KR20060034665A

KR20060034665A - 전자 소자 기판의 평탄도 결정 방법 및 그 기판의제조방법, 마스크 블랭크 제조 방법, 전사 마스크 제조방법, 폴리싱 방법, 전자 소자 기판, 마스크 블랭크, 전사마스크 및 폴리싱 장치

Info

Publication number: KR20060034665A
Application number: KR1020060027994A
Authority: KR
Inventors: 케사히로 코이케; 마사토 오츠카; 야스타카 토치하라
Original assignee: 호야 가부시키가이샤
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2006-04-24
Also published as: DE10314212B4; US6951502B2; DE10314212A1; KR100890853B1; KR20030078804A; US7455785B2; US20030186624A1; KR100773187B1; US20050186691A1

Abstract

기판의 평탄도는 기판에 형성된 박막의 막 응력으로부터 기인한 평탄도의 변화를 예견함으로써 마스크 블랭크의 소망의 평탄도를 달성하도록 결정된다. 평탄도는 측정 평탄도로서 기판의 평탄도를 측정하고, 측정 평탄도를 참고로 로드 타입을 선택하고, 로드 타입에 의해 지정된 압력 분포 하에서 기판을 폴리싱함으로써 조정된다. 기판의 주요면은 0㎛ 초과 0.25㎛ 이하의 평탄도를 가진다. 폴리싱 장치는 회전가능한 표면 테이블, 그위에 형성된 폴리싱 패드, 연마재를 폴리싱 패드에 공급하기 위한 연마재 공급 수단, 기판 유지 수단과 그리고 기판을 가압하는 기판 가압 수단을 포함한다. 기판 가압 수단은 기판 표면의 다수의 나누어진 영역을 개별적으로 바람직하게 가압하기 위한 다수의 가압 수단을 포함한다.

Description

전자 소자 기판의 평탄도 결정 방법 및 그 기판의 제조방법, 마스크 블랭크 제조 방법, 전사 마스크 제조 방법, 폴리싱 방법, 전자 소자 기판, 마스크 블랭크, 전사 마스크 및 폴리싱 장치{METHOD OF DETERMINING A FLATNESS OF AN ELECTRONIC DEVICE SUBSTRATE, METHOD OF PRODUCING THE SUBSTRATE, METHOD OF PRODUCING A MASK BLANK, METHOD OF PRODUCING A TRANSFER MASK, POLISHING METHOD, ELECTRONIC DEVICE SUBSTRATE, MASK BLANK, TRANSFER MASK, AND POLISHING APPARATUS}

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 전자 소자 기판의 평탄도를 결정하는 방법을 도시하는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 전자 소자 기판의 평탄도를 조정하는 방법에 사용된 폴리싱 장치의 평면도.

도 3은 도 2의 A-A'선을 따라 취한 단면도.

도 4는 기판이 볼록 형상인 경우에 본 발명에 따른 전자 소자 기판의 평탄도를 조정하기 위한 방법을 도시하는 도면.

도 5는 기판이 오목한 형상을 가지는 경우에 도 4와 유사한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 폴리싱 장치의 개략도.

도 7은 도 6에 도시한 폴리싱 장치의 기판 프로파일 조정 섹션의 개략도.

도 8은 도 6에 도시한 폴리싱 장치의 기판 표면 결함 제거 섹션의 개략도.

도 9는 폴리싱 장치의 양호한 실시예의 개략도.

도 10은 리테이너 링을 도시하는 도면.

도 11은 전자 소자 기판의 제조 과정을 도시하는 플루우 챠트.

도 12는 폴리싱 장치의 기판 프로파일 조정섹션의 상면도.

도 13은 도 12의 A-A'선을 따라 취한 단면도.

도 14는 기판 프로파일 수정 섹션의 개략도.

도 15는 전자 소자 기판의 제조 과정을 도시하는 플루우 챠트.

도 16은 기존의 싱글-웨이퍼 단측면 폴리싱 장치의 개략도.

도 17은 폴리싱될 기판을 도시하는 도면.

도 18은 폴리싱 조건을 도시하는 도면.

도 19는 다른 폴리싱 조건을 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1, 1': 표면 테이블 2, 2': 폴리싱 패드

3, 23': 가압 부재 4, 24': 가압 부재 유지 수단

5, 22': 리테이너 링 6: 기판

6': 기판 프로파일 조정 섹션 7': 결함 제거 가압판

9': 기판 결함 제거 섹션 21': 패킹 패드

26': 압력 제어 수단 51': 탄성 부재

31': 캐리어

본 발명은 마스크 블랭크에 사용된 전자 소자 기판의 평탄도 결정 방법, 평탄도를 조정한 기판의 제조방법, 마스크 블랭크 제조 방법, 전사 마스크 제조 방법, 폴리싱 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 높은 평탄도와 높은 평행도를 가지는 전자 소자 기판, 상기 기판을 이용하는 마스크 블랭크 및 전사 마스크, 및 폴리싱 장치에 관한 것이다.

반도체 집적회로 장치의 제조시, 포토리쏘그래피 기술은 배선 영역과 다른 다양한 영역을 형성하는 프로세스에 사용된다. 포토리쏘그래피 기술을 사용하는 포토리쏘그래피 프로세스에서, 포토마스크는 노광용 원판(original pattern)으로서 사용된다. 포토마스크는 투명 기판과 그 위에 형성된 패턴을 가지는 불투명 박막을 포함한다. 불투명 박막의 패턴이 노광 장치에 의해서 반도체 웨이퍼 또는 대상 기판으로 전사된다. 그러므로, 반도체 집적 회로 소자가 제조된다. 반도체 웨이퍼로 전사된 패턴은 포토마스크의 평탄성에 의존하는 특성을 가진다. 그러므로, 포토마스크내에 사용된 투명 기판은 높은 평탄성이 요구된다. 투명 기판의 평탄성은 투명 기판의 표면의 최대 높이와 최소 높이사이의 차이, 특히 최소 자승법(a least square method)에 의해서 측정된 면으로부터 계산된 가상 절대 평면에 대해서 측정된 면의 최대 높이와 최소 높이사이의 차이로서 정의된다. 현재로, 폴리싱 패드의 개선, 연마 그레인(abrasive grains)의 개선과 폴리싱 조건의 제어의 결과로서, 1㎛ 정도의 높은 평탄도가 포토마스크내에 사용된 투명 기판내에서 달성된다.

투명 기판의 이런 높은 평탄도가 상술한 바와 같이 달성되어도, 포토마스크의 재료로서 포토마스크 블랭크의 전체 평탄도는 박막 자체가 막 응력을 가지기 때문에 투명 기판상에 형성된 박막에 의해서 악화된다. 포토마스크 블랭크의 전체 평탄도의 악화는 박막이 패터닝되고 포토마스크가 제조될 때 패턴 위치 정확도를 나쁘게 한다. 따라서, 패턴이 반도체 웨이퍼로 전사되면, 패턴 위치어긋남(pattern displacement error) 또는 패턴 결함이 발생하게 될 것이다.

상술한 관점에서, 증착 조건 또는 막 재료를 변경함으로써 투명 기판상에 형성된 박막의 막 응력을 감소하는 것이 시도되고 있다. 그러나, 최근 반도체 집적 회로의 고밀도화와 고 정도화(精度化)에서는, 이러한 감소된 박막의 막 응력은 여전히 무시할 수 없다. 특히, 소망의 광학 특성을 얻기 위해서, 투명 기판상에 형성된 박막을 다층으로 형성하는 경향이 있다. 그러므로 박막의 막 응력을 제어하는 것은 어렵다.

한편, 전자 소자의 투명 기판은 각각 평탄도가 다르고 기판의 표면은 볼록 또는 오목 형상을 가진다.

포토마스크 블랭크 또는 포토마스크가 형상이 다른 투명 기판의 사용에 의해 제조되면, 포토마스크 블랭크 또는 포토마스크는 평탄도를 악화시킨다. 이것은 박막이 패터닝되고 포토마스크가 제조될 때 패턴 위치 정확도를 나쁘게 한다. 따라서, 패턴이 반도체 웨이퍼로 전사되면, 패턴 위치어긋남 또는 패턴 결함이 발생하게 될 것이다.

고 밀도와 고 정확도를 가진 VLSL 소자의 최근 개발에 뒤이어, 전자 소자 기 판(마스크 블랭크 기판과 같음)은 기판 표면으로서 미세화(microscopic) 또는 초미세화(ultrafine)가 요구된다. 상술한 요구는 해마다 보다 더 엄격해져 간다.

최근 몇 년에, 기판 표면상의 표면 결함(흠(flaw)과 같은) 및 표면 거칠기(粗度)(평활성) 뿐만 아니라 기판의 프로파일 정확도(평탄도)을 위해서, 요구조건은 보다 더 엄격해진다. 초고 평탄도를 가진 마스크 블랭크 기판에 대한 요구가 일어나고 있다.

예를 들어, 마스크 블랭크 기판은 비심사청구된 일본 특허 공개 공보 JP 1-40267호에 개시되어 있다. 이 공보에서는, 기판 표면의 표면 조도를 감소시키기 위해 정밀 폴리싱 방법을 제안하고 있다. 이 방법은 소위 배치형 방법(batch-type method)으로, 다수의 기판을 동시에 폴리싱한다. 기판은 주성분으로서 세륨산화물을 포함하는 연마재의 사용에 의해 폴리싱되고 그후 콜로이달 실리카(colloidal silica)를 사용해서 폴리싱함으로써 마무리된다. 양면 폴리싱 장치(투윈(twin) 폴리싱 장치)를 사용하는 양면 폴리싱 기술(투윈 폴리싱 기술)이 기술되어 있다.

양면 폴리싱 장치를 이용하는 양면 폴리싱 기술에서, 높은 평활성을 가지는 기판은 작은 입자 크기를 가진 연마재의 사용에 의해 달성될 수 있다. 그러나, 기판 테이블의 넓은 평면내에 기판 테이블의 정확도를 유지하는 것이 어렵다. 다수의 기판이 캐리어와 함께 자전하고 공전하면서 폴리싱되기 때문에, 각 개별 기판의 평탄도를 수정하는 것은 불가능하다.

폴리싱이, 표면 테이블의 정확도가 개선된 양면 폴리싱 장치의 사용과 표면 테이블 냉각 방법, 슬러리 공급 방법 및 폴리싱 조건(표면 테이블 회전속도, 캐리 어의 자전속도 및 공전속도 등)을 조정함으로써 수행되어도, 폴리싱 후 얻어진 기판의 주요면의 평탄도(기판의 측면으로부터 3mm 죤(zone)을 제외한 영역에서의 기판의 주요면의 평탄도)는 절대값으로서 0.5㎛의 한계를 가진다.

기판의 평탄도로서 0.5㎛에 대응하는 반도체 집적 회로의 디자인 룰은 180nm이다. 차세대 반도체 집적회로에 대해서, 디자인 룰은 130nm, 100nm, 70nm 그리고 보다 작은 값으로 될 것을 예상한다. 상술한 바와 같이, 0.25㎛ 이하의 평탄도를 가지고 차세대 반도체 집적회로의 디자인 룰에 대응하는 (ArF, F₂, EUV) 마스크용 기판으로서 사용하기에 적합한 고평탄도 기판을 얻기가 어렵다.

폴리싱 조건(폴리싱 패드와 연마재 그레인의 약화와 같은)의 변화와 배치형 폴리싱 방법 때문에, 평탄도가 0.5㎛와 1㎛사이인 경우라도 높은 수율로 마스크 블랭크 기판을 제조하기가 어렵다. 차세대 반도체 집적 회로의 디자인 룰에 적합한 0.5㎛이하, 0.25㎛ 이하 등의 고평탄도를 가지는 기판을 제조하는 것은 거의 불가능하다.

보다 더 소형화되거나 미세화된 패턴의 최근 개발에 따라서, 패턴 폭이 감소하게 된다. 결국, 마스크 블랭크 기판의 주변부의 형상은, 마스크상의 패턴이 스텝퍼의 사용에 의해서 대상물(object)로서 다른 기판에 전사될 때 패턴 위치 정확도에 영향을 준다. 이와 연결해서, 기판의 주요면의 전체 영역(측면과 모따기면(chamfered face)을 제외한 기판의 주요면)이 우수한 평탄도를 가지는 것이 바람직하다. 그러나, 양면 폴리싱 장치를 사용하는 상술한 폴리싱 방법에서는, 평탄도는 약 1㎛가 한계이다.

양면 폴리싱 장치를 이용하는 상술한 폴리싱 방법 외에도, JP2002-46059A호는 직사각형 기판용 폴리싱 장치를 개시한다. 폴리싱 장치는 액정 디스플레이 또는 대형 스크린 반도체 센서의 직사각형 대형 유리 기판상에 형성된 배선막 또는 절연막의 표면의 예정 두께를 균일하게 제거함으로써 매우 작은 요철을 평탄화하는 작용을 한다. 폴리싱 장치는 기판의 후면의 측면상에 배치된 다수의 가압 수단을 포함한다. 가압 수단이 폴리싱 시트에 대해서 기판을 누르면, 기판은 회전한다. 그러므로, 기판은 단측면에서 폴리싱된다. 각 가압 수단은 마이크로미터 나사와 스프링을 포함한다. 마이크로미터 나사를 회전함으로써, 스프링의 탄성력은 기판상에 생긴 가압력을 제어하도록 조정된다.

상술한 폴리싱 장치는 1.1mm의 두께를 가진 얇은 기판상에 형성된 절연막의 일부분을 균일하게 제거하는 것을 제안하고 절연막의 두께의 균일성을 개선하는 것이 목적이다. 그러나, 6.5mm의 두께(6인치 기판의 경우에)를 가진 마스크 블랭크 기판과 같은 두꺼운 기판에 대해서, 상술한 폴리싱 장치는 가압력이 불충분하기 때문에 기판의 평탄도를 효과적으로 조정할 수 없다. 상술한 폴리싱 장치의 가압 수단에서, 스프링 추력(spring thrust force)은 마이크로미터 나사의 위치에 의존해서 변경되어야 한다. 이것은 디지털 신호로서 데이터에 의해 쉽게 나타낼 수 없다. 그러므로, 가압력은 제어하기 어렵다.

그러므로, 본 발명의 목적은 박막을 포함하는 마스크 블랭크 제조 방법과 패 턴을 가진 전사 마스크 제조 방법을 제공하는 것으로, 여기서는 박막 자체가 막 응력을 가질지라도 마스크 블랭크의 소망의 평탄도와 전사 마스크의 소망의 평탄도를 달성할 수 있고 전사 마스크의 패턴 위치 정확도의 악화를 피할 뿐만 아니라 패턴 전사 동안 패턴 위치 어긋남 또는 패턴 결함의 발생을 피할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 상술한 목적을 달성하기 위해서 전자 소자용 기판의 평탄도 결정 방법과 전자 소자용 기판 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 차세대 반도체 집적 회로의 디자인 룰에 대응하는 0.25㎛ 이하의 평탄도를 가진 높은 평탄도 전자 소자 기판을 제공하고, 이런 전자 소자 기판의 사용에 의해 생성된 마스크 블랭크와 전사 마스크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 0.25㎛ 이하의 평탄도를 가진 높은 평탄도 전자 소자 기판을 신뢰성 있게 얻을 수 있는 신규의 폴리싱 장치와 신규의 폴리싱 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 차세대 반도체 집적 회로의 디자인 룰에 대응하는 0.25㎛ 이하의 평탄도를 가진 높은 평탄도 전자 소자 기판을 높은 수율로 신뢰성 있게 얻을 수 있는, 전자 소자 기판 제조 방법과, 전자 소자 기판의 사용에 의해 전사 마스크가 제조될 때 패턴 위치 정확도와 패턴 노광 동안 패턴 전사 정확도를 개선할 수 있는, 마스크 블랭크와 전사 마스크 제조 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 아래의 수단을 제공한다.

(제 1발명), 전자 소자 기판의 평탄도 결정 방법으로서, 상기 기판의 평탄도 를 기판의 주요면상에 형성되어 노출 광의 광학 변화를 야기하는 박막과 상기 기판을 포함하는 마스크 블랭크의 소망의 평탄도를 달성하도록 결정하며, 상기 방법은 상기 기판상에 형성되는 박막의 막 응력으로부터 기인한 상기 기판의 평탄도의 변화를 예측(predict)하고 산정(estimate)하는 단계와, 상기 변화를 보상하도록 상기 기판의 평탄도를 결정하는 단계를 포함한다.

(제 2발명), 전자 소자 기판의 평탄도 결정 방법으로서, 상기 기판의 평탄도를 기판의 주요면상에 형성되어 노출 광의 광학 변화를 야기하는 박막을 패터닝함으로서 얻어진 박막 패턴을 포함하는 전사 마스크의 소망의 평탄도를 달성하도록 결정하며, 상기 방법은 상기 기판상에 형성되는 박막의 막 응력으로부터 기인한 상기 기판의 평탄도의 변화와 상기 박막 패턴의 점유율, 위치, 형상중 적어도 하나로부터 기인한 평탄도의 변화를 예상하고 산정하는 단계를 포함한다.

여기에서, 평탄도는 주요면상에 결정된 임의의 기준 평면에 대해서 기판의 주요면의 표면 프로파일의 최대 높이와 최소 높이사이의 차이(즉, 최소 자승법에 의해 측정된 표면으로부터 계산된 가상 절대 평면(초점 평면)에 대해서 측정된 표면의 최대 높이와 최소 높이사이의 차이)로서 정의된다. 평탄도 측정 영역은 적절히 선택될 수 있지만, 바람직하게 주요면의 전체 영역을 커버한다.

여기에서, "박막의 막 응력으로부터 기인한 평탄도의 변화"는 기준 평탄도로서 기판의 평탄도와 기판상에 박막을 형성함으로써 얻은 마스크 블랭크의 평탄도 사이의 차이(즉, 마스크 블랭크의 평탄도 - 기판의 평탄도)로서 정의된다.

지금, "박막의 막 응력으로부터 기인한 평탄도의 변화"를 계산하는 방법에 대해서 상세히 설명하도록 하겠다.

도 1a를 참조하면, 기판 자체의 평탄도를 측정하면 0 ㎛와 같다. 상기 기판상에 박막을 형성하여 마스크 블랭크를 얻는다. 마스크 블랭크의 평탄도를 측정하면 1.1㎛(볼록)이다. 이 경우에, 박막의 막 응력로부터 기인한 평탄도의 변화는 1.1㎛이다.

도 1b를 참조하면, 기판 자체의 평탄도를 측정하면 0 ㎛이다. 상기 기판상에 박막을 형성하여 마스크 블랭크를 얻는다. 마스크 블랭크의 평탄도를 측정하면 1.1㎛(오목)이. 이 경우에, 박막의 막 응력으로부터 기인한 평탄도의 변화는 1.1㎛이다.

그러나, 기판의 평탄도가 0 ㎛인 것은 실질적으로 불가능하다. 도 1c를 참조하면, 기판 자체의 평탄도를 측정하면 0.5 ㎛(볼록)이다. 상기 기판상에 박막을 형성하여 마스크 블랭크를 얻는다. 마스크 블랭크의 평탄도를 측정하면 1.6㎛(볼록)이다. 이 경우에, 박막의 막 응력으로부터 기인한 평탄도의 변화는 1.1㎛(= 1.6 - 0.5)이다.

일반적으로, 기판상에 형성된 박막이 압축 응력을 가진 경우에, 평탄도의 변화는 양(+)이다. 한편, 기판상에 형성된 박막이 인장 응력을 가진 경우에, 평탄도의 변화는 음(-)이다. 재료, 두께, 증착 조건, 등에 따라서, 압축 응력 또는 인장 응력의 크기는 다르다. 상술한 내용을 고려하여, 마스크 블랭크의 제조시의 것과 동일한 증착 조건하에서 종래 평탄도를 가지는 기판상에 예비적으로 그리고 실험적으로 박막을 형성하고, 박막의 막 응력으로부터 기인한 평탄도의 변화가 측정된다. 이런 방법으로, 기판의 평탄도는 마스크 블랭크가 제조될 때 이상적인 평탄도 0㎛를 가지도록 결정된다. 그러므로, 높은 평탄도를 가진 마스크 블랭크를 얻을 수 있다.

여기서, 마스크 블랭크의 소망의 평탄도는 0㎛와 같을 필요는 없다. 예를 들면, 기판의 평탄도는 전사 마스크가 마스크 블랭크의 박막을 패터닝함으로써 얻어질 때 마스크(박막) 패턴의 개구(또는 점유율), 위치 및 형상 중 적어도 어느 하나 에 의해 발생된 응력 변화로부터 기인한 평탄도의 변화를 예상하고 산정함으로써 결정될 수 있다.

마스크 패턴의 점유율이 높은 경우에(마스크 패턴의 개구가 작은 경우에), 현저한 응력 변화가 일어나지 않으므로 평탄도의 변화는 기준인 마스크 블랭크의 평탄도에 대해서 작다. 마스크 패턴의 점유율이 작은 경우에, 응력 변화가 크므로 평탄도의 변화는 크다.

추가로, 또한 박막 패턴의 위치 및 형상에 따라서 기준인 마스크 블랭크의 평탄도에 대해서 응력변화가 일어날 것으로 생각된다.

그러므로, 전사 마스크의 마스크 패턴의 점유율, 위치 및 형상중 적어도 하나로부터 기인한 평탄도의 변화를 예상하고 산정함으로써, 기판의 평탄도는 전사 마스크가 소망의 평탄도를 가지도록 결정된다. 게다가, 기판의 평탄도는 전사 마스크가 제조되어 노광 장치의 스텝퍼에 장착될 때 평탄도의 변화를 예상하고 산정함으로써, 마스크 블랭크의 소망의 평탄도가 결정된 후 결정될 수 있다.

양호하게, 마스크 블랭크의 평탄도는 1㎛ 이하이다. 상술한 평탄도는 측정 영역으로서 마스크 블랭크의 주요면의 전체 영역에 대해서 얻어진다.

마스크 블랭크의 평탄도를 1㎛ 이하로 억제함으로써, 기준 패턴 위치로부터의 패턴 위치어긋남을 감소하고, 박막을 패터닝함으로써 전사 마스크가 제조될 때 패턴 위치 정확도를 개선할 수 있다. 그러므로 1㎛ 보다 크지 않은 마스크 블랭크의 평탄도가 양호하다. 바람직하게, 마스크 블랭크의 평탄도는 0.5㎛ 이하, 보다 양호하게는 0.25㎛ 이하이다. 1㎛ 이하의 평탄도는 0<평탄도≤1㎛로 나타낸다. 이것은 본 명세서에 거쳐서 적용한다.

양호하게, 기판의 평탄도는 1㎛이하이다.

상술한 평탄도는 측정 영역으로서 기판의 주요면의 전체 영역에 대해서 바람직하게 얻어진다.

기판의 평탄도를 1㎛ 이하로 억제함으로써, 기판상의 박막을 형성함으로써 얻어진 마스크 블랭크의 평탄도의 불균일성을 억제하고 더욱이 전사 마스크가 박막을 패터닝함으로써 제조될 때 패턴 위치 정확도를 개선할 수 있다. 이것은 기판의 평탄도와 박막으로부터 기인한 평탄도 변화가 보다 작으면, 절대 정확도를 달성하는데 제어가 보다 용이하고 막 응력의 변화에 의한 나온 패턴의 위치 에러가, 전사 마스크가 제조될 때 보다 작게 되기 때문이다.

본 발명에서의 마스크 블랭크는 투과형 마스크 블랭크와 반사형 마스크 블랭크일 수 있다.

본 발명에서의 박막은 노출광의 광학 변화를 야기하기 위한 박막이다. 예를 들면, 박막은 노출광을 차단하는 기능을 가진 박막, 노출광의 위상차이의 변화를 야기하기 위한 박막과, 노출광을 흡수하는 기능을 가진 박막일 수 있다. 그러므로, 본 발명에서의 용어 "마스크 블랭크"는 넓은 의미로 사용되고, 노출광을 차단하는 기능을 가진 불투명 박막만이 박막으로서 형성되어지는 포토마스크 블랭크와, 노출광의 위상 차이의 변화를 야기하는 위상 시프트 기능을 가진 위상 시프트 박막이 박막으로서 형성되어지는 위상 시프트 마스크 블랭크와, 노출광을 반사하는 기능을 가진 반사성 막과 노출광을 흡수하기 위한 흡수막이 박막으로서 형성되어지는 반사형 마스크 블랭크를 포함한다. 본 발명에서의 마스크 블랭크는 박막이 패터닝될 때 마스크로서 작용하는 레지스트 막(resist film)을 가질 수 있다.

기판의 평탄도 조정 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 평탄도는 기판의 폴리싱 방법 및 폴리싱 조건을 적당히 선택함으로써 조정(제어)될 수 있다. 선택적으로, 기판의 평탄도는 기판의 평탄도를 국부적으로 수정, 예를 들어 폴리싱 후 얻어진 기판의 주요면을 에칭함으로써 조정될 수 있다.

기판을 폴리싱하는 방법은 기판의 주요면을 하나씩 폴리싱하는 싱글 웨이퍼 폴리싱 방법 또는 다수의 기판의 주요면을 한꺼번에 폴리싱하는 배치형 폴리싱 방법일 수 있다.

싱글 웨이퍼 폴리싱 방법은, 폴리싱이 각 싱글 기판에 대해서 표면 압력과 같은 폴리싱 조건을 제어하면서 실행될 수 있기 때문에, 평탄도를 조정하기에 적합하다.

배치형 폴리싱 방법에 있어서, 다수의 기판은 폴리싱 장치의 선 기어(sun gear)와 내부 기어(internal gear) 사이에 배열된, 소위 캐리어로 불리는 가공 홀 더판상에 장착되어 있다. 캐리어는 동시에 선 기어 둘레로 공전하면서 자신의 축선 둘레로 자전함으로써 기판을 폴리싱한다. 평탄도는 캐리어의 자전 속도 및 공전 속도, 폴리싱 장치의 표면 테이블 또는 압반(platen)의 정확도, 표면 테이블상에 부착된 폴리싱 천, 연마재 그레인 등을 변경함으로써 조정될 수 있다.

에칭 등에 의해 평탄도를 국부적으로 수정하는 방법으로서, 아래의 기술을 사용할 수 있다. 예를 들어, 기판 재료가 마스크 블랭크 기판으로서 일반적으로 사용되는 실리카 유리인 경우에, 평탄도는 산소 가스와 탄화불소 가스의 혼합 가스를 사용하는 건식 에칭에 의해서 평탄도가 떨어지는 영역을 제거함으로서 조정될 수 있다.

평탄도를 조정하는 바람직한 방법(전자 소자 기판의 제조 방법)으로서, 아래의 구조는 평탄도가 정밀하고 엄격하게 제어될 수 있기 때문에 유리하다.

(제 3발명), 전자 소자 기판 제조 방법으로서, 상기 방법은 상기 기판의 평탄도를 측정하는 단계와, 상기 기판이 제 1발명 또는 제 2발명에 의해서 결정된 소망의 평탄도를 가지도록, 상기 기판의 주요면의 프로파일이 상기 기판의 주요면상에 결정된 임의의 기준 평면에 대해서 비교적 볼록한 영역을 국부적으로 에칭 및/또는 국부적으로 가압 폴리싱에 의해서 기판의 평탄도를 조정하는 단계를 포함한다.

에칭에 의해 평탄도를 조정하기 위해서, 평탄도가 낮은 영역에 탄화불소와 같은 건식 에칭 가스를 공급하여 이 영역을 제거함으로써 평탄도를 조정하는 방법 또는 평탄도가 낮은 영역에 기판을 부식하는 에칭 용액(유리 기판인 경우에, 불산(fluoric acid)과 같은 산성 수용액 또는 수산화나트륨과 같은 알칼리성 수용액)을 공급하여 이 영역을 제거하여 평탄도를 조정하는 방법을 사용할 수 있다.

평탄도를 조정하는 상술한 방법에서, 기판의 국부 가압 폴리싱에 의해 기판의 평탄도를 조정하는 방법은, 소망의 평탄도가 기판의 표면 조도를 유지 또는 개선하면서 달성될 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 국부 가압 폴리싱 및 에칭의 조합인 기계화학 폴리싱(기계 및 화학 폴리싱)에 의해 평탄도를 조정할 수 있다. 이 경우에, 생산성은 폴리싱 속도가 국부 가압 폴리싱에 의한 평탄도 조정 방법과 비교해서 증가되기 때문에 개선된다.

(제 4발명), 제 3발명에 기술한 바와 같은 전자 소자 기판 제조 방법에 있어서, 상기 기판의 평탄도는 회전가능하게 지지된 표면 테이블, 상기 표면 테이블상에 형성된 폴리싱 패드, 상기 폴리싱 패드에 연마재를 공급하기 위한 연마재 공급 수단, 상기 폴리싱 패드의 표면에 기판을 유지하기 위한 기판 유지 수단과, 상기 기판 유지 수단에 의해 상기 폴리싱 패드상에 유지된 기판을 가압하는 기판 가압 수단을 포함하는 폴리싱 장치를 사용함으로써 기판 표면을 폴리싱하여 조정되며, 상기 가압 수단은 기판 표면의 다수의 나누어진 영역을 개별적으로 그리고 바람직하게 가압하도록 되어 있는 다수의 가압 부재를 가지며, 상기 가압 부재 각각은 나누어진 영역중 각각 대응하는 하나에 인가된 압력을 개별적으로 제어할 수 있는 압력 제어 수단을 가지며, 상기 압력 제어 수단은 상기 가압 부재를 제어하여, 보다 큰 압력을 상기 기판의 주요면의 프로파일이 나머지 영역내에서보다 기판 표면상에 결정된 임의의 기준 평면에 대해서 비교적 볼록한 영역에 인가하며, 그리고 상기 볼록 영역과 반대측의 기판의 배면의 일부분을 상기 기판의 상기 주요면을 폴리싱하면서 보다 큰 압력하에서 상기 가압 부재에 의해 가압한다.

(제 5발명), 제 3발명 또는 제 4발명에 기술된 바와 같은 전자 소자 기판 제조 방법에 있어서, 메모리 수단내의 다수의 압력 분포에 대응해서 다수의 로드 타입(load type)을 미리 기억하는 단계와, 선택된 로드 타입으로서 소망의 평탄도를 제공하는 것으로 예상되는 상기 로드 타입중 최적의 하나를 선택하는 단계와, 상기 선택된 로드 타입에 대응하는 압력 분포하에서 기판을 폴리싱함으로써 기판의 평탄도를 조정하는 단계를 포함한다.

마스크 블랭크로서 사용하기 위한 전자 소자는 각각 평탄도가 다르다. 기판의 주요면은 볼록 또는 오목 형상을 가질 수 있다.

마스크 블랭크 또는 전사 마스크가 형상이 다른 전자 소자 기판의 사용에 의해 제조되면, 마스크 블랭크 또는 전사 마스크는 평탄도가 악화된다. 이것은 박막이 패터닝되고 전사 마스크가 제조될 때 패턴 위치 정확도를 나쁘게 한다.

상술한 관점에서, 주표면이 볼록 또는 오목 형상을 가지는 기판은 표면이 임의의 기준 평면에 대해서 비교적 볼록한 영역에 국부적으로 압력을 가함으로써 폴리싱된다. 이런 방법으로, 볼록 영역은 기판의 평탄도가 개선되도록 선택적으로 제거된다.

본 발명에 따라서, 전자 소자 기판의 소망의 평탄도를 달성하기 위해서, 다수의 가압 분포에 대응하는 다수의 로드 타입은 메모리 수단내에 미리 기억되고, 소망의 평탄도를 달성하는 것으로 예상되어지는 로드 타입중 최적의 하나가 선택된 로드 타입으로서 선택된다. 상기 선택된 로드 타입에 대응하는 압력 분포하에서, 기판은 폴리싱된다. 그러므로, 기판의 소망의 평탄도는 달성될 수 있다. 2개 이상의 로드 타입을 조합해서 선택함으로써, 소망의 평탄도를 효과적으로 접근할 수 있다.

평탄도의 정의와 측정 방법은 제 1발명과 관련하여 기술한 것과 유사하다.

(제 6발명), 전자 소자 기판의 주요면상에 노출광의 광학 변화를 야기하기 위한 박막을 형성함으로써 마스크 블랭크를 제조하는 방법으로서, 상기 기판은 상기 기판상에 형성된 상기 박막에 따라 제 1발명에 기술된 방법에 의해서 결정된 소망의 평탄도를 가진다.

(제 7발명), 전자 소자 기판의 주요면상에 박막 패턴을 형성함으로써 전사 마스크를 제조하는 방법으로서, 상기 기판은 상기 기판상에 형성된 박막에 따라 그리고 상기 기판의 주요면상에 형성된 박막 패턴의 점유율, 위치 및 형상중 적어도 하나를 참조하여 제 2발명에 기술된 방법에 의해 결정된 소망의 평탄도를 가진다.

마스크 블랭크 또는 전사 마스크 제조시, 제 1발명 또는 제 2발명에 기술한 바와 같은 방법에 의해 결정된 평탄도를 가진 기판은 제 3발명 내지 제 5발명중 어느 한 발명에 기술한 바와 같은 방법에 의해서 기판의 평탄도를 조정함으로써 얻을 수 있다. 선택적으로 제 3 발명 내지 제 5 발명중 어느 한 발명에 기술한 바와 같은 방법에 의해 얻어지고 평탄도가 측정된 다수의 전자 소자 기판은, 평탄도에 의해 분류된다. 마스크 블랭크 제조시, 최적 평탄도를 가진 기판중 하나가 선택된다.

(제 8발명), 주성분으로서 크롬으로 만든 박막을 스퍼터링에 의해 전자 소자 기판의 주요면상에 형성함으로써 마스크 블랭크를 제조하는 방법으로, 상기 기판은 박막이 형성되어지는 주요면의 표면 프로파일로서 볼록 형상을 가진다.

일반적으로, 주성분으로서 크롬으로 만들고 스퍼터링에 의해 형성된 박막은 인장 응력을 가진다. 그러므로, 박막이 기판상에 형성되면, 표면 프로파일은 오목하다. 높은 평탄도를 가진 마스크 블랭크를 제조하기 위해서, 박막이 형성되어지는 주요면의 표면 프로파일로서 볼록 형상을 가진 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 주성분으로서 크롬으로 만들어진 박막은 단일원소 금속으로서 크롬으로 만들 수 있거나, 크롬과 산소, 질소 및 탄소로부터 선택된 적어도 하나의 원소로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 크롬산화물, 크롬질화물, 크롬탄화물, 크롬산화질화물(oxynitride), 크롬질화탄화물(carbonitride), 크롬산화탄화물(oxycarbide) 및 크롬산화질화탄화물(oxycarbonitride)을 사용할 수 있다. 주성분으로서 크롬으로 만든 박막은 단일층 또는 다수의 층을 포함할 수 있다.

(제 9발명), 주성분으로서 실리콘과, 산소 및/또는 질소를 포함하는 박막을 스퍼터링에 의해 전자 소자 기판의 주요면상에 형성함으로써 마스크 블랭크를 제조하는 방법으로, 상기 기판은 박막이 형성되어지는 주요면의 표면 프로파일로서 오목 형상을 가진다.

일반적으로, 주성분으로서 실리콘과, 산소 및/또는 질소를 포함하고 스퍼터링에 의해 형성된 박막은 압축 응력을 가진다. 그러므로, 박막이 기판상에 형성되면, 표면 프로파일은 볼록하다. 높은 평탄도를 가진 마스크 블랭크를 제조하기 위 해서, 박막이 형성되어지는 주요면의 표면 프로파일로서 오목 형상을 가진 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 주성분으로서 실리콘과, 산소 및/또는 질소를 포함하는 박막용 재료로서 통상적으로, 금속 실리사이드산화물, 금속 실리사이드질화물, 금속 실리사이드산화질화물(oxynitride), 금속 실리사이드산화탄화물(oxycarbide), 금속 실리사이드 질화탄화물(carbonitride), 및 금속 실리사이드 실리콘산화질화탄화물(oxycarbonitride)(금속: 전이 원소(Mo(몰리브덴), Ta(탄탈룸), W(텅스텐), 등)), 실리콘산화물, 실리콘산화질화물(oxynitride)을 사용할 수 있다. 주성분으로서 실리콘과, 산소 및/또는 질소를 포함하는 박막은 단일층 또는 다수의 층을 포함할 수 있다.

(제 10발명), 제 8발명 또는 제 9발명에 기술한 바와 같은 마스크 블랭크 제조 방법에 있어서, 상기 기판은 제 1발명의 방법에 따라 결정된 소망의 평탄도를 가진다.

(제 11발명), 전자 소자 기판의 주요면상에 박막 패턴을 형성함으로써 전사 마스크를 제조하는 방법으로서, 상기 전사 마스크는 제 8발명 또는 제 9발명에 의해 얻어진 마스크 블랭크의 사용에 의해 제조되며, 상기 기판은 상기 기판상에 형성된 박막에 의존하고 그리고 상기 기판의 주요면상에 형성된 박막 패턴의 점유율, 위치 및 형상중 적어도 하나를 참고로 제 2발명의 방법에 의해 결정된 소망의 평탄도를 가진다.

(제 12발명), 기판의 주요면이 0㎛ 초과 0.25㎛ 이하(0.0<평탄도≤0.25㎛)의 평탄도를 가진 전자 소자 기판을 제공한다.

여기서, 평탄도는 주요면상에 결정된 임의의 기준 평면에 대해서 기판의 주요면의 표면 프로파일의 최대 높이와 최소 높이사이의 차이(즉, 최소 자승법에 의해 측정된 표면으로부터 계산된 가상 절대 평면에 대해서 측정된 표면의 최대 높이와 최소 높이사이의 차이)로서 정의된다.

평탄도 측정 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 프로브를 이용하는 접촉형 평탄도 측정 시스템 또는 광간섭을 이용하는 비접촉형 평탄도 측정 시스템을 사용할 수 있다. 측정 정확도와 측정 영역(넓이)을 보면, 비접촉형 평탄도 측정 시스템이 바람직하다.

측정 영역은 기판의 측면으로부터 3mm 죤을 제외한 기판의 주요면의 영역이다. 선택적으로, 측정 영역은, 패턴을 반도체 웨이퍼로 전사하도록, 포토마스크와 위상 시프트 마스크와 같은 전사 마스크가 스텝퍼에 의해서 지지될 때 노광 장치의 스텝퍼에 의해 기판이 지지되는 영역을 포함할 수 있다. 특히, 측정 영역은, 품질 보증이 확실한 패턴 또는 정렬 마스크가 형성되어지는 기판의 주변부 내의 보조 패턴 형성 영역을 포함할 수 있다. 양호하게, 평탄도의 측정 영역은 패턴 전사 동안 전사 특성을 고려해서, 기판의 주요면의 전체 영역(기판의 주변부를 제외한 주요면(기판의 측면과 모따기면))을 커버한다.

본 발명에서, 나중에 설명하게 될 폴리싱 장치를 사용해서 기판을 폴리싱함으로써, 기판의 주요면의 전체 영역의 평탄도(기판의 측면과 모따기면을 제외한 주요면)는 보장될 수 있다.

기판의 주요면의 평탄도는 양호하게 0㎛이상이고 0.2㎛이하, 보다 양호하게는 0㎛이상이고 0.15㎛이하이다. 상술한 평탄도를 가진 기판은 나중에 설명하게 될 폴리싱 방법 및 폴리싱 장치의 사용에 의해 기판의 프로파일을 제어하도록 기판의 대향 주요면중 적어도 하나에 대하여 기판을 폴리싱함으로써 쉽게 신뢰성 있게 제조될 수 있다. 기판의 평탄도의 절대값이 보다 작게됨에 따라, 전사 마스크가 제조될 때 패턴 위치 정확도는 개선되고, 패턴이 전사 마스크의 사용에 의해 전사될 때 패턴 전사 정확도는 개선된다. 상술한 범위 내에서 기판의 평탄도를 선택함으로써, 패턴 위치 정확도와 패턴 전사 정확도에 대해서 신뢰성 있는 우수한 전자 소자 기판을 얻을 수 있다.

본 명세서 전체에 거쳐서 언급된 전자 소자 기판은 각진 기판(예를 들어, 사면형(정사각형 또는 직사각형)기판)이고 마스크 블랭크 기판 등을 포함한다. 원형 반도체 웨이퍼와는 달리, 본 발명에서 언급된 전자 소자 기판은 각진 형상을 가진다. 일반적으로, 각진 형상의 다수의 기판이 대향 주요면의 양쪽에서 배치형 양면 폴리싱 방법(투윈 폴리싱 방법)에 의해 동시에 폴리싱되어지는 경우에, 각 표면내의 프로파일은 비대칭으로 될 수 있으며 개별 기판은 서로 다른 평탄도를 가질 것이다. 본 발명은 양면 폴리싱 방법으로 상기 기판의 평탄도를 제어하기에 어려운 각진 형상의 전자 소자 기판에 효과적으로 적용할 수 있다.

(제 13발명), 제 12발명에 기술한 바와 같은 전자 소자 기판에 있어서, 상기 기판의 주요면이 0㎛ 초과 1㎛ 이하의 평행도(parallelism)를 가진다.

여기서, 평행도는 기준 평면으로서 다른 주요면에 대해서 기판의 한 주요면 의 최대 높이와 최소 높이사이의 차이로서 정의된다. 평행도 측정 영역은 상술한 평탄도 측정 영역과 유사하므로 이후에 더 이상 설명하지 않겠다.

*기판의 평행도는 양호하게 0㎛이상이고 0.8㎛이하, 보다 양호하게는 0㎛이상이고 0.5㎛이하이다. 상술한 평행도를 가진 기판은 나중에 설명하게 될 폴리싱 방법 및 폴리싱 장치의 사용에 의해 기판의 프로파일을 제어하도록 기판의 대향하는 양쪽 주요면에 기판을 폴리싱함으로써 쉽게 신뢰성 있게 제조될 수 있다. 기판의 평행도의 값이 보다 작게 됨에 따라, 전사 마스크가 제조될 때 패턴 위치 정확도는 개선되고, 패턴이 전사 마스크의 사용에 의해 전사될 때 패턴 전사 정확도는 개선된다. 상술한 범위 내에서 기판의 평행도를 선택함으로써, 패턴 위치 정확도와 패턴 전사 정확도에 대해서 신뢰성 있는 우수한 전자 소자 기판을 얻을 수 있다.

(제 14발명), 제 12발명 또는 제 13발명에 기술한 바와 같은 전자 소자 기판에 있어서, 상기 기판은 유리 기판을 포함한다.

유리 기판의 재료는 특별히 제한되지 않는다. 일반적으로, 실리카 유리, 무알칼리 유리, 보로실리케이트 유리, 알루미노실리케이트 유리와 소다 석회 유리가 전자 소자 기판으로 사용된다.

(제 15발명), 제 12발명 내지 제 14발명중 어느 한 발명에 기술된 전자 소자 기판과 대상물에 대해서 전사 패턴으로 패터닝되어질 기판의 주요면상에 형성된 전사 패턴 박막을 포함하는 마스크 블랭크를 제공한다.

본 발명에서의 마스크 블랭크는 투과형 마스크 블랭크와 반사형 마스크 블랭 크를 포함한다. 마스크 블랭크는 기판과 상기 기판에 형성된 전사 패턴 박막을 포함한다. 전사 패턴 박막은 대상물에 전사되어질 전사 패턴으로 패터닝된다.

예를 들면, 투과형 마스크 블랭크는 기판으로서 반투명성 기판인 유리 기판과, 전사 패턴 박막으로서 대상물로의 패턴 전사에 사용된 노출광의 광학 변화를 야기하기 위한 박막(예를 들어, 광차단 기능을 가진 박막)을 포함하는 포토마스크 블랭크이다.

여기서, 용어 "마스크 블랭크"는 넓은 의미로 사용되고 노출광을 차단하는 기능을 가진 불투명 막만이 제공된 포토마스크 블랭크와 노출광의 위상 차이의 변화를 야기하는 위상 시프트 기능을 가진 위상 시프트막이 제공된 위상 시프트 마스크 블랭크를 포함한다. 본 발명에서 "마스크 블랭크"는 또한 노출광을 차단하는 기능과 위상 차이의 변화를 야기하는 위상 시프트 기능을 가진 반투과성 막인 하프톤(halftone) 막이 제공된 위상 시프트 마스크 블랭크를 포함한다.

예를 들어, 반사형 마스크 블랭크는 기판으로서 저팽창 유리 기판과 전사 패턴 박막으로서 기판상에 형성된 반사성 다층막과 전사 패턴으로서 작용하는 흡수막을 포함한다.

전사 패턴 박막으로 불투명 막 및/또는 위상 시프트 막에 더해서, 본 발명에서의 마스크 블랭크는 불투명 막 또는 위상 시프트 막이 패터닝될 때 마스크로서 작용하는 레지스트 막 및 어느 다른 적당한 막(예를 들어, 투명 도전성 막)을 포함할 수 있다.

(제 16발명), 제 15항에 기술된 마스크 블랭크내에 전사 패턴 박막을 패터닝 함으로써 형성된 전사 패턴을 가진 전사 마스크를 제공한다.

(제 17발명), 회전가능하게 지지된 표면 테이블, 상기 표면 테이블상에 형성된 폴리싱 패드, 상기 폴리싱 패드의 표면에 연마재를 공급하기 위한 연마재 공급 수단, 상기 폴리싱 패드에 기판을 유지하기 위한 기판 유지 수단과, 상기 기판 유지 수단에 의해 상기 폴리싱 패드상에 유지된 기판을 가압하는 기판 가압 수단을 포함함으로써 기판 표면을 폴리싱하는 폴리싱 장치로서,

상기 기판 유지 수단은 상기 기판의 주변부에 상기 폴리싱 패드로부터 가해지는 과도한 압력을 억제하는 기능을 가지며,

상기 기판 가압 수단은 상기 기판 표면의 다수의 나누어진 영역을 개별적으로 그리고 바람직하게 가압하도록 되어 있는 다수의 가압 부재를 가지며, 상기 가압 부재 각각은 상기 나누어진 영역중 하나에 각각 대응해서 인가된 압력을 개별적으로 제어할 수 있는 압력 제어 수단을 가진다.

표면 테이블은 표면 테이블이 적어도 가공 압력 하에서 변형되지 않도록 하는 재료와 두께를 필요로 한다. 표면 테이블의 정확도가 기판의 평탄도에 영향을 주므로, 표면 테이블은 가능한 높은 평탄도를 가지는 것이 바람직하다.

표면 테이블의 재료로서, 양호하게 스테인레스 합금, 실질적으로 열변화를 나타내지 않은 세라믹과 저팽창 주철이 사용된다. 표면 테이블의 정확도(평탄도)를 유지하기 위해서, 표면 테이블 냉각 기구가 제공될 수 있다.

폴리싱 패드는 기판 재료와 바람직한 평탄도에 따라서 적절하게 선택될 수 있다. 일반적으로, 폴리싱 패드는 경질 폴리셔(polisher)와 연질 폴리셔로 분류된 다. 하드 폴리셔로서 우레탄 패드, 피치-함침 패드(pitch-impregnated pad), 경질 수지 스웨이드 패드(hard resin suede pad)를 사용할 수 있다. 연질 폴리셔로서, 스웨이드 패드와 부직포를 사용할 수 있다.

폴리싱에 사용된 연마재의 형태와 입자 크기는 기판 재료와 소망의 평탄도에 따라서 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 연마재는 세륨산화물, 지르코늄산화물 및 콜로이달 실리카일 수 있다. 연마재는 수십 나노미터 및 수 마이이크로미터사이의 입자 크기를 가진다.

기판 유지 수단은 기판이 회전 동안 해제되는 것을 방지하고 기판의 주변부에 대항해서 폴리싱 패드로부터 가해진 과도한 압력을 억제하는 기능을 갖는 구조를 가진다.

기판을 유지하기 위해서, 기판을 손상하지 않도록 기판의 적어도 측면을 둘러싸는 리테이너 링(가이드 링, 드레싱 리테이너)을 사용하는 방법, 기판의 배면을 흡착하는 방법과 캐리어로 기판을 유지하는 방법을 제안하고 있다.

기판 유지 수단으로 기판의 외주변에서 폴리싱 패드를 가압함으로써, 기판의 주변부에 인가된 압력을 균일하게 유지할 수 있다. 결과적으로, 기판의 주변부는 균일한 평탄도를 가진다. 그러므로, 기판의 주변부의 프로파일도 보증된다.

기판 가압 수단은 다수의 가압 부재와 상기 가압 부재를 유지하는 가압 부재 유지 수단을 포함한다.

가압 부재는 기판의 주요면에 대해서 균일하게 분포되어 있다. 그러므로 분포된 가압 부재의 수는 프로파일 수정 정확도(평탄도)에 따라서 적당히 조정될 수 있다. 기판의 주요면에 대해서 많은 수의 가압 부재는 프로파일이 보다 더 엄격하고 정밀하게 제어될 수 있기 때문에 양호하다. 예를 들면, 기판이 6인치 ×6인치(1인치 = 2.54mm)의 크기인 경우에, 가압 부재의 수는 4(2×2) 내지 256(16×16)일 수 있다. 장치의 간략화와 프로파일 수정 정확도를 조합해서 고려하면, 적합한 수는 36(6×6) 내지 144(12×12) 사이의 범위이다. 기판의 주요면과 가압 부재가 서로 접촉되어지는 영역내에, 탄성 부재가 기판의 주요면을 손상으로부터 방지하기 위해서 제공될 수 있다.

가압 부재를 기판의 주요면의 실질적으로 전체 영역에 걸쳐서 배치하기 위해서, 가압 부재 유지 수단은 기판과 거의 같은 크기이며 가압 부재를 유지하기 위해서 예정 간격으로 형성된 다수의 가압 부재 유지 홀을 가진다.

예를 들어, 압력 제어 수단은 공기 실린더, 유압 실린더 또는 서보 모터일 수 있다.

압력 제어는 레귤레이터 또는 추가의 전류를 사용해서 연속적으로 또는 단계적으로 실행될 수 있다.

표면 테이블과 기판 유지 수단은 서로로부터 분리된 개별 회전 드라이브에 의해 회전 구동될 수 있다.

(제 18발명), 제 17발명에 기술한 바와 같은 폴리싱 장치에 있어서, 기판 유지 수단은 기판의 외주변 단면을 둘러싸는 리테이너 링을 포함한다.

리테이너 링은 기판의 주변부로 과도한 압력의 전달을 억제하는 작용을 함으로써 기판의 주변부에 균일한 압력을 인가하고 폴리싱 패드에 연마재 그레인을 균 일하게 공급할 수 있다. 기판의 측면과 리테이너 링 사이의 갭은 기판의 주변부의 형상에 따라서 적당히 조정될 수 있다. 리테이너 링이 기판의 측면과 접촉되어지는 영역내에, 탄성 부재가 제공될 수 있다.

(제 19발명), 제 17발명 또는 제 18발명에 기술한 바와 같은 폴리싱 장치에 있어서, 측정 데이터를 얻기 위해서 폴리싱 전 및/또는 폴리싱 동안 기판의 프로파일을 측정하고, 상기 측정 데이터를 기억하여, 상기 측정 데이터와 소망의 형상에 대한 초기 설정 데이터를 비교해서 가공 조건을 계산하는 데이터 처리 수단과, 기판이 소망의 형상을 가지도록 기판 유지 수단과 기판 가압 부재에 가압 정보를 전달하기 위한 전달 수단을 더 포함한다.

예를 들면, 가공 조건은 아래와 같이 계산된다. 먼저, 기판의 프로파일(평탄도)을 측정함으로써 얻어진 측정 데이터를 초기 설정 데이터와 비교해서 평탄도의 차이를 계산한다. 상술한 차이를 제거함으로써 기판의 프로파일(평탄도)이 소망의 형상과 일치하도록, 기판과 표면 테이블의 회전 방향 및 회전 속도를 고려해서, 임의의 기준 평면에 대해서 측정 표면의 적어도 비교적 볼록한 영역을 제거하는 가공 조건을 계산한다. 가공 조건의 계산은 컴퓨터와 같은 데이터 처리 수단에 의해서 실행된다.

데이터 처리 수단에 의해 얻어진 가공 조건(프로세싱 정보)은 기판 유지 수단과 기판 가압 수단으로, Ethernet 통신, CPU COM 통신 및 CPU USB 통신과 같은 전송 수단에 의해 전달되어 가공 조건을 제어한다.

(제 20발명), 제 17발명 내지 제 19발명중 어느 한 발명에 기술한 바와 같은 폴리싱 장치에 있어서, 상기 기판의 주요면을 거의 균일하게 가압하도록 상기 표면 테이블상에 회전가능하게 지지된 가압판과, 상기 가압판과 표면 테이블사이에 형성되고 상기 기판이 상기 가압판과 독립적으로 회전될 수 있도록 상기 기판을 유지하기 위한 유지홀을 가진 캐리어를 가지는 기판 결함 제거 수단을 더 포함한다.

기판 결함 제거 수단은, 표면 테이블에 직면하는 기판의 주요면이 가압판의 측면상에 회전 구동되는 표면 테이블에 의해 폴리싱되고, 제 17발명의 폴리싱 장치에 의해 기판 프로파일(평탄도)가 수정된 표면과 마주보는 표면상에 있는 흠이나 이물질이 표면 테이블의 측면에서 폴리싱되어지는 기구이다. 그러므로, 제 17발명의 폴리싱 장치에 의해 기판 프로파일(평탄도)가 수정된 표면을 유지하면서, 흠 또는 이물질과 같은 결함을 제거할 수 있다.

기판상에 결함을 제거할 때, 연마재는 기판의 마주하는 양 주요면에 공급된다. 연마재 공급 수단은 제 17발명의 연마재 공급 수단과 동일한 것일 수 있지만 기판 결함 제거 수단을 위해서 개별적으로 전용으로 제공될 수 있다.

*기판에 직면하는 가압판의 표면에는 여기에 부착된 폴리싱 패드가 제공되어 있다. 폴리싱 패드는 특별히 제한되지 않고, 적당히 선택될 수 있다. 그러나, 기판 표면상에 흠 또는 이물질과 같은 결함을 제거하고 폴리싱 패드에 의해 기판 표면의 손상을 방지하기 위해서, 연질 폴리셔 또는 초연질 폴리셔가 바람직하게 사용된다. 가압판은 가압판의 중량과 가공 압력 하에서의 변형을 충분히 방지할 정도의 재료와 두께를 요구한다. 가압판의 표면 테이블의 정확도가 기판의 평탄도에 영향을 주 기 때문에, 표면 테이블은 가능한 높은 평탄도를 가지는 것이 바람직하다.

표면 테이블의 재료로서, 양호하게 스테인레스 합금, 실질적으로 열변화를 나타내지 않은 세라믹과 저팽창 주철이 사용된다. 가압판의 표면 테이블의 정확도(평탄도)를 유지하기 위해서, 표면 테이블 냉각 기구가 제공될 수 있다. 가압판은 기판의 중심으로부터 약간 오프셋된 위치에 있는 회전 중심 둘레로 회전된다.

캐리어에는 캐리어가 가압판과 독립적으로 회전되도록 회전 드라이브에 연결되고, 기판 또는 기판들을 유지하기 위한 하나 또는 다수의 유지 홀이 제공되어 있다. 캐리어는, 캐리어가 회전 동안 변형되지 않도록 기계적 내구성을 가진 재료로 만들어져야 한다. 적합하게는, 이런 재료로 스테인레스 스틸, 염화비닐 및 플라스틱 재료를 사용한다.

가압판 및/또는 캐리어에는 결함이 제거되는 동안에, 가압판 및/또는 캐리어를 요동하도록 하는 요동 수단(wobbling means)이 제공될 수 있다.

(제 21발명), 제 17발명 내지 제 19발명중 어느 한 발명에 기술한 바와 같은 폴리싱 장치를 사용하는 폴리싱 방법으로서, 상기 방법은 기판을 준비하는 단계, 상기 기판의 프로파일을 측정하는 단계, 폴리싱 패드로부터 상기 기판의 주변부에 인가된 과도한 압력을 억제하는 단계, 상기 기판에 가압 부재에 의해 인가된 압력이, 상기 기판의 주요면의 프로파일이 나머지 영역내에서 보다 기판 표면상에 결정된 임의의 기준 평면에 대해서 비교적 볼록한 영역에서 보다 더 크도록 상기 측정 데이터를 참고로 압력 제어 수단에 의해 가압 부재를 제어하는 단계, 그리고 상기 볼록 영역과 반대측의 기판의 배면의 일부분을 가압하면서 상기 기판의 상기 주요 면을 폴리싱하여 상기 기판의 프로파일이 소망의 형상이 되도록 상기 기판의 프로파일을 수정하는 단계를 포함한다.

"기판을 준비하는 단계"는 랩핑(lapping) 단계 후의 기판, 랩핑 단계에서 형성된 기판의 주요면상의 흠을 제거하고 랩핑 단계에서 얻어진 평탄도를 유지할 목적인 거친(rough) 폴리싱 단계 후의 기판, 기판의 주요면을 거울 표면으로 처리할 목적인 정밀 폴리싱 단계 후의 기판과 같은 다양한 기판을 포함한다. 랩핑 단계, 거친 폴리싱 단계와 정밀 폴리싱 단계내에서 수행된 랩핑 방법과 폴리싱 방법은 특별히 제한되지 않는다. 단측면 랩핑 방법, 양면 랩핑 방법과 단측 폴리싱 방법 및 양측 폴리싱 방법의 임의의 가능한 조합 방법을 사용할 수 있다.

양호하게, 본 발명의 폴리싱 방법은 기판의 주요면을 거울 표면으로 처리할 목적인 정밀 폴리싱 단계 후에 실행된다.

이런 이유는 다음과 같다. 정밀 폴리싱 후, 0.5㎛ 정도의 평탄도를 가진 돌출부가 형성된다. 이런 소량을 정밀 폴리싱 단계내에서 사용된 미세 연마재 그레인에 의해 제거하는 것이 효과적이다.

기판의 평탄도의 측정은 제 12발명과 연관해서 기술한 것과 동일하며 추가의 설명은 하지 않겠다.

본 발명의 폴리싱 방법은 실시예와 연관해서 추후에 설명하겠다.

(제 22발명), 제 21발명에 기술한 바와 같은 폴리싱 방법에 있어서, 상기 기판의 마주보는 양 주요면을 폴리싱한다.

마주보는 양 주요면에 폴리싱 방법을 행함으로써, 기판의 평행도는 우수하게 된다. 이런 형태는 마주보는 양 주요면에 대한 평탄도와 평행도가 제어될 필요가 있는 기판에 효과적이다. 예를 들어, 폴리싱 방법에 알맞은 기판은 마스크 블랭크 기판과 전자 소자 기판일 수 있다.

(제 23발명), 제 21발명 또는 제 22발명에 의해 기판의 프로파일을 수정하고 제 20발명에 기술된 폴리싱 장치의 사용에 의해 기판의 주요면상에 결함을 제거하는 단계를 포함하는 폴리싱 방법을 제공한다.

기판의 주요면상의 결함이 제거될 수 있기 때문에, 박막이 기판의 주요면상에 형성되어 전자 소자(예를 들어, 포토마스크 블랭크)를 제조하는 경우에 박막아래의 막 결함의 발생을 방지할 수 있다. 그러므로, 높은 신뢰성 있는 기판을 얻을 수 있다.

(제 24발명), 마스크 블랭크의 기판으로서 사용하기 위한 전자 소자 기판을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은 제 21발명 내지 제 23발명중 어느 한 발명에 기술한 폴리싱 방법을 포함한다.

(제 25발명), 제 24발명에 기술한 바와 같은 전자 소자 제조 방법에 있어서, 상기 기판은 (예정 두께)/(예정 면적)≥1.0 ×10^-4mm^-1의 관계식을 가지는 예정 면적과 두께를 가진 사변형(정사각형, 직사각형을 포함) 기판이다.

본 발명은 특히 (예정 두께)/(예정 면적)≥1.0 ×10^-4mm^-1에 의해 나타난 바와 같이 기판 면적에 대해서 비교적 두꺼운 기판에 효과적이다. (예정 두께)/(예정 면적)<1.0 ×10^-4mm^-1에 의해 나타난 바와 같이 기판 면적에 대해서 비교적 얇은 기 판의 경우에, 기판은 프로파일이 국부적으로 수정되면서 휘게 된다. 그러므로, 후자의 기판은 평탄도를 제어하기가 어렵고 바람직하지 않다.

한편, (예정 두께)/(예정 면적)≥1.0 ×10^-4mm^-1에 의해 나타난 바와 같이 기판 면적에 대해서 상당히 두꺼운 기판인 경우에, 기판은 기판에 대해서 기판 가압 수단에 의해 가해진 압력이 평면방향으로 분포되고 기판 두께 방향으로 전달되도록 충분한 두께를 가진다. 그러므로, 압력이 가해진 국부 영역으로부터 둘레 영역으로의 폴리싱 속도 변화는 비교적 볼록한 영역과 둘레 영역이 점차 폴리싱될 수 있도록 미소하거나 원만하다. 이것은 평탄도의 제어성을 개선한다. 기판의 평면 방향내의 압력 분포는 압력이 기판의 중심부에 인가될 때와 압력이 기판의 주변부에 인가될 때 다르다.

기판 프로파일의 측정 데이터, 기판 면적에 대한 기판 두께, 기판과 표면 테이블의 회전 방향과 회전 속도를 고려해서, 기판 가압 수단에 의해 기판에 인가된 압력을 제어한다.

예를 들어, 기판 프로파일의 측정 데이터는 볼록이고, 가압 조건은 기판 면적에 대한 기판 두께를 고려해서 결정되므로, 기판에 기판 가압 수단에 의해 인가된 압력은 국부 영역 또는 비교적 볼록한 영역에 독점적으로 집중되는 것이 아니라, 볼록 영역을 포함하는 기판 표면 내의 비교적 넓은 영역에 어느 정도 분포된다. 기판 면적에 대해 비교적 큰 두께(6인치 × 6인치×0.25인치)를 가지는 6025 기판의 경우에, 기판의 평면 방향에서의 압력 분포는 크다. 그러므로, 기판에 는 기판의 중심부에 배치된 기판 가압 수단에 의해서만 예정 압력이 인가된다. 기판 면적에 대해 비교적 작은 두께(5인치 × 5인치×0.09인치)를 가지는 5009 기판의 경우에, 기판의 평면 방향에서의 압력 분포는 작다. 그러므로, 기판의 중심부에 배치된 기판 가압 수단에 의해 기판에 인가된 로드(압력)는 비교적 크게 되도록 결정되는 한편, 기판의 주변부에 배치된 기판 가압 수단에 의해 기판에 인가된 로드(압력)는 비교적 작게 되도록 결정된다.

기판 두께가 너무 크면, 국부 영역은 기판 가압 수단에 의해 압력이 가해지지 않는다. 그러므로, 기판의 (예정 두께)/(예정 면적)의 비는 양호하게 1.0 ×10^-4mm^-1과 4.0 ×10^-4mm^-1 (양쪽다 포함) 사이의 범위이다. 이 비가 4.0 ×10^-4mm^-1을 초과하면, 기판 가압 수단에 의해 두께 방향으로 기판에 대한 국부 압력 전달은 어렵다. (예정 두께)/(예정 면적)의 비는 보다 양호하게 1.3 ×10^-4mm^-1과 2.8 ×10^-4mm^-1 (양쪽다 포함) 사이의 범위이다.

(제 26발명), 제 24발명 또는 제 25발명에 기술한 방법에 의해서 얻어진 전자 소자 기판의 주요면상에 전사 패턴 박막을 형성하는 단계를 포함하는 마스크 블랭크 제조 방법을 제공한다.

전사 마스크가 제조될 때 패턴 위치 정확도가 우수하고 패턴 노광 동안 패턴 전사 정확도가 우수한 마스크 블랭크를 얻은 것이 가능하다.

(제 27발명), 제 26발명에 기술된 마스크 블랭크내에 전사 패턴 박막을 패터닝해서 전사 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 전사 마스크 제조 방법을 제공한다.

패턴 노광시 패턴 위치 정확도가 우수하고 패턴 전사 정확도가 우수한 전사 마스크를 얻은 것이 가능하다.

(제 28발명), 전자 소자 기판 제조 방법으로서, 상기 방법은 캐리어의 유지홀내에 기판을 유지하는 단계, 폴리싱 패드가 부착되어 제공된 상하 표면 테이블에 의해 기판의 상하면을 클램핑하는 단계, 가공 표면으로서 상기 기판의 상하면에 수직인 축선 둘레로 상기 상하 표면 테이블을 회전시켜서 상기 캐리어에 의해 유지된 기판이 폴리싱 패드 사이에서 자전 및 공전하면서 마찰 이동을 수행함으로써, 상기 기판의 양면 폴리싱을 실행하는 단계를 포함하며,

상기 양면 폴리싱 다음에 상기 기판의 마주보는 주요면 중 적어도 하나의 평탄도를 측정해서, 측정 데이터를 참고로, 기판의 평탄도가 소망의 값이 되도록, 프로파일이 한 주요면에서 결정된 임의의 기준 평면에 대해서 비교적 볼록한 영역내의 기판의 프로파일을 국부적으로 수정해서 상기 기판의 평탄도를 수정한다.

평탄도 측정 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 프로브를 이용하는 접촉형 평탄도 측정 시스템 또는 광간섭을 이용하는 비접촉형 평탄도 측정 시스템을 사용할 수 있다. 측정 정확도와 측정 영역(넓이)의 관점에서, 비접촉형 평탄도 측정 시스템이 바람직하다.

평탄도 측정 영역은 기판의 측면으로부터 3mm 죤을 제외한 기판의 주요면의 영역이다. 선택적으로, 측정 영역은 기판이, 패턴을 반도체 웨이퍼로 전사하도록, 포토마스크와 위상 시프트 마스크와 같은 전사 마스크가 스텝퍼에 의해서 지지될 때 노광 장치의 스텝퍼에 의해 지지되는 영역을 포함할 수 있다. 게다가, 측정 영역은 품질이 보장된 패턴 또는 정렬 마크가 형성되어지는 기판의 주변부 내의 보조 패턴 형성 영역을 포함할 수 있다. 양호하게, 평탄도의 측정 영역은 패턴 전사 동안 전사 특성을 고려해서, 기판의 주요면의 전체 영역(기판의 주변부를 제외한 주요면(기판의 측면과 모따기면)을 커버한다.

양호하게, 평탄도는 마주보는 양 주요면에 대해서 측정된다. 마주보는 양 주요면에 대해서 측정된 데이터를 참고로, 프로파일이 각 표면상에서 결정된 임의의 기준 평면에 대해 비교적 볼록한 영역은 프로파일이 국부적으로 수정된다. 그러므로, 기판의 평행도(즉, 기준 평면으로서 다른 주요면에 대해서 한 주요면의 최대 높이와 최소 높이사이의 차이)는 개선되고 전사 마스크가 제조될 때 패턴 전사 정확도가 개선된다.

프로파일을 국부적으로 수정하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에에서의 프로파일의 수정은 싱글 기판에 대해서 적절하게 한 번에 실행된다. 프로파일을 국부적으로 수정하는 방법으로서, 프로파일을 기계적으로 수정하는 방법, 프로파일을 화학적으로 수정하는 방법 및 프로파일을 기계 및 화학적으로 수정하는 방법을 사용할 수 있다.

프로파일을 기계적으로 수정하는 방법으로서, 기판에 슬러리 함유 연마재 그 레인을 공급하고 비교적 볼록한 영역에서만 마찰 접촉한 상태로 폴리싱 패드 또는 폴리싱 테이프를 이동함으로써 프로파일을 수정하는 방법, 볼록한 영역에 비교적 큰 압력을 가한 채로 기판과 마찰 접촉한 상태로 폴리싱 패드 또는 폴리싱 테이프를 이동함으로써 프로파일을 수정하는 방법과 볼록한 영역에 슬러리와 같은 액체를 분무함으로써 프로파일을 수정하는 방법을 사용할 수 있다.

프로파일을 화학적으로 수정하는 방법으로서, 기판의 일부분을 부식해서 제거하는 에칭 방법을 사용할 수 있다. 에칭 방법으로서, 습식 에칭과 건식 에칭이 이용가능하다. 높은 정확도로 특정 영역을 수정하기 위해서, 건식 에칭이 바람직하다. 에칭에 사용된 에칭제로서, 불소 함유 가스의 용액은 기판이 SiO₂ 함유 유리로 만들어진 경우에 적합하다.

프로파일을 기계 및 화학적으로 수정하는 방법으로서, 기판이 부식되어 연마재 그레인에 의해 제거되어지는 기계화학 폴리싱을 사용할 수 있다.

양면 폴리싱 단계가 랩핑 단계에서 얻어진 평탄도를 유지하고 랩핑 단계에서 기판내에 형성된 흠을 제거하기 위해서 비교적 큰 연마재 그레인의 사용에 의해 기판을 폴리싱하는 거친 폴리싱 단계와 기판을 거울 표면으로 처리하기 위해서 비교적 작은 연마재 그레인의 사용에 의해 기판을 폴리싱하는 정밀 폴리싱 단계를 포함하는 멀티스테이지 폴리싱 단계인 경우에, 기판의 평탄도를 수정하는 프로파일을 국부적으로 수정하는 단계는, 바람직하게는 기판을 거울 표면으로 처리하기 위해서 비교적 작은 연마재 그레인의 사용에 의해 기판을 폴리싱하는 정밀 폴리싱 단계 후 에, 특히 최종 정밀 폴리싱 단계 후에 실행된다. 정밀 폴리싱 단계에 사용된 연마재 그레인은 세륨산화물 또는 콜로이달 실리카일 수 있다. 연마재 그레인의 평균 입자 크기는 1㎛ 이하(예를 들어, 10nm 내지 1㎛)이다.

본 명세서 전체에 거쳐서 언급된 전자 소자 기판은 각진 기판(예를 들어, 사면형(정사각형 또는 직사각형)기판)이고 마스크 블랭크 기판 등을 포함한다. 원형 반도체 웨이퍼와는 달리, 본 발명에서 언급된 전자 소자 기판은 각진 형상을 가진다. 일반적으로, 각진 형상의 다수의 기판이 제 1 및 제 2 주요면의 양쪽에서 배치형 양면 폴리싱 방법에 의해 동시에 폴리싱되어지는 경우에, 각 표면내의 프로파일은 비대칭으로 될 수 있으며 개별 기판은 서로 다른 평탄도를 가질 것이다. 본 발명은 양면 폴리싱 방법으로 상기 기판의 평탄도를 제어하기에 어려운 각진 형상의 전자 소자 기판에 효과적으로 적용할 수 있다.

(제 29발명), 제 28발명에 기술한 바와 같은 전자 소자 기판 제조 방법에 있어서, 양면 폴리싱 단계는 랩핑 단계에서 얻어진 평탄도를 유지하고 랩핑 단계에서 기판내에 형성된 흠을 제거하기 위해서 비교적 큰 연마재 그레인의 사용에 의해 기판을 폴리싱하는 거친 폴리싱 단계와 기판을 거울 표면으로 처리하기 위해서 비교적 작은 연마재 그레인의 사용에 의해 기판을 폴리싱하는 정밀 폴리싱 단계를 포함하는 멀티스테이지 폴리싱 단계이다.

양면 폴리싱 단계가 랩핑 단계에서 얻어진 평탄도를 유지하고 랩핑 단계에서 기판내에 형성된 흠을 제거하기 위해서 비교적 큰 연마재 그레인의 사용에 의해 기판을 폴리싱하는 거친 폴리싱 단계와 기판을 거울 표면으로 처리하기 위해서 비교 적 작은 연마재 그레인의 사용에 의해 기판을 폴리싱하는 정밀 폴리싱 단계를 포함하는 멀티스테이지 폴리싱 단계인 경우에, 전자 소자 기판에 요구되는 높은 평활성과 높은 평탄성 기판을 높은 효율로(높은 생산성으로) 생산할 수 있다.

(제 30발명), 제 28발명 또는 제 29발명에 기술한 바와 같은 전자 소자 기판 제조 방법에 있어서, 상기 양면 폴리싱은 0.25nm 이하의 표면 조도(Ra)와 1㎛ 이하의 평탄도를 가진 기판을 제공하며, 여기서 Ra는 일본 산업 표준 JIS B0601에 정의된 중심선 평균 조도를 나타낸다.

프로파일의 수정전에 기판을 0.25nm 이하의 표면 조도(Ra)와 1㎛ 이하의 평탄도를 가지도록 처리되는 경우에, 프로파일의 수정시 로드를 감소할 수 있으며 그 결과로 생산성을 개선한다. 프로파일을 수정하기 위한 수단으로서 기판을 부식해서 제거하는 에칭(특히, 건식 에칭)에 있어서, 기판의 표면 조도는 프로파일의 수정 동안 거칠게 되는 경향이 있다. 그러므로, 프로파일의 수정시 로드를 감소함으로써, 프로파일의 수정 전에 기판의 표면 조도를 유지하거나 또는 프로파일의 수정 동안 표면 조도의 거침(roughening)을 억제할 수 있다.

(제 31발명), 제 28발명 내지 제 30발명중 어느 한 발명에 기술한 바와 같은 전자 소자 기판 제조 방법에 있어서, 프로파일의 국부 수정을 기판의 주요면을 단측면 폴리싱과 볼록 영역에서의 압력이 나머지 영역에서보다 크게 해서 폴리싱 패드에 대항해 기판을 가압하여 기판의 평탄도를 수정함으로써 실행한다.

그러므로, 기판의 주요면을 단측면 폴리싱과 볼록 영역에서의 압력이 나머지 영역에서보다 크게 해서 폴리싱 패드에 대항해 기판을 가압함으로써, 프로파일 은 국부적으로 수정된다. 이런 방법으로, 양면 폴리싱 방법에 의해 제조된 기판 표면의 평활성은 평탄도가 개선되도록 유지되거나 개선된다.

예를 들어, 단측면 폴리싱 방법은 도 9에 도시되어 있다.

폴리싱 패드가 부착되어 있는 표면 테이블은 회전 유닛(도시 생략)에 의해 회전 구동된다. 표면 테이블상에, 기판은 회전가능하게 지지된 프로파일 조정 가압판에 의해서 유지된다. 연마재 그레인은 기판과 폴리싱 패드사이에 공급되며 기판은 폴리싱 패드와 마찰 접촉한 상태로 이동되어, 기판은 단측면 폴리싱된다. 프로파일 조정 가압판은 기판을 둘러싸는 리테이너 링과 레귤레이터(도시 생략)에 의해 압력이 제어된 실린더에 연결된 다수의 가압 부재를 포함하므로, 다수의 나누어진 영역은 프로파일 국부 수정을 받은 주요면에 마주보는 배면으로부터 소망의 압력하에서 개별적으로 가압된다. 기판에 가해진 폴리싱 패드의 압력이 나머지 영역내에서 보다 볼록한 영역이 크도록 기판을 가압하기 위해 가압 부재를 제어함으로써, 프로파일은 수정된다. 도 9에 있어서, 가압 부재의 벡터(도시 생략)는 가압력의 크기를 나타낸다.

프로파일 수정에 사용된 연마재 그레인의 평균 입자 크기는 양호하게 최종 양면 폴리싱 단계내에 사용된 연마재 그레인의 평균 입자 크기와 같거나 보다 작다. 전자가 후자보다 크면, 평탄도는 개선되지만 평활성(표면 조도)은 거칠다. 양호하게는, 작은 평균 입자 크기를 가진 콜로이달 실리카를 사용한다.

프로파일 수정내에 사용된 폴리싱 패드에 대해서, 기판의 평탄도를 개선하는 재료와 경도는 적당히 선택되어진다. 양호하게, 연질의 스웨이드 타입 폴리우레탄 패드 또는 초연질 폴리셔가 사용될 수 있다.

(제 32발명), 제 28발명 내지 제 31발명중 어느 한 발명에 기술한 바와 같은 전자 소자 기판 제조 방법에 있어서, 상기 프로파일 국부 수정은 에칭 액션을 이용한다.

에칭 작용(etching action)을 이용하는 모드로서, 에칭 작용만이 이용되는 경우와 에칭 작용이 제 13발명에 적용되는 경우가 있다.

전자에서는, 습식 에칭과 건식 에칭이 사용될 수 있다.

습식 에칭의 경우에, 프로파일의 정밀 수정이 에칭이 실행되기 전에 에칭 저항 재료(etch-resistant material)로 비교적 볼록한 영역을 제외한 영역을 마스킹함으로써 실행된다. 이런 방법으로, 비교적 볼록한 영역은 프로파일이 국부적으로 개선된다.

건식 에칭의 경우에, 프로파일은 에칭 가스가 볼록한 영역에 공급되어 수정된다. 마스킹을 사용하는 습식 에칭과 비교해서, 프로파일은 간단히 그리고 더욱 정확하게 수정될 수 있다.

후자의 경우에, 연마재 그레인을 포함하는 슬러리로, 기판에 에칭 작용을 제공하는 용매를 포함시킴으로써, 폴리싱 속도는 조정될 수 있다.

(제 33발명), 제 28발명 내지 제 32발명중 어느 한 발명에 기술한 바와 같은 전자 소자 기판 제조 방법에 있어서, 상기 기판은 마스크 블랭크용 유리 기판이다.

본 발명에서의 마스크 블랭크는 투과형 마스크 블랭크와 반사형 마스크 블랭크를 포함한다. 마스크 블랭크는 기판과 상기 기판에 형성된 전사 패턴 박막을 포 함한다. 전사 패턴 박막은 대상물에 전사되어질 전사 패턴으로 패터닝된다.

예를 들면, 투과형 마스크 블랭크는 기판으로서 반투명 기판인 유리 기판과, 전사 패턴 박막으로서 대상물로의 패턴 전사에 사용된 노출광의 광학 변화를 야기하기 위한 박막(예를 들어, 광차단 기능을 가진 박막)을 포함하는 포토마스크 블랭크이다.

*여기서, 용어"마스크 블랭크"는 넓은 의미로 사용되고 노출광을 차단하는 기능을 가진 불투명 막만이 제공된 포토마스크 블랭크와 노출광의 위상 차이의 변화를 야기하는 위상 시프트 기능을 가진 위상 시프트막이 제공된 위상 시프트 마스크 블랭크를 포함한다. 본 발명에서 "마스크 블랭크"는 또한 노출광을 차단하는 기능과 위상 차이의 변화를 야기하는 위상 시프트 기능을 가진 반투과형 막인 하프톤 막이 제공된 위상 시프트 마스크 블랭크를 포함한다.

예를 들어, 반사성 마스크 블랭크는 기판으로서 저팽창 유리 기판과 전사 패턴 박막으로서 기판상에 형성된 반사성 다층막과 전사 패턴으로서 작용하는 흡수막을 포함한다.

유리 기판의 재료는 특별히 제한되지 않는다. 마스크 블랭크내에 사용하기에 적합한 유리 기판으로서, 노출광을 전달하도록 되어 있는 유리, 예를 들어, 합성 석영 유리, 무알칼리 유리, 보로실리케이트 유리, 알루미노실리케이트 유리 및 소다 석회 유리를 사용한다.

(제 34발명), 제 28발명 내지 제 33발명중 어느 한 발명에 기술한 방법에 의해서 얻어진 전자 소자 기판의 주요면상에 적어도 전사 패턴 박막을 형성하는 단계를 포함하는 마스크 블랭크 제조 방법을 제공한다.

(제 35발명), 제 28발명 내지 제 34발명중 어느 한 발명에 기술한 방법에 의해서 얻어진 마스크 블랭크의 전사 패턴 박막을 패터닝함으로써 전사 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 전사 마스크 제조 방법을 제공한다.

(제 36발명), 포토리쏘그래피 기술을 사용해서 대상 기판상에 미세 패턴을 형성하는 미세 패턴 형성 방법으로서, 상기 미세 패턴은 제 7발명에 기술한 방법에 의해서 제조된 전사 마스크의 사용에 의해서 상기 대상 기판에 전사된다.

(제 37발명), 포토리쏘그래피 기술을 사용해서 대상 기판상에 미세 패턴을 형성하는 미세 패턴 형성 방법으로서, 상기 미세 패턴은 제 27발명에 기술한 방법에 의해서 제조된 전사 마스크의 사용에 의해서 상기 대상 기판에 전사된다.

(제 38발명), 포토리쏘그래피 기술을 사용해서 대상 기판상에 미세 패턴을 형성하는 미세 패턴 형성 방법으로서, 상기 미세 패턴은 제 35발명에 기술한 방법에 의해서 제조된 전사 마스크의 사용에 의해서 상기 대상 기판에 전사된다.

지금, 본 발명의 실시예에 따라서 전자 소자 기판의 평탄도를 결정하는 방법에 대해서 상세히 설명하겠다.

차광 기능을 가진 불투명 박막이 박막으로서 형성되어지는 포토마스크 블랭크와 위상 시프트 기능과 차광 기능을 가진 하프톤 막이 박막으로서 형성되는 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조하기 위해서, 투명 기판의 평탄도는 아래와 같이 결정된다.

먼저, 포토마스크 블랭크와 크기(6인치×6인치×0.25인치)(1인치 = 25.4mm)와 재료가 같고 종래의 평탄도(0.5㎛(볼록): 평탄도 특정 장비(Tropel에 의해 제작된 FM200)에 의해 측정됨)를 가진 투명 기판(실리카 유리 기판)을 준비한다. 투명 기판의 주요면상에, 크롬질화물 막, 크롬탄화물 막과 크롬산화질화물 막을 900옴스트롱의 전체 두께로 스퍼터링에 의해 불투명 막으로서 증착하여 포토마스크 블랭크를 얻는다. 한편, 투명 기판의 주요면 상에 질화된 몰리브덴 실리사이드 막을 800옴스트롱의 두께로 스퍼터링에 의해 하프톤 막으로서 증착하여 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻는다. 여기서 주목할 것은 불투명 박막과 하프톤 막에 대한 증착 조건이 포토마스크 블랭크와 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조시의 것과 동일하다는 것이다.

포토마스크 블랭크와 위상 시프트 마스크 블랭크의 각각에 대해서, 평탄도를 측정한다. 결과로, 포토마스크 블랭크는 0.2㎛(볼록)의 평탄도를 가지며 반면에 위상 시프트 마스크 블랭크는 1.6㎛(볼록)의 평탄도를 가진다.

투명 기판의 평탄도, 포토마스크 블랭크의 평탄도와 위상 시프트 마스크 블랭크의 평탄도로부터, 불투명 박막의 평탄도의 변화와 하프톤 막의 평탄도의 변화를 계산한다. 결과로, 평탄도의 변화는 불투명 박막에 대해서 0.3㎛이고 하프톤 막 에 대해서는 +1.1㎛이다.

그러므로, 포토마스크 블랭크와 위상 시프트 마스크 블랭크의 각각의 이상 평탄도(0㎛)를 얻기 위해서는, 포토마스크 블랭크를 제조하기 위한 투명 기판의 평탄도는 0.3㎛(볼록)이 되도록 결정하며 위상 시프트 포토마스크 블랭크를 제조하기 위한 투명 기판의 평탄도는 1.1㎛(오목)이 되도록 결정한다.

다음으로, 본 발명의 제 2실시예에 따라서 전자 소자 기판의 평탄도를 결정하는 방법에 대해서 상세히 설명하겠다.

위상 시프트 기능과 차광 기능을 가진 하프톤 막을 박막으로서 형성하는 위상 시프트 마스크를 제조하기 위해서, 투명 기판의 평탄도는 아래 방법에 따라서 결정된다.

먼저, 위상 시프트 마스크 블랭크와 크기(6인치×6인치×0.25인치)(1인치 = 25.4mm)와 재료가 같고 종래의 평탄도(1.0㎛(볼록): 평탄도 특정 장비(Tropel에 의해 제작된 FM200)에 의해 측정됨)를 가진 투명 기판(실리카 유리 기판)을 준비한다. 투명 기판의 주요면상에, 몰리브덴 실리사이드 질화물 막을 800옴스트롱의 두께로 스퍼터링에 의해 하프톤 막으로서 증착하고 400옴스트롱의 두께로 스핀 코팅에 의해 레지스트 막을 형성한다. 소망의 패턴을 가진 마스크를 통하여, 노광 및 현상을 실행한다. 그러므로, 소망의 패턴을 가진 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조한다(패턴 점유율(개구율): 약 20%).

위상 시프트 마스크의 평탄도를 측정한다. 결과로, 위상 시프트 마스크의 평탄도는 0.2㎛(볼록)이다.

그러므로, 위상 시프트 마스크의 이상적인 평탄도(0㎛)를 얻기 위해서, 위상 시프트 마스크를 제조하기 위한 투명 기판의 평탄도는 2.0㎛(오목)과 같게 되도록 결정한다.

상술한 내용에서, 패턴 점유율(개구율)만을 고려해서 투명 기판의 평탄도를 결정한다. 그러나, 동일한 패턴 점유율(개구율)일지라도, 응력 변화는 기준으로서 마스크 블랭크의 평탄도에 대해서 박막 패턴의 위치와 형상에 의존하여 발생하게 될 것이다. 그러므로, 평탄도가 보다 높은 정확도로 제어되어야 하는 경우에, 패턴 점유율(개구율)외에, 바람직하게 박막 패턴의 위치와 형상을 참고로 투명 기판의 평탄도를 결정한다.

예 1

이하에서, 포토마스크 블랭크 제조 방법과 포토마스크 제조 방법을 설명하기로 하겠다.

나중에 설명하게 될, 투명 기판의 평탄도를 조정하는 방법에 의해서, 투명 기판(실리카 유리 기판)의 평탄도를 0.3㎛(볼록)으로 조정하였다. 투명 기판의 주요면상에, 크롬질화물 막, 크롬탄화물 막과 크롬산화질화물 막을 상술한 증착 조건하에서 900옴스트롱의 두께로 스퍼터링에 의해 불투명 막으로서 증착하였다. 그리하여, 포토마스크 블랭크를 제조한다.

포토마스크 블랭크의 평탄도는 상술한 방법과 유사한 방법으로 측정한다. 결과로, 포토마스크 블랭크는 0.1㎛(볼록)의 높은 평탄도를 가졌다. 이상적인 평탄도(0㎛)는 아마도 제조 공정과 측정 장비의 변동에 의해 달성하지 못하였다. 게다가, 불투명 박막상에 레지스트 막을 스핀 코팅으로 형성하였다. 예정 패턴을 가진 마스크를 통하여 노광과 현상을 실행하였다. 그리하여, 소망의 패턴을 가진 포토마스크를 제조한다. 여기서 얻어진 포토마스크의 패턴 위치를 기준 패턴 데이터와 비교하였다. 그 결과로 패턴 위치 정확도가 우수하였다.

예 2

양면 정밀 폴리싱에 대한 폴리싱 조건을 제어함으로써, 투명 기판(실리카 유리 기판)의 평탄도를 1.1㎛(오목)로 조정하였다. 투명 기판의 주요면상에, 질화 몰리브텐 실리사이드 막을 상술한 증착 조건하에서 800옴스트롱의 두께로 스퍼터링에 의해 하프톤 막으로서 증착하였다. 그리하여, 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조하였다.

여기서 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크의 평탄도는 상술한 방법과 유사한 방법으로 측정한다. 결과로, 위상 시프트 마스크 블랭크는 0.2㎛(오목)의 높은 평탄도를 가졌다. 이상적인 평탄도(0㎛)는 아마도 측정 장비의 변동에 의해 달성하지 못하였다. 게다가, 하프톤막 상에, 레지스트 막을 스핀 코팅으로 형성하였다. 예정 패턴을 가진 마스크를 통하여 노광과 현상을 실행하였다. 그리하여, 소망의 패턴을 가진 위상 시프트 마스크를 제조한다. 여기서 얻어진 위상 시프트 마스크의 패턴 위치를 기준 패턴 데이터와 비교하였다. 그 결과로 패턴 위치 정확도가 우수하였다.

예 3

양면 정밀 폴리싱에 대한 폴리싱 조건을 제어함으로써, 투명 기판(실리카 유 리 기판)의 평탄도를 2.0㎛(오목)으로 조정하였다. 투명 기판의 주요면 상에, 질화 몰리브텐 실리사이드 막을 상술한 증착 조건하에서 800옴스트롱의 두께로 스퍼터링에 의해 하프톤 막으로서 증착하였다. 게다가, 하프톤막 상에 레지스트 막을 4000옴스트롱 두께로 스핀 코팅으로 형성하였다. 예정 패턴을 가진 마스크를 통하여, 노광과 현상을 실행하였다. 그리하여, 소망의 패턴을 가진 위상 시프트 마스크를 제조하였다.

여기서 얻어진 위상 시프트 마스크의 평탄도는 상술한 방법과 유사한 방법으로 측정하였다. 결과로, 위상 시프트 마스크는 0.1㎛(볼록)의 높은 평탄도를 가졌다. 이상적인 평탄도(0㎛)는 아마도 측정 장비의 변동에 의해 달성하지 못하였다.

비교예

투명 기판의 평탄도를 결정하는 상술한 방법에 의지하지 않고, 높은 평탄도(0.5㎛(볼록)의 평탄도를 가진 실리카 유리 기판)을 종래 기술에 알려진 바와 같이 정밀 폴리싱의 폴리싱 조건을 제어함으로써 준비한다. 예 1, 2 및 3과 유사한 방법으로, 포토마스크 블랭크, 포토마스크, 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크를 기판을 사용해서 제조하였다.

그 결과로, 포토마스크 블랭크의 평탄도는 1.5㎛(오목)였다. 위상 시프트 마스크 블랭크의 평탄도는 1.6㎛(볼록)였다. 그리하여, 포토마스크 블랭크와 위상 시프트 마스크 블랭크의 평탄도 각각은 나빠졌다. 더욱이, 상술한 방법과 유사한 방법으로, 포토마스크와 위상 시프트 마스크를 제조하였다. 패턴 위치 정확도를 계산한다. 그 결과로, 패턴 위치 정확도는 기준 패턴 데이터와 비교해서 나빠졌다.

다음으로, 도 2 내지 도 5를 참고로, 본 발명의 실시예에 따른 전자 소자 기판의 평탄도를 조정하는 방법(전자 소자 기판 제조 방법)에 대한 설명을 하겠다.

도 2와 도 3을 참조하면, 폴리싱 장치는 폴리싱 패드(2)가 부착되어 있고 표면 테이블 회전 샤프트를 통해서 회전 유닛(도시 생략)에 의해 회전되는 표면 테이블(1), 기판의 주요면의 다수의 나누어진 영역을 개별적으로 바람직하게 가압하기 위한 다수의 가압 부재, 가압 부재(3)를 유지하기 위한 가압 부재 유지 수단(4), 가압 부재(3)의 각각에 인가된 압력을 제어하기 위한 압력 제어 수단과 기판(6)을 유지하기 위한 리테이너 링(기판 유지 수단)(5)을 포함한다. 표면 테이블(1)의 회전과 기판(6)에 각각의 개별 가압 부재(3)에 의해 가해진 압력이 제어되고 가압 부재 유지 수단(4)과 리테이너 링(5)은 일체로 회전된다. 그러므로, 폴리싱 패드(2)와 직면하는 기판의 주요면의 단측면 폴리싱이 실행된다.

상술한 폴리싱 장치를 사용함으로써, 전자 소자 기판의 평탄도는 아래 방법으로 조정된다.

기판(6)을 리테이너 링(5)에 의해 표면 테이블(1)상에 유지하고 가압 부재(3)에 의해 표면 테이블(1)에 대항해 가압하면서 회전시킨다.

리테이너 링(5)은 폴리싱 패드(2)를 가압하고 기판(6)의 주변부에 가해진 압력을 동등화 또는 균일화한다.

폴리싱 패드(2)는 표면 테이블(1)의 상부면에 부착되어 있다. 가압 부재(3)는 폴리싱 패드(2)에 대항해 기판을 가압하고 표면 테이블(1)의 방향과 반대 방향으로 회전된다. 그러므로 기판(6)의 주요면이 폴리싱된다.

가압 부재(3)는 가압 부재 유지 수단(4)에 의해 유지된다. 가압 부재(3)의 수는 기판(6)의 상부면을 덮도록 형성되고 기판(6)에 가해진 압력을 국부적으로 바람직하게 제어하도록 되어 있다.

양호하게, 가압 부재(3)는 공기 실린더에 의해 구동된다. 이 경우에, 가압 부재(3)의 작동 범위(스트로크)는 넓게 되며 가압 부재(3)는 DA 컨버터와 압축 공기식/전기 컨버터를 사용해서 쉽게 제어될 수 있다.

예를 들어, 기판(6)이 도 3에 도시한 바와 같이 중심부의 두께가 큰 볼록 형상을 가진 것으로 가정된다. 이 경우에, 기판(6)의 중심부에 위치된 가압 부재(3)는 압력이 증가하며 반면에 기판(6)의 주변부에 위치된 가압 부재(3)는 압력이 감소한다. 그러므로, 기판의 볼록 형상은 평탄하게 될 수 있다.

예 4

도 4를 참고로, 볼록 형상의 전자 소자 기판의 평탄도를 본 발명에 따라서 아래의 방법으로 조정하였다.

전자 소자 기판의 평탄도를 측정하였다. 그 결과로, 기판 표면은 돔형 프로파일을 가진다. 평탄도는 0.6과 0.7㎛(볼록) 정도였다. 그러므로, 압력이 기판의 중심부에서 높은 로드 타입(1)을 먼저 선택한다. 더욱 상세히, 기판의 주변부에 배치된 가압 부재(3)에 로드가 인가되지 않는 한편, 기판(6)에 가해진 로드가 기판의 중심부로부터 기판의 주변부를 향해서 점차적으로 감소하였다. 도 4에서, 로드 타입(1) 및 (2)에 도시한 수치값은 기판에 발생된 압력(kg/cm²)을 나타낸다. 기판을 150-300초의 폴리싱 시간 동안 10-20rpm의 회전속도로 폴리싱하였다. 물에 현탁된 연마재로서 콜로이달 실리카를 함유하는 폴리싱 용액(100nm의 평균 입자 크기)을 사용하였다. 그 결과로, 0.3 - 0.5㎛의 평탄도를 가진 기판을 얻었다.

더욱이, 기판의 중심부에 약간 높은 압력이 가해지는 로드 타입(2)을 선택하였다. 더욱 상세히, 기판의 주변부에 배치된 가압 부재(3)에 로드를 매우 적은 로드(0.1kg/cm²)가하는 한편, 기판의 중심부에 배치된 나머지 가압 부재(3)에 기판의 외주변에 있는 가압 부재(3)에 가해진 압력보다 다소 큰 로드(0.2kg/cm²)를 가하였다. 기판을 90-180초의 폴리싱 시간 동안 5-20rpm의 회전속도로 폴리싱한다. 물에 현탁된 연마재로서 콜로이달 실리카를 함유하는 폴리싱 용액(100nm의 평균 입자 크기)을 사용한다. 그 결과로, 0.1 - 0.2㎛의 평탄도를 가진 기판을 얻는다.

본 실시예에서, 두 로드 타입의 조합을 사용하였다. 유리하게는, 여러 개의 타입의 로드를 미리 준비하고 이로부터 최적의 조합을 선택한다. 그러므로, 바람직한 평탄도를 보다 쉽게 실현할 수 있다. 상술한 내용에서, 평탄도는 폴리싱 진행과 동기하여 다수 단계의 로드 타입을 조합함으로써 조정된다. 이 방법으로, 소망의 평탄도를 가진 기판을 효과적으로 얻을 수 있다.

로드 타입의 선택시, 바람직하게는 온도, 회전 속도, 전류값 및 표면 테이블의 토오크값과 같은 폴리싱 장치의 다양한 조건이 공급된 소프트웨어를 사용하여, 소망의 평탄도를 얻는데 최적의 로드 타입의 조합을 자동적으로 선택할 수 있다.

예 5

도 5를 참고로, 오목 형상의 전자 소자 기판의 평탄도를 조정하였다.

전자 소자 기판의 평탄도를 측정한 결과로, 기판 표면은 사발(bowl)형 프로파일을 가진다. 평탄도는 0.6과 0.7㎛(오목) 사이의 범위내이다. 그러므로, 기판의 코너부에 보다 높은 압력이 가해진 로드 타입(3)을 먼저 선택한다. 더욱 상세히, 기판의 중심부에 배치된 가압 부재(3)에 로드가 인가되지 않는 한편, 기판의 코너부에 배치된 가압 부재(3)에 가장 높은 로드가 인가된다. 도 5에서, 로드 타입(3) 및 (4)에 도시한 수치값은 기판에 발생된 압력(kg/cm²)을 나타낸다. 기판을 45-100초의 폴리싱 시간 동안 10-20rpm의 회전속도로 폴리싱하였다. 물에 현탁된 연마재로서 콜로이달 실리카를 함유하는 폴리싱 용액(100nm의 평균 입자 크기)을 사용하였다. 그 결과로, 0.4 - 0.5㎛(오목)의 평탄도를 가진 기판을 얻었다.

더욱이, 기판의 코너부에 약간 높은 압력이 가해지는 로드 타입(4)을 선택하였다. 더욱 상세히, 기판의 중심부에 배치된 가압 부재(3)에 로드가 전혀 인가되지 않는 한편, 기판의 주변부에 배치된 가압 부재(3)에는 기판의 코너부로부터 내향으로 점차적으로 감소하는 로드가 가해졌다. 기판을 5-20초의 폴리싱 시간 동안 5-20rpm의 회전속도로 폴리싱하였다. 물에 현탁된 연마재로서 콜로이달 실리카(100nm의 평균 입자 크기)를 함유하는 폴리싱 용액을 사용하였다. 그 결과로, 0.2 - 0.3㎛(오목)의 평탄도를 가진 기판을 얻었다.

비교예

예 3 및 예 4에 사용된 전자 소자 기판을 기판의 표면에 가해진 균일한 로드 로 폴리싱하였다. 그 결과로, 평탄도는 우수하지 않았다.

예 6

예 3의 폴리싱 용액을 연마재로서 콜로이달 실리카(100nm의 평균 입자 크기)를 함유하는 폴리싱 용액과 여기에 11.2의 pH값을 달성하도록 추가된 수산화나트륨에 의해 대체되어 있고 기계화학적 연마가 이용되었다는 것을 제외하고는 예 3과 유사한 방법으로 평탄도를 조정한다.

결과로, 최종적으로 얻은 기판은 거의 같은 평탄도를 가진다. 그러나, 평탄도의 조정에 필요한 폴리싱 시간을 약 15-20% 만큼 단축할 수 있다.

본 발명에 따라서, 박막 자체가 막 응력을 가지는 경우라도, 소망의 평탄도를 가진 포토마스크 블랭크를 얻을 수 있다. 그러므로, 포토마스크 블랭크를 제조하는 방법과 포토마스크를 제조하는 방법을 제공할 수 있으며, 이들은 포토마스크 블랭크의 소망의 평탄도를 달성할 수 있고, 포토마스크의 패턴 위치 정확도의 악화를 피할 수 있을 뿐만 아니라 패턴 전사 동안 패턴 위치어긋남과 패턴 결함의 발생을 피할 수 있다.

또한, 평탄도가 우수한 포토마스크 블랭크와 포토마스크내에 사용되어질 전자 소자 기판의 평탄도를 결정하는 방법과 평탄도를 조정하는 방법을 제공할 수 있다.

폴리싱 장치 및 폴리싱 방법

여기서, "기판"은 본 발명에 따른 폴리싱 장치에 의해 프로파일 조정 또는 수정과 표면 결함 제거를 받게되는 대상물(폴리싱될 대상물, 기판)을 의미한다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 폴리싱 장치는 폴리싱 패드(2')가 부착되어 있고 표면 테이블 회전 샤프트(10')를 통해서 회전 유닛(도시 생략)에 의해 회전 구동되는 표면 테이블(1'), 기판 프로파일 조정 섹션(6')과 기판 결함 제거 섹션(9')을 포함한다. 기판 프로파일 조정 섹션(6')은 기판의 주요면의 다수의 나누어진 영역을 개별적으로 바람직하게 가압하기 위한 다수의 가압 부재(23')를 가진 프로파일 조정 가압판(기판 가압 수단)(4'), 가압 부재(23')의 각각에 인가된 압력을 제어하기 위한 압력 제어 수단(26')과 기판을 유지하기 위한 리테이너 링(기판 유지 수단)(22')을 포함한다. 표면 테이블(1')의 회전과 기판에 각각의 개별 가압 부재(23')에 의해 가해진 압력은 제어되고 프로파일 조정 가압판(4')과 리테이너 링(22')은 일체로 회전된다. 그러므로, 기판 프로파일 조정 섹션(6')은 폴리싱 패드(2')와 직면하는 기판의 주요면의 단측면 폴리싱을 실행한다. 기판 결함 제거 섹션(9')은 폴리싱 패드가 부착되어 있는 결함 제거 가압판(7')과 기판을 유지하기 위한 캐리어(31')를 포함한다. 표면 테이블(1')의 회전과 캐리어(31')의 회전에 의해서, 기판의 마주보는 양 주요면은 폴리싱되어 기판에 부착된 연마재와 미세한 흠을 제거한다.

표면 테이블(1'), 프로파일 조정 가압판(4'), 리테이너 링(22'), 결함 제거 가압판(7') 및 캐리어(31')는 각 회전 샤프트를 통해서 독립 회전 유닛(도시 생략)에 의해 회전 구동된다. 회전 샤프트와 표면 테이블 회전 샤프트는 서로 독립적으로 역회전가능한다. 프로파일 조정 가압판(4')과 결함 제거 가압판(7')은 수평방향으로 요동될 수 있다. 상술한 구조에서, 폴리싱 조건은 융통성 있게 결정될 수 있 다.

기판 프로파일 조정 섹션(6')과 기판 표면 결함 제거 섹션(9')의 각각에는 기판에 연마재 용액(슬러리)을 제공하도록 연마재(슬러리) 공급 수단(3')이 제공되어 있다. 선택적으로, 연마재 공급 수단(3')은 하나로 기판 프로파일 조정 섹션(6')과 기판 표면 결함 제거 섹션(9')내에 공통으로 연마재 용액을 공급하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 폴리싱 장치는 기판 프로파일 조정 섹션(6')과 기판 표면 결함 제거 섹션(9')에 개별 표면 테이블이 제공되어 있는 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 다수의 기판 프로파일 조정 섹션(6')과 다수의 기판 표면 결함 제거 섹션(9')이 단일 표면 테이블에 제공될 수 있다.

다음으로, 도 7과 도 8을 참조하여, 기판 프로파일 조정 섹션(6')과 기판 표면 결함 제거 섹션(9') 뿐만 아니라 이들을 사용하는 폴리싱 방법을 상세히 설명하겠다.

도 7을 참조하면, 프로파일 조정 가압판(기판 가압 수단)(4')은 기판의 주요면에 대해서 동일한 간격으로 균일하게 분포된 다수의 가압 부재(23')와 가압 부재(23')를 유지하기 위한 가압 부재 유지 수단(24')을 포함한다. 가압 부재(23')를 기판의 주요면에 대해서 균일하게 분포하기 위해서, 가압 부재 유지 수단(24')에는 다수의 원통형 홀(기판이 전자 소자 기판(마스크 블랭크 기판)인 경우에, 6×6) 이 제공된다. 각 홀에서, 기판을 국부적으로 가압하기 위한 가압 부재(23')는 다수의 단계에서 압력을 제어할 수 있는 압력 제어 수단(26')으로서 단일 액션 실 린더(sigle-action cylinder)에 접속 부재(25')를 통해서 접속되어 있다. 압축 공기를 실린더에 공급함으로써, 가압 부재(23')가 작동된다. 그러므로, 충분한 스트로크가 보장될 수 있고 DA 컨버터 및 전기/압축 공기식 컨버터를 사용함으로써 제어가 쉽다.

표면 테이블과 직면하는 가압 부재(23')와 가압 부재 유지 수단(24')의 표면들 상에, 패킹 패드(21')가 가압 부재(23') 및 가압 부재 유지 수단(24')과 기판 사이에 끼워져 기판의 가압 부재(23')에 의한 손상을 방지한다.

기판 유지 수단으로서 리테이너 링(22')은 기판의 외주변을 따라서 배열되고 전자 레귤레이터에 의해 압력이 제어된 하나 또는 다수의 실린더에 의해 가압된다. 도 10에 도시한 바와 같이, 표면 테이블(1')의 측면상의 리테이너 링(22')에는 기판 단부(측면, 모따기면)의 흠집(chip off) 또는 손상을 방지하기 위해서 기판(27')과 접촉하게 되도록 내주부상에 형성된 탄성 부재(51')가 제공될 수 있다. 탄성 부재(51')는 기판의 외주변을 따라서 전체 영역에 걸쳐서 형성될 수 있거나 부분적으로 형성될 수 있다.

리테이너 링(22')에 의해 유지된 기판(27')은 압력이 제어된 개별 가압 부재(23')와 함께 가압 부재 유지 수단(24')의 회전에 따라, 그 자신의 축선 둘레로 회전되어, 기판(27')의 프로파일은 소망의 프로파일로 된다. 표면 테이블(1')의 회전에 의해서, 표면 테이블(1')에 부착된 폴리싱 패드(2')는 표면 테이블과 직면하는 기판의 주요면에 대해서 상대적 마찰 이동을 수행한다. 결국, 기판이 단측면 폴리싱이 되어, 표면 테이블과 직면하는 기판의 주요면에 결정된 임의의 기준 평면 에 대해서 프로파일이 비교적 볼록한 영역은 나머지 영역보다 우선적으로 제거된다. 그러므로, 프로파일은 조정된다.

리테이너 링(22')과 가압 부재 유지 수단(24')은 요동 수단에 접속되어 요동될 수 있다.

패킹 패드(21') 대신에, 기판(27')과 접촉하게 되어질 가압 부재(23')의 적어도 일부분은 기판 표면을 손상하지 않은 재료로 만들 수 있다.

가압 부재(23')의 정렬과 수는 특별히 제한되지 않고 기판(27')의 크기와 형상 및 기판 프로파일의 프로파일 정확도에 따라서 적당히 수정될 수 있다.

도 8을 참조하여, 기판 표면 결함 제거 섹션(9')이 기술될 것이다.

결함 제거 가압판(7')은 회전 샤프트를 통해서 회전 유닛(도시 생략)에 의해 회전 구동되고 표면 테이블의 측면상에 결함 제거 가압판(7')에 부착된 폴리싱 패드(2')가 제공되어 있다.

캐리어(31')는 편심 위치에 형성된 기판 유지 홀을 가진다.

캐리어(31')는 결함 제거 가압판(7')과 독립적으로 회전 샤프트 둘레로 회전 유닛(도시 생략)에 의해 회전 구동된다.

기판 유지 홀에 의해 유지된 기판(27')은 캐리어(31')가 회전함에 따라 그 자신의 축선 둘레로 회전된다. 추가로, 표면 테이블과 가압판의 회전에 의해서, 표면 테이블에 부착된 폴리싱 패드(2')와 결함 제거 가압판(7')에 부착된 폴리싱 패드(2')는 기판의 마주보는 양 주요면에 대해서 상대적인 마찰 이동을 수행한다. 결국, 표면 테이블과 직면하는 기판의 주요면은 결함 제거 가압판(7')의 측면상의 표 면 테이블에 의해 폴리싱되는 한편, 제 17발명의 폴리싱 장치에 의해 기판 프로파일(평탄도)이 수정된 표면에 마주보는 표면상의 결함 또는 이물질은 표면 테이블의 측면상에서 폴리싱된다. 그러므로, 제 17발명의 폴리싱 장치에 의해 기판 프로파일(평탄도)이 수정된 표면은 유지되고 흠 또는 이물질과 같은 결함은 제거될 수 있다.

캐리어(31')는 회전에 대해서 기계적 내구성을 가져야 하고, 양호하게 스테인레스 합금, 염화비닐 및 플라스틱 재료와 같은 재료로 만든다. 두께는 양호하게 기판의 두께보다 적은 범위내에서 가능한 큰 것이 바람직하다. 캐리어는 다수의 기판이 배열될 수 있도록 다수의 기판 유지 홀을 가질 수 있다.

표면 테이블(1')에는 내측에 배치된 온도 센서가 제공되어, 표면 테이블의 표면 온도가 일정하게 유지되도록 제어된다. 유사한 온도 센서가 기판 표면 결함 제거 섹션(9')의 결함 제거 가압판(7')에 부착될 수 있다.

전자 소자 기판의 제조

이제, 본 발명에 따른 전자 소자 기판을 제조하는 방법을 설명하겠다.

도 11을 참조하면, 상기 방법은,

기판의 측면의 모따기(챔퍼링) 후 그리고 랩핑 테이블 등에 의해서 기판의 마주보는 양 주요면의 랩핑 후 전자 소자 기판의 마주보는 양 주요면을 비교적 큰 연마재 그레인을 사용하는 양면 폴리싱 방법에 의해서 폴리싱하는 폴리싱 단계(S101),

폴리싱 단계에 의해서 얻어진 기판의 주요면 중 하나의 평탄도를 측정하는 평탄도 측정 단계(S102),

기판의 평탄도가 소망의 값과 일치하도록 측정 데이터를 참고로 측정 표면의 프로파일을 국부적으로 조정함으로써 기판의 평탄도를 조정(수정)하는 프로파일 조정 단계(S103)와, 그리고

프로파일의 조정후 기판 표면상에 나타난 결함을 제거하는 표면 결함 제거 단계(S104)를 포함한다.

이전 단계에 사용된 연마재 그레인이 다음 단계로 가는 것을 방지하기 위해서, 기판에 부착된 연마재 그레인을 제거하는 세척 단계는 폴리싱 단계와 프로파일 조정 단계사이에, 그리고 프로파일 조정 단계와 표면 결함 제거 단계사이에 끼워넣을 수 있다.

폴리싱 단계(S101)에서, 기판의 주요면을 하나씩 폴리싱하는 단측면 폴리싱이 기판의 제 1 및 제 2주요면 각각에 대해서 실행될 수 있거나 기판의 주요면의 양쪽을 한 번에 폴리싱하는 양면 폴리싱이 실행될 수 있다. 생산성 관점에서, 양면 폴리싱이 바람직하다. 통상적으로, 양면 폴리싱은 도 16에 도시한 양면 폴리싱 장치의 사용에 의해 수행된다. 기판(27')은 캐리어(31')의 유지 홀에 삽입되어 유지된다. 캐리어(31')의 외부 기어는 양면 폴리싱 장치의 내부 기어(63')와 선 기어(64')와 결합한다. 캐리어(31')가 자전 및 공전되고 연마재 그레인이 공급된다. 서로 역회전되는 상하 표면 테이블에 부착된 폴리싱 패드(2')는 기판의 양 주요면이 양면 폴리싱되도록 기판에 대해서 상대적인 마찰 이동을 수행한다.

일반적으로, 폴리싱 단계는 랩핑 단계에서 형성된 기판의 주요면상의 흠을 제거하고 랩핑 단계에서 얻어진 평탄도를 유지하도록 하는 거친(rough) 폴리싱 단계와, 기판의 주요면을 거울 표면으로 처리하도록 하는 정밀 폴리싱 단계를 포함한다.

평탄도 측정 단계(S102)에서, 평탄도는 적당히 선택된 조건하에서 상술한 측정 영역에 거쳐서 상술한 평탄도 측정 방법에 의해서 측정된다. 측정에 의해 얻어진 평탄도 데이터는 컴퓨터와 같은 기록 매체 내에 기억된다. 기억된 측정 데이터와 미리 저장한 소망의 평탄도 데이터를 비교해서, 평탄도의 차이를 계산한다. 가공 조건은 이런 차이를 제거함으로써 기판의 평탄도가 소망의 값과 일치하도록 결정한다.

가공 조건을 다음 방법으로 결정할 수 있다.

용이한 이해를 위해서, 하나의 주요면이 볼록 프로파일(평탄도)을 가지는 기판이 프로파일 조정(수정)되어지는 경우에 대해서 설명하겠다. 기판의 회전 방향과 표면 테이블의 회전 방향이 반대 또는 동일한 것으로 가정한다.

도 12와 도 13을 참조하면, 기판 프로파일 조정 섹션(6')이 도시되어 있다.

기판(27')의 가공 조건을 결정할 때, 평탄도 미터에 의해 얻어진 수치 값과 프로파일을 면적 환산하여 제거되어질 위치에서의 압력과 회전 속도를 결정한다.

제거될 예정 위치가 상술한 조건에 도달하는 때, 가공 조건은 다른 단계를 위해 결정된 새로운 가공 조건으로 변경된다. 따라서 프로파일이 조정된다. 프로파일 조정 단계(S103)를 상술한 평탄도 측정 단계에서 결정된 가공 조건에 따라서 상술한 폴리싱 장치의 기판 프로파일 조정 섹션(6')에 의해 실행한다.

표면 결함 제거 단계(S104)를 상술한 폴리싱 장치의 기판 표면 결함 제거 섹션(9')에 의해 실행한다.

상술한 평탄도 측정 단계를 아래의 방법으로 프로파일 조정 단계와 동시에 실행할 수 있다. 프로파일 조정의 진행과 함께, 기판의 평탄도를 측정한다. 측정에서 얻어진 평탄도 정보가 개별 가압 부재의 가압 조건으로 피드백된다.

프로파일 조정 단계(S103)와 표면 결함 제거 단계(S104)를 다양한 방법으로 실행할 수 있다. 프로파일 조정 단계(S103-1)를 기판의 하나의 주요면에서 완료한 후, 프로파일 조정 단계(S103-2)를 다른 주요면에서 실행할 수 있다. 그런 후, 표면 결함 제거 단계(S104)를 수행한다. 선택적으로, 프로파일 조정 단계(S103-1)를 기판의 하나의 주요면에서 완료한 후, 표면 결함 제거 단계(S104-1)를 수행한다. 그리고 나서, 프로파일 조정 단계(S103-2)를 다른 주요면에서 완료한 후, 표면 결함 제거 단계(S104-1)를 수행한다. 기판을 표면 결함 제거 단계(S104)의 중간에 방향전환시킬 수 있다.

전자 소자 기판

본 발명의 전자 소자 기판은, 예를 들어 전자 소자 기판을 제조하는 상술한 방법에 의해서 얻어지며 높은 평탄도와 높은 평행도를 가진다. 도 17을 참고하면, 전자 소자 기판은 서로 마주보는 한 쌍의 주요면(71'), 주요면(71')에 수직인 두 쌍의 측면(72')과 주요면과 측면사이에 끼워진 모따기면(73')을 가진 각진(직사각형) 기판이다. 주요면(적합하게, 마주보는 양 주요면)은 0㎛ 초과 0.25㎛이하의 높은 평탄도를 가진다. 평탄도는 측면과 모따기면을 제외한 표면의 주요면의 전체 영 역의 평탄도를 나타낸다. 이하에서는, 평탄도의 값은 기판의 주요면의 전체 영역의 평탄도를 가르킨다.

기판은 높은 평행도를 가진다. 기판의 주요면은 0㎛ 초과 1㎛이하의 높은 평행도를 가진다.

기판의 마주보는 양 주요면은 정밀 폴리싱에 의해서 거울 표면으로 마무리된다. 주요면은 평균 표면 조도(Ra)에서 0.3nm 이하의 표면 조도를 가지도록 마무리된다, 여기서 Ra는 일본 산업 표준 JIS B0601에 정의된 중심선 평균 조도를 나타낸다. 주요면의 표면 조도는 양호하게 증착 후 막 표면의 결함의 검출과 균일성의 관점에서 가능한 작아야 한다. 양호하게, 주요면은 0.2nm 이하, 보다 양호하게는 0.15nm의 Ra를 가지는 거울 표면으로 마무리된다.

파티클의 발생을 방지하기 위해서, 기판의 측면과 모따기면은 양호하게 브러쉬 폴리싱 등에 의해 거울 표면으로 마무리된다. 표면 조도는 평균 표면 조도(Ra)에서 양호하게 0.3nm이하, 보다 양호하게 0.2nm이하, 보다 더 양호하게 0.15nm이하이다.

예 1

1) 거친(rough) 폴리싱 단계(S101)

단면을 모따기하고 양면 랩핑 장치에 의해 랩핑을 한 후 합성 석영 유리 기판(6인치×6인치)의 기판을 준비한다. 12개의 유리 기판을 상술한 양면 폴리싱 장치내에 설정하고 아래의 폴리싱 조건으로 거친 폴리싱 단계를 행한다. 가공 로드와 폴리싱 시간은 적절히 조절한다.

폴리싱 용액 : 세륨산화물(평균 입자 크기 : 2-3㎛) + 물

폴리싱 패드 : 경질 폴리셔(우레탄 패드)

거친 폴리싱 단계의 완료 후, 유리 기판을 유리 기판에 부착된 연마재 그레인을 제거하기 위해서 세척 탱크(초음파가 가해짐)내에서 담그어 세척한다.

2) 정밀 폴리싱 단계(S101)

12개의 유리 기판을 상술한 양면 폴리싱 장치 내에 세팅하고 아래의 폴리싱 조건으로 정밀 폴리싱 단계를 행한다. 가공 로드와 폴리싱 시간은 적절히 조절한다.

폴리싱 용액 : 세륨산화물(평균 입자 크기 : 1㎛) + 물

폴리싱 패드 : 연질 폴리셔(스웨이드 타입)

정밀 폴리싱 단계의 완료 후, 유리 기판을 유리 기판에 부착된 연마재 그레인을 제거하기 위해서 세척 탱크(초음파가 가해짐)내에서 담그어 세척한다.

3) 초정밀 폴리싱 단계(S101)

12개의 유리 기판을 상술한 양면 폴리싱 장치 내에 세팅하고 아래의 폴리싱 조건으로 초정밀 폴리싱 단계를 행한다. 가공 로드와 폴리싱 시간은 적절히 조절한다.

폴리싱 용액 : 콜로이달 실리카(평균 입자 크기 : 100nm) + 물

폴리싱 패드 : 초연질 폴리셔(스웨이드 타입)

초정밀 폴리싱 단계의 완료 후, 유리 기판을 유리 기판에 부착된 연마재 그레인을 제거하기 위해서 세척 탱크(초음파가 가해짐)내에서 담그어 세척한다.

4) 평탄도 측정 단계(S102)

여기서 얻은 12개의 유리 기판중에서, 하나의 유리 기판을 추출한다. 하나의 유리 기판에 대해서, 하나의 주요면의 평탄도를 평탄도 측정 장비(Tropel에 의해 제작된 FM200)에 의해 측정한다. 그 결과, 기판 프로파일은 오목하고 평탄도는 0.68㎛이다.

유리 기판의 표면 조도를 원자간력 현미경(atomic force microscope)(Digital Instruments에 의해 제작된 나노현미경(nanoscope))에 의해 측정한다. 이 후에, 표면 조도(Ra)는 동일한 장비에 의해 측정된다. 그 결과, 평균 표면 조도(Ra)는 0.18nm이다.

12개의 기판 모두에 대해서 그리고 마주보는 양 주요면에 대해서, 평탄도의 측정을 유사한 방법으로 실행한다. 측정 데이터를 컴퓨터내에 저장한다.

이렇게 얻은 유리 기판은 약 0.25인치(약 6.35mm)의 두께를 가지고 (기판 면적)/(기판 두께)은 약 2.73×10^-4mm^-1이다.

5) 프로파일 조정 단계(S103)

다음으로, 컴퓨터내에 저장된 평탄도의 측정 데이터를 소망의 평탄도 0.25㎛와 비교한다. 평탄도의 차이를 컴퓨터에 의해 계산하였다. 기판과 표면 테이블의 회전 방향과 회전 속도를 고려해서, 가공 조건을 결정한다. 프로파일 수정 단계를 도 6에 도시한 폴리싱 장치의 기판 프로파일 조정 섹션(6')에 의해 실행하였다. 가압 부재(23')의 수는 기판의 주요면에 대해서 동일한 간격으로 배치된 36(6×6)이 다.

특정 폴리싱 조건은 도 19와 아래에 도시되어 있다. 프로파일을 조정하기 전에 기판이 오목하므로, 압력은 기판의 주변부와 코너부내에서 보다 높았다.

*리테이너 링의 압력 : 7.5g/cm²

폴리싱 용액 : 콜로이달 실리카(평균 입자 크기 : 80nm) + 물

폴리싱 패드 : 초연질 폴리셔(스웨이드 타입)

폴리싱 시간 : 20분

기판의 회전 속도 : 6rpm

기판 테이블의 회전 속도 : 12rpm

프로파일 조정 단계의 완료 후, 유리 기판을 유리 기판에 부착된 연마재 그레인을 제거하기 위해서 세척 탱크(초음파가 가해짐) 내에서 담그어 세척하였다.

여기서 얻은 기판에 대해서, 상술한 것과 유사한 측정 장비에 의해 측정하였다. 그 결과, 평탄도는 0.23㎛(오목)이다.

또한, 표면 조도도 측정하였다. 그 결과, 프로파일 조정 단계 후의 평균 표면 조도(Ra)는 0.18nm이다.

프로파일의 조정을 아직도 받지 않은 다른 주요면과 나머지 11개의 유리 기판에 대해서, 상술한 프로파일 조정 단계를 실행해서 유리 기판을 만들었다.

*그 결과로, 12개의 유리 기판 모두는 절대값으로 0.25㎛ 이하의 범위내의 평탄도를 가진다. 그러므로, 높은 평탄도를 가진 유리 기판을 얻었다.

12개의 유리 기판 모두에 대해서, 평행도를 평행도 미터(ZYGO interferometer)에 의해 측정하였다. 그 결과, 평행도는 0.8㎛이하였다.

6) 표면 결함 제거 단계(S104)

다음으로, 기판의 표면에 존재하는 흠과 기판이 프로파일 조정 단계(S103)에서 가압 부재와 접촉하게 되어지는 영역내에 가압 부재와의 접촉에 의한 접촉 마크를 제거하기 위해서, 양면 폴리싱을 도 1에 도시한 폴리싱 장치의 기판 표면 결함 제거 섹션(9')에 의해 실시하였다. 특정 폴리싱 조건은 다음과 같다.

폴리싱 용액 : 콜로이달 실리카(평균 입자 크기 : 80nm) + 물

폴리싱 패드 : 초연질 폴리셔(스웨이드 타입)

가공 로드 : 30g/cm²

폴리싱 시간 : 10분

기판의 회전 속도 : 5rpm

표면 결함 제거 단계의 완료 후, 유리 기판을 유리 기판에 부착된 연마재 그레인을 제거하기 위해서 세척 탱크(초음파가 가해짐) 내에서 담그어 세척하였다.

유리 기판의 표면을 시각적으로 검사한다. 그 결과로 프로파일 조정 단계에서의 가압 부재의 접촉에 의한 접촉 마크와 흠은 관찰되지 않았다. 그러므로, 표면 결함없는 주요면을 얻었다.

비교예 1

유리 기판을 4) 평탄도 측정 단계, 5) 프로파일 조정 단계와 6) 표면 결함 제거 단계가 실행되지 않는 것을 제외하고는 예 1과 유사한 방법으로 준비하였다. 3) 초정밀 폴리싱 단계의 완료 후 12개의 유리 기판 모두에 대해서, 평탄도를 측정하였다. 그 결과, 평탄도는 0.5㎛ 내지 1.5㎛(볼록)이고 평행도는 1.2㎛ 내지 3.4㎛였다.

예 2

유리 기판이 5인치×5인치(127mm×127mm)의 크기를 가지고 초정밀 폴리싱 단계의 완료 후의 유리 기판의 두께가 약 0.09인치(약 2.23mm)(( (기판 면적)/(기판 두께)은 약 1.42×10^-4mm^-1)인 것을 제외하고는 예 1과 유사한 방법으로 준비한다. 그 결과로, 12개의 유리 기판 모두는 절대값으로 0.25㎛ 이하의 범위내의 평탄도를 가진다. 그리하여, 높은 평탄도를 가진 유리 기판을 얻었다. 유리 기판의 표면을 시각적으로 검사하였다. 그 결과로 프로파일 조정 단계에서의 가압 부재의 접촉에 의한 접촉 마크와 흠은 관찰되지 않았다. 그러므로, 표면 결함없는 주요면을 얻었다.

포토마스크 블랭크와 포토마스크의 제조 후의 평가

각 예 1 및 2와 비교예에서 얻은 유리 기판의 하나의 주요면상에, 크롬질화물 막, 크롬탄화물 막과 크롬산화질화물 막을 900옴스트롱의 전체 두께로 스퍼터링에 의해 증착하여 포토마스크 블랭크를 제조하였다. 유사하게, 유리 기판의 하나의 주요면상에 질화된 몰리브덴 실리사이드 막을 800옴스트롱의 두께로 스퍼터링에 의해 증착하여 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조하였다.

더욱이, 레지스트 막을 스핀 코팅에 의해 상술한 막상에 형성한다. 소망의 패턴을 가진 마스크를 통하여 노광과 현상을 실행하였다. 그러므로, 각각이 소망의 패턴을 가지는 포토마스크와 위상 시프트 마스크를 제조하였다.

포토마스크와 위상 시프트 마스크의 각각의 패턴 위치 정확도를 기준 패턴 데이터와 비교한다. 그 결과로, 예 1 및 예 2 각각내에 유리 기판의 사용에 의해 얻어진 포토마스크와 위상 시프트 마스크는 우수한 패턴 위치 정확도를 가진다. 한편, 비교 예에서 유리 기판을 사용해서 얻어진 포토마스크와 위상 시프트 마스크는 기준 패턴 데이터와 비교하면 변동하는 패턴 위치 정확도를 가지며 양호하지 않는 결과를 나타냈다.

이제, 제 17발명 내지 제 24발명에 따른 전자 소자 기판을 제조하는 방법을 설명하겠다.

본 발명에 따른 방법은 일반적으로 도 15에 도시한 바와 같은 아래의 단계를 가진다.

기판의 측면의 모따기 후 그리고 랩핑 테이블 등에 의해서 기판의 양 주요면의 랩핑 후 전자 소자 기판의 양 주요면을 비교적 큰 연마재 그레인을 사용하는 양면 폴리싱 방법에 의해서 폴리싱하는 거친 폴리싱 단계(S201);

기판의 양 주요면을 비교적 작은 연마재 그레인을 사용하는 양면 폴리싱 방법에 의해서 정밀 폴리싱하는 정밀 폴리싱 단계(S202);

정밀 폴리싱 단계에 의해서 얻어진 기판의 주요면 중 하나의 평탄도를 측정하는 평탄도 측정 단계(S203);

기판의 평탄도가 소망의 값과 일치하도록 임의의 기준 평면에 대해서 비교적 볼록한 프로파일인 영역에서의 측정 표면의 프로파일을, 측정 데이터를 참고로 국부적으로 조정함으로써 기판의 평탄도를 수정하는 프로파일 수정 단계(S204)와; 그리고

기판에 부착된 연마재 그레인 또는 파티클을 제거하는 최종 세척 단계(S205)를 포함한다.

프로파일 수정 단계(S204)가 기판의 양 주요면상에서 실행되는 경우, 또는 평탄도가 다시 수정되는 경우에, 평탄도 측정 단계(S203), 프로파일 수정 단계(S204)와 최종 세척 단계(S205)를 다시 실행한다.

이전 단계에 사용된 연마재 그레인이 다음 단계로 가는 것을 방지하기 위해서, 기판에 부착된 연마재 그레인을 제거하는 통상의 세척 단계는 거친 폴리싱 단계와 정밀 폴리싱 단계사이에, 그리고 정밀 폴리싱 단계와 프로파일 수정 단계 사이에 끼워넣을 수 있다.

기판의 단면을 폴리싱하는 단면 폴리싱 단계를 최종 세척 단계 전에 어느 때라도 실행할 수 있다.

양면 폴리싱으로, 거친 폴리싱 단계와 정밀 폴리싱 단계는 통상적으로, 도 16에 도시한 양면 폴리싱 장치의 사용에 의해 수행된다.

각진 형상의 기판(27')은 캐리어(31')의 유지 홀에 삽입되어 유지된다. 캐리 어(31')의 외부 기어는 양면 폴리싱 장치의 내부 기어(63')와 선 기어(64')와 걸림 결합한다. 캐리어(31')가 자전 및 공전되고 연마재 그레인이 공급된다. 서로 역회전되는 상하 표면 테이블에 부착된 폴리싱 패드(2')는, 기판(27')의 양 주요면이 양면 폴리싱되도록 기판에 대해서 상대적인 마찰 운동을 수행한다.

거친 폴리싱 단계는 랩핑 단계 동안 기판의 주요면상에 형성된 흠을 제거하고 랩핑 단계에서 얻어진 평탄도를 유지하도록 한다. 거친 폴리싱 단계에서, 폴리싱은 약 1 내지 3㎛의 평균 입자 크기를 가진 상당히 큰 연마재 그레인의 사용에 의해 실행된다. 연마재 그레인의 재료는 기판의 재료에 따라서 적절히 선택된다.

거친 폴리싱 단계에 사용된 폴리싱 패드는 평탄도를 유지하기 위해서, 바람직하게는 경질 폴리셔이다.

정밀 폴리싱 단계는 흠과 같은 표면 결함 없이 기판을 거울 표면으로 처리하도록 한다. 정밀 폴리싱 단계에서, 폴리싱을 약 1㎛ 이하(예를 들어, 10nm 내지 1㎛)의 평균 입자 크기를 가지는 비교적 작은 연마재 그레인을 사용해서 실행한다. 연마재 그레인의 재료는 상술한 것과 유사한 방법으로 기판의 재료에 따라서 적절히 선택된다. 양호하게, 콜로이달 실리카는 평균 입자 크기가 작고 평활한 기판 표면이 얻어지기 때문에 사용된다.

정밀 폴리싱 단계에 사용된 폴리싱 패드로서, 연질 또는 초연질 폴리셔가 거울 표면을 제공하기 위해서 바람직하다.

평탄도 측정 단계에 의해 얻어진 평탄도 데이터를 컴퓨터와 같은 기록 매체내에 기억한다. 기억된 측정 데이터를 이미 저장된 소망의 평탄도 데이터와 비교해 서 평탄도 차이를 계산한다. 이런 차이를 제거함으로써 기판의 평탄도가 소망의 값을 가지기 위해서, 가공 조건을 프로파일이 임의의 기준 평면에 대해서 비교적 볼록한 영역에 대응하여 측정된 표면에 대하여 결정하였다. 가공 조건에 따라서 프로파일은 국부적으로 수정된다.

소망의 값으로서, 평탄도는 양호하게 0㎛ 초과 1㎛ 이하(0.0<평탄도≤1㎛), 보다 바람직하게는 0㎛ 초과 0.5㎛ 이하(0.0<평탄도≤0.5㎛), 가장 바람직하게는 0㎛ 초과 0.25㎛ 이하(0.0<평탄도≤0.25㎛)의 범위내에 있다. 기판의 평탄도의 절대값이 작게 되면, 포토마스크가 제조될 때의 패턴 위치 정확도는 개선되고, 패턴이 포토마스크의 사용에 의해 전사될 때의 패턴 전사 정확도가 개선된다. 소망의 값은 요구에 따라 패턴 위치 정확도와 패턴 전사 정확도에 따라서 결정될 수 있다. 본 발명의 프로파일 수정 단계를 제공함으로써, 어느 정도의 소망의 값을 얻을 수 있다.

평행도는 양호하게 0㎛ 초과 2㎛ 이하, 보다 양호하게는 0㎛ 초과 1㎛ 이하, 가장 양호하게는 0㎛ 초과 0.5㎛의 범위내에 있다.

최종 세척 단계에서, 화학품(산성 또는 알칼리) 세척, 세제, 순수(pure water) 또는 초순수에 의한 세척, 수소수와 같은 기능성 물에 의한 습식 세척과 UV(자외선) 방사 또는 오존 처리와 같은 건식 세척이 수행될 수 있다. 제거되어질 대상물에 따라서, 하나 또는 다수의 상술한 기술이 선택된다.

예 3

1) 거친 폴리싱 단계(S201)

단면을 모따기하고 양면 랩핑 장치에 의해 랩핑을 한 후 합성 석영 유리 기판(6인치×6인치)의 기판을 준비하였다. 12개의 유리 기판을 상술한 양면 폴리싱 장치내에 세팅하고 아래의 폴리싱 조건으로 거친 폴리싱 단계를 행하였다. 가공 로드와 폴리싱 시간은 적절히 조절하였다.

폴리싱 용액 : 세륨산화물(평균 입자 크기 : 2-3㎛) + 물

폴리싱 패드 : 경질 폴리셔(우레탄 패드)

2) 정밀 폴리싱 단계(S202)

12개의 유리 기판을 상술한 양면 폴리싱 장치내에 세팅하고 아래의 폴리싱 조건으로 정밀 폴리싱 단계를 행하였다. 가공 로드와 폴리싱 시간은 적절히 조절하였다.

폴리싱 용액 : 세륨산화물(평균 입자 크기 : 1㎛) + 물

폴리싱 패드 : 연질 폴리셔(스웨이드 타입)

정밀 폴리싱 단계의 완료 후, 유리 기판을 유리 기판에 부착된 연마재 그레인을 제거하기 위해서 세척 탱크(초음파가 가해짐) 내에서 담그어 세척하였다.

3) 평탄도 측정 단계(S203)

여기서 얻은 12개의 유리 기판중에서, 하나의 유리 기판을 추출하였다. 하나의 유리 기판에 대해서, 하나의 주요면의 평탄도를 평탄도 측정 장비(Tropel에 의해 제작된 FM200)에 의해 측정하였다. 그 결과, 기판 프로파일은 볼록하고 평탄도 는 0.97㎛이었다.

유리 기판의 표면 조도를 원자간력 현미경(atomic force microscope)에 의해 측정하였다. 그 결과, 평균 표면 조도(Ra)는 0.25nm이었다.

12개의 기판 모두에 대해서 그리고 마주보는 양 주요면에 대해서, 평탄도의 측정을 유사한 방법으로 실행하였다. 측정 데이터를 컴퓨터 내에 저장하였다.

4) 프로파일 수정 단계(S204)

다음으로, 컴퓨터내에 저장된 평탄도의 측정 데이터를 소망의 평탄도 0.56㎛(오목)과 비교하였다. 평탄도의 차이를 컴퓨터에 의해 계산해서 가공 조건을 결정하였다. 이 예에서의 프로파일 수정 단계를 도 14에 도시한 싱글 웨이퍼 단측면 폴리싱 방법에 의해 실행하였다. 도 14의 가압 부재(23')의 수는 6×6인치의 크기를 가진 기판에 대해서 동일한 간격으로 배치된 36(6×6)이다. 가압 부재는 압력을 전달할 수 있는 실린더에 연결된다. 특히, 전자기 밸브는 독립적으로 사용된다. 그러므로, 압력은 전자 레귤레이터에 의해 설정될 수 있다.

구체적인 폴리싱 조건은 도 18과 아래에 도시되어 있다. 프로파일을 조정하기 전에 기판이 볼록하므로, 압력은 기판의 중심부내에서 보다 높았다.

리테이너 링의 압력 : 7.5g/cm²

폴리싱 용액 : 콜로이달 실리카(평균 입자 크기 : 100nm) + 물

폴리싱 패드 : 초연질 폴리셔(스웨이드 타입)

폴리싱 시간 : 60분

5) 최종 세척 단계(S205)

프로파일 수정 단계의 완료 후, 유리 기판을 유리 기판에 부착된 연마재 그레인을 제거하기 위해서 세척 탱크(초음파가 가해짐)내에서 담그어 세척한다.

이렇게 얻은 유리 기판에 대해서, 평탄도를 상술한 것과 유사한 측정 장비를 사용해서 측정하였다. 그 결과, 평탄도는 0.49㎛(오목)이었다.

또한, 표면 조도도 측정하였다. 그 결과, 정밀 폴리싱 단계 후의 표면 조도(Ra)는 0.23nm이었다.

프로파일의 수정을 아직도 받지 않은 다른 주요면과 나머지 11개의 유리 기판에 대해서, 4) 프로파일 수정 단계와 5) 최종 세척 단계를 실행해서 유리 기판을 제조하였다. 그 결과로, 12개의 유리 기판 모두는 절대값으로 0.5㎛ 이하의 범위내의 평탄도를 가진다. 그러므로, 높은 평탄도를 가진 유리 기판을 얻었다.

12개의 유리 기판 모두에 대해서, 평행도를 평행도 미터(ZYGO interferometer)에 의해 측정한다. 그 결과, 평행도는 0.8㎛이하였다.

예 4

예 3의 2) 정밀 폴리싱 단계 후, 초정밀 폴리싱 단계를 아래의 조건에 따라서 실행하였다. 가공 로드와 폴리싱 시간은 적절히 조절하였다.

폴리싱 용액 : 콜로이달 실리카(평균 입자 크기 : 100nm) + 물

폴리싱 패드 : 초연질 폴리셔(스웨이드 타입)

여기서 얻은 12개의 유리 기판중에서, 하나의 유리 기판을 추출한다. 하나의 유리 기판에 대해서, 하나의 주요면의 평탄도를 평탄도 측정 장비(Tropel에 의해 제작된 FM200)에 의해 측정하였다. 그 결과, 기판 프로파일은 오목하고 평탄도는 0.68㎛(오목)이었다.

유리 기판의 표면 조도를 원자간력 현미경(atomic force microscope)에 의해 측정하였다. 그 결과, 평균 표면 조도(Ra)는 0.18nm이었다.

다음으로, 컴퓨터내에 저장된 평탄도의 측정 데이터를 소망의 평탄도 0.25㎛(오목)와 비교하였다. 평탄도의 차이를 컴퓨터에 의해 계산해서 가공 조건을 결정한다. 상술한 것과 유사한 방법으로, 프로파일 수정 단계를 도 14에 도시한 싱글 웨이퍼 단측면 폴리싱 방법에 의해 실행하였다.

구체적인 폴리싱 조건은 도 19와 아래에 도시되어 있다. 프로파일을 수정하기 전에 기판이 오목하였으므로, 압력은 기판의 코너부와 주변부 내에서 보다 높다.

리테이너 링의 압력 : 7.5g/cm²

폴리싱 용액 : 콜로이달 실리카(평균 입자 크기 : 100nm) + 물

폴리싱 패드 : 초연질 폴리셔(스웨이드 타입)

폴리싱 시간 : 20분

프로파일 수정 단계의 완료 후, 유리 기판을 유리 기판에 부착된 연마재 그레인을 제거하기 위해서 세척 탱크(초음파가 가해짐) 내에서 담그어 세척하였다.

이렇게 얻은 유리 기판에 대해서, 평탄도를 상술한 것과 유사한 측정 장비를 사용해서 측정하였다. 그 결과, 평탄도는 0.23㎛(오목)이었다.

또한, 표면 조도도 측정한다. 그 결과, 정밀 폴리싱 단계 후의 표면 조도(Ra)는 0.18nm이었다.

프로파일의 수정을 아직도 받지 않은 다른 주요면과 나머지 11개의 유리 기판에 대해서, 프로파일 수정 단계와 최종 세척 단계를 실행해서 유리 기판을 제조하였다. 그 결과로, 12개의 유리 기판 모두는 절대값으로 0.25㎛ 이하의 범위내의 평탄도를 가졌다. 그러므로, 높은 평탄도를 가진 유리 기판을 얻었다.

12개의 유리 기판 모두에 대해서, 평행도를 평행도 미터(ZYGO interferometer)에 의해 측정하였다. 그 결과, 평행도는 0.8㎛이하이었다.

비교예 2

양면 폴리싱 방법에 의한 정밀 폴리싱 단계 완료 후 유리 기판을 예 3에서의 3) 평탄도 측정 단계, 4) 프로파일 수정 단계와, 5) 최종 세척 단계를 실행하지 않고 준비한다. 12개의 유리 기판 모두에 대해서, 평탄도를 측정하였다. 그 결과, 평탄도는 1.0㎛(오목) 내지 1.5㎛(볼록)이었다. 그러므로, 프로파일은 다르고 평탄도의 변동은 컸다.

예 5

폴리싱 용액이 11.2의 pH값을 가지도록 4) 프로파일 수정 단계에 사용된 폴 리싱 용액에 수산화나트륨이 추가된 것을 제외하고는 예 3과 유사한 방법으로 유리 기판을 준비한다. 에칭 작용을 제공하도록 프로파일 수정 단계에 사용된 폴리싱 용액에 수산화나트륨을 추가함으로써, 폴리싱 시간은 10% 내지 20% 단축할 수 있다. 그 결과로, 생산성이 향상된다. 이렇게 얻은 유리 기판은 표면 조도, 평탄도와 평행도에서 동일한 레벨을 가진다.

포토마스크 블랭크와 포토마스크의 제조 후의 평가

각 예 3 내지 5와 비교예 2에서의 유리 기판의 하나의 주요면상에, 크롬질화물 막, 크롬탄화물 막과 크롬산화질화물(oxynitride) 막을 900옴스트롱의 전체 두께로 스퍼터링에 의해 증착하여 포토마스크 블랭크를 제조한다. 유사하게, 유리 기판의 하나의 주요면상에 질화된 몰리브덴 실리사이드 막을 800옴스트롱의 두께로 스퍼터링에 의해 증착하여 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조하였다.

더욱이, 레지스트 막을 스핀 코팅에 의해 상술한 막상에 형성하였다. 소망의 패턴을 가진 마스크를 통하여 노광과 현상을 실행하였다. 그리하여, 각각이 소망의 패턴을 가지는 포토마스크와 위상 시프트 마스크를 제조하였다.

포토마스크와 위상 시프트 마스크의 각각의 패턴 위치 정확도를 기준 패턴 데이터와 비교하였다. 그 결과로, 예 2 및 예 3 각각에서 유리 기판의 사용에 의해 얻어진 포토마스크와 위상 시프트 마스크는 우수한 패턴 위치 정확도를 가졌다. 그러나, 비교 예에서 유리 기판을 사용해서 얻어진 포토마스크와 위상 시프트 마스크는 기준 패턴 데이터와 비교하면 불안정한 패턴 위치 정확도를 가지고 양호하지 않은 결과를 나타내었다.

기준 예

1) 거친 폴리싱 단계를 실행하지 않는 것을 제외하고는 예 3과 유사한 방법으로 전자 소자 기판을 제조하였다.

4) 프로파일 수정 단계 전의 유리 기판에 대해서, 표면 조도(Ra)와 평탄도를 측정하였다. 그 결과, 평균 표면 조도(Ra)는 예 3의 것과 거의 같은 0.27nm이었다. 그러나, 기판 프로파일은 볼록하였고 평탄도는 2㎛를 초과하였다.

그 결과로, 4) 프로파일 수정 단계에 의해서 예 3의 것과 거의 같은 평탄도를 얻기 위해서, 프로파일 수정 단계의 폴리싱 시간이 약 두 배 증가된다. 그러므로, 생산성이 상당히 감소되었다.

그러므로, 랩핑 단계에서 얻어진 평탄도를 유지하고 랩핑 단계에서 기판내에 형성된 흠을 제거할 목적으로 비교적 큰 연마재 그레인을 사용하는 거친 폴리싱 단계와, 기판을 거울 표면으로 처리하기 위해서 비교적 작은 연마재 그레인을 사용하는 정밀 폴리싱 단계를 포함하는 다수의 스테이지에서 양면 폴리싱 단계를 실행함으로써, 높은 평활도와 높은 평탄도를 가진 전자 소자 기판을 높은 생산성으로 얻을 수 있음을 알 수 있다.

본 발명에 따라서, 첫째로, 차세대 반도체 집적 회로, 마스크 블랭크와 전사 마스크의 디자인 룰에 대응하는 0.25㎛ 이하의 평탄도를 가지는 높은 평탄도의 전자 소자 기판을 제공할 수 있다.

둘째로, 0.25㎛ 이하의 평탄도를 가지는 높은 평탄도의 전자 소자 기판을 신 뢰성 있게 얻을 수 있는 신규의 폴리싱 장치와 신규의 폴리싱 방법을 제공할 수 있다.

셋째로, 차세대 반도체 집적 회로의 디자인 룰에 대응하는 0.25㎛ 이하의 평탄도를 가진 높은 평탄도 전자 소자 기판을 높은 수율로 신뢰성 있게 얻을 수 있는, 전자 소자 기판 제조 방법과, 전자 소자 기판의 사용에 의해 전사 마스크가 제조될 때 패턴 위치 정확도와 패턴 노광 동안 패턴 전사 정확도를 개선할 수 있는, 마스크 블랭크와 전사 마스크 제조 방법을 제공할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 산업적으로 현저한 효과를 제공한다.

Claims

전자 소자 기판의 평탄도 결정 방법으로서,

상기 기판의 평탄도를 상기 기판의 주요면상에 형성되어 노출 광의 광학 변화를 야기하는 박막과 상기 기판을 포함하는 마스크 블랭크의 소망의 평탄도를 달성하도록 결정하며, 상기 방법은 상기 기판상에 형성되어지는 상기 박막의 막 응력으로부터 기인한 [상기 기판의] 평탄도의 변화를 예견하고 판정하는 단계와, 상기 변화를 보상하도록 상기 기판의 평탄도를 결정하는 단계를 포함하는 전자 소자 기판의 평탄도 결정 방법.
전자 소자 기판의 평탄도 결정 방법으로서,

상기 기판의 평탄도를 상기 기판의 주요면상에 형성되어 노출 광의 광학 변화를 야기하는 박막을 패터닝함으로서 얻어진 박막 패턴과 상기 기판을 포함하는 전사 마스크의 소망의 평탄도를 달성하도록 결정하며, 상기 방법은 상기 기판상에 형성되어지는 상기 박막의 막 응력으로부터 기인한 [상기 기판의] 평탄도의 변화와 상기 박막 패턴의 점유율, 위치, 형상중 적어도 하나로부터 기인한 평탄도의 변화를 예견하고 판정하는 단계를 포함하는 전자 소자 기판의 평탄도 결정 방법.
전자 소자 기판 제조 방법으로서,

상기 기판이 제 1항 또는 제 2항에 의해서 결정된 소망의 평탄도를 가지도록, 상기 기판의 평탄도를 측정하는 단계와, 상기 기판의 주요면의 프로파일이 상기 기판의 주요면상에 결정된 임의의 기준 평면에 대해서 비교적 볼록한 영역을 국부적으로 에칭 및/또는 국부적으로 가압 폴리싱에 의해서 상기 기판의 평탄도를 조정하는 단계를 포함하는 전자 소자 기판 제조 방법.
제 3항에 있어서, 상기 기판의 평탄도는, 회전가능하게 지지된 표면 테이블, 상기 표면 테이블상에 형성된 폴리싱 패드, 상기 폴리싱 패드의 표면에 연마재를 공급하기 위한 연마재 공급 수단, 상기 폴리싱 패드에 기판을 유지하기 위한 기판 유지 수단과, 상기 기판 유지 수단에 의해 상기 폴리싱 패드상에 유지된 기판을 가압하는 기판 가압 수단을 포함하는 폴리싱 장치를 사용하여 기판 표면을 폴리싱하여 조정되며, 상기 가압 수단은 기판 표면의 다수의 나누어진 영역을 개별적으로 그리고 바람직하게 가압하도록 되어 있는 다수의 가압 부재를 가지며, 상기 가압 부재 각각은 나누어진 영역 중 각각 대응하는 하나에 인가된 압력을 개별적으로 제어할 수 있는 압력 제어 수단을 가지며, 상기 압력 제어 수단은 상기 가압 부재를 제어하여, 보다 큰 압력을 상기 기판의 주요면의 프로파일이 나머지 영역 내에서 보다 기판 표면상에 결정된 임의의 기준 평면에 대해서 비교적 볼록한 영역에 인가하며, 그리고 상기 볼록 영역과 반대측의 상기 기판의 배면의 일부분을 상기 기판의 상기 주요면을 폴리싱하면서 보다 큰 압력하에서 상기 가압 부재에 의해 가압하는 전자 소자 기판 제조 방법.
제 3항 또는 제 4항에 있어서, 기억 수단 내의 다수의 압력 분포에 대응하는 다수의 로드 타입을 미리 기억하는 단계와, 선택된 로드 타입으로서 소망의 평탄도를 제공하는 것으로 예상되어지는 상기 로드 타입 중 최적의 하나를 선택하는 단계와, 상기 선택된 로드 타입에 대응하는 압력 분포하에서 상기 기판을 폴리싱함으로써 기판의 평탄도를 조정하는 단계를 포함하는 전자 소자 기판 제조 방법.
전자 소자 기판의 주요면상에 노출광의 광학 변화를 야기하기 위한 박막을 형성함으로써 마스크 블랭크를 제조하는 방법으로서,

상기 기판은 상기 기판상에 형성된 상기 박막에 의존하여 제 1항에 기재된 방법에 의해서 결정된 소망의 평탄도를 가지는 마스크 블랭크 제조 방법.
전자 소자 기판의 주요면상에 박막 패턴을 형성함으로써 전사 마스크를 제조하는 방법으로서,

상기 기판은 상기 기판상에 형성된 박막에 의존하여 그리고 상기 기판의 주요면상에 형성된 박막 패턴의 점유율, 위치 및 형상중 적어도 하나를 참조하여 제 2항에 기재한 방법에 의해 결정된 소망의 평탄도를 가지는 전사 마스크 제조 방법.
기판의 주요면이 0㎛ 초과 0.25㎛ 이하(0.0<평탄도≤0.25㎛)의 평탄도를 가진 전자 소자 기판.
제 8항에 있어서, 상기 기판은 0㎛ 초과 1㎛ 이하의 평행도를 가지는 전자 소자 기판.
제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 기판은 유리 기판을 포함하는 전자 소자 기판.
제 8항 내지 제 10항중 어느 한 항에 기재된 전자 소자 기판과 대상물에 대해서 전사 패턴으로 패터닝되어질 기판의 주요면상에 형성된 전사 패턴 박막을 포함하는 마스크 블랭크.
제 11항에 기재된 마스크 블랭크 내에 전사 패턴 박막을 패터닝함으로써 형성된 전사 패턴을 가진 전사 마스크.
회전가능하게 지지된 표면 테이블, 상기 표면 테이블상에 형성된 폴리싱 패드, 상기 폴리싱 패드의 표면에 연마재를 공급하기 위한 연마재 공급 수단, 상기 폴리싱 패드에 기판을 유지하기 위한 기판 유지 수단과, 상기 기판 유지 수단에 의해 상기 폴리싱 패드상에 유지된 기판을 가압하는 기판 가압 수단을 포함함으로써 기판 표면을 폴리싱하는 폴리싱 장치로서,

상기 기판 유지 수단은 상기 기판의 주변부에 상기 폴리싱 패드로부터 발생된 과도한 압력을 억제하는 기능을 가지며,

상기 기판 가압 수단은 상기 기판 표면의 다수의 나누어진 영역을 개별적으로 그리고 바람직하게 가압하도록 되어 있는 다수의 가압 부재를 가지며, 상기 가압 부재 각각은 상기 나누어진 영역중 각각 대응하는 하나에 인가된 압력을 개별적으로 제어할 수 있는 압력 제어 수단을 가지는 폴리싱 장치.
제 13항에 있어서, 상기 기판 유지 수단은 기판의 외주변 단면을 둘러싸는 리테이너 링을 포함하는 폴리싱 장치.
제 13항 또는 제 14항에 있어서, 측정 데이터를 얻기 위해서 폴리싱 전 및/또는 폴리싱 동안 기판의 프로파일을 측정하고, 상기 측정 데이터를 기억하고, 상기 측정 데이터와 소망하는 형상용 초기 설정 데이터를 비교해서 가공 조건을 계산하는 데이터 처리 수단과, 기판이 소망의 형상을 가지도록 기판 유지 수단과 기판 가압 수단에 가압 정보를 전달하기 위한 전달 수단을 더 포함하는 폴리싱 장치.
제 13항 내지 제 15항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 주요면을 거의 균일하게 가압하도록 상기 표면 테이블 상에 회전가능하게 지지된 가압판과 상기 가압판과 표면 테이블 사이에 형성되고 상기 기판이 상기 가압판과 독립적으로 회전될 수 있도록 상기 기판을 유지하기 위한 유지 홀을 가진 캐리어를 가지는 기판 결함 제거 수단을 더 포함하는 폴리싱 장치.
제 13항 내지 제 15항중 어느 한 항에서 기재한 폴리싱 장치를 사용하는 폴리싱 방법으로서,

기판을 준비하는 단계, 상기 기판의 프로파일을 측정하는 단계, 폴리싱 패드로부터 상기 기판의 주변부에 인가된 과도한 압력을 억제하는 단계, 가압 부재에 의해 상기 기판에 인가된 압력이, 상기 기판의 주요면의 프로파일이 나머지 영역내에서 보다 기판 표면상에 결정된 임의의 기준 평면에 대해서 비교적 볼록한 영역에서 보다 더 크도록 상기 측정 데이터를 참조하여 압력 제어 수단에 의해 가압 부재를 제어하는 단계, 그리고 상기 볼록 영역과 반대측의 기판의 배면의 일부분을 가압하면서 상기 기판의 상기 주요면을 폴리싱하여 상기 기판의 프로파일이 소망의 형상이 되도록 상기 기판의 프로파일을 수정하는 단계를 포함하는 폴리싱 방법.
제 17항에 있어서, 상기 기판의 마주보는 양 주요면을 폴리싱하는 폴리싱 방법.
제 17항 또는 제 18항에 기재된 방법에 의해 기판의 프로파일을 수정하는 단계와, 제 16항에 기재된 폴리싱 장치의 사용에 의해 기판의 주요면 상의 결함을 제거하는 단계를 포함하는 폴리싱 방법.
마스크 블랭크의 기판으로서 사용하기 위한 전자 소자를 제조하는 방법으로서,

제 17항 내지 제 19항중 어느 한 항에 기재된 폴리싱 방법을 포함하는 전자 소자 제조 방법.
제 20항에 있어서, 상기 기판은 (예정 두께)/(예정 면적)≥1.0 ×10^-4mm^-1의 관계식을 가지는 예정 면적과 두께를 가진 사각형 기판인 전자 소자 제조 방법.
제 20항 또는 제 21항에 기재된 방법에 의해서 얻어진 전자 소자 기판의 주요면상에 전사 패턴 박막을 형성하는 단계를 포함하는 마스크 블랭크 제조 방법.
제 22항에 기재된 마스크 블랭크 내에 전사 패턴 박막을 패터닝해서 전사 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 전사 마스크 제조 방법.
전자 소자 기판 제조 방법으로서,

캐리어의 유지 홀 내에 기판을 유지하는 단계, 폴리싱 패드가 부착되어 제공된 상하 표면 테이블에 의해 기판의 상하면을 클램핑하는 단계, 가공 표면으로서 상기 기판의 상하면에 수직인 축선 둘레로 상기 상하 표면 테이블을 회전시켜서 상기 캐리어에 의해 유지된 기판이 폴리싱 패드사이로 자전 및 공전하면서 마찰 운동을 수행함으로써, 상기 기판의 양면 폴리싱을 실행하는 단계를 포함하는 전자 소자 기판 제조 방법으로서,

상기 양면 폴리싱 다음에 상기 기판의 마주보는 주요면 중 적어도 하나의 평탄도를 측정해서, 측정 데이터를 참조하여, 기판의 평탄도가 소망의 값이 되도록, 프로파일이 한 주요면에서 결정된 임의의 기준 평면에 대해서 비교적 볼록한 영역 내의 기판의 프로파일을 국부적으로 수정해서 상기 기판의 평탄도를 수정하는 전자 소자 기판 제조 방법.
제 24항에 있어서, 상기 양면 폴리싱 단계는 랩핑 단계에서 얻어진 평탄도를 유지하고 랩핑 단계에서 기판내에 형성된 흠을 제거하기 위해서 비교적 큰 연마재 그레인의 사용에 의해 기판을 폴리싱하는 거친 폴리싱 단계와, 기판을 거울 표면으로 처리하기 위해서 비교적 작은 연마재 그레인의 사용에 의해 기판을 폴리싱하는 정밀 폴리싱 단계를 포함하는 멀티스테이지 폴리싱 단계인 전자 소자 기판 제조 방법.
제 24항 또는 제 25항에 있어서, 상기 양면 폴리싱은 0.25nm 이하의 표면 조도(Ra)와 1㎛ 이하의 평탄도를 가진 기판을 제공하며, 여기서 Ra는 일본 산업 표준 JIS B0601에 정의된 중심선 평균 조도를 나타내는 전자 소자 기판 제조 방법.
제 24항 내지 제 26항중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로파일 국부 수정은 기판의 주요면을 단측면 폴리싱과 볼록 영역에서의 압력이 나머지 영역에서보다 크게 해서 폴리싱 패드에 대항해 기판을 가압하여 기판의 평탄도를 수정함으로써 실 행하는 전자 소자 기판 제조 방법.
제 24항 내지 제 27항중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로파일 국부 수정은 에칭 작용을 이용하는 전자 소자 기판 제조 방법.
제 24항 내지 제 28항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 마스크 블랭크용 유리 기판인 전자 소자 기판 제조 방법.
제 24항 내지 제 29항중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 얻어진 전자 소자 기판의 주요면 상에 적어도 전사 패턴 박막을 형성하는 단계를 포함하는 마스크 블랭크 제조 방법.
제 24항 내지 제 30항중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 얻어진 마스크 블랭크의 전사 패턴 박막을 패터닝함으로써 전사 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 전사 마스크 제조 방법.
포토리쏘그래피 기술을 사용해서 대상 기판상에 미세 패턴을 형성하는 미세 패턴 형성 방법으로서, 상기 미세 패턴은 제 7항에 기재된 방법에 의해서 제조된 전사 마스크의 사용에 의해서 상기 대상 기판에 전사되는 미세 패턴 형성 방법.
포토리쏘그래피 기술을 사용해서 대상 기판상에 미세 패턴을 형성하는 미세 패턴 형성 방법으로서, 상기 미세 패턴은 제 23항에 기재된 방법에 의해서 제조된 전사 마스크의 사용에 의해서 상기 대상 기판에 전사되는 미세 패턴 형성 방법.
포토리쏘그래피 기술을 사용해서 대상 기판상에 미세 패턴을 형성하는 미세 패턴 형성 방법으로서, 상기 미세 패턴은 제 31항에 기재된 방법에 의해서 제조된 전사 마스크의 사용에 의해서 상기 대상 기판에 전사되는 미세 패턴 형성 방법.