JP5640744B2 - 反射型マスク用低膨張ガラス基板およびその加工方法 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体製造工程のうちリソグラフィ工程に使用される、特にはＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィに使用される反射型マスクの基材である低膨張ガラス基板およびその加工方法、ならびに該ガラス基板を具備する反射型マスクに関するものである。
従来から、リソグラフィ技術においては、ウェハ上に微細な回路パターンを転写して集積回路を製造するための露光装置が広く利用されている。集積回路の高集積化および高機能化に伴い、集積回路の微細化が進み、露光装置には深い焦点深度で高解像度の回路パターンをウェハ面上に結像させることが求められ、露光光源の短波長化が進められている。
露光光源は、従来のｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）やＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）から更に進んでＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）が用いられようとしている。
露光光源は、従来のｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）やＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）から更に進んでＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）が用いられようとしている。
このような技術動向にあって、露光光源としてＥＵＶ光（極端紫外光）を使用したリソグラフィ技術が、回路寸法３２〜４５ｎｍより微細な半導体デバイスを作製するリソグラフィ技術として注目されている。ＥＵＶ光とは軟Ｘ線領域または真空紫外域の波長帯の光を指し、具体的には波長が０．２〜１００ｎｍ程度の光のことである。現時点では、リソグラフィ光源として１３．５ｎｍの使用が検討されている。このＥＵＶリソグラフィ（以下、「ＥＵＶＬ」と略する）の露光原理は、投影光学系を用いてマスクパターンを転写する点では、従来のリソグラフィと同じであるが、ＥＵＶ光のエネルギー領域の光が透過する材料がないために屈折光学系は用いることができず、反射光学系を用いることとなる。（特許文献１参照）
ＥＵＶＬに用いられる反射型マスクは、（１）基板、（２）基板上に形成された反射多層膜、（３）反射多層膜上に形成された吸収体層、から基本的に構成される。反射多層膜としては、露光光の波長に対して屈折率の異なる複数の材料がｎｍオーダーで周期的に積層された構造のものが用いられ、代表的な材料としてＭｏとＳｉが知られている。また、吸収体層にはＴａやＣｒが検討されている。
ＥＵＶＬに用いられる反射型マスクは、（１）基板、（２）基板上に形成された反射多層膜、（３）反射多層膜上に形成された吸収体層、から基本的に構成される。反射多層膜としては、露光光の波長に対して屈折率の異なる複数の材料がｎｍオーダーで周期的に積層された構造のものが用いられ、代表的な材料としてＭｏとＳｉが知られている。また、吸収体層にはＴａやＣｒが検討されている。
基板としては、ＥＵＶ光照射の下においても歪みが生じないよう低熱膨張係数を有する材料が必要とされ、低熱膨張係数を有するガラスが検討されている。以下、本明細書において、低熱膨張係数を有するガラスを総称して、「低膨張ガラス」または「超低膨張ガラス」という。
基板はこれら低膨張ガラスや超低膨張ガラス材料を、所定の形状および寸法に切断した後、該基板の反射多層膜を形成する面、すなわち、基板の主面をきわめて平坦度が小さい面となるように、具体的には、平坦度５０ｎｍ以下の面となるように加工することにより製造される。このため、基板の主面の平坦度を測定する際には、誤差±１０ｎｍ以内という非常に高い精度で測定する必要があった。
基板はこれら低膨張ガラスや超低膨張ガラス材料を、所定の形状および寸法に切断した後、該基板の反射多層膜を形成する面、すなわち、基板の主面をきわめて平坦度が小さい面となるように、具体的には、平坦度５０ｎｍ以下の面となるように加工することにより製造される。このため、基板の主面の平坦度を測定する際には、誤差±１０ｎｍ以内という非常に高い精度で測定する必要があった。
一方、基板の側面については、基板側端面からの異物（微小な硝子片）の発生を防止するため、基板の側面、面取部およびノッチ部のいずれかを、表面粗さＲａ０．０５μｍ以下に鏡面加工することが、特許文献２で提案されているが、基板の側面および面取部の平坦度については、通常レベルの加工でよいと考えられていた。
しかしながら、主面の平坦度を高精度で測定することが要求される反射型マスク用基板の場合、基板の側面や面取部の表面性状、具体的には、側面や面取部の平坦度が、主面の平坦度の測定に影響を及ぼすことを本願発明者らは見出した。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、主面の平坦度を誤差±１０ｎｍ以内という非常に高い精度で測定することができる反射型マスク用低膨張ガラス基板、および、該反射型マスク用低膨張ガラス基板を得るためのガラス基板の加工方法、ならびに該反射型マスク用低膨張ガラス基板を具備する反射型マスクを提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、主面の平坦度を誤差±１０ｎｍ以内という非常に高い精度で測定することができる反射型マスク用低膨張ガラス基板、および、該反射型マスク用低膨張ガラス基板を得るためのガラス基板の加工方法、ならびに該反射型マスク用低膨張ガラス基板を具備する反射型マスクを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明は、半導体製造工程のリソグラフィ工程に使用される反射型マスクの基材である低膨張ガラス基板であって、該低膨張ガラス基板の外周に沿って形成される側面のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面の平坦度が各々２５μｍ以下である、反射型マスク用低膨張ガラス基板を提供する。
また、本発明は、半導体製造工程のリソグラフィ工程に使用される反射型マスクの基材である低膨張ガラス基板であって、該低膨張ガラス基板の外周に沿って形成される側面のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面と、該低膨張ガラス基板の主面との間の角部に設けられた面取部の平坦度が各々２５μｍ以下である、反射型マスク用低膨張ガラス基板を提供する。
また、本発明は、半導体製造工程のリソグラフィ工程に使用される反射型マスクの基材である低膨張ガラス基板であって、該低膨張ガラス基板の外周に沿って形成される側面のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面の平坦度、および、該２つの側面と該低膨張ガラス基板の主面との間の角部に設けられた面取部の平坦度が各々２５μｍ以下である、反射型マスク用低膨張ガラス基板を提供する。
本発明の反射型マスク用低膨張ガラス基板は、前記２つの側面の平行度が０．０１ｍｍ／インチであることが好ましい。
本発明の反射型マスク用低膨張ガラス基板は、前記低膨張ガラス基板の主面と前記２つの側面との直角度が各々０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましい。
本発明の反射型マスク用低膨張ガラス基板は、２０℃もしくは６０℃における熱膨張係数が０±３０ｐｐｂ／℃の低膨張ガラス基板であることが好ましい。
また、本発明は、本発明の反射型マスク用低膨張ガラス基板を具備する反射型マスクを提供する。
また、本発明は、半導体製造工程のリソグラフィ工程に使用される反射型マスクの基材である低膨張ガラス基板の加工方法であって、
該低膨張ガラス基板の外周に沿って形成される側面のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面の予備研磨後の平坦度を測定し、該２つの側面の平坦度に基づいて、該２つの側面の加工条件を部位ごとに設定する、低膨張ガラス基板の加工方法を提供する。
該低膨張ガラス基板の外周に沿って形成される側面のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面の予備研磨後の平坦度を測定し、該２つの側面の平坦度に基づいて、該２つの側面の加工条件を部位ごとに設定する、低膨張ガラス基板の加工方法を提供する。
本発明の反射型マスク用低膨張ガラス基板は、成膜面の平坦度を測定する際に該低膨張ガラス基板の保持部となる側面または面取部が平坦度に優れるため、保持された基板の変形が、主面の平坦度の測定に影響が及ぶことがない。したがって、主面の平坦度を誤差±１０ｎｍ以内という非常に高い精度で測定することができ、基板の主面を平坦度の優れた面、具体的には、平坦度５０ｎｍ以下の面に加工することができる。
本発明の低膨張ガラス基板の加工方法によれば、該低膨張ガラス基板の側面を平坦度に優れた側面にすることができるため、本発明の反射型マスク用低膨張ガラス基板を得るのに好適である。
本発明の低膨張ガラス基板の加工方法によれば、該低膨張ガラス基板の側面を平坦度に優れた側面にすることができるため、本発明の反射型マスク用低膨張ガラス基板を得るのに好適である。
本発明の低膨張ガラス基板は、集積回路の高集積化と高精細化に対応できるために、熱膨張係数が小さくかつ熱膨張係数のばらつきの小さいものほど好ましい。具体的には２０℃もしくは６０℃における熱膨張係数が０±３０ｐｐｂ／℃、好ましくは０±１０ｐｐｂ／℃の低膨張ガラス基板であり、特に２０℃もしくは６０℃における熱膨張係数が０±５ｐｐｂ／℃の超低膨張ガラス基板が好ましい。熱膨張係数が上記範囲の低膨張ガラス基板であれば、半導体製造工程における温度変化に対しても充分に対応して高精細の回路パターンの転写を良好にできる。この低膨張ガラス基板の基材として、例えば、ＴｉＯ２を含有する合成石英ガラス、ＵＬＥ（登録商標：コーニングコード７９７２）、ＺＥＲＯＤＵＲ（独ショット社登録商標）などの低膨張ガラスが挙げられる。中でも、ＴｉＯ２を含有する合成石英ガラスは、超低膨張ガラスとして優れており、反射型マスクの基材として適している。
以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は、反射型マスク用に通常用いられる低膨張ガラス基板の斜視図であり、図２は該低膨張ガラス基板の端部の拡大断面図である。
図１、２に示すように、低膨張ガラス基板１０は、平面形状が正方形または矩形であり、互いに対向する位置関係にある２つの主面１，１´と、低膨張ガラス基板１０の外周に沿って形成される４つの側面２，２´，３，３´と、を有する。主面１，１´と、側面２，２´，３，３´と、の間の角部には、面取部４，４´が面取り加工により形成されている。また、低膨張ガラス基板１０の表裏面を判別するために、ノッチ部５および面取部６が、面取り加工により通常形成されている。
図１、２に示すように、低膨張ガラス基板１０は、平面形状が正方形または矩形であり、互いに対向する位置関係にある２つの主面１，１´と、低膨張ガラス基板１０の外周に沿って形成される４つの側面２，２´，３，３´と、を有する。主面１，１´と、側面２，２´，３，３´と、の間の角部には、面取部４，４´が面取り加工により形成されている。また、低膨張ガラス基板１０の表裏面を判別するために、ノッチ部５および面取部６が、面取り加工により通常形成されている。
本発明の反射型マスク用低膨張ガラス基板の第１の態様（以下、「第１の低膨張ガラス基板」という。）では、４つの側面２，２´，３，３´のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面の平坦度が各々２５μｍ以下である。図１に示す低膨張ガラス基板１０の場合、側面２，２´、または、側面３，３´の平坦度が各々２５μｍ以下である。
なお、側面２，２´の平坦度が各々２５μｍ以下とは、側面２，２´のそれぞれについて、側面全体における平坦度が２５μｍ以下、すなわち、各々の側面全体における高低差が２５μｍ以下であることを意味する（側面３，３´の平坦度が各々２５μｍ以下である場合についても同様）。
側面の平坦度は、平坦度測定装置、例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｔｒｏｐｅｌ社製ＦＭ２００を用いて測定することができる。
なお、側面２，２´の平坦度が各々２５μｍ以下とは、側面２，２´のそれぞれについて、側面全体における平坦度が２５μｍ以下、すなわち、各々の側面全体における高低差が２５μｍ以下であることを意味する（側面３，３´の平坦度が各々２５μｍ以下である場合についても同様）。
側面の平坦度は、平坦度測定装置、例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｔｒｏｐｅｌ社製ＦＭ２００を用いて測定することができる。
第１の低膨張ガラス基板において、互いに対向する位置関係にある２つの側面の平坦度を各々２５μｍ以下とする理由は以下の通りである。
基板の主面の平坦度の測定は、図３に示すように、例えば、主面１を直立させた状態で基板１０の側面（被保持面）２，２´を保持具２０で保持して通常実施される。この状態において、基板１０はその自重と側面２，２´に印加される保持力によって変形する。但し、この変形量はきわめて小さく、かつ、基板全体についてみた場合、変形が均等であるため、主面の平坦度の測定には影響することがないと考えられていた。
しかしながら、ＥＵＶＬ用の反射型マスクに用いられる低膨張ガラス基板では、主面の平坦度を高精度で測定することが要求されるため、従来は問題とされていなかった側面の表面性状、具体的には、側面の平坦度が、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすことを本願発明者らは見出した。すなわち、被保持面となる側面２，２´のうち少なくとも一方の平坦度が大きいと、主面を直立させた状態で基板の側面を保持した際に、基板に局所的な変形が生じるようになり、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすようになる。
側面（被保持面）２，２´の平坦度が各々２５μｍ以下であれば、主面を直立させた状態で基板の側面を保持した際に、基板に局所的な変形が生じることがなく、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすことがない。したがって、主面の平坦度を誤差±１０ｎｍ以内という非常に高い精度で測定することができる。
基板の主面の平坦度の測定は、図３に示すように、例えば、主面１を直立させた状態で基板１０の側面（被保持面）２，２´を保持具２０で保持して通常実施される。この状態において、基板１０はその自重と側面２，２´に印加される保持力によって変形する。但し、この変形量はきわめて小さく、かつ、基板全体についてみた場合、変形が均等であるため、主面の平坦度の測定には影響することがないと考えられていた。
しかしながら、ＥＵＶＬ用の反射型マスクに用いられる低膨張ガラス基板では、主面の平坦度を高精度で測定することが要求されるため、従来は問題とされていなかった側面の表面性状、具体的には、側面の平坦度が、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすことを本願発明者らは見出した。すなわち、被保持面となる側面２，２´のうち少なくとも一方の平坦度が大きいと、主面を直立させた状態で基板の側面を保持した際に、基板に局所的な変形が生じるようになり、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすようになる。
側面（被保持面）２，２´の平坦度が各々２５μｍ以下であれば、主面を直立させた状態で基板の側面を保持した際に、基板に局所的な変形が生じることがなく、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすことがない。したがって、主面の平坦度を誤差±１０ｎｍ以内という非常に高い精度で測定することができる。
側面（被保持面）２，２´の平坦度は、各々１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましい。
一方、４つの側面２，２´，３，３´のうち、被保持面として用いない側面（被保持面が２，２´である場合、側面３，３´）の平坦度は、各々２５μｍ以下とする必要はなく、通常要求されるレベルの平坦度、例えば、各々５００μｍ以下であればよく、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは６０μｍ以下であり、さらに好ましくは、５０μｍ以下である。
但し、被保持面の選択に制限がなくなる、被保持面の変更が可能になる等の理由から、被保持面として用いない側面についても被保持面と同等の平坦度であることがより好ましい。したがって、被保持面として用いない側面についても、平坦度が各々２５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。
但し、被保持面の選択に制限がなくなる、被保持面の変更が可能になる等の理由から、被保持面として用いない側面についても被保持面と同等の平坦度であることがより好ましい。したがって、被保持面として用いない側面についても、平坦度が各々２５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。
上記では、被保持面を側面２，２´として説明したが、側面３，３´を被保持面としてもよい。この場合、側面３，３´の平坦度が各々２５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下である。
この場合、被保持面として用いない側面２，２´の平坦度は、各々２５μｍ以下とする必要はなく、通常要求されるレベルの平坦度、例えば、各々５００μｍ以下であればよく、好ましくは、１００μｍ以下であり、より好ましくは６０μｍ以下であり、さらに好ましくは、５０μｍ以下である。
但し、上述したように、被保持面として用いない側面についても、平坦度が各々２５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。
この場合、被保持面として用いない側面２，２´の平坦度は、各々２５μｍ以下とする必要はなく、通常要求されるレベルの平坦度、例えば、各々５００μｍ以下であればよく、好ましくは、１００μｍ以下であり、より好ましくは６０μｍ以下であり、さらに好ましくは、５０μｍ以下である。
但し、上述したように、被保持面として用いない側面についても、平坦度が各々２５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。
また、主面１を直立させた状態で基板１０の側面（被保持面）２，２´を保持具２０に保持した際に、基板１０が局所的に変形するのを防止するためには、被保持面をなす側面２，２´の平行度が、０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００２ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましく、０．００１ｍｍ／インチ以下であることが特に好ましい。
ここで、側面の平行度とは、被保持面をなす側面２，２´の平行からの狂いの大きさであって、一方の側面の代表平面からの他の側面までの距離を少なくとも２方向で測定したときの、指定された長さに対する最大差と、指定された長さとの比で定義されるものである。例えば、側面２´を定盤上におき、側面２´を基準として側面２までの距離を測定するとき、側面２´を代表平面といい、１インチスキャンさせた際に計測される、各点における距離の最大差を「指定された長さに対する最大差」という。側面の平行度は、接触式表面粗さ・輪郭形状測定機、例えば、株式会社東京精密製サーフコム１４００Ｄを用いて測定することができる。
なお、側面３，３´を被保持面とする場合、側面３，３´の平行度が、０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００２ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましく、０．００１ｍｍ／インチ以下であることが特に好ましい。
ここで、側面の平行度とは、被保持面をなす側面２，２´の平行からの狂いの大きさであって、一方の側面の代表平面からの他の側面までの距離を少なくとも２方向で測定したときの、指定された長さに対する最大差と、指定された長さとの比で定義されるものである。例えば、側面２´を定盤上におき、側面２´を基準として側面２までの距離を測定するとき、側面２´を代表平面といい、１インチスキャンさせた際に計測される、各点における距離の最大差を「指定された長さに対する最大差」という。側面の平行度は、接触式表面粗さ・輪郭形状測定機、例えば、株式会社東京精密製サーフコム１４００Ｄを用いて測定することができる。
なお、側面３，３´を被保持面とする場合、側面３，３´の平行度が、０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００２ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましく、０．００１ｍｍ／インチ以下であることが特に好ましい。
また、主面１を直立させた状態で基板１０の側面（被保持面）２，２´を保持具２０に保持した際に、基板１０が局所的に変形するのを防止するためには、主面１（あるいは主面１´）と、被保持面をなす側面２，２´と、の直角度が、各々０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００３ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましい。
ここで、主面１（あるいは主面１´）と側面２（あるいは側面２´）との直角度とは、側面２（あるいは側面２´）の代表平面に垂直な直線と主面１（あるいは主面１´）との平行度の値で定義され、接触式表面粗さ・輪郭形状測定機、例えば、株式会社東京精密製サーフコム１４００Ｄを用いて測定することができる。
なお、側面３，３´を被保持面とする場合、主面１（あるいは主面１´）と側面３，３´との直角度が、各々０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００３ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましい。
ここで、主面１（あるいは主面１´）と側面２（あるいは側面２´）との直角度とは、側面２（あるいは側面２´）の代表平面に垂直な直線と主面１（あるいは主面１´）との平行度の値で定義され、接触式表面粗さ・輪郭形状測定機、例えば、株式会社東京精密製サーフコム１４００Ｄを用いて測定することができる。
なお、側面３，３´を被保持面とする場合、主面１（あるいは主面１´）と側面３，３´との直角度が、各々０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００３ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましい。
本発明の反射型マスク用低膨張ガラス基板の第２の態様（以下、「第２の低膨張ガラス基板」という。）では、４つの側面２，２´，３，３´のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面（側面２と２´、または、側面３と３´）と、該低膨張ガラス基板１０の主面１，１´との間の角部に設けられた面取部４，４´（側面２´と主面１との間の角部に設けられた面取部４、および側面２´と主面１´との間の角部に設けられた面取部４´は図示されていない。）の平坦度が各々２５μｍ以下である。
なお、面取部４，４´の平坦度が各々２５μｍ以下とは、面取部４，４´のそれぞれについて、各々の面取部全体における平坦度が２５μｍ以下、すなわち、各々の面取部全体における高低差が２５μｍ以下であることを意味する。
面取部の平坦度は、平坦度測定装置、例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｔｒｏｐｅｌ社製ＦＭ２００を用いて測定することができる。
なお、面取部４，４´の平坦度が各々２５μｍ以下とは、面取部４，４´のそれぞれについて、各々の面取部全体における平坦度が２５μｍ以下、すなわち、各々の面取部全体における高低差が２５μｍ以下であることを意味する。
面取部の平坦度は、平坦度測定装置、例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｔｒｏｐｅｌ社製ＦＭ２００を用いて測定することができる。
第２の低膨張ガラス基板において、互いに対向する位置関係にある２つの側面と該低膨張ガラス基板１０の主面１，１´との間の角部に設けられた面取部４，４´の平坦度を各々２５μｍ以下とする理由は、第１の低膨張ガラス基板において、互いに対向する位置関係にある２つの側面の平坦度を各々２５μｍ以下とする理由と同様である。
側面２，２´の側を被保持面とする場合であっても、保持具の形状によっては、側面２，２´が保持具と接することなく、該側面２，２´、と、主面１，１´と、の間の角部に設けられた面取部４，４´が保持具と接する場合もある。この場合、面取部４，４´が被保持面となる。
被保持面となる面取部４，４´のうち少なくとも一つの平坦度が大きいと、主面を直立させた状態で基板を保持した際に、基板に局所的な変形が生じるようになり、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすようになる。
面取部４，４´の平坦度が各々２５μｍ以下であれば、主面を直立させた状態で基板の側面を保持した際に、基板に局所的な変形が生じることがなく、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすことがない。したがって、主面の平坦度を誤差±１０ｎｍ以内という非常に高い精度で測定することができる。
面取部４，４´の平坦度は、各々１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましい。
側面２，２´の側を被保持面とする場合であっても、保持具の形状によっては、側面２，２´が保持具と接することなく、該側面２，２´、と、主面１，１´と、の間の角部に設けられた面取部４，４´が保持具と接する場合もある。この場合、面取部４，４´が被保持面となる。
被保持面となる面取部４，４´のうち少なくとも一つの平坦度が大きいと、主面を直立させた状態で基板を保持した際に、基板に局所的な変形が生じるようになり、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすようになる。
面取部４，４´の平坦度が各々２５μｍ以下であれば、主面を直立させた状態で基板の側面を保持した際に、基板に局所的な変形が生じることがなく、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすことがない。したがって、主面の平坦度を誤差±１０ｎｍ以内という非常に高い精度で測定することができる。
面取部４，４´の平坦度は、各々１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましい。
一方、被保持面として用いない面取部（側面２，２´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部４，４´を被保持面とする場合、側面３，３´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部）の平坦度は、各々２５μｍ以下とする必要はなく、通常要求されるレベルの平坦度、例えば、各々５００μｍ以下であればよく、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは６０μｍ以下であり、さらに好ましくは、５０μｍ以下である。
但し、被保持面の選択に制限がなくなる、被保持面の変更が可能になる等の理由から、被保持面として用いない面取部についても被保持面と同等の平坦度であることがより好ましい。したがって、被保持面として用いない面取部についても、平坦度が各々２５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。
但し、被保持面の選択に制限がなくなる、被保持面の変更が可能になる等の理由から、被保持面として用いない面取部についても被保持面と同等の平坦度であることがより好ましい。したがって、被保持面として用いない面取部についても、平坦度が各々２５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。
上記では、側面２，２´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部を被保持面として説明したが、側面３，３´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部を被保持面としてもよい。この場合、被保持面となる面取部の平坦度が各々２５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下である。
この場合、被保持面として用いない側の面取部（側面２，２´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部４，４´）の平坦度は、各々２５μｍ以下とする必要はなく、通常要求されるレベルの平坦度、例えば、各々５００μｍ以下であればよく、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは６０μｍ以下であり、さらに好ましくは、５０μｍ以下である。
但し、上述したように、被保持面として用いない面取部についても平坦度が各々２５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。
この場合、被保持面として用いない側の面取部（側面２，２´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部４，４´）の平坦度は、各々２５μｍ以下とする必要はなく、通常要求されるレベルの平坦度、例えば、各々５００μｍ以下であればよく、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは６０μｍ以下であり、さらに好ましくは、５０μｍ以下である。
但し、上述したように、被保持面として用いない面取部についても平坦度が各々２５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。
第２の低膨張ガラス基板においても、主面１を直立させた状態で基板１０の被保持面（面取部４，４´）を保持具２０に保持した際に、基板１０が局所的に変形するのを防止するためには、側面２，２´の平行度が、０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００２ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましく、０．００１ｍｍ／インチ以下であることが特に好ましい。
同様の理由から主面１（あるいは主面１´）と側面２，２´と、の直角度が、各々０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００３ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましい。
なお、側面３，３´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部を被保持面とする場合、側面３，３´の平行度が、０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００２ｍｍ／インチであることがさらに好ましく、０．００１ｍｍ／インチ以下であることが特に好ましい。また、主面１（あるいは主面１´）と側面３，３´との直角度が、各々０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００３ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましい。
同様の理由から主面１（あるいは主面１´）と側面２，２´と、の直角度が、各々０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００３ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましい。
なお、側面３，３´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部を被保持面とする場合、側面３，３´の平行度が、０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００２ｍｍ／インチであることがさらに好ましく、０．００１ｍｍ／インチ以下であることが特に好ましい。また、主面１（あるいは主面１´）と側面３，３´との直角度が、各々０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００３ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましい。
本発明の反射型マスク用低膨張ガラス基板の第３の態様（以下、「第３の低膨張ガラス基板」という。）では、４つの側面２，２´，３，３´のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面（側面２，２´）の平坦度各々が２５μｍ以下であり、かつ、側面２，２´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部４，４´の平坦度が各々２５μｍ以下である。
第３の低膨張ガラス基板において、側面２，２´の平坦度を各々２５μｍ以下とする理由は、第１の低膨張ガラス基板で側面２，２´の平坦度を各々２５μｍ以下とする理由と同様であり、面取部４，４´の平坦度を各々２５μｍ以下とする理由は、第２の低膨張ガラス基板で面取部の平坦度を各々２５μｍ以下とする理由と同様である。
側面２，２´の側を被保持面とする場合、保持具の形状によっては、側面２，２´、および、該側面２，２´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部４，４´の両方が保持具と接する場合もある。この場合、側面２，２´、および、面取部４，４´が被保持面となる。
この場合、被保持面となる側面２，２´、および、面取部４，４´のうち、少なくとも一つの平坦度が大きいと、主面を直立させた状態で基板を保持した際に、基板に局所的な変形が生じるようになり、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすようになる。
側面２，２´、および、面取部４，４´の平坦度が各々２５μｍ以下であれば、主面を直立させた状態で基板の側面を保持した際に、基板に局所的な変形が生じることがなく、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすことがない。したがって、主面の平坦度を誤差±１０ｎｍ以内という非常に高い精度で測定することができる。
側面２，２´の側を被保持面とする場合、保持具の形状によっては、側面２，２´、および、該側面２，２´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部４，４´の両方が保持具と接する場合もある。この場合、側面２，２´、および、面取部４，４´が被保持面となる。
この場合、被保持面となる側面２，２´、および、面取部４，４´のうち、少なくとも一つの平坦度が大きいと、主面を直立させた状態で基板を保持した際に、基板に局所的な変形が生じるようになり、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすようになる。
側面２，２´、および、面取部４，４´の平坦度が各々２５μｍ以下であれば、主面を直立させた状態で基板の側面を保持した際に、基板に局所的な変形が生じることがなく、主面の平坦度の測定に影響をおよぼすことがない。したがって、主面の平坦度を誤差±１０ｎｍ以内という非常に高い精度で測定することができる。
側面２，２´、および、面取部４，４´の平坦度は、それぞれ１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましい。
一方、被保持面として用いない側面（側面３，３´）の平坦度、ならびに、該側面（側面３，３´）と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部の平坦度は、各々２５μｍ以下とする必要はなく、通常要求されるレベルの平坦度、例えば、各々５００μｍ以下であればよく、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは６０μｍ以下であり、さらに好ましくは、５０μｍ以下である。
但し、上述したように、被保持面として用いない側面、あるいは、面取部についても平坦度が各々２５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。
但し、上述したように、被保持面として用いない側面、あるいは、面取部についても平坦度が各々２５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。
上記では、側面２，２´、および、側面２，２´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部４，４´を被保持面として説明したが、側面３，３´、および、側面３，３´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部を被保持面としてもよい。この場合、被保持面となる側面３，３´、および、側面３，３´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部の平坦度が各々２５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下である。
この場合、被保持面として用いない側の側面２，２´、および、側面２，２´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部４，４´の平坦度は、各々２５μｍ以下とする必要はなく、通常要求されるレベルの平坦度、例えば、各々５００μｍ以下であればよく、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは６０μｍ以下であり、さらに好ましくは、５０μｍ以下である。
但し、上述したように、被保持面として用いない側面、あるいは、面取部についても平坦度が各々２５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。
この場合、被保持面として用いない側の側面２，２´、および、側面２，２´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部４，４´の平坦度は、各々２５μｍ以下とする必要はなく、通常要求されるレベルの平坦度、例えば、各々５００μｍ以下であればよく、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは６０μｍ以下であり、さらに好ましくは、５０μｍ以下である。
但し、上述したように、被保持面として用いない側面、あるいは、面取部についても平坦度が各々２５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。
第３の低膨張ガラス基板においても、主面１を直立させた状態で基板１０の被保持面（側面２，２´、および／または、面取部４，４´）を保持具２０に保持した際に、基板１０が局所的に変形するのを防止するためには、側面２，２´の平行度が、０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００２ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましく、０．００１ｍｍ／インチ以下であることが特に好ましい。
同様の理由から主面１（あるいは主面１´）と側面２，２´との直角度が、各々０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００３ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましい。
なお、側面３，３´、および、側面３，３´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部を被保持面とする場合、側面３，３´の平行度が、０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００２ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましく、０．００１ｍｍ／インチ以下であることが特に好ましい。また、主面１（あるいは主面１´）と側面３，３´との直角度が、各々０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００３ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましい。
同様の理由から主面１（あるいは主面１´）と側面２，２´との直角度が、各々０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００３ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましい。
なお、側面３，３´、および、側面３，３´と主面１，１´との間の角部に設けられた面取部を被保持面とする場合、側面３，３´の平行度が、０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００２ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましく、０．００１ｍｍ／インチ以下であることが特に好ましい。また、主面１（あるいは主面１´）と側面３，３´との直角度が、各々０．０１ｍｍ／インチ以下であることが好ましく、０．００５ｍｍ／インチ以下であることがより好ましく、０．００３ｍｍ／インチ以下であることがさらに好ましい。
上記した第１〜第３の低膨張ガラス基板は、所望の寸法および形状になるように低膨張ガラスまたは超低膨張ガラスから切り出し、面取加工して面取部およびノッチ部を形成した板状体において、被保持面となる側面、および／または面取部が、平坦度が各々２５μｍ以下になるように精密研磨することで得ることができる。精密研磨方法としては、例えば、被保持面となる側面、および／または面取部を、粒度＃１０００以下の固定砥石を用いて研磨する方法、粒径が０．１〜３μｍ、好ましくは０．５〜２μｍの砥粒を用いてブラシ研磨する方法、スポンジ状の工具を使用して研磨加工する方法等が挙げられる。
なお、被保持面となる側の側面の平行度、および／または、基板の主面と被保持面となる側の側面との直角度についても、上記の精密研磨方法を用いて、側面の平行度が０．０１ｍｍ／インチ以下となるように、および／または、主面と側面との直角度が各々０．０１ｍｍ／インチ以下となるように精密研磨することができる。
なお、被保持面となる側の側面の平行度、および／または、基板の主面と被保持面となる側の側面との直角度についても、上記の精密研磨方法を用いて、側面の平行度が０．０１ｍｍ／インチ以下となるように、および／または、主面と側面との直角度が各々０．０１ｍｍ／インチ以下となるように精密研磨することができる。
また、予備研磨後のガラス基板について、被保持面となる側面の平坦度を平坦度測定機、例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｔｒｏｐｅｌ社製ＦＭ２００を用いて測定し、得られた側面の平坦度に基づいて、側面の加工条件を部位ごとに設定することにより、被保持面となる側面の平坦度が各々２５μｍ以下の第１の低膨張ガラス基板を得ることもできる。
ここで、予備研磨としては、金属または樹脂に砥粒を含浸させたものでの研磨等が挙げられる。
ここで、予備研磨としては、金属または樹脂に砥粒を含浸させたものでの研磨等が挙げられる。
ガラス基板の側面の平坦度の測定結果は、二次元形状をした側面の各部位における高低差を示す平坦度マップ（以下、「平坦度マップ」という。）となる。二次元形状をした側面の座標を（ｘ，ｙ）とした場合、平坦度マップはＳ（ｘ，ｙ）（μｍ）と表される。加工時間はＴ（ｘ，ｙ）（ｍｉｎ）と表される。加工レートをＹ（μｍ／ｍｉｎ）とした場合、これらの関係は下記式で表される。
Ｔ（ｘ，ｙ）＝Ｓ（ｘ，ｙ）／Ｙ
したがって、側面の平坦度の測定から得られた結果に基づいて加工条件を設定する場合、上記式にしたがって、加工条件、具体的には加工時間を設定する。
加工方法としては、上記した精密研磨方法を用いることが好ましい。
Ｔ（ｘ，ｙ）＝Ｓ（ｘ，ｙ）／Ｙ
したがって、側面の平坦度の測定から得られた結果に基づいて加工条件を設定する場合、上記式にしたがって、加工条件、具体的には加工時間を設定する。
加工方法としては、上記した精密研磨方法を用いることが好ましい。
半導体製造工程のリソグラフィ工程に使用される反射型マスク用低膨張ガラス基板としては、通常、多数のロットが製造される。そのため、被保持面となる側面および／または面取部を平坦度が各々２５μｍ以下になるように精密研磨して、製造した反射型マスク用低膨張ガラス基板について、被保持面となる側面および／または面取部の平坦度を測定することで、精密研磨後の側面および／または面取部の平坦度の傾向を知ることができる。
また、被保持面となる側の側面の平行度、および／または、基板の主面と被保持面となる側の側面との直角度を測定することで、精密研磨後の被保持面となる側の側面の平行度、および／または基板の主面と被保持面となる側の側面との直角度の傾向を知ることができる。
反射型マスク用低膨張ガラス基板を新たに製造する際、これらの傾向に基づいて、側面および／または面取部の加工条件を部位ごとに設定することにより、被保持面となる側面および／または面取部を平坦度が各々２５μｍ以下となるように加工することもできる。同様に、これらの傾向に基づいて、側面の加工条件を部位ごとに設定することにより、被保持面となる側の側面を平行度が０．０１ｍｍ／インチ以下となるように、および／または基板の主面と被保持面となる側の側面との直角度が各々０．０１ｍｍ／インチ以下となるように加工することもできる。
なお、先に製造した反射型マスク用低膨張ガラス基板の測定から得られた傾向に基づいて、側面および／または面取部の加工条件を部位ごとに設定して側面および／または面取部を加工する手順は、予備研磨後のガラス基板の側面の平坦度に基づいて、側面の加工条件を部位ごとに設定する手順と同様の考え方で行うことができる。
また、被保持面となる側の側面の平行度、および／または、基板の主面と被保持面となる側の側面との直角度を測定することで、精密研磨後の被保持面となる側の側面の平行度、および／または基板の主面と被保持面となる側の側面との直角度の傾向を知ることができる。
反射型マスク用低膨張ガラス基板を新たに製造する際、これらの傾向に基づいて、側面および／または面取部の加工条件を部位ごとに設定することにより、被保持面となる側面および／または面取部を平坦度が各々２５μｍ以下となるように加工することもできる。同様に、これらの傾向に基づいて、側面の加工条件を部位ごとに設定することにより、被保持面となる側の側面を平行度が０．０１ｍｍ／インチ以下となるように、および／または基板の主面と被保持面となる側の側面との直角度が各々０．０１ｍｍ／インチ以下となるように加工することもできる。
なお、先に製造した反射型マスク用低膨張ガラス基板の測定から得られた傾向に基づいて、側面および／または面取部の加工条件を部位ごとに設定して側面および／または面取部を加工する手順は、予備研磨後のガラス基板の側面の平坦度に基づいて、側面の加工条件を部位ごとに設定する手順と同様の考え方で行うことができる。
本出願は、２００８年１２月１７日出願の日本特許出願２００８−３２０８７６に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１，１´：主面
２，２´：側面
３，３´：側面
４，４´：面取部
５ ：ノッチ部
６ ：面取部
１０ ：低膨張ガラス基板
２０ ：保持具
２，２´：側面
３，３´：側面
４，４´：面取部
５ ：ノッチ部
６ ：面取部
１０ ：低膨張ガラス基板
２０ ：保持具
Claims (10)
- 半導体製造工程のリソグラフィ工程に使用される反射型マスクの基材である低膨張ガラス基板であって、該低膨張ガラス基板の外周に沿って形成される側面のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面の平坦度が各々２５μｍ以下であり、
前記２つの側面の平行度が０．０１ｍｍ／インチ以下である、反射型マスク用低膨張ガラス基板。 - 半導体製造工程のリソグラフィ工程に使用される反射型マスクの基材である低膨張ガラス基板であって、該低膨張ガラス基板の外周に沿って形成される側面のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面と、該低膨張ガラス基板の主面との間の角部に設けられた面取部の平坦度が各々２５μｍ以下であり、
前記２つの側面の平行度が０．０１ｍｍ／インチ以下である、反射型マスク用低膨張ガラス基板。 - 半導体製造工程のリソグラフィ工程に使用される反射型マスクの基材である低膨張ガラス基板であって、該低膨張ガラス基板の外周に沿って形成される側面のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面の平坦度、および、該２つの側面と該低膨張ガラス基板の主面との間の角部に設けられた面取部の平坦度が各々２５μｍ以下であり、
前記２つの側面の平行度が０．０１ｍｍ／インチ以下である、反射型マスク用低膨張ガラス基板。 - 半導体製造工程のリソグラフィ工程に使用される反射型マスクの基材である低膨張ガラス基板であって、該低膨張ガラス基板の外周に沿って形成される側面のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面の平坦度が各々２５μｍ以下であり、
前記低膨張ガラス基板の主面と前記２つの側面との直角度が各々０．０１ｍｍ／インチ以下である、反射型マスク用低膨張ガラス基板。 - 半導体製造工程のリソグラフィ工程に使用される反射型マスクの基材である低膨張ガラス基板であって、該低膨張ガラス基板の外周に沿って形成される側面のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面と、該低膨張ガラス基板の主面との間の角部に設けられた面取部の平坦度が各々２５μｍ以下であり、
前記低膨張ガラス基板の主面と前記２つの側面との直角度が各々０．０１ｍｍ／インチ以下である、反射型マスク用低膨張ガラス基板。 - 半導体製造工程のリソグラフィ工程に使用される反射型マスクの基材である低膨張ガラス基板であって、該低膨張ガラス基板の外周に沿って形成される側面のうち、互いに対向する位置関係にある２つの側面の平坦度、および、該２つの側面と該低膨張ガラス基板の主面との間の角部に設けられた面取部の平坦度が各々２５μｍ以下であり、
前記低膨張ガラス基板の主面と前記２つの側面との直角度が各々０．０１ｍｍ／インチ以下である、反射型マスク用低膨張ガラス基板。 - 前記低膨張ガラス基板の主面と前記２つの側面との直角度が各々０．０１ｍｍ／インチ以下である請求項１〜３のいずれかに記載の反射型マスク用低膨張ガラス基板。
- 低膨張ガラス基板が、２０℃もしくは６０℃における熱膨張係数が０±３０ｐｐｂ／℃の低膨張ガラス基板である請求項１〜７のいずれかに記載の反射型マスク用低膨張ガラス基板。
- 前記低膨張ガラス基板の主面の平坦度が５０ｎｍ以下である、請求項１〜８のいずれかに記載の反射型マスク用低膨張ガラス基板。
- 請求項１〜９のいずれかに記載の反射型マスク用低膨張ガラス基板を具備する反射型マスク。
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| JP2010542951A JP5640744B2 (ja) | 2008-12-17 | 2009-12-11 | 反射型マスク用低膨張ガラス基板およびその加工方法 |
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