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

Description

本発明は、マスクブランク用基板の製造方法、および基板上に１層乃至複数層のパターン形成用薄膜が形成されたマスクブランクの製造方法に関するものである。

半導体ＬＳＩなどの製造に用いられる露光マスクは、基板上に１層乃至複数層のパターン形成用薄膜が形成されたマスクブランクに対して電子線などで描画を行なうことにより製造される。従って、マスクブランクの段階で基板の主表面、あるいはパターン形成用薄膜の表面に凹部や凸部からなる欠陥が存在すると、露光精度の高い露光マスクを得ることができない。そこで、マスクブランクを製造するにあたっては、マスクブランク用基板の主表面、あるいはパターン形成用薄膜の表面に欠陥が存在するか否かの検査が行なわれる。

かかる検査に用いられる装置としては、各種のものが提案されているが、位相シフト法を利用したものでは、光ビーム（検査光）を干渉光学系により互いに干渉性を有する２本のサブビームに変換し、検査対象品（マスクブランク用基板、マスクブランク等）の表面に向けて照射する。検査対象品の表面に欠陥が存在する場合、２本のサブビーム間には欠陥の高さに相当する位相差が導入される。従って、検査対象品の表面からの反射光を合成すれば、合成したビームには欠陥の高さに相当する位相差が含まれるので、合成した光を光電変換装置により電気信号に変換した後、この電気信号に信号処理を行なえば、基準値以上のサイズの欠陥があるか否かを検査することができる（特許文献１参照）。

特開２００１−２７６１１号公報

しかしながら、欠陥検査装置の場合、図３（ａ）に矢印で示すように、検査対象品の表面の第１方向に走査するステップを第１方向に直交する第２方向に向かって繰り返し行い、第１方向の１回分の走査により得られる電気信号に基づいて、基準値以上のサイズの欠陥の有無を検査するため、検査の精度が低いという問題点がある。すなわち、欠陥検査装置の場合、図３（ｂ）に示すような点状の大きな欠陥１１０であれば確実に検出できるが、図３（ｃ）に示すように、第２方向に向かって延在し、第１方向のサイズが小さい欠陥１１０の場合、良品判定になる場合が多い。また、図３（ｄ）に示すような点状の欠陥１２０が第２方向に向かって点在し、欠陥一つ当たりのサイズが小さい微小欠陥である場合、良品判定になってしまう。このような微小欠陥が隣接して点在している場合、実際には連続した１つの欠陥であっても、検査精度が低いことに起因して微小欠陥が点在しているように検出されている可能性が高く、本来、良品判定とすべきではない。特に、図３（ｅ）に示すように、点状の欠陥１２０が斜め方向（特に、第１方向と第２方向の中間の傾斜角である４５度の方向）に向かって点在して延びている場合は、特に連続した１つの欠陥である可能性が高く、良品判定とすべきではない。

一方、位相差を有する２つのサブビームを用いる位相シフト法による検査方法であることから、２つのサブビームが並列する方向（第１方向）には一度に検査光を照射することはできない。また、装置の構造上、コスト上等の理由から、第２方向に一度に検査光を照射するような欠陥検査装置を作ることは難しい。単一の照射装置で、第１方向を走査するステップと、検査光を第２方向に移動するステップを繰り返して、検査対象物の表面全体に検査光を照射した場合、ステップ毎の第２方向への移動を検査光が照射されない部分が生じないような移動量に設定しても、第１方向に比べて、第２方向の検査光の照射量に不均一が生じやすく、第２方向の検査感度が不均一になりやすいという問題があった。さらに、第２方向の検査光の照射量の不均一性を解消するために、第２方向に並列に検査光の照射装置を複数配置した場合であっても、照射装置間で検査光の照射量の不均一が生じる場合があり、問題となっていた。さらに、この場合であっても、構造上やコスト上の理由から、検査対象物の第２方向全体を一度に検査光が照射するように多数の照射装置を配置することは困難であることから、検査光の第２方向への移動ステップが発生してしまい、単一の照射装置の場合と同様の問題が生じる恐れがあった。

これらの理由から照射装置の検査光の光量にばらつきが生じた場合、反射光量にばらつきが生じ、光電変換装置で変換される電気信号強度にもばらつきが生じてしまい、これらの結果、欠陥検出感度が変わってしまうという問題があった。

これらの問題の解決手段として、単純に欠陥検出感度を上げる方法、すなわち、良品判定の基準の欠陥サイズの閾値を小さくする方法が考えられるが、今度は、本来、マスクブランク用ガラス基板、マスクブランクとして使用するのには実用上問題ない程度の微小欠陥であっても不良品として判定されてしまい、歩留りが大幅に悪化してしまうという大きな問題が生じてしまう。さらに、欠陥検査装置での検査で良品と判定されたものを作業者が目視で再検査する方法が考えられるが、かかる目視検査を行なうには相当の熟練を必要とするとともに、かかる熟練を有するものであっても誤判定を避けることができないという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、マスクブランクの製造過程で発生する欠陥を容易かつ確実に検出することができる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を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、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。

また、本発明では、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、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。

本発明では、検査対象品（基板主表面、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用基板あるいはマスクブランクの製造方法において、その検査工程は、まず、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で受光して電気信号に変換し、該電気信号を検査対象品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う。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を第１基準値とし、その第１基準値以上のサイズである欠陥の有無を判定し、検査対象品の良品判定を行う。さらに、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し、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する。最後に、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。

このような検査工程を行うことで、欠陥検査感度を上げることなく、目視検査に頼ることなく、検査光の照射量の不均一性に起因する欠陥検出感度のばらつきの影響を受けることなく、第１基準値以上の欠陥を有する不良品を確実に排除することができる。

本発明では、前記第３判定工程において、信号取得工程でデータ記憶部に記憶した情報を基に、微小欠陥を含む所定範囲の検査対象品（基板主表面、パターン形成用薄膜）の拡大画像を作成し、その拡大画像から微小欠陥集合体の有無を判定することが好ましい。このように構成すると、作業員が目視では発見が困難であった微小欠陥集合体の有無を容易判定することができ、検査の熟練者でなくとも確実に判定が可能であり、検査の熟練者であればより確実に判定ができるようになる。また、コンピュータを用いた画像処理によって第１基準値以上のサイズの微小欠陥集合体の有無を自動的に検出することも可能となる。

本発明において、前記信号取得工程では、前記検査対象品の表面で隣接する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検査対象品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が好ましい。

本発明において、前記第１判定工程では、例えば、前記検査対象品の表面の第１方向へ走査するステップを当該第１方向に直交する第２方向に向かって繰り返し行い、前記第１方向の１回分の走査により得られる電気信号に基づいて、前記第１基準値以上のサイズの欠陥の有無を検査する。このような構成の場合に対して、本発明は非常に有効に作用し、第２方向全体に検査光の照射・受光装置を並列に配置した大掛かりな欠陥検査装置を用いずとも、確実に第１基準値以上の欠陥を判定することができる。

本発明において、前記検査対象品は、例えば、前記基板上に前記パターン形成用薄膜が形成されてなる。

本発明は、前記検査対象品が、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なる場合に適用すると特に効果的である。特にハーフトーン位相シフトマスクの場合は、露光光の波長の位相を所定量シフトさせる機能と、露光光を所定透過率で透過させる機能が膜面全体で均一である必要があるため、欠陥への良否判定基準が特に厳しい。特に露光光の波長が短波長化されるに伴って、欠陥に対して許容されるサイズが厳しくなっている。本発明に係る検査方法によれば、かかる厳しい要求にも十分対応できる検査を行なうことができる。また、ハーフトーン位相シフト膜は、透光性を備えているため、目視による検査が特に難しいが、本発明によって欠陥を確実に検査することができる。

本発明では、検査対象品（基板主表面、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用基板あるいはマスクブランクの製造方法において、その検査工程は、まず、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で受光して電気信号に変換し、該電気信号を検査対象品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う。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を第１基準値とし、その第１基準値以上のサイズである欠陥の有無を判定し、検査対象品の良品判定を行う。さらに、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し、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する。最後に、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。このような検査工程を行うことで、欠陥検査感度を上げなくとも、第１基準値以上の欠陥を有する不良品を確実に排除することができ、欠陥検査感度を上げることによる歩留りの大幅な低下を回避することができる。また、作業員による検査対象品に対する直接の目視検査に頼る必要がない。さらに、検査光の照射量の不均一性に起因する欠陥検出感度のばらつきの影響を受けることなく、第１基準値以上の欠陥を有する不良品を確実に排除することができる。

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。 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。 （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、（ｂ）〜（ｅ）は、欠陥の各種形態を示す説明図である。 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。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

［全体構成］
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。

以下、下段の工程の流れに沿って説明する。なお、本発明は、各種のマスクブランク１００の製造に適用できるが、以下の説明では、遮光帯形成用の遮光膜を上層に有するハーフトーン型位相シフトマスク用のマスクブランク１００を製造する場合を例示する。

（１）基板加工工程および基板検査工程ＳＴ２１
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。

基板検査工程ＳＴ２１において良品と判定されたガラス基板１０については、ＩＤタグがついた流通ケース（図示せず）に収納する。流通ケースにはノッチマーク１を基準にガラス基板１０の方向を揃えて収納されている。なお、基板検査工程ＳＴ２１で検出されたノッチマーク１を基準とした欠陥の位置情報、欠陥サイズ、欠陥の種類（凹部欠陥、凸部欠陥）については、管理番号毎にホストコンピュータ８０に保存される。ここで取得した情報を基板情報と呼ぶ。

（２）１次膜成膜工程
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。

本形態では、１次膜１１（ハーフトーン材料膜）として、単層のＭｏＳｉＮ膜を用いたが、ＭｏＳｉＮに代えて、モリブデンシリサイド酸化窒化物膜（ＭｏＳｉＯＮ）や、モリブデンシリサイド酸化窒化炭化物膜（ＭｏＳｉＯＮＣ）、モリブデンシリサイド酸化炭化膜（ＭｏＳｉＯＣ）を用いてもよい。

また、１次膜１１については二層の膜で形成する場合もある。この場合、下層は、露光光に対して主に透過率を低下させる機能を有する透過率調整層であり、上層は、露光光に対して主に位相角（位相シフト量）を調整する機能を有する位相調整層である。透過率調整層としては、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ランタン、タンタル、タングステン、シリコン、ハフニウムの単体膜、合金膜、またはそれらの窒化物などを用いることができる。位相調整層としては、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素など、珪素(シリコン)を母体とした薄膜などが用いられる。

（３）１次膜検査工程ＳＴ２２
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。

（４）２次膜成膜工程
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。

本形態では、２次膜１２としてＣｒ遮光膜を用いたが、クロムに酸素、窒素、炭素等を含むクロム化合物、その他のクロム化合物等からなる単層または多層構造の遮光膜を用いてもよい。また、特に、ＤＲＡＭ ｈｐ４５ｎｍ世代以降の微細パターン形成用のハーフトーン型マスクブランクを製造する場合には、Ｃｒ遮光膜についても薄膜化が必要であり、表面反射防止層、遮光層、裏面反射防止層の３層の界面が明確な積層構造を形成することが望ましいが、インライン型スパッタリング装置では３層の界面が連続的になりやすい。このような場合においては、Ｃｒ遮光膜の成膜に、積層構造の界面が明確に分けることができる枚葉型スパッタリング装置で３層を順番に成膜するとよい。この場合のＣｒ遮光膜としては、表面反射防止層にＣｒＯＣＮ、遮光層にＣｒＯＮ、裏面反射防止層にＣｒＯＣＮとすることが好ましい。各層の組成を調整することで光学特性を、表面反射光と表面反射防止層と遮光層との界面で反射する反射光との間での干渉効果、裏面反射光と裏面反射防止層と遮光層との界面で反射する反射光との間での干渉効果をともに発揮されやすいようにするとよい。

（５）２次膜検査工程ＳＴ２３
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。

（６）レジスト成膜工程
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。

（７）レジスト膜検査工程ＳＴ２４
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。

（８）膜情報の照合工程
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。

（９）ブランク梱包工程
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。

［検査方法］
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１を参照して説明したように、本形態では、マスクブランク１００を製造するにあたって、ガラス基板１０からなる検査対象品の表面、あるいはガラス基板１０にパターン形成用薄膜（１次膜１１、２次膜１２、レジスト膜１７）を形成した検査対象品の表面の欠陥を検査する検査工程ＳＴ２１、ＳＴ２２、ＳＴ２３、ＳＴ２４を行なう。本形態では、かかる検査工程ＳＴ２１、ＳＴ２２、ＳＴ２３、ＳＴ２４のうち、検査工程ＳＴ２２、ＳＴ２３、ＳＴ２４では、図２（ａ）を参照して以下に説明する欠陥検査装置を利用して、信号取得工程、第１判定工程、第２判定工程および第３判定工程を行う。以下、ガラス基板１０に１次膜１１を形成したものを検査対象品とする検査工程ＳＴ２２を例に説明する。

（信号取得工程）
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。

そして、１次膜１１の表面で反射した光が再び、対物レンズ５６および１／４波長板５５を通過した後、複屈折プリズム５４で合成され、その後、偏光子５３、偏光ビームスプリッタ５２、コリメートレンズ５７、およびファイバーアレイ５８を経由して、光電変換装置５９に入射すると、光電変換装置５９では、反射光が電気信号に変換される。かかる電気信号は、処理装置６０に出力される。

処理装置６０は、装置本体、表示装置６４、およびキーボードなどの入力装置などを備えており、予め、プログラム記憶部に格納されているプログラムに基づいて動作する。処理装置６０において、装置本体には、光電変換装置５９から出力された電気信号の信号処理を行なうデータ処理部６３、光電変換装置５９から出力された電気信号を記憶しておくデータ記憶部６２、および表示装置６４での表示動作を制御する表示制御部６１などが構成されている。

このように構成した欠陥検査装置において、１次膜１１の表面で反射した光が複屈折プリズム５４で合成されると、干渉が起こる。その際、増加的干渉が起こった部分は明るく、逆に減殺的干渉が生じた部分は暗く落ち込む。また、検査対象品の表面全体の検査は、図３（ａ）に示すように、第１方向への走査を第１方向に直交する第２方向に向かって繰り返し行う。このため、欠陥１１０が、図２（ｂ）で示す凹部１１１である場合、光電変換装置５９に届く反射光は、欠陥１１０（凹部１１１）を、図２（ｃ）に示すように、例えば、右側が明るく左側が暗い画像で形成する。その際、光電変換装置５９において、反射光を電気信号に変換すると、電気信号Ｖsは、図２（ｄ）に示す波形となる。これに対して、欠陥１１０が、図２（ｆ）で示す凸部１１２である場合、光電変換装置５９に届く反射光は、欠陥１１０（凸部１１２）を、図２（ｇ）に示すように、例えば、右側が暗く左側が明るい画像で形成する。その際、光電変換装置５９において、反射光を電気信号に変換すると、電気信号Ｖsは、図２（ｈ）に示す波形となる。

このような構成の欠陥検査装置を用いて、検査対象品であるマスクブランクの１次膜１１の表面に対して検査光を照射し、１次膜１１で反射された反射光を光電変換装置５９で受光して電気信号Ｖｓに変換し、その電気信号Ｖｓを１次膜表面における位置情報（ここでは、これに代えて、位置情報に変換可能である検査開始からの時間情報を用いている。）とともにデータ記憶部６２に記憶する。この反射光の電気信号Ｖｓの取得および１次膜表面における位置情報とともにデータ記憶部６２に記憶する一連の工程を、図３（ａ）に示すように、第１方向に対して走査しながら行い、そのステップを第２方向に向かって、検査しない部分が生じないような所定ピッチで繰り返し行う。これにより、検査対象品の検査すべき領域全体の反射光の電気信号Ｖｓをその１次膜表面における位置情報とともにデータ記憶部６２に記憶することができる。

（第１判定工程）
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。

データ処理部６３が第１判定工程を行なう際の処理は以下の通りである。まず、データ処理部６３は、図２（ｄ）、（ｈ）に示す波形の電気信号Ｖsに微分処理を行い、図２（ｅ）、（ｉ）に示す波形の信号Ｖtを得た後、この波形に含まれる３つパルスの２つのパルスＶpの間隔Ｓを計測する。かかるパルスＶpの間隔は、欠陥１１０（凹部１１１および凸部１１２）の第１方向のサイズに相当する。次に、データ処理部６３は、今回検査した検査対象品に、サイズが第１基準値、例えば、サイズが０．５μｍよりも大きい欠陥１１０があるか否かを判定する。ここで、データ処理部６３は、上記の欠陥１１０があると判定した場合、今回検査した検査対象品を不具合品と判定し、後工程への搬送を禁止する。また、データ処理部６３が検査すべき領域に第１基準値以上の欠陥１１０がないと判定した場合、第２判定工程が行われる。

（第２判定工程）
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。

この第２判定工程において、データ処理部６３が検査すべき領域に、第２基準値以上のサイズの微小欠陥１２０がない検査対象品は良品として後工程に搬送される。また、データ処理部６３が、第２基準値以上のサイズの微小欠陥１２０を検出した場合、その全ての微小欠陥１２０のサイズおよび位置を、電気信号Ｖｓとともに、データ記憶部６２に記憶した後、次の第３判定工程を実施する。

（第３判定工程）
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。

最初に、図３（ｃ）に示すような第２方向に連続する第１基準値（０．５μｍ）よりも大きいサイズの欠陥１１０の有無を判定する。データ処理部では、ある微小欠陥１２０について、その位置から第２方向で直近する位置について微小欠陥１２０の有無を判定し、その位置に微小欠陥１２０が検出されている場合には、その微小欠陥１２０から第２方向に直近する位置で微小欠陥１２０の有無を判定する。このような判定を繰り返すことで、これらの微小欠陥１２０が第２方向に分割されて微小欠陥として判定されていた第２方向に連続する欠陥１１０（微小欠陥集合体でもある）であることを判定できる。そして、この欠陥１１０のサイズが第１基準値よりも大きい場合においては、今回検査した検査対象品を不具合品と判定し、後工程への搬送を禁止する。

次に、図３（ｄ）および（ｅ）に示すような、不連続であるが第１基準値（０．５μｍ）よりも大きいサイズの微小欠陥集合体１３０の有無を判定する。ここでは、検査対象品の表面の画像を、データ記憶部６２に記憶されている電気信号Ｖsに基づいて表示し、この画像に基づいて、第１基準値以上の微小欠陥集合体１３０の有無を判定する。図２（ｃ）、（ｄ）を参照して説明したように、信号取得工程における信号取得時に、検出された微小欠陥１２０が凹部１２１（図２の凹部１１１に該当）か凸部１２２（図２の凸部１１２に該当）かが分るので、図４に示すように、表示装置６４の左側領域に微小欠陥１２０の分布を簡易表示するようになっている。微小欠陥１２０が凹部１２１であれば、例えば、▽のマークで示し、微小欠陥１２０が凸部１２２であれば、例えば、△のマークで示すなど、凹部１２１と凸部１２２とを異なるマークで表示する。

ここで、第３判定工程を行う作業者が、表示装置６４を見て▽のマークを選択する（例えば、左側領域の右上の丸で囲った部分）と、その凹部１２１を含む所定範囲の詳細な微分干渉画像である拡大画像が表示装置６４の右側領域に表示される。作業者は、その拡大画像に凹部１２１に近接した別の凹部がないか、また凹部１２１がある場合には、その位置関係から、これらの複数の凹部１２１が微小欠陥集合体１３０を形成しているか（図３（ｄ）や（ｅ）のような凹部１２１の位置関係に１つの欠陥が検査精度等の問題から別々の微小欠陥１２０として検出されていないかどうか）を判定する。そして、拡大画像に表示されている複数の凹部１２１が微小欠陥集合体１３０と判定した場合であって、その微小欠陥集合体１３０のサイズが、第１基準値である０．５μｍよりも大きい場合には、今回検査した検査対象品を不具合品と判定し、後工程への搬送を禁止する。また、全ての▽のマークの拡大画像を見て、微小欠陥集合体１３０がないと判定された場合、あるいは微小欠陥集合体１３０があってもサイズが第１基準値以下であると判定された場合には、良品として、次工程（２次膜成膜工程）に搬送することを許可する。以上のデータの全てあるいは一部は、１次膜膜情報として、図１を参照して説明したホストコンピュータ８０に保存される。

なお、この実施の形態の第３判定工程では、微分干渉画像の拡大画像を作業者が目視で判定したが、これに限らず、拡大画像をコンピュータで画像処理を行い、微小欠陥１２０の位置関係を認識させ、ファジー理論やニューラルネットワーク理論等を利用して、微小欠陥集合体１３０の有無を自動的に検出させ、その微小欠陥集合体１３０のサイズが第１基準値よりも大きいか否かを判定させるようにしてもよい。

（他の検査工程への適用）
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。

（本形態の主な効果）
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。

しかも、再検査する方法と違って、熟練を有しない作業者であっても、短時間のうちに正確な判定を行なうことができ、生産性が向上する。

特に、本形態は、ガラス基板１０上にパターン形成用薄膜としてハーフトーン位相シフト膜（１次膜１１）が形成されている場合に適用したため、特に効果的である。すなわち、ハーフトーン型位相シフトマスクの場合、露光光の波長が短波長化されるに伴って、欠陥１１０に対して許容されるサイズが厳しいが、本形態に係る検査方法によれば、かかる厳しい要求にも十分対応できる検査を行なうことができる。また、ハーフトーン位相シフト膜は、透光性を備えているため、目視による検査が特に難しいが、本形態では、凹凸を微分干渉観察による画像として表示するため、欠陥を確実に検査することができる。

また、第１判定工程で良品と判定されたものだけに対して第２判定工程を行なうため、第２判定工程以降の対象が少ないので、検査工程を効率よく行なうことができる。しかも、第３判定工程で表示する画像は、第１判定工程で記憶されたものであるため、第２判定工程で改めて撮像する必要がないので、検査工程を効率よく行なうことができる。

（その他の実施の形態）
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。

１０・・マスクブランク用のガラス基板
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。