特許 5786211 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、転写用マスクの製造方法、および半導体デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5786211

(24)【登録日】2015年8月7日

(45)【発行日】2015年9月30日

(54)【発明の名称】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、転写用マスクの製造方法、および半導体デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/84 20120101AFI20150910BHJP

   G03F 1/60 20120101ALI20150910BHJP

   G01N 21/88 20060101ALI20150910BHJP

   G01N 21/958 20060101ALI20150910BHJP

【ＦＩ】

   G03F1/84

   G03F1/60

   G01N21/88 K

   G01N21/958

【請求項の数】11

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2011-11420(P2011-11420)

(22)【出願日】2011年1月21日

(65)【公開番号】特開2012-154976(P2012-154976A)

(43)【公開日】2012年8月16日

【審査請求日】2013年11月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000113263

【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078662

【弁理士】

【氏名又は名称】津国 肇

(74)【代理人】

【識別番号】100131808

【弁理士】

【氏名又は名称】柳橋 泰雄

(72)【発明者】

【氏名】田辺 勝

【審査官】 松岡 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０８６０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８９２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８９２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５１６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０１４５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４７２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７１１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６０４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２２０８６４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ １／００−１／８６

Ｇ０１Ｎ ２１／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つの主表面と４つの端面を有するガラス基板を準備する基板準備工程と、
いずれかの面から波長２００ｎｍ以下の検査光を前記ガラス基板内に導入して内部欠陥を検出する欠陥検査工程とを有するマスクブランク用ガラス基板の製造方法であって、
前記欠陥検査工程は、
いずれかの面から前記ガラス基板を撮影し、
前記撮影したガラス基板の画像における処理対象画素の光量値と前記処理対象画像から第１の方向に所定画素数だけ離れた画素の光量値との間の差分である第１の光量差を算出し、
前記処理対象画素の光量値と前記処理対象画像から第２の方向に前記所定画素数だけ離れた画素の光量値との間の差分である第２の光量差を算出し、
前記処理対象画素の光量値と前記処理対象画像から第３の方向に前記所定画素数だけ離れた画素の光量値との間の差分である第３の光量差を算出し、
前記第１の光量差、第２の光量差および第３の光量差のうちの最大値を用いて前記ガラス基板の内部欠陥から発生する蛍光の有無を判定し、
前記蛍光が無いと判定されたガラス基板を選定するものであり、
前記所定画素数は、２０画素以上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。

【請求項2】

前記第２の方向は、前記第１の方向に対して直交する方向であり、前記第３の方向は、前記第１の方向と前記第２の方向のそれぞれに対して４５度傾斜した方向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。

【請求項3】

前記検査光を導入する面は、前記ガラス基板の４つの端面のいずれかの端面であり、前記ガラス基板を撮影する面は、前記ガラス基板の２つの主表面のいずれかの主表面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。

【請求項4】

前記検査光を導入する面と、前記ガラス基板を撮影する面は、鏡面に研磨されてい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ガラス基板の製造方法。

【請求項5】

請求項１から４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で製造されたマスクブランク用ガラス基板の主表面に、パターン形成用薄膜を形成する工程を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法。

【請求項6】

請求項５に記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの前記パターン形成用薄膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法。

【請求項7】

請求項６に記載の転写用マスクを用い、半導体ウェハ上に回路パターンを形成することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。

【請求項8】

２つの主表面と４つの端面を有するガラス基板の一方の主表面にパターン形成用薄膜を備えたマスクブランクを準備するマスクブランク準備工程と、
いずれかの面から波長２００ｎｍ以下の検査光を前記ガラス基板内に導入して内部欠陥を検出する欠陥検査工程とを有するマスクブランクの製造方法であって、
前記欠陥検査工程は、
パターン形成用薄膜が形成されている面以外のいずれかの面から前記ガラス基板を撮影し、
前記撮影したガラス基板の画像における処理対象画素の光量値と前記処理対象画像から第１の方向に所定画素数だけ離れた画素の光量値との間の差分である第１の光量差を算出し、
前記処理対象画素の光量値と前記処理対象画像から第２の方向に前記所定画素数だけ離れた画素の光量値との間の差分である第２の光量差を算出し、
前記処理対象画素の光量値と前記処理対象画像から第３の方向に前記所定画素数だけ離れた画素の光量値との間の差分である第３の光量差を算出し、
前記第１の光量差、第２の光量差および第３の光量差のうちの最大値を用いて前記ガラス基板の内部欠陥から発生する蛍光の有無を判定し、
前記蛍光が無いと判定されたマスクブランクを選定するものであり、
前記所定画素数は、２０画素以上であることを特徴とするマスクブランクの製造方法。

【請求項9】

前記第２の方向は、前記第１の方向に対して直交する方向であり、前記第３の方向は、前記第１の方向と前記第２の方向のそれぞれに対して４５度傾斜した方向であることを特徴とする請求項８に記載のマスクブランクの製造方法。

【請求項10】

請求項８または９に記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの前記パターン形成用薄膜に転写パターンを形成する工程を有する
ことを特徴とする転写用マスクの製造方法。

【請求項11】

請求項１０に記載の転写用マスクを用い、半導体ウェハ上に回路パターンを形成する
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、波長２００ｎｍ以下の露光光によるパターニングに適応した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、転写用マスクの製造方法、および半導体デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、フォトリソグラフィ技術を用いたパターンニングにおける更なるパターン微細化の要望が高まっており、これに対応するため、パターニングに用いる露光光の短波長化及び高出力化が進んでいる。具体的には、露光波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー等の波長が２００ｎｍ以下のレーザー光が用いられるようになってきている。

【0003】

フォトリソグラフィ技術では、ガラス基板上にパターンが形成された薄膜を備えた構成の転写用マスクを用い、転写用マスクを透過した露光光を対象物（半導体ウェハ上のレジスト膜等）に照射することでパターンが転写される。転写用マスク及びその原板となるマスクブランクに用いられるガラス基板には、露光光の光量低下を引き起こす光学的不均一領域がないものを使用する必要がある。マスクブランク用基板に光学的不均一領域が存在すると、このマスクブランク用基板を用いて製造された転写用マスクに露光光を照射してパターン転写を行なうとき、ガラス基板に入射した露光光が光学的不均一領域で一部吸収されるため、局所的に透過率が低下する。そして、その光量が低下した露光光が薄膜パターンのない部分（光透過部）を通過するような位置関係にあった場合、光透過部を通過した露光光の光量が低下しているため、転写対象物のウェハ上のレジスト膜を十分に感光させることができなくなる。その結果、レジスト膜に転写された転写パターンに欠陥が生じ、転写精度が低下して、露光転写不良を発生させることになる。

【0004】

これまで、マスクブランクに用いられるガラス基板の製造時には、光学的不均一領域を内部欠陥と見なして、内部欠陥が存在しないガラス基板を選定する欠陥検査が行われている。しかし、ＫｒＦエキシマレーザー（波長：２４８ｎｍ）等の波長２００ｎｍ超のレーザー光を露光光に適用する場合には透過率低下は生じないが、ＡｒＦエキシマレーザーをはじめとする波長２００ｎｍ以下の高エネルギーのレーザー光を露光光に適用した場合には透過率の低下が生じる光学的不均一領域である内部欠陥が存在することが近年明らかになった。このタイプの内部欠陥は、波長２００ｎｍ以下の露光光を吸収する特性のほかに、蛍光を発する特性も有していることが判明している。

【0005】

マスクブランクに用いられるガラス基板は、一般的に表裏の２つの主表面と、その主表面に対して直交する４つの側面を有する矩形の板状であり、例えば、主表面が約１５２ｍｍ角の矩形の場合、約６．３ｍｍの厚さを有する。この板状のガラス基板の内部欠陥を検査する場合、ガラス基板のいずれかの側面から波長２００ｎｍ以下の検査光を入射させ、その入射させた側面と直交するいずれかの主表面から画像解析用のＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラで撮像し、得られた画像を解析する。このときの解析には、波長が２００ｎｍ以下のレーザー光を入射させると、ガラス基板に内部欠陥がある場合には、その内部欠陥部では吸収した露光光が変換されて蛍光が発せられることを利用する。このように、２００ｎｍ以下のレーザー光に対して蛍光を発する現象の有無により内部欠陥を検出する方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７−８６０５０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ＣＣＤカメラで内部欠陥から発生する蛍光の発生部形状を撮像する場合、内部欠陥がどこに存在しているかは予め判明しておらず、また、ＣＣＤカメラ等の画素数は限られているので、ガラス基板の主表面全体を低倍率で一度に撮像する方法か、ガラス基板の主表面を複数領域に分割して高倍率で撮像する方法のいずれかを用いる必要がある。ところが、低倍率でガラス基板の主表面全体を一度に撮像する場合、内部欠陥から発する蛍光の光量が基本的に小さいので、全体に対する内部欠陥の相対的な蛍光領域および蛍光量が非常に小さくなり内部欠陥を検出できない場合がある。従って、一般的に複数領域に分割して高倍率で撮像する方法が用いられる。

【0008】

また、撮像した画像を画像解析装置で解析して内部欠陥を検出する際には、画像に写っている内部欠陥のなるべく正確な形状を認識する必要がある。しかし、内部欠陥に混入した蛍光を発生させる不純物は、密度が高く集中して混入している場合ばかりでなく、密度が低く拡散して混入している場合がある。その場合の内部欠陥の領域は、ぼやけたモヤ状の画像となる。また、密度が高く混入した不純物についても、その蛍光の発光箇所に撮像した画像のフォーカスが合っていない場合には、その内部欠陥の領域は、ぼやけたモヤ状の画像となる。

【0009】

内部欠陥の形状を認識するには、従来から、検出された各処理対象画素と隣接する画素との光量差を細かく微分処理（近接差分の微分処理）し、所定値のスライスレベル（しきい値）以上の差のある画素を判別することで内部欠陥のエッジを求め、内部欠陥の領域を認識している。しかし、内部欠陥から発する蛍光の光量が基本的に少ないことから近接差分の微分処理による光量差は非常に少なく、また、撮像した画像が上記したぼやけたモヤ状の欠陥画像である場合もある。そのため、特許文献１に記載の発明を用いてガラス基板の内部欠陥を検査する場合、近接差分の微分処理による光量差では、内部欠陥のエッジを認識できず、内部欠陥を検出できない場合があった。

【0010】

また、ガラス基板の内部欠陥の存在箇所は、基板の表層に限らず内部にも存在し得ることに加え、画像解析のためのカメラの焦点深度は所定範囲に限られている。従って、内部欠陥の形状を把握するために近接差分の微分処理を行う際には、焦点深度の範囲に応じて、基板の厚さ方向に数段階に階層的に分割し、階層毎にフォーカスを合わせて撮像する必要があった。そのため、特許文献１に記載の発明を用いてガラス基板の内部欠陥を検査する場合、ガラス基板の主表面を複数領域に分割した上に、数段階に分けて各々フォーカスを合わせて撮像することになり、ガラス基板の検査の処理速度を悪化させてしまう場合があった。

【0011】

従って、本発明の目的は、上記の問題を解決するために、ガラス基板の内部欠陥を検査する場合に検査の処理速度を改善し、蛍光の発光箇所が隣接領域との光量差が少ないぼやけたモヤ状の欠陥画像の場合でも内部欠陥のエッジを検出して内部欠陥の検出精度を高めたマスクブランク用ガラス基板の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

（１）上記課題を解決するために、本発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法の一態様では、２つの主表面と４つの端面を有するガラス基板を準備する基板準備工程と、いずれかの面から波長２００ｎｍ以下の検査光を前記ガラス基板内に導入して内部欠陥を検出する欠陥検査工程とを有するマスクブランク用ガラス基板の製造方法であって、前記欠陥検査工程は、いずれかの面から前記ガラス基板を撮影し、当該撮影画像に対して遠隔差分により光量差を求める処理を含む画像処理を行うことで、前記検査光によって、前記ガラス基板の内部欠陥から発生する蛍光の有無を判定し、前記蛍光が無いと判定されたガラス基板を選定することを特徴とする。

【0013】

上記した本態様では、撮像した画像を解析する際の処理に、従来の近接差分をとる微分処理ではなく、遠隔差分をとる処理を採用する。従来の近接差分の微分処理では、撮像した画像の隣接する画素間の光量差を算出していたのに対して、本態様の遠隔差分をとる処理では、第１の処理対象画素と、その第１の処理対象画素に対して所定画素だけ離れた第２の画素との間の光量差を求める。一般的に撮像した画像における内部欠陥の領域、すなわち蛍光の発光箇所は複数の画素に跨り、蛍光の発光箇所のエッジも複数の画素に跨り段階的に減光する。

【0014】

従って、そのようなエッジ部における一つの処理対象画素に対して所定画素だけ離れた画素との間の光量差を求める遠隔差分をとる処理では、マスクブランク用ガラス基板の蛍光発光箇所に対物レンズのフォーカスが合っていない場合でも、あるいは、例え隣接する各画素間の近接差分の微分結果の光量差が少ない場合でも、それら隣接する各画素間の近接差分の微分結果の光量差を合計した光量差となり、離れた画素までの画素数に対応して光量差が増加する。これにより、本態様では、撮像した画像面内の光量分布の従来の近接差分の微分を用いた画像解析では、検出困難であった蛍光の発光箇所のエッジ部を検出しやすくなり、画像面内の光量分布のピークも検出しやすくなるので、内部欠陥の領域を特定しやすくできる。

【0015】

（２）本発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法のその他の手段では、前記画像処理は、前記撮影画像の処理対象画素と、該画素とは隣接しない画素との間の光量差を算出することで、撮像画像の光量分布を作成する処理であることを特徴とする。
本手段では、光量差を算出する２画素を、撮影画像の処理対象画素と、その画素とは隣接しない画素とし、撮像画像の光量分布を作成することで、隣接画素間での光量差を算出して光量分布を作成する場合と比べて光量差が大きくなるので、蛍光の発光箇所のエッジ部を検出しやすくなり、画像面内の光量分布のピークも検出しやすくなるので、内部欠陥の領域を特定しやすくできる。

【0016】

（３）本発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法のその他の手段では、前記画像処理は、前記撮影画像の処理対象画素から２０画素以上離れた画素との光量差を算出することで、撮像画像の光量分布を作成する処理であることを特徴とする。
本手段では、光量差を算出する２画素を、撮影画像の処理対象画素と、その画素から２０画素以上離れた画素とし、撮像画像の光量分布を作成することで、隣接画素間での光量差を算出して光量分布を作成する場合と比べて明確に光量差が大きくなるので、蛍光の発光箇所のエッジ部を検出しやすくなり、画像面内の光量分布のピークも検出しやすくなるので、内部欠陥の領域を特定しやすくできる。

【0017】

（４）本発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法のその他の手段では、前記検査光を導入する面は、前記ガラス基板の４つの端面のいずれかの端面であり、前記ガラス基板を撮影する面は、前記ガラス基板の２つの主表面のいずれかの主表面であることを特徴とする。
本手段では、ガラス基板の端面から検査光を導入し、主表面から撮影することで、ガラス基板の厚み方向が限定されるため、作動距離の短い高倍率の撮像が可能となる。そのため、微小な内部欠陥に起因する蛍光の受光量を増やすことができ、検出しやすくできる。

【0018】

（５）本発明に係るマスクブランク用ガラス基板の製造方法のその他の手段では、前記検査光を導入する面と、前記ガラス基板を撮影する面は、鏡面に研磨されていることを特徴とする。
本手段では、マスクブランク用ガラス基板における検査光を導入する面（例えば、いずれかの端面）と撮影する面（例えば、いずれかの主表面）を鏡面に研磨することで、それらの境界面における検査光及び蛍光の散乱を抑制することができる。

【0019】

（６）本発明に係るマスクブランクの製造方法は、上記（１）〜（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で製造されたマスクブランク用ガラス基板の主表面に、パターン形成用薄膜を形成する工程を有することを特徴とする。
本手段では、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の方法で製造されたマスクブランク用ガラス基板の主表面上にパターン形成用薄膜を形成してマスクブランクを製造するので、マスクブランク用ガラス基板に波長２００ｎｍ以下のレーザー光でのみ発現する内部欠陥がなく、高品質のマスクブランクを提供できる。また、波長２００ｎｍ以下のレーザー光を検査光に用いてマスクを検査する場合に歩留まりを悪化させることがない。

【0020】

（７）本発明に係る転写用マスクの製造方法は、上記（６）に記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの前記パターン形成用薄膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする。
本手段では、上記（６）に記載のマスクブランクを用いるので、波長２００ｎｍ以下のレーザー光を検査光に用いて転写パターンを検査する場合に歩留まりを悪化させることがない。

【0021】

（８）本発明に係る半導体デバイスの製造方法は、上記（７）に記載の転写用マスクを用い、半導体ウェハ上に回路パターンを形成することを特徴とする。
本手段では、上記（７）に記載の転写用マスクを用いるので、波長２００ｎｍ以下のレーザー光を露光光に用いて半導体ウェハ上に回路パターンを形成する場合に歩留まりを悪化させることがない。

【0022】

（９）本発明に係るマスクブランクの製造方法は、２つの主表面と４つの端面を有するガラス基板の一方の主表面にパターン形成用薄膜を備えたマスクブランクを準備するマスクブランク準備工程と、いずれかの面から波長２００ｎｍ以下の検査光を前記ガラス基板内に導入して内部欠陥を検出する欠陥検査工程とを有するマスクブランクの製造方法であって、前記欠陥検査工程は、パターン形成用薄膜が形成されている面以外のいずれかの面から前記ガラス基板を撮影し、当該撮影画像に対して遠隔差分により光量差を求める処理を含む画像処理を行うことで、前記検査光によって前記ガラス基板の内部欠陥から発生する蛍光の有無を判定し、前記蛍光が無いと判定されたマスクブランクを選定することを特徴とする。

【0023】

本手段では、マスクブランクを検査する際に、パターン形成用薄膜が形成されていない側の主表面から前記ガラス基板を撮影し、その撮影画像に対して遠隔差分により光量差を求めて蛍光の有無を判定し、マスクブランクを選定するので、主表面にパターン形成用薄膜を備えたマスクブランクについても、波長２００ｎｍ以下のレーザー光でのみ発現するモヤ状の内部欠陥を検査で発見することができる。また、波長２００ｎｍ以下のレーザー光を検査光に用いてマスクを検査する場合に歩留まりを悪化させることがない。

【0024】

（１０）本発明に係るマスクブランクの製造方法のその他の手段は、前記画像処理は、前記撮影画像の処理対象画素と、該画素とは隣接しない画素との間の光量差を算出することで、撮像画像の光量分布を作成する処理であることを特徴とする。

【0025】

本手段では、光量差を算出する２画素を、撮影画像の処理対象画素と、その画素とは隣接しない画素とし、撮像画像の光量分布を作成することで、隣接画素間での光量差を算出して光量分布を作成する場合と比べて光量差が大きくなるので、蛍光の発光箇所のエッジ部を検出しやすくなり、画像面内の光量分布のピークも検出しやすくなるので、内部欠陥の領域を特定しやすくできる。

【0026】

（１１）本発明に係るマスクブランクの製造方法のその他の手段は、前記画像処理は、前記撮影画像の処理対象画素から２０画素以上離れた画素との光量差を算出することで、撮像画像の光量分布を作成する処理であることを特徴とする。
本手段では、光量差を算出する２画素を、撮影画像の処理対象画素と、その画素から２０画素以上離れた画素とし、撮像画像の光量分布を作成することで、隣接画素間での光量差を算出して光量分布を作成する場合と比べて明確に光量差が大きくなるので、蛍光の発光箇所のエッジ部を検出しやすくなり、画像面内の光量分布のピークも検出しやすくなるので、内部欠陥の領域を特定しやすくできる。

【0027】

（１２）本発明に係る転写用マスクの製造方法は、上記（９）〜（１１）のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの前記パターン形成用薄膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする。
本手段では、上記（９）〜（１１）のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクを用いるので、波長２００ｎｍ以下のレーザー光を検査光に用いてパターン形成用薄膜の転写パターンを検査する場合に歩留まりを悪化させることがない。

【0028】

（１３）本発明に係る半導体デバイスの製造方法は、上記（１２）に記載の転写用マスクを用い、半導体ウェハ上に回路パターンを形成することを特徴とする。
本手段では、上記（１２）に記載の転写用マスクを用いるので、波長２００ｎｍ以下のレーザー光を露光光に用いて半導体ウェハ上に回路パターンを形成する場合でも歩留まりを向上させることができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明の製造方法によれば、ガラス基板の内部欠陥を検査する場合に検査の処理速度を改善でき、当該領域と隣接する領域との光量差が少ない場合及び蛍光の発光箇所にフォーカスが合っていないぼやけたモヤ状の欠陥画像の場合でも内部欠陥のエッジを検出して内部欠陥の検出精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】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、及び転写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。

【図2】本発明に係るガラス基板の欠陥検査装置における一実施の形態を示す図であり、（ａ）がクリーンルーム内に設置される欠陥検査装置を示す側面図であり、（ｂ）が欠陥検査装置の概略の全体構成を示す斜視図であり、（ｃ）が欠陥検査装置の機能ブロックを示すブロック図である。

【図3】（ａ）、（ｂ）が図２のレーザー照射装置から導入されるＡｒＦエキシマレーザー光とマスクブランク用ガラス基板との位置関係を示す側面図であり、（ｃ）がマスクブランク用ガラス基板とＣＣＤカメラで検出可能な検出視野の関係を示す図である。

【図4】（ａ）は受光した点状欠陥を図２のコンピュータが画像処理して出力した画像を示す図であり、（ｂ）は受光したモヤ状欠陥を図２のコンピュータが画像処理して出力した画像を示す図である。

【図5】（ａ）は受光した点状欠陥の輝度値をＸ方向の画素毎に図２のコンピュータが画像処理して出力した輝度値のグラフを示す図であり、（ｂ）は受光したモヤ状欠陥の輝度値をＸ方向の画素毎に図２のコンピュータが画像処理して出力した輝度値のグラフである。

【図6】本発明の遠隔差分がとられる２個の画素の位置関係を示す図である。

【図7】実施例１，２における青色系モヤ状欠陥を本発明の遠隔差分で求めた輝度値の差を示すグラフである。

【図8】実施例３，４における青色系モヤ状欠陥を本発明の遠隔差分で求めた輝度値の差を示すグラフである。

【図9】比較例１，２における青色系モヤ状欠陥を近接差分で求めた輝度値の差を示すグラフである。

【図10】参考例１における青色系点状欠陥を近接差分で求めた輝度値の差を示すグラフである。

【図11】実施例５，６における黄色系モヤ状欠陥を本発明の遠隔差分で求めた輝度値の差を示すグラフである。

【図12】実施例７における黄色系モヤ状欠陥を本発明の遠隔差分で求めた輝度値の差を示すグラフである。

【図13】比較例３，４における黄色系モヤ状欠陥を近接差分で求めた輝度値の差を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0031】

本発明の合成石英ガラス基板内の欠陥検査を実施す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、転写用マスクの製造方法、および半導体デバイスの製造方法についての実施の形態を説明する前に、図１に基づき、各工程の概要について簡単に一例を示す。尚、以下の説明では、露光光及び検査光を、露光波長及び検査光波長が２００ｎｍ以下のＡｒＦエキシマレーザー光２５（波長：１９３ｎｍ、パルスレーザー)とする。

【0032】

＜＜転写用マスクの製造方法＞＞
転写用マスクは、例えば、以下のように透光性の合成石英ガラス基板が、マスクブランク用ガラス基板、マスクブランクとなるように加工され、そのマスクブランク上の薄膜に、フォトリソグラフィ技術により転写パターンを形成して製造される。

【0033】

＜基板準備工程＞ 透光性の合成石英ガラスインゴットから、図１（ａ）に示す合成石英ガラス基板４が切り出されて製造される。合成石英ガラス基板４の寸法は、たとえば、約１５２ｍｍ×約１５２ｍｍ×約６．５ｍｍ、又は、約１５２．４ｍｍ×約１５２．４ｍｍ×約６．８５ｍｍである。合成石英ガラス基板４の上下の表面が、主表面５及び６であり、後工程において、薄膜パターン１３を形成するため薄膜（遮光膜）８が形成される。また、合成石英ガラス基板４の上下の主表面５及び６と、直交する各側面２、３、１８、１９（図２参照）との間に面取り加工が施されて面取り面（図３の５２及び５３）形成される。

【0034】

次に、合成石英ガラス基板４の各側面２、３、１８、１９のうち、少なくとも１つの端面（例えば、図３の端面５１）は、露光波長の光でもある検査光（ＡｒＦエキシマレーザー光２５）を導入できる程度に鏡面になるように研磨される。また、内部欠陥から発せられる蛍光を検出するためにカメラで撮影される面についても、鏡面に研磨される。検査光を導入する面は、４つの端面および２つの主表面のいずれでもよい。いずれかの端面から検査光を導入する構成であると、導入された検査光が到達する基板の内部領域が広いため、検査光の光源を移動するステップ数が少なくできて好ましい。一方、いずれかの主表面から検査光を導入する構成であると、後述のとおり、いずれかの端面から検査光を導入した場合に面取り面によって検査光が到達しない領域が生じることを考慮する必要がなくなる。また、内部欠陥から発せられる蛍光をカメラで撮影する面も、４つの端面および２つの主表面のいずれでもよいが、いずれかの主表面から撮影した方が撮影した画像の鮮明度が高いため好ましい。なお、検査光がカメラに入射することで、カメラが破損するようなことがないように、検査光の光源とカメラの配置を調整したり、カメラと撮像する面との間に、検査光の波長をカットするが、内部欠陥から発せられる蛍光は透過する波長フィルタを設けるなどの対策を講じた装置構成も好ましい。

【0035】

内部欠陥を検出する欠陥検査工程を行う目的のみを考慮するのであれば、合成石英ガラス基板４の前記の２つの面を鏡面に研磨すればよい。しかし、欠陥検査工程で内部欠陥が存在しないものとして選定された合成石英ガラス基板４を、マスクブランク用基板７として適用可能とするには、主表面５、６、各端面および各面取り面の全てを鏡面に研磨する必要がある。欠陥検査工程の前に、鏡面研磨されていなかった３つの端面を鏡面研磨する際、既に鏡面研磨されている端面の表面が荒らされる恐れがあるため、結局４つの端面全てを鏡面研磨することになる。また、カメラで撮影される面をいずれかの主表面とする場合、片方の主表面のみを高い平坦度であり、かつ鏡面に研磨することは困難であり、両方の主表面を同時に研磨する必要がある。さらに、欠陥検査の検出精度を考慮すると、内部欠陥から発せられる蛍光を検出するためにカメラで撮影される面は、いずれかの主表面とすることが望ましい。これらのことから、欠陥検査工程前に、２つの主表面５、６、各端面および各面取り面を全て鏡面に研磨することが望ましい。合成石英ガラス基板４の主表面５及び６の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）を約０．５ｎｍ以下とし、端面２、３及び各面取り面の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）を約０．０３μｍ以下とする。また、主表面５、６の表面粗さは、自乗平均平方根粗さ（Ｒｑ）で０．２ｎｍ以下が好ましい。

【0036】

＜欠陥検査工程＞
合成石英ガラス基板４に対して転写精度に問題が生じる恐れのある内部欠陥（光学的不均一領域）を検出する欠陥検査を図２（ａ）〜（ｃ）で示した装置により行ない、内部欠陥が検出されなかった基板を選定し、マスクブランク用ガラス基板７（図１（ｂ）参照）を得る。なお、先の基板準備工程で、欠陥検査を行う合成石英ガラス基板４に鏡面に研磨されていない主表面、端面及び面取り面が存在する場合においては、内部欠陥が検出されなかったものとして選定された合成石英ガラス基板４に対し、主表面に対する精密研磨や超精密研磨や端面等の鏡面研磨を行って、マスクブランク用ガラス基板７を得る。

【0037】

一般に、合成石英ガラスからなるマスクブランク用基板７のＡｒＦエキシマレーザー光に対する理論透過率は１００％（実際には表面反射等の影響があるため、実効透過率は９１％程度）である。上記したような露光光を吸収する内部欠陥が局所的に存在すると、露光光の透過光量が大きく低下する。そのため、転写用マスク１４のパターン形成用薄膜の透光部上に内部欠陥が存在すると、合成石英ガラス基板４に入射した露光光の透過光量が内部欠陥で大きく低下し、透光部から出射される露光光の光量も大きく低下する。その結果、露光転写先のウェハ上等に付加されたレジスト膜１０上の感光部分の露光量が不足し、露光転写不良を発生させる。このため、転写用マスク１４に使用される合成石英ガラス基板４には、そのような露光光の低下を発生させる内部欠陥が無いものを使用する必要があり、内部欠陥が存在しない合成石英ガラス基板４を選定する欠陥検査が行われる。

【0038】

＜マスクブランク９形成工程＞
前記の欠陥検査工程で、内部欠陥がないと判定されたマスクブランク用ガラス基板７の主表面５にパターン形成用の薄膜（遮光膜）８を形成し、図１（ｃ）に示すマスクブランク９とする。薄膜（遮光膜）８は、例えばクロム、遷移金属シリサイド、又はタンタルを主成分とする材料などをスパッタリング（ＤＣスパッタ、ＲＦスパッタ、イオンビームスパッタ等）することにより形成する。

【0039】

＜レジスト膜１０形成工程＞
マスクブランク９のパターン形成用の薄膜８の表面に、フォトレジスト液をスピン塗布した後、乾燥処理してレジスト膜１０を形成し、図１（ｄ）に示すレジスト膜付きマスクブランク１１とする。

【0040】

＜レジストパターン１２形成工程＞
レジスト膜付きマスクブランク１１のレジスト膜に対し、所定の転写パターンを電子線描画・露光し、その後、露光されたレジスト膜１０に対して所定の露光後ベーク処理、現像処理、洗浄処理等を行なって、図１（ｅ）に示すようにレジストパターン１２を形成する。

【0041】

＜レジストパターン１２形成工程＞
形成されたレジストパターン１２をマスクにしてドライエッチングを行ない、マスクで覆われていない領域の薄膜８を除去し、図１（ｆ）に示すようにレジストパターン１２の下に薄膜パターン１３を形成する。

【0042】

＜転写用マスク１４形成工程＞
上部のレジストパターン１２を除去して、所定の洗浄処理を行い、マスクブランク用ガラス基板７上に薄膜パターン１３が形成された図１（ｇ）に示す転写用マスク１４を得る。

【0043】

本発明に係るマスクブランク用ガラス基板７の製造方法、マスクブランク９の製造方法、転写用マスク１４の製造方法、および半導体デバイスの製造方法では、基板欠陥検査により、転写精度に問題が生じる恐れがある内部欠陥のないマスクブランク９用基板を選定できる。従って、それを用いて作製した転写用マスク１４でウェハ上のレジスト膜１０に転写パターンの露光転写を行うことができ、動作不良欠陥のない高品質の半導体デバイスを製造することができる。

【0044】

＜本実施形態の内部欠陥（光学的不均一領域）を検出する欠陥検査＞
本実施形態の内部欠陥検査装置２０は、空気中に汚染物質の無い環境に設置される必要があるため、図２（ａ）に示すようにクリーンルーム４１内に設置されることが望ましい。これにより、マスクブランク９の製造時に大気（雰囲気）中に汚染物質が無い環境にでき、特に本実施形態における合成石英ガラス基板４の周辺の雰囲気から汚染物質を排除できる。合成石英ガラス基板４の表面（特に主表面５及び６）にレーザー光を吸収し発熱する原因物質が付着すると、本実施形態のように検査工程で合成石英ガラス基板４の端面へＡｒＦエキシマレーザー光２５を導入した場合、原因物質の発熱により合成石英ガラス基板４にダメージを生じさせる場合があるが、クリーンルーム４１内で製造することで、そのようなダメージを無くすことができる。

【0045】

クリーンルーム４１は、フィルタ室４２の内部に形成される。クリーンルーム４１の内部空間Ａとフィルタ室４２とを区画する一方側の隔壁４５の上下方向の略中央位置にフィルタ（例えば活性炭を使用したケミカルフィルタ４４）が設置される。クリーンルーム４１の隔壁４５に対向する壁面には例えば格子形状の対向壁４６が設けられる。フィルタ室４２の底部とクリーンルーム４１の間には空気流通路４７が形成される。クリーンルーム４１の外側でフィルタ室４２の底部にはファン４３が設けられている。

【0046】

ファン４３により空気流が発生して、フィルタ室４２の空気は隔壁４５のケミカルフィルタ４４を通過してクリーンルーム４１の内部空間Ａに入る。内部空間Ａに入った空気は、対向壁４６を通過して、クリーンルーム４１底部の空気流通路４７を通り、フィルタ室４２に戻されて循環する。クリーンルーム４１の内部空間Ａは、空気がケミカルフィルタ４４を通過して流入するので、汚染物質等の合成石英ガラス基板４に付着する原因物質が除去され、清浄な空気の雰囲気となって循環する。

【0047】

クリーンルーム４１内で内部欠陥の検査をすることで、内部空間Ａにおいて汚染物質が除去され、合成石英ガラス基板４の表面、特に鏡面研磨された主表面５及び６に汚染物質が付着したり、堆積した付着物や堆積物が高エネルギーの光であるＡｒＦエキシマレーザー光２５を吸収して加熱され、合成石英ガラス基板４の表面を局所的に高温状態としてその表面にダメージを与える不具合を回避することができる。

【0048】

クリーンルーム４１の内部空間Ａ内には、後述する内部欠陥検査装置２０の一部であるレーザー照射装置２１、ＸＹＺステージ２２及びＣＣＤカメラ２３、ＸＹＺステージ２２に載置された被検査体としての合成石英ガラス基板４が収容される。

【0049】

内部欠陥検査装置２０は、レーザー照射装置２１、ＸＹＺステージ２２、ＣＣＤカメラ２３、コンピュータ２７とを有し、内部欠陥１６（パターン転写時に局部的な光学特性の変化を生じさせる光学的不均一領域）を感知または検出する。

【0050】

＜内部欠陥検査装置２０の構成＞
レーザー照射装置２１は、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の一方の端面５１から導入する光導入手段である。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５１におけるＹ方向（つまり端面５１の長手方向）の各位置から順次導入する。なお、合成石英ガラス基板４の側面２には、図３（ａ）、（ｂ）に記載したように、主表面５または６に直交する端面５１と、この端面５１と主表面５、６との間の面取り面５２及び５３とが設けられている。側面２の幅Ｗは、端面５１の幅Ｗ１、面取り面５２の幅Ｗ２、及び、面取り面５３の幅Ｗ３の和であり、例えばＷ＝６．３５ｍｍである。

【0051】

面取り面５２および５３は端面５１に対して大きく傾斜した面であるため平行光のＡｒＦエキシマレーザー光を端面５１に対して垂直に当てても、面取り面５２および５３からはＡｒＦエキシマレーザー光を基板内部に導入させることはできない。すなわち、合成石英ガラス基板４の厚さ方向の面取り面５２および５３の部分の基板内部に対して内部欠陥の検査ができないことになる。通常の入射の仕方ではＡｒＦエキシマレーザー光が導入できない基板内部領域にＡｒＦエキシマレーザー光が当たるようにするには、例えば、特開２０１０−１６０４５０に示すように、平行光のＡｒＦエキシマレーザー光をシリンドリカルで所定の発散角度の発散光にしてから端面５１から基板内部に導入する方法や、特開２０１０−１７５６５５に示すように、ＡｒＦエキシマレーザー光を端面５１の法線方向から主表面５、６のいずれかに傾けた方向で、端面５１から基板内部に導入する方法などを適用するとよい。このレーザー照射装置２１は、光源として、ビーム断面形状が７．０ｍｍ×４．０ｍｍ、１パルス当たりのエネルギーが６ｍＪ、単位面積あたりのエネルギーが２１．４ｍＪ／ｃｍ^２、波長λ_１（１９３ｎｍ）、周波数が１０００ＨｚのパルスレーザーであるＡｒＦエキシマレーザー光２５を使用するものであり、複数枚のシリンドリカルレンズを組み合わせた構成となっている。これにより、ＡｒＦエキシマレーザー光２５は、最適な発散角度、最適なビーム断面形状に調整されて、この側面２の端面５１に対し垂直に導入される。

【0052】

ＸＹＺステージ２２は、図２（ｂ）に示したように合成石英ガラス基板４を載置し、載置された合成石英ガラス基板４を、レーザー照射装置２１から発せられるレーザー光に対してＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にそれぞれ移動させることができる。

【0053】

ＣＣＤカメラ２３は、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、ＸＹＺステージ２２に載置された合成石英ガラス基板４の主表面５側に設置され、ＣＣＤ素子とこのＣＣＤ素子に撮像対象物からの蛍光１５を入力させる対物レンズ６１とを備え、図３（ｃ）に示すように合成石英ガラス基板４の一部領域９１〜９９の何れか一つを検出可能な検出視野２４を有する受光手段である。検出視野２４は、ＸＹＺステージ２２により合成石英ガラス基板４上を一部領域９１〜９６に沿って幅方向（つまり、レーザー照射装置２１から照射されるレーザー光の照射方向）に横方向走査され、その後、端面５１の幅方向とは直角方向に、次の横方向走査のために、一部領域９９の段まで縦方向走査される。ＣＣＤカメラ２３は、ＡｒＦエキシマレーザー光２５（波長λ_１：１９３ｎｍ）によって合成石英ガラス基板４の内部欠陥１６等が発した波長λ_１よりも長い波長の蛍光１５及び１７を、合成石英ガラス基板４のＹ方向の各位置で、合成石英ガラス基板４の主表面５側から受光する。

【0054】

なお、本実施の形態のＣＣＤカメラ２３はカラー画像を取得可能なカメラであり、蛍光１５及び１７の明暗を三原色に分割して受光する。蛍光１５及び１７は、対物レンズ６１により集光され、分光プリズム６２により３つに分けられて、各々Ｒ（赤）のＣＣＤイメージセンサ６３、Ｇ（緑）のＣＣＤイメージセンサ６４、Ｂ（青）のＣＣＤイメージセンサ６５に入射する。各ＣＣＤイメージセンサ６３〜６５の出力は信号処理回路６６で増幅、Ａ／Ｄ変換、合成等が実施されて画像信号になりコンピュータ２７に出力される。また、対物レンズ６１は、合成石英ガラス基板４の厚み方向にフォーカスを合わせる機能を有している。

【0055】

ＣＣＤイメージセンサ６３〜６５は、不図示の受光面に結像させた像の蛍光の明暗を電荷の量に光電変換し、信号処理回路６６でそれを順次読み出して電気信号に変換し、制御装置であるコンピュータ２７へ送信する。なお、本実施形態に係るＣＣＤカメラ２３では、受光素子をＣＣＤイメージセンサとしたが、本発明はそれに限られるものではなく、フォトレジスタ(photoresistor)をはじめとするその他の任意の光センサを用いることができる。

【0056】

コンピュータ２７は、内部欠陥検査装置２０全体を制御すると共に、ＣＣＤカメラ２３にＵＳＢケーブル２６を用いて接続され、入力した画像信号から内部欠陥を検出する検出手段でもある。コンピュータ２７は、ＣＣＤカメラ２３から入力した画像信号を記憶回路７２に記憶する。その際には、例えば、画像の各画素の輝度値（光量値）を表示画像における各画素の並びと同様となるように蛍光の輝度分布画像データをチャート化して記憶する。その後コンピュータ２７は、記憶した画像信号を後述する図５（ａ）、（ｂ）に示したような所定のしきい値と比較し、輝度がしきい値のラインを上回るＸ座標の領域を検出し、その領域を合成石英ガラス基板４の内部欠陥１６の領域と判定する。なお、図５（ａ）、（ｂ）の横軸は、Ｘ方向（図２（ｂ）参照）の座標を示し、縦軸に輝度を示す。

【0057】

なお、従来の方法で内部欠陥の領域判定をする場合、コンピュータ２７は、画素選択部７３により、記憶された各画素の値から一つを選択し、さらに例えば、その画素の隣の画素と、上の画素と、斜め上の画素の値も選択し、それらの隣接画素間の値に差を用いて微分回路７４で微分（近接差分）して光量の差を得ていた。ＣＣＤで取得した画像や、近接差分して得られた値のデータやグラフ等は、液晶画面等のディスプレイ７７に出力される。制御回路７１は、コンピュータ２７内の各部を制御すると共に、レーザー照射装置２１の出力と、ＸＹＺステージ２２の動作を制御するためのステージ制御部８１を制御する。

【0058】

コンピュータ２７によるステージ制御部８１の制御方法としては、例えば、合成石英ガラス基板４の一部領域９１〜９９の各画像を順に取得するようにＸＹＺステージ２２を制御する。そして、一部領域９１〜９９の何れか一つの各位置においてＣＣＤカメラ２３が受光する蛍光１５及び１７の光量（輝度）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。その際にコンピュータ２７は、蛍光１５及び１７の光量が所定しきい値以上の局所的な光量を有するかを判断し、蛍光１５が所定しきい値以上の局部的な光量であるなら、その蛍光１５の領域を内部欠陥１６と判断して、この内部欠陥１６の位置（合成石英ガラス基板４におけるＸ方向及びＹ方向の位置）を特定することで検出する。

【0059】

＜内部欠陥検査装置２０の動作＞
以上のような内部欠陥検査装置２０の構成で、上記したようなコンピュータ２７による制御により、合成石英ガラス基板４中にＡｒＦエキシマレーザー光２５が導入されると、合成石英ガラス基板４中に内部欠陥（光学的な不均一性）１６が存在する場合、その内部欠陥１６からは、ＡｒＦエキシマレーザー光２５よりも長い波長の蛍光１５が、合成石英ガラス基板４の主表面５から放出される。一方、合成石英ガラス基板４の内部欠陥１６以外の領域からも、ＡｒＦエキシマレーザー光２５の波長よりも長い波長の蛍光１７が、合成石英ガラス基板４の主表面５から放出されるが、その量は蛍光１５のように多くなく、例えばこれが蛍光１５を検出する際のノイズレベルとなる。この蛍光１５及び１７をＣＣＤカメラ２３で受光し、コンピュータ２７でこの受光した蛍光１５及び１７の光量（輝度）の相違に基づき、内部欠陥１６を検出する。

【0060】

＜内部欠陥１６：光学的不均一領域について＞
内部欠陥１６は、マスクブランク用ガラス基板７にＡｒＦエキシマレーザー光２５を導入したときに、欠陥となる局所に局部的な光学特性の変化を引き起こす。内部欠陥１６は、ＡｒＦエキシマレーザー光２５の波長よりも長い波長の蛍光１５を発する。

【0061】

合成石英ガラス基板４に存在する内部欠陥１６（光学的不均一領域）のうち、露光波長が２００ｎｍ超の露光光源(例えば、ＫｒＦエキシマレーザー(露光波長：２４８ｎｍ))の場合には問題とならないが、ＡｒＦエキシマレーザー光２５(露光波長：１９３．４ｎｍ)のように露光波長が２００ｎｍ以下の露光光源の場合に問題となる内部欠陥１６がある。

【0062】

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を経て製造された転写用マスク１４と、露光波長が２００ｎｍ以下の上記露光光とを用いて、当該転写用マスク１４の薄膜パターン１３を被転写体に転写するパターン転写時に、いずれも局所又は局部的な光学特性の変化（例えば透過率の低下や位相差の変化）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。そして最終的には、上記内部欠陥１６が原因で、被転写体（例えば、半導体装置）の転写パターン欠陥（半導体装置においては、回路パターン欠陥）となる。

【0063】

それらの内部欠陥１６は、「局所脈理」、「内容物」、「異質物」等によって発生する。「局所脈理」は、合成石英ガラスの合成時に金属元素が合成石英ガラス中に微量に混入された領域である。転写用マスク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１０〜３０％の透過率低下が生じ、転写精度を低下させ、最終的には転写パターン欠陥となる。また、「内容物」は、金属元素が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。転写用マスク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３０〜８０％の透過率低下が生じ、転写精度を低下させ、最終的には転写パターン欠陥となる。

【0064】

「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。転写用マスク１４のマスクブランク用ガラス基板７に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、転写精度を低下させ、最終的には転写パターン欠陥となる。

【0065】

パターン転写の際、転写パターン欠陥となる局部的で光学的な不均一性である内部欠陥１６は、「局所脈理」、「内容物」、「異質物」に限られるものではない。内部欠陥１６としては、検査光や露光光である２００ｎｍ以下の波長を有する光をマスクブランク用ガラス基板７に導入したとき、基板内部で局所又は局部的に発する蛍光による損出が８％／ｃｍを超える光学的な不均一性の部分とするとよい。従って、内部欠陥の検査工程では、マスクブランク用ガラス基板７内部の光の損失が８％／ｃｍ以下であるマスクブランク用ガラス基板７を選定すると良い。特に、位相シフトマスク用に使われるマスクブランク用ガラス基板７の場合は、マスクブランク用ガラス基板７内部の光の損失が３％以下であるものを検査工程で選定すると良い。

【0066】

内部欠陥１６が発する蛍光１５の波長としては、２００ｎｍ超６００ｎｍ以下であり、この蛍光１５の色としては、紫（波長４００〜４３５ｎｍ）、青（波長４３５〜４８０ｎｍ）、緑青（４８０〜４９０ｎｍ）、青緑（４９０〜５００ｎｍ）、緑（５００〜５６０ｎｍ）、黄緑（５００〜５８０ｎｍ）、黄（５８０〜５９５ｎｍ）等が挙げられる。

【0067】

＜内部欠陥１６が高密度異物による場合＞
混入異物による光学的不均一領域は、大きく分けて２種類に分類できる。その一つの種類が、図４（ａ）、図５（ａ）に示したように合成石英ガラス基板４内に高密度で混入異物が比較的小さな欠陥領域１０１に集中した状態の内部欠陥１６ａとして存在する場合である。その場合、ＡｒＦエキシマレーザー光２５を合成石英ガラス基板４に導入すると、内部欠陥１６ａの欠陥領域１０１からは図５（ａ）に示すように、所定しきい値よりも極端に多い局所的な光量の蛍光１５ａが発せられる。なお、図５（ａ）の横軸は合成石英ガラス基板４におけるＸ方向の画素位置を示し、縦軸は蛍光１５ａ及び１７の輝度を示す。この場合の発光領域１５１と、合成石英ガラス基板４の発光領域１５１以外の領域からの蛍光１７との光量差は、蛍光１５ａの光量が所定しきい値よりも大きくなる程度が大きいことから光量差も大きくなる。

【0068】

コンピュータ２７は、蛍光１５ａ及び１７に基づく画像信号を微分回路７４等により画像処理して蛍光１５ａの隣接画素毎の光量差により発光領域１５１の外周端部を求めて、蛍光１５ａの発生部形状を解析すると共に、蛍光１５ａを発生する発光領域１５１の位置を検出し、且つ、その位置に欠陥領域１０１（光学的不均一領域：内部欠陥１６ａ）が存在することを検出する。そしてコンピュータ２７は、更に発光領域１５１内の局部的な光量が所定しきい値以上であることを検出し、内部欠陥１６ａが高密度異物による光学的不均一領域であることを判断する。この場合の微分回路７４における演算では、発光領域１５１内の局部的な光量が所定しきい値よりも非常に大きいことから、発光領域１５１の外周端部における画素毎の光量差も大きくなるので、隣同士の画素間の輝度値を微分（近接差分）した場合に、充分な光量差（変化率）を得ることができる。従って、蛍光による内部欠陥１６ａの特定、及び、光学的不均一領域の検出は容易である。

【0069】

＜内部欠陥１６が低密度異物による場合＞
混入異物による光学的不均一領域のもう一種類が、図４（ｂ）、図５（ｂ）に示したように合成石英ガラス基板４内に低密度で混入異物が比較的大きな欠陥領域１０２に拡散した状態の内部欠陥１６ｂとして存在する場合である。その場合、ＡｒＦエキシマレーザー光２５を合成石英ガラス基板４に導入すると、内部欠陥１６ｂの欠陥領域１０２からは図５（ｂ）に示すように、所定しきい値よりも少しだけ多い局所的な光量の蛍光１５ｂが発せられる。なお、図５（ｂ）の横軸は合成石英ガラス基板４におけるＸ方向の画素位置を示し、縦軸は蛍光１５ｂ及び１７の輝度を示す。この場合の発光領域１５２と、合成石英ガラス基板４の発光領域１５２以外の領域からの蛍光１７との光量差は、蛍光１５ｂの光量が所定しきい値よりも大きくなる程度が小さいことから光量差も小さくなる。

【0070】

コンピュータ２７は、蛍光１５ｂ及び１７に基づく画像信号を微分回路７４等により画像処理して蛍光１５ｂの隣接画素毎の光量差（例えば、図５（ｂ）の画素間隔Ｄ１の両端に位置する画素の各光量の差）により発光領域１５２の外周端部を求めて、蛍光１５ｂの発生部形状を解析すると共に、蛍光１５ｂを発生する発光領域１５２の位置を検出する。これによりコンピュータ２７は、その位置に欠陥領域１０２（光学的不均一領域：内部欠陥１６ｂ）が存在することを検出できる。そしてコンピュータ２７は、更に発光領域１５２内の局部的な光量が所定しきい値以上であることから、内部欠陥１６ｂが低密度異物による光学的不均一領域であると判断する。この場合の微分回路７４における演算では、発光領域１５２内の局部的な光量が所定しきい値よりも大きいがその差は小さいことから、発光領域１５２の外周端部における画素毎の光量差も小さくなる。従って、隣同士の画素間の輝度値を微分（近接差分）した場合に、光量差（変化率）も小さくなる。このため、蛍光による内部欠陥１６ｂの特定、及び、光学的不均一領域の検出は、上記した蛍光１５ａの発光領域１５１と比較して容易ではない。

【0071】

さらに、上記したように本実施の形態のＣＣＤカメラ２３はカラーカメラであり、蛍光１５ｂの明暗が三原色に分割して受光されることから、例えば黄色又は橙色のような三原色の中間色である場合、その蛍光を蛍光１５ｃとすると、その蛍光１５ｃの輝度は、図５（ｂ）に示したようにしきい値よりも低いレベルに低下する場合がある。これは、例えば、蛍光１５ｃが黄色とすると、Ｒ（赤）のＣＣＤセンサ６３と、Ｇ（緑）のＣＣＤセンサ６４に分割受光され、各々のセンサで光が各色にフィルタリング、及び光電変換され、さらにＡ／Ｄ変換されてから合成されて画像信号として出力される際に、各段階の処理において損失が発生しているためである。従って、合成信号の黄色の画像信号の出力レベルは、例えば三原色の青色で同じ条件の画像信号の出力レベルよりも低くなり、発光領域の外周端部における画素毎の光量差も小さくなり、隣同士の画素間の輝度値を微分（近接差分）した場合に、光量差（変化率）が小さくなる場合がある。

【0072】

また、混入異物による光学的不均一領域が蛍光１５ａのように高密度で混入異物が比較的小さな欠陥領域１０１に集中した状態の内部欠陥１６ａとして存在する場合であっても、その内部欠陥１６ａに対物レンズ６１のピントが合っておらず、対物レンズ６１の被写界深度のスペックにも入っていない場合、ＣＣＤカメラ２３から出力される画像信号は、ピントが合っていないことから、蛍光１５ｃと同様に発光領域の外周端部における画素毎の光量差も小さくなり、隣同士の画素間の輝度値を微分（近接差分）した場合に、光量差（変化率）が小さくなる場合がある。

【0073】

＜本実施形態の特徴＞
本実施形態では、従来は検出が不可能であるか難しかった内部欠陥に対する欠陥検査に特に適している。例えば、（ａ）ＣＣＤカメラ２３で取得された内部欠陥から発する蛍光を含んだ画像が、低密度異物の内部欠陥から発している蛍光であることに起因し、発光領域の外周端部における画素毎の光量差が小さいモヤ状の欠陥画像になっている場合、（ｂ）ＣＣＤカメラ２３で取得された内部欠陥から発する蛍光を含んだ画像が、高密度異物の内部欠陥から発する蛍光ではあるが、その内部欠陥が存在する深度が対物レンズ６１の被写界深度のスペック外にあるため像がぼやけ、発光領域の外周端部における画素毎の光量差が小さいモヤ状の欠陥画像になっている場合、（ｃ）ＣＣＤカメラ２３から内部欠陥から発する蛍光を含んだ画像が、カラーＣＣＤで取得されたカラー画像であり、蛍光が黄色や橙色のような三原色の中間色であり、発光領域の外周端部における画素毎の光量差が比較的小さい欠陥画像である場合、などが挙げられる。これらの欠陥画像の場合、蛍光１５ｃの発光領域を検出することは、従来と同様に隣同士の画素間の輝度値を微分（近接差分）しても、光量差が少ないため困難である。そこで、本実施形態では、隣同士の画素間の輝度値で差分をとる（近接差分）するのではなく、図５（ｂ）及び図６のＤ４０で示したように、例えば、一つの画素に対して４０画素程度離れた画素との間で輝度値の差分をとる（遠隔差分をとる）ようにした。また、その際には、図６に示したように、Ｘ軸に沿う横方向に４０画素離れた画素と、Ｚ軸に沿う縦方向に４０画素離れた画素と、さらにＸ軸とＺ軸の双方に対して４５度の斜め方向に４０画素離れた画素の各３画素との間で輝度値の差分（遠隔差分）をとり、その差の最大値を求めることとした。

【0074】

この遠隔差分をとる処理を行う際、差分をとる対象（光量差を取る比較対象）となる画素は、処理対象画素に対して少なくとも２０画素以上離すことが必要である。また、蛍光が黄色や橙色のような三原色の中間色であり、画素間の光量差が比較的小さい場合における検出精度も考慮すると、３０画素以上離すことが好ましく、４０画素以上離すと様々な種類の蛍光を高精度に検出できて最適である。
このように低密度異物か対物レンズの被写界深度のスペック外で青色の蛍光１５ｃをカラーカメラで検出する場合でも、本実施形態の２０画素以上離れた画素間で輝度値の遠隔差分をとることにより、しきい値以上の光量差（変化率）を得ることができる。

【0075】

以上のように本実施形態のマスクブランク用ガラス基板７の製造方法では、基板を準備する工程で、２つの主表面と４つの端面を有する合成石英ガラス基板４を準備し、欠陥を検査する工程で、いずれかの面から波長２００ｎｍ以下の検査光を合成石英ガラス基板４内に導入し、内部欠陥を検出している。そして欠陥を検査する工程は、いずれかの面から合成石英ガラス基板４を撮影し、その撮影画像に対する画像処理を行う際に、遠隔差分により光量差を求める処理を行っている。この検査光が欠陥に吸収されて発生する蛍光の遠隔差分による光量差により、合成石英ガラス基板４の内部欠陥から発生する蛍光を判別する。この発生した蛍光の判別を蛍光領域の端部に対して実施し、蛍光領域の範囲を検出し、それを内部欠陥の領域と認識することで、内部欠陥の有無を判定する。そして、そのような蛍光が無い、すなわち蛍光領域（＝内部欠陥領域）が無いと判定された合成石英ガラス基板４を選定する。

【0076】

上記したように内部欠陥には点状とモヤ状があり、点状の場合には、撮像した画像を解析する際の処理に、従来の近接差分の微分処理を用いても検出可能であるが、モヤ状の場合（特に黄色又は橙色系の蛍光をカラーのカメラで撮像する場合）には、検出画像のモヤ状内部欠陥の輝度が検出しきい値以下になることがある。その場合、従来の近接差分の微分処理では検出できない場合がある。そのため本実施形態のマスクブランク用ガラス基板の製造方法では、遠隔差分による処理を採用する。つまり、本実施形態の遠隔差分による処理では、第１の処理対象画素と、その第１の処理対象画素に対して所定画素だけ離れた第２の画素との間の光量差を求める。一般的に蛍光の発光箇所のエッジは複数の画素に跨り段階的に減光するので、遠隔差分による処理により、検出される画素間の光量差を大きくすることができる。

【0077】

また、マスクブランク用ガラス基板７中の蛍光発光箇所に対物レンズのフォーカスが合っておらず、被写界深度のスペックから外れている場合、例え内部欠陥が点状であっても、内部欠陥のエッジがぼやけて不明確になることがある。この場合も、隣接する各画素間の近接差分の微分結果の光量差が少なくなり、モヤ状の内部欠陥の場合と同様に、従来の近接差分の微分処理では検出が難しくなる。これに対して、被写界深度のスペック内となるように、フォーカシングを基板の厚み方向に複数段階に分けて撮像することも考えられるが、段階を増やす毎に検査工数が倍増するため現実的ではない。また、特に内部欠陥が存在することで問題が大きくなるのは、薄膜が形成される主表面に近い範囲であるので、フォーカシングは主表面に近い範囲に固定されることが多く、被写界深度のスペックから外れた内部欠陥はぼやけて撮像される。従って、そのようなぼやけた撮像画像に対しても本実施形態の遠隔差分の処理を用いることで、従来は検出困難であった蛍光の発光箇所のエッジ部を検出しやすくなり、画像面内の光量分布のピークも検出しやすくなるので、内部欠陥の領域を特定しやすくできる。

【0078】

また、本実施形態のマスクブランク用ガラス基板７の製造方法における内部欠陥検査装置２０に載置されるマスクブランク用ガラス基板７は、合成石英ガラス基板４の４つの端面のうちの検査光を導入する端面と、合成石英ガラス基板４を撮影する側の主表面が鏡面に研磨されている。マスクブランク用ガラス基板７の検査光を導入する端面が鏡面に研磨されていない場合、その端面では検査光が散乱し、合成石英ガラス基板４内部に導入される検査光量が減少する。端面を鏡面に研磨した場合、合成石英ガラス基板４内部に導入される検査光量は増加する。一方、マスクブランク用ガラス基板７の蛍光が放出される主表面が鏡面に研磨されていない場合、その主表面では蛍光が散乱し、合成石英ガラス基板４から放出される検査光量が減少する。主表面を鏡面に研磨した場合、合成石英ガラス基板４から放出される蛍光量は増加する。本実施形態では、マスクブランク用ガラス基板７における検査光を導入する端面と撮影する主表面を鏡面に研磨することで、それらの境界面における検査光及び蛍光の散乱を抑制している。

【0079】

また、本実施形態のマスクブランク９の製造方法では、上記した本実施形態のマスクブランク用ガラス基板７の少なくとも一方の主表面に、パターン形成用薄膜を形成している。本実施形態のマスクブランク用ガラス基板７は、上記検査で波長２００ｎｍ以下のレーザー光でのみ発現するモヤ状の内部欠陥を発見し、そのような内部欠陥の無いマスクブランク用ガラス基板７である。従って、それの主表面にパターン形成用薄膜を形成した本実施形態のマスクブランク９は、波長２００ｎｍ以下のレーザー光を検査光に用いてマスクを検査しても、モヤ状の内部欠陥により歩留まりを悪化させることがない。

【0080】

また、本実施形態の転写用マスク１４は、上記した本実施形態のマスクブランク９のパターン形成用薄膜に転写パターンを形成する。本実施形態のマスクブランク９は、上記したように波長２００ｎｍ以下のレーザー光でのみ発現するモヤ状の内部欠陥の無いものである。従って、波長２００ｎｍ以下のレーザー光を検査光に用いて転写パターンの検査をする場合に歩留まりを悪化させることがない。

【0081】

また、本実施形態の半導体デバイスの製造方法では、上記した本実施形態の転写用マスク１４を用いて半導体ウェハ上に回路パターンを形成する。本実施形態の転写用マスク１４は、上記したように波長２００ｎｍ以下のレーザー光でのみ発現するモヤ状の内部欠陥の無いものである。従って、波長２００ｎｍ以下のレーザー光を露光光に用いて半導体ウェハ上に回路パターンを形成する場合に歩留まりを悪化させることがない。

【0082】

なお、本実施形態では、図１（ｃ）に示すように、合成石英ガラス基板４に対して、本実施形態の内部欠陥（光学的不均一領域）を検出する欠陥検査を行ない、内部欠陥が検出されなかった基板をマスクブランク用ガラス基板７として選定しているが、これに限られるものではない。例えば、一方の主表面にパターン形成用薄膜を備えたマスクブランク９に対して内部欠陥を検出する欠陥検査を行なうようにしてもよい。その場合をマスクブランク９の他の製造方法として以下に示す。

【0083】

本実施形態のマスクブランク９の他の製造方法では、マスクブランク９準備工程で、２つの主表面と４つの端面を有する合成石英ガラス基板４の一方の主表面にパターン形成用薄膜を備えたマスクブランク９を準備する。そして欠陥検査工程で、いずれかの面（例えば、いずれかの端面）から波長２００ｎｍ以下の検査光を合成石英ガラス基板４内に導入して内部欠陥を検出する。そして欠陥を検査する工程は、パターン形成用薄膜が形成されている面以外のいずれかの面（例えば、パターン形成用薄膜が形成されていない側の主表面）から合成石英ガラス基板４を撮影し、その撮影画像に対する画像処理を行う際に、遠隔差分により光量差を求める処理を行っている。この検査光が欠陥に吸収されて発生する蛍光に対して遠隔差分による光量差を求める処理を行うことにより、合成石英ガラス基板４の内部欠陥から発生する蛍光を判別する。この発生した蛍光の判別を蛍光領域の端部に対して実施し、蛍光領域の範囲を検出し、それを内部欠陥の領域と認識することで、内部欠陥の有無を判定する。そして、そのような蛍光が無い、すなわち蛍光領域（＝内部欠陥領域）が無いと判定されたマスクブランク９を選定する。

【0084】

また、本実施形態のマスクブランク９の他の製造方法では、マスクブランク９を検査する際に、パターン形成用薄膜が形成されていない側の主表面から合成石英ガラス基板４を撮影する。そして、その撮影画像に対して遠隔差分により光量差を求めて蛍光の有無を判定することで、マスクブランク９を選定する。従って、本実施形態のマスクブランク９の製造方法では、主表面にパターン形成用薄膜を備えたマスクブランク９についても、波長２００ｎｍ以下のレーザー光でのみ発現するモヤ状の内部欠陥を検査で発見することができ、波長２００ｎｍ以下のレーザー光を検査光に用いてマスクを検査する場合でも歩留まりを悪化させることがない。その他の点については上記した実施形態の場合と同様である。

【0085】

＜実施例１〜４、比較例１，２＞
２つの主表面と４つの端面がそれぞれ精密研磨された合成石英ガラス基板４（１５２．１ｍｍ×１５２．１ｍｍ×６．３５ｍｍ）を準備した。この合成石英ガラス基板４は、基板の内部に青色の蛍光を発する内部欠陥を有するものであり、ＣＣＤカメラで撮影した画像がモヤ状の蛍光画像になることが予め確認されているものである。この合成石英ガラス基板４を、前記の図２等に示した内部欠陥検査装置２０のＸＹＺステージ２２に設置し、レーザー照射装置２１により、ＡｒＦエキシマレーザー光を端面５１から基板内部に導入し、前記の青色の蛍光を発する内部欠陥１６ｂが存在する部分に照射した。そして、ＡｒＦエキシマレーザー光の照射を受けることによって、内部欠陥１６ｂから発生した蛍光１５ｂをカラーＣＣＤカメラ２３（ＣＣＤ画素数：２０４８×２０４８，高学倍率：０．７倍）で撮影し、蛍光画像を取得した。取得した画像は、青色でモヤ状の蛍光（内部欠陥）を含んだ画像であった。

【0086】

この青色モヤ状の蛍光画像に対し、本発明の遠隔差分によって光量差を求める処理を行った。具体的には、まず、蛍光画像の各画素の赤の輝度値（図７〜図９の折れ線「Ｒ」）、緑の輝度値（図７〜図９の折れ線「Ｇ」）、青の各輝度の輝度値（図７〜図９の折れ線「Ｂ」）を加算した合計輝度値（図７〜図９の折れ線「ＡＬＬ」）を算出した。次に、各画素の合計輝度値を用い、処理対象画素から２０画素離れた画素との光量差（＜実施例１＞図７の折れ線「ｄｉｆ２０」）、処理対象画素から３０画素離れた画素との光量差（＜実施例２＞図７の折れ線「ｄｉｆ３０」）、処理対象画素から４０画素離れた画素との光量差（＜実施例３＞図８の折れ線「ｄｉｆ４０」）、処理対象画素から５０画素離れた画素との光量差（＜実施例４＞図８の折れ線「ｄｉｆ５０」）、をそれぞれ算出した。また、比較例として、各画素の合計輝度値を用い、処理対象画素の隣の画素との光量差（近接差分による微分、＜比較例１＞図９の折れ線「ｄｉｆ１」）、処理対象画素から１０画素離れた画素との光量差（＜比較例２＞図９の折れ線「ｄｉｆ１０」）、もそれぞれ算出した。なお、図７〜図９のグラフの縦軸は輝度であり、横軸は画像の画素番号である。

【0087】

次に、各実施例および比較例で求めた光量差を用い、蛍光の有無の判定をおこなった。蛍光の有無を判定する基準値である光量差（輝度）の閾値は、５とした。その結果、処理対象画素から２０画素以上離れた画素との間で光量差を求めた場合には、青色のモヤ状の蛍光画像をコンピュータで認識することができていた。これに対し、比較例１のような従来の近接差分の微分で光量差を求めた場合は、青色のモヤ状の蛍光画像をコンピュータで認識することができなかった。また、比較例２の処理対象画素から１０画素離れた画素との間で光量差を求めた場合では、光量差が５の画素がごく一部あるが、コンピュータでの認識の再現性が低く、１０画素程度の遠隔差分では、実用に適さないことがわかった。

【0088】

これらの結果を基に、マスクブランク用基板、マスクブランク、および転写用マスクを製造した。２つの主表面と４つの端面がそれぞれ精密研磨された合成石英ガラス基板４を５０枚×４セット準備（図１（ａ））し、実施例１〜４と同様に内部欠陥検査装置２０で処理対象画素から２０画素（実施例１）、３０画素（実施例２）、４０画素（実施例３）、５０画素（実施例４）だけ離れた画素との間で求めた光量差を用い、内部欠陥の有無を判定する欠陥検査工程を行い、蛍光がないと判定された合成石英ガラス基板４をマスクブランク用基板７として選定した（図１（ｂ））。次に、実施例１〜４で選定されたマスクブランク用基板７の主表面５に対し、それぞれパターン形成用薄膜８をスパッタリング法によって成膜し、マスクブランク７を製造した（図１（ｃ））。なお、パターン形成用薄膜は、主表面５側からＭｏＳｉＮ（膜厚４７ｎｍ、膜組成 Ｍｏ：９．９ａｔ％，Ｓｉ：６６．１ａｔ％，Ｎ：２４．０ａｔ％）、ＭｏＳｉＮ（膜厚１３ｎｍ、膜組成 Ｍｏ：７．５ａｔ％，Ｓｉ：５０．５ａｔ％，Ｎ：４２．０ａｔ％）の２層積層構造の遮光膜と、Ｃｒを主成分とするエッチングマスク膜の積層構造とした。

【0089】

製造した実施例１〜４の各マスクブランク７のエッチングマスク膜上に、スピンコート法によって電子線描画露光用化学増幅型のレジスト膜１０を形成した（図１（ｄ））。次に、電子線描画装置を用い、ＤＲＡＭ ｈｐ４５ｎｍのＬ＆Ｓパターンを含んでいる転写パターンをレジスト膜１０に露光描画を行い、さらに現像処理、洗浄処理を行い、レジストパターン１２を形成した（図１（ｅ））。次に、レジストパターン１２をマスクとし、エッチングマスク膜に対して塩素と酸素の混合ガスを用いたドライエッチングを行い、エッチングマスク膜パターンを形成した。続いて、エッチングマスク膜パターンをマスクとし、遮光膜に対してフッ素系ガス（ＳＦ_６）を用いたドライエッチングを行い、遮光膜パターン（薄膜パターン）１３を形成した（図１（ｆ））。さらに、レジストパターン１２を除去し、所定の洗浄処理を行い、マスクブランク用ガラス基板７上に薄膜パターン１３を備える実施例１〜４の各転写用マスク１４を得た（図１（ｇ））。

【0090】

次に、作製した実施例１〜４の各転写用マスク１４用い、転写対象物である半導体ウェハ上のレジスト膜に対して、転写パターンを露光転写する工程を行った。露光装置には、ＡｒＦエキシマレーザーを光源とする輪帯照明（Annular Illumination）が用いられた液浸方式のものが用いられた。具体的には、露光装置のマスクステージに、実施例１〜４の各転写用マスク１４をセットし、半導体ウェハ上のＡｒＦ液浸露光用のレジスト膜に対して、露光転写を行った。露光後のレジスト膜に対して、所定の現像処理を行い、レジストパターンを形成した。さらに、レジストパターンを用いて、半導体ウェハ上にＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍのライン＆スペース（Ｌ＆Ｓ）パターンを含む回路パターンを形成した。

【0091】

得られた半導体ウェハ上の回路パターンを電子顕微鏡（ＴＥＭ）で確認したところ、ＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍのＬ＆Ｓパターンの仕様を十分に満たしていた。すなわち、実施例５〜７の各転写用マスクは、半導体ウェハ上にＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍのＬ＆Ｓパターンを含む回路パターンを転写することが十分に可能であることが確認できた。

【0092】

＜参考例１＞
２つの主表面と４つの端面がそれぞれ精密研磨された合成石英ガラス基板４（１５２．１ｍｍ×１５２．１ｍｍ×６．３５ｍｍ）を準備した。この合成石英ガラス基板４は、基板の内部に青色の蛍光を発する内部欠陥を有するものであり、ＣＣＤカメラで撮影した画像が点状の蛍光画像になることが予め確認されているものである。この合成石英ガラス基板４を、前記の図２等に示した内部欠陥検査装置２０のＸＹＺステージ２２に設置し、レーザー照射装置２１により、ＡｒＦエキシマレーザー光を端面５１から基板内部に導入し、前記の青色の蛍光を発する内部欠陥１６ｂが存在する部分に照射した。そして、ＡｒＦエキシマレーザー光の照射を受けることによって、内部欠陥１６ｂから発生した蛍光１５ｂをカラーＣＣＤカメラ２３で撮影し、蛍光画像を取得した。取得した画像は、青色で点状の蛍光（内部欠陥）を含んだ画像であった。

【0093】

この青色点状の蛍光画像に対し、近接差分によって光量差を求める処理を行った。具体的には、まず、蛍光画像の各画素の赤の輝度値（図１０の折れ線「Ｒ」）、緑の輝度値（図１０の折れ線「Ｇ」）、青の各輝度の輝度値（図１０の折れ線「Ｂ」）を加算した合計輝度値（図１０の折れ線「ＡＬＬ」）を算出した。次に、処理対象画素の隣の画素との光量差（＜参考例１＞近接差分による微分、図１０の折れ線「ｄｉｆ１」）、を算出した。なお、図１０のグラフの縦軸は輝度であり、横軸は画像の画素番号である。

【0094】

次に、この参考例で求めた光量差を用い、蛍光の有無の判定をおこなった。蛍光の有無を判定する基準値である光量差（輝度）の閾値は、５とした。その結果、青色の点状の蛍光画像の場合、従来の近接差分の微分で光量差を求めても、コンピュータで精度よく認識できていた。

【0095】

＜実施例５〜７、比較例３，４＞
２つの主表面と４つの端面がそれぞれ精密研磨された合成石英ガラス基板４（１５２．１ｍｍ×１５２．１ｍｍ×６．３５ｍｍ）を準備した。この合成石英ガラス基板４は、基板の内部に黄色の蛍光を発する内部欠陥を有するものであり、ＣＣＤカメラで撮影した画像がモヤ状の蛍光画像になることが予め確認されているものである。この合成石英ガラス基板４を、前記の図２等に示した内部欠陥検査装置２０のＸＹＺステージ２２に設置し、レーザー照射装置２１により、ＡｒＦエキシマレーザー光を端面５１から基板内部に導入し、前記の黄色の蛍光を発する内部欠陥１６ｂが存在する部分に照射した。そして、ＡｒＦエキシマレーザー光の照射を受けることによって、内部欠陥１６ｂから発生した蛍光１５ｂをカラーＣＣＤカメラ２３で撮影し、蛍光画像を取得した。取得した画像は、黄色でモヤ状の蛍光（内部欠陥）を含んだ画像であった。

【0096】

この黄色モヤ状の蛍光画像に対し、本発明の遠隔差分によって光量差を求める処理を行った。具体的には、まず、蛍光画像の各画素の赤の輝度値（図１１〜図１３の折れ線「Ｒ」）、緑の輝度値（図１１〜図１３の折れ線「Ｇ」）、青の各輝度の輝度値（図１１〜図１３の折れ線「Ｂ」）を加算した合計輝度値（図１１〜図１３の折れ線「ＡＬＬ」）を算出した。次に、各画素の合計輝度値を用い、処理対象画素から３０画素離れた画素との光量差（＜実施例５＞図１１の折れ線「ｄｉｆ３０」）、処理対象画素から４０画素離れた画素との光量差（＜実施例６＞図１１の折れ線「ｄｉｆ４０」）、処理対象画素から５０画素離れた画素との光量差（＜実施例７＞図１２の折れ線「ｄｉｆ５０」）、をそれぞれ算出した。また、比較例として、各画素の合計輝度値を用い、処理対象画素の隣の画素との光量差（近接差分による微分、＜比較例３＞図１３の折れ線「ｄｉｆ１」）、処理対象画素から１０画素離れた画素との光量差（＜比較例４＞図１３の折れ線「ｄｉｆ１０」）、もそれぞれ算出した。なお、図１１〜図１３のグラフの縦軸は輝度であり、横軸は画像の画素番号である。

【0097】

次に、各実施例および比較例で求めた光量差を用い、蛍光の有無の判定をおこなった。蛍光の有無を判定する基準値である光量差（輝度）の閾値は、５とした。その結果、処理対象画素から３０画素以上離れた画素との間で光量差を求めた場合には、黄色のモヤ状の蛍光画像をコンピュータで認識することができていた。これに対し、比較例３のような従来の近接差分の微分で光量差を求めた場合や、比較例４の処理対象画素から１０画素離れた画素との間で光量差を求めた場合では、黄色のモヤ状の蛍光画像をコンピュータで認識することができなかった。

【0098】

これらの結果を基に、マスクブランク用基板、マスクブランク、および転写用マスクを製造した。２つの主表面と４つの端面がそれぞれ精密研磨された合成石英ガラス基板４を５０枚×３セット準備（図１（ａ））し、実施例５〜７と同様に内部欠陥検査装置２０で処理対象画素から３０画素（実施例５）、４０画素（実施例６）、５０画素（実施例７）だけ離れた画素との間で求めた光量差を用い、内部欠陥の有無を判定する欠陥検査工程を行い、蛍光がないと判定された合成石英ガラス基板４をマスクブランク用基板７として選定した（図１（ｂ））。次に、実施例５〜７で選定されたマスクブランク用基板７を用い、実施例１と同様の手順で、実施例５〜７の各マスクブランク７を製造した。続いて、製造した実施例５〜７の各マスクブランク７を用い、実施例１と同様の手順で、実施例５〜７の各転写マスク１４を作製した。さらに、 次に、作製した実施例５〜７の各転写用マスク１４用い、転写対象物である半導体ウェハ上のレジスト膜に対して、転写パターンを露光転写する工程を行った。その結果、得られた半導体ウェハ上の回路パターンを電子顕微鏡（ＴＥＭ）で確認したところ、ＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍのＬ＆Ｓパターンの仕様を十分に満たしていた。すなわち、実施例５〜７の各転写用マスクは、半導体ウェハ上にＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍのＬ＆Ｓパターンを含む回路パターンを転写することが十分に可能であることが確認できた。

【0099】

本発明に係るマスクブランク用ガラス基板７の製造方法、マスクブランク９の製造方法、転写用マスク１４の製造方法、および半導体デバイスの製造方法の実施形態は、上記の実施形態に限られるものではなく、その他の様々な実施形態が本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0100】

２、３ 側面、
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 薄膜（遮光膜）、
９ マスクブランク、
１０ レジスト膜、
１１ レジスト膜付きマスクブランク、
１２ レジストパターン、
１３ 薄膜（遮光膜）パターン、（マスクパターン）、
１４ 転写用マスク、
１５、１５ａ、１５ｂ 蛍光、
１６、１６ａ、１６ｂ 内部欠陥、
１７ 蛍光、
１８、１９ 側面（側面２及び３とは直交する）、
２０ 内部欠陥検査装置２０、
２１ レーザー照射装置２１、
２２ ＸＹＺステージ２２、
２３ ＣＣＤカメラ、
２４ 検出視野、
２５ ＡｒＦエキシマレーザー光２５、
２６ ＵＳＢケーブル、
２７ コンピュータ、
４１ クリーンルーム、
４２ フィルタ室、
４３ ファン、
４４ ケミカルフィルタ、
４５ 隔壁、
４６ 対向壁、
４７ 空気流通路、
５１ 端面、
５２、５３ 面取り面、
６１ 対物レンズ、
６２ 分光プリズム、
６３ Ｒ（赤）のＣＣＤイメージセンサ、
６４ Ｇ（緑）のＣＣＤイメージセンサ、
６５ Ｂ（青）のＣＣＤイメージセンサ、
６６ 信号処理回路、
７１ 制御回路、
７２ 記憶回路、
７３ 画素選択部、
７４ 微分回路、
７７ ディスプレイ、
８１ ステージ制御部、
９１〜９９ （合成石英ガラス基板４の）一部領域、
１０１ （高密度で混入異物が比較的小さな）欠陥領域、
１０２ （低密度で混入異物が比較的大きな）欠陥領域、
１５１ （蛍光１５ａの）発光領域、
１５２ （蛍光１５ｂの）発光領域、
ａ （ビーム断面形状の）長辺
ｂ （ビーム断面形状の）短辺
Ａ 内部空間、
Ｄ１ （隣接画素毎の）画素間隔、
Ｄ４０ （一つの画素に対して４０画素程度離れた）画素間隔。
Ｗ （側面２の）幅、
Ｗ１ （端面５１の）幅、
Ｗ２ （面取り面５２の）幅、
Ｗ３ （面取り面５３の）幅。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】