DE102007058292A1 - Substrat und Herstellungsverfahren desselben - Google Patents

Substrat und Herstellungsverfahren desselben Download PDF

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Yasuo Sagamihara Hiramoto
Kousuke Sagamihara Nakajima
Yoshiyuki Sagamihara Owari
Toshikazu Sagamihara Oshiro
Shinji Sagamihara Takagi
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Abstract

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Substrats und dergleichen, welches sich durch hervorragende Ebenheit, 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit und Oberflächenrauigkeit der Substrate auszeichnet und welches die Substratoberfläche abflacht und glättet. Das Verfahren zur Herstellung eines Substrats umfasst den Schritt der Korrektur der Ebenheit, einen Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit, in welchem die Substratoberfläche mittels eines Polierkissens mit einer Härte definiert durch JIS K 6253 von 70 oder mehr poliert wird, und einen Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit, um demzufolge die oben genannten Ziele zu erreichen. Ein solches Substrat kann für Schablonen unlughöhentests von Festplattenmagnetköpfen und für pharmazeutische Testpräparate und dergleichen verwendet werden.

Description

  • Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht den Prioritätsvorteil der japanischen Patentanmeldung 2006-329687 , eingereicht am 6. Dezember 2006, welche in ihrer Gesamtheit hier per Zitierung einbezogen wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Herstellungsverfahren eines Substrates, das für Schablonen und Spiegel zur Halbleiterbelichtung, für Scheiben für Flughöhentests von Magnetköpfen von Festplatten, für pharmazeutische Testpräparate und besonders zum Polieren von Substraten verwendet wird.
  • Verwandter Stand der Technik
  • Glas und Kristallglas wurden als Substratmaterialien für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet und sollten häufig ein flaches und glattes Oberflächenprofil aufweisen. Insbesondere in den letzten Jahren wurden Substrate mit Hochpräzisionsoberflächenprofilen für Schablonen und Spiegel von Halbleiterbelichtungen gefordert. Beispielsweise müssen Spiegel- und Fotoschablonensubstrate, die für die extreme ultraviolette Lithographie (EUVL) als eine nächste Generation von Halbleiterbelichtungstechnologien verwendet werden, widerstandsfähig gegenüber Wärmedeformation sein, anhand eines geeigneten Oberflächenprofils, das einer Verschlechterung der Belichtungsqualität vorbeugt. Aus diesem Grund wurden Glas und Kristallglas mit niedrigen Expansionseigenschaften als Substratmaterial von Spiegel- und Fotoschablonensubstraten, die für die EUVL verwendet werden, eingesetzt, und deren Oberflächenprofil muss auf Basis der Spezifikationen extrem flach und glatt sein.
  • Des Weiteren sind auf dem Markt der Magnetscheiben die Aufzeichnungsdichten von Festplattenlaufwerken in den letzten Jahren rasch angestiegen. Mit einem Ansteigen der Aufzeichnungsdichte hat der Abstand zwischen dem Magnetkopf und der Magnetscheibe des Festplattenlaufwerkgeräts, der sozusagen die Flughöhe des Magnetkopfes ist, abgenommen. In den letzten Jahren hat sich die Flughöhe des Magnetkopfes ungefähr an 10 bis 50 nm angenähert. Die Flughöhe des Magnetkopfes wird durch die Interferenz des einfallendes Lichtes und dergleichen anhand einer transparenten Nachahmungsscheibe als Ersatz für die Magnetscheiben in den Flugtests der Magnetköpfe gemessen, auf Betreiben der Scheibenhersteller oder Festplattenlaufwerkgerätehersteller. Solche transparenten Imitationsscheiben sollten ebenfalls eine hohe Ebenheit und Glätte aufweisen.
  • Im pharmazeutischen Markt schreiten die Automatisierung der Prüfmittel und Probenminiaturisierung weiter voran mit dem Ziel, die Prüfeffizienz der pharmazeutischen Proben zu verbessern und eine Serienproduktion von hohen Mengen an Musterprüfungen zu ermöglichen. Wenn sich die Dimensionen der getropften Proben in der Größenordnung von Mikrometern bewegen, ist es möglich, dass eine ungleichmäßige Oberflächenform des Substrats, das die Probe trägt, entgegengesetzte Effekte auf die Fähigkeit, die Probe ruhig zu halten, haben kann. Der Bedarf an Hochpräzisionsoberflächenprofilen steigt für Substrate von pharmazeutischen Prüfungen, die zur Prüfung von pharmazeutischen Proben zur Verhinderung einer schadhaften Vermischung der getropften Proben verwendet werden.
  • Substrate mit extrem flachen und glatten Oberflächenprofilen werden in zahlreichen anderen Märkten nachgefragt, und Verfahren zur Herstellung von solchen Substraten werden untersucht.
  • Zum Beispiel wurde eine lokale Verarbeitungstechnik, bei der das Oberflächenprofil des Substrats im voraus gemessen wird und ein abzutragender Teil entsprechend der Höhe des konvexen Teils davon lokal verändert wird, als Technik zur Erzielung hochgradiger Ebenheit entwickelt. Zum Beispiel wird das MRV (Magneto-Rheological Finishing) Verfahren als ein lokales Verarbeitungsverfahren in der ungeprüften japanischen Patentpublikation Nr. 2006-119624 verwendet. Insbesondere wird der Polierschritt verbessert durch Säubern der Substratoberfläche für Schablonenleerstellen durch die Verwendung einer Säuberungsflüssigkeit, die eine starke Säure enthält, nachdem die Substratoberfläche für Schablonenleerstellen mit einem magnetischen Polierschlamm mit abrasiven Polierpartikeln, die in der Eisen enthaltenden magnetischen Flüssigkeit enthalten sind, poliert wurde.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die lokalen Verarbeitungstechniken, wie sie typischerweise durch das MRF Verfahren, wie es in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2006-119624 offenbart ist, dargestellt werden, verbessern die Ebenheit, dennoch neigen – da das Polieren während der Ablaufraten durchgeführt wird oder die abzutragenden Anteile lokal verändert werden – unebene Teile, die in einer Wellenlängenbandbreite in der Größenordnung von wenigen Millimeter gemessen werden, dazu, groß zu sein. Selbst in dem Fall, dass der abschließende Polierschritt danach durchgeführt wird, verbessern sich die unebenen Anteile nicht und das geforderte Hochpräzisionsoberflächenprofil kann nicht erhalten werden, obwohl die Ebenheit, die in einer Wellenlängenbreite in einer Größenordnung entsprechend den Dimensionen des Substrats gemessen wird und die Oberflächenrauigkeit, die in der Wellenlängenbreite in der Größenordnung von wenigen Mikrometern gemessen wird, angemessen sind.
  • Aus diesem Grund war es extrem schwierig Substrate zu erhalten, die ein Hochpräzisionsoberflächenprofil mit einer Ebenheit, Unebenheit und Oberflächenrauigkeit, wie es dem herkömmlichen Stand der Technik angemessen ist, zu erhalten.
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben genannten Probleme zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Substrats mit einem Hochpräzisionsoberflächenprofil mit angemessener Ebenheit, Unebenheit und Oberflächenrauigkeit und ein Verfahren zur Herstellung solcher Substrate in technologischen Gebieten, in welchen Substrate, die ein Hochpräzisionsoberflächenprofil besitzen, gefordert werden.
  • Die Erfinder haben herausgefunden, dass die genannten Probleme durch Durchführen eines Schritts zur Korrektur der Oberflächenunebenheit und eines Schritts zur abschließenden Behandlung der Oberflächenrauigkeit nach Durchführen des Schritts der Korrektur der Ebenheit, gelöst werden können, und sie vollbrachten die Erfindung. Die vorliegende Erfindung stellt insbesondere folgendes bereit.
  • Der erste Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats umfassend einen Schritt zur Korrektur der Ebenheit, einen Schritt zur Korrektur der Oberflächenunebenheit, wobei die Substratoberfläche mittels eines Polierschwamms mit einer Härte definiert durch JIS K 6253 von 70 oder mehr poliert wird, und einen Schritt der abschließenden Behandlung der Oberflächenrauigkeit.
  • Der zweite Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem ersten Aspekt, wobei das Hauptmaterial des Polierkissens Harz, ein ungewebter Stoff oder ein mit Harz imprägnierter ungewebter Stoff ist.
  • Der dritte Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem zweiten Aspekt, wobei anorganische Partikel im Hauptmaterial des Polierkissens dispergiert sind.
  • Der vierte Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem ersten bis dritten Aspekt, wobei die Massendichte des Polierkissens 0,2 g/cm3 oder mehr beträgt.
  • Der fünfte Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem ersten bis vierten Aspekt, wobei ein Poliermittel mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1 μm oder weniger im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit verwendet wird.
  • Der sechste Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem ersten bis fünften Aspekt, wobei die 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit der Substratoberfläche nach dem Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit 6,5 nm oder weniger beträgt.
  • Der siebte Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem ersten bis sechsten Aspekt, wobei die Ebenheit der Substratoberfläche nach dem Schritt der Korrektur der Ebenheit 1.000 nm oder weniger beträgt.
  • Der achte Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem ersten bis siebten Aspekt, wobei das Polieren in der Weise durchgeführt wird, dass der Oberflächenlastdruck der Substratoberfläche 80 g/cm2 oder weniger beträgt beim Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit.
  • Der neunte Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem ersten bis achten Aspekt, wobei der Schritt der Korrektur der Ebenheit aus einem Schritt des Polierens der Substratoberfläche mittels einer magnetischen Flüssigkeit, die abrasive Polierpartikel enthält, besteht.
  • Der zehnte Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem ersten bis neunten Aspekt, wobei das Substrat Glas oder Glaskeramik ist.
  • Der elfte Aspekt der Erfindung umfasst ein Substrat, welches durch das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem ersten bis zehnten Aspekt erhalten wurde und mindestens eine Oberfläche mit einem Oberflächenprofil mit einer Ebenheit von 1.000 nm oder weniger, eine 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit von 10 nm oder weniger und ein Rms von 1 nm oder weniger besitzt.
  • Der zwölfte Aspekt der Erfindung umfasst eine Halbleiterbelichtungsschablone unter Verwendung eines Substrats, das nach dem Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem ersten bis zehnten Aspekt der Erfindung hergestellt wurde.
  • Der dreizehnte Aspekt der Erfindung umfasst einen Halbleiterbelichtungsspiegel unter Verwendung eines Substrats, das durch das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem ersten bis zehnten Aspekt hergestellt wurde.
  • Der vierzehnte Aspekt der Erfindung umfasst eine Scheibe für Flughöhentests von magnetischen Köpfen von Festplatten unter Verwendung eines Substrats, das durch das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem ersten bis zehnten Aspekt hergestellt wurde.
  • Der fünfzehnte Aspekt der Erfindung umfasst ein Substrat für pharmazeutische Tests unter Verwendung eines Substrats, das durch das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß dem ersten bis zehnten Aspekt hergestellt wurde.
  • Mit der vorliegenden Erfindung können unebene Teile des Substrats abgetragen werden, und ein Substrat mit einem Hochpräzisionsoberflächenprofil, bei dem die Ebenheit, Unebenheit und Oberflächenrauigkeit angemessen sind, erhalten werden.
  • Kurze Beschreibung der Abbildungen
  • 1 ist ein Schema, das eine Vorrichtung, die im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit und im Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit verwendet wird, zeigt.
  • 2 ist eine Schnittdarstellung, die eine Vorrichtung, die im Schritt der Korrektur der Oberflächenebenheit und im Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit verwendet wird, zeigt.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß der vorliegenden Erfindung ist charakterisiert durch das Umfassen eines Schritts der Korrektur der Ebenheit, eines Schritts zur Korrektur der Oberflächenunebenheit, in welchem die Substratoberfläche mittels eines Polierkissens mit einer Härte definiert durch JIS K 6253 von 70 oder mehr poliert wird, und eines Schritts zur Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit.
  • Die hier vorgegebenen Härte des Polierkissens ist ein Durchschnittswert (auf die nächste ganze Zahl gerundet) der Härtewerte definiert durch JIS K 6253, die an vier zufälligen Punkten innerhalb der Oberfläche des Polierkissens gemessen wird. Des Weiteren werden die Messpositionen im Fall von Donut-förmigen Polierkissen wie folgt bestimmt. Wenn der äußere Durchmesser des Polierkissens als „D" definiert und der Öffnungsdurchmesser als „d" definiert wird, werden ein Zufallspunkt auf dem Umfang mit einem Durchmesser von (D + d)/2 und drei Punkte, die respektive bei 90°, 180° und 270° im Uhrzeigersinn von dem besagten Zufallspunkt lokalisiert sind, als Messpositionen festgelegt.
  • Des Weiteren ist die Ebenheit definiert als Höhenunterschied zwischen den höchsten und niedrigsten Punkten des Oberflächenprofils, das von einem beliebigen Ausgangsniveau der Substratoberfläche in der Messfläche mit einem S2/S1 Wert von 85% oder mehr (S2 teilt das gleiche Gravitationszentrum mit S1 und hat eine ähnliche Form wie das von S2), wobei S1 eine Fläche des Substrats und S2 eine Messfläche ist, gemessen wird. Die Ebenheit ist der Wert, der mittels einer Wellenlängen-veränderlichen Lichtquelle wie einem Halbleiterlaser und einer Messeinrichtung, die auf der Fourier-Transformationsphasenverschiebungsmethode mit einer Auflösung von 0,3 mm pro Pixel beruht, erhalten wird. Insbesondere kann die Ebenheit durch ein von Zygo hergestelltes „VeriFire-AT" beispielsweise gemessen werden.
  • Für den Fall, dass ein Fotoschablonensubstrat für EUVL genutzt wird, besitzt des Weiteren die Messfläche vorzugsweise eine Dimension von 142 mm × 142 mm relativ zu dem quadratischen Substrat mit einer Dimension von 152 × 152 mm.
  • Die hierbei festgelegte 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit ist definiert als der Unterschied zwischen der Durchschnittshöhe der höchsten bis fünfthöchsten Spitzenwerte des Oberflächenprofils, die ausgehend von einem beliebigen Ausgangsniveau der Substratoberfläche gemessen werden, und der Durchschnittshöhe der niedrigsten bis fünftniedrigsten Täler des Oberflächenprofils, die ausgehend von dem beliebigen Ausgangsniveau der Substratoberfläche zu der Unterseite des Oberflächenprofils in einer Messfläche mit einem Sichtwinkel von 2,8 mm × 2,11 mm gemessen wird. Die 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit kann mittels eines Rasterlichtmikroskops (Scanning white light microscope) unter Verwendung einer Objektivlinse von 2,5× mit einem Vergrößerungssystem von 1,0× ohne Filter erhalten werden. Insbesondere kann die 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit mittels des von Zygo hergestellten „NewView" gemessen werden.
  • Der hier festgelegte Rms ist definiert als Quadratwurzel eines Durchschnittswerts des Quadrats der Abweichung von dem beliebigen Ausgangsniveau zu der Oberfläche in einer Messfläche mit einem Sichtwinkel von 10 μm × 10 μm und kann mittels eines Rasterkraftmikroskops (atomic force microscope) erhalten werden. Insbesondere kann der Rms z. B. mittels eines von Digital Instruments hergestellten „Nanoscope IIIa/D-3000" gemessen werden.
  • Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung eines Substrats gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten ausführlich beschrieben. Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die unten beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und dass Variationen innerhalb des Anwendungsbereichs der vorliegenden Erfindung entsprechend hinzugefügt werden können. Indessen ist der Zweck der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt, auch wenn die Beschreibung an Stellen, an denen es eine Überschneidung gibt, ausgelassen wurde.
  • Aus Gründen der Zweckmäßigkeit der Beschreibung wird zunächst das Verfahren zur Herstellung eines Substrats, in welchem ein Schritt zur Korrektur der Oberflächenunebenheit nach einem Schritt zur Korrektur der Ebenheit, gefolgt durch einen Schritt zur Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit, durchgeführt wird, beschrieben, dennoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf das oben beschriebene beschränkt, und weitere Schritte können vor oder nach jedem Schritt in Abhängigkeit des Materials und dergleichen des Substrats, durchgeführt werden.
  • Des Weiteren ist die Beschaffenheit des Substrats nicht begrenzt, und verschiedene bekannte Substrate wie metallische Substrate, Glas, Glaskeramik und dergleichen können beispielsweise verwendet werden. Vor dem Schritt der Korrektur der Ebenheit, können die Schritte In-Scheiben-Schneiden, Schleifen, Feinschleifen und Vorschleifen entsprechend durchgeführt werden.
  • Der Schritt des In-Scheiben-Schneidens ist ein Schritt, in welchem ein gewünschtes Oberflächenprofil durch Schneiden mittels einer Schneiderichtung aus Diamant oder Hartmetall, etc. oder durch Drehschleifen erhalten wird.
  • Der Schritt des Schleifens ist ein Schritt, in welchem die Substratoberfläche geschliffen wird, um sie dem gewünschten Profil näher zu bringen, und die Verwerfung auf dem Substrat wird verbessert, um ein Substrat mit einer annähernd ebenen Oberfläche herzustellen. In diesem Schleifschritt wird das Schleifen mittels einer Einseitenbearbeitungsmaschine unter Verwendung von festen abrasiven Partikeln und Veränderung der Bedingungen, wie der Partikelgröße, durchgeführt, und das Schleifen kann durch Schritte wie einem ersten Schritt, einem zweiten Schritt und dergleichen entsprechend den Umständen durchgeführt werden.
  • Der Schritt des Feinschleifens ist ein Schritt, in welchem die Substratoberfläche nach dem Schritt des Schleifens weiter abgeflacht wird. In dem Schritt des Feinschleifens wird ein schaumförmiges Poliermittel, in welchem Partikel aus karbonisiertem Silizium mit einem großen Partikeldurchmesser, Tonerde und dergleichen in Wasser, etc. dispergiert sind, als ein Poliermittel mit freien abrasiven Partikeln verwendet. Weiterhin werden feste abrasive Partikel aus konsolidierten Partikeln aus karbonisiertem Silizium, Tonerde und dergleichen oder Diamanten, konsolidiert mittels einer Metallverbindung, einer Harzverbindung, einer verglasten Verbindung oder aus elektrolytischer Abscheidung, um allgemein ein Kügelchen zu formen, verwendet. Des Weiteren kann vor/nach oder während des Schritts des Feinschleifens mittels einer NC Bearbeitungsmaschine gefräst oder fräspoliert werden.
  • Der Schritt des Vorschleifens ist ein Schritt, in welchem das Polieren mittels einer Zweiseitenbearbeitungsmaschine oder einer Einseitenbearbeitungsmaschine durch Schritte wie primäres Polieren, sekundäres Polieren, tertiäres Polieren, etc. durch Verändern der Bedingungen der Polierkissen und Poliermittel mit dem Ziel, das Oberflächenprofil näher an das gewünschte Profil anzunähern, durchgeführt wird.
  • Die Ebenheit des Substrats beträgt vor dem Schritt der Korrektur der Ebenheit vorzugsweise 1.500 nm oder weniger, weiter bevorzugt 1.400 nm oder weniger und am meisten bevorzugt 1.200 nm oder weniger, um die Bearbeitungszeit des darauf folgenden Schritts der Korrektur der Ebenheit zu verkürzen. Des Weiteren wird es einfach, möglicherweise ein Substrat mit einer geringeren Unebenheit zu erhalten, wenn die 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit vor dem Schritt der Korrektur der Ebenheit auf einen gewissen Grad reduziert wird. Aus diesem Grund beträgt die 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit vor dem Schritt der Korrektur der Ebenheit vorzugsweise 35 nm oder weniger, weiter bevorzugt 25 nm oder weniger und am meisten bevorzugt 15 nm oder weniger. In gleicher Weise wird es einfach, möglicherweise ein Substrat mit geringerem Rms zu erhalten, wenn der Rms vor dem Schritt der Korrektur der Ebenheit auf einen gewissen Grad reduziert wird. Aus diesem Grund beträgt der Rms vor dem Schritt der Korrektur der Ebenheit vorzugsweise 20 nm oder weniger, weiter bevorzugt 10 nm oder weniger und am meisten bevorzugt 5 nm oder weniger.
  • Schritt der Korrektur der Ebenheit
  • Der Schritt der Korrektur der Ebenheit ist ein Schritt, um die Substratoberfläche zu polieren und die Ebenheit der Substratoberfläche zu reduzieren (weiteres Abflachen). Der Schritt der Korrektur der Ebenheit ist vorzugsweise nicht beschränkt und kann beliebige Arbeitsschritte umfassen, solange die Substratoberfläche poliert wird, um die Ebenheit der Substratoberfläche zu reduzieren. Der Schritt der Korrektur der Ebenheit wird hinsichtlich der Einfachheit des Vorgangs und dergleichen vorzugsweise durch das MRF Bearbeitungsverfahren durchgeführt. Das MRF (Magneto-Rheological Finishing) Bearbeitungsverfahren ist ein Polierverfahren, in welchem polierende, abrasive Partikel in einer magnetischen Flüssigkeit enthalten sind und die Substratoberfläche durch den magnetischen Polierschlamm poliert wird.
  • In einer MRF Poliermaschine ist ein Elektromagnet unter der Oberfläche des sich drehenden Rades angebracht, eine magnetische Polierflüssigkeit wird darauf gegeben und an die Oberfläche des rotierenden Rades herangezogen, und das zu polierende Zielobjekt wird durch nahes Aneinanderziehen des Rades und des zu polierenden Zielobjekts auf einen zuvor festgelegten Abstand lokal poliert. Des Weiteren überwacht ein NC Controller die relative Position zwischen dem zu polierenden Zielobjekt und dem Rad, und die gesamte Region des zu polierenden Zielobjekts wird poliert, indem das Rad zwischen die polierenden Seiten bewegt wird.
  • Die Korrektur der Ebenheit des Substrats durch das MRF Bearbeitungsverfahren wird insbesondere wie folgt durchgeführt. Zuerst wird eine Probe, die aus dem selben Material wie das Substrat ist, zur Evaluation der Polierrate in einer MRF Poliermaschine bearbeitet, und die Polierrate wird aus der Bearbeitungszeit und -tiefe berechnet. Die aus oben genannter Berechnung erhaltene Polierrate wird in die MRF Poliermaschine eingegeben. Dann wird das Oberflächenprofil des Substrats mit einem Hochpräzisionslaser-Interferenzprofilometer (Beispiele umfassen insbesondere das von Zygo hergestellte „VeriFire-AT"), etc. gemessen und die aus dem Oberflächenprofil erhaltenen Daten werden in die MRF Poliermaschine eingegeben.
  • Die MRF Poliermaschine führt das Polieren durch, indem die Bewegung des Substrats überwacht wird, so dass die konvexen Anteile der Substratoberfläche vermehrt poliert werden, auf Basis der aus dem Oberflächenprofil des Substrats und der Polierrate erhaltenen Daten.
  • Die MRF Poliermaschine kann durch das Heranbringen der Ebenheit der Substratoberfläche an den Endwert oder einen Wert nahe dem Endwert die für das folgende Polieren notwendige Zeit grundlegend verkürzen.
  • Der Polierschlamm, der in der vorliegenden Erfindung benützt wird, kann ein Polierschlamm sein, in welchem ein Poliermittel oder ein Eisenpulver, etc. mit einer Flüssigkeit wie Wasser vermischt ist. Das Poliermittel kann gemäß dem Material und dergleichen des Substrats entsprechend verändert werden, und verschiedene bekannte Poliermittel wie Diamantpaste (D-20, D-10, etc. hergestellt durch QED), Zeroxid (C-20, C-10, etc, hergestellt durch QED) und dergleichen können verwendet werden. Diese können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Die Ebenheit der Substratoberfläche nach Vollendung des Schritts der Korrektur der Ebenheit beträgt vorzugsweise 1.000 nm oder weniger und weiter bevorzugt 700 nm oder weniger, zur einfachen Anwendung in technologischen Gebieten, in welchen Substrate mit einem Hochpräzisionsoberflächenprofil gefordert werden, und beträgt am meisten bevorzugt 400 nm oder weniger, insbesondere zur einfachen Anwendung im Gebiet der EUVL-Technologie.
  • Dies sind verschiedene Verfahren zur Korrektur der Ebenheit, und weitere Beispiele umfassen Polierverfahren mittels einer Einseitenbearbeitungsmaschine. Die Einseitenbearbeitungsmaschine ist eine normale Zweiseitenpoliermaschine mit einem nur an dem unteren Maschinentiegel angebrachten Polierkissen, und das Polieren wird durchgeführt, indem das zu polierende Zielobjekt durch sein eigenes Gewicht oder eine angebrachte Last gesichert wird.
  • Schritt zur Korrektur der Oberflächenunebenheit
  • Der Schritt zur Korrektur der Oberflächenunebenheit wird nach Vollendung des Schritts der Korrektur der Ebenheit durchgeführt. Der Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit ist ein Schritt, um die Oberfläche des Substrats zu polieren, indem ein Poliermittel mittels eines Polierkissens mit einer Härte definiert durch JIS K 6235 von 70 oder mehr (nachfolgend bezeichnet als „erstes Polierkissen") zugegeben wird. Insbesondere wird, wie in den 1 und 2 gezeigt, ein Maschinentiegel 2, an den ein Polierkissen 3 mit einer Härte definiert durch JIS K 6235 von 70 oder mehr angebracht ist, gedreht, und die Oberfläche des Substrates 1 wird poliert, indem ein Schlamm (nicht dargestellt), in welchem ein Poliermittel (nicht dargestellt) dispergiert ist, dazu gegeben wird.
  • Sollte der Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit nach dem Schritt der Korrektur der Ebenheit ohne Durchführen des Schritts der Korrektur der Oberflächenunebenheit durchgeführt werden, obwohl die Oberflächenrauigkeit des Substrats verbessert ist (abgeflacht) wird es schwierig, unebene Anteile effektiv abzutragen. Dies liegt daran, dass das Polierkissen 3, das für den Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit verwendet wird, normalerweise ein Polierkissen mit einer niedrigen Härte (weich) zwecks Verhinderung der Ausbildung von Kratzern, etc. auf der Oberfläche ist, und solch ein Polierkissen 3 wird durch den Polierdruck zusammendrückt, wobei ein Profil entsprechend dem unebenen Oberflächenprofil des Substrats 1 ausgeformt wird. Es ist möglich, das Ausbilden eines Profils entsprechend des unebenen Oberflächenprofils des Substrates 1 auf dem Polierkissen wie oben beschrieben zu verhindern, indem ein Polierkissen mit einer hohen Härte verwendet wird, wodurch diesem das effektive Abtragen von sich auf der Oberfläche des Substrats 1 befindenden unebenen Anteilen ermöglicht wird. Das Polierkissen 3, das für den Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit verwendet wird, besitzt vorzugsweise eine Härte definiert durch JIS K 6235 von 70 oder mehr, weiter bevorzugt von 80 oder mehr und am meisten bevorzugt von 85 oder mehr unter dem obigen Gesichtspunkt.
  • Eine Poliermaschine, die eine relative Bewegung zwischen dem an dem Maschinentiegel 2 angebrachten Polierkissen 3 und dem Substrat 1 zulässt, wird vorzugsweise in dem Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit verwendet, um leichter eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit zur Durchführung einer effektiven Bearbeitung zu erhalten. Poliermaschinen sind vorzugsweise nicht begrenzt, und Einseitenpoliermaschinen, Zweiseitenpoliermaschinen oder dergleichen können verwendet werden. Zweiseitenpoliermaschinen werden vorzugsweise verwendet, da man sich keine Gedanken um Kontamination, etc. der einen Seite machen muss, solange die andere Seite poliert wird, und vom Standpunkt der Bearbeitungsdauer.
  • Das Hauptmaterial des Polierkissens 3 kann gemäß dem Material, etc. des Substrats 1, welches poliert wird, passend geändert werden, und das Polierkissen 3, welches hauptsächlich aus einem Harz wie Urethan, einem ungewebten Stoff oder einem mit einem Harz imprägnierten ungewebtem Stoff und dergleichen besteht, kann beispielsweise verwendet werden. Indessen kann ein Polierkissen 3, bestehend aus einem einzigen dieser Hauptmaterialien oder bestehend aus einer Vielzahl dieser Hauptmaterialien verwendet werden.
  • Des Weiteren ist es wünschenswert, ein Polierkissen 3, in welchem anorganische Partikel, etc. in dem Hauptmaterial dispergiert sind, zu verwenden. Die Verwendung des Polierkissens 3 wie oben erwähnt, kann die Unebenheit der Oberfläche des Substrats 1 effektiv verbessern. Die anorganischen Partikel, etc., die in dem Hauptmaterial dispergiert sind, können gemäß dem Material und dergleichen des zu polierenden Substrates 1 entsprechend verändert werden, und Beispiele umfassen Zeroxid, Zirkoniumoxid und dergleichen. Diese können allein oder in Kombination verwendet werden.
  • Die Härte der Polierkissen neigt dazu, in Abhängigkeit von sich innerhalb der Oberfläche der Polierkissen befindenden Luftblasen zu variieren. Aufgrund dieser Variation der Härte, können die meisten geeigneten Polierbedingungen, wie die Polierzeit oder der Polierdruck nicht stabilisiert werden, wodurch möglicherweise eine Verschlechterung der Produktivität bedingt ist. Aus diesem Grunde besitzen Polierkissen vorzugsweise eine hohe Massendichte und weniger Luftblasen. Insbesondere beträgt die Massendichte des Polierkissens 3 vorzugsweise 0,2 g/cm3 oder mehr, weiter bevorzugt 0,3 g/cm3 oder mehr und am meisten bevorzugt 0,4 g/cm3 oder mehr.
  • Die Poliermittel, die im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit verwendet werden, können gemäß den Materialien des Substrats 1 verändert werden, und bevorzugte Beispiele umfassen kolloidale Kieselerde, Zeroxid, Zirkoniumoxid und dergleichen. Da die Poliermittel, die aus kolloidaler Kieselerde bestehen, vorzugsweise nicht miteinander aggregieren, und einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser kleiner als der von Zeroxid, Zirkoniumoxid und dergleichen besitzen, ist der Übertrag des flachen Profils des Polierkissens auf das Substrat einfach und unebene Anteile, etc. der Oberfläche des Substrats 1 können effektiv abgetragen werden. Indessen werden Poliermittel im Allgemeinen in einer Flüssigkeit wie Wasser dispergiert und in Form eines Schlamms verwendet.
  • Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Poliermittel, die im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit verwendet werden, beträgt vorzugsweise 1 μm oder weniger, weiter bevorzugt 500 nm oder weniger und am meisten bevorzugt 100 nm oder weniger. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Poliermittel 1 μm übersteigt, wird die spezifische Oberfläche der Poliermittel klein, und die Oberfläche des Substrates 1 kann nicht effektiv poliert werden.
  • Ein Coulter Counter (Coulter Counter Model TA II, hergestellt durch Coulter) wird zur Messung in dem Verfahren zur Messung der durchschnittlichen Partikeldurchmesser der Poliermittel auf Basis des Volumens der Poliermittel verwendet.
  • Im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit wird ein Substrat 1, während es durch einen Träger 4 gehalten wird, auf einen Maschinentiegel 2, an welchem ein Polierkissen 3 mit einer Harte definiert durch JIS K 6235 von 70 oder mehr angebracht ist, platziert. Der Maschinentiegel 2 wird dann gedreht und die Oberfläche des Substrates 1 wird poliert, während ein Schlamm (nicht dargestellt), in welchem ein Poliermittel (nicht dargestellt) dispergiert ist, dazugegeben wird. Die Drehgeschwindigkeit der Poliermaschine kann gemäß dem Material und dergleichen des Substrates 1 passend geändert werden. Dennoch besteht die Tendenz, dass bei einer Drehgeschwindigkeit von über 50 U/min irreguläre Rotationen oder Vibrationen der Poliermaschine entstehen, wodurch möglicherweise die Ebenheit vermindert wird. Aus diesem Grund beträgt die obere Grenze der Drehgeschwindigkeit vorzugsweise 50 U/min, weiter bevorzugt 45 U/min und am meisten bevorzugt 35 U/min. Des weiteren besteht bei einer Drehgeschwindigkeit von weniger als 30 U/min die Tendenz, dass die Bearbeitungsdauer zur Erreichung der gewünschten 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit verlängert wird und die Bearbeitungseffizienz reduziert wird. Demzufolge beträgt die untere Grenze der Drehgeschwindigkeit vorzugsweise 20 U/min, weiter bevorzugt 23 U/min und am meisten bevorzugt 25 U/min.
  • Die hier angegebene Drehgeschwindigkeit der Poliermaschinen ist definiert als Drehgeschwindigkeit des unteren Maschinentiegels im Falle einer Zweiseitenpoliermaschine, und der obere Maschinentiegel dreht sich in entgegengesetzter Richtung zum unteren Maschinentiegel mit einem Drittel der Drehgeschwindigkeit des unteren Maschinentiegels. Das zu polierende Zielobjekt dreht sich mit dem Träger in der gleichen Richtung wie der untere Maschinentiegel mit einem Drittel der Geschwindigkeit des unteren Maschinentiegels.
  • In dem Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit wird die Oberfläche des Substrates 1 vorzugsweise so poliert, dass die 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit der Oberfläche des Substrats 1 6,5 nm oder weniger, weiter bevorzugt 6 nm oder weniger wird für eine leichte Anwendbarkeit in technologischen Gebieten, in denen Substrate 1, mit einem ein Hochpräzisionsoberflächenprofil gefordert werden, und die Oberfläche des Substrats 1 wird vorzugsweise so poliert, dass die 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit der Oberfläche des Substrats 1 5 nm oder weniger wird, insbesondere zur leichten Anwendbarkeit im Gebiet der EUVL-Technologie.
  • Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit
  • Der Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit wird nach dem Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit durchgeführt. Der Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit ist ein Schritt, bei dem die Oberfläche des Substrats 1 so poliert wird, dass der Oberflächenlastdruck, der auf das Polierkissen, welches sich von dem Polierkissen 3, das im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit verwendet wird, unterscheidet, und die Oberfläche des Substrats 1 einwirkt, 80 g/cm2 oder weniger beträgt. Wenn der Oberflächenlastdruck extrem hoch eingestellt wird, neigt die Ebenheit, die im Schritt der Korrektur der Ebenheit erzielt wird, dazu, sich zu verringern. Aus diesem Grund beträgt der Oberflächenlastdruck, der auf die Oberfläche des Substrats 1 einwirkt, vorzugsweise 80 g/cm2 oder weniger, weiter bevorzugt 60 g/cm2 oder weniger und am meisten bevorzugt 40 g/cm2 oder weniger.
  • Es ist wünschenswert, eine Poliermaschine, die eine relative Bewegung zwischen dem Polierkissen 3, welches an dem Maschinentiegel 2 angebracht ist, und dem Substrat 1 zulässt, im Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit zu verwenden, um eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit zur Durchführung einer effektiven Bearbeitung zu erleichtern. Die Poliermaschine ist nicht ausdrücklich beschränkt, und Einseitenpoliermaschinen, Zweiseitenpoliermaschinen und dergleichen können verwendet werden, dennoch werden vorzugsweise Zweiseitenpoliermaschinen verwendet, da man sich hier keine Gedanken über eine Kontamination, etc. der einen Seite machen muss, während die andere Seite poliert wird, und vom Gesichtspunkt der Bearbeitungsdauer.
  • Die Poliermittel, die im Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit verwendet werden, können gemäß den Materialien, etc. des Substrates 1 entsprechend verändert werden, und bevorzugte Beispiele umfassen Zeroxid, Zirkoniumoxid, kolloidale Kieselerde und dergleichen. Insbesondere bei der Verwendung von Zeroxid als Poliermittel ätzt sich weniger Poliermittel in die Substratoberfläche ein, wodurch die Entfernung der Poliermittel, die sich auf der Substratoberfläche befinden, nach dem Polieren erleichtert wird. Selbst wenn die Polierkissen, die für gewöhnlich im Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit verwendet werden, des Weiteren ein Oberflächenprofil mit einer erheblichen Anzahl an unebenen Anteilen aufweisen, ist der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Zeroxid- Poliermittels relativ groß, und die Wirkung der unebenen Teile des Polierkissens auf die Substratoberfläche kann reduziert werden, und die Unebenheit der Substratoberfläche wird voraussichtlich nicht ansteigen. Dementsprechend wird der Gebrauch eines Zeroxid-Poliermittels von den Poliermitteln, die zur Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit verwendet werden, mehr bevorzugt. Des Weiteren werden die Poliermittel im Allgemeinen in Form eines in einer Flüssigkeit wie Wasser dispergierten Schlamms verwendet.
  • Die obere Grenze des durchschnittlichen Partikeldurchmessers der Poliermittel, die im Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit verwendet werden, beträgt vorzugsweise 1 μm oder weniger, weiter bevorzugt 500 nm oder weniger und am meisten bevorzugt 200 nm oder weniger. Sollte der Durchschnittspartikeldurchmesser der Poliermittel 1 μm überschreiten, wird die spezifische Oberfläche der Poliermittel klein, wodurch ein effektives Polieren der Oberfläche des Substrats 1 schwierig wird. Die untere Grenze des Durchschnittspartikeldurchmessers der Poliermittel beträgt vorzugsweise 100 nm oder mehr, weiter bevorzugt 120 nm oder mehr und am meisten bevorzugt 150 nm oder mehr mit dem Ziel, den Effekt zur Reduzierung der Wirkung der Unebenheit der Polierkissen auf die Substratoberfläche leicht zu erreichen.
  • Die Polierkissen, die im Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit (diese können im Folgenden als „zweites Polierkissen" bezeichnet werden) verwendet werden, unterscheiden sich von dem Polierkissen 3, das im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit verwendet wird, und besitzen eine niedrigere Härte definiert durch JIS K 6235 als das Polierkissen 3, welches im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit verwendet wird.
  • Die Oberflächenrauigkeit der Oberfläche des Substrats 1 kann durch Polieren der Oberfläche des Substrats 1 mit einem Polierkissen (zweites Polierkissen) mit einer Härte definiert durch JIS K 6235 von weniger als 70 auf leichte Weise reduziert (weiter abgeflacht) werden. Wird die Oberfläche des Substrats 1 mit dem zweiten Polierkissen mit einer Härte von 70 oder mehr poliert, entstehen wahrscheinlich Kratzer auf der Oberfläche des Substrats 1.
  • Aus diesem Grund beträgt die Härte definiert durch JIS K 6235 des zweiten Polierkissens, das im Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit verwendet wird, vorzugsweise weniger als 70, weiter bevorzugt 60 oder weniger und am meisten bevorzugt 50 oder weniger. Das zweite Polierkissen ist vorzugsweise ein Wildlederkissen mit einer Noppenschicht, die sich auf der Oberfläche eines ungewebten Stoffs befinden, oder ein Wildlederkissen mit einer Noppenschicht, die sich auf einer PET-Platte befindet.
  • Der Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit kann mittels einer Poliermaschine ähnlich der Poliermaschine, wie sie im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit (wie in den 1 und 2 dargestellt) verwendet wird, durchgeführt werden. Die Substratoberfläche wird durch Verwendung des zweiten Polierkissens anstatt des ersten Polierkissens 3 unter Zuführung eines mit den Poliermitteln dispergierten Schlamms und bei einem Oberflächenlastdruck, der an die Oberfläche des Substrats 1 angelegt ist, von 80 g/cm2 oder weniger, poliert. Die Drehgeschwindigkeit der Poliermaschine im Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit kann gemäß dem Material und dergleichen des Substrats 1 entsprechend verändert werden. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Poliermaschine 50 U/min überschreitet, besteht die Neigung zum Auftreten von irregulären Rotationen oder Vibrationen der Poliermaschine, und die Ebenheit unterliegt einer Verschlechterung. Aus diesem Grund beträgt die obere Grenze der Drehgeschwindigkeit vorzugsweise 50 U/min, weiter bevorzugt 48 U/min und am meisten bevorzugt 45 U/min. Da bei einer niedrigen Drehgeschwindigkeit die Bearbeitung eine lange Zeit benötigt und aus diesem Grund nicht effizient ist, beträgt des Weiteren die untere Grenze der Drehgeschwindigkeit der Poliermaschinen vorzugsweise 20 U/min, weiter bevorzugt 23 U/min und am meisten bevorzugt 25 U/min.
  • Das Oberflächenprofil des Substrats 1, das im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit nach der Vollendung des Schritts der Korrektur der Ebenheit, und dann im Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit nach Vollendung des Schritts der Korrektur der Oberflächenunebenheit bearbeitet wurde, besitzt vorzugsweise eine Ebenheit von 1.000 nm oder weniger und weiter bevorzugt von 700 nm oder weniger zur einfachen Anwendung in technologischen Gebieten, in denen Substrate mit einem Hochpräzisionsoberflächenprofil gefordert werden, und die Ebenheit der Oberfläche des Substrats 1 beträgt am meisten bevorzugt 400 nm oder weniger, insbesondere zur einfachen Anwendung im Gebiet der EUVL-Technologie. Des Weiteren beträgt die 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit der Oberfläche des Substrats 1 vorzugsweise 10 nm oder weniger und weiter bevorzugt 7 nm oder weniger zur einfachen Anwendung in technologischen Gebieten, in denen Substrate 1 mit einem Hochpräzisionsoberflächenprofil gefordert werden. Die 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit der Oberfläche des Substrats 1 beträgt am meisten bevorzugt 6 nm oder weniger, insbesondere zur einfachen Anwendung im Gebiet der EUVL-Technologie. Des Weiteren beträgt der Rms der Oberfläche des Substrats 1 vorzugsweise 1 nm oder weniger und weiter bevorzugt 0,5 nm oder weniger zur einfachen Anwendung in technologischen Gebieten, in denen Substrate 1 mit einem Hochpräzisionsoberflächenprofil gefordert werden. Der Rms der Oberfläche des Substrats 1 beträgt am meisten bevorzugt 0,2 nm oder weniger, insbesondere zur einfachen Anwendung im Gebiet der EUVL-Technologie.
  • Substratverwendung
  • Das Substrat 1, das durch das Verfahren zur Herstellung eines Substrats 1 gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird, besitzt eine Oberfläche mit einer exzellenten Ebenheit ohne Oberflächendefekte in Folge der drei oben genannten Polierschritte und wird verwendet für Schablonen und Spiegel bei der Halbleiterbelichtung, für Scheiben für Flughöhentests von Magnetköpfen von Festplatten und für Substrate für pharmazeutische Tests. Wenn das Substrat 1 für die oben genannten Zwecke verwendet wird, beträgt die Ebenheit des Substrats vorzugsweise 1.000 nm oder weniger, weiter bevorzugt 700 nm und am meisten bevorzugt 400 nm oder weniger. Das Substrat 1 wird vorzugsweise poliert, um eine 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit von 10 nm oder weniger, weiter bevorzugt 7 nm oder weniger und am meisten bevorzugt 6 nm oder weniger zu erhalten. Des Weiteren beträgt der Maximalwert der Oberflächenrauigkeit vorzugsweise Rmax 4 nm oder weniger. Der Rms beträgt vorzugsweise 1 nm oder weniger, weiter bevorzugt 0,5 nm oder weniger und am meisten bevorzugt 0,2 nm oder weniger.
  • Beispiele
  • Die vorliegende Erfindung wird mit Verweis auf Beispiele detaillierter beschrieben, und es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele begrenzt ist.
  • Beispiel 1
  • Als Substrat wurde ein Glas („CLEARCERAM-Z HS", hergestellt von Ohara) verwendet, und dieses Glas wurde mittels einer Diamantfräse auf ein Maß von 152 mm Länge und 6,35 mm Breite geschliffen. Das geschliffene Substrat wurde durch Feinschleifen und Grobschleifen bearbeitet. Der Rms des Substrats betrug zu dieser Zeit 20.000 nm.
  • [Schritt der Korrektur der Ebenheit]
  • Das Oberflächenprofil des grob geschliffenen Substrats wurde mittels eines von Zygo hergestellten „VeriFire-AT" gemessen und das Ergebnis in eine Poliermaschine (Q22-Y, hergestellt von QED) zusammen mit den Daten der im voraus gemessenen Polierrate eingegeben, um die MRF-Bearbeitung mittels der oben genannten Poliermaschine zur Korrektur der Ebenheit durchzuführen. Der Polierschlamm war ein von QED hergestellter D-20.
  • Nach Vollendung des Schritts der Korrektur der Ebenheit (MRF Bearbeitungsverfahren), wurde die Ebenheit der Substratoberfläche gemessen und ein Wert von 100 nm festgestellt, die 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit betrug 6,5 nm und der Rms betrug 0,82 nm.
  • [Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit]
  • Der Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit wurde nach Vollendung des Schritts der Korrektur der Ebenheit durchgeführt. Das Substrat 1 wurde mittels eines Polierkissens mit einer Harte definiert durch JIS K 6235 von 87 unter Zuführung von kolloidaler Kieselerde mit einem durchschnittlichem Partikeldurchmesser von 80 nm, welche in Wasser dispergiert ist, und Drehen des Polierkissens bei 30 U/min mittels einer Poliermaschine (12B, hergestellt von Tamukai) für 20 Minuten poliert. Des Weiteren wurde ein Zeroxidpartikel enthaltendes starres Urethanschaumharz als Polierkissen verwendet, dessen Massendichte 0,49 g/cm3 betrug. Ferner wurde ein Zeroxid enthaltender Urethanschaum als Polierkissen verwendet.
  • Nach Vollendung des Schritts der Korrektur der Oberflächenunebenheit, wurde die Oberflächenunebenheit der Substratoberfläche gemessen, und für die Ebenheit der Substratoberfläche fand sich ein Wert von 120 nm, die 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit betrug 4,6 nm und der Rms betrug 0,34 nm.
  • [Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit]
  • Der Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit wurde nach Vollendung des Schritts der Korrektur der Oberflächenunebenheit durchgeführt. Das Substrat 1 wurde mit einem zweiten Polierkissen unter Beigabe eines Poliermittels aus Zeroxid mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,2 μm, welches in Wasser dispergiert ist, und unter Drehen des zweiten Polierkissens bei 30 U/min mittels einer Poliermaschine (15B-5P, hergestellt von Speedfam) für 10 Minuten, so dass der Oberflächenlastdruck 60 g/cm2 betrug, poliert. Weiterhin besteht das zweite Polierkissen aus dem gleichen Material wie das Polierkissen, das im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit verwendet wird, und die Härte definiert durch JIS K 6235 des zweiten Polierkissens betrug 65. Als zweites Polierkissen wurde ein Wildlederkissen mit einer an der Oberfläche eines ungewebten Stoffs ausgebildeten Noppenschicht verwendet.
  • Nach Vollendung des Schritts der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit wurde die Oberflächenrauigkeit der Substratoberfläche gemessen, und es wurde eine Ebenheit der Substratoberfläche von 170 nm festgestellt, die 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit betrug 5 nm, und der Rms betrug 0,15 nm.
  • Beispiele 2 bis 9
  • Die Schritte in den Beispielen 2 bis 9 wurden ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit Ausnahme der Veränderung der Harte oder Massendichte des Polierkissens im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit und der Veränderung der Harte oder Massendichte des zweiten Polierkissens und der Polierdauer im Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit.
  • Vergleichende Beispiele 1 bis 5
  • Die Schritte in den vergleichenden Beispielen 1 bis 4 wurden ähnlich wie in Beispiel 1 durchgeführt mit der Ausnahme, dass der Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit nicht durchgeführt wurde. Im vergleichenden Beispiel 5 wurde das Substrat 1 mit einem Polierkissen mit einer Härte definiert durch JIS K 6235 von 67 unter Zufuhr von Zeroxid mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,2 μm, welches in Wasser dispergiert ist, im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit für 20 Minuten mittels einer Poliermaschine (15B-5P, hergestellt durch Speedfam) poliert. Indessen wurde ein Zeroxidpartikel enthaltendes, starres Urethanschaumharz als Polierkissen, dessen Massendichte 0,38 g/cm3 betrug, verwendet. Indessen bezeichnet „CCZ" in den Tabellen 1 und 2 Substrate („CLEARCERAM-Z HS"; hergestellt durch Ohara). Tabelle 1
    Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3
    Material des Substrats CCZ CCZ CCZ
    Schritt der Veränderung der Ebenheit Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) 100 100 100
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) 6.5 6.7 6.8
    Rms (nm) 0.82 0.36 0.59
    Polierkissen Zeroxid, enthaltend starren Urethanschaum Zeroxid, enthaltend starren Urethanschaum Zeroxid, enthaltend starren Urethanschaum
    Schritt der Veränderung der Oberflächen-Unebenheit Härte (JIS K6253) des Polierkissens 87 79 84
    Massendichte des Polierkissen (g/cm3) 0.49 0.4 0.45
    Poliermittel Kolloidale Kieselerde Kolloidale Kieselerde Kolloidale Kieselerde
    Durchschnitts-Partikelgröße des Poliermittels 80 nm 80 nm 80 nm
    Bearbeitungsdruck (g/cm2) 50 50 50
    Bearbeitungsdauer (min) 20 20 20
    Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) 120 130 140
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) 4.6 4.0 4.4
    Rms (nm) 0.34 0.30 0.33
    Polierkissen Wildlederkissen mit Noppenschicht auf ungewebtem Stoff Wildlederkissen mit Noppenschicht auf ungewebtem Stoff Wildlederkissen mit Noppenschicht auf ungewebtem Stoff
    Schritt der Endbearbeitung der Oberflächen-Rauigkeit Härte (JIS K6253) des Polierkissens 65 50 50
    Massendichte des Polierkissens (g/cm3) 0.3 0.3 0.3
    Poliermittel Zeroxid Zeroxid Zeroxid
    Durchschnitts-Partikelgröße des Poliermittels 0.2 μm 0.2 μm 0.2 μm
    Bearbeitungsdruck (g/cm2) 60 60 60
    Zeit (min) 10 10 6
    Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) 170 167 172
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) 5.0 5.9 5.2
    Rms (nm) 0.15 0.16 0.14
    Beispiel 4 Beispiel 2 Beispiel 3
    Material des Substrats CCZ CCZ CCZ
    Schritt der Veränderung der Ebenheit Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) 100 100 100
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) 7.8 6.2 6.4
    Rms (nm) 0.67 0.60 0.63
    Polierkissen Zeroxid, enthaltend starren Urethanschaum Zeroxid, enthaltend starren Urethanschaum Zeroxid, enthaltend starren Urethanschaum
    Schritt der Veränderung der Oberflächen-Unebenheit Härte (JIS K6253) des Polierkissens 86 87 87
    Massendichte des Polierkissen (g/cm3) 0.49 0.49 0.49
    Poliermittel Kolloidale Kieselerde Kolloidale Kieselerde Kolloidale Kieselerde
    Durchschnitts-Partikelgröße des Poliermittels 80 nm 100 nm 120 nm
    Bearbeitungsdruck (g/cm2) 50 50 50
    Bearbeitungsdauer (min) 20 20 20
    Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) 120 140 160
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) 4.8 4.4 4.8
    Rms (nm) 0.34 0.30 0.33
    Polierkissen Wildlederkissen mit Noppenschicht auf ungewebtem Stoff Wildlederkissen mit Noppenschicht auf ungewebtem Stoff Wildlederkissen mit Noppenschicht auf ungewebtem Stoff
    Schritt der Endbearbeitung der Oberflächen-Rauigkeit Härte (JIS K6253) des Polierkissens 50 50 50
    Massendichte des Polierkissens (g/cm3) 0.3 0.3 0.3
    Poliermittel Zeroxid Zeroxid Zeroxid
    Durchschnitts-Partikelgröße des Poliermittels 0.2 μm 0.2 μm 0.2 μm
    Bearbeitungsdruck (g/cm2) 60 60 60
    Zeit (min) 10 10 6
    Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) 170 167 172
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) 5.3 6.2 5.5
    Rms (nm) 0.15 0.16 0.16
    Beispiel 7 Beispiel 8 Beispiel 9
    Material des Substrats CCZ CCZ CCZ
    Schritt der Veränderung der Ebenheit Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) 100 100 100
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) 6.3 7.3 7.0
    Rms (nm) 0.77 0.43 0.56
    Polierkissen Zeroxid, enthaltend starren Urethanschaum Zeroxid, enthaltend starren Urethanschaum Zeroxid, enthaltend starren Urethanschaum
    Schritt der Veränderung der Oberflächen-Unebenheit Härte (JIS K6253) des Polierkissens 88 89 87
    Massendichte des Polierkissen (g/cm3) 0.5 0.51 0.49
    Poliermittel Kolloidale Kieselerde Kolloidale Kieselerde Kolloidale Kieselerde
    Durchschnitts-Partikelgröße des Poliermittels 80 nm 80 nm 80 nm
    Bearbeitungsdruck (g/cm2) 50 50 50
    Bearbeitungsdauer (min) 20 20 20
    Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) 120 120 120
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) 4.6 4.6 4.6
    Rms (nm) 0.34 0.34 0.34
    Polierkissen Wildlederkissen mit Noppenschicht auf ungewebtem Stoff Wildlederkissen mit Noppenschicht auf ungewebtem Stoff Wildlederkissen mit Noppenschicht auf ungewebtem Stoff
    Schritt der Endbearbeitung der Oberflächen-Rauigkeit Härte (JIS K6253) des Polierkissens 50 50 50
    Massendichte des Polierkissens (g/cm3) 0.3 0.3 0.3
    Poliermittel Zeroxid Zeroxid Zeroxid
    Durchschnitts-Partikelgröße des Poliermittels 0.4 μm 0.6 μm 0.8 μm
    Bearbeitungsdruck (g/cm2) 60 60 60
    Zeit (min) 10 10 6
    Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) 170 167 172
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) 5.0 5.0 5.0
    Rms (nm) 0.17 0.18 0.19
    Tabelle 2
    Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 3
    Material des Substrats CCZ CCZ CCZ
    Schritt der Veränderung der Ebenheit Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) 100 100 100
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) 6.5 6.7 6.8
    Rms (nm) 0.82 0.36 0.59
    Polierkissen - - -
    Schritt der Veränderung der Oberflächen-Unebenheit Härte (JIS K6253) des Polierkissens - - -
    Massendichte des Polierkissen (g/cm3) - - -
    Poliermittel - - -
    Durchschnitts-Partikelgröße des Poliermittels - - -
    Bearbeitungsdruck (g/cm2) - - -
    Zeit (min) - - -
    Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) - - -
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) - - -
    Rms (nm) - - -
    Polierkissen Zeroxid, enthaltend starren Urethanschaum Zeroxid, enthaltend starren Urethanschaum Zeroxid, enthaltend starren Urethanschaum
    Schritt der Endbearbeitung der Oberflächen-Rauigkeit Härte (JIS K6253) des Polierkissens 87 50 84
    Massendichte des Polierkissens (g/cm3) 0.49 0.3 0.45
    Poliermittel Zeroxid Zeroxid Zeroxid
    Durchschnitts-Partikelgröße des Poliermittels 0.2 μm 0.2 μm 80 nm
    Bearbeitungsdruck (g/cm2) 40 40 40
    Zeit (min) 20 10 20
    Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) 300 140 250
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) 11.8 13.2 12.8
    Rms (nm) 0.22 0.35 0.23
    Vergleichsbeispiel 4 Vergleichsbeispiel 5
    Material des Substrats CCZ CCZ
    Schritt der Veränderung der Ebenheit Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) 100 100
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) 7.8 6.4
    Rms (nm) 0.67 0.63
    Polierkissen - Zeroxid, enthaltend starren Urethanschaum
    Schritt der Veränderung der Oberflächen-Unebenheit Härte (JIS K6253) des Polierkissens - 67
    Massendichte des Polierkissen (g/cm3) - 0.38
    Poliermittel - Zeroxid
    Durchschnitts-Partikelgröße des Poliermittels - 0.2 μm
    Bearbeitungsdruck (g/cm2) - 40
    Zeit (min) - 20
    Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) - 300
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) - 12.0
    Rms (nm) - 0.20
    Polierkissen Wildlederkissen mit Noppenschicht auf ungewebtem Stoff Wildlederkissen mit Noppenschicht auf ungewebtem Stoff
    Schritt der Endbearbeitung der Oberflächen-Rauigkeit Härte (JIS K6253) des Polierkissens 50 50
    Massendichte des Polierkissens (g/cm3) 0.3 0.3
    Poliermittel Kolloidale Kieselerde Kolloidale Kieselerde
    Durchschnitts-Partikelgröße des Poliermittels 80 nm 80 nm
    Bearbeitungsdruck (g/cm2) 40 100
    Zeit (min) 10 6
    Oberflächenprofil nach Bearbeitung Ebenheit (PV) (nm) 250 170
    Zehn-Punkte-Durchschnitts-Rauigkeit (nm) 12.1 11.8
    Rms (nm) 0.39 0.17
  • Der Tabelle 1 kann entnommen werden, dass ein Substrat mit exzellenter Ebenheit, einer glatten Oberflächenrauigkeit und ohne Unebenheiten, d. h. ein Substrat mit einer exzellenten Ebenheit und einem kleinen Maß an 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit und Rms, durch das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann.
  • Ebenfalls kann der Tabelle 2 entnommen werden, dass die Substrate in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 Unebenheiten enthalten.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Substrats umfassend: Einen Schritt zur Korrektur der Ebenheit; einen Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit, wobei die Substratoberfläche mittels eines Polierkissens mit einer Härte definiert durch JIS K 6253 von 70 oder mehr poliert wird; und einen Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit.
  2. Das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß Anspruch 1, wobei das Hauptmaterial des Polierkissens ein Harz, ein ungewebter Stoff oder ein mit Harz imprägnierter ungewebter Stoff ist.
  3. Das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß Anspruch 2, wobei anorganische Partikel in dem Hauptmaterial des Polierkissens dispergiert sind.
  4. Das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Massendichte des Polierkissens 0,2 g/cm3 oder mehr beträgt.
  5. Das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, wobei ein Polierkissen mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1 μm oder weniger im Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit verwendet wird.
  6. Das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, wobei die 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit der Substratoberfläche nach dem Schritt der Korrektur der Oberflächenunebenheit 6,5 nm oder weniger beträgt.
  7. Das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, wobei die Ebenheit der Substratoberfläche nach dem Schritt der Korrektur der Ebenheit 1.000 nm oder weniger beträgt.
  8. Das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, wobei das Polieren in der Weise durchgeführt wird, dass der Oberflächenlastdruck der Substratoberfläche 80 g/cm2 oder weniger im Schritt der Endbearbeitung der Oberflächenrauigkeit beträgt.
  9. Das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, wobei der Schritt der Korrektur der Ebenheit ein Schritt des Polierens der Substratoberfläche mittels einer magnetischen Flüssigkeit, die abrasive Polierpartikel enthält, ist.
  10. Das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, wobei das Substrat Glas oder Glaskeramik umfasst.
  11. Substrat, das durch das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß den Ansprüchen 1 bis 10 hergestellt ist, wobei wenigstens eine Oberfläche ein Oberflächenprofil mit einer Ebenheit von 1.000 nm oder weniger, eine 10-Punkte-Durchschnittsrauigkeit von 10 nm oder weniger und einen Rms von 1 nm oder weniger besitzt.
  12. Halbleiterbelichtungsschablone unter Verwendung eines Substrats, das durch das Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß den Ansprüchen 1 bis 10 hergestellt ist.
  13. Halbleiterbelichtungsspiegel unter Verwendung eines Substrats, welches nach einem Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß den Ansprüchen 1 bis 10 hergestellt ist.
  14. Eine Scheibe für Flughöhentests von Festplatten-Magnetköpfen unter Verwendung eines Substrats, das nach einem Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß den Ansprüchen 1 bis 10 hergestellt ist.
  15. Substrat für pharmazeutische Tests unter Verwendung eines Substrats, das nach dem Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß den Ansprüchen 1 bis 10 hergestellt ist.
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