JP6668066B2 - 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及び露光用マスクの製造方法 - Google Patents
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Description
そこで、LCD用大型マスクのガラス基板を製造するに際しては、特に規格が厳しい基板表面の平坦度に注意して、各工程が進められていた。
この製造方法は、研磨工程として、第一〜第三ポリッシング工程を有しており、第一ポリッシング工程では、前段のラッピング工程で残留している表面及び裏面の傷や歪みを除去する目的で、大型マスクブランク用両面研磨装置が、硬質ポリシャを用いて、基板の表面及び裏面を研磨している。
第二ポリッシング工程では、基板の表面の平坦度を高める目的で、大型マスクブランク用片面研磨装置が、超軟質ポリシャを用いて、基板の裏面を研磨している。
第三ポリッシング工程では、基板の表面及び裏面の平滑度を高める目的で、大型マスクブランク用両面研磨装置が、軟質ポリシャを用いて、基板の表面及び裏面を研磨している。
これらの工程を経て、大型のマスクブランク用基板を製造している。
また、マスクブランク用基板の精度向上によって、パネルメーカーにおけるパネル作製露光時の最適なパフォーマンスに対する精度マージンを25〜30%程度向上させることができると言われている。
マスクブランク用基板の精度としては、表面及び裏面の高い平坦性と小さい板厚バラツキが挙げられるが、従来においては、基板表面の平坦度のみしか注視できていなかった。基板裏面の平坦度に関しては、表面同様のプロセスを実施することで高い平坦度を実現することはできるが、小さい板厚バラツキに関しては、特許文献1に開示されているような従来の製造方法では対応が難しく、成り行きに従わざるを得ない状況であった。
表面及び裏面からなる主表面を有し、外形形状が矩形状で一辺が300mm以上のマスクブランク用基板を製造する製造方法であって、
前記基板の両主表面の表面形態情報を取得する表面形態情報取得工程と、
前記表面形態情報取得工程で得られた両主表面の表面形態情報から前記表面及び裏面の平坦度を算出する平坦度算出工程と、
前記平坦度算出工程で算出された表面及び裏面の平坦度が、前記マスクブランク用基板の平坦度に関する要求仕様を満足しているか否かを判定する判定工程と、
前記表面及び裏面のうち、前記判定工程によって平坦度が前記要求仕様を満たすと判定された一方の面を基準面として特定し、他方の面を加工面として特定する加工面特定工程と、
前記一方の面を基準面としたときに、前記一方の面と前記他方の面とにより算出される前記基板の平行度が設定値以下になるように、前記加工面の面内で加工量の異なる第1の加工手段の加工条件を決定し、該加工条件に従って前記加工面の加工を行う加工工程と、
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。
前記加工面特定工程は、前記判定工程によっていずれの面も前記平坦度に関する要求仕様を満足していないと判定された場合、前記表面及び裏面のうち、いずれか一方の面を前記加工面として、他方の面を前記基準面とし、
前記加工工程は、前記加工面を加工する前に、前記基準面に対して仮想的な絶対平面を設定し、前記基準面の中で、前記仮想的な絶対平面に対して凸となる領域が、凸となる領域以外の領域と比べて、面の加工量が多くなる加工条件を決定し、第2の加工手段が前記加工条件に従って前記基準面を加工することを特徴とする構成1記載のマスクブランク用基板の製造方法。
前記表面形態情報取得工程で前記表面形態情報が取得される前に、前記表面及び裏面を研磨する研磨工程を有することを特徴とする構成1又は2記載のマスクブランク用基板の製造方法。
前記加工工程によって前記加工面が加工された後、前記表面及び裏面を研磨して、前記表面及び裏面の平滑度を高める精密研磨工程を有することを特徴とする構成1乃至3のいずれか一つに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
前記加工工程では、前記第1の加工手段として、前記主表面の一方に対向して設けられた複数の加圧手段の加圧量が調整可能な加圧調整手段を備えた片面研磨装置、局所研磨装置、あるいは、局所エッチング装置を用いることを特徴とする構成1乃至4のいずれか一つに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
前記加工工程では、前記第2の加工手段として、サンドブラスト装置、砥粒噴射装置、前記主表面の一方に対向して設けられた複数の加圧手段の加圧量が調整可能な加圧調整手段を備えた片面研磨装置、局所研磨装置、あるいは、局所エッチング装置を用いることを特徴とする構成2記載のマスクブランク用基板の製造方法。
前記表面形態情報取得工程で前記表面形態情報が取得される前に、前記表面及び裏面を研磨する研磨工程を有しており、
前記加工工程では、
前記第1の加工手段として、前記主表面の一方に対向して設けられた複数の加圧手段の加圧量が調整可能な加圧調整手段を備えた片面研磨装置、あるいは、局所研磨装置を用いる場合、前記第2の加工手段として、前記片面研磨装置、あるいは、局所エッチング装置を用いる
ことを特徴とする構成2記載のマスクブランク用基板の製造方法。
前記矩形状のマスクブランク用基板は、前記表面及び裏面のうち、いずれか一方の面に遮光性膜が形成されているマスクブランクから、前記遮光性膜が剥離されたリサイクル基板であることを特徴とする構成1乃至7のいずれか一つに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
構成1乃至8のいずれか一つに記載の製造方法によって製造されたマスクブランク用基板の表面及び裏面のうち、いずれか一方の面に遮光性膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法。
構成1乃至8のいずれか一つに記載の製造方法によって製造されたマスクブランク用基板の表面及び裏面のうち、平坦度が高い方の面に遮光性膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法。
前記遮光性膜は、露光光に対して位相差と透過率を有する位相シフト膜であることを特徴とする構成9又は10記載のマスクブランクの製造方法。
構成9乃至11のいずれか一つに記載の製造方法によって製造されたマスクブランクにおける前記遮光性膜をパターニングして遮光性膜パターンを形成することで、露光用マスクを製造する露光用マスクの製造方法。
実施形態1では、マスクブランク用基板の製造方法について説明する。
図1において、ガラス基板1は、表面1a及び裏面1bからなる2つの主表面と、該ガラス基板1の外形形状及びサイズを確定する端面とを有する、合成石英ガラス基板である。このガラス基板1の外形形状は矩形状であり、ガラス基板1の縦×横のサイズは、例えば、1220mm×1400mmである。
図2は両主表面(表面1a、裏面1b)の平坦度と、ガラス基板1の平行度とを説明するための概略図である。
本発明における平坦度は、両主表面1a、1bにおける表面形状の測定点の最大高さ(最高点)と最小高さ(最低点)の高さ差(両主表面1a、1bから最小自乗法で算出される仮想絶対平面2a、2b(基準面=0)に対する各測定点の最大値(最高点)と最小値(最低点)の差(高さの差))をいう。基板1の主表面(例えば1a)における平坦度の測定は、例えば、光の干渉を利用した平坦度測定装置や、基板形状検査装置などを用いて行うことができる。具体的には、これらの装置を用いて、上記主表面1a内の複数の測定点における仮想絶対平面2a(基準面=0)からの高さ情報を取得し、この高さ情報から最大値Lmax1と最小値Lmin1を求め、その最大値Lmax1と最小値Lmin1との差(Lmax1−Lmin1)を平坦度として算出する。同様に、主表面1bにおける平坦度は、Lmax2−Lmin2となる。
ここで、両主表面1a、1bの外周部の所定領域を除く中心部領域につき、縦×横、所定間隔(例えば、10mm間隔)に設定した各測定点の高さ情報を測定するようにしてもよい。また、平坦度の測定を高精度に行うためには、高さ情報を取得する測定点をなるべく多くすることが望ましい。但し、測定点をあまり多くすると、測定に要する時間がかかってしまうので、それとの兼ね合いで適宜設定すればよい。さらには、測定領域の表面形状を三次元的に測定したデータから前記高さ情報を取得するようにしてもよい。
例えば、図2を参照して説明すると、表面1aと裏面1bが最も離れている位置での板厚がLmax3、表面1aと裏面1bが最も近い位置での板厚がLmin3である場合、Lmax3−Lmin3が、ガラス基板1の平行度となる。
この実施形態1では、マスクブランク用基板の製造方法が、表面形態情報取得工程と、平坦度算出工程と、判定工程と、加工面特定工程と、加工工程とを有している。
まず、一方の主表面である表面1aの平坦度が要求仕様(例えば平坦度7μm以下)を満足しているか否かを判定する(ステップST3)。その後、他方の主表面である裏面1bの平坦度が要求仕様(例えば平坦度7μm以下)を満足しているか否かを判定する(ステップST4、ステップST6)。なお、本実施形態1では、表面1aの判定を先に行っているが、裏面1bの判定を先に行ってもよいことはもちろんである。
まず、表面1aの平坦度が要求仕様を満足していないと判定され(ステップST3の判定結果がNOである場合)、裏面1bの平坦度が要求仕様を満足していると判定された場合(ステップST6の判定結果がYESである場合)、裏面1bを基準面として特定し、表面1aを加工面として特定する(ステップST7)。
一方、表面1aの平坦度が要求仕様を満足していると判定され(ステップST3の判定結果がYESである場合)、裏面1bの平坦度が要求仕様を満足していないと判定された場合(ステップST4の判定結果がNOである場合)、表面1aを基準面として特定し、裏面1bを加工面として特定する(ステップST5)。
そして、表面1aの平坦度が要求仕様を満足していると判定され(ステップST3の判定結果がYESである場合)、裏面1bの平坦度が要求仕様を満足していると判定された場合(ステップST4の判定結果がYESである場合)、加工の容易さ等の事情を考慮して、両主表面のうち、いずれか一方の面を加工面とし、他方の面を基準面とする(ステップST9)。
また、表面1aの平坦度が要求仕様を満足していないと判定され(ステップST3の判定結果がNOである場合)、裏面1bの平坦度も要求仕様を満足していないと判定された場合(ステップST6の判定結果がNOである場合)も、加工の容易さ等の事情を考慮して、両主表面のうち、いずれか一方の面を加工面とし、他方の面を基準面とする(ステップST8)。
なお、本実施形態1においては、加工の容易さ等の事情を考慮して基準面を特定するために、表面1aの平坦度が要求仕様を満足している場合(ステップST3の判定結果がYESである場合)にも、他方の主表面である裏面1bの平坦度が要求仕様(例えば平坦度7μm以下)を満足しているか否かを判定している(ステップST4)。しかしながら、本発明はこれに限定されず、一方の主表面の平坦度が要求仕様を満足していることが分かった場合には、他方の主表面の平坦度の判定を省略してもよい(ステップST4を省略してステップST5に進むようにしてもよい)。
このため、図1に示したガラス基板1では、加工面特定工程によって、基準面として裏面1bが特定されて、加工面として表面1aが特定される。
また、図4では、表面1a及び裏面1bの双方が平坦度に関する要求仕様を満足していない例を示している。
この場合、加工面特定工程によって、表面1a及び裏面1bのうち、いずれか一方の面が加工面として特定されて、他方の面が基準面として特定されるが、図4に示したガラス基板1では、基準面として裏面1bが特定されて、加工面として表面1aが特定される。
第2の加工手段が基準面を加工する工程では、加工面特定工程によって特定された基準面に対して仮想絶対平面を設定する。
そして、基準面が平坦度に関する要求仕様を満足するようにするため、基準面の中で、仮想絶対平面に対して凸となる領域が、凸となる領域以外の領域と比べて、面の加工量が多くなる加工条件を決定し、第2の加工手段が当該加工条件に従って基準面を加工する(ステップST10)。
図4の例では、基準面として裏面1bが特定されて、加工面として表面1aが特定されているので、基準面である裏面1bに対して仮想絶対平面2bを設定し、裏面1bの中で、仮想絶対平面2bに対して凸となる領域が、凸となる領域以外の領域と比べて、面の加工量が多くなる加工条件を決定し、第2の加工手段が当該加工条件に従って裏面1bを加工する。
なお、表面1aと裏面1bの双方が平坦度に関する要求仕様を満足している場合(ステップST9の場合)、あるいは、表面1a及び裏面1bのうち、基準面として特定された一方の面の平坦度が要求仕様を満足している場合(ステップST5、ステップST7の場合)、第2の加工手段が基準面を加工する工程は実施しなくてよい。
ここで、図5は加工工程で用いられる片面研磨装置を示す構成図である。
片面研磨装置は、基準面である裏面1bを加工する場合、裏面1bを下向きにして、研磨パッド11が載せられている研磨定盤12の上にガラス基板1を載せた状態で、表面1aに対向して設けられている複数のエアーシリンダ13(加圧手段)がガラス基板1を研磨定盤12に押さえつけながら、エアーシリンダ13を内蔵している基板保持プレート14と研磨定盤12を逆方向に回転させることで、裏面1bの全体を研磨する装置である。この片面研磨装置は、複数のエアーシリンダ13の加圧量が調整可能な加圧調整手段を備えている。なお、図5において、11aは研磨用のスラリーである。
局所エッチング装置は、基準面である裏面1bを加工する場合、裏面1bを上向きにして、基板保持台にガラス基板1を載せた状態で、液体又は気体からなるエッチング剤を、ノズル等を介して、裏面1bの一部分に供給しながら、ノズルとガラス基板1の相対位置を変化させることで、裏面1bの全体を研磨する装置である。
また、サンドブラスト装置は、基準面である裏面1bを加工する場合、裏面1bを上向きにして、基板保持台にガラス基板1を載せた状態で、酸化セリウムや酸化アルミニウムなどの研磨剤の微粒子を圧縮空気に混ぜて、ノズル等を介して、裏面1bの一部分に供給しながら、ノズルとガラス基板1の相対位置を変化させることで、裏面1bの全体を研磨する装置である。
砥粒噴射装置は、基準面である裏面1bを加工する場合、裏面1bを上向きにして、基板保持台にガラス基板1を載せた状態で、圧縮空気に対して、水などの液体に酸化セリウムや酸化ケイ素などの研磨剤の微粒子を懸濁させたスラリーを、ノズル等を介して、裏面1bの一部分に供給しながら、ノズルとガラス基板1の相対位置を変化させることで、裏面1bの全体を研磨する装置である。
図1及び図4の例では、基準面として裏面1bが特定されて、加工面として表面1aが特定されているので、裏面1bを基準面としたときに、裏面1bと表面1aとにより算出されるガラス基板1の平行度が設定値以下になるように(図4の例では第2の加工手段により加工された後の裏面1bを基準面にしたときに、裏面1bと表面1aとにより算出されるガラス基板1の平行度が設定値以下になるように)、表面1aの面内で加工量の異なる第1の加工手段の加工条件を決定し、第1の加工手段が当該加工条件に従って表面1aの加工を行う。
図1において、1cで示した点線は上記の加工条件に従って加工された後の表面を示している。この図に示されるように、加工後の表面1cと裏面1bにより算出されるガラス基板1の平行度が、加工前の表面1aと裏面1bにより算出されるガラス基板1の平行度より向上している。即ち、加工後の表面1cの平坦度は、要求仕様を満たす裏面1bの平坦度と同様に良好なものとなっている。
なお、この工程の後に、精密研磨工程や追加工程を行ってもよい(後述の実施例1、2及び比較例を参照)。
このように、この実施形態1におけるマスクブランク用基板の製造方法によれば、板厚バラツキを低減して、平行度及び平坦度に関する要求仕様を満足することができるマスクブランク用基板を製造することができる。また、このマスクブランク用基板を用いてマスクブランク、露光用マスクを製造することで、平行度及び平坦度に関する要求仕様を満足することができるマスクブランク、露光用マスクを製造することができる(後述の実施例3、4を参照)。
第1の加工手段としては、例えば、片面研磨装置、局所研磨装置、局所エッチング装置などを用いることができる。
なお、この実施形態1では、マスクブランク用基板のガラス基板1として、表面1a及び裏面1bのうち、いずれか一方の面に遮光性膜が形成されているマスクブランクから、その遮光性膜が剥離されたリサイクル基板を用いるようにしてもよい。また、マスクブランク用のガラス基板1として、表面1a及び裏面1bのうち、いずれか一方の面に遮光性膜パターンが形成されている露光用マスクから、その遮光性膜パターンが剥離されたリサイクル基板を用いるようにしてもよい。
この実施例1では、マスクブランク用基板の製造方法が、基板準備工程(1)と、第1研磨工程(2)と、第1表面形態情報取得工程(3)と、第1平坦度算出工程(4)と、判定工程(5)と、加工面特定工程(6)と、表面加工工程(第2研磨工程)(7)と、第2表面形態情報取得工程(8)と、第2平坦度算出工程(9)と、加工工程(第3研磨工程)(10)と、第3表面形態情報取得工程(11)と、第3平坦度算出工程(12)と、精密研磨工程(第4研磨工程)(13)と、第4表面形態情報取得工程(14)と、第4平坦度算出工程(15)とを有し、これらの工程によって、ガラス基板1の両主表面の平坦度が7μm以下、平行度が7μm以下であるマスクブランク用基板を製造した。
基板準備工程(1)では、マスクブランク用基板のガラス基板1として、端面が面取り加工され、また、表面1a及び裏面1bがラッピング(研削)されている合成石英ガラス基板を準備した。
このガラス基板1の外形形状は矩形状であり、ガラス基板1の縦×横のサイズは、1220mm×1400mmであった。
第1研磨工程(2)では、ラッピング(研削)で残留している傷や歪みの除去を目的として、ガラス基板1の両主表面(表面1a、裏面1b)を研磨した。
この工程での研磨は、両面研磨装置を用いて行った。両面研磨装置の研磨条件は、下記の通りとした。
研磨条件:
研磨液:酸化セリウム(平均粒径:1μm)砥粒に水を加えた遊離砥粒
研磨布:硬質ポリシャ
上定盤回転数:1〜30rpm(両面研磨装置上面から見て時計回りに回転)
下定盤回転数:1〜30rpm(両面研磨装置上面から見て反時計回りに回転)
圧力:80〜100g/cm2
第1研磨工程(2)が終了したのち、低濃度のアルカリ水溶液を用いて、ガラス基板1を薬液洗浄し、その後、ガラス基板1を純水洗浄した。
第1表面形態情報取得工程(3)では、第1研磨工程(2)後に、薬液洗浄と純水洗浄が行われたガラス基板1の両主表面(表面1a、裏面1b)の表面形態情報を取得した。
この表面形態情報は、両主表面(表面1a、裏面1b)の凹凸を示す情報であり、具体的には、例えば、両主表面(表面1a、裏面1b)の外周10mmを除く領域を、10mm間隔(縦120点×横138点、合計16,560点)で測定した、仮想絶対平面2a、2bに対する両主表面の各測定点の高さ情報である。
なお、表面形態情報の取得に用いる測定器として、黒田精工(株)製のフラットネステスターを用いた。
第1平坦度算出工程(4)では、コンピュータを用いて、第1表面形態情報取得工程(3)で得られた両主表面(表面1a、裏面1b)の表面形態情報から表面1a及び裏面1bの平坦度(Lmax1−Lmin1、Lmax2−Lmin2)を算出するとともに、表面1aと裏面1bにより算出されるガラス基板1の平行度(Lmax3−Lmin3)を算出した。
判定工程(5)では、コンピュータを用いて、第1平坦度算出工程(4)で算出された表面1a及び裏面1bの平坦度が、マスクブランク用基板の平坦度に関する要求仕様を満足しているか否かを判定した。
この実施例1では、マスクブランク用基板の表面1a及び裏面1bの平坦度に関する要求仕様が7μm以下であるため、第1平坦度算出工程(4)で算出された表面1a及び裏面1bの平坦度が7μm以下であるか否かを判定した。この実施例1では、判定工程(5)によって、表面1aと裏面1bの双方が、要求仕様を満足していないと判定された。
加工面特定工程(6)では、コンピュータを用いて、判定工程(5)での判定結果にしたがって両主表面(表面1a、裏面1b)のうち一方の面を加工面として特定し、他方の面を基準面として特定した。この実施例1では、加工の容易さ等の事情を考慮して、図4に示した裏面1bを基準面として特定し、表面1aを加工面として特定した。
表面加工工程(第2研磨工程)(7)では、加工面特定工程(6)によって基準面に特定された裏面1bに対して仮想絶対平面2bを設定した。
そして、表面加工工程(第2研磨工程)(7)では、基準面である裏面1bが7μm以下の要求仕様を満足するようにするため、基準面である裏面1bの中で、仮想絶対平面2bに対して凸となる領域が、凸となる領域以外の領域と比べて、面の加工量が多くなる加工条件を決定し、第2の加工手段が当該加工条件に従って基準面である裏面1bを加工した(図4のハッチング部分参照)。
研磨条件:
研磨液:酸化セリウム(平均粒径:1μm)砥粒に水を加えた遊離砥粒
研磨布:軟質ポリシャ
基板保持プレート14の回転数:3〜20rpm(基板保持プレート14の上面から見て反時計回りに回転)
研磨定盤12の回転数:3〜20rpm(基板保持プレート14の上面から見て時計回りに回転)
表面加工工程(第2研磨工程)(7)が終了したのち、低濃度のアルカリ水溶液を用いて、ガラス基板1を薬液洗浄し、その後、ガラス基板1を純水洗浄した。
第2表面形態情報取得工程(8)では、表面加工工程(第2研磨工程)(7)後に、薬液洗浄と純水洗浄が行われたガラス基板1の基準面である裏面1bの表面形態情報を取得した。
第2平坦度算出工程(9)では、コンピュータや計算機などが、第2表面形態情報取得工程(8)で得られた基準面である裏面1bの表面形態情報から裏面1bの平坦度を算出するとともに、表面1aと裏面1bの表面形態情報からガラス基板1の平行度を算出した。
第2平坦度算出工程(9)による平坦度及び平行度の算出処理は、第1平坦度算出工程(4)での算出処理と同様に行った。
加工工程(第3研磨工程)(10)では、裏面1bを基準面としたときに、裏面1bと表面1a(加工面)とにより算出されるガラス基板1の平行度が設定値(この場合7μm)以下になるように、表面1aの面内で加工量の異なる第1の加工手段の加工条件を決定し、第1の加工手段が当該加工条件に従って表面1aの加工を行った。
即ち、加工後の表面1aの3次元表面形状が、基準面である裏面1bの3次元表面形状と揃うような加工条件を決定し、第1の加工手段が当該加工条件に従って表面1aの加工を行った。
研磨条件:
研磨液:酸化セリウム(平均粒径:1μm)砥粒に水を加えた遊離砥粒
研磨布:軟質ポリシャ
基板保持プレート14の回転数:3〜20rpm(基板保持プレート14の上面から見て反時計回りに回転)
研磨定盤12の回転数:3〜20rpm(基板保持プレート14の上面から見て時計回りに回転)
加工工程(第3研磨工程)(10)が終了したのち、低濃度のアルカリ水溶液を用いて、ガラス基板1を薬液洗浄し、その後、ガラス基板1を純水洗浄した。
第3表面形態情報取得工程(11)では、加工工程(第3研磨工程)(10)後に、薬液洗浄と純水洗浄が行われたガラス基板1の両主表面(表面1a、裏面1b)の表面形態情報を取得した。
第3平坦度算出工程(12)では、コンピュータを用いて、第3表面形態情報取得工程(11)で得られた両主表面(表面1a、裏面1b)の表面形態情報から表面1a及び裏面1bの平坦度を算出するとともに、ガラス基板1の平行度を算出した。
第3平坦度算出工程(12)による平坦度及び平行度の算出処理は、第1平坦度算出工程(4)での算出処理と同様に行った。
図10(a)は表面1aの3次元表面形状データと平坦度を示し、図10(b)は裏面1bの3次元表面形状データと平坦度を示している。また、図10(c)はガラス基板1の板厚分布と平行度を示している。
図10に示すように、表面1aの平坦度が6.9μm、裏面1bの平坦度が3.8μm、表面1aと裏面1bにより算出したガラス基板1の平行度が6.8μmとなり、平坦度及び平行度に関する要求仕様(共に7μm以下)を満足していることが分かった。
なお、加工工程(第3研磨工程)(10)後の表面1aと裏面1bにより算出されるガラス基板1の板厚分布は、ランダムな凹凸分布を有していた。このように、ガラス基板1の板厚分布がランダムな凹凸分布を有しているので、後の精密研磨工程(第4研磨工程)(13)での軟質ポリシャによる表面1a、裏面1bへの荷重が均一に分散される傾向となるので、精密研磨工程(第4研磨工程)(13)前後でのガラス基板1の表面1a及び裏面1bの平坦度・平行度の維持または向上できるので好ましい。
精密研磨工程(第4研磨工程)(13)では、両主表面(表面1a、裏面1b)の平滑度を高める目的で、ガラス基板1の表面1a及び裏面1bを研磨した。
この工程での研磨は、両面研磨装置を用いた。両面研磨装置の研磨条件は、下記の通りである。
研磨条件:
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:軟質ポリシャ
上定盤回転数:1〜30rpm(両面研磨装置上面から見て時計回りに回転)
下定盤回転数:1〜30rpm(両面研磨装置上面から見て反時計回りに回転)
圧力:80〜100g/cm2
精密研磨工程(第4研磨工程)(13)が終了したのち、低濃度のアルカリ水溶液を用いて、ガラス基板1を薬液洗浄し、その後、ガラス基板1を純水洗浄した。
第4表面形態情報取得工程(14)では、精密研磨工程(第4研磨工程)(13)後に、薬液洗浄と純水洗浄が行われたガラス基板1の両主表面(表面1a、裏面1b)の表面形態情報を取得した。
第4平坦度算出工程(15)では、コンピュータによって、第4表面形態情報取得工程(14)で得られた両主表面(表面1a、裏面1b)の表面形態情報から表面1a及び裏面1bの平坦度を算出するとともに、ガラス基板1の平行度を算出した。
第4平坦度算出工程(15)による平坦度及び平行度の算出処理は、第1平坦度算出工程(4)での算出処理と同様とした。
その結果、算出された表面1aの平坦度が6.8μm、裏面1bの平坦度が3.8μm、表面1aと裏面1bにより算出したガラス基板1の平行度が6.8μmであった。また、精密研磨工程前に比して、平滑度が向上した。なお、精密研磨工程(第4研磨工程)(13)後のガラス基板1の板厚分布は、ランダムな凹凸分布を有するものとなった。
具体的には、例えば、パターンの重ね合わせ精度が要求される縦型有機発光トランジスタであるOLET(Organic Light Emitting Transistor)製造用の露光用マスクであって、マスクパターン(転写パターン)のパターン線幅が1.5μm以下となる露光用マスクや、転写パターンの解像性を高める位相シフト膜が形成された位相シフトマスクなどの製造に適している。
特に、2.0μm以下(例えば、2.0μm〜1.2μm)のラインアンドスペースパターンや、2.0μm以下(例えば、2.0〜1.5μm)のホールパターンが形成される露光用マスク(特に、位相シフトマスク)の製造に適している。
これらの露光用マスクは、解像度で500ppiを超える(例えば、600ppi以上)高解像度の表示パネル(液晶パネルや有機ELパネル)の作製に適用される。
上述の実施例1において、判定工程(5)、加工面特定工程(6)、加工工程(第3研磨工程)(10)を行わず、新たに追加工程(16)を行ったことの他は、実施例1と同様にして、マスククブランク用基板を作成した。
表面加工工程(第2研磨工程)(7)では、実施例1と同様に、表面1a及び裏面1bに対して仮想絶対平面2a,2bを設定し、表面1a及び裏面1bが7μm以下の要求仕様を満足するようにするため、表面1a及び裏面1bの中で、それぞれの仮想絶対平面2a,2bに対して凸となる領域が、凸となる領域以外の領域と比べて、面の加工量が多くなる加工条件を決定した。具体的には、図12に示すように、表面1aの加圧量、及び、裏面1bの加圧量を設定した。その後、実施例1と同様に、表面加工工程(第2研磨工程)(7)、第2表面形態情報取得工程(8)、第2平坦度算出工程(9)を行った。
このように、表面1a及び裏面1bの平坦度は、要求仕様である7μm以下になったものの、平行度は、要求仕様である7μm以下を満たさなかった。
追加工程(16)では、表面1a及び裏面1bの平坦度が7μm以下で、平行度が7μm以下となるように、表面加工工程(第2研磨工程)(7)、第2表面形態情報取得工程(8)及び第2平坦度算出工程(9)を3回繰り返し実施した。しかし、追加工程(16)を実施しても、平行度が10μmを超えてしまい、要求仕様である7μm以下となることはなかった。
また、実施例1と同様に、第2研磨工程で得られた両主表面に対して、両面研磨装置を用いて第3研磨工程を実施したが、表面1a及び裏面1bの平坦度は7μm以下であったが、平行度は10μmを超え、7μm以下に改善されることはなかった。
この実施例2では、表面加工工程(第2研磨工程)(7)において、上記実施例1で用いた片面研磨装置の代わりに、円盤形状の回転加工ツール(局所研磨ツール)に研磨布を張られている局所研磨装置を用いて、裏面1bを基準面として加工した。
研磨条件:
回転加工ツールの先端に取り付けられている円盤の直径:30mmφ、100mmφ
研磨布:軟質ポリシャ
研磨液:酸化セリウム(平均粒径:1μm)砥粒に水を加えた遊離砥粒
回転加工ツールの回転数:900rpm
回転加工ツールの圧力:100〜200g/cm2
なお、精密研磨工程(第4研磨工程)(13)後のガラス基板1の板厚分布は、ランダムな凹凸分布を有していた。
第1の加工手段 第2の加工手段
片面研磨装置 ⇔ 片面研磨装置(実施例1の組み合わせ)
片面研磨装置 ⇔ 局所研磨装置(実施例2の組み合わせ)
局所エッチング装置 ⇔ 片面研磨装置
局所エッチング装置 ⇔ 局所研磨装置
この実施例3では、実施例1によって得られたマスクブランク用基板を用いて、以下の方法により、位相シフトマスクブランクを製造した。
まず、上記実施例1で得られたマスクブランク用基板(合成石英ガラス基板)の主表面のうち、平坦度が高い主表面(実施例1において裏面1b)を、スパッタリング装置(不図示)内に設置されたスパッタターゲット面と対向するようにセットして、スパッタリング法によってマスクブランク用基板の主表面上に、遮光性膜としても機能する位相シフト膜を成膜した。
次に、クロムターゲットが配置されているスパッタリング室内に、ArガスとCH4ガスとの混合ガス(Arガス中に8%の濃度でCH4ガスが含まれている混合ガス)を導入し、反応性スパッタリングによって、CrCからなる膜厚10nmのメタル層を成膜した。
最後に、クロムターゲットが配置されているスパッタリング室内に、ArガスとN2ガスとCO2ガスとの混合ガス(Arが35sccm、N2が35sccm、CO2が18.2sccm)を導入し、反応性スパッタリングによって、CrOCNからなる膜厚30nmの反射率低減層を成膜した。
これにより、基板上に位相シフト層(CrOCN、膜厚89nm)と、メタル層(CrC、膜厚10nm)と、反射率低減層(CrOCN、膜厚30nm)とから構成されている位相シフト膜が形成された位相シフトマスクブランクが得られた。
また、得られた位相シフトマスクブランクの平行度は、実施例1によって得られたマスクブランク用基板の平行度に依存し、7μm以下であった。
特に、2.0μm以下(例えば、2.0μm〜1.2μm)のラインアンドスペースパターンや、2.0μm以下(例えば、2.0〜1.5μm)のホールパターンが形成される位相シフトマスクの製造に適している。
この位相シフトマスクは、解像度で500ppiを超える(例えば、600ppi以上)高解像度の表示パネル(液晶パネルや有機ELパネル)の作製に適用される。
この実施例4では、実施例3で製造された位相シフトマスクブランクを用いて、以下の方法により、露光用マスクを製造した。
まず、実施例3で製造された位相シフトマスクブランクの位相シフト膜(遮光性膜)上に、ノボラック系のポジ型のフォトレジストからなるレジスト膜を形成した。その後、レーザー描画機により、波長413nmのレーザー光を用いて、そのレジスト膜に所定のパターンを描画した。その後、レジスト膜を所定の現像液で現像して、その位相シフト膜上にレジスト膜パターンを形成した。
その後、レジスト膜パターンをマスクにして、位相シフト膜をエッチングすることで、位相シフト膜パターン(遮光性膜パターン)を形成した。
ここでは、位相シフト膜をエッチングするエッチング溶液として、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含むエッチング溶液を用いた。
その後、レジスト剥離液を用いて、レジスト膜パターンを剥離することで、露光用マスクを得た。
CDばらつきは、目標とするラインアンドスペースパターン(ラインパターンの幅:2.0μm、スペースパターンの幅:2.0μm)からのずれ幅である。位相シフトマスクの位相シフト膜パターンのCDばらつきは、セイコーインスツルメンツナノテクノロジー(株)製のSIR8000を用いて測定した。
上述した位相シフトマスクは、優れたパターン断面形状及び優れたCD均一性を有しているので、上述した位相シフトマスクを用いて、高解像度、高精細の表示装置(有機ELパネル)を製造することができると言える。
Claims (11)
- 表面及び裏面からなる主表面を有し、外形形状が矩形状で一辺が300mm以上のマスクブランク用基板を製造する製造方法であって、
前記マスクブランク用基板の両主表面の表面形態情報を取得する表面形態情報取得工程と、
前記表面形態情報取得工程で得られた両主表面の表面形態情報から前記表面及び裏面の平坦度を算出する平坦度算出工程と、
前記平坦度算出工程で算出された表面及び裏面の平坦度が、前記マスクブランク用基板の平坦度に関する要求仕様を満足しているか否かを判定する判定工程と、
前記表面及び裏面のうち、前記判定工程によって平坦度が前記要求仕様を満たすと判定された一方の面を基準面として特定し、他方の面を加工面として特定する加工面特定工程と、
前記一方の面を前記基準面としたときに、前記一方の面と前記他方の面とにより算出される前記マスクブランク用基板の平行度が設定値以下になるように、前記加工面の面内で加工量の異なる第1の加工手段の加工条件を決定し、該加工条件に従って前記加工面の加工を行う加工工程と、
を有し、
前記加工面特定工程は、前記判定工程によっていずれの面も前記平坦度に関する要求仕様を満足していないと判定された場合、前記表面及び裏面のうち、いずれか一方の面を前記加工面として、他方の面を前記基準面とし、
前記加工工程は、前記加工面を加工する前に、前記基準面に対して仮想的な絶対平面を設定し、前記基準面の中で、前記仮想的な絶対平面に対して凸となる領域が、凸となる領域以外の領域と比べて、面の加工量が多くなる加工条件を決定し、第2の加工手段が前記加工条件に従って前記基準面を加工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。 - 前記表面形態情報取得工程で前記表面形態情報が取得される前に、前記表面及び裏面を研磨する研磨工程を有す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。
- 前記加工工程によって前記加工面が加工された後、前記表面及び裏面を研磨して、前記表面及び裏面の平滑度を高める精密研磨工程を有することを特徴とする請求項1又は2記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記加工工程では、前記第1の加工手段として、前記主表面の一方に対向して設けられた複数の加圧手段の加圧量が調整可能な加圧調整手段を備えた片面研磨装置、局所研磨装置、あるいは、局所エッチング装置を用いることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 前記加工工程では、前記第2の加工手段として、サンドブラスト装置、砥粒噴射装置、前記主表面の一方に対向して設けられた複数の加圧手段の加圧量が調整可能な加圧調整手段を備えた片面研磨装置、局所研磨装置、あるいは、局所エッチング装置を用い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。
- 前記表面形態情報取得工程で前記表面形態情報が取得される前に、前記表面及び裏面を研磨する研磨工程を有しており、
前記加工工程では、
前記第1の加工手段として、前記主表面の一方に対向して設けられた複数の加圧手段の加圧量が調整可能な加圧調整手段を備えた片面研磨装置、あるいは、局所研磨装置を用いる場合、前記第2の加工手段として、前記片面研磨装置、あるいは、局所エッチング装置を用いる
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。 - 前記マスクブランク用基板は、前記表面及び裏面のうち、いずれか一方の面に遮光性膜が形成されているマスクブランクから、前記遮光性膜が剥離されたリサイクル基板であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
- 請求項1乃至7のいずれか一つに記載の製造方法によって製造されたマスクブランク用基板の表面及び裏面のうち、いずれか一方の面に遮光性膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法。
- 請求項1乃至7のいずれか一つに記載の製造方法によって製造されたマスクブランク用基板の表面及び裏面のうち、平坦度が高い方の面に遮光性膜を形成してマスクブランクを製造するマスクブランクの製造方法。
- 前記遮光性膜は、露光光に対して位相差と透過率を有する位相シフト膜であることを特徴とする請求項8又は9記載のマスクブランクの製造方法。
- 請求項8乃至10のいずれか一つに記載の製造方法によって製造されたマスクブランクにおける前記遮光性膜をパターニングして遮光性膜パターンを形成することで、露光用マスクを製造する露光用マスクの製造方法。
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