JP3126188B2 - Quartz glass substrate for photomask - Google Patents

Quartz glass substrate for photomask

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JP3126188B2
JP3126188B2 JP32715191A JP32715191A JP3126188B2 JP 3126188 B2 JP3126188 B2 JP 3126188B2 JP 32715191 A JP32715191 A JP 32715191A JP 32715191 A JP32715191 A JP 32715191A JP 3126188 B2 JP3126188 B2 JP 3126188B2
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temperature
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信也 菊川
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    • C03C2201/23Doped silica-based glasses containing non-metals other than boron or halide containing hydroxyl groups

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フォトマスク用石英ガ
ラス基板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quartz glass substrate for a photomask.

【0002】[0002]

【従来の技術】石英ガラスは、近赤外から真空紫外域ま
での広範囲の波長にわたって透明な材料であること、並
びに熱膨張率が極めて小さく寸法安定性に優れているこ
と、 に化学的な耐久性に優れていることのために、
LSIのフォトリソグラフィ工程等に用いられるフォト
マスク用基板材料として最適であり、広く用いられてい
る。
BACKGROUND ART quartz glass, it is transparent material over a wide range of wavelengths from the near infrared to vacuum ultraviolet region, and that the thermal expansion coefficient and excellent extremely small dimensional stability, is et to chemical For excellent durability,
It is most suitable and widely used as a photomask substrate material used in an LSI photolithography process and the like.

【0003】一方、近年のLSIの集積度の高密度化の
進展は目ざましく、そのための加工技術の微細化への要
求・期待も大きなものがある。今後、DRAMの集積度
として、16M〜64Mへ移行してくにあたっては、
フォトリソグラフィ技術についても、露光波長の短波長
化や位相シフト法の実用化が焦眉の課題となっている。
On the other hand, recent advances in the integration density of LSIs have been remarkable, and there has been a great demand and expectation for the miniaturization of the processing technology. In the future, as the degree of integration of the DRAM, when the rather have migrated to 16M~64M,
For even photo lithography technology, a shorter wavelength and the practical use of the phase shift method of exposure wavelength it has become an issue of urgent.

【0004】かかる背景のもと、位相シフト法の実用化
に向けては、従来にも増してより高機能で高品位なフォ
トマスクが求められており、そのための製造プロセス
も、従来の技術、すなわちスパッタ法による遮光膜であ
るクロム膜の形成やフォトレジストを用いてのウエット
/ドライエッチングによるパターニングといった比較的
低温度域のみのプロセスからより高温のプロセスを採
用するニーズが生じてきている。
[0004] Against this background, for the practical use of the phase shift method, there is a demand for a more sophisticated and higher quality photomask than ever before. that is, from a relatively low temperature region only process such patterning by wet / dry etching using a formation and photoresist chromium film is the light-shielding film by spatter method, it has been caused a need to adopt a higher temperature process .

【0005】また、露光波長の短波長化に向けては、今
後エキシマレーザーによる露光が実用化されると予測さ
れているが、従来の石英ガラス基板の場合、エキシマレ
ーザー照射により誘起される構造欠陥に伴う波長230
〜300nm域での吸収増加が露光量の低下をもたら
し、さらには、これら構造欠陥に基づく蛍光発光が迷光
としてレジストを感光させシャープなマスクパターン
の形成を阻害するといった問題を有している。
[0005] Further, it is predicted that excimer laser exposure will be put to practical use in the future to shorten the exposure wavelength. However, in the case of a conventional quartz glass substrate, structural defects induced by excimer laser irradiation are expected. Wavelength 230 accompanying
An increase in absorption in the range of up to 300 nm causes a decrease in exposure dose, and furthermore, there is a problem that fluorescent emission based on these structural defects exposes the resist as stray light and hinders formation of a sharp mask pattern.

【0006】さらに、マスクパターンの超微細化に伴
い、基板材料の光学的均質性についても充分な配慮をす
る必要が生じている。
[0006] In addition, with the super-miniaturization of mask pattern, are necessary to have produced a sufficient consideration also optical homogeneity of the substrate material.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の問題点を解消し、位相シフト法や露光波長の短波長化
を実用化する上で有用な、フォトマスク用石英ガラス
を提供するにある。
The object of the present invention is to solve the above is to solve the problems described above, useful in the practical use of shorter wavelength of the phase shift method and the exposure wavelength, the photo mask for the quartz glass base
Is in providing board .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するべくなされたものであり、ハロゲン含有量が10
ppm以下、OH含有量が100ppm以下、重金属お
よびアルカリ金属の含有量の総計が1ppm以下であっ
て、徐冷点が1150℃以上であることを特徴とするフ
ォトマスク用石英ガラス基板を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a halogen content of 10%.
What is provided is a quartz glass substrate for a photomask, wherein the OH content is 100 ppm or less, the total content of heavy metals and alkali metals is 1 ppm or less, and the annealing point is 1150 ° C. or more. It is.

【0009】発明フォトマスク用石英ガラス基板に
おいて板の外径(円形の場合はその直径、矩形の
場合は短辺の長さ)をDとするとき、基板の面内中心
中心とし半径0.4×Dの円で囲まれる領域内の屈折
率の変動幅が3×10-6以下であることが好ましい
[0009] In a quartz glass substrate for a photomask of the present invention, the outer diameter (circular case of its diameter, in the case of a rectangular length of the short side) of the base plate when the is D, the plane center of the substrate
It is preferable that the fluctuation range of the refractive index in a region surrounded by a circle having a center and a radius of 0.4 × D is 3 × 10 −6 or less.

【0010】また本発明フォトマスク用用石英ガラス
基板において、プラズマエッチング処理前後で波長
230〜300nmの範囲での吸光係数の増加が0.0
05cm-1以下であることが好ましい
[0010] In a quartz glass substrate for a photo mask of the present invention, before and after the plasma etching process, an increase in extinction coefficient in the wavelength range of 230 to 300 nm 0.0
It is preferably not more than 05 cm -1 .

【0011】また本発明フォトマスク用石英ガラス基
板において、248nmのKrFエキシマレーザーを
200mJ/cm2 ・pulse×200Hzの照射強
度で、10万J/cm2 の累積照射量まで照射した後の
吸光係数の増加が0.005cm-1以下であることが好
ましい
In the quartz glass substrate for a photomask according to the present invention, a KrF excimer laser of 248 nm is irradiated at an irradiation intensity of 200 mJ / cm 2 · pulse × 200 Hz to a cumulative irradiation amount of 100,000 J / cm 2 . It is preferable that the increase in the extinction coefficient is 0.005 cm -1 or less.
Good .

【0012】本発明において、フォトマスク用石英ガラ
ス基板に含有されるハロゲン量は、10ppm以下であ
これを超えるハロゲンが含有される場合には、耐熱
性が低下する。また、OH含有量は、100ppm以下
であり、好ましくは50ppm以下である。100pp
mを超えるOH量を含有する場合には、ハロゲンと同じ
く耐熱性が低下する。重金属およびアルカリ金属の含有
量については、その総和が1ppm以下である。1pp
を超えて含有する場合には、短波長領域での分光透過
率の低下をもたらす。また、徐冷点とはガラスの粘度が
1013ポイズを示す温度であるが、これは1150℃以
上であるかかる温度以上の徐冷点を有すれば、フォト
マスク作成上のプロセス温度として約1000℃を採用
できる
In the present invention, the amount of halogen contained in the quartz glass substrate for a photomask is 10 ppm or less . When the halogen in excess of this is contained, the heat resistance is lowered. Further, OH content, 100 ppm Ri der less, preferably Ru der below 50 ppm. 100pp
When containing OH content of greater than m, like heat resistance is lowered and a halogen. The total content of heavy metals and alkali metals is 1 ppm or less . 1pp
If the content exceeds m is to cod also a decrease in the spectral transmittance in a short wavelength region. The annealing point is a temperature at which the viscosity of the glass shows 10 13 poise, which is 1150 ° C. or more . If the annealing point is higher than this temperature, about 1000 ° C is used as the process temperature for photomask fabrication.
I can .

【0013】通常フォトマスクの使用条件としては、基
板面内の中央部80%程度を有効範囲とすることから、
少なくともかかる範囲においては、面内の屈折率の変動
幅が3×10-6以下であることが好ましい。かかる変動
を超える場合には、マスクパターンの線幅が微細化し
た場合にシャープなパターンの形成が困難となるために
好ましくない。
Normally, a photomask is used under the condition that the effective area is about 80% at the center of the substrate.
At least in such a range, it is preferable that the variation width of the in-plane refractive index is 3 × 10 −6 or less. Exceeding such a variation width is not preferable because it becomes difficult to form a sharp pattern when the line width of the mask pattern is reduced.

【0014】また、プラズマエッチング処理前後で
長230〜300nmの範囲での吸光係数の増加が0.
005cm-1以下であることが好ましい。ここに、吸光
係数αは、透過光量をI、入射光量をIO 、反射率を
R、ガラス基板の厚みをt(cm)とするとき、次式で
定義される値である。 I/IO =(1−R)2 ・exp(−α・t) ここに、吸光係数の増加が、0.005cm-1以下であ
れば、一般的なフォトマスク基板のサイズである、#6
025(6インチ角、板厚0.25インチ)での透過率
の減少は0.3%程度であり、また、これに伴う蛍光発
光も、入射光量の10万分の1から100万分の1程度
となり、実用上の問題を生じない。
Further, before and after the plasma etching process, an increase in the extinction coefficient in the wavelength range of 230~300nm is 0.
It is preferably at most 005 cm −1 . Here, the extinction coefficient α is represented by the following equation when the transmitted light amount is I, the incident light amount is I O , the reflectance is R, and the thickness of the glass substrate is t (cm).
The value to be defined. I / I O = (1−R) 2 · exp (−α · t) Here, if the increase in the extinction coefficient is 0.005 cm −1 or less, it is a general size of a photomask substrate. 6
025 (6 inch square, 0.25 inch plate thickness), the decrease in transmittance is about 0.3%, and the accompanying fluorescence emission is about 100,000 to 1 / 100,000 of the incident light amount. Thus, there is no practical problem.

【0015】また、エキシマレーザー耐性については、
248nmのKrFエキシマレーザーを200mJ/c
2 ・pulse×200Hzの照射強度で、10万J
/cm2 の累積照射量まで照射した後の吸光係数の増加
が0.005cm-1以下であることが好ましい。
In addition, regarding excimer laser resistance,
248nm KrF excimer laser at 200mJ / c
100,000 J with irradiation intensity of m 2 · pulse × 200 Hz
It is preferable that the increase in the extinction coefficient after irradiation to the cumulative irradiation amount of / cm 2 is 0.005 cm −1 or less.

【0016】通常、フォトマスクの寿命としては、累積
照射量として、約10万J/cm2と見積もられてい
る。したがって、0.005cm -1 以下の吸光係数の増
加であれば、約10万J/cm2 照射後であっても、透
過率の変化は、上述のごとく0.3%程度であり、蛍光
発光についても入射光量の10万分の1から100万分
の1程度であることから実用上支障をきたさない。
Generally, the lifetime of a photomask is estimated to be about 100,000 J / cm 2 as a cumulative irradiation dose. Was although I, if an increase of 0.005 cm -1 or less absorption coefficient, even after 100,000 J / cm 2 irradiation, the change in transmittance, there is about 0.3% as described above Also, since the fluorescence emission is about 1 / 100,000 to 1 / 100,000 of the incident light amount, there is no practical problem.

【0017】かかる石英ガラス基板の製造方法として
は、上記の項目を満足していれば特に制約はないが、例
えば、予めガラス形成原料を加熱加水分解して得られる
石英ガラス微粒子を基材に堆積・成長させた多孔質石英
ガラス体を透明ガラス化する温度以下の温度域で水蒸気
分圧の低い雰囲気中に一定時間加熱保持した後、透明ガ
ラス化温度に昇温加熱して透明ガラス化して石英ガラス
体とする方法により作成できる
The method of manufacturing such a quartz glass substrate is not particularly limited as long as the above items are satisfied. For example, quartz glass fine particles obtained by heating and hydrolyzing a glass-forming raw material are previously deposited on a substrate.・ After heating and maintaining the grown porous quartz glass body in an atmosphere with a low partial pressure of water vapor for a certain period of time in a temperature range not higher than the temperature at which the vitreous quartz is vitrified, the temperature is raised to the vitrification temperature and heated to clear vitrification to form quartz. It can be made by a method of forming a glass body.

【0018】用いられるガラス形成原料としてはガス化
可能な原料であれば特に制限されるものではないが、S
iCl4 、SiHCl3 、SiH2 Cl2 、Si(CH
3 )Cl3 等の塩化物、SiF4 、SiHF3 SiH
22 等のフッ化物、SiBr4 SiHBr3 等の臭
化物、SiI4 の沃化物のハロゲン化珪素化合物が作
業性やコストの面から好ましい。多孔質石英ガラス体
は、これらのガラス形成原料を通常の酸水素火炎中で加
水分解し、基材上に堆積させて形成される。
The glass forming raw material used is not particularly limited as long as it is a gasizable raw material.
iCl 4 , SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 , Si (CH
3 ) chlorides such as Cl 3 , SiF 4 , SiHF 3 , SiH
2 F 2 fluorides such as, SiBr 4, SiHBr 3 and the like bromides, halogenated silicon compounds of the iodide or the like of SiI 4 is preferable in view of workability and cost. The porous quartz glass body is formed by hydrolyzing these glass forming raw materials in an ordinary oxyhydrogen flame and depositing them on a substrate.

【0019】このようにして得られた多孔質石英ガラス
体は、いで低水蒸気分圧雰囲気下で一定時間加熱保持
された後、透明ガラス化温度まで昇温されて透明ガラス
化して石英ガラスとなる。すなわち、例えば、多孔質
英ガラス体は雰囲気制御可能な電気炉内に予め装着され
た後、一定の昇温速度で加熱される。ついで所定の温度
に到達の後、乾燥ガスを雰囲気中に導入し、多孔質石英
ガラス体が接する雰囲気を置換することにより雰囲気中
の水蒸気分圧を所定値以下に低減する。その水蒸気分圧
としては、0.002mmHg以下であることが好まし
く、これを超える場合には最終的に得られる石英ガラス
中のOH量を低減させることが困難なため好ましくな
い。
[0019] The thus obtained porous quartz glass body, one after being held for a certain time heating under low water vapor partial pressure atmosphere had a quartz glass and transparent glass is heated to a transparent vitrification temperature Become. That is, for example, porous stone
The English glass body is pre-mounted in an electric furnace whose atmosphere can be controlled, and then heated at a constant heating rate. Then, after reaching a predetermined temperature, dry gas is introduced into the atmosphere, and the porous quartz
By replacing the atmosphere in contact with the glass body, the partial pressure of water vapor in the atmosphere is reduced to a predetermined value or less. The water vapor partial pressure is preferably 0.002 mmHg or less. If it exceeds this, it is not preferable because it is difficult to reduce the OH content in the finally obtained quartz glass.

【0020】また加熱保持する温度域としては、800
〜1250℃の範囲内が好ましく、この温度域より低い
温度では実質的な効果が得られず、またこの温度域より
高い温度では多孔質石英ガラス体の表面のガラス化が進
行するため、多孔質石英ガラス体内部を所望の低水蒸気
分圧雰囲気に置換することができず好ましくない。ま
た、この温度域であれば、加熱処理の方法としては、一
定温度に保持してもく、またこの温度域内を所定の時
間の範囲内で昇温させながら処理してもい。またこの
温度域での保持時間は、保持温度に依存するため一概に
規定することはできないが1〜30時間程度が好まし
く、これより短時間の場合には実質的な効果がなく、ま
たこれより長時間かけた場合にもその効果は変わらない
ために生産効率等を考慮に入れると好ましくない。
The heating temperature range is 800
The temperature is preferably in the range of 1250 ° C., and at a temperature lower than this temperature range, a substantial effect is not obtained. At a temperature higher than this temperature range, vitrification of the surface of the porous quartz glass body progresses. It is not preferable because the inside of the quartz glass body cannot be replaced with a desired low steam partial pressure atmosphere. Further, this be a temperature range, as the method of heat treatment, rather it may also be held at a constant temperature, also but it may also be treated while warming the temperature range within a predetermined time. The holding time in this temperature range depends on the holding temperature and cannot be specified unconditionally, but is preferably about 1 to 30 hours, and when it is shorter, there is no substantial effect. Since the effect does not change even when applied for a long time, it is not preferable to take production efficiency into consideration.

【0021】乾燥ガスとしては、窒素、ヘリウム、アル
ゴン等を通常使用できるが、乾燥ガスとして使用できれ
ば必ずしもこれらのガスに限定されるものではない。つ
いでこのような加熱処理の後、多孔質石英ガラス体は
ガラス化温度まで昇温されて透明ガラス化される。
ガラス化温度としては、1350〜1500℃の範囲
から採用することが好ましい。さらに、加熱処理と透明
ガラス化処理は、それぞれ別の加熱装置で行われても
いが、その場合には、移送時に水分が吸着することを防
止する等の処置を講じることが好ましい。したがって
熱処理と透明ガラス化を同一の設備で行うことが好ま
しい。
As the drying gas, nitrogen, helium, argon or the like can be usually used, but is not necessarily limited to these gases as long as it can be used as the drying gas. Then, after such heat treatment, the porous quartz glass body is transparent.
The temperature is raised to a light vitrification temperature to form a transparent vitrification. Transparent
As the light vitrification temperature, it is preferable to adopt from a range of 1350 to 1500 ° C. In addition, heat treatment and transparency <br/> vitrification process, I also performed in separate heating devices <br/> Iga, in that case, prevent moisture and absorption Chakusu Rukoto during transport It is preferable to take measures such as doing. Therefore ,
It is preferable to perform pressurization heat treatment and vitrification at the same facility.

【0022】こうして得られた石英ガラス体を軟化点以
上の温度に加熱し、所望の形状に成形加工を行い石英ガ
ラスブロックを製造する。成形加工の温度域は、165
0〜1800℃の範囲から選択することが好ましい。1
650℃より低い温度では石英ガラスの粘度が高いた
め、実質的に自重変形が行われず、またSi02 の結晶
相であるクリストバライトの成長がおこりいわゆる失透
が生じるため好ましくなく、1800℃より高い温度で
は、SiO2 の昇華が無視できなくなり好ましくない。
また、石英ガラス体の自重変形を行わせる方向は、特に
規定されないが多孔質石英ガラス体の成長方向と同一で
あることが好ましい。こうして得られるガラスブロック
を研削、スライスした後、研磨してガラス基板とする。
なお、透過率の改善のために必要に応じ、スライスした
基板を水素雰囲気中で熱処理してもよい。
The quartz glass body thus obtained is heated to a temperature equal to or higher than the softening point and formed into a desired shape to produce a quartz glass block. The temperature range of the forming process is 165
It is preferable to select from the range of 0 to 1800 ° C. 1
At a temperature lower than 650 ° C., the viscosity of quartz glass is high, so that its own weight is not substantially deformed, and cristobalite, which is a crystal phase of SiO 2 , grows and so-called devitrification occurs. In this case, sublimation of SiO 2 cannot be ignored, which is not preferable.
The direction in which the quartz glass body undergoes its own weight deformation is not particularly limited, but is preferably the same as the growth direction of the porous quartz glass body. The glass block thus obtained is ground and sliced, and then polished to obtain a glass substrate.
Note that the sliced substrate may be heat-treated in a hydrogen atmosphere as needed to improve the transmittance.

【0023】以上のような工程を経て得られる石英ガラ
スは、石英ガラス中に含有されるOH量が100ppm
以下となり、該ガラス中のOH量の変動幅はほとんどの
領域にいて±5ppm以内であり均質性に優れる石英
ガラスである。また、本発明の石英ガラスは、ガラス形
成原料として高純度な合成原料が使用可能なこと、溶融
工程を経ないためルツボ等からの不純物の混入がないこ
と等から、鉄、ニッケル等の重金属元素やナトリウム、
カリウム等のアルカリ金属元素の不純物総量が1ppm
以下と極めて高純度であり、KrFレーザーやArFレ
ーザー等の紫外線に対しても蛍光発光やソーラリゼーシ
ョン等が少なく耐紫外線性にも優れている。
The quartz glass obtained through the above steps has an OH content of 100 ppm in the quartz glass.
Follows it, the variation width of the OH content of the glass is quartz glass having excellent and uniformity within ± 5 ppm and have you in most areas. In addition, the quartz glass of the present invention can be used as a raw material for forming a glass, since a high-purity synthetic raw material can be used as a glass forming raw material, and since there is no impurity from a crucible or the like because it does not go through a melting step, a heavy metal element such as iron or nickel is used. And sodium,
The total amount of impurities of alkali metal elements such as potassium is 1 ppm
It has an extremely high purity as described below, and has little fluorescence emission and solarization with respect to ultraviolet rays such as a KrF laser and an ArF laser, and has excellent ultraviolet resistance.

【0024】以下、本発明の詳細についてさらに実施例
により説明するが、当然のことながら本発明の内容はこ
れら実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these Examples.

【0025】[0025]

【実施例】[実施例1] 公知の方法により、SiCl4 を酸水素火炎中で加熱加
水分解させて形成た直径35cm、長さ100cmの
多孔質石英ガラス体を室温で雰囲気制御可能な電気炉内
に設置した。ついで露点温度−70℃の窒素ガスで電気
炉内雰囲気を置換した後、露点温度−70℃の窒素ガス
を流しながら500℃/hrの昇温速度で1000℃ま
で昇温した。引き続き昇温速度を50℃/hrとし、1
250℃まで昇温して、その温度で10hr保持した。
こうして得られた熱処理済みの多孔質石英ガラス体を透
明ガラス化のための炉内最高温度が1450℃に制御さ
れた電気炉内上部に設置し、炉内を露点温度が−70℃
のヘリウムガスで置換した後、80cm/hrの速度で
下降させながら最高温度域を通過させて透明ガラス化を
行った。
EXAMPLES Example 1 By a known method, a porous quartz glass body having a diameter of 35 cm and a length of 100 cm formed by heating and hydrolyzing SiCl 4 in an oxyhydrogen flame can control the atmosphere at room temperature. Installed in the furnace. Then, after replacing the atmosphere in the electric furnace with a nitrogen gas having a dew point of -70 ° C, the temperature was raised to 1000 ° C at a rate of 500 ° C / hr while flowing a nitrogen gas having a dew point of -70 ° C. Subsequently, the heating rate was set to 50 ° C./hr,
The temperature was raised to 250 ° C. and maintained at that temperature for 10 hours.
The heat-treated porous quartz glass body thus obtained is placed in an upper part of an electric furnace controlled at a maximum furnace temperature of 1450 ° C. for transparent vitrification, and the furnace has a dew point temperature of −70 ° C.
After the helium gas was replaced with the helium gas, the glass was passed through the highest temperature range while being lowered at a speed of 80 cm / hr to perform vitrification.

【0026】こうして得られた透明石英ガラスを、カー
ボン製発熱体を有する電気炉内で、軟化点以上の175
0℃に加熱して自重変形を行わせ、170mm×170
mm×400mmのブロック形状に成形した。こうして
得られた石英ガラスブロックの長手方向の中心部より、
170mm×170mm×57mmの石英ガラスブロッ
クを切り出し、その中心部140mmφについて精密干
渉計(ZygoIV)により屈折率分布を評価した結果を
均質性(Δn)として表1に示す。またOH量およびそ
分布は、170mm×170mm×400mm石英
ガラスブロックの、屈折率分布を評価した部分のすぐ隣
の場所より、2mm厚みのガラス板を切り出し日本分光
社製簡易FTIR装置により3700cm-1の吸収によ
り定量した。Cl含有量は得られた石英ガラスをアルカ
リ溶融したのち、イオンクロマトグラフィ法により定量
した。また、徐冷点は、サンプルサイズ2.4mm×5
mm×60mmのサンプルを切り出し、スパン52mm
で、ビームベンディング法により測定した。結果を表1
に示す。表1からわかるように、本実施例によればフォ
トマスク用として好適な石英ガラスが得られた。
The transparent quartz glass thus obtained is placed in an electric furnace having a carbon heating element and has a softening point of 175 or more.
It is heated to 0 ° C and deformed under its own weight, 170 mm × 170
It was formed into a block shape of mm × 400 mm . From the central part in the longitudinal direction of the quartz glass block thus obtained,
Cut out 170 mm × 170 mm × silica glass block of 57 mm, about its center 140mmφ the results of evaluation of the refractive index distribution by precision interferometer (ZygoIV)
Table 1 shows the homogeneity (Δn) . In addition, the amount of OH and its
Distribution width of 170 mm × 170 mm × 400mm silica glass block, from right next to the place of part of the evaluation of the refractive index distribution by JASCO Corporation simple FTIR device cut the glass plate of 2mm thickness of 3700 cm -1 Quantified by absorption. After Cl content that alkali fusion quartz glass obtained was determined by ion chromatography I method. In addition, the annealing point was set at a sample size of 2.4 mm × 5.
Cut out a sample of mm × 60mm, span 52mm
And was measured by a beam bending method. Table 1 shows the results
Shown in As can be seen from Table 1, according to the present embodiment,
Quartz glass suitable for use as a mask was obtained.

【0027】[実施例2] 実施例1と同一の方法により作成したガラスブロックか
ら、10mm×10mm×30mmのサンプルを切り出
た。ついで、100%水素雰囲気中で14時間熱処理
した後、相対する10mm×10mmの面を鏡面研磨
し、KrFエキシマレーザーを200mJ/cm2 ・p
ulse、200Hzの条件で総照射量が10万J/c
2 となるまで照射した後、230〜300nmの範囲
の透過率を測定した。照射前の透過率と比較したところ
透過率が0.5%減少していた。この値から吸光係数の
増加を見積もると0.002cm-1であった。
Example 2 A sample of 10 mm × 10 mm × 30 mm was cut out from a glass block prepared in the same manner as in Example 1 . Then , after heat-treating in a 100% hydrogen atmosphere for 14 hours, the opposing surfaces of 10 mm × 10 mm are mirror-polished, and a KrF excimer laser is irradiated with 200 mJ / cm 2 · p.
ulse, total irradiation amount of 100,000 J / c at 200Hz
After irradiation until reaching m 2 , the transmittance in the range of 230 to 300 nm was measured. As compared with the transmittance before irradiation, the transmittance was reduced by 0.5%. From this value, the increase in the extinction coefficient was estimated to be 0.002 cm -1 .

【0028】[実施例3] 実施例1と同一の方法により作成したガラスブロックか
ら10mm×10mm×30mmのサンプルを切り出し
た。ついで、100%水素雰囲気中で14時間熱処理し
た後、6面すべてを鏡面研磨し、5分間のドライエッチ
ング処理を行った。ドライエッチング処理は東京応化製
ドライエッチャー(S−600)を用い、雰囲気は、酸
素/四塩化炭素雰囲気0.35torr、投入電力は2
00Wであった。プラズマエッチング前後の230〜3
00nmの透過率を比較したところ、透過率が0.8%
減少していた。吸収係数の増加を見積もると0.003
cm-1であった。
Example 3 A sample of 10 mm × 10 mm × 30 mm was cut out from a glass block prepared in the same manner as in Example 1.
Was. Then , after heat treatment for 14 hours in a 100% hydrogen atmosphere, all six surfaces were mirror-polished and dry-etched for 5 minutes. The dry etching process uses a dry etcher (S-600) manufactured by Tokyo Ohka, an atmosphere of 0.35 torr in an oxygen / carbon tetrachloride atmosphere, and an input power of 2
00W. 230-3 before and after plasma etching
When the transmittance at 00 nm was compared, the transmittance was 0.8%.
Had decreased. The increase in absorption coefficient is estimated to be 0.003
cm -1 .

【0029】[比較例] 1250℃での熱処理を行わない他は、実施例と同一
の方法で石英ガラスブロックを作製した。その中心部1
40mmφの屈折率分布、OH量およびその分布幅、C
l含有量を表1に示す。
Comparative Example A quartz glass block was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment at 1250 ° C. was not performed. Its center 1
40 mm φ refractive index distribution, OH content and its distribution width, C
Table 1 shows the l content.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】[0031]

【発明の効果】上述したように、本発明のフォトマスク
用石英ガラス基板は、徐冷点が高く耐熱性に優れている
ので、高温のプロセスにも使用可能であり、かつ、プラ
ズマエッチング処理前後での短波長側の吸光係数の増加
が小さく、実質的に蛍光発光がない優れた特徴を有す
る。
As described above, the quartz glass substrate for a photomask of the present invention has a high annealing point and excellent heat resistance, so that it can be used in a high-temperature process and before and after plasma etching. increase in absorption light coefficient in the short wavelength side at small, it has excellent characteristics substantially no fluorescence emission.

【0032】また、光学的均質性にも優れた特徴を有す
る。また、KrFエキシマレーザーを使用できるフォト
マスク用基板としても優れた特徴を有する。
Also, it has a feature of excellent optical homogeneity. It also has excellent features as a photomask substrate that can use a KrF excimer laser.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−139779(JP,A) 特開 平5−139778(JP,A) 特開 平5−139776(JP,A) 特開 平5−139775(JP,A) 特開 平5−24856(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03C 3/06 G03F 1/14 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-139779 (JP, A) JP-A-5-139778 (JP, A) JP-A-5-139776 (JP, A) JP-A-5-139776 139775 (JP, A) JP-A-5-24856 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C03C 3/06 G03F 1/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ハロゲン含有量が10ppm以下、OH含
有量が100ppm以下、重金属およびアルカリ金属
含有量の総計が1ppm以下であって、徐冷点が115
0℃以上であることを特徴とするフォトマスク用石英ガ
ラス基板。
1. A halogen content of 10 ppm or less, an OH content of 100 ppm or less, a total content of heavy metals and alkali metals of 1 ppm or less, and a slow cooling point of 115 ppm.
A quartz glass substrate for a photomask, which has a temperature of 0 ° C. or higher.
【請求項2】板の外径(円形の場合はその直径、矩形
の場合は短辺の長さ)をDとするとき、基板の面内中心
を中心とし半径0.4×Dの円で囲まれる領域内の屈
折率の変動幅が3×10-6以下である請求項1に記載の
フォトマスク用石英ガラス基板。
Wherein when the outside diameter (in the case of circular the diameter, if the rectangle length of the short side) of the base plate is D, plane within the center of the substrate
The quartz glass substrate for a photomask according to claim 1, wherein the fluctuation range of the refractive index in a region surrounded by a circle having a radius of 0.4 x D around the center is 3 x 10-6 or less.
【請求項3】ラズマエッチング処理前後で波長230
〜300nmの範囲での吸光係数の増加が0.005c
-1以下である請求項1または2に記載のフォトマスク
用石英ガラス基板。
3. flop plasma etching wavelength 230 before and after
0.005c increase in extinction coefficient in the range of ~ 300nm
The quartz glass substrate for a photomask according to claim 1 , wherein the quartz glass substrate is at most m −1 .
【請求項4】48nmのKrFエキシマレーザーを2
00mJ/cm2 ・pulse×200Hzの照射強度
で、10万J/cm2 の累積照射量まで照射した後の吸
光係数の増加が0.005cm-1以下である請求項1、
2または3に記載のフォトマスク用石英ガラス基板。
4. A 2 a KrF excimer laser of 2 48nm
The increase in the extinction coefficient after irradiating to a cumulative irradiation amount of 100,000 J / cm 2 at an irradiation intensity of 00 mJ / cm 2 · pulse × 200 Hz is 0.005 cm -1 or less .
4. The quartz glass substrate for a photomask according to 2 or 3 .
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