KR20110066870A - 포토마스크용 유리 기판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포토마스크의 유지부가 위치하는 정방형 형상의 기판 표면의 주연을 이루는 변 중 대향하는 2변의 각각의 변으로부터 내측 2 mm와 10 mm 사이에서, 각각의 변의 길이 방향 양끝으로부터 2 mm의 부분을 제외한 범위에 위치하는 2개의 벨트상 영역에 있어서, 임의의 공통 기준 평면으로부터 각 벨트상 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 산출되는 2개의 최소 제곱 평면의 법선끼리 이루는 각도가 10 초 이하이고, 2개의 벨트상 영역의 높이가 0.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크용 유리 기판을 제공한다.
본 발명에 따르면, IC 등의 제조시에 중요한 광 리소그래피법에서 사용되는 실리카 유리계 등의 포토마스크용 유리 기판에서, 포토마스크 노광시 마스크 스테이지에 포토마스크를 진공 척 등에 의해 고정시켰을 때 포토마스크 전체의 표면 형상 변화가 억제된 유리 기판을, 종래의 검사 공정과 마찬가지의 공정에서 양호한 생산성으로 제공할 수 있다.

Description

포토마스크용 유리 기판 및 그의 제조 방법{PHOTOMASK-FORMING GLASS SUBSTRATE AND MAKING METHOD}
본 발명은 주로 반도체 관련 전자 재료 중 최첨단 용도인 반도체 관련 전자 재료의 제조에 이용되는 포토마스크용 유리 기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 고집적화가 진전됨에 따라, 포토리소그래피 공정에서의 미세화에 대한 요구가 높아지고 있다. 포토마스크용 실리카 유리계 기판의 평탄도에 관해서는, 단순히 평탄도의 값이 양호한 기판이어도, 포토마스크를 노광 장치에 진공 척(chuck) 등에 의해 장착했을 때, 기판의 노광기 유지면에 상당하는 부분의 표면 형상에 의존하여 포토마스크 전체의 표면 형상이 크게 변형되는 경우가 있다.
여기서, 포토마스크는 실리카 유리계 기판 상에 차광막을 성막하고 패터닝하여 형성되며, 노광시에는 통상 포토마스크 표면 외주부를 진공 척 등에 의해 유지하여 수평으로 놓는 경우가 많고, 기판의 노광기 유지면에 상당하는 부분의 표면 형상에 의존하여 포토마스크 전체의 표면 형상이 크게 변형되는 경우가 있다. 이에 따라, 종래에는 변형이 적은 기판을 선별하여 이용하거나, 기판 표면의 모따기면 부근을 경사시켜 기판 중앙부의 패턴 부위의 변형을 적게 하는 것 등이 시도되어 왔다.
예를 들면, 일본 특허 공개 제2003-50458호 공보(특허문헌 1)에서는, 기판의 평탄도를 측정하고, 진공 척 후의 형상을 시뮬레이션함으로써 합격 여부를 판정하지만, 불합격이 되는 기판이 많으면 제조 공정상 낭비가 많이 발생한다. 또한, 일본 특허 공개 제2004-29735호 공보(특허문헌 2)에서는, 기판 표면 평탄도의 규정은 있지만, 노광기 유지면의 규정은 없어, 노광기에 고정했을 때의 평탄도는 불충분하다.
또한, 국제 공개 2004/083961호 공보(특허문헌 3)에서는, 모따기면의 경계 부근인 표면 최외주까지 형상을 규정함으로써, 노광기에 진공 처킹(chucking)했을 때의 레티클의 변형을 최소한으로 억제하는 형상을 제안하고 있지만, 광학 간섭식의 평탄도 측정 장치로 측정할 수 있는 범위의 외측까지 형상을 확인하기 위해서, 촉진식 형상 측정기로 기판을 검사할 필요가 있다. 이 때문에, 연마 후 기판에 접촉 검사를 행해야 하며, 취급에 의한 흠집을 발생시키는 리스크가 높아질 뿐 아니라, 검사 공정이 증가하는만큼 생산성이 나쁘다는 문제점이 있다.
일본 특허 공개 제2003-50458호 공보 일본 특허 공개 제2004-29735호 공보 국제 공개 2004/083961호 공보
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 유리 기판의 노광기 유지면에 상당하는 부분이 비틀림이 없는 형상을 가지는 포토마스크용 유리 기판 및 그의 생산성이 양호한 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 정방형 형상의 기판 표면에 차광막이 패터닝 형성되어 이루어지는 포토마스크가 노광기에 유지되는 유지부가 위치하는 상기 기판의 표면이고, 이 표면의 주연을 이루는 변 중 대향하는 2변의 각각의 변으로부터 내측 2 mm와 10 mm 사이에서, 각각의 변의 길이 방향의 양끝으로부터 2 mm의 부분을 제외한 범위에 위치하는 2개의 벨트상 영역에 있어서, 임의의 공통 기준 평면으로부터 각 벨트상 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 산출되는, 벨트상 영역의 2개의 최소 제곱 평면의 법선끼리 이루는 각도가 10 초 이하이고, 2개의 벨트상 영역 중 임의의 한쪽의 최소 제곱 평면을 F1, 벨트상 영역의 다른쪽의 최소 제곱 평면을 F2, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 2 mm까지의 범위를 제외한 상기 2개의 벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면을 F3으로 하고, F3과 평행한 평면 F3'을 F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심과 F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심이 F3'에 대하여 동일한 측에 위치하도록 배치한다고 가상했을 때, F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D1과, F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D2와의 차의 절대값 |D1-D2|로 표시되는 벨트상 영역의 높이가 0.5 ㎛ 이하인 유리 기판이, 이를 이용하여 제작된 포토마스크가 노광기에 유지되었을 때의 진공 척 등에 의한 유지에 의한 포토마스크 전체의 표면 형상 변화가 억제되고, 미세화된 고정밀도 포토리소그래피에 대응할 수 있는 포토마스크용 유리 기판으로서 유효하다는 것을 발견하였다.
그리고, 이러한 포토마스크용 유리 기판이, 상기 각 영역에 있어서 그 영역의 최소 제곱 평면을 산출하고, 각 영역이 평탄해지도록 각 영역의 최소 제곱 평면과 실 표면과의 차분에 따라서 국소적으로 각 영역을 제거하는 것, 특히 상기 표면의 주연을 이루는 변 중 대향하는 2변의 각각의 변으로부터 내측 2 mm와 10 mm 사이에서, 각각의 변의 길이 방향 양끝으로부터 2 mm의 부분을 제외한 범위에 위치하는 2개의 벨트상 영역과, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 2 mm까지의 범위를 제외한 상기 2개의 벨트상 영역이 포함되는 주면 영역을 설정하고, 주면 영역에 대해서 임의의 공통 기준 평면으로부터 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 최소 제곱 평면을 산출하고, 주면 영역의 최소 제곱 평면과 2개의 벨트상 영역의 실면 형상을 대비하고, 이들의 차분에 따라서 벨트상 영역 내의 각 좌표에서의 제거량을 산출하고, 국소 연마 또는 국소 에칭에 의해서 상기 제거량에 상당하는 2개의 벨트상 영역의 기판 표면부를 제거함으로써 얻어지는 것을 지견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명은 이하의 포토마스크용 유리 기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.
청구항 1:
정방형 형상의 기판 표면에 차광막이 패터닝 형성되어 이루어지는 포토마스크가 노광기에 유지되는 유지부가 위치하는 상기 기판의 표면이고, 상기 표면의 주연을 이루는 변 중 대향하는 2변의 각각의 변으로부터 내측 2 mm와 10 mm 사이에서, 각각의 변의 길이 방향 양끝으로부터 2 mm의 부분을 제외한 범위에 위치하는 2개의 벨트상 영역에 있어서,
임의의 공통 기준 평면으로부터 각 벨트상 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 산출되는, 벨트상 영역의 2개의 최소 제곱 평면의 법선끼리 이루는 각도가 10 초 이하이고,
2개의 벨트상 영역 중 임의의 한쪽의 최소 제곱 평면을 F1, 벨트상 영역의 다른쪽의 최소 제곱 평면을 F2, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 2 mm까지의 범위를 제외한 상기 2개의 벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면을 F3으로 하고, F3과 평행한 평면 F3'을 F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심과 F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심이 F3'에 대하여 동일한 측에 위치하도록 배치한다고 가상했을 때, F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D1과, F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D2와의 차의 절대값 |D1-D2|로 표시되는 벨트상 영역의 높이가 0.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크용 유리 기판.
청구항 2:
제1항에 있어서, 벨트상 영역의 평탄도가 모두 1.0 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크용 유리 기판.
청구항 3:
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 10 mm까지의 범위를 제외한 중앙부 정방형 영역의 평탄도가 0.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크용 유리 기판.
청구항 4:
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 1변이 152 mm이고 두께가 6.35 mm인 실리카 유리제 기판인 것을 특징으로 하는 포토마스크용 유리 기판.
청구항 5:
표면에 차광막이 패터닝 형성된 포토마스크에 이용되는 정방형 형상의 유리 기판을 제조하는 방법으로서,
상기 표면의 주연을 이루는 변 중 대향하는 2변의 각각의 변으로부터 내측 2 mm와 10 mm 사이에서, 각각의 변의 길이 방향 양끝으로부터 2 mm의 부분을 제외한 범위에 위치하는 2개의 벨트상 영역과,
상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 2 mm까지의 범위를 제외한 상기 2개의 벨트상 영역이 포함되는 주면 영역을 설정하고,
주면 영역에 대해서, 임의의 공통 기준 평면으로부터 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 최소 제곱 평면을 산출하고,
주면 영역의 최소 제곱 평면과 2개의 벨트상 영역의 실면 형상을 대비하고,
이들의 차분에 따라서 벨트상 영역 내의 각 좌표에서의 제거량을 산출하고,
국소 연마 또는 국소 에칭에 의해서 상기 제거량에 상당하는 2개의 벨트상 영역의 기판 표면부를 제거하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
청구항 6:
제5항에 있어서, 2개의 벨트상 영역이 함께 주면 영역의 최소 제곱 평면과 평행하게 되며, 상기 공통 기준 평면으로부터 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 산출한 벨트상 영역의 2개의 최소 제곱 평면에 대해서,
2개의 벨트상 영역 중 임의의 한쪽의 최소 제곱 평면을 F1, 벨트상 영역의 다른쪽의 최소 제곱 평면을 F2, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 2 mm까지의 범위를 제외한 상기 2개의 벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면을 F3으로 하고, F3과 평행한 평면 F3'을 F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심과 F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심이 F3'에 대하여 동일한 측에 위치하도록 배치한다고 가상했을 때, F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D1과, F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D2와의 차의 절대값 |D1-D2|로 표시되는 벨트상 영역의 높이가 0이 되는 2개의 벨트상 영역의 목표 형상을 산출하고, 벨트상 영역의 목표 형상과 실면 형상과의 차분으로부터 상기 주면 영역의 최소 제곱 평면과 2개의 벨트상 영역의 실면 형상과의 차분을 구하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
청구항 7:
제6항에 있어서, 상기 벨트상 영역의 목표 형상을 주면 영역의 최소 제곱 평면으로 하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
청구항 8:
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 10 mm까지의 범위를 제외한 중앙부 정방형 영역을 추가로 설정하고,
중앙부 정방형 영역에 대해서, 상기 공통 기준 평면으로부터 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 최소 제곱 평면을 산출하고,
중앙부 정방형 영역의 최소 제곱 평면과 중앙부 정방형 영역의 실면 형상을 대비하고,
이들의 차분에 따라서 중앙부 정방형 영역 내의 각 좌표에서의 제거량을 산출하고,
국소 연마 또는 국소 에칭에 의해서 상기 제거량에 상당하는 중앙부 정방형 영역의 기판 표면부를 제거하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
청구항 9:
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 국소 연마 또는 국소 에칭 후에 양면 연마를 행하고, 2개의 벨트상 영역의 평탄도를 모두 1.0 ㎛ 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
청구항 10:
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 국소 연마 또는 국소 에칭 후에 양면 연마를 행하고, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 10 mm까지의 범위를 제외한 중앙부 정방형 영역의 평탄도를 0.5 ㎛ 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
청구항 11:
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 국소 연마 또는 국소 에칭에 의한 가공 후에 행하는, 가공면의 면질 및 결함 품질을 향상시키기 위한 연마 공정에서 발생하는 연마 전후의 상기 벨트상 영역의 형상 변화를 미리 평가하고, 상기 형상 변화에 상당하는 양을 제외한 조정 제거량을 산출하고, 벨트상 영역의 국소 연마 또는 국소 에칭에 있어서 상기 조정 제거량을 기판 표면부의 제거량으로서 기판 표면부를 제거한 후, 상기 연마 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
청구항 12:
제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 1변이 152 mm이고 두께가 6.35 mm인 실리카 유리제 기판인 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
본 발명에 따르면, IC 등의 제조시에 중요한 광 리소그래피법에서 사용되는 실리카 유리계 등의 포토마스크용 유리 기판에 있어서, 포토마스크 노광시 마스크 스테이지에 포토마스크를 진공 척 등에 의해 고정했을 때의 포토마스크 전체의 표면 형상 변화가 억제된 유리 기판을, 종래의 검사 공정과 마찬가지의 공정에서 양호한 생산성으로 제공할 수 있으며, 포토마스크를 노광기에 고정했을 때의 평탄도를 악화시키지 않기 때문에, 이에 따라 반도체 제조에서 한층 더 고정밀화로 이어진다.
[도 1] 본 발명의 유리 기판 표면에서의 각 영역을 나타내는 평면도이고, (A)는 주면 영역, (B)는 벨트상 영역 및 중앙부 정방형 영역을 나타낸다.
[도 2] 본 발명의 유리 기판에서의 벨트상 영역의 높이의 정의를 설명하기 위한 모식도이다.
[도 3] 본 발명의 유리 기판 상의 한 쌍의 벨트상 영역의 가공에 관해서, 적절한 제거량의 계산을 바탕으로 가공을 행했을 때 가공 전후의 유리 기판 표면의 단면 형상의 일례를 나타낸 모식도이고, (A)는 제거 전 형상, (B)는 제거 후 형상을 나타낸다.
[도 4] 유리 기판 상의 한 쌍의 벨트상 영역의 가공에 관해서, 부적절한 제거량의 계산을 바탕으로 가공을 행했을 때 가공 전후의 유리 기판 표면의 단면 형상의 일례를 나타낸 모식도이고, (A)는 제거 전 형상, (B)는 제거 후 형상을 나타낸다.
[도 5] 본 발명의 소형 회전 가공툴에 의한 가공 양태의 일례를 나타낸 도면이다.
[도 6] 본 발명의 소형 회전 가공툴에 의한 가공 양태의 일례를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 대해서 더욱 자세히 설명한다.
본 발명에서는, 정방형 형상의 기판 표면에 차광막이 패터닝 형성되어 이루어지는 포토마스크가 노광기에 유지되는 유지부에 위치하는 상기 기판의 표면을 대상으로 한다. 그리고, 이 표면에서 포토마스크가 노광기에 유지될 때 유지부에 위치하는 소정의 영역, 즉 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 표면 (1)의 주연을 이루는 변 중, 대향하는 2변의 각각의 내측 2 mm와 10 mm 사이에서, 각각의 변의 길이 방향 양끝으로부터 2 mm의 부분을 각각 제외한 범위에 있는 영역을 벨트상 영역 (21)로 하고, 이 벨트상 영역 (21), (21)에 대해서 대향하는 한 쌍의 벨트상 영역 (21), (21)의 각각의 평균 평면(최소 제곱 평면)이 대략 평행하며, 단차(높이)를 0.5 ㎛ 이하로 한다.
즉, 포토마스크를 노광기에 유지했을 때에, 노광면이 보다 평탄해지도록, 한 쌍의 벨트상 영역 (21), (21)에 대하여 각각의 최소 제곱 평면을 정의하고, 그 법선(수선)이 이루는 각도를 10 초 이내로 한다. 그리고, 이 조건을 만족시킨 한 쌍의 벨트상 영역에 대해서, 임의의 한쪽의 최소 제곱 평면을 F1, 벨트상 영역의 다른쪽의 최소 제곱 평면을 F2, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 2 mm까지의 범위를 제외한 상기 2개의 벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면을 F3으로 하고, F3과 평행한 평면 F3'을 F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심과 F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심이 F3'에 대하여 동일한 측에 위치하도록 배치한다고 가상했을 때, F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D1과, F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D2와의 차의 절대값 |D1-D2|로 표시되는 벨트상 영역의 높이를 0.5 ㎛ 이하로 한다.
본 발명은 이른바 6인치 기판[(152 mm±0.2 mm)×(152 mm±0.2 mm)×(6.35 mm±0.1 mm)]에서 바람직하게 적용할 수 있다. 또한, 유리 기판의 재질은 실리카 유리 기판(석영 기판)이 바람직하다.
원료 유리 기판, 국소 연마 또는 국소 에칭된 유리 기판 등의 유리 기판은 표면 형상이 측정된다. 표면 형상의 측정은 어떠한 방법일 수도 있지만, 고정밀도인 것이 요구되기 때문에, 예를 들면 광학 간섭식의 측정법이 바람직하다. 광학 간섭식의 평탄도 측정기에서는, 기판을 수직으로 세워 기판 표면에 대하여 레이저광 등의 간섭성인(위상이 일치된) 광을 기판 표면에 조사하여 반사시켜, 기판 표면의 높이의 차가 반사광의 위상의 편차로서 관측된다. 그 결과, 기판 표면의 형상(각 영역의 형상)을, 평탄도 0 ㎛인 기준면의 xy 좌표에 대한 높이(z 좌표)로서 측정할 수 있고, 이 정보로부터 기판 표면의 각 영역의 최소 제곱 평면, 그의 법선의 각도 및 높이, 또한 각 영역의 평탄도(flatness: TIR)를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명에서 평탄도의 측정은, 예를 들면 트로펠(TROPEL)사 제조 울트라 플랫(Ultra Flat) M200 등의 광학 간섭식 평탄도 측정기를 이용하여 측정할 수 있다. 특히, 울트라 플랫 M200은 동일한 회사의 일세대 전의 평탄도 측정기 FM200에 비하여 입사광의 각도가 작고, 간섭 무늬 감도가 높다는 특징이 있으며, 측정 영역이 표면의 단부면 부근에서도 단부면으로부터의 반사의 영향을 받지 않고, 단부면으로부터 2 mm 이내의 범위이면 고정밀도로 표면 형상을 측정할 수 있다.
최소 제곱 평면 및 평탄도(flatness: TIR)는 포토마스크용 유리 기판의 평가 방법으로서 확립되어 있으며, 평탄도 측정기에 의해서 측정된 좌표 데이터에 기초하여 산출할 수 있다. 그리고, 평탄도 측정 장치에 의해서 측정된 한 쌍의 벨트상 영역을 구성하는 2개의 벨트상 영역의 각각의 최소 제곱 평면을 바탕으로, 2개의 최소 제곱 평면의 법선을 이루는 각도를 구할 수 있다. 또한, 벨트상 영역의 법선이 이루는 각도가 통상 3600 초 이하이면, 한 쌍의 벨트상 영역에 대해서 임의의 한쪽의 최소 제곱 평면을 F1, 벨트상 영역의 다른쪽의 최소 제곱 평면을 F2, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 2 mm까지의 범위를 제외한 상기 2개의 벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면을 F3으로 하고, F3과 평행한 평면 F3'을 F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심과 F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심이 F3'에 대하여 동일한 측에 위치하도록 배치한다고 가상했을 때, F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D1과, F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D2와의 차의 절대값 |D1-D2|를 벨트상 영역의 높이로서 정의할 수 있다.
한 쌍의 벨트상 영역의 높이의 차의 정의로는, 한 쌍의 벨트상 영역의 최소 제곱 평면에 대하여, 한쪽의 최소 제곱 평면의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 다른 한쪽의 최소 제곱 평면에 대한 수선을 내리고, 그 차의 절대값을 구함으로써 그 높이를 정의하는 것도 고려되지만, 이 경우 예를 들면 벨트상 영역의 법선이 이루는 각이 10 초여도, 벨트상 영역끼리 기울어 있는 것에 기인한 높이의 차만으로, 예를 들면 1변이 6인치인 기판이면 최대 0.67 ㎛씩 존재하게 되어, 이러한 정의는 바람직하지 않다.
이와 같이 하여 정의한 벨트상 영역의 높이의 차를 설명하는 기판 단면의 모식도를 도 2에 나타낸다. 도 2 중, 3은 기판 단부면으로부터 2 mm 내측의 위치, 4는 기판 단부면으로부터 10 mm 내측의 위치, 5는 국소 연마 또는 국소 에칭을 행하기 전의 기판 표면, 6은 주면 영역의 최소 제곱 평면, 61은 주면 영역의 최소 제곱 평면과 평행한 면, 7은 2개의 벨트상 영역 중 한쪽의 최소 제곱 평면, 71은 2개의 벨트상 영역 중 다른쪽의 최소 제곱 평면, 8은 2개의 벨트상 영역의 한쪽의 최소 제곱 평면의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 주면 영역의 최소 제곱 평면과 평행한 면에 내린 수선, 81은 2개의 벨트상 영역의 다른쪽의 벨트상 영역의 최소 제곱 평면의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 주면 영역의 최소 제곱 평면과 평행한 면에 내린 수선을 나타낸다.
상기 한 쌍의 벨트상 영역을 구성하는 2개의 벨트상 영역의 각각의 최소 제곱 평면의 법선이 이루는 각도는 5 초 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 2개의 벨트상 영역의 단차(높이)는 0.25 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 한 쌍의 벨트상 영역을 구성하는 2개의 벨트상 영역의 평탄도는 모두 1.0 ㎛ 이하, 특히 0.3 ㎛ 이하, 특히 0.1 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 평탄도의 값이 큰 경우, 최소 제곱 평면의 법선이 이루는 각도가 상술한 범위를 만족시켜도, 포토마스크를 노광기에 유지했을 때 기판이 기울거나, 기판 표면 형상이 변형되는 원인이 되는 경우가 있다.
또한, 기판 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 10 mm까지의 범위를 제외한 중앙부 정방형 영역 (22)의 평탄도를 0.5 ㎛ 이하, 특히 0.25 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기한 표면 형상을 가지는 포토마스크용 유리 기판을 얻는 방법으로서, 플라즈마 에칭 기술 등에 의한 국소 에칭, 또는 회전형 소형 가공툴 등에 의한 국소 연마 기술을 사용할 수 있다.
기판 표면을 상기한 형상으로 국소 에칭 또는 국소 연마하는 경우,
(1) 기판 표면의 주연을 이루는 변 중 대향하는 2변의 각각의 변으로부터 내측 2 mm와 10 mm 사이에서, 각각의 변의 길이 방향 양끝으로부터 2 mm의 부분을 제외한 범위에 위치하는 2개의 벨트상 영역과, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 2 mm까지의 범위를 제외한 상기 2개의 벨트상 영역이 포함되는 주면 영역을 설정하고, 주면 영역에 대해서 임의의 공통 기준 평면으로부터 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 최소 제곱 평면을 산출하고, 주면 영역의 최소 제곱 평면과 2개의 벨트상 영역의 실면 형상을 대비하고, 이들의 차분에 따라서 벨트상 영역 내의 각 좌표에서의 제거량을 산출하고, 국소 연마 또는 국소 에칭에 의해서 상기 제거량에 상당하는 2개의 벨트상 영역의 기판 표면부를 제거할 수 있으며, 추가로
(2) 기판 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 10 mm까지의 범위를 제외한 중앙부 정방형 영역을 설정하고, 중앙부 정방형 영역에 대해서 상기 공통 기준 평면으로부터 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 최소 제곱 평면을 산출하고, 중앙부 정방형 영역의 최소 제곱 평면과 중앙부 정방형 영역의 실면 형상을 대비하고, 이들의 차분에 따라서 중앙부 정방형 영역 내의 각 좌표에서의 제거량을 산출하고, 국소 연마 또는 국소 에칭에 의해서 상기 제거량에 상당하는 중앙부 정방형 영역의 기판 표면부를 제거하는 것
을 조합하여 플라즈마 에칭 등에 의한 국소 에칭, 또는 회전형 소형 가공툴 등에 의한 국소 연마를 할 수 있다. (1) 및 (2)의 방법은 1회 뿐 아니라 2회 이상 실시할 수도 있고, 또한 (1)의 방법과 (2)의 방법을 교대로 실시할 수도 있다.
본 발명의 유리 기판으로서 바람직한 원료의 합성 석영 유리 기판은, 합성 석영 유리 잉곳을 성형, 어닐링, 슬라이스 가공, 랩핑, 조연마 가공하여 얻어지는 것이 이용되지만, 미리 종래 공지된 연마 기술에 의해, 어느 정도 평탄화한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 유리 기판에서, 소정 형상(목표 형상)의 벨트상 영역, 바람직하게는 벨트상 영역 및 중앙부 정방형 영역을 얻기 위해서, 기판 표면에 대하여 플라즈마 에칭 등에 의한 국소 에칭, 또는 회전형 소형 가공툴 등에 의한 국소 연마가 실시된다.
한 쌍의 벨트상 영역을 국소 에칭 또는 국소 연마의 대상으로 하는 경우는, 주면 영역에 대해서 임의의 공통 기준 평면으로부터의 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 최소 제곱 평면을 산출하고, 주면 영역의 최소 제곱 평면과 평행한 평면이며, 2개의 벨트상 영역의 실면 형상 내의 가장 낮은 점보다도 아래쪽에 있는 평면(주면 영역의 최소 제곱 평면과 평행한 평면 내의 벨트상 상당 영역)과 2개의 벨트상 영역의 실면 형상을 대비하고, 이들의 차분에 따라서 벨트상 영역 내의 각 좌표에서의 제거량을 산출하고, 이 제거량을 국소 에칭 또는 국소 연마에서의 제거량으로 할 수 있다. 이 경우, 2개의 벨트상 영역이 함께 주면 영역의 최소 제곱 평면과 평행하게 되며, 상기 공통 기준 평면으로부터 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 산출한 2개의 벨트상 영역의 최소 제곱 평면에 대해서, 2개의 벨트상 영역의 한쪽의 최소 제곱 평면의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 다른쪽의 최소 제곱 평면을 향하는 법선의 거리에 상당하는 2개의 최소 제곱 평면의 높이가 0이 되는 2개의 벨트상 영역의 목표 형상을 산출하여 벨트상 영역의 목표 형상과 실면 형상과의 차분을 구하는 것이 바람직하다. 또한, 간이적으로는 벨트상 영역의 목표 형상으로서 주면 영역의 최소 제곱 평면을 적용하는 것도 가능하다.
이와 같이 하여, 2개의 벨트상 영역의 기판 표면부를 제거한 기판 단면의 모식도를 도 3에 나타낸다. 도 3 중, (A)는 제거 전의 형상, (B)는 제거 후의 형상이고, 62는 주면 영역의 최소 제곱 평면과 평행한 평면 내의 벨트상 영역 상당 영역, 9는 국소 연마 또는 국소 에칭을 행한 후의 기판 표면을 나타낸다. 그것 이외의 각각의 구성에 대해서는, 도 2과 동일한 참조 부호를 부여하고, 설명을 생략한다. 이와 같이 하면, 제거 후의 단면 형상에서 한 쌍의 벨트상 영역의 최소 제곱 평면의 법선끼리 이루는 각도 및 양자의 높이가 개선되고, 또한 평탄도를 개선할 수도 있다.
또한, 한 쌍의 벨트상 영역을 국소 에칭 또는 국소 연마의 대상으로 하는 경우에, 한 쌍의 벨트상 영역의 각각의 최소 제곱 평면과 평행하고, 한 쌍의 벨트상 영역의 가장 낮은 점보다도 아래쪽에 있는 평면과 벨트상 영역의 각각의 실 표면과의 차분을, 국소 에칭 또는 국소 연마에서의 제거량으로 하면, 제거 전에 한 쌍의 벨트상 영역의 각각의 최소 제곱 평면의 법선끼리의 각도가 크게 상이한 경우, 제거 후에도 법선끼리 이루는 각도가 원하는 값으로 개선되지 않은 경우가 발생되기 때문에 바람직하지 않다.
이와 같이 하여 2개의 벨트상 영역의 기판 표면부를 제거한 기판 단면의 모식도를 도 4에 나타낸다. 도 4 중, (A)는 제거 전의 형상, (B)는 제거 후의 형상, 72는 벨트상 영역의 최소 제곱 평면과 평행한 평면이고, 각각의 구성에 대해서는 도 2, 3과 동일한 참조 부호를 부여하고, 설명을 생략한다.
마찬가지로, 중앙부 정방형 영역을 국소 에칭 또는 국소 연마의 대상으로 하는 경우에는, 중앙부 정방형 영역에 대해서, 상기 공통 기준 평면으로부터 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 최소 제곱 평면을 산출하고, 중앙부 정방형 영역의 최소 제곱 평면과 중앙부 정방형 영역의 실면 형상을 대비하고, 이들의 차분에 따라서 중앙부 정방형 영역 내의 각 좌표에서의 제거량을 산출하고, 이 제거량을 국소 에칭 또는 국소 연마에서의 제거량으로 할 수 있다.
이 경우, 각 영역에서의 제거량은, 각 영역에서 최소 제곱 평면에 의해서 절단되는 기판으로부터 이격하는 측의 기판의 표면부(최소 제곱 평면에 대하여, 실 표면이 볼록하게 되어 있는 부분이 대상이 됨)로 할 수 있다. 또한, 최소 제곱 평면을 실 평면의 최저점까지 평행 이동시키고, 최소 제곱 평면에 의해서 절단되는 기판으로부터 이격하는 측의 기판의 표면부(최저점을 제외한 전체가 대상이 됨)로 할 수도 있다.
본 발명에서는, 기판 표면(벨트상 영역, 중앙부 정방형 영역)이 상기한 형상이 되도록, 특히 벨트상 영역, 바람직하게는 벨트상 영역과 함께 중앙부 정방형 영역이 보다 평탄해지도록, 벨트상 영역 및 중앙부 정방형 영역의 각각의 형상에 따라서 에칭량, 또는 회전형 소형 가공툴 등에 의한 국소 연마량이 많거나 적어지도록, 또한 기판 표면의 각각의 부위에서 국소적으로 변화시키면서 국소 에칭 처리 또는 국소 연마 처리가 실시된다. 이 경우, 예를 들면 1회의 국소 에칭 또는 국소 연마로 소정의 형상이 얻어지지 않는 경우에는, 복수회의 국소 에칭 처리 또는 국소 연마 처리, 또한 이들을 둘 다 조합하여 행할 수도 있다. 예를 들면, 국소 에칭 또는 국소 연마를 행한 후 벨트상 영역 또는 중앙부 정방형 영역 중 어느 하나가 소정 형상이 되지 않은 경우에는, 그 하나만을 재차 국소 에칭 또는 국소 연마할 수 있고, 둘 다 소정 형상이 되지 않은 경우, 둘 다 재차 국소 에칭 또는 국소 연마를 행할 수 있다.
구체적으로는, 벨트상 영역 및 중앙부 정방형 영역이 모두 소정의 형상이 아닌 경우에는, 우선 (1) 및 (2)의 방법을 조합하여 플라즈마 에칭 등에 의한 국소 에칭 처리, 또는 회전형 소형 가공툴 등에 의한 국소 연마 처리를 행함으로써, 기판 표면의 거의 전체에 대한 국소 에칭 처리 또는 국소 연마 처리를 실시한 후, 일단 표면 형상을 측정하고, 추가로 (1) 및 (2)의 방법 중 어느 하나 또는 이들을 조합하여 국소 에칭 또는 국소 연마를 행하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 국소 에칭 처리 또는 국소 연마 처리 후, 벨트상 영역만이 소정의 형상이 아닌 경우는 추가로 (1)의 방법, 중앙부 정방형 영역만이 소정의 형상이 아닌 경우는 추가로 (2)의 방법, 둘 다 소정의 형상이 아닌 경우는 추가로 (1) 및 (2)의 방법을 조합하여 국소 에칭 또는 국소 연마하는 것이 바람직하다.
한편, 원료 유리 기판의 벨트상 영역만이 소정의 형상이 아닌 경우에는 (1)의 방법만, 중앙부 정방형 영역만이 소정의 형상이 아닌 경우는 (2)의 방법만을 최초의 국소 에칭 또는 국소 연마에서 적용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기한 평탄도 측정기에 의해서 측정된 좌표 데이터에 기초하여 산출된 각 영역에서의 제거량에 따라서 플라즈마 에칭을 실시하는 경우, 제거하여야 할 소정의 표면 부위의 상측에 플라즈마 발생 하우징을 위치시켜 에칭 가스를 흘리면, 플라즈마 중에서 발생된 중성 라디칼종이 유리 기판 표면을 등방적으로 공격하고, 이 부분이 에칭된다. 한편, 플라즈마 발생 하우징이 위치하지 않은 부분에는 플라즈마가 발생하지 않기 때문에, 에칭 가스가 닿아도 에칭되지 않으며, 이에 따라 국소적인 플라즈마 에칭이 가능하다.
그리고, 원료 유리 기판의 표면 형상에 따라서 상술한 플라즈마 발생 하우징의 이동 속도가 결정되고, 필요 제거량이 큰 부위는 이동 속도가 늦어지도록, 또한 필요 제거량이 작은 부위는 이동 속도가 빨라지도록 제어하여 에칭량을 제어할 수 있고, 플라즈마 발생 하우징을 원료 유리 기판 상에서 움직일 때, 원료 유리 기판 표면의 필요 제거량에 따라서 플라즈마 발생 하우징의 이동 속도를 제어함으로써 원하는 형상의 기판을 제조하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 플라즈마 발생 하우징의 이동 속도를 유리 기판 표면부의 필요 제거량에 따라서 제어하는 방법으로는, 컴퓨터에 의한 제어를 적용하는 것이 바람직하다. 플라즈마 발생 하우징의 이동은 기판에 대하여 상대적인 것으로, 플라즈마 발생 하우징을 이동시키거나, 기판 자체를 이동시킬 수도 있다.
플라즈마 발생 하우징은 어떠한 형식의 것일 수도 있지만, 한 쌍의 전극 사이에 유리 기판을 끼우는 구조로 하여, 고주파에 의해서 기판과 전극 사이에 플라즈마를 발생시키고, 에칭 가스를 통과시킴으로써 라디칼종을 발생시키는 방식이나, 에칭 가스를 도파관에 통과시켜 마이크로파를 발진함으로써 플라즈마를 일으키고, 발생된 라디칼종의 흐름을 기판 표면에 조사하는 방식 등이 있으며, 어느 하나를 이용할 수도 있다.
또한, 에칭 가스는 유리 기판의 종류에 따라서 선택되지만, 특히 실리카 유리 기판의 경우는, 할로겐 화합물의 가스, 또는 할로겐 화합물을 포함하는 혼합 가스 중 어느 하나가 바람직하다. 할로겐 화합물로는, 예를 들면 사불화메탄, 삼불화메탄, 육불화에탄, 팔불화프로판, 십불화부탄, 불화수소, 육불화황, 삼불화질소, 사염화탄소, 사불화규소, 삼불화염화메탄, 삼염화붕소 등을 들 수 있으며, 이들 할로겐 화합물 가스 2종 이상의 혼합 가스나, 할로겐 화합물과 아르곤 등의 불활성 가스와의 혼합 가스를 들 수 있다.
또한, 플라즈마 에칭 후 유리 기판의 표면은, 플라즈마 에칭 조건에 의해서는 면 거칠음이 발생하거나, 가공 변질층이 발생하는 경우가 있지만, 그 경우는 필요에 따라서 플라즈마 에칭 후에 평탄도가 거의 변하지 않는 정도의 극단 시간의 연마를 행할 수도 있다. 이 경우의 연마는, 회전식 양면 배치 연마 방식, 회전식 편면 매엽 연마 방식 등의 종래 공지된 연마 방법을 적용할 수 있다.
본 발명에서는, 상기한 평탄도 측정기에 의해서 측정된 좌표 데이터에 기초하여 산출된 각 영역에서의 제거량에 따라서 회전형 소형 가공툴에 의한 국소 연마를 실시하는 경우, 원료 유리 기판 표면에 회전형 소형 가공툴의 연마 가공부를 접촉시키고, 이 연마 가공부를 회전시키면서 주사시켜 기판 표면을 연마한다. 회전 소형 가공툴은, 그의 연마 가공부가 연마 가능한 회전체이면 어떠한 것일 수도 있지만, 소형 정반을 기판 바로 윗쪽으로부터 수직으로 가압하여 압박하고 기판 표면과 수직인 축으로 회전하는 방식이나, 소형 그라인더에 장착된 회전 가공툴을 경사 방향으로 가압하여 압박하는 방식 등을 들 수 있다. 가공툴의 재질로는, 적어도 그의 연마 가공부가 GC 지석, WA 지석, 다이아몬드 지석, 세륨 지석, 세륨 패드, 고무 지석, 펠트 버프, 폴리우레탄 등, 피가공물을 가공 제거할 수 있는 것이면 종류는 한정되지 않는다. 회전툴의 연마 가공부의 형상은 원형 또는 도넛형의 평반, 원주형, 포탄형, 디스크형, 배럴형 등을 들 수 있다.
이 때 가공툴과 기판의 접촉하는 면적이 중요하며, 접촉 면적은 1 내지 500 ㎟, 바람직하게는 2.5 내지 100 ㎟, 더욱 바람직하게는 5 내지 50 ㎟이다. 볼록 부분이 공간 파장의 미세한 굴곡인 경우, 기판과 접촉하는 면적이 크면 제거 대상인 볼록 부분을 비어져 나온 영역을 연마하여, 굴곡이 없어지지 않을 뿐 아니라 평탄도를 붕괴시키는 원인이 될 우려가 있다. 또한, 기판 단부면 부근의 표면을 가공하는 경우에도, 툴이 커서 툴의 일부가 기판밖으로 비어져 나올 때, 기판 상에 남은 접촉 부분의 압력이 높아지게 되어, 평탄화 가공이 곤란해질 우려가 있다. 또한, 면적이 지나치게 작으면, 압력이 지나치게 가해져 흠집이 발생하는 원인이 되며, 기판 상의 이동 거리가 길어져 부분 연마 시간이 길어지는 경우가 있다.
상술한 볼록 부위의 표면부에 소형 회전 가공툴을 접촉시켜 연마를 행하는 경우, 연마 지립 슬러리를 개재시킨 상태에서 가공을 행하는 것이 바람직하다. 소형 회전 가공툴을 기판 상에서 움직일 때, 원료 유리 기판의 표면의 볼록도에 따라 가공툴의 이동 속도, 회전수, 접촉 압력 중 어느 하나 또는 이들 복수 조건을 제어함으로써, 고평탄도의 유리 기판을 취득하는 것이 가능하다.
이 경우, 연마 지립으로는 실리카, 세리아, 알런덤, 화이트알런덤(WA), FO, 지르코니아, SiC, 다이아몬드, 티타니아, 게르마니아 등을 들 수 있고, 그의 입도는 10 nm 내지 10 ㎛가 바람직하며, 이들의 물 슬러리를 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 가공툴의 이동 속도는 한정되지 않고 적절하게 선정되지만, 통상 1 내지 100 mm/s의 범위에서 선정할 수 있다. 가공툴의 연마 가공부의 회전수는 100 내지 10,000 rpm, 바람직하게는 1,000 내지 8,000 rpm, 더욱 바람직하게는 2,000 내지 7,000 rpm으로 하는 것이 바람직하다. 회전수가 작으면 가공 속도가 늦어져 기판을 가공하는 데에 시간이 지나치게 걸리고, 회전수가 크면 가공 속도가 빨라지거나, 툴의 마모가 심해지기 때문에 평탄화의 제어가 어려워질 우려가 있다. 또한, 가공툴의 연마 가공부가 기판에 접촉할 때의 압력은 1 내지 100 g/㎟, 특히 10 내지 100 g/㎟인 것이 바람직하다. 압력이 작으면 연마 속도가 늦어져 기판을 가공하는 데에 시간이 지나치게 걸리고, 압력이 크면 가공 속도가 빨라져 평탄화의 제어가 어려워, 툴이나 슬러리에 이물질이 혼입된 경우에 큰 흠집을 발생시키는 원인이 될 우려가 있다.
또한, 상술한 부분 연마 가공툴의 이동 속도의 원료 유리 기판 표면 볼록 부위의 볼록도에 따른 제어는, 컴퓨터를 이용함으로써 달성할 수 있다. 이 경우, 가공툴의 이동은 기판에 대하여 상대적인 것이기 때문에, 기판 자체를 이동시킬 수도 있다. 가공툴의 이동 방향은, 기판 표면 상에 XY 평면을 상정했을 때 X, Y 방향에 임의로 이동할 수 있는 구조로 할 수도 있다. 이 때, 도 5, 6에 나타낸 바와 같이, 회전 가공툴 (42)를 기판 (41)에 대하여 경사 방향으로 접촉시키고, 회전축을 기판 표면에 투영시킨 방향을 기판 표면 상의 X축으로 한 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이, 우선은 Y축 방향의 이동은 고정시키고 X축 방향으로 회전툴을 주사하여, 기판의 끝에 도달한 시점에서 미세한 피치로 Y축 방향으로 미세 이동시키고, 다시 Y축 방향으로의 이동을 고정시키고 X축 방향으로 툴을 주사시켜, 이를 반복함으로써 기판 전체를 연마하는 방법이 보다 바람직하다. 또한, 도 5 중 43은 툴 회전축 방향, 44는 회전축 방향을 기판에 투영시킨 직선을 나타낸다. 또한, 도 6 중 45는 회전 가공툴의 이동 양태(이동 경로)를 나타낸다. 여기서, 상기한 바와 같이 회전 가공툴 (42)의 회전축이 기판 (41)의 법선에 대하여 경사 방향이 되도록 연마하는 것이 바람직하지만, 이 경우 기판 (41)의 법선에 대한 툴 (42)의 회전축의 각도는 5 내지 85°, 바람직하게는 10 내지 80°, 더욱 바람직하게는 15 내지 60°이다. 각도가 85°보다 크면 접촉 면적이 넓고, 구조상 접촉한 면 전체에 대하여 균일하게 압력을 가하는 것이 어려워지기 때문에, 평탄도를 제어하는 것이 어려워질 우려가 있다. 한편, 각도가 5°보다 작으면 툴을 수직으로 압박하는 경우에 가까워지기 때문에, 프로파일의 형태가 악화되며, 일정한 피치로 중첩시켜도 평탄한 평면이 얻어지기 어려워질 우려가 있다.
소형 가공툴의 기판에 대한 접촉 방법에 관해서는, 툴이 기판에 접촉하는 높이로 조정하고, 그 높이를 유지하여 가공하는 방법과, 압공 제어 등의 방법으로 압력을 제어하여 툴을 기판에 접촉시키는 방법이 생각된다. 이 때, 압력을 일정하게 유지하여 툴을 기판에 접촉시키는 방법이 연마 속도가 안정되기 때문에 바람직하다. 일정 높이를 유지하여 툴을 기판에 접촉시키고자 한 경우, 가공 중에 툴의 마모 등에 의해 툴의 크기가 서서히 변화하고, 접촉 면적이나 압력이 변하며, 가공 중에 속도가 변화하여 순조롭게 평탄화할 수 없는 경우가 있다.
기판 표면의 볼록 형상도를 그 정도에 따라서 평탄화하는 기구에 관해서, 상기에서는 가공툴의 회전수 및 가공툴의 기판 표면에 대한 접촉 압력을 일정하게 하여 가공툴의 이동 속도를 변화시키고, 제어함으로써 평탄화를 행하는 방법을 나타내었지만, 가공툴의 회전수 및 가공툴의 기판 표면에 대한 접촉 압력을 변화시키고, 제어함으로써 평탄화를 행할 수도 있다.
이와 같이 연마 가공한 후의 기판은 0.01 내지 0.5 ㎛, 특히 0.01 내지 0.3 ㎛의 평탄도 F2(F1>F2)로 할 수 있다.
또한, 상기 가공툴로 기판 표면을 가공한 후에, 매엽식 연마 또는 양면 연마를 행하여 최종 마무리면의 면질 및 결함 품질을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 상기 가공툴로 기판 표면을 가공한 후에 행하는, 가공면의 면질 및 결함 품질을 향상시키는 것을 목적으로 하는 연마 공정에서, 그 연마 과정에서 발생하는 형상 변화를 고려하여, 미리 소형 회전 가공툴로 연마하는 연마량을 결정하여 가공함으로써, 최종 마무리면에서 원하는 형상으로 표면 완전성이 높은 면을 동시에 달성할 수 있다.
더욱 상술하면, 상기한 바와 같이 하여 얻어진 유리 기판의 표면은, 연질의 가공툴을 사용하여도 부분 연마 조건에 의해서 면 거칠음이 발생하거나, 가공 변질층이 발생하는 경우가 있지만, 그 경우는 필요에 따라서 부분 연마 후에 평탄도가 거의 변하지 않을 정도의 극히 단시간의 연마를 행할 수도 있다.
한편, 경질의 가공툴을 사용하면 면 거칠음의 정도가 비교적 큰 경우나, 가공 변질층의 깊이가 비교적 깊은 경우가 있다. 그러한 경우는, 후속 공정의 마무리 연마 공정의 연마 특성에서, 어떻게 표면 형상이 변화를 하는지를 예측하여, 그것을 부정하는 형상으로 부분 연마 후의 형상을 조절할 수도 있다. 예를 들면, 후속 공정의 마무리 연마 공정에서 기판 전체가 볼록화할 것으로 예측되는 경우는 부분 연마 공정에서 미리 오목 형상으로 마무리함으로써, 후속 공정의 마무리 연마 공정에서 기판 표면이 원하는 형상이 되도록 제어할 수도 있다.
또한, 그 때에 후속 공정의 마무리 연마 공정, 예를 들면 가공면의 면질 및 결함 품질을 향상시키기 위한 연마 공정에서의 표면 형상 변화 특성에 대해서, 미리 예비 기판을 이용하여 마무리 연마 공정 전후의 표면 형상을 표면 형상 측정기로 측정하여 평가하고, 그의 데이터를 바탕으로 어떻게 형상이 변화하는지를 컴퓨터 등을 이용하여 해석하고, 목표 형상을 예를 들면 마무리 연마 공정의 형상 변화와 반대 형상을 가미한 형상으로 하고, 유리 기판에 대하여, 이 형상을 목표로 하여 국소 연마 또는 국소 에칭에 의한 기판 표면부의 제거를 행함으로써, 최종 마무리면이 보다 원하는 형상에 근접하도록 제어할 수도 있다.
예를 들면, 벨트상 영역을 대상으로 하는 경우, 마무리 연마 공정에서의 형상 변화에 상당하는 양을 제외한 조정 제거량을 산출하고, 벨트상 영역의 국소 연마 또는 국소 에칭에서, 이 조정 제거량을 기판 표면부의 제거량으로 하여 기판 표면부를 제거한 후, 상기 연마 공정을 실시할 수 있다.
국소 연마 또는 국소 에칭에 의한 가공 후에 행하는 마무리 연마 공정으로는, 양면 연마를 실시하는 것이 바람직하다. 이 연마 공정에서는, 2개의 벨트상 영역의 평탄도를 모두 1.0 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하며, 중앙부 정방형 영역의 평탄도를 0.5 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 하여 얻어진 유리 기판은, 예를 들면 이 유리 기판 상에 크롬 등의 차광막을 성막하여 포토마스크 블랭크가 제작된다. 그리고, 이 포토마스크 블랭크의 차광막 상에 레지스트를 도포하고, 전자선 등에 의해서 원하는 패턴을 기록한 후, 이 레지스트막을 현상하고 에칭함으로써, 광이 투과하는 부분과 차광하는 부분이 형성된 포토마스크가 제작된다. 이러한 포토마스크를 노광기에 세팅하여 레지스트막을 도포한 실리콘 웨이퍼 상에 노광함으로써 반도체 디바이스를 제작할 수 있지만, 본 발명의 포토마스크용 유리 기판을 이용하여 제작된 포토마스크는, 포토마스크를 노광기에 진공 척 등에 의해 유지시켰을 때, 포토마스크 전체의 표면 형상 변화가 매우 적어 평탄성이 높다.
또한, 유리 기판에 대하여 국소 에칭이나 소형 가공툴에 의한 국소 연마를 실시한 후, 크롬 등의 차광막을 성막하여 포토마스크 블랭크가 제작되지만, 이 때 크롬 등의 차광막에 의한 막응력에 의해서 표면 형상이 변화하는 경우가 있다. 이 경우, 막응력 의해 어떻게 표면 형상이 변화하는지를 예측하여, 그것을 상쇄하는 형상으로 국소 에칭이나 소형 가공툴에 의한 국소 연마 후의 형상을 조절함으로써, 포토마스크 블랭크를 제조했을 때의 표면 형상을 원하는 형상으로 마무리할 수도 있다.
<실시예>
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
1변이 152 mm인 정방형의 표면을 가지고, 두께 6.4 mm의 석영 기판을 준비하였다. 우선, 이 석영 기판의 표면을 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 측정한 바, 한 쌍의 벨트상 영역의 2개의 벨트상 영역 각각의 최소 제곱 평면의 법선이 이루는 각도가 19.62 초, 2개의 벨트상 영역의 높이의 차가 0.87 ㎛였다. 이 때, 한 쌍의 벨트상 영역에 대해서, 임의의 한쪽의 최소 제곱 평면을 F1, 벨트상 영역의 다른쪽의 최소 제곱 평면을 F2, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 2 mm까지의 범위를 제외한 상기 2개의 벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면을 F3으로 하고, F3과 평행한 평면 F3'을 F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심과 F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심이 F3'에 대하여 동일한 측에 위치하도록 배치한다고 가상했을 때, F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D1과, F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D2와의 차의 절대값 |D1-D2|를 벨트상 영역의 높이로 하였다. 또한, 중앙부 정방형 영역의 평탄도는 0.338 ㎛였다.
벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면과 벨트상 영역의 실 표면과의 차분을 계산하여 필요 제거량을 결정하고, 벨트상 영역에 대하여 플라즈마 에칭을 행하였다.
플라즈마 발생 하우징은 직경 75 mm의 원통형 전극을 가지는 고주파식(150 W)을 이용하고, 에칭 가스는 육불화황을 이용하였다. 가스 유량은 100 sccm, 플라즈마 발생 노즐과 유리 기판 사이의 거리는 2.5 cm로 하였다. 이 조건에서의 가공 속도는 미리 측정하였으며, 3.2 mm/분이었다. 노즐의 이동 속도는 기판 형상에서 가장 낮은 기판의 부분에서 20 mm/초로 하고, 기판 각 부분에서의 이동 속도는 기판 각 부분에서의 노즐의 필요 체재 시간을 구하고, 이것으로부터 이동 속도를 계산하여 노즐을 이동시켜 처리를 행하였다.
플라즈마 에칭 후, 기판 표면을 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 측정한 바, 2개의 벨트상 영역의 각각 최소 제곱 평면의 법선의 각도가 4.23 초, 벨트상 영역의 높이의 차가 0.13 ㎛, 중앙부 정방형 영역의 평탄도가 0.312 ㎛가 되었다.
[실시예 2]
1변이 152 mm인 정방형의 표면을 가지고, 두께 6.4 mm의 석영 기판을 준비하였다. 우선, 이 석영 기판의 표면을 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 측정한 바, 한 쌍의 벨트상 영역의 2개의 벨트상 영역 각각의 최소 제곱 평면의 법선이 이루는 각도가 38.44 초, 2개의 벨트상 영역의 높이의 차가 0.74 ㎛였다. 이 때, 실시예 1과 마찬가지로 절대값 |D1-D2|를 벨트상 영역의 높이로 하였다. 또한, 중앙부 정방형 영역의 평탄도는 0.542 ㎛였다.
우선, 벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면과 벨트상 영역의 실 표면과의 차분을 계산하여 필요 제거량을 결정하고, 벨트상 영역에 대하여 플라즈마 에칭을 행함과 동시에, 추가로 중앙부 정방형 영역의 최소 제곱 평면과 실 표면과의 차분을 계산하여 필요 제거량을 결정하고, 중앙부 정방형 영역에 대해서도 플라즈마 에칭을 행하였다.
플라즈마 발생 하우징은 직경 75 mm의 원통형 전극을 가지는 고주파식(150 W)을 이용하고, 에칭 가스는 육불화황을 이용하였다. 가스 유량은 100 sccm, 플라즈마 발생 노즐과 유리 기판 사이의 거리는 2.5 cm로 하였다. 이 조건에서의 가공 속도는 미리 측정하였으며, 3.2 mm/분이었다. 노즐의 이동 속도는 기판 형상에서 가장 낮은 기판의 부분에서 20 mm/초로 하고, 기판 각 부분에서의 이동 속도는 기판 각 부분에서의 노즐의 필요 체재 시간을 구하고, 이것으로부터 이동 속도를 계산하여 노즐을 이동시켜 처리를 행하였다.
플라즈마 에칭 후, 기판 표면을 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 측정한 바, 2개의 벨트상 영역의 각각의 최소 제곱 평면의 법선의 각도가 13.75 초, 벨트상 영역의 높이의 차가 0.17 ㎛, 중앙부 정방형 영역의 평탄도가 0.040 ㎛가 되었다.
벨트상 영역의 방선의 각도가 바람직한 결과가 되지 않았기 때문에, 추가로 플라즈마 에칭 후의 벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면과 벨트상 영역의 실 표면과의 차분을 계산하여 필요 제거량을 결정하고, 벨트상 영역에 대하여 플라즈마 에칭을 행하였다.
그 후, 기판 표면을 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 측정한 바, 2개의 벨트상 영역의 각각의 최소 제곱 평면의 법선의 각도가 2.11 초, 벨트상 영역의 높이의 차가 0.11 ㎛, 중앙부 정방형 영역의 평탄도가 0.026 ㎛가 되었다.
[실시예 3]
1변이 152 mm인 정방형의 표면을 가지고, 두께 6.4 mm의 석영 기판을 준비하였다. 우선, 이 석영 기판의 표면을 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 측정한 바, 한 쌍의 벨트상 영역의 2개의 벨트상 영역 각각의 최소 제곱 평면의 법선이 이루는 각도가 51.63 초, 2개의 벨트상 영역의 높이의 차가 1.48 ㎛였다. 이 때, 실시예 1과 마찬가지로 절대값 |D1-D2|를 벨트상 영역의 높이로 하였다. 또한, 중앙부 정방형 영역의 평탄도는 1.467 ㎛였다.
우선, 벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면과 벨트상 영역의 실 표면과의 차분을 계산하여 필요 제거량을 결정하고, 벨트상 영역에 대하여 플라즈마 에칭을 행함과 동시에, 추가로 중앙부 정방형 영역의 최소 제곱 평면과 실 표면과의 차분을 계산하여 필요 제거량을 결정하고, 중앙부 정방형 영역에 대해서도 플라즈마 에칭을 행하였다.
플라즈마 발생 하우징은 직경 75 mm의 원통형 전극을 가지는 고주파식(150 W)을 이용하고, 에칭 가스는 육불화황을 이용하였다. 가스 유량은 100 sccm, 플라즈마 발생 노즐과 유리 기판 사이의 거리는 2.5 cm로 하였다. 이 조건에서의 가공 속도는 미리 측정하였으며, 3.2 mm/분이었다. 노즐의 이동 속도는 기판 형상에서 가장 낮은 기판의 부분에서 20 mm/초로 하고, 기판 각 부분에서의 이동 속도는 기판 각 부분에서의 노즐의 필요 체재 시간을 구하고, 이것으로부터 이동 속도를 계산하여 노즐을 이동시켜 처리를 행하였다.
플라즈마 에칭 후, 기판 표면을 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 측정한 바, 2개의 벨트상 영역의 각각의 최소 제곱 평면의 법선의 각도가 12.05 초, 벨트상 영역의 높이의 차가 0.41 ㎛, 중앙부 정방형 영역의 평탄도가 0.561 ㎛가 되었다.
벨트상 영역의 방선의 각도와 중앙부 정방형 영역의 평탄도가 모두 바람직한 결과가 되지 않았기 때문에, 추가로 플라즈마 에칭 후의 벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면과 벨트상 영역의 실 표면과의 차분을 계산하여 필요 제거량을 결정하고, 벨트상 영역에 대하여 플라즈마 에칭을 행함과 동시에, 중앙부 정방형 영역의 최소 제곱 평면과 실 표면과의 차분을 계산하여 필요 제거량을 결정하고, 중앙부 정방형 영역에 대해서도 플라즈마 에칭을 행하였다.
그 후, 기판 표면을 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 측정한 바, 2개의 벨트상 영역의 각각의 최소 제곱 평면의 법선의 각도가 1.94 초, 벨트상 영역의 높이의 차가 0.11 ㎛, 중앙부 정방형 영역의 평탄도가 0.031 ㎛가 되었다.
[실시예 4]
1변이 152 mm인 정방형의 표면을 가지고, 두께 6.4 mm의 석영 기판을 준비하였다. 우선, 이 석영 기판의 표면을 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 측정한 바, 한 쌍의 벨트상 영역의 2개의 벨트상 영역 각각의 최소 제곱 평면의 법선이 이루는 각도가 25.45 초, 2개의 벨트상 영역의 높이의 차가 0.87 ㎛였다. 이 때, 실시예 1과 마찬가지로 절대값 |D1-D2|를 벨트상 영역의 높이로 하였다. 또한, 중앙부 정방형 영역의 평탄도는 0.338 ㎛였다.
벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면과 벨트상 영역의 실 표면과의 차분을 계산하여 필요 제거량을 결정하고, 벨트상 영역에 대하여 연마를 행하였다.
소형 회전툴에 의한 국소 연마를 위한 장치는 모터에 가공툴을 장착하고, 회전할 수 있는 구조이며, 가공툴에 에어로 가압할 수 있는 구조를 사용하였다. 모터는 소형 그라인더(닛본 세이미쯔 기까이 고사꾸(주) 제조 모터 유닛 EPM-120, 파워 유닛 LPC-120)를 사용하였다. 또한, 가공툴은 20 mmφ×25 mm 포탄형의 펠트 버프 툴(닛본 세이미쯔 기까이 고사꾸(주) 제조 F3620)을 사용하였다. 기판 표면에 대하여 약 50°의 각도로 경사 방향으로부터 가압하는 기구로, 그의 접촉 면적은 5.0 ㎟이다.
이어서, 가공툴의 회전수를 4,000 rpm, 가공 압력을 30 g/㎟로 피가공물 위를 이동시켜 기판 전체면을 가공하였다. 가공 방법은 도 6에서 화살표와 같이 X축으로 평행하게 가공툴을 연속적으로 이동시키고, Y축 방향으로의 이동 피치는 0.5 mm로 하였다. 이 조건에서의 가공 속도는 미리 측정하였으며, 1.1 mm/분이었다. 가공툴의 이동 속도는 기판 형상에서 가장 낮은 기판의 부분에서 50 mm/초로 하고, 기판 각 부분에서의 이동 속도는 기판 각 부분에서의 가공툴의 필요 체재 시간을 구하고, 이것으로부터 이동 속도를 계산하여 가공툴을 이동시켜 처리를 행하였다.
부분 연마 후, 기판 표면을 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 측정한 바, 2개의 벨트상 영역의 각각의 최소 제곱 평면의 법선의 각도가 3.72 초, 벨트상 영역의 높이의 차가 0.14 ㎛, 중앙부 정방형 영역의 평탄도가 0.072 ㎛가 되었다.
[실시예 5]
우선, 실시예 4와 동일한 방법으로 제작한 기판을 10매 준비하고, 이들을 예비 기판으로 하였다. 이들 10매의 예비 기판에 대하여 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 표면 형상을 측정하고, 연질의 스웨이드제 연마천과 콜로이달 실리카를 이용한 최종 연마 공정(양면 연마)을 실시하고, 연마 공정 후 재차 표면 형상을 측정하여 각각의 기판에 대하여 최종 연마 후의 표면 형상의 높이 데이터로부터 최종 연마 전의 표면 형상의 높이 데이터를 차감하여 차분을 구하고 10매를 평균하여 최종 연마에서의 형상 변화를 평가하였다. 연질의 스웨이드제 연마천과 콜로이달 실리카를 이용한 최종 연마 공정에서는 기판 표면 형상은 볼록 형상화하는 특성이 있지만, 이 경우의 형상 변화는 0.134 ㎛의 볼록 형상이었다.
이어서, 1변이 152 mm인 정방형의 표면을 가지고, 두께 6.4 mm의 석영 기판을 준비하였다. 우선, 이 석영 기판의 표면을 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 측정한 바, 한 쌍의 벨트상 영역의 2개의 벨트상 영역 각각의 최소 제곱 평면의 법선이 이루는 각도가 33.13 초, 2개의 벨트상 영역의 높이의 차가 0.47 ㎛였다. 이 때, 실시예 1과 마찬가지로 절대값 |D1-D2|를 벨트상 영역의 높이로 하였다. 또한, 중앙부 정방형 영역의 평탄도는 0.345 ㎛였다.
이어서, 최종 연마 공정에서의 형상 변화인 0.134 ㎛의 볼록 형상이 상쇄되도록 0.134 ㎛의 볼록 형상을 반전시킨 0.134 ㎛의 오목 형상을 최종 연마 공정에서의 형상 변화분으로서 부분 연마 조건에 가미하고, 이 오목 형상이 되도록 실시예 4와 동일하게 하여 소형 회전툴에 의해 부분 연마를 행하였다. 부분 연마 후, 기판 표면을 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 측정한 바, 2개의 벨트상 영역의 각각의 최소 제곱 평면의 법선의 각도가 8.15 초, 벨트상 영역의 높이의 차가 0.41 ㎛, 중앙부 정방형 영역의 평탄도가 0.102 ㎛가 되었다.
이어서, 예비 기판에 대하여 실시한 조건으로 최종 연마 공정을 실시하였다. 최종 연마 종료 후, 세정·건조하고 나서 기판 표면을 광학 간섭식의 평탄도 측정기로 측정한 바, 2개의 벨트상 영역의 각각의 최소 제곱 평면의 법선의 각도가 1.26 초, 벨트상 영역의 높이의 차가 0.14 ㎛, 중앙부 정방형 영역의 평탄도가 0.057 ㎛가 되었다. 또한, 50 nm급 결함수는 22개였다.
1: 기판 표면
2: 주면 영역
21: 벨트상 영역
22: 중앙부 정방형 영역
3: 기판 단부면으로부터 2 mm 내측의 위치
4: 기판 단부면으로부터 10 mm 내측의 위치
5: 국소 연마 또는 국소 에칭을 행하기 전의 기판 표면
6: 주면 영역의 최소 제곱 평면
61: 주면 영역의 최소 제곱 평면과 평행한 평면
62: 주면 영역의 최소 제곱 평면과 평행한 평면 내의 벨트상 영역 상당 영역
7: 2개의 벨트상 영역 중 한쪽의 최소 제곱 평면
71: 2개의 벨트상 영역 중 다른쪽의 최소 제곱 평면
72: 벨트상 영역의 최소 제곱 평면과 평행한 평면 내의 벨트상 영역 상당 영역
8: 2개의 벨트상 영역 중 한쪽의 최소 제곱 평면의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 주면 영역의 최소 제곱 평면과 평행한 면에 내린 수선
81: 2개의 벨트상 영역의 다른쪽의 벨트상 영역의 최소 제곱 평면의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 주면 영역의 최소 제곱 평면과 평행한 면에 내린 수선
9: 국소 연마 또는 국소 에칭을 행한 후의 기판 표면
41: 유리 기판
42: 소형 회전 가공툴
43: 툴 회전축 방향
44: 회전축 방향을 기판에 투영한 직선
45: 회전 가공툴의 이동 방식의 예

Claims (12)

  1. 정방형 형상의 기판 표면에 차광막이 패터닝 형성되어 이루어지는 포토마스크가 노광기에 유지되는 유지부가 위치하는 상기 기판의 표면이고, 상기 표면의 주연을 이루는 변 중 대향하는 2변의 각각의 변으로부터 내측 2 mm와 10 mm 사이에서, 각각의 변의 길이 방향 양끝으로부터 2 mm의 부분을 제외한 범위에 위치하는 2개의 벨트상 영역에 있어서,
    임의의 공통 기준 평면으로부터 각 벨트상 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 산출되는, 벨트상 영역의 2개의 최소 제곱 평면의 법선끼리 이루는 각도가 10 초 이하이고,
    2개의 벨트상 영역 중 임의의 한쪽의 최소 제곱 평면을 F1, 벨트상 영역의 다른쪽의 최소 제곱 평면을 F2, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 2 mm까지의 범위를 제외한 상기 2개의 벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면을 F3으로 하고, F3과 평행한 평면 F3'을 F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심과 F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심이 F3'에 대하여 동일한 측에 위치하도록 배치한다고 가상했을 때, F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D1과, F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D2와의 차의 절대값 |D1-D2|로 표시되는 벨트상 영역의 높이가 0.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크용 유리 기판.
  2. 제1항에 있어서, 벨트상 영역의 평탄도가 모두 1.0 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크용 유리 기판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 10 mm까지의 범위를 제외한 중앙부 정방형 영역의 평탄도가 0.5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크용 유리 기판.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1변이 152 mm이고 두께가 6.35 mm인 실리카 유리제 기판인 것을 특징으로 하는 포토마스크용 유리 기판.
  5. 표면에 차광막이 패터닝 형성된 포토마스크에 이용되는 정방형 형상의 유리 기판을 제조하는 방법으로서,
    상기 표면의 주연을 이루는 변 중 대향하는 2변의 각각의 변으로부터 내측 2 mm와 10 mm 사이에서, 각각의 변의 길이 방향 양끝으로부터 2 mm의 부분을 제외한 범위에 위치하는 2개의 벨트상 영역과,
    상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 2 mm까지의 범위를 제외한 상기 2개의 벨트상 영역이 포함되는 주면 영역을 설정하고,
    주면 영역에 대해서, 임의의 공통 기준 평면으로부터 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 최소 제곱 평면을 산출하고,
    주면 영역의 최소 제곱 평면과 2개의 벨트상 영역의 실면 형상을 대비하고,
    이들의 차분에 따라서 벨트상 영역 내의 각 좌표에서의 제거량을 산출하고,
    국소 연마 또는 국소 에칭에 의해서 상기 제거량에 상당하는 2개의 벨트상 영역의 기판 표면부를 제거하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 2개의 벨트상 영역이 함께 주면 영역의 최소 제곱 평면과 평행하게 되며, 상기 공통 기준 평면으로부터 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 산출한 벨트상 영역의 2개의 최소 제곱 평면에 대해서,
    2개의 벨트상 영역 중 임의의 한쪽의 최소 제곱 평면을 F1, 벨트상 영역의 다른쪽의 최소 제곱 평면을 F2, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 2 mm까지의 범위를 제외한 상기 2개의 벨트상 영역을 포함하는 주면 영역의 최소 제곱 평면을 F3으로 하고, F3과 평행한 평면 F3'을 F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심과 F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심이 F3'에 대하여 동일한 측에 위치하도록 배치한다고 가상했을 때, F1의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D1과, F2의 벨트상 영역 상당 영역의 중심으로부터 F3'에 내린 수선의 거리 D2와의 차의 절대값 |D1-D2|로 표시되는 벨트상 영역의 높이가 0이 되는 2개의 벨트상 영역의 목표 형상을 산출하고, 벨트상 영역의 목표 형상과 실면 형상과의 차분으로부터 상기 주면 영역의 최소 제곱 평면과 2개의 벨트상 영역의 실면 형상과의 차분을 구하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 벨트상 영역의 목표 형상을 주면 영역의 최소 제곱 평면으로 하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 10 mm까지의 범위를 제외한 중앙부 정방형 영역을 추가로 설정하고,
    중앙부 정방형 영역에 대해서, 상기 공통 기준 평면으로부터 영역 내의 각 좌표에 대한 거리에 기초하여 최소 제곱 평면을 산출하고,
    중앙부 정방형 영역의 최소 제곱 평면과 중앙부 정방형 영역의 실면 형상을 대비하고,
    이들의 차분에 따라서 중앙부 정방형 영역 내의 각 좌표에서의 제거량을 산출하고,
    국소 연마 또는 국소 에칭에 의해서 상기 제거량에 상당하는 중앙부 정방형 영역의 기판 표면부를 제거하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
  9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 국소 연마 또는 국소 에칭 후에 양면 연마를 행하고, 2개의 벨트상 영역의 평탄도를 모두 1.0 ㎛ 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
  10. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 국소 연마 또는 국소 에칭 후에 양면 연마를 행하고, 상기 표면의 주연을 이루는 4변으로부터 내측 10 mm까지의 범위를 제외한 중앙부 정방형 영역의 평탄도를 0.5 ㎛ 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
  11. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 국소 연마 또는 국소 에칭에 의한 가공 후에 행하는, 가공면의 면질 및 결함 품질을 향상시키기 위한 연마 공정에서 발생하는 연마 전후의 상기 벨트상 영역의 형상 변화를 미리 평가하고, 상기 형상 변화에 상당하는 양을 제외한 조정 제거량을 산출하고, 벨트상 영역의 국소 연마 또는 국소 에칭에 있어서 상기 조정 제거량을 기판 표면부의 제거량으로 하여 기판 표면부를 제거한 후, 상기 연마 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
  12. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 1변이 152 mm이고 두께가 6.35 mm인 실리카 유리제 기판인 것을 특징으로 하는, 포토마스크용 유리 기판의 제조 방법.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102358826B (zh) * 2011-08-19 2013-08-07 湖南皓志新材料股份有限公司 一种铝掺杂的氧化锆复合抛光粉的制备方法
JP5776491B2 (ja) * 2011-10-24 2015-09-09 信越化学工業株式会社 フォトマスク用、レチクル用又はナノインプリント用のガラス基板及びその製造方法
JP6308039B2 (ja) * 2014-06-13 2018-04-11 旭硝子株式会社 マスクブランク用ガラス基板の製造方法
JP6256422B2 (ja) * 2014-08-07 2018-01-10 旭硝子株式会社 マスクブランク用ガラス基板
JP6613856B2 (ja) * 2015-12-04 2019-12-04 Ａｇｃ株式会社 Ｅｕｖ用マスクブランク用のガラス基板、ｅｕｖ用マスクブランクの製造方法、およびｅｕｖ用フォトマスクの製造方法
JP6613858B2 (ja) * 2015-12-08 2019-12-04 Ａｇｃ株式会社 Ｅｕｖ用マスクブランク用のガラス基板、ｅｕｖ用マスクブランクの製造方法、およびｅｕｖ用フォトマスクの製造方法
JP6293986B1 (ja) * 2016-07-27 2018-03-14 Hoya株式会社 マスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法、半導体デバイスの製造方法、マスクブランク用基板、マスクブランク及び転写用マスク
WO2020196555A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 Hoya株式会社 マスクブランク用基板、導電膜付き基板、多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク、反射型マスク、及び半導体装置の製造方法
CN110865620B (zh) * 2019-11-27 2022-01-25 郑州旭飞光电科技有限公司 一种基板玻璃在线抽检系统、方法及包装系统

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3377006B2 (ja) * 1992-02-28 2003-02-17 Ｈｏｙａ株式会社 フォトマスクブランクの検査方法、フォトマスクの製造方法、フォトマスクブランク及びフォトマスクブランク用ガラス基板
JP2001332480A (ja) * 2000-05-24 2001-11-30 Canon Inc 原版チャック、該原版チャックを備えた露光装置および半導体デバイス製造方法
JP4025351B2 (ja) * 2001-05-31 2007-12-19 株式会社東芝 マスク基板情報生成方法、マスク基板の製造方法およびマスク基板の検査方法
US6537844B1 (en) 2001-05-31 2003-03-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Manufacturing method for exposure mask, generating method for mask substrate information, mask substrate, exposure mask, manufacturing method for semiconductor device and server
JP3572053B2 (ja) * 2001-05-31 2004-09-29 株式会社東芝 露光マスクの製造方法、マスク基板情報生成方法、半導体装置の製造方法およびサーバー
DE10314212B4 (de) 2002-03-29 2010-06-02 Hoya Corp. Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske
JP2004029735A (ja) 2002-03-29 2004-01-29 Hoya Corp 電子デバイス用基板、該基板を用いたマスクブランクおよび転写用マスク、並びにこれらの製造方法、研磨装置および研磨方法
JPWO2004083961A1 (ja) 2003-03-20 2006-06-22 Hoya株式会社 レチクル用基板およびその製造方法、並びにマスクブランクおよびその製造方法
JP4340859B2 (ja) * 2003-07-25 2009-10-07 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク用基板の選定方法
JP4314462B2 (ja) * 2003-07-25 2009-08-19 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク用基板の製造方法
JP4657591B2 (ja) * 2003-07-25 2011-03-23 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク用基板の選定方法
JP2005043836A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Shin Etsu Chem Co Ltd フォトマスクブランク用基板の選定方法
TWI329779B (en) * 2003-07-25 2010-09-01 Shinetsu Chemical Co Photomask blank substrate, photomask blank and photomask
JP4339214B2 (ja) * 2004-09-13 2009-10-07 Ｈｏｙａ株式会社 マスクブランク用透明基板とその製造方法及びマスクブランクとその製造方法
KR100710960B1 (ko) * 2004-09-29 2007-04-24 호야 가부시키가이샤 마스크 블랭크용 기판, 마스크 블랭크, 노광용 마스크,마스크 블랭크용 기판의 제조방법 및 반도체 제조방법
JP2008116571A (ja) * 2006-11-01 2008-05-22 Hoya Corp マスクブランク用基板の製造方法及びマスクブランクの製造方法、並びに転写マスクの製造方法
JP5332249B2 (ja) * 2007-06-05 2013-11-06 旭硝子株式会社 ガラス基板の研磨方法

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JP5472065B2 (ja) 2014-04-16
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