JP2005059184A - 電子デバイス用ガラス基板の製造方法及びマスクブランクスの製造方法並びに転写マスクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】研磨パッド7を貼着した研磨定盤5,6を電子デバイス用ガラス基板に押付け、コロイダルシリカ砥粒を含む研磨液を供給しながら研磨定盤5,6と上記ガラス基板とを相対的に移動させて基板表面の精密研磨をする工程を有する電子デバイス用ガラス基板の製造方法であって、上記ガラス基板の精密研磨を行う前に、上記研磨パッド7中に含まれている界面活性剤を除去する。こうして製造されたガラス基板を用いて、マスクブランクス及び転写マスクを製造する。
【選択図】 図1
Description
上記公報によれば、使用する研磨パッドとしては、基布としての不織布にポリウレタン樹脂を含浸、発泡させたもの等を使用することができるとされ、実施例ではスウェードタイプの研磨パッドを使った例が記載されている。
また、下記特許文献2(特開2003−94323号公報)には、研磨パッドに含まれる添加剤(界面活性剤)が発泡層に残存されていることで、被研磨部材の研磨において泡が発生し、被研磨部材の品質低下、製品の歩留まりを悪化させることが記載されている。そのため、湿式発泡層を形成する混合溶液中に含まれる界面活性剤の量を減らすか、研磨パッドの界面活性剤の量を後工程で減じた研磨パッドが記載されている。
この凸状の突起上に薄膜を形成し、マスクブランクス、更にマスクを作製した場合、凸状の突起の大きさが拡大化されるため、次世代の基板として要求される0.3μm以上の欠陥が無いこと、更には0.1μm以上の欠陥が無いこと、また更には0.05μm以上の欠陥が無いことを満たしたとしても、この基板を用いて作製されるマスクブランクス、及びマスクの欠陥検査を行った場合、問題となることがある。
また、この数nm程度の凸状の突起が形成されたガラス基板を使って反射型マスクブランクス、及び反射型マスクを作製した場合、マスク面のパターン近傍に凸状突起が存在すると、反射光にはその凸状突起に起因した位相の変化が起こる。この位相の変化は転写されるパターンの位置精度やコントラストを悪化させる原因となる。特に波長が0.2〜100nm程度の極端紫外(Extreme UltraViolet、EUV)光のような短波長の光を露光光として用いる場合、マスク面上の微細な凹凸に対して位相の変化が非常に敏感となるため、転写像への影響が大きくなり、微細な凹凸に由来する位相の変化は無視できない問題となる。例えば、13nm程度のEUV光を用いる場合、2nm程度の凸状突起でさえ位相欠陥となりうる。
また、本発明は、基板表面に微小な凸状の表面欠陥が起因するパターン欠陥のない転写マスクの製造方法を提供することを第二の目的とする。
コロイダルシリカ砥粒を含む研磨液は通常、安定性の点からNaOHやKOH等の無機アルカリや、アミン等の有機アルカリを添加してアルカリ性の研磨液としている。従って、アルカリを添加していない研磨液に比べ研磨液の粘性が高い。
一方、研磨パッドの製造の際に使用する界面活性剤は、一般にある程度の粘性を持っており、研磨パッド中に除去されずに含まれている。
ガラス基板上のある箇所にコロイダルシリカ砥粒の凝集体が停止もしくは付着した状態で研磨工程、さらにアルカリや酸を使った洗浄工程が進むと、その箇所はコロイダルシリカ砥粒の凝集体で被覆された状態となり、凝集体と基板のエッチング速度の差により、微小な凸状の突起が形成されるものと考えられる。尚、上述のような凸状の突起が形成されるメカニズムは、精密研磨に使用するコロイダルシリカ砥粒の場合に確認されることであるが、広くは研磨砥粒とアルカリを添加したアルカリ性の研磨液についても同様のことが言えるものと考えられる。
本発明は、本発明者が以上の解明事実に基づいて更に鋭意検討した結果なされたものであり、以下の構成を有する。
(構成2)研磨パッドを貼着した研磨定盤を電子デバイス用ガラス基板に押付け、研磨砥粒を含む研磨液を供給しながら前記研磨定盤と前記ガラス基板とを相対的に移動させて、前記基板表面を精密研磨する工程を有する電子デバイス用ガラス基板の製造方法であって、前記ガラス基板の精密研磨を行う前に、前記研磨パッド中に含まれている界面活性剤を除去することを特徴とする電子デバイス用ガラス基板の製造方法。
(構成3)研磨パッドを貼着した研磨定盤を電子デバイス用ガラス基板に押付け、研磨砥粒を含む研磨液を供給しながら前記研磨定盤と前記ガラス基板とを相対的に移動させて、前記基板表面を精密研磨する工程を有する電子デバイス用ガラス基板の製造方法であって、前記研磨液の粘度が10cp以下であることを特徴とする電子デバイス用ガラス基板の製造方法。
(構成5)前記基板は、マスクブランクス用ガラス基板であることを特徴とする構成1乃至4の何れかに記載の電子デバイス用ガラス基板の製造方法。
(構成6)構成5に記載の電子デバイス用ガラス基板の製造方法により製造した電子デバイス用ガラス基板の主表面上に、露光光に対し光学的変化をもたらす薄膜を形成することを特徴とするマスクブランクスの製造方法。
(構成7)構成6に記載のマスクブランクスの製造方法によって得られたマスクブランクスにおける前記薄膜をパターニングして電子デバイス用ガラス基板の主表面上に薄膜パターンを形成することを特徴とする転写マスクの製造方法。
また、研磨パッド中に含まれる界面活性剤を除去する方法として、ダミー基板と水等の溶媒を使用してダミー基板を研磨と同じように加工することにより、研磨パッドの主に表層に存在する界面活性剤を除去し、表層以外には影響を与えずに、容易に界面活性剤を除去することが出来る。
また、本発明によれば、使用する研磨液の粘性が低いことによって、研磨加工中に研磨液に含まれる研磨砥粒(特にコロイダルシリカ砥粒)が凝集してガラス基板に付着するのを抑制することができ、微小な凸状の突起の発生を抑えることができる。
また、本発明のマスクブランクスの製造方法によれば、本発明によって製造した電子デバイス用ガラス基板の主表面上に、露光光に対し光学的変化をもたらす薄膜を形成することにより、ガラス基板上に形成された微小な凸状の表面欠陥によるマスクブランクスの欠陥(膜下欠陥)を防止することができる。
また、本発明の転写マスクの製造方法によれば、本発明によって得られたマスクブランクスにおける薄膜をパターニングして電子デバイス用ガラス基板の主表面上に薄膜パターンを形成することにより、基板表面に微小な凸状の表面欠陥が起因する薄膜パターンのパターン欠陥のない転写マスクが得られる。
なお、以下の説明において、微小な凸状の表面欠陥(以下、単に突起欠陥ともいう)とは、主成分がSiとOとを含む凸状の突起をいい、その高さは2nm〜7nm程度で、大きさは数十nm〜2000nm程度のものをいう。
本発明の実施の形態にかかる電子デバイス用ガラス基板の製造方法は、構成1にあるように、ガラス基板表面の精密研磨に用いる研磨パッドを、研磨液(スラリー)と研磨パッドに含まれる界面活性剤との反応により、研磨砥粒がガラス基板に付着し、微小な凸状の表面欠陥が発生しないように界面活性剤が除去されているものとすることを特徴とする。また、構成2にあるように、電子デバイス用ガラス基板の表面を、研磨砥粒を用いた研磨液(スラリー)による研磨を行う前に、研磨パッド中に含まれている界面活性剤を除去することを特徴とする。
本発明の実施の形態において、研磨パッド中に含まれている界面活性剤は、上記ガラス基板表面の精密研磨を行う前に除去されていればよい。従って、精密研磨を行う前に、研磨パッド中に含まれている界面活性剤を除去してもよいし、或いは、研磨パッドの製造過程において、又は研磨パッドの製造後の処理において研磨パッド中に含まれている(残存している)界面活性剤が除去されたものを使用することができる。
研磨パッド中に含まれている界面活性剤が除去された結果、界面活性剤の含有量は略ゼロであることが望ましいが、本発明の作用効果を損わない限りにおいては、極少量の界面活性剤が残存していても構わない。
研磨砥粒がコロイダルシリカ砥粒を含む研磨液である場合には、コロイダルシリカ砥粒を含む粘性の低い研磨液とする方法としては、たとえばアルカリを含まない中性域で使用することができるコロイダルシリカとすることが好ましい。中性域のコロイダルシリカは、蒸留精製が可能な有機珪素化合物を加水分解することで得られ、中性域でしかもNaやK等のアルカリ金属の少ない高純度なコロイダルシリカを得ることが可能である。
なお、以上の粘性の低い研磨液を使用する場合において、研磨パッド中に含まれる界面活性剤の量は出来るだけ少ない方がより望ましい。
尚、以上の実施の形態においては、ガラス基板の材料は特に限定されない。ガラス基板の材料としては、例えば、合成石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどが挙げられる。
また、以上の実施の形態における精密研磨は、両面研磨、片面研磨のどちらでも構わない。
また、構成5にかかる基板は、位相シフトマスクブランクス用ガラス基板か、反射型マスクブランクス用ガラス基板の何れかとすると好適である。上述の通り、本発明の実施の形態にかかる電子デバイス用ガラス基板の製造方法は、微小な凸状の表面欠陥により発生する位相差変化を抑えることができること、微小な凸状の表面欠陥により、その上に形成する多層反射膜表面での位相欠陥を抑えることができることから位相シフトマスクブランクス用ガラス基板、反射型マスクブランクス用ガラス基板に特に効果がある。
ここで、露光光に対し光学的変化をもたらす薄膜とは、露光光の位相を変化させる位相シフト膜(多層の場合を含む)、露光光を遮断する遮光膜(多層の場合を含む)、あるいは位相シフト膜と遮光膜とを積層した膜や、位相シフト機能と遮光機能を有するハーフトーン膜(多層の場合を含む)、露光光を反射する反射膜、露光光を吸収する吸収体膜などを指す。従って、本発明でいうマスクブランクスは広義の意味で用い、遮光膜のみが形成されたフォトマスクブランクスのほか、位相シフト膜やハーフトーン膜などが形成された位相シフトマスクブランクス、更には反射膜と吸収体膜などが形成された反射型マスクブランクスが含まれる。
尚、本発明でいうマスクブランクスは、上述の薄膜以外に、薄膜上にレジスト膜等を形成しても構わない。
まず、以下の実施例において精密研磨で使用する遊星歯車方式の両面研磨装置について図1を用いて説明する。
遊星歯車方式の両面研磨装置は、太陽歯車2と、その外方に同心円状に配置される内歯歯車3と、太陽歯車2及び内歯歯車3に噛み合い、太陽歯車2や内歯歯車3の回転に応じて公転及び自転するキャリア4と、このキャリア4に保持された被研磨加工物1を研磨パッド7が貼着された挟持可能な上定盤5及び下定盤6と、上定盤5と下定盤6との間に研磨液を供給する研磨液供給部(図示せず)とを備えている。
精密研磨加工時には、キャリア4に保持された被研磨加工物1を上定盤5及び下定盤6とで挟持するとともに、上下定盤5,6の研磨パッド7と被研磨加工物1との間に研磨液を供給しながら、太陽歯車2や内歯歯車3の回転に応じて、キャリア4が公転及び自転しながら、被研磨加工物1の上下両面が精密研磨加工される。
合成石英ガラス基板(152mm×152mm)の端面を面取加工、及び研削加工、更に酸化セリウム砥粒を含む研磨液で粗研磨処理を終えたガラス基板を準備した。
精密研磨で使用する両面研磨装置の上下定盤に新品の研磨パッドを貼着し、電子デバイス用ガラス基板と同じ材料で同じ大きさのダミー基板(平均表面粗さRaが0.5nm程度)をキャリアにセットし、以下の条件で研磨パッドに含まれる界面活性剤の除去を行った。研磨パッドは、従来のウレタン樹脂組成物を用いた湿式凝固法によって製造されたものを使用する。
溶媒:水(掛け捨て)
研磨パッド:超軟質ポリシャ(スウェードタイプ)
加工圧力:100g/cm2
尚、研磨パッドに含まれる界面活性剤の除去は、目視にて泡が見えなくなるまでダミー基板の加工を行った。
キャリアからダミー基板を取り外し、ジェットスプレーにて研磨パッドの表層に付着した異物を除去した。
研磨液:コロイダルシリカ砥粒(平均粒径100nm)を含むアルカリ水溶液
加工圧力:50〜100g/cm2
加工時間:30〜90min
精密研磨終了後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板を、希フッ酸水溶液を含む洗浄液が入った洗浄槽に浸漬(超音波印加)し、洗浄を行った。
上述の精密研磨を複数バッチ行い、精密研磨を施したガラス基板(位相シフトマスクブランクス用ガラス基板)を1000枚作製した。
また、この得られたガラス基板の主表面をレーザー干渉コンフォーカル光学系による欠陥検査装置を用いて高さ数nm程度(約2nm〜7nm)の微小な凸状の表面欠陥を調べたところ、1000枚中4枚のガラス基板で確認された。つまり、微小な凸状の表面欠陥の発生率は0.4%であった。
この得られたガラス基板の主表面の表面粗さは、全て二乗平均平方根粗さ(RMS)で0.15nm以下と良好であった。
また、この得られたガラス基板の主表面をレーザー干渉コンフォーカル光学系による欠陥検査装置を用いて高さ数nm程度(約2nm〜7nm)の微小な凸状の表面欠陥を調べたところ、1000枚中1枚のガラス基板で確認された。つまり、微小な凸状の表面欠陥の発生率は0.1%であった。
この得られたガラス基板の主表面の表面粗さは、全て二乗平均平方根粗さ(RMS)で0.15nm以下と良好であった。
また、この得られたガラス基板の主表面をレーザー干渉コンフォーカル光学系による欠陥検査装置を用いて高さ数nm程度(約2nm〜7nm)の微小な凸状の表面欠陥を調べたところ、1000枚中3枚のガラス基板で確認された。つまり、微小な凸状の表面欠陥の発生率は0.3%であった。
上述の実施例1において、精密研磨前のダミー基板による研磨パッド中に含まれる界面活性剤の除去を行わなかった以外は、実施例1と同様にしてガラス基板(位相シフトマスクブランクス用ガラス基板)1000枚を作製した。
この得られたガラス基板の主表面の表面粗さは、全て二乗平均平方根粗さ(RMS)で0.15nm以下と良好であったが、レーザー干渉コンフォーカル光学系による欠陥検査装置を用いて高さ数nm程度(約2nm〜7nm)の微小な凸状の表面欠陥を調べたところ、1000枚中57枚のガラス基板で確認された。つまり、微小な凸状の表面欠陥の発生率は5.7%と高かった。
この得られたガラス基板の主表面の表面粗さは、全て二乗平均平方根粗さ(RMS)で0.15nm以下と良好であった。
また、この得られたガラス基板の主表面をレーザー干渉コンフォーカル光学系による欠陥検査装置を用いて高さ数nm程度(約2nm〜7nm)の微小な凸状の表面欠陥を調べたところ、1000枚中9枚のガラス基板で確認された。つまり、微小な凸状の表面欠陥の発生率は0.9%であった。
上述の実施例4において、精密研磨前のダミー基板による研磨パッド中に含まれる界面活性剤の除去を行わなかった以外は、実施例1と同様にしてガラス基板(EUV反射型マスクブランクス用ガラス基板)1000枚を作製した。
この得られたガラス基板の主表面の表面粗さは、全て二乗平均平方根粗さ(RMS)で0.15nm以下と良好であったが、レーザー干渉コンフォーカル光学系による欠陥検査装置を用いて高さ数nm程度(約2nm〜7nm)の微小な凸状の表面欠陥を調べたところ、1000枚中112枚のガラス基板で確認された。つまり、微小な凸状の表面欠陥の発生率は11.2%と非常に高かった。
尚、上述の実施例1〜4及び比較例1、2で確認された微小な凸状の表面欠陥をEPMA(ElectronProbe(X-ray) Micro Analyzer)で成分分析を行ったところ、主成分がSi、Oを含むものであることが確認された。
さらに、レジスト膜を所定の描画、現像によりパターニングしてレジストパターンとした後、このレジストパターンをマスクとしてモリブデンシリサイド窒化膜をドライエッチングによりエッチング除去、レジストパターンを除去して位相シフトマスクを作製した。
(比較例3)
上述の比較例1の製造方法によって製造した微小な凸状の表面欠陥のある位相シフトマスクブランクス用ガラス基板の一主表面上に実施例5と同様にして成膜を行い、位相シフトマスクブランクスを作製し、さらにこのマスクブランクスから位相シフトマスクを作製した。
さらに、レジスト膜を所定の描画、現像によりパターニングしてレジストパターンとした後、このレジストパターンをマスクにしてTaBN膜をドライエッチングによりエッチング除去、レジストパターンを除去してEUV反射型マスクを作製した。
(比較例4)
上述の比較例2の製造方法によって製造した微小な凸状の表面欠陥のあるEUV反射型マスクブランクス用ガラス基板の一主表面上に実施例6と同様にして成膜を行い、EUV反射型マスクブランクスを作製し、さらにこのマスクブランクスからEUV反射型マスクを作製した。
こうして作製した位相シフトマスクブランクス、位相シフトマスク、EUV反射型マスクブランクス、EUV反射型マスクの欠陥検査を行ったところ、実施例1〜4にかかる電子デバイス用ガラス基板を用いて製造した位相シフトマスクブランクス、及び位相シフトマスク、並びにEUV反射型マスクブランクス、及びEUV反射型マスクには凸状の表面欠陥が認められなかった。これに対し、微小な凸状の表面欠陥が確認された比較例1、2にかかる電子デバイス用ガラス基板を用いて製造した位相シフトマスクブランクス、及び位相シフトマスク、並びにEUV反射型マスクブランクス、及び反射型マスクには、ガラス基板表面、ハーフトーン膜パターンの境界、多層反射膜表面、吸収体膜パターンの境界に凸状の表面欠陥が確認された。これらの表面欠陥は、マスクを用いてパターン転写を行った際の転写像のパターン精度等にも影響を及ぼす。
2 太陽歯車
3 内歯歯車
4 キャリア
5 上定盤
6 下定盤
7 研磨パッド
Claims (7)
- 研磨パッドを貼着した研磨定盤を電子デバイス用ガラス基板に押付け、研磨砥粒を含む研磨液を供給しながら前記研磨定盤と前記ガラス基板とを相対的に移動させて、前記基板表面を精密研磨する工程を有する電子デバイス用ガラス基板の製造方法であって、
前記研磨パッドは、前記研磨液と前記研磨パッドに含まれる界面活性剤との反応により、前記研磨砥粒がガラス基板に付着し、微小な凸状の表面欠陥が発生しないように、界面活性剤が除去されていることを特徴とする電子デバイス用ガラス基板の製造方法。 - 研磨パッドを貼着した研磨定盤を電子デバイス用ガラス基板に押付け、研磨砥粒を含む研磨液を供給しながら前記研磨定盤と前記ガラス基板とを相対的に移動させて、前記基板表面を精密研磨する工程を有する電子デバイス用ガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板の精密研磨を行う前に、前記研磨パッド中に含まれている界面活性剤を除去することを特徴とする電子デバイス用ガラス基板の製造方法。 - 研磨パッドを貼着した研磨定盤を電子デバイス用ガラス基板に押付け、研磨砥粒を含む研磨液を供給しながら前記研磨定盤と前記ガラス基板とを相対的に移動させて、前記基板表面を精密研磨する工程を有する電子デバイス用ガラス基板の製造方法であって、
前記研磨液の粘度が10cp以下であることを特徴とする電子デバイス用ガラス基板の製造方法。 - 前記研磨砥粒は、コロイダルシリカを含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の電子デバイス用ガラス基板の製造方法。
- 前記基板は、マスクブランクス用ガラス基板であることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の電子デバイス用ガラス基板の製造方法。
- 請求項5に記載の電子デバイス用ガラス基板の製造方法により製造した電子デバイス用ガラス基板の主表面上に、露光光に対し光学的変化をもたらす薄膜を形成することを特徴とするマスクブランクスの製造方法。
- 請求項6に記載のマスクブランクスの製造方法によって得られたマスクブランクスにおける前記薄膜をパターニングして電子デバイス用ガラス基板の主表面上に薄膜パターンを形成することを特徴とする転写マスクの製造方法。
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