JP2012111664A - Mask blank substrate, mask blank, and method for manufacturing transfer mask - Google Patents

Mask blank substrate, mask blank, and method for manufacturing transfer mask Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a mask blank substrate which is capable of eliminating defects such as internal cracks caused near the main surfaces of a substrate after a grinding step.SOLUTION: The method for manufacturing a mask blank substrate comprising a substrate having opposite two main surfaces includes: a step of grinding the main surfaces of the substrate; a step of bringing a flame whose combustion temperature is equal to or higher than the softening point of the substrate into contact with the ground main surfaces of the substrate; and a step of polishing the main surfaces of the substrate after the flame contact step.

Description

本発明は、マスクブランク用基板の製造方法、並びにそのマスクブランク用基板を用いるマスクブランク及び転写用マスクの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a mask blank substrate, and a mask blank using the mask blank substrate and a method for manufacturing a transfer mask.

一般に、半導体装置の製造工程では、フォトリソグラフィー法を用いて微細パターンの形成が行われている。また、この微細パターンの形成には通常何枚もの転写用マスクと呼ばれている基板が使用される。この転写用マスクは、一般に透光性のマスクブランク用基板上に、金属薄膜等からなる微細パターンを設けたものである。転写用マスクの金属薄膜等に微細パターンを設ける際には、フォトリソグラフィー法が用いられている。転写用マスクは、通常、透明なマスクブランク用基板上に遮光膜が形成されたマスクブランクから作られる。微細パターンを有する転写用マスクを得るために、マスクブランク用基板には、高平坦度及び高平行度が要求されている。また、マスクブランク用基板上に欠陥(傷や異物等)があると、それを用いて製造される転写用マスクにも欠陥が存在することになり、微細パターンの形成の際に欠陥を引き起こしてしまう。したがって、マスクブランク用基板には、欠陥がないことが要求されている。   In general, in a manufacturing process of a semiconductor device, a fine pattern is formed using a photolithography method. Further, a number of substrates called transfer masks are usually used for forming this fine pattern. This transfer mask is generally a transparent mask blank substrate provided with a fine pattern made of a metal thin film or the like. When a fine pattern is provided on a metal thin film or the like of a transfer mask, a photolithography method is used. The transfer mask is usually made from a mask blank in which a light shielding film is formed on a transparent mask blank substrate. In order to obtain a transfer mask having a fine pattern, the mask blank substrate is required to have high flatness and high parallelism. In addition, if there are defects (scratches, foreign matter, etc.) on the mask blank substrate, defects will also exist in the transfer mask manufactured using them, causing defects when forming a fine pattern. End up. Therefore, the mask blank substrate is required to be free from defects.

従来のマスクブランク用基板として、例えば、特許文献1には、エッチング処理後、精密研磨工程を含む後処理工程を経て得られたマスクブランクス用ガラス基板において、前記ガラス基板の主表面の表面粗さが二乗平均平方根粗さ(RMS:Root Mean Square)で0.2nm以下であることを特徴とするマスクブランクス用ガラス基板が開示されている。また、特許文献1には、マスクブランクス用ガラス基板の製造方法として、ガラス基板の主表面上に残存する欠陥を顕在化させる工程を有するマスクブランクス用ガラス基板の製造方法において、前記欠陥を顕在化させる工程後に、精密研磨を含む後処理工程を行うことを特徴とする製造方法が開示されている。また、特許文献1には、ガラス基板の主表面上に残存する欠陥を顕在化させる工程は、主表面をエッチング処理することにより行うことが記載されている。   As a conventional mask blank substrate, for example, in Patent Document 1, in a glass substrate for mask blanks obtained through a post-treatment process including a precision polishing process after an etching process, the surface roughness of the main surface of the glass substrate. Discloses a glass substrate for mask blanks characterized in that the root mean square (RMS) is 0.2 nm or less. In addition, in Patent Document 1, as a method for manufacturing a mask blank glass substrate, in the method for manufacturing a mask blank glass substrate, which has a step of revealing defects remaining on the main surface of the glass substrate, the defects are manifested. The manufacturing method characterized by performing the post-processing process including precision grinding | polishing after the process to make is disclosed. Further, Patent Document 1 describes that the step of revealing defects remaining on the main surface of the glass substrate is performed by etching the main surface.

また、特許文献2には、ガラスディスクの表面を研削する装置として、下側定盤と、この下側定盤の中心部に設けられた太陽歯車と、下側定盤の外縁に設けられた内歯車と、外周部に前記太陽歯車及び前記内歯車に噛合する歯部を有しガラスディスクを保持する円板状のキャリアと、下側定盤に対向する上側定盤とを有する両面研削装置が開示されている。特許文献2に記載の両面研削装置を用いると、前記キャリアに前記ガラスディスクを保持させ、このキャリアの外周部の歯部を前記太陽歯車及び前記内歯車に噛合させ、前記太陽歯車及び前記内歯車の少なくともいずれか一方を回転駆動することにより、これら定盤と前記キャリアに保持されたガラスディスクとを相対的に摺動させる処理を行い、ガラスディスクの研削を行うことができる。   Moreover, in patent document 2, as a device which grinds the surface of a glass disk, it was provided in the outer edge of the lower surface plate, the sun gear provided in the center part of this lower surface plate, and the lower surface plate. Double-side grinding apparatus having an internal gear, a disk-shaped carrier having a tooth portion meshing with the sun gear and the internal gear on the outer peripheral portion and holding a glass disk, and an upper surface plate facing the lower surface plate Is disclosed. When the double-side grinding apparatus described in Patent Document 2 is used, the carrier holds the glass disk, and the teeth of the outer periphery of the carrier are engaged with the sun gear and the internal gear. By rotating and driving at least one of these, a process of relatively sliding the surface plate and the glass disk held by the carrier can be performed, and the glass disk can be ground.

また、特許文献3には、マスクブランクス用基板の研磨装置として、上下に対向して設けられた上定盤及び下定盤と、太陽歯車と、この太陽歯車の外方に同心円状に配置される内歯歯車と、被研磨加工物を保持するとともに、前記太陽歯車及び前記内歯歯車と噛み合う遊星歯車形状のキャリアを備えた研磨装置が開示されている。   Further, in Patent Document 3, as a polishing apparatus for a mask blank substrate, an upper surface plate and a lower surface plate that are provided facing each other in the vertical direction, a sun gear, and a concentric circle arranged outside the sun gear. A polishing apparatus is disclosed that includes an internal gear and a planetary gear-shaped carrier that holds the workpiece to be polished and meshes with the sun gear and the internal gear.

また、特許文献4には、石英ガラス加工品の寸法修正方法が開示されている。具体的には、特許文献4には、寸法修正すべき石英ガラス加工品を石英ガラス溶接棒に対して所定距離だけ離間して配置し、バーナーの可燃ガス火炎を該石英ガラス溶接棒の端部に放射して該石英ガラス溶接棒を加熱し石英を昇華してガス状石英とし、このガス状石英をバーナーの可燃ガス火炎の放射方向に飛ばすことによって該石英ガラス加工品の寸法修正すべき部位にガス状石英を付着堆積せしめた後、該付着堆積した不透明な石英堆積層を加熱して溶着した透明な石英ガラス層とし当該石英ガラス加工品の寸法修正を行うようにしたことを特徴とする石英ガラス加工品の寸法修正方法が記載されている。   Patent Document 4 discloses a method for correcting dimensions of a processed quartz glass product. Specifically, in Patent Document 4, a quartz glass processed product whose size is to be corrected is disposed at a predetermined distance from a quartz glass welding rod, and a combustible gas flame of a burner is disposed at the end of the quartz glass welding rod. The quartz glass welding rod is radiated to heat and sublimate the quartz to form gaseous quartz, and the gaseous quartz is blown in the direction of the burner's combustible gas flame to correct the size of the processed quartz glass product. After depositing gaseous quartz on the surface, the opaque quartz deposited layer deposited and deposited is heated and welded to form a transparent quartz glass layer, and the size of the processed quartz glass product is corrected. A method for correcting dimensions of a processed quartz glass product is described.

特開2004−54285号公報JP 2004-54285 A 特開2007−90452号公報JP 2007-90452 A 特許第3974535号公報Japanese Patent No. 3974535 特開2002−326828号公報JP 2002-326828 A

マスクブランク用基板は、高い平坦性、高い平滑性、さらに傷等の欠陥のないものに仕上げるため、通常、合成石英ガラスインゴットからマスクブランク用基板の形状に切り出す工程(切り出し工程)の後に、研削(ラッピング)工程及び研磨(ポリッシング)工程が複数段階に分けて行われる。   In order to finish the mask blank substrate with high flatness, high smoothness, and no defects such as scratches, grinding is usually performed after the step of cutting out from the synthetic quartz glass ingot to the shape of the mask blank substrate (cutout step). A (lapping) process and a polishing (polishing) process are performed in a plurality of stages.

研削工程は、切り出した基板の主表面、端面及び面取り面に対して研削を行う工程である。研削工程は、所定の板厚寸法に整え、平坦度を良化させる目的で行われる。   A grinding process is a process of grinding with respect to the main surface, end surface, and chamfering surface of the cut-out substrate. The grinding process is performed for the purpose of adjusting to a predetermined plate thickness and improving the flatness.

研磨工程は、研削工程後の基板の主表面、端面及び面取り面に対して研磨を行う工程である。研磨工程は、研削工程によって得られた平坦度を維持・向上させつつ、基板の主表面の平滑性をさらに向上させることを目的として行われる。主表面の研磨は、一般的に両面研磨装置を用いて両面同時に行われる。研磨工程においては、段階的に研磨砥粒の粒径を小さくしながら複数段階にわたって研磨加工が行われる。例えば、平均粒径が0.3〜3μmの酸化セリウムの研磨砥粒による粗研磨及び精密研磨を行った後、平均粒径が300nm以下のコロイダルシリカ等による研磨砥粒による精密研磨が1〜2段階行われる。この結果、表裏2つの主表面が所定値以下の平坦度及び表面粗さを有し、かつ主表面に表面欠陥(凸状欠陥又は凹状欠陥)のないマスクブランク用基板が製造される。   The polishing step is a step of polishing the main surface, end surface and chamfered surface of the substrate after the grinding step. The polishing step is performed for the purpose of further improving the smoothness of the main surface of the substrate while maintaining and improving the flatness obtained by the grinding step. The main surface is generally polished on both sides simultaneously using a double-side polishing apparatus. In the polishing process, polishing is performed in a plurality of stages while gradually reducing the grain size of the abrasive grains. For example, after performing rough polishing and precision polishing with cerium oxide abrasive grains having an average particle diameter of 0.3 to 3 μm, precision polishing with abrasive grains using colloidal silica or the like having an average particle diameter of 300 nm or less is 1-2. Done in stages. As a result, a mask blank substrate is manufactured in which the two main surfaces of the front and back surfaces have a flatness and surface roughness of a predetermined value or less and have no surface defects (convex defects or concave defects) on the main surface.

研磨工程で研磨されたマスクブランク用基板に対しては、表面欠陥等の欠陥検査が行われる。この欠陥検査において基板の主表面に許容値以上のサイズの表面欠陥が発見されたマスクブランク用基板は、通常、不合格品として、研磨工程まで戻され、再度、主表面が研磨されることになる。表面欠陥は、凸状欠陥と凹状欠陥に大きく分けられる。凹状欠陥を取り除く研磨の場合、平行度や平坦度を維持するには、主表面を局所的にではなく全体的に取り除いていかなければならないため、必要な研磨取り代が多くなる。また、何度も精密研磨の段階に戻されたマスクブランク用基板であって、規定値の基板の厚さよりも薄くなってしまった場合には、マスクブランク用基板としての使用が不可となり、廃棄される。   The mask blank substrate polished in the polishing process is subjected to defect inspection such as surface defects. In this defect inspection, a mask blank substrate in which a surface defect having a size larger than an allowable value is found on the main surface of the substrate is usually returned to the polishing step as a rejected product, and the main surface is polished again. Become. Surface defects are broadly divided into convex defects and concave defects. In the polishing for removing the concave defects, in order to maintain the parallelism and flatness, the main surface must be removed not locally but entirely, so that the necessary polishing allowance increases. In addition, if the mask blank substrate has been returned to the precision polishing stage many times and becomes thinner than the specified thickness, it cannot be used as a mask blank substrate and discarded. Is done.

近年、半導体装置のさらなる微細化の要求のため、マスクブランク用基板の平行度、平坦度、表面粗さ及び表面欠陥に対する要求も高まっている。特に、表面欠陥に関しては、そのマスクブランク用基板を用いて製造されるマスクブランクのグレードによって、許容される欠陥サイズが定められ、その定められたサイズ以上の表面欠陥の存在は許容されない。最先端の半導体デバイスを製造するために使用されるマスクブランク用基板の場合、許容されうる表面欠陥のサイズは非常に厳しい。   In recent years, due to the demand for further miniaturization of semiconductor devices, the demand for parallelism, flatness, surface roughness and surface defects of a mask blank substrate has also increased. In particular, with respect to surface defects, an allowable defect size is determined by the grade of the mask blank manufactured using the mask blank substrate, and the presence of surface defects larger than the predetermined size is not allowed. In the case of mask blank substrates used to produce state-of-the-art semiconductor devices, the size of surface defects that can be tolerated is very severe.

基板の主表面の研削を行う研削工程では、基板の主表面に接触する上下定盤の研削面は、通常、金属やダイヤモンド固定砥粒等の硬度の高い材質で形成されている。このため、研磨工程に比べて、基板の主表面に対する研削面の当たりが強く、基板の主表面近傍に内部クラック等の欠陥が発生しやすい。しかしながら、研削工程後の基板は、すりガラス状の表面状態になるので、研削工程後に基板を検査しても内部クラックを発見することは容易ではない。また、研磨工程において、内部クラックが発生している主表面からの厚さ方向の寸法を見込んで、その内部クラックを除去する研磨を行おうとすると、研磨取り代(主表面からの厚さ方向の研磨寸法)を大きく取ることが必要になる。研磨取り代を大きくするためには、研磨時間を長くすることが必要となる。研磨時間が長くなると、基板の主表面の外周縁の縁だれ量が大きくなりやすいという問題が生じる。「縁だれ」とは、研磨の際、基板を回転させるため、基板の中心部と比べて中心部から遠い部分の研磨速度が速くなることにより、中心部から遠い部分の研磨量が大きくなってしまうことをいう。縁だれは、円形の基板と比べて、矩形の基板の場合に、特に問題となる。   In the grinding process for grinding the main surface of the substrate, the grinding surface of the upper and lower surface plates that are in contact with the main surface of the substrate is usually formed of a material having high hardness such as metal or diamond fixed abrasive grains. For this reason, compared with the polishing step, the grinding surface hits the main surface of the substrate more strongly, and defects such as internal cracks are likely to occur near the main surface of the substrate. However, since the substrate after the grinding process has a ground glass surface state, it is not easy to find an internal crack even if the substrate is inspected after the grinding process. Also, in the polishing process, if the size in the thickness direction from the main surface where the internal crack is generated is expected and polishing is performed to remove the internal crack, the polishing allowance (in the thickness direction from the main surface) It is necessary to increase the polishing dimension). In order to increase the polishing allowance, it is necessary to lengthen the polishing time. When the polishing time becomes long, there arises a problem that the amount of edge droop at the outer peripheral edge of the main surface of the substrate tends to increase. “Edge fringing” means that the substrate is rotated at the time of polishing, so that the polishing rate of the portion far from the central portion is faster than the central portion of the substrate, and the amount of polishing of the portion far from the central portion is increased. It means to end. Edge fringes are particularly problematic for rectangular substrates compared to circular substrates.

特許文献1には、基板の内部クラック発生の問題を解決するために、研磨取り代を多く取らない代わりに、研削工程後の基板に対して、水酸化ナトリウム等の基板をエッチングする特性を有する溶液に基板を浸漬させて内部クラックを顕在化させる処理を行ってから精密研磨を行い、欠陥検査をして、欠陥検査時に内部クラックの存在する基板が合格品として流出することを防ぐことを含む、基板の製造方法が記載されている。この製造方法によると、内部クラックの存在する基板が流出することは抑制できるが、歩留まりの低下が生じるという問題がある。   Patent Document 1 has a characteristic of etching a substrate such as sodium hydroxide with respect to the substrate after the grinding process instead of taking a lot of polishing allowance in order to solve the problem of the occurrence of internal cracks in the substrate. Including the process of immersing the substrate in the solution to reveal internal cracks, then performing precision polishing, performing defect inspection, and preventing the substrate with internal cracks from flowing out as a pass product during defect inspection A method for manufacturing a substrate is described. According to this manufacturing method, it is possible to suppress the outflow of the substrate having the internal cracks, but there is a problem that the yield is reduced.

特許文献4には、寸法修正すべき部位にガス状石英を付着堆積させる技術を用いる石英ガラス加工品の寸法修正方法が記載されている。しかしながら、ガス状の石英を付着堆積させる技術を、マスクブランク用基板の欠陥部分に適用すると、欠陥の周囲にも石英が堆積し、平坦度及び表面粗さに悪影響を及ぼすことは避けられない。欠陥のサイズは、μmオーダーのものが多く非常に小さいため、欠陥以外の部分に余分に堆積した石英を除去するための研磨工程が必要になってしまう。欠陥は、研磨工程において、研磨砥粒が固化したもの等の異物が、加工圧力印加状態で回転運動を行っている定盤上の研磨布と基板の主表面との間に侵入してしまい、主表面を傷つけることによって生じる場合が多い。余分に堆積した石英を除去する研磨工程を行うことによって、マスクブランク用基板に新たな表面欠陥の発生リスクが生じるという問題がある。さらに、一般的に内部クラック等の欠陥の幅は非常に小さく、底部にまでガス状石英を堆積させることは非常に難しい。したがって、マスクブランク用基板の表面欠陥を修正するために、特許文献4に開示された発明を用いることは困難である。   Patent Document 4 describes a method for correcting a size of a processed quartz glass product using a technique of depositing and depositing gaseous quartz on a portion whose size is to be corrected. However, if a technique for depositing and depositing gaseous quartz is applied to the defective portion of the mask blank substrate, it is inevitable that quartz is deposited also around the defect and adversely affects the flatness and surface roughness. Since the size of the defect is often on the order of μm and is very small, a polishing process is required to remove the quartz deposited excessively on portions other than the defect. Defects, in the polishing process, foreign matter such as solidified abrasive grains invaded between the polishing cloth on the surface plate and the main surface of the substrate that is rotating in a processing pressure applied state, Often caused by damaging the main surface. There is a problem in that a risk of occurrence of a new surface defect is generated on the mask blank substrate by performing a polishing process for removing excess deposited quartz. Furthermore, the width of defects such as internal cracks is generally very small, and it is very difficult to deposit gaseous quartz to the bottom. Therefore, it is difficult to use the invention disclosed in Patent Document 4 in order to correct the surface defect of the mask blank substrate.

そこで、本発明は、研削工程後の基板の主表面近傍に発生する内部クラック等の欠陥を除去することのできるマスクブランク用基板の製造方法を得ることを目的とする。また、本発明は、研削工程においてマスクブランク用基板に内部クラック等の欠陥が発生した場合でも、簡便にかつ基板の平坦度及び表面粗さに悪影響を及ぼすことなくマスクブランク用基板の欠陥を修正することのできる、低コストかつ高い歩留まりのマスクブランク用基板の製造方法並びにマスクブランク及び転写用マスクの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、基板の製造の歩留まり改善効果、及び内部クラックの存在する基板が合格品として流出することを抑制する効果の両方を同時に得ることを目的とする。   Then, an object of this invention is to obtain the manufacturing method of the board | substrate for mask blanks which can remove defects, such as an internal crack which generate | occur | produces in the main surface vicinity of the board | substrate after a grinding process. In addition, the present invention corrects defects in the mask blank substrate easily and without adversely affecting the flatness and surface roughness of the substrate even if defects such as internal cracks occur in the mask blank substrate in the grinding process. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a mask blank substrate with low cost and high yield, and a method for manufacturing a mask blank and a transfer mask. Another object of the present invention is to simultaneously obtain both the effect of improving the yield of manufacturing a substrate and the effect of suppressing the outflow of a substrate having internal cracks as an acceptable product.

また、内部クラックのある基板を用いて製造されたマスクブランクから転写用マスクを作製する際、エッチングガス、エッチング液、洗浄薬液等がクラックを拡大させ、基板主表面近傍の一部が脱落してしまうことがあるが、本発明は、このような問題を抑制することを目的とする。   Also, when making a transfer mask from a mask blank manufactured using a substrate with internal cracks, the etching gas, etchant, cleaning chemicals, etc. expand the cracks, and part of the vicinity of the main surface of the substrate falls off. The present invention aims to suppress such problems.

また、内部クラックのある基板を用いて製造された転写用マスクを使うと、転写用マスク洗浄の際、洗浄薬液によりクラックが拡大して、転写用マスクの基板主表面近傍の一部が脱落することがあるが、本発明は、このような問題を抑制し、転写用マスクの寿命を長くすることを目的とする。   In addition, when a transfer mask manufactured using a substrate having an internal crack is used, the crack is enlarged by the cleaning chemical when the transfer mask is cleaned, and a part of the transfer mask near the main surface of the substrate is dropped. However, an object of the present invention is to suppress such problems and extend the life of the transfer mask.

本発明者は、マスクブランク用基板の製造の際、研削工程後の基板の主表面近傍に発生する内部クラック等の欠陥を除去するための様々な方法を検討した。その結果、基板の軟化点以上の燃焼温度の火炎を接触させることにより、研削工程後の基板の主表面近傍に発生する内部クラック等の欠陥を除去することができることを見出し、本発明を完成したものである。すなわち、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。   The present inventor examined various methods for removing defects such as internal cracks generated in the vicinity of the main surface of the substrate after the grinding step when manufacturing the mask blank substrate. As a result, it was found that by bringing a flame having a combustion temperature equal to or higher than the softening point of the substrate into contact, defects such as internal cracks generated in the vicinity of the main surface of the substrate after the grinding step can be removed, and the present invention was completed. Is. That is, in order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.

本発明は、下記の構成1〜4であることを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法、下記の構成5であるマスクブランクの製造方法、及び下記の構成6である転写用マスクの製造方法である。   The present invention has the following configurations 1 to 4, a method for manufacturing a mask blank substrate, a method for manufacturing a mask blank that is the following configuration 5, and a method for manufacturing a transfer mask that is the following configuration 6 It is.

(構成1)
対向する2つの主表面を有する基板からなるマスクブランク用基板の製造方法であって、前記基板の主表面に対して研削を行う工程と、研削が行われた前記基板の主表面に対して、前記基板の軟化点以上の燃焼温度の火炎を接触させる工程と、前記火炎を接触させる工程を行った後に、前記基板の主表面に対して研磨を行う工程とを有することを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法である。
(Configuration 1)
A mask blank substrate manufacturing method comprising a substrate having two opposing main surfaces, the step of grinding the main surface of the substrate, and the main surface of the substrate subjected to grinding, A mask blank comprising a step of contacting a flame having a combustion temperature equal to or higher than a softening point of the substrate, and a step of polishing the main surface of the substrate after performing the step of contacting the flame. It is a manufacturing method of the board | substrate.

(構成2)
前記基板は、合成石英ガラスからなることを特徴とする構成1に記載のマスクブランク用基板の製造方法である。
(Configuration 2)
2. The mask blank substrate manufacturing method according to Configuration 1, wherein the substrate is made of synthetic quartz glass.

(構成3)
前記火炎は、1600℃以上の燃焼温度であることを特徴とする構成1又は2に記載のマスクブランク用基板の製造方法である。
(Configuration 3)
3. The method for manufacturing a mask blank substrate according to Configuration 1 or 2, wherein the flame has a combustion temperature of 1600 ° C. or higher.

(構成4)
前記火炎を接触させる工程は、前記基板の主表面を軟化させ、前記基板の主表面近傍に存在する内部クラックを除去することを特徴とする構成1〜3のいずれか1項に記載のマスクブランク用基板の製造方法である。
(Configuration 4)
4. The mask blank according to claim 1, wherein the step of contacting the flame softens the main surface of the substrate and removes internal cracks existing in the vicinity of the main surface of the substrate. It is a manufacturing method of the board | substrate.

(構成5)
本発明は、構成1〜4のいずれか1項に記載のマスクブランク用基板の製造方法で製造されたマスクブランク用基板の主表面上にパターン形成用の薄膜を成膜する工程を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法である。
(Configuration 5)
This invention has the process of forming the thin film for pattern formation on the main surface of the mask blank board | substrate manufactured with the manufacturing method of the mask blank board | substrate of any one of the structures 1-4. It is the manufacturing method of the mask blank characterized.

(構成6)
本発明は、構成5に記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクのパターン形成用の薄膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法である。
(Configuration 6)
The present invention is a method for manufacturing a transfer mask, comprising a step of forming a transfer pattern on a thin film for pattern formation of a mask blank manufactured by the method for manufacturing a mask blank described in Structure 5.

次に、本発明のマスクブランク用基板の製造方法の構成1〜4について説明する。   Next, configurations 1 to 4 of the method for manufacturing a mask blank substrate of the present invention will be described.

本発明は、構成1にあるように、対向する2つの主表面を有する基板からなるマスクブランク用基板の製造方法であって、前記基板の主表面に対して研削を行う工程と、研削が行われた前記基板の主表面に対して、前記基板の軟化点以上の燃焼温度の火炎を接触させる工程と、前記火炎を接触させる工程を行った後に、前記基板の主表面に対して研磨を行う工程とを有することを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法である。   The present invention provides a mask blank substrate manufacturing method comprising a substrate having two opposing main surfaces as in Configuration 1, wherein the main surface of the substrate is ground and the grinding is performed. Polishing is performed on the main surface of the substrate after performing a step of bringing a flame having a combustion temperature equal to or higher than the softening point of the substrate and a step of bringing the flame into contact with the main surface of the broken substrate. And a process for producing a mask blank substrate.

構成1にあるように、本発明のマスクブランク用基板の製造方法では、研削が行われた前記基板の主表面に対して、基板の軟化点以上の燃焼温度の火炎を接触させて、研削工程後の基板の主表面近傍に発生する内部クラック等の欠陥を除去する。「基板の軟化点」とは、基板を構成する基板材料の軟化点のことであり、その基板材料の粘性率(粘度)をη(poise)とした場合、log η=7.6を満たす粘性率になるときの温度をいう。なお、粘性率(粘度)の測定は貫入法を用いて行うことができる。また、必要に応じて、ビーム曲げ法又は球引き上げ法等の測定法を用いて粘度測定を行うことができる。また、基板の「主表面」とは、図3に例示するように、基板周縁部(端面72及び面取面73のことであり、端面72及び面取面73のことを「側面」ともいう。)を除く表面のことをいう。すなわち、基板の「主表面」とは、図3において、対向する2つの「主表面71」として示される表面をいう。   As in Configuration 1, in the mask blank substrate manufacturing method of the present invention, a flame having a combustion temperature equal to or higher than the softening point of the substrate is brought into contact with the main surface of the substrate that has been ground, and the grinding step Defects such as internal cracks generated near the main surface of the subsequent substrate are removed. The “substrate softening point” is the softening point of the substrate material constituting the substrate. When the viscosity of the substrate material is η (poise), the viscosity satisfying log η = 7.6 is satisfied. The temperature at which the rate is reached. Note that the viscosity (viscosity) can be measured using an intrusion method. If necessary, the viscosity can be measured using a measuring method such as a beam bending method or a ball pulling method. In addition, as illustrated in FIG. 3, the “main surface” of the substrate is a peripheral portion of the substrate (the end surface 72 and the chamfered surface 73, and the end surface 72 and the chamfered surface 73 are also referred to as “side surface”. )) Refers to the surface. That is, the “main surface” of the substrate refers to a surface shown as two “main surfaces 71” facing each other in FIG.

本発明者は、マスクブランク用基板の内部クラック等の欠陥が存在する部分(表面欠陥部分)に、基板の軟化点以上の燃焼温度の火炎を接触させると、欠陥近傍の部分を含む基板材料が軟化し、内部クラック等の欠陥を除去するように基板材料を流動させることができ、その結果、欠陥を除去することができることを見出したのである。なお、本明細書において、この欠陥を除去するための火炎を用いた処理のことを、「火炎処理」という。本発明の製造方法では、内部クラック等の欠陥を除去するために、合成石英ガラスのような基板材料を付着させる必要はなく、マスクブランク用基板に対して所定の燃焼温度以上の火炎を接触させることによって、内部クラック等の欠陥の周囲の基板材料を軟化させ、わずかに流動させることにより欠陥を除去することができる。また、欠陥として凹状欠陥の表面欠陥が存在する場合にも、基板材料が表面の凹状欠陥部分を埋めるように流動させることにより表面欠陥を平坦化することができる。また、表面欠陥として凸状欠陥が存在する場合にも、基板材料が表面欠陥部分から広がるように流動させることにより表面欠陥を平坦化することができる。   When the present inventor brings a flame having a combustion temperature equal to or higher than the softening point of the substrate into contact with a portion (surface defect portion) where a defect such as an internal crack of the mask blank substrate is present, the substrate material including the portion near the defect is obtained. It has been found that the substrate material can be flowed to soften and remove defects such as internal cracks and, as a result, the defects can be removed. In the present specification, the process using a flame for removing the defect is referred to as “flame process”. In the manufacturing method of the present invention, it is not necessary to attach a substrate material such as synthetic quartz glass in order to remove defects such as internal cracks, and a flame having a predetermined combustion temperature or higher is brought into contact with the mask blank substrate. Thus, the defect can be removed by softening and slightly flowing the substrate material around the defect such as an internal crack. Even when a surface defect of a concave defect exists as a defect, the surface defect can be flattened by causing the substrate material to flow so as to fill the concave defect portion of the surface. Even when a convex defect exists as a surface defect, the surface defect can be flattened by flowing the substrate material so as to spread from the surface defect portion.

研削を行う工程(研削工程)において内部クラック等の欠陥が発生することが多いため、この火炎を接触させる工程(火炎処理工程)は、研削工程の後に行う。火炎処理工程は、基板の平坦度の悪化が後の工程で問題とならない程度で行うことができる。基板の平坦度の悪化が大きくなければ、火炎処理工程の後に研磨を行う工程(研磨工程)を行うことにより、火炎処理工程で生じた平坦度の悪化を修正することができる。火炎処理工程の後の研磨工程は、従来通りの研磨時間で行うことができる。   Since defects such as internal cracks often occur in the grinding process (grinding process), this flame contact process (flame treatment process) is performed after the grinding process. The flame treatment process can be performed to such an extent that deterioration of the flatness of the substrate does not cause a problem in a later process. If the deterioration of the flatness of the substrate is not large, the deterioration of the flatness caused in the flame treatment process can be corrected by performing a polishing process (polishing process) after the flame treatment process. The polishing step after the flame treatment step can be performed with a conventional polishing time.

なお、必要に応じて、各工程の順序を適宜、入れ替えることも可能である。例えば、火炎処理工程は、研削工程の後に研磨工程を行った後で、行うこともできる。より平坦な基板表面に対して火炎処理を行うことが、内部クラック等の欠陥除去に対してより効果的である場合があるからである。研磨工程の後に火炎処理工程を行う場合には、火炎処理工程の後に、再度、研磨工程を行うことが、より平坦な表面を得ることができるため、好ましい。   It should be noted that the order of each step can be appropriately changed as necessary. For example, the flame treatment process can be performed after the grinding process and the polishing process. This is because performing a flame treatment on a flatter substrate surface may be more effective for removing defects such as internal cracks. In the case of performing the flame treatment step after the polishing step, it is preferable to perform the polishing step again after the flame treatment step because a flatter surface can be obtained.

本発明によれば、研削工程後の基板の主表面近傍に発生する内部クラック等の欠陥を除去することのできるマスクブランク用基板の製造方法を得ることができる。すなわち、本発明によると、基板に対して火炎処理という簡便な処理を行うことにより、基板の内部クラック等の欠陥を除去することができる。さらに、火炎処理により、基板の凹状欠陥及び凸状欠陥などの表面欠陥の修正を行うことも可能である。そのため、本発明によれば、研削工程においてマスクブランク用基板に内部クラック等の欠陥が発生した場合でも、簡便にかつ基板の平坦度及び表面粗さに悪影響を及ぼすことなくマスクブランク用基板の欠陥を修正することのできる、低コストかつ高い歩留まりのマスクブランク用基板の製造方法並びにマスクブランク及び転写用マスクの製造方法を提供することができる。この結果、基板の製造の歩留まり改善効果、及び内部クラックの存在する基板が合格品として流出することを抑制する効果の両方を同時に得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the board | substrate for mask blanks which can remove defects, such as an internal crack which generate | occur | produces in the main surface vicinity of the board | substrate after a grinding process, can be obtained. That is, according to the present invention, defects such as internal cracks in the substrate can be removed by performing a simple process called flame treatment on the substrate. Furthermore, it is also possible to correct surface defects such as concave defects and convex defects on the substrate by flame treatment. Therefore, according to the present invention, even when a defect such as an internal crack occurs in the mask blank substrate in the grinding process, the defect of the mask blank substrate can be easily performed without adversely affecting the flatness and surface roughness of the substrate. It is possible to provide a method for manufacturing a mask blank substrate with a low cost and a high yield, and a method for manufacturing a mask blank and a transfer mask. As a result, it is possible to simultaneously obtain both the effect of improving the yield of manufacturing the substrate and the effect of suppressing the substrate having internal cracks from flowing out as an acceptable product.

内部クラックのある基板を用いて製造されたマスクブランクから転写用マスクを作製する際、エッチングガスやエッチング液がクラックを拡大させ、基板主表面近傍の一部が脱落してしまうことがある。基板の脱落した部分が転写パターンの露光光を透過する透過部の場合、露光光の乱反射や位相欠陥が生じる。また、基板の脱落した部分の上面にパターン形成用の薄膜が残されている部分(遮光膜、位相シフト膜、光半透過膜等)の場合、基板の脱落部分とともに薄膜が脱落してしまうことでパターン欠陥(白欠陥)が発生してしまう。本発明の火炎処理工程を有する製造方法によりマスクブランク用基板を製造するならば、内部クラック等の欠陥を除去することができるので、マスクブランクから転写用マスクを作製する際のこれらの問題を抑制することができる。   When producing a transfer mask from a mask blank manufactured using a substrate having an internal crack, an etching gas or an etching solution may enlarge the crack, and a portion near the substrate main surface may fall off. When the part from which the substrate has dropped is a transmission part that transmits the exposure light of the transfer pattern, irregular reflection of the exposure light and phase defects occur. In addition, in the case where the thin film for pattern formation is left on the upper surface of the part where the substrate is dropped (light shielding film, phase shift film, light semi-transmissive film, etc.), the thin film is dropped together with the part where the substrate is dropped. As a result, a pattern defect (white defect) occurs. If a mask blank substrate is manufactured by the manufacturing method having the flame treatment process of the present invention, defects such as internal cracks can be removed, so that these problems in manufacturing a transfer mask from the mask blank are suppressed. can do.

内部クラックのある基板を用いて製造された転写用マスクを使うと、転写用マスク洗浄の際、洗浄薬液によりクラックが拡大して、転写用マスクの基板主表面近傍の一部が脱落することがある。この基板の一部の脱落が発生すると、前記と同様の理由から露光光の乱反射や位相欠陥、パターン欠陥が発生してしまう。本発明の火炎処理工程を有する製造方法によりマスクブランク用基板を製造するならば、内部クラック等の欠陥を除去することができるので、転写用マスクの基板の一部が脱落するという問題を抑制することができる。そのため、本発明の製造方法を用いてマスクブランク用基板を製造するならば、そのマスクブランク用基板を用いて製造された転写用マスクの寿命を、従来のものと比較して長くすることができる。   If a transfer mask manufactured using a substrate with internal cracks is used, the cleaning mask may cause cracks to expand during cleaning of the transfer mask, and a portion of the transfer mask near the main surface of the substrate may fall off. is there. When a part of the substrate is dropped, exposure light irregular reflection, phase defects, and pattern defects occur for the same reason as described above. If a mask blank substrate is manufactured by the manufacturing method having the flame treatment process of the present invention, defects such as internal cracks can be removed, so that the problem that a part of the transfer mask substrate drops off is suppressed. be able to. Therefore, if a mask blank substrate is manufactured using the manufacturing method of the present invention, the life of a transfer mask manufactured using the mask blank substrate can be increased compared to the conventional one. .

また、構成2にあるように、本発明のマスクブランク用基板の製造方法において、前記基板は、合成石英ガラスからなることを特徴とすることが好ましい。   In the method for manufacturing a mask blank substrate according to the present invention as in Configuration 2, it is preferable that the substrate is made of synthetic quartz glass.

構成2にあるように、基板の材料として合成石英ガラスを用いることが好ましい。合成石英ガラスは化学的に安定で、他の工業材料と比較して熱膨張係数が極めて小さいなどの特徴を有する。また、合成石英ガラスは、FPD製造用途の転写用マスクで使用される超高圧水銀灯の露光光に対する光透過性も高い。さらには、合成石英ガラスは、半導体デバイス製造用途の転写用マスクで使用されるKrFエキシマレーザ(波長:約248nm)やArFエキシマレーザ(波長:約193nm)の露光光に対する光透過性も高い。これらのことからもわかるように、マスクブランク用基板の材料として、合成石英ガラスを好適に用いることができる。   As in Structure 2, it is preferable to use synthetic quartz glass as the substrate material. Synthetic quartz glass is chemically stable and has features such as extremely low thermal expansion coefficient compared to other industrial materials. In addition, synthetic quartz glass has high light transmittance with respect to exposure light of an ultrahigh pressure mercury lamp used in a transfer mask for FPD manufacturing. Furthermore, synthetic quartz glass has high light transmittance with respect to exposure light of a KrF excimer laser (wavelength: about 248 nm) or ArF excimer laser (wavelength: about 193 nm) used in a transfer mask for semiconductor device manufacturing applications. As can be seen from these, synthetic quartz glass can be suitably used as the material for the mask blank substrate.

また、構成3にあるように、本発明のマスクブランク用基板の製造方法において、前記火炎は、1600℃以上の燃焼温度であることを特徴とすることが好ましい。   In the method for producing a mask blank substrate according to the present invention, as set forth in Configuration 3, it is preferable that the flame has a combustion temperature of 1600 ° C. or higher.

構成3にあるように、火炎は、1600℃以上の燃焼温度であることが好ましい。合成石英ガラスの軟化点は、その種類によるものの一般的に1600℃以上であるので、1600℃以上の燃焼温度の火炎を用いることにより、表面欠陥の周囲の合成石英ガラスをわずかに流動させ、表面欠陥を平坦化することができる。なお、合成石英ガラスの流動を確実にするためには、火炎は、1700℃以上の燃焼温度であることがより好ましく、1800℃以上の燃焼温度であることがさらに好ましい。また、火炎の燃焼温度の上限は、合成石英ガラスに対して悪影響を及ぼさない程度の温度であることが好ましく、例えば、2800℃以下、好ましくは2500℃以下、より好ましくは2300℃以下である。   As in Configuration 3, the flame is preferably at a combustion temperature of 1600 ° C. or higher. Although the softening point of synthetic quartz glass is generally 1600 ° C. or higher depending on the type, the synthetic quartz glass around the surface defects is slightly flowed by using a flame having a combustion temperature of 1600 ° C. Defects can be planarized. In order to ensure the flow of the synthetic quartz glass, the flame is more preferably a combustion temperature of 1700 ° C. or higher, and further preferably a combustion temperature of 1800 ° C. or higher. The upper limit of the flame combustion temperature is preferably a temperature that does not adversely affect the synthetic quartz glass, and is, for example, 2800 ° C. or lower, preferably 2500 ° C. or lower, more preferably 2300 ° C. or lower.

また、構成4にあるように、本発明のマスクブランク用基板の製造方法において、前記火炎を接触させる工程は、前記基板の主表面を軟化させ、前記基板の主表面近傍に存在する内部クラックを除去することを特徴とすることが好ましい。   In addition, as described in Structure 4, in the mask blank substrate manufacturing method of the present invention, the step of bringing the flame into contact softens the main surface of the substrate and eliminates internal cracks existing in the vicinity of the main surface of the substrate. It is preferable to be removed.

構成4にあるように、火炎を接触させる工程は、基板の主表面を軟化させ、基板の主表面近傍に存在する内部クラックを除去することを特徴とすることが好ましい。マスクブランク用基板の内部クラック等の欠陥が存在する部分(表面欠陥部分)に、基板の軟化点以上の燃焼温度の火炎が接触すると、欠陥近傍の部分を含む基板材料が軟化し、内部クラック等の欠陥を除去するように基板材料を流動させることができるのである。   As in Configuration 4, it is preferable that the step of bringing the flame into contact with the substrate softens the main surface of the substrate and removes internal cracks existing in the vicinity of the main surface of the substrate. When a flame with a combustion temperature higher than the softening point of the substrate comes into contact with a defect-existing part (surface defect part) of the mask blank substrate, the substrate material including the part in the vicinity of the defect is softened to cause internal cracks, etc. The substrate material can be flowed to remove the defects.

次に、本発明のマスクブランクの製造方法の構成5について説明する。   Next, the structure 5 of the manufacturing method of the mask blank of this invention is demonstrated.

本発明は、構成5にあるように、構成1〜4のいずれか1項に記載のマスクブランク用基板の製造方法で製造されたマスクブランク用基板の主表面上にパターン形成用の薄膜を成膜する工程を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法である。   In the present invention, as in Configuration 5, a thin film for pattern formation is formed on the main surface of the mask blank substrate manufactured by the method for manufacturing a mask blank substrate described in any one of Configurations 1 to 4. It is a manufacturing method of the mask blank characterized by having the process to form into a film.

構成5にあるように、上記構成1〜4のいずれか1つのマスクブランク用基板の製造方法では、火炎処理によって表面欠陥を容易に修正することにより、低コストかつ高い歩留まりのマスクブランク用基板を得ることができる。そのため、構成1〜4のいずれか1つのマスクブランク用基板にパターン形成用の薄膜を成膜したマスクブランクも、低コストかつ高い歩留まりとすることができる。なお、マスクブランク用基板へのパターン形成用薄膜の成膜は、公知の方法を用いて行うことができる。   As described in Configuration 5, in the method for manufacturing a mask blank substrate according to any one of Configurations 1 to 4, a mask blank substrate having a low cost and a high yield can be obtained by easily correcting a surface defect by flame treatment. Obtainable. Therefore, the mask blank in which the thin film for pattern formation is formed on any one of the mask blank substrates of configurations 1 to 4 can also be manufactured at low cost and high yield. The formation of the pattern forming thin film on the mask blank substrate can be performed using a known method.

次に、本発明の転写用マスクの製造方法の構成6について説明する。   Next, the structure 6 of the manufacturing method of the transfer mask of this invention is demonstrated.

本発明は、構成6にあるように、構成5に記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクのパターン形成用の薄膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法である。   The present invention provides a transfer mask comprising a step of forming a transfer pattern on a thin film for pattern formation of a mask blank manufactured by the method for manufacturing a mask blank according to configuration 5, as in configuration 6. It is a manufacturing method.

構成6にあるように、本発明による構成5のマスクブランクの製造方法は、低コストかつ高い歩留まりとすることができる。そのため、構成5のマスクブランクの薄膜に転写パターンを形成した転写用マスクも、低コストかつ高い歩留まりとすることができる。なお、マスクブランクの薄膜への転写パターンの形成は、公知の方法を用いて行うことができる。   As in Configuration 6, the mask blank manufacturing method of Configuration 5 according to the present invention can achieve low cost and high yield. Therefore, the transfer mask in which the transfer pattern is formed on the thin film of the mask blank having the structure 5 can also be manufactured at low cost and high yield. The transfer pattern can be formed on the mask blank thin film using a known method.

本発明によれば、研削工程後の基板の主表面近傍に発生する内部クラック等の欠陥を除去することのできるマスクブランク用基板の製造方法を得ることができる。そのため、本発明によれば、研削工程においてマスクブランク用基板に内部クラック等の欠陥が発生した場合でも、簡便にかつ基板の平坦度及び表面粗さに悪影響を及ぼすことなくマスクブランク用基板の欠陥を修正することのできる、低コストかつ高い歩留まりのマスクブランク用基板の製造方法並びにマスクブランク及び転写用マスクの製造方法を提供することができる。この結果、基板の製造の歩留まり改善効果と、内部クラックの存在する基板が合格品として流出することを抑制する効果の両方を同時に得ることができる。また、従来、内部クラックを除去するための研磨工程である粗研磨工程や精密研磨工程では、研磨砥粒に酸化セリウムや酸化ジルコニウムなどが用いられることが多い。本発明を用いることで、粗研磨工程や精密研磨工程を行わない、あるいは研磨時間を短縮することができ、これらの研磨砥粒の使用量を抑制あるいは使用しないことができる。その結果、研磨工程でのレアアースやレアメタルの使用量を抑制あるいは使用しないことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the board | substrate for mask blanks which can remove defects, such as an internal crack which generate | occur | produces in the main surface vicinity of the board | substrate after a grinding process, can be obtained. Therefore, according to the present invention, even when a defect such as an internal crack occurs in the mask blank substrate in the grinding process, the defect of the mask blank substrate can be easily performed without adversely affecting the flatness and surface roughness of the substrate. It is possible to provide a method for manufacturing a mask blank substrate with a low cost and a high yield, and a method for manufacturing a mask blank and a transfer mask. As a result, it is possible to simultaneously obtain both the effect of improving the production yield of the substrate and the effect of suppressing the substrate having an internal crack from flowing out as an acceptable product. Conventionally, cerium oxide, zirconium oxide, or the like is often used for polishing grains in a rough polishing process or a precision polishing process, which is a polishing process for removing internal cracks. By using the present invention, the rough polishing step and the precision polishing step are not performed, or the polishing time can be shortened, and the amount of these abrasive grains used can be suppressed or not used. As a result, the amount of rare earth or rare metal used in the polishing process can be suppressed or not used.

また、内部クラックのある基板を用いて製造されたマスクブランクから転写用マスクを作製すると、エッチングガスやエッチング液がクラックを拡大させ、基板主表面近傍の一部が脱落してしまうことがある。本発明により、このような問題を防止することができるので、マスクブランクから転写用マスクを作製する際の基板の一部が脱落することに起因する諸問題を抑制することができる。   In addition, when a transfer mask is manufactured from a mask blank manufactured using a substrate having an internal crack, the etching gas or the etchant may enlarge the crack and part of the vicinity of the main surface of the substrate may fall off. According to the present invention, such a problem can be prevented, so that various problems caused by a part of the substrate falling off when a transfer mask is manufactured from the mask blank can be suppressed.

また、内部クラックのある基板を用いて製造された転写用マスクを使うと、転写用マスク洗浄の際、洗浄薬液によりクラックが拡大して、転写用マスクの基板主表面近傍の一部が脱落することがあるが、本発明により、このような問題を抑制することができるので、転写用マスクの寿命を長くすることができる。   In addition, when a transfer mask manufactured using a substrate having an internal crack is used, the crack is enlarged by the cleaning chemical when the transfer mask is cleaned, and a part of the transfer mask near the main surface of the substrate is dropped. However, according to the present invention, such a problem can be suppressed, so that the life of the transfer mask can be extended.

マスクブランクを火炎処理している様子の一例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of a mode that the mask blank is flame-treating. 本発明のマスクブランク用基板の製造方法の工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the process of the manufacturing method of the board | substrate for mask blanks of this invention. 本発明の製造方法に用いることのできるマスクブランク用基板を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the board | substrate for mask blanks which can be used for the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法に用いることのできる火炎処理装置の一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the flame processing apparatus which can be used for the manufacturing method of this invention. マスクブランクを用いて転写用マスクを製造する工程の一例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the process of manufacturing a transfer mask using a mask blank.

<マスクブランク用基板1の製造方法の説明>
本発明のマスクブランク用基板1の製造方法について説明する。以下、合成石英ガラスをマスクブランク用基板1の材料として用いる場合を例に説明するが、本発明はそれに限定されるものではない。
<Description of Manufacturing Method of Mask Blank Substrate 1>
A method for manufacturing the mask blank substrate 1 of the present invention will be described. Hereinafter, although the case where synthetic quartz glass is used as a material for the mask blank substrate 1 will be described as an example, the present invention is not limited thereto.

本発明のマスクブランク用基板1の製造方法は、図2に示す工程、すなわち、切り出し工程(S101)、研削工程(S102)、火炎処理工程(S103)、研磨工程(S104)及び欠陥検査(S105)を有することができる。また、本発明のマスクブランク用基板1の製造方法は、必要に応じて、側面(端面及び面取面)部分鏡面研磨工程及び欠陥顕在化工程等を有することができる。   The manufacturing method of the mask blank substrate 1 of the present invention includes the steps shown in FIG. 2, that is, the cutting step (S101), the grinding step (S102), the flame treatment step (S103), the polishing step (S104), and the defect inspection (S105). ). Moreover, the manufacturing method of the board | substrate 1 for mask blanks of this invention can have a side surface (an end surface and a chamfering surface) partial mirror polishing process, a defect manifestation process, etc. as needed.

なお、研削工程と研磨工程との間などの各工程の間に、次工程に前工程に使用した例えば砥粒等の影響を及ぼさないようにするために、基板に付着した砥粒等を除去するための洗浄工程を適宜設けることができる。   In addition, during each process such as between the grinding process and the polishing process, the abrasive grains attached to the substrate are removed so that the next process does not affect the abrasive grains used in the previous process. A cleaning step for the purpose can be provided as appropriate.

(1)切り出し工程(S101)
まず、合成石英ガラスのインゴットから、シート形状の合成石英ガラス(シートガラス)を切り出す。次に、合成石英ガラスからなるシートガラスから研削砥石で切り出して、所定の形状の長方形状の基板1を得ることができる。なお、長方形状の寸法は用途により異なる。また、この工程において、基板1の端面72に面取り加工を施して面取面73を形成し、図3に示すような形状にすることができる。
(1) Cutting process (S101)
First, a sheet-shaped synthetic quartz glass (sheet glass) is cut out from a synthetic quartz glass ingot. Next, a rectangular substrate 1 having a predetermined shape can be obtained by cutting out from a sheet glass made of synthetic quartz glass with a grinding wheel. The rectangular dimensions vary depending on the application. In this step, the end surface 72 of the substrate 1 is chamfered to form a chamfered surface 73, which can be shaped as shown in FIG.

(2)研削(ラッピング)工程(S102)
研削工程(ラッピング工程)では、基板1の形状を整えるとともに、主表面71を研削加工する。研削加工では、両面研削装置とアルミナ砥粒とを用いて加工を行い、基板の寸法精度及び形状精度を所定のものとする。研削工程は、例えば特許文献2に記載された両面研削装置に準じた装置を用いて行うことができる。両面研削装置の上側及び下側の各定盤は、例えば、球状黒鉛含有鋳鉄等の剛性の高い材料を用い、基板との摺接面に複数の溝を格子状に形成した構成などが挙げられる。また、複数の溝を格子状に形成する代わりに、ダイヤモンド固定砥粒を多数配置されたダイヤモンドシートを上側及び下側の各定盤に貼り付け、基板主表面に当接する構成としてもよい。この研削工程では、基板1の表裏の両主表面71の研削は、上述の両面研削装置を用いて従来と同様の条件で行われる。
(2) Grinding (lapping) step (S102)
In the grinding process (lapping process), the shape of the substrate 1 is adjusted and the main surface 71 is ground. In the grinding process, processing is performed using a double-side grinding apparatus and alumina abrasive grains, and the dimensional accuracy and shape accuracy of the substrate are set to predetermined ones. A grinding process can be performed using the apparatus according to the double-sided grinding apparatus described in patent document 2, for example. Each of the upper and lower surface plates of the double-side grinding apparatus includes, for example, a configuration in which a plurality of grooves are formed in a lattice shape on a sliding contact surface with a substrate using a material having high rigidity such as spheroidal graphite-containing cast iron. . Further, instead of forming the plurality of grooves in a lattice shape, a diamond sheet in which a large number of diamond fixed abrasive grains are arranged may be attached to the upper and lower surface plates to contact the main surface of the substrate. In this grinding process, the grinding of both main surfaces 71 on the front and back of the substrate 1 is performed under the same conditions as in the prior art using the above-described double-side grinding apparatus.

(3)火炎処理工程(S103)
研削工程後の基板1に対して、火炎処理を行う。研削工程では、研磨工程と異なり、堅牢な定盤(下側定盤123及び上側定盤122)と、基板とが接しながら基板1の主表面71の研削が行われる(研磨工程の場合、上側・下側定盤の各定盤面に貼り付けられた樹脂製の研磨パッドを介して基板1の主表面と当接する)ため、研削工程後の基板1の主表面71近傍には内部クラック等の欠陥5が発生することが多い。そこで、本発明の製造方法では、基板1の主表面71を火炎処理することにより、基板1の主表面71近傍に発生した内部クラック等の欠陥5を除去する。具体的には、火炎処理工程では、基板1の主表面71近傍に火炎52を照射して、火炎52が基板1に接するようにして加熱することによって、火炎52を照射した部分の基板を軟化又は溶解させて内部クラック等の欠陥5を除去するように流動させ、内部クラックのない状態に復元する。本発明の製造方法が火炎処理工程を有することにより、基板の製造の歩留まり改善効果、及び内部クラックの存在する基板1が合格品として流出することを抑制する効果の両方を同時に得ることができる。また、火炎処理のためには大規模な設備の必要はないため、簡易かつ低コストで内部クラック等の欠陥5の除去を行うことができる。
(3) Flame treatment process (S103)
Flame treatment is performed on the substrate 1 after the grinding process. In the grinding process, unlike the polishing process, the main surface 71 of the substrate 1 is ground while the robust surface plate (the lower surface plate 123 and the upper surface plate 122) and the substrate are in contact with each other (in the case of the polishing step, the upper surface plate). Since it comes into contact with the main surface of the substrate 1 via a resin polishing pad affixed to each surface of the lower surface plate, there are internal cracks in the vicinity of the main surface 71 of the substrate 1 after the grinding process. Defect 5 often occurs. Therefore, in the manufacturing method of the present invention, the main surface 71 of the substrate 1 is flame-treated to remove the defects 5 such as internal cracks generated in the vicinity of the main surface 71 of the substrate 1. Specifically, in the flame treatment process, the flame 52 is irradiated near the main surface 71 of the substrate 1 and heated so that the flame 52 is in contact with the substrate 1, thereby softening the portion of the substrate irradiated with the flame 52. Or it is made to melt | dissolve and it is made to flow so that the defects 5, such as an internal crack, may be removed, and it will restore | restore in a state without an internal crack. When the manufacturing method of the present invention includes a flame treatment process, it is possible to simultaneously obtain both the yield improvement effect of manufacturing the substrate and the effect of suppressing the substrate 1 having the internal cracks from flowing out as an acceptable product. Further, since there is no need for large-scale equipment for the flame treatment, it is possible to remove the defects 5 such as internal cracks easily and at low cost.

図1に、基板1の内部クラック等の欠陥5を火炎処理している様子の一例の断面模式図を示す。基板1の内部クラック等の欠陥5は、火炎照射装置50から照射する火炎52によって加熱されることで火炎処理される。基板1の内部クラック等の欠陥5が存在する部分を特定することは容易ではないので、火炎処理工程では、基板1の主表面71の全面にわたって火炎処理を行うことが好ましい。大きな火炎52を基板1の主表面71の全面に対して均一に照射することは容易ではない。また、基板の内部温度まで軟化点以上の高温になると、基板形状自体が変形する恐れもある。そのため、比較的小さな火炎52を発生する装置を用い、局所的に火炎52を照射しながら基板1の主表面71全面を走査すること、すなわち走査火炎処理を行うことにより、基板1の主表面71全面の処理を均一に行い、基板1の内部クラック等の欠陥5を除去することができる。また、走査火炎処理の際に火炎52を適切な温度及び大きさにすることによって、基板1を必要以上に加熱することを抑えつつ、内部クラック等の欠陥5を除去することができる。   FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an example of a state in which a defect 5 such as an internal crack of the substrate 1 is flame-treated. The defect 5 such as an internal crack of the substrate 1 is flame-treated by being heated by the flame 52 irradiated from the flame irradiation device 50. Since it is not easy to specify the portion where the defect 5 such as an internal crack of the substrate 1 exists, it is preferable to perform the flame treatment over the entire main surface 71 of the substrate 1 in the flame treatment step. It is not easy to uniformly irradiate the large flame 52 on the entire main surface 71 of the substrate 1. Further, when the temperature reaches a temperature higher than the softening point up to the internal temperature of the substrate, the substrate shape itself may be deformed. Therefore, by using a device that generates a relatively small flame 52, the main surface 71 of the substrate 1 is scanned by scanning the entire surface of the main surface 71 of the substrate 1 while locally irradiating the flame 52, that is, performing a scanning flame treatment. By uniformly processing the entire surface, it is possible to remove the defects 5 such as internal cracks of the substrate 1. Further, by setting the flame 52 to an appropriate temperature and size during the scanning flame treatment, it is possible to remove the defects 5 such as internal cracks while suppressing the substrate 1 from being heated more than necessary.

火炎処理を行うための火炎照射装置50としては、引火性ガス105を燃焼することによって火炎52を発生するバーナー等を用いることができる。火炎照射装置50に用いる引火性ガス105としては、メタン、プロパン、ブタン及びアセチレン等の炭化水素、水素並びに酸素及び水素の混合気体等から選択して用いることが好ましい。より高温で火炎処理を行うことができるため、ブタン又は水素と、酸素との混合気体の引火性ガス105を用いることがより好ましい。   As the flame irradiation device 50 for performing the flame treatment, a burner or the like that generates the flame 52 by burning the flammable gas 105 can be used. The flammable gas 105 used in the flame irradiation device 50 is preferably selected from hydrocarbons such as methane, propane, butane and acetylene, hydrogen, a mixed gas of oxygen and hydrogen, and the like. Since flame treatment can be performed at a higher temperature, it is more preferable to use a flammable gas 105 which is a mixed gas of butane or hydrogen and oxygen.

本発明の製造方法に用いる火炎処理において、火炎52の部分の温度は、基板1の材料の軟化点により異なる。基板1の材料が合成石英ガラスの場合には、火炎52の部分の温度は、好ましくは1600℃以上、より好ましくは1700℃以上、さらに好ましくは1800℃以上である。このような温度範囲の火炎52を内部クラック等の欠陥5が存在する基板1の部分と接触させることにより、火炎52が接触した部分の基板1の温度が火炎52の温度と同程度となる。その結果、内部クラック等の欠陥5が存在する部分が軟化し流動し、内部クラック等の欠陥5の除去を行うことができる。なお、基板1の火炎処理を行った部分は、それ以外の部分に比べて、OH基の濃度分布が変化する傾向がある。   In the flame treatment used in the manufacturing method of the present invention, the temperature of the portion of the flame 52 varies depending on the softening point of the material of the substrate 1. When the material of the substrate 1 is synthetic quartz glass, the temperature of the flame 52 is preferably 1600 ° C. or higher, more preferably 1700 ° C. or higher, and further preferably 1800 ° C. or higher. By bringing the flame 52 in such a temperature range into contact with the portion of the substrate 1 where the defect 5 such as an internal crack exists, the temperature of the portion of the substrate 1 in contact with the flame 52 becomes approximately the same as the temperature of the flame 52. As a result, the portion where the defect 5 such as an internal crack is present softens and flows, and the defect 5 such as the internal crack can be removed. The portion of the substrate 1 subjected to the flame treatment tends to change the concentration distribution of OH groups compared to the other portions.

火炎処理の際の火炎照射装置50と基板1との間の距離は、火炎52の発生が妨げられず、基板1の主表面71に対する火炎52の接触し、内部クラック等の欠陥5の除去が有効に行われる範囲で適宜選択することができる。火炎処理の際の火炎照射装置50と基板1の主表面71との間の距離は、基板1の主表面71に対する火炎52の接触を妨げられずに内部クラック等の欠陥5の除去を有効に行う点から、1mm〜50mmとすることが好ましく、2mm〜20mmとすることがより好ましい。   The distance between the flame irradiation device 50 and the substrate 1 during the flame treatment does not prevent the generation of the flame 52, the flame 52 comes into contact with the main surface 71 of the substrate 1, and the defect 5 such as an internal crack is removed. It can select suitably in the range performed effectively. The distance between the flame irradiation device 50 and the main surface 71 of the substrate 1 during the flame treatment effectively removes defects 5 such as internal cracks without preventing the flame 52 from contacting the main surface 71 of the substrate 1. From the point of performing, it is preferable to set it as 1 mm-50 mm, and it is more preferable to set it as 2 mm-20 mm.

基板1の加熱を抑えつつ、内部クラック等の欠陥5を火炎処理するために、比較的小さな火炎52を発生する装置を用い、基板1の主表面71に局所的に火炎52を照射しながら基板1の主表面71全面を走査する処理(走査火炎処理)を行うことにより、内部クラック等の欠陥5の火炎処理を行うことが好ましい。図4に、走査火炎処理を行うための火炎処理装置100の概略構成図を示す。走査火炎処理の際には、光学顕微鏡等によって基板1の主表面71を観察しながら火炎52を照射することもできる。走査火炎処理をする場合、内部クラック等の欠陥5に対する火炎52の照射径は、0.1mm〜10mmとすることが好ましく、0.2mm〜5mmとすることがより好ましく、0.5mm〜4mmとすることがより好ましい。   In order to flame-treat the defects 5 such as internal cracks while suppressing the heating of the substrate 1, an apparatus that generates a relatively small flame 52 is used, and the main surface 71 of the substrate 1 is irradiated with the flame 52 locally while being irradiated locally. It is preferable to perform a flame treatment of defects 5 such as internal cracks by performing a process (scanning flame treatment) of scanning the entire surface of one main surface 71. In FIG. 4, the schematic block diagram of the flame processing apparatus 100 for performing a scanning flame process is shown. During the scanning flame treatment, the flame 52 can be irradiated while observing the main surface 71 of the substrate 1 with an optical microscope or the like. When performing the scanning flame treatment, the irradiation diameter of the flame 52 with respect to the defect 5 such as an internal crack is preferably 0.1 mm to 10 mm, more preferably 0.2 mm to 5 mm, and 0.5 mm to 4 mm. More preferably.

図4に示す火炎処理装置100では、ステージコントローラ112及びステージ102を用いることにより基板1を移動して、基板1の主表面71全面に火炎52が照射するように火炎52の照射位置を走査することができる。引火性ガス105の流量等を制御することにより火炎52を制御するための火炎制御部104と、ステージコントローラ112に接続された火炎処理制御部114とを設けた火炎処理装置100を用いることにより、走査火炎処理の際の火炎52の照射位置の走査を自動的に行うことができる。
なお、図1や図4では、基板1を概ね水平に配置し、火炎52を上方から主表面71に当てるような位置関係としているが、これに限定する必要はない。例えば、基板1を斜め、あるいは垂直に立て、火炎52を斜め上方あるいは、横方向から主表面71に当てるような配置としてもよい。また、下側の主表面71が露出するように基板1を概ね水平に支持し、下方から火炎52を下側の主表面71に当てるような配置としてもよい。これらのような位置関係とすることで、火炎照射装置50の先端開口部分の温度上昇を低減でき、先端開口部分に使用する金属材料に求められる耐熱性のスペックを下げることも可能となる。
In the flame processing apparatus 100 shown in FIG. 4, the stage 1 is moved by using the stage controller 112 and the stage 102, and the irradiation position of the flame 52 is scanned so that the flame 52 irradiates the entire main surface 71 of the substrate 1. be able to. By using the flame treatment apparatus 100 provided with the flame control unit 104 for controlling the flame 52 by controlling the flow rate of the flammable gas 105 and the like, and the flame treatment control unit 114 connected to the stage controller 112, The irradiation position of the flame 52 during the scanning flame process can be automatically scanned.
In FIGS. 1 and 4, the substrate 1 is arranged almost horizontally and the flame 52 is applied to the main surface 71 from above, but the present invention is not limited to this. For example, the substrate 1 may be placed diagonally or vertically, and the flame 52 may be placed on the main surface 71 diagonally upward or laterally. Further, the substrate 1 may be supported substantially horizontally so that the lower main surface 71 is exposed, and the flame 52 may be applied to the lower main surface 71 from below. By adopting such a positional relationship, it is possible to reduce the temperature rise at the tip opening portion of the flame irradiation device 50 and to reduce the heat resistance specifications required for the metal material used for the tip opening portion.

(4)欠陥顕在化工程
火炎処理によって基板1中の内部クラック等の欠陥5の除去が行われたことを確認するために、本発明の製造方法は、内部クラック等の欠陥5を顕在化する欠陥顕在化工程を有することが好ましい。欠陥顕在化工程としては、特許文献1に記載の欠陥顕在化の方法を用いることができる。欠陥顕在化工程により内部クラック等の欠陥5の除去が完全ではないことが確認された場合には、再度、火炎処理をすることによって、欠陥5の除去を完全に行うことができる。また、顕在化された欠陥5の大きさが大きいため、火炎処理等によっては欠陥5の除去が不可能と判断された場合には、再度、研削工程を行うことができる。欠陥5が修復不可能な欠陥の場合には、その基板1を廃棄することができる。なお、欠陥5の大きさは、次の研磨工程で除去可能な大きさ、例えば深さ0.05mm程度より小さい大きさであれば、その存在を許容することができる。
(4) Defect revealing step In order to confirm that the defect 5 such as the internal crack in the substrate 1 has been removed by the flame treatment, the manufacturing method of the present invention reveals the defect 5 such as the internal crack. It is preferable to have a defect revealing step. As the defect revealing step, the defect revealing method described in Patent Document 1 can be used. When it is confirmed that the defect 5 such as the internal crack is not completely removed by the defect revealing step, the defect 5 can be completely removed by performing the flame treatment again. Further, since the revealed defect 5 is large in size, if it is determined that the defect 5 cannot be removed by flame treatment or the like, the grinding process can be performed again. If the defect 5 is a defect that cannot be repaired, the substrate 1 can be discarded. If the size of the defect 5 is a size that can be removed in the next polishing step, for example, a size smaller than about 0.05 mm in depth, its existence can be allowed.

具体的には、欠陥顕在化工程は、次のようにして行うことができる。すなわち、基板1中の内部クラック等の欠陥5の顕在化は、基板1の主表面71をエッチング処理することにより行うことができる。エッチング処理により、効果的に主表面71上に残存する欠陥を顕在化させることができるとともに、洗浄効果を有することができる。   Specifically, the defect revealing step can be performed as follows. That is, the defects 5 such as internal cracks in the substrate 1 can be made apparent by etching the main surface 71 of the substrate 1. The etching process can effectively expose defects remaining on the main surface 71 and can have a cleaning effect.

欠陥5の顕在化のためのエッチング処理に用いられるエッチング方法は、乾式(ドライ)エッチング、湿式(ウェット)エッチングのどちらの方法も用いることができる。   As an etching method used for the etching process for revealing the defect 5, both dry etching and wet etching can be used.

このエッチング処理によって、内部クラック等の欠陥5は拡大される。例えば、エッチングがウェットエッチングの場合、基板1の表面から中心方向に延びる内部クラック等の欠陥5は、等方的にエッチングされるので、基板1の表面のエッチング量と合わさって、欠陥5の中心方向の深さは大きく変化しないが、クラック等の欠陥5の面内方向の大きさ(幅)が大きくなる。そのため欠陥5の発見が容易となる。また、通常、エッチング処理の後に、基板1の主表面71の鏡面化のための精密研磨を行う。したがって、研磨工程の後に行われる欠陥検査の際、研磨工程により基板1の主表面71は超平滑な状態となる。そのため、エッチング処理によりある大きさ(幅)を持った欠陥5は、研磨工程後の平滑な表面状態において特に検出が容易である。   By this etching process, the defects 5 such as internal cracks are enlarged. For example, when the etching is wet etching, the defects 5 such as internal cracks extending in the center direction from the surface of the substrate 1 are isotropically etched, so that the center of the defect 5 is combined with the etching amount of the surface of the substrate 1. The depth in the direction does not change greatly, but the size (width) in the in-plane direction of the defect 5 such as a crack increases. Therefore, the defect 5 can be easily found. Further, usually, after the etching process, precision polishing for mirroring the main surface 71 of the substrate 1 is performed. Therefore, during the defect inspection performed after the polishing process, the main surface 71 of the substrate 1 is brought into an ultra-smooth state by the polishing process. Therefore, the defect 5 having a certain size (width) by the etching process is particularly easy to detect in a smooth surface state after the polishing process.

また、研磨工程前にエッチング処理を行うと、基板1の表面の凹凸が比較的滑らかになるため、鏡面化するための研磨工程の負荷を抑えることができ、基板1の側面の形状も良好になる。また、研磨工程の負荷を抑えることにより、研磨時間を短縮することができるので、基板1の主表面71の周縁部の縁だれ量を小さくすることができる。   Further, if the etching process is performed before the polishing process, the unevenness of the surface of the substrate 1 becomes relatively smooth, so that the load of the polishing process for mirroring can be suppressed, and the shape of the side surface of the substrate 1 is also good. Become. In addition, since the polishing time can be shortened by suppressing the load of the polishing process, the amount of fringing of the peripheral edge portion of the main surface 71 of the substrate 1 can be reduced.

なお、クラックとは、基板1の表面より深さ方向に延びている亀裂状態のものをいう。クラックは、研削工程で形成されることが多く、基板1の表面にはほとんど幅を持っていないので、検出することはほとんど不可能である。なお、本発明において問題となるクラックは、中でも研磨工程後に残存しているクラック、つまり、研磨工程で除去できない程度の深いクラックをいう。研磨工程で除去できる深さ程度の浅いクラックであれば、研磨工程での除去が可能だからである。   In addition, a crack means the thing of the crack state extended in the depth direction from the surface of the board | substrate 1. FIG. Cracks are often formed by a grinding process and have almost no width on the surface of the substrate 1 and are almost impossible to detect. In addition, the crack which becomes a problem in the present invention refers to a crack remaining after the polishing process, that is, a deep crack that cannot be removed by the polishing process. This is because if the crack is shallow enough to be removed in the polishing process, it can be removed in the polishing process.

クラック等の欠陥5の顕在化のためのエッチング処理は、アルカリ水溶液を用いることが好ましい。アルカリ水溶液は、水酸化ナトリウム(NaOH)や水酸化カリウム(KOH)などの水溶液やこれらの混合水溶液であることが好ましい。   It is preferable to use an alkaline aqueous solution for the etching treatment for revealing the defect 5 such as a crack. The alkaline aqueous solution is preferably an aqueous solution such as sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH) or a mixed aqueous solution thereof.

クラック等の欠陥5の顕在化のためのエッチング処理は、基板1の主表面71を0.01〜0.2μm除去するものであることが好ましい。   The etching process for revealing the defect 5 such as a crack is preferably performed by removing the main surface 71 of the substrate 1 by 0.01 to 0.2 μm.

0.01μm未満の場合、研磨工程後に行われる欠陥検査において、クラックの有無を判別することが困難となるので好ましくなく、また、0.2μmを超える場合、基板1のエッチングによる表面粗さ、表面形状(平坦度)が悪化するので好ましくない。   When the thickness is less than 0.01 μm, it is difficult to determine the presence or absence of cracks in the defect inspection performed after the polishing process, and when it exceeds 0.2 μm, the surface roughness or surface due to etching of the substrate 1 is not preferable. Since the shape (flatness) deteriorates, it is not preferable.

なお、クラック等の欠陥5の顕在化のためのエッチング処理におけるエッチング速度は、0.2nm/分〜2.0nm/分であることが好ましい。エッチング速度が0.2nm/分未満の場合には潜在的欠陥の顕在化の程度が小さいので好ましくなく、エッチング速度が2nm/分を超える場合には基板1の腐蝕が早いため、表面粗さ、表面形状(平坦度)が悪化するので好ましくない。好ましくは、0.3nm/分〜0.7nm/分のエッチング速度であることが望ましい。   In addition, it is preferable that the etching rate in the etching process for revealing the defects 5 such as cracks is 0.2 nm / min to 2.0 nm / min. When the etching rate is less than 0.2 nm / min, the degree of revealing of potential defects is small, which is not preferable. When the etching rate exceeds 2 nm / min, the substrate 1 is corroded quickly, Since surface shape (flatness) deteriorates, it is not preferable. The etching rate is preferably 0.3 nm / min to 0.7 nm / min.

(5)側面鏡面研磨工程
研削工程の後に、基板1の側面である端面72及び面取面73を研磨し、鏡面加工する側面鏡面研磨工程を含むことが好ましい。側面鏡面研磨工程における研磨は、研磨剤を用いて、ブラシ等により行うことができる。側面鏡面研磨工程において使用する研磨剤に含まれる研磨砥粒としては、基板1に対して研磨能力を奏する研磨砥粒であれば、特に制限なく使用することができる。研磨砥粒としては、例えば、酸化セリウム(CeO)砥粒、及びコロイダルシリカ砥粒などを挙げることができ、特に、酸化セリウム研磨砥粒を用いることが好ましい。研磨砥粒の粒径については、適宜選択することができるが、例えば、0.5〜3μm程度の粒径とすることが好ましい。また、側面鏡面研磨工程では、研磨砥粒を含む研磨剤に水(純水)などの液体を加え、この研磨剤をスラリーとして用いることが好ましい。
(5) Side mirror polishing process It is preferable to include the side mirror polishing process of grind | polishing and mirror-finishing the end surface 72 and the chamfering surface 73 which are the side surfaces of the board | substrate 1 after a grinding process. Polishing in the side mirror polishing step can be performed with a brush or the like using an abrasive. As the abrasive grains contained in the abrasive used in the side mirror polishing process, any abrasive grains capable of polishing the substrate 1 can be used without particular limitation. Examples of the abrasive grains include cerium oxide (CeO 2 ) abrasive grains and colloidal silica abrasive grains. It is particularly preferable to use cerium oxide abrasive grains. The particle size of the abrasive grains can be selected as appropriate, but for example, a particle size of about 0.5 to 3 μm is preferable. Further, in the side mirror polishing step, it is preferable to add a liquid such as water (pure water) to an abrasive containing abrasive grains and use this abrasive as a slurry.

(6)研磨工程(S104)
次に、研磨工程(S104)により、上述の研削工程(S102)で得られた基板1の平坦度を維持しつつ、研削工程の際に形成された傷や歪みを除去する。研磨工程は、さらに基板1の主表面71の鏡面化を目的として行われる。通常、研磨工程においては、傷や歪みの除去と、鏡面化とは別々の研磨により行う。したがって、研磨工程では複数回の研磨を行うことが一般的である。
(6) Polishing step (S104)
Next, in the polishing step (S104), scratches and distortions formed during the grinding step are removed while maintaining the flatness of the substrate 1 obtained in the above-described grinding step (S102). The polishing step is further performed for the purpose of mirroring the main surface 71 of the substrate 1. Usually, in the polishing step, removal of scratches and distortion and mirror polishing are performed by separate polishing. Therefore, it is common to perform polishing several times in the polishing step.

研磨工程は、公知の方法で行うことができる。例えば、研磨工程は、特許文献2に記載の研磨装置を用いて行うことができる。研磨液としては、微細な研磨粒子を液体中に分散させたものが一般的に用いられる。研磨粒子は、例えば、炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、コロイダルシリカなどであり、被研磨加工物Wの材質、加工表面粗さなどに応じて適宜選択される。これらの研磨粒子は、水、酸性溶液、アルカリ性溶液などの液体中に分散され、研磨液とされる。   The polishing step can be performed by a known method. For example, the polishing step can be performed using a polishing apparatus described in Patent Document 2. As the polishing liquid, one in which fine abrasive particles are dispersed in a liquid is generally used. The abrasive particles are, for example, silicon carbide, aluminum oxide, cerium oxide, zirconium oxide, manganese oxide, colloidal silica, and the like, and are appropriately selected according to the material of the workpiece W and the surface roughness of the workpiece. These abrasive particles are dispersed in a liquid such as water, an acidic solution, or an alkaline solution to obtain a polishing liquid.

上述の研磨工程までの製造工程によって、マスクブランク用基板1を製造することができる。   The mask blank substrate 1 can be manufactured through the manufacturing steps up to the polishing step described above.

(7)欠陥検査(S105)
次に、欠陥検査(S105)によって、研磨工程により得られたマスクブランク用基板1の平坦度、表面粗さ並びに内部クラック等の欠陥5の有無を検査する。従来の製造工程によって得られたマスクブランク用基板1は、高い平坦性及び高い平滑性を有するが、少なくない頻度で内部クラック等の欠陥5が存在することが知られている。許容される内部クラック等の欠陥5のサイズは、マスクブランク用基板1から製造されるマスクブランク10及び転写用マスクの用途により異なる。ただし、内部クラックを有するマスクブランク用基板1から製造されたマスクブランクを用いて、転写用マスクを作製すると、エッチングガスやエッチング液がクラックを拡大させ、基板主表面近傍の一部が脱落してしまうことがある。また、内部クラックを有するマスクブランク用基板1を用いて製造された転写用マスクを使うと、転写用マスク洗浄の際、洗浄薬液によりクラックが拡大して、転写用マスクの基板主表面近傍の一部が脱落することがある。したがって、転写用マスクの長寿命化のためには、微小であっても内部クラックが存在しないことが好ましい。そのため、内部クラック等の欠陥5は、欠陥検査より前に、欠陥顕在化工程によって顕在化させておくことが好ましい。
(7) Defect inspection (S105)
Next, the presence or absence of defects 5 such as flatness, surface roughness and internal cracks of the mask blank substrate 1 obtained by the polishing process is inspected by defect inspection (S105). Although the mask blank substrate 1 obtained by the conventional manufacturing process has high flatness and high smoothness, it is known that defects 5 such as internal cracks exist frequently. The size of the defect 5 such as an allowable internal crack varies depending on the use of the mask blank 10 manufactured from the mask blank substrate 1 and the transfer mask. However, when a mask for transfer is produced using a mask blank manufactured from the mask blank substrate 1 having internal cracks, the etching gas or the etchant expands the cracks, and a portion near the substrate main surface falls off. May end up. In addition, when a transfer mask manufactured using the mask blank substrate 1 having internal cracks is used, the crack expands due to the cleaning chemical when the transfer mask is cleaned, and the transfer mask has a portion near the main surface of the transfer mask. The part may fall off. Therefore, in order to extend the life of the transfer mask, it is preferable that no internal crack exists even if it is very small. For this reason, it is preferable that the defects 5 such as internal cracks are revealed by a defect revealing step before the defect inspection.

内部クラック等の欠陥5は、光学顕微鏡を用いた表面検査装置により、寸法、形状及び位置を測定することができる。また、このほかにもレーザー散乱光方式の欠陥検査装置やコンフォーカル光学系の欠陥検査装置なども適用可能である。例えば、FPD製造用途のマスクブランク用基板1の場合、凹状の内部クラック等の欠陥5では、幅が1μmよりも大きなサイズのものは許容されないと判定する場合が多い。この欠陥検査では、マスクブランク用基板1を検査した結果、主表面71が所定以上の平坦度及び表面粗さを有し、かつ、検出された内部クラック等の欠陥5の中で許容されないサイズがないものを良品のマスクブランク用基板1として選定する作業をまず行う。良品のマスクブランク用基板1については、洗浄後、パターン形成用の薄膜を成膜する工程等が行われる。   Defects 5 such as internal cracks can be measured for size, shape and position by a surface inspection apparatus using an optical microscope. In addition, laser scattered light type defect inspection devices and confocal optical defect inspection devices can also be applied. For example, in the case of the mask blank substrate 1 for use in FPD manufacturing, it is often determined that the defect 5 such as a concave internal crack is not allowed to have a width larger than 1 μm. In this defect inspection, as a result of inspecting the mask blank substrate 1, the main surface 71 has a flatness and surface roughness of a predetermined level or more, and a size that is not allowed among the detected defects 5 such as internal cracks. First, an operation to select a non-defective mask blank substrate 1 is performed. For the non-defective mask blank substrate 1, a process of forming a thin film for pattern formation is performed after the cleaning.

次に、主表面71が平坦度及び表面粗さのうち少なくともいずれかが所定値を満たさないマスクブランク用基板1は、修正可能な段階の研磨工程まで戻されて再研磨される。一方、平坦度及び表面粗さがともに所定条件を満たしているが、許容されないサイズの内部クラック等の欠陥5が存在するマスクブランク用基板1に対しては、再度、火炎処理工程を行うことができる。また、再研磨及び再度の火炎処理工程により、平坦度及び表面粗さの修復又は内部クラック等の欠陥5の除去が不可能と判断されたマスクブランク用基板1は、廃棄される。   Next, the mask blank substrate 1 in which at least one of the flatness and the surface roughness of the main surface 71 does not satisfy a predetermined value is returned to the polishing step at a stage where it can be corrected and re-polished. On the other hand, the flame treatment process may be performed again on the mask blank substrate 1 in which both the flatness and the surface roughness satisfy the predetermined conditions, but the defect 5 such as an internal crack having an unacceptable size exists. it can. In addition, the mask blank substrate 1 that has been determined to be impossible to repair the flatness and surface roughness or to remove the defects 5 such as internal cracks by the re-polishing and the flame treatment process again is discarded.

<マスクブランク用基板1の説明>
本発明の製造方法によって得られるマスクブランク用基板1は、その用途に応じて高い平坦度を有し、さらに高い平行度を有するものであることが好ましい。例えば、マスクブランク用基板1は、図3に示すように互いに対向して設けられた一組の主表面71と、該主表面と直交する2組の端面72と、前記主表面71と端面72とによって挟まれた面取面73を有する角型(方形状)の基板である。半導体デバイス製造用途のマスクブランク用基板1の場合は、一般に、その大きさが約152mm×約152mm×約6.35mmである。このマスクブランク用基板1の場合は、主表面の中心を基準とした142mm角内の領域での平坦度が例えば0μmを超え0.5μm以下であることが必要とされ、好ましくは0.3μm以下であることが望まれる。また、表面粗さについては、自乗平方根平均粗さRqで0.25nm以下である必要がある。
<Description of Mask Blank Substrate 1>
It is preferable that the mask blank substrate 1 obtained by the production method of the present invention has a high flatness according to its use and further has a high parallelism. For example, the mask blank substrate 1 includes a pair of main surfaces 71 provided opposite to each other as shown in FIG. 3, two sets of end surfaces 72 orthogonal to the main surfaces, and the main surfaces 71 and 72. This is a square (square) substrate having a chamfered surface 73 sandwiched between the two. In the case of the mask blank substrate 1 for use in manufacturing semiconductor devices, the size is generally about 152 mm × about 152 mm × about 6.35 mm. In the case of this mask blank substrate 1, the flatness in a 142 mm square region with respect to the center of the main surface is required to be, for example, more than 0 μm and 0.5 μm or less, preferably 0.3 μm or less. It is desirable that Further, the surface roughness needs to be 0.25 nm or less in terms of the square root mean roughness Rq.

また、FPD製造用途のマスクブランク用基板1の場合は、その大きさが多岐にわたり、330mm×450mm以上であり、例えば、500mm×800mm、厚さ10mmの形状、800mm×920mm、厚さ10mmの形状、1220mm×1400mm、厚さ13mmの形状、1400mm×1600mm、厚さ15mmの形状、2140mm×2400mm、厚さ15mmの形状などがある。このマスクブランク用基板1の場合は、主表面71(好ましくは両主表面71)の平坦度(マスクブランク用基板1の主表面71において、端面から30mmを除いた内側の領域の平坦度を指す。よって、面取面73は必然的に除かれる。)が、小型のマスクブランク用基板1(330mm×450mm未満)では0μmを超え5μm以下、大型のマスクブランク用基板1(330mm×450mm以上)では0μmを超え30μm以下の高い平坦度を有する基板である。また、表面粗さについては、平均表面粗さRaで0.2nm以下、さらに好ましくは0.15nm以下である。   In addition, in the case of the mask blank substrate 1 for FPD manufacturing, the size is various and is 330 mm × 450 mm or more, for example, a shape of 500 mm × 800 mm, a thickness of 10 mm, a shape of 800 mm × 920 mm, and a thickness of 10 mm. There are 1220 mm × 1400 mm, 13 mm thick shape, 1400 mm × 1600 mm, 15 mm thick shape, 2140 mm × 2400 mm, 15 mm thick shape, etc. In the case of this mask blank substrate 1, the flatness of the main surface 71 (preferably both main surfaces 71) (in the main surface 71 of the mask blank substrate 1, the flatness of the inner region excluding 30 mm from the end face). Therefore, the chamfered surface 73 is inevitably removed.) However, in the case of a small mask blank substrate 1 (less than 330 mm × 450 mm), it exceeds 0 μm and is 5 μm or less, and the large mask blank substrate 1 (330 mm × 450 mm or more). Then, it is a substrate having a high flatness exceeding 0 μm and 30 μm or less. Moreover, about surface roughness, it is 0.2 nm or less by average surface roughness Ra, More preferably, it is 0.15 nm or less.

<マスクブランク10及び転写用マスクの説明>
次に、本発明のマスクブランク10及び転写用マスクの製造方法の実施の形態を説明する。
<Description of Mask Blank 10 and Transfer Mask>
Next, an embodiment of a method for manufacturing the mask blank 10 and the transfer mask of the present invention will be described.

本発明は、上述の本発明のマスクブランク用基板1上に、転写パターンを形成するためのパターン形成用薄膜を有するマスクブランク10の製造方法である。本発明の製造方法では、上述の本発明のマスクブランク用基板1上に一つ又は二つ以上のパターン形成用薄膜を成膜する。   The present invention is a method for manufacturing a mask blank 10 having a pattern forming thin film for forming a transfer pattern on the above-described mask blank substrate 1 of the present invention. In the production method of the present invention, one or more pattern forming thin films are formed on the mask blank substrate 1 of the present invention described above.

転写パターンを形成するためのパターン形成用薄膜は、半導体デバイス製造用途のマスクブランク10の場合と、FPD製造用途のマスクブランク10の場合で大きく相違する。マスクブランク用基板1上にパターン形成用薄膜を成膜する方法としては、例えばスパッタ成膜法が好ましく挙げられるが、本発明はスパッタ成膜法に限定する必要はない。マスクブランク10のパターン形成用薄膜に対して、公知のフォトリソグラフィー法により所定の微細パターンを形成することによって、転写用マスクを得ることができる。   The pattern forming thin film for forming the transfer pattern is greatly different between the case of the mask blank 10 for use in semiconductor device manufacture and the case of the mask blank 10 for use in FPD manufacture. As a method for forming the pattern forming thin film on the mask blank substrate 1, for example, a sputter film forming method is preferably exemplified, but the present invention is not necessarily limited to the sputter film forming method. A transfer mask can be obtained by forming a predetermined fine pattern on the pattern forming thin film of the mask blank 10 by a known photolithography method.

半導体デバイス製造用途のマスクブランク10の場合、パターン形成用の薄膜には、例えば、遮光膜、ハーフトーン型位相シフト膜等の光半透過膜がある。遮光膜は、露光光に対して高い遮光性能を有する薄膜である。遮光膜は、露光光をほとんど透過しない(一般に透過率が約0.1%以下)。この遮光膜が適用されたマスクブランク10は、バイナリマスクブランクともいわれる。また、このマスクブランク10から作製された転写用マスクは、バイナリマスクともいわれる。   In the case of the mask blank 10 for use in manufacturing semiconductor devices, examples of the thin film for pattern formation include a light semi-transmissive film such as a light shielding film and a halftone type phase shift film. The light shielding film is a thin film having high light shielding performance with respect to exposure light. The light-shielding film hardly transmits exposure light (generally, the transmittance is about 0.1% or less). The mask blank 10 to which this light shielding film is applied is also called a binary mask blank. The transfer mask produced from the mask blank 10 is also called a binary mask.

光半透過膜の1種であるハーフトーン型位相シフト膜は、実質的に露光に寄与しない強度の光(例えば、露光波長に対して1%〜20%)を透過させるものであって、所定の位相差(例えば180度)を有するものである。このハーフトーン型位相シフト膜をパターニングした位相シフト部と、位相シフト部が形成されていない実質的に露光に寄与する強度の光を透過させる光透過部とによって、位相シフト部を透過して光の位相が光透過部を透過した光の位相に対して実質的に反転した関係になるようにすることによって、位相シフト部と光透過部との境界部近傍を通過し回折現象によって互いに相手の領域に回り込んだ光が互いに打ち消しあうようにすることができる。この結果、境界部における光強度をほぼゼロとし、境界部のコントラスト、すなわち解像度を向上させることができる。   A halftone phase shift film, which is one type of light semi-transmissive film, transmits light having an intensity that does not substantially contribute to exposure (for example, 1% to 20% with respect to the exposure wavelength). Phase difference (for example, 180 degrees). Light is transmitted through the phase shift section by a phase shift section obtained by patterning the halftone phase shift film and a light transmission section that does not have the phase shift section and transmits light having an intensity that substantially contributes to exposure. So that the phase of the light is substantially inverted with respect to the phase of the light transmitted through the light transmitting portion, the phase shift portion and the light transmitting portion pass through the vicinity of the boundary portion, and the other phenomenon is caused by the diffraction phenomenon. Lights that enter the area can cancel each other. As a result, the light intensity at the boundary can be made almost zero, and the contrast at the boundary, that is, the resolution can be improved.

ハーフトーン型位相シフト膜以外の光半透過膜としては、パターン転写を行うレジスト膜が感光されない程度の所定の透過率で露光光を透過させる薄膜であるが、薄膜を透過した露光光に、薄膜のない部分を透過した露光光との間で位相差を生じないように調整されている薄膜であるものもある。このタイプの光半透過膜が適用されたマスクブランク10は、エンハンサマスクを作製する際に使用されることが多い。ハーフトーン型位相シフト膜、光半透過膜ともに、露光光に対して所定の透過率を有しているため、露光装置での転写対象物のレジスト膜への露光時に重ね露光を行うと、レジスト膜が感光してしまう場合がある。このため、ハーフトーン型位相シフト膜や光半透過膜の上に遮光帯を形成するための遮光膜を積層させた膜構成とする場合が多い。   As a light semi-transmissive film other than the halftone phase shift film, a resist film for pattern transfer is a thin film that transmits exposure light at a predetermined transmittance that is not exposed to light. Some thin films are adjusted so as not to cause a phase difference with the exposure light that has passed through the part having no light. The mask blank 10 to which this type of translucent film is applied is often used when producing an enhancer mask. Since both the halftone phase shift film and the light semi-transmissive film have a predetermined transmittance with respect to the exposure light, when the exposure is performed on the resist film of the transfer object in the exposure apparatus, the resist is exposed. The film may be exposed. For this reason, in many cases, a film configuration is formed by laminating a light shielding film for forming a light shielding band on a halftone type phase shift film or a light semi-transmissive film.

一方、FPD製造用途のマスクブランク10の場合、このマスクブランク10から作製された転写用マスクは、超高圧水銀灯を光源(露光光)とする露光装置で使用されることが一般的である。超高圧水銀灯の露光光は、ArFエキシマレーザー等のような単一波長の光ではなく、多色光になる。超高圧水銀灯の露光光は、i線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)の3つの波長で特に光強度が強い光である。このような多色光では、位相シフト効果は得られにくいため、ハーフトーン型位相シフト膜はFPD製造用途のマスクブランク10ではほとんど使用されない。半導体デバイス製造用途のマスクブランク10と同様、パターン形成用の薄膜に遮光膜が適用されたマスクブランク10(バイナリマスクブランク)は使用されている。   On the other hand, in the case of the mask blank 10 for FPD manufacturing, the transfer mask produced from the mask blank 10 is generally used in an exposure apparatus using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source (exposure light). The exposure light of the ultra-high pressure mercury lamp is not single-wavelength light such as ArF excimer laser, but multicolor light. The exposure light of the ultra-high pressure mercury lamp is light having particularly strong light intensity at three wavelengths of i-line (365 nm), h-line (405 nm), and g-line (436 nm). In such multicolor light, it is difficult to obtain a phase shift effect, so that the halftone phase shift film is hardly used in the mask blank 10 for FPD manufacturing. Similar to the mask blank 10 for manufacturing semiconductor devices, a mask blank 10 (binary mask blank) in which a light-shielding film is applied to a thin film for pattern formation is used.

FPD製造用途の転写用マスクには、透過率の異なる複数のパターン形成用薄膜にそれぞれ転写パターンが形成された構成の多階調マスクがある。この多階調マスクを用いて、転写対象物のレジスト膜に転写露光を行い、現像処理を行うと、レジスト膜に、レジストが全て溶解した抜け領域と、ある程度の膜厚が溶解している領域と、ほとんど溶解していない領域が形成される。よって、複数のパターンがレジスト膜に形成されていることになる。このようなレジストパターンは、まず、レジストが全て溶解している抜け領域とその他のレジストが残っている残存領域とからなる第1のパターンをマスクとして、レジスト膜の下の薄膜をパターニングすることができる。次に、レジスト膜をある程度の溶解している領域のレジストが消滅するまでレジスト膜を全面で所定膜厚だけ除去する処理を行う。これによって、最初の段階でレジストがほとんど溶解していない領域以外の領域は、レジストが全て溶解した抜け領域となっており、第2のパターンができる。この第2のパターンをマスクとして、レジスト膜の下の薄膜に第1のパターンとは異なるパターンを形成することができる。このようなプロセスを使用することで、本来2枚の転写用マスクが必要なところを、1枚の多階調マスクで済むことになる。   As a transfer mask for FPD manufacturing, there is a multi-tone mask having a configuration in which a transfer pattern is formed on each of a plurality of pattern forming thin films having different transmittances. Using this multi-tone mask, transfer exposure is performed on the resist film to be transferred, and development processing is performed. In the resist film, all the resist is dissolved, and a certain film thickness is dissolved. As a result, an almost undissolved region is formed. Therefore, a plurality of patterns are formed on the resist film. In such a resist pattern, first, the thin film under the resist film can be patterned using the first pattern composed of the remaining area where the resist is completely dissolved and the remaining area where the other resist remains as a mask. it can. Next, a process of removing the resist film by a predetermined thickness on the entire surface is performed until the resist in a region where the resist film is dissolved to some extent disappears. As a result, the region other than the region where the resist is hardly dissolved in the initial stage is a missing region where the resist is completely dissolved, and a second pattern can be formed. Using this second pattern as a mask, a pattern different from the first pattern can be formed on the thin film under the resist film. By using such a process, a single multi-tone mask can be used where two transfer masks are originally required.

多階調マスクを作製する方法としては、パターン形成用薄膜の成膜と、パターン形成のエッチング処理とを繰り返して多階調マスクを完成させる方法がまず挙げられる。そのほかに、あらかじめ、マスクブランク用基板1上に光半透過膜(1段又は2段以上)と遮光膜を積層した構造の多階調マスクブランク10を製造し、この多階調マスクブランク10に対してエッチング処理を行い、多階調マスクを完成させる方法がある。   As a method of manufacturing a multi-tone mask, first, a method of completing a multi-tone mask by repeating the formation of a pattern forming thin film and the etching process of pattern formation is given. In addition, a multi-tone mask blank 10 having a structure in which a light semi-transmissive film (one or more steps) and a light-shielding film are laminated on the mask blank substrate 1 is manufactured in advance. There is a method in which an etching process is performed to complete a multi-tone mask.

なお、前記以外のパターン形成用の薄膜としては、エッチングマスク(ハードマスク)膜やエッチングストッパー膜がある。   Other thin films for pattern formation include an etching mask (hard mask) film and an etching stopper film.

パターン形成用薄膜に適用可能な材料としては、クロムを主成分とする材料がまず挙げられる。クロムを主成分とする材料には、クロム単体のほか、クロムに酸素、窒素、炭素、水素、ホウ素等の元素を添加したクロム化合物がある。   As a material applicable to the thin film for pattern formation, a material mainly composed of chromium is first mentioned. In addition to chromium alone, chromium-based materials include chromium compounds in which elements such as oxygen, nitrogen, carbon, hydrogen, and boron are added to chromium.

また、パターン形成用薄膜に適用可能な材料としては、遷移金属及びケイ素を主成分とする材料(遷移金属シリサイドを主成分とする材料)も適用可能である。遷移金属シリサイドを主成分とする材料には、遷移金属シリサイド単体のほか、遷移金属シリサイドに酸素、窒素、炭素、水素、ホウ素等の元素を添加した遷移金属シリサイド化合物がある。遷移金属シリサイドの遷移金属には、モリブデン、タンタル、タングステン、チタン、ハフニウム、ニッケル、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、パラジウム、ルテニウム、ロジウム等が適用可能である。   In addition, as a material applicable to the pattern forming thin film, a material containing transition metal and silicon as main components (a material containing transition metal silicide as a main component) is also applicable. In addition to transition metal silicide alone, transition metal silicide compounds in which elements such as oxygen, nitrogen, carbon, hydrogen, and boron are added to transition metal silicide include materials containing transition metal silicide as a main component. As the transition metal of the transition metal silicide, molybdenum, tantalum, tungsten, titanium, hafnium, nickel, vanadium, zirconium, niobium, palladium, ruthenium, rhodium, or the like can be applied.

このほか、パターン形成用薄膜に適用可能な材料としては、タンタルを主成分とする材料が挙げられる。タンタルを主成分とする材料には、タンタル単体のほか、タンタルに酸素、窒素、炭素、水素、ホウ素等の元素を添加したタンタル化合物がある。   In addition, as a material applicable to the thin film for pattern formation, a material mainly composed of tantalum can be given. In addition to tantalum alone, tantalum-based materials include tantalum compounds in which elements such as oxygen, nitrogen, carbon, hydrogen, and boron are added to tantalum.

遮光膜の場合、高い遮光性を有するため、露光光に対する反射率が高くなる傾向がある。これを抑制するために、遮光膜を遮光性能の高い金属や遷移金属シリサイドの含有量が多い遮光層の上に反射率を抑制するための反射防止層を形成した積層構造とする場合が多い。さらに、遮光膜の基板側の反射率も抑制する必要がある場合は、基板と遮光層の間にさらに裏面反射防止層を形成した積層構造とする場合もある。反射防止層や裏面反射防止層の材料としては、金属や遷移金属シリサイドに酸素や窒素を含有した金属化合物材料や遷移金属シリサイド化合物材料が好適である。これに対し、遮光層は、高い遮光性能を有する必要があるため、金属材料や遷移金属シリサイドあるいは、酸素や窒素が極力少ない金属化合物や遷移金属シリサイド化合物材料を用いることが好ましい。   In the case of a light shielding film, since it has a high light shielding property, the reflectance with respect to exposure light tends to be high. In order to suppress this, the light shielding film often has a laminated structure in which an antireflection layer for suppressing the reflectance is formed on a light shielding layer having a high content of light shielding performance or a transition metal silicide. Further, when it is necessary to suppress the reflectance of the light shielding film on the substrate side, there may be a laminated structure in which a back surface antireflection layer is further formed between the substrate and the light shielding layer. As a material for the antireflection layer and the back surface antireflection layer, a metal compound material or a transition metal silicide compound material in which oxygen or nitrogen is contained in a metal or a transition metal silicide is suitable. On the other hand, since the light shielding layer needs to have high light shielding performance, it is preferable to use a metal material, a transition metal silicide, or a metal compound or a transition metal silicide compound material with as little oxygen or nitrogen as possible.

このハーフトーン型位相シフト膜等の光半透過膜に適用可能な材料としては、前記のクロム化合物、タンタル化合物、遷移金属シリサイド化合物が挙げられる。特に、透過率等を調整するため、酸素や窒素を含有する前記化合物が好ましい。   Examples of materials applicable to the light semi-transmissive film such as the halftone phase shift film include the chromium compounds, tantalum compounds, and transition metal silicide compounds. In particular, the compound containing oxygen or nitrogen is preferable in order to adjust transmittance and the like.

次に、本発明の実施例によって、本発明をより具体的に説明する。   Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples of the present invention.

(実施例1)
マスクブランク用基板1の製造は、(1)切り出し工程、(2)研削工程、(3)火炎処理工程、(4)研磨工程及び(5)欠陥検査の各工程によって行った。以下、各工程を詳細に説明する。
Example 1
The mask blank substrate 1 was manufactured by the following steps: (1) cutting process, (2) grinding process, (3) flame treatment process, (4) polishing process, and (5) defect inspection process. Hereinafter, each process will be described in detail.

(1)切り出し工程
合成石英ガラスインゴットから、平板上に切り出した合成石英ガラスを用意した。次に、合成石英ガラスからなるシートガラスから研削砥石で切り出して、正方形の基板1を得た。切り出す基板1の大きさは、最終的に約152mm×約152mm、厚さ約6.35mmのマスクブランク用基板1を得ることができるように、基板研磨取り代等を考慮した大きさとした。
(1) Cutting process The synthetic quartz glass cut out on the flat plate from the synthetic quartz glass ingot was prepared. Next, it cut out from the sheet glass which consists of synthetic quartz glass with the grinding stone, and the square board | substrate 1 was obtained. The size of the substrate 1 to be cut out was set in consideration of a substrate polishing allowance so that a mask blank substrate 1 having a thickness of about 152 mm × about 152 mm and a thickness of about 6.35 mm could be finally obtained.

次いで、砥石を用いて研削することにより、合成石英ガラス基板1の側面に所定の面取り加工を施し、端面72及び面取面73を形成した。   Next, by grinding using a grindstone, a predetermined chamfering process was performed on the side surface of the synthetic quartz glass substrate 1 to form an end surface 72 and a chamfered surface 73.

(2)研削工程
次に、得られた合成石英ガラス基板1の主表面71を研削加工した。研削加工では、前記の遊星歯車機構を有する両面研削装置を用いて、アルミナ砥粒を含む研削液を用いて加工を行い、合成石英ガラス基板1の寸法精度と形状精度を所定とした。遊星歯車機構の上側定盤2及び下側定盤は、球状黒鉛含有鋳鉄からなるものを使用した。
(2) Grinding process Next, the main surface 71 of the obtained synthetic quartz glass substrate 1 was ground. In the grinding process, the double-sided grinding apparatus having the planetary gear mechanism was used to perform the process using a grinding liquid containing alumina abrasive grains, and the dimensional accuracy and shape accuracy of the synthetic quartz glass substrate 1 were set to be predetermined. As the upper surface plate 2 and the lower surface plate of the planetary gear mechanism, those made of spheroidal graphite-containing cast iron were used.

得られた合成石英ガラス基板1の寸法は、一辺が約152mmの正方形の形状で、板厚は6.4mmであることを確認した。   It was confirmed that the obtained synthetic quartz glass substrate 1 had a square shape with a side of about 152 mm and a thickness of 6.4 mm.

合成石英ガラス基板1の表面形状を観察したところ、主表面71の表面粗さはRmaxで2μm、Raで0.3μm程度であった。   When the surface shape of the synthetic quartz glass substrate 1 was observed, the surface roughness of the main surface 71 was about 2 μm for Rmax and about 0.3 μm for Ra.

次に、合成石英ガラス基板1の端面72を研削して外形寸法を整えた後、面取面73も研削した。表面粗さを観察したところ、端面72及び面取面73ともにRmaxで14μm、Raで0.5μmであった。   Next, after grinding the end surface 72 of the synthetic quartz glass substrate 1 to adjust the external dimensions, the chamfered surface 73 was also ground. When the surface roughness was observed, both the end face 72 and the chamfered face 73 were 14 μm in Rmax and 0.5 μm in Ra.

(3)火炎処理工程
研削工程後の合成石英ガラス基板1に対して、その主表面71全面に火炎処理を施した。火炎処理は下記の条件で、走査火炎処理により行った。
・火炎温度: 2200℃
・火炎照射装置50と基板1との距離: 15mm
・火炎径: 3mm
・火炎走査速度: 0.6mm/分
・引火性ガスの種類: ブタンと酸素との混合気体
(3) Flame treatment process The synthetic quartz glass substrate 1 after the grinding process was subjected to flame treatment on the entire main surface 71 thereof. The flame treatment was performed by scanning flame treatment under the following conditions.
・ Flame temperature: 2200 ℃
-Distance between the flame irradiation device 50 and the substrate 1: 15 mm
・ Flame diameter: 3mm
・ Flame scanning speed: 0.6mm / min ・ Types of flammable gas: Mixed gas of butane and oxygen

(4)研磨工程
次に、火炎処理工程によって火炎処理を行った基板1に対して、研磨工程を施した。なお、この研磨工程は、一回又は複数の研磨工程からなることができる。また、所定の研磨の後、所定の洗浄を行うための洗浄工程を有することができる。また、主表面71に対する最終の研磨工程の前に、端面72及び面取り面73に対して鏡面加工する側面鏡面研磨工程を行われる。ここでは、酸化セリウム研磨砥粒(平均粒径1μm)を用い、ブラシを端面72及び面取り面73に接触させて鏡面研磨を行った。
(4) Polishing process Next, the grinding | polishing process was performed with respect to the board | substrate 1 which performed the flame processing by the flame processing process. In addition, this grinding | polishing process can consist of one time or a some grinding | polishing process. Moreover, it can have a washing | cleaning process for performing predetermined washing | cleaning after predetermined grinding | polishing. In addition, before the final polishing process for the main surface 71, a side mirror polishing process for performing mirror processing on the end surface 72 and the chamfered surface 73 is performed. Here, cerium oxide polishing abrasive grains (average particle diameter: 1 μm) were used, and the brush was brought into contact with the end face 72 and the chamfered face 73 for mirror polishing.

研磨工程は、特許文献2に記載の両面研磨装置を用いて行った。ポリシャとして超軟質ポリシャを用い、以下の研磨条件で実施した。
研磨液:コロイダルシリカ(平均粒径100nm)砥粒に水を加えた遊離砥粒
研磨布:超軟質ポリシャ(スウェードタイプ)、厚さ2mm
The polishing step was performed using the double-side polishing apparatus described in Patent Document 2. An ultra-soft polisher was used as the polisher, and the polishing was performed under the following conditions.
Polishing liquid: Colloidal silica (average particle size 100 nm) Free abrasive grains with water added to abrasive grains Polishing cloth: Super soft polisher (suede type), thickness 2 mm

上記研磨工程を終えた基板1を、中性洗剤、純水、純水、IPA、IPA(蒸気乾燥)の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には超音波を印加した。   The substrate 1 that had been subjected to the polishing step was washed by sequentially immersing it in each cleaning bath of neutral detergent, pure water, pure water, IPA, and IPA (steam drying). In addition, ultrasonic waves were applied to each cleaning tank.

上記研磨工程を終えた基板1を、アルカリ(NaOH)、硫酸に順次浸漬して、洗浄を行った。なお、各洗浄槽には超音波を印加した。さらに、中性洗剤、純水、純水、IPA、IPA(蒸気乾燥)の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。以上の工程により、マスクブランク用基板1を得た。   The substrate 1 after the polishing process was cleaned by immersing it in alkali (NaOH) and sulfuric acid in order. In addition, ultrasonic waves were applied to each cleaning tank. Furthermore, it wash | cleaned by immersing in each washing tank of neutral detergent, a pure water, a pure water, IPA, and IPA (steam drying) one by one. The mask blank substrate 1 was obtained through the above steps.

(5)欠陥検査
次に、得られた基板1の平坦度、表面粗さ並びに内部クラック等の欠陥5の有無及びその位置を検査した。内部クラック等の欠陥5の有無は、特許文献1に記載のエッチング処理を用いる方法によって、内部クラック等の欠陥5を顕在化することにより評価した。ここで、マスクブランク用基板1に求められる平坦度は0.5μm以下とし、表面粗さは算術平均粗さRaで0.1μm以下とした。
(5) Defect inspection Next, the obtained substrate 1 was inspected for the flatness, surface roughness, presence or absence of defects 5 such as internal cracks, and their positions. Presence / absence of the defect 5 such as an internal crack was evaluated by revealing the defect 5 such as the internal crack by the method using the etching process described in Patent Document 1. Here, the flatness required for the mask blank substrate 1 was 0.5 μm or less, and the surface roughness was 0.1 μm or less in terms of arithmetic average roughness Ra.

以上のようにして得られたマスクブランク用基板1について、内部クラック等の欠陥5の顕在化のためのエッチング処理後、内部クラック等の欠陥5は存在しないことを確認した。また、この基板1について、主表面71の平坦度と表面粗さを測定したところ、良品のマスクブランク用基板1として使用可能なレベルで修正することができていた。   About the mask blank substrate 1 obtained as described above, it was confirmed that the defect 5 such as the internal crack does not exist after the etching treatment for revealing the defect 5 such as the internal crack. Further, when the flatness and the surface roughness of the main surface 71 of the substrate 1 were measured, the substrate 1 could be corrected to a level usable as a non-defective mask blank substrate 1.

(6)マスクブランク10の製造
次に、上記のマスクブランク用基板1上に、窒化されたモリブデン及びシリコンからなるハーフトーン型位相シフト膜(パターン形成用薄膜)2を成膜した。
(6) Production of Mask Blank 10 Next, a halftone phase shift film (thin film for pattern formation) 2 made of nitrided molybdenum and silicon was formed on the mask blank substrate 1 described above.

具体的には、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)との混合ターゲット(Mo:Si=12at%:88at%)を用い、アルゴン(Ar)と窒素(N)とヘリウム(He)との混合ガス雰囲気(ガス流量比 Ar:N:He=8:72:100)で、ガス圧0.3Pa、DC電源の電力を3.0kWとして、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、モリブデン、シリコン及び窒素からなるMoSiN膜を69nmの膜厚で形成した。次いで、上記MoSiN膜が形成された基板に対して、アニール処理として加熱処理を施した。具体的には、加熱炉を用いて、大気中で加熱温度を550℃、加熱時間を1時間として、加熱処理を行った。なお、このMoSiN膜は、ArFエキシマレーザーにおいて、透過率は6.1%、位相差が184度となっていた。 Specifically, using a mixed target of molybdenum (Mo) and silicon (Si) (Mo: Si = 12 at%: 88 at%), mixing argon (Ar), nitrogen (N 2 ), and helium (He) In a gas atmosphere (gas flow ratio Ar: N 2 : He = 8: 72: 100), a gas pressure of 0.3 Pa, a DC power source power of 3.0 kW, reactive sputtering (DC sputtering), molybdenum, silicon, and A MoSiN film made of nitrogen was formed to a thickness of 69 nm. Next, the substrate on which the MoSiN film was formed was subjected to a heat treatment as an annealing treatment. Specifically, using a heating furnace, heat treatment was performed in the atmosphere at a heating temperature of 550 ° C. and a heating time of 1 hour. This MoSiN film had an transmittance of 6.1% and a phase difference of 184 degrees in an ArF excimer laser.

次に、ハーフトーン型位相シフト膜2上に、クロム系材料からなる遮光膜(パターン形成用薄膜)3を成膜した。
具体的には、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴン(Ar)と二酸化炭素(CO)と窒素(N)とヘリウム(He)との混合ガス雰囲気(ガス流量比 Ar:CO:N:He=22:39:6:33)で、ガス圧0.2Pa、DC電源の電力を1.7kWとして、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrOCN膜を30nmの膜厚で形成した。続いて、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴン(Ar)と窒素(N)との混合ガス雰囲気(ガス流量比 Ar:N=83:17)で、ガス圧0.1Pa、DC電源の電力を1.7kWとして、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrN膜を4nmの膜厚で形成した。さらに、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴン(Ar)と二酸化炭素(CO)と窒素(N)とヘリウム(He)との混合ガス雰囲気(ガス流量比 Ar:CO:N:He=21:37:11:31)で、ガス圧0.2Pa、DC電源の電力を1.8kWとして、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrOCN膜を14nmの膜厚で形成した。以上により、基板1側から、CrOCN膜、CrN膜、CrOCN膜の3層積層構造のクロム系材料の遮光膜3を形成した。以上の工程により、ハーフトーン型位相シフトマスクブランク(マスクブランク)10を得た。
Next, a light-shielding film (pattern forming thin film) 3 made of a chromium-based material was formed on the halftone phase shift film 2.
Specifically, using a chromium (Cr) target, a mixed gas atmosphere (gas flow ratio Ar: CO 2 : N) of argon (Ar), carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen (N 2 ), and helium (He). 2 : He = 22: 39: 6: 33), the gas pressure was 0.2 Pa, the power of the DC power source was 1.7 kW, and a CrOCN film was formed to a thickness of 30 nm by reactive sputtering (DC sputtering). Subsequently, using a chromium (Cr) target, a mixed gas atmosphere of argon (Ar) and nitrogen (N 2 ) (gas flow ratio Ar: N 2 = 83: 17), gas pressure of 0.1 Pa, and DC power supply A CrN film having a thickness of 4 nm was formed by reactive sputtering (DC sputtering) with an electric power of 1.7 kW. Furthermore, a mixed gas atmosphere (gas flow ratio Ar: CO 2 : N 2 : He) of argon (Ar), carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen (N 2 ), and helium (He) is used using a chromium (Cr) target. = 21: 37: 11: 31), the gas pressure was 0.2 Pa, the power of the DC power source was 1.8 kW, and the CrOCN film was formed to a thickness of 14 nm by reactive sputtering (DC sputtering). As described above, the light-shielding film 3 made of a chromium-based material having a three-layer structure of a CrOCN film, a CrN film, and a CrOCN film was formed from the substrate 1 side. Through the above steps, a halftone phase shift mask blank (mask blank) 10 was obtained.

次に、上記の位相シフトマスクブランク10を用いてハーフトーン型位相シフトマスク15を作製した。図5は、位相シフトマスクブランク10を用いて位相シフトマスク15を製造する工程を示す断面模式図である。まず、マスクブランク10上に、レジスト膜4として、電子線描画用化学増幅型ポジレジスト膜(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製 PRL009)を形成した(同図(a)参照)。レジスト膜4の形成は、スピンナー(回転塗布装置)を用いて、回転塗布した。   Next, a halftone phase shift mask 15 was produced using the phase shift mask blank 10 described above. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a process of manufacturing the phase shift mask 15 using the phase shift mask blank 10. First, a chemically amplified positive resist film for electron beam lithography (PRL009 manufactured by Fuji Film Electronics Materials) was formed as a resist film 4 on the mask blank 10 (see FIG. 1A). The resist film 4 was formed by spin coating using a spinner (rotary coating apparatus).

次に上記マスクブランク10上に形成されたレジスト膜4に対し、電子線描画装置を用いて位相シフトパターンのパターン描画を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン4aを形成した(同図(b)参照)。   Next, a phase shift pattern was drawn on the resist film 4 formed on the mask blank 10 using an electron beam drawing apparatus, and then developed with a predetermined developer to form a resist pattern 4a ( (See (b) in the figure).

次に、上記レジストパターン4aをマスクとして、遮光膜3(Cr系遮光膜)のエッチングを行って遮光膜パターン3aを形成した(同図(c)参照)。ドライエッチングガスとして、Cl及びOの混合ガスを用いた。 Next, using the resist pattern 4a as a mask, the light shielding film 3 (Cr-based light shielding film) was etched to form a light shielding film pattern 3a (see FIG. 4C). A mixed gas of Cl 2 and O 2 was used as a dry etching gas.

次に、上記遮光膜パターン3aをマスクとして、ハーフトーン型位相シフト膜2(MoSiN膜)のエッチングを行って位相シフトパターン2aを形成した(同図(d)参照)。ドライエッチングガスとして、SF及びHeの混合ガスを用いた。 Next, the halftone phase shift film 2 (MoSiN film) was etched using the light shielding film pattern 3a as a mask to form a phase shift pattern 2a (see FIG. 4D). A mixed gas of SF 6 and He was used as a dry etching gas.

次に、マスクブランク10上に、レジスト膜4として、電子線描画用化学増幅型ポジレジスト膜(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製 PRL009)を同様に形成し、電子線描画装置を用いて遮光帯のパターン描画を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン4bを形成した(同図(e)参照)。   Next, a chemically amplified positive resist film for electron beam drawing (PRL009 manufactured by Fuji Film Electronics Materials) is similarly formed as a resist film 4 on the mask blank 10, and a light shielding band is formed using an electron beam drawing apparatus. After pattern drawing, the resist pattern 4b was formed by developing with a predetermined developer (see FIG. 5E).

次に、上記レジストパターン4bをマスクとして、遮光膜パターン3a(Cr系遮光膜)のエッチングを行って遮光膜パターン(遮光帯)3bを形成した。ドライエッチングガスとして、Cl及びOの混合ガスを用いた。 Next, using the resist pattern 4b as a mask, the light shielding film pattern 3a (Cr-based light shielding film) was etched to form a light shielding film pattern (light shielding band) 3b. A mixed gas of Cl 2 and O 2 was used as a dry etching gas.

次に、残存するレジストパターンを剥離して、位相シフトマスク15を得た(同図(f)参照)。位相シフトマスク15は、問題なく使用可能であった。また、位相シフト膜の透過率、位相差はマスクブランク10の製造時と比べ、ほとんど変化はなかった。   Next, the remaining resist pattern was peeled off to obtain a phase shift mask 15 (see FIG. 5F). The phase shift mask 15 could be used without any problem. Further, the transmittance and phase difference of the phase shift film were hardly changed compared to the production of the mask blank 10.

この位相シフトマスク15を用い、ArFエキシマレーザーを光源とする露光装置で、転写対象物のレジスト膜に対して位相シフトパターンの露光転写を行った。転写対象物のレジスト膜に対して現像処理を行ったところ、火炎処理を行ったマスクブランク用基板1を用いて位相シフトマスク15(転写用マスク)を作製しても、正常にレジストパターンが形成されていることが確認できた。   Using this phase shift mask 15, an exposure apparatus using an ArF excimer laser as a light source performed exposure transfer of a phase shift pattern onto a resist film to be transferred. When the resist film of the transfer object is developed, the resist pattern is normally formed even if the phase shift mask 15 (transfer mask) is produced using the mask blank substrate 1 subjected to the flame treatment. It has been confirmed that.

(比較例1)
火炎処理工程を行わなかった以外は、実施例1と同様に、マスクブランク用基板1を100枚、製造した。研磨工程後の欠陥検査において、100枚中3枚のマスクブランク用基板1に内部クラックを発見した。したがって、内部クラックの存在しないマスクブランク用基板1を得るためには、その製造工程において火炎処理を行うことが必要であることが明らかとなった。
(Comparative Example 1)
100 mask blank substrates 1 were manufactured in the same manner as in Example 1 except that the flame treatment process was not performed. In the defect inspection after the polishing step, internal cracks were found in 3 out of 100 mask blank substrates 1. Therefore, in order to obtain the mask blank substrate 1 having no internal cracks, it became clear that it is necessary to perform a flame treatment in the manufacturing process.

内部クラックが存在するマスクブランク用基板1から製造されたマスクブランクを用いて転写用マスクを作製した場合、エッチングガスやエッチング液がクラックを拡大させ、基板主表面近傍の一部が脱落してしまう可能性が高い。基板の脱落した部分が転写パターンの露光光を透過する透過部の場合、露光光の乱反射や位相欠陥が生じてしまう。特に、露光光の位相差によって、転写パターンのエッジ強調効果を実現する位相シフトマスクやエンハンサマスクの場合は、露光転写に致命的な問題が生じる。また、バイナリ型の転写用マスクの場合でも、許容されない問題である。一方、基板の脱落した部分の上面にパターン形成用の薄膜(遮光膜、位相シフト膜、光半透過膜等)が残されている部分の場合、基板の脱落部分とともに薄膜が脱落してしまうことでパターン欠陥(白欠陥)が発生してしまう。パターン欠陥は、転写用マスクの種類を問わず、露光転写には許容されない問題である。   When a mask for transfer is produced using a mask blank manufactured from the mask blank substrate 1 in which an internal crack exists, the etching gas or the etchant expands the crack and a part near the substrate main surface falls off. Probability is high. When the part where the substrate is dropped is a transmission part that transmits the exposure light of the transfer pattern, irregular reflection of the exposure light and phase defects occur. In particular, in the case of a phase shift mask or enhancer mask that realizes an edge enhancement effect of a transfer pattern due to the phase difference of exposure light, a fatal problem occurs in exposure transfer. Even in the case of a binary transfer mask, this is an unacceptable problem. On the other hand, in the case where a thin film for pattern formation (such as a light-shielding film, a phase shift film, and a light semi-transmissive film) is left on the upper surface of the part where the substrate has fallen, the thin film will be dropped together with the part where the substrate is dropped As a result, a pattern defect (white defect) occurs. Pattern defects are unacceptable problems for exposure transfer regardless of the type of transfer mask.

さらに、転写用マスク洗浄の際、洗浄薬液等によりクラックが拡大して、転写用マスクの基板の一部が剥がれることがあるので、転写用マスクの寿命が短くなることは確実である。したがって、比較例1の内部クラックが存在するマスクブランク用基板1を用いた転写用マスクは、生産ラインでの使用が困難であることが明らかである。   Furthermore, when the transfer mask is cleaned, cracks may expand due to cleaning chemicals and the like, and a part of the substrate of the transfer mask may be peeled off. Therefore, it is certain that the life of the transfer mask is shortened. Therefore, it is clear that the transfer mask using the mask blank substrate 1 having the internal cracks of Comparative Example 1 is difficult to use on the production line.

1 マスクブランク用基板(合成石英ガラス基板)
2 ハーフトーン型位相シフト膜(パターン形成用薄膜)
2a 位相シフトパターン
3 遮光膜(パターン形成用薄膜)
3a、3b 遮光膜パターン
4 レジスト膜
4a、4b レジストパターン
5 欠陥
10 マスクブランク
15 位相シフトマスク
50 火炎照射装置
52 火炎
71 主表面
72 端面
73 面取面
100 火炎処理装置
102 ステージ
104 火炎制御部
105 引火性ガス
112 ステージコントローラ
114 火炎処理制御部
1 Mask blank substrate (synthetic quartz glass substrate)
2 Halftone phase shift film (thin film for pattern formation)
2a Phase shift pattern 3 Light-shielding film (thin film for pattern formation)
3a, 3b Light-shielding film pattern 4 Resist film 4a, 4b Resist pattern 5 Defect 10 Mask blank 15 Phase shift mask 50 Flame irradiation device 52 Flame 71 Main surface 72 End face 73 Chamfering surface 100 Flame treatment device 102 Stage 104 Flame control unit 105 Inflammation Gas 112 Stage controller 114 Flame treatment controller

Claims (6)

対向する2つの主表面を有する基板からなるマスクブランク用基板の製造方法であって、
前記基板の主表面に対して研削を行う工程と、
研削が行われた前記基板の主表面に対して、前記基板の軟化点以上の燃焼温度の火炎を接触させる工程と、
前記火炎を接触させる工程を行った後に、前記基板の主表面に対して研磨を行う工程と
を有することを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。
A method of manufacturing a mask blank substrate comprising a substrate having two opposing main surfaces,
Grinding the main surface of the substrate;
A step of bringing a flame having a combustion temperature equal to or higher than the softening point of the substrate into contact with the main surface of the substrate that has been ground;
And a step of polishing the main surface of the substrate after performing the step of bringing the flame into contact with each other.
前記基板は、合成石英ガラスからなることを特徴とする請求項1に記載のマスクブランク用基板の製造方法。   The method for manufacturing a mask blank substrate according to claim 1, wherein the substrate is made of synthetic quartz glass. 前記火炎は、1600℃以上の燃焼温度であることを特徴とする請求項1又は2に記載のマスクブランク用基板の製造方法。   The method for manufacturing a mask blank substrate according to claim 1, wherein the flame has a combustion temperature of 1600 ° C. or higher. 前記火炎を接触させる工程は、前記基板の主表面を軟化させ、前記基板の主表面近傍に存在する内部クラックを除去することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のマスクブランク用基板の製造方法。 The mask according to any one of claims 1 to 3, wherein the step of bringing the flame into contact softens the main surface of the substrate and removes internal cracks existing in the vicinity of the main surface of the substrate. A method for manufacturing a blank substrate. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のマスクブランク用基板の製造方法で製造されたマスクブランク用基板の主表面上にパターン形成用の薄膜を成膜する工程を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法。   It has the process of forming the thin film for pattern formation on the main surface of the mask blank board | substrate manufactured with the manufacturing method of the mask blank board | substrate of any one of Claims 1-4. Mask blank manufacturing method. 請求項5に記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクのパターン形成用の薄膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法。   A method for producing a transfer mask, comprising a step of forming a transfer pattern on a thin film for pattern formation of a mask blank produced by the method for producing a mask blank according to claim 5.
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