KR20110097657A

KR20110097657A - 연마 방법

Info

Publication number: KR20110097657A
Application number: KR1020110015307A
Authority: KR
Inventors: 쯔요시 모리야
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2011-08-31
Also published as: US8419963B2; US20110204024A1; KR101267162B1; JP2011173184A

Abstract

본 발명의 과제는 글래스를 연마할 때에 흠집의 발생을 억제하면서도 연마에 필요한 시간의 장대화를 억제할 수 있는 연마 방법을 제공하는 것이다.
연마 대상의 글래스 기판에 대해, 우선, 양전자 소멸 감마선 측정에 의해, 표면 근방의 결함 분포의 검사를 행한다. 다음에, 글래스 기판의 표면에, 가스 클러스터 이온을 조사함으로써 글래스를 열화시킨 취성층, 또는 유연한 물질로 표면을 피복한 피복층으로 이루어지는 완충층을 생성한다. 다음에, 양전자 소멸 감마선 측정에 의해, 생성한 완충층의 두께를 측정한다. 다음에, 글래스 기판의 표면을 세정한다. 다음에, 글래스 기판을 연마하는 연마구 상에 슬러리의 지립을 균일하게 살포하고, 또한 슬러리의 액체 성분을 추가하여 슬러리를 생성한다. 다음에, 생성한 슬러리를 사용하여 완충층의 위로부터 글래스 기판의 화학 기계 연마를 행한다.

Description

연마 방법{METHOD FOR POLISHING}

본 발명은 화학 기계 연마에 의한 글래스의 연마 방법에 관한 것이다.

반도체 소자 등의 전자 부품의 회로 패턴은 노광 기술에 의해, 포토마스크에 형성된 회로 패턴 원판을 실리콘 웨이퍼 등에 축소 전사함으로써 형성된다. 전자 부품의 미세화를 촉진시키기 위해, 노광에 사용하는 광의 파장은 보다 짧아지는 경향이 있다. 최근에는, 노광용 광으로서 EUV(Extreme Ultra Violet)광을 사용한 EUV 노광의 기술이 개발되어 있다. EUV 노광용 포토마스크는 기재(基材)인 마스크 블랭크스 상에 EUV광을 반사하는 금속 및 반도체의 다층막을 설치하여, 다층막 상에 광의 흡수체로 회로 패턴 원판을 형성하고 있는 구조로 되어 있다. 마스크 블랭크스는 글래스 기판에 화학 기계 연마(CMP ; Chemical Mechanical Polishing)를 행함으로써 제조한다. 마스크 블랭크스의 표면에 결함이 존재한 경우, 다층막에 결함이 발생하여, 회로 패턴 원판의 정밀도가 악화된다. 따라서, CMP에 의해 마스크 블랭크스를 제조할 때에는, 결함의 발생을 가급적으로 방지하는 것이 필요하다. 특허 문헌 1에는 연마 처리의 전에, 글래스 기판의 표면 형상을 측정하여, 측정 결과에 따라서, 표면의 평탄도를 높이기 위한 가공을 글래스 기판에 실시하는 기술이 개시되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2004-310067호 공보

CMP에서는 글래스 기판을 연마하기 위한 지립을 포함하는 연마액, 소위 슬러리를 사용하여 연마를 행한다. 마스크 블랭크스 표면의 결함의 원인의 하나는, 슬러리에 포함되는 지립이 연마 중에 글래스 기판의 표면에 흠집을 발생시키는 데 있다. 흠집의 발생을 억제하기 위해서는, 슬러리 중의 지립의 입경을 작게 하는 것이 생각된다. 그러나, 지립의 입경을 작게 한 경우에는, 연마의 속도가 저하되어, 마스크 블랭크스의 제조에 필요한 시간이 장대해진다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 연마 전의 글래스에 대해 적절한 전처리를 실시함으로써, 흠집의 발생을 억제하면서도 연마에 필요한 시간의 장대화를 억제할 수 있는 연마 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 관한 연마 방법은 글래스를 연마하기 위한 지립 및 액체 성분을 함유하는 슬러리를 사용하여 글래스의 화학 기계 연마를 행하는 연마 방법에 있어서, 슬러리를 사용한 연마가 글래스보다도 용이한 완충층을 글래스 표면에 생성하고, 생성한 완충층의 위로부터 글래스의 화학 기계 연마를 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서는, 글래스의 연마를 행할 때에, 글래스보다도 연마가 용이한 완충층을 글래스의 표면에 생성하고, 완충층의 위로부터 글래스의 CMP를 실행한다.

본 발명에 관한 연마 방법은 글래스의 표면에 가스 클러스터 이온을 조사함으로써, 글래스의 표면 근방을 열화시킨 취성층을 상기 완충층으로서 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서는, 완충층으로서, 글래스의 표면에 가스 클러스터 이온을 조사함으로써 글래스의 표면 근방을 열화시킨 취성층을, 글래스의 표층에 생성한다.

본 발명에 관한 연마 방법은, 상기 완충층으로서, 글래스보다도 유연한 물질로, 슬러리 중의 지립의 입경 이상의 두께로 글래스의 표면을 피복한 피복층을 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서는, 완충층으로서, 글래스보다도 유연한 물질로 글래스의 표면을 피복한 피복층을 생성한다.

본 발명에 관한 연마 방법은, 상기 완충층을 생성하기 전에, 양전자 소멸 감마선 측정에 의해, 글래스 표면 근방에 존재하는 결함의 분포를 검사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서는, 완충층을 생성하기 전에, 양전자 소멸 감마선 측정에 의해, 글래스의 표면으로부터 표면 근방의 어느 정도의 깊이까지 결함 분포의 검사를 행한다.

본 발명에 관한 연마 방법은, 상기 완충층을 생성한 후에, 양전자 소멸 감마선 측정에 의해, 상기 완충층의 두께를 측정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서는, 양전자 소멸 감마선 측정에 의해, 생성한 완충층의 두께를 측정한다.

본 발명에 관한 연마 방법은, 상기 완충층 상, 또는 글래스를 연마하기 위한 연마구 상에 지립을 균일하게 살포하고, 살포한 상태의 지립에 액체 성분을 가함으로써, 슬러리를 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서는, 글래스의 완충층 상 또는 연마구 상에 슬러리의 지립을 균일하게 살포하고, 또한 액체 성분을 가함으로써 슬러리를 생성하고, 생성한 슬러리를 사용하여 글래스의 연마를 행한다.

본 발명에 있어서는, 글래스보다도 연마가 용이한 완충층 상으로부터 완충층을 깎아낼 때까지 글래스를 연마하므로, 용이하게 글래스를 연마할 수 있다. 슬러리 중의 지립에 의해 완충층에는 흠집이 발생하지만, 최종적으로 완충층은 깎아 내어지고, 또한 완충층을 연마하는 과정에서 지립은 보다 흠집을 발생하기 어려워지므로, 글래스에 흠집이 발생하는 것이 억제된다. 따라서, 글래스에서의 흠집의 발생을 억제하면서도, 연마에 필요한 시간의 장대화를 억제하는 것이 가능해지고, 글래스 기판의 연마에 의해 흠집이 없는 고품질의 마스크 블랭크스를 효율적으로 제조하는 것이 가능해지는 등, 본 발명은 우수한 효과를 발휘한다.

도 1은 연마 방법의 공정예를 간략적으로 도시하는 개념도.
도 2는 양전자 소멸 감마선 측정 장치의 예를 도시하는 모식도.
도 3은 취성층을 생성하기 위한 가스 클러스터 이온 조사 장치의 구성예를 도시하는 모식도.
도 4는 완충층을 생성한 글래스 기판의 예를 도시하는 모식적 단면도.
도 5는 완충층의 두께를 측정하는 공정에 있어서의 양전자 소멸 감마선 측정 결과의 예를 도시하는 모식적 특성도.
도 6은 연마 장치의 구성예를 도시하는 모식적 정면도.

이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면에 기초하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 연마 방법의 공정예를 간략적으로 도시하는 개념도이다. 연마 대상의 글래스 기판에 대해, 우선, 양전자 소멸 감마선 측정에 의해, 표면 근방의 결함 분포의 검사를 행한다. 다음에, 글래스 기판의 표면에, 글래스보다도 연마가 용이한 완충층을 생성하고, 양전자 소멸 감마선 측정에 의해, 생성한 완충층의 두께를 측정한다. 다음에, 글래스 기판의 표면을 세정하여, 슬러리의 지립을 살포하고, 또한 슬러리의 액체 성분을 가한 후에 완충층의 위로부터 CMP에 의한 글래스 기판의 연마를 행한다. 이하, 연마 방법의 각 공정의 상세를 설명한다.

우선, 글래스 기판의 표면 근방의 결함 분포를 검사하는 공정을 설명한다. 결함 분포의 검사의 공정에서는, 양전자 소멸 감마선 측정에 의해, 글래스 기판의 표면 근방에 있는 공동 상태의 결함의 분포를 검사한다. 도 2는 양전자 소멸 감마선 측정 장치의 예를 도시하는 모식도이다. 양전자 소멸 감마선 측정 장치는 22Na 등의 양전자 선원(21)으로부터의 양전자의 궤도를 복수의 코일(24)로 제어하여, 글래스 기판(1)의 표면에 조사하는 구성으로 되어 있다. 도 2 중에는 양전자의 조사 방향을 화살표로 나타내고 있다. 양전자 소멸 감마선 측정 장치는 양전자 선원(21)에 전압을 인가하는 전압 인가부(22)를 구비한다. 전압 인가부(22)는 양전자 선원(21)에 전압을 인가함으로써 양전자의 조사 에너지를 제어한다. 또한, 양전자를 발생시키는 기구로서, 라이낙 등의 가속기로부터 방사한 전자 등의 입자선을 텅스텐 등의 타깃에 충돌시킴으로써 양전자를 발생시키는 기구를 사용해도 좋다. 또한, 양전자 소멸 감마선 측정 장치는 감마선을 검출하는 검출부(23)를 구비한다. 검출부(23)는 조사한 양전자가 글래스 기판(1)의 표면 근방에서 소멸될 때에 발생하는 감마선을 검출한다.

물질에 조사된 양전자는 물질 내의 전자와 쌍소멸하여, 감마선이 발생한다. 발생한 감마선의 에너지 분포는 물질 내의 결함 농도에 따라서 변화된다. 감마선의 에너지 분포는, 에너지 분포의 피크를 포함하는 소정 범위의 면적을 전체의 면적으로 나눈 값인 S파라미터로 표현된다. 일반적으로, 결함이 크거나 또는 결함 농도가 높을수록 S파라미터는 커진다. 또한, 물질에 조사된 양전자는 조사 에너지가 클수록, 보다 깊게 물질 내에 침입한다. 따라서, 조사 에너지를 제어하면서 양전자를 글래스 기판(1)으로 조사하고, 검출부(23)에서의 감마선의 검출 결과로부터, 각 조사 에너지에 대응하는 S파라미터를 계산함으로써, 글래스 기판(1)의 표면으로부터 깊이 방향으로의 결함의 분포를 알 수 있다. 전자 현미경을 사용한 방법 등, 표면을 검사하는 종래의 방법에 비해, 결함의 분포에 관한 보다 상세한 정보를 얻을 수 있다.

결함 분포의 검사의 공정에서는 양전자 소멸 감마선 측정에 의해, 글래스 기판(1)의 표면으로부터 특정한 깊이까지 결함의 유무를 검사한다. 검사에 의해 글래스 기판(1)의 표면 근방에 존재하는 것이 판명된 결함의 크기, 깊이 또는 농도가 허용 범위를 초과하고 있는 경우에는 글래스 기판(1)을 파기한다. 또한, 연마에 의해 해소할 수 있을 정도의 결함이 글래스 기판(1)의 표면 근방에 존재하는 경우에는, 결함이 존재하는 깊이까지 글래스를 깎아낼 수 있도록, 후술하는 연마의 공정에서 글래스 기판(1)을 연마하는 깊이를 결정한다. 양전자 소멸 감마선 측정을 이용함으로써, 글래스 기판의 일 표면에 있는 결함뿐만 아니라, 표면 근방의 양전자가 침입할 수 있는 깊이까지의 결함의 분포를 검사할 수 있다. 결함이 허용 범위를 초과한 글래스 기판(1)을 폐기함으로써, 연마의 공정을 개시하기 전에 불량품을 배제할 수 있다. 또한 결함이 존재하는 깊이까지 글래스를 깎아낼 수 있도록 연마의 깊이를 결정함으로써, 효율적으로 결함이 없는 마스크 블랭크스를 제조하는 것이 가능해진다.

다음에, 글래스 기판의 표면에 완충층을 생성하는 공정을 설명한다. 완충층은 글래스보다도 연마가 용이하고, 슬러리를 사용한 최초의 연마의 충격을 흡수하여, 슬러리를 글래스 기판에 친밀하게 하기 위한 것이다. 완충층을 생성하는 공정에서는, 완충층으로서, 가스 클러스터 이온 조사에 의해 글래스 기판의 표면 근방을 열화시킨 취성층, 또는 글래스보다도 유연한 물질로 글래스 기판의 표면을 피복한 피복층을 생성한다.

도 3은 취성층을 생성하기 위한 가스 클러스터 이온 조사 장치의 구성예를 도시하는 모식도이다. 가스 클러스터라 함은, 아르곤 등의 가스 분자가 1000개 정도 집합한 클러스터이다. 가스 클러스터 이온은 가스 클러스터를 이온화한 것이다. 가스 클러스터 이온 조사 장치는 고압의 재료 가스를 진공 중에 분출하는 노즐(31)을 구비하고 있다. 노즐(31)로부터 재료 가스를 분출함으로써, 가스 분자가 집합한 가스 클러스터가 생성된다. 또한, 가스 클러스터 이온 조사 장치는 가스 클러스터에 전자를 충돌시킴으로써 이온화하는 이온화부(32)를 구비한다. 이온화부(32)는 가스 클러스터를 이온화함으로써, 가스 클러스터 이온을 정제한다. 또한, 가스 클러스터 이온 조사 장치는 전장 및 자장을 사용하여 가스 클러스터 이온을 가속하는 가속부(33)를 구비한다. 가속부(33)는 전장 및 자장을 사용하여, 가스 클러스터 이온을 가속하여, 가스 클러스터 이온의 궤도를 제어함으로써, 가스 클러스터 이온을 글래스 기판(1)으로 조사한다. 도 3 중에는 가스 클러스터 이온의 궤도를 화살표로 나타낸다.

글래스 기판(1)으로 조사된 가스 클러스터 이온은 글래스 기판(1)의 표면으로부터 수십㎚의 깊이까지 침입하여, 글래스를 손상시킨다. 이로 인해, 글래스 기판(1)의 표면으로부터 수십㎚의 깊이까지의 표면 근방은 가스 클러스터 이온 조사에 의해 열화된 취성층으로 된다. 가스 클러스터 이온의 재료 가스로서는, 아르곤, 산소 또는 질소 등, 모든 가스를 사용할 수 있다. 재료 가스를 희가스로 한 경우에는, 희가스와 글래스의 반응성이 낮아, 글래스가 취성층보다도 내측까지 화학 반응에 의해 변질되는 것을 방지할 수 있으므로, 보다 적합하다.

후술하는 연마의 행정에서는 취성층의 위로부터 글래스 기판(1)의 연마를 행하여, 연마에 의해 최종적으로 취성층을 깎아낸다. 취성층은 가스 클러스터 이온 조사에 의해 강도가 열화되어 있으므로, 연마의 행정에서 글래스보다도 용이하게 연마할 수 있다. 글래스 기판(1)의 표면 근방에 결함이 존재하는 경우, 결함을 깎아낼 수 있는 깊이까지 연마를 행할 필요가 있으므로, 결함이 존재하는 부분을 포함하는 취성층을 생성함으로써, 연마의 행정에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 또한, 연마의 행정에 있어서, 슬러리 중의 지립에 의해 취성층에 흠집이 발생하지만, 최종적으로 취성층은 깎아 내어지므로, 글래스 기판(1)을 연마하여 얻어지는 마스크 블랭크스에는 흠집이 발생하지 않는다. 취성층을 생성하는 공정은 가스 클러스터 이온의 가속을 제어함으로써, 결함 분포의 검사의 공정에서 검출한 결함의 위치가 취성층에 포함되도록, 취성층의 두께를 조정하는 형태라도 좋다.

또한, 가스 클러스터 이온의 재료 가스로서, 불소 등의 글래스와의 반응성이 높은 가스를 사용하는 것도 가능하다. 불소를 가스 클러스터 이온의 재료 가스로서 사용한 경우에는, 불소가 글래스 기판(1) 내에 잔류하고, 연마의 행정에 있어서, 슬러리 중의 물과 불소가 반응하여 불산이 생성되고, 불산이 글래스와 화학 반응함으로써, 화학적으로 연마가 진행된다. 따라서, 효율적으로 연마를 행할 수 있다. 글래스와의 반응성이 높은 가스를 사용하는 경우에는, 95％의 아르곤과 5％의 불소를 혼합한 가스를 사용하는 등, 글래스를 지나치게 변질시키지 않도록, 글래스와의 반응성이 낮은 가스로 희석하는 것이 바람직하다.

또한, 완충층을 생성하는 행정은, 완충층으로서, 글래스보다도 유연한 물질로 글래스 기판의 표면을 피복한 피복층을 생성하는 형태라도 좋다. 완충층으로서 피복층을 생성하는 형태에서는, 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition), 열CVD 또는 스퍼터링 등의 진공 프로세스를 사용하여 글래스 기판(1)의 표면에 피복층을 생성하면 좋다. 또한, 액체 재료를 회전 도포 또는 스프레이 도포에 의해 글래스 기판(1)의 표면에 도포하고, 그 후 액체 재료를 경화시킴으로써, 피복층을 생성해도 좋다. 피복층의 재료로서는, 레지스트 등의 유기막, 불소 수지 등의 폴리머 또는 아몰퍼스 실리카 등, 글래스보다도 유연하고 연마가 용이한 물질을 사용한다.

후술하는 연마의 행정에서는 피복층의 위로부터 글래스 기판(1)의 연마를 행하고, 연마에 의해 최종적으로 피복층을 깎아낸다. 연마의 초기에는, 슬러리에 포함되는 지립은 입경이 크고 첨예하므로 흠집이 발생하기 쉽지만, 피복층을 연마함으로써, 지립은 입경이 작아져 둔화된다. 이로 인해, 피복층이 깎아내어져 글래스 기판(1)의 표면이 연마될 때에는, 슬러리 중의 지립은 글래스 기판(1)에 흠집을 발생하기 어렵다. 또한, 피복층은 글래스보다도 유연하므로, 연마의 초기에 슬러리 중의 지립으로부터 받는 충격을 흡수하여, 글래스 기판(1)까지 흠집이 발생하는 것을 방지한다.

또한, 피복층의 두께는 연마의 행정에서 사용하는 슬러리에 포함되는 지립의 입경 이상으로 하는 것이 바람직하다. 피복층의 두께를 지립의 입경 이상으로 함으로써, 연마의 초기에 지립이 피복층을 뚫고 나와 글래스 기판(1)에 흠집을 발생시키는 것을 방지할 수 있다. 또한, 피복층의 두께는 지립의 입경의 10배 이하이고, 최대 1000㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 피복층의 두께를 지립의 입경의 10배 이하 또는 1000㎚ 이하로 함으로써, 연마의 행정에서 피복층을 깎아내기 위해 필요한 시간이 장대해지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 완충층을 생성하는 행정은, 완충층으로서, 취성층 및 피복층의 양쪽을 생성하는 형태라도 좋다. 이 형태에서는 글래스 기판(1)에 가스 클러스터 이온을 조사함으로써 취성층을 생성하고, 또한 취성층에 포개어 피복층을 생성한다. 도 4는 완충층을 생성한 글래스 기판(1)의 예를 도시하는 모식적 단면도이다. 도 4의 (A)는 완충층으로서 취성층(11)을 생성한 예를 도시한다. 글래스 기판(1)의 표층이 취성층(11)으로 되어 있다. 도 4의 (B)는 완충층으로서 피복층(12)을 생성한 예를 도시한다. 글래스 기판(11)의 표면 상에 피복층(12)이 형성되어 있다. 도 4의 (C)는 완충층으로서 취성층(11) 및 피복층(12)의 양쪽을 생성한 예를 도시한다. 글래스 기판(1)의 표층이 취성층(11)으로 되고, 취성층(11)의 표면에 피복층(12)이 형성되어 있다. 완충층으로서 취성층(11) 및 피복층(12)의 양쪽을 생성하는 형태에 있어서도, 피복층(12)은 연마의 공정에 있어서 글래스 기판(1)에 흠집이 발생하는 것을 방지하고, 취성층(11)은 연마의 행정에 필요한 시간을 단축시킨다.

다음에, 생성한 완충층의 두께를 측정하는 공정을 설명한다. 완충층의 두께를 측정하는 공정에서는, 결함 분포의 검사의 공정과 마찬가지로, 양전자 소멸 감마선 측정에 의해, 글래스 기판(1)에 생성된 완충층의 두께를 측정한다. 도 5는 완충층의 두께를 측정하는 공정에 있어서의 양전자 소멸 감마선 측정 결과의 예를 도시하는 모식적 특성도이다. 도면 중의 횡축은 글래스 기판(1)의 표면으로부터의 깊이를 나타내고, 종축은 각각의 깊이에 있어서의 S파라미터를 나타낸다. 도 5에는 취성층(11)을 생성한 글래스 기판(1)에 대해 양전자 소멸 감마선 측정을 행한 결과의 예를 도시한다. S파라미터의 값은 글래스 기판(1)의 표면으로부터 어느 정도의 깊이까지 일정하고, 일단 증가하고, 특정한 깊이에서 급격하게 감소하고, 그 이하의 깊이에서는 일정해진다. 전술한 바와 같이 S파라미터가 클수록 글래스 기판(1) 중의 결함은 크고 결함 농도는 높다. S파라미터가 급격하게 감소하는 특정한 깊이보다 얕은 부분은, 보다 깊은 부분에 비해 S파라미터가 크기 때문에, 결함이 크고 결함 농도가 높은 취성층(11)이다. S파라미터가 급격하게 감소하는 특정한 깊이의 위치는 취성층(11)의 경계이고, 특정한 깊이의 값은 취성층(11)의 두께로 된다. 따라서, 취성층(11)을 생성한 글래스 기판(1)에 대해 양전자 소멸 감마선 측정을 행하여, 도 5에 도시한 바와 같은 측정 결과로부터, S파라미터가 급격하게 감소하는 특정한 깊이를 구함으로써, 생성된 취성층(11)의 두께를 측정할 수 있다.

완충층을 생성하는 행정에 있어서 피복층(12)을 생성하는 형태에 있어서도, 완충층의 두께를 측정하는 공정에서는, 마찬가지로, 양전자 소멸 감마선 측정에 의해 피복층(12)의 두께를 측정한다. 글래스 기판(1)과 피복층(12)에서는 밀도 및 결함 농도 등이 다르고, S파라미터의 값이 다르기 때문에, 동일한 방법으로 피복층(12)의 두께를 측정할 수 있다. 완충층을 생성하는 행정에 있어서 취성층(11) 및 피복층(12)의 양쪽을 생성하는 형태에 있어서도, 동일한 방법으로 완충층의 두께를 측정할 수 있다.

완충층의 두께를 측정한 후, 후술하는 연마의 공정에서 완충층을 깎아낼 수 있도록, 연마의 공정에서 글래스 기판(1)을 연마하는 깊이를 결정한다. 이로 인해, 효율적이고 결함이 없는 마스크 블랭크스를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 연마 방법은 완충층을 생성하는 공정에 있어서 완충층의 두께를 정확하게 제어함으로써, 완충층의 두께를 측정하는 공정을 생략하는 형태라도 좋다.

다음에, 글래스 기판(1)의 표면을 세정하는 공정을 설명한다. 세정의 공정에서는 스팀 세정, 드라이 아이스 세정, 라이덴프로스트 세정, 또는 브러시 세정 등의 방법으로 세정을 행하는 세정기를 사용하여, 글래스 기판(1)의 표면을 세정한다. 스팀 세정은 글래스 기판(1)의 표면에 증기를 분사하여 세정을 행하는 방법이다. 드라이 아이스 세정은 글래스 기판(1)의 표면에 드라이 아이스를 분사하여 세정을 행하는 방법으로, 드라이 아이스의 기화에 의해 표면의 부착물이 제거된다. 라이덴프로스트 세정은 글래스 기판(1)을 가열하고, 가열한 글래스 기판(1)의 표면에 물방울을 굴림으로써, 증기에 부착물을 도입시키는 방법이다. 브러시 세정은 브러시로 글래스 기판(1)의 표면을 문지름으로써 세정을 행하는 방법이다. 세정에 의해, 글래스 기판(1)의 표면에 부착된 이물질을 제거하고, 이물질이 존재하고 있는 상태에서 연마를 행하여 이물질이 글래스 기판(1)에 흠집을 발생시키는 것을 방지한다. 세정의 공정에서 사용하는 세정기는 복수의 세정 방법을 사용하여 글래스 기판(1)을 세정하는 형태라도 좋다. 또한, 세정기는 세정 후의 글래스 기판(1)에 이물질이 다시 부착되는 것을 방지하기 위해, CMP를 실행하는 연마 장치 내에 설치하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 스팀 세정을 행하는 세정기는 글래스 기판(1)에 부착될 가능성이 있는 금속분을 발생시키지 않도록, 내부를 티탄, 실리카 또는 불소 수지 등으로 코팅하고 있는 것이 바람직하다.

도 6은 연마 장치의 구성예를 도시하는 모식적 정면도이다. 연마 장치는 평탄한 턴테이블(41)을 구비하고, 턴테이블(41) 상에는 수지 등으로 형성한 연마 패드(연마구)(42)를 부설하고 있다. 또한, 연마 장치는 연마 패드(42)에 대향한 위치에 글래스 기판(1)을 보유 지지할 수 있는 보유 지지구(43)와, 세정기(44)를 구비하고 있다. 연마 장치 내는 공기가 청정하게 조정되어 있다. 세정기(44)는 세정이 종료된 글래스 기판(1)을 배출하고, 보유 지지구(43)는 배출된 글래스 기판(1)을 연마 패드(42)에 대향한 위치에 보유 지지한다.

다음에, 슬러리의 지립을 살포하는 공정을 설명한다. 살포의 공정에서는 후술하는 연마의 공정에서 사용하는 슬러리에 포함되는 지립을 미리 살포해 둔다. 지립은 글래스를 기계적으로 연마하기 위한 글래스 이상의 경도를 갖는 물질, 또는 글래스를 화학적으로 연마하기 위한 글래스와 화학 반응하는 물질의 미립자이다. 지립의 재질은 실리카, 알루미나, 티타니아 또는 산화세륨 등이다. 지립의 입경은 100㎚ 이하인 것이 바람직하다. 연마 장치는 연마 패드(42) 상에 균일하게 다량의 지립(51)을 살포하는 살포기(45)를 구비한다. 살포기(45)는 정전 분무의 방법에 의해 지립(51)을 기체 중의 에어로졸로서 연마 패드(42) 상에 분무하고, 분무한 지립(51)을 연마 패드(42)에 부착시킴으로써, 지립을 균일하게 살포한다. 또한, 살포기(45)는 특정한 용매 중에 지립을 분산시킨 용액을 연마 패드(42) 상에 도포하고, 용매를 증발시킴으로써 지립을 균일하게 살포하는 방법 등, 그 밖의 방법을 사용하여 지립(51)을 살포하는 형태라도 좋다.

연마 장치는 슬러리의 액체 성분을 보유하는 액체 성분 용기(46)와, 액체 성분 용기(46)에 연결한 노즐(47)을 구비한다. 지립(51)이 살포된 후, 연마 장치는 액체 성분 용기(46) 내의 물 등의 액체 성분(52)을 노즐(47)을 통해 연마 패드(42) 상으로 공급함으로써, 액체 성분(52) 중에 지립(51)이 분산된 슬러리를 생성한다. 후술하는 연마의 공정에서는 생성된 슬러리를 사용하여 연마를 행한다. 지립(51)과 액체 성분(52)을 혼합하는 것이 아니라, 미리 균일하게 살포한 지립(51)에 액체 성분(52)을 가함으로써, 지립(51)과 액체 성분(52)을 직접 혼합할 때에 슬러리 내에서 지립(51)이 응집하는 것을 방지한다. 슬러리 내에서 지립(51)이 응집하는 경우가 없으므로, 지립(51)이 응집한 덩어리가 연마의 공정에서 글래스 기판(1)에 흠집을 발생시키는 것을 방지할 수 있다. 또한, 미리 지립(51)을 균일하게 분산시킴으로써, 슬러리 중에서 지립(51)이 치우치는 경우가 없어, 글래스 기판(1)의 표면에 균일하게 지립(51)을 배치할 수 있으므로, 글래스 기판(1)의 표면을 균등하게 연마하는 것이 가능해진다. 또한, 슬러리의 지립(51)을 살포하는 공정은 연마 패드(42) 상에 지립(51)을 살포하는 것이 아니라, 글래스 기판(1)의 완충층 상에 지립(51)을 살포하는 형태라도 좋다.

다음에, 글래스 기판(1)을 연마하는 공정을 설명한다. 연마 장치는 세정의 공정과 살포의 공정이 종료된 후, 액체 성분(52)을 공급함으로써, 슬러리를 생성하고, 다음에, 세정기(44)로부터 세정 종료된 글래스 기판(1)을 배출한다. 이때, 세정기(44)는 글래스 기판(1)에 생성된 완충층이 연마 패드(42)에 대향하는 방향으로 글래스 기판(1)을 배출한다. 보유 지지구(43)는 배출된 글래스 기판(1)을 보유 지지한다. 연마 장치는 보유 지지구(43)가 보유 지지한 글래스 기판(1)을 연마 패드(62)에 접촉시킨다. 이때, 글래스 기판(1)은 완충층이 연마 패드(42)에 대향하는 방향으로 되어 있고, 연마 패드(42) 상에는 슬러리가 존재하고 있으므로, 글래스 기판(1)의 완충층이 슬러리를 개재하여 연마 패드(42)에 접촉된다. 연마 장치는 글래스 기판(1)을 연마 패드(42)에 접촉시킨 상태에서, 턴테이블(41) 및 보유 지지구(43)를 회전시킴으로써, 글래스 기판(1)의 CMP를 실행한다. 턴테이블(41) 및 보유 지지구(43)가 회전함으로써, 연마 패드(42)와 글래스 기판(1)은 개별로 회전하고, 연마 패드(42)와 글래스 기판(1)은 슬러리를 개재시켜 서로 마찰하여, 글래스 기판(1)은 완충층의 위로부터 기계적 및 화학적으로 연마된다.

또한, 연마 장치는 어느 정도 연마가 진행된 단계에서, 연마를 중단하고, 지립(51)의 살포 및 액체 성분(52)의 공급을 행함으로써, 슬러리를 추가하는 처리를 행하는 형태라도 좋다. 또한, 연마 장치는 지립(51)을 살포하는 공정을 생략하고, 종래의 슬러리를 사용하여 완충층의 위로부터 글래스 기판(1)을 연마하는 형태라도 좋다.

이상 상세하게 서술한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 글래스 기판(1)의 CMP를 행하기 전에, 완충층의 생성 및 양전자 소멸 감마선 측정 등의 전처리를 행함으로써, 글래스 기판(1)에서의 흠집의 발생을 억제하면서도, 연마에 필요한 시간의 장대화를 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 흠집이 없는 고품질의 마스크 블랭크스를 효율적으로 제조하는 것이 가능해진다. 제조된 마스크 블랭크스를 사용하여, 결함이 없는 고품질의 EUV 노광용 포토마스크를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명에 관한 연마 방법은 마스크 블랭크스의 제조로 한정되지 않고, 일반적인 글래스의 연마에 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 글래스제 렌즈를 연마할 때에 본 발명에 관한 연마 방법을 이용하는 것이 가능하다.

1 : 글래스 기판
11 : 취성층
12 : 피복층
41 : 턴테이블
42 : 연마 패드(연마구)
43 : 보유 지지구
46 : 액체 성분 용기
47 : 노즐
51 : 지립
52 : 액체 성분

Claims

글래스를 연마하기 위한 지립 및 액체 성분을 함유하는 슬러리를 사용하여 글래스의 화학 기계 연마를 행하는 연마 방법에 있어서,
슬러리를 사용한 연마가 글래스보다도 용이한 완충층을 글래스 표면에 생성하고,
생성한 완충층의 위로부터 글래스의 화학 기계 연마를 행하는 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
제1항에 있어서, 글래스의 표면에 가스 클러스터 이온을 조사함으로써, 글래스의 표면 근방을 열화시킨 취성층을 상기 완충층으로서 생성하는 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 완충층으로서, 글래스보다도 유연한 물질로, 슬러리 중의 지립의 입경 이상의 두께로 글래스의 표면을 피복한 피복층을 생성하는 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 완충층을 생성하기 전에, 양전자 소멸 감마선 측정에 의해, 글래스 표면 근방에 존재하는 결함의 분포를 검사하는 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 완충층을 생성한 후에, 양전자 소멸 감마선 측정에 의해, 상기 완충층의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 완충층 상, 또는 글래스를 연마하기 위한 연마구 상에 지립을 균일하게 살포하고, 살포한 상태의 지립에 액체 성분을 가함으로써 슬러리를 생성하는 것을 특징으로 하는, 연마 방법.