JP6823376B2 - 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
これらの対策によって、これらの対策をしない場合に比べ、平坦度の悪化をより抑制することができる。
(1)研磨パッドが設けられた上定盤および下定盤を備える研磨装置を用いる。
(2)上定盤および下定盤の間に矩形状の開口である基板保持部を有するキャリアに主表面が矩形状の基板を1枚配置し、基板の少なくとも上定盤側の主表面を研磨する。
(3)研磨装置は、上定盤および下定盤の回転軸と同心のサンギアとインターナルギアを備える。
(4)上定盤は、供給穴を備え、供給穴から上定盤側の研磨パッドへ研磨液が供給される。
(5)キャリアは、内キャリアと外キャリアとからなり、上定盤および下定盤の間に1枚のみ配置される。
(6)内キャリアは、基板保持部を有し、基板保持部の中心と同心の円形状の外周を有する。
(7)外キャリアは、内キャリアを回動自在に保持する内キャリア保持部を有し、基板保持部の中心からずれた位置を中心とする円形状の外周を有し、かつ前記外周にギアを備える。
(8)外キャリアの外周のギアは、サンギアおよびインターナルギアとそれぞれ噛み合っている。
外キャリアに上記のような凸部を設けた研磨装置を用い上記全ての条件を満たすような条件で、基板の主表面を研磨してみたところ、異音の発生を抑えることができた。また、研磨後の基板の端面を確認したところ、新たなキズの発生もなかった。
具体的は、前述の(1)〜(8)の全ての条件に加え以下の全ての条件を満たすような条件で研磨を行う基板の製造方法である。
(9)上定盤は、上定盤を回転させる回転軸に固定されている。
(10)外キャリアは、前記下定盤側の面に凸部が複数設けられている。
本明細書においては、「基板の製造方法」の箇所を、「マスクブランク用基板の製造方法」に置き換えた内容が全て含まれる。
(構成1)
研磨パッドが設けられた上定盤および下定盤を備える研磨装置を用い、前記上定盤および下定盤の間に矩形状の開口である基板保持部を有するキャリアに主表面が矩形状の基板を1枚配置し、前記基板の少なくとも前記上定盤側の主表面を研磨する研磨工程を有する基板の製造方法であって、
前記研磨装置は、前記上定盤および前記下定盤の回転軸と同心のサンギアとインターナルギアを備え、
前記上定盤は、前記上定盤を回転させる回転軸に固定されており、
前記上定盤は、供給穴を備え、前記供給穴から前記上定盤側の研磨パッドへ研磨液が供給され、
前記キャリアは、内キャリアと外キャリアとからなり、前記上定盤および前記下定盤の間に1枚のみ配置され、
前記内キャリアは、前記基板保持部を有し、前記基板保持部の中心と同心の円形状の外周を有し、
前記外キャリアは、前記内キャリアを回動自在に保持する内キャリア保持部を有し、前記基板保持部の中心からずれた位置を中心とする円形状の外周を有し、かつ前記外周にギアを備え、
前記外キャリアの外周のギアは、前記サンギアおよび前記インターナルギアとそれぞれ噛み合っており、
前記外キャリアは、前記下定盤側の面に凸部が複数設けられていることを特徴とする基板の製造方法。
前記凸部は、前記下定盤側の面に前記外キャリアの外周に沿って設けられていることを特徴とする構成1記載の基板の製造方法。
(構成3)
前記凸部が設けられている部分における前記外キャリアの最大厚さは、前記基板の厚さよりも薄いことを特徴とする構成1または2に記載の基板の製造方法。
前記凸部が設けられていない部分における前記外キャリアの厚さは、前記基板の厚さの1/2以上であることを特徴とする構成1から3のいずれかに記載の基板の製造方法。
(構成5)
前記研磨液は、研磨材にコロイダルシリカを含むことを特徴とする構成1から4のいずれかに記載の基板の製造方法。
前記コロイダルシリカは、平均粒子径D50が100nm未満であることを特徴とする構成5記載の基板の製造方法。
(構成7)
前記上定盤側の主表面は、前記基板を用いてマスクブランクを製造するときにパターン形成用薄膜が形成される側の主表面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基板の製造方法。
前記研磨工程は、前記サンギアおよび前記インターナルギアが回転することにより、前記外キャリアが前記研磨装置の外から見た絶対位置で所定位置に留まりつつ、自らの中心を軸に定盤上で自転することで1枚の前記基板の少なくとも前記上定盤側の主表面を研磨することを特徴とする構成1から7のいずれかに記載の基板の製造方法。
(構成9)
構成1から8のいずれかに記載の基板の製造方法で製造した基板の前記上定盤側の主表面に、パターン形成用薄膜を形成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。
(構成10)
構成9記載のマスクブランクの製造方法で製造したマスクブランクを用いる転写用マスクの製造方法であって、
ドライエッチングによって前記パターン形成用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。
本発明によれば、上記本発明に係る研磨方法を使用する基板の製造方法、およびマスクブランクの製造方法を提供できる。
本発明によれば、上記本発明に係る研磨方法の使用による基板の品質向上を通じて、マスクブランク用基板の品質向上、マスクブランクの品質向上および転写用マスクの品質向上を図ることができる。
[研磨装置]
本発明の基板の製造方法では、研磨パッドが設けられた上定盤および下定盤を備える研磨装置を用いる。
図1は、遊星歯車方式の研磨装置の断面図、図2は、サンギア、インターナルギアおよびキャリアの歯合関係を示す平面図である。
これらの図に示すように、研磨装置は、下定盤10、上定盤20、サンギア(太陽歯車)30、インターナルギア(内歯歯車)40、キャリア(遊星歯車)50、研磨液供給部60などで構成される。
なお、下定盤10は、回転不能に固定されていてもよい。
また、上定盤20および上部支持部材22は、垂直軸Aに沿って昇降自在に支持されるとともに、図示しない連結具を介して上定盤昇降駆動部24の駆動に応じて昇降動作される。
サンギア30は、側面部に歯列が一体形成された平歯車とすることができ、ピン歯車等とすることもできる。
なお、インターナルギア40を回転動作させる場合は、サンギア30を回転不能に固定してもよい。
インターナルギア40は、垂直軸Aを中心として回転可能とし、インターナルギア回転駆動部(図示せず)の駆動に応じて、回転動作される。
また、インターナルギア40においても、平歯車のほか、ピン歯車等を用いてもよい。
なお、サンギア30を回転動作させる場合は、インターナルギア40を回転不能に固定してもよい。
キャリア50の詳細については、後述する。
キャリア50は、サンギア30およびインターナルギア40に噛み合い、サンギア30またはインターナルギア40の回転に応じて、サンギア30の周囲を公転しつつ自転可能に構成されている。
つまり、キャリア50に保持された基板Wを上定盤20および下定盤10の研磨パッド11および21で挟持し(互いに接触した状態を保ちつつ)、この状態でキャリア50を公転及び/又は自転させ研磨パッド11および21に対し基板を相対運動させることにより、基板Wの上下両面が研磨加工される。
研磨装置は、上定盤20および下定盤10の回転軸(垂直軸A)と同心のサンギア30とインターナルギア40を備える。
研磨液貯留部61は、水平面上において環状に形成されており、複数の支柱部材63を介して、上部支持部材22の上方位置に設けられている。
なお、図示は省略するが、上定盤20側の研磨パッド21に保持された研磨液は、下定盤10側の研磨パッド11に滴下し、これにより研磨領域に供給された研磨液は、所定の回収路を経由して、タンクに回収された後、ポンプおよびフィルタが介在する還元路を経由して、再び研磨液貯留部61に送る。
本発明に係る基板の製造方法は、上記のとおり、
研磨パッドが設けられた上定盤および下定盤を備える研磨装置を用い、前記上定盤および前記下定盤の間に矩形状の開口である基板保持部を有するキャリアに主表面が矩形状の基板を1枚配置し、前記基板の少なくとも前記上定盤側の主表面を研磨する研磨工程を有する基板の製造方法であって、
前記研磨装置は、前記上定盤および前記下定盤の回転軸と同心のサンギアとインターナルギアを備え、
前記上定盤は、前記上定盤を回転させる回転軸に固定されており、
前記上定盤は、研磨液の供給穴を備え、前記供給穴から前記上定盤側の研磨パッドへ研磨液が供給され、
前記キャリアは、内キャリアと外キャリアとからなり、前記上定盤および前記下定盤の間に1枚のみ配置され、
前記内キャリアは、前記基板保持部を有し、前記基板保持部の中心と同心の円形状の外周を有し、
前記外キャリアは、前記内キャリアを回動自在に保持する内キャリア保持部を有し、前記基板保持部の中心からずれた位置を中心とする円形状の外周を有し、かつ前記外周にギアを備え、
前記外キャリアの外周のギアは、前記サンギアおよび前記インターナルギアとそれぞれ噛み合っており、
前記外キャリアは、前記下定盤側の面に凸部が複数設けられていることを特徴とするものである(構成1)。
本発明においては、前記キャリアは、前記上定盤および前記下定盤の間に1枚のみ配置される。
例えば、図2に示すように、キャリア50は、上定盤(図示せず)および下定盤10の間に1枚のみ配置される。
また、本発明においては、矩形状の開口である基板保持部を有するキャリアに主表面が矩形状の基板Wを1枚だけ配置する。
例えば、図2に示すように、矩形状の開口である基板保持部50aを1つ有するキャリア50に主表面が矩形状の基板を1枚だけ配置する。なお、キャリア50に基板保持部を複数有するものを用い、1つの基板保持部にのみ基板を配置して基板を研磨する構成としてもよい。
本発明においては、前記上定盤は、前記上定盤を回転させる回転軸に固定されている。
例えば、図1に示すように、上定盤20を固定する上部支持部材22は、上定盤を回転させる回転軸25に固定されている。このとき、図1のA軸に対し上定盤20の研磨面が常に直交状態を保つように(上定盤20の研磨面が揺動せずに常に下定盤10の研磨面との間で同じ平行度を保つように)固定される。
上記構成(上定盤の回転軸固定)により、下定盤上に配置されるキャリアは1枚だけであっても、基板を研磨しているときに上定盤と下定盤の両研磨面間の平行度が常に一定(平行)に保たれる。これにより、上定盤とその回転軸がユニバーサルジョイントによって揺動可能に接続されている場合に比べ、平坦度を悪化させることが少なく、基板を研磨できる。
(1)本発明において、キャリア(遊星歯車)50は、外周部に歯列を有する薄板状の円盤部材であり、被研磨加工物である基板Wを保持するための基板保持部(ワーク保持孔)50aが1個(1つ)形成されている(図2参照)。
(2)本発明において、前記キャリアは、内キャリアと外キャリアとからなる。
例えば、図2および図3に示すように、キャリア50は、内キャリア55と外キャリア51とからなる。なお、図1では、キャリア50は、内キャリアと外キャリアを区別せずに描いている。
例えば、図2に示すように、内キャリア55は、矩形状の開口である基板保持部(ワーク保持孔)50aを1つ有する。内キャリア55は、基板保持部50aの中心O2と同心の円形状の外周を有する。内キャリア55の中心はO2である。
図2に示すように、内キャリア55は、矩形状の開口である基板保持部(ワーク保持孔)50aの4つの辺に、ロボットハンド等による基板Wの脱着を容易にするため矩形の切欠部56を備える。
例えば、図2に示すように、外キャリア51は、内キャリア55を回動自在に保持する内キャリア保持部(内キャリア保持孔)52を有する。外キャリア51は、円形状の外周を有し、その中心はO3である。内キャリア55の中心O2(基板保持部50aの中心O2)は、外キャリア51の中心O3からずれた位置にある。外キャリア51は、円形状の外周にギアを備える。外キャリア51の外周のギアは、サンギア30およびインターナルギア40とそれぞれ噛み合う。
本発明においては、内キャリアの直径は、外キャリア51に形成された円形の孔(内キャリア保持部52)に挿入可能であって、内キャリアの回動がスムースで、内キャリアの回動の際に内キャリアのがたつきの生じない程度の隙間ができるように調整できる。
なお、キャリア50は、外キャリア51に形成された孔に、内キャリアの保持具をゆるく挿入して使用するダブルキャリア方式のものであってもよい。
本発明においては、前記外キャリアは、前記下定盤側の面に凸部が複数設けられている。
図4は、外キャリアの裏面図(外キャリアの下定盤側の面の平面図)、図5は図4のA−A線断面図である。
図4に示すように、外キャリア51は、外キャリアの下定盤側の面(外キャリアを研磨装置に設置した時に下定盤の研磨パッドと対向する側の面)に凸部53が複数設けられている。
上記構成により、上定盤とその回転軸が固定接続されている場合において、外キャリアの下定盤側の面に凸部が設けられていない態様と比べ、研磨パッドとキャリアとの接触を相対的に弱める作用が得られる。これにより、「下定盤側の研磨パッドとキャリアの下面との接触によって、キャリアが下定盤側の研磨パッドから研磨液を掻き取る作用」を相対的に弱める作用が得られ、下定盤側の研磨パッドの研磨液不足の発生を相対的に抑える作用が得られる。また、この凸部により、研磨液および研磨材を、下定盤側の研磨パッドに、効率よくにじませる作用が得られる。
外キャリアに上記のような凸部を設けた本実施形態の研磨装置で、基板の主表面を研磨すると、凸部を設けない場合に生じる異音の発生を抑えることができる。また、「凸部を設けない場合に、研磨後の基板の端面に生じる新たなキズ」の発生を抑えることができる。
このように、外キャリアの下定盤側の面に形成する凸部を、外キャリアの外周に沿って複数配置する構成により、外キャリアの下定盤側の面の下定盤の研磨面との間の平行度が高い状態になりやすく、凸部の作用・効果が安定して得られやすい。
例えば、図4に示すように、外キャリア51の下定盤側の面に形成する凸部53は、外キャリアの中心O3と内キャリアの中心O2との間にある点O4を中心とする同心円状に複数配置されている。このとき、凸部53は、外キャリアの幅Eの中心部を通る同心円上に各凸部53の中心が位置するように配置されている。
なお、凸部53の数、サイズ、および配置は、外キャリアの幅Eと、凸部53との面積バランス、重量バランスを考慮して、構成することができる。例えば、外キャリアの幅Eの狭い箇所では、凸部53を多く配置することができる。
凸部の高さhは、凸部が設けられていない部分における外キャリアの厚さTの1/2以下、1/3以下、または1/4以下とすることができる。
凸部の高さhは、複数の凸部について、同じ高さとすることができ、異なる高さとすることもできる。
図4に示す態様においては、『図面下半分に示す13個の凸部のサイズ(直径)および曲率半径r』>『その上部に左右5個ずつある凸部のサイズ(直径)および曲率半径r』>『図面上部に示す4個の凸部のサイズ(直径)および曲率半径r』の順に曲率半径が小さくなっている。
良好な研磨を行うためである。凸部が設けられている部分における外キャリアの最大厚さが、基板の厚さよりも厚い場合、外キャリアの上定盤20側の面が上定盤20の研磨パッド21と強く当接してしまい、鳴きが発生する新たな要因となってしまう。
外キャリアの剛性を確保するためである。
本発明において、内キャリアの厚さは、前記基板の厚さの1/2以上であることが好ましい。内キャリアの剛性を確保するためである。
外キャリアと内キャリアは、ともに薄板状の円盤部材で構成することができ、両者の厚さは、同じ厚さ、または、異なる厚さとすることができる。
外キャリアと内キャリアは、同じ材料、または、異なる材料で形成できる。外キャリアおよび内キャリアの材料としては、樹脂(例えば、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等)、金属などが挙げられる。
上記第1〜第3の研磨工程においては、基板の転写パターンが形成される側の主表面を上定盤側になるように配置し、研磨を行うことが好ましい。
上記第1〜第4の研磨工程においては、基板の転写パターンが形成される側の主表面を上定盤側になるように配置し、研磨を行うことが好ましい。
仕上げ研磨工程で使用する研磨パッドは、スウェードタイプ(不織布、PET等の基材上にポリウレタン等の発泡樹脂層が形成された構造。)が好ましい。
所定の研磨液を用いることにより、マスクブランク用基板において所定の表面形状を確実に得ることができる。そのため、構成5に係る研磨液は、局所加工を行った後の基板の主表面に対して行う研磨工程(「仕上げ研磨工程」)適する。
所定の研磨液を用いることにより、マスクブランク用基板において所定の表面形状をより確実に得ることができる。そのため、構成6に係る研磨液は、局所加工を行った後の基板の主表面に対して行う研磨工程(「仕上げ研磨工程」)特に適する。
ゾルゲル法により生成されたコロイダルシリカは、最後に行われる研磨工程、例えば、局所加工を行った後の基板の主表面に対して行う研磨工程(「仕上げ研磨工程」)、上記3段階の研磨工程における第3研磨工程、上記4段階の研磨工程における第4研磨工程において使用されることが好ましい。
本発明では、研磨において、水ガラス法により生成されたコロイダルシリカを使用できる。
研磨液の溶媒としては、コロイダルシリカがアルカリ雰囲気では単一分散で安定的であるため、例えばNaOH,KOH等の無機アルカリや、アミン等の有機アルカリなどを添加してアルカリ性に調整されていることが一般的には良いとされているが、酸性に調整されていてもよい。
また、基板(ガラス基板)に供給する研磨液の温度は、25℃以下とすることが好ましい。研磨液の温度調整は、研磨機に研磨液を供給する間にチラーを介して研磨液の供給温度を制御したり、研磨機の定盤に冷却機構を設けて研磨液の供給温度を制御しても構わない。研磨液の温度は、好ましくは5℃以上20℃以下、さらに好ましくは、5℃以上15℃以下が望ましい。
これにより、上定盤側の研磨パッドとの接触により研磨される基板の転写パターンが形成される側の主表面は、極めて平坦度が高く、かつ、微小欠陥(凹状欠陥、凸状欠陥)を低減でき、良好な表面の形状精度や品質に仕上がる。従って、良好な表面の形状精度や品質に仕上がった基板の転写パターンが形成される側の主表面上に上記転写パターンとなる薄膜を形成することができる。
なお、局所加工を基板の2つの主表面の両方とも行った場合は、その基板からマスクブランクを製造するときにパターン形成用の薄膜が成膜される側の主表面(ノッチマークが形成されていない主表面。)を、上定盤側の研磨パッドに当接するように基板を配置して、本発明に係る研磨を行うことが好ましい。
上記マスクブランク用基板は、バイナリ型マスクブランクまたは位相シフト型マスクブランクに使用する場合、使用する露光波長に対して透明性を有するものであれば特に制限されず、合成石英基板、その他各種のガラス基板(例えば、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス等)が用いられる。この中でも合成石英基板は、ArFエキシマレーザー又はそれよりも短波長の領域で透明性が高いので、特に好ましく用いられる。
また、マスクブランク用基板の形状は、正方形、長方形等の矩形状のものを使用し、上述のArFエキシマレーザー露光用、EUV露光用のマスクブランク用ガラス基板の場合、6025基板(約152mm×約152mm、厚さ約6.35mm)を使用する。
前述の(1)〜(9)の全ての条件を満たすような条件で研磨を行う基板の製造方法では、基板の主表面を研磨しているとき、研磨液は、上定盤に設けられた供給穴から上定盤側の研磨パッドに供給される。しかし、重力の影響で供給穴から供給された研磨液は上定盤側の研磨パッドの内部で保持できる量は限られる。また、上定盤側の研磨パッドに保持された研磨液は、研磨パッドがキャリアと当接したときや基板の主表面が当接したときに掻き取られて下定盤に滴下する。供給穴から研磨液が供給され続けているので、研磨パッドの内部における研磨液の保持量は回復していく。
具体的は、前述の(1)〜(9)の全ての条件に加え以下の(11)の条件を満たすような条件で研磨を行う基板の製造方法である。
(11)外キャリアは、基板の研磨時、外キャリアの中心を軸に回転するが、外キャリアの平面視の絶対位置が常時ほぼ同じ位置にある。(絶対位置とは、研磨装置の外から見たときにおける外キャリアの上定盤の研磨面上での位置をいう。)
(構成1A)
研磨パッドが設けられた上定盤および下定盤を備える研磨装置を用い、前記上定盤および下定盤の間に矩形状の開口である基板保持部を有するキャリアに主表面が矩形状の基板を1枚配置し、前記基板の少なくとも前記上定盤側の主表面を研磨する研磨工程を有する基板の製造方法であって、
前記研磨装置は、前記上定盤および前記下定盤の回転軸と同心のサンギアとインターナルギアを備え、
前記上定盤は、前記上定盤を回転させる回転軸に固定されており、
前記上定盤は、供給穴を備え、前記供給穴から前記上定盤側の研磨パッドへ研磨液が供給され、
前記キャリアは、内キャリアと外キャリアとからなり、前記上定盤および前記下定盤の間に1枚のみ配置され、
前記内キャリアは、前記基板保持部を有し、前記基板保持部の中心と同心の円形状の外周を有し、
前記外キャリアは、前記内キャリアを回動自在に保持する内キャリア保持部を有し、前記基板保持部の中心からずれた位置を中心とする円形状の外周を有し、かつ前記外周にギアを備え、
前記外キャリアの外周のギアは、前記サンギアおよび前記インターナルギアとそれぞれ噛み合っており、
前記研磨工程は、前記サンギアおよび前記インターナルギアが回転することにより、前記外キャリアが前記研磨装置の外から見た絶対位置で所定位置に留まりつつ、自らの中心を軸に定盤上で自転することで1枚の前記基板の少なくとも前記上定盤側の主表面を研磨することを特徴とする基板の製造方法。
−2≦Zs・Ns−Zi・Ni≦2 …式(1)
−1≦Zs・Ns−Zi・Ni≦1 …式(2)
さらに、キャリアが所定位置に留まり続けることになる場合は、式(3)を満たす条件で前記サンギアおよびインターナルギアを回転させる。
Zs・Ns−Zi・Ni=0 …式(3)
なお、本発明においては、上記構成1Aで説明した作用効果が得られる範囲で、外キャリアの平面視での絶対位置は移動させてもよい。
すなわち、本発明の基板の製造方法において、前記研磨工程は、前記サンギアおよび前記インターナルギアが回転することにより、前記外キャリアが前記研磨装置の外から見た絶対位置で所定位置に留まりつつ、自らの中心を軸に定盤上で自転することで1枚の前記基板の少なくとも前記上定盤側の主表面を研磨することが好ましい(構成8)。
本発明は、上記構成の基板の製造方法で製造した基板の前記上定盤側の主表面に、パターン形成用薄膜を形成する工程を有するマスクブランクの製造方法についても提供する(構成9)。
本発明では、上記構成の基板の製造方法を使用してマスクブランクを作製することにより、マスクブランク用基板の品質向上により、マスクブランクの品質向上を図ることができる。
上記遮光膜は、単層でも複数層(例えば遮光層と反射防止層との積層構造)としてもよい。また、遮光膜を遮光層と反射防止層との積層構造とする場合、この遮光層を複数層からなる構造としてもよい。また、上記位相シフト膜についても、単層でも複数層としてもよい。
上記タンタル(Ta)を含有する材料としては、タンタル単体のほかに、タンタルと他の金属元素(例えば、Hf、Zr等)との化合物、タンタルにさらに窒素、酸素、炭素およびホウ素のうち少なくとも1つの元素を含む材料、具体的には、TaN、TaO,TaC,TaB,TaON,TaCN,TaBN,TaCO,TaBO,TaBC,TaCON,TaBON,TaBCN,TaBCONを含む材料などが挙げられる。
保護膜の材料としては、ケイ素のほか、ルテニウムや、ルテニウムにニオブ、ジルコニウム、ロジウムのうち1以上の元素を含有するルテニウム化合物が用いられ、バッファ膜の材料としては、主に前記のクロム系材料が用いられる。
なお、上記遮光膜等の薄膜を形成するための成膜方法は特に制約されない。例えばスパッタリング法、イオンビームデボジション(IBD)法、CVD法などが好ましく挙げられる。
本発明は、上記構成のマスクブランクの製造方法で製造したマスクブランクを用いる転写用マスクの製造方法であって、ドライエッチングによって前記パターン形成用薄膜に転写パターンを形成する工程を有する転写用マスクの製造方法についても提供する(構成10)。
本発明のマスクブランクを使用して転写用マスクを作製することにより、マスクブランク用基板の品質向上によるマスクブランクの品質向上を通じて、転写用マスクの品質向上を実現できる。
また、上述の反射型マスクブランクにおける吸収体膜をパターニングすることにより、吸収体膜パターンを備える反射型マスクが得られる。
なお、マスクブランクにおける転写パターンとなる薄膜をパターニングする方法としては、精度の高いフォトリソグラフィ法が最も好適である。
本発明は、インプリントモールド用基板の製造方法、このインプリントモールド用基板を用いたマスクブランクの製造方法、このマスクブランクを用いたインプリントモールドの製造方法についても提供する。
この場合のマスクブランクは、インプリントモールド用基板の一方の主表面上に、ハードマスク膜を形成してなる構造のものである。このハードマスク膜は、ガラス基板等のインプリントモールド用基板をエッチング処理により掘り込む際のエッチングマスクとなる膜である。インプリントモールド用基板をエッチング処理により掘り込むことで、インプリントモールドが作製される。この場合のマスクブランクにおいては、前述の転写パターンとなる薄膜が、上記ハードマスク膜である。本発明は、例えば、半導体装置製造用インプリントモールド(マスターモールド)、BPM製造用インプリントモールド(マスターモールド)等の製造方法を提供する。
(実施例1)
本実施例は、マスクブランク用基板の製造方法の具体例である。本実施例は以下の工程からなる。
合成石英ガラス基板(約152mm×152mm×6.85mm)の端面を面取加工、および研削加工を終えたガラス基板を準備し、両面研磨装置に、転写パターンが形成される側の主表面が上定盤側になるように上記で準備したガラス基板を20枚セット(1キャリア当たりの基板の保持数が4枚、定盤上に同一構成のキャリアを5枚配置、よって1バッチの基板処理数は20枚。)し、以下の研磨条件により粗研磨を行った。なお、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)を含有する水溶液
研磨パッド:硬質ポリシャ(ウレタンパッド)
上記研磨工程後、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(純水)に浸漬(超音波印加)し、洗浄を行った。
上記第1研磨(粗研磨)を終えた20枚のガラス基板を用意し、再び両面研磨装置に、転写パターンが形成される側の主表面が上定盤側になるように上記で用意したガラス基板を20枚セット(1キャリア当たりの基板の保持数が4枚、定盤上に同一構成のキャリアを5枚配置、よって1バッチの基板処理数は20枚。)し、以下の研磨条件により精密研磨を行った。なお、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)を含有する水溶液
研磨パッド:基材(例えば、ポリエチレンテレフタレート)上に緩衝層(研磨パッド全体の圧縮変形量を制御するための層)と、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層が形成された軟質ポリシャ(例えば、研磨パッドの圧縮変形量が40μm以上であり、ナップ層を形成する樹脂の100%モジュラスが14.5MPa以上である研磨パッド)
上記研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、洗浄槽(純水)に浸漬(超音波印加)し、洗浄を行った。
第2研磨を終えた20枚のガラス基板を用意し、再び両面研磨装置に、転写パターンが形成される側の主表面が上定盤側になるように上記で用意したガラス基板を20枚セット(1キャリア当たりの基板の保持数が4枚、定盤上に同一構成のキャリアを5枚配置、よって1バッチの基板処理数は20枚。)し、以下の研磨条件により超精密研磨を行った。なお、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液:コロイダルシリカを含有するアルカリ性水溶液(pH10.2)
(コロイダルシリカ含有量50wt%)平均粒径:約100nm
研磨パッド:超軟質ポリシャ(スウェードタイプ)
上記研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板をアルカリ水溶液が入った洗浄槽に浸漬(超音波印加)し、洗浄を行った。
第3研磨を終えたガラス基板の表裏面の表面形状(表面形態)を平坦度測定器(Corning Tropel社製 UltraFlat200M)で測定した。なお、表面形状(表面形態)の測定領域は、148mm×148mmとした。このガラス基板表面の表面形状の測定結果を、測定点毎にある基準面に対する高さ情報としてコンピュータに保存するとともに、マスクブランクス用ガラス基板に必要な表面平坦度の仕様50nmと比較し、その差分(必要除去量)をコンピュータで計算した。
局所加工を終えたガラス基板について、ガラス基板主表面の表面形状を維持しつつ、表面粗さを改善する条件で、上述した図1〜5に示す本発明に係る研磨装置を用いて仕上げ研磨を行った。この仕上げ研磨は、転写パターンが形成される側の主表面が上定盤側になるように1枚セット(定盤上に配置されるキャリアの枚数は1枚、1枚のキャリアに設置できる基板の数は1枚、よって1バッチの基板処理数は1枚。)し、以下の研磨条件により研磨を行った。なお、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液:コロイダルシリカを含有するアルカリ性水溶液(pH10.2)(コロイダルシリカ含有量50wt%)平均粒径:約70nm
研磨パッド:超軟質ポリシャ(スウェートダイプ)
上記仕上げ研磨後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板をアルカリ水溶液が入った洗浄槽に浸漬(超音波印加)し、洗浄を行い、マスクブランク用ガラス基板を得た。
上記仕上げ研磨工程を経て得られたガラス基板(合計20枚)の端面を目視検査したところ、端面に新たなキズの発生した基板は確認されなかった。
さらに、得られたガラス基板の主表面の表面粗さは、全てRqで0.1nm以下と良好であった。
比較例1では、実施例1において、(5)仕上げ研磨工程で外キャリアの下定盤側の面に凸部を形成しない以外は、実施例1と同様とした。
比較例1では、仕上げ研磨工程中(合計20枚)に、18枚の研磨中に異音の発生が確認された。
比較例1では、仕上げ研磨工程を経て得られたガラス基板(合計20枚)の端面を目視検査したところ、18枚の基板で端面に新たなキズの発生していることが確認された。
実施例2では、実施例1において、(5)仕上げ研磨工程で、外キャリアが研磨装置の外から見た絶対位置で所定位置に留まりつつ、自らの中心を軸に定盤上で自転する条件とした以外は、実施例1と同様とした。
その結果、実施例2では、実施例1に比べ、上定盤の研磨液の保持量が充分な状態で基板の主表面を研磨することができ、主表面の面内で研磨ムラがより発生しにくいことを装置内の観察(特にパッドの観察)および実際の研磨実験によって確認した。また、このような状況であると研磨材が硬化しにくく、研磨材の硬化に起因する異物が研磨パッドと基板の主表面との間に噛み込んで新たな凹状欠陥を生じさせる恐れも少ないことを装置内の観察(特にパッドの観察)および実際の研磨実験によって確認した。
比較例2では、実施例1において、(5)仕上げ研磨工程で、内キャリア55の中心O2(基板保持部50aの中心O2)が、外キャリア51の中心O3からずれた位置にない(即ちO2とO3を一致させる)こと以外は、実施例1と同様とした。
その結果、比較例3では、実施例1と同じレベルで、平坦度を悪化させることなく研磨を行うことは難しいことがわかった。
比較例3では、実施例1において、(5)仕上げ研磨工程で、内キャリアを回動自在としないこと以外は、実施例1と同様とした。
その結果、比較例4では、実施例1と同じレベルで、平坦度を悪化させることなく研磨を行うことは難しいことがわかった。
本実施例は、バイナリ型マスクブランクおよびバイナリ型マスクの製造方法の具体例である。
実施例1で得られた合成石英ガラス基板上に、以下のようにして下層(MoSiN)と上層(MoSiN)の積層構造からなる遮光膜を形成した。
具体的には、枚葉式スパッタ装置で、ターゲットにモリブデン(Mo)とケイ素(Si)の混合ターゲット(Mo:Si=13:87 原子%比)を用い、アルゴンと窒素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、下層(MoSiN膜,膜組成比 Mo:9.9原子%,Si:66.1原子%,N:24.0原子%)を膜厚47nmで成膜した。
まず、バイナリ型マスクブランク上に電子線描画用レジストをスピンコーティング法により塗布、ベーキングしてレジスト膜を形成した。
次に、上述のレジスト膜に対して電子線によりマスクパターンを描画、現像を行い、レジストパターンを形成した。
本実施例は、EUV露光用マスクブランクおよびEUV露光用マスクの製造方法の具体例である。前述の実施例1と同様の方法で得られたEUV露光用マスクブランク用ガラス基板上に、イオンビームスパッタリング装置を用いて、Si膜(膜厚:4.2nm)とMo膜(膜厚:2.8nm)を一周期として、40周期積層して多層反射膜を形成し、多層反射膜付き基板を得た。
次に、上述のレジスト膜に対して電子線によりマスクパターンを描画、現像を行い、レジストパターンを形成した。
さらに、吸収体層パターン上に残ったレジストパターンを熱硫酸で除去し、EUV反射型マスクを得た。
11 研磨パッド
20 上定盤
21 研磨パッド
30 太陽歯車
40 内歯歯車
50 キャリア
51 外キャリア
53 凸部
55 内キャリア
60 研磨液供給部
Claims (11)
- 研磨パッドが設けられた上定盤および下定盤を備える研磨装置を用い、前記上定盤およ
び前記下定盤の間に矩形状の開口である基板保持部を有するキャリアに主表面が矩形状の
基板を1枚配置し、前記基板の少なくとも前記上定盤側の主表面を研磨する研磨工程を有
する基板の製造方法であって、
前記研磨装置は、前記上定盤および前記下定盤の回転軸と同心のサンギアとインターナ
ルギアを備え、
前記上定盤は、前記上定盤を回転させる回転軸に固定されており、
前記上定盤は、供給穴を備え、前記供給穴から前記上定盤側の研磨パッドへ研磨液が供
給され、
前記キャリアは、内キャリアと外キャリアとからなり、前記上定盤および前記下定盤の
間に1枚のみ配置され、
前記内キャリアは、前記基板保持部を有し、前記基板保持部の中心と同心の円形状の外
周を有し、
前記外キャリアは、前記内キャリアを回動自在に保持する内キャリア保持部を有し、前
記基板保持部の中心からずれた位置を中心とする円形状の外周を有し、かつ前記外周にギ
アを備え、
前記外キャリアの外周のギアは、前記サンギアおよび前記インターナルギアとそれぞれ
噛み合っており、
前記外キャリアは、前記下定盤側の面に凸部が複数設けられ、
前記研磨工程は、前記サンギアおよび前記インターナルギアが回転することにより、前
記外キャリアが前記研磨装置の外から見た絶対位置で所定位置に留まりつつ、自らの中心
を軸に定盤上で自転することで1枚の前記基板の少なくとも前記上定盤側の主表面を研磨し、
前記凸部は、前記外キャリアの中心と前記内キャリアの中心との間にある点を中心とする前記外キャリア上の円に沿って複数配置されていることを特徴とする基板の製造方法。 - 前記外キャリア上の円は、外キャリアの外周と内キャリア保持部の外周との間の幅に対
し、その中心部を通ることを特徴とする請求項1に記載の基板の製造方法。 - 前記外キャリア上の円をその中心を通る直線で前記幅が広い側の半円と狭い側の半円に
分割したとき、前記幅が広い側の半円に沿って配置されている前記凸部のサイズは前記幅
が狭い側の半円に沿って配置されている前記凸部のサイズよりも大きいことを特徴とする
請求項1または2に記載の基板の製造方法。 - 前記凸部は、前記外キャリア上の円の上に各凸部の中心が位置するように配置されてい
ることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の基板の製造方法。 - 前記凸部が設けられている部分における前記外キャリアの最大厚さは、前記基板の厚さ
よりも薄いことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の基板の製造方法。 - 前記凸部が設けられていない部分における前記外キャリアの厚さは、前記基板の厚さの
1/2以上であ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基板の製造方法。 - 前記研磨液は、研磨材にコロイダルシリカを含むことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の基板の製造方法。
- 前記コロイダルシリカは、平均粒子径D50が100nm未満であることを特徴とする
請求項7記載の基板の製造方法。 - 前記上定盤側の主表面は、前記基板を用いてマスクブランクを製造するときにパターン
形成用薄膜が形成される側の主表面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基板の製造方法。 - 請求項1から9のいずれかに記載の基板の製造方法で製造した基板の前記上定盤側の主表面に、パターン形成用薄膜を形成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。
- 請求項10記載のマスクブランクの製造方法で製造したマスクブランクを用いる転写用マスクの製造方法であって、
ドライエッチングによって前記パターン形成用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。
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