JP2010194705A - 半導体用合成石英ガラス基板の加工方法 - Google Patents

半導体用合成石英ガラス基板の加工方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2010194705A
JP2010194705A JP2009189393A JP2009189393A JP2010194705A JP 2010194705 A JP2010194705 A JP 2010194705A JP 2009189393 A JP2009189393 A JP 2009189393A JP 2009189393 A JP2009189393 A JP 2009189393A JP 2010194705 A JP2010194705 A JP 2010194705A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
processing
substrate
tool
processing tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009189393A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5402391B2 (ja
Inventor
Omi Harada
大実 原田
Masaki Takeuchi
正樹 竹内
Harunobu Matsui
晴信 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2009189393A priority Critical patent/JP5402391B2/ja
Priority to MYPI2010000314 priority patent/MY152047A/en
Priority to CA2691136A priority patent/CA2691136C/en
Priority to KR1020100006763A priority patent/KR101704811B1/ko
Priority to US12/693,751 priority patent/US8360824B2/en
Priority to TW099102141A priority patent/TWI496659B/zh
Priority to EP10250131.9A priority patent/EP2216132B1/en
Priority to CN201010173034.2A priority patent/CN101804589B/zh
Publication of JP2010194705A publication Critical patent/JP2010194705A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5402391B2 publication Critical patent/JP5402391B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B7/24Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding or polishing glass
    • B24B7/241Methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/0018Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor for plane optical surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/04Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto
    • B24B41/047Grinding heads for working on plane surfaces
    • B24B41/053Grinding heads for working on plane surfaces for grinding or polishing glass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Abstract

【解決手段】回転型小型加工ツールの研磨加工部を半導体用合成石英ガラス基板表面に1〜500mm2の接触面積で接触させ、基板表面上を前記研磨加工部を回転させながら走査させて、基板表面を研磨することを特徴とする半導体用合成石英ガラス基板の加工方法。
【効果】本発明によれば、IC等の製造に重要な光リソグラフィー法において使用されるフォトマスク基板用合成石英ガラス基板等の合成石英ガラスの製造において、比較的簡便でかつ安価な方法でEUVリソグラフィーにも対応可能な平坦度の極めて高い基板を得ることができる。
【選択図】図9

Description

本発明は、半導体用合成石英ガラス基板、特に半導体関連電子材料の内、最先端用途のレチクル用シリカガラス系基板や、ナノインプリント用ガラス基板の加工方法に関する。
合成石英ガラス基板の品質としては、基板上の欠陥サイズ及び欠陥密度、平坦度、面粗度、材質の光化学的安定性、表面の化学的安定性などが挙げられ、デザイン・ルールの高精度化のトレンドに伴ってますます厳しくなってきている。波長が193nmであるArFレーザー光源を使用したリソグラフィー技術や、ArFレーザー光源に液浸技術を組み合わせたリソグラフィー技術において求められるフォトマスク用シリカガラス基板の平坦度に関しては、単に平坦度の値に留まらず、露光時にフォトマスクの露光面が平坦であることを実現する形状のガラス基板を提供することが必要である。というのも、露光時に露光面が平坦でないとシリコンウェーハ上の焦点ずれを生じ、パターン均一性が悪くなるため、微細パターンを形成することができなくなるからである。また、ArF液浸リソグラフィー技術に求められる露光時の基板表面の平坦度は250nm以下と言われている。
同様に次世代リソグラフィー技術として開発が進められている軟X線波長領域である13.5nmの波長を光源として使用するEUVリソグラフィー技術においても、反射型マスク基板の表面が極めて平坦であることが求められる。EUVリソグラフィー技術に求められるマスク基板表面の平坦度は50nm以下と言われている。
現在のフォトマスク用シリカガラス系基板の平坦化技術は、伝統的な研磨技術の延長線上で行われており、実質的に表面の平坦度は6025基板で平均0.3μm程度を実現するのがせいぜいであり、平坦度が0.3μm以下の基板を取得できたとしてもその収率は極めて低いものとならざるをえなかった。その理由としては、伝統的な研磨技術の場合、基板表面全体にわたって大まかに研磨速度を制御することは可能であるが、原材料基板の形状に応じて平坦化レシピを作成し、個別に平坦化研磨を行うことは現実的に不可能であった。また、例えばバッチ方式の両面研磨機を用いた場合には、バッチ内、バッチ間のばらつきを制御することが極めて困難であるし、一方、枚葉式の片面研磨を用いた場合には原料基板の形状に起因したばらつきを生じる困難があり、いずれも安定的に高平坦度基板を製造することは難しかった。
このような背景の中、ガラス基板の表面平坦度改善を目的とした加工方法がいくつか提案されている。例えば、特許文献1:特開2002−316835号公報では、基板表面に対し局所的プラズマエッチングを施すことによって基板の表面を平坦化する方法が記載されている。特許文献2:特開2006−08426号公報では、基板表面をガスクラスターイオンビームでエッチングすることで基板の表面を平坦化する方法が記載されている。特許文献3:米国特許出願公開第2002/0081943号明細書では、磁性流体を含む研磨スラリーで基板表面の平坦度を向上する方法が提案されている。
しかし、これらの新規技術を用いて基板表面を平坦化した場合、装置が大がかりであること等の特有の不具合や、加工コストが高くなることが課題として挙げられる。例えばプラズマエッチングやガスクラスターイオンエッチングの場合、加工装置が高価で大型となり、エッチング用のガス供給設備、真空チャンバー、真空ポンプなど付帯設備も多くなる。そのため、実加工時間は短くできても、装置の立ち上げ時間や真空引きなどの加工準備を整えるための時間や、ガラス基板への前処理、後処理などの時間を考慮すると、高平坦化のために費やす時間を合計すると長くなってしまうこととなる。更に、装置の減価償却費や加工するたびにSF6など高価なガスを消費するため、消耗材費をマスク用ガラス基板の価格に転嫁すると、高平坦度基板の価格がどうしても高価なものとなってしまう。リソグラフィー業界においてもマスクの価格高騰が問題視されており、マスク用ガラス基板の価格が高価となることは好ましくない。
また、特許文献4:特開2004−29735号公報では、片面研磨機の圧力制御手段を発展させ、バッキングパット側から局所的に加圧する事で基板表面形状を制御するという、既存の研磨技術の延長であり比較的低コストで済むと思われる基板表面の平坦化技術を提案している。しかしながらこの方法では加圧が基板裏側からのため、表面の凸部分に対して局所的かつ効果的には研磨作用が及ばず、得られる基板表面平坦度はせいぜい250nm程度であり、この平坦化加工方法単独ではEUVリソグラフィー世代のマスク製造技術としては能力的に不足である。
特開2002−316835号公報 特開2006−08426号公報 米国特許出願公開第2002/0081943号明細書 特開2004−29735号公報
本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、比較的簡便でかつ安価な方法でEUVリソグラフィーにも対応可能な平坦度の極めて高い半導体用合成石英ガラス基板の加工方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、モーターで回転する小型加工ツールを用いて基板表面を研磨することが、前記課題の解決に有用であることを見出し、本発明をなすに至ったものである。
即ち、本発明は以下の半導体用合成石英ガラス基板の加工方法を提供する。
請求項1:
回転型小型加工ツールの研磨加工部を半導体用合成石英ガラス基板表面に1〜500mm2の接触面積で接触させ、基板表面上を前記研磨加工部を回転させながら走査させて、基板表面を研磨することを特徴とする半導体用合成石英ガラス基板の加工方法。
請求項2:
前記加工ツールの回転数が100〜10,000rpmであり、加工圧力が1〜100g/mm2であることを特徴とする請求項1記載の加工方法。
請求項3:
前記加工ツールの研磨加工部による基板表面の研磨を砥粒を供給しながら行うようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載の加工方法。
請求項4:
基板表面の法線に対し回転軸が斜め方向である回転型小型加工ツールを用いて研磨することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の加工方法。
請求項5:
基板表面の法線に対し加工ツールの回転軸の角度が5〜85°であることを特徴とする請求項4記載の加工方法。
請求項6:
前記回転型小型加工ツールによる加工断面がガウシアンプロファイルで近似できる形状であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の加工方法。
請求項7:
前記加工ツールが基板表面上を一定方向に往復運動し、同時に基板表面と平行な平面上において往復運動する方向に対し垂直方向に所定のピッチで進んで研磨していくことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の加工方法。
請求項8:
前記往復運動が加工ツールの回転軸を基板上に投影した方向と平行に行われることを特徴とする請求項7記載の加工方法。
請求項9:
前記加工ツールが基板表面に接触する際の圧力を所定の値に制御して研磨することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載の加工方法。
請求項10:
前記加工ツールによる研磨を行う直前の基板表面の平坦度F1が0.3〜2.0μmであり、加工ツールによる研磨直後の基板表面の平坦度F2が0.01〜0.5μmであり、F1>F2であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項記載の加工方法。
請求項11:
前記加工ツールの研磨加工部の硬度がA50〜A75(JIS K 6253に準拠)であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載の加工方法。
請求項12:
前記加工ツールで基板表面を加工した後に、枚葉式研磨又は両面研磨を行い、最終仕上げ面の面質及び欠陥品質を向上させることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項記載の加工方法。
請求項13:
前記加工ツールで基板表面を加工した後に行う、加工面の面質及び欠陥品質を向上させることを目的とする研磨工程において、その研磨過程で生じる形状変化を考慮して、予め小型加工ツールで研磨する研磨量を決定して加工することで、最終仕上げ面において高フラットかつ表面完全性の高い面を同時に達成することを特徴とする請求項12記載の加工方法。
請求項14:
前記加工ツールによる加工を基板の両面に行い、厚さばらつきを低減させることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項記載の加工方法。
本発明によれば、IC等の製造に重要な光リソグラフィー法において使用されるフォトマスク基板用合成石英ガラス基板等の合成石英ガラスの製造において、比較的簡便でかつ安価な方法でEUVリソグラフィーにも対応可能な平坦度の極めて高い基板を得ることができる。
また、請求項11に規定した特定の硬度を有する小型加工ツールを用いることにより、研磨キズ等の欠陥を少なくし、かつ平坦度の高い基板を取得できる。
本発明における部分研磨装置の加工ツール接触形態を示す概略図である。 本発明における部分研磨装置の加工ツールの移動態様の好ましい実施形態を示す概略図である。 図2に示す実施形態で得られる加工断面図である。 基板表面形状の断面図の一例である。 図4に示す表面形状を平坦化のために、ガウシアン関数のプロットを重ね合わせることで加工量を計算して導いた断面図である。 部分研磨装置の加工ツールの移動態様の他の例を示す概略図である。 図6に示す実施形態で得られる加工断面図である。 部分研磨装置の別の実施形態で得られる加工断面図の一例である。 本発明における部分研磨装置の構成を示す概略図である。 実施例で用いた砲弾型のフェルトバフツールの説明図である。
本発明の半導体用合成石英ガラス基板の加工方法は、これによりガラス基板の表面平坦度を改善するための加工方法であって、モーターで回転する小型加工ツールをガラス基板表面に接触させ、基板表面上を走査させる研磨方法であり、この場合、小型加工ツールと基板の接触面積を1〜500mm2とするものである。
ここで、研磨される合成石英ガラス基板は、フォトマスク基板製造、特にArFレーザー光源を使用したリソグラフィー技術やEUVリソグラフィー技術に用いられるフォトマスク基板製造等のための半導体用合成石英ガラス基板を使用する。その大きさは適宜選定されるが、研磨面の面積が100〜100,000mm2、好ましくは500〜50,000mm2、更に好ましくは1,000〜25,000mm2のガラス基板であることが好ましい。例えば、四角形状のガラス基板では5009や6025基板、丸形状のガラス基板では6インチφ、8インチφのウェーハ等が好適に用いられる。面積が100mm2未満のガラス基板を加工しようとすると回転型小型ツールの接触面積が基板に対して大きく、平坦度がよくならない場合がある。100,000mm2を超えるガラス基板を加工しようとすると回転型小型ツールの接触面積が基板に対して小さいため、加工時間が非常に長くなってしまう。
本発明の研磨対象である合成石英ガラス基板は、合成石英ガラスインゴットを成型、アニール、スライス加工、ラッピング、粗研磨加工して得られるものが用いられる。
本発明において、高平坦化ガラスを得る方法としては、小型回転加工ツールを用いた部分研磨技術が採用される。本発明においては、まずガラス基板表面の凹凸形状を測定し、その凸部位の凸度具合に応じて研磨量を制御し、即ち凸度の高い部分は研磨量を多く、凸度の少ない部分は研磨量が少なくなるように、研磨量を局所的に変えて部分研磨処理を施し、これにより基板の表面を平坦化するものである。
従って、上記のように原料ガラス基板は予め表面形状を測定する必要があるが、表面形状の測定はいかなる方法でもよく、目標平坦度に鑑みて、高精度であることが望まれ、例えば光学干渉式の方法が挙げられる。原料ガラス基板の表面形状に応じて、例えば、上記回転加工ツールの移動速度が算出され、凸度が大きい部分は移動速度が遅く制御され、研磨量が大きくなるように制御される。
この場合、本発明の小型加工ツールにより表面研磨され、平坦度が改善される研磨対象のガラス基板は、平坦度F1が0.3〜2.0μm、特に0.3〜0.7μmであるものが好ましく用いられる。また、平行度(厚さばらつき)が0.4〜4.0μm、特に0.4〜2.0μmであるものが好ましい。
なお、本発明において、平坦度の測定は、測定精度の観点から、レーザー光などのコヒーレントな光を基板表面に当てて反射させ、基板表面の高さの差が反射光の位相のズレとして観測されることを利用した光学干渉式の方法が望ましく、例えばTROPEL社製Ultra FlatM200を用いて測定できる。また、平行度は、Zygo社製Zygo Mark IVxpを用いて測定できる。
本発明は、このように準備したガラス基板表面に回転型小型加工ツールの研磨加工部を接触させ、この研磨加工部を回転させながら走査させて、基板表面を研磨する。
回転小型加工ツールは、その研磨加工部が研磨可能な回転体であればいかなるものでも構わないが、小型定盤を基板直上から垂直に加圧して押し付けて基板表面と垂直な軸で回転する方式や、小型グラインダーに装着された回転加工ツールを斜め方向から加圧して押し付ける方式などが挙げられる。
また、加工ツールの硬度に関しては、その研磨加工部の硬度がA50よりも小さいと、ツールを基板表面に押し付けた際にツールが変形して理想的に研磨することが困難となる。一方、硬度がA75を超えると、ツールが硬く、研磨工程において基板にキズが入り易くなる。このような観点から、硬度がA50〜A75のツールを用いて研磨することが望ましい。なお、上記硬度はJIS K 6253に準拠した値である。この場合、加工ツールの材質としては、例えば少なくともその研磨加工部がGC砥石、WA砥石、ダイヤモンド砥石、セリウム砥石、セリウムパッド、ゴム砥石、フェルトバフ、ポリウレタンなど、被加工物を加工除去できるものであれば種類は限定されない。回転ツールの研磨加工部の形状は円又はドーナツ型の平盤、円柱型、砲弾型、ディスク型、たる型などが挙げられる。
このとき加工ツールと基板の接触する面積が重要であり、接触面積は1〜500mm2、好ましくは2.5〜100mm2、更に好ましくは5〜50mm2である。凸部分が空間波長の細かいうねりである場合、基板と接触する面積が大きいと除去対象としている凸部分をはみ出す領域を研磨し、うねりが消えないばかりか平坦度を崩す原因となってしまう。また、基板端面付近の表面を加工する場合においても、ツールが大きいことにより、ツールの一部が基板外にはみ出した際、基板上に残った接触部分の圧力が高まったりすることで、平坦化加工が困難となる。面積が小さすぎると、圧力がかかりすぎてキズの入る原因になったり、基板上の移動距離が長くなり、部分研磨時間が長くなって好ましくない。
上述した凸部位の表面部に小型回転加工ツールを接触させて研磨を行う場合、研磨砥粒スラリーを介在させた状態で加工を行うことが好ましい。小型回転加工ツールを基板上で動かす際、原料ガラス基板の表面の凸度に応じて加工ツールの移動速度、回転数、接触圧力のいずれか、又は複数を制御することにより、高平坦度のガラス基板を取得することが可能である。
この場合、研磨砥粒としてはシリカ、セリア、アランダム、ホワイトアランダム(WA)、FO、ジルコニア、SiC、ダイヤモンド、チタニア、ゲルマニア等が挙げられ、その粒度は10nm〜10μmが好ましく、これらの水スラリーを好適に用いることができる。また、加工ツールの移動速度は限定されず、適宜選定されるが、通常1〜100mm/sの範囲で選定することができる。加工ツールの研磨加工部の回転数は100〜10,000rpm、好ましくは1,000〜8,000rpm、更に好ましくは2,000〜7,000rpmとすることが好ましい。回転数が小さいと加工レートが遅くなり、基板を加工するのに時間がかかりすぎ、回転数が大きいと加工レートが速くなったり、ツールの磨耗が激しくなるため、平坦化の制御が難しくなる。また、加工ツールの研磨加工部が基板に接触する時の圧力は1〜100g/mm2、特に10〜100g/mm2であることが好ましい。圧力が小さいと研磨レートが遅くなり、基板を加工するのに時間がかかりすぎ、圧力が大きいと加工レートが速くなって平坦化の制御が難しくなったり、ツールやスラリーに異物が混入した場合に大きなキズを発生させる原因となる。
なお、上述した部分研磨加工ツールの移動速度の原料ガラス基板表面凸部位の凸度に応じた制御は、コンピュータを用いることにより達成することができる。この場合、加工ツールの移動は基板に対して相対的なものであり、従って、基板自体を移動させるようにしてもよい。加工ツールの移動方向は、基板表面上にXY平面を想定した際のX,Y方向に任意に移動できる構造としてもよい。このとき、図1に示すように、回転加工ツール2を基板1に対して斜め方向に接触させて、回転軸を基板表面に投影した向きを基板表面上のX軸と取った場合、図2に示すように、まずはY軸方向の移動は固定してX軸方向に回転ツールを走査し、基板の端に達したタイミングで、細かいピッチでY軸方向に微移動させ、再びY軸方向への移動を固定し、X軸方向にツールを走査させて行き、これを繰り返すことで基板全体を研磨する方法がより好ましい。なお、図1中3はツール回転軸方向、4は回転軸方向を基板に投影した直線を示す。また、図2中5は加工ツールの移動態様を示す。ここで、上記のように回転加工ツール2の回転軸が基板1の法線に対し、斜め方向になるようにして研磨することが好ましいが、この場合、基板1の法線に対するツール2の回転軸の角度は5〜85°、好ましくは10〜80°、更に好ましくは15〜60°である。角度が5°より小さいと接触面積が広く、構造上、接触した面全体に対して均一に圧力をかけるのが難しくなるため、平坦度を制御するのが難しくなる。一方、角度が85°より大きいとツールを垂直に押し付ける場合に近くなるため、プロファイルの形が悪くなり、一定のピッチで重ね合わせても平坦な平面が得られにくくなる。このプロファイルの良し悪しに関しては次段落で詳述する。
また、Y軸方向の移動は固定して一定の速度でX軸方向に回転ツールを走査させて(なお、図中5は加工ツールの移動態様を示す)加工を行った後のY軸方向に切り取った基板表面の断面を調べると、図3で示すようなツールを動かしたY座標が中心でくぼみの底となるようなガウシアン関数で精度よく近似できる線対称なプロファイルとなる。これをY方向に一定のピッチで重ね合わせていくことで、計算上、平坦化加工が可能となる。例えば、平坦度測定によって実際に図4のような表面形状であった基板を平坦化する場合、図5のようにY軸方向にガウシアン関数のプロット(実線で示す)を一定のピッチで並べ、それを重ね合わせることで実測した図4の表面形状とほぼ一致する断面プロット(点線で示す)を得ることができ、計算上、平坦化加工が可能となる。図5のY軸方向に並んだガウシアン関数のプロットの高さ(深さ)は、それぞれのY座標における実測したZ座標の値に依存して高さが異なるが、これはツールの走査速度や回転数をコントロールすることで制御することができる。もし、回転軸を基板表面に投影した向きを基板表面上のX軸と取った場合、図6で示すようにX軸方向の移動は固定して一定の速度でY軸方向に回転ツールを走査してしまう(なお、図中6は加工ツールの移動態様を示す)と、加工を行った後の基板表面の断面は図7で示すようにいびつな形状となり、加工後の表面に細かい段差が生じてしまう。このようないびつな断面形状の場合、関数で精度よく近似し、重ね合わせの計算を行うことも困難であり、このような断面形状をX方向に一定のピッチで重ね合わせていっても、うまく平坦化できない。
また、回転加工ツールを基板に対して、垂直方向から押し付けた場合に、例えばX軸方向の移動は固定してY軸方向に回転ツールを走査させても、ツールで加工を行った後の基板表面の断面は図8(X軸方向の移動を固定した場合の横軸はXとなり、Y軸方向の移動を固定した場合の横軸はYとなる)で示すように中心部分がやや盛り上がり、周速の速い外側が深くなる形状となり、この断面形状を重ね合わせても前記同様の理由でうまく平坦化できない。そのほか、X−θ機構でも加工は可能であるが、前述の回転加工ツールを基板に対して斜め方向に接触させて、回転軸を基板表面に投影した向きを基板表面上のX軸と取った場合にY軸方向の移動は固定してX軸方向に回転ツールを走査させていく方法がより平坦度が得られる。
小型加工ツールの基板への接触方法に関しては、ツールが基板に接触する高さに調整し、その高さを保って加工する方法と、圧空制御などの方法で圧力を制御してツールを基板に接触させる方法が考えられる。このとき、圧力を一定に保ってツールを基板に接触させる方法が、研磨速度が安定するので好ましい。一定高さを保ってツールを基板に接触させようとした場合、加工中にツールの摩耗などによりツールの大きさが徐々に変化し、接触面積や圧力が変わり、加工中にレートが変化して、うまく平坦化できないことがある。
基板表面の凸形状度をその程度に応じて平坦化していく機構に関して、本発明では加工ツールの回転数及び加工ツールの基板表面への接触圧力を一定として加工ツールの移動速度を変化させ、制御することで平坦化を行う方法を主に採用しているが、加工ツールの回転数及び加工ツールの基板表面への接触圧力を変化させ、制御することで平坦化を行うこともできる。
この場合、このように研磨加工した後の基板は、0.01〜0.5μm、特に0.01〜0.3μmの平坦度F2(F1>F2)とすることができる。
なお、加工ツールによる加工は、基板の必要な表面一面にのみ行うようにしてもよいが、加工ツールにより基板の両面に研磨加工を行い、平行度(厚さばらつき)を向上させることができる。
また、前記加工ツールで基板表面を加工した後に、枚葉式研磨又は両面研磨を行い、最終仕上げ面の面質及び欠陥品質を向上させることができる。この場合、前記加工ツールで基板表面を加工した後に行う、加工面の面質及び欠陥品質を向上させることを目的とする研磨工程において、その研磨過程で生じる形状変化を考慮して、予め小型回転加工ツールで研磨する研磨量を決定して加工することで、最終仕上げ面において高フラットかつ表面完全性の高い面を同時に達成することができる。
更に詳述すると、上記のようにして得られたガラス基板の表面は、軟質の加工ツールを使用しても部分研磨条件によって面荒れが生じたり、加工変質層が生じたりすることがあるが、その場合は必要に応じて部分研磨後に平坦度がほとんど変わらない程度のごく短時間の研磨を行ってもよい。
一方、硬質の加工ツールを使用すると面荒れの程度が比較的大きかったり、加工変質層の深さが比較的深い場合がある。そう言う場合は、次工程の仕上げ研磨工程の研磨特性で、どのように表面形状が変化をするかを予測して、それを打ち消すような形状に部分研磨後の形状をコントロールしてもよい。例えば、次工程の仕上げ研磨工程で基板全体が凸化すると予測される場合は部分研磨工程にて予め凹形状に仕上げることで、次工程の仕上げ研磨工程で基板表面が高平坦となるように制御してやってもよい。
また、その際に次工程の仕上げ研磨工程での表面形状変化特性について、予め予備基板を用いて仕上げ研磨工程の前後の表面形状を表面形状測定器で測定しておき、そのデータを元にどのように形状が変化するかをコンピュータで解析し、理想平面にその形状変化と逆の形状を足し合わせた形状を作成し、製品ガラス基板に対し、この形状を目指して部分研磨を行うことにより、より最終仕上がり面が高平坦となるように制御することもできる。
以上の通り、本発明の研磨対象である合成石英ガラス基板は、上述したように、合成石英ガラスインゴットを成型、アニール、スライス加工、ラッピング、粗研磨加工をして得られるが、比較的硬質な加工ツールで本発明の部分研磨を行う場合は、粗研磨加工をして得られたガラス基板に対し、本発明の部分研磨を行って表面形状を高平坦に作り込み、粗研磨加工で入ったキズや加工変質層を取り去る目的と部分研磨によって生じた微小な欠陥や浅い加工変質層を除去する目的をかねて最終的な表面品質を決定する精密研磨を行う。
比較的軟質な加工ツールで本発明の部分研磨を行う場合は、粗研磨加工をして得られたガラス基板に対し、最終的な表面品質を決定する精密研磨を行い、粗研磨加工で入ったキズや加工変質層を取り去った後、本発明の部分研磨を行って表面形状を高平坦に作り込み、更に部分研磨によって生じたごく微小な欠陥やごく浅い加工変質層を除去する目的で短時間、精密研磨を追加して行う。
本発明の研磨材を用いて研磨される合成石英ガラス基板は、半導体関連電子材料に用いることができ、特にフォトマスク用として好適に使用することができる。
以下、実施例と比較例を示して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。
[実施例1]
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料(6インチ)を、遊星運動を行う両面ラップ機にてラッピングしたあと、遊星運動を行う両面ポリッシュ機にて粗研磨を行い、原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は0.314μmであった。なお、平坦度の測定はTROPEL社製Ultra FlatM200を使用した。そして、このガラス基板を図9に示す装置の基板保持台に装着した。この場合、装置はモーターに加工ツール2を取り付け、回転できる構造で、加工ツール2にエアーで加圧できる構造のものを使用した。図9中7は加圧用精密シリンダー、8は加圧制御用レギュレータである。モーターは小型グラインダー(日本精密機械工作(株)製モータユニットEPM−120,パワーユニットLPC−120)を使用した。また、加工ツールはX,Y軸方向に基板保持台に対してほぼ平行に移動できる構造となっている。加工ツールは研磨加工部が口径20mmφ×口径長25mmの図10に示す砲弾型のフェルトバフツール(日本精密機械工作(株)製F3620、硬度 A90)であるものを使用した。基板表面に対して約30°の角度にて斜め方向から押し付ける機構で、その接触面積は7.5mm2である。
次に、加工ツールの回転数を4,000rpm、加工圧力を20g/mm2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。このとき、研磨液としてコロイダルシリカ水分散液を使用した。加工方法は、図2に示すように、X軸に対して平行に加工ツールを連続的に移動させ、Y軸方向へは0.25mmピッチで移動させる方法をとった。この条件での加工速度は予め測定して、1.2μm/minであった。加工ツールの移動速度は基板形状で最も低い基板の部分で50mm/secとし、基板各部分での移動速度は基板各部分での加工ツールの必要滞在時間を求め、これから移動速度を計算して加工ツールを移動させ、処理を行った。このときの加工時間は62分であった。部分研磨処理後、平坦度を上述と同様の装置で測定したところ平坦度は0.027μmであった。
その後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてSiO2濃度が40質量%のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は100gfで、取り代は粗研磨工程及び部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として1μm以上を研磨した。
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ0.070μmであった。レーザーコンフォーカル光学系高感度欠陥検査装置(レーザーテック社製)を用いて欠陥検査を行ったところ、50nm級欠陥数は15個であった。
[比較例1]
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料(6インチ)を、遊星運動を行う両面ラップ機にてラッピングしたあと、遊星運動を行う両面ポリッシュ機にて粗研磨を行い、原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は0.333μmであった。なお、平坦度の測定はTROPEL社製Ultra FlatM200を使用した。そして、このガラス基板を図9に示す装置の基板保持台に装着した。この場合、装置はモーターに加工ツールを取り付け、回転できる構造で、加工ツールにエアーで加圧できる構造のものを使用した。モーターは小型グラインダー(日本精密機械工作(株)製モータユニットEPM−120、パワーユニットLPC−120)を使用した。また、加工ツールはX,Y軸方向に基板保持台に対してほぼ平行に移動できる構造となっている。加工ツールは研磨加工部が外径30mmφ、内径11mmφのドーナツ型ソフトゴムパッド(日本精密機械工作(株)製A3030)に専用フェルトディスク(日本精密機械工作(株)製A4031、硬度 A65)を貼り付けたものを使用した。基板表面に対して垂直に押し付ける機構で、その接触面積は612mm2である。
次に、加工ツールの回転数を4,000rpm,加工圧力を0.33g/mm2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。このとき、研磨液としてコロイダルシリカ水分散液を使用した。加工方法は図2に示すようにX軸に対して平行に加工ツールを連続的に移動させ、Y軸方向へは0.5mmピッチで移動させる方法をとった。この条件での加工速度は予め測定して、1.2μm/minであった。加工ツールの移動速度は基板形状で最も低い基板の部分で50mm/secとし、基板各部分での移動速度は基板各部分での加工ツールの必要滞在時間を求め、これから移動速度を計算して加工ツールを移動させ、処理を行った。このときの加工時間は62分であった。部分研磨処理後、平坦度を上述と同様の装置で測定したところ平坦度は0.272μmであった。垂直に押し付ける機構の加工ツールでかつ径が大きいため周速の差の影響で加工断面がいびつであり、加工ツールの接触面積も広く、基板外周側で局所的に圧力のかかる部分が生じて、外周に向かって負の傾斜の見られる表面形状となり、平坦度はあまり改善されなかった。
その後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてSiO2濃度が40質量%のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は100gfで、取り代は粗研磨工程及び部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として1μm以上を研磨した。
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ0.364μmであった。レーザーコンフォーカル光学系高感度欠陥検査装置(レーザーテック社製)を用いて欠陥検査を行ったところ、50nm級欠陥数は21個であった。
[実施例2]
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料(6インチ)を、遊星運動を行う両面ラップ機にてラッピングしたあと、遊星運動を行う両面ポリッシュ機にて粗研磨を行い、原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は0.328μmであった。そして、このガラス基板を図9に示す装置の基板保持台に装着した。加工ツールは研磨加工部が20mmφソフトゴムパッド(日本精密機械工作(株)製A3020)に専用フェルトディスク(日本精密機械工作(株)製A4021、硬度 A65)を貼り付けたものを使用した。基板表面に対して垂直に押し付ける機構で、その接触面積は314mm2である。
次に、加工ツールの回転数を4,000rpm,加工圧力を0.95g/mm2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。加工方法は図2において矢印のようにX軸に平行に加工ツールを連続的に移動させ、Y軸方向への移動ピッチは0.5mmとした。この条件での加工速度は1.7mm/minであった。それ以外の条件は実施例1と同じようにして部分研磨処理を行った。このときの加工時間は57分であった。部分研磨処理後、平坦度は0.128μmであった。垂直に押し付ける機構の加工ツールで加工断面がいびつであり、加工ツールの接触面積も広く、基板外周側で局所的に圧力のかかる部分が生じて、外周に向かって負の傾斜の見られる表面形状となったが、より接触面積の大きかった30mmφのツール(612mm2)で加工したときに比べると平坦度の向上が見られた。その後、実施例1と同じようにして最終精密研磨を行った。
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ0.240μmであった。50nm級欠陥数は16個であった。
[実施例3]
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料(6インチ)を、遊星運動を行う両面ラップ機にてラッピングしたあと、遊星運動を行う両面ポリッシュ機にて粗研磨を行い、原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は0.350μmであった。そして、このガラス基板を図9に示す装置の基板保持台に装着した。加工ツールは研磨加工部が10mmφソフトゴムパッド(日本精密機械工作(株)製A3010)に専用フェルトディスク(日本精密機械工作(株)製A4011、硬度 A65)を貼り付けたものを使用した。基板表面に対して垂直に押し付ける機構で、その接触面積は78.5mm2である。
次に、加工ツールの回転数を4,000rpm,加工圧力を2.0g/mm2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。加工方法は図2において矢印のようにX軸に平行に加工ツールを連続的に移動させ、Y軸方向への移動ピッチは0.25mmとした。この条件での加工速度は1.3mm/minであった。それ以外の条件は実施例1と同じようにして部分研磨処理を行った。このときの加工時間は64分であった。部分研磨処理後、平坦度は0.091μmであった。垂直に押し付ける機構の加工ツールで加工断面がいびつであったが、10mmφのツールで接触面積が78.5mmと垂直押し付け機構でテストした中では小さいこともあり、30mmφや20mmφの大きいツールを使用したときに比べれば平坦度は向上した。その後、実施例1と同じようにして最終精密研磨を行った。
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ0.162μmであった。50nm級欠陥数は16個であった。
[実施例4]
実施例1と同様の方法で原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は0.324μmであった。そして、このガラス基板を図9に示す装置の基板保持台に装着した。加工ツールは研磨加工部が口径20mmφ×口径長25mmの砲弾型のフェルトバフツール(日本精密機械工作(株)製F3620、硬度 A90)であるものを使用した。基板表面に対して約50°の角度にて斜め方向から押し付ける機構で、その接触面積は5.0mm2である。
次に、加工ツールの回転数を4,000rpm,加工圧力を30g/mm2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。このとき、研磨液として酸化セリウム系研磨剤を使用した。この条件での加工速度は1.1mm/minであった。それ以外の条件は実施例1と同じようにして部分研磨処理を行った。このとき加工時間は67分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ平坦度は0.039μmであった。その後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてSiO2濃度が40質量%のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は100gfで、取り代は粗研磨工程及び部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として1.5μm以上を研磨した。
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ0.091μmであった。50nm級欠陥数は20個であった。
[実施例5]
実施例1と同様の方法で原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は0.387μmであった。そして、このガラス基板を図9に示す装置の基板保持台に装着した。加工ツールは研磨加工部が口径20mmφ×口径長25mmの砲弾型のフェルトバフツール(日本精密機械工作(株)製F3620、硬度 A90)であるものを使用した。基板表面に対して約70°の角度にて斜め方向から押し付ける機構で、その接触面積は4.0mm2である。
次に、加工ツールの回転数を4,000rpm,加工圧力を38g/mm2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。このとき、研磨液として酸化セリウム系研磨剤を使用した。この条件での加工速度は1.1mm/minであった。それ以外の条件は実施例1と同じようにして部分研磨処理を行った。このとき加工時間は71分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ平坦度は0.062μmであった。その後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてSiO2濃度が40質量%のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は100gfで、取り代は粗研磨工程及び部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として1.5μm以上を研磨した。
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ0.111μmであった。50nm級欠陥数は19個であった。
[実施例6]
実施例1と同様の方法で原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は0.350μmであった。そして、このガラス基板を図9に示す装置の基板保持台に装着した。加工ツールは研磨加工部が口径20mmφ×口径長25mmの砲弾型のセリウム含有軸付砥石(三河産業製酸化セリウム含浸軸付砥石)であるものを使用して加工を行った。基板表面に対して約30°の角度にて斜め方向から押し付ける機構で、その接触面積は5mm2である(1mm×5mm)。
次に、加工ツールの回転数を4,000rpm,加工圧力を20g/mm2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。このとき、研磨液として酸化セリウム系研磨剤を使用した。この条件での加工速度は3.8mm/minであった。それ以外の条件は実施例1と同じようにして部分研磨処理を行った。このとき加工時間は24分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ平坦度は0.048μmであった。
その後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてSiO2濃度が40質量%のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は100gfで、取り代は粗研磨工程及び部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として1.5μm以上を研磨した。
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ0.104μmであった。50nm級欠陥数は16個であった。
[実施例7]
実施例1と同様の方法で原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は0.254μmであった。なお、平坦度の測定はTROPEL社製Ultra FlatM200を用いた。そして、このガラス基板を装置の基板保持台に装着した。このとき、装置はモーターに図9中の加工ツール2に取り付け、回転できる構造で、加工ツール2に空気で加圧できる構造のものを使用した。モーターは小型グラインダー((株)ナカニシ製スピンドルNR−303、コントロールユニットNE236)を使用した。また、加工ツールはX,Y軸方向に基板保持台に対してほぼ平行に移動できる構造になっている。加工ツールは、研磨加工部が口径20mmφ×口径長25mmの砲弾型のフェルトバフツール(日本精密機械工作(株)製F3520、硬度 A90)であるものを使用した。基板表面に対して約20°の角度にて斜め方向から押し付ける機構で、その接触面積は9.2mm2である。
次に、加工ツールの回転数を5,500rpm、加工圧力を30g/mm2で被加工物上を移動させ、基板表面全面を加工した。このとき、研磨液としてコロイダルシリカ水分散液を使用した。加工方法は、X軸に対して平行に加工ツールを連続的に移動させ、Y軸方向へは0.25mmピッチで移動させる方法をとった。加工ツールの移動速度は、研磨される基板表面で一番低い、即ち凹部分で50mm/secとして他の基板各部分での加工ツールの必要滞在時間を決定し、これからツールによる研磨速度を算出して加工ツールを移動させながら研磨処理を施した。このときの加工時間は69分であった。部分研磨処理後、平坦度を上述と同様の装置で測定したところ平坦度は0.035μmであった。
その後、最終精密研磨に導入した。柔らかいスエード製研磨布を用い、研磨剤としてSiO2濃度が40質量%のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は100gfで、取り代は祖研磨工程及び部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として1μm以上を設定した。
全ての研磨工程終了後、基板を洗浄・乾燥してから基板表面の平坦度を測定したところ0.074μmであった。レーザーコンフォーカル光学系高感度欠陥検査装置(レーザーテック社製)を用いて欠陥検査を行ったところ、50nm級欠陥数は9個であった。
[実施例8]
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料(6インチ)を、遊星運動を行う両面ラップ機にてラッピングしたあと、遊星運動を行う両面ポリッシュ機にて粗研磨を行った。更に最終仕上げ研磨を行い、粗研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として約1.0μmを研磨して原料基板を用意した。そして、このガラス基板を図9に示す装置の基板保持台に装着した。このとき原料基板の表面平坦度は0.315μmであった。加工ツールは研磨加工部が口径19mmφ×口径長20mmの砲弾型の軟質ポリウレタンツール(ダイワ化成製D8000 AFX、硬度 A70)であるものを使用して加工を行った。基板表面に対して約30°の角度にて斜め方向から押し付ける機構で、その接触面積は8mm2である(2mm×4mm)。
次に、加工ツールの回転数を4,000rpm,加工圧力を20g/mm2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。このとき、研磨液としてコロイダルシリカ研磨剤を使用した。この条件での加工速度は0.35mm/minであった。それ以外の条件は実施例1と同じようにして部分研磨処理を行った。このとき加工時間は204分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ平坦度0.022μmであった。
その後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてSiO2濃度が40質量%のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は100gfで、取り代は部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として0.3μm以上を研磨した。
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ0.051μmであった。50nm級欠陥数は12個であった。
[実施例9]
実施例1と同様の方法で原料基板を用意した。このときの原料基板の表面平坦度は0.371μmであった。そして、このガラス基板を図9に示す装置の基板保持台に装着した。この基板に対し、最終精密研磨工程での形状変化を予想して、それを打ち消す形状となるように部分研磨を行った。軟質のスエード製研磨布とコロイダルシリカを用いた最終研磨工程では、経験的に基板表面形状が凸化する特性があることがわかっていた。経験的に1μm取り代で約0.1μm程度凸化すると見積もり、部分研磨工程にて0.1μmの凹形状を目標形状として加工した。それ以外の条件は実施例1と同じようにして部分研磨処理を行った。このときの加工時間は67分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ外周側が高く、中心部分の低い凹形状で、平坦度は0.106μmであった。その後、実施例1と同じようにして最終精密研磨を行った。
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ0.051μmであった。50nm級欠陥数は20個であった。
[実施例10]
実施例1と同様の方法で原料基板を用意した。このときの原料基板の表面平坦度は0.345μmであった。そして、このガラス基板を図9に示す装置の基板保持台に装着した。この基板に対し、最終精密研磨工程での形状変化をコンピュータにより計算して、それを打ち消す形状となるように部分研磨を行った。軟質のスエード製研磨布とコロイダルシリカを用いた最終研磨工程では基板表面形状は凸化する特性があることが分かっていた。10枚の予備基板に対して最終研磨工程前後で表面形状を測定し、コンピュータにてそれぞれの基板に対して最終研磨後の表面形状の高さデータから最終研磨前の表面形状の高さデータを差し引き、差分を求め10枚を平均して最終研磨での形状変化を導いた。この形状変化は0.134μmの凸形状であった。そこで、部分研磨工程にてコンピュータで計算した0.134μmの凸形状を反転させた0.134μmの凹形状を目標形状として加工した。それ以外の条件は実施例1と同じようにして部分研磨処理を行った。このときの加工時間は54分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ外周側が高く、中心部分の低い凹形状で、平坦度は0.121μmであった。その後、実施例1と同じようにして最終精密研磨を行った。
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ0.051μmであった。50nm級欠陥数は22個であった。
[実施例11]
実施例1と同様の方法で原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は0.314μmであった。そして、このガラス基板を図9に示す装置の基板保持台に装着した。加工する際、圧力制御機構は使用せず、ツールが基板表面に接触するように高さを固定して基板全面を加工した。それ以外の条件は実施例1と同じようにして部分研磨処理を行った。このときの加工時間は62分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ平坦度は0.087μmであった。ツールの高さを固定して加工したため、基板表面の加工後半部分の形状について部分研磨前の形状の傾向が残っており、平坦度がやや悪かった。その後、実施例1と同じようにして最終精密研磨を行った。
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ0.148μmであった。50nm級欠陥数は17個であった。
1 ガラス基板
2 小型回転加工ツール
3 ツール回転軸方向
4 回転軸方向を基板に投影した直線
5 回転ツールの移動方式の例1
6 回転ツールの移動方式の例2
7 加圧用精密シリンダー
8 加圧制御用レギュレータ

Claims (14)

  1. 回転型小型加工ツールの研磨加工部を半導体用合成石英ガラス基板表面に1〜500mm2の接触面積で接触させ、基板表面上を前記研磨加工部を回転させながら走査させて、基板表面を研磨することを特徴とする半導体用合成石英ガラス基板の加工方法。
  2. 前記加工ツールの回転数が100〜10,000rpmであり、加工圧力が1〜100g/mm2であることを特徴とする請求項1記載の加工方法。
  3. 前記加工ツールの研磨加工部による基板表面の研磨を砥粒を供給しながら行うようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載の加工方法。
  4. 基板表面の法線に対し回転軸が斜め方向である回転型小型加工ツールを用いて研磨することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の加工方法。
  5. 基板表面の法線に対し加工ツールの回転軸の角度が5〜85°であることを特徴とする請求項4記載の加工方法。
  6. 前記回転型小型加工ツールによる加工断面がガウシアンプロファイルで近似できる形状であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の加工方法。
  7. 前記加工ツールが基板表面上を一定方向に往復運動し、同時に基板表面と平行な平面上において往復運動する方向に対し垂直方向に所定のピッチで進んで研磨していくことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の加工方法。
  8. 前記往復運動が加工ツールの回転軸を基板上に投影した方向と平行に行われることを特徴とする請求項7記載の加工方法。
  9. 前記加工ツールが基板表面に接触する際の圧力を所定の値に制御して研磨することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載の加工方法。
  10. 前記加工ツールによる研磨を行う直前の基板表面の平坦度F1が0.3〜2.0μmであり、加工ツールによる研磨直後の基板表面の平坦度F2が0.01〜0.5μmであり、F1>F2であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項記載の加工方法。
  11. 前記加工ツールの研磨加工部の硬度がA50〜A75(JIS K 6253に準拠)であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載の加工方法。
  12. 前記加工ツールで基板表面を加工した後に、枚葉式研磨又は両面研磨を行い、最終仕上げ面の面質及び欠陥品質を向上させることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項記載の加工方法。
  13. 前記加工ツールで基板表面を加工した後に行う、加工面の面質及び欠陥品質を向上させることを目的とする研磨工程において、その研磨過程で生じる形状変化を考慮して、予め小型加工ツールで研磨する研磨量を決定して加工することで、最終仕上げ面において高フラットかつ表面完全性の高い面を同時に達成することを特徴とする請求項12記載の加工方法。
  14. 前記加工ツールによる加工を基板の両面に行い、厚さばらつきを低減させることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項記載の加工方法。
JP2009189393A 2009-01-27 2009-08-18 半導体用合成石英ガラス基板の加工方法 Active JP5402391B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009189393A JP5402391B2 (ja) 2009-01-27 2009-08-18 半導体用合成石英ガラス基板の加工方法
MYPI2010000314 MY152047A (en) 2009-01-27 2010-01-21 Method of processing synthetic quartz glass substrate for semiconductor
KR1020100006763A KR101704811B1 (ko) 2009-01-27 2010-01-26 반도체용 합성 석영 유리 기판의 가공 방법
US12/693,751 US8360824B2 (en) 2009-01-27 2010-01-26 Method of processing synthetic quartz glass substrate for semiconductor
CA2691136A CA2691136C (en) 2009-01-27 2010-01-26 Method of processing synthetic quartz glass substrate for semiconductor
TW099102141A TWI496659B (zh) 2009-01-27 2010-01-26 Processing methods for synthetic quartz glass substrates for semiconductors
EP10250131.9A EP2216132B1 (en) 2009-01-27 2010-01-27 Method of processing synthetic quartz glass substrate for semiconductor
CN201010173034.2A CN101804589B (zh) 2009-01-27 2010-01-27 加工半导体用人造石英玻璃基板的方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009015542 2009-01-27
JP2009015542 2009-01-27
JP2009189393A JP5402391B2 (ja) 2009-01-27 2009-08-18 半導体用合成石英ガラス基板の加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010194705A true JP2010194705A (ja) 2010-09-09
JP5402391B2 JP5402391B2 (ja) 2014-01-29

Family

ID=41820408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009189393A Active JP5402391B2 (ja) 2009-01-27 2009-08-18 半導体用合成石英ガラス基板の加工方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8360824B2 (ja)
EP (1) EP2216132B1 (ja)
JP (1) JP5402391B2 (ja)
KR (1) KR101704811B1 (ja)
CN (1) CN101804589B (ja)
CA (1) CA2691136C (ja)
MY (1) MY152047A (ja)
TW (1) TWI496659B (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012212082A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Hoya Corp マスクブランクス用ガラス基板の製造方法、マスクブランクスの製造方法、転写マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法
JP2014149351A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Hoya Corp マスクブランク用基板の製造方法、多層反射膜付き基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、および転写用マスクの製造方法
JP2014150124A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Hoya Corp マスクブランク用基板の製造方法、多層反射膜付き基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、および転写用マスクの製造方法
JP2014220512A (ja) * 2014-06-30 2014-11-20 信越化学工業株式会社 金型用基板及び金型用基板の検査方法
JP2018054960A (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 Hoya株式会社 マスクブランク用基板、多層反射膜付き基板、マスクブランク、転写用マスク及び半導体デバイスの製造方法
EP4123372A1 (en) 2021-07-21 2023-01-25 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Mask blank substrate and method for manufacturing the same
EP4296777A1 (en) 2022-06-23 2023-12-27 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Substrate for mask blanks and method for manufacturing the same

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4997815B2 (ja) * 2006-04-12 2012-08-08 旭硝子株式会社 高平坦かつ高平滑なガラス基板の作製方法
DE102010033041A1 (de) * 2010-08-02 2012-02-02 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum Nachbearbeiten von Glas- oder Glaskeramikscheiben
US8911280B2 (en) * 2011-01-31 2014-12-16 Apple Inc. Apparatus for shaping exterior surface of a metal alloy casing
US8665160B2 (en) 2011-01-31 2014-03-04 Apple Inc. Antenna, shielding and grounding
US8587939B2 (en) 2011-01-31 2013-11-19 Apple Inc. Handheld portable device
CN102632456A (zh) * 2012-03-30 2012-08-15 苏州江源精密机械有限公司 基于平面度测量的平面刮研方法
EP3200954B1 (en) * 2014-10-03 2020-12-09 Zeeko Innovations Limited Tool and method for shaping and finishing a workpiece
JP2018505515A (ja) * 2014-12-01 2018-02-22 ショット アクチエンゲゼルシャフトSchott AG シート状の独立した部材を有する蓄電システム、独立したシート状の部材、その製造方法、およびその使用
JP6383982B2 (ja) 2015-01-20 2018-09-05 Agc株式会社 マスクブランク用ガラス基板、および、その製造方法
WO2017030873A1 (en) * 2015-08-14 2017-02-23 M Cubed Technologies, Inc. Wafer chuck featuring reduced friction support surface
WO2017160127A1 (ko) * 2016-03-17 2017-09-21 (주)이티에스 적층시트 연마방법 및 이를 수행하는 적층시트 연마장치
CN110576342A (zh) * 2018-07-17 2019-12-17 蓝思科技(长沙)有限公司 提高玻璃镜面面形精度良率的抛光方法、玻璃镜面、摄像头和电子设备
CN112975619A (zh) * 2019-12-18 2021-06-18 江苏宇瑞仕高端智能装备科技有限公司 一种碳化硅板的磨削工艺方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03117560A (ja) * 1989-09-29 1991-05-20 Hamai Sangyo Kk 両面同時研磨装置
JPH04244364A (ja) * 1991-01-31 1992-09-01 Canon Inc 曲面研磨方法
JPH0557606A (ja) * 1991-08-30 1993-03-09 Canon Inc 研磨方法および研磨装置
JPH1015810A (ja) * 1996-07-04 1998-01-20 Canon Inc 化学機械研磨方法および装置
JPH1071562A (ja) * 1996-05-10 1998-03-17 Canon Inc 化学機械研磨装置および方法
JP2003043491A (ja) * 2001-08-01 2003-02-13 Seiko Epson Corp 液晶装置、その製造装置及び製造方法
JP2004314220A (ja) * 2003-04-15 2004-11-11 Olympus Corp 研磨方法および研磨装置
JP2006305636A (ja) * 2005-04-01 2006-11-09 Sanshin Co Ltd 板状部材表面傷修復装置
JP2009255181A (ja) * 2008-04-11 2009-11-05 Nikon Corp 研磨装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4128968A (en) * 1976-09-22 1978-12-12 The Perkin-Elmer Corporation Optical surface polisher
CH665587A5 (de) * 1984-11-07 1988-05-31 Wiederkehr Hans Schleifkopf.
US5033237A (en) * 1990-02-08 1991-07-23 Kobelco Compressors (America), Inc. Method of numerically controlled profile grinding
BE1009003A3 (nl) * 1994-12-20 1996-10-01 Wetenschappelijk En Tech Onder Werkwijze en inrichting voor het slijpen van edelstenen.
JP3893626B2 (ja) 1995-01-25 2007-03-14 株式会社ニコン 投影光学装置の調整方法、投影光学装置、露光装置及び露光方法
US5895311A (en) * 1996-06-06 1999-04-20 Fuji Xerox Co., Ltd. Abrasive device that maintains normal line of contact with curved abrasive surface and method of using same
US6522386B1 (en) * 1997-07-24 2003-02-18 Nikon Corporation Exposure apparatus having projection optical system with aberration correction element
JPH11138426A (ja) * 1997-11-11 1999-05-25 Tokyo Electron Ltd 研磨装置
US6322435B1 (en) * 1998-01-28 2001-11-27 Alan L. Hanosh Rotary polishing discs and arbors therefor
US6261154B1 (en) * 1998-08-25 2001-07-17 Mceneny Jeffrey William Method and apparatus for media finishing
JP2000117608A (ja) * 1998-10-19 2000-04-25 Nikon Corp 修正研磨方法、およびこの方法を実行する研磨装置
DE69940566D1 (de) * 1998-12-01 2009-04-23 Univ London Poliervorrichtung mit Antriebsvorrichtungen zum Führen des Schleifwerkzeugs entlang einer Präzessionsbahn und Verfahren zu deren Verwendung
US6171175B1 (en) * 1998-12-11 2001-01-09 Ford Global Technologies, Inc. Method of polishing uniform or free-form metal surfaces
US6495463B2 (en) * 1999-09-28 2002-12-17 Strasbaugh Method for chemical mechanical polishing
US20020081943A1 (en) * 2000-12-11 2002-06-27 Hendron Jeffrey J. Semiconductor substrate and lithographic mask processing
JP3975321B2 (ja) 2001-04-20 2007-09-12 信越化学工業株式会社 フォトマスク用シリカガラス系基板及びフォトマスク用シリカガラス系基板の平坦化方法
US6602110B2 (en) * 2001-06-28 2003-08-05 3M Innovative Properties Company Automated polishing apparatus and method of polishing
JP4025960B2 (ja) * 2001-08-08 2007-12-26 信越化学工業株式会社 角形ホトマスク基板の研磨方法、角形ホトマスク基板、ホトマスクブランクス及びホトマスク
TWI250133B (en) * 2002-01-31 2006-03-01 Shinetsu Chemical Co Large-sized substrate and method of producing the same
JP2004029735A (ja) 2002-03-29 2004-01-29 Hoya Corp 電子デバイス用基板、該基板を用いたマスクブランクおよび転写用マスク、並びにこれらの製造方法、研磨装置および研磨方法
DE10314212B4 (de) * 2002-03-29 2010-06-02 Hoya Corp. Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske
KR101004525B1 (ko) * 2002-08-19 2010-12-31 호야 가부시키가이샤 마스크 블랭크용 글래스 기판 제조 방법, 마스크 블랭크제조방법, 전사 마스크 제조 방법, 반도체 디바이스제조방법, 마스크 블랭크용 글래스 기판, 마스크 블랭크,및 전사 마스크
JP2004216477A (ja) * 2003-01-10 2004-08-05 Olympus Corp ポリッシャー、研磨加工装置、研磨加工方法、研磨加工をコンピュータに実行させる制御プログラムおよび記録媒体
JP4665443B2 (ja) 2004-06-22 2011-04-06 旭硝子株式会社 ガラス基板の研磨方法
US7494305B2 (en) * 2004-08-03 2009-02-24 Essilor International (Compagnie Generale D'optique) Raster cutting technology for ophthalmic lenses
DE102004052312A1 (de) * 2004-08-23 2006-03-02 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Beschichtetes Bauteil aus Quarzglas sowie Verfahren zur Herstellung des Bauteils
JP2007069323A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Shinano Denki Seiren Kk 定盤表面調整用砥石及び表面調整方法
FR2902683B1 (fr) * 2006-06-22 2008-10-10 Essilor Int Procede et machine d'usinage pour objet optique.
CN101568615B (zh) * 2006-12-28 2013-02-06 花王株式会社 研磨液组合物

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03117560A (ja) * 1989-09-29 1991-05-20 Hamai Sangyo Kk 両面同時研磨装置
JPH04244364A (ja) * 1991-01-31 1992-09-01 Canon Inc 曲面研磨方法
JPH0557606A (ja) * 1991-08-30 1993-03-09 Canon Inc 研磨方法および研磨装置
JPH1071562A (ja) * 1996-05-10 1998-03-17 Canon Inc 化学機械研磨装置および方法
JPH1015810A (ja) * 1996-07-04 1998-01-20 Canon Inc 化学機械研磨方法および装置
JP2003043491A (ja) * 2001-08-01 2003-02-13 Seiko Epson Corp 液晶装置、その製造装置及び製造方法
JP2004314220A (ja) * 2003-04-15 2004-11-11 Olympus Corp 研磨方法および研磨装置
JP2006305636A (ja) * 2005-04-01 2006-11-09 Sanshin Co Ltd 板状部材表面傷修復装置
JP2009255181A (ja) * 2008-04-11 2009-11-05 Nikon Corp 研磨装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012212082A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Hoya Corp マスクブランクス用ガラス基板の製造方法、マスクブランクスの製造方法、転写マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法
JP2014149351A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Hoya Corp マスクブランク用基板の製造方法、多層反射膜付き基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、および転写用マスクの製造方法
JP2014150124A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Hoya Corp マスクブランク用基板の製造方法、多層反射膜付き基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、および転写用マスクの製造方法
JP2014220512A (ja) * 2014-06-30 2014-11-20 信越化学工業株式会社 金型用基板及び金型用基板の検査方法
JP2018054960A (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 Hoya株式会社 マスクブランク用基板、多層反射膜付き基板、マスクブランク、転写用マスク及び半導体デバイスの製造方法
EP4123372A1 (en) 2021-07-21 2023-01-25 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Mask blank substrate and method for manufacturing the same
KR20230014653A (ko) 2021-07-21 2023-01-30 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 마스크 블랭크스용 기판 및 그 제조 방법
EP4296777A1 (en) 2022-06-23 2023-12-27 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Substrate for mask blanks and method for manufacturing the same
KR20240000387A (ko) 2022-06-23 2024-01-02 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 마스크 블랭크스용 기판 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20100190414A1 (en) 2010-07-29
EP2216132B1 (en) 2017-07-12
TW201038363A (en) 2010-11-01
EP2216132A1 (en) 2010-08-11
JP5402391B2 (ja) 2014-01-29
CN101804589A (zh) 2010-08-18
CN101804589B (zh) 2015-12-02
KR20100087649A (ko) 2010-08-05
US8360824B2 (en) 2013-01-29
MY152047A (en) 2014-08-15
CA2691136C (en) 2017-02-28
KR101704811B1 (ko) 2017-02-08
CA2691136A1 (en) 2010-07-27
TWI496659B (zh) 2015-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5402391B2 (ja) 半導体用合成石英ガラス基板の加工方法
KR101789829B1 (ko) 합성 석영 유리 기판 및 그의 제조 방법
JP5472065B2 (ja) フォトマスク用ガラス基板及びその製造方法
JP6252098B2 (ja) 角形金型用基板
JP6147514B2 (ja) マスクブランク用基板の製造方法、多層反射膜付き基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、および転写用マスクの製造方法
JP5870960B2 (ja) ワークの研磨装置
JP6618843B2 (ja) フォトマスク用基板のリサイクル方法、フォトマスク用基板の製造方法、フォトマスクブランクの製造方法、フォトマスクの製造方法、及びパターン転写方法
JP6161913B2 (ja) マスクブランク用基板の製造方法、多層反射膜付き基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、および転写用マスクの製造方法
JP2004302280A (ja) マスクブランクス用基板の製造方法、及びマスクブランクスの製造方法、並びに転写マスクの製造方法
JP2023181638A (ja) 基板およびその製造方法
JP2017116812A (ja) マスクブランク用の基板、およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130130

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130327

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131001

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131014

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5402391

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150