JP2003051472A - 角形基板 - Google Patents

角形基板

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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 両面外周部にそれぞれテーパ面をなすエ
ッジ部が外周端面の外周縁より１ｍｍ以内の幅で形成さ
れた角形基板であって、この基板の外周端面の外周縁か
ら内方３ｍｍの箇所より上記エッジ部内周縁までの間の
外側領域において上記基板の両面又はいずれか一方の片
面の平坦度が０．５μｍ以下であることを特徴とする角
形基板。 【効果】 本発明によれば、ガイドリングを分割し、そ
の各々の箇所を基板内の研磨速度に応じて研磨布への押
圧荷重を制御することによって、角形基板の外側領域の
平坦度が０．５μｍ以下である角形基板を得ることがで
き、基板検査機の検出感度の安定性、再現性等及びステ
ッパのアライメント精度を大幅に改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体に用いられ
る角形基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ＤＲＡ
Ｍの高集積化や微細化の要求は年々高くなっており、チ
ップサイズが大型化してきている。それに伴いホトマス
クの露光領域が拡がるため、ホトマスクの外周部まで平
坦性の要求が強くなってきている。
【０００３】例えば、角形基板が１５２ｍｍ×１５２ｍ
ｍ（６インチ）でチップサイズが３０ｍｍの場合、４倍
縮小露光でのホトマスクの露光領域は１２０ｍｍとなる
が、５倍縮小露光での露光領域は１５０ｍｍまでにも達
する。実際、１５０ｍｍまで露光領域として使用される
ことはないが、露光領域外には、アライメントマークな
どが必要となるため、基板の外周部までの平坦度が要求
されるようになってきている。
【０００４】また、基板を検査機などの試料台に置く場
合、例えば、図８に示すように基板１を試料台２の上に
設置したり、図９に示すようなピン形状の試料台３の上
に基板１を設置することがあり、いずれにしても、基板
の外周部が試料台の支持個所となる。前述したとおり、
露光領域やアライメントマークなどが拡大しているた
め、試料台に対する支持個所はより外周へと移行してい
る。
【０００５】そのため、基板の露光領域やアライメント
マーク箇所への平坦度の要求とは別に、この外周部も平
坦度が要求されるようになってきた。外周部の平坦度が
悪い場合、試料台に基板を設置した際、基板の水平が確
保されないために検査感度が落ちたり、再現性が得られ
なかったりするおそれが生じるからである。
【０００６】また、レジストのスピンコーターでは、例
えば図１０に示すようにステージ７の外周部に試料台６
があり、これに基板１を載せて回転させ、中心部にレジ
ストを添加することでレジスト塗布する。このとき、基
板１がずれないようにステージ７内にある真空吸着孔８
より基板１を真空吸着する。この試料台６には、ポリア
セタール樹脂などの合成樹脂が使用される。この場合も
基板の外周部が試料台の支持箇所となる。基板の外周部
の平坦度が悪いと基板を真空吸着する時所定圧まで到達
しなかったりするおそれがある。また、基板の外周部の
平坦度が悪いと、レジスト塗布面の精度にも影響を及ぼ
すおそれがある。
【０００７】一般的な片面研磨機を用いて角形基板の研
磨方法について図１を用いて説明すると、研磨布１２が
貼られた定盤１１の中心部に砥液１４を砥液供給配管１
５により供給する。定盤１１と研磨布１２とからなる研
磨定盤１３上に被研磨基板（図では省略）をこれを保持
した基板保持ヘッド１６にて押圧し、研磨定盤１３と基
板保持ヘッド１６を回転させることで基板の研磨を実施
する。
【０００８】図２は研磨定盤１３と被研磨基板１のみを
模式図として示しているが、被研磨基板１は、該基板の
中心を軸にして回転し、研磨される。従って、該基板の
研磨面の形状は同心円状になる。
【０００９】しかしながら、被研磨基板１の内接円より
外側の外周部（図中斜線部分）１ａは削れ易いため、外
周部１ａは過研磨され易い。これは、被研磨基板内での
定盤との相対速度差にも起因するが、主な原因は、研磨
時に被研磨基板１を研磨布１２に押圧する際、図３のよ
うに、押圧荷重により基板１が研磨布１２内に沈むが、
沈み込む当初は研磨布１２の弾性力が働くことから、研
磨布１２からの摩擦が大きくなり、より外周部１ａが過
研磨され易くなることによる。更に、被研磨基板１は角
形基板であるため、外周部１ａを研磨する研磨布１２
は、被研磨基板１からの押圧とその解放が連続的に発生
するため、研磨布１２からの弾性力を受ける機会が多
く、外周部１ａが過研磨されるため、外周部１ａの平坦
化には難しい問題があった。なお、図３において、矢印
の大小は、研磨布１２の弾性による復元力の働きの大小
を示す。
【００１０】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、角形基板の平坦化、特には外周部が平坦化された角
形基板を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明は、上記目的を達成するため、下記角形基板を提供
する。 請求項１：両面外周部にそれぞれテーパ面をなすエッジ
部が外周端面の外周縁より１ｍｍ以内の幅で形成された
角形基板であって、この基板の外周端面の外周縁から内
方３ｍｍの箇所より上記エッジ部内周縁までの間の外側
領域において上記基板の両面又はいずれか一方の片面の
平坦度が０．５μｍ以下であることを特徴とする角形基
板。 請求項２：上記外側領域の平坦度が０．３μｍ以下であ
る請求項１記載の角形基板。 請求項３：上記基板の外周端面の外周縁から内方３ｍｍ
の箇所より内側領域において上記基板の両面又はいずれ
か一方の片面の平坦度が０．５μｍ以下である請求項１
又は２記載の角形基板。 請求項４：上記内側領域の平坦度が０．３μｍ以下であ
る請求項３記載の角形基板。 請求項５：角形基板の大きさが１５２ｍｍ×１５２ｍｍ
であることを特徴する請求項１乃至４のいずれか１項記
載の角形基板。
【００１２】上記のような外側領域が平坦な角形基板
は、外周部の過研磨を防止し、外周部の研磨速度を制御
することによって得ることができる。
【００１３】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の角形基板は、その形状としては、通常角形であ
り、正方形、長方形等の四角形状のほか、多角形の基板
であってもよい。
【００１４】本発明の角形基板は、図４に示したよう
に、両面外周部にそれぞれテーパ面をなすエッジ部４が
形成されたものである。この場合、このエッジ部４は、
外周端面５の外周縁５ａより１ｍｍ以内の幅Ｗ、多くの
場合０．２〜０．６ｍｍの幅Ｗで（即ち、外周端面５の
外周縁５ａとエッジ部４の内周縁４ａとの間の距離が１
ｍｍ以内、特に０．２〜０．６ｍｍにおいて）形成され
ている。そして、本発明においては、上記外周端面５の
外周縁５ａから３ｍｍ内方の箇所Ａと上記エッジ部４の
内周縁４ａとの間の外側領域（図中斜線部分）Ｂにおい
て上記基板の両面又はいずれか一方の片面、好ましくは
両面の平坦度を０．５μｍ以下、特に０．３μｍ以下と
したものである。またこの場合、上記箇所Ａより内側の
領域Ｃにおいて上記基板の両面又はいずれか一方の片
面、好ましくは両面の平坦度を０．５μｍ以下、特に
０．３μｍ以下とすることが好ましい。
【００１５】本発明の角形基板は、このように外側領域
が高い平坦度を有するものであるが、かかる本発明の角
形基板は、被研磨基板の研磨時に基板外側にあるガイド
リングを研磨布に押圧し、かつ、そのガイドリングを分
割し、該基板の削れる程度に応じて、分割された前記ガ
イドリングを任意に押圧力を調整することで研磨速度を
制御することによって得られる。
【００１６】即ち、角形基板の片面研磨は図１に示す方
法が採用されるが、この場合、基板保持ヘッド１６は、
図５に示したように、円形状、四角形状等の平板状トッ
プリング１７の外周部にガイドリング１８が設けられて
いると共に、上記トップリング１７の外面中央部に柱体
１９が突設され、かつ、この柱体１９及びトップリング
１７に流体流通孔２０が穿設された構成とされ、この流
体流通孔２０よりガイドリング１８内を真空吸引するこ
とで、被研磨基板（角形基板）１がガイドリング１８内
に存して、上記トップリング１７の内面（保持面）に吸
着保持される。ここで、基板１はトップリング１７の内
面にシリコーンゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエ
ンゴム、フッ素ゴム、ポリアセタール樹脂、フッ素系樹
脂などの弾性体又は合成樹脂２１を介して吸着されてい
る。この弾性体又は合成樹脂２１は、基板１裏面の露光
に特に関与しない外周縁部と、基板保持ヘッド１６のト
ップリング１７内面（保持面）の外周縁部との間に介在
させるもので、基板１の研磨時にトップリング１７から
の押圧を基板１に伝達する。これにより、基板１の研磨
しない側の面（裏面）にキズなどが生じることをなくす
ことができる。なお、このように基板１の外周縁部に弾
性体又は合成樹脂２１を当接し、これを介してトップリ
ング１７により押圧を与えた場合、被研磨基板１の外周
部に直接的に押圧が伝達することから、外周部が研磨さ
れ易くなるが、かかる場合には、流体流通孔２０から空
気や窒素などを用いて加圧することで、被研磨基板１内
の研磨荷重を均一にすることができる。即ち、研磨時に
は基板１を基板保持ヘッド１６により研磨布１２に押圧
する目的で、被研磨基板１に荷重をかけることができ、
この時に流体流通孔２０より空気や窒素等の加圧用気体
を用いて加圧して研磨を実施することもでき、そして、
被研磨基板１の位置がずれないように基板保持ヘッド１
６にはガイドリング１８が設けられている。なお、ガイ
ドリング１８の材質は特に制限されないが、塩化ビニル
樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫなどが用いられる。
【００１７】ここで、図６に示すようなガイドリング１
８は、被研磨基板１の対角線を直径とする円を包含する
大きさのものを用いることにより、研磨時に該基板１の
外周部からの弾性力を一定にすることで、ある程度過研
磨は防止できるが、相対速度差等の関係上、該基板１の
外周部が削れ易い傾向があり、不十分である。
【００１８】その解決方法として、本発明の実施には、
基板１を研磨布１２に押圧して研磨する際、同時にガイ
ドリング１８の先端面も研磨布１２に当接、押圧し、こ
れを研磨するものであるが、この場合、図７に示すよう
に、ガイドリング１８を分割し、被研磨基板１の角部分
を有する断片と各辺の中央部分を有する断片
の８箇所に分割し、研磨中に必要箇所の押圧荷重
を調整することで外周部の研磨速度を制御することが可
能である。
【００１９】即ち、ガイドリング１８の押圧荷重が被研
磨基板１に対する荷重より小さい場合は、研磨布１２の
沈み込みが被研磨基板１に対し小さくなり、被研磨基板
１外周部は研磨布１２からの弾性力を若干強くうけるた
め、研磨速度がやや速くなる。逆に、ガイドリング１８
の押圧荷重が被研磨基板１より大きい場合は、研磨速度
が遅くなる。
【００２０】例えば、研磨速度が速い角部付近のガイド
リング１８断片は、被研磨基板１の押圧荷重よ
りも強く、逆に角部より研磨速度が遅い辺中央部付近の
ガイドリング１８断片は被研磨基板１の押圧荷
重よりも弱くか、あるいは押圧荷重をかけないことで、
面内の研磨速度を調整することができ、基板外周部の高
い平坦化を実現できる。
【００２１】前述の方法によって得られる角形基板は、
上述したように、該基板の端面から該基板内側方向に向
かって３ｍｍの範囲の外側領域の平坦度は、０．５μｍ
以下であり、より好ましくは０．３μｍ以下である。ま
た、角形基板の外周部を除く内側領域の面内平坦度は、
０．５μｍ以下であり、より好ましくは０．３μｍ以下
である。
【００２２】このような角形基板を用いることにより、
基板の検査機による基板検査の検出感度が安定し、再現
性が高くなる。また、この角形基板を用いて作製された
ホトマスクは、ステッパのアライメント精度を高精度に
行うことができるので、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の高密度集
積回路を再現性よく安定的にウエハ上に転写できる。ま
た、レジスト塗布工程でも、基板回転中にも安定した稼
動ができると共に、レジスト塗布面の精度も向上させる
ことができる。
【００２３】
【実施例】以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
【００２４】［実施例１］被研磨基板は１５２ｍｍ×１
５２ｍｍ×６．３５ｍｍｔの基板（但し、エッジ部の幅
０．５ｍｍ）を用いた。
【００２５】片面研磨機において、被研磨基板の押圧荷
重２０ｋＰａ、図７に示すように８分割したガイドリン
グの被研磨基板角部付近のガイドリング断片の
押圧荷重は３０ｋＰａ、各辺中央部付近のガイドリング
断片の押圧荷重は５ｋＰａにて研磨を実施し
た。砥液はコロイダルシリカを用いて、研磨布はスエー
ド状のものを使用した。それにより、基板の外周端面か
ら内方３ｍｍより内部の内側領域、つまり、１４６ｍｍ
×１４６ｍｍの平坦度が０．３μｍ以下で、かつ、図４
における外側領域Ｂの平坦度が０．５μｍ以下である基
板を得ることができた。
【００２６】なお、基板の平坦度測定には、基板全面測
定が可能であるＺＹＧＯ ＭＡＲＫＩＶ（ＺＹＧＯ社
製）を使用した。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、ガイドリングを分割
し、その各々の箇所を基板内の研磨速度に応じて研磨布
への押圧荷重を制御することによって、角形基板の外側
領域の平坦度が０．５μｍ以下である角形基板を得るこ
とができ、基板検査機の検出感度の安定性、再現性等及
びステッパのアライメント精度を大幅に改善できる。ま
た、レジスト塗布工程でも、基板回転中にも安定した稼
動ができると共に、レジスト塗布面の精度も向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】片面研磨機の斜視図である。
【図２】角形基板を研磨した場合の従来の問題点を説明
する説明図である。
【図３】研磨時の研磨布の状態を示す断面図である。
【図４】角形基板の外周部を示す断面図である。
【図５】基板保持ヘッドの断面図である。
【図６】ガイドリングの概念図である。
【図７】分割型ガイドリングの概念図である。
【図８】（Ａ）は基板検査機の基板を置く試料台の一例
を示す上面図及び（Ｂ）は同斜視図である。
【図９】（Ａ）は基板検査機の基板を置く試料台の他の
例を示す上面図及び（Ｂ）は同斜視図である。
【図１０】（Ａ）はレジストのスピンコーターの基板を
置くステージの一例を示す上面図、（Ｂ）は同断面図、
及び（Ｃ）は同斜視図である。
【符号の説明】
１ 被研磨基板 ２ 試料台 ３ 試料台 ４ エッジ部 ４ａ エッジ部内周縁 ５ 外周端面 ５ａ 外周端面外周縁 ６ 試料台 ７ ステージ ８ 真空吸着孔 １１ 定盤 １２ 研磨布 １３ 研磨定盤 １４ 砥液 １５ 砥液供給配管 １６ 基板保持ヘッド １７ トップリング １８ ガイドリング １９ 柱体 ２０ 流体流通孔 ２１ 弾性体又は合成樹脂
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 政孝 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28―１ 信越化学工業株式会社新機能材料技術研究 所内 (72)発明者 岡崎 智 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28―１ 信越化学工業株式会社新機能材料技術研究 所内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AB04 CA01 CB01 DA17

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 両面外周部にそれぞれテーパ面をなすエ
    ッジ部が外周端面の外周縁より１ｍｍ以内の幅で形成さ
    れた角形基板であって、この基板の外周端面の外周縁か
    ら内方３ｍｍの箇所より上記エッジ部内周縁までの間の
    外側領域において上記基板の両面又はいずれか一方の片
    面の平坦度が０．５μｍ以下であることを特徴とする角
    形基板。
  2. 【請求項２】 上記外側領域の平坦度が０．３μｍ以下
    である請求項１記載の角形基板。
  3. 【請求項３】 上記基板の外周端面の外周縁から内方３
    ｍｍの箇所より内側領域において上記基板の両面又はい
    ずれか一方の片面の平坦度が０．５μｍ以下である請求
    項１又は２記載の角形基板。
  4. 【請求項４】 上記内側領域の平坦度が０．３μｍ以下
    である請求項３記載の角形基板。
  5. 【請求項５】 角形基板の大きさが１５２ｍｍ×１５２
    ｍｍであることを特徴する請求項１乃至４のいずれか１
    項記載の角形基板。
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