JP5989394B2 - マスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法および転写用マスクの製造方法 - Google Patents
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Description
主表面の研磨は、両面研磨装置を用いて両面同時に行われる。また、主表面の研磨は多段階の研磨工程を経て、表裏2つの主表面が所定値以下の平坦度、表面粗さを有し、所定値以上の大きさの表面欠陥(凸状欠陥または凹状欠陥)のないマスクブランク用基板が製造される。主表面の研磨では、酸化セリウム等の研磨剤を用いる粗研磨および精密研磨が行われ、さらにコロイダルシリカ等の研磨剤を用いる超精密研磨が1〜2段階行われる。
両面研磨装置の上下研磨定盤の研磨面には研磨パッド(研磨布)が貼り付けられている。研磨される基板は、キャリアに保持され、上下定盤の両研磨パッド間に所定の圧力で挟まれる。そして、キャリアによって、基板は定盤上を自転かつ公転させられ、両主表面が研磨される。
また、ナップ層のモジュラスと、研磨パッドの圧縮変形量との組み合わせを選定することにより、研磨後の基板における主表面の対称性が高く、しかも、主表面の表面欠陥が抑制された基板を安定して製造することができる研磨パッド、並びにこの研磨パッドを用いたマスクブランク用基板の製造方法等が得られることを見出した。
(構成1)
回転面に研磨パッドを備える上下両定盤の両研磨パッド間に、キャリアで保持された基板を挟持し、研磨液を供給しつつ、前記研磨パッドの研磨面に対して基板を相対移動させ、前記基板の両主表面を研磨する研磨工程を備えるマスクブランク用基板の製造方法であって、
前記研磨パッドは、少なくとも、基材と、前記基材上に形成され、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層とからなり、
前記ナップ層を形成する樹脂の100%モジュラスが11MPa以上20MPa以下であることを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。
回転面に研磨パッドを備える上下両定盤の両研磨パッド間に、キャリアで保持された基板を挟持し、研磨液を供給しつつ、前記研磨パッドの研磨面に対して基板を相対移動させ、前記基板の両主表面を研磨する研磨工程を備えるマスクブランク用基板の製造方法であって、
前記研磨パッドは、基材と、前記基材上に形成される緩衝層と、前記緩衝層上に形成され、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層とからなり、
前記ナップ層を形成する樹脂の100%モジュラスが11MPa以上20MPa以下であることを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。
前記研磨パッドは、圧縮変形量が40μm以上であることを特徴とする構成1または2に記載のマスクブランク用基板の製造方法。
(構成4)
前記研磨液は、酸化セリウム砥粒を含有していることを特徴とする構成1から3のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
前記基板は、主表面の形状が矩形であることを特徴とする構成1から4のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
(構成6)
前記基板は、合成石英ガラスまたは低熱膨張ガラスであることを特徴とする構成1から5のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
前記研磨パッドを用いた研磨工程を行った後の基板は、主表面の自乗平方根表面粗さRqが0.35nm以下であることを特徴とする構成1から6のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
(構成8)
前記緩衝層の厚さは、100μm以上700μm以下であることを特徴とする構成2から7のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
前記ナップ層の厚さは、300μm以上1000μm以下であることを特徴とする構成1から8のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
(構成10)
前記ナップ層の開孔の径は、40μm以上100μm以下であることを特徴とする構成1から9のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
前記緩衝層およびナップ層のいずれか一方又は双方の層は、ポリカーボネート系樹脂を含有する材料からなることを特徴とする構成1から10のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
(構成12)
前記基材は、樹脂フィルム、又は、不織布であることを特徴とする構成1から11のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
前記基材は、ポリエチレンテレフタレートからなる樹脂フィルムであることを特徴とする構成1から12のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
(構成14)
前記研磨工程で研磨された基板の両主表面に対し、コロイダルシリカ砥粒を含む研磨液による研磨を行う超精密研磨工程を有することを特徴とする構成1から13のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
構成14に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、転写パターン形成用の薄膜を形成することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
(構成16)
構成14に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一方の主表面上に導電性膜を形成し、他方の主表面上に多層反射膜と転写パターン形成用の薄膜をそれぞれ形成することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
構成15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における前記薄膜をパターニングして、転写パターンを形成することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
(構成18)
構成16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における前記薄膜をパターニングして、転写パターンを形成することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
本発明のマスクブランク用基板の製造方法は、研磨パッドを備える上下両定盤の両研磨パッド間に、キャリアで保持された基板を挟持し、研磨液を供給しつつ、前記研磨パッドの研磨面に対して基板を相対移動させ、前記基板の両主表面を研磨する研磨工程を備えるマスクブランク用基板の製造方法であって、前記研磨パッドは、少なくとも、基材と、前記基材上に形成され、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層とからなり、前記ナップ層を形成する樹脂の100%モジュラスが11MPa以上20MPa以下であることを特徴とする(構成1)。
上記構成により、主表面が所定値以下の高い平坦度と表面粗さを有し、研磨後の基板の主表面の対称性が高く、しかも、主表面の表面欠陥が抑制された基板を安定して製造することが可能となる。
上記構成により、主表面が所定値以下の高い平坦度と表面粗さを有し、研磨後の基板の主表面の対称性が高く、しかも、主表面の表面欠陥が抑制された基板を、平坦度の正負を制御しつつ安定して製造することが可能となる。
本発明において、発泡樹脂(ナップ層)としては、ウレタンが広く利用されている。発泡樹脂(ナップ層)がポリウレタン樹脂である場合は、ポリウレタン樹脂を構成する原料樹脂として、ポリカーボネート系、ポリエステル系、ポリエーテル系などの樹脂や、これらの樹脂をブレンドした樹脂を用いることができる。
(1)樹指溶液を薄く引き延ばし熱風乾燥し、50μm程度の厚みの乾式フィルムを作製する。
(2)フィルム作製後しばらく養生する。
(3)測定部の長さ20mm、幅5mm、厚さ0.05mmの短冊状試料を、引っ張り速度300mm/分で引っ張る。
(4)100%伸長特(2倍延伸時)の張力を試料の初期断面積で割り、100%モジュラス(MPa表示)を求める。
(5)試料数n=7の平均値を求める。
上記構成1のマスクブランク用基板の製造方法では、本願発明の研磨パッドを用いて、基板の両主表面を両面研磨すると、研磨後の基板は、2つの主表面がともに対称性の高く、主表面の中心から外周縁に向かって高くなる(厚さが厚くなる)凹形状であり、かつ所定値以下の高い平坦度と所定値以下の表面粗さRqを有し、さらに、主表面の表面欠陥が抑制された基板を製造することができる。これによって、次工程の超精密研磨工程を行って製造されたマスクブランク用基板は、主表面が対称性の高く、基板の中心から外周縁に向かって低くなる(厚さが薄くなる)凸形状であり、かつ所定値以下の高い平坦度と所定値以下の表面粗さRqを有し、さらに、主表面の表面欠陥が抑制されたものにできる。
酸化セリウム砥粒を含有する研磨液は、超精密研磨工程の前の精密研磨工程で用いられる。
基板における主表面形状自体の平坦度の絶対値が小さくなるに従って、フォトマスクにしたときのパターン位置精度が向上し、フォトマスクを使ってパターン転写したときのパターン転写精度が向上する。所望の値は、これらの要求されるパターン位置精度、パターン転写精度に応じて決めることができる。
前記基板の主表面の形状が矩形である場合に上述した本発明の課題が特に問題となるからであり、また、本発明は、主表面の形状が矩形である基板の研磨に適しているからである。
本発明は、合成石英ガラスや低熱膨張ガラスからなる基板の研磨に特に適しているからである。なお、本発明は、石英ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ソーダライムガラス等の基板の研磨に適用できる。また、本発明は、例えばアモルファスガラスであれば、SiO2−TiO2系ガラス、結晶化ガラスであれば、β石英固溶体を析出した結晶化ガラス等の基板の研磨に適用できる。
精密研磨工程後の基板がこのような表面粗さRqを備えていることで、最終的な完成段階のマスクブランク用基板が、前記の求められる表面粗さRqを満たすことができる。
さらに、本発明において、前記研磨パッドを用いた研磨工程(精密研磨工程)を行った後の基板は、主表面の中心を基準とする一辺が142mmの四角形内の領域における平坦度(TIR)が1μm以下の凹形状であるとより好ましい。また、記研磨パッドを用いた研磨工程(精密研磨工程)を行った後の基板は、主表面の中心を基準とする一辺が142mmの四角形内の領域における主表面形状自体の平坦度が1μm以下の凹形状であると特に好ましい。
所定値以下の高い平坦度(TIR)(−1.0μm以上かつ0μm以下)であり、対称性が高く、表面粗さRqが0.35nm以下であり、しかも、主表面の表面欠陥が抑制された基板を、安定して製造するためである。
所定値以下の高い平坦度(TIR)(−1.0μm以上かつ0μm以下)であり、研磨後の基板の主表面の対称性が高く、表面粗さRqが0.35nm以下であり、しかも、主表面の表面欠陥が抑制された基板を、安定して製造するためである。
所定値以下の高い平坦度(TIR)(−1.0μm以上かつ0μm以下)であり、研磨後の基板の主表面の対称性が高く、表面粗さRqが0.35nm以下であり、しかも、主表面の表面欠陥が抑制された基板を、安定して製造するためである。
前記ナップ層の100%モジュラス、並びに、前記研磨パッドの圧縮変形量を、所定範囲に制御しやすいためである。
前記基材が樹脂フィルムであると、前記研磨パッドの圧縮変形量を、所定範囲に制御しやすいためである。樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等が挙げられる。前記基材が不織布であっても、不織布にボンド剤等の樹脂を含浸させることによって、前記研磨パッドの圧縮変形量を、所定範囲に制御することは可能である。
前記研磨パッドの圧縮変形量を、所定範囲に制御しやすいためである。
前記のとおり、精密研磨工程で研磨された基板の主表面を鏡面化するには、超精密研磨工程を行うことが望ましいためである。
上記構成により、所定値(例えば、主表面形状自体の平坦度が+0.4μm)以下の高い平坦度であり、対称性の高く、所定値(例えば、Rqが0.2nm)以下の表面粗さRqであり、しかも、主表面の表面欠陥が抑制された基板を有するマスクブランクを製造することが可能となる。
上記構成により、所定値(例えば、主表面形状自体の平坦度が+0.4μm)以下の高い平坦度であり、対称性の高く、所定値(例えば、Rqが0.2nm)以下の表面粗さRqであり、しかも、主表面の表面欠陥が抑制された基板を有する転写用マスクを製造することが可能となる。
上記構成により、所定値(例えば、主表面形状自体の平坦度が+0.1μm)以下の高い平坦度であり、対称性の高く、所定値(例えば、Rqが0.15nm)以下の表面粗さRqであり、しかも、主表面の表面欠陥が抑制された基板を有する転写用マスクを製造することが可能となる。
端面を面取加工し、両面ラッピング装置によって研削加工を終えた合成石英ガラス基板(約152mm×約152mm×約6.3mm)を、上述の両面研磨装置に12枚セットし、以下の研磨条件で粗研磨工程を行った。尚、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液 :酸化セリウム(平均粒径2〜3μm)+水
研磨パッド:硬質ポリシャ(ウレタンパッド)
上記粗研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板を洗浄槽に浸漬(超音波印加)し、洗浄を行った。実施例1〜7、比較例1〜5でそれぞれ12枚ずつ使用するため、このガラス基板12枚を13セット研磨した。この研磨したガラス基板の全てに対し、主表面の表面形状を平坦度測定器(Corning Tropel社製 UltraFlat200M)で測定した。
両面研磨装置に12枚セットし、以下の研磨条件で精密研磨工程を行った。尚、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液 :酸化セリウム(平均粒径1μm)+水
研磨パッド:研磨パッドとしては、表1〜表2に記載の実施例1〜7、比較例1〜6の研磨パッドを各々使用した。
ナップ層はポリウレタン樹脂からなり、ポリウレタン樹脂を構成する原料樹脂として、表1〜表2に示す、ポリエステル系、ポリカーボネート系の樹脂を使用した。
上記精密研磨工程終了後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板を洗浄槽に浸漬(超音波印加)し、洗浄を行った。
上述の両面研磨装置に12枚セットし、以下の研磨条件で超精密研磨工程を行った。尚、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液 :コロイダルシリカ(平均粒径100nm)+水
研磨パッド:超軟質ポリシャ(スウェードタイプ)
超精密研磨工程終了後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板を洗浄槽に浸漬(超音波印加)し、洗浄を行った。この超精密研磨工程は、実施例1〜7、比較例1〜6の各研磨パッドで研磨された各12枚の基板に対して行われた。
超精密研磨工程が行われた後の実施例1〜7、および比較例1〜6の基板(各12枚)について、主表面の一辺が142mmの四角形の内側領域における平坦度(TIR)を平坦度測定器(Corning Tropel社製 UltraFlat200M)で測定した。その結果、実施例1〜6、および比較例3〜6の基板については、主表面形状自体の平坦度(TIR)(平坦度測定器で測定した主表面形状自体から算出した平坦度)は、いずれも0μm以上かつ+0.2μm以内の範囲の凸形状となっていた。これに対し、比較例1〜2の基板については、2つの主表面の形状は、主表面形状自体の平坦度(TIR)が+0.2μmよりも大きい凸形状のものが大多数を占め(平均9枚)、歩留りが悪いという結果となった。
上記の実施例1〜6の基板について、主表面形状自体の平坦度が0μm以上かつ+0.2μm以下であり、表面欠陥が検出されなかったものからそれぞれ1枚ずつ選定した。選定した各ガラス基板の一方の主表面上に、モリブデン、ケイ素および窒素を含有する遮光層(MoSiN膜)と、モリブデン、ケイ素および窒素を含有する反射防止層(MoSiN膜)が2層積層した構造の遮光膜(合計膜厚60nm)をそれぞれスパッタリング法によって形成し、バイナリ型のマスクブランクを製造した。
次に、製造した各マスクブランクの遮光膜上にスピンコート法でレジスト膜を塗布形成した。続いて、レジスト膜に所望の微細パターンを露光・現像することで形成した。さらに、レジスト膜をマスクとして、遮光膜に対してドライエッチングを行うことで、遮光膜に転写パターンを形成し、バイナリ型の転写用マスクを作製した。
上記の実施例1〜6の基板について、主表面形状自体の平坦度がいずれも0μm以上かつ+0.05μm以下であり、表面欠陥が検出されなかったものからそれぞれ1枚ずつ選定した。選定した各ガラス基板の一方の主表面上に、モリブデン(Mo層)とケイ素(Si層)を交互に積層した多層反射膜を形成した。具体的には、ガラス基板側からSi層を4.2nm、Mo層を2.8nmそれぞれ成膜し、これを40周期繰り返し、最後にSi層を4.0nm成膜して多層反射膜を形成した。次に、多層反射膜上に、ルテニウムを含有する材料からなる保護膜を2.5nm形成した。最後に、保護膜上に、タンタルを主成分とする吸収体膜を形成し、反射型マスクブランクを製造した。
20 上定盤
11,21 研磨パッド
50 キャリア
100 基板
Claims (18)
- 回転面に研磨パッドを備える上下両定盤の両研磨パッド間に、キャリアで保持された基板を挟持し、研磨液を供給しつつ、前記研磨パッドの研磨面に対して基板を相対移動させ、前記基板の両主表面を研磨する研磨工程を備えるマスクブランク用基板の製造方法であって、
前記研磨パッドは、少なくとも、基材と、前記基材上に形成され、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層とからなり、
前記研磨パッドは、圧縮変形量が40μm以上であり、
前記圧縮変形量は、前記研磨パッドの厚さ方向に対して100g/cm 2 の荷重を掛けたときの前記研磨パッドの厚さから、前記研磨パッドの厚さ方向に対して1120g/cm 2 の荷重を掛けたときの前記研磨パッドの厚さを差し引くことで得られる数値であり、
前記ナップ層を形成する樹脂の100%モジュラスが11MPa以上20MPa以下であることを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。 - 前記ナップ層は、ポリカーボネート系樹脂を含有する材料からなることを特徴とする請求項1記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 回転面に研磨パッドを備える上下両定盤の両研磨パッド間に、キャリアで保持された基板を挟持し、研磨液を供給しつつ、前記研磨パッドの研磨面に対して基板を相対移動させ、前記基板の両主表面を研磨する研磨工程を備えるマスクブランク用基板の製造方法であって、
前記研磨パッドは、基材と、前記基材上に形成される緩衝層と、前記緩衝層上に形成され、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層とからなり、
前記研磨パッドは、圧縮変形量が40μm以上であり、
前記圧縮変形量は、前記研磨パッドの厚さ方向に対して100g/cm 2 の荷重を掛けたときの前記研磨パッドの厚さから、前記研磨パッドの厚さ方向に対して1120g/cm 2 の荷重を掛けたときの前記研磨パッドの厚さを差し引くことで得られる数値であり、
前記ナップ層を形成する樹脂の100%モジュラスが11MPa以上20MPa以下であることを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。 - 前記緩衝層の厚さは、100μm以上700μm以下であることを特徴とする請求項3記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記緩衝層およびナップ層のいずれか一方又は双方の層は、ポリカーボネート系樹脂を含有する材料からなることを特徴とする請求項3または4に記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記研磨液は、酸化セリウム砥粒を含有していることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記基板は、主表面の形状が矩形であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記基板は、合成石英ガラスまたは低熱膨張ガラスであることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記研磨パッドを用いた研磨工程を行った後の基板は、主表面の自乗平方根表面粗さRqが0.35nm以下であることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記ナップ層の厚さは、300μm以上1000μm以下であることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記ナップ層の開孔の径は、40μm以上100μm以下であることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記基材は、樹脂フィルム、又は、不織布であることを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記基材は、ポリエチレンテレフタレートからなる樹脂フィルムであることを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記研磨工程で研磨された基板の両主表面に対し、コロイダルシリカ砥粒を含む研磨液による研磨を行う超精密研磨工程を有することを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 請求項14に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、転写パターン形成用の薄膜を形成することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
- 請求項14に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一方の主表面上に導電性膜を形成し、他方の主表面上に多層反射膜と転写パターン形成用の薄膜をそれぞれ形成することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
- 請求項15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における前記薄膜をパターニングして、転写パターンを形成することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
- 請求項16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における前記薄膜をパターニングして、転写パターンを形成することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
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