DE112006000392T5 - Prüfverfahren für lichtdurchlässigen Gegenstand - Google Patents

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Abstract

Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands aus einem in der Photolithographie verwendeten lichtdurchlässigen Material bezüglich der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Inhomogenität, wobei sich optische Eigenschaften für Belichtungslicht innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands regional oder lokal ändern; wobei Prüflicht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm in den lichtdurchlässigen Gegenstand eingestrahlt wird und Licht mit einer längeren Wellenlänge als der des Prüflichts, das regional oder lokal erzeugt worden ist, auf dem Lichtweg nachgewiesen wird, über den sich das Prüflicht innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands ausbreitet, wodurch die Anwesenheit oder Abwesenheit einer optischen Inhomogenität in dem lichtdurchlässigen Gegenstand geprüft wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Prüfverfahren für einen lichtdurchlässigen Gegenstand, der aus einem lichtdurchlässigen Material mit Durchlässigkeit für Licht mit extrem hoher Energie besteht, wie z. B. Licht eines ArF-Excimerlasers oder F2-Excimerlasers, bezüglich der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Inhomogenität, wobei sich innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands optische Eigenschaften bezüglich des Lichts lokal ändern, und betrifft außerdem ein Prüfverfahren für ein Glassubstrat sowie ein Herstellungsverfahren für Glassubstrate, wobei im Anschluß an die Prüfung von Glassubstraten auf innere Defekte Glassubstrate für Maskenrohlinge hergestellt werden, ein Herstellungsverfahren für Maskenrohlinge unter Verwendung der Glassubstrate für Maskenrohlinge und ein Herstellungsverfahren für Belichtungsmasken unter Verwendung der Maskenrohlinge, sowie das Herstellungsverfahren für ein Halbleiterbauelement unter Verwendung der Belichtungsmasken.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In den letzten Jahren hat die verbesserte Feinheit von Strukturen, die auf Halbleiterbauelementen ausgebildet werden, zu kürzeren Wellenlängen von Belichtungslicht für die Photolithographie geführt, d. h. zum ArF-Excimerlaser (Belichtungswellenlänge 193 nm) und F2-Excimerlaser (Belichtungswellenlänge 157 nm). In Bezug auf Belichtungsmasken, die für die Photolithographie verwendet werden, und Maskenrohlinge, die für die Herstellung von Belichtungsmasken eingesetzt werden, hat eine schnelle Entwicklung von lichtundurchlässigen Schichten zur Abschirmung der oben erwähnten Belichtungswellenlängen von Belichtungslicht und von Phasenschieberschichten für dessen Phasenverschiebung stattgefunden, die auf lichtdurchlässigen Substraten für Maskenrohlinge (z. B. Glassubstraten) ausgebildet werden, und es sind verschiedene Schichtmaterialien vorgeschlagen worden.
  • Außerdem weisen in der Photolithographie verwendete Belichtungsvorrichtungen (z. B. Scheibenrepeater bzw. Stepper) optische Komponenten wie z. B. Linsen und dergleichen und Materialien mit niedriger Absorption von Belichtungslicht auf, d. h. für die optischen Komponenten werden Materialien mit guter Lichtdurchlässigkeit verwendet.
  • Von den lichtdurchlässigen Substraten für Maskenrohlinge und von lichtdurchlässigen Gegenständen für die Herstellung der lichtdurchlässigen Substrate für Maskenrohlinge (d. h. von Substraten aus synthetischem Quarzglas) sowie von optischen Komponenten wie z. B. Linsen und dergleichen, die in den Belichtungsvorrichtungen eingesetzt werden, wird erwartet, daß darin keine optische Inhomogenität auftritt (Änderung optischer Eigenschaften infolge von Fehlern wie z. B. Fremdkörpern, Blasen usw.). Patentdokument 1 offenbart eine Defektnachweisvorrichtung und ein Defektkontrollverfahren zum Nachweis einer solchen optischen Inhomogenität durch Bestrahlen eines Glassubstrats mit einem He-Ne-Laser und Nachweis von Streulicht, das durch eine innerhalb des Glassubstrats vorhandene optische Inhomogenität gestreut wird, z. B. durch die inneren Defekte (Fremdkörper, Blasen usw.), wodurch die oben erwähnte optische Inhomogenität nachgewiesen wird.
    • Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung ( JP-A) Nr. 8-261953
    • Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung (J2-A) Nr. 8-31723
    • Patentdokument 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung ( JP-A) Nr. 2003-81654
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • Es gibt Fälle, in denen sogar bei lichtdurchlässigen Substraten (z. B. Substraten aus synthetischem Quarzglas) und lichtdurchlässigen Substraten für Maskenrohlinge (z. B. Glassubstraten für Maskenrohlinge, für die durch eine solche De fektnachweisvorrichtung ermittelt worden ist, daß keine optischen Inhomogenitäten (z. B. innere Defekte) vorhanden sind, bei der Strukturübertragung, wobei eine Maskenstruktur für eine Belichtungsmaske unter Verwendung eines ArF-Excimerlasers als Belichtungslicht auf ein Halbleitersubstrat übertragen wird, Übertragungsstrukturdefekte auftreten, die auf weiter unten beschriebene lichtdurchlässige Substrate zurückzuführen sind, und zur Verschlechterung der Übertragungsgenauigkeit führen. Außerdem gibt es Fälle, wobei auf die gleiche Weise wie oben beschrieben bei der Strukturübertragung mit Verwendung optischer Komponenten in der Belichtungsvorrichtung, wie z. B. Linsen und dergleichen, Übertragungsstrukturdefekte auf Grund der optischen Komponenten auftreten und dadurch zur Verschlechterung der Übertragungsgenauigkeit führen.
  • Als Grund dafür wird angenommen, daß auch dann, wenn bei Verwendung von Lasern für sichtbares Licht als Prüflicht, wie z. B. des He-Ne-Lasers, keine optische Veränderung wie etwa Streuung auftritt, bei der Durchführung der eigentlichen Strukturübertragung unter Verwendung von energiereichem Licht als Belichtungslicht, wie z. B. des ArF-Excimerlasers und des F2-Excimerlasers, in dem lichtdurchlässigen Substrat oder den optischen Komponenten optische Inhomogenitäten vorhanden sind (zum Beispiel durch lokale Schlieren und Fremdkörper verursachte innere Defekte), die zu einer regionalen (oder lokalen) Änderung optischer Eigenschaften führen (z. B. Abfall der Lichtdurchlässigkeit, Änderung der Phasendifferenz).
  • Die vorliegende Erfindung ist angesichts der obigen Situation entwickelt worden, und dementsprechend ist eine Aufgabe der Erfindung die Bereitstellung eines Prüfverfahrens zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands, wie z. B. optischer Komponenten von Belichtungsvorrichtungen und Substrate für Belichtungsmasken, die in der Photolithographie eingesetzt werden, bezüglich der Anwesenheit oder Abwesenheit von Inhomogenitäten in optischen Eigenschaften, welche die Strukturübertragung auf ein Übertragungsmedium stark beeinflussen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens für Halbleiterbau elemente, wodurch die Übertragungsgenauigkeit einer Strukturübertragung auf Halbleitersubstrate angemessen realisiert werden kann, einer Belichtungsmaske und einer Herstellungsverfahrens dafür mit geeigneter Übertragungsgenauigkeit der Strukturübertragung auf ein Übertragungsmedium zur Herstellung des Halbleiterbauelements, eines Herstellungsverfahrens für einen Maskenrohling zur Fertigung der Belichtungsmaske und eines Fertigungsverfahrens dafür, und eines lichtdurchlässigen Maskenrohlingssubstrats zur Herstellung des Maskenrohlings sowie des Herstellungsverfahrens dafür.
  • Mittel zur Lösung der Probleme
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 1 definierten Erfindung wird ein Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands aus einem in der Photolithographie verwendeten lichtdurchlässigen Material bezüglich der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Inhomogenität bereitgestellt, wobei sich optische Eigenschaften für Belichtungslicht innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands regional oder lokal ändern; wobei Prüflicht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm in den lichtdurchlässigen Gegenstand eingestrahlt wird und Licht mit einer längeren Wellenlänge als der des Prüflichts, das regional oder lokal erzeugt worden ist, auf dem Lichtweg nachgewiesen wird, über den sich das Prüflicht innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands ausbreitet, wodurch die Anwesenheit oder Abwesenheit einer optischen Inhomogenität in dem lichtdurchlässigen Gegenstand geprüft wird.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 2 definierten Erfindung wird das Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands nach Anspruch 1 bereitgestellt, wobei das Licht mit längerer Wellenlänge als der des Prüflichts eine Wellenlänge von mehr als 200 nm bis zu 600 nm aufweist.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 3 definierten Erfindung wird das Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands nach Anspruch 1 oder 2 bereitgestellt, wobei der lichtdurchlässige Gegenstand entweder eine optische Komponente einer für Photolithographie verwendeten Belich tungsvorrichtung oder ein Substrat einer für Photolithographie verwendeten Belichtungsmaske ist.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 4 definierten Erfindung wird das Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands nach Anspruch 3 bereitgestellt, wobei die optische Komponente oder das Belichtungsmaskensubstrat aus synthetischem Quarzglas bestehen.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 5 definierten Erfindung wird das Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bereitgestellt, wobei beim Einstrahlen des Prüflichts in den lichtdurchlässigen Gegenstand das Prüflicht in einem Zustand in den lichtdurchlässigen Gegenstand eingestrahlt wird, in dem eine Verursachersubstanz, die eine Beschädigung der Oberfläche des lichtdurchlässigen Gegenstands beim Einstrahlen des Prüflichts verursacht, aus der umgebenden Atmosphäre des lichtdurchlässigen Gegenstands entfernt ist.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 6 definierten Erfindung wird das Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bereitgestellt, wobei die Energie des Prüflichts pro Flächeneinheit mindestens 10 mJ/cm2, aber höchstens 50 mJ/cm2 pro Impuls beträgt.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 7 definierten Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweist: eine Herstellungsschritt zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling, das eine Oberfläche aufweist, von der aus Prüflicht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm eingestrahlt wird; einen Prüfschritt, in dem Prüflicht von einer Seite der Oberfläche eingestrahlt wird und regional oder lokal erzeugtes Licht mit längerer Wellenlänge als der des Prüflichts auf dem Lichtweg nachgewiesen wird, über den sich das Prüflicht innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands ausbreitet, wodurch die Anwesenheit oder Abwesenheit einer optischen Inhomogenität in dem lichtdurchlässigen Gegenstand geprüft wird; und einen Ermittlungsschritt, in dem anhand der Anwesenheit oder Abwesenheit der Inhomogenität ermittelt wird, ob oder nicht das lichtdurchlässige Substrat Übertragungsstrukturdefekte erzeugt, die auf regionale oder lokale Änderungen optischer Eigenschaften zurückzuführen sind.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 8 definierten Erfindung wird das Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach Anspruch 7 bereitgestellt, wobei das Licht mit längerer Wellenlänge als der des Prüflichts eine Wellenlänge von mehr als 200 nm und bis zu 600 nm aufweist.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 9 definierten Erfindung wird das Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach Anspruch 7 oder 8 bereitgestellt, wobei die Hauptfläche des lichtdurchlässigen Substrats nach dem Ermittlungsschritt einem Präzisionspolieren ausgesetzt wird, wodurch man ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling erhält.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 10 definierten Erfindung wird das Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach einem der Ansprüche 7 bis 9 bereitgestellt, wobei beim Einstrahlen des Prüflichts in den lichtdurchlässigen Gegenstand das Prüflicht in einem Zustand in den lichtdurchlässigen Gegenstand eingestrahlt wird, in dem eine Verursachersubstanz, die eine Beschädigung der Oberfläche des lichtdurchlässigen Gegenstands beim Einstrahlen des Prüflichts verursacht, aus der umgebenden Atmosphäre des lichtdurchlässigen Gegenstands entfernt ist.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 11 definierten Erfindung wird das Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach einem der Ansprüche 7 bis 10 bereitgestellt, wobei die Oberfläche, in die das Prüflicht eingestrahlt wird, eine Seitenfläche ist, die senkrecht zu der Hauptfläche des lichtdurchlässigen Substrats ist auf der eine Dünnschicht ausgebildet wird, die als Maskenstruktur dienen soll.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 12 definierten Erfindung wird das Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach Anspruch 11 bereitgestellt, wobei im Prüfschritt Prüflicht mit einer Strahlform, die größer als die Breite der Seitenfläche ist, in die Oberfläche eingestrahlt wird.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 13 definierten Erfindung wird das Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach einem der Ansprüche 7 bis 12 bereitgestellt, wobei die Energie des Prüflichts pro Flächeneinheit mindestens 10 mJ/cm2, aber höchstens 50 mJ/cm2 pro Impuls beträgt.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 14 definierten Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings bereitgestellt, wobei auf der Hauptfläche eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling, das durch das Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach einem der Ansprüche 7 bis 11 gewonnen wird, eine Dünnschicht ausgebildet wird, die als Maskenstruktur dienen soll, wodurch ein Maskenrohling hergestellt wird.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 15 definierten Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Belichtungsmaske bereitgestellt, wobei die Dünnschicht auf dem Maskenrohling nach Anspruch 14 so strukturiert wird, daß auf der Hauptfläche des lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling eine Maskenstruktur ausgebildet wird, wodurch eine Belichtungsmaske hergestellt wird.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 16 definierten Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements bereitgestellt, wobei eine durch das Herstellungsverfahren für eine Belichtungsmaske nach Anspruch 15 gewonnene Belichtungsmaske zur Übertragung einer auf einer Belichtungsmaske ausgebildeten Maskenstruktur auf eine Resistschicht benutzt wird, um ein Halbleiterbauelement herzustellen.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 17 definierten Erfindung wird ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling bereitgestellt, wobei nach Einstrahlen von Licht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm von einer Seite der Oberfläche des lichtdurchlässigen Substrats die Dämpfung von Licht mit einer längeren als der angegebenen Wellenlänge, das regional oder lokal innerhalb des lichtdurchlässigen Substrats erzeugt wird, innerhalb des Maskenstrukturbildungsbereichs des lichtdurchlässigen Substrats höchstens 8%/cm beträgt.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 18 definierten Erfindung wird das lichtdurchlässige Substrat für einen Maskenrohling nach Anspruch 17 bereitgestellt, wobei das lichtdurchlässige Substrat für einen Maskenrohling ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Phasenschiebermaskenrohling ist.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 19 definierten Erfindung wird das lichtdurchlässige Substrat für einen Maskenrohling nach Anspruch 18 bereitgestellt, wobei die Dämpfung von Licht mit einer längeren als der angegebenen Wellenlänge, das regional oder lokal innerhalb des lichtdurchlässigen Substrats erzeugt wird, innerhalb des Maskenstrukturbildungsbereichs des lichtdurchlässigen Substrats höchstens 3%/cm beträgt.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 20 definierten Erfindung wird ein Maskenrohling bereitgestellt, wobei auf der Hauptfläche des lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach einem der Ansprüche 17 bis 19 eine Dünnschicht, die als Maskenstruktur dienen soll, oder eine Dünnschicht zur Bildung einer Maskenstruktur ausgebildet wird.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 21 definierten Erfindung wird eine Belichtungsmaske bereitgestellt, wobei die Dünnschicht, die als Maskenstruktur auf dem Maskenrohling nach Anspruch 20 dienen soll, strukturiert wird, um aus einer Dünnschichtstruktur auf der Hauptfläche des lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling eine Maskenstruktur auszubilden.
  • Gemäß der vorliegenden, in Anspruch 22 definierten Erfindung wird eine Belichtungsmaske bereitgestellt, wobei die Dünnschicht zur Bildung einer Maskenstruktur auf dem Maskenrohling nach Anspruch 20 strukturiert wird, um eine Dünnschichtstruktur zu bilden, und die Dünnschichtstruktur als Maske zum Ätzen des lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling benutzt wird, wodurch auf der Hauptfläche des lichtdurchlässigen Substrats eine Maskenstruktur ausgebildet wird.
  • Vorteile
  • Bei der Erfindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 wird in einem Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands, der aus einem für Photolithographie verwendeten lichtdurchlässigen Material besteht, bezüglich der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Inhomogenität, wobei sich optische Eigenschaften für Belichtungslicht innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands regional oder lokal ändern, Prüflicht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm in den lichtdurchlässigen Gegenstand eingestrahlt, und regional oder lokal erzeugtes Licht mit einer längeren Wellenlänge als der des Prüflichts wird auf dem Lichtweg nachgewiesen, über den sich das Prüflicht innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands ausbreitet, wodurch die Anwesenheit oder Abwesenheit einer optischen Inhomogenität in dem lichtdurchlässigen Gegenstand geprüft und dadurch eine genaue Prüfung der Anwesenheit oder Abwesenheit von inneren Defekten ermöglicht wird, welche die Strukturübertragung auf ein Übertragungsmedium stark beeinflussen.
  • Falls nun der lichtdurchlässige Gegenstand eine optische Komponente einer Belichtungsvorrichtung ist, die für Photolithographie oder zur Herstellung eines Substrats einer für Photolithographie eingesetzten Belichtungsmaske (lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling) verwendet wird, und falls die über dieses Substrat für eine Belichtungsmaske und einen Maskenrohling hergestellte Belichtungsmaske und die optische Komponente der Belichtungsvorrichtung regional oder lokal keine optisch inhomogenen Bereiche aufweisen, dann gibt es bei Verwendung der Belichtungsmaske oder der optischen Kompo nente und von Belichtungslicht zur Übertragung der Maskenstruktur der Belichtungsmaske auf das Übertragungsmedium keinen Bereich, in dem sich optische Eigenschaften auf Grund einer regionalen oder lokalen optischen Inhomogenität ändern (zum Beispiel Abfall der Lichtdurchlässigkeit), so daß eine hervorragende Übertragungsgenauigkeit ohne Übertragungsstrukturdefekte auf dem Übertragungsmedium infolge schädlicher Auswirkungen der Inhomogenität auf die Strukturübertragung erzielt werden kann.
  • Bei der Erfindung nach Anspruch 5 kann eine genaue Prüfung der Anwesenheit oder Abwesenheit von inneren Defekten, welche die Strukturübertragung auf ein Übertragungsmedium stark beeinflussen, durchgeführt und dabei eine Beschädigung der Oberfläche des lichtdurchlässigen Gegenstands verhindert werden.
  • Beim Einstrahlen des Prüflichts in den lichtdurchlässigen Gegenstand wird das Prüflicht in einem Zustand in den lichtdurchlässigen Gegenstand eingestrahlt, in dem eine Verursachersubstanz (z. B. Schwebeteilchen) oder dergleichen, die eine Beschädigung der Oberfläche des lichtdurchlässigen Gegenstands beim Einstrahlen des Prüflichts verursacht, aus der umgebenden Atmosphäre des lichtdurchlässigen Gegenstands entfernt ist, so daß eine Beschädigung der Oberfläche, die aufgrund anhaftender Substanz oder abgeschiedener Substanz, die an der Oberfläche des lichtdurchlässigen Gegenstands regional oder lokal anhaftet und die Temperatur der Oberfläche erhöht, verhindert werden kann.
  • Bei der Erfindung gemäß Anspruch 6 beträgt die Energie des Prüflichts pro Flächeneinheit mindestens 10 mJ/cm2, aber höchstens 50 mJ/cm2 pro Impuls, so daß eine durch das Prüflicht verursachte Plasmaerzeugung an der Oberfläche des lichtdurchlässigen Gegenstands vermieden werden kann, und die Intensität von Licht mit einer längeren Wellenlänge als der des Prüflichts, das bei Einstrahlung des Prüflichts durch optische Inhomogenitäten erzeugt wird, ist ausreichend gesichert, so daß eine hohe Nachweisgenauigkeit der Inhomogenität aufrechterhalten werden kann.
  • Bei der Erfindung gemäß den Ansprüchen 7 oder 8 wird über einen Herstellungsschritt zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling, das eine Oberfläche aufweist, von der Prüflicht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm eingestrahlt werden kann; einen Prüfschritt, wobei Prüflicht von einer Seite der Oberfläche eingestrahlt wird, und regional oder lokal erzeugtes Licht mit einer längeren Wellenlänge als der des Prüflichts auf dem Lichtweg nachgewiesen wird, über den sich das Prüflicht innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands ausbreitet, wodurch die Anwesenheit oder Abwesenheit einer optischen Inhomogenität in dem lichtdurchlässigen Gegenstand geprüft wird; und einen Ermittlungsschritt, um zu ermitteln, ob das lichtdurchlässige Substrat aufgrund regionaler oder lokaler Änderungen von optischen Eigenschaften, die auf der Anwesenheit oder Abwesenheit der Inhomogenität basieren, Übertragungsstrukturdefekte erzeugt oder nicht, ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling hergestellt, so daß kein Bereich existiert, in dem sich optische Eigenschaften aufgrund einer regionalen oder lokalen optischen Inhomogenität ändern (z. B. Abfall der Lichtdurchlässigkeit), und eine hervorragende Übertragungsgenauigkeit ohne Übertragungsstrukturdefekte auf dem Übertragungsmedium erzielt werden kann, die durch schädliche Auswirkungen der Inhomogenität auf die Strukturübertragung verursacht werden.
  • Bei der Erfindung gemäß Anspruch 9 wird eine optische Inhomogenität des lichtdurchlässigen Substrats in einem frühen Stadium vor dem Präzisionspolieren der Hauptfläche im Herstellungsprozeß des lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nachgewiesen; daher wird die Hauptfläche nur für lichtdurchlässige Substrate dem Präzisionspolieren ausgesetzt, in denen keine optische Inhomogenität existiert, wodurch die nutzlose Durchführung des Präzisionspolierens an lichtdurchlässigen Substraten mit optischer Inhomogenität vermieden wird.
  • Bei der Erfindung gemäß den Ansprüchen 10 oder 11 kann ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling ohne optische Inhomogenität, welche die Strukturübertragung auf ein Übertragungsmedium stark beeinflußt, ohne durch Einstrahlung von Prüflicht verursachte Beschädigung der Oberfläche des lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling gewonnen werden.
  • Bei der Erfindung nach Anspruch 12 existiert außer den Vorteilen, die durch die Erfindung nach den obigen Ansprüchen 10 und 11 erzielt werden, der Vorteil, daß Fremdkörper und Verunreinigungen entfernt werden, die an der Hauptfläche des lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling anhaften.
  • Bei der Erfindung nach Anspruch 13 kann ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling ohne optische Inhomogenität, welche die Strukturübertragung auf ein Übertragungsmedium stark beeinflußt, ohne Beschädigung hergestellt werden, die durch Plasmaerzeugung an der Oberfläche des lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling infolge der Einstrahlung von Prüflicht verursacht wird.
  • Bei der Erfindung nach einem der Ansprüche 14 bis 16 wird ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling, das man durch das Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach einem der Ansprüche 7 bis 13 erhält, zur Herstellung eines Maskenrohlings verwendet, die Dünnschicht auf dem Maskenrohling wird strukturiert, um eine Belichtungsmaske herzustellen, und die Belichtungsmaske dient zur Herstellung eines Halbleiterbauelements. Dementsprechend gibt es bei der Verwendung der Belichtungsmaske zum Übertragen der Maskenstruktur der Belichtungsmaske auf das Übertragungsmedium (Halbleitersubstrat) keinen Bereich, indem sich aufgrund einer regionalen oder lokalen optischen Inhomogenität in dem für die Belichtungsmaske verwendeten lichtdurchlässigen Substrat optische Eigenschaften ändern (z. B. Abfall der Lichtdurchlässigkeit), so daß die Übertragungsgenauigkeit ohne Übertragungsstrukturdefekte auf dem Übertragungsmedium, die durch schädliche Auswirkungen der Inhomogenität auf die Strukturübertragung verursacht werden, verbessert werden kann.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • [1] Fertigungsablaufdiagramm, das eine Ausführungsform des Herstellungsverfahrens eines Glassubstrats für einen Maskenrohling, des Herstellungsverfahrens für einen Maskenrohling und des Herstellungsverfahrens für eine Belichtungsmaske gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • [2] Perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform einer Defektkontrollvorrichtung für das Glassubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • [3] Diagramm, das die Intensitätsverteilung von empfangenem Licht darstellt, das einer Bildverarbeitung mit einem Computer ausgesetzt wird.
  • [4] Ansichten, die ArF-Excimerlaserlicht, das von einer in 2 dargestellten Laserbestrahlungsvorrichtung geführt wird, und ein synthetisches Quarzglassubstrat zeigen, wobei (A) eine Vorderansicht und (B) eine Seitenansicht ist.
  • [5] Schematische Vorderansicht, welche die Gesamtkonfiguration der Defektkontrollvorrichtung in 2 darstellt.
  • [6] Fertigungsablaufdiagramm, das eine weitere Ausführungsform des Herstellungsverfahrens eines Glassubstrats für einen Maskenrohling, des Herstellungsverfahrens für einen Maskenrohling und des Herstellungsverfahrens für eine Belichtungsmaske gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • [7] Perspektivische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Defektkontrollvorrichtung für das Glassubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • [8] Schematische Seitenansicht, die eine Sputtervorrichtung darstellt, die in dem Herstellungsverfahren für den Maskenrohling in 1 verwendet wird.
  • [9] Seitenansicht, welche die Positionsbeziehung zwischen dem Zerstäubungstarget und dem Glassubstrat für den Maskenrohling in 8 darstellt.
    • 20
    Defektkontrollvorrichtung
    21
    Laserbestrahlungsvorrichtung
    22
    XYZ-Koordinatentisch
    23
    CCD-Kamera
    24
    Erfassungsbereich
    26
    USB-Kabel
    27
    Computer
    4
    Substrat aus synthetischem Quarzglas
    16
    innerer Defekt
  • BESTE AUSFÜHRUNGSART DER ERFINDUNG
  • Als konkrete Mittel zur Lösung der obigen Probleme verwendet die vorliegende Erfindung die folgenden Konfigurationen.
  • (Konfiguration 1-1)
  • Defektkontrollverfahren für ein Glassubstrat, wobei Licht mit einer Belichtungswellenlänge von einer Seite einer Oberfläche eines Glassubstrats eingestrahlt wird, Licht mit einer längeren Wellenlänge als der Belichtungswellenlänge, das an inneren Defekten des Glassubstrats durch das eingestrahlte Licht mit der Belichtungswellenlänge erzeugt wird, an der anderen Seite des Substrats empfangen wird und innere Defekte des Glassubstrats auf der Basis der empfangenen Lichtmenge nachgewiesen werden.
  • (Konfiguration 1-2)
  • Defektkontrollverfahren für ein Glassubstrat gemäß Konfiguration 1-1, wobei die Wellenlänge des in das Glassubstrat eingestrahlten Lichts höchstens 200 nm beträgt.
  • (Konfiguration 1-3)
  • Defektkontrollvorrichtung für ein Glassubstratdie aufweist: eine Lichteinstrahlungseinrichtung zum Einstrahlen von Licht mit einer Belichtungswellenlänge von einer Seite einer Oberfläche eines Glassubstrats, eine Lichtempfangseinrichtung zum Empfang von Licht mit einer längeren Wellenlänge als der Belichtungswellenlänge, das durch das eingestrahlte Licht mit der Belichtungswellenlänge an inneren Defekten des Glassubstrats erzeugt wird, an der anderen Seite der Oberfläche, und eine Nachweiseinrichtung zum Nachweis von inneren Defekten des Glassubstrats auf der Basis der durch die Lichtempfangseinrichtung empfangenen Lichtmenge.
  • (Konfiguration 1-4)
  • Defektkontrollvorrichtung für ein Glassubstrat gemäß Konfiguration 1-3, wobei die Wellenlänge des in das Glassubstrat eingestrahlten Lichts höchstens 200 nm beträgt.
  • (Konfiguration 1-5)
  • Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling, das aufweist: einen Herstellungsschritt zum Herstellen eines synthetischen Quarzglassubstrats mit einer Oberfläche, von der aus Licht mit einer Belichtungswellenlänge eingestrahlt wird; und einen Nachweisschritt, wobei Licht mit der Belichtungswellenlänge von einer Seite der Oberfläche eingestrahlt und Licht mit einer längeren Wellenlänge als der Belichtungswellenlänge, das durch das eingestrahlte Licht mit der Belichtungswellenlänge an inneren Defekten des Glassubstrats erzeugt wird, auf der anderen Seite der Oberfläche empfangen wird, wodurch innere Defekte des Glassubstrats auf der Basis der Intensität des empfangenen Lichts nachgewiesen werden; wobei Glassubstrate für Maskenrohlinge unter Verwendung der synthetischen Quarzglassubstrate hergestellt werden, für die in dem Nachweisschritt keine inneren Defekte nachgewiesen worden sind.
  • (Konfiguration 1-6)
  • Herstellungsverfahren für Glassubstrat für einen Maskenrohling gemäß Konfiguration 1-5, wobei die Wellenlänge des in das Glassubstrat eingestrahlten Lichts höchstens 200 nm beträgt.
  • (Konfiguration 1-7)
  • Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling gemäß Konfiguration 1-5 oder Konfiguration 1-6, wobei die Hauptfläche des synthetischen Quarzglassubstrats im Anschluß an den Nachweisschritt einem Präzisionspolieren unterworfen wird, wodurch man ein Glassubstrat für einen Maskenrohling erhält.
  • (Konfiguration 1-8)
  • Herstellungsverfahren für einen Maskenrohling, wobei eine Dünnschicht, die als Maskenstruktur dienen soll, auf der Hauptfläche des Glassubstrats für einen Maskenrohling gebildet wird, den man durch das Herstellungsverfahren eines Glassubstrats für einen Maskenrohling gemäß einer der Konfigurationen 1-5 bis 1-7 erhält.
  • (Konfiguration 1-9)
  • Herstellungsverfahren für eine Belichtungsmaske, wobei die Dünnschicht auf dem Maskenrohling gemäß Konfiguration 1-8 strukturiert wird, um eine Maskenstruktur auf der Hauptfläche des Glassubstrats für einen Maskenrohling auszubilden, wodurch eine Belichtungsmaske hergestellt wird.
  • Bei der Erfindung gemäß einer der Konfigurationen 1-1 bis 1-4 wird Licht mit einer Belichtungswellenlänge von einer Seite einer Oberfläche eines Glassubstrats eingestrahlt, Licht mit einer längeren Wellenlänge als der Belichtungswellenlänge, das durch das eingestrahlte Licht mit der Belichtungswellenlänge an inneren Defekten des Glassubstrats erzeugt wird, wird auf der anderen Seite der Oberfläche empfangen, und innere Defekte des Glassubstrats werden auf der Basis der empfangenen Lichtintensität nachgewiesen, so daß die Verwendung von Licht mit einer Belichtungswellenlänge zur Prüfung innerer Defekte von Glassubstraten einen guten Nachweis von inneren Defekten ermöglicht, die bei der Strukturübertragung zu Übertragungsstrukturdefekten führen würden.
  • Falls nun das Glassubstrat zur Herstellung eines Glassubstrats für einen Maskenrohling dient, gibt es keine inneren Defekte in einem Belichtungsmaskenglassubstrat, das über das Glassubstrat für einen Maskenrohling und den Maskenrohling hergestellt wird, so daß bei der Durchführung der Strukturübertragung, wobei die Maskenstruktur der Belichtungsmaske unter Verwendung der Belichtungsmaske und von Belichtungslicht auf ein Übertragungsmedium übertragen wird, kein Bereich existiert, in dem sich optische Eigenschaften regional ändern (z. B. Abfall der Lichtdurchlässigkeit); daher kann eine hervorragende Übertragungsgenauigkeit ohne Übertragungsstrukturdefekte auf dem Übertragungsmedium erzielt werden, die durch schädliche Auswirkungen der Änderung auf die Strukturübertragung verursacht werden.
  • Bei der Erfindung gemäß Konfiguration 1-5 oder Konfiguration 1-6 wird Licht mit der Belichtungswellenlänge von einer Seite der Oberfläche eines synthetischen Quarzglassubstrats eingestrahlt, Licht mit einer längeren Wellenlänge als der Belichtungswellenlänge, das durch das eingestrahlte Licht mit der Belichtungswellenlänge an inneren Defekten des Glassubstrats erzeugt wird, wird auf der anderen Seite der Oberfläche empfangen, innere Defekte des Glassubstrats werden auf der Basis der empfangenen Lichtintensität nachgewiesen, und Glassubstrate für Maskenrohlinge werden unter Verwendung der synthetischen Quarzglassubstrate hergestellt, für die keine inneren Defekte nachgewiesen worden sind, so daß in den Glassubstraten für Belichtungsmasken, die über das Glassubstrat für einen Maskenrohling und den Maskenrohling hergestellt werden, keine inneren Defekte vorhanden sind. Folglich existiert bei der Durchführung der Strukturübertragung, wobei die Maskenstruktur der Belichtungsmaske unter Verwendung der Belichtungsmaske und von Belichtungslicht auf ein Übertragungsmedium übertragen wird, kein Bereich, in dem sich optische Eigenschaften regional ändern (z. B. Abfall der Lichtdurchlässigkeit), so daß eine hervorragende Übertragungsgenauigkeit ohne Übertragungsstrukturdefekte erzielt werden kann, die durch schädliche Auswirkungen der Änderung auf die Strukturübertragung verursacht werden.
  • Bei der Erfindung gemäß Konfiguration 1-7 werden innere Defekte in dem Quarzglassubstrat in einem frühen Stadium vor dem Präzisionspolieren der Hauptfläche im Herstellungsverfahren des Glassubstrats für einen Maskenrohling nachgewiesen, so daß die Hauptfläche nur für Quarzglassubstrate, in denen kein innerer Defekt vorhanden ist, dem Präzisionspolieren ausgesetzt wird, wodurch die nutzlose Durchführung des Präzisionspolierens an Quarzglassubstraten mit inneren Defekten vermieden wird.
  • Bei der Erfindung gemäß Konfiguration 1-8 oder Konfiguration 1-9 wird ein Glassubstrat für einen Maskenrohling, das man durch das Herstellungsverfahren eines Glassubstrats für einen Maskenrohling gemäß einer der Konfigurationen 1-5 bis 1-7 erhält, zur Fertigung eines Maskenrohlings verwendet, die Dünnschicht auf dem Maskenrohling wird strukturiert, um eine Belichtungsmaske herzustellen, so daß bei Verwendung der Belichtungsmaske zur Übertragung der Maskenstruktur der Belichtungsmaske auf das Übertragungsmedium kein Bereich existiert, in dem sich optische Eigenschaften regional ändern (z. B. Abfall der Lichtdurchlässigkeit), da ein Quarzglassubstrat verwendet wird, in dem keine inneren Defekte existieren, und es kann eine hervorragende Übertragungsgenauigkeit ohne Übertragungsstrukturdefekte erzielt werden, die durch schädliche Auswirkungen der inneren Defekte auf die Strukturübertragung verursacht werden.
  • Als konkrete Mittel zur Lösung der obigen Probleme verwendet die vorliegende Erfindung ferner die folgenden Konfigurationen.
  • (Konfiguration 2-1)
  • Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling, das aufweist: einen Herstellungsschritt zum Herstellen eines synthetischen Quarzglassubstrats mit einer Oberfläche, von der kurzwelliges Licht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm eingestrahlt wird; und einen Nachweisschritt zum Einstrahlen des kurzwelligen Lichts von der Oberfläche des synthetischen Quarzglassubstrats, Empfang von lang welligem Licht mit einer längeren Wellenlänge als der des kurzwelligen Lichts, das an inneren Defekten des Glassubstrats erzeugt wird, auf der anderen Seite der Oberfläche, und Nachweis der inneren Defekte auf der Basis des empfangenen langwelligen Lichts; wobei Glassubstrate für Maskenrohlinge unter Verwendung der Quarzglassubstrate hergestellt werden, in denen im Nachweisschritt keine inneren Defekte nachgewiesen werden; wobei im Nachweisschritt beim Einstrahlen des kurzwelligen Lichts in das Quarzglassubstrat das kurzwellige Licht in einem Zustand in das Quarzglassubstrat eingestrahlt wird, in dem eine Verursachersubstanz, die eine Beschädigung der Oberfläche des Glassubstrats beim Einstrahlen des kurzwelligen Lichts verursacht, aus der umgebenden Atmosphäre des Glassubstrats entfernt ist.
  • (Konfiguration 2-2)
  • Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling gemäß Konfiguration 2-1, wobei der Zustand, in dem eine Verursachersubstanz aus der umgebenden Atmosphäre des Quarzglassubstrats eliminiert ist, eine Atmosphäre ist, in der Reinluft zirkuliert.
  • (Konfiguration 2-3)
  • Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling gemäß Konfiguration 2-1 oder Konfiguration 2-2, wobei die Atmosphäre mit darin zirkulierender Reinluft eine Atmosphäre mit einer höheren Reinheit als der gemäß ISO-Klasse 5 ist.
  • (Konfiguration 2-4)
  • Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling gemäß einer der Konfigurationen 2-1 bis 2-3, wobei die Atmosphäre mit darin zirkulierender Reinluft durch Luft erzeugt wird, die ein chemisches Filter passiert.
  • (Konfiguration 2-5)
  • Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling gemäß einer der Konfigurationen 2-1 bis 2-4, wo bei die maximale Höhe (Rmax) der Oberfläche des synthetischen Quarzglassubstrats, in welches das kurzwellige Licht eingestrahlt wird, höchstens 0,5 μm beträgt.
  • (Konfiguration 2-6)
  • Herstellungsverfahren für einen Maskenrohling, wobei eine Dünnschicht, die als Maskenstruktur dienen soll, auf der Hauptfläche des Glassubstrats für einen Maskenrohling ausgebildet wird, den man durch das Herstellungsverfahren eines Glassubstrats für einen Maskenrohling gemäß einer der Konfigurationen 2-1 bis 2-5 erhält.
  • (Konfiguration 2-7)
  • Herstellungsverfahren für eine Belichtungsmaske, wobei die Dünnschicht auf dem Maskenrohling gemäß Konfiguration 2-6 strukturiert wird, um eine Maskenstruktur auf der Hauptfläche des Glassubstrats für einen Maskenrohling auszubilden, wodurch eine Belichtungsmaske hergestellt wird.
  • Bei der Erfindung gemäß einer der Konfigurationen 2-1 bis 2-5 wird kurzwelliges Licht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm in das synthetische Quarzglassubstrat eingestrahlt, und das kurzwellige Licht dient zur Prüfung von inneren Defekten in dem synthetischen Quarzglassubstrat (Glassubstrat für einen Maskenrohling), so daß innere Defekte, die bei der Strukturübertragung unter Verwendung der aus diesem Glassubstrat gefertigten Belichtungsmaske und von Belichtungslicht zu Übertragungsstrukturdefekten führen würden, gut nachgewiesen werden können.
  • Bei der Einstrahlung des kurzwelligen Lichts als Prüflicht in das synthetische Quarzglassubstrat wird das Prüflicht in das Glassubstrat in einem Zustand eingestrahlt, in dem eine Verursachersubstanz (z. B. Schwebeteilchen) oder dergleichen, die zu einer Beschädigung der Oberfläche des Glassubstrats beim Einstrahlen des kurzwelligen Lichts führt, aus der umgebenden Atmosphäre des Glassubstrats eliminiert wird, so daß eine Beschädigung der Oberfläche, die infolge anhaftender Substanz und abgeschiedener Substanz, die an der Oberfläche des synthetischen Quarzglassubstrats regional oder lokal anhaftet und die Temperatur der Oberfläche erhöht, verhindert werden kann. Insbesondere wird durch Ausbildung der Oberfläche des synthetischen Quarzsubstrats, in die das Prüflicht eingestrahlt wird, mit einer maximalen Höhe (Rmax) von höchstens 0,5 μm das Anhaften von Verursachersubstanzen, die zur Beschädigung führen, erschwert, so daß eine Beschädigung der Oberfläche weiter verhindert werden kann.
  • Außerdem wird gemäß Konfiguration 2-6 oder Konfiguration 2-7 unter Verwendung des Glassubstrats für einen Maskenrohling, den man durch das Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling gemäß einer der Konfigurationen 2-1 bis 2-5 erhält, ein Maskenrohling hergestellt, und die Dünnschicht auf dem Maskenrohling wird strukturiert, um eine Belichtungsmaske zu bilden. Dementsprechend wird bei der Strukturübertragung, wobei die Maskenstruktur der Belichtungsmaske unter Verwendung der Belichtungsmaske auf ein Übertragungsmedium übertragen wird, ein synthetisches Quarzglassubstrat verwendet, in dem keine inneren Defekte und keine Beschädigung an der Oberfläche vorhanden sind, so daß kein Bereich existiert, wo sich infolge der inneren Defekte oder der Beschädigung optische Eigenschaften regional ändern (z. B. Abfall der Lichtdurchlässigkeit), und die Übertragungsgenauigkeit kann ohne schädliche Auswirkung auf die Strukturübertragung, die zu Übertragungsstrukturdefekten führt, verbessert werden.
  • Als konkrete Mittel zur Lösung der obigen Probleme verwendet die vorliegende Erfindung außerdem die folgenden Konfigurationen.
  • (Konfiguration 3-1)
  • Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling, das aufweist: einen Herstellungsschritt zum Herstellen eines synthetischen Quarzglassubstrats mit einer Oberfläche, die eine Stirnfläche aufweist, von der kurzwelliges Licht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm eingestrahlt wird; und einen Nachweisschritt zum Einstrahlen des kurzwelligen Lichts von der einen Stirnfläche, zum Empfang von langwelligem Licht mit einer längeren Wellenlänge als der des kurzwelligen Lichts, das an inneren Defekten des Glassubstrats erzeugt wird, auf der anderen Seite der Oberfläche, und Nachweis der inneren Defekte auf der Basis des empfangenen langwelligen Lichts; wobei Glassubstrate für Maskenrohlinge unter Verwendung der Quarzglassubstrate hergestellt werden, in denen im Nachweisschritt keine inneren Defekte nachgewiesen worden sind; wobei im Nachweisschritt das kurzwellige Licht mit einer Strahlform, die größer ist als die Breite der einen Stirnfläche, in die eine Stirnfläche eingestrahlt wird.
  • (Konfiguration 3-2)
  • Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling gemäß Konfiguration 3-1, wobei die Stirnfläche aus einer Seitenfläche senkrecht zur Hauptfläche des Glassubstrats, auf der die Dünnschicht zu bilden ist, die als Maskenstruktur dienen soll, und einer abgeschrägten Fläche zwischen der Seitenfläche und der Hauptfläche besteht.
  • (Konfiguration 3-3)
  • Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling gemäß Konfiguration 3-1 oder Konfiguration 3-2, wobei die Energie des kurzwelligen Lichts pro Flächeneinheit mindestens 10 mJ/cm2, aber höchstens 50 mJ/cm2 (pro Impuls) beträgt.
  • (Konfiguration 3-4)
  • Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling gemäß einer der Konfigurationen 3-1 bis 3-3, wobei an der einen Stirnfläche des synthetischen Quarzglassubstrats das kurzwellige Licht rasterartig in Längsrichtung der einen Stirnfläche geführt wird.
  • (Konfiguration 3-5)
  • Herstellungsverfahren für einen Maskenrohling, wobei auf der Hauptfläche des Glassubstrats für einen Maskenrohling, das man durch das Herstellungsverfahren eines Glassubstrats für einen Maskenrohling gemäß einer der Konfigurationen 3-1 bis 3-4 erhält, eine Dünnschicht gebildet wird, die als Maskenstruktur dienen soll.
  • (Konfiguration 3-6)
  • Herstellungsverfahren für eine Belichtungsmaske, wobei die Dünnschicht auf dem Maskenrohling gemäß Konfiguration 3-5 strukturiert wird, um eine Maskenstruktur auf der Hauptfläche des Glassubstrats für einen Maskenrohling zu bilden, wodurch eine Belichtungsmaske hergestellt wird.
  • Bei der Erfindung gemäß Konfiguration 3-1 oder Konfiguration 3-2 wird kurzwelliges Licht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm in das synthetische Quarzglassubstrat eingestrahlt, und das kurzwellige Licht dient zur Prüfung auf innere Defekte in dem synthetischen Quarzglassubstrat (Glassubstrat für einen Maskenrohling) so daß innere Defekte, die bei der Strukturübertragung unter Verwendung der aus diesem Glassubstrat herstellten Belichtungsmaske zu Übertragungsstrukturdefekten führen würden, gut nachgewiesen werden können.
  • Außerdem wird die Strahlform des kurzwelligen Lichts größer eingestellt als die Breite der einen Stirnfläche des synthetischen Quarzglassubstrats, in die das kurzwellige Licht eingestrahlt wird, so daß die Energie (pro Impuls) des kurzwelligen Lichts pro Flächeneinheit an der einen Stirnfläche nicht zu stark ist, wodurch das Auftreten von Plasma an der einen Stirnfläche verhindert wird. Infolgedessen kann eine Situation verhindert werden, wobei Verunreinigungen oder Fremdkörper oder dergleichen, die an der einen Stirnfläche anhaften, infolge Plasmaerzeugung die eine Stirnfläche beschädigen.
  • Bei der Erfindung gemäß Konfiguration 3-3 beträgt die Energie des kurzwelligen Lichts pro Flächeneinheit, das in die eine Stirnfläche des synthetischen Quarzglassubstrats eingestrahlt wird, mindestens 10 mJ/cm2, aber höchstens 50 mJ/cm2 (pro Impuls), so daß eine durch dieses kurzwellige Licht verursachte Plasmaerzeugung an der einen Stirnfläche vermieden werden kann, und außerdem wird die Intensität des langwelligen Lichts, das durch die Einstrahlung des kurzwelligen Lichts an inneren Defekten erzeugt wird, ausreichend sichergestellt, und dementsprechend kann die Zuverlässigkeit der Defektnachweisgenauigkeit aufrechterhalten werden.
  • Bei der Erfindung gemäß Konfiguration 3-4 wird an der einen Stirnfläche des synthetischen Quarzglassubstrats das kurzwellige Licht in Längsrichtung der einen Stirnfläche rasterartig geführt, so daß das kurzwellige Licht auf beide an diese eine Stirnfläche angrenzenden Hauptflächen eingestrahlt wird. Dementsprechend können Teilchen und Verunreinigungen, die an diesen beiden Hauptflächen anhaften, durch das kurzwellige Licht entfernt werden.
  • Außerdem wird gemäß Konfiguration 3-5 oder Konfiguration 3-6 unter Verwendung des Glassubstrats für einen Maskenrohling, das man durch das Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling gemäß einer der Konfigurationen 3-1 bis 3-4 erhält, ein Maskenrohling hergestellt, und die Dünnschicht auf dem Maskenrohling wird strukturiert, um eine Belichtungsmaske zu formen. Dementsprechend wird bei der Strukturübertragung, wobei die Maskenstruktur der Belichtungsmaske unter Verwendung der Belichtungsmaske auf ein Übertragungsmedium übertragen wird, ein synthetisches Quarzglassubstrat verwendet, in dem keine inneren Defekte und keine Beschädigung an der Oberfläche vorhanden sind, so daß kein Bereich existiert, in dem sich aufgrund der inneren Defekte oder der Beschädigung optische Eigenschaften regional ändern (z. B. Abfall der Lichtdurchlässigkeit), und die Übertragungsgenauigkeit kann ohne schädliche Auswirkung auf die Strukturübertragung, die zu Übertragungsstrukturdefekten führt, verbessert werden.
  • Nachstehend wird die beste Ausführungsart der Erfindung für das Herstellungsverfahren eines Glassubstrats für einen Maskenrohling, das Herstellungsverfahren für einen Maskenrohling und das Herstellungsverfahren für eine Belichtungsmaske unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand eines Beispiels eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling beschrieben, genauer gesagt, eines Glassubstrats für einen Maskenrohling. Zu beachten ist, daß im folgenden das Belichtungs licht und das Prüflicht als ArF-Excimerlaserlicht (Wellenlänge: 193 nm) mit einer Belichtungslicht-Wellenlänge und einer Prüflicht-Wellenlänge von höchstens 200 nm beschrieben werden.
  • [A] Herstellungsverfahren für ein Glassubstrat für einen Maskenrohling
  • Wie aus 1 erkennbar, wird eine Platte 1 aus synthetischem Quarzglas (1(a)), die aus einem Rohling aus synthetischem Quarzglas, der gemäß einem im Patentdokument 2 ( Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 8-31723 ) oder im Patentdokument 3 ( Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-81654 ) offenbarten Herstellungsverfahren hergestellt wird, auf eine Größe von etwa 152 mm × etwa 152 mm × etwa 6,5 mm oder etwa 152,4 mm × etwa 152,4 mm × etwa 6,85 mm ausgeschnitten wird, an den Kanten abgeschrägt, und als Nächstes werden die Hauptflächen 5 und 6, welche die Oberflächen der Platte 1 aus synthetischem Quarzglas sind, und die Stirnflächen 2 und 3 (Stirnflächen bestehen aus den zu den Hauptflächen 5 und 6 senkrechten Seitenflächen und abgeschrägten Flächen (nicht dargestellt) zwischen den Hauptflächen und den Seitenflächen) werden zu einer so glatten Spiegelfläche poliert, daß Prüflicht (ArF-Excimerlaserlicht), das auch Licht mit der Wellenlänge von Belichtungslicht ist, eingestrahlt werden kann, wodurch ein synthetisches Quarzglassubstrat 4 herstellt wird (1(b)). In diesem Herstellungsschritt beträgt die Oberflächenrauhigkeit Ra (arithmetischer Mittenrauhwert) der Hauptflächen 5 und 6 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 höchstens etwa 0,5 nm, und die Oberflächenrauhigkeit Ra (arithmetischer Mittenrauhwert) der Stirnflächen 2 und 3 (Seitenflächen und abgeschrägte Flächen) beträgt höchstens etwa 0,03 nm.
  • Als Nächstes wird ein Nachweisschritt durchgeführt, in dem das synthetische Quarzglassubstrat 4 auf einer in 2 dargestellten Defektnachweisvorrichtung 20 für Glassubstrate montiert wird, das ArF-Excimerlaserlicht von einer Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 eingestrahlt wird und Licht (Fluoreszenz) 15 mit einer längeren Wellenlänge als der des ArF-Excimerlaserlichts, das an einem inneren Defekt 16 er zeugt wird, der eine innerhalb des synthetischen Quarzglassubstrats 4 vorhandene optische Inhomogenität ist, durch eine Photorezeptoreinrichtung (LCD-Kamera 23) von einer Hauptfläche 5 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 empfangen wird, zusammen mit Licht (Fluoreszenz) 17 mit einer längeren Wellenlänge als der des ArF-Excimerlaserlichts, das durch andere Bereiche als die inneren Defekte 16 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 erzeugt wird, wodurch die inneren Defekte 16 anhand der Lichtmengendifferenz (Intensitätsdifferenz) zwischen dem empfangenen Licht 15 und 17 nachgewiesen werden.
  • Von den inneren Defekten 16, die in dem synthetischen Quarzglassubstrat 4 vorhanden sind, gibt es nun innere Defekte 16, wie z. B. lokale Schlieren, Einschlüsse, Fremdkörper und so fort, die nicht problematisch sind, falls das Belichtungslicht eine Belichtungslichtquelle mit einer größeren Wellenlänge als 200 nm ist (z. B. KrF-Excimerlaser (Belichtungslicht-Wellenlänge: 248 nm)), aber in Fällen mit einer Belichtungslicht-Wellenlänge von 200 nm oder weniger, wie beim ArF-Excimerlaser, problematisch sind. Diese inneren Defekte 16 verursachen alle regionale oder lokale Änderungen optischer Eigenschaften (z. B. Abfall der Lichtdurchlässigkeit oder Änderung der Phasendifferenz) bei der Strukturübertragung, wobei die Maskenstruktur der Belichtungsmaske 14 auf ein Übertragungsmedium übertragen wird, indem die Belichtungsmaske 14 verwendet wird, die aus dem synthetischen Quarzglassubstrat 4 über das Glassubstrat 7 für den Maskenrohling und den Maskenrohling 9 hergestellt wird, und das Belichtungslicht verwendet werden, dessen Belichtungslicht-Wellenlänge höchstens 200 nm beträgt. Dies führt zu schädlichen Auswirkungen auf die Strukturübertragung und zu einer Verschlechterung der Übertragungsgenauigkeit. Daraus entwickelt sich schließlich ein Strukturübertragungsdefekt des Übertragungsmediums (z. B. eines Halbleiterbauelements) (in dem Halbleitermedium ein Defekt der Schaltkreisstruktur).
  • Die oben erwähnten "lokalen Schlieren" sind ein Bereich, in dem ein Metallelement während der Synthese des synthetischen Quarzglases in winzigen Mengen in das synthetische Quarzglas eingeschmolzen worden ist. Falls derartige lokale Schlieren in dem Glassubstrat 7 für den Maskenrohling für die Belichtungsmaske 14 vorhanden sind, fällt die Lichtdurchlässigkeit während der Strukturübertragung um 20 bis 40% ab, verschlechtert die Übertragungsgenauigkeit und führt schließlich zu einem Übertragungsstrukturdefekt. Außerdem sind die oben erwähnten "Einschlüsse" ein Bereich, in dem ein Metallelement in größeren Mengen als bei lokalen Schlieren in das synthetische Quarzglas eingeschmolzen worden ist. Falls ein solcher Inhalt in dem Glassubstrat 7 für den Maskenrohling für die Belichtungsmaske 14 enthalten ist, fällt die Lichtdurchlässigkeit bei der Strukturübertragung um etwa 40 bis 60% ab, verschlechtert die Übertragungsgenauigkeit und führt schließlich zu einem Übertragungsstrukturdefekt. Andererseits sind "Fremdstoffe" bzw. "Fremdkörper" ein Bereich mit Sauerstoffüberschuß, in dem Sauerstoff in übermäßigen Mengen in das synthetische Quarzglas eingeschmolzen worden ist und nach Einstrahlung von energiereichem Licht nicht regeneriert wird. Falls ein derartiger Fremdstoff in dem Glassubstrat 7 für den Maskenrohling für die Belichtungsmaske 14 enthalten ist, fällt die Lichtdurchlässigkeit bei der Strukturübertragung um etwa 5 bis 15% ab, verschlechtert die Übertragungsgenauigkeit und führt schließlich zu einem Übertragungsstrukturdefekt. Innere Defekte 16, die regionale optische Inhomogenitäten sind, die bei der Strukturübertragung zu Übertragungsstrukturdefekten führen, sind nicht auf die oben erwähnten "lokalen Schlieren", "Einschlüsse", und "Fremdstoffe" beschränkt. Als innerer Defekt 16 ist eine optische Inhomogenität anzusehen, bei der eine Dämpfung infolge Fluoreszenz, die bei Einstrahlung von Licht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm, d. h. von Prüflicht oder Belichtungslicht, in das Glassubstrat für einen Maskenrohling lokal oder regional innerhalb des Substrats erzeugt wird, größer ist als 8%/cm. Das heißt, im Nachweisschritt sind Glassubstrate 7 für Maskenrohlinge mit einer Lichtdämpfung innerhalb des Glassubstrats 7 für den Maskenrohling von höchstens 8%/cm auszuwählen. Besonders im Fall von Glassubstraten für Maskenrohlinge, die für Phasenschiebermasken verwendet werden, sind im Nachweisschritt Glassubstrate 7 für Maskenrohlinge mit einer Lichtdämpfung von höchstens 3% auszuwählen.
  • Ein innerer Defekt 16, der regionale oder lokale Änderungen von optischen Eigenschaften verursacht, die zu den oben erwähnten Übertragungsstrukturdefekten führen, erzeugt bei Bestrahlung des Glassubstrats 17 für den Maskenrohling mit dem ArF-Excimerlaser Licht (Fluoreszenz) 15 mit einer längeren Wellenlänge als der des ArF-Excimerlaserlichts. Wellenlängen der Fluoreszenz 15, die an dem inneren Defekt 16 erzeugt wird, der zu einem Übertragungsstrukturdefekt wird, sind länger als 200 nm, aber höchstens gleich 600 nm, und enthalten Violett (Wellenlänge 400 bis 435 nm), Blau (Wellenlänge 435 bis 480 nm), Cyanblau (Wellenlänge 480 bis 490 nm), Blaugrün (Wellenlänge 490 bis 500 nm), Grün (Wellenlänge 500 bis 560 nm), Gelbgrün (Wellenlänge 560 bis 580 nm) und Gelb (Wellenlänge 580 bis 595 nm). Die Identifikation innerer Defekte 16 durch diese Fluoreszenz kann durch visuelle Erkennung der Farbdifferenz zwischen dem Licht 15 und dem Licht 17 oder durch Nachweis einer Differenz in den spektralen Eigenschaften und/oder der Lichtmenge mit einem Spektroskop durchgeführt werden.
  • Eine Defektkontrollvorrichtung 20 für das Glassubstrat, an dem der Prüfschritt durchzuführen ist, dient zur Erfassung oder zum Nachweis der oben beschriebenen inneren Defekte 16 (regionale Schlieren, Einschlüsse, Fremdkörper usw., die eine lokale Änderung von optischen Eigenschaften bei der Strukturübertragung verursachen). Die Defektkontrollvorrichtung 20 enthält eine Laserbestrahlungsvorrichtung 21, die als Lichteinstrahlungseinrichtung dient, um ArF-Excimerlaserlicht, das Licht mit der Belichtungswellenlänge ist (d. h. Licht von der gleichen Wellenlänge wie der Belichtungswellenlänge) von der Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 einzustrahlen, und einen XYZ-Koordinatentisch 22, auf den das synthetische Quarzglassubstrat 4 aufgelegt und in X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung bezüglich des von der Laserbestrahlungsvorrichtung 21 emittierten Laserlichts bewegt wird, sowie ein CCD-Element und eine Linse zur Erweiterung des Erfassungsbereichs des CCD-Elements (beide nicht dargestellt), die auf der Seite der Hauptfläche 5 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 angeordnet sind, das auf dem XYZ-Koordinatentisch 22 aufliegt, und weist eine als Photorezeptoreinrichtung dienende CCD-Kamera (Zeilensensorkamera) 23 mit einem Erfassungsbereich 24 über dem gesamten Bereich in Breitenrichtung des synthetischen Quarzglassubstrats 4 auf (d. h. der Einstrahlungsrichtung des von der Laserbestrahlungsvorrichtung 21 eingestrahlten Laserlichts), sowie einen als Erfassungseinrichtung dienenden Computer 27, der über ein USB-Kabel 26 mit der CCD-Kamera 23 verbunden ist.
  • Die Laserbestrahlungsvorrichtung 21 strahlt nacheinander das ArF-Excimerlaserlicht von jeder Position in Y-Richtung an der Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 ein (d. h. in Längsrichtung der Stirnfläche 2), während der XYZ-Koordinatentisch 22 das synthetische Quarzglassubstrat 4 in Y-Richtung bewegt. Die Laserbestrahlungsvorrichtung 21 kann z. B. eine Vorrichtung sein, die ArF-Excimerlaserlicht mit einer Strahlform von 7,0 mm × 4,0 mm, die beispielsweise größer ist als die Breite der Stirnfläche 2, einer Energie von 6 mJ pro Impuls, einer Energie pro Flächeneinheit von 21,4 mJ/cm2 und einer Frequenz von 50 Hz zur Stirnfläche 2 emittiert, die spiegelglatt poliert worden ist. Außerdem empfängt und erfaßt die CCD-Kamera 23 Licht von der Seite der Hauptfläche 5 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 für jede Position in Y-Richtung des synthetischen Quarzglassubstrats 4 bezüglich des Lichts 15 und 17 mit einer längeren Wellenlänge als der Wellenlänge λ1, die das synthetische Quarzglassubstrat 4 infolge des ArF-Excimerlaserlichts (Wellenlänge λ1) emittiert, das in jede Position in Y-Richtung an der Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 eingestrahlt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist die CCD-Kamera 23 eine Schwarzweißkamera, die den Kontrast des Lichts 15 und 17 empfängt und erfaßt.
  • Der Computer 27 gibt die Bilder von der CCD-Kamera 23 ein und führt für jede Position in Y-Richtung des synthetischen Quarzglassubstrats 4 eine Bildverarbeitung durch und analysiert die Lichtmenge (Intensität) des durch die CCD-Kamera 23 empfangenen Lichts 15 und 17 bezüglich der Position in X-Richtung des synthetischen Quarzglassubstrats 4 für jede Position in Y-Richtung des synthetischen Quarzglassubstrats 4. Das heißt, falls die Lichtmenge des Lichts 15 und 17 lokal bei oder über einem vorgegebenen Schwellwert liegt, ermittelt der Computer 27, daß Licht 15 von einer bei oder über dem Schwellwert liegenden lokalen Menge von einem inneren Defekt 16 emittiert worden ist, und die Position des inneren Defekts 16 (Position in X-Richtung und Y-Richtung innerhalb des synthetischen Quarzglassubstrats 4) wird identifiziert, und ferner wird der Typ des inneren Defekts 16 (regionale Schlieren, Einschlüsse, Fremdkörper) aus der Form usw. des Lichts 15 der lokalen Lichtmenge von dem inneren Defekt 16 identifiziert.
  • Falls z. B. in dem synthetischen Quarzglassubstrat 4 regionale Schlieren oder Einschlüsse als Defekt 16 vorhanden sind, bewirkt die Einstrahlung von ArF-Excimerlaserlicht von der Laserbestrahlungsvorrichtung 21 in das synthetische Quarzglassubstrat 4, daß die regionalen Schlieren oder Einschlüsse Licht 15 mit einer lokalen Menge emittieren, die mindestens gleich dem vorgegebenen Schwellwert ist (1000 Zählimpulse), wie in 3(A) dargestellt, während andere Bereiche des synthetischen Quarzglassubstrats 4 als die regionalen Schlieren oder Einschlüsse Licht 17 emittieren. Der Computer 27 führt die Bildverarbeitungsanalyse des Lichts 15 und 17 durch, das die CCD-Kamera 23 empfangen hat, und ermittelt dadurch aus der Form des Lichts 15 mit der lokalen Menge, die größer oder gleich dem vorgegebenen Schwellwert ist, daß der innere Defekt 16 eine regionale Schliere oder ein Einschluß ist, und erfaßt die regionalen Schlieren oder Einschlüsse zusammen mit ihrer Position, wobei er entscheidet, daß lokale Schlieren oder Einschlüsse in der Position vorhanden sind, wo das Licht 15 mit der regionalen Menge auftritt, die größer oder gleich dem vorgegebenen Schwellwert ist. Im Fall von 3(A) repräsentiert nun die horizontale Achse die Position in X-Richtung des synthetischen Quarzglassubstrats 4, und die vertikale Achse repräsentiert die Lichtmenge (Intensität) des Lichts 15 und 17.
  • Außerdem bewirkt in dem Fall, wo ein Fremdstoff als Defekt 16 in dem synthetischen Quarzglassubstrat 4 vorhanden ist, die Einstrahlung des ArF-Excimerlaserlichts von der Laserbestrahlungsquelle 21 in das synthetische Quarzglassubstrat 4, daß der Fremdstoff Licht 15 mit einer lokalen Menge, die größer oder gleich dem vorgegebenen Schwellwert ist (1000 Zählimpulse), in einem vorgegebenen Bereich D (z. B. 20 mm bis 50 mm) emittiert, wie in 3(B) dargestellt, während andere Bereiche des synthetischen Quarzglassubstrats als die regionalen Schlieren oder Einschlüsse das Licht 17 emittieren. Der Computer 27 führt eine Bildverarbeitungsanalyse des Lichts 15 und 17 durch, das die LCD-Kamera 23 empfangen hat, und ermittelt dadurch aus der Gestalt des Lichts 15 mit der lokalen Lichtmenge, die größer oder gleich dem vorgegebenen Schwellwert ist, daß der innere Defekt 16 ein Fremdstoff ist, und erfaßt den Fremdstoff zusammen mit dessen Position, wobei er entscheidet, daß lokale Schlieren oder Einschlüsse in der Position vorhanden sind, wo das Licht 15 mit der regionalen Menge auftritt, die größer oder gleich dem vorgegebenen Schwellwert ist. Auch im Fall von 3(B) stellt nun die horizontale Achse die Position des synthetischen Quarzglassubstrats 4 in X-Richtung dar, und die vertikale Achse stellt die Lichtmenge (Intensität) des Lichts 15 und 17 dar.
  • Ein synthetisches Quarzglassubstrat 4, in dem durch die Defektnachweisvorrichtung 20 für die Glassubstrate keine inneren Defekte 16 nachgewiesen werden, wird einem Präzisionspolieren ausgesetzt, so daß die Hauptflächen 5 und 6 eine gewünschte Oberflächenrauhigkeit aufweisen, und wird gereinigt, wodurch man ein Glassubstrat 7 für einen Maskenrohling erhält (1(c)). Die Rauhigkeit der Hauptflächen 5 und 6 zu diesem Zeitpunkt beträgt vorzugsweise höchstens 0,2 nm, angegeben als quadratischer Rauhtiefenmittelwert (RMS).
  • Hinsichtlich des obigen Prüfschritts veranschaulicht nun 4 die Beziehung zwischen der räumlichen Ausdehnung des ArF-Excimerlaserlichts 25 und der Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 als bevorzugte Anordnung für die Einstrahlung des ArF-Excimerlaserlichts 25 von der Laser bestrahlungsquelle 21 in die Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4, wie in 2 dargestellt. Bei der Einstrahlung des ArF-Excimerlaserlichts 25 von der Laserbestrahlungsquelle 21 in die Stirnfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4 wird außerdem vorzugsweise eine Verursachersubstanz, die bei der Einstrahlung des ArF-Excimerlaserlichts 25 die Oberfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4 (besonders die Hauptflächen 5 und 6) beschädigt, aus der umgebenden Atmosphäre entfernt.
  • Das heißt, wie in 5 dargestellt, werden die Laserbestrahlungsvorrichtung 21, der XYZ-Koordinatentisch 22 und die CCD-Kamera 23 der Prüfvorrichtung 20 für innere Defekte sowie das synthetische Quarzglassubstrat 4, daß der auf dem XYZ-Koordinatentisch montierte, zu prüfende Gegenstand ist, im Innenraum A eines Reinraums 41 gelagert. Ein Filterraum 42 mit einem Gebläse 43 und einem Filter (chemischer Filter 44, z. B. mit Verwendung von Aktivkohle) ist auf einer Seite des Reinraums 41 ausgebildet.
  • Das Gebläse 43 ist am Boden des Filterraums 42 angeordnet. Außerdem ist der chemische Filter 44 allgemein in der mittleren Position in vertikaler Richtung einer Trennwand 45 angeordnet, die den Innenraum A des Reinraums 41 vom Filterraum 42 abteilt. Luft, die vom Gebläse 43 den chemischen Filter 44 passiert hat, fließt durch eine Stirnwand 46, die z. B. gitterförmig ist und der Trennwand 45 gegenüberliegt, passiert einen Luftströmungsweg 47, der am Boden des Reinraums 41 ausgebildet ist, und wird zur Umwälzung zum Filterraum 42 zurückgeführt. Der Luftdurchgang durch den chemischen Filter 44 entfernt Verursachersubstanzen, wie z. B. chemische Verunreinigungen und dergleichen, die zu der oben beschriebenen Beschädigung führen; daher ist der Innenraum A des Reinraums 41 eine Atmosphäre, wo Reinluft zirkuliert.
  • Der Innenraum A des Reinraums 41 mit der Atmosphäre, in der eine solche Reinluft umgewälzt wird, ist eine Atmosphäre mit einem höheren Reinheitsgrad als dem der ISO-Klasse 5, vorzugsweise eine Atmosphäre mit einem höheren Reinheitsgrad als dem der ISO-Klasse 4, und stärker bevorzugt eine Atmosphäre mit einem höheren Reinheitsgrad als dem der ISO-Klasse 3. Die hier beschriebene Reinheit ist ein Reinraum-Standard, festgelegt in ISO 14644-1:1999 (Cleanrooms and associated controlled environments – Part 1: Classification of air cleanliness) (Reinräume und dazugehörige kontrollierte Umgebungen – Teil 1: Klassifikation der Luftreinheit).
  • Folglich werden chemische Verunreinigungen aus dem Innenraum A des Reinraums 41 entfernt, so daß Verunreinigungen in der umgebenden Atmosphäre um das auf den XYZ-Koordinatentisch geladene synthetische Quarzglassubstrat 4 herum und daher das Anhaften oder die Abscheidung der Verunreinigungen auf der Oberfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4 äußerst selten werden, besonders auf den Hauptflächen 5 und 6, die spiegelglatt poliert worden sind. Dementsprechend kann das Problem vermieden werden, bei dem anhaftende und abgeschiedene Substanz, die an der Oberfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4 haftet (besonders auf den spiegelglatt polierten Hauptflächen 5 und 6) das ArF-Excimerlaserlicht 25 absorbiert, das energiereiches Licht ist, und erhitzt wird und die Oberfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4 in einen Zustand mit örtlich hoher Temperatur versetzt und dadurch die Oberfläche beschädigt.
  • Außerdem hat das ArF-Excimerlaserlicht 25, das von der Laserbestrahlungsquelle 21 in die Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 eingestrahlt wird, im Prüfschritt eine Strahlform, die größer ist als die Breite W der Stirnfläche, wie in 4 dargestellt, und wird senkrecht in die Seitenfläche 51 der Stirnfläche 2 eingestrahlt.
  • Das heißt, die Stirnfläche 2, wo das ArF-Excimerlaserlicht 25 eingestrahlt wird, ist so konfiguriert, daß sie die Seitenfläche 51, die senkrecht zu den Hauptflächen 5 oder 6 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 ist, wo die Dünnschicht (die später beschriebene Halbtonschicht 8) gebildet wird, die als Maskenstruktur dienen soll, und abgeschrägte Flächen 52 und 53 zwischen der Seitenfläche 51 und den Hauptflächen 5 und 6 aufweist. Die Summe der Breite W1 der Seitenfläche 51, der Breite W2 der abgeschrägten Fläche 52 und der Breite W3 der abgeschrägten Fläche 53 ist die Breite W der Stirnfläche 2 und ist z. B. W = 6,85 mm. Außerdem weist das in diese Kantenfläche 2 eingestrahlte ArF-Excimerlaserlicht 25 eine rechteckige Strahlform mit einer langen Seite a × kurzen Seite b (a = 7,0 mm, b = 4,0 mm) und eine Energie von 6 mJ (dementsprechend ist die Energie (pro Impuls) pro Flächeneinheit 21,4 mJ/cm2) sowie eine Frequenz von 50 Hz auf.
  • Bei der Einstrahlung dieses ArF-Excimerlaserlichts 25 von der Laserbestrahlungsquelle 21 in die Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 ist die Energie des ArF-Excimerlaserlichts 25 pro Flächeneinheit an der Stirnfläche 2 nicht zu hoch, so daß das Auftreten von Plasma an der Stirnfläche 2 verhindert wird. Außerdem wird die Intensität des Lichts 15, das an einem inneren Defekt 16 durch das in die Stirnfläche 2 eingestrahlte ArF-Excimerlaserlicht 25 erzeugt wird, ausreichend bis zu einem nachweisbaren Grad sichergestellt. Die Bedingungen für das ArF-Excimerlaserlicht 25, die notwendig sind, um das Auftreten von Plasma zu verhindern, wie oben beschrieben, und dabei auch eine ausreichende Intensität des Lichts 15 sicherzustellen, sind eine Energie (pro Impuls) von mindestens 10 mJ/cm2, aber höchstens 50 mJ/cm2 pro Flächeneinheit, und stärker bevorzugt von mindestens 15 mJ/cm2, aber höchstens 45 mJ/cm2. Außerdem beträgt die Frequenz vorzugsweise mindestens 40 Hz, um innere Defekte 16 genau nachzuweisen und die Prüfgenauigkeit zu verbessern.
  • Außerdem hat das in die Stirnfläche 2 eingestrahlte ArF-Excimerlaserlicht 25 eine rechteckige Form mit einer langen Seite a × kurzen Seite b (a = 7,0 mm, b = 4,0 mm), deren Abmessung an der langen Seite (a = 7,0 mm) größer ist als die Breite W (6,85 mm) der Stirnfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4, so daß das ArF-Excimerlaserlicht 25 auch in der Ebenenrichtung der Hauptflächen 5 und 6 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 eingestrahlt wird. Dementsprechend werden sogar in dem Fall, wo Teilchen oder Verunreinigungen 55 an den Hauptflächen 5 und 6 anhaften, diese Teilchen und Verunreinigungen 55 durch das ArF-Excimerlaserlicht 25 abgeblasen und können entfernt werden. Zu beachten ist, daß für die Form des ArF-Excimerlaserlichts 25 zwar eine rechteckige Form beschrieben worden ist, aber auch runde oder elliptische Formen mit einem Durchmesser verwendet werden können, der größer oder gleich der Breite W der Stirnfläche 2 ist.
  • Solange durch die Energie des Laserlichts innerhalb des synthetischen Quarzglassubstrats 4 oder um dieses herum kein Plasma auftritt, kann ferner das ArF-Excimerlaserlicht 25 paralleles Licht, Licht mit einer bestimmten Strahlaufweitung oder Licht mit einem bestimmten Konvergenzgrad des Strahlwinkels sein. Paralleles Licht oder Licht mit einer leichten Strahlaufweitung ist zu bevorzugen. Der Aufweitungswinkel beträgt vorzugsweise höchstens 6 mrad.
  • Zu beachten ist, daß bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Einstrahlung des ArF-Excimerlaserlichts in das synthetische Quarzglassubstrat 4 in einem Zustand erfolgt, in dem das synthetische Quarzglassubstrat 4 durch spiegelglattes Polieren der Hauptflächen 5 und 6, welche die Oberfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4 bilden, und der einander gegenüberliegenden Stirnflächen 2 und 3 vorbereitet wird, aber das synthetische Quarzglassubstrat 4 kann sich auch in einem Zustand befinden, in dem nur die Stirnfläche 2 auf der Seite, wo das ArF-Excimerlaserlicht eingestrahlt werden soll, spiegelglatt poliert ist. Ebenso wie bei einer anderen, in 6 dargestellten Ausführungsform kann sich das synthetische Quarzglassubstrat 4 außerdem in einem Zustand befinden, wo die Stirnfläche 2 und die Stirnfläche 18 (2), die an die Stirnfläche 2 angrenzt und an der durch den inneren Defekt 16 erzeugtes Licht empfangen oder erfaßt wird, spiegelglatt poliert sind. Bei der anderen, in 6 dargestellten Ausführungsform im Zustand von 6(b) befindet sich das synthetische Quarzglassubstrat 4 in einem Zustand, in dem die Stirnfläche 2, von der aus das ArF-Excimerlaserlicht eingestrahlt wird, und die an die Stirnfläche 2 angrenzende Stirnfläche 18, an der durch den inneren Defekt 16 erzeugtes Licht empfangen oder erfaßt wird, bis zu einem Grade spiegelglatt poliert sind, in dem das ArF-Excimerlaserlicht eingestrahlt und durch den inneren Defekt 16 erzeugtes Licht empfangen oder erfaßt werden kann. In 6 werden die anderen Stufen als 6(b) auf die gleiche Weise wie in 1 ausgeführt.
  • Das heißt, im Herstellungsschritt des synthetischen Quarzglassubstrats kann eine Anordnung getroffen werden, wobei von den Oberflächen des synthetischen Quarzglassubstrats 4 die verbleibende Stirnfläche 19 (2) und die einander gegenüberliegenden Hauptflächen 5 und 6 nicht spiegelglatt poliert sind, sondern eine Oberflächenrauhigkeit von etwa 0,5 μm aufweisen, aber die oben erwähnten Stirnflächen 2 und 18 eine O-berflächenrauhigkeit von höchstens etwa 0,03 μm aufweisen.
  • Wie oben beschrieben, werden optische Inhomogenitäten des synthetischen Quarzglassubstrats 4, d. h. innere Defekte 16, die zu Übertragungsstrukturdefekten führen, in einer frühen Phase (der Phase von 6(b)) vor dem Präzisionspolieren der Hauptflächen des synthetischen Quarzglassubstrats 4 in dem Herstellungsverfahren eines Glassubstrats für einen Maskenrohling erfaßt oder nachgewiesen, was bedeutet, daß das Präzisionspolieren für die Hauptflächen und anderen Stirnflächen nur für ein synthetisches Quarzglassubstrat 4 durchgeführt wird, in dem bei Bestrahlung des synthetischen Quarzglassubstrats 4 mit dem ArF-Excimerlaser keine optische Inhomogenität vorhanden ist, so daß Ausschuß in dem Herstellungsverfahren des Glassubstrats für einen Maskenrohling verringert werden kann.
  • Falls der Prüfschritt unter Verwendung des ArF-Excimerlaserlichts in einem Zustand durchgeführt wird, in dem die Hauptfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4 nicht spiegelglatt poliert worden ist, müssen regionale oder lokale optische Inhomogenitäten von der Stirnfläche 18 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 aus erfaßt oder nachgewiesen werden, so daß der Prüfschritt mit einer Defektkontrollvorrichtung durchgeführt, wird, wie sie beispielsweise in 7 dargestellt ist. Zu beachten ist, daß in 7 Komponenten mit der gleichen Konfiguration wie in 2 beschrieben werden, die mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet worden sind.
  • Die in 7 dargestellte Defektkontrollvorrichtung enthält eine Laserbestrahlungsvorrichtung 21, die als Lichteinstrahlungseinrichtung zum Einstrahlen von ArF- Excimerlaserlicht, das Licht mit der Belichtungswellenlänge ist (d. h. Licht mit der gleichen Wellenlänge wie der Belichtungswellenlänge) von der Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 dient, und einen XYZ-Koordinatentisch 22, auf dem das synthetische Quarzglassubstrat 4 angeordnet und bezüglich des von der Laserbestrahlungsvorrichtung 21 emittierten Laserlichts in X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung bewegt wird, und eine CCD-Vorrichtung sowie eine Linse zur Erweiterung des Erfassungsbereichs der CCD-Vorrichtung (beide nicht dargestellt), die auf der Seite der Stirnfläche 33 des auf dem XYZ-Koordinatentisch 22 aufliegenden synthetischen Quarzglassubstrats 4 angeordnet sind, und weist eine CCD-Kamera (Zeilensensorkamera) 23 auf, die als Photorezeptoreinrichtung dient und einen Erfassungsbereich 24 aufweist, der sich über den gesamten Bereich in Breitenrichtung des synthetischen Quarzglassubstrats 4 erstreckt (d. h. in der Einstrahlungsrichtung des Laserlichts, das von der Laserbestrahlungsvorrichtung 21 eingestrahlt wird), sowie einen als Erfassungseinrichtung dienenden Computer 27, der über ein USB-Kabel 26 mit der CCD-Kamera 23 verbunden ist.
  • Die Laserbestrahlungsvorrichtung 21 strahlt nacheinander das ArF-Excimerlaserlicht aus jeder Position in Y-Richtung an der Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 ein (d. h. in Längsrichtung der Stirnfläche 2), während der XYZ-Koordinatentisch 22 das synthetische Quarzglassubstrat 4 in Y-Richtung bewegt. Dementsprechend wird das ArF-Excimerlaserlicht 25 in Längsrichtung (der Richtung α in 4(A)) der Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 rasterartig geführt. Außerdem empfängt und erfaßt die CCD-Kamera 23 Licht von der Seite der Stirnfläche 18 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 für jede Position in Y-Richtung des synthetischen Quarzglassubstrats 4 bezüglich des Lichts 15 und 17 mit einer längeren Wellenlänge als der Wellenlänge λ1, die das synthetische Quarzglassubstrat 4 aufgrund des ArF-Excimerlaserlichts (Wellenlänge λ1) emittiert, das in jede Position in Y-Richtung an der Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 eingestrahlt wird.
  • Außerdem ist in der obigen Ausführungsform ein Beispiel beschrieben worden, wobei das ArF-Excimerlaserlicht 25 von der Laserbestrahlungsquelle 21 senkrecht in eine zu den Hauptflächen 5 und 6 senkrechte Seitenfläche an der Stirnfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4 eingestrahlt wird. Es kann jedoch eine Anordnung getroffen werden, wobei im Anschluß an das Präzisionspolieren der Hauptflächen 5 und 6 und der Seitenflächen (z. B. der Seitenflächen der Stirnflächen 2 und 3) des synthetischen Quarzglassubstrats 4 ArF-Excimerlaserlicht 25 unter der Bedingung in das synthetische Quarzglassubstrat 4 eingestrahlt wird, daß das Licht von einer der abgeschrägten Flächen aus eingestrahlt wird, die zwischen den Seitenflächen und den Hauptflächen 5 und 6 ausgebildet sind, um eine Totalreflexion an den Hauptflächen 5 und 6 und den Seitenflächen zu bewirken. In diesem Fall wird das ArF-Excimerlaserlicht 25 im wesentlichen innerhalb des synthetischen Quarzglassubstrats 4 eingeschlossen; falls aber eine anhaftende Substanz oder dergleichen an der Oberfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4 anhaftet, gilt die Bedingung der Totalreflexion nicht; daher tritt das ArF-Excimerlaserlicht 25 aus, und das ausgetretene ArF-Excimerlaserlicht 25 wird durch die anhaftende Substanz absorbiert und erzeugt einen regionalen oder lokalen Hochtemperaturzustand an der Oberfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4, wodurch das synthetische Quarzglassubstrat 4 beschädigt wird. Falls sich das synthetische Quarzglassubstrat 4 in der Reinatmosphäre im Innenraum A des Reinraums 44 befindet, wie in 5 dargestellt, haftet keine anhaftende Substanz an der Oberfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4, und folglich kann das Auftreten einer Beschädigung verhindert werden. Oder es kann eine Anordnung getroffen werden, wobei im Anschluß an das Präzisionspolieren der Hauptflächen 5 und 6 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 das ArF-Excimerlaserlicht 25 von den Hauptflächen 5 und 6 aus eingestrahlt wird.
  • Hinsichtlich der Einstrahlung des ArF-Excimerlaserlichts von der Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 in der obigen Ausführungsform sind die vier Ecken des synthetischen Quarzglassubstrats 4, welches das Glassubstrat für den Maskenrohling bildet, rund abgeschrägt (gerundet), so daß bei Einstrahlung von ArF-Excimerlaserlicht in die vier gerundeten Ecken durch die Linsenwirkungen der gerundeten Flächen Licht in dem synthetischen Quarzglassubstrat 4 gesammelt und die Energie des eingestrahlten ArF-Excimerlaserlichts erhöht wird, und es gibt Fälle, in denen im Brennpunkt eine Beschädigung auftritt. In Abhängigkeit vom Brennpunkt verursacht eine Beschädigung innerhalb des Substrats eine Änderung der optischen Eigenschaften bezüglich des Belichtungslichts (z. B. einen Abfall der Lichtdurchlässigkeit), die zu Übertragungsstrukturdefekten führen, was unerwünscht ist. Außerdem kann die Sammlung des ArF-Excimerlaserlichts mit den gerundeten Flächen bei starker innerer Beschädigung des Substrats zu einer Rißbildung des Substrats führt, die unerwünscht ist. In diesem Fall werden vorzugsweise Abschirmungseinrichtungen (nicht dargestellt) benutzt, um (das Substrat) so abzuschirmen, daß an den vier Ecken des synthetischen Quarzglassubstrats keine Einstrahlung des Excimerlaserlichts erfolgt. Auf diese Weise kann eine innere Beschädigung des Substrats durch das ArF-Excimerlaserlicht durch Linsenwirkungen der gerundeten Flächen verhindert werden.
  • Außerdem ist zwar in der obigen Ausführungsform der gleiche ArF-Excimerlaser als Prüflicht und als Belichtungslicht verwendet worden, aber dieses Licht muß nicht unbedingt als Prüflicht und Belichtungslicht das gleiche sein und kann ein Laserlicht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm oder eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm sein. Bevorzugt wird Licht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm und einer Transmissionsgrad von mindestens 80% bezüglich des synthetischen Quarzglassubstrats, welches das Glassubstrat für den Maskenrohling bildet, und vorzugsweise von mindestens 85%. Vorzugsweise ist Licht mit einer Wellenlänge von 100 nm bis 200 nm ausreichend, und es kann ein F2-Excimerlaser eingesetzt werden. Oder es kann eine Anordnung getroffen werden, wobei zur Gewinnung von Licht mit der gleichen Wellenlänge wie der des ArF-Excimerlasers oder des F2-Excimerlasers Licht von einer Lichtquelle, wie z. B. einer Deuteriumlampe (D2-Lampe) oder dergleichen, spektral zerlegt wird und die Zentralwellenlänge genutzt wird, welche die gleiche Wellenlänge wie der ArF-Excimerlaser oder der F2-Excimerlaser aufweist. Die Verwendung des gleichen Lichts als Prüflicht und Belichtungslicht wird jedoch bevorzugt, da die Prüfung auf optische Inhomogenitäten im Milieu der tatsächlichen Strukturübertragung durchgeführt werden kann.
  • Ferner ist zwar die obige Ausführungsform mit Verwendung einer Photorezeptoreinrichtung zum Nachweis optischer Inhomogenitäten beschrieben worden, aber falls keine Notwendigkeit besteht, den Typ der optischen Inhomogenität zu identifizieren, d. h. den Typ des inneren Defekts 16, der sich zu einem Übertragungsstrukturdefekt entwickeln würde, kann der Prüfschritt durch visuelle Erfassung von regional oder lokal emittiertem Licht (Fluoreszenz) in einem Zustand ausgeführt werden, in dem ein Schutz angebracht ist, der ein durchsichtiges Acrylmaterial verwendet, das ultraviolette Wellenlängen abschirmen kann, die den menschlichen Körper beeinträchtigen. Ferner ist zwar beschrieben worden, daß Licht 15 und 17, das eine längere Wellenlänge als das Licht mit Belichtungswellenlänge (Prüflicht) aufweist und durch innere Defekte 16 in dem synthetischen Quarzglassubstrat 4 und andere Bereiche als die inneren Defekte 16 emittiert wird, mit der CCD-Kamera 23 empfangen wird, aber es kann eine Anordnung getroffen werden, wobei der Prüfschritt durch ein Spektroskop durchgeführt wird, welches das Licht 15 und 17 empfängt und die spektralen Eigenschaften (Wellenlänge und Intensität) des inneren Defekts 16 und die Intensität (Lichtmenge) des Lichts 15 und 17 mißt, wodurch der innere Defekt 16 erfaßt oder nachgewiesen wird. Ferner kann eine Anordnung getroffen werden, wobei der Prüfschritt durch eine Farbkamera durchgeführt wird, die als CCD-Kamera 23 eingesetzt wird, und Licht 15 und 17, das eine längere Wellenlänge als das Licht mit Belichtungswellenlänge (Prüflicht) aufweist und durch innere Defekte 16 in dem synthetischen Quarzglassubstrats 4 und andere Bereiche als die inneren Defekte 16 emittiert wird, empfangen und erfaßt wird, die Bilder der CCD-Kamera 23 durch den Computer 27 einer farbspezifischen Bildverarbeitung unterworfen werden, wie z. B. für rot, grün, blau usw., und die inneren Defekte 16 auf der Basis von Informationen wie z. B. der Intensität (Lichtmenge), der Verteilung des Lichts, das der farbspezifischen Bildverarbeitung unterworfen wird, oder von Informationen bezüglich der Wellenlänge des Lichts oder dergleichen erfaßt oder nachgewiesen werden. Ferner kann der Nachweis innerer Defekte 16 in der Endphase des Herstellungsverfahrens der Glassubstrate für Maskenrohlinge durchgeführt werden.
  • Ferner ist mit der obigen Ausführungsform ein Beispiel beschrieben worden, wobei während der Einstrahlung des ArF-Excimerlaserlichts in das synthetische Quarzglassubstrat 4 regional oder lokal durch den inneren Defekt 16 emittiertes Licht und durch andere Bereiche als den inneren Defekt 16 emittiertes Licht erfaßt oder nachgewiesen wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Anordnung beschränkt, und der Prüfschritt kann mit einer Anordnung durchgeführt werden, in der andere Bereiche als der innere Defekt 16 auch bei Einstrahlung des ArF-Excimerlaserlichts in das synthetische Quarzglassubstrat 4 kein Licht emittieren, so daß ausschließlich regional oder lokal emittiertes Licht von dem inneren Defekt 16 erfaßt oder nachgewiesen wird.
  • Ferner ist zwar in der obigen Ausführungsform ein synthetisches Quarzglassubstrat 4 beschrieben worden, das im Fall der Verwendung eines ArF-Excimerlasers als Belichtungslicht als lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling verwendet wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und es kann ein lichtdurchlässiges Quarzglas verwendet werden, das durch Schmelzen eines Quarzbestandteils gewonnen wird. Falls das Belichtungslicht ein F2-Excimerlaser ist, kann auch ein Calciumfluorid-(CaF2-)Substrat oder ein mit Fluor dotiertes Glassubstrat verwendet werden.
  • Ferner sind zwar in der obigen Ausführungsform lichtdurchlässige Substrate für Maskenrohlinge als Prüfgegenstand beschrieben worden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und im Fall des Zustands vor der Ausbildung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling oder eines synthetischen Quarzglassubstrats kann eine Prüfung an Gegenständen im Zustand eines synthetischen Quarzglasroh lings, in dem synthetisches Quarzglas erzeugt wird, im Zustand von aus dem synthetischen Quarzglasrohling ausgeschnittenen Blöcken oder im Zustand von aus den Blöcken ausgeschnittenen Platten durchgeführt werden. Ferner können optische Komponenten, die in einer für Photolithographie verwendeten Belichtungsvorrichtung eingesetzt werden, wie z. B. Linsen, oder Gegenstände im Zustand vor der Verarbeitung zu Linsen der Prüfgegenstand sein.
  • [B] Herstellungsverfahren für Maskenrohling
  • Als Nächstes wird eine Dünnschicht (Halbtonschicht 8), die als Maskenstruktur dienen soll, durch Sputtern auf der Hauptfläche 5 eines Glassubstrats 7 für einen Maskenrohling ausgebildet, und ein Maskenrohling 9 (Phasenschiebermaskenrohling vom Halbtontyp) wird hergestellt (1(d)). Die Schichtbildung der Halbtonschicht 8 wird beispielsweise unter Verwendung einer Sputtervorrichtung mit der folgenden Konfiguration durchgeführt.
  • Die Sputtervorrichtung ist ein Gleichstrom-Magnetronzerstäuber 30, wie z. B. in 8 dargestellt, der eine Vakuumkammer 31 mit einer Magnetronkathode 32 und einem Substrathalter 33 innerhalb der Vakuumkammer 31 aufweist. Ein an einer Trägerplatte 34 verankertes Zerstäubungstarget 35 ist an der Magnetronkathode 32 montiert. Zum Beispiel wird sauerstofffreies Kupfer für die Trägerplatte verwendet, und Indium wird zum Verankern des Zerstäubungstargets 35 an der Trägerplatte 34 verwendet. Die Trägerplatte 34 wird entweder direkt oder indirekt durch eine Wasserkühlungsvorrichtung gekühlt. Außerdem sind die Magnetronkathode 32, die Trägerplatte 34 und das Zerstäubungstarget 35 elektrisch gekoppelt. An dem Substrathalter 33 ist ein Glassubstrat 7 montiert.
  • Wie in 9 dargestellt, sind das Zerstäubungstarget 35 und das Glassubstrat 7 so angeordnet, daß die einander gegenüberliegenden Flächen des Glassubstrats 7 und des Zerstäubungstargets 35 einen vorgegebenen Winkel (Targetneigungswinkel) θ annehmen. Daher wird eine Dünnschicht (Halbtonschicht 8), die als Maskenstruktur dienen soll, gleichmäßig auf der Hauptfläche des Glassubstrats 7 ausgebildet, so daß Unregelmäßigkeiten in der Lichtdurchlässigkeit innerhalb der Fläche des Substrats, das als Maskenrohling dienen soll, unterdrückt werden können. In diesem Fall beträgt die Versetzungsdistanz d zwischen dem Zerstäubungstarget 35 (dem Mittelpunkt des Targets) und dem Glassubstrat 7 (dem Mittelpunkt des Substrats) 340 mm, und der senkrechte Abstand (T/S) zwischen dem Zerstäubungstarget 35 und dem Glassubstrat 7 beträgt 380 mm, und der Neigungswinkel des Zerstäubungstargets beträgt 15°.
  • Die in 8 dargestellte Vakuumkammer 31 ist in der Zeichnung mit Verwendung einer Vakuumpumpe dargestellt, die an eine Absaugöffnung 37 angeschlossen ist. Nachdem die Atmosphäre innerhalb der Vakuumkammer 31 einen Vakuumgrad erreicht hat, wo die Eigenschaften der zu bildenden Schicht nicht beeinflußt werden, wird ein stickstoffhaltiges Gasgemischt aus einem Gaseinlaß 38 eingeleitet, und mit einer Gleichstromquelle 39 wird eine negative Spannung an die Magnetronkathode 32 angelegt, wodurch das Sputtern durchgeführt wird. Die Gleichstromquelle 39 weist Lichtbogendetektionsfunktionen auf und überwacht den Entladungszustand während des Sputterns. Der Innendruck der Vakuumkammer 31 wird mit einem Druckmesser 36 gemessen.
  • [C] Herstellungsverfahren für Belichtungsmaske
  • Als Nächstes wird, wie in 1 darstellt, anschließend an das Aufbringen eines Resists auf die Oberfläche der Halbtonschicht 8 des Maskenrohlings 9 (Phasenschiebermaskenrohling vom Halbtontyp) eine Hitzebehandlung durchgeführt, um eine Resistschicht 10 zu bilden (1(e)).
  • Als Nächstes wird auf der Resistschicht 10 auf dem Maskenrohling 11 mit der Resistschicht eine vorgegebene Struktur gezeichnet und entwickelt, wodurch eine Resiststruktur 12 ausgebildet wird (1(f)).
  • Als Nächstes wird unter Verwendung der Resiststruktur 12 als Maske die Halbtonschicht 8 einem Trockenätzen ausgesetzt, wodurch eine Halbtonschichtstruktur 13 als Maskenstruktur ausgebildet wird (1(g)).
  • Schließlich wird die Resiststruktur 12 entfernt, wodurch man eine Belichtungsmaske 14 erhält, in der die Halbtonschichtstruktur 13 auf dem Glassubstrat 7 ausgebildet ist (1(h)).
  • Zu beachten ist, daß zwar bei der obigen Ausführungsform die Beschreibung in Bezug auf Phasenschiebermaskenrohlinge vom Halbtontyp, wobei eine Halbtonschicht auf einem Glassubstrat für einen Maskenrohling ausgebildet wird, sowie auf Phasenschiebermasken vom Halbtontyp gegeben wurde, wobei Halbtonschichtstrukturen auf Glassubstraten für Maskenrohlinge ausgebildet werden, daß aber die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Zum Beispiel kann ein Phasenschiebermaskenrohling vom Halbtontyp ausgebildet werden, wobei eine Halbtonschicht auf einem Glassubstrat für einen Maskenrohling ausgebildet wird und eine lichtundurchlässige Schicht auf der Halbtonschicht gebildet wird. Dabei kann es sich auch um eine Phasenschiebermaske vom Halbtontyp mit einer darin ausgebildeten lichtundurchlässigen Schichtstruktur zur Verstärkung von Abschirmungsfunktionen in gewünschten Positionen der Halbtonschichtstruktur handeln, die als Phasenschiebermaske vom Halbtontyp verwendet wird, die man aus diesem Phasenschiebermaskenrohling vom Halbtontyp erhält.
  • Ferner kann es sich um einen Photomaskenrohling handeln, wobei auf dem Glassubstrat 7 für den Maskenrohling eine lichtundurchlässige Schicht ausgebildet wird, oder um einen Rohling für chromfreien Einsatz, wobei eine Dünnschicht zur Bildung einer Maskenstruktur für die Herstellung einer chromfreien Maske ausgebildet wird, indem durch Gravieren der Oberfläche eines Glassubstrats für einen Maskenrohling mittels Ätzen bis zu einer gewünschten Tiefe eine vertiefte und erhöhte Struktur ausgebildet wird.
  • Zu beachten ist, daß sich im Fall der Existenz optischer Inhomogenitäten in einem lichtdurchlässigen Substrat für einen Maskenrohling die Vorteile der vorliegenden Erfindung bei einem Prüfverfahren eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Phasenschiebermaskenrohling, wo Auswirkungen der Übertragungsstruktur auf Änderungen in optischen Eigenschaften be züglich des Belichtungslichts zurückzuführen sind, und bei dem Herstellungsverfahren für ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Phasenschiebermaskenrohling deutlicher zeigen. Ganz besonders zeigen sich die Vorteile der vorliegenden Erfindung noch deutlicher bei einem Prüfverfahren eines lichtdurchlässigen Substrats und dem Herstellungsverfahren eines lichtdurchlässigen Substrats für eine Phasenschiebermaske, wobei die Lichtdurchlässigkeit der Maskenstruktur einer Belichtungsmaske für das Belichtungslicht mindestens 10% beträgt (z. B. eine Phasenschiebermaske vom Tritone- bzw. Dreiton-Typ, in der eine Halbtonschicht mit einer Lichtdurchlässigkeit von mindestens 10% für das Belichtungslicht und eine lichtundurchlässige Schicht ausgebildet worden sind, oder eine chromfreie Phasenschiebermaske).
  • Zu beachten ist, daß die Phasenschiebermaskenrohlinge, wie z. B. diese Phasenschiebermaskenrohlinge vom Halbtontyp oder chromfreie Maskenrohlinge und Photomaskenrohlinge, Maskenrohlinge mit Resist sein können, wobei eine Dünnschicht zum Formen einer Maskenstruktur gebildet worden ist und auf der Dünnschicht eine Resistschicht zum Formen einer Maskenstruktur gebildet worden ist.
  • [D] Herstellungsverfahren für Halbleiterbauelement
  • Die erhaltene Belichtungsmaske 14 wird in einer Belichtungsvorrichtung montiert, die Belichtungsmaske 14 wird benutzt, um die Maskenstruktur der Belichtungsmaske mittels Photolithographie mit einem ArF-Excimerlaser als Belichtungslicht auf eine Resistschicht zu übertragen, die auf einem Halbleitersubstrat (Halbleiterwafer) gebildet wird, um eine gewünschte Schaltkreisstruktur auf dem Halbleitersubstrat auszubilden und dadurch ein Halbleiterbauelement herzustellen.
  • [E] Vorteile
  • Aufgrund der obigen Konfiguration hat die oben beschriebene Ausführungsform die folgenden Vorteile.
    • (1) Mit einer Defektkontrollvorrichtung 20 für lichtdurchlässige Gegenstände, wie z. B. Glasgegenstände, wird ArF- Excimerlaserlicht, das ein Prüflicht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm ist (die auch die Wellenlänge des Belichtungslichts ist) durch eine Laserbestrahlungsvorrichtung 21, die eine Lichteinstrahlungseinrichtung ist, von einer Oberfläche (Stirnfläche 2) eines synthetischen Quarzglassubstrats 4 eingestrahlt, das ein lichtdurchlässiger Gegenstand ist; Licht 15 mit einer längeren als der obigen Wellenlänge, das von einem inneren Defekt 16 innerhalb des synthetischen Quarzglassubstrats 4 emittiert wird, und Licht 17 mit einer längeren als der obigen Wellenlänge, das von anderen Bereichen innerhalb des synthetischen Quarzglassubstrats 4 als dem inneren Defekt 16 emittiert wird, wird durch eine CCD-Kamera 23, d. h. einer Photorezeptoreinrichtung, von einer Hauptfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4 oder einer Stirnfläche 33 empfangen, die sich von der Stirnfläche 2 unterscheidet; ein Computer 27, der eine Erfassungseinrichtung ist, unterwirft das empfangene Licht 15 und 17 einer Bildverarbeitung und erfaßt innere Defekte 16 innerhalb des synthetischen Quarzglassubstrats 4 auf der Basis der Lichtmengendifferenz zwischen dem Licht 15 und dem Licht 17. Auf diese Weise ermöglicht die Verwendung von Licht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm für die Prüfung auf innere Defekte 16 des synthetischen Quarzglassubstrats 4, das ein bei der Photolithographie verwendeter lichtdurchlässiger Gegenstand ist, einen guten Nachweis der inneren Defekte 16.
    • (2) ArF-Excimerlaserlicht, das ein Prüflicht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm ist (die auch die Wellenlänge des Belichtungslichts ist) wird von der Stirnfläche 2 eines synthetischen Quarzglassubstrats 4 eingestrahlt, das ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling ist; Licht 15 mit einer längeren als der obigen Wellenlänge, das von einem inneren Defekt 16 emittiert wird, der eine regionale optische Inhomogenität des synthetischen Quarzglassubstrats 4 ist, und Licht 17 mit einer längeren als der obigen Wellenlänge, das von anderen Bereichen innerhalb des synthetischen Quarzglassubstrats 4 als dem inneren Defekt 16 emittiert wird, wird von einer Hauptfläche des synthetischen Quarzglassubstrats 4 oder einer Stirnfläche 33 empfangen, die sich von der Stirn fläche 2 unterscheidet; innere Defekte 16 werden auf der Basis der Lichtmengendifferenz zwischen dem empfangenen Licht 15 und dem Licht 17 nachgewiesen, und Glassubstrate 7 für Maskenrohlinge werden unter Verwendung von synthetischen Quarzglassubstraten 4 hergestellt, an denen keine inneren Defekte 16 nachgewiesen worden sind. Infolgedessen sind in Glassubstraten 7 von Belichtungsmasken 14, die aus den Glassubstraten 7 für Maskenrohlinge über Maskenrohlinge 9 hergestellt wurden, keine inneren Defekte 16 vorhanden. Dementsprechend gibt es in den Belichtungsmasken 14 keine Bereiche, wo sich optische Eigenschaften infolge innerer Defekte 16 des Glassubstrats 7 lokal ändern (z. B. Abfall der Lichtdurchlässigkeit), so daß eine hervorragende Übertragungsgenauigkeit ohne schädliche Auswirkungen auf die Strukturübertragung erreicht werden kann, die zu Übertragungsstrukturdefekten führen.
    • (3) Die Defektkontrollvorrichtung 20 wird benutzt, um innere Defekte 16 in den synthetischen Quarzglassubstraten 4 in einem frühen Stadium im Herstellungsprozeß des Substrats für einen Maskenrohling, das ein lichtdurchlässiges Substrat 7 für einen Maskenrohling ist, vor dem Präzisionspolieren der Hauptflächen 5 und 6 nachzuweisen, so daß die Hauptflächen 5 und 6 nur für synthetische Quarzglassubstrate 4 ohne innere Defekte 16 dem Präzisionspolieren ausgesetzt werden und der Ausschuß beim Präzisionspolieren der Hauptflächen 5 und 6 von synthetischen Quarzglassubstraten 4 mit inneren Defekten 16 eingeschränkt werden kann.
    • (4) ArF-Excimerlaserlicht, das ein Prüflicht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm ist (die auch die Wellenlänge des Belichtungslichts ist), wird in ein synthetisches Quarzglassubstrat 4 eingestrahlt, das ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling ist, und die Prüfung auf innere Defekte 16 des Glassubstrats wird durchgeführt. Innere Defekte 16, die bei der Strukturübertragung unter Verwendung der aus dem synthetischen Quarzglassubstrat 4 über das Glassubstrat 7 eines Maskenrohlings und den Maskenrohling 9 hergestellten Belichtungsmaske 14 und des Belichtungslichts zu Übertragungsstrukturdefekten führen würden, können dementsprechend gut nachgewiesen werden. Die synthetischen Quarzglassubstrate 4, an denen keine inneren Defekte nachgewiesen werden und in denen keine Beschädigung an den Hauptflächen 5 und 6 vorhanden ist, werden zur Herstellung des Glassubstrats 7 für Maskenrohlinge verwendet, so daß es bei Verwendung der Glassubstrate 7 für Maskenrohlinge keine Bereiche in den Belichtungsmasken 14 gibt, in denen sich optische Eigenschaften aufgrund von inneren Defekten 16 in dem Glassubstrat oder einer Beschädigung an den Hauptflächen 5 und 6 regional oder lokal ändern (z. B. Abfall der Lichtdurchlässigkeit), und daher keine Übertragungsstrukturdefekte auftreten und die Übertragungsgenauigkeit verbessert werden kann.
    • (5) In dem Schritt zum Nachweis von inneren Defekten 16 ist das synthetische Quarzglassubstrat 4, das der Prüfgegenstand ist, im Innenraum A eines Reinraums 41 angeordnet worden, durch den Reinluft zirkuliert; daher kann bei der Einstrahlung des ArF-Excimerlaserlichts 25, d. h. des Prüflichts, in das synthetische Quarzglassubstrat 4 das ArF-Excimerlaserlicht 25 in dem Zustand in das synthetische Quarzglassubstrat 4 eingestrahlt werden, wo eine Verursachersubstanz, die während der Einstrahlung des ArF-Excimerlaserlichts 25 eine Beschädigung an der Oberfläche (besonders an den Hauptflächen 5 und 6) des Glassubstrats 4 verursacht, aus der umgebenden Atmosphäre des synthetischen Quarzglassubstrats 4 entfernt worden ist. Folglich kann eine Beschädigung der Oberfläche durch haftfähige Substanz und abgeschiedene Substanz verhindert werden, die an den Oberflächen (besonders den Hauptflächen 5 und 6) des synthetischen Quarzglassubstrats 4 anhaftet, das ArF-Excimerlaserlicht 25 absorbiert und die Temperatur der Oberfläche regional oder lokal erhöht.
    • (6) Die Strahlform (Rechteckform, lange Seite a × kurze Seite b) des ArF-Excimerlaserlichts 25, das in die Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 eingestrahlt wird, das ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling ist, ist größer eingestellt worden als die Breite W der Stirnfläche 2, von der aus das ArF-Excimerlaserlicht 25 eingestrahlt wird, so daß die Energie (pro Impuls) des Laserlichts 25 pro Flächeneinheit an der Stirnfläche 2 nicht zu hoch ist und daher das Auftreten von Plasma an der Stirnfläche 2 ver mieden werden kann. Folglich kann eine Situation, in der eine Verunreinigung oder an der Stirnfläche 2 anhaftender Fremdstoff die Stirnfläche 2 durch Plasmabildung beschädigt, verhindert werden, und die Nachweisgenauigkeit von inneren Defekten 16 kann verbessert werden.
    • (7) Die Energie (pro Impuls) pro Flächeneinheit des ArF-Excimerlaserlichts 25, das in die Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 eingestrahlt wird, das ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling ist, beträgt mindestens 10 mJ/cm2, aber höchstens 50 mJ/cm2, so daß das Auftreten von Plasma an der Stirnfläche 2 aufgrund des ArF-Excimerlaserlichts 25 vermieden werden kann und außerdem die Intensität des Lichts 15 und 17, das an inneren Defekten 16 innerhalb des synthetischen Quarzglassubstrats 4 aufgrund der Einstrahlung des ArF-Excimerlaserlichts 25 erzeugt wird, ausreichend gesichert wird und dementsprechend die Zuverlässigkeit der Defektnachweisgenauigkeit aufrechterhalten werden kann.
    • (8) Das ArF-Excimerlaserlicht 25, das in die Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 eingestrahlt wird, das ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling ist, hat eine Strahlform (Rechteckform, lange Seite a × kurze Seite b), die größer ist als die Breite W der Stirnfläche 2, und ferner wird das ArF-Excimerlaserlicht 25 in Längsrichtung (der Richtung α in 4(A)) der Stirnfläche 2 des synthetischen Quarzglassubstrats 4 rasterartig geführt, so daß das ArF-Excimerlaserlicht 25 auf beide Hauptflächen 5 und 6 eingestrahlt wird, die an die Stirnfläche 2 angrenzen. Dementsprechend können Teilchen und Verunreinigungen 55, die an beiden Hauptflächen 5 und 6 anhaften, durch das ArF-Excimerlaserlicht 25 entfernt werden.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Ein synthetisches Quarzglassubstrat, das man durch Ausschneiden auf eine Größe von 152,4 mm × 152,4 mm × 6,85 mm aus synthetischem Quarzglas-Grundmaterial (Rohling aus synthetischem Quarzglas) erhielt, das mit Siliciumtetrachlorid usw. als Ausgangsmaterial erzeugt wurde, wurde geformt und abge schrägt, wodurch man zehn synthetische Quarzglassubstrate erhielt, die an der Stirnfläche, wo ArF-Excimerlaserlicht (Wellenlänge: 193 nm) als Prüflicht einzustrahlen ist (an der Seite, die senkrecht zur Hauptfläche ist, wo die Dünnschicht ausgebildet wird, und der zwischen der Hauptfläche und der Seitenfläche ausgebildeten abgeschrägten Fläche), eine maximale Rauhtiefe Rmax von höchstens 0,5 μm aufwiesen. Zu beachten ist, daß die Hauptflächen der synthetischen Quarzglassubstrate noch keinem Spiegelpolieren oder Präzisionspolieren ausgesetzt worden sind und sich dementsprechend in einem Mattglaszustand befinden.
  • Als Nächstes wurde die in der obigen Ausführungsform beschriebene Defektkontrollvorrichtung benutzt, um ArF-Excimerlaserlicht mit einer Strahlform von 7,0 mm × 4,0 mm, die größer ist als die Dicke des synthetischen Quarzglassubstrats, einer Energie pro Impuls von 6 mJ und einer Frequenz von 50 Hz in die Stirnfläche des synthetischen Quarzglassubstrats einzustrahlen, und die Prüfung auf innere Defekte wurde durchgeführt.
  • Die Beobachtung von inneren Defekten des synthetischen Quarzglassubstrats wurde durch Sichtprüfung von einer anderen Stirnfläche aus durchgeführt, die sich von der Stirnfläche unterscheidet, von der aus das ArF-Excimerlaserlicht eingestrahlt wurde, und die senkrecht zum Lichtweg des ArF-Excimerlaserlichts ist.
  • Als Ergebnis der Prüfung der synthetischen Quarzglassubstrate auf innere Defekte wiesen vier von den zehn Substraten regional oder lokal leuchtende inhomogene Bereiche in Punktformen, elliptischen Formen oder in Form gerissener Schichten auf. Das punktförmige Licht wurde als hellbläuliche Fluoreszenz bestätigt, das elliptisch geformte Licht als hellbläuliche Fluoreszenz und gelbliche Fluoreszenz, und das Licht in Form einer gerissenen Schicht als gelbliche Fluoreszenz.
  • Die synthetischen Quarzglassubstrate, für die keine regional oder lokal leuchtenden inhomogenen Bereiche bestätigt wurden, wurden einem Präzisionspolieren der Hauptflächen und Stirnflächen (Seitenflächen und abgeschrägte Flächen) ausgesetzt, wodurch man Glassubstrate für Maskenrohlinge erhielt.
  • Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Glassubstrate für Maskenrohlinge wurden mit einem Durchlässigkeitsmeßsystem in neun Positionen in der Dickenrichtung im Maskenstrukturbildungsbereich (132 mm × 132 mm) der Glassubstrate bezüglich Durchlässigkeit für eine Wellenlänge von 193 nm gemessen. Die Differenz zwischen maximaler Durchlässigkeit und minimaler Durchlässigkeit lag innerhalb 2% (d. h. die optische Dämpfung der Glassubstrate lag innerhalb 3%/cm), was hervorragend ist. Zu beachten ist, daß die Durchlässigkeitsmessung durch Einstrahlung von Meßlicht einer Deuteriumlampe (Wellenlänge 193 nm) und Berechnung aus der Differenz zwischen einfallender Lichtmenge und austretender Lichtmenge des Prüflichts durchgeführt wurde.
  • Die Glassubstrate für Maskenrohlinge wurden benutzt, um je drei Phasenschiebermaskenrohlinge vom Halbtontyp mit hoher Lichtdurchlässigkeit, die geformt wurden, indem nacheinander eine Halbtonschicht mit einer Durchlässigkeit von 20% für ArF-Excimerlaserlicht und einer Phasendifferenz von 180°, eine lichtundurchlässige Schicht mit einer optischen Dichte von mindestens 3 und eine Resistschicht ausgebildet wurden, und drei Photomaskenrohlinge herzustellen, die geformt wurden, indem nacheinander eine Abschirmungsschicht mit einer optischen Dichte von mindestens 3 für ArF-Excimerlaserlicht und eine Resistschicht ausgebildet wurden.
  • Aus dem Phasenschiebermaskenrohling vom Halbtontyp wurde eine Phasenschiebermaske vom Halbtontyp hergestellt, und aus dem Photomaskenrohling wurde eine Photomaske hergestellt.
  • Die hergestellte Phasenschiebermaske vom Halbtontyp und die Photomaske wurden jeweils auf einer Belichtungsvorrichtung (Scheibenrepeater bzw. Stepper) montiert, wobei ein ArF-Excimerlaser (Wellenlänge 193 nm) als Belichtungslichtquelle verwendet wurde, und auf einem Halbleitersubstrat wurden Schaltkreisstrukturen ausgebildet, wodurch Halbleiterbauelemente hergestellt wurden.
  • Die erhaltenen Halbleiterbauelemente wiesen keine Schaltkreisstrukturdefekte auf und waren alle zufriedenstellend.
  • Wie oben beschrieben, können in dem Stadium vor dem Präzisionspolieren der Hauptfläche im Herstellungsverfahren von Glassubstraten für Maskenrohlinge synthetische Quarzglassubstrate ohne innere Defekte ausgewählt werden, wo sich die Lichtdurchlässigkeit verschlechtert, und das Präzisionspolieren kann nur für die Hauptflächen der ausgewählten synthetischen Quarzglassubstrate durchgeführt werden, um Glassubstrate für Maskenrohlinge herzustellen. Dementsprechend kann bei dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren das Präzisionspolieren von synthetischen Quarzglassubstraten mit inneren Defekten vermieden werden, und daher kann Ausschuß ausgeschlossen werden.
  • (Vergleichs-Ausführungsform)
  • Andererseits wurden, um einen Vergleich mit der obigen Ausführungsform anzustellen, ein Phasenschiebermaskenrohling von Halbtontyp und Photomaskenrohling unter Verwendung von synthetischen Quarzglassubstraten, in denen in dem obigen Prüfschritt Fluoreszenz mit lokaler Lichtemission bestätigt worden war, auf die gleiche Weise wie oben beschrieben hergestellt, und anschließen wurden eine Phasenschiebermaske vom Halbtontyp bzw. eine Photomaske hergestellt. Auf einem Halbleitersubstrat wurde durch Photolithographie unter Verwendung der hergestellten Phasenschiebermaske vom Halbtontyp und der Photomaske auf die gleiche Weise wie oben Schaltkreisstrukturen ausgebildet, wodurch Strukturdefekte entstanden, wie z. B. nicht ausgebildete Schaltkreisstrukturen.
  • Die obige Photomaske wurde mit einem Mikrolithographie-Simulationsmikroskop AIMS 193 (hergestellt von Carl Zeiss) bezüglich der Übertragungseigenschaften beurteilt, wobei in Bereichen (in der Größenordnung von -zig μm bis zu einigen hundert μm) die lokal Licht als Fluoreszenz emittiert hatten, ein Abfall der Lichtdurchlässigkeit um etwa 5% auf etwa 40% bestätigt wurde.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Die Prüfung von synthetischen Quarzglassubstraten wurde auf die gleiche Weise wie bei der obigen ersten Ausführungsform durchgeführt, wobei mit einer Defektnachweisvorrichtung, die in einer Atmosphäre mit Reinluftzirkulation (ISO-Klasse 4, mit Verwendung eines chemischen Filters) angeordnet war, auf andere als innere Defekte der synthetischen Quarzglassubstrate geprüft wurde, und ferner wurde das Präzisionspolieren der Hauptflächen durchgeführt, wodurch man Glassubstrate für Maskenrohlinge erhielt. Folglich wurde die Prüfung auf innere Defekte der synthetischen Quarzglassubstrate ohne Beschädigung der Stirnfläche durchgeführt, von der aus das ArF-Excimerlaserlicht eingestrahlt wird, und es wurden synthetische Quarzglassubstrate ausgewählt, in denen kein lokales Fluoreszenzlicht emittiert wurde. Die Hauptflächen der ausgewählten synthetischen Quarzglassubstrate wurden dem Präzisionspolieren ausgesetzt, und es wurden Glassubstrate für Maskenrohlinge hergestellt, und ferner wurden ein Phasenschiebermaskenrohling vom Halbtontyp und ein Photomaskenrohling gefertigt, mit denen durch Photolithographie Halbleiterbauelemente hergestellt wurden, wobei keine Schaltkreisstrukturdefekte auftraten.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Eine Einstrahlungsfläche zum Einstrahlen von ArF-Excimerlaserlicht wurde an Grundmaterial aus synthetischen Quarzglas (Rohling aus synthetischem Quarzglas) ausgebildet, das mit Siliciumtetrachlorid usw. als Ausgangsmaterial erzeugt wurde, und von der Einstrahlungsfläche aus wurde ArF-Excimerlaserlicht eingestrahlt, um das Innere des Grundmaterials aus synthetischen Quarzglas auf innere Defekte zu prüfen. Zu beachten ist, daß die Einstrahlungsfläche durch lokales Spiegelpolieren der Oberfläche des Grundmaterials aus synthetischem Quarzglas gebildet wurde, um eine Spiegelfläche zu erhalten, die größer war als die Strahlform des ArF-Excimerlaserlichts.
  • Bereiche ohne lokale Fluoreszenzemission bei der Einstrahlung des ArF-Excimerlaserlichts in das Grundmaterial aus synthetischem Quarzglas wurden identifiziert, und Blöcke aus synthetischem Quarzglas wurden nur aus den identifizierten Bereichen ausgeschnitten, aus denen Linsen für eine Belichtungsvorrichtung (Scheibenrepeater bzw. Stepper) mit Verwendung des ArF-Eximerlasers als Belichtungslichtquelle und Glassubstrate für Maskenrohlinge hergestellt wurden.
  • Die erhaltenen Linsen und Glassubstrate für Maskenrohlinge wurden bezüglich eines Abfalls der Lichtdurchlässigkeit für ArF-Excimerlaserlicht beurteilt. Die Gegenstände waren hervorragend und wiesen fast keinen Abfall der Lichtdurchlässigkeit auf, so daß die Verwendung als Linsen für eine Belichtungsvorrichtung (Scheibenrepeater bzw. Stepper) und als Glassubstrate für Maskenrohlinge unproblematisch ist.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Photomasken und ferner Halbleiterbauelemente wurden auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine Photomaske hergestellt wurde, indem nacheinander eine lichtundurchlässige Schicht mit einer optischen Dichte von mindestens 3 für ArF-Excimerlaserlicht und eine Resistschicht auf einem Glassubstrat ausgebildet wurden, dessen Lichtdurchlässigkeit in Dickenrichtung eines synthetischen Quarzglassubstrats, das in dem oben beschriebenen Prüfschritt in der obigen ersten Ausführungsform, innerhalb einer Differenz von 5% zwischen maximaler Lichtdurchlässigkeit und minimaler Lichtdurchlässigkeit lag (d. h. die optische Dämpfung des Glassubstrats betrug höchstens 8%/cm). Die als Ergebnis erhaltenen Halbleiterbauelemente waren alle hervorragend und wiesen keine Schaltkreisstrukturdefekte auf.
  • (Bezugsbeispiel)
  • Innere Defekte von synthetischen Quarzglassubstraten wurden auf die gleiche Weise geprüft wie bei der zweiten Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß die Prüfung des synthetischen Quarzglassubstrats auf innere Defekte gemäß der zweiten Ausführungsform unter Verwendung einer Defektnachweisvorrich tung durchgeführt wurde, die in einer Atmosphäre ohne Reinheitsmanagement angeordnet war.
  • Als Ergebnis trat während der Einstrahlung des ArF-Excimerlaserlichts an der Stirnfläche des synthetischen Quarzglassubstrats Plasma rund um die Stirnfläche auf und beschädigte die Stirnfläche des synthetischen Quarzglassubstrats. Eine solche Beschädigung ist unerwünscht, da sie in Herstellungsprozessen von Maskenrohlingen oder bei der Lagerung der Maskenrohlinge in Speicherbehältern oder beim Transport von Maskenrohlingen, falls das Präzisionspolieren der Stirnfläche nicht bei der anschließenden Fertigungsverarbeitung von Maskenrohlingen durchgeführt wird, oder in Fällen, wo das Präzisionspolieren der Stirnfläche durchgeführt wird, aber die Beschädigung tief und der Bearbeitungsspielraum für das Präzisionspolieren der Stirnfläche klein ist, zu Staubbildung führt, die ihrerseits Maskenstrukturdefekte verursacht. Zu beachten ist, daß, falls die Beschädigung nicht tief und der Bearbeitungsspielraum für das Präzisionspolieren der Stirnfläche größer ist, dies nicht zu der obigen Staubbildung führt und nicht problematisch ist.
  • Zusammenfassung
  • Es wird ein Prüfverfahren für lichtdurchlässige Gegenstände bereitgestellt, wobei die Anwesenheit oder Abwesenheit von optischen Inhomogenitäten innerhalb der lichtdurchlässigen Gegenstände genau geprüft werden kann.
  • Um in einem Prüfverfahren für in der Photolithographie verwendete lichtdurchlässige Gegenstände zu prüfen, ob innerhalb von lichtdurchlässigen Gegenständen (4) aus lichtdurchlässigem Material Inhomogenitäten (speziell innere Defekte 16) vorhanden sind oder nicht, in denen sich optische Eigenschaften in Bezug auf Belichtungslicht regional oder lokal ändern, wird Prüflicht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm in den lichtdurchlässigen Gegenstand eingestrahlt, und regional oder lokal emittiertes Licht (15) mit einer längeren Wellenlänge als der des Prüflichts wird auf dem Lichtweg erfaßt, über den sich das Prüflicht innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands ausbreitet, wodurch die Anwesenheit oder Abwesenheit optischer Inhomogenitäten innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands nachgewiesen wird (3).

Claims (22)

  1. Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands aus einem in der Photolithographie verwendeten lichtdurchlässigen Material bezüglich der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Inhomogenität, wobei sich optische Eigenschaften für Belichtungslicht innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands regional oder lokal ändern; wobei Prüflicht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm in den lichtdurchlässigen Gegenstand eingestrahlt wird und Licht mit einer längeren Wellenlänge als der des Prüflichts, das regional oder lokal erzeugt worden ist, auf dem Lichtweg nachgewiesen wird, über den sich das Prüflicht innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands ausbreitet, wodurch die Anwesenheit oder Abwesenheit einer optischen Inhomogenität in dem lichtdurchlässigen Gegenstand geprüft wird.
  2. Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands nach Anspruch 1, wobei das Licht mit längerer Wellenlänge als der des Prüflichts eine Wellenlänge von mehr als 200 nm und bis zu 600 nm aufweist.
  3. Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands nach Anspruch 1 oder 2, wobei der lichtdurchlässige Gegenstand entweder eine optische Komponente einer für Photolithographie verwendeten Belichtungsvorrichtung oder ein Substrat einer für Photolithographie verwendeten Belichtungsmaske ist.
  4. Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands nach Anspruch 3, wobei die optische Komponente oder das Belichtungsmaskensubstrat aus synthetischem Quarzglas bestehen.
  5. Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei beim Einstrahlen des Prüflichts in den lichtdurchlässigen Gegenstand das Prüflicht in einem Zustand in den lichtdurchlässigen Ge genstand eingestrahlt wird, in dem eine Verursachersubstanz, die eine Beschädigung der Oberfläche des lichtdurchlässigen Gegenstands beim Einstrahlen des Prüflichts verursacht, aus der umgebenden Atmosphäre des lichtdurchlässigen Gegenstands entfernt ist.
  6. Prüfverfahren zur Prüfung eines lichtdurchlässigen Gegenstands nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Energie des Prüflichts pro Flächeneinheit mindestens 10 mJ/cm2, aber höchstens 50 mJ/cm2 pro Impuls beträgt.
  7. Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling, wobei das Verfahren aufweist: einen Herstellungsschritt zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling, das eine Oberfläche aufweist, von der aus Prüflicht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm eingestrahlt wird; einen Prüfschritt, in dem Prüflicht von einer Seite der Oberfläche eingestrahlt wird und regional oder lokal erzeugtes Licht mit längerer Wellenlänge als der des Prüflichts auf dem Lichtweg nachgewiesen wird, über den sich das Prüflicht innerhalb des lichtdurchlässigen Gegenstands ausbreitet, wodurch die Anwesenheit oder Abwesenheit einer optischen Inhomogenität in dem lichtdurchlässigen Gegenstand geprüft wird; und einen Ermittlungsschritt, in dem anhand der Anwesenheit oder Abwesenheit der Inhomogenität ermittelt wird, ob oder nicht das lichtdurchlässige Substrat Übertragungsstrukturdefekte erzeugt, die auf regionale oder lokale Änderungen optischer Eigenschaften zurückzuführen sind.
  8. Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach Anspruch 7, wobei das Licht mit längerer Wellenlänge als der des Prüflichts eine Wellenlänge von mehr als 200 nm und bis 600 nm aufweist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Hauptfläche des lichtdurchlässigen Substrats nach dem Ermittlungsschritt einem Präzisionspolieren ausgesetzt wird, wodurch man ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling erhält.
  10. Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei beim Einstrahlen des Prüflichts in den lichtdurchlässigen Gegenstand das Prüflicht in einem Zustand in den lichtdurchlässigen Gegenstand eingestrahlt wird, in dem eine Verursachersubstanz, die eine Beschädigung der Oberfläche des lichtdurchlässigen Gegenstands beim Einstrahlen des Prüflichts verursacht, aus der umgebenden Atmosphäre des lichtdurchlässigen Gegenstands entfernt ist.
  11. Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Oberfläche, in die das Prüflicht eingestrahlt wird, eine Seitenfläche ist, die senkrecht zu der Hauptfläche des lichtdurchlässigen Substrats ist, auf der eine Dünnschicht ausgebildet wird, die als Maskenstruktur dienen soll.
  12. Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach Anspruch 11, wobei im Prüfschritt Prüflicht mit einer Strahlform, die größer als die Breite der Seitenfläche ist, in die Oberfläche eingestrahlt wird.
  13. Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die Energie des Prüflichts pro Flächeneinheit mindestens 10 mJ/cm2, aber höchstens 50 mJ/cm2 pro Impuls beträgt.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, wobei auf der Hauptfläche eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling, das durch das Verfahren zur Herstellung eines lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach einem der Ansprüche 7 bis 11 gewonnen wird, eine Dünnschicht ausgebildet wird, die als Maskenstruktur dienen soll, wodurch ein Maskenrohling hergestellt wird.
  15. Verfahren zur Herstellung einer Belichtungsmaske, wobei die Dünnschicht auf dem Maskenrohling nach Anspruch 14 so strukturiert wird, daß auf der Hauptfläche des lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling eine Maskenstruktur ausgebildet wird, wodurch eine Belichtungsmaske hergestellt wird.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, wobei eine durch das Herstellungsverfahren für eine Belichtungsmaske nach Anspruch 15 gewonnene Belichtungsmaske zur Übertragung einer auf einer Belichtungsmaske ausgebildeten Maskenstruktur auf eine Resistschicht benutzt wird, um ein Halbleiterbauelement herzustellen.
  17. Lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling, wobei nach Einstrahlen von Licht mit einer Wellenlänge von höchstens 200 nm von einer Seite der Oberfläche des lichtdurchlässigen Substrats die regional oder lokal innerhalb des lichtdurchlässigen Substrats erzeugte Dämpfung von Licht mit einer längeren als der angegebenen Wellenlänge innerhalb des Maskenstrukturbildungsbereichs des lichtdurchlässigen Substrats höchstens 8%/cm beträgt.
  18. Lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling nach Anspruch 17, wobei das lichtdurchlässige Substrat für einen Maskenrohling ein lichtdurchlässiges Substrat für einen Phasenschiebermaskenrohling ist.
  19. Lichtdurchlässiges Substrat für einen Maskenrohling nach Anspruch 18, wobei die Dämpfung von Licht mit einer längeren als der regional oder lokal innerhalb des lichtdurchlässigen Substrats erzeugten Wellenlänge innerhalb des Maskenstrukturbildungsbereichs des lichtdurchlässigen Substrats höchstens 3%/cm beträgt.
  20. Maskenrohling, wobei auf der Hauptfläche des lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling nach einem der Ansprüche 17 bis 19 eine Dünnschicht, die als Maskenstruktur dienen soll, oder eine Dünnschicht zur Bildung einer Maskenstruktur ausgebildet wird.
  21. Belichtungsmaske, wobei die Dünnschicht, die als Maskenstruktur auf dem Maskenrohling nach Anspruch 20 dienen soll, strukturiert wird, um aus einer Dünnschichtstruktur auf der Hauptfläche des lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling eine Maskenstruktur auszubilden.
  22. Belichtungsmaske, wobei die Dünnschicht zur Bildung einer Maskenstruktur auf dem Maskenrohling nach Anspruch 20 strukturiert wird, um eine Dünnschichtstruktur zu bilden, und die Dünnschichtstruktur als Maske zum Ätzen des lichtdurchlässigen Substrats für einen Maskenrohling benutzt wird, wodurch auf der Hauptfläche des lichtdurchlässigen Substrats eine Maskenstruktur ausgebildet wird.
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