JP2019214111A - Polishing method and polishing device - Google Patents
Polishing method and polishing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019214111A JP2019214111A JP2018113636A JP2018113636A JP2019214111A JP 2019214111 A JP2019214111 A JP 2019214111A JP 2018113636 A JP2018113636 A JP 2018113636A JP 2018113636 A JP2018113636 A JP 2018113636A JP 2019214111 A JP2019214111 A JP 2019214111A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- glass substrate
- carrier
- rectangular glass
- concave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
Description
本発明は研磨方法および研磨装置に関し、特に、透過型マスクブランク、反射型マスクブランク用ガラス基板研磨に用いて好適な技術に関する。 The present invention relates to a polishing method and a polishing apparatus, and more particularly to a technique suitable for polishing a glass substrate for a transmission mask blank and a reflection mask blank.
マスクブランク用矩形基板（例えば１５２ｘ１５２ｍｍ）の製造においては、特許文献１に記載されるように、円形シリコンウエハーで使用されているような遊星歯車機構を利用した研磨工程（以後両面研磨）がおこなわれている。 In manufacturing a rectangular substrate for mask blank (for example, 152 × 152 mm), as described in Patent Document 1, a polishing step (hereinafter, double-side polishing) using a planetary gear mechanism such as that used for a circular silicon wafer is performed. ing.
特許文献１に示されるような両面研磨では、マスクブランク用矩形基板を、この矩形基板と略同一のサイズである落とし込み抜き領域を有するキャリアに保持しながら両面研磨することになる。矩形基板は自公転されながら研磨されるが、キャリアの落とし込み抜き領域の位置により、自公転時に研磨布との接触距離が変化し、矩形基板における面内での研磨量に違いが発現し、それにより、平坦度の面内ばらつきが発生する。 In double-side polishing as disclosed in Patent Literature 1, double-side polishing is performed while a rectangular substrate for a mask blank is held on a carrier having a cut-out area having substantially the same size as the rectangular substrate. The rectangular substrate is polished while revolving around itself.However, the contact distance between the rectangular substrate and the polishing pad changes at the time of revolving, depending on the position of the carrier drop-out area, and a difference in the amount of polishing in the plane of the rectangular substrate appears. As a result, in-plane variation in flatness occurs.
このような両面研磨工程でマスクブランク用ガラス基板を研磨すると、マスク形成面を上面として、凸型（上凸）、凹型（下凸）、鞍型という、代表的な形状を持った平坦度を有するガラス基板が得られる。 When the glass substrate for a mask blank is polished in such a double-side polishing step, the flatness having a typical shape such as a convex shape (upward convex), a concave shape (lower convex), and a saddle shape is obtained with the mask forming surface as an upper surface. A glass substrate is obtained.
平坦度のさらなる要請に対し、歯車のない内キャリアが歯車のある外キャリアに入れ込まれたダブルキャリアを使った研磨方法が提案されている（特許文献２）。
このようなダブルキャリア方式では、内キャリアが自在に外キャリアのなかで動くので、基板面内で板厚の厚い領域に選択的に研磨圧がかかり、平坦度の改善、面内板厚ばらつきの補正が可能とされている。
In response to a further requirement for flatness, a polishing method using a double carrier in which an inner carrier without gears is inserted into an outer carrier with gears has been proposed (Patent Document 2).
In such a double carrier system, the inner carrier moves freely in the outer carrier, so that a polishing pressure is selectively applied to a thick region in the substrate surface, thereby improving the flatness and the variation in the in-plane plate thickness. Correction is possible.
現在、透過型マスクブランクでは、６インチサイズ基板で１００ｎｍ以下、反射型（ＥＵＶ用）マスクブランクで５０ｎｍ以下というような、高精度な平坦度の要請があり、さらに、これらよりも平坦度の高い（小さい数値の平坦度）基板の供給に対する要請も出されてきている。 At present, there is a demand for highly accurate flatness, such as 100 nm or less for a 6-inch size substrate and 50 nm or less for a reflective (for EUV) mask blank in a transmissive mask blank. (Small numerical flatness) There has been a demand for substrate supply.
このような高平坦度の基板を実現するために、特許文献３に記載されるように、局所研磨をおこなうことが知られている。 It is known that local polishing is performed as described in Patent Literature 3 in order to realize a substrate having such a high flatness.
しかし、特許文献１，２に示されるような両面研磨において、鞍型形状を有するような平坦度の基板になった場合には、その後、研磨を続けても、平坦度の良い平面が得られず、研削工程まで戻して再研磨する必要があるという問題があった。
このため、この両面研磨における製造途中の基板形状（平坦度の状態）として、続けて研磨をおこなってもよいか否かの基準を設定したいという要求がある。
However, in the case of double-side polishing as disclosed in Patent Documents 1 and 2, when a substrate having a flatness having a saddle-shaped shape is obtained, a flat surface having a good flatness can be obtained even if polishing is continued thereafter. However, there is a problem that it is necessary to return to the grinding step and re-polish.
For this reason, there is a demand to set a criterion as to whether or not polishing can be continuously performed as a substrate shape (a state of flatness) during manufacturing in the double-side polishing.
また、製造途中に確認した際にはよい平坦度となっていた矩形基板を、続けて研磨した際に、周囲四辺において研磨量が大きくなってしまうという、面ダレ形状が発生する場合があり、これを防止したいという要求があった。 In addition, when the rectangular substrate that had a good flatness when confirmed during manufacturing is continuously polished, the amount of polishing on the surrounding four sides becomes large, a surface sagging shape may occur, There was a request to prevent this.
さらに、特許文献３に記載された局所研磨のように、工程数が多く作業時間が長く高コストな方法を用いることなく高平坦度の矩形基板を実現することを可能にしたいという要求があった。 Further, there has been a demand that it is possible to realize a rectangular substrate having a high flatness without using a method that requires many steps, requires a long working time, and is expensive, such as the local polishing described in Patent Document 3. .
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
１．透過型マスクブランク、反射型マスクブランクに用いることが可能な高平坦度の矩形ガラス基板を、少工程数、短時間、低コストで製造可能とすること。
２．高平坦度の矩形ガラス基板を高収率で製造可能とすること。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to achieve the following objects.
1. A high-flatness rectangular glass substrate that can be used for a transmission mask blank and a reflection mask blank can be manufactured with a small number of steps, in a short time, and at low cost.
2. To be able to produce a high flatness rectangular glass substrate with high yield.
本願発明者らは、矩形ガラス基板を研磨する際に、前半の研磨工程で形成された加工面の形状によって、最終的な加工面の平坦度が影響されることを見出した。具体的には、砂研磨、ラッピング、と進められた段階で、矩形ガラス基板の研磨面は、その傾向として、以下の三種類に分類できる。
１．凸型状（図７）
２．凹型状（図８）
３．鞍型状（図９）
The present inventors have found that when polishing a rectangular glass substrate, the final flatness of the processed surface is affected by the shape of the processed surface formed in the first half polishing step. Specifically, at the stage where sand polishing and lapping are performed, the polishing surface of the rectangular glass substrate can be classified into the following three types as the tendency.
1. Convex shape (Fig. 7)
2. Concave shape (Fig. 8)
3. Saddle shape (Fig. 9)
これらは、いずれも、最終製品である矩形ガラス基板をマスクブランクスとする祭に、マスク層等を積層する成膜面となる加工面において、中心が周縁よりも突出した形状を凸状、その反対に加工面において、中心が周縁よりも凹んだ形状を凹型状、周縁における凹凸（面垂直方向における位置）が中心に対して、凹部と凸部とを有するものを意味する。 In any of these, when a rectangular glass substrate, which is the final product, is used as a mask blank, on the processing surface serving as a film forming surface for laminating a mask layer and the like, the shape whose center is protruded from the periphery is convex, and the opposite. In the processing surface, the shape in which the center is depressed from the periphery is a concave shape, and the unevenness (position in the direction perpendicular to the surface) on the periphery has a concave portion and a convex portion with respect to the center.
このなかで鞍型状は、特に、矩形の対角位置となる角部がそれぞれ凹部と凸部となっていることが多く、この鞍型状からは、後工程である仕上げ研磨をどのようにしても、平坦度の改善は望めないということがわかった。
このような知見を元に、本願発明者らは、平坦度の高い矩形ガラス基板を製造可能な本発明を完成した。
Of these, the saddle-shaped shape often has a concave portion and a convex portion at the corners, which are the diagonal positions of the rectangle, respectively. However, it was found that improvement in flatness could not be expected.
Based on such knowledge, the present inventors have completed the present invention capable of manufacturing a rectangular glass substrate having high flatness.
本発明の研磨方法は、マスクブランクとする矩形ガラス基板を研磨する方法であって、
前記矩形ガラス基板の成膜面側となる加工面が凹型状となるように研磨する凹研磨工程と、
前記凹研磨工程後に、前記加工面の周縁領域を主に研磨する周縁研磨工程と、
を有することにより上記課題を解決した。
本発明において、前記凹研磨工程後に凹型状とされた前記加工面が、ルジャンドル解析した際の二次項係数が所定の範囲となる形状に設定されていることがより好ましい。
本発明は、前記凹研磨工程が、前記矩形ガラス基板を上下定盤に挟持されたキャリアによって保持する両面研磨とされ、
前記キャリアが、前記矩形ガラス基板端部周囲に位置する内キャリアと、前記内キャリアの周囲に位置して前記内キャリアを面内回転可能とする外キャリアとを用いるダブルキャリア方式とされることが可能である。
また、本発明において、前記凹研磨工程および／または前記周縁研磨工程において、前記矩形ガラス基板端部周囲に位置するキャリアの厚さが、前記矩形ガラス基板端部の厚さに対して薄くなるよう設定される手段を採用することもできる。
また、前記凹研磨工程後に、前記加工面が前記所定の凹型状であるか検査する検査工程を有することができる。
また、前記凹研磨工程および／または前記周縁研磨工程において、研磨布表面にナップ層を有することが好ましい。
本発明の研磨装置は、上記のいずれか記載の研磨方法に用いる研磨装置であって、
前記矩形ガラス基板を前記キャリアによって保持して上下定盤に挟持させ、前記上下定盤および前記キャリアを前記矩形ガラス基板の被加工面と垂直な軸まわりにそれぞれ回転させて前記矩形ガラス基板の両面を研磨加工することができる。
本発明においては、前記矩形ガラス基板端部周囲に位置する前記キャリアの厚さが、前記矩形ガラス基板端部の厚さに対して薄くなるよう設定されることができる。
The polishing method of the present invention is a method of polishing a rectangular glass substrate as a mask blank,
A concave polishing step of polishing the processing surface to be a film forming surface side of the rectangular glass substrate so as to have a concave shape,
After the concave polishing step, a peripheral polishing step of mainly polishing a peripheral area of the processing surface,
Has solved the above-mentioned problem.
In the present invention, it is more preferable that the processed surface formed into a concave shape after the concave polishing step is set to a shape in which a quadratic coefficient when performing Legendre analysis falls within a predetermined range.
In the present invention, the concave polishing step is a double-side polishing in which the rectangular glass substrate is held by a carrier sandwiched between upper and lower platens,
The carrier may be of a double carrier type using an inner carrier located around the end of the rectangular glass substrate and an outer carrier located around the inner carrier and capable of rotating the inner carrier in a plane. It is possible.
Further, in the present invention, in the concave polishing step and / or the peripheral edge polishing step, the thickness of the carrier located around the edge of the rectangular glass substrate is smaller than the thickness of the edge of the rectangular glass substrate. Means to be set may be adopted.
The method may further include an inspection step of inspecting whether the processed surface has the predetermined concave shape after the concave polishing step.
In the concave polishing step and / or the peripheral edge polishing step, it is preferable that a nap layer is provided on the polishing cloth surface.
The polishing apparatus of the present invention is a polishing apparatus used for the polishing method according to any of the above,
The rectangular glass substrate is held by the carrier and sandwiched between upper and lower platens, and the upper and lower platens and the carrier are respectively rotated around axes perpendicular to a surface to be processed of the rectangular glass substrate, thereby forming both surfaces of the rectangular glass substrate. Can be polished.
In the present invention, the thickness of the carrier located around the edge of the rectangular glass substrate can be set to be smaller than the thickness of the edge of the rectangular glass substrate.
本発明の研磨方法は、マスクブランクとする矩形ガラス基板を研磨する方法であって、
前記矩形ガラス基板の成膜面側となる加工面が凹型状となるように研磨する凹研磨工程と、
前記凹研磨工程後に、前記加工面の周縁領域を主に研磨する周縁研磨工程と、
を有することにより、これらの凹研磨工程と周縁研磨工程とを組み合わせることで、最終的な矩形ガラス基板の成膜面における平坦度を向上することができることを見出した。
The polishing method of the present invention is a method of polishing a rectangular glass substrate as a mask blank,
A concave polishing step of polishing the processing surface to be a film forming surface side of the rectangular glass substrate so as to have a concave shape,
After the concave polishing step, a peripheral polishing step of mainly polishing a peripheral area of the processing surface,
It has been found that the combination of the concave polishing step and the peripheral polishing step can improve the flatness of the film-forming surface of the final rectangular glass substrate.
本発明において、前記凹研磨工程後に凹型状とされた前記加工面が、ルジャンドル解析した際の二次項係数が所定の範囲となる形状に設定されていることがより好ましい。
上述したように、凹型状とされた矩形ガラス基板を仕上げの工程において処理した場合に、必要な平坦度を有する矩形ガラス基板を製造することが可能となるが、この凹型状の状態を規定するために、必要な条件、つまり、最終工程である仕上げの工程へと供するに足る矩形ガラス基板における加工面の状態は、ルジャンドル解析した際の二次項係数が所定の範囲となる状態であることを本願発明者らは見出した。
In the present invention, it is more preferable that the processed surface having a concave shape after the concave polishing step is set to a shape in which a quadratic coefficient when performing Legendre analysis is within a predetermined range.
As described above, when the concave-shaped rectangular glass substrate is processed in the finishing step, a rectangular glass substrate having a required flatness can be manufactured. However, the concave-shaped state is defined. For this reason, the necessary conditions, that is, the state of the processed surface of the rectangular glass substrate that is sufficient for the finishing step, which is the final step, is such that the quadratic coefficient in Legendre analysis is in a predetermined range. The present inventors have found.
具体的には、矩形ガラス基板における加工面において、ｘは横方向の座標、ｙは縦方向の座標、Ｗは高さ方向の座標を示し、横方向、縦方向および高さ方向は互いに垂直であるとした際に、解析に用いるルジャンドル多項式は、次のように示される。 Specifically, on the processing surface of the rectangular glass substrate, x is the horizontal coordinate, y is the vertical coordinate, W is the height coordinate, and the horizontal, vertical and height directions are perpendicular to each other. Given that, the Legendre polynomial used for analysis is shown as follows:
Ｗ（ｘ，ｙ）はｍ、ｎをどのような大きな自然数でもとることができるので、どのような複雑な面形状を表すことが可能である。解析すべき表面形状は、粗さ、微小うねり、平坦度という成分に大別できる。その中で、平坦度に着目すると、五次項までとれば、必要なほとんどの成分が抽出できると思われる。
ルジャンドル多項式で５次までの表面形状をグラフとして図５に示す。その中で、本発明における凹形状の規定にもっとも有効なのは、第二次項である。
Since W (x, y) can take m and n as any large natural numbers, it is possible to represent any complicated surface shape. The surface shape to be analyzed can be roughly classified into components such as roughness, minute waviness, and flatness. Focusing on the flatness, most of the necessary components can be extracted up to the fifth order.
FIG. 5 is a graph showing the surface shape up to the fifth order in the Legendre polynomial. Among them, the second term is most effective in defining the concave shape in the present invention.
本発明においては、第二次項の係数、Ｐ［２］（ｘ）の値が０．００〜０．０３μｍ、Ｐ［２］（ｙ）の値が０．００〜０．０３μｍの範囲にあるときには、他の次数の係数の値に比べ、仕上げ後の加工面における平坦度が高くなることを見出した。 In the present invention, the coefficient of the second order term, the value of P [2] (x) is in the range of 0.00 to 0.03 μm, and the value of P [2] (y) is in the range of 0.00 to 0.03 μm. At times, it has been found that the flatness of the processed surface after finishing is higher than the values of the coefficients of other orders.
本発明は、前記凹研磨工程が、前記矩形ガラス基板を上下定盤に挟持されたキャリアによって保持する両面研磨とされ、
前記キャリアが、前記矩形ガラス基板端部周囲に位置する内キャリアと、前記内キャリアの周囲に位置して前記内キャリアを面内回転可能とする外キャリアとを用いるダブルキャリア方式とされることにより、凹研磨工程によって、透過型マスクブランク、反射型マスクブランクに用いることが可能な程度の平坦度を有する矩形ガラス基板を製造することができる凹型状の加工面を形成することが可能になる。
このダブルキャリア方式では、鞍型形状は発生し難いことを見出した。
In the present invention, the concave polishing step is a double-side polishing in which the rectangular glass substrate is held by a carrier sandwiched between upper and lower platens,
The carrier is an inner carrier located around the end of the rectangular glass substrate, and a double carrier method using an outer carrier that is located around the inner carrier and allows the inner carrier to rotate in a plane. By the concave polishing step, it is possible to form a concave-shaped processed surface on which a rectangular glass substrate having a degree of flatness that can be used for a transmission mask blank and a reflection mask blank can be manufactured.
With this double carrier system, it has been found that a saddle-shaped configuration is unlikely to occur.
また、本発明において、前記凹研磨工程および／または前記周縁研磨工程において、前記矩形ガラス基板端部周囲に位置するキャリアの厚さが、前記矩形ガラス基板端部の厚さに対して薄くなるよう設定されることにより、凹研磨工程および／または周縁研磨工程において、基板周縁部における研磨量が所定料を越えてしまい、周縁部において面ダレを起こすことを防止できる。 In the present invention, in the concave polishing step and / or the peripheral edge polishing step, a thickness of a carrier located around an edge of the rectangular glass substrate is smaller than a thickness of the edge of the rectangular glass substrate. With this setting, in the concave polishing step and / or the peripheral polishing step, it is possible to prevent the polishing amount at the peripheral portion of the substrate from exceeding a predetermined amount, thereby preventing the peripheral portion from being sagged.
また、前記凹研磨工程後に、前記加工面が前記所定の凹型状であるか検査する検査工程を有することにより、後工程において所望の平坦度を実現できない加工面を有する基板を排除して、収率を向上することが可能となる。 Further, after the concave polishing step, by having an inspection step of inspecting whether the processed surface has the predetermined concave shape, a substrate having a processed surface that cannot achieve a desired flatness in a subsequent step is eliminated, and The rate can be improved.
また、前記凹研磨工程および／または前記周縁研磨工程において、研磨布表面にナップ層を有することにより、各研磨工程において、所望の研磨状態となる加工面を有する矩形ガラス基板を有することが可能となる。 In addition, in the concave polishing step and / or the peripheral edge polishing step, by having a nap layer on the polishing cloth surface, it is possible to have a rectangular glass substrate having a processed surface in a desired polishing state in each polishing step. Become.
本発明の研磨装置は、上記のいずれか記載の研磨方法に用いる研磨装置であって、
前記矩形ガラス基板を前記キャリアによって保持して上下定盤に挟持させ、前記上下定盤および前記キャリアを前記矩形ガラス基板の被加工面と垂直な軸まわりにそれぞれ回転させて前記矩形ガラス基板の両面を研磨加工することにより、あらかじめ所定の凹型状に研磨加工した矩形ガラス基板をさらに仕上げ研磨して、所定の平坦度を有し、透過型マスクブランク、反射型マスクブランクに用いることが可能な矩形ガラス基板を製造することができる。
The polishing apparatus of the present invention is a polishing apparatus used for the polishing method according to any of the above,
The rectangular glass substrate is held by the carrier and sandwiched between upper and lower platens, and the upper and lower platens and the carrier are respectively rotated around axes perpendicular to a surface to be processed of the rectangular glass substrate, thereby forming both surfaces of the rectangular glass substrate. By polishing, a rectangular glass substrate previously polished to a predetermined concave shape is further polished, and has a predetermined flatness, and can be used as a transmission mask blank or a reflection mask blank. Glass substrates can be manufactured.
回転する上下両定盤の研磨面間にキャリアで保持された前記矩形ガラス基板を挟持し、前記矩形ガラス基板の両主表面を研磨する研磨装置であって、
前記キャリアは、
１枚の前記矩形ガラス基板を保持する基板保持部を備える内キャリアと、
前記内キャリアを回動自在に保持するキャリア保持部を複数有する外キャリアとからなり、
前記外キャリアを前記定盤の回転軸を中心に公転かつ自転させて前記矩形ガラス基板の両主表面を研磨する手段か、 前記キャリア保持部は真円状の開口である手段か、前記複数のキャリア保持部は、前記外キャリアの自転軸からの距離が等しい位置にそれぞれ設けられている手段か、前記外キャリアは外周に歯車が設けられており、
前記両面研磨装置は、
前記定盤の中心部に、当該定盤の回転軸と同心の回転軸で回転する太陽歯車が備えられ、
前記定盤の外周に、リング状で内側に歯車を有し、当該定盤の回転軸と同心の回転軸で
回転する内歯歯車が備えられ、
前記太陽歯車と前記内歯歯車が前記外キャリアの歯車と噛み合うことによって当該外キャリアを公転および自転させる手段か、前記上下両定盤の研磨面は、研磨布が設けられ、該研磨布表面に砥粒が含有されたナップ層を備える手段のいずれか、またはこれらを組み合わせて採用することができる。
A polishing apparatus that sandwiches the rectangular glass substrate held by a carrier between polishing surfaces of both upper and lower rotating platens, and polishes both main surfaces of the rectangular glass substrate,
The carrier is
An inner carrier including a substrate holding unit that holds one rectangular glass substrate;
An outer carrier having a plurality of carrier holding portions for rotatably holding the inner carrier,
Means for polishing the main surfaces of the rectangular glass substrate by revolving and rotating the outer carrier about the rotation axis of the surface plate, or means for the carrier holding portion being a perfect circular opening, or The carrier holding unit is provided at a position where the distance from the rotation axis of the outer carrier is equal to each other, or the outer carrier is provided with a gear on the outer periphery,
The double-side polishing apparatus,
At the center of the surface plate, a sun gear that rotates with a rotation axis concentric with the rotation axis of the surface plate is provided,
On the outer circumference of the surface plate, an internal gear that has a ring-shaped inner gear and that rotates on a rotation shaft concentric with the rotation axis of the surface plate,
Means for revolving and rotating the outer carrier by the sun gear and the internal gear meshing with the gear of the outer carrier, or a polishing surface of the upper and lower platens is provided with a polishing cloth, and a surface of the polishing cloth is provided. Any of the means having a nap layer containing abrasive grains, or a combination thereof can be employed.
本発明においては、前記矩形ガラス基板端部周囲に位置する前記キャリアの厚さが、前記矩形ガラス基板端部の厚さに対して薄くなるよう設定されることにより、周縁部における面ダレの発生を防止して、好ましい平坦度を有する矩形ガラス基板を製造することができる。 In the present invention, the thickness of the carrier located around the edge of the rectangular glass substrate is set to be smaller than the thickness of the edge of the rectangular glass substrate, so that the occurrence of surface sagging at the peripheral edge is generated. Is prevented, and a rectangular glass substrate having a preferable flatness can be manufactured.
本発明によれば、凹型状の加工面を形成する凹研磨工程と仕上げ工程となる周縁研磨工程とを組み合わせることで、最終的な矩形ガラス基板の成膜面における平坦度を向上して、透過型マスクブランク、反射型マスクブランクに用いることが可能な矩形ガラス基板を収率よく低コストに製造することができるという効果を奏することが可能となる。 According to the present invention, by combining the concave polishing step of forming a concave processed surface and the peripheral polishing step of a finishing step, the flatness of the film-forming surface of the final rectangular glass substrate is improved, and the transmission is improved. This makes it possible to produce a rectangular glass substrate that can be used for a mold mask blank and a reflective mask blank in good yield and at low cost.
以下、本発明に係る研磨方法および研磨装置の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における研磨装置を模式的に示す分解斜視図であり、図２は、本実施形態における研磨方法および研磨装置を示す模式断面図であり、図３は、本実施形態における研磨方法および研磨装置を示す模式断面図であり、図において、符号１０は、研磨装置である。
Hereinafter, a first embodiment of a polishing method and a polishing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating a polishing apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a polishing method and a polishing apparatus according to the present embodiment, and FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a polishing method and a polishing apparatus. In the figure, reference numeral 10 denotes a polishing apparatus.
本実施形態に係る研磨装置１０は、透過型マスクブランク、反射型マスクブランクに用いることが可能な矩形ガラス基板２０を両面研磨するものとされる。 The polishing apparatus 10 according to the present embodiment is configured to polish both sides of a rectangular glass substrate 20 that can be used for a transmission mask blank and a reflection mask blank.
本実施形態に係る研磨装置１０は、図１に示すように、上下一対の定盤３，４を備えている。これら定盤３，４は、それぞれの互いに対向する平面が研磨機能を有して構成されている。この研磨面には、後述するラッピング工程Ｓ０１で用いられる剛性を有する定盤表面、あるいは、砥粒を含有する固定砥粒部を備える面、または、後述するポリッシュ工程Ｓ０２またはスーパーポリッシュ工程Ｓ０４で用いられる研磨布が設けられた柔軟な面、などを採用することができる。 As shown in FIG. 1, the polishing apparatus 10 according to the present embodiment includes a pair of upper and lower platens 3 and 4. Each of the surface plates 3 and 4 has a surface facing each other having a polishing function. The polished surface has a rigid surface plate surface used in a lapping step S01 described later, or a surface provided with a fixed abrasive portion containing abrasive grains, or used in a polishing step S02 or a super polishing step S04 described later. And a flexible surface provided with a polishing cloth to be used.
後述するラッピング工程Ｓ０１で用いられる剛性を有する定盤３，４表面としては、例えば研削機能を有して構成されている。研削機能を有した平面（以下「研削面」という。）は、砥粒が固定された固定砥粒部を備えることによって実現すればよい。具体的には、例えば、研削面の形成材料として、球状黒鉛を含有する材料やダイヤモンド砥粒を含有する材料等を用いることによって、固定砥粒部としての機能（すなわち研削機能）を実現することが考えられる。ただし、必ずしも固定砥粒部による研削機能の実現に限定されることはなく、例えば、定盤３，４の平面に複数の溝を格子状に形成してこれを研削面とし、その溝にアルミナ砥粒等を含有する研削液を供給することによって、流動的に研削機能を実現することも考えられる。 The surfaces of the platens 3 and 4 having rigidity used in a lapping step S01 to be described later have, for example, a grinding function. A plane having a grinding function (hereinafter, referred to as a “grinding surface”) may be realized by providing a fixed abrasive portion to which abrasive grains are fixed. Specifically, for example, by using a material containing spheroidal graphite or a material containing diamond abrasive grains as a material for forming a grinding surface, a function as a fixed abrasive portion (that is, a grinding function) is realized. Can be considered. However, the present invention is not necessarily limited to the realization of the grinding function by the fixed abrasive part. For example, a plurality of grooves are formed in a grid on the surfaces of the surface plates 3 and 4 and these are used as a grinding surface. It is also conceivable that the grinding function is fluidly realized by supplying a grinding fluid containing abrasive grains and the like.
固定砥粒部としては、多数の砥粒を適当な結合剤（ボンド）でペレット状あるいはシート状に固定したものが好ましい。固定砥粒部に固定される砥粒（粒子）としては、ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）、炭化ケイ素、アルミナなどがあげられる。特にダイヤモンドが好適である。ダイヤモンド粒子を含む固定砥粒部としては、ダイヤモンドペレットやダイヤモンドシートなどが適用できる。ダイヤモンドペレットは、ダイヤモンド砥粒（粒子）を、樹脂（レジンボンド）、金属（メタルボンド）、粘土質結合剤（ビトリファイドボンド）で固結したものであり、薄い円盤状の固結体である。このダイヤモンドペレットは、定盤３、４の平面に接着剤等で貼り付けられ、固定砥粒部を形成する。 It is preferable that the fixed abrasive portion is formed by fixing a large number of abrasive particles in a pellet or sheet shape with an appropriate bonding agent (bond). Examples of the abrasive grains (particles) fixed to the fixed abrasive section include diamond, CBN (cubic boron nitride), silicon carbide, and alumina. Particularly, diamond is preferable. As the fixed abrasive portion containing diamond particles, diamond pellets, diamond sheets, and the like can be used. The diamond pellet is formed by solidifying diamond abrasive grains (particles) with a resin (resin bond), a metal (metal bond), and a clayey binder (vitrified bond), and is a thin disk-shaped solid body. The diamond pellets are adhered to the flat surfaces of the platens 3 and 4 with an adhesive or the like to form fixed abrasive grains.
ダイヤモンドシートは、ダイヤモンド砥粒（粒子）を樹脂（レジンボンド）で固めてシート状にしたものである。ダイヤモンドペレットやダイヤモンドシートの場合、ダイヤモンド砥粒（粒子）の粒度は、＃１０００〜＃４０００程度が好ましく、＃３０００程度（例えば、＃２９００〜＃３１００）がより好ましい。特にレジンボンドで砥粒（粒子）を固定した固定砥粒部を適用する場合においては、遊離砥粒を含む研削液を定盤の表面に供給することが望ましい。遊離砥粒が供給されない状態で、ガラス基板の主表面を研削し続けた場合、固定砥粒部の研削面にレジンボンドが固着して砥粒（粒子）が露出しなくなる目つぶれの現象を引き起こすことがあるためである。遊離砥粒としては、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素などの砥粒があげられる。特に、アルミナが好ましい。 The diamond sheet is a sheet formed by hardening diamond abrasive grains (particles) with a resin (resin bond). In the case of a diamond pellet or a diamond sheet, the particle size of diamond abrasive grains (particles) is preferably about # 1000 to # 4000, and more preferably about # 3000 (for example, # 2900 to # 3100). In particular, when a fixed abrasive portion in which abrasive grains (particles) are fixed by resin bond is applied, it is desirable to supply a grinding liquid containing free abrasive grains to the surface of the surface plate. If the main surface of the glass substrate is continuously ground in a state where the free abrasive grains are not supplied, a resin bond adheres to the ground surface of the fixed abrasive portion, causing a phenomenon of blindness in which the abrasive grains (particles) are not exposed. Because there are times. Examples of the free abrasive grains include abrasive grains such as alumina, zirconia, and silicon carbide. Particularly, alumina is preferable.
後述するポリッシュ工程Ｓ０２またはスーパーポリッシュ工程Ｓ０４で用いられる研磨布としては、例えばウレタン系研磨パッド、不織布系研磨パッド、またはスウェード系研磨パッドなどが用いられる。 As the polishing cloth used in the polishing step S02 or the super polishing step S04 described later, for example, a urethane polishing pad, a nonwoven fabric polishing pad, a suede polishing pad, or the like is used.
また、本実施形態においては、図３に示すように、定盤３，４に設けられて、後述するポリッシュ工程Ｓ０２またはスーパーポリッシュ工程Ｓ０４で用いられる研磨布（パッド）の表面に、ナップ層（ＮＡＰ層）と呼ばれる多孔質の樹脂層２１，２２を設けることもできる。この場合、図３に示すように、矩形ガラス基板２０よりも内キャリア１６が薄く設定されていることにより、可撓性のあるナップ層２１，２２が矩形ガラス基板２０表面よりも薄い内キャリア１６に接した状態で研磨がおこなわれるが、上述したように、内キャリア１６と矩形ガラス基板２０との厚さ寸法の関係を設定することで、矩形ガラス基板２０周縁が必要以上に研磨されることがなく、面ダレを発生することがない。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, a nap layer (pad) is provided on the surface of a polishing cloth (pad) provided on the surface plates 3 and 4 and used in a polishing step S02 or a super polishing step S04 described later. NAP layers) may be provided. In this case, as shown in FIG. 3, since the inner carrier 16 is set thinner than the rectangular glass substrate 20, the flexible nap layers 21 and 22 are thinner than the surface of the rectangular glass substrate 20. The polishing is performed in a state where the inner glass 16 is in contact with the inner glass 16. As described above, the peripheral edge of the rectangular glass substrate 20 is polished more than necessary by setting the relationship between the thickness of the inner carrier 16 and the rectangular glass substrate 20. And no surface sagging occurs.
ナップ層（樹脂層）２１，２２は、研磨布上に形成されており、矩形ガラス基板２０に当接する面に開口孔を有する。ナップ層（樹脂層）２１，２２を形成する樹脂としては、例えばポリウレタンやポリカーボネートなどが用いられる。
ナップ層（樹脂層）２１，２２を形成する樹脂の１００％モジュラスが５ＭＰａ以上、１４ＭＰａ以下であれば、ナップ層（樹脂層）２１，２２が硬いため、ナップ層（樹脂層）２１，２２の平坦な研磨面によって凸と凹の間隔が短い高次成分の平坦度が改善できる。ナップ層（樹脂層）２１，２２を形成する樹脂の１００％モジュラスは、好ましくは１０ＭＰａ以上１２ＭＰａ以下である。
The nap layers (resin layers) 21 and 22 are formed on a polishing cloth, and have openings on the surface in contact with the rectangular glass substrate 20. As the resin forming the nap layers (resin layers) 21 and 22, for example, polyurethane or polycarbonate is used.
If the 100% modulus of the resin forming the nap layers (resin layers) 21 and 22 is 5 MPa or more and 14 MPa or less, the nap layers (resin layers) 21 and 22 are hard, so that the nap layers (resin layers) 21 and 22 are hardened. A flat polished surface can improve the flatness of a high-order component in which the interval between the convex and concave portions is short. The 100% modulus of the resin forming the nap layers (resin layers) 21 and 22 is preferably 10 MPa or more and 12 MPa or less.
後述するポリッシュ工程Ｓ０２またはスーパーポリッシュ工程Ｓ０４で用いられる研磨スラリーは、研磨粒子と分散媒とを含む。研磨粒子は、例えばコロイダルシリカ、酸化セリウム、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、ダイヤモンド、チタニア、またはゲルマニアなどで形成される。分散媒としては、水、または有機溶媒などが用いられる。研磨スラリーは、定盤３，４の研磨布と矩形ガラス基板２０との間に供給される。 The polishing slurry used in the polishing step S02 or the super polishing step S04 described later contains abrasive particles and a dispersion medium. The abrasive particles are formed of, for example, colloidal silica, cerium oxide, alumina, zirconia, silicon carbide, diamond, titania, germania, or the like. As the dispersion medium, water or an organic solvent is used. The polishing slurry is supplied between the polishing cloths of the platens 3 and 4 and the rectangular glass substrate 20.
これら定盤３，４の間には、これらの中心軸（以下「回転軸」ともいう。）と同心となる位置に回転可能に配された太陽歯車１１と、太陽歯車１１の外周側にて当該太陽歯車１１と同心で回転可能に配された内歯歯車１２とが設けられている。さらに、太陽歯車１１の外周側で、かつ、内歯歯車１２の内周側となる位置には、外キャリア１３が設けられている。この外キャリア１３は、その外周部に、太陽歯車１１および内歯歯車１２に噛合する歯車部１４を有している。したがって、太陽歯車１１および内歯歯車１２の両方、または、いずれか一方を回転駆動すると、外キャリア１３は、定盤３，４の回転軸を中心にして、公転かつ自転することになる。 A sun gear 11 rotatably disposed at a position concentric with the center axis (hereinafter also referred to as a “rotation axis”) between the surface plates 3 and 4, and an outer peripheral side of the sun gear 11. The sun gear 11 and an internal gear 12 that is rotatably arranged concentrically are provided. Further, an outer carrier 13 is provided at a position on the outer peripheral side of the sun gear 11 and on the inner peripheral side of the internal gear 12. The outer carrier 13 has a gear portion 14 on its outer periphery that meshes with the sun gear 11 and the internal gear 12. Therefore, when both or one of the sun gear 11 and the internal gear 12 is driven to rotate, the outer carrier 13 revolves and rotates around the rotation axes of the bases 3 and 4.
また、外キャリア１３には、図１に示すように、真円状の開口であるキャリア保持部１５が複数設けられている。これら複数のキャリア保持部１５は、外キャリア１３の自転軸からの距離が等しい位置に、それぞれが設けられている。なお、本実施形態では、２つのキャリア保持部１５が存在している場合を示しているが、複数設けられていればその数については特に限定されるものではない。 As shown in FIG. 1, the outer carrier 13 is provided with a plurality of carrier holders 15 which are perfect circular openings. Each of the plurality of carrier holding portions 15 is provided at a position where the distance from the rotation axis of the outer carrier 13 is equal. In the present embodiment, the case where two carrier holding units 15 are present is shown, but the number is not particularly limited as long as a plurality of carrier holding units 15 are provided.
外キャリア１３における各キャリア保持部１５内には、それぞれに内キャリア１６が保持されている。内キャリア１６は、その外形がキャリア保持部１５と同様に真円状に設けられている。また、内キャリア１６は、回動自在に保持される程度にキャリア保持部１５の内径よりも小さな外径を有している。キャリア保持部１５と内キャリア１６との間の隙間は、大きくなり過ぎると内キャリア１６がキャリア保持部で揺動してしまう。揺動すると、オーバーハングしたときの矩形ガラス基板２０の主表面形状に悪影響を与える恐れがあるので、キャリア保持部１５の内径は、内キャリア１６が揺動しない程度で、かつ回動自在に保持される程度となるように設定することが望ましい。 An inner carrier 16 is held in each carrier holding portion 15 of the outer carrier 13. The outer shape of the inner carrier 16 is provided in the shape of a perfect circle like the carrier holding portion 15. Further, the inner carrier 16 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the carrier holding portion 15 to the extent that the inner carrier 16 is rotatably held. If the gap between the carrier holding portion 15 and the inner carrier 16 becomes too large, the inner carrier 16 swings at the carrier holding portion. The swinging may adversely affect the shape of the main surface of the rectangular glass substrate 20 when overhanging. Therefore, the inner diameter of the carrier holding portion 15 is rotatably held so that the inner carrier 16 does not swing. It is desirable to set so as to be the extent to be performed.
また、各内キャリア１６には、矩形状の開口である基板保持部１７が一つ設けられている。この基板保持部１７内には、研磨工程の処理対象となる矩形ガラス基板２０が保持されることになる。矩形ガラス基板２０が保持される基板保持部１７の中心位置は、内キャリア１６の回動中心と一致させることが考えられる。 Also, each inner carrier 16 is provided with one substrate holding portion 17 which is a rectangular opening. The rectangular glass substrate 20 to be processed in the polishing step is held in the substrate holding unit 17. It is conceivable that the center position of the substrate holding unit 17 holding the rectangular glass substrate 20 coincides with the center of rotation of the inner carrier 16.
内キャリア１６は、図２に示すように、矩形ガラス基板２０よりもやや薄い円板状に形成されている。さらには、外キャリア１３は、内キャリア１６よりもやや薄い厚さで形成されている。したがって、上下一対の定盤３，４が矩形ガラス基板２０を挟持すると、その矩形ガラス基板２０は、両主表面が各定盤３，４によって保持されるとともに、周縁部が内キャリア１６における基板保持部１７の内縁部に保持された状態となる。そして、その状態において、外キャリア１３および内キャリア１６が、上下一対の定盤３，４の各研磨面に接触してしまうことはほとんどない。
なお、図２では、内キャリア１６のみを示している。
The inner carrier 16 is formed in a disk shape slightly thinner than the rectangular glass substrate 20, as shown in FIG. Further, the outer carrier 13 is formed with a slightly smaller thickness than the inner carrier 16. Therefore, when the pair of upper and lower platens 3 and 4 sandwich the rectangular glass substrate 20, the rectangular glass substrate 20 has both main surfaces held by the respective platens 3 and 4 and the peripheral edge portion of the substrate in the inner carrier 16. The holding portion 17 is held by the inner edge. In this state, the outer carrier 13 and the inner carrier 16 hardly come into contact with the respective polished surfaces of the pair of upper and lower platens 3 and 4.
FIG. 2 shows only the inner carrier 16.
内キャリア１６、つまり、矩形ガラス基板２０の直近外側位置にあるキャリアを矩形ガラス基板２０よりも薄く設定することで、後述するように、矩形ガラス基板２０周縁部における面ダレの発生を防止することができる。
具体的には、内キャリア１６を矩形ガラス基板２０よりも０．５〜１．５ｍｍの範囲で薄く設定することが好ましい。
By setting the inner carrier 16, that is, the carrier located immediately outside the rectangular glass substrate 20 to be thinner than the rectangular glass substrate 20, it is possible to prevent the occurrence of surface sagging at the periphery of the rectangular glass substrate 20 as described later. Can be.
Specifically, it is preferable to set the inner carrier 16 to be thinner than the rectangular glass substrate 20 in the range of 0.5 to 1.5 mm.
また、内キャリア１６輪郭と、矩形状の開口である基板保持部１７輪郭との最近接距離、つまり、円形とされた内キャリア１６の輪郭と、この内キャリア１６と同心状に形成された矩形状の基板保持部１７輪郭とが、最も接近している基板保持部１７輪郭角部から内キャリア１６の円形輪郭までの距離が、２０ｍｍ以上、好ましくは、３０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下となるように設定される。 The closest distance between the contour of the inner carrier 16 and the contour of the substrate holding portion 17 which is a rectangular opening, that is, the contour of the circular inner carrier 16 and the rectangular shape formed concentrically with the inner carrier 16. The shape of the contour of the substrate holding part 17 is set so that the distance from the closest corner of the contour of the substrate holding part 17 to the circular contour of the inner carrier 16 is 20 mm or more, preferably 30 mm or more and 50 mm or less. Is done.
本実施形態において用いる両面研磨装置（研磨装置）１０は、矩形ガラス基板２０を保持するためのキャリアが、外キャリア１３と内キャリア１６とから構成されている。つまり、単体構成のシングルキャリアではなく、外キャリア１３と内キャリア１６とからなるダブルキャリア構造によって、矩形ガラス基板２０を保持するようになっている。これら太陽歯車１１、内歯歯車１２、および、外キャリア１３と内キャリア１６のダブルキャリア構造によって、両面研磨装置における遊星歯車機構が構成されている。 In the double-side polishing apparatus (polishing apparatus) 10 used in the present embodiment, a carrier for holding the rectangular glass substrate 20 is composed of an outer carrier 13 and an inner carrier 16. That is, the rectangular glass substrate 20 is held by a double carrier structure including the outer carrier 13 and the inner carrier 16 instead of a single carrier having a single structure. The sun gear 11, the internal gear 12, and the double carrier structure of the outer carrier 13 and the inner carrier 16 constitute a planetary gear mechanism in a double-side polishing apparatus.
本実施形態の両面研磨装置１０は、上下両定盤３，４の間に矩形ガラス基板２０が挟持された状態で、これらの相対位置を移動させる。相対位置の移動は、太陽歯車１１および内歯歯車１２の両方、または、いずれか一方を回転駆動して、外キャリア１３を公転かつ自転させることで行う。このとき、太陽歯車１１、内歯歯車１２等の回転駆動に合わせて、定盤３，４の両方、または、いずれか一方についても、回転駆動することが好ましい。このようにして定盤３，４に対する矩形ガラス基板２０の相対位置を移動させることで、矩形ガラス基板２０の両主表面に対して上下から同時に研磨を行う。 The double-side polishing apparatus 10 of the present embodiment moves the relative positions of the rectangular glass substrates 20 while the rectangular glass substrates 20 are sandwiched between the upper and lower stools 3 and 4. The relative position is moved by rotating and driving both the sun gear 11 and / or the internal gear 12 to revolve and rotate the outer carrier 13. At this time, it is preferable that both or one of the surface plates 3 and 4 be driven to rotate in accordance with the rotational drive of the sun gear 11, the internal gear 12, and the like. By moving the relative position of the rectangular glass substrate 20 with respect to the surface plates 3 and 4 in this manner, both main surfaces of the rectangular glass substrate 20 are simultaneously polished from above and below.
なお、外キャリア１３に対して内キャリア１６が固定された状態のシングルキャリアとして、研磨をおこなうことも可能である。特に、後述する仕上げの工程においては、シングルキャリアとして研磨をおこなうことが好ましい。 The polishing can be performed as a single carrier in which the inner carrier 16 is fixed to the outer carrier 13. In particular, it is preferable to perform polishing as a single carrier in the finishing step described later.
以下、本実施形態における研磨方法について説明する。
図４は、本実施形態における研磨方法における工程を示すフローチャートである。
Hereinafter, the polishing method according to the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a flowchart illustrating steps in the polishing method according to the present embodiment.
本実施形態における研磨方法は、図４に示すように、ラッピング工程Ｓ０１と、ポリッシュ工程Ｓ０２と、形状検査工程Ｓ０３と、スーパーポリッシュ工程Ｓ０４とを有するものとされる。 As shown in FIG. 4, the polishing method according to the present embodiment includes a lapping step S01, a polishing step S02, a shape inspection step S03, and a super polishing step S04.
本実施形態における研磨方法は、矩形ガラス基板２０を製造するためのものとされ、矩形ガラス基板２０は、マスクブランクの基材となるもので、例えば合成石英ガラスによって透光性を有する板状に形成されたものである。ただし、合成石英ガラスに限定されることはなく、例えば、石英ガラス、ＣａＦ２、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２等に代表される低熱膨張ガラスなどを用いて形成することも考えられる。また、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスも適用可能である。 The polishing method in the present embodiment is for manufacturing the rectangular glass substrate 20, and the rectangular glass substrate 20 is to be a base material of a mask blank, and is formed into a plate shape having a light transmitting property by, for example, synthetic quartz glass. It was formed. However, the present invention is not limited to synthetic quartz glass. For example, quartz glass, CaF 2 , soda lime glass, non-alkali glass, aluminosilicate glass, low thermal expansion glass represented by SiO 2 —TiO 2 and the like are used. It is also conceivable to form. Also, crystallized glass in which a β-quartz solid solution is precipitated can be used.
特に、矩形ガラス基板２０のガラスは、ＳｉＯ２を９０質量％以上含む石英ガラスが好ましい。石英ガラスに占めるＳｉＯ２含有量の上限値は、１００質量％である。石英ガラスは、一般的なソーダライムガラスに比べて、線膨張係数が小さく、温度変化による寸法変化が小さい。 In particular, the glass of the rectangular glass substrate 20 is preferably quartz glass containing 90% by mass or more of SiO 2 . The upper limit of the SiO 2 content in the quartz glass is 100% by mass. Quartz glass has a smaller linear expansion coefficient and smaller dimensional change due to temperature change than general soda-lime glass.
さらに、石英ガラスは、ＳｉＯ２の他に、ＴｉＯ２含んでよい。石英ガラスは、ＳｉＯ２を９０〜９５質量％、ＴｉＯ２を５〜１０質量％含んでよい。ＴｉＯ２含有量が５〜１０質量％であると、室温付近での線膨張係数が略ゼロであり、室温付近での寸法変化がほとんど生じない。石英ガラスは、ＳｉＯ２およびＴｉＯ２以外の微量成分を含んでもよいが、微量成分を含まないことが好ましい。 Further, quartz glass may contain TiO 2 in addition to SiO 2 . Quartz glass, a SiO 2 90-95 mass%, the TiO 2 may contain 5-10% by weight. When the TiO 2 content is 5 to 10% by mass, the coefficient of linear expansion near room temperature is substantially zero, and almost no dimensional change occurs near room temperature. Quartz glass may contain trace components other than SiO 2 and TiO 2 , but preferably does not contain trace components.
矩形ガラス基板２０は、マスクブランク用基板は、平面形状が矩形状、すなわち、四つの角が全て等しい四角形状である正方形状あるいは長方形状とされる輪郭形状を有するように形成されている。さらに、長方形や正方形の他、長方形や正方形の角を面取りした形を含む。なお、加工面とは、回路パターンとなるマスク層等を成膜する面とされ、多くは、下定盤３で加工される側である。 The rectangular glass substrate 20 is formed so that the mask blank substrate has a rectangular planar shape, that is, a square or rectangular contour shape in which all four corners are square. Furthermore, in addition to rectangles and squares, shapes including chamfered corners of rectangles and squares are included. The processing surface is a surface on which a mask layer or the like serving as a circuit pattern is formed, and is often a surface processed by the lower surface plate 3.
ラッピング工程Ｓ０１は、矩形ガラス基板２０の成膜面側となる加工面が凹型状となるように研磨する凹研磨工程を構成しており、ラッピング処理（砂研磨処理）を含有するものとされる。 The lapping step S01 constitutes a concave polishing step of polishing the processed surface on the film forming surface side of the rectangular glass substrate 20 so as to have a concave shape, and includes a lapping process (sand polishing process). .
ラッピング工程（砂研磨工程）Ｓ０１におけるラッピング処理は、ダブルキャリアによる両面処理とされ、さらに、スライス加工時等の前工程におけるガラスダメージを除去するために一定以上の研磨量が必要となる。また、加工レートは高いほうが望ましく、仕上がりの表面粗さとの兼ね合いで設定される。また、平坦度も重要である。特に、その平坦度は、２．０μｍ以下、望ましくは１．０μｍ以下、０．５μｍ以下程度の処理をおこなうものとされる。 The lapping process in the lapping process (sand polishing process) S01 is a double-sided process using a double carrier, and requires a certain amount of polishing to remove glass damage in a previous process such as slicing. It is desirable that the processing rate is high, and the processing rate is set in consideration of the finished surface roughness. Also, flatness is important. In particular, the flatness is set to about 2.0 μm or less, preferably about 1.0 μm or less, and about 0.5 μm or less.
なお、ラッピング工程Ｓ０１におけるラッピング処理は、上述した研磨装置１０において、定盤３，４を鋳鉄製として、比較的粗い砥粒（例えば粒径１０μｍ以上程度）を使用し、矩形ガラス基板２０に対して上下定盤３，４の圧力、および、下定盤３の回転数、上定盤４の回転数、内歯歯車１２の回転数、太陽歯車１１の回転数、キャリア１３，１６の公転数、キャリア１３，１６の自転数をそれぞれ適切に設定するという条件でおこなうことができる。
さらに、このラッピング処理は、１段階あるいは複数段階行われることができる。
The lapping process in the lapping step S01 is performed by using the above-described polishing apparatus 10 with the bases 3 and 4 made of cast iron, using relatively coarse abrasive grains (for example, a grain size of about 10 μm or more), And the pressures of the upper and lower stools 3, 4 and the number of revolutions of the lower stool 3, the number of revolutions of the upper stool 4, the number of revolutions of the internal gear 12, the number of revolutions of the sun gear 11, the number of revolutions of the carriers 13, 16, This can be performed under the condition that the rotation numbers of the carriers 13 and 16 are appropriately set.
Further, the lapping process can be performed in one or more stages.
ポリッシュ工程Ｓ０２は、ラッピング工程Ｓ０１後に施され、矩形ガラス基板２０の成膜面側となる加工面が凹型状となるように研磨する凹研磨工程を構成している。 The polishing step S02 is performed after the lapping step S01, and constitutes a concave polishing step of polishing the processed surface of the rectangular glass substrate 20 on the film forming surface side so as to have a concave shape.
ポリッシュ工程Ｓ０２は、ダブルキャリアによる両面研磨とされ、さらに、その形状（特に板厚）について所定寸法精度を得つつ、ラッピング工程のダメージを除去するために一定以上の研磨量が必要となる。また表裏の加工面が平坦面に加工され、特に、その平坦度は、１．０μｍ以下、望ましくは０．５μｍ以下、０．１μｍ以下程度の処理をおこなうものとされる。 The polishing step S02 is double-side polishing using a double carrier, and requires a certain amount or more of polishing in order to remove the damage in the lapping step while obtaining a predetermined dimensional accuracy in the shape (particularly, the plate thickness). In addition, the processed surfaces on the front and back are processed into flat surfaces, and the flatness is particularly processed to be 1.0 μm or less, preferably 0.5 μm or less, and 0.1 μm or less.
ポリッシュ工程Ｓ０２は、上述した研磨装置１０において、酸化セリウム砥粒を使用して、矩形ガラス基板２０に対して上下定盤３，４の圧力、および、下定盤３の回転数、上定盤４の回転数、内歯歯車１２の回転数、太陽歯車１１の回転数、キャリア１３，１６の公転数、キャリア１３，１６の自転数をそれぞれ適切に設定するという条件でおこなうことができる。 In the polishing step S02, the pressure of the upper and lower platens 3 and 4, the rotation speed of the lower platen 3, and the upper platen 4 , The number of rotations of the internal gear 12, the number of rotations of the sun gear 11, the number of revolutions of the carriers 13 and 16, and the number of rotations of the carriers 13 and 16 are appropriately set.
さらに、このポリッシュ工程Ｓ０２は、１段階あるいは複数段階行われる場合、研磨剤の粒径を段階的に小さくしていくことができる。
例えば、２段階の処理とした場合、初めの粗研磨工程としては、平均粒径２〜３μｍの酸化セリウム砥粒を含む研磨液を用い、定盤にウレタンタイプの研磨パッドを貼り付けた研磨面で矩形ガラス基板２０の両面を研磨するものとできる。さらに、２段目の精密研磨工程としては、平均粒径１μｍの酸化セリウム砥粒を含む研磨液を用い、定盤にスウェードタイプの研磨パッドを貼り付けた研磨面で矩形ガラス基板２０の両面を研磨するものとできる。
Further, when the polishing step S02 is performed in one step or a plurality of steps, the particle size of the abrasive can be gradually reduced.
For example, in the case of a two-stage process, the first rough polishing step uses a polishing liquid containing cerium oxide abrasive grains having an average particle diameter of 2 to 3 μm, and a polishing surface obtained by attaching a urethane type polishing pad to a surface plate. Then, both surfaces of the rectangular glass substrate 20 can be polished. Further, in the second-stage precision polishing step, a polishing liquid containing cerium oxide abrasive grains having an average particle diameter of 1 μm was used, and both sides of the rectangular glass substrate 20 were polished with a polishing pad having a suede type polishing pad attached to a surface plate. It can be polished.
ラッピング工程Ｓ０１とポリッシュ工程Ｓ０２とによって、矩形ガラス基板２０の成膜面側となる加工面が凹型状に処理される。 By the lapping step S01 and the polishing step S02, the processing surface on the film forming surface side of the rectangular glass substrate 20 is processed into a concave shape.
形状検査工程Ｓ０３においては、前工程である凹研磨工程によって処理された加工面の形状を検査する。具体的には、平坦度測定器により、矩形ガラス基板２０の加工面を測定し、そのデータをルジャンドル解析する。 In the shape inspection step S03, the shape of the processed surface processed in the concave polishing step, which is the previous step, is inspected. Specifically, the processing surface of the rectangular glass substrate 20 is measured by a flatness measuring device, and the data is subjected to a Legendre analysis.
次に、加工面の形状を規定する手法について説明する。 Next, a method for defining the shape of the processing surface will be described.
矩形ガラス基板２０の加工面の面内方向において、直交する二方向として、ｘ方向とｙ方向とを設定する。また、加工面に鉛直な方向をｚ方向とし、ｘｙ面内における加工面のｚ方向位置をＷ（ｘ，ｙ）とすると、加工面の形状Ｗ（ｘ，ｙ）は次式で表される。 In the in-plane direction of the processing surface of the rectangular glass substrate 20, an x direction and a y direction are set as two directions orthogonal to each other. Further, assuming that the direction perpendicular to the processing surface is the z direction and the position of the processing surface in the xy plane in the z direction is W (x, y), the shape W (x, y) of the processing surface is expressed by the following equation. .
上記式中、ｘは横方向の座標、ｙは縦方向の座標、ｚは高さ方向の座標を示し、横方向、縦方向および高さ方向は互いに垂直である。また、上記式中、ｍおよびｎはそれぞれ０以上の自然数であって、かつ、ｍとｎの和が０以上３０以下である。Ｐ［ｍ］（ｘ）やＰ［ｎ］（ｙ）は、一般的にルジャンドル多項式と呼ばれる。ルジャンドル多項式は直交多項式であるため、係数ａ（ｍ，ｎ）の値はｍ、ｎの上限値には依存しない。Ｗ（ｘ，ｙ）は、ｍとｎの和が０以上の全てのａ（ｍ，ｎ）Ｐ［ｍ］（ｘ）Ｐ［ｎ］（ｙ）を含むので、複雑な面形状を十分に表すことができる。以下、ｍとｎとの和を次数ｋ（ｋ＝ｍ＋ｎ）と呼ぶ。 In the above formula, x indicates horizontal coordinates, y indicates vertical coordinates, z indicates height coordinates, and the horizontal, vertical, and height directions are perpendicular to each other. In the above formula, m and n are each a natural number of 0 or more, and the sum of m and n is 0 or more and 30 or less. P [m] (x) and P [n] (y) are generally called Legendre polynomials. Since the Legendre polynomial is an orthogonal polynomial, the value of the coefficient a (m, n) does not depend on the upper limits of m and n. W (x, y) includes all a (m, n) P [m] (x) P [n] (y) in which the sum of m and n is 0 or more, so that a complex surface shape can be sufficiently expressed. Can be represented. Hereinafter, the sum of m and n is referred to as an order k (k = m + n).
図５は、次数ｋが１〜５のときのＰ［ｍ］（ｘ）Ｐ［ｎ］（ｙ）が表す面形状を示す図である。図５では、代表的に、（ｍ，ｎ）の組合せが（０，０）、（１，０）、（２，０
）、（３，０）、（４，０）、（５，０）のときのＰ［ｍ］（ｘ）Ｐ［ｎ］（ｙ）が表す面形状を示す。
FIG. 5 is a diagram illustrating a surface shape represented by P [m] (x) P [n] (y) when the order k is 1 to 5. In FIG. 5, typically, the combination of (m, n) is (0, 0), (1, 0), (2, 0).
), (3,0), (4,0), and (5,0) show the surface shape represented by P [m] (x) P [n] (y).
図５に（ｍ，ｎ）＝（０，０）で示すように、次数ｋが０（ゼロ）のときのＰ［ｍ］（ｘ）Ｐ［ｎ］（ｙ）によって表される面は、ｘｙ平面（ｚ＝０）に対して平行なオフセット面であり、平面であるので、加工面の平坦度に影響を与えない。 As shown in FIG. 5 by (m, n) = (0, 0), the plane represented by P [m] (x) P [n] (y) when the order k is 0 (zero) Since the offset plane is parallel to the xy plane (z = 0) and is a plane, it does not affect the flatness of the processing surface.
図５に（ｍ，ｎ）＝（１，０）で示すように、次数ｋが１のときのＰ［ｍ］（ｘ）Ｐ［ｎ］（ｙ）によって表される面は、ｘｙ平面に対して傾斜した平面であるので、加工面の平坦度に影響を与えない。 As shown in FIG. 5 by (m, n) = (1, 0), the plane represented by P [m] (x) P [n] (y) when the order k is 1 is on the xy plane. Since the flat surface is inclined with respect to the flat surface, the flatness of the processed surface is not affected.
図５に（ｍ，ｎ）＝（２，０）で示すように、次数ｋが２のときのＰ［ｍ］（ｘ）Ｐ［ｎ］（ｙ）によって表される面は、下凸の曲面であるので、加工面の平坦度に影響を与える。また、この次数ｋが２のときの曲面状態が、後工程である周縁研磨工程での仕上げ研磨後における矩形ガラス基板２０の加工面平坦度・平滑度に最も大きな影響を与える。
つまり、この次数ｋが２のときの曲面状態を制御することで、本実施形態における研磨方法で製造された矩形ガラス基板２０の加工面を所定の状態に制御することができる。
As shown in FIG. 5 by (m, n) = (2, 0), the plane represented by P [m] (x) P [n] (y) when the order k is 2 is a downward convex surface. Since it is a curved surface, it affects the flatness of the processed surface. Further, the curved surface state when the order k is 2 has the greatest influence on the flatness / smoothness of the processed surface of the rectangular glass substrate 20 after the finish polishing in the peripheral edge polishing step which is a subsequent step.
That is, by controlling the curved surface state when the order k is 2, the processed surface of the rectangular glass substrate 20 manufactured by the polishing method according to the present embodiment can be controlled to a predetermined state.
本実施形態における研磨方法においては、この次数ｋが２のときのＰ［ｍ］（ｘ）Ｐ［ｎ］（ｙ）の重み、つまり、次数ｋが２のときの係数ａ（ｍ，ｎ）の値を次のように、設定する。
０．００≦ａ（ｍ，ｎ）≦０．０５
In the polishing method according to the present embodiment, the weight of P [m] (x) P [n] (y) when the order k is 2, that is, the coefficient a (m, n) when the order k is 2 Is set as follows:
0.00 ≦ a (m, n) ≦ 0.05
図５に（ｍ，ｎ）＝（３，０）で示すように、次数ｋが３のときのＰ［ｍ］（ｘ）Ｐ［ｎ］（ｙ）によって表される面は、１つの凸を有する傾斜曲面であるので、加工面の平坦度に影響を与えるが、次数ｋが２のときの曲面に比べてその寄与は少ない。 As shown in FIG. 5 by (m, n) = (3, 0), the surface represented by P [m] (x) P [n] (y) when the order k is 3 is one convex Since this is a tilted curved surface having the following, the flatness of the processed surface is affected, but its contribution is smaller than that of the curved surface when the order k is 2.
図５に（ｍ，ｎ）＝（４，０）で示すように、次数ｋが４のときのＰ［ｍ］（ｘ）Ｐ［ｎ］（ｙ）によって表される面は、２つの下凸を有する曲面であるので、加工面の平坦度に影響を与えるが、次数ｋが３のときの曲面に比べてさらにその寄与は少ない。 As shown in FIG. 5 by (m, n) = (4, 0), the plane represented by P [m] (x) P [n] (y) when the order k is 4 is two lower planes. Since the curved surface has a convexity, it affects the flatness of the processed surface, but its contribution is smaller than that of the curved surface when the order k is 3.
図５に（ｍ，ｎ）＝（５，０）で示すように、次数ｋが５のときのＰ［ｍ］（ｘ）Ｐ［ｎ］（ｙ）によって表される面は、２つの下凸を有する傾斜曲面であるので、加工面の平坦度に影響を与えるが、次数ｋが４のときの曲面に比べてさらにその寄与は少ない。 As shown in FIG. 5 by (m, n) = (5, 0), the plane represented by P [m] (x) P [n] (y) when the order k is 5 has two lower surfaces. Since the inclined surface has a convexity, it affects the flatness of the processed surface, but its contribution is smaller than that of the curved surface when the order k is 4.
また、次数ｋが６以上であるすべてのＰ［ｍ］（ｘ）Ｐ［ｎ］（ｙ）を足した成分を高次成分と呼ぶ。本実施形態において、高次成分からの寄与は、次数ｋが５のときの曲面に比べてさらにその寄与は少ないため無視しうるものである。 Also, a component obtained by adding all P [m] (x) P [n] (y) whose order k is 6 or more is called a higher order component. In the present embodiment, the contribution from the higher-order component is negligible because the contribution is smaller than that of the curved surface when the order k is 5.
図６は、周縁研磨工程後の加工面の平坦度が０．０５μｍと０．５μｍとなった矩形ガラス基板２０における、凹研磨工程後でのルジャンドル多項式における次数等の実測値を示す比較図である。
図６に示すように、Ｐ［２］（ｘ）およびＰ［２］（ｙ）の値が大きいと、周縁研磨工程後の矩形ガラス基板２０加工面の平坦度が悪化する。
FIG. 6 is a comparison diagram showing actually measured values such as the order in the Legendre polynomial after the concave polishing step in the rectangular glass substrate 20 in which the flatness of the processed surface after the peripheral polishing step is 0.05 μm and 0.5 μm. is there.
As shown in FIG. 6, when the values of P [2] (x) and P [2] (y) are large, the flatness of the processed surface of the rectangular glass substrate 20 after the peripheral edge polishing step is deteriorated.
したがって、本実施形態では、Ｐ［２］（ｘ）および／またはＰ［２］（ｙ）の値を３０ｎｍ以下とし、この基準に当てはまらない凹研磨工程後の矩形ガラス基板２０をラッピング工程Ｓ０１の砂研磨まで戻すように選別し、再処理をおこなうものとする。 Therefore, in the present embodiment, the value of P [2] (x) and / or P [2] (y) is set to 30 nm or less, and the rectangular glass substrate 20 after the concave polishing step which does not meet this standard is subjected to the lapping step S01. Sorting is performed to return to sand polishing, and reprocessing is performed.
ここで、Ｐ［２］（ｘ）およびＰ［２］（ｙ）の値が０以下、または大きいとは、具体的に、図８，図９に示すように、凸型状または鞍型状となっているものを意味する。 Here, that the values of P [2] (x) and P [2] (y) are equal to or less than 0 or large, specifically, as shown in FIGS. Means
これにより、図８，図９に示すように、凹研磨工程後に凸型状または鞍型状となっている矩形ガラス基板２０を除去し、凹型状となった矩形ガラス基板２０のみを選択して後工程に送ることができる。 Thus, as shown in FIGS. 8 and 9, the convex or saddle-shaped rectangular glass substrate 20 is removed after the concave polishing step, and only the concave rectangular glass substrate 20 is selected. It can be sent to a post process.
スーパーポリッシュ工程Ｓ０４は、形状検査工程Ｓ０３によって選別された矩形ガラス基板２０に対して施され、凹型状となった矩形ガラス基板２０の成膜面側となる加工面において、その周縁を除去して規定の平坦度となるように研磨する周縁研磨工程を構成している。 The super polish step S04 is performed on the rectangular glass substrate 20 selected in the shape inspection step S03, and the peripheral edge is removed from the processing surface on the film forming surface side of the rectangular glass substrate 20 having the concave shape. A peripheral polishing step for polishing to a specified flatness is configured.
スーパーポリッシュ工程Ｓ０４は、シングルキャリアによる両面研磨とされ、さらに、その形状（特に板厚）について所定寸法精度を得つつ、表裏の加工面が平坦面に加工され、表面粗さについても精細化される。
スーパーポリッシュ工程Ｓ０４は、上述した研磨装置１０において、コロイダルシリカを使用し、矩形ガラス基板２０に対して上下定盤３，４の圧力、および、下定盤３の回転数、上定盤４の回転数、内歯歯車１２の回転数、太陽歯車１１の回転数、キャリア１３，１６の公転数、キャリア１３，１６の自転数をそれぞれ適切に設定するという条件でおこなうことができる。
In the super polish step S04, both sides are polished by a single carrier. Further, while obtaining a predetermined dimensional accuracy with respect to the shape (particularly the plate thickness), the front and back processing surfaces are processed into flat surfaces, and the surface roughness is also refined. You.
The super polish step S04 uses colloidal silica in the above-described polishing apparatus 10 and applies pressure to the upper and lower stools 3 and 4 with respect to the rectangular glass substrate 20, the number of rotations of the lower stool 3, and the rotation of the upper stool 4 The number of rotations, the number of rotations of the internal gear 12, the number of rotations of the sun gear 11, the number of revolutions of the carriers 13 and 16, and the number of rotations of the carriers 13 and 16 can be appropriately set.
一例として、スーパーポリッシュ工程Ｓ０４は、平均粒径50〜80ｎｍのコロイダルシリカ砥粒を含む研磨液を用い、定盤にスウェードタイプの研磨パッドを貼り付けた研磨面で矩形ガラス基板２０の両面を研磨するものとできる。 As an example, in the super polish step S04, both sides of the rectangular glass substrate 20 are polished with a polishing surface in which a suede type polishing pad is attached to a surface plate using a polishing liquid containing colloidal silica abrasive particles having an average particle size of 50 to 80 nm. You can do it.
スーパーポリッシュ工程Ｓ０４においては、図３に示すように、外キャリア１３に対して内キャリア１６が固定された状態のシングルキャリアとして、研磨をおこなうことが好ましい。 In the super polish step S04, it is preferable to perform polishing as a single carrier in a state where the inner carrier 16 is fixed to the outer carrier 13, as shown in FIG.
スーパーポリッシュ工程Ｓ０４においては、図３に示すように、定盤３，４に、ナップ層を２１，２２を表面に設けた研磨布を用いる。この場合、図３に示すように、矩形ガラス基板２０よりも内キャリア１６を薄く設定する。
具体的には、内キャリア１６を矩形ガラス基板２０よりも０．５〜１．５ｍｍの範囲で薄く設定する。
In the super polish step S04, as shown in FIG. 3, a polishing pad having nap layers 21 and 22 provided on the surfaces of the platens 3 and 4 is used. In this case, as shown in FIG. 3, the inner carrier 16 is set thinner than the rectangular glass substrate 20.
Specifically, the inner carrier 16 is set thinner than the rectangular glass substrate 20 in a range of 0.5 to 1.5 mm.
これにより、可撓性のあるナップ層２１，２２が矩形ガラス基板２０表面よりも薄い内キャリア１６に接した状態で研磨がおこなわれるが、キャリア（内キャリア）１６と矩形ガラス基板２０との厚さ寸法の関係を設定することで、矩形ガラス基板２０周縁が必要以上に研磨されることがなく、面ダレを発生することがない。 Thus, the polishing is performed in a state where the flexible nap layers 21 and 22 are in contact with the inner carrier 16 which is thinner than the surface of the rectangular glass substrate 20. By setting the relationship of the size, the peripheral edge of the rectangular glass substrate 20 is not polished more than necessary, and the surface sag does not occur.
図６は、矩形ガラス基板とキャリアとの厚さの差と、異常形状（面ダレ）発生率との関係を示すものである。
図６に示すように、スーパーポリッシュ工程Ｓ０４における矩形ガラス基板２０とキャリア（内キャリア）１６との厚さの差が、１．５ｍｍを越えると、面ダレが発生することが解る。すなわち、この範囲にスーパーポリッシュ工程Ｓ０４における矩形ガラス基板２０とキャリア（内キャリア）１６との厚さの差を設定することで、面ダレの発生を防止することが可能となる。
FIG. 6 shows the relationship between the difference in thickness between the rectangular glass substrate and the carrier and the occurrence rate of abnormal shapes (surface sagging).
As shown in FIG. 6, if the difference in thickness between the rectangular glass substrate 20 and the carrier (inner carrier) 16 in the super polish step S04 exceeds 1.5 mm, it can be seen that surface sagging occurs. That is, by setting the difference in thickness between the rectangular glass substrate 20 and the carrier (inner carrier) 16 in the super polish step S04 to this range, it is possible to prevent the occurrence of surface sagging.
本実施形態における研磨方法によれば、研磨装置１０を用いて、ラッピング工程Ｓ０１とポリッシュ工程Ｓ０２とからなる凹研磨工程によって凹型状の加工面を有する矩形ガラス基板２０を得るとともに、凹型状にできなかった矩形ガラス基板２０を形状検査工程Ｓ０３によって排除した後、スーパーポリッシュ工程Ｓ０４においてキャリア（内キャリア）１６との厚さの差を所定範囲として矩形ガラス基板２０を周縁研磨工程で処理することにより、面ダレを発生させずに、所望の平坦度を有して、透過型マスクブランク、反射型マスクブランクの製造に用いることが可能な矩形ガラス基板２０を収率よく得ることが可能となる。 According to the polishing method in the present embodiment, the rectangular glass substrate 20 having the concave-shaped processed surface can be obtained by the concave polishing step including the lapping step S01 and the polishing step S02 using the polishing apparatus 10, and the concave shape can be obtained. After eliminating the missing rectangular glass substrate 20 in the shape inspection step S03, the rectangular glass substrate 20 is subjected to a peripheral polishing step in a super polish step S04 with a difference in thickness from the carrier (inner carrier) 16 within a predetermined range. Thus, it is possible to obtain a rectangular glass substrate 20 having a desired flatness without causing surface sagging and having a desired flatness and which can be used for manufacturing a transmission mask blank and a reflection mask blank in a high yield.
これにより、透過型マスクブランクとして６インチサイズ基板の内側１４２ｍｍ領域で１００ｎｍ以下，反射型（ＥＵＶ用）マスクブランクで５０ｎｍ以下と言うような、高精度な平坦度を有する矩形ガラス基板２０を収率よく得ることが可能となるとともに、さらに小さい数値の平坦度を有する矩形ガラス基板２０を収率よく得ることが可能となる。 As a result, a rectangular glass substrate 20 having high precision flatness, such as 100 nm or less in a 142 mm area inside a 6-inch size substrate as a transmission type mask blank and 50 nm or less in a reflection type (for EUV) mask blank, is obtained. In addition to being able to obtain well, the rectangular glass substrate 20 having even smaller numerical flatness can be obtained with good yield.
また、本実施形態における研磨装置１０を用いて、ラッピング工程Ｓ０１の砂研磨処理からポリッシュ工程Ｓ０２まで、研磨ロットを揃えて研磨を進めることにより、矩形ガラス基板２０の表面形状改善のみならず、面内板厚ばらつきも抑えることができる。
これにより、ＥＵＶ露光時のマスク保持が裏面全面吸着なので、面内板厚ばらつきが、そのまま、主表面の平坦度に影響する反射型マスクブランクにおいても充分な基板特性を有する矩形ガラス基板２０を収率よく得ることが可能となる。
In addition, by using the polishing apparatus 10 of the present embodiment, the polishing is carried out in the same polishing lot from the sand polishing process in the lapping process S01 to the polishing process S02, so that not only the surface shape of the rectangular glass substrate 20 is improved but also the surface is improved. Variations in inner plate thickness can also be suppressed.
As a result, since the mask holding during EUV exposure is adsorbed on the entire back surface, the rectangular glass substrate 20 having sufficient substrate characteristics can be collected even in a reflective mask blank in which the in-plane plate thickness variation directly affects the flatness of the main surface. It is possible to obtain it efficiently.
特に、形状検査工程Ｓ０３において、直交多項式の中でもルジャンドル多項式を用いて矩形ガラス基板２０加工面形状の解析をおこなうとともに、図７に示す凹型状の基板のみを選別して後工程に送り、スーパーポリッシュ工程Ｓ０４における処理をおこなうことで、高収率化および低コスト化を図ることができる。 In particular, in the shape inspection step S03, the processed surface shape of the rectangular glass substrate 20 is analyzed using the Legendre polynomial among the orthogonal polynomials, and only the concave substrate shown in FIG. By performing the treatment in step S04, a high yield and a low cost can be achieved.
なお、本実施形態における各工程での構成を、適宜組み合わせる、あるいは省いておこなうことが可能である。 In addition, it is possible to appropriately combine or omit the configurations in each step in the present embodiment.
本実施形態における研磨方法によって製造される矩形ガラス基板２０は、マスク層等を成膜することで、マスクブランクを製造することができる。 The rectangular glass substrate 20 manufactured by the polishing method according to the present embodiment can manufacture a mask blank by forming a mask layer or the like.
マスクブランクは、矩形ガラス基板２０の加工面上に薄膜が形成されてなるものとされている。薄膜としては、所定の光学濃度を有する遮光膜、ハーフトーン型位相シフト膜、所定の透過率だけ露光光を透過する半透過膜などがある。また、これらの薄膜には、Ｃｒ（クロム）系材料、ＭＳｉ（遷移金属シリサイド、Ｍ：遷移金属）系材料、Ｔａ（タンタル）系材料等を母材とした単層膜または多層膜が用いられる。 The mask blank is formed by forming a thin film on the processing surface of the rectangular glass substrate 20. Examples of the thin film include a light-shielding film having a predetermined optical density, a halftone type phase shift film, and a semi-transmission film that transmits exposure light by a predetermined transmittance. For these thin films, a single-layer film or a multi-layer film using Cr (chromium) -based material, MSi (transition metal silicide, M: transition metal) -based material, Ta (tantalum) -based material, or the like as a base material is used. .
ここで、前記Ｃｒ（クロム）系材料としては、Ｃｒのほか、ＣｒＮ、ＣｒＯ、ＣｒＣＮ、ＣｒＣ、ＣｒＯＣ、ＣｒＣＮ、ＣｒＯＣＮなどが挙げられる。遷移金属シリサイド系材料（Ｍ：遷移金属）としては、ＭＳｉのほか、ＭＳｉＮ、ＭＳｉＯ、ＭＳｉＣＮ、ＭＳｉＣ、ＭＳｉＯＣ、ＭＳｉＣＮ、ＭＳｉＯＣＮなどが挙げられる。 Here, as the Cr (chromium) -based material, in addition to Cr, CrN, CrO, CrCN, CrC, CrOC, CrCN, CrOCN and the like can be mentioned. Examples of the transition metal silicide material (M: transition metal) include MSi, MSiN, MSO, MSiCN, MSiC, MSOC, MSiCN, MSiCN, and the like.
この遷移金属（Ｍ）としては、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｂ）、鉄（Ｆｅ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）の何れか一つ又は二つ以上の合金等が挙げられる。 As the transition metal (M), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), chromium (Cr), tungsten (W), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), vanadium (V), niobium (Nb), nickel (Ni), palladium (Pb), iron (Fe), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), iridium (Ir), platinum (Pt), zinc (Zn), gold (Au), silver Any one or more alloys of (Ag) are exemplified.
また、タンタル系材料としては、Ｔａのほか、ＴａＮ、ＴａＯ、ＴａＯＮ、ＴａＢＮ、ＴａＢＯ、ＴａＢＯＮ、ＴａＣ、ＴａＣＮ、ＴａＣＯ、ＴａＣＯＮなどが挙げられる。なお、マスクブランクは、薄膜上にレジスト膜を塗布してなるものであってもよい。 Examples of the tantalum-based material include TaN, TaO, TaON, TaBN, TaBO, TaBON, TaC, TaCN, TaCO, TaCON, and the like, in addition to Ta. The mask blank may be formed by applying a resist film on a thin film.
以下、本発明にかかる実施例を説明する。 Hereinafter, examples according to the present invention will be described.
次の条件で、１５２ｘ１５２ｍｍのマスクブランク用矩形ガラス基板を作成した。
まず、石英ガラスからなる６インチサイズ基板を用意し、
ガラス基板厚さ；７．０ｍｍ
内キャリア；塩化ビニル製、厚さ；４．０ｍｍ
外キャリア；塩化ビニル製、厚さ；４．０ｍｍ
として、両面研磨装置の上下定盤に研磨布を貼り付けた後、内キャリアにセットしたマスクブランクス用の矩形ガラス基板を外キャリアに２枚セットするダブルキャリア方式で、５キャリア分の矩形ガラス基板１００枚を１ロットとして、同時に以下の研磨条件でラッピングした。なお、加工荷重、処理時間は適宜調整しておこなった。
研削液；酸化アルミニウム、平均粒径；１０μｍ＋水
研磨面：鋳鉄ＦＣＤ４５０
上定盤回転数：１〜５０ｒｐｍ
下定盤回転数：１〜５０ｒｐｍ
Under the following conditions, a rectangular glass substrate for a mask blank of 152 × 152 mm was prepared.
First, prepare a 6-inch size substrate made of quartz glass,
Glass substrate thickness: 7.0mm
Inner carrier; made of vinyl chloride, thickness: 4.0 mm
Outer carrier; made of vinyl chloride, thickness: 4.0 mm
After attaching a polishing cloth to the upper and lower platens of a double-side polishing apparatus, a rectangular glass substrate for 5 carriers is set in a double carrier system in which two rectangular glass substrates for mask blanks set in an inner carrier are set in an outer carrier. 100 pieces were taken as one lot, and lapping was performed simultaneously under the following polishing conditions. The processing load and the processing time were appropriately adjusted.
Grinding fluid; aluminum oxide, average particle size: 10 μm + water Polished surface: cast iron FCD450
Upper platen rotation speed: 1 to 50 rpm
Lower platen rotation speed: 1 to 50 rpm
次に、このロットのガラス基板１００枚を次の条件でポリッシュした。なお、加工荷重、処理時間は適宜調整しておこなった。
研磨液；酸化セリウム、平均粒径；２〜３μｍ＋水
研磨布：軟質ポリシャ（発泡ウレタンタイプ）
上定盤回転数：１〜５０ｒｐｍ
下定盤回転数：１〜５０ｒｐｍ
次に、このロットのガラス基板１００枚を次の条件でポリッシュした。なお、加工荷重、処理時間は適宜調整しておこなった。
研磨液；酸化セリウム、平均粒径；１．０〜１．５μｍ＋水
研磨布：軟質ポリシャ（スウェードタイプ）
上定盤回転数：１〜５０ｒｐｍ
下定盤回転数：１〜５０ｒｐｍ
Next, 100 glass substrates of this lot were polished under the following conditions. The processing load and the processing time were appropriately adjusted.
Polishing liquid: Cerium oxide, average particle size: 2-3 µm + water Polishing cloth: Soft polisher (urethane foam type)
Upper platen rotation speed: 1 to 50 rpm
Lower platen rotation speed: 1 to 50 rpm
Next, 100 glass substrates of this lot were polished under the following conditions. The processing load and the processing time were appropriately adjusted.
Polishing liquid: Cerium oxide, average particle size: 1.0 to 1.5 μm + water Polishing cloth: Soft polisher (Suede type)
Upper platen rotation speed: 1 to 50 rpm
Lower platen rotation speed: 1 to 50 rpm
ポリッシュ後の基板加工面を、トロッペル社製平坦度測定装置により測定して、まず、図７に示す凹型状、図８に示す凸型状、図９に示す鞍型状に分類した。
その結果を表１に示す。
The processed surface of the polished substrate was measured by a flatness measuring device manufactured by Tropel, and was first classified into a concave shape shown in FIG. 7, a convex shape shown in FIG. 8, and a saddle shape shown in FIG.
Table 1 shows the results.
同時に、加工面形状のデータをルジャンドル多項式により表現した。
この結果のうち、２例を図６に示す。
At the same time, the data of the machined surface shape was represented by Legendre polynomials.
FIG. 6 shows two examples among the results.
また、１ロット１００枚のうち、Ｐ［２］（ｘ）およびＰ［２］（ｙ）の値が３０ｎｍ以下のものとし、Ｐ［２］（ｘ）およびＰ［２］（ｙ）の値が０以下、Ｐ［２］（ｘ）およびＰ［２］（ｙ）の値が３０ｎｍ以上のものとを選別した。
その結果を表２に示す。
Further, of 100 pieces of one lot, the values of P [2] (x) and P [2] (y) are 30 nm or less, and the values of P [2] (x) and P [2] (y) Is 0 or less, and those having values of P [2] (x) and P [2] (y) of 30 nm or more were selected.
The results are shown in Table 2.
次に、このロットのガラス基板１００枚を次の条件で、かつ、シングルキャリア式としてスーパーポリッシュした。なお、加工荷重、処理時間は適宜調整しておこなった。
研磨液；コロイダルシリカ砥粒、平均粒径；５０〜８０ｎｍ＋水
研磨布：超軟質ポリシャ（スウェードタイプ）
ナップ層：ポリウレタン
上定盤回転数：１〜５０ｒｐｍ
下定盤回転数：１〜５０ｒｐｍ
キャリアと基板との板厚；１．０ｍｍ
Next, 100 glass substrates of this lot were super-polished under the following conditions and as a single carrier type. The processing load and the processing time were appropriately adjusted.
Polishing liquid: Colloidal silica abrasive, average particle diameter: 50 to 80 nm + water Polishing cloth: Super soft polisher (Suede type)
Nap layer: Polyurethane Upper platen rotation speed: 1 to 50 rpm
Lower platen rotation speed: 1 to 50 rpm
Board thickness between carrier and substrate; 1.0 mm
研磨の終了した基板に対して、その加工面の形状、平坦度、を測定した。
その結果を表３に示す。
The shape and flatness of the processed surface of the polished substrate were measured.
The results are shown in Table 3.
さらに、キャリアの厚さを表４に示すように変化させ面ダレの発生を観察した。
その結果を表４に示す。
Further, the thickness of the carrier was changed as shown in Table 4, and the occurrence of surface sagging was observed.
The results are shown in Table 4.
また、比較のため、ポリッシュをシングルキャリアとした以外は同じ条件で研磨をおこなった。
その結果を表５示す。
For comparison, polishing was performed under the same conditions except that the polish was a single carrier.
Table 5 shows the results.
上記の結果から、以下のことがわかる。
１．シングルキャリアに比べてダブルキャリアでは、凹型状の収率が高い。
２．凹型状でありＰ［２］（ｘ）およびＰ［２］（ｙ）の値が０〜５０ｎｍにした基板をスーパーポリッシュすると、平坦度５０ｎｍ以下の取得率が向上する。
３．鞍型状になった基板からは、平坦度が５０ｎｍ以下の範囲とならない。
４．Ｐ［２］（ｘ）およびＰ［２］（ｙ）の値が０ｎｍ以下、３０ｎｍ以上であると、平坦度の値が大きくなる。
５．Ｐ［２］（ｘ）およびＰ［２］（ｙ）の値のみで、凹型状か否かの判定をおこなうことができる。
６．スーパーポリッシュで、基板とキャリアとの厚さの差が０．５〜１．５ｍｍであると、面ダレが発生しない。
The following can be seen from the above results.
1. The yield of the concave shape is higher in the double carrier than in the single carrier.
2. When a substrate having a concave shape and having P [2] (x) and P [2] (y) values of 0 to 50 nm is super-polished, the acquisition rate of flatness of 50 nm or less is improved.
3. From the saddle-shaped substrate, the flatness does not fall within the range of 50 nm or less.
4. When the values of P [2] (x) and P [2] (y) are 0 nm or less and 30 nm or more, the value of flatness increases.
5. It is possible to determine whether or not it is a concave shape only by the values of P [2] (x) and P [2] (y).
6). If the difference in thickness between the substrate and the carrier is 0.5 to 1.5 mm in super polish, no surface sagging occurs.
本発明の活用例として、フォトマスクブランクスＡｒＦ用ガラス基板、ＫｒＦ用ガラス基板、バイナリー用ガラス基板、ＥＵＶ用ガラス基板、ＭＯＭＧ用ガラス基板を挙げることができる。 Examples of utilization of the present invention include glass substrates for photomask blanks ArF, glass substrates for KrF, glass substrates for binary, glass substrates for EUV, and glass substrates for MOMG.
１０…研磨装置
３，４…定盤
１１…太陽歯車
１２…内歯歯車
１３…外キャリア
１４…歯車部
１５…キャリア保持部
１６…内キャリア
１７…基板保持部
２０…矩形ガラス基板
２１，２２…ナップ層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Polishing apparatus 3, 4 ... Surface plate 11 ... Sun gear 12 ... Internal gear 13 ... External carrier 14 ... Gear part 15 ... Carrier holding part 16 ... Inner carrier 17 ... Substrate holding part 20 ... Rectangular glass substrate 21,22 ... Nap layer
Claims (8)
前記矩形ガラス基板の成膜面側となる加工面が凹型状となるように研磨する凹研磨工程と、
前記凹研磨工程後に、前記加工面の周縁領域を主に研磨する周縁研磨工程と、
を有する
ことを特徴とする研磨方法。 A method of polishing a rectangular glass substrate to be a mask blank,
A concave polishing step of polishing the processing surface to be a film forming surface side of the rectangular glass substrate so as to have a concave shape,
After the concave polishing step, a peripheral polishing step of mainly polishing a peripheral area of the processing surface,
A polishing method comprising:
ことを特徴とする請求項１記載の研磨方法。 2. The polishing method according to claim 1, wherein the processed surface having a concave shape after the concave polishing step is set to a shape such that a quadratic coefficient when performing Legendre analysis falls within a predetermined range. 3.
前記キャリアが、前記矩形ガラス基板端部周囲に位置する内キャリアと、前記内キャリアの周囲に位置して前記内キャリアを面内回転可能とする外キャリアとを用いるダブルキャリア方式とされる
ことを特徴とする請求項１または２記載の研磨方法。 The concave polishing step is a double-side polishing in which the rectangular glass substrate is held by a carrier sandwiched between upper and lower platens,
The carrier may be of a double carrier type using an inner carrier located around the edge of the rectangular glass substrate and an outer carrier located around the inner carrier and enabling the inner carrier to rotate in-plane. The polishing method according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の研磨方法。 In the concave polishing step and / or the peripheral polishing step, the thickness of the carrier located around the edge of the rectangular glass substrate is set to be smaller than the thickness of the edge of the rectangular glass substrate. The polishing method according to any one of claims 1 to 3, wherein
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の研磨方法。 The polishing method according to any one of claims 1 to 4, further comprising an inspection step of inspecting whether the processed surface has the predetermined concave shape after the concave polishing step.
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の研磨方法。 The polishing method according to claim 1, wherein a nap layer is provided on a polishing cloth surface in the concave polishing step and / or the peripheral edge polishing step.
前記矩形ガラス基板を前記キャリアによって保持して上下定盤に挟持させ、前記上下定盤および前記キャリアを前記矩形ガラス基板の被加工面と垂直な軸まわりにそれぞれ回転させて前記矩形ガラス基板の両面を研磨加工する
ことを特徴とする研磨装置。 A polishing apparatus used in the polishing method according to any one of claims 3 to 6,
The rectangular glass substrate is held by the carrier and sandwiched between upper and lower platens, and the upper and lower platens and the carrier are respectively rotated around axes perpendicular to a surface to be processed of the rectangular glass substrate, thereby forming both surfaces of the rectangular glass substrate. A polishing apparatus characterized by polishing a surface.
ことを特徴とする請求項７記載の研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 7, wherein the thickness of the carrier located around the edge of the rectangular glass substrate is set to be smaller than the thickness of the edge of the rectangular glass substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018113636A JP7144204B2 (en) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Polishing method and polishing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018113636A JP7144204B2 (en) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Polishing method and polishing apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019214111A true JP2019214111A (en) | 2019-12-19 |
| JP7144204B2 JP7144204B2 (en) | 2022-09-29 |
Family
ID=68918247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018113636A Active JP7144204B2 (en) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Polishing method and polishing apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7144204B2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000288922A (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-17 | Hoya Corp | Polishing carrier, polishing method and manufacture of information recording medium substrate |
| JP2016004821A (en) * | 2014-06-13 | 2016-01-12 | 旭硝子株式会社 | Manufacturing method of glass substrate for mask blank |
| JP2017161807A (en) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | Hoya株式会社 | Manufacturing method of substrate, manufacturing method of mask blank, and manufacturing method of transfer mask |
| US20190099858A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Uchicago Argonne, Llc | Channel cut polishing machine |
-
2018
- 2018-06-14 JP JP2018113636A patent/JP7144204B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000288922A (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-17 | Hoya Corp | Polishing carrier, polishing method and manufacture of information recording medium substrate |
| JP2016004821A (en) * | 2014-06-13 | 2016-01-12 | 旭硝子株式会社 | Manufacturing method of glass substrate for mask blank |
| JP2017161807A (en) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | Hoya株式会社 | Manufacturing method of substrate, manufacturing method of mask blank, and manufacturing method of transfer mask |
| US20190099858A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Uchicago Argonne, Llc | Channel cut polishing machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7144204B2 (en) | 2022-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101271644B1 (en) | Mask blank substrate | |
| JP6002528B2 (en) | Manufacturing method of glass substrate for mask blank, manufacturing method of mask blank, manufacturing method of mask, and manufacturing method of imprint mold | |
| TWI461840B (en) | Mask blank substrate, mask blank, photomask, and methods of manufacturing the same | |
| TWI610124B (en) | Mask blank substrate, mask blank, reflective mask blank, transfer mask, and reflective mask, as well as methods of manufacturing the same | |
| JP2004029735A (en) | Substrate for electronic device, mask blank using the same, mask for transfer, method for producing these, polishing apparatus and polishing method | |
| EP1710045B1 (en) | A substrate and a method for polishing a substrate | |
| JP6206831B2 (en) | Manufacturing method of mask blank substrate for EUV lithography, manufacturing method of substrate with multilayer reflective film for EUV lithography, manufacturing method of mask blank for EUV lithography, and manufacturing method of transfer mask for EUV lithography | |
| JP2006011434A (en) | Manufacturing method for mask blank substrate, mask blank and transfer mask | |
| TW201631379A (en) | Substrate for mask blank, mask blank, methods for manufacturing substrate for mask blank and mask blank, method for manufacturing transfer mask, and method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2008142802A (en) | Manufacturing method for substrate and substrate | |
| JP5785837B2 (en) | Mask blank substrate manufacturing method, mask blank manufacturing method, transfer mask manufacturing method, reflective mask blank manufacturing method, and reflective mask manufacturing method | |
| JP6628646B2 (en) | Method of manufacturing substrate, method of manufacturing mask blank, and method of manufacturing transfer mask | |
| JP7144204B2 (en) | Polishing method and polishing apparatus | |
| JP2013071212A (en) | Method for manufacturing substrate, method for manufacturing mask blank, method for manufacturing mask for transfer, and correction carrier | |
| JP6823376B2 (en) | Substrate manufacturing method, mask blank manufacturing method, and transfer mask manufacturing method | |
| JP5671305B2 (en) | Mask blank substrate manufacturing method, mask blank manufacturing method, and transfer mask manufacturing method | |
| JP5989394B2 (en) | Mask blank substrate manufacturing method, mask blank manufacturing method, and transfer mask manufacturing method | |
| JP5989393B2 (en) | Mask blank substrate manufacturing method, mask blank manufacturing method, and transfer mask manufacturing method | |
| JP5674201B2 (en) | Substrate manufacturing method, mask blank manufacturing method, transfer mask manufacturing method, and correction carrier | |
| TW202232230A (en) | Glass substrate for euvl, and mask blank for euvl | |
| JP2015114356A (en) | Manufacturing method of substrate having functional film, manufacturing method of substrate having multilayer film, manufacturing method of mask blank, and manufacturing method of mask for transfer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210405 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220315 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220516 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220830 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220915 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7144204 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |