JPH01189654A - 合成石英ガラスの検査方法 - Google Patents

合成石英ガラスの検査方法

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JPH01189654A
JPH01189654A JP63015158A JP1515888A JPH01189654A JP H01189654 A JPH01189654 A JP H01189654A JP 63015158 A JP63015158 A JP 63015158A JP 1515888 A JP1515888 A JP 1515888A JP H01189654 A JPH01189654 A JP H01189654A
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synthetic quartz
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Shigero Nishizawa
西澤 茂郎
Shin Kuzuu
伸 葛生
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NIPPON SEKIEI GLASS KK
YAMAGUCHI NIPPON SEKIEI KK
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NIPPON SEKIEI GLASS KK
YAMAGUCHI NIPPON SEKIEI KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は合成石英ガラス、特に超LSI用フォトマス
クの基板として使用される合成石英ガラスの検査方法に
関する。
[従来の技術] 近年、半導体素子、なかでも超LSIの集積度が高くな
るにつれて、その回路パターンの細密化が急速に進行し
ている。そのために、超LSI製造時において、光源の
短波長化と照度の増大化が進む中で、紫外線領域で良好
な性能を示す合成石英ガラスが、フォトマスク用基板材
料として重要な地位を占めてきた。
一方近年、エキシマレーザ−が半導体素子製造用の光源
としても注目され、エキシマレーザ−を光源としたステ
ッパーも試作されている。
エキシマレーザ−は、そのエネルギー密度が従来の光源
に比較してはるかに高いため、ステッパーの光学系の部
品等に対しても損傷を与える可能性がある。
合成石英ガラスは、四塩化けい素を酸水素炎中で加水分
解して得られ、紫外線に強く、広い紫外線領域で透光性
が良く、第1図の実線1に示すような透過率曲線を示す
ことは周知のことである。
このような特性は、製造条件にはほとんど影響されない
ことも周知のことである。
[発明が解決しようとする課題] このような見かけは透明で良好な紫外線透過性能を有し
ていると考えられる合成石英ガラスであっても、フォト
マスク製造過程においてフォトマスク用基板に使用する
と、スパッタリングやプラズマエツチングなどの過酷な
環境に曝される。
このため紫外線領域での透過性能が低下するものがある
第1図の破線2が性能低下の典型的な例であり、約21
0nm(A)、及び約260nm (B)に吸収帯が形
成されるものがある。、 第1図の破線2は、典型的な極小値を持つ一例を示した
にすぎず、吸収ピークの強さは試料によって種々異なる
ものが出現する。
このように吸収帯の出現した合成石英ガラスの蛍光スペ
クトルを測定すると、第2図に示すように約650nm
にピークを有する蛍光帯が認められる。
このように、スパッタリングやプラズマエツチングなど
によって変質して性能の低下したフォトマスクを超LS
I製造に使用すると、赤色蛍光自体は実害が少ないが、
例えば、光源にi線(365nm)を使用すると、第1
図の吸収帯(B)の裾が350nm付近まで広がってい
るため、透過率低下の恐れがある。
まして、エキシマレザー光(KrF 、 248nm)
を光源として使用した場合には、透過率の低下は非常に
大きなものとなり、良好な転写パターンを得ることがで
きない。
したがって、フォトマスク製造過程で変質して透過性能
が低下するような基板材料は、事前に検査して排除しな
ければならない。
しかしながら、事前にそれを知る方法がなく、スパッタ
リングやプラズマエツチングをした後に一枚づつ基板の
蛍光特性や吸収特性を測定しなげればならず1手間がか
かり、又、費用もかかるので現実的でなく、簡易な方法
で合成石英ガラスの吸収特性の変質を検査する手段の開
発が要望されていた。
[問題を解決するための手段] そこで、本発明者らは、合成石英ガラスの吸収特性の変
質を検査する方法について鋭意研究を重ねた結果、エキ
シマレーザ−光を合成石英ガラスに照射すると、フォト
マスク基板として使用された合成石英ガラスが、その製
造過程においてスパッタリングやプラズマエツチングな
どによって変質して起こるのと同様の吸収特性の変化が
起こるとともに約650nmの赤色の蛍光を発すること
発見し、この現象を利用して合成石英ガラスの検査方法
を見出し本発明を完成した。
本発明により、合成石英ガラスにエキシマレーザ−を照
射することによって、その際発生する赤色の蛍光の有無
を目視で確認し、も、ってスパッタリングやプラズマエ
ツチングによって合成石英ガラスが変質するか否かが簡
単に検査できるようになっだのである。
フォトマスク製造工程中とエキシマレーザ−照射によっ
て引き起こされる合成石英ガラスの変質ないし性能低下
の機構についての理論的解明は、今後の研究にまたねば
ならないが、本発明の原理は、両者とも吸収・蛍光とい
う分光学的性質が一致していることから、石英ガラス固
有の構造欠陥に起因してなんらかのカラーセンターが生
成するためではないかと推察される。
そこで両者の相関を調べた。
種々の合成石英ガラス素材から、厚さ2.4mmの板材
を切りだし、同一板材を分割して一部をエキシマレーザ
−照射し、目視によって蛍光を調べ、他部をクロムスパ
ッタリングおよびプラズマエツチングを施した後に蛍光
検査灯によって目視で蛍光を調べた。その結果を表1に
示す。
表1:赤色蛍光の目視による比較 傘1蛍光の目視は東京光学機械(株)製、蛍光検査灯、
Fl−318(主波長: 254nm、消費型カニ7.
2w)による。
=7− 表1によれば波長193nm(ArF)の場合は、しき
い値45IIIJ/cm2)波長248 nm(KrF
)の場合は、しきい値65 mJ/cm2で蛍光を調べ
れば良いことが分かる。
なお、表1で最右欄の、「プラズマエツチング後目視」
の括弧は、紫外線吸収スペクトルで吸収の無いものを(
合)とし、約210nmおよび約260nmに吸収の有
るものを(否)とした。
[実施例] 実施例1 種々の合成石英ガラス素材から、厚さ2 、4 mmの
板材を切りだし、波長193nm (ArF)、エネル
ギー密度45mJ/cm” 、のエキシマレーザ−を照
射し、目視によって赤色蛍光の有無を調べた。
その結果、はっきりと赤色蛍光を発したものを不合格、
その他のものを合格とした。その中から、合格品、不合
格品番10枚を無作為に選び、スパッタリングおよびプ
ラズマエツチングを施した後、紫外線吸収スペクトルを
測定し、吸収の無いものを合格、約210nmおよび約
260nmに吸収のあるものを不合格とした。その結果
を表2に示す。
表2 実施例2 実施例1の波長を248nm(KrF)に、またエネル
ギー密度65mJ/cm2.のエキシマレーザ−を照射
した以外は実施例1に準じて赤色蛍光の有無を調べた。
その結果を表3に示す。
表3 [発明の効果コ 本発明は、エキシマレーザ−を照射するだけで合成石英
ガラスの変質を目で観察できるので、高価な測定装置も
いらず、測定技術も必要としないので、だれでも簡単に
実施できる合成石英ガラスの検査方法といえる。
また、本発明によれば、石英ガラス基板ないしは、石英
ガラス素材を、あらかじめ検査し選別することによって
、変質しない石英ガラス基板のみをフォトマスク材料と
して提供することができる。
なお合成石英ガラスは、フォトマスク以外にも様々な光
学部品材料として使用される。その様々な用途に対応し
たしきい値を設定することによって、フォトマスク以外
の用途の検査法として応用できる。
さらに、合成石英ガラス以外の光学部品のダメージテス
トにも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は紫外線透過率を示す図、及び第2図は蛍光スペ
クトルを示す図を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)合成石英ガラスにエキシマレーザー光を照射し、
    石英ガラスが約650nmの赤色蛍光を発するか否かで
    、石英ガラスが変質を受けるかを判定する合成石英ガラ
    スの検査方法。
  2. (2)特許請求の範囲第1項において、合成石英ガラス
    は、フォトマスク用基板であり、これが、スパッタリン
    グまたは、プラズマエッチングによって変質を受けるか
    否かを予め判定する合成石英ガラスの検査方法。
  3. (3)エキシマレーザーがArFを用いた波長193n
    mである特許請求の範囲第1項または第2項の合成石英
    ガラスの検査方法。
  4. (4)エキシマレーザーがKrFを用いた波長248n
    mである特許請求の範囲第1項または第2項の合成石英
    ガラスの検査方法。
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