(57)【要約】【課題】マスクブランク用基板の製造方法において、透光性基板における光学的に不均一な領域の存在を、より適切に検出する。【解決手段】透光性基板を用いてマスクブランク用基板を製造する方法であって、対向する２つの主表面を有する透光性基板を準備する基板準備工程Ｓ１０２と、少なくとも一方の主表面にレーザー光を当てた状態で、透光性基板の一方の主表面を撮影する撮影工程Ｓ２０２と、撮影した主表面の撮影画像に対して画像処理を行い、レーザー光が透光性基板内に存在する光学的に不均一な領域に当たることにより、当該領域から散乱する光の有無を検出する検出工程Ｓ２０４と、検出工程Ｓ２０４で、散乱する光がない透光性基板をマスクブランク用基板として選定する選定工程Ｓ２０６とを有し、画像処理は、遠隔差分によって撮影画像の光量差を求める処理を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板を用いてマスクブランク用基板を製造する方法であって、
対向する２つの主表面を有する透光性基板を準備する工程と、
少なくとも一方の前記主表面にレーザー光を当てた状態で、前記透光性基板の一方の主表面を撮影する撮影工程と、
前記撮影した主表面の撮影画像に対して画像処理を行い、レーザー光が前記透光性基板内に存在する光学的に不均一な領域に当たることにより、当該領域から散乱する光の有無を検出する検出工程と、
前記検出工程で、散乱する光がない透光性基板をマスクブランク用基板として選定する選定工程とを有し、
前記画像処理は、遠隔差分によって撮影画像の光量差を求める処理を含む
ことを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。
【請求項２】
前記撮影工程は、レーザー光を透光性基板内に導入させ、２つの主表面の間で全反射を繰り返させながら前記透光性基板内を伝播させた状態で、前記透光性基板の一方の主表面を撮影し、
前記検出工程は、前記撮影した主表面の撮影画像に対して画像処理を行い、前記透光性基板内を伝播するレーザー光が前記透光性基板内に存在する光学的に不均一な領域に当たることにより、いずれかの主表面から漏出する光の有無を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載のマスクブランク用基板の製造方法。
【請求項３】
前記透光性基板は、前記対向する主表面の外縁に端面を有し、前記主表面と前記端面とが交差する角部にはそれぞれ面取り面を備えており、
前記レーザー光を導入する面は、いずれかの面取り面である
ことを特徴とする請求項２に記載のマスクブランク用基板の製造方法。
【請求項４】
前記レーザー光を導入する面と、前記透光性基板を撮影する主表面は、鏡面に研磨されている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のマスクブランク用基板の製造方法。
【請求項５】
前記撮影工程は、前記少なくとも一方の主表面に、前記透光性基板の外側からレーザー光を照射することを特徴とする請求項１に記載のマスクブランク用基板の製造方法。
【請求項６】
前記画像処理は、前記撮影画像の処理対象画素と、該画素とは隣接しない画素との間の光量差を算出することで、撮影画像の光量分布を作成する処理であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
【請求項７】
前記画像処理は、前記撮影画像において、処理対象画素と、検出の対象となる欠陥のサイズの２倍以上の距離に対応する画素数分以上前記処理対象画素から離れた画素との光量差を算出することで、撮影画像の光量分布を作成する処理である
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
【請求項８】
透光性基板を用いてマスクブランク用基板を製造する方法であって、
対向する２つの主表面を有する透光性基板を準備する工程と、
レーザー光を透光性基板内に導入させ、２つの主表面の間で全反射を繰り返させながら前記透光性基板内を伝播させた状態で、前記透光性基板の一方の主表面を撮影する撮影工程と、
前記撮影した主表面の撮影画像に対して画像処理を行い、前記透光性基板内を伝播するレーザー光が前記透光性基板内に存在する光学的に不均一な領域に当たることにより、いずれかの主表面から漏出する光の有無を検出する検出工程と、
前記検出工程で、漏出する光がない透光性基板をマスクブランク用基板として選定する選定工程とを有し、
前記画像処理は、遠隔差分によって撮影画像の光量差を求める処理を含む
ことを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法で製造されたマスクブランク用基板の主表面に、パターン形成用薄膜を形成する工程を有する
ことを特徴とするマスクブランクの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの前記パターン形成用薄膜に転写パターンを形成する工程を有する
ことを特徴とする転写用マスクの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の転写用マスクを用い、半導体ウェハ上に回路パターンを形成する
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法、及び半導体デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ技術では、ガラス基板等の透光性基板上にパターンが形成された薄膜を備えた構成の転写用マスクを用い、転写用マスクを透過した露光光を対象物（半導体ウェハ上のレジスト膜等）に照射することでパターンが転写される。転写用マスク及びその原板となるマスクブランクに用いられる透光性基板には、露光光の光量低下を引き起こす光学的不均一領域がないものを使用する必要がある。
【０００３】
しかし、マスクブランクの製造に用いられる透光性基板は、主表面を研磨する工程等で主表面にキズ等の凹欠陥ができてしまうことがある。また、透光性基板の形状に切り出す前のガラスインゴットの段階で内部に気泡や異物が混入していたり、内部脈理が生じていることもある。このような欠陥が存在する透光性基板の主表面にパターン形成用の薄膜を形成してマスクブランクを製造し、更にそのマスクブランクの薄膜にドライエッチング等で転写パターンを形成して転写用マスクを作成した場合、その欠陥が存在する部分に薄膜が除去された転写パターンが存在しない部分（白部分）が配置されてしまうと、欠陥に起因する転写不良が生じるおそれがある。このため、所定値以上の大きさの凹欠陥等や内部脈理が存在する透光性基板は、排除されることが好ましい。
【０００４】
このような問題に関し、従来、主表面が研磨された後の透光性基板に対し、主表面に存在する凹欠陥等や内部に存在する光学的に不均一な部分（気泡、異物、内部脈理等）である内部欠陥の有無を検査する方法が、特許文献１に開示されている。この検査方法は、レーザー光の透光性基板の内部に入射する角度を、その入射したレーザー光が透光性基板の内部を透過して主表面に当たったときに全反射する条件に設定し、透光性基板の内部においてレーザー光が主表面や端面で全反射を繰り返すようにしている。そして、そのレーザー光が凹欠陥や内部欠陥が存在している部分に当たり、全反射条件から逸脱してしまうことによって、透光性基板から漏れ出てくる光を検出することで、透光性基板の凹欠陥や内部欠陥の有無を検査するものである。また、その漏れ出る光の検出には主表面をＣＣＤによって撮影し、その撮像画像を画像処理することで凹欠陥や内部欠陥を検出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２４２００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニングにおける更なるパターン微細化の要望が高まっており、これに対応するため、露光転写に用いる露光光の短波長化及び高出力化が進んでいる。具体的には、露光波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー等の、波長が２００ｎｍ以下のレーザー光が用いられるようになってきている。また、これに伴い、透光性基板の欠陥検出についても、より高い精度が求められている。
【０００７】
これに対し、特許文献１に開示されている透光性基板の検査方法では、欠陥等の種類や状態によっては、高い精度での検出が難しくなる場合も考えられる。例えば内部欠陥に起因する光が漏れ出る場合、光量が減衰した状態で検査光が主表面から出射する場合がある。また、その結果、ＣＣＤで撮影される主表面の画像でのコントラストが低くなってしまうことがある。
【０００８】
また、検査のスループットを向上させるためには、ＣＣＤで一度に撮影する透光性基板の主表面の領域を広くすることが望ましい。しかし、ＣＣＤでの撮影画像は、ＣＣＤのレンズ系のフォーカス位置（焦点位置）から離れていくに従い、像がぼやける傾向がある。そのため、主表面のレーザー光が漏れ出た部分がＣＣＤでの撮影画像の焦点から離れた位置になると、漏れ出た光の像がぼやけコントラストが低くなってしまう。
【０００９】
ここで、上記において説明をした透光性基板の検査方法において、欠陥の有無の判定は、通常、コンピュータアルゴリズム（機械）よって自動的に行う。また、この検査方法において用いられる画像処理（画像解析）では、画像内の画素（ピクセル）間の差分処理（微分処理）を行って、画像に映っているものの形状を認識する場合がある。そして、この画像処理においては、通常、画像に映っている対象物の正確な形状を把握する必要があるため、エッジ検出を優先する。そのため、より細かい差分を求める必要があり、通常、隣接する画素との光量差を求める差分を算出する。
【００１０】
しかし、このような従来の画像解析での差分処理を行った場合、隣接する画素との光量差が小さい場合、光量差が検出の閾値に達しないため、そのもの自体を認識することができなくなる場合がある。つまり、漏れ出たレーザー光を見落という問題が生じるおそれがある。また、閾値自体を低くすると、今度は目視では欠陥が存在していないと判断されるにもかかわらず、機械での自動判定ではノイズを拾ってしまい、欠陥が存在すると判定してしまう場合がある。
【００１１】
そして、本願の発明者は、鋭意研究の結果、より具体的に、例えば、透光性基板の表面において周辺と比べてわずかに盛り上がるような欠陥（シミ）や、境界がはっきりしない状態で透光性基板の表面が荒れている欠陥（モヤ）等の場合、従来の画像処理では、漏れ出たレーザー光の見落としが生じやすいことを見出した。また、露光光の波長が２００ｎｍ以下に短波長化した場合、マスクブランク用基板として用いる透光性基板においては、このような欠陥も適切に検出することが必要であることを見出した。
【００１２】
そのため、従来、画像のコントラストが低い場合や、従来の画像解析では見落としてしまう欠陥等が存在する場合にも、適切に欠陥等を検出できる方法が望まれていた。そこで、本発明は、上記の課題を解決できるマスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法、及び半導体デバイス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】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）透光性基板を用いてマスクブランク用基板を製造する方法であって、対向する２つの主表面を有する透光性基板を準備する工程と、少なくとも一方の主表面にレーザー光を当てた状態で、透光性基板の一方の主表面を撮影する撮影工程と、撮影した主表面の撮影画像に対して画像処理を行い、レーザー光が透光性基板内に存在する光学的に不均一な領域に当たることにより、当該領域から散乱する光の有無を検出する検出工程と、検出工程で、散乱する光がない透光性基板をマスクブランク用基板として選定する選定工程とを有し、画像処理は、遠隔差分によって撮影画像の光量差を求める処理を含む。
【００１４】
このようにした場合、撮影画像の画素（ピクセル）間の階調差（光量差）の算出を、隣接する画素間で行うのではなく、所定の画素数だけ離れた２つの画素間で行う（遠隔差分で算出する）こととなる。これにより、２つの画素間の階調差が、隣接する画素間で算出する（近接差分で算出する）場合と比べて強調され、散乱光を検出しやすくなる。
【００１５】
そのため、このようにすれば、例えば、透光性基板において光学的に不均一な領域の存在を、より適切に検出できる。より具体的には、例えば、撮影画像のコントラストが低い場合であっても、透光性基板において光学的に不均一な領域の存在を適切に検出できる。また、シミやモヤ等の、撮影画像において隣接する画素間の光量差が小さくなる欠陥等についても、検出が可能となる。また、これにより、選定工程において、マスクブランク用基板の選定を適切に行うことができる。
【００１６】
尚、主表面にレーザー光を当てた状態とは、透光性基板の内側から当てる場合と、透光性基板の外側から当てる場合とを含む。透光性基板の内側から当てる場合とは、例えば、特許文献１に開示されている透光性基板の検査方法と同様に、透光性基板の内部においてレーザー光が主表面や端面で全反射を繰り返す場合である。また、透光性基板の外側から当てる場合とは、例えば、透光性基板の外側から直接レーザー光を主表面へ照射する場合である。
【００１７】
（構成２）撮影工程は、レーザー光を透光性基板内に導入させ、２つの主表面の間で全反射を繰り返させながら透光性基板内を伝播させた状態で、透光性基板の一方の主表面を撮影し、検出工程は、撮影した主表面の撮影画像に対して画像処理を行い、透光性基板内を伝播するレーザー光が透光性基板内に存在する光学的に不均一な領域に当たることにより、いずれかの主表面から漏出する光の有無を検出する。
【００１８】
このようにした場合、２つの主表面の間で全反射を繰り返すレーザー光は、実質的に、光学的に不均一な領域で全反射条件から逸脱する状態になった場合にのみ、いずれかの主表面から漏れ出すこととなる。従って、このようにすれば、例えば、透光性基板から漏れ出てくる光を検出することで、透光性基板の各種欠陥等を、高い精度でより適切に検出できる。
【００１９】
（構成３）透光性基板は、対向する主表面の外縁に端面を有し、主表面と端面とが交差する角部にはそれぞれ面取り面を備えており、レーザー光を導入する面は、いずれかの面取り面である。このようにすれば、例えば、２つの主表面の間で全反射を繰り返させる条件を満たしつつ、レーザー光を透光性基板内に適切に導入できる。
【００２０】
（構成４）レーザー光を導入する面と、透光性基板を撮影する主表面は、鏡面に研磨されている。このようにすれば、例えば、透光性基板内に導入したレーザー光について、全反射を繰り返す条件をより適切に満たすことができる。
【００２１】
（構成５）撮影工程は、少なくとも一方の主表面に、透光性基板の外側からレーザー光を照射する。
【００２２】
このようにした場合も、例えば、透光性基板の主表面の各位置におけるレーザー光に対する応答を撮影画像により検知することにより、透光性基板において光学的に不均一な領域の存在を適切に検出できる。また、これにより、選定工程において、マスクブランク用基板の選定を適切に行うことができる。
【００２３】
（構成６）画像処理は、撮影画像の処理対象画素と、該画素とは隣接しない画素との間の光量差を算出することで、撮影画像の光量分布を作成する処理である。このようにすれば、例えば、遠隔差分を用いた画像処理を適切に行うことができる。
【００２４】
（構成７）画像処理は、撮影画像において、処理対象画素と、検出の対象となる欠陥のサイズの２倍以上の距離に対応する画素数分以上処理対象画素から離れた画素との光量差を算出することで、撮影画像の光量分布を作成する処理である。このようにすれば、例えば、遠隔差分を用いた画像処理により、検出の対象となる欠陥をより適切に検出できる。
【００２５】
尚、欠陥のサイズとは、例えば、透光性基板内に存在する光学的に不均一な領域が広がる範囲である。欠陥のサイズとしては、例えば、欠陥の長手方向の長さを用いることができる。また、検出の対象となる欠陥のサイズとは、検出工程で検出しようとする欠陥のサイズの範囲のうち、最大のサイズであってよい。
【００２６】
（構成８）透光性基板を用いてマスクブランク用基板を製造する方法であって、対向する２つの主表面を有する透光性基板を準備する工程と、レーザー光を透光性基板内に導入させ、２つの主表面の間で全反射を繰り返させながら透光性基板内を伝播させた状態で、透光性基板の一方の主表面を撮影する撮影工程と、撮影した主表面の撮影画像に対して画像処理を行い、透光性基板内を伝播するレーザー光が透光性基板内に存在する光学的に不均一な領域に当たることにより、いずれかの主表面から漏出する光の有無を検出する検出工程と、検出工程で、漏出する光がない透光性基板をマスクブランク用基板として選定する選定工程とを有し、画像処理は、遠隔差分によって撮影画像の光量差を求める処理を含む。
【００２７】
このようにした場合、２つの主表面の間で全反射を繰り返すレーザー光は、実質的に、光学的に不均一な領域で全反射条件から逸脱する状態になった場合にのみ、主表面から漏れ出すこととなる。そのため、このようにすれば、例えば、透光性基板から漏れ出てくる光を検出することで、透光性基板の各種欠陥等を、高い精度で適切に検出できる。
【００２８】
（構成９）マスクブランクの製造方法であって、構成１から８のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法で製造されたマスクブランク用基板の主表面に、パターン形成用薄膜を形成する工程を有する。このようにすれば、高い精度で選定されたマスクブランク用基板を用いることができる。また、これにより、精度の高いマスクブランクを適切に製造できる。
【００２９】
（構成１０）転写用マスクの製造方法であって、構成９に記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクのパターン形成用薄膜に転写パターンを形成する工程を有する。このようにすれば、高い精度で製造されたマスクブランクを用いることができる。また、これにより、精度の高い転写用マスクを適切に製造できる。
【００３０】
（構成１１）構成１０に記載の転写用マスクを用い、半導体ウェハ上に回路パターンを形成する。このようにすれば、高い精度で製造された転写用マスクを用いることができる。また、これにより、半導体ウェハ上に回路パターンを高い精度で形成できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、例えば、マスクブランク用基板の製造方法において、透光性基板における光学的に不均一な領域の存在を、より適切に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係るマスクブランク用基板を製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図２】検査工程Ｓ１０４について更に詳しく説明する図である。図２（ａ）は、検査装置１００の構成の一例を示す。図２（ｂ）は、透光性基板１０に導入されるレーザー光の様子の一例を示す図である。
【図３】画像処理の対象となる撮影画像を撮影するＣＣＤ１０２の詳細な構成の一例を示す図である。
【図４】画像処理装置１０６において行う画像処理について説明をする図である。図４（ａ）は、参考として本例の画像処理装置１０６とは異なる方法で行う画像処理を説明する図である。図４（ｂ）は、本例の画像処理装置１０６において行う画像処理について説明をする図である。
【図５】遠隔差分を用いた画像処理を行う効果について説明をする図である。
【図６】透光性基板１０を用いて製造されるマスクブランク２０及び転写用マスク３０の一例を示す図である。
【図７】第１の実験例について説明する図である。
【図８】第２の実験例について説明する図である。
【図９】撮影工程Ｓ２０２及び検出工程Ｓ２０４で行う検査の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るマスクブランク用基板を製造方法の一例を示すフローチャートである。本例において、マスクブランク用基板を製造方法は、透光性基板を用いてマスクブランク用基板を製造する方法であって、基板準備工程Ｓ１０２、及び、検査工程Ｓ１０４を備える。
【００３４】
基板準備工程Ｓ１０２は、対向する２つの主表面を有する透光性基板を準備する工程であり、マスクブランク用基板となるように加工された透光性基板を準備する。基板準備工程Ｓ１０２は、公知の方法と同一又は同様の方法により、マスクブランク用基板となる透光性基板を準備する工程であってよい。透光性基板としては、例えば透光性の合成石英ガラス基板を用いることが好ましい。また、本例において、透光性基板として、反射型マスクブランクの基板として使用される低熱膨張ガラスを用いることもできる。この低熱膨張ガラスとしては、例えば、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２ガラス等が挙げられる。
【００３５】
本例において、基板準備工程Ｓ１０２においては、先ず、透光性の合成石英ガラスインゴットから、所定形状及び寸法の合成石英ガラス基板を切り出す。切り出される合成石英ガラス基板の形状は、四角形状の上下の主表面と、両主表面と直交して、両主表面の各辺をつなぐ４つの側面とを有する形状である。
【００３６】
そして、合成石英ガラス基板の両主表面と、直交する各側面との間に、面取り加工を施し、面取り面を形成する。尚、以下においては、面取り加工後の合成石英ガラス基板において、側面のうち、面取り加工がされず、両主表面と直交している部分を端面と呼ぶ。
【００３７】
そして、本例においては、更に、合成石英ガラス基板の両主表面、各端面、及び各面取り面を全て鏡面に研磨する。鏡面研磨により、例えば、合成石英ガラス基板の両主表面の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）を約０．５ｎｍ以下とし、各端面及び各面取り面の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）を約２ｎｍ以下とする。また、主表面の表面粗さは、自乗平均平方根粗さ（Ｒｑ）で０．２ｎｍ以下とすることが好ましい。また、基板準備工程Ｓ１０２において、更に、主表面や端面に対し、精密研磨や超精密研磨を行ってもよい。なお、この鏡面研磨が行われた後における合成石英ガラス基板の寸法は、例えば、約１５２．１ｍｍ×約１５２．１ｍｍ×約６．２５ｍｍである。以上により、基板準備工程Ｓ１０２は、次の検査工程Ｓ１０４での検査対象となる透光性基板を準備する。
【００３８】
検査工程Ｓ１０４は、基板準備工程Ｓ１０２で準備された透光性基板の検査を行う工程である。本例において、検査工程Ｓ１０４は、透光性基板内における光学的に不均一な領域の有無を検査する工程であり、撮影工程Ｓ２０２、検出工程Ｓ２０４、及び選定工程Ｓ２０６を有する。
【００３９】
撮影工程Ｓ２０２は、少なくとも一方の主表面にレーザー光を当てた状態で、透光性基板の一方の主表面を撮影する工程である。また、本例において、撮影工程Ｓ２０２は、透光性基板の内側から主表面にレーザー光を当てた状態で撮影を行う工程であり、レーザー光を透光性基板内に導入させ、２つの主表面の間で全反射を繰り返させながら透光性基板内を伝播させた状態で、透光性基板の一方の主表面を撮影する。より具体的に、撮影工程Ｓ２０２は、例えば、特許文献１に開示されている透光性基板の検査方法と同様にして、透光性基板の内部においてレーザー光が主表面や端面で全反射を繰り返させ、撮影を行う。
【００４０】
検出工程Ｓ２０４は、撮影工程Ｓ２０２で撮影された撮影画像に基づき、透光性基板内における光学的に不均一な領域を検出する工程である。本例において、検出工程Ｓ２０４は、撮影した主表面の撮影画像に対して画像処理を行い、透光性基板内を伝播するレーザー光が透光性基板内（透光性基板の内部のほか、主表面近傍の領域を含む）に存在する光学的に不均一な領域に当たることにより、いずれかの主表面から漏出する光の有無を検出する。
【００４１】
より具体的には、検出工程Ｓ２０４は、例えば、透光性基板内におけるキズ等の光学的に不均一な領域から散乱し、その結果、透光性基板の外へ漏出する光の有無を検出する。また、検出工程Ｓ２０４は、更に、基板内部の脈理等の光学的に不均一な領域について、脈理等によりレーザー光の光路が屈折することで主表面の境界に入る入射角度が全反射条件から崩れ、その結果、透光性基板の外へ漏出する光の有無を検出する。
【００４２】
また、本例において、検出工程Ｓ２０４は、撮影画像に対する画像処理として、隣接しない画素（ピクセル）間の光量差を求める遠隔差分によって撮影画像の光量差を求める処理を含む画像処理を行う。より具体的には、この画像処理は、例えば、撮影画像の処理対象画素と、該画素とは隣接しない画素との間の光量差を算出することで、撮影画像の光量分布を作成する処理である。
【００４３】
尚、検出工程Ｓ２０４は、例えば、透光性基板内に導入したレーザー光と同一波長の光の有無を検出してもよい。このようにすれば、例えば、光学的に不均一な領域の影響で透光性基板の主表面から漏出する光を、より適切に検出できる。
【００４４】
選定工程Ｓ２０６は、検査工程Ｓ１０４において合格となる透光性基板をマスクブランク用基板として選定する工程である。本例において、選定工程Ｓ２０６は、検出工程Ｓ２０４の結果に基づき、光学的に不均一な領域での散乱等により主表面から漏出する光がない透光性基板を、マスクブランク用基板として選定する。
【００４５】
ここで、撮影工程Ｓ２０２において、透光性基板の２つの主表面の間で全反射を繰り返すレーザー光は、実質的に、光学的に不均一な領域で全反射条件から逸脱する状態になった場合にのみ漏れ出すこととなる。そのため、本例によれば、検出工程Ｓ２０４で透光性基板から漏れ出てくる光を検出することで、透光性基板の各種欠陥等を、高い精度で適切に検出できる。また、これにより、選定工程Ｓ２０６において、マスクブランク用基板を適切に選定できる。そのため、本例によれば、例えば、欠陥を持った透光性基板を迅速・適切に排除し、マスクブランク用基板の生産性を向上させることができる。
【００４６】
尚、検査工程Ｓ１０４においては、マスクブランク用基板を選定する各種公知の検査を、更に行ってもよい。また、検査工程Ｓ１０４においてマスクブランク用基板として選定されなかった透光性基板に対し、再度の鏡面研磨等の再生処理を行ってもよい。この場合、再生処理後の透光性基板に対し、再度、検査工程Ｓ１０４を行うことが好ましい。
【００４７】
図２は、検査工程Ｓ１０４（図１参照）について更に詳しく説明する図である。最初に、検査工程Ｓ１０４を行うための検査装置１００の構成を説明する。図２（ａ）は、検査装置１００の構成の一例を示す。本例において、検査装置１００は、透光性基板１０内にレーザー光を導入して透光性基板１０の不均一性を検査する装置であり、レーザー光源１１０、複数のミラー１１２、テーブル１１４、駆動手段１１６、レンズ系１０８、ＣＣＤ１０２、Ａ／Ｄ変換器１０４、及び画像処理装置１０６を備える。
【００４８】
レーザー光源１１０は、透光性基板１０内に導入するレーザー光を発生する光源である。レーザー光源１１０としては、例えば、検査装置１００により検出しようとする欠陥のサイズに応じた波長のレーザー光を発生する光源を用いることが好ましい。
【００４９】
例えば、マスクブランク用基板から製造される転写マスクにおいて、１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー等の波長が２００ｎｍ以下のレーザー光を露光波長として用いる場合、波長４８８ｎｍ（青色）のレーザーや、波長５１５ｎｍ（緑色）のレーザー等を好適に用いることができる。また、レーザー光源１１０は、これらの両方のレーザー光を出力するマルチライン型のレーザー光源であってもよい。このように構成すれば、高い出力のレーザー光を適切に出力できる。レーザー光のビーム径は、例えば０．７ｍｍ程度（例えば、０．５〜０．９ｍｍ）、ビームの広がり角は１ｍｒａｄ程度（例えば、０．５〜１．５ｍｒａｄ）とすることが好ましい。また、レーザー光源１１０が発生するレーザー光の波長は、マスクブランク用基板から製造される転写マスクにおいて用いられる露光波長と同じであってもよい。
【００５０】
複数のミラー１１２は、レーザー光源１１０からのレーザー光を反射して透光性基板１０へ導入する鏡である。本例において、複数のミラー１１２は、レーザー光源１１０及び透光性基板１０に対して角度を調整可能に設けられており、透光性基板１０へ入射するレーザー光の角度を、透光性基板１０の２つの主表面の間で全反射を繰り返させる条件を満たすように調整する。
【００５１】
テーブル１１４は、レーザー光源１１０、及び複数のミラー１１２を保持する台である。また、駆動手段１１６は、透光性基板１０に対して相対的にテーブル１１４を移動させる。
【００５２】
尚、本例において、透光性基板１０は、例えば公知の基板ホルダーにより、所定位置に固定して保持される。駆動手段１１６は、固定されたレーザー光源１１０に対してテーブル１１４を移動させることにより、透光性基板１０へレーザー光が入射する位置を変化させる。これにより、駆動手段１１６は、透光性基板１０の一辺の方向にレーザー光を平行移動させ、透光性基板１０においてレーザー光が通る位置を順次変化させる。
【００５３】
レンズ系１０８は、透光性基板１０の主表面の撮像用のレンズである。本例において、レンズ系１０８は、透光性基板１０からの漏出光をＣＣＤ１０２に結像する結像光学系であり、透光性基板１０の一方の主表面に焦点を合わせた状態で、透光性基板１０とＣＣＤ１０２との間に設けられる。ＣＣＤ１０２は、撮影工程Ｓ２０２（図１参照）において透光性基板１０の一方の主表面を撮影するための撮像素子である。
【００５４】
尚、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）は、透光性基板１０の主表面を撮影可能な撮像素子の一例である。この撮像素子としては、ＣＣＤに代えて、２次元エリアセンサとしての機能を有する各種センサを用いることもできる。例えば、ＣＣＤに代えて、ＣＭＯＳイメージセンサ等を用いてもよい。また、フォトマルチプライヤー等を用いることも考えられる。
【００５５】
Ａ／Ｄ変換器１０４は、ＣＣＤ１０２により検出されるアナログ信号をデジタル信号に変換する変換器である。本例において、Ａ／Ｄ変換器１０４は、変換したデジタル信号を、画像処理装置１０６へ伝達する。
【００５６】
画像処理装置１０６は、ＣＣＤ１０２により撮影された撮影画像に対する画像処理を行う装置である。本例において、画像処理装置１０６は、例えばコンピュータであり、Ａ／Ｄ変換器１０４を介してＣＣＤ１０２から受け取る信号に基づき、検出工程Ｓ２０４（図１参照）における画像処理を行う。また、画像処理装置１０６は、画像処理の結果に基づき、更に、選定工程Ｓ２０６（図１参照）におけるマスクブランク用基板の選定を行う。尚、画像処理装置１０６において行う画像処理については、後に更に詳しく説明する。
【００５７】
続いて、透光性基板１０に導入されるレーザー光の様子について、更に詳しく説明をする。図２（ｂ）は、透光性基板１０に導入されるレーザー光の様子の一例を示す図である。
【００５８】
図１に関連して説明したように、本例において、透光性基板１０は、対向する主表面３０２の外縁に端面３０４（Ｔ面）を有し、主表面３０２と端面３０４とが交差する角部にはそれぞれ面取り面３０６（Ｃ面）を備えている。そして、本例においては、面取り面３０６が、透光性基板１０へのレーザー光の導入面となる。
【００５９】
また、検査装置１００は、複数のミラー１１２によりレーザー光の入射角度及び位置を調整することにより、いずれかの面取り面３０６から、レーザー光を導入する。これにより、例えば、２つの主表面３０２の間で全反射を繰り返させる条件を満たしつつ、レーザー光を透光性基板１０内により適切に導入できる。
【００６０】
また、主表面３０２、端面３０４、及び面取り面３０６は、鏡面に研磨されている。そのため、本例によれば、例えば、透光性基板１０内に導入したレーザー光について、２つの主表面３０２の間での全反射を適切に繰り返させることができる。
【００６１】
尚、本例のように、導入面（面取り面３０６）が鏡面研磨されている場合、導入されたレーザー光は導入面による拡散を受けず、平行光のまま光が伝播される。そのため、以下に説明する全反射の状態において、全反射面である主表面３０２、及び折返し面である端面３０４に入射する光の全てが全反射される。また、その結果、透光性基板１０内の光学的な不均一部分と均一部分におけるレーザー光の応答もより臨界的となり、コントラストが向上する。
【００６２】
一方、導入面が研磨されていない場合、導入面で光が拡散し、複数方向の光が伝播する。この場合、それぞれの光線軌跡が予想できないため、全反射の条件を満たすことが困難になる。但し、透光性基板１０に導入するレーザー光について、少なくとも最初に当たる主表面３０２においてレーザー光の全てが全反射するようにレーザー光を導入できるのであれば、面取り面３０６を鏡面研磨しないことも考えられる。例えば、導入面となる粗面の面取り面３０６に対して、疑似鏡面を形成するために透光性基板１０と同じ屈折率を有するマッチングオイル等を塗布すること等によっても、全反射の条件を満たしてレーザー光を導入し得る。
【００６３】
ここで、本例において、透光性基板１０内に入射したレーザー光は、透光性基板１０の主表面３０２及び端面３０４で全反射を繰り返し、透光性基板１０内にほぼ閉じ込められたような状態となる。ほぼ閉じ込められた状態というのは、導入されたレーザー光が透光性基板１０内を伝播し、導入面である面取り面３０６に入射されるまで、すなわち、主表面３０２及び端面３０４に入射される限りでは、透光性基板１０内を全反射を繰り返して伝播し続けることを意味する。
【００６４】
そのため、例えば図２（ｂ）に示すように、透光性基板１０の厚さ方向をＺ方向、レーザー光の導入面である面取り面３０６を主表面３０２との間に挟む端面３０４と直交する方向をＹ方向、Ｚ方向及びＹ方向と直交する方向をＸ方向とした場合、主表面３０２間で反射を繰り返すことでＹ方向へ進むように入射されたレーザー光は、透光性基板１０をＹ方向に切断したときの一断面（ＹＺ断面）状の領域（被検査領域）に行き渡るように、光自身の全反射による伝播によって、際限なく走査される。これにより、透光性基板１０内に導入されたレーザー光は、透光性基板１０内にほぼ閉じ込められたような状態となる。
【００６５】
すなわち、透光性基板１０の被検査領域にキズ等の不均一部分がなければ、透光性基板１０内に導入したレーザー光は、表面で全反射を繰り返して透光性基板１０内に光が閉じ込められる（レーザー光が行き渡る）形になる。そのため、この場合、レーザー光は、主表面３０２及び端面３０４において、実質的に外部へは漏出しない。
【００６６】
一方、例えば研磨時の異物混入等によって透光性基板１０の表面にキズ等がある場合、その位置においては全反射条件が満足されず、そのキズに対応する部分から光が漏れ出ることとなる。また、ガラスの脈理等に特徴的な、透過率は同じで屈折率だけが違う欠陥が存在する場合にも、屈折率の違うところで本来の軌道（光路）を外れ、透光性基板１０外部へ漏れ出すこととなる。すなわち、透光性基板１０内に光学的に不均一部分があると、本来均一ならば通る光路（経路）を外れることとなり、全反射条件が満足されず、透光性基板１０の表面から光が漏れ出す。
【００６７】
そのため、上記の構成で透光性基板１０から漏出する光の有無を検出することにより、先ず、透光性基板１０の主表面３０２側から見て１ライン状の被検査領域について、透光性基板１０内における光学的に不均一な領域を適切に検出できる。
【００６８】
また、本例においては、駆動手段１１６でテーブル１１４を移動させることにより、透光性基板１０に入射するレーザー光をＸ方向へ平行移動させる。これにより、１ライン状の被検査領域を順次Ｘ方向へずらし、その被検査領域内における光学的に不均一な領域を検出する。そのため、本例によれば、透光性基板１０全域について、光学的な不均一性の検査を適切に行うことができる。
【００６９】
尚、透光性基板１０へレーザー光を導入する角度等の条件については、例えば特許文献１に開示されているような、公知の方法と同様の条件を用いることができる。より具体的には、例えば、導入するレーザー光の波長λに対する透光性基板１０の屈折率をｎｔ、透光性基板１０と接触する外側媒質（大気）の屈折率ｎｉとし、透光性基板１０内にレーザー光が入射してから最初に当たる主表面３０２に入射する光の角度をθｉとするとき、θｉは主表面３０２において、ｓｉｎθｃ＝ｎｉ／ｎｔで表される臨界角θｃ以上となり、かつ、端面３０４において（９０°−θｉ）がこの臨界角θ以上となるように、導入面からレーザー光を導入すればよい。
【００７０】
このように構成すれば、幾何光学的にレーザー光が漏出する特異点が主表面３０２及び端面３０４において実質的に存在しないこととなり、透光性基板１０内に実質的に光を閉じ込めることができる。また、これにより、面取り面３０６からのみ導入したレーザー光が出射するように、レーザー光を適切に導入できる。
【００７１】
ここで、幾何光学的にとしているのは、透光性基板１０の材料固有の性質による光学的変化によってもたらされた光、例えば、レイリー散乱光等をここでは考慮しないためである。また、特異点が実質的に存在しないとしているのは、レーザー光自体の広がり角の影響により、主表面３０２及び端面３０４で何回も全反射を繰り返した後、ごくわずかなレーザー光が全反射条件を満足しなくなり、透光性基板１０の外に漏出することが考えられるためである。但し、このレーザー光自体の広がり角による漏出光は、透光性基板１０の表面に沿った方向に漏出するため、ＣＣＤ１０２には検出されず、検出感度には影響しない。
【００７２】
また、本例において、透光性基板１０に対するレーザー光の入射角θｉを確認したい場合、例えば、図２（ｂ）において破線で示した光学部材１２０のようなくさび状の透光性部材を、透光性基板１０の主表面上にマッチングオイルなどを介して設置すればよい。このようにすれば、光学部材１２０から出射する光の屈折角γや光学部材１２０の頂角等から、入射角θｉを求めることができる。光学部材１２０のような部材は、例えば、透光性基板１０内にレーザー光を導入するための入射窓として用いることもできる。このようにすれば、透光性基板１０の面取り面３０６以外からレーザー光を導入することもできる。
【００７３】
また、本例の検査方法は、物理的な臨界現象である幾何光学的な全反射を利用して透光性基板１０内に実質的に光を閉じ込めるようにしているため、被検査対象である透光性基板１０内の不均一部分と均一部分とにおけるレーザー光に対する応答も臨界的であり、暗い均一部分の背景に漏れ光として不均一部分が劇的なコントラストで現れる。これにより、あたかも、暗箱のような遮光性の容器に存在するピンホールから容器内部の光が漏れ出すように、透光性基板１０内の極めて微細なキズ等の欠陥が観測されることになる。そのため、本例によれば、透光性基板１０内における光学的に不均一な領域を、高い精度で適切に検出できる。
【００７４】
更に、本例においては、レーザー光は、空気中よりも屈折率が高い透光性基板１０内において、光学的に不均一な領域を通過する。そのため、本例によれば、短波長効果によって光が散乱しやすくなる。そのため、本例によれば、光学的に不均一な領域のサイズが空気中のレーザー光の波長では検出できない微細なサイズである場合にも、高い精度で適切に検出できる。
【００７５】
尚、上記のように、本例では、全面が鏡面仕上げされた透光性基板１０に対し、欠陥等の検出を行っている。しかし、例えば、鏡面仕上げを施していない段階で透光性基板１０の検査を行う場合等には、一部又は全面が鏡面仕上げされていない透光性基板１０に対し、本例と同様の方法で欠陥等の検出を行ってもよい。この場合、鏡面仕上げされていない表面上にマッチングオイル等の液体を塗布することによって、その表面があたかも鏡面仕上げされている表面（液体の自由表面、疑似鏡面）とし、検査を行うことが好ましい。
【００７６】
また、本例においては、上記のように、透光性基板１０の一辺からレーザー光を導入している。しかし、レーザー光の導入の仕方はこれに限らず、例えば、隣接する２辺から、２方向のレーザー光を導入すること等も考えられる。このようにすれば、例えば、方向性を有する欠陥等を、より高い精度で検出できる。すなわち、主表面が矩形状の透光性基板の場合、２つのレーザー光の進行方向の間でなす角度が９０度になる。
【００７７】
図３及び図４は、画像処理装置１０６において行う画像処理について更に詳しく説明する図である。図３は、画像処理の対象となる撮影画像を撮影するＣＣＤ１０２の詳細な構成の一例を示す。ＣＣＤ１０２は、複数の画素２０２が２次元配列状に並ぶ撮像素子である。ＣＣＤ１０２における各画素２０２は、撮影工程Ｓ２０２で撮影される撮影画像の各画素（ピクセル）に対応する。
【００７８】
ここで、撮影工程Ｓ２０２におけるＣＣＤ１０２の動作について説明をする。撮影工程Ｓ２０２において、透光性基板１０から漏出した光は、レンズ系１０８により、ＣＣＤ１０２のＣＣＤ面に結像される。また、撮影工程Ｓ２０２においては、上述したように、１ライン状の被検査領域を透光性基板１０の主表面の全面に走査する。そして、本例においては、この間、ＣＣＤ１０２のシャッターを開放したままとする。また、ＣＣＤ１０２は、取得したデータを、Ａ／Ｄ変換器１０４を介して、画像処理装置１０６に送る。
【００７９】
画像処理装置１０６は、例えば、被検査領域の走査時におけるテーブル１１４の移動量と、ＣＣＤ１０２から受け取るデータとを対応付けること等により、透光性基板１０の主表面の各位置と、ＣＣＤ１０２の各画素２０２とを対応付ける。また、これにより、画像処理装置１０６は、透光性基板１０の主表面の全体を撮影した撮影画像を取得する。
【００８０】
尚、ＣＣＤ１０２における画素２０２の数は限られているため、撮影画像を撮影する場合、透光性基板１０の主表面全体を低倍率で一度に撮像する方法か、主表面を複数領域に分割して、各領域を高倍率で撮影する方法のいずれかを用いる必要がある。本例においては、検出しようとする欠陥等のサイズや、レンズ系１０８の性能等に応じて、いずれの方法を用いてもよい。
【００８１】
図４は、画像処理装置１０６において行う画像処理について説明をする図である。本例において、画像処理装置１０６は、透光性基板１０の主表面から漏れる光を検出するために、ＣＣＤ１０２により取得された撮影画像から、光量の大きな画素を検出する。また、そのために、撮影画像の各画素について、周囲の画素との光量差を算出する。
【００８２】
図４（ａ）は、参考として本例の画像処理装置１０６とは異なる方法で行う画像処理を説明する図であり、隣接する画素間の光量差を算出する近接差分を用いる場合の画像処理を示す。近接差分を用いるこの方法は、撮影画像における画像処理の処理対象の画素２０４に対応する階調差として、処理対象の画素２０４と、隣接する画素との光量差を算出する。
【００８３】
より具体的に、例えば、この方法においては、先ず、撮影画像を構成する画素２０４から、処理対象の画素２０４を順次選択する。また、非線形フィルタである３方向差分処理（微分処理）を行うため、差分を算出する相手の画素として、縦、横、斜めの各所定方向において処理対象の画素２０４と隣接する３つの画素２０４を更に選択する。
【００８４】
図４（ａ）は、処理対象の画素２０４の光量がＸ００、縦、横、斜めの３方向において隣接する画素２０４の光量が、それぞれ、Ｘ１０、Ｘ０１、Ｘ１１である場合を示している。この場合、処理対象の画素２０４と、隣接する各画素２０４との光量差は、それぞれ、Ｘ００−Ｘ１０、Ｘ００−Ｘ０１、Ｘ００−Ｘ１１となる。そして、これらのうち、絶対値が最も大きなものを、処理対象の画素２０４に対応する階調差とする。
【００８５】
このようにすれば、各画素２０４について、階調差を示す代表値として、３方向のうち、光量の変化が最も大きな方向における差分値を適切に選択できる。また、これにより、例えば見え方が方向によって異なる欠陥等が存在する場合にも、光量の変化を適切に検出できる。
【００８６】
図４（ｂ）は、本例の画像処理装置１０６において行う画像処理について説明をする図である。本例において、画像処理装置１０６は、撮影画像の各画素２０４に対応する階調差を求める処理を、所定の画素数だけ離れた２つの画素２０４間の光量差を求める遠隔差分によって行う。また、この遠隔差分の処理を、図４（ａ）を用いて説明をした方法と同様に、縦、横、斜めの３方向について行う。より具体的に、例えば、先ず、撮影画像を構成する画素２０４から、処理対象の画素２０４を順次選択する。また、差分を算出する相手の画素として、縦、横、斜めの各所定方向において処理対象の画素２０４から所定の画素数だけ離れた３つの画素２０４を更に選択する。
【００８７】
図４（ｂ）は、処理対象の画素２０４からｎ画素離れた画素との遠隔差分を求める場合において、処理対象の画素２０４の光量がＸ００、縦方向へｎ画素離れた画素の光量がＸｎ０、横方向へｎ画素離れた画素の光量がＸ０ｎ、斜め方向へｎ画素離れた画素の光量がＸｎｎである場合を示している。この場合、処理対象の画素２０４と、差分を算出する相手の各画素２０４との光量差は、それぞれ、Ｘ００−Ｘｎ０、Ｘ００−Ｘ０ｎ、Ｘ００−Ｘｎｎとなる。そして、これらのうち、絶対値が最も大きなものを、処理対象の画素２０４に対応する階調差とする。
【００８８】
ここで、透光性基板１０から漏れ出る光を撮影画像に基づいて検出する処理は、近接差分及び遠隔差分のいずれを行う場合においても、例えば、差分処理によって算出された階調差が所定値のスライスレベル（閾値）以上となる画素２０４を判別することで行う。また、例えば、階調差がスライスレベル以上の画素２０４を判別することにより、欠陥等のエッジを求め、欠陥等の光学的不均一領域の有無を識別する。
【００８９】
しかし、例えば撮影画像のコントラストが低い場合や、シミやモヤ等の、撮影画像において隣接する画素２０４間の光量差が小さくなる欠陥等が存在する場合、近接差分により求められる階調差ではスライスレベル以上にならず、欠陥等のエッジを認識できない場合がある。また、その結果、欠陥等の光学的不均一領域の有無を識別できなくなる場合がある。
【００９０】
これに対し、本例のように遠隔差分により光量差を求める場合、画素２０４に対応する階調差は、近接差分を行う場合と比べて強調され、透光性基板１０の主表面に対する面内光量分布において、階調差のピークが検出しやすくなる。また、その結果、撮影画像のコントラストが低い場合や、隣接する画素２０４間の光量差が小さくなる欠陥等が存在する場合であっても、適切に欠陥等を検出できる。そのため、本例によれば、選定工程Ｓ２０６において、マスクブランク用基板の選定をより適切に行うことができる。
【００９１】
ここで、遠隔差分の処理において、階調差を求める処理対象の画素２０４と、差分を算出する相手の画素２０４とを離す画素数（以下、離間画素数という）は、検出の対象となる欠陥等のサイズに応じて設定されることが好ましい。例えば、離間画素数は、検出の対象となる欠陥等のサイズの２倍以上の距離に対応する画素数分以上とすることが好ましい。このように構成すれば、検出の対象となる欠陥等を適切に検出できる。
【００９２】
尚、画像処理装置１０６において行う画像処理においては、例えば、処理対象の各画素２０４に対し、離間画素数をそれぞれ異ならせた複数種類の遠隔差分を行ってもよい。より具体的には、例えば、処理対象の一の画素２０４に対し、離間画素数を第１の数Ｎ１とした第１の遠隔差分の処理と、離間画素数をＮ１と異なる第２の数Ｎ２とした第２の遠隔差分の処理とを行うことが考えられる。この場合、より大きな階調差が得られる結果を、その画素２０４に対応する階調差としてよい。また、複数の遠隔差分のそれぞれの結果を比較することで、欠陥の種類等を判別することも考えられる。また、遠隔差分により画像処理に加えて、近接差分による画像処理も更に行ってもよい。
【００９３】
また、本例において、離間画素数は、縦、横方向と、斜め方向とで同じに設定されている。しかし、例えば離間画素数が大きい場合、縦、横方向で２つの画素が離れる実際の距離と、斜め方向で２つの画素が離れる実際の距離との差が大きくなる。そのため、斜め方向の離間距離は、縦、横方向の離間距離よりも小さく設定してもよい。
【００９４】
図５は、遠隔差分を用いた画像処理を行う効果について説明をする図である。尚、図５において、欠陥の形態、光量、近接差分の結果、及び遠隔差分の結果は、図示の便宜上、特徴の強調や簡略化を行って示している。
【００９５】
最初に、様々な欠陥の形態に対して遠隔差分を用いた画像処理を適用した場合について、説明をする。透光性基板１０において光学的に不均一な領域となる欠陥としては、例えば、キズ、シミ、モヤ等がある。キズとは、例えば、透光性基板１０の表面における溝状又は穴状の凹欠陥である。シミとは、例えば、透光性基板１０の表面において周辺と比べてわずかに盛り上がるような欠陥である。また、モヤとは、例えば、境界がはっきりしない状態で透光性基板１０の表面が荒れている欠陥である。図５において、形態の欄は、各形態の欠陥の断面形状の概略を示す。
【００９６】
また、図５において、光量の欄は、本例の検査装置１００により透光性基板１０内にレーザー光を導入した場合について、各形態の欠陥に対応して透光性基板１０から漏れ出る光量の分布を示す。本例において、この光量の分布は、撮影画像から得られる光量の分布である。図示したように、欠陥がキズの場合には、キズの位置に対応して、強い光が漏れ出る。そのため、光量分布のピークは、高くなる。しかし、シミやモヤの場合、キズと比べると、弱い光しか漏れ出ない。また、その結果、光量分布もピークが低く、かつ光量の変化が小さなものとなる。
【００９７】
図５において、近接差分の欄は、図４（ａ）を用いて説明した近接差分を用いた画像処理により算出される階調差の分布を示す。また、その下の検出の欄は、この画像処理によって各形態の欠陥を検出できるか否かを示す。
【００９８】
図示したように、欠陥がキズの場合、光量分布のピークが明確であるため、近接差分による階調差の分布においても、明確で高いピークが存在することとなる。そのため、照明ムラ、結像ムラ等が原因となってなだらかに光量が変化するノイズとの区別が容易であり、階調差が所定値のスライスレベル以上の画素を検出することにより、欠陥を適切に検出できる。
【００９９】
しかし、シミやモヤの場合、光量分布のピークが低く、かつ光量の変化が小さいため、階調差の分布においても、明確なピークが存在しないこととなる。そのため、ノイズとの区別が困難であり、ノイズを拾わない適切なスライスレベルを設定すると、欠陥を検出できない可能性が高くなる。
【０１００】
これに対し、図５において、遠隔差分の欄は、図４（ｂ）を用いて説明した遠隔差分を用いた画像処理により算出される階調差の分布を示す。また、その下の検出の欄は、この画像処理によって各形態の欠陥を検出できるか否かを示す。
【０１０１】
図示したように、欠陥がキズの場合、光量分布のピークが明確であるため、遠隔差分による階調差の分布においても、明確で高いピークが存在することとなる。そのため、ノイズとの区別が容易であり、階調差がスライスレベル以上の画素を検出することにより、欠陥を適切に検出できる。
【０１０２】
また、遠隔差分を用いる場合、上記においても説明をしたように、近接差分を用いる場合と比べ、欠陥の位置での階調差が強調される。そのため、シミやモヤの場合であっても、階調差の分布において、一定の明確なピークが生じる。また、その結果、ノイズとの区別が可能となり、階調差が所定値のスライスレベル以上の画素を検出することにより、欠陥を適切に検出できることとなる。
【０１０３】
このように、近接差分を用いた画像処理を行った場合、シミやモヤ等を適切に検出できない場合がある。これに対し、近接差分では適切に検出できないシミやモヤ等の欠陥であっても、本例のように遠隔差分を用いた画像処理を行うことにより、適切に検出し得ることとなる。そのため、本例によれば、より高い精度で適切に欠陥等を検出できることとなる。
【０１０４】
尚、上記においては、説明の便宜上、基板表面における欠陥等についてのみ説明した。しかし、遠隔差分により欠陥等の位置での階調差が強調される点は、基板内部の脈理等の光学的に不均一な領域についても同様である。そのため、本例によれば、基板内部の欠陥等についても、より高い精度で適切に検出できる。
【０１０５】
次に、コントラストが低い撮影画像に対して遠隔差分を用いた画像処理を適用した場合について説明をする。撮影画像の撮影時において、レンズ系１０８の焦点が合わず、被写体深度のスペックから外れている場合、撮影画像が、いわゆるピンボケ状態となる。また、その結果、撮影画像において、コントラストが低下する。
【０１０６】
また、撮影画像の撮影時には、レンズ系１０８の焦点を一定の位置に合わせた状態で、透光性基板１０の主表面の全体、又は分割された一定の領域を撮影する。そのため、撮影画像の中心部において焦点が合っている場合でも、撮影画像において中心から離れる位置においては、焦点がずれてコントラストが低い状態になる場合がある。更に、レンズ系１０８自体の性能の限界により、焦点が合っている状態でも、光学系の収差により完全に集光できない場合もある。また、その結果、撮影画像のコントラストが低くなる場合がある。
【０１０７】
撮影画像の撮影時における透光性基板１０の深さ方向でのレンズ系１０８の焦点は、透光性基板１０のレンズ系１０８が配置されている側の主表面近傍に合わせる場合が多い。この場合、反対側の主表面に欠陥等が存在していると、その主表面側から検査光が漏れ出るため、レンズ系１０８の焦点がずれることになり、ピンボケ状態になる。また、透光性基板１０の内部に光学的不均一領域が存在し、その領域で検査光が散乱して、レンズ系１０８が配置されている側とは反対側の主表面から光が漏れ出たときも、同様にレンズ系１０８の焦点がずれることになり、ピンボケ状態になる。
【０１０８】
そして、これらの原因等により撮影画像のコントラストが低くなった場合、図示したように、透光性基板１０から漏れ出る光量分布を撮影画像から求めると、ピークが低く、かつ、光量の変化が小さい分布となる。その結果、近接差分を用いた画像処理により算出される階調差の分布では、明確なピークが存在しないこととなる。そのため、近接差分を用いた画像処理を行う場合、撮影画像のコントラストが低くなることで、欠陥を検出できない可能性が高くなる。
【０１０９】
これに対し、遠隔差分を用いた画像処理により算出される階調差の分布においては、欠陥等の位置での階調差が強調される結果、一定の明確なピークが生じる。そのため、撮影画像のコントラストが低い場合であっても、欠陥を検出できる。
【０１１０】
以上のように、本例によれば、近接差分を用いた画像処理では適切に検出できない欠陥等であっても、遠隔差分を用いた画像処理を用いることにより、適切に検出し得る。そのため、本例によれば、より高い精度で適切に透光性基板１０を検査できる。また、これにより、高い精度でマスクブランク用基板を適切に製造できる。
【０１１１】
尚、欠陥等の検出においては、単に欠陥の有無を検出するのみではなく、欠陥等の位置、種類、大きさ等を更に判定することも考えられる。この場合、画像処理装置１０６は、例えば、撮影画像から得られた光量分布、及び、遠隔差分により得られた階調差の分布と、予め記憶しておいた判別用の情報とを対比することにより、欠陥等の位置、種類、大きさ等を更に判定する。このようにすれば、例えば、選定工程Ｓ２０６において、より適切にマスクブランク用基板を選定できる。また、更に、例えば、選定工程Ｓ２０６において合格品と選定されなかった透光性基板１０に対し、再研磨等による再利用の可否や、再研磨の方法等を判別することもできる。
【０１１２】
図６は、透光性基板１０を用いて製造されるマスクブランク２０及び転写用マスク３０の一例を示す。図６（ａ）は、マスクブランク２０の構成の一例を示す。選定工程Ｓ２０６で合格品となり、マスクブランク用基板として選定された透光性基板１０は、その後、マスクブランク２０の製造に用いられる。マスクブランク２０の製造工程では、マスクブランク用基板として選定された透光性基板１０の主表面に、例えば公知の方法により、パターン形成用薄膜１２を形成する。このようにすれば、高い精度で選定されたマスクブランク用基板を用いることができる。また、これにより、精度の高いマスクブランク２０を適切に製造できる。
【０１１３】
前記のパターン形成用薄膜１２は、単層構造、複数層の積層構造、組成傾斜した構造のいずれの構成でもよい。ここでいうマスクブランクは、パターン形成用薄膜１２上に、パターン形成用薄膜１２をパターニングする際にエッチングマスクとして使用されるハードマスク膜が形成されている構成も含まれる。また、ここでいうマスクブランクには、パターン形成用薄膜１２上やハードマスク膜上に、有機系材料からなるレジスト膜が形成されている構成も含まれる。このように製造されたマスクブランク２０は、転写用マスク３０の製造に用いられる。
【０１１４】
図６（ｂ）は、転写用マスク３０の構成の一例を示す。転写用マスク３０の製造工程では、例えば公知の方法により、マスクブランク２０のパターン形成用薄膜１２をエッチングによりパターニングして、転写パターンを形成する。このようにすれば、高い精度で製造されたマスクブランク２０を用いることで、精度の高い転写用マスク３０を適切に製造できる。
【０１１５】
なお、ここでいうマスクブランク２０には、透光性基板１０とパターン形成用薄膜１２の間に、露光光を反射する多層反射膜（例えば、Ｓｉ膜とＭｏ膜の交互積層膜）を設けた構成も含まれる。このようなマスクブランクとしては、例えば、露光光にＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）光（波長  １３〜１４ｎｍ等）が適用される反射型のマスクブランクが挙げられる。この反射型のマスクブランクの場合、主表面にキズ等の欠陥が存在する透光性基板の上に多層反射膜を形成していくと、そのキズ等の欠陥を起点に大きさや深さが増幅され、多層反射膜に致命的な位相欠陥が発生する恐れがある。また、反射型のマスクブランクから製造される反射型マスク（転写用マスク）は、露光装置のマスクステージにセットされる際には、多層反射膜やパターン形成用薄膜が形成されている側とは反対側（裏面側）がチャックされる。このため、透光性基板の裏面側の主表面においてもキズ等の欠陥が存在するとチャックの精度が低下する恐れがある。これらのことから、反射型のマスクブランクに用いられる透光性基板においても、キズ等の欠陥を精度よく検出できることは重要である。
【０１１６】
反射型マスクの製造工程では、前記の反射型のマスクブランクを用い、例えば公知の方法により、パターン形成用薄膜をエッチングによりパターニングして、転写パターンを形成する。このようにすれば、高い精度で製造された反射型のマスクブランク２０を用いることで、精度の高い反射型マスク（転写用マスク）を適切に製造できる。
【０１１７】
また、これらの製造された転写用マスク３０は、半導体デバイスの製造に用いられる。半導体デバイスの製造工程においては、例えば公知の方法により、転写用マスク３０を用い、半導体ウェハ上に回路パターンを形成する。このようにすれば、高い精度で製造された転写用マスク３０を用いることにより、半導体ウェハ上に回路パターンを高い精度で形成できる。また、これにより、動作不良欠陥のない高品質の半導体デバイスを適切に製造できる。
【０１１８】
続いて、遠隔差分を用いる画像処理を行う効果について、具体的な実験例を用いて説明する。図７は、第１の実験例について説明する図である。第１の実験例においては、先ず、大きさ９０ｎｍの標準粒子を付着させたマスクブランク用基板を準備した。そして、欠陥等を撮影した撮影画像に対応する画像として、図２を用いて説明した検査装置１００と同様の検査装置により、このマスクブランク用基板を撮影した撮影画像（生画像）を撮影した。また、遠隔差分を用いる画像処理を行う効果をより確認しやすくするため、撮影画像としては、焦点を少しずらした状態で撮影した画像を準備した。尚、この生画像は、画像処理装置１０６以外の部分は図２の検査装置１００と同様の公知の検査装置と、上記のような標準粒子を付着させた公知のマスクブランク用基板とを用いることにより、撮影可能である。
【０１１９】
そして、同一の生画像に対し、離間画素数を２、４、１０、１２、２０として遠隔差分における遠隔距離をそれぞれ異ならせ、図４（ｂ）を用いて説明した方法で遠隔差分を用いた画像処理を行い、それぞれの離間画素数に対応する階調差の分布を得た。さらに、算出した各画素の階調差を階調値とした処理画像をそれぞれ作成した。また、比較のため、同じ生画像に対し、図４（ａ）を用いて説明した方法で近接差分を用いた画像処理を行い、その場合の階調差の分布を得た。さらに、遠隔差分の場合と同様に、算出した各画素の階調差を階調値とした処理画像を作成した。尚、この実験例において、最も輝度（微分輝度）が高い場合の階調値のレベルは４０９５であり、最も低い場合の階調値のレベルは、０である。
【０１２０】
そして、それぞれの階調差の分布について、分布のピークにおける階調差の値を、検出レベルとした。図７中のグラフに示したように、離間画素数が大きくなって遠隔距離が増加するに従い、検出レベルが大きくなり、欠陥部分の強調効果が大きくなることがわかる。そのため、この実験例により、遠隔微分を用いた画像処理により欠陥を検出しやすくなることが確認できる。
【０１２１】
ここで、この実験例の実験環境の場合、マスクブランク用基板に欠陥がない場合でも、撮影画像の背景のノイズのレベルは、１００程度となる。そのため、例えば、そこから更に２０％余裕を持たせ、階調値が１２０となるレベルをスライスレベルとすることにより、ノイズと信号とを区別する実用的なスライスレベルを設定できる。そして、この実験例の場合、離間画素数を１２以上とすることにより、検出レベルが実用的なスライスレベルを超える。
【０１２２】
図８は、第２の実験例について説明する図である。第２の実験例においては、先ず、大きさ１２０ｎｍの標準粒子を付着させたマスクブランク用基板を準備した。そして、欠陥等を撮影した撮影画像に対応する画像として、図２を用いて説明した検査装置１００と同様の検査装置により、それぞれフォーカス位置を異ならせながら、このマスクブランク用基板を撮影した撮影画像（生画像）を６枚撮影した。
【０１２３】
図８のグラフにおいて、横軸は、フォーカス相対位置を示す。フォーカス相対位置は、撮影装置（ＣＣＤカメラ）を所定位置で固定し、フォーカス位置を最もマスクブランク用基板に近づけた場合のフォーカス位置を０とし、その他の場合のフォーカス位置を相対的に示したものである。図示したように、６枚の生画像は、２０μｍ間隔のフォーカス相対位置でそれぞれ撮影された画像である。
【０１２４】
そして、６枚の生画像のそれぞれに対し、図４（ｂ）を用いて説明した方法で遠隔差分を用いた画像処理を行い、各フォーカス位置に対応する階調差の分布を得た。さらに、算出した各画素の階調差を階調値とした処理画像をそれぞれ作成した。尚、この実験において、離間画素数は、１２とした。また、比較のため、６枚の生画像のそれぞれに対し、図４（ａ）を用いて説明した方法で近接差分を用いた画像処理を行い、各フォーカスに対応する階調差の分布を得た。さらに、遠隔差分の場合と同様に、算出した各画素の階調差を階調値とした処理画像を作成した。
【０１２５】
そして、得られたそれぞれの階調値の分布に対し、分布のピークの値である検出レベルを求めた。図８のグラフにおいて、丸印は、遠隔差分を用いた場合の各フォーカス位置に対応する検出レベルを示す。また、バツ印は、近接差分を用いた場合の各フォーカス位置に対応する検出レベルを示す。グラフに示されているように、全てのフォーカス位置において、遠隔差分を用いることで検出レベルが高くなっていることが確認できる。
【０１２６】
また、この実験例の場合、フォーカス位置を最適な場所とした場合（ベストフォーカス位置）の検出レベルは、約６００になると推定できる。そして、この場合、例えば、検出レベルがその半分の３００を超える場合について、安定検出レベルであるといえる。従って、この実験例の場合、検出レベルが３００を超えるフォーカス位置の範囲を、フォーカス深度と定義することができる。
【０１２７】
そして、図８に示したグラフに基づき、この定義に従ってフォーカス深度を算出すると、近接差分を用いる場合のフォーカス深度は、推定ベストフォーカス位置に対して±２５μｍとなる。そのため、近接差分を用いる場合、大きさ１２０ｎｍの標準粒子を安定して検出するためには、少なくともベストフォーカス位置から±２５μｍの範囲内にフォーカス位置を設定することが必要となる。
【０１２８】
一方、遠隔差分を用いる場合、フォーカス深度は、推定ベストフォーカス位置に対して±３５μｍとなる。そのため、遠隔差分を用いる場合、大きさ１２０ｎｍの標準粒子を安定検出するためには、ベストフォーカス位置から±３５μｍの範囲内にフォーカス位置を設定すればよいこととなる。そのため、この実験例により、遠隔差分を用いることでフォーカス深度が拡大し、検出力が向上することが確認できる。
【０１２９】
図９は、撮影工程Ｓ２０２及び検出工程Ｓ２０４で行う検査の他の例を示す図であり、この検査において用いる検査装置１００の構成の一例を示す。尚、以下に説明をする点を除き、図９において、図２と同じ符号を付した構成は、図２の構成と同一又は同様の機能を有する。
【０１３０】
本例の検査装置１００は、撮影工程Ｓ２０２において、レーザー光源１１０により、透光性基板１０の一方の主表面に、透光性基板１０の外側からレーザー光を照射する。また、ＣＣＤ１０２は、透光性基板１０の外側からレーザー光を照射された主表面の撮影画像を撮影する。
【０１３１】
そして、検出工程Ｓ２０４では、画像処理装置１０６により、この撮影画像に対し、図２を用いて説明した画像処理装置１０６と同様に、遠隔差分を用いた画像処理を行う。また、これにより、画像処理装置１０６は、透光性基板１０内に存在する光学的に不均一な領域から散乱する光の有無を検出する。
【０１３２】
本例においても、透光性基板１０の主表面の各位置におけるレーザー光に対する応答を撮影画像により検知することにより、透光性基板１０において光学的に不均一な領域の存在を適切に検出できる。また、これにより、選定工程Ｓ２０６において、マスクブランク用基板の選定を適切に行うことができる。
【０１３３】
尚、例えば透光性基板１０の内部でレーザー光が全反射を繰り返す場合等と比べ、本例のように透光性基板１０の主表面に外側からレーザー光を照射する場合、光学的に不均一な領域と、それ以外の正常な領域との光学的な応答の差が小さくなることも考えられる。また、その結果、光学的に不均一な領域が存在したとしても、撮影画像のコントラストは低くなるおそれがある。そのため、透光性基板１０の外部から主表面へレーザー光を照射する場合、近接差分を用いた画像処理により欠陥等を検出しようとしても、高い精度での検出が困難になるおそれがある。これに対し、本例によれば、遠隔差分を用いた画像処理を行うことにより、撮影画像のコントラストが低い場合であっても、より適切に欠陥を検出できる。そのため、本例によれば、透光性基板１０の主表面に外側からレーザー光を照射する場合においても、より適切に欠陥を検出できる。
【０１３４】
以上、本発明に関して実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、例えば、マスクブランク用基板の製造方法に好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１３６】
１０・・・透光性基板、１２・・・パターン形成用薄膜、２０・・・マスクブランク、３０・・・転写用マスク、１００・・・検査装置、１０２・・・ＣＣＤ、１０４・・・Ａ／Ｄ変換器、１０６・・・画像処理装置、１０８・・・レンズ系、１１０・・・レーザー光源、１１２・・・ミラー、１１４・・・テーブル、１１６・・・駆動手段、１２０・・・光学部材、２０２・・・画素、２０４・・・画素、３０２・・・主表面、３０４・・・端面、３０６・・・面取り面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図７】
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【図８】
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