと共に、流通ケースに添付のIDタグに管理番号が転送される。流通ケースには、ノッチマーク1(又は膜マーク3、6)を基準にガラス基板10が方向を揃えて収納される。
流通ケース内に収納された2次膜12付きのガラス基板10を回転塗布装置に搬入して、2次膜12上にレジストを回転塗布法により塗布し、ベーク、冷却を経てレジスト膜17を形成する。そして、レジスト膜17付きのガラス基板10(マスクブランク100)を別の流通ケースに収納する。これと共に、レジスト膜成膜終了の情報がホストコンピュータ80に保存される。流通ケースに添付のIDタグに管理番号が転送される。流通ケースには、ノッチマーク1(又は膜マーク3、6)を基準にマスクブランクの方向を揃えて収納される。
レジスト膜検査工程ST24では、レジスト膜17付きのガラス基板10(マスクブランク100)を、欠陥検査装置に搬入し、欠陥検査を行って膜情報を取得する。膜情報として、欠陥の位置情報、欠陥のサイズ(大きさをランク別で表示)、欠陥の種類(ピンホール、パーティクル、その他)が管理番号毎にホストコンピュータ80に保存される。ここで取得した膜情報をレジスト膜膜情報と呼ぶ。レジスト膜検査工程ST24で良品と判定されたガラス基板10については、別の流通ケースに収納する。これと共に、流通ケースに添付のIDタグに管理番号が転送される。流通ケースには、ノッチマーク1(又は膜マーク3、6)を基準にマスクブランク100の方向を揃えて収納する。
基板情報、1次膜膜情報、2次膜膜情報、レジスト膜膜情報を互いに照合することにより、膜情報同士の間で方向が一致しているか確認する。具体的には、位置変化しない欠陥を基準に各膜の欠陥情報データを照合する。これは、最下層の膜である1次膜11に欠陥がある場合、1次膜11より上層の膜である2次膜12、レジスト膜17にも欠陥が生じることを利用して、1次膜膜情報を基準として他の膜情報の方向の正否を判定する。これにより、マスクブランク100の製造過程(1)〜(9)における基板の向きを一定に保ち、基板の向きと膜情報の向きとの不一致を避けると共に、膜情報同士間の向きを一致させることができ、基板の向きと全ての膜情報の向きとを一致させることができる。また、膜情報同士の一致を確認するので、仮に製造過程で基板の向きを間違って流通ケースや収納ケースに収めたとしても、それを検出することが可能である。なお、この実施の形態では、欠陥位置情報の基準点としてノッチマークや膜マークを用いたが、基板のパターン転写に影響を与えない部分の主表面に基準点マークをレーザー掘込、ダイヤモンド針による打刻、エッチング等より形成することにより、欠陥位置情報の精度が大幅に向上する。また、この実施の形態では、流通ケースにIDタグを付けることで、マスクブランク用ガラス基板の基板情報やマスクブランクの1次膜膜情報、2次膜膜情報、レジスト膜膜情報を関連付けしたが、これに代えて、基板の端面や、パターン転写に影響を与えない部分の主表面に2次元コード等の識別マークを打刻し、この識別マークと関連付けするようにしてもよい。このようにすると、より確実に関連付けができる。
マスクブランク100を収納ケース20に収納して梱包し、マスクメーカーに配送する。
図2は、本発明を適用したマスクブランクの製造方法で行なう検査工程の説明図である。図2(a)は、欠陥検査装置全体構成を示す説明図であり、図2(b)、(f)は欠陥の説明図、図2(c)、(g)は、欠陥を観察した際の画像の説明図、図2(d)、(h)は、欠陥を観察した際に得られる電気信号の説明図、図2(e)、(i)は、電気信号を微分した後の説明図である。図3(a)は、図2に示す検査工程において、観察対象品の表面を走査しながら表面全体を検査する様子を示す説明図であり、図3(b)〜(e)は、欠陥の各種形態を示す説明図である。図4は、本発明を適用したマスクブランクの製造方法で行なう検査工程において、第2判定工程で表示装置に欠陥を画像表示した様子を示す説明図である。
図2(a)に示す欠陥検査装置は、光学系50と処理装置60とを備えており、光学系50は、光源51から、検査対象である1次膜11付きのガラス基板10(検査対象品)の表面に向かう往路上に、偏光ビームスプリッタ52、偏光子53、ウォランストン・プリズムからなる複屈折プリズム54(微分干渉観察用の複屈折プリズム)、1/4波長板55および対物レンズ56が配置されている。複屈折プリズム54は、入射光の偏光方向に対して45°で交差する光学軸を有している。1次膜11付きのガラス基板10の表面から光電変換装置59に向かう復路は、対物レンズ56から偏光ビームスプリッタ52までを往路との共通光路としており、偏光ビームスプリッタ52から光電変換装置59の間にはコリメートレンズ57、およびファイバーアレイ58を備えている。このため、光源51から出射された光のうち、p偏光の光が偏光ビームスプリッタ52および偏光子53を通過した後、複屈折プリズム54に到達し、複屈折プリズム54からは、p偏光の光とs偏光の光が、互いずれた2つの光路をもって出射される。かかるp偏光の光とs偏光の光は、1/4波長板55によって逆向きの円偏光の光に変換された後、1次膜11付きのガラス基板10の表面に到達する。ここで、1次膜11の表面に欠陥110(凹部111あるいは凸部112)があると、経路長の差異から位相差が生じる。
第1判定工程では、データ記憶部62に記憶した反射光の電気信号Vsのデータを基に、データ処理部63において信号処理を行い、第1基準値以上のサイズの欠陥の有無について判定を行う。
第2判定工程では、第1判定工程で行われた電気信号Vsに対する信号処理の結果をもとに、データ処理部63が検査対象品の検査すべき領域に対し、第1方向におけるサイズが第2基準値以上の微小欠陥120の有無を判定する。ここでの第2基準値は、欠陥検査装置の欠陥検出限界値としている。これは、欠陥検出限界値未満の場合、ノイズ等の電気信号エラーである場合は非常に高いことや、欠陥検出限界値未満の微小欠陥120が実際にあったとしても、良品と判定しても製品上問題がないためである。
第3判定工程では、第2判定工程で検出された微小欠陥120が、近接する他の微小欠陥120とともに微小欠陥集合体130を形成していないかを判定し、微小欠陥集合体がある場合は、そのサイズが第1基準値よりも大きいものがあるかを判定する。
上記説明は、1次膜11付きのマスクブランク用のガラス基板10を検査対象品とし、1次膜11の表面の検査工程ST22において、信号取得工程、第1判定工程、第2判定工程および第3判定工程を行なった例であるが、マスクブランク用のガラス基板10の表面に対する検査工程ST21、2次膜12付きのマスクブランク用のガラス基板10を検査対象品とする検査工程ST23、レジスト膜17付きのガラス基板10を検査対象品とする検査工程ST24において、信号取得工程、第1判定工程、第2判定工程および第3判定工程を行なってもよい。
以上説明したように、本形態のマスクブランク100の製造工程では、検査対象品に検査光を照射した際の反射光を光電変換装置59で受光して電気信号に変換し、該電気信号を基板主表面における位置情報と対応付けてデータ記憶部に記憶する信号取得工程を行い、次に検査対象品を良否判定するための欠陥サイズの基準値である第1基準値以上のサイズである欠陥の有無を判定して検査対象品の良品判定を行う第1判定工程を行い、続いて、良品と判定された検査対象品に対して、第1基準値よりも小さい第2基準値(例えば、欠陥検査装置の欠陥検出限界値等)以上の微小欠陥の有無を判定する第2判定工程を行い、最後に、検出された微小欠陥同士の距離関係や位置関係から近接する微小欠陥集合体の有無を判定し、微小欠陥集合体として判定されたものが第1基準値以上であるかを基準に検査対象品の良品判定を行う第3判定工程を行う。このため、従来では検出が難しかった図3(c)に示すような、第1方向のサイズが第1基準値以下であって、第2方向に向かって第1基準値よりも大きいサイズの欠陥110や、従来では検出が困難であった図3(d)に示すように、第2方向に向かって、第1基準値以下の微小欠陥120が延在する微小欠陥集合体130であって、第1基準値よりも大きいサイズの微小欠陥集合体130や、図3(e)に示すように斜め方向(第1方向と第2方向に向かって延びる方向)に第1基準値以下の微小欠陥120が延在する微小欠陥集合体130であって、第1基準値よりも大きいサイズの微小欠陥集合体130等をより確実に検出することができる。
上記形態では、ハーフトーン型位相シフトマスク用のマスクブランクの製造に本発明を適用した例を示したが、クロムを主成分とする3層構造の薄膜をパターン形成用薄膜として形成したバイナリーマスク用のマスクブランクや、シリコンとモリブデンとの多層反射膜上にバッファ層や吸収体層を形成した反射型EUVマスク用のマスクブランクの製造に本発明を適用してもよい。
11・・1次膜
12・・2次膜
17・・レジスト膜
50・・欠陥検査装置の光学系
60・・欠陥検査装置の処理装置
100・・マスクブランク
110・・欠陥
120・・微小欠陥
130・・・微小欠陥集合体
ST21、ST22、ST23、ST24・・検査工程
Claims (11)
- 基板主表面の凹部または凸部からなる欠陥を検査する検査工程を有するマスクブランク用基板の製造方法において、
前記検査工程は、
前記基板主表面に検査光を照射した際の反射光を光電変換装置で受光して電気信号に変換し、該電気信号を前記基板主表面における位置情報と対応付けてデータ記憶部に記憶する信号取得工程と、
前記電気信号に対する信号処理により、第1基準値以上のサイズである欠陥の有無を判定する第1判定工程と、
前記電気信号に対する信号処理により、前記第1基準値よりも小さく第2基準値以上のサイズである微小欠陥の有無を判定する第2判定工程と、
前記基板主表面で近接する複数の微小欠陥からなる微小欠陥集合体の有無を判定し、前記第1基準値以上のサイズである微小欠陥集合体の有無を判定する第3判定工程と
を有することを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。 - 前記第3判定工程は、前記データ記憶部の情報を基に、微小欠陥を含む所定範囲の基板主表面の拡大画像を作成し、該拡大画像から前記微小欠陥集合体の有無を判定す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基板の製造方法。
- 前記基板主表面に対する検査光の照射は、前記基板主表面の第1方向に対して走査を行うステップを、該第1方向に直交する第2方向に向かって繰り返し行うことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記信号取得工程は、前記基板主表面で隣接する2個所に2種類の偏光光を前記検査光として照射し、当該2種類の偏光光の前記基板主表面からの反射光を微分干渉観察用の複屈折プリズムにより合成した光を前記光電変換装置により電気信号に変換することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記第3判定工程は、前記拡大画像を微分干渉像として画像化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基板の製造方法。
- 基板上に形成されたパターン形成用薄膜の凹部または凸部からなる欠陥を検査する検査工程を有するマスクブランクの製造方法において、
前記検査工程は、
前記パターン形成用薄膜表面に検査光を照射した際の反射光を光電変換装置で受光して電気信号に変換し、該電気信号を前記パターン形成用薄膜表面における位置情報と対応付けてデータ記憶部に記憶する信号取得工程と、
前記電気信号に対する信号処理により、前記第1基準値以上のサイズである欠陥の有無を判定する第1判定工程と、
前記電気信号に対する信号処理により、前記第1基準値よりも小さく前記第2基準値以上のサイズである微小欠陥の有無を判定する第2判定工程と、
前記パターン形成用薄膜表面で隣接する複数の微小欠陥からなる微小欠陥集合体の有無を判定し、前記第1基準値以上のサイズである微小欠陥集合体の有無を判定する第3判定工程と
を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法。 - 前記第3判定工程は、前記データ記憶部の情報を基に、微小欠陥を含む所定範囲の前記パターン形成用薄膜表面の拡大画像を作成し、該拡大画像から前記微小欠陥集合体の有無を判定することを特徴とする請求項6に記載のマスクブランクの製造方法。
- 前記薄膜表面に対する検査光の照射は、前記パターン形成用薄膜表面の第1方向に対して走査を行うステップを、該第1方向に直交する第2方向に向かって繰り返し行うことを特徴とする請求項6または7のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
- 前記信号取得工程は、前記パターン形成用薄膜表面で隣接する2個所に2種類の偏光光を前記検査光として照射し、当該2種類の偏光光の前記薄膜表面からの反射光を微分干渉観察用の複屈折プリズムにより合成した光を前記光電変換装置により電気信号に変換することを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
- 前記第3判定工程は、前記拡大画像を微分干渉像として画像化することを特徴とする請求項9に記載のマスクブランクの製造方法。
- 前記検査対象品は、前記基板上に前記パターン形成用薄膜としてハーフトーン位相シフト膜が形成されていることを特徴とする請求項6から10のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
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