JP2731914B2 - 検査用基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、検査用基板とその製造方法に係り、特に、
フォトマスクブランク等の基板に存在する異物およびピ
ンホール等の微細欠陥について、その個数や大きさ等を
検査する基板表面検査装置の校正用基板として用いて好
適な検査用基板とその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体素子の製造工程で用いられるフォトマスクブラ
ンク等の基板は、その基板表面に塵埃等の異物、および
ピンホール等の微細欠陥が存在しない高品質のものであ
ることが要求される。

そこで、基板表面の微細欠陥の個数や大きさ等を検査
するために、例えばレーザ光を用いる基板表面検査装置
が使用されている。以下、第４図を参照して、ガラスか
らなる遮光性基板１の一主表面上にクロムからなる遮光
性膜２を被着してなるフォトマスクブランク３を検査す
る場合を例に挙げ、前記の基板表面検査装置について説
明する。

この基板表面検査装置は、第４図（ａ）に示すよう
に、フォトマスクブランク３の遮光性膜２上に存在する
異物４について検査をする場合には、レーザ光源５から
レーザ光６をブランク３の表面に向けて照射し、異物４
から散乱する散乱光７を散乱光受光器８により検出す
る。一方、第４図（ｂ）に示すように、ブランク３の遮
光性膜２に発生したピンホール９について検査をする場
合には、レーザ光源５からレーザ光６をブランク３の表
面に向けて照射し、そして、ピンホール９を通過し透光
性基板１の裏面から出射した透過光10を透過光受光器11
により検出する。

以上のような基板表面検査装置においては、散乱光７
の光量は異物４の大きさに対応し、散乱光７を検出した
散乱光受光器８で発生する検出信号の値は異物４の大き
さに対応する。また、透過光10の光量はピンホール９の
大きさに対応し、透過光10を検出した透過光受光器11で
発生する検出信号の値はピンホール９の大きさに対応す
る。すなわち、散乱光受光器８で発生する検出信号の
値、および透過光受光器11で発生する検出信号の値は、
異物４の大きさ及びピンホール９の大きさにそれぞれ対
応する信号値になる。しかし、異なる基板表面検査装置
においては、散乱光受光器８の特性および透過光受光器
11の特性の差違等によって、同一の大きさの異物やピン
ホールについて検査をしたときでも検出される信号値は
各検査装置でそれぞれ異なり、また同一の基板表面検査
装置においても、使用環境の変化等によって、同一の大
きさの異物やピンホールについて検査をしたときでも検
出される信号値は異なってくる。したがって、異なる基
板表面検査装置においては、所定の大きさの異物やピン
ホールに対応した信号値を予めそれぞれ選定すること、
並びに同一の基板表面検査装置においては、その使用に
際して所定の大きさの異物やピンホールに対応した信号
値を予め選定することを行い、基板表面検査装置の校正
（キャリブレーション）やその作動状況の確認をする必
要がある。

そこで、従来、所定の大きさの異物に対応した信号値
を選定するためには、基板上に第１遮光性膜と、該第１
遮光性膜上に形成された第２遮光性膜からなる凸状の異
物パターンを備えた異物検査用基板（例えば特開昭62−
282445号公報参照）が用いられている。また、異物検査
用基板としては、酸化クロム膜を具備してなるフォトマ
スクブランクの表面に、特定粒径の粒子（例えば１μ
ｍ）を含んだ溶液（例：米国ダウケミカル社製ユニフォ
ーム・ラテックス・パーティクルス）を塗布し乾燥して
製作されるものも用いられている。一方、所定の大きさ
のピンホールに対応した信号値を選定するためには、透
光性基板上に被着した遮光性膜に、所定の大きさのピン
ホールを形成したピンホール検査用基板が用いられてい
る。そして、異物検査用基板を用いた後にピンホール検
査用基板を用い、あるいはその逆の順番に各基板を用い
ることにより、所定の大きさの異物およびピンホールに
対応した各信号値を予め選定することを行い、基板表面
検査装置の校正やその作動状況の確認をしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように、従来の検査用基板は、異物検査用と
ピンホール検査用とが別々の基板に構成されている。そ
れ故、基板表面検査装置の校正やその作動状況の確認を
する際、所定の大きさの異物に対応した信号値を選定す
るためには異物検査用基板を、また、所定の大きさのピ
ンホールに対応した信号値を選定するためにはピンホー
ル検査用基板をそれぞれ用いなければならない。このた
め、異物検査用基板とピンホール検査用基板とを交換す
る作業が必要になり、これにより、検査作業者に繁雑な
作業を行わしめることになると共に、基板表面検査装置
の稼働率を低下させ、さらには、各検査基板の交換時に
該検査装置内に塵埃が侵入し被検査物を汚染することも
ある。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので
あり、所定の大きさの異物に対応した信号値と所定の大
きさのピンホールに対応した信号値とを、単一の基板で
選定することができる検査用基板とその製造方法を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記目的を達成するためになされたもので
あり、本発明の検査用基板は、透光性基板上に被着さ
れ、所定のエッチング手段に耐性を有する第１遮光性膜
と、前記所定のエッチング手段によりエッチングされる
第２遮光性膜からなり、かつ前記第１遮光性膜上に形成
された凸状部とを備え、さらに前記第１遮光性膜は、該
第１遮光性膜を穿孔して形成された凹陥部を有すること
を特徴とする。また本発明の検査用基板の製造方法は、
所定のエッチング手段に耐性を有する第１遮光性膜を透
光性基板上に被着した後、前記第１遮光性膜上に第１レ
ジストを塗布し、次いで前記第１レジストを選択的に露
光し現像して第１レジストパターンを形成し、その後、
前記第１レジストパターンをマスクとし前記第１遮光性
膜をエッチングして凹陥部を形成し、次いで前記第１レ
ジストパターンを剥離する工程と、前記凹陥部を形成し
た第１遮光性膜上に第２遮光性膜を被着した後、前記第
２遮光性膜上に第２レジストを塗布し、次いで前記第２
レジストを選択的に露光し現像して第２レジストパター
ンを形成し、その後、前記第２レジストパターンをマス
クとし、前記所定のエッチング手段により前記第２遮光
性膜をエッチングして凸状部を形成し、次いで前記第２
レジストパターンを剥離する工程と、を有することを特
徴とする。

〔作用〕

本発明の検査用基板では、第２遮光性膜からなる凸状
部が異物に、また、第１遮光性膜を穿孔して形成された
凹陥部がピンホールにそれぞれ相当しうる。

また、第１遮光性膜は所定のエッチング手段に耐性を
有し、一方、第２遮光性膜は前記所定のエッチング手段
によりエッチングされる。したがって、第２遮光性膜を
所定のエッチング手段によりエッチングするとき、第１
遮光性膜はエッチングされない。

〔実施例〕

以下、本発明の検査用基板およびその製造方法の実施
例を説明する。

先ず、第１図を参照して、本発明の実施例による検査
用基板12は、ソーダライムガラスからなる透光性基板13
（寸法:5×５×0.09インチ）と、該基板13の一主表面上
に被着された第１遮光性膜14と、この第１遮光性膜14上
に形成された第２遮光性膜からなる凸状部15とを備え、
さらに第１遮光性膜14は、その一部分を透光性基板13の
一主表面に至るまで穿孔して形成された凹陥部16を有し
ている。なお、前記の第１遮光性膜14はチタンからな
り、また第２遮光性膜はクロムからなる。

次に、第２図を参照して、検査用基板12の製造方法に
ついて説明する。

先ず、ソーダライムガラスを所定寸法（５×５×0.09
インチ）に加工した後、このソーダライムガラスの両主
表面を研磨し、次いで純水およびイソプロピルアルコー
ル等により洗浄し、乾燥してソーダライムガラスからな
る透光性基板13を得る。次に、この基板13の一主表面上
にスパッタリング法によりチタンからなる第１遮光性膜
14′（膜厚600Å）を被着し、その後、第１遮光性膜1
4′上に第１のポジ型フォトレジスト17（シップレー社
製 MP−1350、膜厚5000Å）をスピンコート法により塗
布する（第２図（ａ）参照）。

次に、前記凹陥部16に対応したパターンを有するフォ
トマスク18を用い、遠紫外光ないし紫外光19（波長:200
〜450nm）により第１のポジ型フォトレジスト17を選択
的に露光する（第２図（ｂ）参照）。

次に、所定の現像液（MP−1350専用ディベロッパ）を
用い所定時間（70秒）現像処理して、ポジ型フォトレジ
スト17の未露光部分からなる第１のレジストパターン20
を、第１遮光性膜14′上に形成する（第２図（ｃ）参
照）。

次いで、第１遮光性膜14′に対応した所定のエッチン
グガス（四弗化炭素）を用いるプラズマエッチング法に
より、第１レジストパターン20をマスクとし第１遮光性
膜14′を選択的にエッチング（エッチング時間:60秒）
して、凹陥部16を形成する（第２図（ｄ）参照）。な
お、この凹陥部16は、第１遮光性膜14′を透光性基板13
の一主表面に至るまで選択的にエッチングすることによ
り穿孔されている。

続いて、所定のレジスト剥離液（熱濃硫酸、液温90
℃）を用いて第１レジストパターン20を剥離した後、常
温の硫酸中に浸して温度を下げ、次いで水およびイソプ
ロピルアルコール中で順次超音波洗浄し、その後フレオ
ン蒸気中で乾燥して、凹陥部16を有する第１遮光性膜14
を、一主表面上に形成した透光性基板13を得る（第２図
（ｅ）参照）。

次に、凹陥部16を形成した第１遮光性膜14上に、スパ
ッタリング法によりクロムからなる第２遮光性膜21（膜
厚1000Å）を被着し、その後、第２遮光性膜21上に第２
のポジ型フォトレジスト22（シップレー社製 MP−135
0、膜厚5000Å）をスピンコート法により塗布する（第
２図（ｆ）参照）。

次に、前記凸状部15に対応したパターンを有するフォ
トマスク23を用い、前記したと同様の遠紫外光ないし紫
外光19により第２のポジ型フォトレジスト22を選択的に
露光する（第２図（ｇ）参照）。

次いで、所定の現像液（MP−1350専用ディベロッパ）
により所定時間（70秒）現像処理して、ポジ型フォトレ
ジスト22の未露光部分からなる第２のレジストパターン
24を、第２遮光性膜21上に形成する（第２図（ｈ）参
照）。

続いて、第２遮光性膜21に対応した所定のエッチング
液（硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合
水溶液）を用い、第２レジストパターン24をマスクとし
第２遮光性膜21を所定時間（50秒）エッチングして、第
２遮光性膜からなる凸状部15を第１遮光性膜14上に形成
する（第２図（ｉ）参照）。なお、このとき、チタンか
らなる第１遮光性膜14は、クロムからなる第２遮光性膜
21に対応した所定のエッチング液ではエッチングされ
ず、このように第１遮光性膜14は、第２遮光性膜21に対
応した所定のエッチング手段に耐性を有する。また、こ
のとき、凹陥部16内に被着されていた第２遮光性膜21の
部分も良好にエッチング・除去され、第２遮光性膜21の
被着前と同様に凹陥部16が再び露出して形成される。

引き続いて、所定のレジスト剥離液（熱濃硫酸、液温
90℃）を用いて第２レジストパターン24を剥離した後、
常温の硫酸中に浸して温度を下げ、次いで水およびイソ
プロピルアルコール中で順次超音波洗浄し、その後フレ
オン蒸気中で乾燥して、検査用基板12を得た（第２図
（ｊ）参照）。

以上のような検査用基板12において、第１遮光性膜14
は第２遮光性膜21に対応した所定のエッチング液に耐性
を有するので、第２遮光性膜21をエッチングすることに
より凹陥部16を再び露出させた場合、凹陥部16の形状は
変化しない。そして、この凹陥部16の深さh₁は第１遮光
性膜14の膜厚に、その縦・横の各寸法はフォトマスク18
の透光パターンのそれにそれぞれ対応し、凹陥部16は所
定形状に高精度に形成されている。また、第２遮光性膜
21をエッチングすることにより形成された凸状部15は、
第２遮光性膜21を第１遮光性膜14の表面に至るまでエッ
チングして形成されるので、凸状部15の高さh₂は第２遮
光性膜21の膜厚に対応した所定の高さとなり、また、そ
の縦・横の各寸法はフォトマスク23の遮光パターンのそ
れにそれぞれ対応し、したがって凸状部15は所定形状に
高精度に形成されている。

以上のような検査用基板12を用いて基板表面検査装置
の校正やその作動状況の確認を行う場合は、第３図に示
すように、該基板12の凸状部15から散乱する散乱光７を
散乱光受光器８により検出し、また凹陥部16を通過し透
光性基板13の裏面から出射した透過光10を透過光受光器
11により検出し、これにより、所定の大きさの凸状部15
および凹陥部16に対応して受光器８及び11で発生する検
出信号の値をそれぞれ確認・選定し、必要に応じて基板
表面検査装置の校正を行う。なお、第３図において、レ
ーザ光源５から照射されるレーザ光６は走査手段（図示
せず）によって検査用基板12の表面を走査され、また、
散乱光７および透過光10は、集光ミラー等の集光手段
（図示せず）を備えた受光器８及び11によってそれぞれ
検出される。

以上のように、本実施例の検査用基板12によれば、凸
状部15により所定の大きさの異物に対応した信号値を、
また凹陥部16により所定の大きさのピンホールに対応し
た信号値を単一の検査用基板でそれぞれ選定し、基板表
面検査装置の校正やその作動状況の確認をすることがで
きる。このため、異物用とピンホール用とで検査用基板
を交換する必要がなく、効率的に作業を行いうると共に
基板表面検査装置の稼働率を向上させ、さらには、検査
用基板の交換時に該検査装置内に塵埃が侵入し被検査物
を汚染することも抑制される。

なお、この検査用基板12は、基板表面検査装置の校正
用基板として用いて好適であるが、その他の用途に用い
てもよいことは言うまでもない。

本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、以
下に記す変形例ないし応用例を含む。

先ず、検査用基板としては、チタンからなる第１遮光
性膜14上にチタン酸化物からなる反射防止膜を有し、そ
の反射防止膜上に第２遮光性膜からなる凸状部15を具備
してなるものであってもよい。このような検査用基板に
よれば、チタン酸化物からなる反射防止膜の表面反射率
が低下しているので、反射防止膜にレーザ光が照射され
たとき、基板表面検査装置の散乱光受光器で発生するノ
イズ信号強度が低下する。したがって、このような検査
用基板によれば、基板表面検査装置の校正を行う際、そ
の基板表面検査装置において所定の大きさの異物からの
散乱光に対応して生じる検出信号強度を確認することが
容易になる。

また、検査用基板としては、第２遮光性膜（クロム
膜）からなる凸状部15上に、酸化クロムからなる反射防
止膜を具備してなるものであってもよい。

また、検査用基板としては、透光性基板13の周縁近傍
領域の第１遮光性膜14の部分がエッチング等の手段によ
って除去されているものであってもよく、さらに、その
ように第１遮光性膜14の部分を除去する際に、該部分の
第１遮光性膜を選択的に残存させてパターン化し、この
パターンを検査用基板の識別マークとして有しているも
のであってもよい。

また、凸状部15および凹陥部16は直方体、立方体、五
角柱および円柱状等の任意の形状であってよく、また、
それらの個数も必要に応じて１個以上の任意の数をそれ
ぞれ選定してよい。また、凹陥部は、第１遮光性膜14′
を透光性基板13の表面に至るまで完全にエッチングする
ことにより形成される必要はなく、レーザ光等の参照光
を十分に透過しうる厚さの膜を残して穿孔されていても
よい。

次に、前記実施例では、透光性基板はソーダライムガ
ラスからなったが、ソーダライムガラス以外にアルミノ
シリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス
等のガラス、アクリルやポリカーボネート等の合成樹
脂、あるいはサファイア等からなってもよく、また、そ
の寸法・形状も必要に応じて適宜決定してよい。

また、前記実施例では第１遮光性膜はチタン、第２遮
光性膜はクロムからそれぞれなったが、第２遮光性膜の
エッチング手段に耐性を有する第１遮光性膜と、第２遮
光性膜との組合わせさえ図ればよく、第１及び第２遮光
性膜は、例えばクロム、チタン、アルミニウム、シリコ
ン、タングステン、タンタルおよびモリブデンや、これ
らの酸化物、窒化物、ケイ化物および炭化物からそれぞ
れ適宜選択してよい。また、前記実施例の検査用基板12
において、チタンからなる第１遮光性膜14に代えて、酸
化チタン、窒化チタン又は炭化チタンからなる第１遮光
性膜を被着すれば、その第１遮光性膜の表面反射率をチ
タンからなる第１遮光性膜14の表面反射率とは異なる値
にすることができる。さらに、チタンからなる第１遮光
性膜14に代えて、クロム、アルミニウム、シリコン、タ
ングステン、タンタル又はモリブデン等からなる第１遮
光性膜を被着しても、その第１遮光性膜の表面反射率を
チタンからなる第１遮光性膜14の表面反射率とは異なる
値にすることができる。そして、このように検査用基板
における第１遮光性膜の表面反射率を第１遮光性膜の組
成の違いによって種々選択することにより、検査用基板
における第１遮光性膜の表面反射率を被検査基板の表面
反射率と等しくした検査用基板を用いれば、基板表面検
査装置をより高精度に校正することができる。何故なら
ば、被検査基板の表面反射率と検査用基板における第１
遮光性膜の表面反射率とが等しければ、被検査基板にお
ける異物等の欠陥の存在しない表面部分にレーザ光が照
射された場合と、第２遮光性膜からなる凸状部15が存在
しない検査用基板の表面部分にレーザ光が照射された場
合とにおいて、基板表面検査装置で発生するノイズ信号
強度が共に等しいからである。

また、第１遮光性膜をクロム、第２遮光性膜をチタン
とし、所定の工程を経て製作された検査用基板を用いて
基板表面検査装置を校正すれば、特に透光性基板の一主
表面上にクロムからなる遮光性膜を被着してなるフォト
マスクブランクに存在する異物やピンホールについて、
表面検査が適確に行われる。また、第１および第２遮光
性膜14および21の膜厚はそれぞれ適宜決定されうる。ま
た、透光性基板13の一主表面と第１遮光性膜14との間
に、透明導電膜等の透明薄膜を介在させてもよい。

次に、第１および第２遮光性膜の被着方法としては、
スパッタリング法以外にCVD法や真空蒸着法やイオンプ
レーティング法等の成膜方法を採用してもよく、また、
第１および第２レジストはポジ型フォトレジスト以外に
ネガ型フォトレジスト、あるいはポジ型およびネガ型電
子線レジスト等のレジストを用いてもよく、さらに、レ
ジストの塗布方法としてはスプレーコート法やロールコ
ート法等の塗布方法を採用してもよい。また、露光方法
としては、Ｘ線や電子線等による露光方法を採用しても
よい。また、レジストの現像方法としては湿式現像法以
外に、乾式現像法を採用してもよい。

また前記実施例では、第１遮光性膜のエッチング手段
としてプラズマエッチング法を、第２遮光性膜のエッチ
ング手段としてエッチング液を用いる湿式エッチング法
をそれぞれ採用したが、第１および第２遮光性膜のエッ
チング手段はこれに限られず、前記した遮光性膜の組成
に対応した種々のエッチング手段、例えばスパッタエッ
チング法や反応性イオンエッチング法等の乾式エッチン
グ法、あるいは遮光性膜の組成に対応したエッチング液
を用いる湿式エッチング法を採用しうる。

また、レジストパターンの剥離法としては、レジスト
剥離液を用いる湿式法以外に乾式法を採用してもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の検査用基板によれば、例
えば基板表面検査装置を校正をする際に、所定の大きさ
の異物およびピンホールに対応した各信号値を単一の検
査用基板で選定することができ、このため、異物用とピ
ンホール用とで検査用基板を交換する必要がなく、効率
的に作業を行いうると共に基板表面検査装置の稼働率を
向上させる。したがって、本発明の検査用基板は、基板
表面検査装置の校正やその作動状況を確認することに用
いて特に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による検査用基板を示す斜視
図、第２図は本発明の実施例による検査用基板の製造方
法の工程を示す断面図、第３図は本発明の実施例による
検査用基板を用いて基板表面検査装置を校正する状態を
示す図、第４図は基板表面検査装置を用いてフォトマス
クブランクを検査する状態を示す図である。 12……検査用基板、13……透光性基板、14,14′……第
１遮光性膜、15……凸状部、16……凹陥部、17……第１
のポジ型フォトレジスト、18,23……フォトマスク、19
……遠紫外光ないし紫外光、20……第１のレジストパタ
ーン、21……第２遮光性膜、22……第２のポジ型フォト
レジスト、24……第２のレジストパターン。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透光性基板上に被着され、所定のエッチン
   グ手段に耐性を有する第１遮光性膜と、前記所定のエッ
   チング手段によりエッチングされる第２遮光性膜からな
   り、かつ前記第１遮光性膜上に前記第２遮光性膜をエッ
   チングして形成された異物検査用の凸状部とを備え、さ
   らに前記第１遮光性膜は、該第１遮光性膜を穿孔して形
   成されたピンホール検査用の凹陥部を有することを特徴
   とする検査用基板。
2. 【請求項２】所定のエッチング手段に耐性を有する第１
   遮光性膜を透光性基板上に被着した後、前記第１遮光性
   膜上に第１レジストを塗布し、次いで前記第１レジスト
   を選択的に露光し現像して第１レジストパターンを形成
   し、その後、前記第１レジストパターンをマスクとし前
   記第１遮光性膜をエッチングして凹陥部を形成し、次い
   で前記第１レジストパターンを剥離する工程と、 前記凹陥部を形成した第１遮光性膜上に第２遮光性膜を
   被着した後、前記第２遮光性膜上に第２レジストを塗布
   し、次いで前記第２レジストを選択的に露光し現像して
   第２レジストパターンを形成し、その後、前記第２レジ
   ストパターンをマスクとし、前記所定のエッチング手段
   により前記第２遮光性膜をエッチングして凸状部を形成
   し、次いで前記第２レジストパターンを剥離する工程
   と、を有することを特徴とする検査用基板の製造方法。