KR20150143330A - 합성 석영 유리 기판의 제조 방법 - Google Patents

합성 석영 유리 기판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 합성 석영 유리 블록을 준비하는 공정과, 상기 합성 석영 유리 블록의 임의의 면과 그것에 대향하는 면의 2면에 대해서 복굴절을 측정하는 파장에 있어서의 투과율이 99.0％/mm 이상인 액체를 도포하는 공정과, 한쪽의 도포면으로부터 입사하고 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 합성 석영 유리 블록의 복굴절을 측정하는 공정과, 얻어진 복굴절률에 기초하여 합성 석영 유리 블록의 양호·불량 선별을 행하는 공정을 포함하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 엑시머 레이저 조사, 특히 ArF 엑시머 레이저 조사, 또한한 ArF 액침 기술 등에도 사용되는 레티클, 포토마스크용 합성 석영 유리 기판용으로서 각각의 그레이드에 적합한 기판을 합성 석영 유리 기판의 제조 공정의 비교적 빠른 단계인 연삭 공정 등의 가공 공정 전에 선별할 수 있기 때문에, 합성 석영 유리 기판의 생산성을 높여서, 경제적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이 가능하게 된다.

Description

합성 석영 유리 기판의 제조 방법{METHOD FOR PREPARING SYNTHETIC QUARTZ GLASS SUBSTRATE}
본 발명은 주로 반도체 관련 전자 재료 중, 최첨단 용도의 반도체 관련 전자 재료의 제조에 사용되는 나노임프린트용 마스크 기판, 액정 패널 디스플레이용의 포토마스크 기판, 또한 엑시머 레이저 조사, 특히 ArF 엑시머 레이저 조사, 또한 ArF 액침 기술 등의 포토마스크용의 합성 석영 유리 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 초LSI의 고집적화에 수반되는 노광 패턴의 미세화가 진행되어, 회로 패턴을 반도체 웨이퍼 상에 묘화하는 리소그래피 장치(스테퍼 장치)에 있어서도, 노광 광원은 보다 단파장화가 요구되고 있다. 이 결과, 노광 장치의 광원으로서, 종래의 KrF 엑시머 레이저(파장 248nm)로부터 ArF 엑시머 레이저(파장 193nm)가 주류가 되고, 최근에는 ArF 엑시머 레이저의 액침 노광이 실용화되어 있다.
ArF 액침 세대의 포토리소그래피 기술에 있어서, 포토마스크용 기판의 복굴절률의 제어가 중요해지고 있다. 또한, 포토리소그래피 기술에서는, ArF 엑시머 레이저를 광원으로 하여, 포토마스크용 기판을 통하여 편광 조명을 비춤으로써, 웨이퍼 상의 레지스트막을 감광시켜, 포토마스크 패턴을 전사하는 방식이 채용되고 있다. 그 때, 보다 미세한 패턴의 전사를 행하기 위해서, 콘트라스트를 향상시키는 것이 중요해진다.
콘트라스트 향상에 영향을 주는 포토마스크용 기판의 인자로서, 고평탄성이나 복굴절을 들 수 있다. 복굴절은 석영 유리의 잔류 변형 등에 의해 나타나는데, 이 복굴절이 큰 경우, ArF 액침 노광 장치의 광의 편광성이 흐트러져, 노광 성능의 저하가 생긴다.
이러한 이유로부터 포토리소그래피용 합성 석영 유리 기판의 복굴절률을 제어하는 연구가 활발하게 행해지고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 합성 석영 유리제 기판과, 해당 기판의 표면에 적층된 차광막을 구비하고, 노광 파장이 200nm 이하인 반도체 디바이스 제조 기술에 사용되는 마스크 블랭크스로서, 상기 마스크 블랭크스의 복굴절이, 파장 193nm에서 기판 두께당 1nm 이하인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크스가 기재되어 있다. 특허문헌 2에는, 파장 633nm에 있어서의 복굴절이 평균으로 0.3nm/cm 이하인 합성 석영 유리의 제조 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 3에는, 합성 석영 유리 블록 중의 주면 전체면의 복굴절률의 최댓값이 2nm/cm 이하인 것을 특징으로 하는 합성 석영 유리의 열처리 방법이 기재되어 있다.
또한, 나노임프린트 리소그래피에 사용되는 유리 기판에 대해서도 고 형상 정밀도를 갖는 기판이 요구되고 있다. 나노임프린트란, 미세한 요철 패턴을 수지에 가압하여 전사하는 기술이며, 전사되는 패턴의 해상도는 몰드 상의 요철의 해상도에 의존한다. 그로 인해, 미세 패턴을 묘화하는 기판은, 높은 형상 정밀도가 요구된다. 상술한 바와 같이, 복굴절은 석영 유리의 잔류 변형 등에 의해 나타나는데, 이 복굴절이 높은 경우, 나노임프린트용 기판으로서 필요한 형상 가공의 전후에서 잔류 응력의 영향에 의해, 기판 표면의 평탄도나 평행도에 큰 변화가 생겨, 노광 시의 초점 어긋남이나 전사 시의 패턴 어긋남이 생길 우려가 있다.
이 문제를 해결하기 위해서, 특허문헌 4에서는, 기판 전체의 복굴절량의 최댓값이 3nm/cm 이하인 반도체용 합성 석영 유리 기판에 대하여 기재되어 있다.
그 외, 반도체, 디스플레이 부재 등의 제조 공정에서 사용되는 노광 장치 등의 여러가지 장치에 내장되는 합성 석영 유리 부재에도, 또한 높은 순도와 정밀도가 요구된다.
일본 특허 공개 제2006-251781호 공보 일본 특허 공개 제2006-273659호 공보 일본 특허 공개 제2011-026173호 공보 일본 특허 공개 제2012-032786호 공보
특허문헌 1 내지 4에 있어서의 복굴절률 측정 방법은, 어느 경우도 합성 석영 유리 기판을 연마하고, 경면이 된 상태에서 측정되고 있다. 이것은 유리 기판 표면이 광을 투과하는 상태가 아니면 복굴절률을 측정할 수 없다고 생각되어 왔기 때문이다.
한편, 상술한 바와 같이, 포토마스크용 합성 석영 유리 기판이나 나노임프린트용 유리 기판에 요구되는 규격으로서는, 복굴절 이외에도 고평탄성이나 무결함성을 들 수 있다. 이것으로부터, 평탄도나 결함의 규격을 만족하도록 합성 석영 유리 기판의 연마 공정을 연구하여 마무리했다고 해도, 최종적으로 복굴절률이 원하는 범위 내에 들지 않으면 불량 기판이 되어버린다. 이것은 높은 비용을 들여서 고평탄 또한 무결함의 표면을 만들어 넣은 수고가 헛수고가 되어, 생산성이 낮아지는 문제가 발생하게 되는 것이다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 엑시머 레이저 조사, 특히 ArF 엑시머 레이저 조사, 또한 ArF 액침 기술 등에도 사용되는 레티클, 포토마스크용 합성 석영 유리 기판, 및 나노임프린트용 석영 몰드 기판 등의 합성 석영 유리 기판으로서 적합한 저복굴절성, 고평탄성, 저결함성이 우수한 기판의 생산성을 높여서, 경제적으로 제조할 수 있는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 합성 석영 유리 블록의 임의의 면과 그것에 대향하는 면의 2면에 대해서, 특정한 액체를 도포하고, 한쪽의 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 합성 석영 유리 블록의 복굴절을 측정하고, 얻어진 복굴절률 등에 기초하여, 합성 석영 유리 블록의 양호·불량 선별을 행함으로써, 합성 석영 유리 기판 제조 공정의 비교적 빠른 단계에서 복굴절에 관한 물성에 의해 양호·불량을 선별할 수 있어, 합성 석영 유리 기판의 생산성을 높여서, 경제적으로 제조할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 이루기에 이르렀다.
따라서, 본 발명은 이하의 합성 석영 유리 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
〔1〕합성 석영 유리 블록을 준비하는 공정과,
상기 합성 석영 유리 블록의 임의의 면과 그것에 대향하는 면의 2면에 대해서, 복굴절을 측정하는 파장에 있어서의 투과율이 99.0％/mm 이상인 액체를 도포하는 공정과,
한쪽의 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 합성 석영 유리 블록의 복굴절을 측정하는 공정과,
얻어진 복굴절률에 기초하여, 합성 석영 유리 블록의 양호·불량 선별을 행하는 공정
을 포함하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
〔2〕상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 합성 석영 유리 기판의 복굴절률 규격을 αnm/cm 이하로 한 경우, 블록으로부터 판상으로 잘라내는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 1.5αnm/cm 이하인 경우를 양호라고 판정하는 〔1〕에 기재된 제조 방법.
〔3〕상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 블록으로부터 판상으로 잘라내는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 3nm/cm 이하인 경우를 양호라고 판정하는 〔1〕에 기재된 제조 방법.
〔4〕상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 블록으로부터 판상으로 잘라내는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 2nm/cm 이하인 경우를 양호라고 판정하는 〔1〕에 기재된 제조 방법.
〔5〕상기 선별을 행하는 공정 후, 양호라고 판정된 합성 석영 유리 블록을 판상으로 절단하고, 얻어진 합성 석영 유리 판체를 연삭 또는 랩 가공 공정, 조연마 공정, 최종 정밀 연마 공정을 실시하도록 한 〔1〕 내지 〔3〕 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.
〔6〕합성 석영 유리 블록을 준비하는 공정과, 해당 블록을 판상으로 절단하고, 해당 합성 석영 유리 판체의 임의의 면과 그것에 대향하는 면의 2면에 대해서, 복굴절을 측정하는 파장에 있어서의 투과율이 99.0％/mm 이상인 액체를 도포하는 공정과,
한쪽의 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 합성 석영 유리 판체의 복굴절을 측정하는 공정과,
얻어진 복굴절률에 기초하여, 합성 석영 유리 판체의 양호·불량의 선별을 행하는 공정
을 포함하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
〔7〕상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 합성 석영 유리 기판의 복굴절률 규격을 αnm/cm 이하로 한 경우, 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 1.5αnm/cm 이하인 경우를 양호라고 판정하는 〔6〕에 기재된 제조 방법.
〔8〕상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 2nm/cm 이하인 경우를 양호라고 판정하는 〔6〕에 기재된 제조 방법.
〔9〕상기 선별을 행하는 공정 후, 양호라고 판정된 합성 석영 유리 판체를 연삭 또는 랩 가공 공정, 조연마 공정, 최종 정밀 연마 공정을 실시하도록 한 〔6〕 내지 〔8〕 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.
〔10〕상기 액체를 도포하는 면의 조도(Sa)가 1mm 이하인 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔9〕 중 어느 하나에 기재된 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
〔11〕상기 액체의 굴절률과 합성 석영 유리 기판의 굴절률의 차가 ±0.1의 범위인 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔10〕 중 어느 하나에 기재된 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
〔12〕상기 액체가 물, 1가 알코올, 다가 알코올, 에테르, 알데히드, 케톤, 카르복실산, 탄화수소 및 이들의 수용액으로부터 선택되는 액체인 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔11〕 중 어느 하나에 기재된 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
〔13〕상기 액체가 분자량 200 이상의 다가 알코올인 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔12〕 중 어느 하나에 기재된 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
〔14〕상기 액체의 증기압이 20℃에서 2.3kPa보다 작은 것을 특징으로 하는 〔1〕 내지 〔13〕 중 어느 하나에 기재된 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 엑시머 레이저 조사, 특히 ArF 엑시머 레이저 조사, 또한한 ArF 액침 기술 등에도 사용되는 레티클, 포토마스크용 합성 석영 유리 기판용으로서 각각의 그레이드에 적합한 기판을 합성 석영 유리 기판의 제조 공정의 비교적 빠른 단계인 연삭 공정 등의 가공 공정 전에 선별할 수 있기 때문에, 합성 석영 유리 기판의 생산성을 높여서, 경제적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명에 있어서의 합성 석영 유리 기판의 제조 공정의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 있어서의 합성 석영 유리 기판의 제조 공정의 다른 일례를 도시하는 흐름도이다.
이하, 본 발명에 대해서, 도 1의 흐름도를 따라 더욱 상세하게 설명한다.
합성 석영 유리 블록은, 실란 화합물이나 실록산 화합물 등의 실리카 원료 화합물을 산수소 화염에 의해 기상 가수분해 또는 산화 분해하여 생기는 실리카 미립자를 타깃 상에 퇴적시켜서 얻어진 합성 석영 유리 블록을 진공 용해로에서, 예를 들어 고순도 카본제의 형재를 사용하여, 온도 1,700 내지 1,900℃에서 30 내지 120분간 유지하여, 원하는 형상의 합성 석영 유리 블록으로 열간 성형함으로써 제조할 수 있다. 이 경우, 실리카 미립자를 타깃 상에 퇴적시킴과 함께, 이것을 용융 유리화하는 직접법이나, 발생한 실리카 미립자를 타깃 상에 퇴적 후, 가열 유리화하는 간접법 중의 어느 방법에 의해서도 제조할 수 있다.
합성 석영 유리 블록의 형상은 사각형, 직사각형, 원형 중의 어느 것이어도 되고, 크기는, 직경 또는 종횡이 각각 150 내지 250mm, 두께가 10 내지 500mm인 것이 바람직하다.
준비된 합성 석영 유리 블록은, 다음 공정의 소정의 액체를 도포하는 공정에 제공된다. 또한, 본 발명에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 합성 석영 유리 블록 외에, 이 합성 석영 유리 블록을 와이어 소우 등으로 절단하여 판상으로 한 후에, 다음 공정의 소정의 액체를 도포하는 공정에 제공할 수도 있다.
블록의 공정에서 측정하기 보다도 절단하여 판상으로 한 후의 기판의 복굴절을 측정한 쪽이, 랩이 씌워지고 경면화된 후의 최종 제품의 복굴절률을 보다 정확하게 예상할 수 있다.
이 경우의 판 두께는, 랩이 씌워지고 경면화된 후의 최종 제품의 판 두께 규격이 기준이 된다. 바람직하게는 최종 제품의 원하는 판 두께보다 10㎛ 내지 1mm 두꺼운 판 두께, 보다 바람직하게는 50㎛ 내지 500㎛ 두꺼운 판 두께이다. 너무 두꺼우면 최종 제품의 복굴절률과의 오차가 커지거나, 최종 제품으로 가공할 때까지 많은 가공 여유(machining allowance)를 취해야만 하여 손이 많이 가거나, 가공 여유분의 원재료가 허비되거나 하는 경우가 있다. 너무 얇으면 최종 제품이 된 때에 절단 시나 랩 시의 가공 변형이 남아, 결함 불합격이 많아지는 경우가 있다.
본 발명은 소위 6인치 기판[(152mm±0.2mm)×(152mm±0.2mm)×(6.35mm±0.1mm)]이나, 소위 9인치 기판[(228mm±0.2mm)×(228mm±0.2mm)×(6.35mm±0.1mm)]의 가공 제조 공정으로서 적절하게 적용할 수 있다. 또한, 기판의 재질은, 실리카 유리 기판(석영 기판)이 적합하다.
합성 석영 유리 블록 또는 합성 석영 유리 판체의 액체를 도포하는 면은, 액체를 도포함으로써 광이 투과하는 정도의 조면이 바람직하다. 구체적인 액체를 도포하는 면의 조도(Sa)는 바람직하게는 1mm 이하, 보다 바람직하게는 0.01㎛<Sa≤1mm, 더욱 바람직하게는 0.1㎛<Sa≤100㎛, 특히 바람직하게는 0.5㎛<Sa≤50㎛의 조면인 것이 바람직하다. 면 조도가 0.01㎛보다 작으면 경면에 가까워져서, 애당초 액체를 도포하지 않아도 광을 투과하기 때문에, 광을 투과시키기 위하여 액체를 도포하는 것은 의미가 없다. 한편, 면 조도가 Sa>1mm인 면에서는 액체를 도포해도 액체가 표면의 요철을 전부 메울 수 없어, 표면 형상의 영향을 받아서, 입사면이나 출사면에서 광의 난반사가 발생하여 정확한 복굴절을 측정할 수 없을 우려가 있다.
액체를 도포하는 면의 조도의 측정 방법은, 원자간력 현미경(AFM)이나 촉진식 조도계 등의 접촉식의 것이나, 레이저 간섭계나 백색광 간섭계 등의 비접촉식의 측정기를 사용하여 측정할 수 있다. 측정 범위는, 2차원의 면으로 측정하는 경우, 바람직하게는 각변 1㎛부터 각변 1mm 사이, 보다 바람직하게는 각변 10㎛부터 각변 100㎛ 사이이다. 1차원의 길이로 측정하는 경우, 10㎛부터 10mm 사이, 보다 바람직하게는 100㎛부터 1mm 사이이다. 측정 범위가 너무 좁으면 정확한 조도가 산출되지 않고, 너무 넓으면 측정에 시간이 걸리거나, 굴곡이나 평탄도를 측정하게 되어, 액체를 도포하여 광의 투과성이 높아지는지 여부를 판단하는 기준으로서 부적절하게 되는 경우가 있다.
이어서, 합성 석영 유리 블록 또는 합성 석영 유리 판체의 임의의 면과 그것에 대향하는 면의 2면에 대하여 액체를 도포하는 공정에서 사용되는 액체는, 복굴절을 측정하는 파장의 투과율이 99.0％/mm 이상, 바람직하게는 99.5％/mm 이상, 보다 바람직하게는 99.9％/mm 이상이다. 액체의 투과율이 99.0％/mm 미만인 경우, 즉 액체가 불순물로서 색소나 이물을 포함하고 있거나, 액체의 물질 자체가 흡수를 갖는 경우, 산란에 의해 수광부에 도달하는 광량이 낮아지거나, 액체를 투과할 때에 편광 상태가 흐트러지거나 하여 합성 석영 유리 블록 또는 합성 석영 유리 판체의 복굴절률을 정확하게 측정할 수 없다.
도포하는 액체의 굴절률과 합성 석영 유리 기판의 굴절률의 차는, 정확한 복굴절률값 취득의 관점에서, 바람직하게는 ±0.1(-0.1 내지 +0.1), 보다 바람직하게는 ±0.05(-0.05 내지 +0.05)의 범위이다.
도포하는 액체로서는 물; 탄소수 1 내지 12의 1가 알코올; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 글리세린, 폴리에틸렌글리콜, 페놀 등의 다가 알코올; 디메틸에테르, 메틸에틸에테르, 디에틸에테르, 테트라하이드로푸란, 2,5-디메틸푸란, 벤조푸란, 디벤조푸란 등의 에테르; 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 벤즈알데히드 등의 알데히드; 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤; 탄소수 1 내지 8의 포화 지방산, 올레산, 리놀산, 리놀렌산 등의 카르복실산; 탄소수 5 내지 17의 직쇄 알칸 등의 탄화수소; 및 이들의 수용액으로부터 선택되는 액체를 들 수 있다. 이들 액체는 취급이 비교적 간편하고, 순도 등이 보증된 시판하고 있는 시약으로서 입수하기 쉽기 때문에, 항상 안정된 품질을 기대할 수 있다. 그러한 액체를 도포해도 합성 석영 유리의 복굴절 특성에 영향을 미치기 어렵거나, 또는 영향이 항상 일정하여 영향을 고려하기 쉽다고 생각된다. 이들 중에서도, 바람직하게는 분자량 100 이상의 다가 알코올, 더욱 바람직하게는 분자량 또는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량이 200 내지 2,000인 다가 알코올이, 조면의 유리 표면에 도포하는데도 적당한 점도이며, 물에 의해 용이하게 세정 가능하기 때문에 제거성도 좋다는 점에서 바람직하다. 분자량이 높은 중합체 등의 다가 알코올은 점도가 높은 경향이 있고, 표면에 도포했을 때, 면 상에 머무르기 쉽다. 예를 들어, 광을 입사 또는 출사하는 면이 하방측으로 온 경우에도 표면을 도포한 상태로 유지할 수 있어, 안정하게 석영 유리 블록이나 석영 유리 슬라이스 기판의 복굴절 측정을 행할 수 있다.
도포하는 액체의 증기압은, 복굴절 측정 중에 합성 석영 유리 블록 등의 표면이 말라서 광이 투과하지 않게 되어, 정확한 복굴절값이 얻어지지 않게 되는 것을 방지하는 관점에서, 20℃에서 바람직하게는 2.3kPa 미만, 보다 바람직하게는 1.4kPa 미만이다.
합성 석영 유리 블록 등의 임의의 면과 그것에 대향하는 면의 2면에 대하여 액체를 도포하는 방법은, 예를 들어 상기 액체를 솔로 도포하거나, 스프레이로 분사하거나, 스핀 코터로 도포하는 등의 방법에 의해 가능하다.
또한, 도포 공정은, 액체의 건조에 의한 정확한 복굴절률값이 얻어지지 않게 되는 것을 방지하는 관점에서, 다음의 복굴절을 측정하는 공정과 아울러, 가능한 한 빠르게 행하는 것이 바람직하다.
이어서, 얻어진 임의의 면과 그것에 대향하는 면의 2면에 대하여 액체가 도포된 합성 석영 유리 블록 등에 대해서, 한쪽의 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 복굴절을 측정한다. 복굴절의 측정은 어떠한 방법이어도 되지만, 고정밀도일 것이 요망되는 점에서, 예를 들어 광 헤테로다인법에 의한 공통 광로 간섭계와, 푸리에 해석법에 의한 데이터 처리 및 XY 스캔 스테이지로 구성되는 유니옵트(UNIOPT)사 제조의 복굴절 측정 장치 ABR-10A나, 광학계에 광탄성 변조법을 채용하고, 광원으로서 157nm, 193nm, 633nm 등의 복수의 라인업을 갖는 힌즈(HINDS)사 제조의 엑시코르(Exicor) 시리즈 및 광원부에 LED 조명과 원편광 필터, 수광부에 편광 필터 집적 소자와 CCD 카메라를 조합한 포토닉 래티스사 제조의 PA-100 등을 사용할 수 있다.
구체적으로는, ABR-10A나 엑시코르와 같이 레이저를 광원으로 하는 측정기이면, 레이저의 스폿 직경이 약 φ1mm 미만으로 매우 좁고, 1회의 측정마다 단면으로서 레이저 스폿의 범위로서, 유리 중의 레이저의 광로가 된 부분의 복굴절률과 주축 방위를 구할 수 있다. 이러한 측정기로 유리 중의 임의의 범위 내의 복굴절률을 구하려고 할 경우, 예를 들어 유리 표면의 임의의 범위 내(예를 들어 140mm×140mm 범위) 중에서 범위의 단을 포함하도록 임의의 측정 피치를 X, Y 방향 양쪽에 설정하고(예를 들어 X 방향 10mm 피치, Y 방향 10mm 피치), 측정 위치를 정하고, 측정하여 얻어진 데이터 점(예를 들어 225점) 각각에 대하여 복굴절률값과 주축 방위를 구한다. 그 중에서 임의의 범위 내의 그 유리 중의 복굴절률의 최댓값, 최솟값, 평균값, 분포, 주축 방위의 분포 등의 데이터를 취득할 수 있다.
한편, PA-100과 같은 수광부의 편광 필터 집적 소자를 사용하여 LED 조명 에어리어 내의 복굴절률을 일괄적으로 측정하는 방식의 측정기이면, CCD 카메라와 합성 석영 유리 블록의 거리나 집적 소자의 분해능에 따라 다르지만, LED 조명 에어리어 내에 들어가는 유리에 대하여 유리 표면을 X, Y 양쪽 방향으로 연속하는 임의의 직사각형 범위(예를 들어, 종횡 0.1 내지 10mm 범위)로 분할하고, 각각의 미세 에어리어의 복굴절률과 주축 방위가 구해진다. 즉, 각각의 에어리어를 단면으로 하여 광이 지나온 유리 중의 복굴절률과 주축 방위를 구할 수 있다. 그 중에서 평가하고 싶은 임의의 범위를 설정하고, 그 범위 내에 들어가는 상기 미세 에어리어의 각각의 복굴절률과 주축 방위를 평가함으로써, 그 유리 중의 복굴절률의 최댓값, 최솟값, 평균값, 분포, 주축 방위의 분포 등의 데이터를 취득할 수 있다.
계속되는 양호·불량의 선별을 행하는 공정은, 상기의 방법에 의해 측정한 복굴절로부터 얻어진 복굴절률 또는 주축 방위 중 어느 한쪽 또는 그 양쪽에 기초하여, 합성 석영 유리 블록으로부터 잘라내는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값으로부터 판정한다. 즉, 합성 석영 유리 블록, 합성 석영 유리 판체 중의 어느 경우든, 상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 합성 석영 유리 기판의 복굴절률 규격을 αnm/cm 이하로 한 경우, 블록으로부터 판상으로 잘라내는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 1.5αnm/cm 이하, 보다 바람직하게는 1.25αnm/cm 이하, 더욱 바람직하게는 1.1αnm/cm 이하인 경우를 양호라고 판정하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 합성 석영 유리 블록의 경우, 블록으로부터 판상으로 잘라내는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 3nm/cm 이하, 보다 바람직하게는 2nm/cm 이하인 경우를 양호라고 판정하는 것이 바람직하다. 한편, 합성 석영 유리 판체의 경우, 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 2nm/cm 이하인 경우를 양호라고 판정하는 것이 바람직하다.
또한, ArF 액침 세대용의 포토마스크용 합성 석영 유리 기판용의 규격으로서 복굴절률의 최댓값이 2nm/cm 이하인 합성 석영 유리 기판이 요구되고 있는데, 합성 석영 유리 블록일 때에 측정한 값과, 슬라이스하여 잘라내어, 경면으로 가공된 후의 합성 석영 유리 기판에서 측정한 값과는 어느 정도 오차가 발생한다. 그로 인해, 블록이나 조면의 판상 기판에서 측정한 복굴절률값의 역치를 너무 작게 해버리면, 경면의 합성 석영 유리 기판에서 측정했을 경우, 복굴절률 2nm/cm에 들어 있는 기판도 양품으로부터 배척되어 버려, 복굴절이 낮은 블록을 낭비하게 될 가능성이 있다. 한편, 역치를 3nm/cm보다 높게 하면 경면으로 가공된 후의 합성 석영 유리 기판에서 측정한 값에서 2nm/cm를 초과하는 규격 외의 기판이 많아지고, 그러한 규격외 기판에 대하여 평탄도나 결함을 만들어 넣기 위한 수고를 들이게 되는 경우가 많아져, 생산성이 악화되는 경우가 있다.
현재, 일반적으로 사용되고 있는 합성 석영 유리 기판의 사이즈는, 6인치 기판[(152mm±0.2mm)×(152mm±0.2mm)×(6.35mm±0.1mm)]이 주류인데, 그 원재료가 되는 합성 석영 유리 블록의 단계에서는, 외형 치수가 152mm×152mm보다 크게 만들어진다. 포토마스크용 유리 기판에는 정확한 외형 치수가 요구되기 때문에, 가공 여유를 확보하거나, 비교적 크게 블록을 만들고, 가능한 한 블록의 외형 치수보다 내측의 범위로부터 152mm×152mm의 기판을 잘라내서 취득하는 쪽이 복굴절률이 좋아지는 경향이 있기 때문이다. 이것은, 일반적으로 합성 석영 유리 블록은 열처리 공정을 거쳐서 제조되는데, 열처리 시의 온도 차의 영향에 의해, 블록의 중심 부분과 외측 테두리에 가까운 부분에서는, 외측 테두리에 가까운 부분쪽이 비교적 복굴절률이 높아지는 경향이 있기 때문이다. 예를 들어 160mm×160mm의 합성 석영 유리 블록이면, 160mm×160mm 전체면의 복굴절률을 측정한 후, 면 내로부터 잘라내는 판상 합성 석영 유리 기판 152mm×152mm 상당의 부분의 내측에 설정된 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률을 추출하고, 그 중에서 복굴절률의 최댓값이 2nm/cm 이내인 합성 석영 유리 블록을 양품으로서 선별할 수 있다.
전술한 설명에서, 합성 석영 유리 블록의 측정 시에 최댓값이 3nm/cm 이내로 선별한 것에 대하여, 경면으로 가공된 판상의 합성 석영 유리 기판에서 2nm/cm로 합격 여부를 판정한다고 기재했지만, 역치에 차가 있는 것은 합성 석영 유리 블록의 복굴절률로부터 판상의 합성 석영 유리 기판의 복굴절률을 정확하게 예상하는 것이 어려워, 오차를 고려하고 있기 때문이다. 블록은 판상 기판에 비하여 두툼하기 때문에, 두께 방향으로 복굴절률의 편차가 있었을 경우, 블록의 복굴절률 측정값은 두께 방향의 거의 평균적인 값이 된다. 즉, 판상의 합성 석영 유리에서는, 기판 간에 값에 편차가 생기는 경우가 있다. 또한, 블록의 단계에서 대략 기판의 유효 범위와 동일 범위라고 상정되는 범위의 복굴절률을 평가하고, 기판의 복굴절값을 예상하는데, 상기 상정된 범위를 정확하게 상정하는 것이 어렵고, 수 mm 정도 오차가 나는 경우가 있다. 또한, 액체를 도포하는 방법이 불균일하거나, 액체의 굴절률과 석영 유리의 굴절률차가 ±0.1의 범위가 되도록 선택해도 약간의 오차가 생기거나, 여러 요인이 있어, 블록의 측정값으로부터 잘라낸 판상 기판의 값을 정확하게 예상하는 것은 어렵다.
그로 인해, 원재료가 귀중하거나, 원재료 비용이 비교적 높은 경우에는, 원재료를 낭비하지 않기 위해서, 연마 가공되어 경면화된 합성 석영 유리 기판의 합격 여부 판정의 역치보다, 블록에서의 선별의 역치를 약간 높게 설정해 두는 것이 바람직하다. 한편, 원재료의 제작이 비교적 용이하거나 원재료 비용이 비교적 저렴하고, 상대적으로 가공 공정의 비용쪽이 높아지는 경우(예를 들어, 평탄도나 결함에 요구되는 규격이 높은 경우), 기판의 복굴절률 합격 여부 판정 선별 역치에 비하여 블록의 복굴절률의 선별 역치를 엄격하게 해서, 최종적으로 얻어지는 제품 기판에 있어서의 복굴절률의 규격에 의한 선별의 합격률을 높이고, 가공 공정의 비용을 가능한 한 억제하는 플로우를 설계할 수도 있다.
본 발명은 합성 석영 유리 기판의 가공 제조 공정의 비교적 빠른 단계에 있어서 복굴절률로 선별함으로써, 특히 ArF 엑시머 레이저 조사, 또한 ArF 액침 기술 등에도 사용되는 레티클, 포토마스크용 합성 석영 유리 기판용의 제조에 있어서 다음과 같은 이점이 예상된다.
포토마스크용 합성 석영 유리 기판용의 각각의 그레이드에 적합한 기판, 즉 각 물성에 고품질이 요구되는 규격이 엄격한 포토마스크용 합성 석영 유리 기판이며, 예를 들어 복굴절률 2nm/cm, 평탄도 0.3㎛, 결함으로서 0.1㎛를 초과하는 이물이 없는 표면이 요구되는 기판과, 비교적 규격이 느슨한 포토마스크용 합성 석영 유리 기판으로서, 예를 들어 복굴절률 불문, 평탄도 0.8㎛, 결함으로서 1.0㎛를 초과하는 이물이 없는 표면이 요구되는 기판 등을 구분 제작할 때에, 후의 공정에서 연삭 또는 랩 가공 공정, 조연마 공정, 최종 정밀 연마 공정을 통하여 정밀하게 경면화된 유리 기판으로 가공되는 원재료의 단계, 즉 합성 석영 유리 블록이나 합성 석영 유리 블록으로부터 판상으로 잘라낸 합성 석영 유리 기판의 단계에서 복굴절률에 의해 선별해 둠으로써, 예를 들어 복굴절률 2nm/cm의 규격에 들어갈 것이 예상되는 양품의 원재료에 대해서만 평탄도나 결함 규격의 제작을 행하고, 복굴절이 규격에 들어가지 않을 것으로 예상되는 원재료에의 과도한 제작을 피할 수 있기 때문에, 포토마스크용 합성 석영 유리 기판의 생산성을 높여서, 경제적으로 제조하는 것이 가능하게 된다.
그로 인해, 원재료가 귀중하거나, 원재료 비용이 비교적 높은 경우에는 원재료를 낭비하지 않기 위해서, 연마 가공 후의 경면화된 기판의 합격 여부 판정의 역치보다, 연마 가공 전의 합성 석영 유리 블록 등에 있어서의 양호·불량 선별의 역치를 약간 높게 설정해 두는 것이 바람직하다. 한편, 원재료의 제작이 비교적 용이하거나, 원재료 비용이 비교적 저렴하고, 상대적으로 가공 공정의 비용쪽이 높아지는 경우(예를 들어, 평탄도나 결함에 요구되는 규격이 높은 경우), 연마 가공 후의 경면화된 기판의 합격 여부 판정의 역치에 비하여, 연마 가공 전의 합성 석영 유리 블록 등에 있어서의 양호·불량 선별의 역치를 엄격하게 해서, 최종적인 복굴절률의 수율을 높여서, 가공 공정의 비용을 가능한 한 억제하는 플로우를 설계할 수도 있다.
이와 같이 하여 선정 공정을 거친 후, 합성 석영 유리 블록의 경우에는, 양호라고 판정된 합성 석영 유리 블록에 대하여 복굴절의 측정을 행하기 위하여 도포한 액체를 제거 후, 판상으로 절단하고, 얻어진 합성 석영 유리 판체에 대하여 또한 합성 석영 유리 판체의 경우에는 동일하게 도포한 액체를 제거한 것에 대하여 연삭 또는 랩 가공 공정, 조연마 공정, 최종 정밀 연마 공정을 행하여, 합성 석영 유리 기판을 얻는 것이다. 이 경우, 이들 각 연마 공정은 종래부터 채용되어 온 통상의 방법으로 행할 수 있고, 이에 의해, 예를 들어 표면 조도 Sa 0.05 내지 1nm이고, 복굴절률이 2nm/cm 이하인 합성 석영 유리 기판을 제조할 수 있다.
한편, 제품 기판에 요구되는 복굴절률의 규격이 느슨하고, 역치가 대단히 높은 경우, 예를 들어 기판 간의 편차 등에 의한 합성 석영 유리 블록의 측정값과 기판의 측정값 간의 오차를 고려하여, 거의 전수(全數)의 기판이 합격하도록 블록의 선별 역치에 대하여 여유를 갖고 낮게 설정해도 충분한 수율을 확보할 수 있을 경우, 즉 제품 기판에 요구되는 복굴절의 규격값이 20nm/cm 이하이고 블록의 선별 역치를 10nm/cm로 설정함으로써, 수고를 들여서 기판에서 전수 측정하는 것보다도 블록에서 측정한 값으로 블록마다 합격 여부를 판정하는 방식도 고려된다. 이 쪽이 측정 횟수도 적게 되어, 경제적이다.
또한, 선정 공정을 거친 후에 양호라고 판정된 합성 석영 유리 블록에 대하여 복굴절의 측정을 행하기 위하여 도포한 액체를 제거 후, 연삭 또는 랩 가공 공정, 조연마 공정, 최종 정밀 연마 공정을 행하여, 합성 석영 유리 기판을 얻는 것이다. 이 경우, 이들 각 연마 공정은 종래부터 채용되어 온 통상의 방법으로 행할 수 있고, 이에 의해, 예를 들어 표면 조도 Sa 0.05 내지 1nm이고, 복굴절률이 20nm/cm 이하인 합성 석영 유리 기판을 제조할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 상세에 대하여 추가로 실시예에 의해 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
세로×가로×높이가 160mm×160mm×100mm인 사각 기둥이고, 표면의 면 조도(Sa)가 1.5㎛인 합성 석영 유리 블록을 원재료로 하여 5개(a, b, c, d, e) 준비하였다. 합성 석영 유리 블록의 대향하는 160mm×160mm의 2면에 대해서, 폴리에틸렌글리콜(와코 쥰야꾸 고교 가부시끼가이샤 제조, 폴리에틸렌글리콜 400)을 솔에 의해 남김없이 도포하고, 광이 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 상태로 하였다. 계속하여 포토닉 래티스사 제조의 PA-100로, 파장 543nm에 있어서의 160mm×160mm의 면의 복굴절률을 측정하였다. 폴리에틸렌글리콜을 도포하기 시작하고 나서부터 복굴절의 측정이 종료될 때까지 약 5분간을 필요로 하였다.
측정 후, 상기 5개의 합성 석영 유리 블록의 152mm×152mm의 범위의 복굴절률의 최댓값을 산출한 바, 다음과 같았다.
a 3.2nm/cm
b 4.0nm/cm
c 2.0nm/cm
d 2.5nm/cm
e 2.8nm/cm
이 중에서 3nm/cm 이하의 c, d, e의 각 합성 석영 유리 블록을 복굴절률 2nm/cm, 평탄도 0.3㎛, 결함 0.1mm 프리의 규격인 비교적 정밀한 제작이 필요한 품종 P의 제조용으로 하고, 3nm/cm를 초과한 a, b의 각 합성 석영 유리 블록을 복굴절률 불문, 평탄도 0.8㎛, 결함 1.0mm 프리의 규격인 비교적 제작이 간편한 품종 Q의 제조용으로 하였다.
각 합성 석영 유리 블록은 6인치 기판[(152mm±0.2mm)×(152mm±0.2mm)×(6.35mm±0.1mm)]의 크기로 잘라낸 후, 랩 가공 공정, 경질 우레탄 연마 천과 산화세륨계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 조연마 공정, 스웨이드계 연마 천과 콜로이달 실리카계 연마제를 사용한 양면 연마기를 사용한 최종 정밀 연마 공정을 거쳐서 정밀 경면의 포토마스크용 합성 석영 유리 기판을 제작하였다.
얻어진 합성 석영 유리 기판에 대해서, 1매마다 복굴절률을 측정하였다. 원래, 제품의 제조를 위해서는 복굴절 규격이 있는 c, d, e의 합성 석영 유리 블록으로부터 제작된 기판만 복굴절 측정하면 되지만, 이번에는 데이터를 취하기 위해서, a, b, c, d, e의 5개 모두의 합성 석영 유리 블록으로부터 제작된 기판에 대하여 복굴절 측정을 행하였다. 5개의 합성 석영 유리 블록으로부터 각각 제작된 기판 중, 최댓값이 복굴절률 2nm/cm 이하에 들어간 비율은 다음과 같았다.
a 20％
b 0％
c 100％
d 80％
e 60％
이 결과로부터, 합성 석영 유리 블록의 상태에서 c, d, e만 복굴절률 2nm/cm 규격이 있는 품종 P의 제조용으로 했기 때문에, 평균 복굴절률 수율(복굴절률 규격에 따른 선별의 합격률의 평균값) 80％로 제품을 취득할 수 있었다. 가령 합성 석영 유리 블록의 상태에서 선별을 행하지 않고, a, b, c, d, e의 모든 합성 석영 유리 블록을 제품 P의 제조용으로 하고 있었던 경우, 평균 복굴절률 수율 10％로 낮은 a, b의 합성 석영 유리 블록으로부터 제작된 합성 석영 유리 기판에 대하여 불필요하게 정밀한 제작을 행하게 되었다고 생각된다.
[실시예 2]
세로×가로×높이가 160mm×160mm×100mm인 사각 기둥이고, 표면의 면 조도(Sa)가 1.5㎛인 합성 석영 유리 블록을 원재료로 하여 3개(f, g, h) 준비하였다. 합성 석영 유리 블록을 절단하고, 외형 치수가 약 152mm×152mm×6.90mm이고 표면이 조면인 합성 석영 유리 기판 42매를 얻었다. 각각의 합성 석영 유리 기판의 152mm×152mm의 2면에 대해서, 폴리에틸렌글리콜(와코 쥰야꾸 고교 가부시끼가이샤 제조, 폴리에틸렌글리콜 400, 평균 분자량: 360 내지 440)을 솔에 의해 남김없이 도포하고, 포토닉 래티스사 제조의 PA-100으로 파장 543nm에 있어서의 복굴절을 측정하고, 152mm×152mm의 범위의 복굴절률의 최댓값을 산출한 바, 복굴절률 3nm/cm 이내의 기판이 31매 있었다. 11매는 복굴절률 3nm/cm를 초과하고 있었다.
이 중에서 3nm/cm 이하인 31매의 조면 기판을 상술한 복굴절률 2nm/cm 규격이 있는 품종 P의 제조용으로 하고, 3nm/cm를 초과한 11매의 조면 기판을 상술한 복굴절률 불문의 품종 Q의 제조용으로 하였다.
실시예 1과 동일한 가공 방법에 의해 정밀 경면의 포토마스크용 합성 석영 유리 기판을 제작한 후, 1매마다 복굴절을 측정하였다.
원래, 제품의 제조를 위해서는 복굴절 규격이 있는 품종의 31매만 복굴절 측정하면 되지만, 이번에는 데이터를 취하기 위하여 품종 Q의 11매의 기판에 대해서도 복굴절의 측정을 행하였다. 품종 P의 31매와 품종 Q의 11매의 기판에 있어서 최댓값이 복굴절률 2nm/cm 이하에 들어간 비율은 다음과 같았다.
품종 P 31매 중 26매(84％)
품종 Q 11매 중 0매(0％)
이 결과로부터, 가공 공정 전의 조면의 합성 석영 유리 기판의 상태에서 선별했기 때문에 품종 P에 대하여 복굴절률 수율 84％로 제품을 취득할 수 있었다. 가령 조면의 합성 석영 유리 기판의 상태에서 선별을 행하지 않고, 모든 기판을 품종 P의 제조용으로 하고 있었던 경우, 11매의 기판에 대하여 불필요하게 정밀한 제작을 행하게 되었다고 생각된다.
[실시예 3]
실시예 1의 폴리에틸렌글리콜을 에탄올(와코 쥰야꾸 고교 가부시끼가이샤 제조)로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 준비한 합성 석영 유리 블록 5개(i, j, k, l, m)의 복굴절률을 평가하고, 152mm×152mm의 범위의 복굴절률의 최댓값을 산출한 바, 5개의 합성 석영 유리 블록의 값은 다음과 같았다.
i 4.5nm/cm
j 4.2nm/cm
k 2.8nm/cm
l 3.4nm/cm
m 2.8nm/cm
이 중에서 3nm/cm 이내에 들어간 k, m의 합성 석영 유리 블록을 복굴절률 2nm/cm 규격이 있는 품종 P의 제조용으로 하고, 3nm/cm를 초과한 i, j, l의 합성 석영 유리 블록을 상술한 복굴절률 불문의 품종 Q의 제조용으로 하였다.
실시예 1과 동일한 가공 공정에 의해 포토마스크용 합성 석영 유리 기판을 제작한 후, 1매마다 복굴절을 측정하였다.
원래, 제품의 제조를 위해서는, 복굴절 규격이 있는 k, m의 합성 석영 유리 블록으로부터 제작된 기판만 복굴절 측정하면 되지만, 이번에는 데이터를 취하기 위해서, i, j, k, l, m의 5개 모두의 합성 석영 유리 블록으로부터 제작된 합성 석영 유리 기판에 대해서, 복굴절의 측정을 행하였다. 5개의 합성 석영 유리 블록으로부터 각각 제작된 합성 석영 유리 기판 중, 최댓값이 복굴절률 2nm/cm 이하에 들어간 비율은 다음과 같았다.
i 10％
j 0％
k 70％
l 60％
m 90％
이 결과로부터, 블록의 상태에서 k, m만 복굴절률 2nm/cm 규격이 있는 품종 P의 제조용으로 했기 때문에, 평균 복굴절률 수율 80％로 제품을 취득할 수 있었다. i나 j는 복굴절 수율이 낮아, 블록의 상태에서 선별함으로써 불필요하게 정밀한 제작을 행하는 것을 피할 수 있었지만, l은 블록의 상태에서 복굴절률이 역치보다 높았지만, 기판의 상태에서 비교적 복굴절 수율이 좋아, 품종 Q로서는 오버스피시피케이션(over-specification)의 소재를 사용하게 되었다. 원인으로서, 블록에서의 복굴절률 측정 시에 에탄올이 부분적으로 말라버려, 측정 시에는 부분적으로 광이 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 상태를 유지할 수 없어, 정확한 값을 측정할 수 없었기 때문이라고 생각된다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일하게 하여, 준비한 합성 석영 유리 블록 5개(n, o, r, s, t)의 복굴절률을 평가하고, 152mm×152mm의 범위의 복굴절률의 최댓값을 산출한 바, 5개의 합성 석영 유리 블록의 값은 다음과 같았다.
n 2.1nm/cm
o 1.8nm/cm
r 1.9nm/cm
s 3.3nm/cm
t 3.7nm/cm
이 중에서 2nm/cm 이내에 들어간 o, r의 합성 석영 유리 블록을 복굴절률 2nm/cm의 규격이 있는 상술한 품종 P의 제조용으로 하고, 2nm/cm를 초과한 n, s, t의 합성 석영 유리 블록을 복굴절률 불문의 상술한 품종 Q의 제조용으로 하였다.
실시예 1과 동일한 가공 공정에 의해 포토마스크용 합성 석영 유리 기판을 제작한 후, 1매마다 복굴절을 측정하였다. 이번에는 데이터를 취하기 위해서, n, o, r, s, t의 5개 모두의 합성 석영 유리 블록으로부터 제작된 합성 석영 유리 기판에 대하여 복굴절 측정을 행하였다. 5개의 합성 석영 유리 블록으로부터 각각 제작된 합성 석영 유리 기판 중, 최댓값이 복굴절률 2nm/cm 이하에 들어간 비율은 다음과 같았다.
n 80％
o 100％
r 95％
s 40％
t 30％
이 결과로부터, 블록의 상태에서 o, r만 복굴절률 2nm/cm 규격이 있는 품종 P의 제조용으로 했기 때문에, 평균 복굴절률 수율 97.5％라고 하는 높은 비율로 제품을 취득할 수 있었다.
[실시예 5]
규격값이 복굴절률 20nm/cm 이하인 합성 석영 유리 기판인 품종 Z를 생산함에 있어서, 합성 석영 유리 블록에서 복굴절률을 선별 보증하는 역치를 검토하였다. 기판 간 편차 등 여러 오차를 고려하여 블록에서 15nm/cm 이하이면 그 블록으로부터 잘라내어 가공된 기판의 거의 전수에서 규격값 20nm/cm 이하를 만족하는 것을 확인하였다. 이 블록 선별 역치에 기초하여, 합성 석영 유리 기판의 제조를 시도하였다.
실시예 1과 동일하게 하여, 준비한 합성 석영 유리 블록 20개의 복굴절률을 평가하고, 152mm×152mm의 범위의 복굴절률의 최댓값을 산출한 바, 최대의 것으로 12.4nm였다.
최대로도 12.4nm/cm로 블록의 선별 역치 15nm/cm를 모든 블록이 만족했으므로, 이 20개의 합성 석영 유리 블록 전수를 품종 Z의 제조용으로 하였다.
원래, 기판에서 1매마다 복굴절을 측정하는 것을 생략하기 위하여 블록으로 선별 역치를 설치하여 보증한 것이었지만, 이번에는 데이터를 취하기 위해서, 20개 모두의 블록으로부터 잘라내어 가공된 합성 석영 유리 기판에 대해서, 복굴절의 측정을 행하였다. 20개의 합성 석영 유리 블록으로부터의 기판 400매 중, 복굴절률이 최대인 기판에서 15.6nm/cm이며, 전수가 20nm/cm의 규격에 들어간 것을 확인하였다.

Claims (14)

  1. 합성 석영 유리 블록을 준비하는 공정과,
    상기 합성 석영 유리 블록의 임의의 면과 그것에 대향하는 면의 2면에 대해서, 복굴절을 측정하는 파장에 있어서의 투과율이 99.0％/mm 이상인 액체를 도포하는 공정과,
    한쪽의 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 합성 석영 유리 블록의 복굴절을 측정하는 공정과,
    얻어진 복굴절률에 기초하여, 합성 석영 유리 블록의 양호·불량 선별을 행하는 공정
    을 포함하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 합성 석영 유리 기판의 복굴절률 규격을 αnm/cm 이하로 한 경우, 블록으로부터 판상으로 잘라내는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 1.5αnm/cm 이하인 경우를 양호라고 판정하는 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 블록으로부터 판상으로 잘라내는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 3nm/cm 이하인 경우를 양호라고 판정하는 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 블록으로부터 판상으로 잘라내는 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 2nm/cm 이하인 경우를 양호라고 판정하는 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선별을 행하는 공정 후, 양호라고 판정된 합성 석영 유리 블록을 판상으로 절단하고, 얻어진 합성 석영 유리 판체를 연삭 또는 랩 가공 공정, 조연마 공정, 최종 정밀 연마 공정을 실시하도록 한 제조 방법.
  6. 합성 석영 유리 블록을 준비하는 공정과,
    해당 블록을 판상으로 절단하고, 해당 합성 석영 유리 판체의 임의의 면과 그것에 대향하는 면의 2면에 대해서, 복굴절을 측정하는 파장에 있어서의 투과율이 99.0％/mm 이상인 액체를 도포하는 공정과,
    한쪽의 도포면으로부터 입사하고, 다른 쪽의 도포면으로부터 출사하는 광에 의해 합성 석영 유리 판체의 복굴절을 측정하는 공정과,
    얻어진 복굴절률에 기초하여, 합성 석영 유리 판체의 양호·불량의 선별을 행하는 공정
    을 포함하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 합성 석영 유리 기판의 복굴절률 규격을 αnm/cm 이하로 한 경우, 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 1.5αnm/cm 이하인 경우를 양호라고 판정하는 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 선별을 행하는 공정에 있어서, 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 상당하는 범위의 복굴절률의 최댓값이 2nm/cm 이하인 경우를 양호라고 판정하는 제조 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선별을 행하는 공정 후, 양호라고 판정된 합성 석영 유리 판체를 연삭 또는 랩 가공 공정, 조연마 공정, 최종 정밀 연마 공정을 실시하도록 한 제조 방법.
  10. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제6항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체를 도포하는 면의 조도(Sa)가 1mm 이하인 것을 특징으로 하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
  11. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제6항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체의 굴절률과 합성 석영 유리 기판의 굴절률의 차가 ±0.1의 범위인 것을 특징으로 하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
  12. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제6항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체가 물, 1가 알코올, 다가 알코올, 에테르, 알데히드, 케톤, 카르복실산, 탄화수소 및 이들의 수용액으로부터 선택되는 액체인 것을 특징으로 하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
  13. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제6항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체가 분자량 200 이상의 다가 알코올인 것을 특징으로 하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
  14. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제6항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체의 증기압이 20℃에서 2.3kPa보다 작은 것을 특징으로 하는 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
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