KR101606225B1 - Optical member for photomask and method for manufacturing the optical member - Google Patents
Optical member for photomask and method for manufacturing the optical member Download PDFInfo
- Publication number
- KR101606225B1 KR101606225B1 KR1020117000279A KR20117000279A KR101606225B1 KR 101606225 B1 KR101606225 B1 KR 101606225B1 KR 1020117000279 A KR1020117000279 A KR 1020117000279A KR 20117000279 A KR20117000279 A KR 20117000279A KR 101606225 B1 KR101606225 B1 KR 101606225B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- quartz glass
- photomask
- tio
- transmittance
- optical member
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1469—Means for changing or stabilising the shape or form of the shaped article or deposit
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1453—Thermal after-treatment of the shaped article, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/50—Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/07—Impurity concentration specified
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/40—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with transition metals other than rare earth metals, e.g. Zr, Nb, Ta or Zn
- C03B2201/42—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with transition metals other than rare earth metals, e.g. Zr, Nb, Ta or Zn doped with titanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/30—Doped silica-based glasses containing metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/30—Doped silica-based glasses containing metals
- C03C2201/32—Doped silica-based glasses containing metals containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/30—Doped silica-based glasses containing metals
- C03C2201/40—Doped silica-based glasses containing metals containing transition metals other than rare earth metals, e.g. Zr, Nb, Ta or Zn
- C03C2201/42—Doped silica-based glasses containing metals containing transition metals other than rare earth metals, e.g. Zr, Nb, Ta or Zn containing titanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/30—Doped silica-based glasses containing metals
- C03C2201/50—Doped silica-based glasses containing metals containing alkali metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2203/00—Production processes
- C03C2203/40—Gas-phase processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2203/00—Production processes
- C03C2203/40—Gas-phase processes
- C03C2203/42—Gas-phase processes using silicon halides as starting materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2203/00—Production processes
- C03C2203/50—After-treatment
- C03C2203/52—Heat-treatment
- C03C2203/54—Heat-treatment in a dopant containing atmosphere
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
포토마스크용 광학 부재는, 합성 석영 유리에 TiO2 를 첨가하여 이루어지는 광학 부재이다. TiO2 는 3.0 내지 6.5 중량% 함유된다. 포토마스크용 광학 부재의 제조 방법은, 석영 유리 잉곳을 합성한 후, 평판 형상의 소정 형상으로 성형하고, 그 후, 산화 분위기 중에서 어닐한다. 어닐에 의해 석영 유리 잉곳 중의 Ti3 + 를 Ti4 + 로 변화시켜 Ti3 + 에 의한 광의 흡수를 저감시킬 수 있다. 파장 365 ㎚ 의 광에 대한 투과율이 90 % 이상이므로, 파장 365 ㎚ 부근에서도 실용상 충분한 투과율을 가지며, 또한 석영 유리보다 잘 열팽창되지 않는다.The optical member for photomask is an optical member formed by adding TiO 2 to synthetic quartz glass. TiO 2 is contained in an amount of 3.0 to 6.5% by weight. The optical member for a photomask is produced by synthesizing a quartz glass ingot, molding it into a flat plate-shaped predetermined shape, and thereafter annealing in an oxidizing atmosphere. By the annealing, Ti 3 + in the quartz glass ingot can be changed to Ti 4 + , so that absorption of light by Ti 3 + can be reduced. Since the transmittance with respect to light having a wavelength of 365 nm is 90% or more, even at a wavelength of 365 nm, it has a practically sufficient transmittance and is not thermally expanded better than quartz glass.
Description
본 발명은, 액정 패널 등의 플랫 패널 디스플레이 (이하, FPD 라고 부른다) 를 제조할 때에 사용하는 포토마스크 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photomask substrate used for manufacturing a flat panel display (hereinafter referred to as FPD) such as a liquid crystal panel and a manufacturing method thereof.
FPD 는, 유리 기판의 표면에 FPD 의 요소를 고정밀도로 형성하는 공정을 거쳐 제조된다. 이 공정에서는 포토리소그래피 기술이 사용된다. 즉, 평면성이 우수한 평판 형상의 투명 기판의 표면에 고정밀도로 마스크 패턴이 형성된 포토마스크를 노광 광으로 조명하고, 그 마스크 패턴의 이미지를 미리 포토레지스트가 도포된 유리 기판 상에 결상시킨 후, 현상함으로써, 유리 기판 표면에 레지스트 패턴을 형성한다.The FPD is manufactured through a process of forming an FPD element on the surface of a glass substrate with high precision. In this process, a photolithography technique is used. That is, a photomask having a highly precise mask pattern formed on the surface of a flat plate-shaped transparent substrate having excellent planarity is illuminated with exposure light, an image of the mask pattern is formed on a glass substrate coated with a photoresist in advance, , And a resist pattern is formed on the surface of the glass substrate.
그런데, FPD 의 화면 사이즈의 대형화와 생산의 효율화를 위해서, FPD 용 유리 기판은 해마다 대형화가 진행되고, 이에 수반하여, 그 생산에 이용하기 위한 포토마스크의 대형화도 진행되고 있다. 가까운 장래에 유리 기판은, 2200 ㎜ × 2500 ㎜ 와 같은 매우 큰 사이즈로 되고, 이에 수반하여, 이 유리 기판에 마스크 패턴을 노광하기 위해 사용하는 포토마스크는, 대각선의 길이가 1470 ㎜ 를 초과하는 사이즈의 것, 예를 들어, 1220 ㎜ × 1400 ㎜, 두께는 13 ㎜ 와 같은 매우 큰 것이 된다. 그러나, 대형화는 이에 그치지 않고, 더욱 큰 유리 기판과 포토마스크가 요구되고 있다. However, in order to increase the screen size of the FPD and to increase the production efficiency, the size of the FPD glass substrate is increasing year by year, and along with this, the photomask used for the production is also being enlarged. In the near future, the glass substrate has a very large size such as 2200 mm x 2500 mm, and accordingly, the photomask used for exposing the mask pattern to the glass substrate has a size with a diagonal length exceeding 1470 mm For example, 1220 mm x 1400 mm, and the thickness is very large, such as 13 mm. However, enlargement is not limited to this, and a larger glass substrate and a photomask are required.
포토마스크에 형성된 패턴을 기판에 노광할 때에는, 포토마스크를 수평으로 유지한 상태로 노광을 실시한다. 이와 같은 포토마스크에 사용되는 재료로서는, 석영 유리가 알려져 있다. 석영 유리의 선열팽창 계수는 5 × 10-7/℃ 로, 열에 의한 변형은 비교적 적은 재료이지만, 노광시에 조사되는 자외선 등의 영향에 의해 체적 변화가 일어나면, FPD 기판에 형성되는 패턴의 정밀도가 저하되기 때문에, 열팽창이 매우 적은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 예를 들어, 노광시에 파장이 365 ㎚ 정도인 자외선을 사용하는 경우가 있는데, 이와 같은 단파장에서 높은 투과율을 갖는 것이 요망되고 있다.When the pattern formed on the photomask is exposed to the substrate, exposure is performed in a state in which the photomask is held horizontally. As a material used for such a photomask, quartz glass is known. The coefficient of linear thermal expansion of the quartz glass is 5 x 10 < -7 > / DEG C, and the material is relatively less deformed by heat. However, when the volume change occurs due to the influence of ultraviolet rays or the like irradiated at the time of exposure, It is preferable to use a material having a very small thermal expansion. Further, for example, there is a case where ultraviolet rays having a wavelength of about 365 nm are used at the time of exposure, and it is desired to have a high transmittance at such a short wavelength.
실온 부근에서의 열팽창이 매우 적은 재료로서, 석영 유리에 티타니아 (TiO2) 를 7.5 중량% 정도 첨가한 재료가 알려져 있다. 선열팽창 계수는 첨가되는 티타니아의 양에 의존하며, 7.5 중량% 로 함으로써 선열팽창 계수가 거의 제로로 된다. 그러나, 7.5 중량% 부근의 조성에서는, 파장 365 ㎚ 부근에서의 투과율은 90 % 미만으로, 충분한 투과율이라고는 할 수 없다. 이와 같은 재료는 저팽창이라는 특성을 살려, 고정밀도가 요구되는 EUV 용 반사형 포토마스크의 재료로 사용하는 것이 제안되어 있다. As a material having a very small thermal expansion near room temperature, a material containing about 7.5% by weight of titania (TiO 2 ) is known as quartz glass. The coefficient of linear thermal expansion is dependent on the amount of titania added, and when it is 7.5 wt%, the linear thermal expansion coefficient becomes almost zero. However, at a composition of about 7.5 wt%, the transmittance at a wavelength of about 365 nm is less than 90%, which is not a sufficient transmittance. It has been proposed to use such a material as a material for a reflection type photomask for EUV which requires high accuracy by taking advantage of the characteristic of low expansion.
본 발명은, 파장 365 ㎚ 부근에서도 실용상 충분한 투과율을 가지며, 또한 석영 유리보다 잘 열팽창되지 않는 포토마스크용 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a substrate for a photomask which has a practically sufficient transmittance even in the vicinity of a wavelength of 365 nm and is not thermally expanded more than quartz glass, and a manufacturing method thereof.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 합성 석영 유리에 TiO2 를 첨가한 광학 부재로서, 상기 TiO2 가 3.0 내지 6.5 중량% 함유되고, 파장 365 ㎚ 의 투과율이 90 % 이상인 포토마스크용 광학 부재가 제공된다.According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical member containing TiO 2 in an amount of 3.0 to 6.5% by weight and having a transmittance of 90% or more at a wavelength of 365 nm, in which TiO 2 is added to synthetic quartz glass do.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 포토마스크용 광학 부재의 제조 방법으로서, 원료 가스를 혼합함으로써 TiO2 를 함유하는 석영 유리 잉곳을 합성하는 합성 공정과, 상기 석영 유리 잉곳을, 소정의 온도로 유지한 상태로 가압함으로써 평판 형상의 소정 형상으로 성형하는 성형 공정과, 상기 성형 공정 후에, 산화 분위기 중에서 가열함으로써 상기 석영 유리에 함유되는 티탄을 산화시키는 산화 처리 공정을 포함하는 포토마스크용 광학 부재의 제조 방법이 제공된다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical member for a photomask, comprising the steps of: synthesizing a quartz glass ingot containing TiO 2 by mixing a raw material gas; Forming a flat plate-like predetermined shape by pressurizing the quartz glass in one state, and an oxidation treatment step of oxidizing titanium contained in the quartz glass by heating in an oxidizing atmosphere after the forming step Method is provided.
본 발명에 의하면, 석영 유리에 3.0 ∼ 6.5 중량% 의 티타니아를 첨가함으로써, 파장 365 ㎚ 에서의 투과율이 90 % 이상과 같은 실용상 충분한 투과율을 갖는 포토마스크 기판 재료가 실현된다.According to the present invention, by adding 3.0 to 6.5% by weight of titania to quartz glass, a photomask substrate material having a transmittance of 90% or more at a wavelength of 365 nm and a sufficient transmittance for practical use is realized.
도 1 은 실시형태 1 의 투과율과 선열팽창 계수와 TiO2 농도와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2 는 실시형태 2 의 포토마스크의 제조 공정을 나타내는 플로우 차트이다.1 is a view showing the relationship between the transmittance, the coefficient of linear thermal expansion and the TiO 2 concentration in the first embodiment.
2 is a flowchart showing a manufacturing process of the photomask of the second embodiment.
발명을 실시하기Carrying out the invention 위한 형태 Form for
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[실시형태 1][Embodiment 1]
본 발명의 광학 부재의 실시형태에 대해 설명한다. 이 실시형태의 광학 부재는, 합성 석영 유리 (SiO2) 에 TiO2 가 3.0 ∼ 6.5 중량% 첨가되어 이루어지는 광학 부재로서, 임의의 형상을 취할 수 있다. 광학 부재에는, TiO2 와 SiO2 이외의 물질을 함유하지 않는 편이 바람직하다. 예를 들어, Al, Cu, Fe, Na, K 등의 원소를 불순물로서 함유하는 경우라도, 예를 들어, Al 이 0.1 wt·ppm 이하, Cu 가 0.05 wt·ppm 이하, Fe 가 0.1 wt·ppm 이하, Na 가 0.05 wt·ppm 이하, 및 K 가 0.05 wt·ppm 이하인 것이 바람직하다. An embodiment of the optical member of the present invention will be described. The optical member of this embodiment is an optical member formed by adding 3.0 to 6.5% by weight of TiO 2 to synthetic quartz glass (SiO 2 ), and may have any arbitrary shape. It is preferable that the optical member does not contain a substance other than TiO 2 and SiO 2 . For example, even when an element such as Al, Cu, Fe, Na, K is contained as an impurity, for example, Al is 0.1 wt ppm or less, Cu is 0.05 wt ppm or less, Fe is 0.1 wt ppm , Na of 0.05 wt ppm or less, and K of 0.05 wt ppm or less.
본 실시 형태의 광학 부재의 제작 방법에 대해 설명한다. 최초로, 합성로에서 SiO2 미립자와 TiO2 미립자의 혼합물로 이루어지는 퇴적 중간물 (슈트체) 을 조제한다. 슈트체는 미립자의 집합체로, 이 집합체를 전기 가열로 등에서 유리화 온도 이상으로 가열함으로써 투명화시키는 방법을 사용할 수 있다.A method of manufacturing the optical member of the present embodiment will be described. First, a sedimentation intermediate (chute) comprising a mixture of SiO 2 fine particles and TiO 2 fine particles is prepared in a synthesis furnace. A chitosan is a collection of fine particles, and a method of making the aggregate transparent by heating it to an vitrification temperature or higher in an electric heating furnace or the like can be used.
본 실시 형태의 퇴적 중간물을 얻기 위해서는, 하나의 합성로 안에서, SiO2 미립자와 TiO2 미립자를 동시에 합성하고, 혼합함으로써 혼합물의 슈트체를 제작하고, 이 슈트체를 투명화시킴으로써 합성할 수 있다. 이 경우, 하나의 합성로에는, SiO2 미립자를 합성하는 제 1 버너와 Ti02 미립자를 합성하기 위해서 제 2 버너를 구비한 합성로를 사용할 수 있다. SiO2 미립자를 합성하는 제 1 버너는, 4 염화 규소 (SiCl4), 4 불화 규소 (SiF4), 실란 (SiH4) 등의 규소 화합물을 함유하는 원료 가스와, 지연성 (支燃性) 가스 (산소 가스) 및 가연성 가스 (수소 가스) 등의 연소 가스와, 불활성 가스를 분출시켜, 화염 중에서 규소 화합물을 가수분해함으로써 SiO2 유리 미립자를 생성시킨다. 또, 제 2 버너는 4 염화 티탄 (TiCl4) 등의 티탄 화합물을 함유하는 원료 가스와, 지연성 가스 (산소 가스) 및 가연성 가스 (수소 가스) 등의 연소 가스와, 불활성 가스를 분출시켜, 화염 중에서 티탄 화합물을 가수분해함으로써 TiO2 유리 미립자를 생성시킨다.In order to obtain the sedimented intermediate of the present embodiment, it is possible to synthesize SiO 2 fine particles and TiO 2 fine particles at the same time in a single synthesis furnace, and mix them to prepare a mixture body, and to make the body transparent. In this case, as a single synthesis furnace, a synthesis furnace having a first burner for synthesizing SiO 2 fine particles and a second burner for synthesizing TiO 2 fine particles can be used. The first burner for synthesizing the SiO 2 fine particles is formed by mixing a source gas containing a silicon compound such as silicon tetrachloride (SiCl 4 ), silicon tetrafluoride (SiF 4 ), silane (SiH 4 ) A combustion gas such as a gas (oxygen gas) and a combustible gas (hydrogen gas) and an inert gas are blown out to hydrolyze the silicon compound in the flame to produce SiO 2 glass microparticles. The second burner is formed by ejecting a raw material gas containing a titanium compound such as titanium tetrachloride (TiCl 4 ), a combustion gas such as a retarding gas (oxygen gas), a combustible gas (hydrogen gas), and an inert gas, TiO 2 glass microparticles are produced by hydrolyzing the titanium compound in the flame.
제 1 버너에 의해 생성된 SiO2 유리 미립자와 제 2 버너에 의해 생성된 TiO2 유리 미립자는, 두 개의 버너의 경사 상방에 형성된 퇴적용 타겟에 퇴적된다. 제 1 버너와 제 2 버너를 동시에 연소시킴으로써, 타겟에 SiO2 유리 미립자와 TiO2 유리 미립자의 혼합물을 퇴적시킨다. 조성 중의 TiO2 의 양은, 제 1 버너에 의해 생성된 SiO2 와 제 2 버너에 의해 생성된 TiO2 의 양비를 변화시킴으로써 변경할 수 있다. 예를 들어, 버너에 도입되는 원료 가스의 유량을 제어함으로써 변경할 수 있다.The SiO 2 glass microparticles produced by the first burner and the TiO 2 glass microparticles produced by the second burner are deposited on the deposition target formed above the slopes of the two burners. By burning the first burner and the second burner at the same time, a mixture of SiO 2 glass fine particles and TiO 2 glass fine particles is deposited on the target. The amount of TiO 2 in the composition is such that the SiO 2 produced by the first burner And TiO 2 produced by the second burner. For example, by controlling the flow rate of the raw material gas introduced into the burner.
이와 같이 하여 제작된 혼합물의 슈트체는 불투명하기 때문에, 1300 ℃ 이상으로 가열함으로써 투명화시킨다. 투명화된 샘플을 직경 약 16 ㎜ 두께 10 ㎜ 의 사이즈로 잘라내어, 샘플의 표면을 연마하고 이어서 세정함으로써 측정용 샘플을 준비하였다. 투과율의 측정은, Varian 사 제조의 자외·가시·근적외 분광 광도계 Cary5 를 사용하여, 365 ㎚ (i 선) 에서의 투과율을 측정하였다.Since the chit of the thus prepared mixture is opaque, it is made transparent by heating to 1300 DEG C or higher. A sample for measurement was prepared by cutting the clarified sample into a size of about 16 mm in diameter and 10 mm in thickness, polishing the surface of the sample and then rinsing. The transmittance was measured by measuring the transmittance at 365 nm (i-line) using an ultraviolet / visible / near infrared spectrophotometer Cary5 manufactured by Varian.
TiO2 의 농도와 파장 365 ㎚ 에서의 투과율의 관계를 도 1 에 나타낸다. 도 1 은, 합성 석영 유리에 첨가한 TiO2 의 농도와 선열팽창 계수의 관계 및 TiO2 의 농도와 파장 365 ㎚ 에서의 투과율의 관계를 나타내고 있다. 또한, 각 샘플의 조성은 형광 X 선 분석 장치를 이용하여 조사하고, 조성의 TiO2 의 농도를 도 1 의 가로축으로 하였다. TiO2 의 농도는 0.5 에서 9.5 중량% 까지의 5 종류로 하고, 참고예로서 TiO2 를 첨가하지 않는 합성 석영 유리의 투과율도 기재되어 있다. TiO2 를 첨가하지 않는 합성 석영 유리의 투과율은 92.9 % 였다. TiO2 농도의 증가와 함께 투과율은 저하되어, 7.5 중량% 에서는 89.0 % 까지 저하되었다. 도 1 에 나타내는 투과율의 값은, 두께 10 ㎜ 인 샘플의 반사율을 포함한 값으로 되어 있다. i 선 (파장 365 ㎚) 을 노광 광으로 사용하는 투과형 포토마스크에 사용하는 기판으로서는, 고정세이며 고콘트라스트의 패턴을 노광하기 위해서, 90 % 이상의 투과율이 확보되어 있는 것이 바람직하다. 도 1 에 나타낸 TiO2 농도와 투과율의 관계로부터, 투과율 90 % 이상을 확보할 수 있는 TiO2 농도로는 6.5 중량% 이하의 범위가 바람직하다.The relationship between the concentration of TiO 2 and the transmittance at a wavelength of 365 nm is shown in Fig. Fig. 1 shows the relationship between the concentration of TiO 2 added to synthetic quartz glass and the coefficient of linear thermal expansion, and the relationship between the concentration of TiO 2 and the transmittance at a wavelength of 365 nm. The composition of each sample was examined using a fluorescent X-ray analyzer, and the concentration of TiO 2 in the composition was taken as the horizontal axis in FIG. The concentration of TiO 2 is from 0.5 to 9.5% by weight, and the transmittance of synthetic quartz glass without addition of TiO 2 is also described as a reference example. The transmittance of the synthetic quartz glass without addition of TiO 2 was 92.9%. As the TiO 2 concentration was increased, the transmittance was lowered to 89.0% at 7.5 wt%. The value of the transmittance shown in Fig. 1 is a value including the reflectance of a sample having a thickness of 10 mm. As a substrate used for a transmission type photomask using an i-line (wavelength 365 nm) as exposure light, it is preferable that a transmittance of 90% or more is ensured in order to expose a pattern with high contrast and high contrast. From the relationship between the TiO 2 concentration and the transmittance shown in FIG. 1, it is preferable that the TiO 2 concentration is at most 6.5% by weight, which can ensure a transmittance of 90% or more.
또, FPD 의 패턴 노광에 사용하는 포토마스크에서는 마스크의 사이즈도 대형화되기 때문에, 포토마스크가 열팽창하는 것에 의한 노광된 패턴의 위치어긋남의 영향을 무시할 수 없다. 이 때문에, 사용하는 온도 환경에서의 열팽창 계수가 작은 재료가 바람직하다. 또, 선열팽창 계수의 측정은, 실온의 시료 길이 L0 와 그 온도 변화량 ΔL 로부터, 길이의 변화율 ΔL/L0 (선팽창률로 호칭) 를 정의하였다. 이 선팽창률 (ΔL/L0) 온도 곡선을 레이저 간섭법에 의해 측정하여, 하기 식 (1) 에 의해 선열팽창 계수 를 구하였다.In addition, since the size of the mask is also increased in the photomask used for the pattern exposure of the FPD, the influence of the positional deviation of the exposed pattern due to thermal expansion of the photomask can not be ignored. Therefore, a material having a small thermal expansion coefficient in the temperature environment to be used is preferable. In addition, the coefficient of linear thermal expansion was defined by the change rate? L / L 0 (referred to as linear expansion rate) of the length from the sample length L 0 at room temperature and the temperature change amount? L thereof. The linear expansion coefficient (? L / L 0 ) temperature curve was measured by laser interferometry, and the linear thermal expansion coefficient Respectively.
=(1/L0)·(dL/dT) … (1) = (1 / L 0 ) - (dL / dT) ... (One)
TiO2 가 3.0 중량% 에서의 선열팽창 계수는 2.5 × 10-7/℃ 가 되고, 이것은 TiO2 를 첨가하지 않는 석영 유리의 1/2 의 값이므로, 동일 온도 환경에서 사용했을 경우에 위치맞춤 정밀도가 2 배 향상되는 것을 기대할 수 있다. 또, 동일 위치맞춤 정밀도를 유지한 채 사이즈 (길이) 를 2 배로 할 수도 있다.Since TiO 2 has a coefficient of linear thermal expansion of from 3.0% by weight is a 2.5 × 10 -7 / ℃, this value of 1/2 of the silica glass is not added to the TiO 2, the alignment precision in the case of using the same temperature environment Can be expected to be improved by a factor of two. In addition, the size (length) may be doubled while maintaining the same alignment accuracy.
이와 같이, 투과율이 90 % 이상이고, 선열팽창 계수가 2.5 × 10-7/℃ 이하가 되는 TiO2 농도는, 3.0 ∼ 6.5 중량% 임을 알 수 있다. 이 범위 내에서도, TiO2 가 3.0 ∼ 5.0 중량% 이면 투과율이 더욱 높고, TiO2 가 5.0 ∼ 6.5 중량% 이면 선열팽창 계수가 더욱 낮아진다. 종래, TiO2 를 첨가한 석영 유리는, 파장 365 ㎚ 이하에서, 투과로서 사용하는 광학 부재로는 투과율을 확보할 수 없기 때문에 사용할 수 없다고 여겼었는데, 상기와 같이, 3.0 ∼ 6.5 중량% 라는 TiO2 농도 범위에서 실용상 충분한 투과율을 확보하면서 종래의 석영 유리의 1/2 이하로 열팽창을 억제할 수 있음을 실험을 통해서 알아냈다.Thus, it can be seen that the TiO 2 concentration at which the transmittance is 90% or more and the coefficient of linear thermal expansion is 2.5 × 10 -7 / ° C or less is 3.0 to 6.5% by weight. Even within this range, the transmittance is higher when the content of TiO 2 is 3.0 to 5.0 wt%, and the coefficient of linear thermal expansion is further lowered when the content of TiO 2 is 5.0 to 6.5 wt%. Conventional, TiO 2 that below a quartz glass added with TiO 2, the wavelength 365 ㎚, as the optical member to be used as the transmission is eotneunde thought not available because it is not possible to ensure the transmission, as described above, 3.0 ~ 6.5% by weight It was found through experiments that the thermal expansion can be suppressed to 1/2 or less of that of the conventional quartz glass while securing a sufficient transmittance for practical use in the concentration range.
또, TiO2 를 첨가한 석영 유리에서는, 구성하는 티탄 원소 중에서 Ti3+ 의 함유량이 많을수록 흡수가 많은 것으로 알려져 있어, TiO2 농도가 6.5 중량% 부근의 조성이라도 Ti3 + 의 함유량을 저감시킴으로써 내부 흡수를 감소시켜, 투과율을 향상시키는 것을 기대할 수 있다. 그러나, TiO2 농도의 증가와 함께 흡수단 (端) 의 파장이 장파장측으로 시프트되는 경향이 있는 것으로 알려져 있어, 예를 들어 300 ㎚ ∼ 400 ㎚ 의 파장에서 사용하는 경우에는, TiO2 농도나 Ti3 + 의 함유량의 편차에 의해 급격하게 투과율이 저하될 우려가 있다. 이와 같은 이유에서라도, 파장 365 ㎚ 에서 안정적으로 충분한 투과율을 갖는 포토마스크용 광학 부재를 제공하기 위해서는, TiO2 농도를 6.5 중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.Further, by the inner quartz glass was added to TiO 2, the configuration The more the content of Ti 3+ in titanium element it is known that the number of absorption, reducing the content of Ti + 3, even the composition of the TiO 2 concentration close to 6.5% by weight Absorption can be reduced, and the transmittance can be expected to be improved. However, it is known that the wavelength of the absorption edge tends to shift toward the longer wavelength side with an increase in the TiO 2 concentration. For example, when the wavelength is used in the wavelength range of 300 to 400 nm, the TiO 2 concentration or the Ti 3 There is a possibility that the transmittance is rapidly lowered due to a variation in the content of + . For this reason, in order to provide an optical member for a photomask having a sufficient transmittance stably at a wavelength of 365 nm, it is preferable that the TiO 2 concentration is 6.5 wt% or less.
[실시형태 2][Embodiment 2]
이 실시형태에서는 실시형태 1 에서 설명한 포토마스크용 광학 부재의 제조 방법을 개량한 방법에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이, TiO2 를 함유함으로써 팽창 계수가 작아진 석영 유리를 포토마스크용 광학 부재로서 사용할 때에는, TiO2 에 의한 내부 흡수가 적은 것이 바람직하다. 내부 흡수가 많은 소재를 포토마스크용 광학 부재로서 사용한 경우에는, 흡수된 노광 광에 의한 포토마스크의 온도 상승의 발생이나, 포토마스크의 투과율 저하에 의해 웨이퍼에 조사되는 노광 광의 저하를 방지하기 위해 광원측 노광 광의 파워를 증가시키는 등의 대책이 필요해지기 때문에, TiO2 를 함유하지 않는 석영 유리에 비해, 가능한 한 내부 흡수의 증가가 적은 소재가 바람직하다. 본 발명자는, 실시형태 1 에서 설명한 바와 같이, TiO2 의 함유량을 3.0 ∼ 6.5 중량% 의 범위 내로 함으로써 충분한 투과율을 확보하면서 열팽창을 억제할 수 있었다. 본 발명자는 한층 더 연구를 거듭하여, 높은 투과율을 갖는 포토마스크용 광학 부재를 제조할 수 있는 방법을 알아냈다.In this embodiment, a method of improving the manufacturing method of the optical member for a photomask described in
TiO2 를 함유하는 석영 유리에서는, 구성하는 티탄 원소 중에서 Ti3+ 의 함유량이 많을수록 흡수가 많은 것으로 알려져 있어, 산화시킴으로써 Ti3 + 를 Ti4 + 로 변화시켜 흡수를 저감시킬 수 있다. 이와 같은 산화는, 예를 들어, 대기 등의 산화 분위기 중에서 1000 ℃ 정도의 온도에서 어닐함으로써 산화시킬 수 있다. 또, Ti3+ 에 의한 흡수는 파장 420 ㎚ 부근에서의 투과율을 측정함으로써 고정밀도로 구할 수 있다.The silica glass containing TiO 2, the more the content of Ti 3+ in the titanium element constituting it known that a number of absorption, by changing the Ti + 3 to Ti + 4 by oxidation can be reduced absorption. Such oxidation can be oxidized by, for example, annealing at a temperature of about 1000 캜 in an oxidizing atmosphere such as the atmosphere. The absorption by Ti 3+ can be obtained with high accuracy by measuring the transmittance in the vicinity of 420 nm.
실시형태 1 에서 제작한 저팽창의 광학 부재는, 대각선의 치수가 1470 ㎜ 를 초과하는 대형 포토마스크에 사용함으로써 저팽창의 효과를 발휘하기 쉽다. 왜냐하면, 대형 포토마스크일수록 열팽창에 의한 신축 길이 (팽창량) 가 크기 때문이다. FPD 용 패턴의 투영에 사용되는 포토마스크에서는, 예를 들어, 1220 ㎜ × 1400 ㎜ 이고 두께가 13 ㎜ 로 중량이 수십 ㎏ 를 초과하는 대형 포토마스크가 실용화되어 있으며, 이와 같은 사이즈의 포토마스크 기판으로 사용함으로써 저팽창의 효과가 발휘되기 쉽다.The low expansion optical member manufactured in the first embodiment is liable to exhibit the effect of low expansion when used in a large-size photomask having a diagonal dimension exceeding 1470 mm. This is because a larger photomask has a larger expansion length (expansion amount) due to thermal expansion. In a photomask used for projecting a pattern for FPD, for example, a large photomask having a size of 1220 mm x 1400 mm and a thickness of 13 mm and a weight of more than several tens kilograms has been put to practical use, and a photomask substrate of such a size The effect of low expansion is likely to be exhibited.
통상, 이와 같은 사이즈의 포토마스크용 기판은, 다음과 같은 공정으로 제조된다. 우선, TiO2 를 함유하는 석영 유리를 합성에 의해 제작한다. 예를 들어, SiO2 미립자와 TiO2 미립자의 혼합물을 합성로 안에서 제작하고, 얻어진 혼합물을 전기 가열로 안에서 유리화 온도 이상으로 가열함으로써 포토마스크 기판의 잉곳을 얻는다. 이 합성 공정에서 얻어진 잉곳은, 퇴적용 타겟 상에 원료를 분출시키는 버너로부터 분출시키면서 얻어진다. 이것을 평판 형상의 포토마스크 기판으로 하기 위해서는, 잉곳의 상면이 평탄해지도록 절단하고, 이것을 카본제 몰드 내에 수용하고, 불활성 가스 분위기 중에서 가열하면서 가압함으로써 변형시켜, 평판 형상의 석영 유리를 성형한다. 이와 같이 성형된 석영 유리는, 냉각 후에 소정의 형상으로 연삭하여 표면을 연마함으로써, 포토마스크용 석영 유리 기판을 얻는다. 포토마스크로서 사용하기 위해서는, 나아가 마스크로서 사용하는 하나의 면에 Cr 로 이루어지는 차광막을 성막하고, 이 차광막을 부분적으로 제거함으로써 투영해야 할 패턴을 형성하여 포토마스크가 완성된다.Usually, a substrate for a photomask of such a size is manufactured by the following process. First, a quartz glass containing TiO 2 is produced by synthesis. For example, a mixture of SiO 2 fine particles and TiO 2 fine particles is produced in a synthetic furnace, and the obtained mixture is heated in an electric heating furnace to a vitrification temperature or higher to obtain a photomask substrate ingot. The ingot obtained in this synthesis step is obtained while being ejected from the burner for ejecting the raw material onto the deposition application target. In order to make the plate-shaped photomask substrate, it is cut so that the upper surface of the ingot is flattened. The mold is accommodated in a mold made of carbon and deformed by heating while heating in an inert gas atmosphere to mold flat plate quartz glass. The thus-formed quartz glass is cooled and ground to a predetermined shape after cooling to obtain a quartz glass substrate for a photomask. For use as a photomask, a light shielding film made of Cr is formed on one surface to be used as a mask, and the light shielding film is partially removed to form a pattern to be projected, thereby completing the photomask.
실시형태 2 의 포토마스크용 광학 부재의 제조 방법을 도 2 를 참조하면서 설명한다. 우선, 소정 농도의 TiO2 를 함유하는 석영 유리를 합성한다 (S1 : 합성 공정). TiO2 는, 실시형태 1 의 결과로부터, 석영 유리 중에 3.0 ∼ 6.5 중량% 로 함유하는 것이 바람직하다. 이 합성 공정에서는, 슈트법 또는 직접법 중 어느 방법이라도 사용할 수 있다. 예를 들어, 다중 관 버너로부터, 규소 화합물의 원료 가스, 티탄 화합물의 원료 가스, 지연성 가스, 연소 가스를 포함하는 가스를 분출시켜, 화염 중에서 반응을 실시하고, 회전시키고 있는 타겟 상에 유리 미립자를 퇴적 또한 용융시키는 합성 방법을 사용할 수 있다. 규소 산화물의 원료 가스로서는 SiCl4, SiF4, SiH4 등을, 티탄 화합물의 원료 가스로서는 TiCl4 등을, 지연성 가스로서는 산소 등을, 연소 가스로서는 수소 등을 각각 사용할 수 있다. TiO2 농도의 조정은, 규소 산화물의 원료 가스 (SiCl4, SiF4, SiH4 등) 와 티탄 화합물의 원료 가스 (TiCl4 등) 의 혼합비를 조정함으로써 가능하다. 이 외에, 일본 공개특허공보 평10-279319호나 일본 공개특허공보 평11-292551호에 개시된 합성 방법을 채용할 수도 있다. 슈트법을 사용하는 경우에는, 추가로 투명화시킴으로써 석영 유리의 잉곳을 얻어 (S2 : 투명화 공정), 이 잉곳으로부터 1 장의 포토마스크 기판을 제작하기 위해서 필요한 양의 석영 유리를 잘라낸다.A manufacturing method of the optical member for photomask of
다음으로, 잘라낸 석영 유리를 가열 가압 성형에 의해 평판 형상으로 한다 (S3 : 성형 공정). 성형 공정에서는, 직육면체 형상의 카본제 몰드를 준비하고, 몰드 내의 공간에 석영 유리를 수용하여, 질소 가스 분위기에서 1600 ℃ 부근까지 가열하고, 이 온도를 유지한 채 소정의 압력을 부여함으로써 평판 형상으로 성형하여, 실온까지 냉각시킨다. 성형 후의 석영 유리의 표면은 부착물과 고온에서 반응한 부분이나 기포 등이 생기는 경우가 있기 때문에, 성형 공정 후에는 포토마스크로서 사용하는 크기로 각 면을 연삭한다 (S4 : 연삭 공정). 연삭 공정에서는, 석영 유리의 두께를 20 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.Next, the cut quartz glass is flattened by heating and pressing (S3: molding step). In the molding step, a rectangular mold made of carbon is prepared, quartz glass is housed in a space in the mold, heated to about 1600 DEG C in a nitrogen gas atmosphere, and a predetermined pressure is applied while maintaining this temperature, Molded, and cooled to room temperature. Since the surface of the quartz glass after molding has a portion reacted with the adherend at high temperature or bubbles, etc., the respective surfaces are ground to a size used as a photomask after the molding step (S4: grinding step). In the grinding step, the thickness of the quartz glass is preferably 20 mm or less.
연삭 공정에 이어서, 평판 형상 석영 유리의 투과율을 측정한다 (S5 : 투과율 검사 공정). 정확하게 투과율을 측정하기 위해서는 측정하는 부분의 표면을 연마면으로 할 필요가 있는데, 예를 들어 평판의 모서리부 부근만을 연마하여, 이 부분의 투과율을 측정해도 된다. 또, 성형 후의 동일 석영 유리 덩어리로부터 잘라낸 테스트 피스를 제작하고, 이 테스트 피스의 투과율의 측정으로 대용해도 된다. 투과율의 측정은 Varian 사의 Cary5 등을 사용할 수 있다. 측정하는 파장은, 포토마스크를 노광 장치에서 사용할 때의 노광 광의 파장인 365 ㎚ 혹은 420 ㎚ 부근이 바람직하다. 파장 420 ㎚ 부근에서는 Ti3+ 에 의한 흡수가 현저하기 때문에, Ti3+ 에 의한 흡수의 영향을 반영한 고정밀한 측정을 기대할 수 있다.Following the grinding step, the transmittance of the flat quartz glass is measured (S5: transmittance inspection step). In order to accurately measure the transmittance, the surface of the portion to be measured needs to be a polished surface. For example, only the vicinity of the edge portion of the flat plate may be polished and the transmittance of this portion may be measured. Further, a test piece cut out from the same quartz glass block after molding may be prepared and used for measuring the transmittance of the test piece. The transmittance can be measured by using
이와 같이 하여 측정된 투과율의 값을 기초로, 다음 공정인 어닐 공정의 조건 (온도, 산화 가스 압력, 어닐 시간 등) 을 선택한다. 특히, 제조 공정의 관리나 생산성의 관점에서는, 어닐 시간이 가능한 한 짧은 시간에 충분한 산화를 할 수 있는 것이 바람직하다. 투과율, 어닐 공정의 조건에 대해서는, 예비 실험을 실시함으로써, 산화에 필요한 어닐 조건을 구해 두고, 측정한 투과율로부터 조건을 선택할 수 있다. 예비 실험에서는, 예를 들어, TiO2 농도를 변수로 한 복수의 샘플을 준비하고 (예를 들어, 석영 유리 중, 3.0 ∼ 6.5 중량% 의 범위에서 선택한 복수의 샘플), 어닐 조건 (온도, 시간, 산화 가스 압력) 을 변수로 한 어닐 실험을 실시하여, 어닐 전후에 투과율, Ti3+ 농도 등을 측정하는 것이 바람직하다. 또한, Ti3+ 농도는 ESR (Electron Spin Resonance) 에 의해 측정할 수 있다. Based on the value of the transmittance thus measured, the conditions (temperature, oxidizing gas pressure, annealing time, etc.) of the subsequent annealing process are selected. Particularly, from the viewpoints of management of the production process and productivity, it is preferable that sufficient annealing can be performed in a short time as long as possible. With respect to the transmittance and the condition of the annealing process, a preliminary experiment is carried out to obtain annealing conditions necessary for the oxidation, and conditions can be selected from the measured transmittance. In the preliminary experiment, for example, a plurality of samples having the TiO 2 concentration as a variable are prepared (for example, a plurality of samples selected from the range of 3.0 to 6.5 wt% in quartz glass), annealing conditions (temperature, time , And the oxidizing gas pressure), it is preferable to measure the transmittance and the Ti 3+ concentration before and after the annealing. In addition, the Ti 3+ concentration can be measured by ESR (Electron Spin Resonance).
상기 방법에서는 투과율 검사 공정을 실시한 후에 어닐 공정의 조건을 결정하는 순서로 했지만, 규정의 어닐 조건을 설정해 두고, 측정된 투과율이 미리 정해진 범위인 경우에는, 규정의 어닐 조건으로 처리하는 것으로 해도 된다. 또한, 합성 공정에서 얻어지는 석영 유리 잉곳의 특성이 안정적인 경우에는, 투과율 검사를 실시하지 않고, 규정의 어닐 조건으로 다음 공정의 어닐을 실시할 수도 있다.In the above method, the conditions of the annealing process are determined after the transmissivity inspection process is performed. However, when the measured annealing conditions are set and the measured transmittance is within the predetermined range, the process may be performed under the specified annealing conditions. When the characteristics of the quartz glass ingot obtained in the synthesis step are stable, the annealing of the next step may be carried out under the prescribed annealing conditions without conducting the transmittance inspection.
다음으로, Ti3 + 를 산화시켜 내부 흡수를 저감시키기 위해서 산화 처리를 실시한다 (S6 : 어닐 공정). 내열로 안에 평판 형상의 석영 유리를 수용하고, 산화 가스 (예를 들어 대기) 를 도입하면서 가열한다. 어닐 공정에서는, 평판 형상의 석영 유리의 내부에 있는 Ti3+ 까지 충분히 산화시키기 위해서, 전체가 효율적으로 산화되는 것이 바람직하다. 실시형태 2 에서는, 어닐 공정 전에, 포토마스크로서 사용하는 두께와 같은 두께의 평판 형상으로 가공하는 연삭 공정을 실시하고 있기 때문에, 효율적으로 단시간에 산화를 실시할 수 있다. 또, 평판 형상의 석영 유리의 노광 광이 투과되는 2 개의 면이 모두 효율적으로 산화되기 위해서는, 2 개의 면이 모두 산화 가스와 충분히 접촉하도록 배치된 상태로 가열하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 어닐 공정에서 평판 형상의 석영 유리를 지지하는 지지 부재가 가능한 한 접촉하지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어, 평판의 면이 연직 방향이 되도록 배치하고, 주위의 단면을 지지 부재로 접촉하여 지지해도 된다. 또한, 어닐 공정에서는 석영 유리의 변형을 방지하기 위해서도 1200 ℃ 이하의 온도로 하는 것이 바람직하다. 어닐 공정 종료 후에 실온까지 냉각시킨 후에, 다시 투과율 측정을 실시하여, 산화의 효과를 확인해도 된다.Next, by oxidizing the Ti 3 + subjected to oxidation treatment in order to reduce the internal absorption (S6: annealing step). The flat quartz glass is accommodated in the heat-resistant furnace, and heated while introducing an oxidizing gas (for example, atmospheric air). In the annealing step, it is preferable that the whole is efficiently oxidized so as to sufficiently oxidize Ti 3+ present in the flat quartz glass. In the second embodiment, since the grinding step is performed before the annealing step to form a flat plate shape having the same thickness as that used as the photomask, the oxidation can be efficiently performed in a short time. Further, in order to efficiently oxidize both of the two surfaces through which the exposure light of the flat plate-shaped quartz glass is transmitted, it is preferable to heat the two surfaces in a state in which they are arranged so as to sufficiently contact with the oxidizing gas. For this reason, it is preferable that the supporting member for supporting the flat quartz glass in the annealing process is not contacted as much as possible. For example, the surface of the flat plate may be arranged so as to be in the vertical direction, and the circumferential section may be supported in contact with the support member. In addition, in order to prevent deformation of the quartz glass in the annealing step, it is preferable to set the temperature to 1200 캜 or lower. After the end of the annealing process, after cooling to room temperature, the transmittance may be measured again to confirm the effect of oxidation.
어닐 공정이 종료되면, 콜로이달 실리카 등의 연마제를 이용하여 연마 공정을 실시하여 (S7), 포토마스크용 석영 유리 기판이 완성된다. 종래의 석영 유리의 제조 공정에서는, 합성 공정과 연삭 공정의 사이에, 일그러짐을 제거하기 위한 어닐 공정을 실시하는 경우가 있었는데, 잉곳의 형상에서는 수백 ㎜ 이상의 두께가 있기 때문에, 산화 분위기 중에서 가열함으로써 산화시킨 경우라도, 내부의 Ti3+ 까지를 충분히 산화시키기 위해서는, 더욱 장시간의 산화가 필요하게 된다. 산화가 불충분한 경우에는, Ti3+ 에 의한 흡수에 의해 충분한 투과율이 얻어지지 않을 우려가 있다. 실시형태 2 에서는, 산화 처리의 어닐 공정을 성형 공정 후에 실시함으로써, 비교적 단시간에 효율적으로 내부까지 산화시킬 수 있기 때문에, 광투과율의 포토마스크용 광학 부재를 비교적 단시간에 제조할 수 있다. 또, 성형 공정 후에 표면의 불필요 부분을 삭제하는 연삭 공정 후에 산화 처리를 위한 어닐 공정을 실시하는 것이 더욱 바람직하다.When the annealing process is completed, a polishing process is performed using an abrasive such as colloidal silica (S7) to complete the quartz glass substrate for a photomask. In the conventional quartz glass manufacturing process, there is a case where an annealing process is performed between the synthesis process and the grinding process to remove distortion. Since the ingot has a thickness of several hundreds mm or more in the ingot, It is necessary to oxidize Ti 3+ to a longer time in order to sufficiently oxidize the Ti 3+ . If the oxidation is insufficient, there is a possibility that a sufficient transmittance can not be obtained due to the absorption by Ti 3+ . In the second embodiment, since the annealing process of the oxidation process is performed after the forming process, the optical member can be efficiently oxidized to the inside in a comparatively short time, so that the optical member for the photomask having the light transmittance can be manufactured in a comparatively short time. Further, it is more preferable to perform an annealing process for the oxidation process after the grinding process for removing unnecessary portions of the surface after the forming process.
산업상 이용가능성Industrial availability
본 발명은, 파장 300 ㎚ 이상의 자외선을 투과시키는 투과형 포토마스크용 광학 부재, 특히, 대각선의 치수가 1470 ㎜ 를 초과하는 바와 같은 대형 포토마스크용 광학 부재에 유용하다. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for an optical member for a transmissive photomask that transmits ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm or more, particularly, for an optical member for a large-size photomask having a diagonal dimension exceeding 1470 mm.
Claims (10)
상기 TiO2 의 조성이 3.0 ∼ 6.5 중량% 이며,
파장 365 ㎚ 에서의 투과율이 90 % 이상이고,
20 ℃ ∼ 80 ℃ 에서의 선열팽창 계수가 2.5 × 10-7/℃ 이하이며,
불순물로서, Al 가 0.1 wt·ppm 이하, Cu 가 0.05 wt·ppm 이하, Fe 가 0.1 wt·ppm 이하, Na 가 0.05 wt·ppm 이하, 및 K 가 0.05 wt·ppm 이하인, 포토마스크용 광학 부재.An optical member to which TiO 2 is added to synthetic quartz glass,
The composition of the TiO 2 is 3.0 to 6.5% by weight,
The transmittance at a wavelength of 365 nm is 90% or more,
A coefficient of linear thermal expansion at 20 占 폚 to 80 占 폚 is 2.5 占10-7 / 占 폚 or less,
Wherein the impurity is Al in an amount of 0.1 wt ppm or less, Cu in an amount of 0.05 wt ppm or less, Fe in an amount of 0.1 wt ppm or less, Na in an amount of 0.05 wt ppm or less, and K in an amount of 0.05 wt ppm or less.
상기 석영 유리 잉곳을, 소정의 온도로 유지한 상태로 가압함으로써 평판 형상의 소정 형상으로 성형하는 성형 공정과,
상기 성형 공정 후에, 산화 분위기 중에서 가열함으로써 상기 석영 유리에 함유되는 티탄을 산화시키는 산화 처리 공정을 포함하는, 포토마스크용 광학 부재의 제조 방법.A synthesis step of synthesizing a quartz glass ingot containing TiO 2 by mixing the raw material gas,
A molding step of molding the quartz glass ingot into a predetermined flat plate shape by pressing the quartz glass ingot while keeping it at a predetermined temperature;
And an oxidation treatment step of oxidizing titanium contained in the quartz glass by heating in an oxidizing atmosphere after the molding step.
상기 석영 유리 잉곳이, TiO2 를 3.0 ∼ 6.5 중량% 함유하는, 포토마스크용 광학 부재의 제조 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the quartz glass ingot contains 3.0 to 6.5% by weight of TiO 2 .
상기 산화 처리 공정은, 두께가 20 ㎜ 이내인 평판 형상의 석영 유리를 어닐하는 것인, 포토마스크용 광학 부재의 제조 방법.The method according to claim 4 or 5,
Wherein the oxidation treatment step is a step of annealing a flat quartz glass having a thickness of 20 mm or less.
상기 합성 공정과 상기 산화 처리 공정 사이에, 투과율 검사 공정을 추가로 포함하고, 상기 투과율 검사 공정에 의해 측정된 투과율에 기초하여, 상기 산화 처리 공정의 온도, 시간 및 산화 분위기의 가스 압력 중 어느 것을 결정하는, 포토마스크용 광학 부재의 제조 방법.The method according to claim 4 or 5,
Further comprising a permeability inspecting step between the synthesizing step and the oxidizing treatment step, wherein, based on the transmittance measured by the transmittance inspecting step, any of the temperature, the time, and the gas pressure of the oxidizing atmosphere Of the optical member for a photomask.
상기 성형 공정 후에 평판 형상의 석영 유리의 표면을 제거하는 연삭 공정을 추가로 포함하고, 상기 연삭 공정 후에 상기 산화 처리 공정을 실시하는, 포토마스크용 광학 부재의 제조 방법.The method according to claim 4 or 5,
Further comprising a grinding step of removing the surface of the flat quartz glass after the forming step, wherein the oxidizing treatment step is performed after the grinding step.
상기 산화 처리 공정 후에, 포토마스크로서 사용할 때에 광이 투과되는 면을 연마하는 연마 공정을 추가로 포함하는, 포토마스크용 광학 부재의 제조 방법.The method according to claim 4 or 5,
Further comprising a polishing step of polishing the surface through which the light is transmitted when used as a photomask after the oxidation treatment step.
포토마스크용 광학 부재가 직사각형 형상이며, 대각선의 길이가 1470 ㎜ 이상인, 포토마스크용 광학 부재의 제조 방법. The method according to claim 4 or 5,
Wherein the optical member for a photomask has a rectangular shape and the length of the diagonal line is 1470 mm or more.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2008-190172 | 2008-07-23 | ||
JP2008190172 | 2008-07-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110033997A KR20110033997A (en) | 2011-04-04 |
KR101606225B1 true KR101606225B1 (en) | 2016-03-24 |
Family
ID=41570375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020117000279A KR101606225B1 (en) | 2008-07-23 | 2009-07-23 | Optical member for photomask and method for manufacturing the optical member |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP5561164B2 (en) |
KR (1) | KR101606225B1 (en) |
CN (1) | CN102067036B (en) |
TW (1) | TWI541211B (en) |
WO (1) | WO2010010915A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102067036B (en) * | 2008-07-23 | 2013-05-01 | 株式会社尼康 | Optical member for photomask and method for manufacturing the optical member |
CN102320724A (en) * | 2011-09-08 | 2012-01-18 | 北京金格兰石英玻璃有限公司 | Preparation method of square quartz glass substrate for photomask |
CA2844886C (en) | 2014-03-06 | 2020-09-01 | Nova Chemicals Corporation | Radiation crosslinked polyethylene hinge |
JP7126836B2 (en) * | 2017-03-28 | 2022-08-29 | Hoya株式会社 | PHASE SHIFT MASK BLANK, METHOD FOR MANUFACTURING PHASE SHIFT MASK USING SAME, AND PATTERN TRANSFER METHOD |
KR102568807B1 (en) * | 2017-03-28 | 2023-08-21 | 호야 가부시키가이샤 | Phase shift mask blank and method for manufacturing phase shift mask using the same, and pattern transfer method |
JP6819451B2 (en) * | 2017-05-08 | 2021-01-27 | 信越化学工業株式会社 | Large synthetic quartz glass substrate and its evaluation method and manufacturing method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006306674A (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | Silica-titania glass for nanoimprint stamper |
JP2008505043A (en) | 2004-07-01 | 2008-02-21 | 旭硝子株式会社 | Silica glass containing TiO2 and method for producing the same |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004131373A (en) * | 2002-09-09 | 2004-04-30 | Corning Inc | Method of manufacturing silica and titania extreme ultraviolet ray optical element |
JP4492123B2 (en) * | 2004-01-05 | 2010-06-30 | 旭硝子株式会社 | Silica glass |
JP2005255423A (en) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Asahi Glass Co Ltd | Synthetic quartz glass-made photomask substrate and photomask |
CN101158806A (en) * | 2007-11-15 | 2008-04-09 | 中国航天科技集团公司第五研究院第五一○研究所 | Preparation method of binary optical elements mask |
CN102067036B (en) * | 2008-07-23 | 2013-05-01 | 株式会社尼康 | Optical member for photomask and method for manufacturing the optical member |
-
2009
- 2009-07-23 CN CN2009801236042A patent/CN102067036B/en active Active
- 2009-07-23 TW TW098124808A patent/TWI541211B/en active
- 2009-07-23 KR KR1020117000279A patent/KR101606225B1/en active IP Right Grant
- 2009-07-23 JP JP2010521732A patent/JP5561164B2/en active Active
- 2009-07-23 WO PCT/JP2009/063168 patent/WO2010010915A1/en active Application Filing
-
2014
- 2014-06-11 JP JP2014120151A patent/JP2014221712A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008505043A (en) | 2004-07-01 | 2008-02-21 | 旭硝子株式会社 | Silica glass containing TiO2 and method for producing the same |
JP2006306674A (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | Silica-titania glass for nanoimprint stamper |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102067036A (en) | 2011-05-18 |
JP5561164B2 (en) | 2014-07-30 |
TW201006779A (en) | 2010-02-16 |
JPWO2010010915A1 (en) | 2012-01-05 |
CN102067036B (en) | 2013-05-01 |
KR20110033997A (en) | 2011-04-04 |
WO2010010915A1 (en) | 2010-01-28 |
JP2014221712A (en) | 2014-11-27 |
TWI541211B (en) | 2016-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101076491B1 (en) | Titania-doped quartz glass and making method, euv lithographic member and photomask substrate | |
KR101606225B1 (en) | Optical member for photomask and method for manufacturing the optical member | |
EP2003098B1 (en) | Nanoimprint molds made from titania-doped quartz glass | |
JP4304409B2 (en) | Method for producing quartz glass member | |
KR101989624B1 (en) | Titania-doped quartz glass and making method | |
US6475682B2 (en) | Photolithography method, photolithography mask blanks, and method of making | |
KR20080107300A (en) | Titania-doped quartz glass for nanoimprint molds | |
CN104995557B (en) | For the mirror surface substrate in EUV- photoetching by TiO2-SiO2The blank and its manufacturing method that glass is constituted | |
JP2002060227A (en) | Method for manufacturing synthetic quartz glass, synthetic quartz glass and synthetic quartz glass substrate | |
US20080292882A1 (en) | Synthetic quartz glass with fast axes of birefringence distributed in concentric-circle tangent directions and process for producing the same | |
JP5486774B2 (en) | Synthetic quartz glass | |
KR100516338B1 (en) | Synthetic quartz glass optical member for ultraviolet light and reduction projection exposure system using the same | |
JPH08259255A (en) | Quartz glass for photolithography, optical member including the same, exposing device using the same and its production | |
JP7155098B2 (en) | SILICA GLASS FOR OPTICAL DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME | |
US20030064877A1 (en) | Fused silica having high internal transmission and low birefringence | |
JP2000143258A (en) | PRODUCTION OF SYNTHETIC QUARTZ GLASS FOR ArF EXCIMER LASER LITHOGRAPHY | |
JP2003201124A (en) | Synthetic quartz glass for optical member and its manufacturing method | |
US20080292881A1 (en) | Synthetic quartz glass with radial distribution of fast axes of birefringence and process for producing the same | |
JP3965552B2 (en) | Method for producing synthetic quartz glass | |
JP2003183034A (en) | Synthetic quartz glass for optical member and its manufacturing method | |
JP4744046B2 (en) | Method for producing synthetic quartz glass material | |
JP3126188B2 (en) | Quartz glass substrate for photomask | |
JP2000143259A (en) | Synthetic quartz glass optical member and its production | |
JP2011051893A (en) | Titania-doped quartz glass for nanoimprint mold |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190305 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200302 Year of fee payment: 5 |