JP2012009833A - 合成石英ガラス基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表面中央132mm×132mm角の外周から表面外周縁へ向かって傾斜している6インチ角の合成ガラス基板であって、表面中央132mm×132mm角の平坦度が50nm以下、表面中央148mm×148mm角内であって表面中央132mm×132mm角部分を除いた額縁部分の平坦度が150nm以下である。
【選択図】図2
Description
請求項1:
表面中央132mm×132mm角の外周から表面外周縁へ向かって傾斜している6インチ角の合成ガラス基板であって、
表面中央132mm×132mm角の平坦度が50nm以下、
表面中央148mm×148mm角内であって表面中央132mm×132mm角部分を除いた額縁部分の平坦度が150nm以下
であることを特徴とする合成石英ガラス基板。
請求項2:
前記合成石英ガラス基板における表面中央132mm×132mm角エリアの平均平面が、前記額縁部分のエリアの表面平均平面よりも100nm以下高い位置にあることを特徴とする請求項1記載の合成石英ガラス基板。
請求項3:
前記合成石英ガラス基板をステッパーに装着して合成石英ガラス基板の表面外周縁より内側2mmと内側5mmとの間の3mmの範囲内で吸着を行った際の、表面中央142mm×142mm角エリアの平坦度が50nm以下であることを特徴とする請求項1又は2記載の合成石英ガラス基板。
請求項4:
前記合成石英ガラス基板の6インチ角のエリアにおける表面粗さ(RMS)が、0.10nm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の合成石英ガラス基板。
請求項5:
前記合成石英ガラス基板の6インチ角のエリアにおいて、凸欠陥、凹欠陥及び筋状キズが存在しないことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の合成石英ガラス基板。
請求項6:
TiO2がドープされた請求項1乃至5のいずれか1項記載の合成石英ガラス基板。
請求項7:
請求項1乃至6のいずれか1項に記載のフォトマスク用合成石英ガラス基板。
請求項8:
合成石英ガラス基板を粗研磨する工程、
基板表面の平坦度を測定する工程、
測定した平坦度に基づいて部分研磨をする工程、
部分研磨された合成石英ガラス基板を仕上げ研磨する工程
を含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の合成石英ガラス基板の製造方法。
上記エリアB1は、図3に示すステッパーステージ上の吸着部にて吸着される部分であり、このように吸着された場合、上記エリアAとエリアB0とがリソグラフィーを行う場合のリソグラフィー有効エリアとなる。
また、本発明の合成石英ガラス基板の平行度は、ステッパー吸着時の基板の歪みを少なくすべく、5μm以下、好ましくは4μm以下、更に好ましくは3μm以下である。
インゴットからスライスされた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後、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。このとき原料基板表面の平坦度は6インチ角の範囲で0.398μmであった。なお、平坦度の測定はTROPEL社製Ultra FlatM200を使用した。
その後、上記基板を加工ツールとして研磨加工部が口径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)を使用した部分研磨機にセットした。加工条件は、加工ツールの回転数を5,000rpm、加工圧力を160g/mm2とし、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、基板の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。この条件での最適加工速度は、予め測定して1.9μm/minとし、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として、98分間加工した。部分研磨後の基板形状は、最終仕上げ研磨における基板の削れ方を予め考慮して設定した。部分研磨処理後、基板全体の平坦度は0.286μmであった。なお、この基板は、基板が点対称になり最終研磨で力が基板に均等にかかるように作り込んだ。
次に、軟質のスエード製研磨布を用いて、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て、研磨荷重100gfにて最終精密研磨をした。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4μm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中央132mm×132mm角の範囲で37nmであった。また、額縁部分の範囲で121nmであった。原子間力顕微鏡で面粗さを測定したところ、RMS 0.07nm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、凸欠陥、凹欠陥及び筋状キズは検出されなかった。
この基板を基板表面中央148mm×148mm角の正方形の辺上にてステッパーに装着し、上記エリアB1部分において吸着を行ったところ、表面中央142mm×142mm角の平坦度は47nmとなった。
TiO2を7.0質量%ドープしたインゴットからスライスされた合成石英ガラス基板原料(6インチ)を、実施例1と同様に粗研磨を行い、原料基板を用意した。このとき原料基板表面の平坦度は6インチ角の範囲で0.371μmであった。
その後の部分研磨の加工条件は、加工ツールの回転数を6,000rpm、加工圧力を160g/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、基板の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。この条件での最適加工速度は、予め測定して、1.1μm/minとし、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として、102分間加工した。部分研磨処理後、基板全体の平坦度は0.277μmであった。なお、この基板は、基板が点対称になり最終研磨で力が基板に均等にかかるように作り込んだ。
次に、実施例1と同様の条件により最終精密研磨をした。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5μm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中央132mm×132mm角の範囲で41nmであった。また、額縁部分の範囲で108nmであった。原子間力顕微鏡で面粗さを測定したところ、RMS 0.07nm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、凸欠陥、凹欠陥及び筋状キズは検出されなかった。
この基板をステッパーに装着し、上記エリアB1において吸着を行ったところ、表面中央142mm×142mm角の平坦度は48nmとなった。
インゴットからスライスされた合成石英ガラス基板原料(6インチ)を、実施例1と同様に粗研磨を行い、原料基板を用意した。このとき原料基板表面の平坦度は6インチ角の範囲で0.303μmであった。
その後の部分研磨の加工条件は、加工ツールの回転数を3,000rpm,加工圧力を160g/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、基板の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。この条件での最適加工速度は予め測定して、1.9μm/minとし、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として、102分間加工した。部分研磨処理後、基板全体の平坦度は0.222μmであった。なお、この基板は、基板が点対称になり最終研磨で力が基板に均等にかかるように作り込んだ。
次に、実施例1と同様の条件により最終精密研磨をした。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4.2μmを研磨した。研磨取代は、更に精密研磨を行うため、予め得られている研磨データを基に基板の削れ方を解析し、最小二乗法により最適研磨取代を求め、小数点以下1桁まで制御して設定をした。
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中央132mm×132mm角の範囲で21nmであった。また、額縁部分の範囲で98nmであった。原子間力顕微鏡で面粗さを測定したところ、RMS 0.07nm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、凸欠陥、凹欠陥及び筋状キズは検出されなかった。
この基板をステッパーに装着し、上記エリアB1において吸着を行ったところ、表面中央142mm×142mm角の平坦度は27nmとなった。
2 額縁部分
11 基板表面
12 最小二乗平面
21 ステッパーステージ
22 ステッパー吸着部
A 基板表面中央132mm×132mm角部分のエリア
B 基板表面中央132mm×132mm角部分と表面中央148mm×148mm角部分との間のエリア
B0 基板表面中央132mm×132mm角部分と表面中央142mm×142mm角部分との間のエリア
B1 基板表面中央142mm×142mm角部分と表面中央148mm×148mm角部分との間のエリア
C 基板表面中央148mm×148mm角部分と基板表面外周縁との間のエリア
Claims (8)
- 表面中央132mm×132mm角の外周から表面外周縁へ向かって傾斜している6インチ角の合成ガラス基板であって、
表面中央132mm×132mm角の平坦度が50nm以下、
表面中央148mm×148mm角内であって表面中央132mm×132mm角部分を除いた額縁部分の平坦度が150nm以下
であることを特徴とする合成石英ガラス基板。 - 前記合成石英ガラス基板における表面中央132mm×132mm角エリアの平均平面が、前記額縁部分のエリアの表面平均平面よりも100nm以下高い位置にあることを特徴とする請求項1記載の合成石英ガラス基板。
- 前記合成石英ガラス基板をステッパーに装着して合成石英ガラス基板の表面外周縁より内側2mmと内側5mmとの間の3mmの範囲内で吸着を行った際の、表面中央142mm×142mm角エリアの平坦度が50nm以下であることを特徴とする請求項1又は2記載の合成石英ガラス基板。
- 前記合成石英ガラス基板の6インチ角のエリアにおける表面粗さ(RMS)が、0.10nm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の合成石英ガラス基板。
- 前記合成石英ガラス基板の6インチ角のエリアにおいて、凸欠陥、凹欠陥及び筋状キズが存在しないことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の合成石英ガラス基板。
- TiO2がドープされた請求項1乃至5のいずれか1項記載の合成石英ガラス基板。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のフォトマスク用合成石英ガラス基板。
- 合成石英ガラス基板を粗研磨する工程、
基板表面の平坦度を測定する工程、
測定した平坦度に基づいて部分研磨をする工程、
部分研磨された合成石英ガラス基板を仕上げ研磨する工程
を含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の合成石英ガラス基板の製造方法。
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