JP4219718B2 - Manufacturing method of glass substrate for EUV mask blanks and manufacturing method of EUV mask blanks - Google Patents

Manufacturing method of glass substrate for EUV mask blanks and manufacturing method of EUV mask blanks Download PDF

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    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/60Substrates

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、EUV(波長:13nm)などの超短波長域の光を露光光源として用いるEUVマスクブランクス用ガラス基板の製造方法、及びEUVマスクブランクスの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年における超LSIデバイスの高密度化や高精度化に伴い、マスクブランクス用ガラス基板に要求される基板表面の微細化傾向は年々厳しくなる状況にある。特に、露光光源の波長が短くなるにしたがって、基板表面の形状精度(平坦性)や品質(欠陥サイズ)に対する要求が厳しくなっており、きわめて平坦度が高く、かつ、微小欠陥がないマスクブランクス用ガラス基板が求められている。
【0003】
例えば、露光光源がF2の場合は、要求されるガラス基板の平坦度が0.25μm以下、要求される欠陥サイズが0.07μm以下であり、さらにEUVの場合は、要求されるガラス基板の平坦度が0.05μm以下、要求される欠陥サイズが0.05μm以下となっている。
【0004】
従来、マスクブランクス用ガラス基板の製造に際し、表面粗さを低減するための精密研磨方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1に示される精密研磨方法は、基板表面を、酸化セリウムを主材とする研磨剤を用いて研磨した後、コロイダルシリカを用いて仕上げ研磨するものである。このような研磨方法でガラス基板を研磨する場合は、通常、複数のガラス基板をセットし、その両面を同時に研磨するバッチ式の両面研磨機が使用されている。
【0005】
ところで、上記の精密研磨方法によれば、理論上、研磨砥粒の平均粒径を小さくすることにより、要求平滑度を達成することが可能であるが、実際は、ガラス基板を保持するキャリア、ガラス基板を挟む定盤、キャリアを動かす遊星歯車機構などの機械的な精度に影響を受けるため、安定して得られるガラス基板の平坦度は0.5μm程度が限界であった。
【0006】
そこで、近年においては、プラズマエッチングやガスクラスターイオンビームによる局所加工を用いたガラス基板の平坦化方法が提案されている(例えば、特許文献2、3参照。)。
特許文献2、3に示される平坦化方法は、ガラス基板表面の凹凸形状を測定するとともに、凸部位の凸度に応じた加工条件(プラズマエッチング量、ガスクラスターイオンビーム量など)で凸部位に局所加工を施すことにより、ガラス基板表面を平坦化するというものである。
【0007】
【特許文献1】
特開昭64−40267号公報(第2頁)
【特許文献2】
特開2002−316835号公報(第3頁)
【特許文献3】
特開平8−293483号公報(第3頁、第1図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プラズマエッチングやガスクラスターイオンビームによる局所加工でガラス基板表面の平坦度を調整した場合、これらの局所加工後、ガラス基板表面に面荒れが生じたり、傷、加工変質層などの表面欠陥が生じるため、局所加工後に、面荒れの改善や表面欠陥の除去を目的として、ガラス基板表面を研磨する必要がある。
【0009】
しかしながら、局所加工後の研磨において、研磨パッドなどの研磨用工具面がガラス基板表面に直接接触すると、ガラス基板表面の平坦度を悪化させる可能性があり、研磨時間が極短時間に制限されるため、面荒れの改善や表面欠陥の除去を十分に行うことができないという問題があった。
【0010】
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、局所加工が施されたガラス基板表面を、局所加工による面荒れの改善や表面欠陥の除去を目的として研磨するにあたり、この研磨工程において、ガラス基板表面の平坦度を維持しつつ、ガラス基板表面の面荒れを改善するとともに、ガラス基板表面の表面欠陥を除去することにより、平坦度及び平滑度が高く、かつ、表面欠陥のないEUVマスクブランクス用ガラス基板、又は、それを用いたEUVマスクブランクスが得られるEUVマスクブランクス用ガラス基板の製造方法、及びEUVマスクブランクスの製造方法の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面の凹凸形状を測定する凹凸形状測定工程と、前記凹凸形状測定工程で得られた測定結果にもとづいて、前記ガラス基板表面に存在する凸部位の凸度を特定するとともに、この凸度に応じた加工条件で前記凸部位に局所加工を施すことにより、前記ガラス基板表面の平坦度をEUVマスクブランクス用ガラス基板として要求される所定の基準値以下に制御する平坦度制御工程と、前記平坦度制御工程の後、前記局所加工が施された前記ガラス基板表面を、研磨用工具面に接触させることなく、前記ガラス基板表面と前記研磨用工具面との間に介在する加工液の作用で研磨する非接触研磨工程を有する方法としてある。
【0012】
このような方法にすれば、局所加工が施されたEUVマスクブランクス用ガラス基板表面を、局所加工による面荒れの改善や表面欠陥の除去を目的として研磨するにあたり、この研磨において、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面を、研磨用工具面に接触させることなく、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面と前記研磨用工具面との間に介在する加工液の作用で研磨する非接触研磨を適用することにより、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面の平坦度を維持しつつ、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面の面荒れを改善するとともに、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面の表面欠陥を除去することが可能になる。
【0013】
また、本発明においては、前記非接触研磨工程が、前記ガラス基板の表面欠陥をEUVマスクブランクス用ガラス基板として要求される欠陥サイズ以下に研磨する工程であることが好ましい。
【0014】
本発明においては、前記非接触研磨工程が、フロートポリッシング,EEM(Elastic Emission Machining),ハイドロプレーンポリッシングであり、かつ、前記加工液が、水,酸性水溶液,アルカリ性水溶液のいずれかの水溶液、又は、前記いずれかの水溶液と、コロイダルシリカ,酸化セリウム,酸化ジルコニウム,酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも一種類の微細粉末粒子とを含有したものであることが好ましい。
このような方法にすれば、EUVマスクブランクス用ガラス基板を浮上させながら、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面に加工液を接触させ、又は微細粉末粒子を衝突させ、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面をきわめて微小な力で研磨することができるため、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面の平坦度を維持しつつ、局所加工による面荒れを改善して超微細な表面粗さとできるだけでなく、微細な表面欠陥も除去することができる。
また、加工液を上記のようにすると、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面に作用する研磨力を微小とし、研磨による平坦度の悪化を確実に回避できる。ここで、アルカリ性水溶液を含有する加工液を用いれば、研磨速度を向上させることができるだけでなく、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面に潜在化している傷などの欠陥を顕在化させることができる。
【0015】
また、本発明においては、前記局所加工を、プラズマエッチング又はガスクラスターイオンビームによって行うことが好ましい。
このようにすれば、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面における凸部位の凸度に応じて、イオンビームの移動速度やプラズマ発生筐体の移動速度を制御することにより、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面の凸部位に適正な局所加工を施し、平坦度を所定の基準値以下に制御することができる。
また、EUVマスクブランクス用ガラス基板表面における凸部位の凸度に応じて、イオンビーム強度やプラズマ強度を制御するようにしてもよい。
【0016】
また、本発明においては、前記基準値を、0.05μm以下としてある。
このように、平坦度の基準値を0.05μmとして局所加工を施すことにより、平坦度0.05μm以下を要求するEUVマスクブランクス用ガラス基板が得られる。
【0017】
また、上記目的を達成するため本発明におけるEUVマスクブランクスの製造方法は、上記EUVマスクブランクス用ガラス基板の製造方法によって得られたEUVマスクブランクス用ガラス基板上に、被転写パターンとなる薄膜を形成する方法としてある。
EUVマスクブランクスの製造方法をこのような方法にすれば、要求される平坦度を有し、表面欠陥のない高品質なEUVマスクブランクスを得ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0019】
[マスクブランクス用ガラス基板の製造方法]
まず、本発明におけるマスクブランクス用ガラス基板の製造方法について、図面を参照して説明する。
【0020】
図1は、マスクブランクス用ガラス基板の製造工程を示すフローチャートである。
この図に示すように、本発明におけるマスクブランクス用ガラス基板の製造工程は、表面が精密研磨されたガラス基板を準備する準備工程(P−1)と、ガラス基板表面の凹凸形状を測定する凹凸形状測定工程(P−2)と、局所加工によってガラス基板表面の平坦度を制御する平坦度制御工程(P−3)と、ガラス基板表面を非接触で研磨する非接触研磨工程(P−4)とを有する。
【0021】
<準備工程(P−1)>
準備工程(P−1)は、例えば、後述する研磨装置を用いて、片面又は両面が精密研磨されたガラス基板を準備する工程である。
ガラス基板は、マスクブランクスとして用いられるものであれば、特に限定されない。例えば、石英ガラス、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、無アルカリガラスなどが挙げられる。
F2マスクブランクス用ガラス基板の場合は、露光光源の吸収を可及的に抑えるために、弗素をドープした石英ガラスなどが用いられる。
【0022】
EUVマスクブランクス用ガラス基板の場合は、露光時の熱による被転写パターンの歪みを抑えるために、0±1.0×10-7/℃の範囲内、より好ましくは0±0.3×10-7/℃の範囲内の低熱膨張係数を有するガラス材料が使用される。
また、EUV用マスクブランクスは、ガラス基板上に多数の膜が形成されるため、膜応力による変形を抑制できる剛性の高いガラス材料が使用される。特に、65GPa以上の高いヤング率を有するガラス材料が好ましい。例えば、SiO2−TiO2系ガラス、石英ガラスなどのアモルファスガラスや、β−石英固溶体を析出した結晶化ガラスが用いられる。
【0023】
図2は、研磨装置の概略断面図である。
この図に示される研磨装置10は、下定盤11、上定盤12、太陽歯車13、内歯歯車14、キャリア15及び研磨剤供給手段16からなる遊星歯車方式の研磨加工部を備えている。この研磨加工部は、キャリア15にセットされたガラス基板を、研磨パッド11a、12aが貼り付けられた上下の定盤11、12で挟み、定盤11、12間に研磨剤を供給しながら、キャリア15を自転及び公転させることにより、ガラス基板の両面を研磨するものである。以下、研磨加工部の構成について説明する。
【0024】
下定盤11及び上定盤12は、いずれも円環状の水平面を有する円盤部材であり、その対向面に研磨パッド11a、12aが貼り付けられている。下定盤11及び上定盤12は、垂直軸A(研磨加工部の中心を通る垂直軸)を中心として回転可能に支持されるとともに、図示しない定盤回転駆動部に連係されており、その駆動によって回転動作される。
また、上定盤12は、垂直軸Aに沿って昇降自在に支持されるとともに、図示しない上定盤昇降駆動部の駆動によって昇降動作される。
【0025】
太陽歯車13は、研磨加工部の中央位置に回転可能に設けられ、図示しない太陽歯車回転駆動部の駆動により、垂直軸Aを中心として回転動作される。
内歯歯車14は、内周側に歯列を有するリング状の歯車であり、太陽歯車13の外方に同心円状に配置されている。図2に示される内歯歯車14は、回転不能に固定されているが、垂直軸Aを中心として回転動作させてもよい。
キャリア(遊星歯車)15は、外周部に歯列を有する薄板状の円盤部材であり、ガラス基板を保持するためのワーク保持孔が一又は複数個形成されている。
【0026】
研磨加工部には、通常、複数個のキャリア15が配置される。これらのキャリア15は、太陽歯車13及び内歯歯車14に噛み合い、太陽歯車13(及び/又は内歯歯車14)の回転に応じて、太陽歯車13の周囲を公転しつつ自転する。また、上定盤12及び下定盤11の外径は、内歯歯車14の内径よりも小さくなっており、太陽歯車130と内歯歯車140との間で、かつ上定盤12と下定盤11とに挟まれるドーナツ状の領域が実際の研磨領域となる。
【0027】
研磨剤供給手段16は、研磨剤を貯溜する研磨剤貯留部16aと、研磨剤貯留部16aに貯溜された研磨剤を、上定盤12と下定盤11との間の研磨領域に供給する複数のチューブ16bとを備えて構成されている。
研磨剤としては、微細な研磨粒子を液体中に分散させたものが用いられる。研磨粒子は、例えば、炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、コロイダルシリカなどであり、ガラス基板の材質、加工表面粗さなどに応じて適宜選択される。これらの研磨粒子は、水、酸性溶液、アルカリ性溶液などの液体中に分散されて研磨剤となる。
【0028】
準備工程(P−1)は、少なくとも、ガラス基板の両面を粗研磨する粗研磨工程と、粗研磨されたガラス基板の両面を精密研磨する精密研磨工程とを有し、段階的な研磨を行う。
例えば、粗研磨工程では、比較的研磨砥粒の大きい酸化セリウムを分散させた研磨剤が使用され、精密研磨工程では、比較的研磨砥粒の小さいコロイダルシリカを分散させた研磨剤が使用される。
【0029】
<凹凸形状測定工程(P−2)>
凹凸形状測定工程(P−2)は、前工程(P−1)で準備されたガラス基板表面の凹凸形状(平坦度)を測定する工程である。
凹凸形状の測定は、測定精度の点から光学干渉式の平坦度測定装置で行うことが好ましい。この平坦度測定装置は、コヒーレントな光をガラス基板表面に当てて反射させ、ガラス基板表面の高さの差を反射光の位相のずれとして観測するものである。
なお、本発明における平坦度は、例えば、ガラス基板表面の測定面から最小自乗法で算出される仮想絶対平面(焦平面)に対する測定面の最大値と最小値の差をいう。
【0030】
凹凸形状の測定結果は、コンピュータなどの記録媒体に保存される。その後、予め設定された所定の基準値(所望の平坦度)と比較され、その差分がコンピュータなどの演算手段によって計算される。この差分は、ガラス基板表面の所定領域ごとに計算されるものであり、所定領域は、局所加工における加工領域と一致するように設定される。これにより、各測定領域における上記の差分が、局所加工における各加工領域の必要除去量となる。
なお、上記の演算処理は、凹凸形状測定工程(P−2)、平坦度制御工程(P−3)のいずれで行ってもよい。
【0031】
<平坦度制御工程(P−3)>
平坦度制御工程(P−3)は、凹凸形状測定工程(P−2)で得られた測定結果にもとづいて、ガラス基板表面に存在する凸部位の凸度を特定するとともに、この凸度に応じた加工条件で凸部位に局所加工を施すことにより、ガラス基板表面の平坦度を所定の基準値以下に制御する工程である。
【0032】
局所加工は、ガラス基板表面における所定領域ごとに設定された加工条件にしたがって行われる。この加工条件は、上述のように、平坦度測定装置によって測定されたガラス基板表面の凹凸形状と、予め設定される平坦度基準値との差分(局所加工の必要除去量)にもとづいて設定される。
加工条件のパラメータは、加工装置によって異なるが、凸部位の凸度が大きいほど除去量が多くなるように設定する。例えば、局所加工の加工方式が、イオンビームやプラズマエッチングである場合、凸部位の凸度が大きいほど、イオンビームの移動速度やプラズマ発生筐体の移動速度が遅くなるように制御される。また、イオンビームの強度やプラズマ強度を制御してもよい。
【0033】
平坦度制御工程(P−3)で用いられる局所加工方法としては、上記イオンビームやプラズマエッチングのほか、MRF(MagnetoRheological Finishing)、CMP(Chemical−Mechanical Polishing)などが挙られる。
MRFは、磁性流体中に含有させた研磨砥粒を、被加工物(ガラス基板)に高速で接触させるとともに、接触部分の滞留時間をコントロールすることにより、局所的に研磨を行う局所加工方法である。
【0034】
CMPは、小径研磨パッド及び研磨剤(コロイダルシリカなどの研磨砥粒を含有)を用い、小径研磨パッドと被加工物(ガラス基板)との接触部分の滞留時間をコントロールすることにより、主に被加工物表面の凸部分を研磨加工する局所加工方法である。
これらの局所加工方法のなかでも、特に、イオンビーム、プラズマエッチング、CMPによる局所加工では、局所加工後、ガラス基板表面に面荒れや加工変質層が生じるため、後述の酸処理が特に有効となる。
【0035】
以下、平坦度制御工程(P−3)において特に好適なプラズマエッチング及びイオンビームによる局所加工について説明する。
プラズマエッチングによる局所加工方法は、除去すべき表面部位の上方にプラズマ発生筐体を位置させ、エッチングガスを流すことにより、除去部位をエッチングする局所加工方法である。すなわち、エッチングガスを流すと、プラズマ中で発生した中性ラジカル種がガラス基板表面を等方的に攻撃し、この部分がエッチングされる。一方、プラズマ発生筐体が位置していない部分には、プラズマが生じていないので、エッチングガスが当たってもエッチングされることは無い。
【0036】
プラズマ発生筐体をガラス基板上で動かす際、ガラス基板表面の必要除去量に応じて、プラズマ発生筐体の移動速度やプラズマ強度を制御することにより、除去量が調整される。
プラズマ発生筐体は、電極対でガラス基板を挟む構造とし、高周波によって基板と電極の間にプラズマを発生させ、ここにエッチングガスを通すことでラジカル種を発生させる方式や、エッチングガスを導波管に通し、マイクロ波の発振によりプラズマを生じさせ、発生したラジカル種の流れをガラス基板表面に当てる方式などがある。
【0037】
また、エッチングガスは、ガラス基板の材質に応じて適宜選択される。例えば、ハロゲン化合物のガス、又はハロゲン化合物を含む混合ガスなどが使用される。具体的には、四弗化メタン、三弗化メタン、六弗化エタン、八弗化プロパン、十弗化ブタン、弗化水素、六弗化硫黄、三弗化窒素、四塩化炭素、四弗化珪素、三弗化塩化メタン、三塩化硼素などが挙られる。
【0038】
イオンビーム(ガスクラスターイオンビーム照射)による局所加工方法は、常温及び常圧で気体状の物質、例えば、酸化物、窒化物、炭化物、希ガス物質、又はこれらの混合気体(上記の物質を適度な割合で混合した混合気体状の物質)などを用い、これら物質のガスクラスターを形成し、これに電子照射してイオン化したガスクラスターイオンビームを、必要に応じて照射領域を制御しながら、固体表面(ガラス基板表面)に照射する局所加工方法である。
【0039】
クラスターは、通常、数百個の原子又は分子集団によって構成されており、たとえ加速電圧が10kVでも、それぞれの原子又は分子は、数十eV以下の超低速イオンビームとして照射されるため、きわめて低損傷でガラス基板表面を処理することができる。
このガスクラスターイオンビームをガラス基板表面に照射すると、クラスターイオンを構成する分子又は原子や、ガラス基板表面の原子が多段階に衝突し、横方向の運動成分を持った反射分子又は原子を生じさせる。これにより、ガラス基板表面の凸部位に選択的なスパッタリングが生じ、ガラス基板表面の平坦化を行うことが可能になる。また、この平坦化現象は、ガラス基板表面に集中的に与えられるエネルギーにより、結合力の弱い表面や粒に存在する原子を優先的にスパッタリングする効果からも得られる。
【0040】
なお、ガスクラスターそのものの生成については、既に公知のように、加圧状態の気体を、膨張型ノズルを介して、真空装置内に噴出させることで生成可能である。このようにして生成したガスクラスターは、電子を照射してイオン化することができる。
ここで、気体状の物質としては、例えば、CO2、CO、N2O、NOx、CxHyOzなどの酸化物、O2、N2や、Ar、Heなどの希ガスが挙げられる。
【0041】
マスクブランクス用ガラス基板に要求される平坦度は、マスクブランクスにおいて使用される露光光源の波長に応じて決められており、この要求平坦度に応じて、平坦度制御工程(P−3)における平坦度制御の基準値が決定される。
例えば、F2マスクブランクス用ガラス基板の場合は、平坦度制御の基準値を0.25μm以下とし、EUVマスクブランクス用ガラス基板の場合は、平坦度制御の基準値を0.05μm以下として局所加工が行われる。
【0042】
<非接触研磨工程(P−4)>
非接触研磨工程(P−4)は、平坦度制御工程(P−3)で局所加工が施されたガラス基板表面を、研磨用工具面に接触させることなく、ガラス基板表面と研磨用工具面との間に介在する加工液の作用で研磨する工程である。
この工程で用いる非接触研磨方法は特に限定されない。例えば、フロートポリッシング、EEM、ハイドロプレーンポリッシングなどが挙げられる。
【0043】
非接触研磨で使用する加工液中に含有させる微細粉末粒子としては、ガラス基板の表面粗さを低減させるために、平均粒径の小さいものが選択される。平均粒径が、数十nm以下、さらには数nm以下であることが好ましい。平均粒径が小さい研磨砥粒としては、酸化セリウム、シリカ(SiO2)、コロイダルシリカ、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、酸化アルミニウムなどが挙げられるが、中でも、ガラス基板の場合、表面平滑性の点でコロイダルシリカが好ましい。
【0044】
非接触研磨では、水、酸性水溶液、アルカリ性水溶液のいずれかの水溶液を加工液としてもよいし、上記いずれかの水溶液と上述の微細粉末粒子とを含有したものを加工液としてもよい。
水を使用する場合は、純水、超純水が好ましい。
酸性水溶液としては、硫酸、塩酸、フッ酸、ケイフッ酸などの水溶液が挙げられる。非接触研磨における加工液に酸性水溶液を含有させることにより、研磨速度が向上する。ただし、酸の種類や濃度が高い場合は、ガラス基板を荒してしまうことがあるので、ガラス基板が荒れない酸、濃度を適宜選定する。
【0045】
アルカリ性水溶液としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどの水溶液が挙げられる。非接触研磨における加工液にアルカリ性水溶液を含有させると、研磨速度が向上する。また、ガラス基板表面に潜在的な極微細な欠陥(クラック、傷等)が存在する場合、それを顕著化することができるため、あとの検査工程で微小欠陥を確実に検出することが可能になる。アルカリ性水溶液は、加工液に含まれる研磨砥粒が溶解しない範囲で調整され、加工液としてpHが9〜12となるように調整することが好ましい。
【0046】
以下、フロートポリッシング、EEM及びハイドロプレーンポリッシングの加工原理について説明する。
フロートポリッシングで使用するポリッシングプレート面は、加工液がリードされる溝と動圧を発生させる形状を有する。また、加工液は、溶媒(純水やアルカリ性水溶液等)に数nmから数十nmの微細粉末粒子を懸濁させたものを使用し、その加工液中でポリッシングプレート軸(主軸)と被加工物(ガラス基板)の回転軸とを一定距離だけ偏心させた状態で、ポリッシングプレート及び被加工物を同時に同一方向に回転させる。
【0047】
このとき、被加工物が上下方向に自由にフローティングし、回転トルクだけが伝達されるような状態にしておくと、動圧効果により被加工物とポリッシングプレートとの間にわずかな隙間ができ、被加工物は浮き上がる。このすき間を通過する微細粉末粒子の加工面への衝突により、微小破壊が繰り返され、被加工物の加工が進行する。このような加工原理なので、被加工物を超微細な表面粗さに加工でき、また、加工自体が小さな力で行われるので、加工変質層のない加工面に仕上げることができる。
被加工物がガラス基板の場合、微細粉末粒子としては、CeO2(超高純度)、コロイダルシリカなどを使用することができる。
【0048】
EEMは、0.1μm以下の微細粉末粒子を被加工物に対してほぼ無荷重状態で接触させ、そのとき微細粉末粒子と被加工物の界面で発生する相互作用(一種の化学結合)により、被加工物表面原子を原子単位で除去するという非接触研磨方法である。このような加工原理上、加工特性は微細粉末粒子と被加工物の相性に大きく依存し、被加工物を能率的に加工するためには、被加工物の材料に応じて微細粉末粒子を適宜選択する必要がある。例えば、被加工物がガラス基板の場合、微細粉末粒子としては、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、コロイダルシリカなどを使用することができる。また、加工速度を向上させるために、被加工物を侵食させる溶媒に微細粉末粒子を懸濁して加工液とし、これを被加工物と接触させてもよい。
【0049】
ハイドロプレーンポリッシングは、外周が円錐状の円盤状プレートに、研磨パッドと対向するように被加工物を固定し、被加工物と研磨パッド面が100μm程度離れるように、円盤状プレートの外周を三個の回転コロで支持する。研磨パッドと被加工物との間に研磨剤層が形成され、両者間が研磨剤で満たされるようになると、被加工物及び円盤状プレートが研磨パッドの回転に従動し、加工が進行する。
【0050】
つぎに、フロートポリッシング装置及びEEM装置について説明する。
図3は、フロートポリッシング装置の概略断面図、図4は、フロートポリッシング装置の要部断面図である。
これらの図に示すように、フロートポリッシング装置20は、回転台21と、回転台21の上に加工液を溜める円筒状の加工槽22と、主軸23(回転台21の回転軸)に対して所定距離偏心するように回転台21上に設けられるポリッシングプレート24と、ポリッシングプレート24に対向して配置され、ポリッシングプレート24と同心のワークホルダ軸25を中心に回転するワークホルダ26と、加工槽22に微細粉末粒子を含有した加工液を供給する加工液供給手段27とを備えている。
【0051】
回転台21は、高剛性で、かつ加工液に対する耐性を必要とする。したがって、回転台21の材質は、これら条件を備えたを有するものであればよいが、ステンレスを用いることが好ましい。また、回転台21は、高い回転精度と高い吸振性を必要とするため、静圧油軸受などの高性能軸受で支持することが好ましい。また、回転台21には、加工液供給手段27から供給された加工液を排出する排出口(図示せず)が設けられている。排出口の先には、フロートポリッシングによって加工された加工屑を回収する回収機構(図示せず)も設けられている。排出口は、加工中、開放された状態になっているが、加工液供給手段27の供給量制御により加工槽22における加工液の液面が維持される。
回転台21は、回転駆動手段(図示せず)の駆動により、主軸23を中心として数十rpm〜数百rpmで回転される。
【0052】
ワークホルダ26は、ワークホルダ軸25を中心とし、回転駆動手段(図示せず)によって数十rpm〜数百rpmで回転される。ワークホルダ26は、フローティング自在に支持され、回転駆動トルクのみが伝達されるようになっており、加工中の浮き沈みが許容される。なお、ワークホルダ26の回転方向は、回転台21の回転方向と同じにする。
被加工物の保持の仕方は、被加工物に対して傷などのダメージを与えない方法であればよい。例えば、真空吸着や接着剤によって被加工物がワークホルダ26に固定される。
【0053】
ポリッシングプレート24の形状は、回転台21の主軸23を中心としてドーナツ状になっており、その幅は、少なくとも被加工物の大きさよりも大きくする。被加工物がワークホルダ軸25を中心にポリッシングプレート24上で回転するため、被加工物が正方形状の場合は、被加工物の対角線方向の長さ、矩形状の場合は、被加工物の長い対角線方向の長さよりも大きい幅にする。
【0054】
ポリッシングプレート24の上面は、凹凸形状であり、凸部24a間には、加工液をリードする溝24bが形成され、凸部24aの上部は、被加工物に対して動圧を発生させるテーパー形状となっている。このテーパー形状の傾斜角度で、被加工物の浮上力(浮上距離)が制御される。テーパー形状の傾斜角度は、被加工物の浮上距離(ポリッシングプレート24の凸部24aと被加工物との距離:加工液が介在する間隙)が数μmとなるように、被加工物の大きさなどに応じて1°〜20°の範囲で適宜調整される。また、溝24bの幅、深さ、ピッチは、加工液のリードを制御する。溝24bの幅は、1〜5mm、深さは、1〜10mm、ピッチは、0.5〜30mmの範囲で適宜調整される。
なお、ポリッシングプレート24の材質は、加工液に対して耐性を有するものであればよく、例えば、ステンレス、錫、セラミックスなどが挙げられる。
【0055】
加工液の液温によっては、ポリッシングプレート24、回転台21、ワークホルダ26、被加工物などに熱変形が生じ、加工精度に影響する可能性があるため、加工液は高精度に温度コントロールされている。
加工液は、例えば、純水や超純水や、アルカリや酸などの溶媒、又は上述の溶媒に、微細粉末粒子を含有させたもので、微細粉末粒子の濃度は、0.1〜40wt%の範囲で調整されたものを使用する。
【0056】
加工液供給手段27は、排出口より排出された加工液中に含まれる加工屑を吸塵装置により除去した後、再び加工槽22内に供給するように循環させてもよいし、排出口より排出された加工液量分、新品の加工液を加工槽22内に供給するようにしてもよい。フロートポリッシングは、ポリッシングプレート24と被加工物に介在する加工液層の厚さが重要なファクターであるので、加工槽22内にある加工液量を厳密にコントロールするために、加工液供給手段27の加工液供給量も高精度にコントロールされている。
【0057】
図5は、EEM装置の概略断面図である。
この図に示すように、EEM装置30は、加工液を溜める加工槽31と、加工槽31内に被加工物を保持する被加工物保持手段32と、加工液(微細粉末粒子)が被加工物表面のある領域に対して優先的に接触するように、被加工物表面の面方向を向く回転軸33を中心に回転する回転体34と、回転体34を被加工物に対して上下、左右に走査する移動手段35と、加工槽31に微細粉末粒子を含有した加工液を供給する加工液供給手段36とを備えている。
【0058】
加工槽31の材質は、加工液に対して耐性を有するものであればよい。また、加工槽31には、加工液供給手段36から供給された加工液を排出する排出口31aが設けられている。排出口31aの先には、EEMによって加工された加工屑を回収する回収機構(図示せず)が設けられている。排出口31aは、加工中、開放された状態になっているが、加工液供給手段36の供給量制御により、加工槽31における加工液の液面が維持される。
なお、被加工物の保持方法は、被加工物に対して傷などのダメージを与えない方法であればよい。
【0059】
回転体34の形状は、被加工物表面において加工液と優先的に接触(反応)させたい領域に応じて適宜選定する。局所的に加工液を優先的に接触させたい場合は、球状、線状とし、面の比較的広い領域で加工液を優先的に接触させたい場合は、円筒状とする。
回転体34の材質は、加工液に対して耐性を有し、かつ、なるべく低弾性のものがよい。高弾性(比較的柔らかい)だと、回転中に形状変形を引き起こしたり、形状が不安定になり、加工精度を悪化させる可能性があるので好ましくない。例えば、ポリウレタン、ガラス、セラミックスなどを使用することができる。
【0060】
[マスクブランクスの製造方法]
つぎに、本発明におけるマスクブランクス製造方法の実施形態について説明する。
本発明におけるマスクブランクスの製造方法は、上述のマスクブランクス用ガラス基板の製造方法によって得られたガラス基板を準備する工程と、このガラス基板上に、被転写パターンとなる薄膜を形成する工程とを有する。
マスクブランクスは、透過型マスクブランクスと反射型マスクブランクスとに分類される。いずれのマスクブランクスでも、ガラス基板上に、被転写パターンとなる薄膜が形成される。薄膜上にはレジスト膜が形成されてもよい。
【0061】
透過型マスクブランクスに形成される薄膜は、被転写体に転写するときに使用される露光光(露光光源から発せられる光)に対し、光学的変化をもたらす薄膜であり、例えば、露光光を遮断する遮光膜や、露光光の位相差を変化させる位相シフト膜などを指す。
遮光膜としては、一般に、Cr膜、Crに酸素、窒素、炭素、弗素を選択的に含むCr合金膜、これらの積層膜、MoSi膜、MoSiに酸素、窒素、炭素を選択的に含むMoSi合金膜、これらの積層膜などが挙げられる。
【0062】
位相シフト膜としては、位相シフト機能のみを有するSiO2膜のほかに、位相シフト機能及び遮光機能を有する金属シリサイド酸化物膜、金属シリサイド窒化物膜、金属シリサイド酸化窒化物膜、金属シリサイド酸化炭化物膜、金属シリサイド酸化窒化炭化物膜(金属:Mo、Ti、W、Taなどの遷移金属)、CrO膜、CrF膜、SiON膜などのハーフトーン膜が挙げられる。
【0063】
また、反射型マスクブランクスは、ガラス基板上に、反射多層膜(多層反射膜)と、被転写パターンとなる光吸収体膜(吸収体層)とを含む積層膜が形成される。
光反射多層膜としては、Ru/Si周期多層膜、Mo/Be周期多層膜、Mo化合物/Si化合物周期多層膜、Si/Nb周期多層膜、Si/Mo/Ru周期多層膜、Si/Mo/Ru/Mo周期多層膜、Si/Ru/Mo/Ru周期多層膜などの材料が使用される。
光吸収体膜としては、TaやTa合金(例えば、TaとBを含む材料、TaとBとNを含む材料)、CrやCr合金(例えば、Crに窒素、酸素、炭素、弗素の少なくとも1つの元素が添加された材料)が使用される。
【0064】
透過型マスクブランクスは、露光光源として、g線(波長:436nm)、i線(波長:365nm)、KrF(波長:246nm)、ArF(波長:193nm)、F2(波長:157nm)が使用され、反射型マスクブランクスは、露光光源として、EUV(例えば、波長:13nm)が使用される。
なお、上述の薄膜は、例えば、DCスパッタ、RFスパッタ、イオンビームスパッタなどのスパッタリング法で形成することができる。
【0065】
[実施例及び比較例]
以下、EUVマスクブランクス用ガラス基板(以下、ガラス基板と称す。)の製造方法、及びEUV反射型マスクブランクスの製造方法を例として本発明の実施例を説明するが、本発明が以下の実施例に限定されないことは言うまでもない。
【0066】
<実施例1:フロートポリッシング>
上述の研磨装置10を用い、酸化セリウム砥粒やコロイダルシリカ砥粒により段階的に研磨されたガラス基板(大きさが152.4mm×152.4mm、厚さが6.35mm)を準備した。
【0067】
このガラス基板の表面形状(平坦度)を光学干渉式の平坦度測定機で測定した。ガラス基板の平坦度は、0.2μm(凸形状)で、表面粗さは自乗平均平方根粗さRq(=RMS)で0.15nmであった。
ガラス基板表面の形状測定結果をコンピュータに保存するとともに、EUVマスクブランクス用ガラス基板に必要な平坦度の基準値0.05μm(凸形状)と比較し、その差分(必要除去量)をコンピュータで計算した。
【0068】
つぎに、ガラス基板面内の所定領域(5mm□)ごとに、必要除去量に応じた局所プラズマエッチングの加工条件を設定した。設定した加工条件に従い、ガラス基板の平坦度が基準値(平坦度0.05μm)以下となるように、局所プラズマエッチングで形状を調整した。
局所プラズマエッチングのエッチングガスは、四弗化メタン、プラズマ発生筐体は、円筒型電極を有する高周波式のものとした。
【0069】
局所プラズマエッチングによる形状調整を行った後、ガラス基板表面の平坦度を測定したところ、0.05μmと良好であった。また、ガラス基板表面の表面粗さはRqで約1nmとなり、プラズマエッチング処理により表面が荒れた状態となった。
【0070】
そこで、上述したフロートポリッシング装置20にガラス基板をセットし、非接触研磨を実施した。
フロートポリッシングにおける研磨条件は、以下の通りとした。
加工液:純水+微細粉末粒子(濃度:2wt%)
微細粉末粒子:シリカ(SiO2)、平均粒径:約70nm
回転台回転数:5〜200rpm
ワークホルダ回転数:10〜300rpm
研磨時間:5〜30min
【0071】
その後、ガラス基板をアルカリ水溶液で洗浄し、EUVマスクブランクス用ガラス基板を得た。
得られたガラス基板の平坦度、表面粗さを測定したところ、平坦度は0.05μmとフロートポリッシング前の状態を維持しており良好であった。また、表面粗さはRqで0.09nmであり、フロートポリッシング前のガラス基板表面の荒れの状態を改善することができた。
【0072】
また、ガラス基板表面の表面欠陥を、特開平11−242001号公報に記載の欠陥検査装置により検査した。この検査装置は、基板の面取り面よりレーザ光を導入して、これを全反射によって基板内に閉じこめ、欠陥により散乱されて基板から漏れ出た光を検出することによって欠陥を検査する方法である。この検査の結果、0.05μmを超える大きさの傷は発見されなかった。
EUVマスクブランクス用ガラス基板で求められるスペックを満足するガラス基板を得ることができた。
【0073】
<実施例2:フロートポリッシングの加工液>
フロートポリッシングにおける研磨条件を以下の通りにしたほかは、実施例1と同様にガラス基板を作製した。
加工液:アルカリ水溶液(NaOH)+微細粉末粒子(濃度:2wt%)、pH:11
微細粉末粒子:コロイダルシリカ、平均粒径:約70nm
回転台回転数:5〜200rpm
ワークホルダ回転数:10〜300rpm
研磨時間:3〜25min
【0074】
その後、ガラス基板をアルカリ水溶液(NaOH)で洗浄し、EUVマスクブランクス用ガラス基板を得た。
得られたガラス基板の平坦度、表面粗さを測定したところ、平坦度、表面粗さともに、実施例1で得られたガラス基板とほぼ同じであった。また、ガラス基板表面の表面欠陥を、特開平11−242001号公報の欠陥検査装置により検査したところ、0.05μmを超える大きさの傷は発見されなかった。加工液の溶媒としてアルカリ性水溶液とすることにより、研磨速度が向上し、研磨時間を短縮することができた。
【0075】
<実施例3:フロートポリッシングの加工液2>
フロートポリッシングにおける研磨条件を以下の通りにしたほかは、実施例1と同様にガラス基板を作製した。
加工液:アルカリ水溶液(NaOH)5vol%
微細粉末粒子:なし
回転台回転数:5〜200rpm
ワークホルダ回転数:10〜300rpm
研磨時間:7〜45min
【0076】
その後、ガラス基板を純水で洗浄し、EUVマスクブランクス用ガラス基板を得た。
得られたガラス基板の平坦度、表面粗さを測定したところ、平坦度、表面粗さともに、実施例1で得られたガラス基板とほぼ同じであった。また、ガラス基板表面の表面欠陥を、特開平11−242001号公報の欠陥検査装置により検査したところ、0.05μmを超える大きさの傷は発見されなかった。加工液の溶媒としてアルカリ性水溶液とすることにより、研磨速度が向上し、研磨時間を短縮することができた。
【0077】
<実施例4:EEM>
局所プラズマエッチングによる平坦度調整の後の非接触研磨としてEEMを行った以外は、実施例1と同様にしてガラス基板を作製した。EEMの加工条件は以下の通りで行った。
加工液:純水+微細粉末粒子(濃度:3wt%)
微細粉末粒子:酸化ジルコニウム(ZrO)、平均粒径:約60nm
回転体:ポリウレタンロール
回転体回転数:10〜300rpm
ワークホルダ回転数:10〜100rpm
研磨時間:5〜30min
【0078】
その後、ガラス基板をアルカリ水溶液で洗浄し、EUVマスクブランクス用ガラス基板を得た。
得られたガラス基板の平坦度、表面粗さを測定したところ、平坦度は0.05μmとフロートポリッシング前の状態を維持しており良好で、表面粗さはRqで0.11nmであり、EEM実施前のガラス基板表面荒れの状態を改善することができた。実施例1〜3と比べて若干表面粗さが大きいのは、使用した微細粉末粒子の硬さが影響したものと思われる。
【0079】
また、ガラス基板表面の表面欠陥を、特開平11−242001号公報の欠陥検査装置により検査したところ、0.05μmを超える大きさの傷は発見されなかった。
EUVマスクブランクス用ガラス基板で求められるスペックを満足するガラス基板を得ることができた。
【0080】
<比較例>
局所プラズマエッチングによる平坦度調整の後の研磨として、研磨定盤に対向するポリッシングプレートに、ガラス基板をセッティングし、回転する研磨定盤の研磨パッド領域に、ガラス基板を上方より押付けて回転させる片面研磨方法を実施した以外は、実施例1と同様にガラス基板を作製した。片面研磨方法の研磨条件は以下のようにして行った。
加工液:アルカリ水溶液(NaOH)+微細粉末粒子(濃度:2wt%)、pH:11
微細粉末粒子:コロイダルシリカ、平均粒径:約70nm
研磨定盤回転数:1〜50rpm
ポリッシングプレート回転数:1〜50rpm
加工圧力:0.1〜10kPa
研磨時間:1〜10min
【0081】
その後、ガラス基板をアルカリ水溶液(NaOH)で洗浄し、EUVマスクブランクス用ガラス基板を得た。
得られたガラス基板の平坦度、表面粗さを測定したところ、表面粗さは、Rqで0.15nmであり良好であったが、平坦度は0.25μmと片面研磨実施前の状態、更には局所プラズマエッチングによる平坦度修正する前よりも悪化してしまった。
【0082】
また、ガラス基板表面の表面欠陥を、特開平11−242001号公報の欠陥検査装置により検査したところ、0.05μmを超える大きさの傷が多数発見された。これは、ガラス基板と研磨パッドが接触した研磨のため、研磨パッド中に存在している異物等が、研磨加工中、ガラス基板に傷を与えたものと考えられる。
その結果、EUVマスクブランクス用ガラス基板で求められるスペックを満足するガラス基板を得ることができなかった。
【0083】
<EUV反射型マスクブランクス及びEUV反射型マスクの作製>
図6は、EUV反射型マスクブランクス及びEUV反射型マスクを示す断面図である。
上述の実施例1〜4及び比較例によって得られたガラス基板101上に、DCマグネトロンスパッタリング法により、Si膜(膜厚:4.2nm)とMo膜(膜厚:2.8nm)を一周期として、40周期積層した後、Si膜(膜厚:11nm)形成して多層反射膜102を形成した。つぎに、同様のDCマグネトロンスパッタリング法により、多層反射膜102上にバッファ層103として窒化クロム(CrN)膜(膜厚:30nm)、吸収体層104としてTaBN膜(膜厚:60nm)を形成してEUV反射型マスクブランクス100を得た。
【0084】
つぎに、このEUV反射型マスクブランクス100を用いて、デザインルールが0.07μmの16Gbit−DRAM用のパターンを有するEUV反射型マスク100aを作製した。
まず、EUV反射型マスクブランクス100上に電子線照射用レジストを塗布し、電子線により描画して現像を行い、レジストパターンを形成した。
【0085】
このレジストパターンをマスクとし、吸収体層104を塩素でドライエッチングし、EUV反射型マスクブランクス100上に吸収体層パターン104aを形成した。
さらに、吸収体層パターン104a上に残ったレジストパターンを熱硫酸で除去した。その後、バッファ層103を塩素と酸素の混合ガスにより、吸収体層パターン104aに従ってドライエッチングし、パターン状のバッファ層103aとしてEUV反射型マスク100aを得た。
【0086】
つぎに、上記EUV反射型マスク100aを用いて、レジスト付き半導体基板110にEUV光によってパターンを転写する方法を説明する。
図7は、反射型マスクによるパターン転写方法を示す説明図である。
この図に示すパターン転写装置120は、レーザープラズマX線源121、EUV反射型マスク100a、縮小光学系122などから構成される。縮小光学系122は、X線反射ミラーを用いて構成され、EUV反射型マスク100aで反射されたパターンは1/4程度に縮小される。なお、露光波長として13〜14nmの波長帯を使用するので、光路が真空中になるように予め設定した。
【0087】
このような状態で、レーザープラズマX線源121から得られたEUV光をEUV反射型マスク100aに入射し、ここで反射された光を、縮小光学系122を介して、レジスト付き半導体基板110上に転写した。
つまり、EUV反射型マスク100aに入射した光は、吸収体層パターン104aのある部分では、吸収体層104に吸収されて反射されず、一方、吸収体層104のパターンのない部分に入射した光は、多層反射膜102により反射される。このようにして、EUV反射型マスク100aからの反射光で形成されるパターンが、縮小光学系122を介して、半導体基板110上のレジスト層に転写される。
【0088】
実施例1〜4及び比較例で得たガラス基板101からなるEUV反射型マスク100aを使用し、上記のパターン転写方法によって半導体基板110にパターン転写を行ったところ、実施例1〜4に係るEUV反射型マスク100aの精度は0.07μmデザインルールの要求精度である16nm以下であることが確認できた。一方、比較例に係るEUV反射型マスク100aの精度は、0.07μmデザインルールの要求精度である16nm以下を満足することができなかった。
【0089】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、局所加工が施されたガラス基板表面を、局所加工による面荒れの改善や表面欠陥の除去を目的として研磨するにあたり、この研磨工程において、ガラス基板表面の平坦度を維持しつつ、ガラス基板表面の面荒れを改善するとともに、ガラス基板表面の表面欠陥を除去することにより、平坦度及び平滑度が高く、かつ、表面欠陥のないマスクブランクス用ガラス基板、又は、それを用いたマスクブランクスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】マスクブランクス用ガラス基板の製造工程を示すフローチャートである。
【図2】研磨装置の概略断面図である。
【図3】フロートポリッシング装置の概略断面図である。
【図4】フロートポリッシング装置の要部断面図である。
【図5】EEM装置の概略断面図である。
【図6】EUV反射型マスクブランクス及びEUV反射型マスクを示す断面図である。
【図7】反射型マスクによるパターン転写方法を示す説明図である。
【符号の説明】
10 研磨装置
20 フロートポリッシング装置
30 EEM装置
100 EUV反射型マスクブランクス
100a EUV反射型マスク
101 ガラス基板
102 多層反射膜
103 バッファ層
104 吸収体層
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate for EUV mask blanks that uses light in an ultrashort wavelength region such as EUV (wavelength: 13 nm) as an exposure light source, and a method for manufacturing EUV mask blanks.
[0002]
[Prior art]
With recent increases in the density and accuracy of VLSI devices, the trend toward finer substrate surfaces required for mask blank glass substrates is becoming increasingly severe year by year. In particular, as the wavelength of the exposure light source becomes shorter, the requirements for the shape accuracy (flatness) and quality (defect size) of the substrate surface are becoming stricter. For mask blanks with extremely high flatness and no microdefects. There is a need for glass substrates.
[0003]
For example, when the exposure light source is F2, the required flatness of the glass substrate is 0.25 μm or less, the required defect size is 0.07 μm or less, and when EUV is used, the required flatness of the glass substrate is used. The degree is 0.05 μm or less, and the required defect size is 0.05 μm or less.
[0004]
2. Description of the Related Art Conventionally, a precision polishing method for reducing the surface roughness has been proposed in manufacturing a mask blank glass substrate (see, for example, Patent Document 1).
The precision polishing method disclosed in Patent Document 1 is a method in which a substrate surface is polished using an abrasive mainly composed of cerium oxide, and then finish-polished using colloidal silica. When a glass substrate is polished by such a polishing method, a batch type double-side polishing machine is generally used in which a plurality of glass substrates are set and both surfaces thereof are polished simultaneously.
[0005]
By the way, according to the precision polishing method described above, it is theoretically possible to achieve the required smoothness by reducing the average particle size of the abrasive grains. The flatness of a glass substrate that can be stably obtained is limited to about 0.5 μm because it is affected by mechanical precision such as a platen that sandwiches the substrate and a planetary gear mechanism that moves the carrier.
[0006]
Therefore, in recent years, a method for planarizing a glass substrate using plasma etching or local processing using a gas cluster ion beam has been proposed (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
The flattening methods disclosed in Patent Documents 2 and 3 measure the uneven shape on the surface of the glass substrate and apply the processing conditions (plasma etching amount, gas cluster ion beam amount, etc.) according to the convexity of the convex portion to the convex portion. By applying local processing, the glass substrate surface is flattened.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A 64-40267 (2nd page)
[Patent Document 2]
JP 2002-316835 A (page 3)
[Patent Document 3]
JP-A-8-293383 (page 3, FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the flatness of the glass substrate surface is adjusted by plasma etching or local processing using a gas cluster ion beam, surface roughness occurs on the surface of the glass substrate after these local processing, or surface defects such as scratches and work-affected layers occur. Therefore, after the local processing, it is necessary to polish the glass substrate surface for the purpose of improving surface roughness and removing surface defects.
[0009]
However, in polishing after local processing, if a polishing tool surface such as a polishing pad directly contacts the glass substrate surface, the flatness of the glass substrate surface may be deteriorated, and the polishing time is limited to an extremely short time. For this reason, there has been a problem that surface roughness cannot be improved and surface defects cannot be sufficiently removed.
[0010]
  The present invention has been considered in view of the above circumstances, and when polishing the glass substrate surface subjected to local processing for the purpose of improving surface roughness and removing surface defects by local processing, in this polishing step, While maintaining the flatness of the glass substrate surface, the surface roughness of the glass substrate surface is improved, and by removing surface defects on the glass substrate surface, the flatness and smoothness are high and there are no surface defects.EUVGlass substrate for mask blanks, or using itEUVMask blanks are obtainedEUVManufacturing method of glass substrate for mask blanks, andEUVMask blanks manufacturing methodFor the purpose of provision.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present inventionEUVBased on the concavo-convex shape measuring step for measuring the concavo-convex shape on the glass substrate surface for mask blanks and the measurement result obtained in the concavo-convex shape measuring step, the degree of convexity of the convex portion existing on the glass substrate surface is specified, By subjecting the convex part to local processing under processing conditions according to this convexity, the flatness of the glass substrate surface is reduced.Required as a glass substrate for EUV mask blanksA flatness control step for controlling to a predetermined reference value or less; and after the flatness control step, the glass substrate surface that has been subjected to the local processing is brought into contact with the polishing tool surface without contacting the glass substrate surface. The method includes a non-contact polishing step of polishing by the action of a working fluid interposed between the polishing tool surface.
[0012]
  In this way,Local processing was appliedFor EUV mask blanksWhen polishing the glass substrate surface for the purpose of improving surface roughness by local processing and removing surface defects, in this polishing,For EUV mask blanksWithout bringing the glass substrate surface into contact with the polishing tool surface,For EUV mask blanksBy applying non-contact polishing that polishes by the action of a working fluid interposed between the glass substrate surface and the polishing tool surface,For EUV mask blanksWhile maintaining the flatness of the glass substrate surface,For EUV mask blanksWhile improving the surface roughness of the glass substrate surface,For EUV mask blanksIt becomes possible to remove surface defects on the surface of the glass substrate.
[0013]
  Moreover, in this invention, it is preferable that the said non-contact grinding | polishing process is a process of grind | polishing the surface defect of the said glass substrate below to the defect size requested | required as a glass substrate for EUV mask blanks.
[0014]
  In the present invention, the non-contact polishing step is performed by float polishing, EEM (Elastic). Emission Machining), hydroplane polishing, and the processing liquid is water, an acidic aqueous solution, an alkaline aqueous solution, or any one of the aqueous solutions and colloidal silica, cerium oxide, zirconium oxide, aluminum oxide. It is preferable to contain at least one selected fine powder particle.
  According to such a method, while the glass substrate for EUV mask blanks is levitated, the processing liquid is brought into contact with the surface of the glass substrate for EUV mask blanks, or fine powder particles are collided to make the surface of the glass substrate for EUV mask blanks extremely Since it can be polished with a very small force, not only can the surface roughness of the glass substrate surface for EUV mask blanks be maintained, but the surface roughness due to local processing can be improved to achieve an ultra-fine surface roughness, as well as fine surface defects. Can be removed.
  Further, when the processing liquid is as described above, the polishing force acting on the surface of the glass substrate for EUV mask blanks can be made minute, and deterioration of flatness due to polishing can be avoided reliably. here,By using a working fluid containing an alkaline aqueous solution, not only can the polishing rate be improved,EUVDefects such as scratches hidden on the surface of the mask blank glass substrate can be revealed.
[0015]
  Also,In the present invention, the local processing is preferably performed by plasma etching or a gas cluster ion beam.
  In this way, for EUV mask blanksBy controlling the moving speed of the ion beam and the moving speed of the plasma generation housing according to the convexity of the convex part on the glass substrate surface,For EUV mask blanksAppropriate local processing is performed on the convex portion of the glass substrate surface, and the flatness can be controlled to be equal to or less than a predetermined reference value.
  Also,For EUV mask blanksThe ion beam intensity and the plasma intensity may be controlled according to the convexity of the convex part on the glass substrate surface.
[0016]
  In the present invention, the reference value is 0.05 μm or less.
  In this way, by performing local processing with a flatness reference value of 0.05 μm, a glass substrate for EUV mask blanks requiring flatness of 0.05 μm or less is obtained.
[0017]
  In order to achieve the above object,EUV mask blanksThe manufacturing method of the aboveEUVIt was obtained by the manufacturing method of the glass substrate for mask blanks.EUVThis is a method for forming a thin film to be a transferred pattern on a glass substrate for mask blanks.
  EUVIf the manufacturing method of the mask blank is such a method, it has the required flatness and has high quality without surface defects.EUV mask blanks can be obtained.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
[Manufacturing method of glass substrate for mask blanks]
First, the manufacturing method of the glass substrate for mask blanks in this invention is demonstrated with reference to drawings.
[0020]
FIG. 1 is a flowchart showing a manufacturing process of a glass substrate for mask blanks.
As shown in this figure, the manufacturing process of the glass substrate for mask blanks in the present invention includes a preparation step (P-1) for preparing a glass substrate whose surface is precisely polished, and an unevenness for measuring the uneven shape on the surface of the glass substrate. Shape measurement step (P-2), flatness control step (P-3) for controlling the flatness of the glass substrate surface by local processing, and non-contact polishing step (P-4) for polishing the glass substrate surface in a non-contact manner ).
[0021]
<Preparation process (P-1)>
A preparation process (P-1) is a process of preparing the glass substrate by which the single side | surface or both surfaces were precisely polished using the grinding | polishing apparatus mentioned later, for example.
The glass substrate is not particularly limited as long as it is used as mask blanks. Examples thereof include quartz glass, soda lime glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, and alkali-free glass.
In the case of an F2 mask blank glass substrate, in order to suppress the absorption of the exposure light source as much as possible, quartz glass doped with fluorine is used.
[0022]
In the case of a glass substrate for EUV mask blanks, 0 ± 1.0 × 10 × 10 is used in order to suppress distortion of the transferred pattern due to heat during exposure.-7/ ° C., more preferably 0 ± 0.3 × 10-7A glass material having a low coefficient of thermal expansion in the range of / ° C is used.
Moreover, since many films | membranes are formed on a glass substrate for EUV mask blanks, the glass material with high rigidity which can suppress the deformation | transformation by film | membrane stress is used. In particular, a glass material having a high Young's modulus of 65 GPa or more is preferable. For example, SiO2-TiO2Amorphous glass such as system glass and quartz glass, and crystallized glass on which β-quartz solid solution is deposited are used.
[0023]
FIG. 2 is a schematic sectional view of the polishing apparatus.
The polishing apparatus 10 shown in this figure includes a planetary gear type polishing processing unit including a lower surface plate 11, an upper surface plate 12, a sun gear 13, an internal gear 14, a carrier 15, and an abrasive supply unit 16. The polishing processing unit sandwiches the glass substrate set on the carrier 15 between the upper and lower surface plates 11 and 12 to which the polishing pads 11a and 12a are attached, and supplies an abrasive between the surface plates 11 and 12, By rotating and revolving the carrier 15, both surfaces of the glass substrate are polished. Hereinafter, the configuration of the polishing processing unit will be described.
[0024]
Each of the lower surface plate 11 and the upper surface plate 12 is a disk member having an annular horizontal surface, and polishing pads 11a and 12a are attached to the opposing surfaces thereof. The lower surface plate 11 and the upper surface plate 12 are supported so as to be rotatable about a vertical axis A (a vertical axis passing through the center of the polishing portion) and linked to a surface plate rotation drive unit (not shown). It is rotated by.
The upper surface plate 12 is supported so as to be movable up and down along the vertical axis A, and is moved up and down by driving an upper surface plate lifting and lowering drive unit (not shown).
[0025]
The sun gear 13 is rotatably provided at the center position of the polishing unit, and is rotated about the vertical axis A by driving a sun gear rotation driving unit (not shown).
The internal gear 14 is a ring-shaped gear having a tooth row on the inner peripheral side, and is arranged concentrically outside the sun gear 13. The internal gear 14 shown in FIG. 2 is fixed so as not to rotate, but may be rotated about the vertical axis A.
The carrier (planetary gear) 15 is a thin plate-shaped disk member having a tooth row on the outer peripheral portion, and one or a plurality of work holding holes for holding the glass substrate are formed.
[0026]
Usually, a plurality of carriers 15 are arranged in the polishing portion. These carriers 15 mesh with the sun gear 13 and the internal gear 14, and rotate while revolving around the sun gear 13 according to the rotation of the sun gear 13 (and / or the internal gear 14). Moreover, the outer diameters of the upper surface plate 12 and the lower surface plate 11 are smaller than the inner diameter of the internal gear 14, and between the sun gear 130 and the internal gear 140 and between the upper surface plate 12 and the lower surface plate 11. A donut-shaped region sandwiched between the two becomes an actual polishing region.
[0027]
The abrasive supply means 16 supplies a polishing agent reservoir 16a for storing the abrasive and a plurality of abrasives stored in the abrasive reservoir 16a to the polishing area between the upper surface plate 12 and the lower surface plate 11. Tube 16b.
As the abrasive, fine abrasive particles dispersed in a liquid are used. The abrasive particles are, for example, silicon carbide, aluminum oxide, cerium oxide, zirconium oxide, manganese oxide, colloidal silica, and the like, and are appropriately selected according to the material of the glass substrate, the processed surface roughness, and the like. These abrasive particles are dispersed in a liquid such as water, an acidic solution, or an alkaline solution to become an abrasive.
[0028]
The preparation step (P-1) includes at least a rough polishing step for rough polishing both surfaces of the glass substrate and a precision polishing step for precisely polishing both surfaces of the rough polished glass substrate, and performs stepwise polishing. .
For example, in the rough polishing process, an abrasive in which cerium oxide having relatively large abrasive grains is dispersed is used, and in the precision polishing process, an abrasive in which colloidal silica having relatively small abrasive grains is dispersed is used. .
[0029]
<Uneven shape measurement step (P-2)>
The uneven shape measuring step (P-2) is a step of measuring the uneven shape (flatness) of the glass substrate surface prepared in the previous step (P-1).
The measurement of the uneven shape is preferably performed with an optical interference type flatness measuring device from the viewpoint of measurement accuracy. This flatness measuring apparatus reflects coherent light on the surface of a glass substrate and reflects the difference in height of the surface of the glass substrate as a phase shift of reflected light.
In addition, the flatness in this invention means the difference of the maximum value and minimum value of a measurement surface with respect to the virtual absolute plane (focal plane) calculated by the least square method from the measurement surface of the glass substrate surface, for example.
[0030]
The measurement result of the uneven shape is stored in a recording medium such as a computer. Thereafter, it is compared with a predetermined reference value (desired flatness) set in advance, and the difference is calculated by a calculation means such as a computer. This difference is calculated for each predetermined region on the surface of the glass substrate, and the predetermined region is set to coincide with the processing region in the local processing. Thereby, said difference in each measurement area becomes a necessary removal amount of each processing area in local processing.
In addition, you may perform said arithmetic processing by any of an uneven | corrugated shape measurement process (P-2) and a flatness control process (P-3).
[0031]
<Flatness control step (P-3)>
The flatness control step (P-3) specifies the convexity of the convex portion existing on the glass substrate surface based on the measurement result obtained in the concave-convex shape measuring step (P-2), This is a step of controlling the flatness of the surface of the glass substrate to a predetermined reference value or less by locally processing the convex portion under the corresponding processing conditions.
[0032]
The local processing is performed according to processing conditions set for each predetermined region on the glass substrate surface. As described above, this processing condition is set based on the difference between the uneven shape of the glass substrate surface measured by the flatness measuring apparatus and a preset flatness reference value (necessary removal amount for local processing). The
The parameters of the processing conditions vary depending on the processing apparatus, but are set so that the removal amount increases as the convexity of the convex portion increases. For example, when the processing method of the local processing is ion beam or plasma etching, the ion beam moving speed or the plasma generating housing moving speed is controlled to be slower as the convexity of the convex portion is larger. Further, the ion beam intensity and plasma intensity may be controlled.
[0033]
As the local processing method used in the flatness control step (P-3), in addition to the ion beam and plasma etching, there are MRF (Magnetoological Finishing), CMP (Chemical-Mechanical Polishing) and the like.
MRF is a local processing method in which polishing abrasive grains contained in a magnetic fluid are brought into contact with a workpiece (glass substrate) at a high speed and the residence time of the contact portion is controlled to perform local polishing. is there.
[0034]
CMP is mainly performed by using a small-diameter polishing pad and an abrasive (containing abrasive grains such as colloidal silica) and controlling the residence time of the contact portion between the small-diameter polishing pad and the workpiece (glass substrate). This is a local processing method for polishing a convex portion on the surface of a workpiece.
Among these local processing methods, in particular, in local processing by ion beam, plasma etching, and CMP, surface roughness or a work-affected layer occurs on the surface of the glass substrate after local processing, so that the acid treatment described later is particularly effective. .
[0035]
Hereinafter, particularly preferable plasma etching and local processing using an ion beam in the flatness control step (P-3) will be described.
The local processing method by plasma etching is a local processing method in which a plasma generating housing is positioned above a surface portion to be removed and an etching gas is allowed to flow to etch the removed portion. That is, when an etching gas is flowed, neutral radical species generated in the plasma attack the glass substrate surface isotropically, and this portion is etched. On the other hand, since no plasma is generated in the portion where the plasma generating housing is not located, the plasma generation casing is not etched even when it hits the etching gas.
[0036]
When the plasma generating housing is moved on the glass substrate, the removal amount is adjusted by controlling the moving speed and the plasma intensity of the plasma generating housing according to the required removal amount on the surface of the glass substrate.
The plasma generation housing has a structure in which a glass substrate is sandwiched between electrode pairs. A plasma is generated between the substrate and the electrode by a high frequency, and radical species are generated by passing an etching gas therethrough, or an etching gas is guided. There is a system in which plasma is generated by oscillation of microwaves through a tube, and the generated radical species flow is applied to the glass substrate surface.
[0037]
The etching gas is appropriately selected according to the material of the glass substrate. For example, a halogen compound gas or a mixed gas containing a halogen compound is used. Specifically, tetrafluoromethane, trifluoride methane, hexafluoride ethane, octafluoride propane, decafluorobutane, hydrogen fluoride, sulfur hexafluoride, nitrogen trifluoride, carbon tetrachloride, tetrafluoro Examples thereof include silicon fluoride, trifluorochloromethane, and boron trichloride.
[0038]
The local processing method using ion beam (gas cluster ion beam irradiation) is a gas substance at normal temperature and normal pressure, for example, oxide, nitride, carbide, rare gas substance, or a mixed gas thereof (the above substances are appropriately used). A gas cluster of these substances is formed using a gas cluster ion beam that is ionized by irradiating electrons onto it and controlling the irradiation area as necessary. This is a local processing method for irradiating the surface (glass substrate surface).
[0039]
A cluster is usually composed of a group of several hundred atoms or molecules, and even if the acceleration voltage is 10 kV, each atom or molecule is irradiated as an ultra-slow ion beam of several tens eV or less, so that it is extremely low. The glass substrate surface can be treated with damage.
When this glass cluster ion beam is irradiated onto the glass substrate surface, the molecules or atoms that make up the cluster ions and the atoms on the glass substrate surface collide in multiple stages, generating reflected molecules or atoms with lateral motion components. . Thereby, selective sputtering occurs on the convex portion of the glass substrate surface, and the glass substrate surface can be flattened. This flattening phenomenon can also be obtained from the effect of preferentially sputtering atoms present on a surface or grain having a weak binding force by energy concentratedly applied to the glass substrate surface.
[0040]
In addition, about the production | generation of gas cluster itself, as already well-known, it can produce | generate by ejecting the gas of a pressurization state in a vacuum device through an expansion type nozzle. The gas cluster generated in this way can be ionized by irradiation with electrons.
Here, as the gaseous substance, for example, CO2, CO, N2Oxides such as O, NOx, CxHyOz, O2, N2And noble gases such as Ar and He.
[0041]
The flatness required for the mask blank glass substrate is determined according to the wavelength of the exposure light source used in the mask blank, and the flatness in the flatness control step (P-3) is determined according to the required flatness. A reference value for the degree control is determined.
For example, in the case of a glass substrate for F2 mask blanks, the reference value for flatness control is set to 0.25 μm or less, and in the case of a glass substrate for EUV mask blanks, the reference value for flatness control is set to 0.05 μm or less for local processing. Done.
[0042]
<Non-contact polishing process (P-4)>
In the non-contact polishing step (P-4), the glass substrate surface and the polishing tool surface are brought into contact with the polishing tool surface without bringing the glass substrate surface subjected to the local processing in the flatness control step (P-3) into contact with the polishing tool surface. Is a step of polishing by the action of a working fluid interposed between the two.
The non-contact polishing method used in this step is not particularly limited. For example, float polishing, EEM, hydroplane polishing and the like can be mentioned.
[0043]
As the fine powder particles contained in the processing liquid used for non-contact polishing, those having a small average particle diameter are selected in order to reduce the surface roughness of the glass substrate. The average particle diameter is preferably several tens of nm or less, more preferably several nm or less. As abrasive grains having a small average particle diameter, cerium oxide, silica (SiO2), Colloidal silica, zirconium oxide, manganese dioxide, aluminum oxide and the like. Among them, in the case of a glass substrate, colloidal silica is preferable in terms of surface smoothness.
[0044]
In non-contact polishing, any one of water, an acidic aqueous solution, and an alkaline aqueous solution may be used as a processing liquid, or a processing liquid containing any one of the above aqueous solutions and the above-described fine powder particles may be used.
When water is used, pure water and ultrapure water are preferable.
Examples of the acidic aqueous solution include aqueous solutions of sulfuric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, silicic acid, and the like. By adding an acidic aqueous solution to the processing liquid in non-contact polishing, the polishing rate is improved. However, when the type and concentration of the acid are high, the glass substrate may be roughened. Therefore, an acid and a concentration that do not roughen the glass substrate are appropriately selected.
[0045]
Examples of the alkaline aqueous solution include aqueous solutions such as potassium hydroxide and sodium hydroxide. When an alkaline aqueous solution is included in the processing liquid in non-contact polishing, the polishing rate is improved. In addition, if there are potential extremely fine defects (cracks, scratches, etc.) on the surface of the glass substrate, they can be prominent, making it possible to detect minute defects reliably in the subsequent inspection process. Become. The alkaline aqueous solution is adjusted in a range in which the abrasive grains contained in the processing liquid do not dissolve, and is preferably adjusted so that the pH is 9 to 12 as the processing liquid.
[0046]
Hereinafter, processing principles of float polishing, EEM and hydroplane polishing will be described.
The polishing plate surface used in the float polishing has a shape that generates a dynamic pressure and a groove in which the machining liquid is lead. The machining fluid is a suspension of fine powder particles of several nm to several tens of nm in a solvent (pure water, alkaline aqueous solution, etc.), and the polishing plate axis (main axis) and workpiece to be processed in the machining liquid. The polishing plate and the workpiece are simultaneously rotated in the same direction with the rotation axis of the object (glass substrate) being eccentric by a certain distance.
[0047]
At this time, if the workpiece is allowed to float freely in the vertical direction and only the rotational torque is transmitted, a slight gap is created between the workpiece and the polishing plate due to the dynamic pressure effect. The work piece is lifted. Due to the collision of the fine powder particles passing through the gap with the processed surface, microfracture is repeated and processing of the workpiece proceeds. With such a processing principle, the workpiece can be processed to an ultrafine surface roughness, and the processing itself is performed with a small force, so that a processed surface without a work-affected layer can be finished.
When the workpiece is a glass substrate, the fine powder particles are CeO2(Ultra high purity), colloidal silica and the like can be used.
[0048]
EEM brings fine powder particles of 0.1 μm or less into contact with the workpiece under almost no load, and at that time, an interaction (a kind of chemical bond) generated at the interface between the fine powder particles and the workpiece, This is a non-contact polishing method in which the surface atoms of the workpiece are removed in atomic units. In such processing principle, the processing characteristics greatly depend on the compatibility of the fine powder particles and the workpiece, and in order to efficiently process the workpiece, the fine powder particles are appropriately selected according to the material of the workpiece. Must be selected. For example, when the workpiece is a glass substrate, zirconium oxide, aluminum oxide, colloidal silica, or the like can be used as the fine powder particles. In order to improve the processing speed, fine powder particles may be suspended in a solvent that erodes the workpiece to obtain a processing liquid, which may be brought into contact with the workpiece.
[0049]
In hydroplane polishing, a work piece is fixed to a disc-like plate having a conical outer periphery so that the work piece faces the polishing pad, and the work piece and the polishing pad surface are separated from each other by about 100 μm. It is supported by a single rotating roller. When an abrasive layer is formed between the polishing pad and the workpiece and the space between the two is filled with the abrasive, the workpiece and the disk-shaped plate are driven by the rotation of the polishing pad, and the processing proceeds.
[0050]
Next, the float polishing apparatus and the EEM apparatus will be described.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the float polishing apparatus, and FIG. 4 is a main-part cross-sectional view of the float polishing apparatus.
As shown in these drawings, the float polishing apparatus 20 is provided with respect to a turntable 21, a cylindrical processing tank 22 for storing a processing liquid on the turntable 21, and a main shaft 23 (a rotation axis of the turntable 21). A polishing plate 24 provided on the turntable 21 so as to be decentered by a predetermined distance, a work holder 26 which is disposed opposite to the polishing plate 24 and rotates around a work holder shaft 25 concentric with the polishing plate 24, and a processing tank 22 is provided with a processing liquid supply means 27 for supplying a processing liquid containing fine powder particles.
[0051]
The turntable 21 is highly rigid and requires resistance to the machining fluid. Accordingly, the material of the turntable 21 may be any material having these conditions, but it is preferable to use stainless steel. Moreover, since the turntable 21 requires high rotational accuracy and high vibration absorption, it is preferable to support it with a high-performance bearing such as a hydrostatic oil bearing. Further, the turntable 21 is provided with a discharge port (not shown) for discharging the machining liquid supplied from the machining liquid supply means 27. At the tip of the discharge port, a recovery mechanism (not shown) for recovering the processing waste processed by float polishing is also provided. Although the discharge port is open during processing, the liquid level of the processing liquid in the processing tank 22 is maintained by controlling the supply amount of the processing liquid supply means 27.
The turntable 21 is rotated at several tens to several hundreds of rpm around the main shaft 23 by driving of a rotation driving means (not shown).
[0052]
The work holder 26 is rotated at a speed of several tens to several hundreds of rpm around a work holder shaft 25 by a rotation driving means (not shown). The work holder 26 is supported in a freely floating manner so that only the rotational driving torque is transmitted, and the ups and downs during machining are allowed. Note that the rotation direction of the work holder 26 is the same as the rotation direction of the turntable 21.
The method of holding the workpiece may be any method that does not damage the workpiece such as scratches. For example, the workpiece is fixed to the work holder 26 by vacuum suction or an adhesive.
[0053]
The shape of the polishing plate 24 is a donut shape with the main shaft 23 of the turntable 21 as the center, and its width is at least larger than the size of the workpiece. Since the workpiece rotates on the polishing plate 24 around the workpiece holder shaft 25, the workpiece has a square length when the workpiece is square, and when the workpiece is rectangular, the workpiece The width should be larger than the long diagonal length.
[0054]
The upper surface of the polishing plate 24 has an uneven shape, and a groove 24b that leads the machining liquid is formed between the convex portions 24a. The upper portion of the convex portion 24a is a tapered shape that generates dynamic pressure on the workpiece. It has become. The levitation force (the levitation distance) of the workpiece is controlled by this tapered inclination angle. The inclination angle of the tapered shape is the size of the workpiece so that the flying distance of the workpiece (distance between the convex portion 24a of the polishing plate 24 and the workpiece: the gap in which the machining fluid intervenes) is several μm. It adjusts suitably in the range of 1 degree-20 degrees according to etc. Further, the width, depth, and pitch of the groove 24b control the lead of the machining fluid. The width of the groove 24b is appropriately adjusted within a range of 1 to 5 mm, a depth of 1 to 10 mm, and a pitch of 0.5 to 30 mm.
In addition, the material of the polishing plate 24 should just have a tolerance with respect to a process liquid, For example, stainless steel, tin, ceramics etc. are mentioned.
[0055]
Depending on the liquid temperature of the processing liquid, the polishing plate 24, the turntable 21, the work holder 26, the workpiece, etc. may be thermally deformed, which may affect the processing accuracy. ing.
The processing liquid is, for example, pure water or ultrapure water, a solvent such as alkali or acid, or the above-mentioned solvent containing fine powder particles, and the concentration of the fine powder particles is 0.1 to 40 wt%. Use the one adjusted within the range.
[0056]
The machining liquid supply means 27 may circulate the machining waste contained in the machining liquid discharged from the discharge port so as to be supplied again into the machining tank 22 after being removed by the dust suction device, or discharged from the discharge port. A new machining fluid may be supplied into the machining tank 22 by the amount of the machining fluid. In the float polishing, since the thickness of the machining liquid layer interposed between the polishing plate 24 and the workpiece is an important factor, the machining liquid supply means 27 is used to strictly control the amount of the machining liquid in the machining tank 22. The machining fluid supply amount is controlled with high accuracy.
[0057]
FIG. 5 is a schematic sectional view of the EEM apparatus.
As shown in this figure, the EEM apparatus 30 includes a processing tank 31 for storing a processing liquid, a workpiece holding means 32 for holding the workpiece in the processing tank 31, and a processing liquid (fine powder particles) to be processed. A rotating body 34 that rotates about a rotating shaft 33 that faces the surface direction of the workpiece surface so as to preferentially contact a certain area of the workpiece surface; The moving means 35 which scans right and left, and the process liquid supply means 36 which supplies the process liquid containing a fine powder particle to the process tank 31 are provided.
[0058]
The material of the processing tank 31 should just have tolerance with respect to a processing liquid. Further, the processing tank 31 is provided with a discharge port 31 a for discharging the processing liquid supplied from the processing liquid supply means 36. A recovery mechanism (not shown) for recovering the processing waste processed by EEM is provided at the tip of the discharge port 31a. Although the discharge port 31a is open during processing, the liquid level of the processing liquid in the processing tank 31 is maintained by controlling the supply amount of the processing liquid supply means 36.
Note that the method of holding the workpiece may be any method that does not damage the workpiece such as a scratch.
[0059]
The shape of the rotating body 34 is appropriately selected according to the region on the surface of the workpiece to be preferentially contacted (reacted) with the processing liquid. When it is desired to contact the machining liquid locally, the shape is spherical or linear. When it is desired to contact the machining liquid preferentially in a relatively wide area, the shape is cylindrical.
The material of the rotating body 34 should be resistant to the machining fluid and have a low elasticity as much as possible. High elasticity (relatively soft) is not preferable because it may cause shape deformation during rotation or the shape may become unstable, which may deteriorate the processing accuracy. For example, polyurethane, glass, ceramics, etc. can be used.
[0060]
[Manufacturing method of mask blanks]
Next, an embodiment of a mask blank manufacturing method according to the present invention will be described.
The mask blank manufacturing method of the present invention includes a step of preparing a glass substrate obtained by the above-described mask blank glass substrate manufacturing method, and a step of forming a thin film to be a transferred pattern on the glass substrate. Have.
Mask blanks are classified into transmissive mask blanks and reflective mask blanks. In any mask blank, a thin film to be a transferred pattern is formed on a glass substrate. A resist film may be formed on the thin film.
[0061]
The thin film formed on the transmissive mask blank is a thin film that causes an optical change with respect to the exposure light (light emitted from the exposure light source) used when transferring to the transfer target. For example, the exposure light is blocked. It refers to a light-shielding film to be used, a phase shift film for changing the phase difference of exposure light, and the like.
As a light shielding film, in general, a Cr film, a Cr alloy film that selectively contains oxygen, nitrogen, carbon, and fluorine in Cr, a laminated film thereof, a MoSi film, and a MoSi alloy that selectively contains oxygen, nitrogen, and carbon in MoSi Examples thereof include films and laminated films thereof.
[0062]
As a phase shift film, SiO having only a phase shift function2In addition to the film, a metal silicide oxide film having a phase shift function and a light shielding function, a metal silicide nitride film, a metal silicide oxynitride film, a metal silicide oxycarbide film, a metal silicide oxynitride carbide film (metal: Mo, Ti , Transition metals such as W and Ta), CrO films, CrF films, and halftone films such as SiON films.
[0063]
In the reflective mask blank, a laminated film including a reflective multilayer film (multilayer reflective film) and a light absorber film (absorber layer) to be a transferred pattern is formed on a glass substrate.
As the light reflecting multilayer film, Ru / Si periodic multilayer film, Mo / Be periodic multilayer film, Mo compound / Si compound periodic multilayer film, Si / Nb periodic multilayer film, Si / Mo / Ru periodic multilayer film, Si / Mo / Materials such as a Ru / Mo periodic multilayer film and a Si / Ru / Mo / Ru periodic multilayer film are used.
As the light absorber film, Ta or Ta alloy (for example, a material containing Ta and B, a material containing Ta, B and N), Cr or Cr alloy (for example, at least one of nitrogen, oxygen, carbon and fluorine in Cr) Material with two elements added).
[0064]
The transmissive mask blank uses g-line (wavelength: 436 nm), i-line (wavelength: 365 nm), KrF (wavelength: 246 nm), ArF (wavelength: 193 nm), F2 (wavelength: 157 nm) as an exposure light source. In the reflective mask blank, EUV (for example, wavelength: 13 nm) is used as an exposure light source.
Note that the above-described thin film can be formed by a sputtering method such as DC sputtering, RF sputtering, or ion beam sputtering.
[0065]
[Examples and Comparative Examples]
Hereinafter, examples of the present invention will be described using a method for manufacturing a glass substrate for EUV mask blanks (hereinafter referred to as a glass substrate) and a method for manufacturing EUV reflective mask blanks as examples. Needless to say, it is not limited to.
[0066]
<Example 1: Float polishing>
A glass substrate (size: 152.4 mm × 152.4 mm, thickness: 6.35 mm) polished in stages with cerium oxide abrasive grains or colloidal silica abrasive grains was prepared using the polishing apparatus 10 described above.
[0067]
The surface shape (flatness) of the glass substrate was measured with an optical interference type flatness measuring machine. The flatness of the glass substrate was 0.2 μm (convex shape), and the surface roughness was 0.15 nm in terms of root mean square roughness Rq (= RMS).
The shape measurement result of the glass substrate surface is stored in the computer, and compared with the flatness reference value 0.05μm (convex shape) required for the glass substrate for EUV mask blanks, and the difference (necessary removal amount) is calculated by the computer. did.
[0068]
Next, processing conditions for local plasma etching corresponding to the required removal amount were set for each predetermined region (5 mm □) in the glass substrate surface. According to the set processing conditions, the shape was adjusted by local plasma etching so that the flatness of the glass substrate was a reference value (flatness 0.05 μm) or less.
The etching gas for local plasma etching was methane tetrafluoride, and the plasma generation housing was a high-frequency type having a cylindrical electrode.
[0069]
After adjusting the shape by local plasma etching, the flatness of the glass substrate surface was measured and found to be as good as 0.05 μm. Further, the surface roughness of the glass substrate surface was about 1 nm in terms of Rq, and the surface was roughened by the plasma etching process.
[0070]
Therefore, a glass substrate was set in the above-described float polishing apparatus 20 and non-contact polishing was performed.
The polishing conditions in the float polishing were as follows.
Processing fluid: pure water + fine powder particles (concentration: 2 wt%)
Fine powder particles: Silica (SiO2), Average particle size: about 70 nm
Turntable speed: 5 to 200 rpm
Work holder rotation speed: 10 to 300 rpm
Polishing time: 5-30min
[0071]
Thereafter, the glass substrate was washed with an alkaline aqueous solution to obtain a glass substrate for EUV mask blanks.
When the flatness and surface roughness of the obtained glass substrate were measured, the flatness was 0.05 μm, which was good, maintaining the state before float polishing. Moreover, the surface roughness was 0.09 nm in Rq, and the roughness of the glass substrate surface before float polishing could be improved.
[0072]
Further, surface defects on the surface of the glass substrate were inspected by a defect inspection apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-24001. This inspection apparatus is a method for inspecting a defect by introducing laser light from a chamfered surface of a substrate, confining it in the substrate by total reflection, and detecting light scattered by the defect and leaking from the substrate. . As a result of this inspection, no scratch having a size exceeding 0.05 μm was found.
A glass substrate satisfying the specifications required for a glass substrate for EUV mask blanks could be obtained.
[0073]
<Example 2: Processing liquid for float polishing>
A glass substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the polishing conditions in the float polishing were as follows.
Processing liquid: alkaline aqueous solution (NaOH) + fine powder particles (concentration: 2 wt%), pH: 11
Fine powder particles: colloidal silica, average particle size: about 70 nm
Turntable speed: 5 to 200 rpm
Work holder rotation speed: 10 to 300 rpm
Polishing time: 3-25min
[0074]
Thereafter, the glass substrate was washed with an alkaline aqueous solution (NaOH) to obtain a glass substrate for EUV mask blanks.
When the flatness and surface roughness of the obtained glass substrate were measured, both the flatness and the surface roughness were almost the same as those of the glass substrate obtained in Example 1. Further, when a surface defect on the surface of the glass substrate was inspected by a defect inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-24201, no scratch having a size exceeding 0.05 μm was found. By using an alkaline aqueous solution as the solvent for the processing liquid, the polishing rate was improved and the polishing time could be shortened.
[0075]
<Example 3: Processing liquid 2 of float polishing>
A glass substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the polishing conditions in the float polishing were as follows.
Processing liquid: Alkaline aqueous solution (NaOH) 5 vol%
Fine powder particles: None
Turntable speed: 5 to 200 rpm
Work holder rotation speed: 10 to 300 rpm
Polishing time: 7 to 45 min
[0076]
Thereafter, the glass substrate was washed with pure water to obtain a glass substrate for EUV mask blanks.
When the flatness and surface roughness of the obtained glass substrate were measured, both the flatness and the surface roughness were almost the same as those of the glass substrate obtained in Example 1. Further, when a surface defect on the surface of the glass substrate was inspected by a defect inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-24201, no scratch having a size exceeding 0.05 μm was found. By using an alkaline aqueous solution as the solvent for the processing liquid, the polishing rate was improved and the polishing time could be shortened.
[0077]
<Example 4: EEM>
A glass substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that EEM was performed as non-contact polishing after adjusting the flatness by local plasma etching. EEM processing conditions were as follows.
Processing fluid: pure water + fine powder particles (concentration: 3wt%)
Fine powder particles: Zirconium oxide (ZrO2), Average particle size: about 60 nm
Rotating body: Polyurethane roll
Rotating body rotation speed: 10-300rpm
Work holder rotation speed: 10 to 100 rpm
Polishing time: 5-30min
[0078]
Thereafter, the glass substrate was washed with an alkaline aqueous solution to obtain a glass substrate for EUV mask blanks.
When the flatness and surface roughness of the obtained glass substrate were measured, the flatness was as good as 0.05 μm, maintaining the state before float polishing, the surface roughness was 0.11 nm in Rq, and EEM The state of the rough surface of the glass substrate before implementation could be improved. The reason why the surface roughness is slightly larger than in Examples 1 to 3 seems to be due to the influence of the hardness of the fine powder particles used.
[0079]
Further, when a surface defect on the surface of the glass substrate was inspected by a defect inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-24201, no scratch having a size exceeding 0.05 μm was found.
A glass substrate satisfying the specifications required for a glass substrate for EUV mask blanks could be obtained.
[0080]
<Comparative example>
For polishing after adjusting the flatness by local plasma etching, a glass substrate is set on the polishing plate facing the polishing platen, and the glass substrate is pressed from above onto the polishing pad area of the rotating polishing platen to rotate it. A glass substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the polishing method was performed. The polishing conditions for the single-side polishing method were as follows.
Processing liquid: alkaline aqueous solution (NaOH) + fine powder particles (concentration: 2 wt%), pH: 11
Fine powder particles: colloidal silica, average particle size: about 70 nm
Polishing platen rotation speed: 1-50rpm
Polishing plate rotation speed: 1-50rpm
Processing pressure: 0.1-10 kPa
Polishing time: 1-10min
[0081]
Thereafter, the glass substrate was washed with an alkaline aqueous solution (NaOH) to obtain a glass substrate for EUV mask blanks.
When the flatness and surface roughness of the obtained glass substrate were measured, the surface roughness was 0.15 nm in Rq, which was good, but the flatness was 0.25 μm and the state before single-side polishing, Became worse than before the flatness correction by local plasma etching.
[0082]
Further, when surface defects on the surface of the glass substrate were inspected by a defect inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-24201, many scratches having a size exceeding 0.05 μm were found. This is considered to be because the foreign substance or the like present in the polishing pad scratches the glass substrate during polishing because of the polishing in which the glass substrate and the polishing pad are in contact.
As a result, it was not possible to obtain a glass substrate that satisfies the specifications required for a glass substrate for EUV mask blanks.
[0083]
<Preparation of EUV reflective mask blanks and EUV reflective mask>
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an EUV reflective mask blank and an EUV reflective mask.
An Si film (film thickness: 4.2 nm) and a Mo film (film thickness: 2.8 nm) are formed on the glass substrate 101 obtained by the above-described Examples 1 to 4 and the comparative example by a DC magnetron sputtering method for one cycle. As described above, after 40 cycles were stacked, a Si film (film thickness: 11 nm) was formed to form the multilayer reflective film 102. Next, a chromium nitride (CrN) film (film thickness: 30 nm) is formed as the buffer layer 103 and a TaBN film (film thickness: 60 nm) is formed as the absorber layer 104 on the multilayer reflective film 102 by the same DC magnetron sputtering method. As a result, EUV reflective mask blanks 100 were obtained.
[0084]
Next, using this EUV reflective mask blank 100, an EUV reflective mask 100a having a pattern for 16 Gbit-DRAM having a design rule of 0.07 μm was produced.
First, a resist for electron beam irradiation was applied on the EUV reflective mask blank 100, and the resist pattern was formed by drawing and developing with an electron beam.
[0085]
Using this resist pattern as a mask, the absorber layer 104 was dry-etched with chlorine to form the absorber layer pattern 104 a on the EUV reflective mask blank 100.
Further, the resist pattern remaining on the absorber layer pattern 104a was removed with hot sulfuric acid. Thereafter, the buffer layer 103 was dry-etched with a mixed gas of chlorine and oxygen in accordance with the absorber layer pattern 104a to obtain an EUV reflective mask 100a as the patterned buffer layer 103a.
[0086]
Next, a method for transferring a pattern to the resist-coated semiconductor substrate 110 with EUV light using the EUV reflective mask 100a will be described.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a pattern transfer method using a reflective mask.
The pattern transfer apparatus 120 shown in this figure includes a laser plasma X-ray source 121, an EUV reflective mask 100a, a reduction optical system 122, and the like. The reduction optical system 122 is configured by using an X-ray reflection mirror, and the pattern reflected by the EUV reflection mask 100a is reduced to about ¼. Since the wavelength band of 13 to 14 nm is used as the exposure wavelength, it was set in advance so that the optical path was in vacuum.
[0087]
In this state, the EUV light obtained from the laser plasma X-ray source 121 is incident on the EUV reflective mask 100a, and the reflected light is reflected on the resist-coated semiconductor substrate 110 via the reduction optical system 122. Transcribed to.
That is, light incident on the EUV reflective mask 100a is absorbed and not reflected by the absorber layer 104 in a portion where the absorber layer pattern 104a is present, whereas light incident on a portion where the pattern of the absorber layer 104 is not present. Is reflected by the multilayer reflective film 102. In this way, the pattern formed by the reflected light from the EUV reflective mask 100 a is transferred to the resist layer on the semiconductor substrate 110 via the reduction optical system 122.
[0088]
When the EUV reflective mask 100a made of the glass substrate 101 obtained in Examples 1 to 4 and the comparative example was used and pattern transfer was performed on the semiconductor substrate 110 by the pattern transfer method described above, EUVs according to Examples 1 to 4 were performed. It was confirmed that the accuracy of the reflective mask 100a was 16 nm or less, which is the required accuracy of the 0.07 μm design rule. On the other hand, the accuracy of the EUV reflective mask 100a according to the comparative example could not satisfy the required accuracy of the 0.07 μm design rule of 16 nm or less.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the surface of the glass substrate subjected to local processing is polished for the purpose of improving surface roughness and removing surface defects by local processing. While improving the surface roughness of the glass substrate surface while maintaining the flatness, by removing surface defects on the glass substrate surface, the glass substrate for mask blanks having high flatness and smoothness and no surface defects, Alternatively, mask blanks using the same can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing manufacturing steps of a mask blank glass substrate.
FIG. 2 is a schematic sectional view of a polishing apparatus.
FIG. 3 is a schematic sectional view of a float polishing apparatus.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of the float polishing apparatus.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an EEM apparatus.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an EUV reflective mask blank and an EUV reflective mask.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a pattern transfer method using a reflective mask.
[Explanation of symbols]
10 Polishing equipment
20 Float polishing equipment
30 EEM equipment
100 EUV reflective mask blanks
100a EUV reflective mask
101 glass substrate
102 multilayer reflective film
103 Buffer layer
104 Absorber layer

Claims (6)

EUVマスクブランクス用ガラス基板表面の凹凸形状を測定する凹凸形状測定工程と、
前記凹凸形状測定工程で得られた測定結果にもとづいて、前記ガラス基板表面に存在する凸部位の凸度を特定するとともに、この凸度に応じた加工条件で前記凸部位に局所加工を施すことにより、前記ガラス基板表面の平坦度をEUVマスクブランクス用ガラス基板として要求される所定の基準値以下に制御する平坦度制御工程と、
前記平坦度制御工程の後、前記局所加工が施された前記ガラス基板表面を、研磨用工具面に接触させることなく、前記ガラス基板表面と前記研磨用工具面との間に介在する加工液の作用で研磨する非接触研磨工程と、
を有することを特徴とするEUVマスクブランクス用ガラス基板の製造方法。
An uneven shape measuring step for measuring the uneven shape of the glass substrate surface for EUV mask blanks,
Based on the measurement result obtained in the uneven shape measurement step, the convexity of the convex portion existing on the surface of the glass substrate is specified, and the convex portion is locally processed under the processing conditions corresponding to the convexity. By the flatness control step of controlling the flatness of the glass substrate surface below a predetermined reference value required as a glass substrate for EUV mask blanks ,
After the flatness control step, the surface of the glass substrate that has been subjected to the local processing is not brought into contact with the polishing tool surface, and the processing liquid interposed between the glass substrate surface and the polishing tool surface A non-contact polishing process for polishing by action;
The manufacturing method of the glass substrate for EUV mask blanks characterized by having.
前記非接触研磨工程が、The non-contact polishing step
前記ガラス基板の表面欠陥をEUVマスクブランクス用ガラス基板として要求される欠陥サイズ以下に研磨する工程であることを特徴とする請求項The surface defect of the glass substrate is a step of polishing to a defect size or less required as a glass substrate for EUV mask blanks. 11 記載のEUVマスクブランクス用ガラス基板の製造方法。The manufacturing method of the glass substrate for described EUV mask blanks.
前記非接触研磨工程が、The non-contact polishing step
フロートポリッシング,EEM又はハイドロプレーンポリッシングによって行われ、Performed by float polishing, EEM or hydroplane polishing,
かつ、前記加工液が、水,酸性水溶液,アルカリ性水溶液のいずれかの水溶液、又は、前記いずれかの水溶液と、コロイダルシリカ,酸化セリウム,酸化ジルコニウム,酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも一種類の微細粉末粒子とを含有したものであることを特徴とする請求項1又は2記載のEUVマスクブランクス用ガラス基板の製造方法。And, the processing liquid is at least one kind of fine powder particles selected from water, acidic aqueous solution, alkaline aqueous solution, or any of the above aqueous solutions and colloidal silica, cerium oxide, zirconium oxide, aluminum oxide. The method for producing a glass substrate for EUV mask blanks according to claim 1 or 2, wherein the glass substrate for EUV mask blanks is contained.
前記局所加工が、プラズマエッチング又はガスクラスターイオンビームによって行われることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のEUVマスクブランクス用ガラス基板の製造方法。The method for producing a glass substrate for EUV mask blanks according to any one of claims 1 to 3, wherein the local processing is performed by plasma etching or a gas cluster ion beam. 前記基準値が、0.05μm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のEUVマスクブランクス用ガラス基板の製造方法。The said reference value is 0.05 micrometer or less, The manufacturing method of the glass substrate for EUV mask blanks in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. 請求項1〜5のいずれかに記載されるEUVマスクブランクス用ガラス基板の製造方法によって得られたEUVマスクブランクス用ガラス基板上に、被転写パターンとなる薄膜を形成することを特徴とするEUVマスクブランクスの製造方法。The EUV mask blank glass substrate obtained by the method of manufacturing a glass substrate for an EUV mask blank as claimed in any of claims 1 to 5, EUV mask and forming a thin film to be the transfer target pattern Blanks manufacturing method.
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