KR102167667B1 - 합성 석영 유리 기판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 합성 석영 유리 블록을 준비하는 공정과,
상기 합성 석영 유리 블록의 임의의 면과 그에 대향하는 면의 2면에 대해, 복굴절률을 측정하는 파장에 있어서의 투과율이 99.0%/㎜ 이상인 액체를 도포하는 공정과,
한쪽의 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 합성 석영 유리 블록의 복굴절률 분포를 측정하는 공정과,
얻어진 복굴절률 분포에 기초하여, 합성 석영 유리 블록의 불량 선별을 행하는 공정
을 포함하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 엑시머 레이저용, 특히 ArF 엑시머 레이저용, 또한 ArF 액침 기술 등에도 사용되는 레티클, 포토마스크용 합성 석영 유리 기판용으로서 각각의 그레이드에 적합한 기판을 합성 석영 유리 기판의 제조 공정의 비교적 빠른 단계인 연삭 공정 등의 가공 공정 전에 있어서 선별할 수 있으므로, 합성 석영 유리 기판의 생산성을 높여, 경제적으로 제조할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.

Description

합성 석영 유리 기판의 제조 방법{METHOD FOR PREPARING SYNTHETIC QUARTZ GLASS SUBSTRATE}
본 발명은 주로 반도체 관련 전자 재료 중, 최첨단 용도의 반도체 관련 전자 재료의 제조에 사용되는 나노 임프린트용 마스크 기판, 액정 패널 디스플레이용 포토마스크 기판, 또한 엑시머 레이저용, 특히 ArF 엑시머 레이저용, 또한 ArF 액침 기술 등의 포토마스크용의 합성 석영 유리 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 초LSI의 고집적화에 수반하는 노광 패턴의 미세화가 진행되고, 회로 패턴을 반도체 웨이퍼 상에 묘화하는 리소그래피 장치(스테퍼 장치)에 있어서도, 노광 광원은 보다 단파장화가 요구되고 있다. 이 결과, 노광 장치의 광원으로서, 종래의 KrF 엑시머 레이저(파장 248㎚)로부터 ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)가 주류가 되고, 최근에는 ArF 엑시머 레이저의 액침 노광이 실용화되고 있다.
ArF 액침 세대의 포토리소그래피 기술에 있어서, 포토마스크용 기판의 복굴절률 제어가 중요해지고 있다. 또한, 포토리소그래피 기술에서는 ArF 엑시머 레이저를 광원으로 하고, 포토마스크용 기판을 통해 편광 조명을 닿게 함으로써, 웨이퍼 상의 레지스트막을 감광시켜, 포토마스크 패턴을 전사하는 방식이 채용되고 있다. 그때, 보다 미세한 패턴의 전사를 행하기 위해, 콘트라스트를 향상시키는 것이 중요해진다. 콘트라스트 향상에 영향을 미치는 포토마스크용 기판의 인자로서, 고평탄성이나 복굴절률을 들 수 있다. 복굴절률은 석영 유리의 잔류 변형 등에 의해 나타나지만, 이 복굴절률이 높은 경우, ArF 액침 노광 장치의 광의 편광성이 흐트러져, 노광 성능의 저하가 발생한다.
이와 같은 이유로부터 포토리소그래피용 합성 석영 유리 기판의 복굴절률을 제어하는 연구가 활발하게 행해지고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1(일본 특허 공개 제2006-251781호 공보)에는, 합성 석영 유리제 기판과, 당해 기판의 표면에 적층된 차광막을 구비하고, 노광 파장이 200㎚ 이하인 반도체 디바이스 제조 기술에 사용되는 마스크 블랭크이며, 상기 마스크 블랭크의 복굴절률이, 파장 193㎚에서 기판 두께당 1㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크가 기재되어 있다. 특허문헌 2(일본 특허 공개 제2006-273659호 공보)에는, 파장 633㎚에 있어서의 복굴절률이 평균으로 0.3㎚/㎝ 이하인 합성 석영 유리의 제조 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 3(일본 특허 공개 제2011-026173호 공보)에는, 합성 석영 유리 블록 중 주면 전체면의 복굴절률의 최댓값이 2㎚/㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 합성 석영 유리의 열처리 방법이 기재되어 있다.
또한, 나노 임프린트 리소그래피에 사용되는 유리 기판에 대해서도 고형상 정밀도를 갖는 기판이 요구되고 있다. 나노 임프린트란, 미세한 요철 패턴을 수지에 가압하여 전사하는 기술이고, 전사되는 패턴의 해상도는 몰드 상의 요철의 해상도에 의존한다. 그로 인해, 미세 패턴을 묘화하는 기판은 높은 형상 정밀도가 요구된다. 상술한 바와 같이, 복굴절률은 석영 유리의 잔류 변형 등에 의해 나타나지만, 이 복굴절률이 높은 경우, 나노 임프린트용 기판으로서 필요한 형상 가공 전후에 잔류 응력의 영향에 의해, 기판 표면의 평탄도나 평행도에 큰 변화가 발생하여, 노광 시의 초점 어긋남이나 전사 시의 패턴 어긋남이 발생할 우려가 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 특허문헌 4(일본 특허 공개 제2012-032786호 공보)에서는, 기판 전체의 복굴절률량의 최댓값이 3㎚/㎝ 이하인 반도체용 합성 석영 유리 기판에 대해 기재되어 있다.
그 밖에, 반도체, 디스플레이 부재 등의 제조 공정에서 사용되는 노광 장치 등의 다양한 장치에 내장되는 합성 석영 유리 부재에도, 또한 높은 순도와 정밀도가 요구된다.
일본 특허 공개 제2006-251781호 공보 일본 특허 공개 제2006-273659호 공보 일본 특허 공개 제2011-026173호 공보 일본 특허 공개 제2012-032786호 공보
특허문헌 1 내지 4에 있어서의 복굴절률 측정 방법은 어떤 경우든 합성 석영 유리 기판을 연마하고, 경면이 된 상태에서 측정되고 있다. 이는 합성 석영 유리 기판 표면이 광을 투과하는 상태가 아니면 복굴절률을 측정할 수 없다고 생각되어 왔기 때문이다.
한편, 상술한 바와 같이, 포토마스크용 합성 석영 유리 기판이나 나노 임프린트용 유리 기판에 요구되는 규격으로서는, 복굴절률 이외에도 고평탄성이나 무결함성을 들 수 있다. 이것으로부터, 평탄도나 결함의 규격을 만족시키도록 합성 석영 유리 기판의 연마 공정을 고안하여 마무리하였다고 해도, 최종적으로 복굴절률이 원하는 범위 내에 들어 있지 않으면, 불량 기판이 되어 버린다. 이는 높은 비용을 들여 고평탄 또한 무결함의 표면을 만들어 넣은 수고가 헛수고가 되어, 생산성이 낮아지는 문제가 발생하게 되는 것이다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 엑시머 레이저용, 특히 ArF 엑시머 레이저용, 또한 ArF 액침 기술 등에도 사용되는 레티클, 포토마스크용 합성 석영 유리 기판 및 나노 임프린트용 석영 몰드 기판 등의 합성 석영 유리 기판으로서 적합한 저복굴절률성, 고평탄성, 저결함성이 우수한 기판의 생산성을 높이고, 경제적으로 제조할 수 있는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 합성 석영 유리 블록 또는 이것을 판상으로 절단한 합성 석영 유리판체의 임의의 면과 그에 대향하는 면의 2면에 대해, 특정한 액체를 도포하고, 한쪽의 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 합성 석영 유리 등의 복굴절률을 측정하고, 얻어진 복굴절률 분포에 기초하여, 합성 석영 유리 등의 불량 선별을 행함으로써, 합성 석영 유리 기판 제조 공정의 비교적 빠른 단계에 있어서 복굴절률에 관한 물성에 의해 불량을 선별할 수 있고, 합성 석영 유리 기판의 생산성을 높여, 경제적으로 제조할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 이루는 데 이르렀다.
따라서, 본 발명은 이하의 합성 석영 유리 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
〔1〕합성 석영 유리 블록을 준비하는 공정과,
상기 합성 석영 유리 블록의 임의의 면과 그에 대향하는 면의 2면에 대해, 복굴절률을 측정하는 파장에 있어서의 투과율이 99.0%/㎜ 이상인 액체를 도포하는 공정과,
한쪽의 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 합성 석영 유리 블록의 복굴절률 분포를 측정하는 공정과,
얻어진 복굴절률 분포에 기초하여, 합성 석영 유리 블록의 불량 선별을 행하는 공정
을 포함하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
〔2〕상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 얻어지는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 합성 석영 유리 블록 상의 유효 범위 내에 복굴절률의 최댓값이 없는 복굴절률 분포를 갖는 경우를 양호라고 판정하는 〔1〕에 기재된 제조 방법.
〔3〕상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 합성 석영 유리 기판의 복굴절률 규격을 α㎚/㎝ 이하로 한 경우, 블록으로부터 판상으로 잘라 내어지는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 2.0α㎚/㎝ 이하인 경우를 양호라고 판정하는 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 제조 방법.
〔4〕상기 선별을 행하는 공정 후, 양호라고 판정된 합성 석영 유리 블록을 판상으로 절단하고, 얻어진 합성 석영 유리판체를 연삭 또는 랩 가공 공정, 조연마 공정, 최종 정밀 연마 공정을 실시하도록 한 〔1〕 내지 〔3〕 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.
〔5〕합성 석영 유리 블록을 준비하는 공정과,
상기 합성 석영 유리 블록을 판상으로 절단하고, 상기 합성 석영 유리판체의 임의의 면과 그에 대향하는 면의 2면에 대해, 복굴절률을 측정하는 파장에 있어서의 투과율이 99.0%/㎜ 이상인 액체를 도포하는 공정과,
한쪽의 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 합성 석영 유리판체의 복굴절률 분포를 측정하는 공정과,
얻어진 복굴절률 분포에 기초하여, 합성 석영 유리판체의 불량 선별을 행하는 공정을 포함하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
〔6〕상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 얻어지는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 합성 석영 유리판체 상의 유효 범위 내에 복굴절률의 최댓값이 없는 복굴절률 분포를 갖는 경우를 양호라고 판정하는 〔5〕에 기재된 제조 방법.
〔7〕상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 합성 석영 유리 기판의 복굴절률 규격을 α㎚/㎝ 이하로 한 경우, 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 1.5α㎚/㎝ 이하인 경우를 양호라고 판정하는 〔5〕 또는 〔6〕에 기재된 제조 방법.
〔8〕상기 선별을 행하는 공정 후, 양호라고 판정된 합성 석영 유리판체를 연삭 또는 랩 가공 공정, 조연마 공정, 최종 정밀 연마 공정을 실시하도록 한 〔5〕 내지 〔7〕 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.
〔9〕상기 액체를 도포하는 면의 조도(Sa)가 1㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔8〕 중 어느 하나에 기재된 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
〔10〕상기 액체의 굴절률과 합성 석영 유리의 굴절률과의 차가 ±0.15의 범위인 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔9〕 중 어느 하나에 기재된 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
〔11〕상기 액체가 물, 1가 알코올, 다가 알코올, 에테르, 알데히드, 케톤, 카르복실산, 탄화수소 및 이들의 수용액에서 선택되는 액체인 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔10〕 중 어느 하나에 기재된 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
〔12〕상기 액체가 분자량 200 이상의 다가 알코올인 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔11〕 중 어느 하나에 기재된 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
〔13〕상기 액체의 증기압이 25℃, 101.3㎪에 있어서 3.2㎪보다 작은 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔12〕 중 어느 하나에 기재된 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 엑시머 레이저용, 특히 ArF 엑시머 레이저용, 또한 ArF 액침 기술 등에도 사용되는 레티클, 포토마스크용 합성 석영 유리 기판용으로서 각각의 그레이드에 적합한 기판을 합성 석영 유리 기판의 제조 공정의 비교적 빠른 단계인 연삭 공정 등의 가공 공정 전에 있어서 선별할 수 있으므로, 합성 석영 유리 기판의 생산성을 높이고, 경제적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명에 있어서의 합성 석영 유리 기판의 제조 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 있어서의 합성 석영 유리 기판의 제조 공정의 다른 일례를 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명에 대해, 도 1의 흐름도를 따라 더욱 상세하게 설명한다.
합성 석영 유리는 실란 화합물이나 실록산 화합물 등의 실리카 원료 화합물을 산수소 화염에 의해 기상 가수분해 또는 산화 분해하여 발생하는 실리카 미립자를 타겟 상에 퇴적시키고 유리화함으로써 제조할 수 있다. 이 경우, 실리카 미립자를 타겟 상에 퇴적시킴과 함께, 이것을 용융 유리화하는 직접법이나, 발생한 실리카 미립자를 타겟 상에 퇴적시킨 후, 가열 유리화하는 간접법 중 어떤 방법에 의해서든 제조할 수 있다. 얻어진 유리 잉곳은 진공 용해로에서, 예를 들어 고순도 카본제의 형재를 사용하여, 온도 1,700 내지 1,900℃에서 30 내지 120분간 유지하고, 원하는 형상의 합성 석영 유리 블록으로 열간 성형한다. 합성 석영 유리 블록의 형상은 사각형, 직사각형, 원형 중 어떤 것이든 되고, 크기는 직경 또는 종횡이 각각 150 내지 300㎜, 두께가 10 내지 500㎜인 것이 바람직하다.
계속해서, 얻어진 합성 석영 유리 블록의 복굴절률을 측정하기 위해, 합성 석영 유리 블록의 임의의 면과 그에 대향하는 면의 2면에 소용의 액체를 도포한다.
또한, 본 발명에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 합성 석영 유리 블록 외에, 이 합성 석영 유리 블록을 와이어 소우 등으로 절단하여, 판상으로 한 후에, 다음 공정의 소정의 액체를 도포하는 공정에 제공할 수도 있다. 블록의 상태에서 측정하는 것보다도 이를 절단한 후의 합성 석영 유리판체의 복굴절률 분포를 측정한 쪽이, 랩핑되고, 경면화된 후의 최종 제품의 복굴절률을 보다 정확하게 예상할 수 있다. 이 경우의 판 두께는, 랩핑되고, 경면화된 후의 최종 제품의 판 두께 규격이 기준이 된다. 바람직하게는 최종 제품의 원하는 판 두께보다 10㎛ 내지 1㎜ 두꺼운 판 두께, 보다 바람직하게는 50 내지 500㎛ 두꺼운 판 두께이다. 지나치게 두꺼우면 최종 제품의 복굴절률과의 오차가 커지거나, 최종 제품으로 가공할 때까지 많은 가공 여유(machining allowance)를 취해야만 해 수고가 많이 들거나, 가공 여유분의 원재료가 허비되는 경우가 있다. 지나치게 얇으면 최종 제품이 되었을 때에 절단 시나 랩핑 시의 가공 변형이 남아, 결함 불합격이 많아지는 경우가 있다.
본 발명은 소위 6인치 기판[(152㎜±0.2㎜)×(152㎜±0.2㎜)×(6.35㎜±0.1㎜)]이나, 소위 9인치 기판[(228㎜±0.2㎜)×(228㎜±0.2㎜)×(6.35㎜±0.1㎜)]의 가공 제조 공정으로서 적절하게 적용할 수 있다. 또한, 기판의 재질은 합성 석영 유리가 적합하다.
합성 석영 유리 블록 또는 합성 석영 유리판체의 액체를 도포하는 면은, 액체를 도포함으로써 광이 투과하는 정도의 조면이 바람직하다. 구체적인 액체를 도포하는 면의 조도(Sa)는, 바람직하게는 1㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.01㎛<Sa≤1㎜, 더욱 바람직하게는 0.1㎛<Sa≤100㎛, 특히 바람직하게는 0.5㎛<Sa≤50㎛의 조면이다. 면 조도가 0.01㎛보다 작으면 경면에 가까워지고, 애당초 액체를 도포하지 않아도 광을 투과하기 때문이다. 한편, 면 조도가 Sa>1㎜인 면에서는 액체를 도포해도 액체가 표면의 요철을 완전히 매립할 수 없고, 표면 형상의 영향을 받아, 입사면이나 출사면에서 광의 난반사가 발생하여 정확한 복굴절률 분포를 측정할 수 없을 우려가 있다.
액체를 도포하는 면의 조도의 측정 방법은 원자간력 현미경(AFM)이나 촉진식 조도계 등의 접촉식의 것이나, 레이저 간섭계나 백색광 간섭계 등의 비접촉식의 측정기를 사용하여 측정할 수 있다. 측정 범위는 2차원의 면에서 측정하는 경우, 바람직하게는 각변 1㎛ 내지 각변 1㎜ 사이, 보다 바람직하게는 각변 10㎛ 내지 각변 100㎛ 사이이다. 1차원의 길이로 측정하는 경우, 10㎛ 내지 10㎜ 사이, 보다 바람직하게는 100㎛ 내지 1㎜ 사이에 있다. 측정 범위가 지나치게 좁으면 정확한 조도가 산출되지 않고, 지나치게 넓으면 측정에 시간이 걸려서 굴곡이나 평탄도를 측정하고 있게 되어, 액체를 도포하여 광의 투과성이 높아지는지 여부를 판단하는 기준으로서 부적절해지는 경우가 있다.
이어서, 합성 석영 유리 블록 또는 합성 석영 유리판체의 임의의 면과 그에 대향하는 면의 2면에 대해 액체를 도포하는 공정에 있어서 사용되는 액체는 복굴절률 분포를 측정하는 파장의 투과율이 99.0%/㎜ 이상, 바람직하게는 99.5%/㎜ 이상, 보다 바람직하게는 99.9%/㎜ 이상이다. 액체의 투과율이 99.0%/㎜ 미만인 경우, 즉 액체가 불순물로서 색소나 이물을 포함하고 있는 경우나, 액체의 물질 자체가 흡수를 갖는 경우, 산란에 의해 수광부에 도달하는 광량이 내려가거나, 액체를 투과할 때에 편광 상태가 흐트러져 합성 석영 유리 블록 또는 합성 석영 유리판체의 복굴절률 분포가 정확하게 측정되지 않는 경우가 있다.
일반적으로, 물질의 굴절률은 파장에 따라 변화되고, 파장이 짧아지면 굴절률은 커지는 경향이 있다. 합성 석영 유리의 굴절률은 파장 633 내지 193㎚의 범위에서 1.457 내지 1.561이 된다. 합성 석영 유리의 굴절률과 도포하는 액체의 굴절률의 차는 정확한 복굴절률 분포의 취득의 관점에서, 바람직하게는 복굴절률 분포를 측정하는 파장의 합성 석영 유리의 굴절률 ±0.15(-0.15 내지 +0.15), 보다 바람직하게는 ±0.10(-0.10 내지 +0.10), 더욱 바람직하게는 ±0.05(-0.05 내지 +0.05)의 범위이다.
도포하는 액체로서는 물; 탄소수 1 내지 12의 1가 알코올; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 글리세린, 폴리에틸렌글리콜, 페놀 등의 다가 알코올; 디메틸에테르, 메틸에틸에테르, 디에틸에테르, 테트라히드로푸란, 2,5-디메틸푸란, 벤조푸란, 디벤조푸란 등의 에테르; 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 벤즈알데히드 등의 알데히드; 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤; 탄소수 1 내지 8의 포화 지방산, 올레산, 리놀산, 리놀렌산 등의 카르복실산; 탄소수 5 내지 17의 직쇄 알칸 등의 탄화수소; 및 이들의 물질을 포함하는 액체를 들 수 있다. 이들 액체는 취급이 비교적 간편하고, 순도 등이 보증된 시판되고 있는 시약으로서 입수하기 쉬우므로, 항상 안정된 품질을 기대할 수 있다. 이와 같은 액체는 도포해도 합성 석영 유리의 복굴절률 특성에 영향을 미치기 어렵거나, 또는 영향이 항상 일정하여 영향을 고려하기 쉽다고 생각된다. 이들 중에서도, 바람직하게는 분자량 100 이상의 다가 알코올, 더욱 바람직하게는 분자량 또는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량이 200 내지 2,000인 다가 알코올이, 조면의 유리 표면에 도포하는 데 적당한 점도이고, 물에 의해 용이하게 세정 가능하므로 제거성도 높기 때문에 바람직하다. 분자량이 높은 중합체 등의 다가 알코올은 점도가 높은 경향이 있고, 표면에 도포했을 때, 면 상에 잔류하기 쉽다. 예를 들어, 광을 입사 또는 출사하는 면이 하방측으로 온 경우라도 표면이 도포된 상태를 유지할 수 있고, 안정적으로 합성 석영 유리 블록 또는 합성 석영 유리판체의 복굴절률 분포 측정을 행할 수 있다.
도포하는 액체의 증기압은 복굴절률 분포 측정 중에 합성 석영 유리 블록 또는 합성 석영 유리판체의 표면이 건조되어 광이 투과하지 않게 되고, 정확한 복굴절률 분포를 측정할 수 없게 되는 것을 방지하는 관점에서, 낮은 것이 바람직하다. 통상, 측정 조건인 25℃, 101.3㎪에 있어서 바람직하게는 3.2㎪ 미만, 보다 바람직하게는 1.4㎪ 미만이다.
합성 석영 유리 블록 또는 합성 석영 유리판체의 임의의 면과 그에 대향하는 면의 2면에 대해 액체를 도포하는 방법은, 예를 들어 상기 액체를 솔로 도포하거나, 스프레이로 분사하거나, 스핀 코터로 도포하는 등의 방법에 의해 가능하다. 또한, 도포 공정은 액체의 건조에 의해 정확한 복굴절률 분포를 측정할 수 없게 되는 것을 방지하는 관점에서, 다음 공정의 복굴절률 분포를 측정하는 공정과 아울러, 가능한 한 빠르게 행하는 것이 바람직하다.
이어서, 얻어진 임의의 면과 그에 대향하는 면의 2면에 대해 액체가 도포된 합성 석영 유리 블록 또는 합성 석영 유리판체에 대해, 한쪽의 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 복굴절률 분포를 측정한다. 복굴절률 분포의 측정은 어떤 방법이어도 되지만, 고정밀도인 것이 요망되므로, 예를 들어 광 헤테로다인법에 의한 공통 광로 간섭계와, 푸리에 해석법에 의한 데이터 처리 및 XY 스캔 스테이지로 구성되는 유니옵트(UNIOPT)사제의 복굴절률 측정 장치 ABR-10A나, 광학계에 광탄성 변조법을 채용하고, 광원으로서 157㎚, 193㎚, 633㎚ 등의 복수의 라인업을 갖는 힌즈(HINDS)사제의 엑시코르(Exicor) 시리즈 및 광원부에 LED 조명과 원편광 필터, 수광부에 편광 필터 집적 소자와 CCD 카메라를 조합한 (주)포토닉 래티스제 WPA-100 등을 사용할 수 있다.
구체적으로는, ABR-10A나 엑시코르와 같이 레이저를 광원으로 하는 측정기이면, 레이저의 스팟 직경이 약 φ1㎜ 미만으로 매우 좁고, 1회의 측정마다 단면으로서 레이저 스팟의 범위이며, 유리 중의 레이저의 광로가 된 부분의 복굴절률값과 주축 방위를 구할 수 있다. 이와 같은 측정기로 유리 중의 임의의 범위 내의 복굴절률값을 구하려고 하는 경우, 예를 들어 유리 표면의 임의의 범위 내(예를 들어, 140㎜×140㎜ 범위) 중에서 범위의 단부를 포함하도록 임의의 측정 피치를 X, Y 방향 양쪽에 설정하여(예를 들어, X 방향 10㎜ 피치, Y 방향 10㎜ 피치), 측정 위치를 정하고, 측정하여 얻어진 데이터점(예를 들어, 225점)의 각각에 대해 복굴절률값과 주축 방위를 구한다. 그 중에서 임의의 범위 내의 그 유리 중의 복굴절률의 최댓값, 최솟값, 평균값, 분포, 주축 방위의 분포 등의 데이터를 취득할 수 있다.
한편, WPA-100과 같은 수광부의 편광 필터 집적 소자를 사용하여 LED 조명 에어리어 내의 복굴절률을 일괄로 측정하는 방식의 측정기이면, CCD 카메라와 합성 석영 유리의 거리나 집적 소자의 분해능에도 따르지만, LED 조명 에어리어 내에 들어가는 유리에 대해, 유리 표면을 X, Y 양방향으로 연속하는 임의의 직사각형 범위(예를 들어, 종횡 0.1 내지 10㎜ 범위)로 분할하고, 각각의 미세 에어리어의 복굴절률값과 주축 방위가 구해진다. 즉, 각각의 에어리어를 단면으로 하여 광이 지나온 유리 중의 복굴절률값과 주축 방위를 구할 수 있다. 그 중에서 평가하고 싶은 임의의 범위를 설정하고, 그 범위 내에 들어가는 상기 미세 에어리어의 각각의 복굴절률값과 주축 방위를 평가함으로써, 그 유리 중의 복굴절률의 최댓값, 최솟값, 평균값, 분포, 주축 방위의 분포 등의 데이터를 취득할 수 있다.
계속되는 불량의 선별을 행하는 공정은, 상기의 방법에 의해 측정한 복굴절률 분포에 기초하여, 합성 석영 유리 블록 또는 합성 석영 유리판체에서 얻어지는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값으로부터 판정한다. 얻어지는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위각 내에 복굴절률의 최댓값이 없는(범위각 내보다 외측에 복굴절률의 최댓값이 있음) 복굴절률 분포의 경우, 외주부를 연삭 가공함으로써, 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률값에 영향을 미치고, 범위각 내의 복굴절률값이 저감하는 경향이 있다. 이는, 연삭 가공이 블록에 존재하는 잔류 응력에 영향을 미쳐, 블록의 응력 밸런스가 변화되기 때문이라고 생각된다.
예를 들어, 187㎜×187㎜의 합성 석영 유리 블록이면, 얻어지는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위(132㎜×132㎜)에 상당하는 범위각 내에 복굴절률의 최댓값이 없는(범위각 내보다 외측에 복굴절률의 최댓값이 있음) 복굴절률 분포의 경우, 합성 석영 유리 기판의 복굴절률 규격을 α㎚/㎝ 이하(예를 들어, 2㎚/㎝ 이하)로 한 경우, 얻어지는 합성 석영 유리 기판(152㎜×152㎜)의 유효 범위(132㎜×132㎜)에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 2.0α(4)㎚/㎝ 이하인 합성 석영 유리 블록을 양호로서 선별함으로써, 복굴절률의 최댓값이 2㎚/㎝ 이하인 합성 석영 유리 기판을 고취득률로 얻을 수 있다.
한편, 얻어지는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위(132㎜×132㎜)에 상당하는 범위 내에 복굴절률값의 최댓값이 있는 복굴절률 분포를 갖는 경우, 연삭 가공 후에 복굴절률값이 저감되지 않고, 고복굴절률 부위로서 잔류한다. 이로 인해, 선별시의 역치를 α(2)㎚/㎝ 이하로 설정하지 않으면 복굴절률의 최댓값이 2㎚/㎝ 이하인 합성 석영 유리 기판을 고취득율로 얻을 수 없다.
합성 석영 유리 기판의 복굴절률 규격이 α㎚/㎝ 이하이면, 합성 석영 유리 블록의 경우는, 상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 얻어지는 복굴절률 분포에 의한 선별이 양호인 경우, 블록으로부터 얻어지는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 2.0α㎚/㎝ 이하, 보다 바람직하게는 1.5α㎚/㎝ 이하, 더욱 바람직하게는 1.0α㎚/㎝ 이하인 경우를 양호라고 판정하는 것이 바람직하다. 한편, 합성 석영 유리판체의 경우는, 복굴절률 분포에 의한 선별이 양호인 경우는, 얻어지는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 1.5α㎚/㎝ 이하, 보다 바람직하게는 1.25α㎚/㎝ 이하, 더욱 바람직하게는 1.0α㎚/㎝ 이하인 경우를 양호라고 판정하는 것이 바람직하다.
또한, ArF 액침 세대용의 포토마스크용 합성 석영 유리 기판용의 규격으로서 복굴절률의 최댓값이 2㎚/㎝ 이하인 합성 석영 유리 기판이 요구되고 있지만, 합성 석영 유리 블록 또는 합성 석영 유리판체일 때에 측정한 값과, 경면으로 가공된 후의 합성 석영 유리 기판에서 측정한 값은 어느 정도 오차가 생긴다. 그로 인해, 조면의 블록 또는 조면의 판체에서 측정한 복굴절률값의 역치를 낮게 설정하면, 경면의 합성 석영 유리 기판에서 측정한 경우에 복굴절률 2㎚/㎝ 이하가 되는 기판까지도 양품으로부터 탈락되어, 원료를 낭비할 가능성이 있다. 한편, 역치를 높게 설정하면 경면으로 가공된 후의 합성 석영 유리 기판에서 측정한 경우에 2㎚/㎝를 초과해 버리는 규격 외의 기판이 많아지고, 그와 같은 규격 외 기판에 대해 평탄도나 결함을 만들어 넣는 수고가 드는 경우가 많아져, 생산성이 악화되는 경우가 있다.
상술한 설명에서, 복굴절률의 규격 α가 2㎚/㎝인 경우에, 합성 석영 유리 블록의 측정 시에 최댓값이 2.0α(4)㎚/㎝에서 선별한 것에 대해, 경면으로 가공된 합성 석영 유리 기판에서는 2㎚/㎝에서 합격 여부를 판정한다고 기재하였다. 역치에 차가 있는 것은 합성 석영 유리 블록의 복굴절률 분포로부터, 잘라 내어지는 합성 석영 유리 기판의 복굴절률값을 정확하게 예상하는 것이 어렵고, 오차를 고려하고 있기 때문이다. 블록은 기판에 비해 두께가 있으므로, 두께 방향으로 복굴절률의 편차가 있었던 경우, 블록의 복굴절률값은 두께 방향의 평균값이 된다. 그로 인해, 잘라내어진 합성 석영 유리 기판은 기판 사이에서 값에 편차가 생기는 경우가 있다. 또한, 블록의 단계에서 기판의 유효 범위와 동일 범위라고 상정되는 범위의 복굴절률 분포를 측정하고, 기판의 복굴절률값을 예상하지만, 수㎜ 정도 오차가 생기는 경우가 있다. 또한, 액체의 도포 방법이 불균일한 경우나, 액체의 굴절률과 석영 유리의 굴절률의 차가 ±0.15의 범위가 되도록 선택해도, 약간의 오차가 생기는 등, 다양한 요인이 있고, 블록의 복굴절률 분포로부터, 잘라 내어지는 합성 석영 유리 기판의 복굴절률값을 정확하게 예상하는 것은 어렵다.
그로 인해, 원재료가 귀중한 경우나, 원재료 비용이 비교적 높은 경우 등은, 원재료를 낭비하지 않기 위해, 연마 가공되고 경면화된 합성 석영 유리 기판의 합격 여부 판정의 역치보다, 블록에서의 선별의 역치를 약간 높게 설정해 두는 것이 바람직하다. 한편, 원재료의 제작이 비교적 용이한 경우나, 원재료 비용이 비교적 저렴하고, 상대적으로 가공 공정의 비용 쪽이 높아지는 경우(예를 들어, 평탄도나 결함에 요구되는 규격이 높은 경우), 기판의 복굴절률 합격 여부 판정의 선별 역치에 비해 블록의 복굴절률의 선별 역치를 엄격하게 하여, 최종적으로 얻어지는 제품 기판에 있어서의 복굴절률의 규격에 의한 선별의 합격률을 높이고, 가공 공정의 비용을 가능한 한 억제하는 플로우를 설계할 수도 있다.
한편, 제품에 요구되는 복굴절률의 규격이 엄하지 않고, 역치를 높게 설정할 수 있는 경우는 기판간의 편차 등에 의한 합성 석영 유리 블록의 복굴절률 측정값과 기판의 복굴절률 측정값간의 오차를 고려하여, 대략 전체 수의 기판이 합격하도록 블록의 선별 역치에 대해 여유를 갖고 낮게 설정해도 충분한 수율을 확보할 수 있다고 생각된다. 이와 같은 경우는, 수고를 들여 기판에서 전체 수 측정하는 것보다도 블록에서 측정한 값으로 블록마다 합격 여부를 판정하는 방식도 생각된다. 이 방법이 측정 횟수도 적어, 경제적이다.
이와 같이 하여 선정 공정을 거친 후, 합성 석영 유리 블록의 경우, 양호라고 판정된 합성 석영 유리 블록에 대해 복굴절률 분포의 측정을 행하기 위해 도포한 액체를 제거 후, 판상으로 절단하여, 합성 석영 유리판체를 얻는다. 합성 석영 유리판체의 경우는 마찬가지로 도포한 액체를 제거한 것에 대해, 연삭 또는 랩 가공 공정, 조연마 공정, 최종 정밀 연마 공정을 행하여, 합성 석영 유리 기판을 얻는다. 이들 각 연마 공정은 종래부터 채용되어 온 통상의 방법으로 행할 수 있고, 이에 의해, 예를 들어 표면 조도 Ra 0.05 내지 1㎚이고, 복굴절률이 2㎚/㎝ 이하인 합성 석영 유리 기판을 제조할 수 있다.
본 발명은 합성 석영 유리 기판의 가공 제조 공정의 비교적 빠른 단계에 있어서 복굴절률 분포 선별을 행함으로써, 특히 ArF 엑시머 레이저용, 또한 ArF 액침 기술 등에도 사용되는 레티클, 포토마스크용 합성 석영 유리 기판의 제조에 있어서 다음과 같은 이점이 예상된다. 포토마스크용 합성 석영 유리 기판용의 각각의 그레이드에 적합한 기판, 즉 각 물성에 고품질이 요구되는 규격이 엄격한 포토마스크용 합성 석영 유리 기판이며, 예를 들어 복굴절률 2㎚/㎝, 평탄도 0.3㎛, 결함으로서 0.1㎛를 초과하는 이물이 없는 표면이 요구되는 기판과, 비교적 규격이 엄격하지 않은 포토마스크용 합성 석영 유리 기판이며, 예를 들어 복굴절률에 상관없이, 평탄도 0.8㎛, 결함으로서 1.0㎛를 초과하는 이물이 없는 표면이 요구되는 기판 등을 구분지어 제조할 때에, 후속 공정에서 연삭 또는 랩 가공 공정, 조연마 공정, 최종 정밀 연마 공정을 통해 정밀하게 경면화된 유리 기판으로 가공되는 원재료의 단계, 즉 합성 석영 유리 블록이나 합성 석영 유리 블록으로부터 판상으로 잘라 내어지는 판체의 단계에서 복굴절률 선별함으로써, 예를 들어 복굴절률 2㎚/㎝의 규격에 들어가는 것이 예상되는 양품의 원재료에 대해서만 평탄도나 결함 규격의 제조를 행하고, 복굴절률이 규격에 들어가지 않을 것으로 예상되는 원재료에의 과도한 제조를 피할 수 있으므로, 포토마스크용 합성 석영 유리 기판의 생산성을 높여, 경제적으로 제조하는 것이 가능해진다.
[실시예]
이하, 본 발명의 상세에 대해 실시예에 의해 더욱 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
세로×가로×두께가 187㎜×187㎜×50㎜, 표면의 면 조도(Sa)가 2.0㎛인 합성 석영 유리 블록을 준비하였다. 합성 석영 유리 블록의 대향하는 187㎜×187㎜의 2면에 대해, 폴리에틸렌글리콜(PEG)(와코 준야쿠 고교(주)제, 폴리에틸렌글리콜 400)을 솔에 의해 남김 없이 도포하고, 광이 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 상태로 하였다. 계속해서, (주) 포토닉 래티스제의 복굴절률 측정 장치(WPA-100)에서, 파장 543㎚에 있어서의 PEG 도포면의 복굴절률 분포를 실온(25℃)에서 측정하였다. 합성 석영 유리 블록의 복굴절률 분포는 복굴절률의 최댓값이 각변 152×152㎜ 내보다 외측에 있고, 후속 공정에서 잘라 내어지는 6인치 기판(각변 152×152㎜)의 유효 범위(각변 132×132㎜)에 상당하는 합성 석영 유리 블록 상의 유효 범위 내에 복굴절률의 최댓값이 없는 것을 확인하였다. 또한, 이 합성 석영 유리 블록의 복굴절률값은 각변 132×132㎜ 내의 최댓값에 1.48을 곱하고, 파장 193㎚에 있어서의 복굴절률값으로 환산하였다. 환산 후의 합성 석영 유리 블록의 복굴절률의 최댓값은 4.1㎚/㎝였다. 얻어진 합성 석영 유리 블록은 복굴절률 2㎚/㎝ 규격 품종용으로 하여 가공하는 것으로 하였다.
그 후, 블록으로부터 슬라이스 기판을 잘라내고, 랩 가공 공정, 경질 우레탄 연마천과 산화세륨계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 조연마 공정, 스웨이드계 연마천과 콜로이달 실리카계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 최종 정밀 연마 공정을 거쳐서 정밀 경면의 각변 6인치인 두께 6.35㎜의 합성 석영 유리 기판 6매를 얻었다.
얻어진 합성 석영 유리 기판에 대해, 1매마다 유효 범위(각변 132×132㎜) 내의 복굴절률을 측정하였다. 그 결과, 파장 193㎚에 있어서의 복굴절률의 최댓값은 1.3, 1.7, 1.5, 1.8, 1.8, 2.6㎚/㎝이고, 6매 중 5매를 2㎚/㎝ 규격 품종으로 하여 취득할 수 있었다.
[실시예 2]
세로×가로×두께가 187㎜×187㎜×50㎜, 표면의 면 조도(Sa)가 2.0㎛인 합성 석영 유리 블록을 준비하였다. 합성 석영 유리 블록의 대향하는 187㎜×187㎜의 2면에 대해, PEG를 솔에 의해 남김 없이 도포하고, 광이 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 상태로 하였다. 계속해서 파장 543㎚에 있어서의 PEG 도포면의 복굴절률 분포를 실온(25℃)에서 측정하였다. 합성 석영 유리 블록의 복굴절률 분포는 복굴절률의 최댓값이 각변 152×152㎜ 내보다 외측에 있고, 후속 공정에서 잘라 내어지는 6인치 기판(각변 152×152㎜)의 유효 범위(각변 132×132㎜)에 상당하는 합성 석영 유리 블록 상의 유효 범위 내에 복굴절률의 최댓값이 없는 것을 확인하였다. 또한, 이 합성 석영 유리 블록의 복굴절률값은 각변 132×132㎜ 내의 최댓값에 1.48을 곱하고, 파장 193㎚에 있어서의 복굴절률값으로 환산하였다. 환산 후의 합성 석영 유리 블록의 복굴절률의 최댓값은 2.3㎚/㎝였다. 얻어진 합성 석영 유리 블록은 복굴절률 2㎚/㎝ 규격 품종용으로 하여 가공하는 것으로 하였다.
그 후, 블록으로부터 슬라이스 기판을 잘라내고, 랩 가공 공정, 경질 우레탄 연마천과 산화세륨계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 조연마 공정, 스웨이드계 연마천과 콜로이달 실리카계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 최종 정밀 연마 공정을 거쳐서 정밀 경면의 각변 6인치인 두께 6.35㎜의 합성 석영 유리 기판 6매를 얻었다.
얻어진 합성 석영 유리 기판에 대해, 1매마다 유효 범위(각변 132×132㎜) 내의 복굴절률을 측정하였다. 그 결과, 파장 193㎚에 있어서의 복굴절률의 최댓값은 1.0, 0.9, 1.2, 1.4, 1.4, 1.2㎚/㎝이고, 6매 중 6매를 2㎚/㎝ 규격 품종으로 하여 수율 100%로 취득할 수 있었다.
[실시예 3]
세로×가로×두께가 260㎜×260㎜×50㎜, 표면의 면 조도(Sa)가 2.0㎛인 합성 석영 유리 블록을 준비하였다. 합성 석영 유리 블록의 대향하는 260×260㎜의 2면에 대해, PEG를 솔에 의해 남김 없이 도포하고, 광이 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 상태로 하였다. 계속해서 파장 543㎚에 있어서의 PEG 도포면의 복굴절률 분포를 실온(25℃)에서 측정하였다.
합성 석영 유리 블록의 복굴절률 분포는 복굴절률의 최댓값이 각변 228×228㎜ 내보다 외측에 있고, 후속 공정에서 잘라 내어지는 9인치 기판(각변 228×228㎜)의 유효 범위(각변 208×208㎜)에 상당하는 합성 석영 유리 블록 상의 유효 범위 내에 복굴절률의 최댓값이 없는 것을 확인하였다. 또한, 이 합성 석영 유리 블록의 복굴절률값은 각변 208×208㎜ 내의 최댓값에 1.48을 곱하고, 파장 193㎚에 있어서의 복굴절률값으로 환산하였다. 환산 후의 합성 석영 유리 블록의 복굴절률의 최댓값은 2.4㎚/㎝였다. 얻어진 합성 석영 유리 블록은 복굴절률 2㎚/㎝ 규격 품종용으로 하여 가공하는 것으로 하였다.
그 후, 블록으로부터 슬라이스 기판을 잘라내고, 랩 가공 공정, 경질 우레탄 연마천과 산화세륨계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 조연마 공정, 스웨이드계 연마천과 콜로이달 실리카계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 최종 정밀 연마 공정을 거쳐서 정밀 경면의 각변 9인치인 두께 6.35㎜의 합성 석영 유리 기판 6매를 얻었다.
얻어진 합성 석영 유리 기판에 대해, 1매마다 유효 범위(각변 208×208㎜) 내의 복굴절률을 측정하였다. 그 결과, 파장 193㎚에 있어서의 복굴절률의 최댓값은 1.9, 1.6, 1.5, 1.7, 1.8, 1.2㎚/㎝이고, 6매 중 6매를 2㎚/㎝ 규격 품종으로 하여 수율 100%로 취득할 수 있었다.
[실시예 4]
세로×가로×두께가 152㎜×152㎜×6.90㎜, 표면의 면 조도(Sa)가 1.5㎛인 합성 석영 유리판체를 준비하였다. 합성 석영 유리판체의 대향하는 152㎜×152㎜의 2면에 대해, PEG를 솔에 의해 남김 없이 도포하고, 광이 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 상태로 하였다. 계속해서 파장 543㎚에 있어서의 PEG 도포면의 복굴절률 분포를 실온(25℃)에서 측정하였다. 합성 석영 유리판체의 복굴절률 분포는 복굴절률의 최댓값이 각변 140×140㎜ 내보다 외측에 있고, 후속 공정에서 얻어지는 6인치 기판(각변 152×152㎜)의 유효 범위(각변 132×132㎜)에 상당하는 합성 석영 유리판체 상의 유효 범위 내에 복굴절률의 최댓값이 없는 것을 확인하였다. 또한, 이 합성 석영 유리판체의 복굴절률값은 각변 132×132㎜ 내의 최댓값에 1.48을 곱하고, 파장 193㎚에 있어서의 복굴절률값으로 환산하였다. 환산 후의 합성 석영 유리판체의 복굴절률의 최댓값은 4.8㎚/㎝였다. 이 결과로부터, 합성 석영 유리판체는 복굴절률 5㎚/㎝ 규격 품종용으로 하여 가공하는 것으로 하였다.
그 후, 랩 가공 공정, 경질 우레탄 연마천과 산화세륨계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 조연마 공정, 스웨이드계 연마천과 콜로이달 실리카계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 최종 정밀 연마 공정을 거쳐서 정밀 경면의 각변 6인치인 두께 6.35㎜의 합성 석영 유리 기판을 얻었다.
얻어진 합성 석영 유리 기판에 대해, 유효 범위(각변 132×132㎜) 내의 복굴절률을 측정하였다. 그 결과, 파장 193㎚에 있어서의 복굴절률의 최댓값은 4.7㎚/㎝이고, 5㎚/㎝ 규격 품종으로 하여 취득할 수 있었다.
[실시예 5](불량이라고 판정하는 경우)
세로×가로×두께가 187㎜×187㎜×50㎜, 표면의 면 조도(Sa)가 2.0㎛인 합성 석영 유리 블록을 준비하였다. 합성 석영 유리 블록의 대향하는 187㎜×187㎜의 2면에 대해, PEG를 솔에 의해 남김 없이 도포하고, 광이 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 상태로 하였다. 계속해서 파장 543㎚에 있어서의 PEG 도포면의 복굴절률 분포를 실온(25℃)에서 측정하였다. 합성 석영 유리 블록의 복굴절률 분포는 후속 공정에서 잘라 내어지는 6인치 기판(각변 152×152㎜)의 유효 범위(각변 132×132㎜)에 상당하는 합성 석영 유리 블록 상의 유효 범위 내에 복굴절률의 최댓값이 있는 것을 확인하였다. 또한, 이 합성 석영 유리 블록의 복굴절률값은 각변 132×132㎜ 내의 최댓값에 1.48을 곱하고, 파장 193㎚에 있어서의 복굴절률값으로 환산하였다. 환산 후의 합성 석영 유리 블록의 복굴절률의 최댓값은 3.2㎚/㎝였다.
그 후, 블록으로부터 슬라이스 기판을 잘라내고, 랩 가공 공정, 경질 우레탄 연마천과 산화세륨계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 조연마 공정, 스웨이드계 연마천과 콜로이달 실리카계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 최종 정밀 연마 공정을 거쳐서 정밀 경면의 각변 6인치인 두께 6.35㎜의 합성 석영 유리 기판 6매를 얻었다.
얻어진 합성 석영 유리 기판에 대해, 1매마다 유효 범위(각변 132×132㎜) 내의 복굴절률을 측정하였다. 그 결과, 파장 193㎚에 있어서의 복굴절률의 최댓값은 각각 2.9, 3.5, 3.3, 2.7, 3.3, 2.8㎚/㎝이고, 1매도 2㎚/㎝ 규격 품종으로 하여 취득할 수 없었다. 가령 조면의 합성 석영 유리 블록의 상태에서 선별을 행하지 않고, 블록을 2㎚/㎝ 규격 품종의 제조용으로 한 경우, 목적 품종의 기판을 취득할 수 없어, 불필요한 기판을 제조하게 되었었다.
[실시예 6](불량이라고 판정하는 경우)
세로×가로×두께가 152㎜×152㎜×6.90㎜, 표면의 면 조도(Sa)가 1.5㎛인 합성 석영 유리판체를 준비하였다. 합성 석영 유리판체의 대향하는 152㎜×152㎜의 2면에 대해, PEG를 솔에 의해 남김 없이 도포하고, 광이 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 상태로 하였다. 계속해서 파장 543㎚에 있서의 PEG 도포면의 복굴절률 분포를 실온(25℃)에서 측정하였다. 합성 석영 유리판체의 복굴절률 분포는 후속 공정에서 얻어지는 6인치 기판(각변 152×152㎜)의 유효 범위(132×132㎜)에 상당하는 합성 석영 유리판체 상의 유효 범위 내에 복굴절률의 최댓값이 있는 것을 확인하였다. 또한, 이 합성 석영 유리판체의 복굴절률값은 각변 132㎜×132㎜ 내의 최댓값에 1.48을 곱하고, 파장 193㎚에 있어서의 복굴절률값으로 환산하였다. 환산 후의 합성 석영 유리판체의 복굴절률의 최댓값은 2.6㎚/㎝였다.
그 후, 랩 가공 공정, 경질 우레탄 연마천과 산화세륨계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 조연마 공정, 스웨이드계 연마천과 콜로이달 실리카계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 최종 정밀 연마 공정을 거쳐서 정밀 경면의 각변 6인치인 두께 6.35㎜의 합성 석영 유리 기판을 얻었다.
얻어진 합성 석영 유리 기판에 대해, 유효 범위(각변 132×132㎜) 내의 복굴절률을 측정하였다. 그 결과, 파장 193㎚에 있어서의 복굴절률의 최댓값은 2.5㎚/㎝이고, 2㎚/㎝ 규격 품종으로 하여 취득할 수 없었다. 가령 조면의 합성 석영 유리판체의 상태에서 선별을 행하지 않고, 판체를 2㎚/㎝ 규격 품종의 제조용으로 한 경우, 목적 품종의 기판을 취득할 수 없어, 불필요한 기판을 제조하게 되었었다.

Claims (13)

  1. 합성 석영 유리 블록을 준비하는 공정과,
    상기 합성 석영 유리 블록의 임의의 면과 그에 대향하는 면이며, 면의 조도(Sa)가 1㎜ 이하인 2면에 대해, 복굴절률을 측정하는 파장에 있어서의 투과율이 99.0%/㎜ 이상인 액체를 도포하는 공정과,
    한쪽의 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 합성 석영 유리 블록의 복굴절률 분포를 측정하는 공정과,
    얻어진 복굴절률 분포에 기초하여, 합성 석영 유리 블록의 불량 선별을 행하는 공정을 포함하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 얻어지는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 합성 석영 유리 블록 상의 유효 범위 내에 복굴절률의 최댓값이 없는 복굴절률 분포를 갖는 경우를 양호라고 판정하는 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 합성 석영 유리 기판의 복굴절률 규격을 α㎚/㎝ 이하로 한 경우, 블록으로부터 판상으로 잘라 내어지는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 2.0α㎚/㎝ 이하인 경우를 양호라고 판정하는 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 선별을 행하는 공정 후, 양호라고 판정된 합성 석영 유리 블록을 판상으로 절단하고, 얻어진 합성 석영 유리판체를 연삭 또는 랩 가공 공정, 조연마 공정, 최종 정밀 연마 공정을 실시하도록 한 제조 방법.
  5. 합성 석영 유리 블록을 준비하는 공정과,
    상기 합성 석영 유리 블록을 판상으로 절단하고, 상기 합성 석영 유리판체의 임의의 면과 그에 대향하는 면이며, 면의 조도(Sa)가 1㎜ 이하인 2면에 대해, 복굴절률을 측정하는 파장에 있어서의 투과율이 99.0%/㎜ 이상인 액체를 도포하는 공정과,
    한쪽의 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 합성 석영 유리판체의 복굴절률 분포를 측정하는 공정과,
    얻어진 복굴절률 분포에 기초하여, 합성 석영 유리판체의 불량 선별을 행하는 공정을 포함하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 얻어지는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 합성 석영 유리판체 상의 유효 범위 내에 복굴절률의 최댓값이 없는 복굴절률 분포를 갖는 경우를 양호라고 판정하는 제조 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 합성 석영 유리 기판의 복굴절률 규격을 α㎚/㎝ 이하로 한 경우, 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 1.5α㎚/㎝ 이하인 경우를 양호라고 판정하는 제조 방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 선별을 행하는 공정 후, 양호라고 판정된 합성 석영 유리판체를 연삭 또는 랩 가공 공정, 조연마 공정, 최종 정밀 연마 공정을 실시하도록 한 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체의 굴절률과 합성 석영 유리의 굴절률의 차가 ±0.15의 범위인 것을 특징으로 하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
  11. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체가 물, 1가 알코올, 다가 알코올, 에테르, 알데히드, 케톤, 카르복실산, 탄화수소 및 이들의 수용액에서 선택되는 액체인 것을 특징으로 하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
  12. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체가 분자량 200 이상의 다가 알코올인 것을 특징으로 하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
  13. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체의 증기압이 25℃, 101.3㎪에 있어서 3.2㎪보다 작은 것을 특징으로 하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
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