JP5597059B2 - Mask blank substrate, mask blank and transfer mask manufacturing method - Google Patents

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Description

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

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

従来のマスクブランク用基板の製造方法として、例えば、特許文献1には、研磨布を貼り付けた定盤と、マスクブランク用基板とを、一定荷重をかけた状態で相対的に移動させ、その際研磨液を研磨布とマスクブランク用基板との接触面間に供給してマスクブランク用基板の研磨を行う工程を有するマスクブランク用基板の製造方法であって、定盤の研磨布貼り付け面に所定の形状の溝を有する、マスクブランク用基板の製造方法が開示されている。   As a conventional method for manufacturing a mask blank substrate, for example, in Patent Document 1, a surface plate on which a polishing cloth is pasted and a mask blank substrate are relatively moved in a state where a constant load is applied. A method for producing a mask blank substrate, comprising a step of polishing the mask blank substrate by supplying a polishing solution between the contact surfaces of the polishing cloth and the mask blank substrate, the polishing cloth pasting surface of the surface plate Discloses a method of manufacturing a mask blank substrate having a groove having a predetermined shape.

また、特許文献2には、電子デバイス用基板であって、該基板主表面の平坦度が0μmを超え0.25μm以下であることを特徴とする電子デバイス用基板が開示されている。また、特許文献2には、所定の平坦度の電子デバイス用基板を製造するための装置として、所定の研磨定盤、研磨パッド、研磨剤供給手段及び基板加圧手段を有する研磨装置が開示されている。   Further, Patent Document 2 discloses an electronic device substrate, which is an electronic device substrate, and the flatness of the main surface of the substrate is more than 0 μm and 0.25 μm or less. Patent Document 2 discloses a polishing apparatus having a predetermined polishing surface plate, a polishing pad, an abrasive supply unit, and a substrate pressurizing unit as an apparatus for manufacturing an electronic device substrate having a predetermined flatness. ing.

また、特許文献3には、石英ガラス加工品の寸法修正方法が開示されている。具体的には、特許文献3には、寸法修正すべき石英ガラス加工品を石英ガラス溶接棒に対して所定距離だけ離間して配置し、バーナーの可燃ガス火炎を該石英ガラス溶接棒の端部に放射して該石英ガラス溶接棒を加熱し石英を昇華してガス状石英とし、このガス状石英をバーナーの可燃ガス火炎の放射方向に飛ばすことによって該石英ガラス加工品の寸法修正すべき部位にガス状石英を付着堆積せしめた後、該付着堆積した不透明な石英堆積層を加熱して溶着した透明な石英ガラス層とし当該石英ガラス加工品の寸法修正を行うようにしたことを特徴とする石英ガラス加工品の寸法修正方法が記載されている。   Patent Document 3 discloses a method for correcting dimensions of a processed quartz glass product. Specifically, Patent Document 3 discloses that a quartz glass processed product whose dimensions are to be corrected is arranged at a predetermined distance from a quartz glass welding rod, and a combustible gas flame of a burner is disposed at an end of the quartz glass welding rod. The quartz glass welding rod is radiated to heat and sublimate the quartz to form gaseous quartz, and the gaseous quartz is blown in the direction of the burner's combustible gas flame to correct the size of the processed quartz glass product. After depositing gaseous quartz on the surface, the opaque quartz deposited layer deposited and deposited is heated and welded to form a transparent quartz glass layer, and the size of the processed quartz glass product is corrected. A method for correcting dimensions of a processed quartz glass product is described.

特開2007−54944号公報JP 2007-54944 A 特開2004−29735号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-29735 特開2002−326828号公報JP 2002-326828 A

マスクブランク用基板は、高い平坦性、高い平滑性、さらに傷等の欠陥のないものに仕上げるため、通常、ラッピング(研削)工程、研磨(ポリッシング)工程が複数段階に分けて行われる。ラッピング工程は、主表面の加工歪み層を均一化し、所定の板厚寸法に整え、平坦度を良化させる目的で行われる。また、研磨工程は、ラッピング工程によって得られた平坦度を維持・向上させつつ、基板主表面の平滑性をさらに向上させる目的、及び基板主表面に付着しているパーティクルを除去することを目的として行われる。研磨工程においては、段階的に研磨砥粒の粒径を小さくしながら複数段階にわたって研磨加工が行われる。例えば、平均粒径が0.3〜3μmの酸化セリウムの研磨砥粒による研磨を行った後、平均粒径が300nm以下のコロイダルシリカによる研磨砥粒による精密研磨が行われる。その後、検査工程において、マスクブランク用基板の表面欠陥の有無等を検査する。   In order to finish a mask blank substrate with high flatness, high smoothness, and no defects such as scratches, a lapping (grinding) process and a polishing (polishing) process are usually performed in a plurality of stages. The lapping process is performed for the purpose of uniformizing the processing strain layer on the main surface, adjusting it to a predetermined thickness, and improving the flatness. Also, the polishing process aims to further improve the smoothness of the main surface of the substrate while maintaining and improving the flatness obtained by the lapping step, and to remove particles adhering to the main surface of the substrate. Done. In the polishing process, polishing is performed in a plurality of stages while gradually reducing the grain size of the abrasive grains. For example, after polishing with cerium oxide abrasive grains having an average particle diameter of 0.3 to 3 μm, precision polishing is performed with abrasive grains made of colloidal silica having an average particle diameter of 300 nm or less. Thereafter, in the inspection process, the presence or absence of surface defects on the mask blank substrate is inspected.

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

一方、液晶表示装置(薄膜トランジスタ:TFT等)やカラーフィルタ(CF)製造用マスク等に用いられる大型のマスクブランク用基板(330mm×450mm以上)の場合、半導体デバイス用のマスクブランクに比べ、主表面が大面積であることもあり、主表面の平行度、平坦度、表面粗さの精度の要求は比較的緩い。また、許容されうる表面欠陥のサイズについても比較的緩い。しかし、近年ではTFTパターンの微細化が進んできており、大型のマスクブランクにおいても、平行度、平坦度、表面粗さ及び表面の無欠陥性に対する要求が高まっている。表面欠陥は、異物が研磨装置の定盤上の研磨布と基板主表面との間に入り込むことによって発生する場合が非常に多い。しかし、外部からの異物の侵入を抑制する対策を施しても、研磨砥粒が固化してできる異物も表面欠陥の発生要因となってしまうため、研磨工程時に表面欠陥が発生することを皆無にすることは困難である。大面積のマスクブランク用基板の場合、表面欠陥が存在する場合の廃棄による製造コストへの増加の影響は、小面積のマスクブランク用基板の場合より大きい。   On the other hand, in the case of a large mask blank substrate (330 mm × 450 mm or more) used for a liquid crystal display device (thin film transistor: TFT, etc.) or a mask for manufacturing a color filter (CF), the main surface compared to a mask blank for a semiconductor device May have a large area, and the parallel surface, flatness, and surface roughness accuracy requirements of the main surface are relatively loose. Also, the size of acceptable surface defects is relatively loose. However, in recent years, TFT patterns have been miniaturized, and demands for parallelism, flatness, surface roughness, and surface defect-freeness are increasing even in large mask blanks. In many cases, the surface defect is caused by foreign matter entering between the polishing cloth on the surface plate of the polishing apparatus and the main surface of the substrate. However, even if measures are taken to suppress the entry of foreign matter from the outside, the foreign matter produced by solidification of the abrasive grains can also be a cause of surface defects, so that no surface defects are generated during the polishing process. It is difficult to do. In the case of a mask blank substrate having a large area, the influence of the increase in manufacturing cost due to disposal when surface defects are present is larger than that in the case of a mask blank substrate having a small area.

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

特許文献3には、寸法修正すべき部位にガス状石英を付着堆積させる技術を用いる石英ガラス加工品の寸法修正方法が記載されている。しかしながら、ガス状の石英を付着堆積させる技術を、マスクブランク用基板の凹状欠陥部分に適用すると、凹状欠陥の周囲にも石英が堆積し、平坦度及び表面粗さに悪影響を及ぼすことは避けられない。凹状欠陥のサイズは、μmオーダーのものが多く非常に小さいためである。そのため、余分に堆積した石英を除去するための研磨工程が必要になってしまう。凹状欠陥は、研磨工程において、研磨砥粒が固化したもの等の異物が、加工圧力が掛かった状態で回転運動行っている定盤上の研磨布と基板の主表面との間に侵入してしまい、主表面を傷つけることで生じる場合が多い。余分に堆積した石英を除去する研磨工程を行うことによって、マスクブランク用基板に新たな表面欠陥の発生リスクが生じるという問題がある。さらに、凹状欠陥は、その幅が非常に小さく、底部にまでガス状石英を堆積させることは非常に難しい。したがって、マスクブランク用基板の表面欠陥を修正するために、特許文献3に開示された発明を用いることは困難である。   Patent Document 3 describes a method for correcting a size of a processed quartz glass product using a technique of depositing and depositing gaseous quartz on a portion whose size is to be corrected. However, if the technique of depositing and depositing gaseous quartz is applied to the concave defect portion of the mask blank substrate, quartz is also deposited around the concave defect, and it is unavoidable to adversely affect flatness and surface roughness. Absent. This is because the size of the concave defect is very small in many cases on the order of μm. This necessitates a polishing step for removing the excessively deposited quartz. Concave defects are caused by foreign particles such as solidified abrasive grains entering between the polishing cloth on the surface plate and the main surface of the substrate that are rotating in a state where processing pressure is applied in the polishing process. Therefore, it often occurs by damaging the main surface. There is a problem in that a risk of occurrence of a new surface defect is generated on the mask blank substrate by performing a polishing process for removing excess deposited quartz. Furthermore, the concave defect has a very small width, and it is very difficult to deposit gaseous quartz to the bottom. Therefore, it is difficult to use the invention disclosed in Patent Document 3 in order to correct the surface defect of the mask blank substrate.

そこで、本発明は、マスクブランク用基板に表面欠陥が発生した場合でも、簡便にかつ基板の平坦度及び表面粗さに悪影響を及ぼすことなくマスクブランク用基板の表面欠陥を修正することのできる、低コストかつ高い歩留まりのマスクブランク用基板の製造方法、並びにマスクブランク及び転写用マスクの製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, even if a surface defect occurs in the mask blank substrate, the present invention can easily correct the surface defect of the mask blank substrate without adversely affecting the flatness and surface roughness of the substrate. An object of the present invention is to provide a low-cost and high-yield manufacturing method of a mask blank substrate, and a manufacturing method of a mask blank and a transfer mask.

本発明者は、マスクブランク用基板の表面欠陥を修正するための様々な方法を検討した。その結果、基板の軟化点以上の燃焼温度の火炎を接触させることにより、マスクブランク用基板の表面欠陥を修正することができることを見出し、本発明を完成したものである。すなわち、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。   The inventor examined various methods for correcting a surface defect of a mask blank substrate. As a result, it has been found that the surface defect of the mask blank substrate can be corrected by bringing a flame having a combustion temperature equal to or higher than the softening point of the substrate into contact, and the present invention has been completed. That is, in order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.

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

(構成1)
対向する2つの主表面を有する基板からなるマスクブランク用基板の製造方法であって、前記基板の2つの主表面を研磨する工程と、前記基板の主表面に存在する表面欠陥に対して、前記基板の軟化点以上の燃焼温度の火炎を接触させて前記表面欠陥を修正する工程とを有することを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法である。
(Configuration 1)
A mask blank substrate manufacturing method comprising a substrate having two opposing main surfaces, the step of polishing the two main surfaces of the substrate, and the surface defects present on the main surface of the substrate, And a step of correcting the surface defect by bringing a flame having a combustion temperature equal to or higher than a softening point of the substrate into contact.

(構成2)
前記表面欠陥が、凹状欠陥であることを特徴とする、構成1に記載のマスクブランク用基板の製造方法である。
(Configuration 2)
2. The method for manufacturing a mask blank substrate according to Configuration 1, wherein the surface defect is a concave defect.

(構成3)
前記基板が、合成石英ガラスからなることを特徴とする、構成1又は2に記載のマスクブランク用基板の製造方法である。
(Configuration 3)
3. The method for manufacturing a mask blank substrate according to Configuration 1 or 2, wherein the substrate is made of synthetic quartz glass.

(構成4)
前記火炎が、1600℃以上の燃焼温度であることを特徴とする、構成3に記載のマスクブランク用基板の製造方法である。
(Configuration 4)
4. The method for manufacturing a mask blank substrate according to Configuration 3, wherein the flame has a combustion temperature of 1600 ° C. or higher.

(構成5)
構成1〜4のいずれか1項記載のマスクブランク用基板の製造方法で製造されたマスクブランク用基板の主表面上にパターン形成用の薄膜を成膜する工程を有することを特徴とする、マスクブランクの製造方法である。
(Configuration 5)
A mask comprising a step of forming a thin film for pattern formation on a main surface of a mask blank substrate manufactured by the method for manufacturing a mask blank substrate according to any one of configurations 1 to 4 It is a manufacturing method of a blank.

(構成6)
構成5に記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの薄膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする、転写用マスクの製造方法である。
(Configuration 6)
It is a manufacturing method of the transfer mask characterized by having the process of forming a transfer pattern in the thin film of the mask blank manufactured with the manufacturing method of the mask blank of the structure 5.

次に、本発明の転写用マスクの製造方法の構成1〜4について説明する。   Next, configurations 1 to 4 of the method for manufacturing a transfer mask of the present invention will be described.

本発明は、構成1にあるように、対向する2つの主表面を有する基板からなるマスクブランク用基板の製造方法であって、前記基板の2つの主表面を研磨する工程(研磨工程)と、前記基板の主表面に存在する表面欠陥に対して、前記基板の軟化点以上の燃焼温度の火炎を接触させて前記表面欠陥を修正する工程(表面欠陥修正工程)とを有することを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法である。   The present invention is a method for producing a mask blank substrate comprising a substrate having two opposing main surfaces as in Configuration 1, and a step of polishing the two main surfaces of the substrate (polishing step); And a step (surface defect correction step) of correcting the surface defect by bringing a flame having a combustion temperature equal to or higher than the softening point of the substrate into contact with a surface defect existing on the main surface of the substrate. It is a manufacturing method of a mask blank substrate.

構成1にあるように、本発明のマスクブランク用基板の製造方法では、基板の主表面に存在する表面欠陥に対して、基板の軟化点以上の燃焼温度の火炎を接触させて表面欠陥を修正する。「基板の軟化点」とは、基板を構成する基板材料の軟化点のことであり、その基板材料の粘性率(粘度)をη(poise)とした場合、log η=7.6を満たす粘性率になるときの温度をいう。なお、粘性率(粘度)の測定は貫入法を用いて行うことができる。また、必要に応じて、ビーム曲げ法又は球引き上げ法等の測定法を用いて粘度測定を行うことができる。また、基板の「主表面」とは、図3に例示するように、基板周縁部(端面72及び面取面73)を除く表面のことをいう。すなわち、基板の「主表面」とは、図3において、対向する2つの「主表面71」として示される表面をいう。   As in Configuration 1, in the mask blank substrate manufacturing method of the present invention, a surface defect is corrected by bringing a flame having a combustion temperature equal to or higher than the softening point of the substrate into contact with a surface defect existing on the main surface of the substrate. To do. The “substrate softening point” is the softening point of the substrate material constituting the substrate. When the viscosity of the substrate material is η (poise), the viscosity satisfying log η = 7.6 is satisfied. The temperature at which the rate is reached. Note that the viscosity (viscosity) can be measured using an intrusion method. If necessary, the viscosity can be measured using a measuring method such as a beam bending method or a ball pulling method. Further, the “main surface” of the substrate refers to the surface excluding the peripheral edge of the substrate (the end surface 72 and the chamfered surface 73) as illustrated in FIG. That is, the “main surface” of the substrate refers to a surface shown as two “main surfaces 71” facing each other in FIG.

本発明者は、マスクブランク用基板の表面欠陥が存在する部分(表面欠陥部分)に、局所的に基板の軟化点以上の燃焼温度の火炎を接触させると、表面欠陥部分の基板材料が軟化し、表面欠陥部分を修正する方向に基板材料を流動させることができ、その結果、表面欠陥を修正することができることを見出したのである。なお、本明細書において、この表面欠陥の修正方法を、「火炎欠陥修正」という。本発明の製造方法では、表面欠陥部分に合成石英ガラスのような基板材料を付着させる必要はなく、マスクブランク用基板に対して局所的に所定の燃焼温度以上の火炎を接触させることによって、表面欠陥の周囲の基板材料をわずかに流動させることにより平坦化することができる。例えば、表面欠陥として凹状欠陥が存在する場合は、基板材料が表面欠陥部分を埋めるように流動させることにより平坦化することができる。また、表面欠陥として凸状欠陥が存在する場合は、基板材料が表面欠陥部分から広がるように流動させることにより平坦化することができる。   The present inventor softens the substrate material of the surface defect portion when a flame having a combustion temperature equal to or higher than the softening point of the substrate is brought into contact with a portion where the surface defect of the mask blank substrate exists (surface defect portion). It has been found that the substrate material can be caused to flow in the direction of correcting the surface defect portion, and as a result, the surface defect can be corrected. In the present specification, this surface defect correction method is referred to as “flame defect correction”. In the manufacturing method of the present invention, it is not necessary to attach a substrate material such as synthetic quartz glass to the surface defect portion, but by bringing a flame having a predetermined combustion temperature or more locally into contact with the mask blank substrate, the surface Planarization can be achieved by slightly flowing the substrate material around the defect. For example, when a concave defect exists as a surface defect, the substrate material can be planarized by flowing so as to fill the surface defect portion. Further, when a convex defect exists as a surface defect, the substrate material can be planarized by flowing so as to spread from the surface defect portion.

火炎欠陥修正を用いることにより、表面欠陥部分の修正によって影響を受ける主表面の領域を最小限にとどめることができる。また、火炎欠陥修正の影響を受ける部分においても平坦度変化や表面粗さの変化もわずかである。そのため、火炎欠陥修正後の平坦度の修正のための研磨工程の繰り返し回数を減らすことができる。すなわち、本発明の製造方法によると、簡便にかつ基板の平坦度及び表面粗さに悪影響を及ぼすことなくマスクブランク用基板の表面欠陥を修正することができる。特に、平坦度や表面粗さの制限の比較的緩いFPD製造用途のマスクブランク用基板の場合には、表面欠陥の火炎欠陥修正後に研磨工程を行わなくても所定の仕様を満足することができる場合がある。また、半導体デバイス製造用途のマスクブランク用基板の場合においても、火炎欠陥修正を行った箇所に対し、凹状欠陥が生じにくい非接触研磨を局所的に行うことで、所定の仕様を満足することができる場合もある。適用可能な非接触研磨としては、例えば、特開2004−291209号公報に記載の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等が挙げられる。   By using flame defect correction, the area of the main surface that is affected by the correction of the surface defect portion can be minimized. In addition, the flatness change and the surface roughness change are slight even in the part affected by the flame defect correction. Therefore, the number of repetitions of the polishing process for correcting the flatness after correcting the flame defect can be reduced. That is, according to the manufacturing method of the present invention, the surface defect of the mask blank substrate can be corrected easily and without adversely affecting the flatness and surface roughness of the substrate. In particular, in the case of a mask blank substrate for FPD manufacturing, which has relatively loose restrictions on flatness and surface roughness, a predetermined specification can be satisfied without performing a polishing step after correcting a flame defect for a surface defect. There is a case. In addition, even in the case of a mask blank substrate for semiconductor device manufacturing applications, it is possible to satisfy predetermined specifications by locally performing non-contact polishing in which concave defects are less likely to occur on locations where flame defect correction has been performed. Sometimes you can. Applicable non-contact polishing includes, for example, float polishing, EEM, hydroplane polishing described in JP-A No. 2004-291209.

(構成2)
また、構成2にあるように、本発明のマスクブランク用基板の製造方法において、前記表面欠陥が、凹状欠陥であることを特徴とすることが好ましい。
(Configuration 2)
Further, as described in Structure 2, in the method for manufacturing a mask blank substrate of the present invention, it is preferable that the surface defect is a concave defect.

構成2にあるように、本発明のマスクブランク用基板の製造方法は、凹状欠陥に対して行われると好適である。従来の凹状欠陥を修正する方法では、主表面全体の再研磨を行うときの研磨取り代を大きくとる必要があるのに対し、本発明における凹状欠陥を修正する方法の場合、研磨取り代が不要であるか、非常に小さくて済むためである。   As in Structure 2, it is preferable that the method for manufacturing a mask blank substrate of the present invention is performed on a concave defect. The conventional method for correcting a concave defect requires a large polishing allowance when re-polishing the entire main surface, whereas the method for correcting a concave defect in the present invention does not require a polishing allowance. This is because it can be very small.

また、構成3にあるように、本発明のマスクブランク用基板の製造方法において、前記基板が、合成石英ガラスからなることを特徴とすることが好ましい。   Further, as described in Structure 3, in the method for manufacturing a mask blank substrate of the present invention, it is preferable that the substrate is made of synthetic quartz glass.

構成3にあるように、基板の材料として合成石英ガラスを用いることが好ましい。合成石英ガラスは化学的に安定で、他の工業材料と比較して熱膨張係数が極めて小さいなどの特徴を有する。また、合成石英ガラスは、FPD製造用途の転写用マスクで使用される超高圧水銀灯の露光光に対する光透過性も高い。さらには、合成石英ガラスは、半導体デバイス製造用途の転写用マスクで使用されるKrFエキシマレーザ(波長:約248nm)やArFエキシマレーザ(波長:約193nm)の露光光に対する光透過性も高い。これらのことからもわかるように、マスクブランク用基板の材料として、合成石英ガラスを好適に用いることができる。   As in Structure 3, it is preferable to use synthetic quartz glass as the substrate material. Synthetic quartz glass is chemically stable and has features such as extremely low thermal expansion coefficient compared to other industrial materials. In addition, synthetic quartz glass has high light transmittance with respect to exposure light of an ultrahigh pressure mercury lamp used in a transfer mask for FPD manufacturing. Furthermore, synthetic quartz glass has high light transmittance with respect to exposure light of a KrF excimer laser (wavelength: about 248 nm) or ArF excimer laser (wavelength: about 193 nm) used in a transfer mask for semiconductor device manufacturing applications. As can be seen from these, synthetic quartz glass can be suitably used as the material for the mask blank substrate.

また、構成4にあるように、本発明のマスクブランク用基板の製造方法において、前記火炎が、1600℃以上の燃焼温度であることを特徴とすることが好ましい。   In the method for producing a mask blank substrate according to the present invention, as set forth in Structure 4, it is preferable that the flame has a combustion temperature of 1600 ° C. or higher.

構成4にあるように、火炎は、1600℃以上の燃焼温度であることが好ましい。合成石英ガラスの軟化点は、その種類によるものの一般的に1600℃以上であるので、1600℃以上の燃焼温度の火炎を用いることにより、表面欠陥の周囲の合成石英ガラスをわずかに流動させ、表面欠陥を平坦化することができる。なお、合成石英ガラスの流動を確実にするためには、火炎は、1700℃以上の燃焼温度であることがより好ましく、1800℃以上の燃焼温度であることさらに好ましい。また、火炎の燃焼温度の上限は、合成石英ガラスに対して悪影響を及ぼさない程度の温度であることが好ましく、例えば、2800℃以下、好ましくは2500℃以下、より好ましくは2300℃以下である。   As in Configuration 4, the flame preferably has a combustion temperature of 1600 ° C. or higher. Although the softening point of synthetic quartz glass is generally 1600 ° C. or higher depending on the type, the synthetic quartz glass around the surface defects is slightly flowed by using a flame having a combustion temperature of 1600 ° C. Defects can be planarized. In order to ensure the flow of the synthetic quartz glass, the flame is preferably a combustion temperature of 1700 ° C. or higher, and more preferably a combustion temperature of 1800 ° C. or higher. The upper limit of the flame combustion temperature is preferably a temperature that does not adversely affect the synthetic quartz glass, and is, for example, 2800 ° C. or lower, preferably 2500 ° C. or lower, more preferably 2300 ° C. or lower.

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

本発明は、構成5にあるように、上記構成1〜4いずれか1つのマスクブランク用基板の製造方法で製造されたマスクブランク用基板の主表面上にパターン形成用の薄膜を成膜する工程を有することを特徴とする、マスクブランクの製造方法である。   The present invention includes a step of forming a thin film for pattern formation on the main surface of the mask blank substrate manufactured by the method for manufacturing a mask blank substrate according to any one of the above configurations 1 to 4 as in the configuration 5. It is a manufacturing method of the mask blank characterized by having.

構成5にあるように、上記構成1〜4のいずれか1つのマスクブランク用基板の製造方法では、火炎欠陥修正によって表面欠陥を容易に修正することにより、低コストかつ高い歩留まりのマスクブランク用基板を得ることができる。そのため、構成1〜3のいずれか1つのマスクブランク用基板にパターン形成用の薄膜を成膜したマスクブランクも、低コストかつ高い歩留まりとすることができる。なお、マスクブランク用基板へのパターン形成用薄膜の成膜は、公知の方法を用いて行うことができる。   As described in Configuration 5, in the mask blank substrate manufacturing method according to any one of Configurations 1 to 4, low-cost and high-yield mask blank substrate is obtained by easily correcting surface defects by correcting flame defects. Can be obtained. Therefore, a mask blank in which a thin film for pattern formation is formed on any one of the mask blank substrates of configurations 1 to 3 can also be manufactured at low cost and high yield. The formation of the pattern forming thin film on the mask blank substrate can be performed using a known method.

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

本発明は、構成6にあるように、上記構成5のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの薄膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする、転写用マスクの製造方法である。   This invention is the manufacturing method of the transfer mask characterized by having the process of forming a transfer pattern in the thin film of the mask blank manufactured with the manufacturing method of the mask blank of the said structure 5, as it exists in the structure 6. is there.

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

本発明によれば、マスクブランク用基板に表面欠陥が発生した場合でも、簡便にかつ基板の平坦度及び表面粗さに悪影響を及ぼすことなくマスクブランク用基板の表面欠陥を修正することのできる、低コストかつ高い歩留まりのマスクブランク用基板の製造方法並びにマスクブランク及び転写用マスクの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, even when a surface defect occurs on the mask blank substrate, the surface defect of the mask blank substrate can be corrected easily and without adversely affecting the flatness and surface roughness of the substrate. A low-cost and high-yield manufacturing method of a mask blank substrate and a manufacturing method of a mask blank and a transfer mask can be provided.

マスクブランクを火炎欠陥修正している様子の一例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of a mode that flame defect correction is carried out to the mask blank. 本発明のマスクブランク用基板の製造方法の工程を示す図である。It is a figure which shows the process of the manufacturing method of the board | substrate for mask blanks of this invention. 本発明の製造方法に用いることのできるマスクブランク用基板を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the board | substrate for mask blanks which can be used for the manufacturing method of this invention. 火炎欠陥修正をしている場所を光学顕微鏡観察しながら火炎欠陥修正を行うための火炎欠陥修正装置の一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the flame defect correction apparatus for performing a flame defect correction, observing the place which is correcting the flame defect, using an optical microscope. マスクブランクを用いて転写用マスクを製造する工程を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the process of manufacturing the transfer mask using a mask blank. 両面研磨装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a double-side polish apparatus. 片面研磨装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a single-side polishing apparatus.

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

本発明のマスクブランク用基板1の製造方法は、図2に示す工程、すなわち、切り出し工程(S101)、ラッピング工程(S102)、研磨工程(S103)、検査工程(S104)及び表面欠陥修正工程(S105)を有することができる。   The manufacturing method of the mask blank substrate 1 of the present invention includes the steps shown in FIG. 2, that is, the cutting step (S101), the lapping step (S102), the polishing step (S103), the inspection step (S104), and the surface defect correction step ( S105).

なお、研磨工程(S103)と検査工程(S104)との間などの各工程の間に、次工程に前工程に使用した例えば研磨砥粒等が持ちこまれないように、基板に付着した研磨砥粒等を除去するための洗浄工程を適宜設けることができる。   In addition, between each process such as between the polishing process (S103) and the inspection process (S104), the polishing abrasives adhered to the substrate are not brought into the next process, for example, abrasive grains used in the previous process. A cleaning step for removing grains and the like can be appropriately provided.

(1)切り出し工程(S101)
まず、合成石英ガラスのインゴットから、シート形状の合成石英ガラス(シートガラス)を切り出す。次に、合成石英ガラスからなるシートガラスから研削砥石で切り出して、長方形状の基板1を得ることができる。なお、長方形状の寸法は用途により異なるが、例えば、大型のマスクブランク用基板1の場合には、330mm×450mm以上、例えば、500mm×800mm、厚さ10mmの形状、800mm×920mm、厚さ10mmの形状、1220mm×1400mm、厚さ13mmの形状、2140mm×2460mm、厚さ15mmの形状などを用いることができる。以下、各工程の加工条件については、800mm×920mmで厚さ10mmの基板形状の場合について記載する。
(1) Cutting process (S101)
First, a sheet-shaped synthetic quartz glass (sheet glass) is cut out from a synthetic quartz glass ingot. Next, a rectangular substrate 1 can be obtained by cutting out from a sheet glass made of synthetic quartz glass with a grinding wheel. The rectangular dimensions vary depending on the application, but in the case of a large mask blank substrate 1, for example, 330 mm × 450 mm or more, for example, 500 mm × 800 mm, thickness 10 mm, 800 mm × 920 mm, thickness 10 mm. A shape of 1220 mm × 1400 mm, a thickness of 13 mm, a shape of 2140 mm × 2460 mm, a thickness of 15 mm, or the like can be used. Hereinafter, the processing conditions for each step will be described for a substrate shape of 800 mm × 920 mm and a thickness of 10 mm.

(2)ラッピング工程(S102)
次いで、基板1にラッピング工程を施す。ラッピング工程は、粗ラッピング工程、形状加工工程及び精ラッピング工程の三つの工程を含むことができる。
(2) Wrapping process (S102)
Next, a lapping process is performed on the substrate 1. The lapping process can include three processes: a rough lapping process, a shape processing process, and a fine lapping process.

粗ラッピング工程は、寸法精度及び形状精度の向上を目的としている。粗ラッピング工程は、両面ラッピング装置を用いて行い、例えば砥粒の粒度を#400で行うことができる。具体例としては、粒度#400のアルミナ砥粒を用い、荷重Lを100kg程度に設定して、キャリアに収納した基板1の両面を所定の精度に仕上げることができる。   The rough lapping process aims to improve dimensional accuracy and shape accuracy. A rough lapping process is performed using a double-sided lapping apparatus. For example, the grain size of the abrasive grains can be # 400. As a specific example, alumina abrasive grains having a particle size of # 400 can be used, the load L can be set to about 100 kg, and both surfaces of the substrate 1 stored in the carrier can be finished with a predetermined accuracy.

次に、形状加工工程により、基板1の形状を加工する。具体的には、外周端面を研削して外形寸法を整えた後、外周端面及び内周面に所定の面取り加工を施すことができる。   Next, the shape of the substrate 1 is processed by a shape processing step. Specifically, after the outer peripheral end face is ground and the external dimensions are adjusted, a predetermined chamfering process can be performed on the outer peripheral end face and the inner peripheral face.

次に、精ラッピング工程により、基板1の2つの主表面71を所定の精度に仕上げる。具体的には、砥粒の粒度を#1000に変え、基板1の主表面71をラッピングすることにより、基板1の両面を所定の精度に仕上げることができる。砥粒等を次の工程に持ち込まないように、上記精ラッピング工程を終えた基板1を、中性洗剤、水の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄することが好ましい。   Next, the two main surfaces 71 of the substrate 1 are finished to a predetermined accuracy by a fine lapping process. Specifically, by changing the grain size of the abrasive grains to # 1000 and lapping the main surface 71 of the substrate 1, both surfaces of the substrate 1 can be finished with a predetermined accuracy. In order not to bring abrasive grains or the like into the next step, it is preferable to wash the substrate 1 after the fine lapping step by sequentially immersing it in each washing tank of neutral detergent and water.

(3)研磨工程(S103)
次に、研磨工程(S103)により、上述のラッピング工程(S102)で得られた基板1の平坦度を維持しつつ、ラッピング工程の際に形成された傷や歪みを除去する。研磨工程は、さらに基板1の主表面71の鏡面化を目的として行われる。通常、研磨工程においては、傷や歪みの除去と、鏡面化とは別々の研磨により行う。したがって、研磨工程では複数回の研磨を行うことが一般的である。
(3) Polishing step (S103)
Next, the polishing step (S103) removes scratches and distortions formed during the lapping step while maintaining the flatness of the substrate 1 obtained in the lapping step (S102). The polishing step is further performed for the purpose of mirroring the main surface 71 of the substrate 1. Usually, in the polishing step, removal of scratches and distortion and mirror polishing are performed by separate polishing. Therefore, it is common to perform polishing several times in the polishing step.

研磨工程(S103)は、公知の方法で行うことができる。研磨工程は、例えば、図6に示す大型マスクブランク用両面研磨装置を用いて行うことができる。なお、図6に示す大型マスクブランク用両面研磨装置においては、上下定盤(22、23)の回転軸aと基板20の回転軸bとの距離は、基板20が回転軸bを軸として回転した場合であっても、基板20のいずれの箇所も回転軸aの箇所を通過することのないようにすることが好ましい。なお、この研磨工程については、これに限らず、特開2010−76047号公報に記載の大型マスクブランク用両面研磨装置を用いる研磨工程などを適用してもよい。   The polishing step (S103) can be performed by a known method. The polishing step can be performed, for example, using a double-side polishing apparatus for a large mask blank shown in FIG. In the double-side polishing apparatus for a large mask blank shown in FIG. 6, the distance between the rotation axis a of the upper and lower surface plates (22, 23) and the rotation axis b of the substrate 20 is that the substrate 20 rotates about the rotation axis b. Even in this case, it is preferable that any part of the substrate 20 does not pass through the part of the rotation axis a. In addition, about this grinding | polishing process, you may apply the grinding | polishing process etc. which use not only this but the double-side polish apparatus for large sized mask blanks described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-76047.

(4)検査工程(S104)
次に、検査工程(S104)によって、研磨工程(S103)により得られた基板1の平坦度、表面粗さ並びに表面欠陥5の有無及びその位置を検査する。上述の工程(S101〜S103)によって得られた基板1は、高い平坦性及び高い平滑性を有するが、少なくない頻度で表面欠陥5が存在することが知られている。許容される表面欠陥5のサイズは、マスクブランク用基板1から製造されるマスクブランク及び転写用マスクの用途により異なる。表面欠陥5は、光学顕微鏡を用いた表面検査装置により、寸法、形状及び位置を測定することができる。また、このほかにもレーザー散乱光方式の欠陥検査装置やコンフォーカル光学系の欠陥検査装置なども適用可能である。例えば、FPD製造用途のマスクブランク用基板の場合、凹状の表面欠陥5では、幅が1μmよりも大きなサイズのものは許容されないと判定する場合が多い。この検査工程では、基板1を検査した結果、主表面71が所定以上の平坦度及び表面粗さを有し、かつ、検出された表面欠陥5の中で許容されないサイズがないものを良品のマスクブランク用基板1として選定する作業をまず行う。良品のマスクブランク用基板1については、次工程(洗浄後、パターン形成用の薄膜を成膜する工程が行われる)に送られる。
(4) Inspection process (S104)
Next, in the inspection step (S104), the flatness and surface roughness of the substrate 1 obtained in the polishing step (S103), the presence / absence of the surface defect 5, and the position thereof are inspected. Although the substrate 1 obtained by the above-described steps (S101 to S103) has high flatness and high smoothness, it is known that surface defects 5 are present not often. The allowable size of the surface defect 5 varies depending on the use of the mask blank manufactured from the mask blank substrate 1 and the transfer mask. The surface defect 5 can be measured for size, shape and position by a surface inspection apparatus using an optical microscope. In addition, laser scattered light type defect inspection devices and confocal optical defect inspection devices can also be applied. For example, in the case of a mask blank substrate for use in FPD manufacturing, it is often determined that the concave surface defect 5 is not allowed to have a width larger than 1 μm. In this inspection process, as a result of inspecting the substrate 1, the main surface 71 has a flatness and surface roughness of a predetermined level or more, and the detected surface defect 5 having no unacceptable size is a good mask. The operation of selecting the blank substrate 1 is first performed. The non-defective mask blank substrate 1 is sent to the next step (the step of forming a thin film for pattern formation is performed after cleaning).

次に、主表面71が平坦度及び表面粗さのうち少なくともいずれかが所定値を満たさない基板1は、修正可能な段階の研磨工程まで戻されて再研磨される。一方、平坦度及び表面粗さがともに所定条件を満たしているが、許容されないサイズの表面欠陥5が存在する基板1については、表面欠陥5の種類(凹状欠陥、凸状欠陥)、位置、サイズ、深さ(又は高さ)を特定することが行われた後、表面欠陥修正工程に送られる。   Next, the substrate 1 in which at least one of the flatness and the surface roughness of the main surface 71 does not satisfy the predetermined value is returned to the polishing step at a correctable stage and re-polished. On the other hand, for the substrate 1 in which both the flatness and the surface roughness satisfy the predetermined conditions but the surface defect 5 having an unacceptable size exists, the type (concave defect, convex defect), position, and size of the surface defect 5 After the depth (or height) is specified, it is sent to the surface defect correction process.

(5)表面欠陥修正工程(S105)
許容されないサイズの表面欠陥5が存在する基板1について、その表面欠陥5を表面欠陥修正工程(S105)で行うべきか、研磨工程に戻すべきかをまず判定する。火炎欠陥修正により、表面欠陥5が凹状欠陥の場合、深さが0.5μm程度までは主表面の平坦度を維持しつつ、表面欠陥5を修正することが可能である。しかし、それよりも深い凹状欠陥の場合、平坦度の悪化が避けられない。よって、このような深さの凹状欠陥を有する基板1は、研磨工程に戻されるか、廃棄される。なお、マスクブランク用基板の主表面71に非常に高い平坦度が求められており、かつ、表面欠陥修正工程後に非接触研磨を行わない場合においては、火炎欠陥修正で修正可能な表面欠陥5の深さは0.1μm程度までとすることが望ましい。そして、火炎欠陥修正を行うことが望ましいと判定された基板1に対してのみ、この表面欠陥修正工程が行われる。本発明のマスクブランク用基板1の製造方法では、表面欠陥修正工程において、マスクブランク用基板1の主表面71に存在する表面欠陥5に対して、マスクブランク用基板1の材料の軟化点以上の燃焼温度の火炎52を接触させる方法(火炎欠陥修正)によって表面欠陥5を修正することに特徴がある。
(5) Surface defect correction step (S105)
With respect to the substrate 1 on which the surface defect 5 having an unacceptable size exists, it is first determined whether the surface defect 5 should be performed in the surface defect correction step (S105) or returned to the polishing step. When the surface defect 5 is a concave defect by the flame defect correction, the surface defect 5 can be corrected while maintaining the flatness of the main surface up to a depth of about 0.5 μm. However, in the case of a concave defect deeper than that, deterioration of flatness is inevitable. Therefore, the substrate 1 having the concave defect having such a depth is returned to the polishing process or discarded. In the case where a very high flatness is required for the main surface 71 of the mask blank substrate and non-contact polishing is not performed after the surface defect correction process, the surface defects 5 that can be corrected by flame defect correction The depth is desirably up to about 0.1 μm. And this surface defect correction process is performed only with respect to the board | substrate 1 determined that it is desirable to correct a flame defect. In the manufacturing method of the mask blank substrate 1 of the present invention, in the surface defect correction step, the surface defect 5 present on the main surface 71 of the mask blank substrate 1 is higher than the softening point of the material of the mask blank substrate 1. The method is characterized in that the surface defect 5 is corrected by a method (flame defect correction) in which the flame 52 at the combustion temperature is brought into contact.

図1に、基板1の表面欠陥5を火炎欠陥修正している様子の一例の断面模式図を示す。基板1の表面欠陥5は、火炎照射装置50から照射する火炎52によって加熱されることで火炎欠陥修正される。表面欠陥5を火炎欠陥修正することによって、許容されないサイズの表面欠陥5がないマスクブランク用基板1を得ることができる。火炎欠陥修正の際に火炎52を適切な大きさにすることによって、基板1を必要以上に加熱することを抑えつつ、表面欠陥5だけを火炎欠陥修正することができる。また、火炎欠陥修正をするためには大規模な設備の必要はないため、簡易かつ低コストで表面欠陥5の火炎欠陥修正を行うことができる。   FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an example of a state in which a surface defect 5 of the substrate 1 is corrected for a flame defect. The surface defect 5 of the substrate 1 is corrected by the flame 52 being heated by the flame 52 irradiated from the flame irradiation device 50. By correcting the surface defect 5 with a flame defect, the mask blank substrate 1 without the surface defect 5 having an unacceptable size can be obtained. By setting the flame 52 to an appropriate size when correcting the flame defect, it is possible to correct only the surface defect 5 while suppressing the substrate 1 from being heated more than necessary. Further, since there is no need for a large-scale facility for correcting the flame defect, the flame defect of the surface defect 5 can be corrected easily and at low cost.

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

火炎欠陥修正の際の火炎照射装置50と基板1との間の距離は、火炎52の発生が妨げられず、表面欠陥5に対する火炎52の接触が有効に行われる範囲で適宜選択することができる。火炎欠陥修正の際の火炎照射装置50と表面欠陥5との間の距離は、表面欠陥5に対する火炎52の接触を妨げられずに有効に行う点から、1mm〜50mmとすることが好ましく、2mm〜20mmとすることがより好ましい。   The distance between the flame irradiation device 50 and the substrate 1 at the time of correcting the flame defect can be appropriately selected within a range in which the generation of the flame 52 is not hindered and the contact of the flame 52 with the surface defect 5 is effectively performed. . The distance between the flame irradiation device 50 and the surface defect 5 at the time of correcting the flame defect is preferably 1 mm to 50 mm from the viewpoint of effectively performing the contact of the flame 52 with the surface defect 5 without being obstructed. More preferably, it is set to ˜20 mm.

基板1の加熱を抑えつつ、表面欠陥5だけを火炎欠陥修正するために、比較的小さな火炎52を発生する装置を用い、表面欠陥5が存在する場所に局所的に火炎52を照射することによって、表面欠陥5の火炎欠陥修正を行うことが好ましい。局所的な火炎欠陥修正をする場合、表面欠陥5に対する火炎52の照射径は、0.1mm〜10mmとすることが好ましく、0.2mm〜5mmとすることがより好ましく、0.5mm〜4mmとすることがより好ましい。   In order to correct only the surface defect 5 while suppressing the heating of the substrate 1, by using a device that generates a relatively small flame 52 and irradiating the flame 52 locally to the place where the surface defect 5 exists It is preferable to correct the flame defect of the surface defect 5. When performing local flame defect correction, the irradiation diameter of the flame 52 with respect to the surface defect 5 is preferably 0.1 mm to 10 mm, more preferably 0.2 mm to 5 mm, and 0.5 mm to 4 mm. More preferably.

本発明の製造方法に用いる火炎欠陥修正において、火炎52の部分の温度は、基板1の材料の軟化点により異なる。基板1の材料が合成石英ガラスの場合には、火炎52の部分の温度は、好ましくは1600℃以上、より好ましくは1700℃以上、さらに好ましくは1700℃以上である。このような温度範囲の火炎52を表面欠陥5が存在する基板1の局所的部分と接触させることにより、表面欠陥5が存在する部分の温度が火炎52の部分の温度と同程度となる。その結果、基板1が局所的に軟化し、表面欠陥5の火炎欠陥修正を行うことができる。なお、基板1の火炎欠陥修正を行った部分は、それ以外の部分に比べて、OH基の濃度分布が変化する傾向がある。   In the flame defect correction used in the manufacturing method of the present invention, the temperature of the portion of the flame 52 varies depending on the softening point of the material of the substrate 1. When the material of the substrate 1 is synthetic quartz glass, the temperature of the flame 52 is preferably 1600 ° C. or higher, more preferably 1700 ° C. or higher, and further preferably 1700 ° C. or higher. By bringing the flame 52 in such a temperature range into contact with a local portion of the substrate 1 where the surface defect 5 exists, the temperature of the portion where the surface defect 5 exists becomes approximately the same as the temperature of the portion of the flame 52. As a result, the substrate 1 is locally softened and the flame defect correction of the surface defect 5 can be performed. The portion of the substrate 1 where the flame defect is corrected tends to change the OH group concentration distribution as compared with the other portions.

本発明の製造方法において、火炎欠陥修正の際に、表面欠陥5を光学顕微鏡108で観察しながら火炎52を照射することが好ましい。図4に、表面欠陥5を光学顕微鏡108で観察しながら火炎欠陥修正を行うための火炎欠陥修正装置100の概略構成図を示す。なお、観察用の照射光としては、集光ランプ等(図示せず)を光源とする照射光を用いることにより、基板1に対して顕微鏡観察に十分な強度の光を照射することができる。表面欠陥5からの観察光126が光学顕微鏡108に入射し、表面欠陥5の光学顕微鏡画像を得ることができる。この光学顕微鏡画像から表面欠陥5を識別するための画像処理部110を設けることにより、表面欠陥5の有無、寸法及び位置の検出を自動化することができる。図4に示すような火炎欠陥修正装置100を用いるならば、基板1の表面欠陥5に対して火炎を照射後、光学顕微鏡108で観察し、火炎欠陥修正による表面欠陥5の修正の程度を評価することができる。そのため、もし火炎欠陥修正が不十分であるならば、さらに火炎欠陥修正を行う等のフィードバックを伴う処理が可能となるので、表面欠陥5の修正を確実に行うことができる。   In the manufacturing method of the present invention, it is preferable to irradiate the flame 52 while observing the surface defect 5 with the optical microscope 108 when correcting the flame defect. FIG. 4 shows a schematic configuration diagram of a flame defect correcting apparatus 100 for correcting a flame defect while observing the surface defect 5 with the optical microscope 108. In addition, as irradiation light for observation, the intensity | strength sufficient for microscope observation can be irradiated with respect to the board | substrate 1 by using the irradiation light which uses a condensing lamp etc. (not shown) as a light source. The observation light 126 from the surface defect 5 enters the optical microscope 108, and an optical microscope image of the surface defect 5 can be obtained. By providing the image processing unit 110 for identifying the surface defect 5 from the optical microscope image, it is possible to automate the detection of the presence, size, and position of the surface defect 5. If a flame defect correcting apparatus 100 as shown in FIG. 4 is used, the surface defect 5 of the substrate 1 is irradiated with flame and then observed with an optical microscope 108 to evaluate the degree of correction of the surface defect 5 by correcting the flame defect. can do. Therefore, if the flame defect correction is insufficient, a process with feedback such as further flame defect correction can be performed, so that the surface defect 5 can be reliably corrected.

基板1に表面欠陥5が複数存在する場合には、ステージコントローラ112及びステージ102を用いて、表面欠陥5が火炎52の照射位置となるように基板1を移動させることができる。引火性ガス105の流量等を制御して火炎52を制御するための火炎制御部104、画像処理部110並びにステージコントローラ112に接続された制御部114を設けた火炎欠陥修正装置100を用いることにより、火炎欠陥修正を自動的に行うことができる。また、火炎欠陥修正を行う位置は、検査工程で用いる表面検査装置により測定された寸法、形状及び位置の情報から特定することも可能である。また、火炎欠陥修正装置100がステージコントローラ112及び自動的に移動することのできるステージ102を備える場合には、表面欠陥5が存在する位置等の情報を表面検査装置から得ることにより、火炎照射装置50の火炎欠陥修正のための移動を自動的に行うことができる。   When there are a plurality of surface defects 5 on the substrate 1, the substrate 1 can be moved using the stage controller 112 and the stage 102 so that the surface defects 5 become the irradiation position of the flame 52. By using the flame defect correcting apparatus 100 provided with the control unit 114 connected to the flame control unit 104, the image processing unit 110, and the stage controller 112 for controlling the flame 52 by controlling the flow rate of the flammable gas 105 and the like. The flame defect correction can be automatically performed. Further, the position where the flame defect correction is performed can be specified from the information on the dimension, shape and position measured by the surface inspection apparatus used in the inspection process. Further, when the flame defect correcting apparatus 100 includes the stage controller 112 and the stage 102 that can automatically move, the flame irradiation apparatus is obtained by obtaining information such as the position where the surface defect 5 exists from the surface inspection apparatus. The movement for correcting 50 flame defects can be performed automatically.

なお、火炎欠陥修正を行った影響によって、基板主表面の平坦度や表面粗さが所定の範囲を満たさなくなった場合においては、凹状欠陥が生じにくい非接触研磨を局所的に行って、所定の平坦度や表面粗さにすることも可能である。適用可能な非接触研磨としては、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等が挙げられる。この場合の、研磨砥粒には小粒径のコロイダルシリカが好適である。特に、基板主表面の平坦度や表面粗さの条件が厳しい半導体デバイス製造用途のマスクブランク用基板に対して有効である。   In addition, when the flatness and surface roughness of the substrate main surface do not satisfy the predetermined range due to the influence of the flame defect correction, non-contact polishing that hardly causes a concave defect is performed locally, Flatness and surface roughness can also be achieved. Applicable non-contact polishing includes float polishing, EEM, hydroplane polishing, and the like. In this case, a small particle size colloidal silica is suitable for the abrasive grains. In particular, it is effective for a mask blank substrate for use in manufacturing semiconductor devices in which the conditions of flatness and surface roughness of the substrate main surface are severe.

<マスクブランク用基板の説明>
本発明の製造方法によって得られるマスクブランク用基板1は、その用途に応じて高い平坦度を有し、さらに高い平行度を有するものであることが好ましい。例えば、マスクブランク用基板1は、図3に示すように互いに対向して設けられた一組の主表面71と、該主表面と直交する2組の端面72と、前記主表面と端面とによって挟まれた面取面73を有する角型(方形状)の基板であって、マスクブランク用基板1の主表面(好ましくは両主表面)の平坦度(マスクブランク用基板1の主表面において、端面から30mmを除いた内側の領域の平坦度を指す。よって、面取面73は、必然的に除かれる。)が、小型のマスクブランク用基板1(330mm×450mm未満)では0μmを超え5μm以下、大型のマスクブランク用基板1(330mm×450mm以上)では0μmを超え30μm以下の高い平坦度を有する基板である。
<Description of mask blank substrate>
It is preferable that the mask blank substrate 1 obtained by the production method of the present invention has a high flatness according to its use and further has a high parallelism. For example, the mask blank substrate 1 includes a pair of main surfaces 71 provided opposite to each other as shown in FIG. 3, two sets of end faces 72 orthogonal to the main surfaces, and the main surfaces and end faces. A square (rectangular) substrate having a chamfered surface 73 sandwiched between, the flatness of the main surface (preferably both main surfaces) of the mask blank substrate 1 (in the main surface of the mask blank substrate 1, (This means that the chamfered surface 73 is inevitably removed.) On the small mask blank substrate 1 (less than 330 mm × 450 mm), it exceeds 0 μm and 5 μm. Hereinafter, the large mask blank substrate 1 (330 mm × 450 mm or more) is a substrate having a high flatness exceeding 0 μm and not more than 30 μm.

また、マスクブランク用基板1の両主表面71は、精密研磨によって鏡面に仕上げられており、その表面粗さは、平均表面粗さRaで0.3nm以下に仕上げられている。主表面71の表面粗さは、欠陥の検出及び、成膜後の膜表面の均一性の点から小さい方が好ましく、Raで0.2nm以下、さらに好ましくは0.15nm以下に鏡面仕上げしていることが好ましい。また、マスクブランク用基板1の端面72及び面取面73もパーティクルの発生防止の点から、ブラシ研磨等によって鏡面に仕上げられている方が好ましく、その表面粗さは、平均表面粗さRaで0.3nm以下、より好ましくは0.2nm以下、さらに好ましくは0.15nm以下とすることが望ましい。   Further, both main surfaces 71 of the mask blank substrate 1 are mirror-finished by precision polishing, and the surface roughness is finished to an average surface roughness Ra of 0.3 nm or less. The surface roughness of the main surface 71 is preferably smaller in terms of defect detection and film surface uniformity after film formation, and Ra is 0.2 nm or less, more preferably 0.15 nm or less. Preferably it is. Further, the end face 72 and the chamfered surface 73 of the mask blank substrate 1 are preferably mirror-finished by brush polishing or the like from the viewpoint of preventing the generation of particles, and the surface roughness is an average surface roughness Ra. It is desirable that the thickness be 0.3 nm or less, more preferably 0.2 nm or less, and still more preferably 0.15 nm or less.

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

本発明は、上述の本発明のマスクブランク用基板1上に、転写パターンを形成するためのパターン形成用薄膜を有するマスクブランク10の製造方法である。本発明の製造方法では、上述の本発明のマスクブランク用基板1上にパターン形成用薄膜を成膜する。本発明のマスクブランク用基板1の表面欠陥5は修正されているので、マスクブランク用基板1に起因する表面欠陥5が存在しないマスクブランク10を得ることができる。   The present invention is a method for manufacturing a mask blank 10 having a pattern forming thin film for forming a transfer pattern on the above-described mask blank substrate 1 of the present invention. In the manufacturing method of the present invention, a pattern forming thin film is formed on the above-described mask blank substrate 1 of the present invention. Since the surface defect 5 of the mask blank substrate 1 of the present invention is corrected, the mask blank 10 free from the surface defect 5 caused by the mask blank substrate 1 can be obtained.

転写パターンを形成するためのパターン形成用薄膜は、半導体デバイス製造用途のマスクブランクの場合と、FPD製造用途のマスクブランクの場合で大きく相違する。詳しくは後述する。マスクブランク用基板1上にパターン形成用薄膜を成膜する方法としては、例えばスパッタ成膜法が好ましく挙げられるが、本発明はスパッタ成膜法に限定する必要はない。   The pattern forming thin film for forming the transfer pattern is greatly different between a mask blank for semiconductor device manufacturing and a mask blank for FPD manufacturing. Details will be described later. As a method for forming the pattern forming thin film on the mask blank substrate 1, for example, a sputter film forming method is preferably exemplified, but the present invention is not necessarily limited to the sputter film forming method.

マスクブランク10のパターン形成用薄膜に対して、公知のフォトリソグラフィー法により所定の微細パターンを形成することによって、転写用マスクを得ることができる。   A transfer mask can be obtained by forming a predetermined fine pattern on the pattern forming thin film of the mask blank 10 by a known photolithography method.

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

光半透過膜の1種であるハーフトーン型位相シフト膜は、実質的に露光に寄与しない強度の光(例えば、露光波長に対して1%〜20%)を透過させるものであって、所定の位相差(例えば180度)を有するものであり、このハーフトーン型位相シフト膜をパターニングした位相シフト部と、位相シフト部が形成されていない実質的に露光に寄与する強度の光を透過させる光透過部とによって、位相シフト部を透過して光の位相が光透過部を透過した光の位相に対して実質的に反転した関係になるようにすることによって、位相シフト部と光透過部との境界部近傍を通過し回折現象によって互いに相手の領域に回り込んだ光が互いに打ち消しあうようにし、境界部における光強度をほぼゼロとし境界部のコントラスト、すなわち解像度を向上させるものである。   A halftone phase shift film, which is one type of light semi-transmissive film, transmits light having an intensity that does not substantially contribute to exposure (for example, 1% to 20% with respect to the exposure wavelength). A phase shift portion obtained by patterning this halftone phase shift film, and light having an intensity that contributes substantially to exposure without the phase shift portion being transmitted. The phase shift unit and the light transmission unit are configured such that the phase of the light is transmitted through the phase shift unit and the phase of the light is substantially inverted with respect to the phase of the light transmitted through the light transmission unit. The light that passes through the vicinity of the boundary and wraps around each other due to diffraction phenomenon cancels each other, and the light intensity at the boundary is almost zero, so that the contrast of the boundary, that is, the resolution is improved. It is intended to be.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

(実施例1)
マスクブランク用基板1の製造は、(1)切り出し工程、(2)ラッピング工程、
(3)研磨工程、(4)検査工程及び(5)表面欠陥修正工程の各工程によって行った。以下、各工程を詳細に説明する。
Example 1
The manufacturing of the mask blank substrate 1 includes (1) a cutting process, (2) a lapping process,
(3) The polishing process, (4) the inspection process, and (5) the surface defect correction process. Hereinafter, each process will be described in detail.

(1)切り出し工程
合成石英ガラスインゴットから、平板上に切り出した合成石英ガラスを用意した。次に、合成石英ガラスからなるシートガラスから研削砥石で切り出して、長方形状の大型の基板1(330mm×450mm以上、具体的には800mm×920mm、厚み10mm)を得た。
(1) Cutting process The synthetic quartz glass cut out on the flat plate from the synthetic quartz glass ingot was prepared. Next, it cut out with the grinding stone from the sheet glass which consists of synthetic quartz glass, and obtained the rectangular-shaped large-sized board | substrate 1 (330 mm x 450 mm or more, specifically 800 mm x 920 mm, thickness 10 mm).

(2)ラッピング工程
次いで、基板1にラッピング工程を施した。このラッピング工程は、寸法精度及び形状精度の向上を目的としている。ラッピング工程は、粗ラッピング工程、形状加工工程及び精ラッピング工程の三つの工程からなることができる。
(2) Lapping process Next, the substrate 1 was subjected to a lapping process. This lapping process aims to improve dimensional accuracy and shape accuracy. The lapping process can be composed of three processes: a rough lapping process, a shape processing process, and a fine lapping process.

(2−1)粗ラッピング工程
粗ラッピング工程は、両面ラッピング装置を用いて行い、砥粒の粒度を#400で行った。詳しくは、粒度#400のアルミナ砥粒を用い、荷重Lを100kg程度に設定して、キャリアに収納した基板1の両面を所定の精度に仕上げた。
(2-1) Coarse lapping process The coarse lapping process was performed using a double-sided lapping apparatus, and the grain size of the abrasive grains was # 400. Specifically, alumina abrasive grains having a particle size # 400 were used, the load L was set to about 100 kg, and both surfaces of the substrate 1 housed in the carrier were finished with a predetermined accuracy.

(2−2)形状加工工程
次に、外周端面も研削して外形寸法を整えた後、外周端面及び内周面に所定の面取り加工を施した。
(2-2) Shape processing step Next, the outer peripheral end surface was also ground to adjust the outer dimensions, and then the outer peripheral end surface and the inner peripheral surface were subjected to predetermined chamfering.

(2−3)精ラッピング工程
次に、砥粒の粒度を#1000に変え、マスクブランク用基板1表面をラッピングすることにより、基板1の両面を所定の精度に仕上げた。上記精ラッピング工程を終えた基板1を、中性洗剤、水の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。
(2-3) Fine lapping step Next, the grain size of the abrasive grains was changed to # 1000, and the surface of the mask blank substrate 1 was lapped to finish both surfaces of the substrate 1 with a predetermined accuracy. The substrate 1 after the fine wrapping step was cleaned by immersing in a cleaning bath of neutral detergent and water sequentially.

(3)研磨工程
次に、研磨工程を施した。この研磨工程は、上述したラッピング工程で残留した傷や歪みの除去を目的とするもので、第一研磨工程、第二研磨工程及び第三研磨工程の複数の研磨工程からなることができる。また、所定の研磨の後、所定の洗浄を行うための洗浄工程を有することができる。
(3) Polishing process Next, the polishing process was performed. This polishing process is intended to remove scratches and distortions remaining in the lapping process described above, and can comprise a plurality of polishing processes including a first polishing process, a second polishing process, and a third polishing process. Moreover, it can have a washing | cleaning process for performing predetermined washing | cleaning after predetermined | prescribed grinding | polishing.

(3−1)第一研磨工程
特許文献1に記載された図6に示すような大型マスクブランク用両面研磨装置を用いて行った。ポリシャとして硬質ポリシャを用い、以下の研磨条件で実施した。
研磨液:酸化セリウム(平均粒径2〜3μm)砥粒に水を加えた遊離砥粒
研磨布:硬質ポリシャ、厚さ2mm
溝にのみ直接的に供給する研磨液量:5リットル/分
定盤上に供給する研磨液量:2リットル/分
上定盤回転数:1〜50rpm(装置上面から見て時計回り回転)
下定盤回転数:1〜50rpm(装置上面から見て反時計回り回転)
キャリア(基板20)回転数:1〜50rpm(装置上面から見て反時計回り回転)
荷重(付圧):80〜100g/cm
研磨時間:30〜100分
除去量:35〜75μm
(3-1) 1st grinding | polishing process It performed using the double-side polish apparatus for large sized mask blanks as shown in FIG. A hard polisher was used as the polisher, and the polishing was performed under the following polishing conditions.
Polishing liquid: cerium oxide (average particle size 2 to 3 μm) free abrasive grains with water added to abrasive grains Polishing cloth: hard polisher, thickness 2 mm
The amount of polishing liquid supplied directly to the groove only: 5 liters / minute The amount of polishing liquid supplied onto the surface plate: 2 liters / minute Upper surface plate rotation speed: 1 to 50 rpm (clockwise rotation when viewed from the top of the apparatus)
Lower surface plate rotation speed: 1 to 50 rpm (counterclockwise rotation when viewed from the top of the device)
Carrier (substrate 20) rotation speed: 1 to 50 rpm (counterclockwise rotation when viewed from the top of the apparatus)
Load (applied pressure): 80 to 100 g / cm 2
Polishing time: 30 to 100 minutes Removal amount: 35 to 75 μm

上記研磨工程を終えた基板1を、中性洗剤、純水、純水、IPA、IPA(蒸気乾燥)の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には超音波を印加した。また、この洗浄工程は、次の第二研磨工程において使用する研磨液が同一のものである場合、省略することもできる。   The substrate 1 that had been subjected to the polishing step was washed by sequentially immersing it in each cleaning bath of neutral detergent, pure water, pure water, IPA, and IPA (steam drying). In addition, ultrasonic waves were applied to each cleaning tank. Further, this cleaning step can be omitted when the polishing liquid used in the next second polishing step is the same.

(3−2)第二研磨工程
次に、特許文献1に記載された図7に示す大型マスクブランク用片面研磨装置を用い、第二研磨工程を実施した。ポリシャとして超軟質ポリシャを用い、以下の研磨条件で実施した。
研磨液:コロイダルシリカ(平均粒径50〜80nm)砥粒に水を加えた遊離砥粒
研磨布:超軟質ポリシャ(スウェードタイプ)、厚さ2mm
溝にのみ直接的に供給する研磨液量:5リットル/分
定盤上に供給する研磨液量:2リットル/分
下定盤回転数:1〜50rpm(装置上面から見て反時計回り回転)
キャリア(基板20)回転数:1〜50rpm(装置上面から見て反時計回り回転)
荷重(付圧):80〜100g/cm
研磨時間:30〜50分
除去量:35〜45μm
(3-2) Second Polishing Step Next, the second polishing step was performed using the single-side polishing apparatus for large mask blanks shown in FIG. An ultra-soft polisher was used as the polisher, and the polishing was performed under the following conditions.
Polishing liquid: Colloidal silica (average particle size 50-80 nm) Free abrasive grains with water added to abrasive grains Polishing cloth: Super soft polisher (suede type), thickness 2 mm
The amount of polishing liquid supplied directly to the groove only: 5 liters / minute The amount of polishing liquid supplied onto the surface plate: 2 liters / minute Lower surface plate rotation speed: 1 to 50 rpm (counterclockwise rotation when viewed from the top of the apparatus)
Carrier (substrate 20) rotation speed: 1 to 50 rpm (counterclockwise rotation when viewed from the top of the apparatus)
Load (applied pressure): 80 to 100 g / cm 2
Polishing time: 30-50 minutes Removal amount: 35-45 μm

(3−3)第三研磨工程(鏡面研磨加工工程)
次に、図6に示す大型マスクブランク用両面研磨装置を用い、第三研磨工程(鏡面研磨加工工程;ファイナルポリッシング)を実施した。ポリシャとして超軟質ポリシャを用い、以下の研磨条件で実施した。
研磨液:コロイダルシリカ(平均粒径50〜80nm)砥粒に水を加えた遊離砥粒
研磨布:超軟質ポリシャ(スウェードタイプ)、厚さ2mm
溝にのみ直接的に供給する研磨液量:5リットル/分
定盤上に供給する研磨液量:2リットル/分
上定盤回転数:1〜50rpm(装置上面から見て時計回り回転)
下定盤回転数:1〜50rpm(装置上面から見て反時計回り回転)
キャリア(基板20)回転数:1〜50rpm(装置上面から見て反時計回り回転)
荷重(付圧):80〜100g/cm
研磨時間:30〜50分
除去量:35〜45μm
(3-3) Third polishing process (mirror polishing process)
Next, using the double-side polishing apparatus for large mask blanks shown in FIG. 6, a third polishing process (mirror polishing process; final polishing) was performed. An ultra-soft polisher was used as the polisher, and the polishing was performed under the following conditions.
Polishing liquid: Colloidal silica (average particle size 50-80 nm) Free abrasive grains with water added to abrasive grains Polishing cloth: Super soft polisher (suede type), thickness 2 mm
The amount of polishing liquid supplied directly to the groove only: 5 liters / minute The amount of polishing liquid supplied onto the surface plate: 2 liters / minute Upper surface plate rotation speed: 1 to 50 rpm (clockwise rotation when viewed from the top of the apparatus)
Lower surface plate rotation speed: 1 to 50 rpm (counterclockwise rotation when viewed from the top of the device)
Carrier (substrate 20) rotation speed: 1 to 50 rpm (counterclockwise rotation when viewed from the top of the apparatus)
Load (applied pressure): 80 to 100 g / cm 2
Polishing time: 30-50 minutes Removal amount: 35-45 μm

(3−4)洗浄工程
上記第三研磨工程を終えた基板1を、アルカリ溶液(NaOH溶液)、硫酸に順次浸漬して、洗浄を行った。なお、各洗浄槽には超音波を印加した。さらに、中性洗剤、純水、純水、IPA、IPA(蒸気乾燥)の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。
(3-4) Cleaning Step The substrate 1 after the third polishing step was sequentially immersed in an alkaline solution (NaOH solution) and sulfuric acid for cleaning. In addition, ultrasonic waves were applied to each cleaning tank. Furthermore, it wash | cleaned by immersing in each washing tank of neutral detergent, a pure water, a pure water, IPA, and IPA (steam drying) one by one.

(4)検査工程
次に、得られた基板1の平坦度、表面粗さ並びに表面欠陥5の有無及びその位置を検査行った。表面欠陥5の有無については、レーザー散乱光方式の欠陥検査装置で検査された。ここで、マスクブランク用基板1に求められる平坦度は20μm以下とし、表面粗さは算術平均粗さRaで0.25nm以下とした。また、表面欠陥5については、幅が1μmよりも大きなサイズのものは許容されないと判定することとした。ここでは、本発明の火炎欠陥修正の有効性を検証するため、検査後の基板1について、平坦度及び表面粗さはともに前記条件を満たしているが、許容されないサイズの表面欠陥5(凹状欠陥)であり、その深さが0.5μm以下であるものが存在する基板1を選定することとした。
(4) Inspection process Next, the obtained substrate 1 was inspected for flatness, surface roughness, presence / absence of a surface defect 5 and its position. The presence or absence of the surface defect 5 was inspected with a laser scattered light type defect inspection apparatus. Here, the flatness required for the mask blank substrate 1 was 20 μm or less, and the surface roughness was 0.25 nm or less in terms of arithmetic average roughness Ra. As for the surface defect 5, it is determined that a width larger than 1 μm is not allowed. Here, in order to verify the effectiveness of the flame defect correction of the present invention, the surface defect 5 (concave defect) having an unacceptable size, although both the flatness and the surface roughness satisfy the above-described conditions for the substrate 1 after the inspection. The substrate 1 having a depth of 0.5 μm or less is selected.

(5)表面欠陥修正工程
検査工程にて選定された基板1の表面欠陥5に対して、火炎欠陥修正を施した。表面欠陥5の修正に用いた火炎52は以下の通りである。
・火炎温度: 2200℃
・火炎照射装置50とマスクブランク用基板1との距離: 15mm
・火炎径: 3mm
・火炎照射時間: 10分
・引火性ガスの種類: ブタンと酸素との混合気体
(5) Surface defect correction process Flame defect correction was performed on the surface defects 5 of the substrate 1 selected in the inspection process. The flame 52 used for the correction of the surface defect 5 is as follows.
・ Flame temperature: 2200 ℃
-Distance between the flame irradiation device 50 and the mask blank substrate 1: 15 mm
・ Flame diameter: 3mm
・ Flame irradiation time: 10 minutes ・ Types of flammable gas: Mixed gas of butane and oxygen

以上のようにして得られた基板1について、表面欠陥5が存在していた部分を光学顕微鏡によって顕微鏡観察を行ったところ、表面欠陥5は消えていた。また、この基板1について、再度、主表面17の平坦度と表面粗さを測定したところ、ともに前記の判定閾値以下であり、良品のマスクブランク用基板1として使用可能なレベルで修正することができていた。   When the portion of the substrate 1 obtained as described above was observed with a microscope using an optical microscope, the surface defect 5 disappeared. Further, when the flatness and surface roughness of the main surface 17 were measured again with respect to the substrate 1, both of them were below the above-described determination threshold value and corrected to a level that can be used as a non-defective mask blank substrate 1. It was done.

次に、表面欠陥5が修正されて良品となったマスクブランク用基板1を用い、FPD製造用途の多階調マスクブランクの製造を行った。マスクブランク用基板1の主表面17に、最初にモリブデンとケイ素からなる光半透過膜2を成膜した。
具体的には、モリブデン(Mo)とケイ素(Si)との混合ターゲット(Mo:Si=20at%:80at%)を用い、アルゴン(Ar)ガス雰囲気で、DCスパッタリングにより、モリブデンとケイ素からなるMoSi膜(光半透過膜2)を10nmの膜厚で形成した。この光半透過膜2は、i線(365nm)の波長において、透過率が15%となるように調整されている。
Next, a multi-tone mask blank for use in FPD manufacturing was manufactured using the mask blank substrate 1 whose surface defect 5 was corrected and became a non-defective product. On the main surface 17 of the mask blank substrate 1, first, a light semi-transmissive film 2 made of molybdenum and silicon was formed.
Specifically, using a mixed target of molybdenum (Mo) and silicon (Si) (Mo: Si = 20 at%: 80 at%), MoSi composed of molybdenum and silicon is performed by DC sputtering in an argon (Ar) gas atmosphere. A film (light semi-transmissive film 2) was formed with a thickness of 10 nm. The translucent film 2 is adjusted so that the transmittance is 15% at the wavelength of i-line (365 nm).

次に、光半透過膜2の上にクロム系材料からなる遮光膜3を成膜した。
具体的には、スパッタターゲットにクロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴン(Ar)と窒素(N)との混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、膜厚15nmのCrN層を成膜し、次いで、アルゴン(Ar)とメタン(CH)と窒素(N)との混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、膜厚65nmのCrCN層を成膜し、次いで、アルゴン(Ar)と一酸化窒素(NO)との混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、膜厚25nmのCrON層を成膜し、合計膜厚105nmの遮光膜3を形成した。この遮光膜3は、各層が組成傾斜した構造の膜であり、前記光半透過膜2との積層構造でi線(365nm)の波長において光学濃度3.0となるように調整されている。
以上のようにして、マスクブランク用基板1上に光半透過膜2と遮光膜3とがこの順に積層した多階調マスクブランク10を製造した。
Next, a light shielding film 3 made of a chromium-based material was formed on the light semitransmissive film 2.
Specifically, a chromium (Cr) target is used as a sputtering target, and a CrN layer having a film thickness of 15 nm is formed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon (Ar) and nitrogen (N 2 ). Then, a 65 nm thick CrCN layer is formed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon (Ar), methane (CH 4 ), and nitrogen (N 2 ). A CrON layer having a film thickness of 25 nm was formed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon (Ar) and nitrogen monoxide (NO) to form a light-shielding film 3 having a total film thickness of 105 nm. The light shielding film 3 is a film having a structure in which each layer has a composition gradient, and is adjusted to have an optical density of 3.0 at a wavelength of i line (365 nm) in a laminated structure with the light semi-transmissive film 2.
As described above, the multi-tone mask blank 10 in which the light semi-transmissive film 2 and the light shielding film 3 were laminated in this order on the mask blank substrate 1 was manufactured.

次に、上記の多階調マスクブランクを用いて多階調マスク(転写用マスク)を作製した。図5は、多階調マスクブランクを用いて多階調マスクを製造する工程を示す断面模式図である。まず、マスクブランク10上に、レジスト膜4を形成した(同図(a)参照)。   Next, a multi-tone mask (transfer mask) was prepared using the multi-tone mask blank. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a process of manufacturing a multi-tone mask using a multi-tone mask blank. First, a resist film 4 was formed on the mask blank 10 (see FIG. 1A).

次に上記マスクブランク10上に形成されたレジスト膜4に対し、レーザー描画装置を用いて、多階調マスクの透光部パターンの描画を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン4aを形成した(同図(b)参照)。
次に、上記レジストパターン4aをマスクとして、遮光膜3のエッチングを行い、遮光膜3に透光部パターンを形成した(同図(c)参照)。ここでは、Cr用エッチング液(硫酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸を含む水溶液)を用いたウェットエッチングを適用した。
Next, the light-transmitting portion pattern of the multi-tone mask is drawn on the resist film 4 formed on the mask blank 10 by using a laser drawing device, and then developed with a predetermined developer to form a resist pattern. 4a was formed (see FIG. 4B).
Next, the light shielding film 3 was etched using the resist pattern 4a as a mask to form a light transmitting portion pattern on the light shielding film 3 (see FIG. 3C). Here, wet etching using an etching solution for Cr (an aqueous solution containing ceric ammonium sulfate and perchloric acid) was applied.

次に、残存するレジストパターン4aを剥離した(同図(d)参照)。上記遮光膜3に形成された透光部パターンをマスクとして、光半透過膜2のエッチングを行い、透光部パターンを形成した(同図(e)参照)。ここでは、MoSi用エッチング液(フッ化水素アンモニウムと過酸化水素を含む水溶液)を用いたウェットエッチングを適用した。   Next, the remaining resist pattern 4a was peeled off (see FIG. 4D). Using the light transmitting part pattern formed on the light shielding film 3 as a mask, the light semi-transmissive film 2 was etched to form a light transmitting part pattern (see FIG. 5E). Here, wet etching using an etching solution for MoSi (an aqueous solution containing ammonium hydrogen fluoride and hydrogen peroxide) was applied.

次に、マスクブランク10上にレジスト膜4を再度形成した。レーザー描画装置を用いて、多階調マスクの遮光部パターンの描画を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン4bを形成した(同図(f)参照)。
次に、上記レジストパターン4bをマスクとして、遮光膜3のエッチングを行い、遮光膜3に遮光部パターンを形成した(同図(f)参照)。ここでも、前記と同様のCr用エッチング液を用いたウェットエッチングを適用した。
Next, the resist film 4 was formed again on the mask blank 10. After drawing the light-shielding part pattern of the multi-tone mask using a laser drawing apparatus, the resist pattern 4b was formed by developing with a predetermined developer (see FIG. 5F).
Next, using the resist pattern 4b as a mask, the light shielding film 3 was etched to form a light shielding portion pattern on the light shielding film 3 (see FIG. 5F). Again, wet etching using the same Cr etching solution as described above was applied.

次に、残存するレジストパターン4bを剥離して、多階調マスク(転写用マスク)15を得た。この多階調マスク15は、マスクブランク用基板1上に、主表面17が露出した透光部17、光半透過膜2からなる半透光部18、光半透過膜2と遮光膜3の積層構造からなる遮光部16が形成された構成となっている。なお、主表面17の表面欠陥5が存在していた部分が、透光部17と半透光部18が掛かるようなパターン配置をあえて行っている。   Next, the remaining resist pattern 4b was peeled off to obtain a multi-tone mask (transfer mask) 15. The multi-tone mask 15 includes a transparent portion 17 having a main surface 17 exposed on the mask blank substrate 1, a semi-transparent portion 18 made of the light semi-transmissive film 2, the light semi-transmissive film 2 and the light-shielding film 3. The light shielding portion 16 having a laminated structure is formed. It should be noted that the pattern arrangement is made such that the portion where the surface defect 5 of the main surface 17 is present covers the translucent portion 17 and the semi-transparent portion 18.

この多階調マスク15を用い、超高圧水銀灯を光源とする露光装置で、転写対象物のレジスト膜に対してパターンの露光転写を行った。転写対象物のレジスト膜に対して、現像処理を行ったところ、表面欠陥5を修正した部分も含めて正常にレジストパターンが形成されていることが確認できた。   Using this multi-tone mask 15, an exposure apparatus using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source performed exposure transfer of a pattern to a resist film to be transferred. When development processing was performed on the resist film of the transfer object, it was confirmed that the resist pattern was normally formed including the portion where the surface defect 5 was corrected.

(比較例1)
この比較例1では、(4)検査工程で、平坦度及び表面粗さはともに所定条件を満たしているが、許容されないサイズの表面欠陥5(凹状欠陥)であり、その深さが0.5μm以下であるものが存在する基板1を選定するところまでは、実施例1と同様である。比較例1では、選定された基板1の表面欠陥5を修正する(5)表面欠陥修正工程を行わないままで、マスクブランク用基板1として、実施例1と同様の条件で光半透過膜2、遮光膜3を成膜して、マスクブランク10を製造した。さらに、このマスクブランク10を用いて、実施例1と同様の手順で、光半透過膜2、遮光膜3のパターニングを行い、多階調マスク15を作製した。
(Comparative Example 1)
In this comparative example 1, (4) in the inspection process, both the flatness and the surface roughness satisfy the predetermined conditions, but the surface defect 5 (concave defect) has an unacceptable size, and its depth is 0.5 μm. The process is the same as in Example 1 until the substrate 1 on which the following is present is selected. In Comparative Example 1, the surface defect 5 of the selected substrate 1 is corrected. (5) The light semitransmissive film 2 is used as the mask blank substrate 1 without performing the surface defect correction step under the same conditions as in Example 1. Then, the light shielding film 3 was formed, and the mask blank 10 was manufactured. Furthermore, using this mask blank 10, the light semi-transmissive film 2 and the light shielding film 3 were patterned in the same procedure as in Example 1 to produce a multi-tone mask 15.

この多階調マスク20を用い、超高圧水銀灯を光源とする露光装置で、転写対象物のレジスト膜に対してパターンの露光転写を行った。転写対象物のレジスト膜に対して、現像処理を行ったところ、表面欠陥5が存在する部分の透光部17と半透光部18が露光転写された部分は転写不良を起こしており、正常にパターンが形成されていなかった。このレジストパターンを用いて、その下の金属膜にパターン転写をするエッチングを行っても設計通りのパターンを形成することはできない。よって、比較例1のマスクブランク用基板1、多階調マスクブランク10、多階調マスク15は、使用に適さない。   Using this multi-tone mask 20, an exposure apparatus using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source performed exposure transfer of a pattern to a resist film to be transferred. When the resist film of the transfer object is developed, the portion where the surface defect 5 is present and the portion where the translucent portion 17 and the semi-transparent portion 18 are exposed and transferred have a transfer defect and are normal. No pattern was formed. Even if this resist pattern is used for etching to transfer a pattern to the underlying metal film, a pattern as designed cannot be formed. Therefore, the mask blank substrate 1, the multi-tone mask blank 10, and the multi-tone mask 15 of Comparative Example 1 are not suitable for use.

1 マスクブランク用基板
2 光半透過膜(パターン形成用薄膜)
3 遮光膜(パターン形成用薄膜)
4 レジスト膜
4a、4b レジストパターン
5 表面欠陥
10 多階調マスクブランク
15 多階調マスク
16 遮光部
17 透光部
18 半透光部
20 研磨装置に取り付けられたマスクブランク用基板
21 キャリア
22 上定盤
23 下定盤
30 研磨布を貼り付けてなる定盤
50 火炎照射装置
52 火炎
71 主表面
72 側面
73 面取面
100 火炎欠陥修正装置
102 ステージ
104 火炎制御部
105 引火性ガス
108 顕微鏡
110 画像処理部
112 ステージコントローラ
114 制御部
126 観察光
1 Mask blank substrate 2 Light semi-transmissive film (pattern forming thin film)
3 Light-shielding film (thin film for pattern formation)
4 resist film 4a, 4b resist pattern 5 surface defect 10 multi-tone mask blank 15 multi-tone mask 16 light-shielding portion 17 light-transmitting portion 18 semi-light-transmitting portion 20 mask blank substrate attached to polishing apparatus 21 carrier 22 upper limit Panel 23 Lower surface plate 30 Surface plate to which polishing cloth is attached 50 Flame irradiation device 52 Flame 71 Main surface 72 Side surface 73 Chamfering surface 100 Flame defect correcting device 102 Stage 104 Flame control unit 105 Flammable gas 108 Microscope 110 Image processing unit 112 Stage controller 114 Control unit 126 Observation light

Claims (8)

対向する2つの主表面を有する合成石英ガラス基板からなり、前記基板の主表面の平坦度が30μm以下であるマスクブランク用基板の製造方法であって、
前記基板の2つの主表面を研磨する工程と、
前記基板の主表面に存在する表面欠陥に対して、前記基板の軟化点以上の燃焼温度の火炎を局所的に接触させて前記表面欠陥を修正する工程と
を有することを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。
Ri Do of synthetic quartz glass substrate having two opposing major surfaces, the flatness of the main surface of the substrate is an der Ru mask blank substrate manufacturing method below 30 [mu] m,
Polishing two main surfaces of the substrate;
A step of correcting the surface defect by bringing a flame having a combustion temperature equal to or higher than the softening point of the substrate into contact with a surface defect existing on the main surface of the substrate. A method for manufacturing a substrate.
前記表面欠陥が、凹状欠陥であることを特徴とする、請求項1に記載のマスクブランク用基板の製造方法。   The method for manufacturing a mask blank substrate according to claim 1, wherein the surface defect is a concave defect. 前記火炎は、酸素を含む引火性ガスを燃焼することによって得られることを特徴とする、請求項1又は2に記載のマスクブランク用基板の製造方法。 The flame is characterized Rukoto obtained by burning inflammable gas containing oxygen, a manufacturing method of a substrate for a mask blank according to claim 1 or 2. 前記火炎が、1600℃以上の燃焼温度であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のマスクブランク用基板の製造方法。 The method for manufacturing a mask blank substrate according to claim 1, wherein the flame has a combustion temperature of 1600 ° C. or higher. 前記研磨工程後に得られた前記基板の主表面の平均表面粗さRaが0.3nm以下であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のマスクブランク用基板の製造方法。  The mask blank substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein an average surface roughness Ra of a main surface of the substrate obtained after the polishing step is 0.3 nm or less. Method. 前記表面欠陥の深さは、0.5μm以下であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のマスクブランク用基板の製造方法。  The depth of the said surface defect is 0.5 micrometer or less, The manufacturing method of the board | substrate for mask blanks of any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 請求項1〜のいずれか1項記載のマスクブランク用基板の製造方法で製造されたマスクブランク用基板の主表面上にパターン形成用の薄膜を成膜する工程を有することを特徴とする、マスクブランクの製造方法。 It has the process of forming the thin film for pattern formation on the main surface of the mask blank board | substrate manufactured with the manufacturing method of the mask blank board | substrate of any one of Claims 1-6 , It is characterized by the above-mentioned. Mask blank manufacturing method. 請求項に記載のマスクブランクの製造方法で製造されたマスクブランクの薄膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする、転写用マスクの製造方法。 A method for producing a transfer mask, comprising a step of forming a transfer pattern on a thin film of the mask blank produced by the method for producing a mask blank according to claim 7 .
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