JP2004141984A

JP2004141984A - マスクブランクス用基板の製造方法

Info

Publication number: JP2004141984A
Application number: JP2002307320A
Authority: JP
Inventors: Kesahiro Koike; 小池　今朝広; Masahito Otsuka; 大塚　聖人
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】マスクブランクス用基板の研磨工程において、複数バッチに亘る連続した研磨を行っても、安定した研磨速度を保つことにより、表面に欠陥のないマスクブランクス用基板を生産性の低下をもたらすことなく製造するマスクブランクス用基板の製造方法を提供する。
【解決手段】マスクブランクス用基板を、研磨機１０のキャリア１１に設置して上下定盤１２、１３に挟持し、研磨液はコロイダルシリカ、上下側研磨パッド１４、１５はスウェードタイプを用い、研磨時の荷重は荷重調整機構Ｌにより、７０〜１５０ｇ／ｃｍ^２とし、１バッチ毎の加工時間は、約２０〜３０分間として研磨を行うが、このとき、１から５バッチ毎に上下定盤１４、１５の回転の正逆転を行った。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスクブランクス用基板を、両面研磨工程を経て製造するマスクブランクス用基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マスクブランクス用基板の研磨方法として、一般に両面研磨方法が用いられる。この両面研磨方法による工程は、まず被加工材であるマスクブランクス用基板（以下、ワークと記載する）を、このワークの保持具であるキャリアの保持孔に設置し、このキャリアを、ワークの上下両面側に研磨パッドを貼った上下定盤に挟持させる。次に、前記上下定盤を、ワークの被加工面と垂直な軸をもってそれぞれ回転させ、キャリアに設置されたワークが、上下定盤に貼られた上下研磨パッド間で自転しながら公転する摺動運動することにより、ワークの両面が同時に研磨されるものである。
【０００３】
通常、この両面研磨工程は、使用する研磨砥粒の粒度を小さくしていきながら複数段階にわたって行われ、工程完了時にはワーク表面を非常に平滑な状態とする。例えば、特許文献１にはフォトマスク用基板をスウェードタイプの研磨パッドを使用し、酸化セリウムを主材とする研磨材を用いて研磨した後、コロイダルシリカを用いて仕上げ研磨する両面研磨方法が開示されている。また、特許文献２には磁気記録媒体用基板の両面同時加工（研磨）方法であって、研磨材として酸化セリウム、研磨パッドとしてポリウレタンパッドを用い、所定回数の加工を行う毎に、２つのラップ板の回転方向をそれぞれ逆転させる構成について開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−４０２６７号公報
【特許文献２】特開平１１−１０５２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体集積回路装置におけるデバイスの微細化により、ワークの表面状態に対する要求が厳しくなり、ワークの表面状態の管理と生産性向上との両立が困難になってきた。
【０００６】
以下、ワークとして、マスクブランクス用ガラス基板を用いた場合を例として説明する。
半導体集積回路装置におけるデバイスの微細化により、フォトマスクにおけるパターンの微細化の要求が厳しくなり、それに伴い、マスクブランクス用ガラス基板（以下、ガラス基板と記載する）に対しても厳しい要求がされている。その要求の一例として、ガラス基板表面に欠陥が存在しないこと（以下、欠陥フリーと記載する）が挙げられる。
【０００７】
ガラス基板表面の欠陥は、ガラス基板上への異物の付着や、前工程からの傷等が残留することで発生する。現在のところ、ガラス基板上への異物の付着に起因する表面欠陥は、洗浄方法の開発や保管環境の清浄化等により、ほとんど欠陥フリーのレベルが達成されている。一方、前工程からの傷等に起因する表面欠陥については、研磨工程における研磨条件の探索等の様々な試みがなされているが、研磨工程を複数バッチに亘り連続して行いながら、研磨工程後のカラス基板において欠陥フリーのレベルを保つまでには至っていない。
【０００８】
前工程の傷等が、ガラス基板上に残留する大きな要因として、研磨工程における研磨取りしろ量不足が挙げられる。特に、最終研磨工程における研磨取りしろ量は、傷等の表面欠陥の残留に直接、且つ大きく影響するので、正確な取りしろ量の管理、即ち研磨速度の管理が肝要である。しかし、上述したように生産性向上の観点より、ガラス基板を複数バッチに亘り連続して研磨することが行われると研磨速度が低下し研磨取りしろ量不足が起こる。
【０００９】
この研磨速度が低下する理由は、研磨工程を複数バッチ連続して行うにつれて、研磨パッドの目詰まりや磨耗が進行するためと考えられた。そこで、予め研磨パッドの目詰まりや磨耗を想定し、研磨工程において加工時間を延長する、又は研磨パッドへの研磨荷重を増やす、といった研磨条件をバッチ毎に制御することも考えられる。しかし、加工時間をバッチ毎に延長していった場合はガラス基板の平坦度が悪化すると伴に生産性が悪化する。そして、バッチ毎に研磨パッドへの研磨荷重を増やしていった場合にも、限度を超えるとガラス基板の平坦度が悪化するという問題があり実用的でない。
【００１０】
また上述したように、特許文献２には、所定の回数毎に２つのラップ板の回転方向をそれぞれ逆転させる構成を有する磁気記録媒体用基板の両面同時加工方法が開示されている。そして、所定の回数毎に、２つのラップ板の回転方向をそれぞれ逆転させる目的は、磁気記録媒体用基板の平坦度と平滑度（表面粗さ）を所定値（表面粗さＲａ≦３ｎｍ、平坦度≦５μｍ）とさせる為である。すなわち逆転を行わないと、供給されたラップ液が工具面上を拡散していく状態が常に一定方向となる為に砥粒の分布が不均一となり、ラップ板の面精度が劣化して平坦度と表面粗さとが所定値を維持できなくなるからである旨、詳細な説明に記載されている。一方、本発明に係るマスクブランクス用基板はその品質面において、磁気記録媒体用基板より遙かに高い平坦度と平滑度を要求される（表面粗さＲａ≦０．２ｎｍ、平坦度≦１μｍ）。そのため、特許文献２の開示内容をマスクブランクス用基板の両面研磨に適用しても、要求される平坦度と平滑度とを得ることはできなかった。
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、ワークの研磨工程において、複数バッチに亘る連続した研磨を行っても、安定した研磨速度を保つことにより、表面に欠陥のないワークを生産性の低下をもたらすことなく製造するワークの研磨方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための第１の手段は、被加工材であるマスクブランクス用基板を、前記基板の上下両面側に研磨パッドを設けた上下定盤に挟持させ、研磨液を加えながら前記上下定盤を回転させて、前記基板の研磨を複数バッチに亘って行う両面研磨工程を経て製造するマスクブランクス用基板の製造方法であって、
前記両面研磨工程の際、前記研磨液としてコロイダルシリカ砥粒を用い、
前記上下定盤の回転方向を１または複数バッチ毎に逆転させることを特徴とするマスクブランクス用基板の製造方法である。
【００１３】
上述の構成を採ることで、平滑な表面を得るために使用されるコロイダルシリカ砥粒を使用したマスクブランクス用基板の両面研磨を複数バッチに亘り行っても、比較的簡便な方法で安定した研磨速度を保つことができ、所定の加工時間内で十分な研磨取りしろ量を実現することができるので、高い平滑性を有し、且つ表面に欠陥のないマスクブランクス用基板を得ることができた。
【００１４】
第２の手段は、被加工材であるマスクブランクス用基板を、前記基板の上下両面側に研磨パッドを設けた上下定盤に挟持させ、研磨液を加えながら前記上下定盤を回転させて、前記基板の研磨を複数バッチに亘って行う両面研磨工程を経て製造するマスクブランクス用基板の製造方法であって、
前記回転に伴う負荷の値に応じて前記上下定盤の前記基板への押圧力を制御し、
前記上下定盤の回転方向を１または複数バッチ毎に逆転させることを特徴とするマスクブランクス用基板の製造方法である。
【００１５】
上述の構成を採ることで、研磨速度を厳密に制御することができるので、マスクブランクス用基板の両面研磨を複数バッチに亘り行っても、所定の加工時間内で十分な研磨取りしろ量を実現することができ、表面に欠陥のないマスクブランクス用基板を得ることができた。
【００１６】
第３の手段は、第１または第２の手段に記載のマスクブランクス用基板の製造方法であって、
前記両面研磨工程で使用する前記研磨パッドは、ナップ層を有するスウェードタイプのパッドであることを特徴とするマスクブランクス用基板の製造方法である。
【００１７】
上述の構成を採り、マスクブランクス用基板の両面研磨を複数バッチに亘り連続して行ったところ、精密な研磨に適するが、連続的な研磨においては安定した研磨速度と研磨取りしろ量とを実現することが困難な、ナップ層を有するスウェードタイプのパッドを研磨パッドとして用いた場合でも、安定した研磨速度を保つことができ、所定の加工時間内で十分な研磨取りしろ量を実現することができ、表面に欠陥のないマスクブランクス用基板を得ることができた。
【００１８】
第４の手段は、第１から第３の手段のいずれかに記載のマスクブランクス用基板の製造方法であって、
前記両面研磨工程が、前記基板の平均表面粗さを０．２ｎｍ以下とするものであることを特徴とするマスクブランクス用基板の製造方法である。
【００１９】
マスクブランクス用基板の平均粗さを０．２ｎｍ以下にする研磨取りしろ量は、サブミクロン〜十数ミクロンと比較的少ないが、このような高い平滑性を必要とするマスクブランクス用基板の製造方法においては特に有効である。上述の構成を採ることにより、例えば、微細化された半導体集積回路装置製造のためのフォトマスクに用いるガラス基板を、生産性を低下させることなく製造することが可能になった。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るマスクブランクス用基板（以下、ワークと記載する。）の製造方法における両面研磨について、上下定盤の回転方向を１または複数バッチ毎に逆転させる構成を有する「第１の実施の形態」と、上下定盤の回転の負荷を検出し、この回転の負荷によって研磨パッドのワークへの押圧力を制御する（以下、この制御を補正制御と記載する）構成を、第１の実施の形態に加えた「第２の実施の形態」とについて、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る研磨機の断面図であり、（ａ）は研磨機１０の主要部分の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
まず図１（ａ）において、研磨機１０は、その中央部に、下側研磨パッド１５が上面に貼りつけられた下定盤１３と、下側研磨パッド１５が貼りつけられた面に対し下定盤１３の中心に垂直な軸を回転軸として回転させるための下定盤回転駆動軸１７と、上側研磨パッド１４が下面に貼りつけられた上定盤１２と、上側研磨パッド１４が貼りつけられた面に対し上定盤１２の中心に垂直な軸を回転軸として回転させるための上定盤回転駆動軸１８とを有しており、上定盤１２上方には、上定盤１２へ所望の荷重をかける荷重機構Ｌが設けられている。一方、上下定盤１２、１３の間には、複数個のキャリア１１が、研磨機１０の中心部に設けられた太陽歯車２０と外周部に設けられた内歯歯車２１とに噛み合っている。そして、太陽歯車２０には太陽歯車回転駆動軸２２、内歯歯車２１には内歯歯車回転駆動軸２３が設けられ、上述した下定盤回転駆動軸１７、上定盤回転駆動軸１８と共に、それぞれ回転駆動装置Ｍ１〜Ｍ４より回転駆動力を受け取る。（勿論、下定盤回転駆動軸１７、上定盤回転駆動軸１８を同じ回転駆動装置Ｍ（図示していない）により回転駆動させても良い。）さらに研磨機１０は、上下定盤１２、１３の回転方向を後述するシーケンサによる制御で、１又は複数バッチごとに正逆転させて研磨を行うようにしている。
【００２２】
次に図１（ｂ）において、太陽歯車２０と外周部に設けられた内歯歯車２１とに噛み合っている複数個のキャリア１１（当該図においては４個を例示）は、複数個の保持孔１６（当該図においては３個を例示）を有している。このキャリア１１の保持孔１６には被加工材であるワークＷが設置される。
【００２３】
この研磨機１０を用いたワークＷの研磨は、次のように行われる。
まず、ワークＷを、キャリヤ１１に設けられた保持孔１６へ設置し、上下側研磨パッド１４、１５にて挟持しワークＷに対し７０〜１５０ｇ／ｃｍ^２の圧力がかかるように荷重機構Ｌより荷重を上定盤１２へ加える。（勿論、荷重を下定盤１３へ加える、または上下定盤１２、１３へ加えることも可能である。）そして上下定盤１２、１３に設けられた上下側研磨パッド１４、１５に挟持されたワークＷへ研磨砥粒を含む研磨液を供給しながら、上述した太陽歯車回転駆動軸２２、内歯歯車回転駆動軸２３、下定盤回転駆動軸１７、上定盤回転駆動軸１８へ回転駆動装置Ｍより回転駆動力を伝える。すると、ワークＷは、上下側研磨パッド１４、１５間で自転しながら公転する摺動運動を行い両面が研磨される。高い平滑性と表面欠陥がないワークを得るためには充分な研磨取りしろ量を必要とする。例えば研磨に要する研磨速度が遅く加工時間が不足の場合は、ワークＷの表面の欠陥を十分に除去することができない。だからといって、遅い研磨速度で長時間の加工時間をとると研磨後のワークＷの平坦度が悪化することがあるので、適正な加工速度を維持しつつ所定の時間内に研磨工程を完了することが好ましい。
【００２４】
研磨砥粒を含む研磨液を供給しながら、ワークＷを上下側研磨パッド１４、１５で研磨することを、複数のバッチで連続して行っていると、上述したように研磨速度が低下し研磨取りしろ量が不足してくる。そこで、正逆転機構Ｒを用いて上下定盤１２、１３の回転方向を、１又は複数バッチごとに正逆転し研磨速度を安定化させてワークＷの研磨を行う。
【００２５】
ここで、ワーク（マスクブランクス用基板）Ｗの材質としては、高い平滑性や表面欠陥がないことが求められる。一般にガラスが用いられるが、フッ化カルシウムでも良い。例えば、ガラスとしては、合成石英ガラス、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等が好個に用いられる。
【００２６】
上下側研磨パッド１４、１５としては、種類、材質とも多様なものが適用可能だが、乾式独立発泡タイプのポリウレタンパッド、ポリエステル繊維にポリウレタンを含浸させ湿式で発泡させた不織布タイプのパッド（スウェードタイプのパッド）や、さらに不織布タイプのパッドの上層へさらにナップ層と呼ばれるポリウレタンの垂直発泡構造を形成させたパッド、等が好ましく用いられる。そして、本実施の形態の様に、高い平滑性や表面欠陥フリーが求められるマスクブランクス用ガラス基板等の精密な研磨を行う場合はナップ層を有するスウェードタイプのパッド（以下、スウェードパッドと記載する）を用いることが好ましい。
【００２７】
研磨に用いる研磨砥粒としては、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、コロイダルシリカ等、幅広く適用可能だが、上述したパッドと同様に精密な研磨を行う場合はコロイダルシリカを用いることが好ましい。このコロイダルシリカを用いて研磨する際の研磨速度は０．０５〜０．３μｍ／ｍｉｎが好ましく更には０．０７〜０．２５μｍ／ｍｉｎが好ましい。
【００２８】
上述した上下定盤１２、１３の回転方向を１または複数のバッチ毎に逆転させることで、ワークＷの研磨速度を安定化できる機構について、詳細は不明だが、次のように推察される。
上述したように、スウェードパッドは、ポリエステル繊維にポリウレタンを含浸させ湿式で発泡させた不織布タイプのパッドの上層へさらにナップ層と呼ばれるポリウレタンの垂直発泡構造を形成した構造を有している。このような構造を有しているスウェードパッドを用い、研磨液としてコロイダルシリカ砥粒を用いた場合、複数バッチの連続した研磨を行うことにより、
▲１▼ナップ層内に、研磨剤が徐々に蓄積される。（目詰まり）
▲２▼通常使用されるコロイダルシリカ砥粒は安定化のためｐＨが９〜１２のアルカリ性のものが使用されるが、このアルカリのためナップ層が化学変化する。（化学変化）
▲３▼ナップ層先端の発泡部分が、ワークとの接触により磨耗する。（磨耗）
▲４▼ナップ層が、一方向に運動するワークとの接触により倒れる（倒れ）
等の現象が同時進行し研磨速度が不安定となるが、特に▲４▼の倒れは研磨速度を低下させる主要因であると考えられる。
【００２９】
ここで本発明者は、研磨速度の低下要因がナップ層の倒れであるのなら、一方向に運動するワークとの接触により倒れたナップ層が、まだ復元力を保持している間に上下定盤の回転方向を逆転させれば、▲４▼の倒れを効果的に抑制できることに想到したものである。
【００３０】
この上下定盤の回転を逆転させる最適バッチ数のタイミングは、ワークの材質、スウェードパッドの種類、上下定盤およびキャリヤの回転数等によって異なると考えられるので、ワークの表面に欠陥のない範囲において、当該工程の生産性を考慮しながら最適バッチ数を決定すればよい。
【００３１】
（実施例１）
ワークとして、酸化セリウムによる粗研磨工程を終えた大きさ１５２．４ｍｍ×１５２．４ｍｍのマスクブランクス用合成石英ガラス基板（以下、ガラス基板と記載する）を、１バッチ当たり１２枚準備し、両面研磨装置のキャリアに設置した。この両面研磨装置は、ガラス基板が設置された上下定盤の回転方向を、シーケンサにより逆転できるものである。
研磨液は、研磨砥粒として平均粒径７０ｎｍのコロイダルシリカを水に加えたものとし、研磨パッドは、ナップ層の長さ３００〜７００μｍを有するスウェードタイプを用いた。
研磨時の荷重は荷重調整機構により、ワークＷに対し圧力が７０〜１５０ｇ／ｃｍ^２となるようにし、１バッチ毎の加工時間は、約２０〜３０分間とし、研磨を行っている間は研磨液を循環使用した。
実施例１においては、ガラス基板の研磨を１５〜３７バッチに亘り連続して行ったが、このとき、上下定盤の回転の逆転を、１バッチ毎、３バッチ毎、５バッチ毎、１０バッチ毎、および正逆転なしの各条件で行った。
【００３２】
この上下定盤の回転の逆転を各条件で行った研磨による、ガラス基板の研磨速度について図２を用い説明する。
図２は、縦軸に研磨速度、横軸に処理バッチ数を採り、１バッチ毎（グラフ中−◆−で示した）、３バッチ毎（グラフ中−□−で示した）、５バッチ毎（グラフ中―△―で示した）、および正逆転を行わなかった場合（グラフ中…×…で示した）について各点をプロットしたグラフである。
【００３３】
図２のグラフより明らかなように、逆転を行う迄のバッチ数を少なくするほうが研磨速度が急激に低下することがなく、より安定した研磨速度を得ることができる。
５バッチ毎に逆転を行った場合は、研磨速度にバラツキはあるものの直線的な低下は見られず、１５バッチ目以降は、概ね安定した研磨速度を示した。そして３バッチ毎に逆転を行った場合は、５バッチ毎に逆転を行った場合と同様の傾向を示したが、研磨速度のバラツキは減少した。さらに１バッチ毎に逆転を行った場合も、３バッチ毎に逆転を行った場合と同様の傾向を示したが、研磨速度のバラツキはさらに減少した。正逆転を行わなかった場合は、５バッチ目以降、研磨速度が大きく低下した。
【００３４】
尚、本実施例において、上述の研磨速度はガラス基板の重量減にて測定した。通常であればマイクロメーター等の測長用具を用いて測定するのだが、ガラス表面に傷を与えてはならないので重量測定をもって行った。
【００３５】
さらに、１バッチ毎、３バッチ毎、５バッチ毎に正逆転を行った場合のガラス基板、および正逆転を行わなかった場合のガラス基板の表面粗さＲａと平坦度とを測定した。
すると、表面粗さＲａに関しては、１から５バッチ毎に正逆転を行った場合では、２０バッチ目以降においてもガラス基板の平均表面粗さＲａは０．１５〜０．２ｎｍと０．２ｎｍ以下を保っており、かつガラス基板表面の表面欠陥も発見されなかった。特に、１から３バッチ毎に正逆転を行った場合は、２０バッチ目以降においても平均表面粗さＲａは０．１５〜０．１８ｎｍとさらに向上した。正逆転を行わなかった場合、１５バッチ連続研磨して得られるガラス基板の平均表面粗さＲａは、０．１８〜０．２３ｎｍとバラツキが大きく、特に１０バッチ目以降の平均表面粗さＲａは０．２ｎｍを超え、かつ前工程の粗研磨工程で形成したと見られるガラス基板の傷（表面欠陥）が見い出された。
【００３６】
１から５バッチ毎に逆転を行った場合、１０バッチ毎に逆転を行った場合、および正逆転を行わなかった場合の１０バッチ目までは、上述したように十分な研磨速度を得ることができた。この結果、研磨時間は約２０分〜約３０分間であったため、ガラス基板の平坦度に関しては０．３μｍ〜１μｍと全て１μｍ以下であった。正逆転を行わなかった場合の１０バッチ目以降においては、前工程の粗研磨工程で形成されたガラス基板表面の傷を除去するために、さらに数十分間、研磨を余分に行う必要があった。この結果、平均表面粗さＲａは０．２ｎｍ以下で、表面欠陥のないガラス基板を得ることができたが平坦度は１μｍを超え、ガラス基板として好ましいものではなかった。この平坦度の悪化は、研磨時間延長の副作用と考えられる。尚、平坦度は平坦度測定機（トロッペル社製ＦＭ２００）で測定した。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態に係るマスクブランクス用基板の製造方法における両面研磨工程に用いる研磨装置のブロック図である。
まず、図３において研磨装置は、研磨機１０、電力供給源のインバーターＩ、インバーターＩの供給電力の電流値を読みとるプログラマブルコントローラーＰ、プログラマブルコントローラーＰより電流値を受け取り、その値により所定の制御を行うシーケンサーＳを有している。シーケンサＳには、その動作記録をメモリーするパソコンＣが接続されている。尚、研磨機１０は、「第１の実施の形態」にて説明したものと同様のものであり、回転駆動装置Ｍ、荷重機構Ｌ、上下定盤１２、１３等を有している。
（尚、ここでは説明を簡明化するため、上定盤回転駆動軸１８、下定盤回転駆動軸１７等を回転させる駆動装置を総称して「回転駆動装置Ｍ」とし、以下説明する。）
【００３８】
回転駆動装置Ｍは、インバーターＩより電力を供給され回転力を生み出し、その回転力を上下定盤１２、１３等へ伝えてこれらを回転させるが、回転に伴う負荷が変化しても回転数は常に一定を保つモーターが用いられる。このため、回転に伴う負荷が増加するとインバータＩからの電流も増加し、負荷が減少すると電流も減少する。この電流値の増減はプログラマブルコントローラーＰに測定され、シーケンサーＳに送られ、ここで予め設定された範囲の電流値と照合される。測定された電流値が、設定された範囲から外れたときシーケンサＳは、荷重機構Ｌの荷重を制御する。
【００３９】
例えば、電流の測定値が設定値に対し上に外れた場合は、負荷が過剰に増加したと判断して荷重を減少する補正指令を荷重機構Ｌへ送る。すると、この補正指令を受け取った荷重機構Ｌは、その指令に従い上定盤１２への荷重を減少させる、（勿論、下定盤１３の荷重を減少させる、または上下定盤１２、１３の荷重を減少させることも可能である。）この結果、研磨速度が減少し、回転駆動装置Ｍの電流値も減少して予め設定された範囲内に戻る。電流の測定値が設定値に対し上に外れた場合も、同様の機構を反対に動作させて回転駆動装置Ｍの電流値を増加させ、予め設定された範囲内に戻す。この補正制御は常時実施されるので研磨の加工速度は安定化する。
【００４０】
上述した、モーターの電流の測定値、荷重機構Ｌへの補正指令の記録を、シーケンサＳに接続したパソコンＣにメモリ−しておくのも好ましい構成である。メモリーされた測定値、補正指令等は研磨工程の管理データ等として活用することができる。
【００４１】
以下、回転駆動装置Ｍの電流の測定値に基づき、荷重機構Ｌを用いた補正制御による研磨工程の研磨速度安定化の効果、およびこの研磨工程の研磨速度安定化の効果と、第１の実施の形態で説明した「上下定盤の回転方向を１または複数バッチ毎に逆転させる構成」とを併せた場合の効果について、図４〜９を参照しながら説明する。
【００４２】
ここで図４は、補正制御および上下定盤の正逆転を行わなかった場合の、回転駆動装置Ｍの電流値および荷重機構であるシリンダーへの圧力値を左右の縦軸に、処理バッチ数を横軸に採ったグラフであり、図５は、補正制御および上下定盤の正逆転を両方行った場合の、回転駆動装置Ｍの電流値および荷重機構であるシリンダーへの圧力値を左右の縦軸に、処理バッチ数を横軸に採ったグラフであり、図６は、補正制御および上下定盤の正逆転を行わなかった場合における、第１バッチ目のガラス基板の研磨開始から研磨完了までの回転駆動装置Ｍの電流値および荷重機構であるシリンダーへの圧力値を左右の縦軸に、研磨時間を横軸に採ったグラフであり、図７は、図６と同様だが３５バッチ目の回転駆動装置Ｍの電流値および荷重機構であるシリンダーへの圧力値を左右の縦軸に、研磨時間を横軸に採ったグラフであり、図８は、補正制御および上下定盤の正逆転を行なった場合における、第１バッチ目のガラス基板の研磨開始から研磨完了までの回転駆動装置Ｍの電流値および荷重機構であるシリンダーへの圧力値を左右の縦軸に、研磨時間を横軸に採ったグラフであり、図９は、図８と同様だが３５バッチ目の回転駆動装置Ｍの電流値および荷重機構であるシリンダーへの圧力値を左右の縦軸に、研磨時間を横軸に採ったグラフである。尚、図４〜９において、電流値は―□―で、荷重機構であるシリンダーへの圧力値は―◆―で示した。
【００４３】
図４から明らかなように、荷重機構であるシリンダーへの圧力値を１．４ｋｇ／ｃｍ^２に固定し、上下定盤の正逆転を行わなかった場合の回転駆動装置Ｍの電流値は、第１バッチ目が約３３６Ａで最も大きく、以降バッチ数の増加と共に減少し３１バッチ目では約３０８Ａとなった。この電流値の減少は、研磨速度の低下の結果と考えられるのでワークに表面欠陥が残留することが懸念される。しかし、ワークの表面欠陥の残留が懸念されるからといって研磨時間を延長すれば、今度はワークの表面の平坦性を維持することが困難となる。
【００４４】
図５から明らかなように、上下定盤の正逆転を１バッチ毎に行い、回転駆動装置Ｍの電流値が３１０±４Ａとなるように補正制御を行った場合、荷重機構であるシリンダーへの圧力値は１．２〜１．８ｋｇ／ｃｍ^２の間で変動したが、３３バッチ目に至っても回転駆動装置Ｍの電流値を３１０±４Ａ内に制御することができた。従って、補正制御を行えば、１〜３３バッチ目に亘り、概ね均一な研磨速度をもってワークの表面を研磨できると考えられる。
【００４５】
以下、上下定盤の正逆転を所定バッチ毎に行った効果と、回転駆動装置Ｍの電流値が所定値となるように補正制御を行った効果とについて、図６〜図９を用いてさらに詳細に説明する。
【００４６】
図６は、補正制御および上下定盤の正逆転を行わなかった場合の１バッチ目の研磨における電流値と荷重機構であるシリンダーへの圧力値であるが、スウェードパッドが新品であるため回転駆動装置Ｍの電流値は概ね３０６Ａを中心に安定であり、良好な研磨速度が保たれているものと考えられる。しかし、この条件のまま研磨を続行していると３５バッチ目には図７の状態となった。
図７は、補正制御および上下定盤の正逆転を行わなかった場合の３５バッチ目の研磨における電流値と荷重機構であるシリンダーへの圧力値であるが、回転駆動装置Ｍの電流値は平均すると３００Ａに足らず、研磨速度が不足していることが考えられる。これは、このとき既に、スウェードパッドのナップ層は「倒れ」、および「摩耗」「目詰まり」「化学変化」を起こしているためであると考えられる。
【００４７】
図８は、補正制御および上下定盤の正逆転を行なった場合の１バッチ目の研磨における電流値と荷重機構であるシリンダーへの圧力値であるが、荷重の値は１．８〜１．３７ｋｇ／ｃｍ^２の間で制御され、回転駆動装置Ｍの電流値は３１０±４Ａで安定しており良好な研磨速度が保たれているものと考えられる。そして、この条件のまま研磨を続行していると３５バッチ目には図９の状態となった。
図９は、補正制御および上下定盤の正逆転を行なった３５バッチ目の場合であるが、荷重機構であるシリンダーへの圧力値は１．３９〜１．２７ｋｇ／ｃｍ^２の間で制御され、回転駆動装置Ｍの電流値も３１０±４Ａで安定しており良好な研磨速度が保たれているものと考えられる。これは上下定盤の正逆転により、スウェードパッドのナップ層における「倒れ」が効果的に抑制されることで、スウェードパッドの劣化が抑制されているためであると考えられる。
【００４８】
（実施例２）
使用するガラス基板、ガラス基板のキャリアへの設置方法、研磨液、研磨パッド、研磨時間は、実施例１と同様にした。
上下定盤の正逆転の条件は、１バッチ毎に逆転する場合と、正逆転を行わない場合とした。
使用する両面研磨装置において、荷重機構はシリンダーとなっており、シーケンサからの荷重制御の補正指令に即応して荷重機構であるシリンダーへの圧力値、つまり上定盤への荷重機構であるシリンダーへの圧力値を増減することができる。そして、シーケンサからの荷重制御の補正指令は、シーケンサーがプログラマブルコントローラーより受け取るインバーターの電流値が設定値範囲内となるよう、電流値が高くなれば荷重機構であるシリンダーへの圧力値を下げ、電流値が低くなれば荷重機構であるシリンダーへの圧力値を上げる。本実施例では設定値を３１０±４Ａとした。
【００４９】
１バッチ毎に上下定盤の回転方向を正逆転させる研磨に加え、補正制御を行った効果について図１０を用いて説明する。
図１０は、縦軸に研磨速度、横軸に処理バッチ数を採り、補正制御を行いながら正逆転を行った場合（グラフ中―□―で示した）、および補正制御を行いながら正逆転を行わなかった場合（グラフ中―△―で示した）について各点をプロットしたグラフである。尚、比較のため、実施例１にて説明した、１バッチ毎に正逆転を行った場合（グラフ中―◆―で示した）、および正逆転を行わなかった場合（グラフ中…×…で示した）の各点のプロットも並記した。
図１０のグラフより明らかなように、補正制御を行いながら正逆転を行った場合、研磨速度は１〜３５バッチ目に至るまで０．０８８〜０．１１μｍ／ｍｉｎの範囲に収まり、安定した研磨が行われていることが判明した。
これに対し、補正制御のみの場合、約１０バッチ目までは、実施例１で示した正逆転を行った場合とほぼ同様の研磨速度を示したが、それ以降は実施例１で示した正逆転を行わなかった場合と同様に研磨速度が低下した。
【００５０】
以上のことより、上下定盤の回転方向の正逆転と、補正制御の両方を用いることにより、数十バッチに亘るガラス基板の研磨においても安定した研磨速度が得られることが判明した。　そして、このガラス基板の表面粗さＲａは０．１５ｎｍ程度、平坦度は０．５μｍ以下と良好で、かつガラス基板表面の表面欠陥も確認されなかった。このような表面状態を有するガラス基板は、微細化された半導体集積回路装置製造のためのフォトマスクに用いるガラス基板として、十分に適用可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明は、被加工材であるマスクブランクス用基板を、前記基板の上下両面側に研磨パッドを設けた上下定盤に挟持させ、研磨液を加えながら前記上下定盤を回転させて、前記基板の研磨を複数バッチに亘って行う両面研磨工程を経て製造するマスクブランクス用基板の製造方法であって、
前記両面研磨工程の際、前記研磨液としてコロイダルシリカ砥粒を用い、
前記上下定盤の回転方向を１または複数バッチ毎に逆転させることで、複数バッチに亘り安定した研磨速度を実現することができ、表面欠陥のないワークを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る研磨機の断面図である。
【図２】、所定の研磨条件における、処理バッチ毎の研磨速度のグラフである。
【図３】実施の形態に係る研磨装置のブロック図である。
【図４】所定の研磨条件における、処理バッチ毎の回転駆動装置の電流値、およびシリンダーへの圧力値のグラフである。
【図５】所定の研磨条件における、処理バッチ毎の回転駆動装置の電流値、およびシリンダーへの圧力値のグラフである。
【図６】所定の研磨条件における、第１バッチ目の回転駆動装置の電流値、およびシリンダーへの圧力値のグラフである。
【図７】所定の研磨条件における、第３５バッチ目の回転駆動装置の電流値、およびシリンダーへの圧力値のグラフである。
【図８】所定の研磨条件における、第１バッチ目の回転駆動装置の電流値、およびシリンダーへの圧力値のグラフである。
【図９】所定の研磨条件における、第３５バッチ目の回転駆動装置の電流値、およびシリンダーへの圧力値のグラフである。
【図１０】所定の研磨条件における、処理バッチ毎の研磨速度のグラフである。
【符号の説明】
Ｗ．ワーク
１０．研磨機
１２．上定盤
１３．下定盤
１４．上側研磨パッド
１５．下側研磨パッド

Claims

被加工材であるマスクブランクス用基板を、前記基板の上下両面側に研磨パッドを設けた上下定盤に挟持させ、研磨液を加えながら前記上下定盤を回転させて、前記基板の研磨を複数バッチに亘って行う両面研磨工程を経て製造するマスクブランクス用基板の製造方法であって、
前記両面研磨工程の際、前記研磨液としてコロイダルシリカ砥粒を用い、
前記上下定盤の回転方向を１または複数バッチ毎に逆転させることを特徴とするマスクブランクス用基板の製造方法。
被加工材であるマスクブランクス用基板を、前記基板の上下両面側に研磨パッドを設けた上下定盤に挟持させ、研磨液を加えながら前記上下定盤を回転させて、前記基板の研磨を複数バッチに亘って行う両面研磨工程を経て製造するマスクブランクス用基板の製造方法であって、
前記回転に伴う負荷の値に応じて前記上下定盤の前記基板への押圧力を制御し、
前記上下定盤の回転方向を１または複数バッチ毎に逆転させることを特徴とするマスクブランクス用基板の製造方法。
請求項１または２に記載のマスクブランクス用基板の製造方法であって、
前記両面研磨工程で使用する前記研磨パッドは、ナップ層を有するスウェードタイプのパッドであることを特徴とするマスクブランクス用基板の製造方法。
請求項１から３のいずれかに記載のマスクブランクス用基板の製造方法であって、
前記両面研磨工程が、前記基板の平均表面粗さを０．２ｎｍ以下とするものであることを特徴とするマスクブランクス用基板の製造方法。