JP2014073573A - 研磨装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上定盤12および下定盤14と、同心の回転軸で回転する太陽歯車16と、上定盤および下定盤の外周に設けられ、リング状で内側に歯車を有する内歯歯車18と、1枚の基板を保持する貫通部を中央に有し、太陽歯車および内歯歯車に噛み合う歯車を外周に有するキャリア20とからなる研磨装置であって、キャリアは、上定盤および下定盤に挟持された状態で、相対的に公転し、かつ自転するものであり、キャリア、上定盤および下定盤は、ともに同じ方向で回転し、基板の自転回転数と公転回転数とが等しくなるように、各回転数が調整されており、上定盤および下定盤のうち少なくとも一方の研磨面には、研磨液の供給穴が複数設けられており、制御手段によって、基板の研磨面上の位置に応じて、前記各供給穴から供給される研磨液の供給量が制御されている。
【選択図】図1
Description
の製造方法に関する。
研磨する研磨工程を行う方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、このよ
うな両面研磨装置として、例えば遊星歯車方式の両面研磨装置が知られている。
状を理想的な形状に近づけることが望まれる。そして、そのためには、例えば、現在の基
板主表面に対して、理想的な形状をフィッティングしたときに、許容範囲を超えている凸
部分が優先的に研磨されるようにできること、言い換えると、現在の基板主表面の基準面
からの高さ分布を理想的な基板形状の高さ分布にフィッティングしたときに、許容範囲を
超える凸部分が優先的に研磨されるようにできることが望ましい。そこで、本発明は、上
記の課題を解決できる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、及
びマスクの製造方法を提供することを目的とする。
盤上のある地点での研磨性能というものを自在に制御できることが望まれる。これができ
れば、定盤(研磨面)上を移動する基板に対し、優先的に研磨したい部分が定盤上のその
地点を通過するときに、基板主表面の所望の部分を優先的に消研磨できることになる。
を考えると、その研磨性能は、定盤上のその地点の移動速度、定盤の加工圧、その地点で
の研磨液の量およびフレッシュ度で概ね決まる。研磨液のフレッシュ度が研磨能力に関係
する理由は、研磨面に研磨液が供給されてから時間が経過すると、その間に研磨面と基板
主表面との間で研磨砥粒が使われ、研磨能力は劣化していくことに起因する。
かの地点の移動速度や加工圧力が変わってしまう。そのため、その地点だけについて自在
に変えるということはできない。これに対し、本願の発明者は、研磨液の供給についてで
あれば、定盤上の位置によって異ならせることも可能であることに着目した。しかし、こ
の場合であっても、定盤(研磨面)上の基板の移動軌跡が規則的でなげれば、研磨液の供
給量を適切に制御することは困難である。
研磨する場合、その複数枚の基板を同じ程度に研磨するには、キャリアの回転軸に対して
同心円上に、複数枚の基板を配置する必要がある。この場合、キャリア自体が定盤の回転
軸を中心として公転運動し、かつ自転運動する。そして、その上、キャリアに保持された
基板が、キャリアの回転軸を中心として公転運動をし、かつ自転運動をする。その結果、
1枚の基板の定盤上の移動軌跡は、非常に複雑となる。そのため、この複雑な移動軌跡を
描く1枚の基板主表面上の特定部分に対し、研磨液が優先的に供給されるように制御を行
うことは困難である。
の構成を見出した。これらの課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
、上下両定盤の両研磨面の少なくとも一方に設けられている複数の供給穴から研磨液を供
給しながら基板の両主表面を研磨する研磨工程を備えるマスクブランク用基板の製造方法
であって、前記研磨工程は、上下両定盤を同心の回転軸で回転させ、1枚の基板を保持し
たキャリアを研磨面上の定盤の回転軸からずらした位置に配置して、研磨面上で基板を定
盤の回転軸を中心に相対的に公転させ、基板主表面の中心を回転軸としてキャリアを回転
させて基板を研磨面上で自転させることで基板の両主表面を研磨するものであり、制御手
段によって、基板の研磨面上の位置に応じて各供給穴から供給される研磨液の供給量を制
御する。
間に、複数のキャリアを挟み、それぞれのキャリアに保持された基板を研磨する。基板の
公転とは、例えば、基板が定盤の研磨面を基準として相対的に定盤の回転軸を中心に公転
していることをいう。
ャリアの回転軸と基板主表面の中心とを同心とすることにより、定盤上における基板の移
動軌跡を適切に単純化できる。そのため、このように構成すれば、例えば、基板の移動軌
跡に応じて研磨液の供給量を制御することが容易になる。そして、研磨液の供給量を適切
に制御することが可能になるため、例えば、基板主表面の所望の部分を優先的に研磨する
ことも可能になる。また、これにより、両面研磨装置により、基板主表面の形状を、理想
的な形状により近づけることができる。
造できる。また、主表面の平坦度を高めることにより、欠陥の発生を適切に抑えることが
できる。これにより、例えば、欠陥サイズの微細化及び低欠陥化を適切に実現できる。
ではなく、例えば、主表面の中央を頂点とする凸形状であって、基板全体で所定の平坦度
(例えば、142mm角内で0.3μm)であることが望ましい。これは、この基板を基
にマスクブランクが製造され、それから作製したフォトマスクの使用時の状態を考慮した
ものである。露光装置での使用時において、フォトマスクは、露光装置のマスクステージ
にチャックされる。そして、このチャック時において、フォトマスクは、主表面の外周側
に変形力を受け、基板中央側が変形させられる。そして、この変形を勘案すると、中央が
凸形状であることが望ましいこととなる。以上及び以下の記載において、マスクブランク
用基板の平坦度が高いとは、例えば、所望の理想的な凸形状を有し、かつ、所定の平坦度
(例えば、142mm角内で0.3μm)であることである。
算出しておく。そして、基板主表面上において優先的に研磨すべき部分に対して、研磨液
が優先的に供給されるように、研磨液の供給量を、制御手段で制御する。このようにすれ
ば、研磨液の供給の制御を、適切に行うことができる。
に掛からないように設定される。このようにすれば、例えば、定盤の研磨面と基板の間の
相対速度を適切に確保できる。
部分に対して、研磨液が優先的に供給されるように制御する。このようにすれば、例えば
、基板主表面の形状を、理想的な形状に適切に近づけることができる。また、これにより
、主表面の平坦度が高いマスクブランク用基板を適切に製造できる。
例えば、基板の移動軌跡をより単純化できる。また、これにより、研磨液の供給の制御を
より適切に行うことができる。
転回転数とが等しいとは、例えば、それぞれの単位時間あたりの回転数が等しいことであ
る。単位時間あたりの回転数が等しいとは、例えば、一定のマージン、動作の微調整、誤
差等を見込んだ範囲で、それぞれの回転数が実質的に等しいことであってよい。
クトルを、基板の自転の1回転分集めると、集めたベクトルは、基板上のいずれの位置で
も同一の円になる。また、その結果、例えば、基板の1回転分の期間で平均した場合、基
板上の各位置において、この相対速度の平均は等しくなる。そのため、このようにすれば
、例えば、基板の移動軌跡をより単純化できる。また、これにより、研磨液の供給の制御
をより適切に行うことができる。
ーク)である基板との間において、相対速度運動及び研磨の軌跡密度を適切に均一化でき
る。また、これにより、基板の両主表面をより適切に研磨できる。
に設けられた空洞に、定盤の回転軸と同心の回転軸で回転する太陽歯車が備えられ、定盤
の外周に、リング状で内側に歯車を有し、定盤の回転軸と同心の回転軸で回転する内歯歯
車が備えられており、太陽歯車と内歯歯車がキャリアの歯車と噛み合うことによってキャ
リアを回転させる。
工程は、例えば、上定盤、下定盤、キャリア(太陽歯車と内歯歯車の回転数を調整して、
キャリアの回転数を調整する)の単位時間あたりの回転数を等しくして、基板の研磨を行
う。
転回転数と公転回転数とが等しくなるように制御する。このようにすれば、基板の自転回
転数及び公転回転数を適切に制御できる。
程である。超精密研磨工程は、例えば、コロイダルシリカ砥粒を含む研磨液を用いて研磨
を行う研磨工程である。このコロイダルシリカ砥粒は、例えば、有機ケイ素化合物を加水
分解することで生成したコロイダルシリカを含む研磨砥粒である。
磨工程の後に仕上げの研磨を行う工程である。この前段の研磨は、例えば、酸化セリウム
を主材とする研磨液を用いて、基板の両主表面を研磨する。このようにすれば、例えば、
基板の両主表面を、より適切に研磨できる。
れており、前記供給穴列の供給穴は、前記上定盤の回転軸側から外側に、かつ上定盤の回
転方向の進行側に向かって螺旋状に等間隔で配置されており、各供給穴列の最も回転軸側
の供給穴は、回転軸と同心円上に、かつ円周方向に等間隔で配置されている。
定盤と下定盤との間において基板が通過する領域に対して、適切かつ均一に研磨液が供給
される。そのため、この状態を基準にして、各供給穴からの研磨液の供給量を制御するこ
とにより、定盤上の各位置における研磨性能を適切に制御し、より適切な研磨を行うこと
ができる。従って、このようにすれば、例えば、研磨液の供給の制御をより適切に行うこ
とができる。また、これにより、例えば、両面研磨装置により、基板主表面の形状を、理
想的な形状に更に近づけることができる。
向側に隣接する別の供給穴列の最も内側の供給穴よりも、前記上定盤の回転方向の進行側
にある。
定盤と下定盤との間において基板が通過する領域に対して、より適切かつ均一に研磨液が
供給される。そのため、このようにすれば、例えば、研磨液の供給の制御をより適切に行
うことができる。また、これにより、例えば、両面研磨装置により、基板主表面の形状を
、理想的な形状に更に近づけることができる。
クブランク用基板の製造方法で製造したマスクブランク用基板の主表面上に、マスクパタ
ーン形成用の薄膜を形成する。このようにすれば、例えば、構成1から9と同様の効果を
得ることができる。また、これにより、例えば、マスクブランクを高い精度で適切に製造
できる。
、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
ーン膜等、反射膜、吸収体膜等であってもよい。また、これらの膜は、複数の層を積層し
た多層膜であってもよい。
で製造したマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングしてマスクパターンを形成す
る。このように構成すれば、例えば、構成10と同様の効果を得ることができる。また、
これにより、マスクを高い精度で適切に製造できる。
化し、さらに定盤に設けられた各供給穴からの研磨液の供給量を制御することにより、例
えば、1枚ごとに局所的なエッチング処理による主表面の形状修正を行わなくても、両面
研磨装置により、基板主表面の形状を理想的な形状により近づけることができる。また、
高い生産歩留りで、主表面の形状が理想的な形状に近い基板を製造することができる。
施形態に係るマスクブランク用基板の製造方法における研磨工程で使用される両面研磨装
置10の一例を示す。図1(a)は、両面研磨装置10の構成の一例を示す。図1(b)
は、両面研磨装置10内における基板22の配置の一例を示す。
を研磨する遊星歯車方式の研磨装置であり、上定盤12、下定盤14、太陽歯車16、内
歯歯車18、及び制御部30を備える。上下両定盤(上定盤12、下定盤14)は、中心
部に空洞12a,14aを有するドーナツ状であり、上定盤12,下定盤14にキャリア
20で保持された基板22を挟持して、基板22の両主表面を研磨する。
ように、複数のキャリア20を保持する。複数のキャリア20は、例えば、太陽歯車16
と内歯歯車18との間のドーナツ状の領域において、上定盤12及び下定盤14の円周方
向へ並べて配置される。
であり、外周に歯車が設けられており、外周部において太陽歯車16及び内歯歯車18と
噛み合う。各キャリア20は、マスクブランク用基板の形状である四角板状の基板22を
それぞれ1枚保持する。
上定盤12及び下定盤14は、ドーナツ状体であり、これらのドーナツ状体の中心軸であ
る定盤中心軸102を中心にして、キャリア20に保持された基板22を間に挟みつつ、
同じ方向へ回転する。また、上定盤12及び下定盤14は、基板22と対向する面に、研
磨パッド24をそれぞれ有する。研磨パッド24は、例えばスウェードタイプの軟質ポリ
シャであり、上定盤12及び下定盤14において基板22と対向する面にそれぞれ貼り付
けられている。
が複数形成されている。これにより、両面研磨装置10は、上定盤12及び下定盤14の
研磨パッド24と基板22との間に、研磨液を供給する。また、両面研磨装置10は、複
数の供給穴から研磨液を供給しつつ、基板22の両主表面を研磨する。尚、研磨液の供給
穴は、必ずしも上定盤12に限らず、上下両定盤の両研磨面の少なくとも一方に設けられ
ていてもよい。
歯車16は、上定盤12及び下定盤14の中心側からキャリア20と接する外歯の歯車で
あり、上下両定盤12,14中心部の空洞12a,14aに備えられ、上下定盤12,1
4の回転軸である定盤中心軸102と同心の回転軸で回転する。また、内歯歯車18は、
上定盤12及び下定盤14の外周側からキャリア20と接する内歯の歯車である。内歯歯
車18は、リング状で内側に歯車を有する歯車であり、上下定盤12,14の外周に備え
られ、定盤の回転軸である定盤中心軸102と同心の回転軸で回転する。
、キャリア20を回転させる。また、これにより、太陽歯車16及び内歯歯車18は、上
定盤12と下定盤14との間において、基板22を公転及び自転させる。本発明でいう基
板22の公転は、定盤に対しての相対的な公転で考える必要があり、研磨工程時は定盤自
体が回転していることから、仮に基板12が静止状態であっても定盤の研磨面上を相対的
に公転していることになる。よって、本発明では、基板22の公転回転数は、太陽歯車1
6と内歯歯車18によって、キャリア20(基板22)を定盤中心軸102を中心に回転
させることによる回転数に、定盤自体の回転数を差し引いた回転数で考えなければならな
い。
上定盤12、下定盤14、太陽歯車16、及び内歯歯車18のそれぞれについて、回転数
、回転時間、及び荷重シーケンス(研磨時間と荷重)等が予め設定されている。両面研磨
装置10は、これらの設定に従って、基板22を研磨加工する。また、本例において、制
御部30は、更に、基板22の研磨面上の位置に応じて、上定盤12の各供給穴から供給
される研磨液の供給量を制御する。
転軸で同一方向に回転させる。また、1枚の基板22を保持したキャリア20を研磨面上
の定盤の回転軸からずらした位置に配置して、研磨面上で、基板22を、定盤の回転軸を
中心に相対的に公転させる。また、基板主表面の中心を回転軸としてキャリア20を上下
両定盤と同じ方向に回転させて、基板20を研磨面上で自転させる。これにより、両面研
磨装置10は、基板20の両主表面を研磨する。
の回転軸周辺の領域は、回転中心付近の研磨面の移動速度は非常に遅く、そこに基板22
を配置してもほとんど研磨ができないためである。本例において、キャリア20の公転軌
跡は、定盤の回転軸近傍に掛からないように設定される。このように構成すれば、例えば
、定盤の研磨面と基板22の間の相対速度を適切に確保できる。本例によれば、上定盤1
2と下定盤14との間で基板22に遊星運動を行わせ、基板22の両主表面を適切に研磨
できる。
跡は、例えば、研磨条件に基づき、予め算出しておく。そして、基板主表面上において優
先的に研磨すべき部分に対して、研磨液が優先的に供給されるように、研磨液の供給量を
、制御部30で制御する。このようにすれば、研磨液の供給の制御を、適切に行うことが
できる。
部分に対して、研磨液が優先的に供給されるように、研磨液の供給量を制御する。このよ
うにすれば、例えば、基板主表面の形状を、理想的な形状に適切に近づけることができる
。
ンク又は位相シフトマスクブランク等のマスクブランクの製造に用いられる。このマスク
ブランクは、例えば液浸ArF露光用、ArFエキシマレーザー露光用等のマスクブラン
クである。また、このマスクブランクは、例えばLSI(半導体集積回路)用のマスクの
製造に用いられる。
の製造に用いられる。hp45世代、及びhp32世代のマスクとは、例えば、DRAM
製造用のマスクにおける最小の配線幅の半分(ハーフピッチ)がそれぞれ45nm、32
nmとなるテクノロジ世代のマスクである。
てもよい。また、例えば、EUV用反射型のマスクブランク等であってよい。
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、SiO2−TiO2低熱膨
張ガラスなどが挙げられる。
ある。図2(a)は、基板22の公転及び自転の動作について説明する図である。本例に
おいては、両面研磨装置10における太陽歯車16及び内歯歯車18(図1参照)の回転
等に応じて、キャリア20は、例えば矢印202で示す方向へ回転する。そして、キャリ
ア20のこの回転により、キャリア20に保持されている基板22は、矢印202の方向
への自転運動を行う。また、キャリア20は、太陽歯車16と内歯歯車18と間に回転数
差を設ける、例えば、内歯歯車18の回転数の方を早くすると、矢印204で示す方向へ
移動することにより、定盤中心軸102の周りを周回する。そして、キャリア20のこの
移動と、定盤自体の回転により、基板22は、定盤の研磨面に対して矢印204の方向へ
の公転運動を行う。尚、基板22の自転の方向や、研磨面に対する相対的な公転の方向は
、両方が同じ回転方向であれば、図2(a)に図示した方向と逆方向に回転させてもよい
。
、かつ、キャリア20の回転軸と基板主表面の中心とを同心とすることや、キャリア20
と上下両定盤とを同じ方向に回転させること等により、定盤上における基板22の移動軌
跡を適切に単純化できる。そのため、本例によれば、例えば、基板22の移動軌跡に応じ
て研磨液の供給量を制御することが、より容易になる。そして、研磨液の供給量を適切に
制御することが可能になるため、例えば、基板主表面の所望の部分を優先的に研磨するこ
とも可能になる。また、これにより、両面研磨装置10により、基板主表面の形状を、理
想的な形状により近づけることができる。
磨される研磨量は、経験上、プレストンの法則として、被研磨物(ワーク)である基板2
2と工具である上定盤12及び下定盤14との間における相対速度、圧力、及び時間に比
例することが知られている。
的な動きを考えた場合、上定盤12及び下定盤14の各部は、矢印206で示すような軌
跡で、基板22の各部を通過する。また、上定盤12及び下定盤14の研磨面各部の速度
は、定盤の回転軸ではゼロであり、外周側に向かって速くなっていき、最外周で最大とな
る。そのため、研磨液の供給量が均一である場合、基板22の定盤(研磨面)外周側に位
置する部分では研磨量が多く、定盤内周側に位置する部分では研磨量が少なくなる。また
、基板はキャリア20によって、定盤と同じ回転方向に自転させられているため、特に、
定盤内周側でも、定盤の回転速度ベクトルと基板の自転の回転速度ベクトルとが逆方向に
なる領域である主表面の角部周辺の領域208では、基板22の全領域のなかで最も定盤
との相対速度が遅くなるため、研磨量が最も少なくなる。
れることにはなる。しかし、4隅の間でその領域208を通過する回数(時間)にばらつ
きがあると、基板主表面の平坦度の悪化が生じやすくなる。
により、基板22の各位置における相対速度をコントロールし、基板22の位置による研
磨量の差を抑えることが可能である。具体的には、基板22の定盤上での相対公転速度(
相対公転回転数):自転速度(自転回転数)=1:1となるように調整すると、基板22
の位置による研磨量を実質的に均一にすることができる。相対公転速度(相対公転回転数
)の調整は、例えば、定盤の回転数を最初に定め、太陽歯車の半径、内歯歯車の半径、キ
ャリアの半径との関係から、定盤の回転数を差し引いたキャリア20の公転回転数(定盤
の回転方向とキャリア20の回転方向がともに同じ方向の場合)とキャリア20の自転回
転数の比が1:1となるように、太陽歯車と内歯歯車の各回転数を選定するとよい。
る図である。図3は、定盤が1回転したときの基板22の研磨軌跡の一例を示す。尚、図
3においては、便宜上、基板22の主表面の中心部分、初期位置で定盤上の最も内周側に
ある部分、及び最も外周側にある部分の3点について、それぞれの研磨軌跡を示した。
定盤が1回転したときの基板22の研磨軌跡を示す。この場合、当然ながら、基板22の
中心部分の研磨軌跡については常に相対速度の同じ部分を通過しており、真円を描いてい
る。
の間で均等になるような真円を描いている。更に、基板22の最も外周側の部分の研磨軌
跡については、最も外周側と最も内周側との間で均等になるような真円を描いている。つ
まり、基板22の相対公転回転数:自転回転数=1:1とした場合、基板主表面のどの部
分でも、定盤が1周する間におけるトータルの研磨面の通過速度が等しくなり、例えば研
磨液の供給量を均一にした場合、研磨量も均一にできるということがわかる。
定盤が1回転したときの基板22の研磨軌跡を示す。この場合も、当然ながら、基板22
の中心部分の研磨軌跡については常に相対速度の同じ部分を通過しており、真円を描いて
いる。
ついては、楕円形となる。そのため、基板22の相対公転回転数:自転回転数=1:2と
した場合、定盤が1周する間におけるトータルの研磨面の通過速度には、基板主表面の位
置によるばらつきが生じることとなる。その結果、この場合、例えば研磨面の全体に研磨
液を均一に供給したとすると、基板主表面の各位置での研磨量は均一とはならない。その
ため、この場合には、各位置での研磨量の違いを考慮して、研磨液の供給を制御する必要
がある。
る、定盤が1回転したときの基板22の研磨軌跡を示す。この場合も、当然ながら、基板
22の中心部分の研磨軌跡については常に相対速度の同じ部分を通過しており、真円を描
いている。
周側と中間部分(最も内周側と最も外周側の中間点のエリア、基板の中心部分が通る研磨
軌跡のエリア)との間しか描かれない。更に、基板22の最も外周側の部分の研磨軌跡に
ついても、真円ではあるが、最も外周側と中間部分(最も内周側と最も外周側の中間点の
エリア、基板の中心部分が通る研磨軌跡のエリア)との間しか描かれない。
のどの部分でも、定盤が1周する間におけるトータルの研磨面の通過速度にはばらつきが
生じることとなる。その結果、例えば研磨面の全体に研磨液を均一に供給したとすると、
基板主表面の各位置での研磨量は均一とはならない。そのため、この場合にも、各位置で
の研磨量の違いを考慮して、研磨液の供給を制御する必要がある。
説明する。図4は、相対公転回転数と自転回転数との比を1:1にした場合における相対
速度のコントロールの一例を示す図である。図4(a)は、基板22に対する上定盤12
の相対速度の一例を示す。尚、図示は省略したが、以下に説明する点は、下定盤14の相
対速度についても同様である。
リア20の回転によって基板22が自転しても、それぞれの基板22の中心の位置は、変
化しない。そのため、基板22の中心における相対速度は、例えば、上定盤12の回転速
度のベクトルと平行で同じ大きさのベクトルの速度となる。
度のベクトルを集めた様子の一例を示す。上記のように相対速度をコントロールした場合
、例えば、基板22の各位置に対する上定盤12の相対速度のベクトルを、基板22の自
転の1回転分集めると、集めたベクトルは、基板22上のいずれの位置でも同一の円にな
る。その結果、例えば、基板22の1回転分の期間で平均した場合、基板22上の各位置
において、相対速度の平均は等しくなる。
に単純化できる。また、これにより、研磨液の供給の制御をより適切に行うことができる
。
、例えば、基板22の各部を通過する上定盤12による研磨の軌跡密度を適切に均一化で
きる。これにより、例えば研磨液の供給量を均一にした場合、研磨量も均一となり、例え
ば、研磨によって平坦度を悪化させることなく、基板22の両主表面を適切かつ均一に研
磨できる。また、例えば研磨液の供給量を均一にせず、研磨面上の位置に応じて研磨液の
供給量を制御することにより、基板の各部の研磨量を適切に制御できる。
想的な形状により近づけることができる。また、これにより、例えば、主表面の平坦度が
高いマスクブランク用基板を適切に製造できる。そして、高い生産歩留りで、基板主表面
の形状を、理想的な形状に近い基板を製造できる。
研磨液を供給しつつ、基板22の両主表面の研磨を行う。そのため、基板22を適切に研
磨するためには、相対速度のコントロールにより基板22の公転及び自転の軌跡を制御す
ることに加え、研磨液の供給経路も重要となる。
穴の配置の一例を示す。本例において、上定盤12の研磨面には、研磨液の供給穴が複数
並ぶ列である供給穴列302が複数形成されている。そして、それぞれの供給穴列302
において、供給穴は、上定盤12の回転軸側から外側に、かつ上定盤12の回転方向の進
行側に向かって、螺旋状に等間隔で配置されている。
供給穴を最外周側穴306とした場合、各供給穴列302の最内周側穴304は、回転軸
と同心円上に、かつ円周方向に等間隔で配置されている。更に、各供給穴列302の最外
周側穴306は、当該供給穴列302に対して上定盤12の回転方向側に隣接する別の供
給穴列302の最内周側穴304よりも、上定盤22の回転方向の進行側にある。
12と下定盤14との間において基板22が通過する領域に対して、適切かつ均一に研磨
液を供給できる。また、これにより、例えば、基板22の両主表面をより適切かつ均一に
研磨できる。
研磨性能を適切に制御できる。そのため、本例によれば、例えば、研磨液の供給の制御を
適切に行うことができる。また、これにより、例えば、両面研磨装置10により、基板主
表面の形状を、理想的な形状に更に近づけることができる。
おける研磨液供給穴の配置は、例えば必要な精度に応じて、上記と異なる配置とすること
も考えられる。例えば、研磨液の供給穴を、均一なランダム配置とすることも考えられる
。
適切に製造できる。そして、高い生産歩留りで、基板主表面の形状を、理想的な形状に近
い基板を製造できる。
板主表面を理想的な形状に近づけるための局所的な加工を含む研磨を最初に行い、所望の
基板主表面の形状に近づいた段階になったときに、各供給穴から基板主表面の全面に均等
に研磨液が供給されるように制御を切り替えて、表面欠陥を取り除く研磨を行うというよ
うな段階的な研磨を行うこともできる。同じ両面研磨装置を用いた場合でもこのような段
階的な研磨工程を行うことで、主表面の平坦度が高く、プラズマエッチングのような局所
エッチングでの局所可能を行う場合のような局所的な表面荒れも生じず、しかも表面欠陥
が低減(欠陥サイズがより小さく、かつ欠陥数も少ない)されたマスクブランク用基板を
製造することができる。
板主表面と上定盤12の研磨パッド24との間に数μmの隙間を設けるようにし、その隙
間を研磨液で満たすようにすることで、基板主表面の非接触研磨を行うこともできる。こ
れにより、基板主表面の表面粗さの更なる向上および表面欠陥の更なる低減を図ることが
可能となる。
ランクを製造することにより、例えば、高い精度で適切にマスクブランクを製造できる。
更には、このマスクブランクにおける薄膜をパターニングしてマスクパターンを形成する
ことにより、高い精度で適切にマスクを製造できる。
える。例えば、マスクブランク用基板の製造方法は、精密研磨工程及び超精密研磨工程を
含む複数段階の研磨工程を備える。また、本例のマスクブランク用基板の製造方法は、例
えば、精密研磨工程の前に、基板22の形状を加工する研削工程や粗研磨工程等を更に備
える。
研磨工程である超精密研磨工程において行うことが好ましい。超精密研磨工程は、例えば
、コロイダルシリカ砥粒を含む研磨液を用いて研磨を行う工程である。このコロイダルシ
リカ砥粒は、例えば、有機ケイ素化合物を加水分解することで生成したコロイダルシリカ
を含む研磨砥粒である。
、これにより、例えば、欠陥サイズの微細化及び低欠陥化をより適切に実現できる。
法により研磨を行ってもよい。例えば、精密研磨工程において、基板22の自転回転数と
公転回転数とを超精密研磨工程と異ならせて研磨を行うことが考えられる。この場合、例
えば、上定盤12、下定盤14、太陽歯車16、及び内歯歯車18の回転数を異ならせて
研磨を行うことが考えられる。また、例えば、更に、基板中心からオフセットした状態で
研磨を行ってもよい。
一部の回転数を異ならせることにより、例えば、基板22の主表面を均一に研磨するので
はなく、例えば、中心領域又は周辺領域等の特定の領域を、他の領域よりも重点的に研磨
できる。また、例えば、回転数の制御に加え、研磨液の供給量の制御を行うことにより、
特定の領域をより重点的に研磨することも考えられる。このようにすれば、例えば、超精
密研磨を行う前に、基板22の一部を強制的に加工して、基板22の面内形状の創成を適
切に行うことができる。また、その後に超精密研磨を行うことにより、基板22の主表面
の表面粗さを更に低減できる。
主材とする研磨液を用いて基板22の両主表面を研磨することにより、使用する露光波長
において要求されるマスクブランク用ガラス基板の表面粗さに応じて、基板22の主表面
を所定の表面粗さに仕上げる。具体的には、例えば、ArFエキシマレーザー露光用のマ
スクブランク用基板の場合、二乗平均平方根表面粗さ(RMS)で0.2nm以下、EU
V反射型マスクブランク用の基板の場合、二乗平均平方根粗さ(RMS)で0.15nm
以下に仕上げる。
用する場合において、薄膜を形成する側とは反対側の主表面について、薄膜を形成する側
の主表面ほどの平坦度を要しないときには、その反対側の主表面側に研磨面を接する定盤
の回転数や研磨液の供給量を、本例のように特に制御しなくてもよい。もとより、回転数
を制御しない従来の製造方法でもある程度の主表面の平坦度は得られるからである。
(実施例1)
以下の工程により基板22を加工して、実施例1に係るマスクブランク用基板を製造し
た。
合成石英ガラス基板の端面を面取加工、及び両面ラッピング装置によって研削加工を終
えたガラス基板(約152mm×152mm×6.4mm)を、両面研磨装置に12枚セ
ットし、以下の研磨条件で粗研磨工程を行った。12枚セットを10回行い合計120枚
のガラス基板の粗研磨工程を行った。尚、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液:酸化セリウム(平均粒径2〜3μm)+水
研磨パッド:硬質ポリシャ(ウレタンパッド)
粗研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板を洗浄槽に
浸漬(超音波印加)し、洗浄を行った。
両面研磨装置に12枚セットし、以下の研磨条件で精密研磨工程を行った。12枚セッ
トを10回行い合計120枚のガラス基板の精密研磨工程を行った。尚、加工荷重、研磨
時間は適宜調整して行った。
研磨液:酸化セリウム(平均粒径1μm)+水
研磨パッド:軟質ポリシャ(スウェードタイプ)
に浸漬(超音波印加)し、洗浄を行った。
両面研磨装置に12枚セットし、以下の研磨条件で超精密研磨工程を行った。12枚セ
ットを10回行い合計120枚のガラス基板の超精密研磨工程を行った。尚、加工荷重、
研磨時間は位相シフトマスクブランクに使用するガラス基板として必要な表面粗さ(所望
の表面粗さ:二乗平均平方根粗さRMSで0.2nm以下)となるように適宜調整して行
った。但し、超精密研磨工程終了直前(即ち所望の表面粗さが得られる研磨時間が経過し
た後であって研磨定盤の回転停止直前)のガラス基板に対する加工圧力を144g/cm
2、この加工圧力のもとでの研磨時間を90秒とした。
研磨液:アルカリ性(pH10.5程度)コロイダルシリカ(平均粒径30〜200n
m)+水
研磨パッド:超軟質ポリシャ(スウェードタイプ)
ルカリ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。
を用いて説明した両面研磨装置10を用いた。また、上定盤12、下定盤14の単位時間
あたりの回転数を設定し、更に、キャリア20(基板22)の上定盤12、下定盤14に
対する単位時間あたりの相対的な公転回転数と、キャリア20(基板22)の単位時間あ
たりの自転回転数が等しく、1:1の比になるように調整した。また、上定盤12におけ
る研磨液の供給穴のうち、最外周及び最内周の各供給穴からの研磨液の供給を停止した。
その他の供給穴からの研磨液の供給量は、均一とした。
超精密研磨工程における研磨液の供給の制御以外は実施例1と同様にして、実施例2に
係るマスクブランク用基板を製造した。実施例2においては、上定盤12における研磨液
の供給穴のうち、最外周及び最内周の各供給穴からのみ研磨液の供給を行った。
超精密研磨工程における研磨液の供給の制御以外は実施例1と同様にして、参考例1に
係るマスクブランク用基板を作製した。参考例1においては、上定盤12における全ての
研磨液の供給穴に対し、研磨液の供給量を均一とした。
実施例1の両面研磨装置10による超精密研磨工程時における最終段階に、最外周及び
最内周の供給穴からも研磨液を供給して基板主表面の全面に概ね均等に研磨液が供給され
るように制御して仕上げの研磨を行うこと以外は、実施例1と同様にして、実施例3に係
るマスクブランク用基板を製造した。
実施例2の両面研磨装置10による超精密研磨工程時における最終段階に、最外周及び
最内周の供給穴からも研磨液を供給して基板主表面の全面に概ね均等に研磨液が供給され
るように制御して仕上げの研磨を行うこと以外は、実施例2と同様にして、実施例4に係
るマスクブランク用基板を製造した。
実施例1の両面研磨装置10による超精密研磨工程時における最終段階に、基板22の
主表面と上定盤12の研磨パッド24の表面との間が数μmの隙間を有するように上定盤
を回転軸方向に移動させ、その隙間を研磨液で満たすように、各供給穴からの研磨液の供
給量を制御し、基板主表面の非接触研磨を行ったこと以外は、実施例1と同様にして、実
施例5のマスクブランク用基板を製造した。
実施例2の両面研磨装置10による超精密研磨工程時における最終段階に、基板22の
主表面と上定盤12の研磨パッド24の表面との間が数μmの隙間を有するように上定盤
を回転軸方向に移動させ、その隙間を研磨液で満たすように、各供給穴からの研磨液の供
給量を制御し、基板主表面の非接触研磨を行ったこと以外は、実施例2と同様にして、実
施例6のマスクブランク用基板を製造した。
実施例3の両面研磨装置10による超精密研磨工程時における仕上げの研磨を行った後
、基板22の主表面と上定盤12の研磨パッド24の表面との間が数μmの隙間を有する
ように上定盤を回転軸方向に移動させ、その隙間を研磨液で満たすように、各供給穴から
の研磨液の供給量を制御し、基板主表面の非接触研磨を行ったこと以外は、実施例3と同
様にして、実施例7のマスクブランク用基板を製造した。
実施例4の両面研磨装置10による超精密研磨工程時における仕上げの研磨を行った後
、基板22の主表面と上定盤12の研磨パッド24の表面との間が数μmの隙間を有する
ように上定盤を回転軸方向に移動させ、その隙間を研磨液で満たすように、各供給穴から
の研磨液の供給量を制御し、基板主表面の非接触研磨を行ったこと以外は、実施例4と同
様にして、実施例8のマスクブランク用基板を製造した。
図6は、超精密研磨工程において上定盤12の研磨液供給穴から供給される研磨液の軌
跡の一例を示す。研磨液の軌跡とは、例えば、研磨液を供給する供給穴が基板22の主表
面の各部を通過する軌跡である。
、基板22の中央部に重点的に研磨液が供給される。そのため、実施例1においては、基
板主表面の中央部が優先的に研磨されることとなる。このことは、例えば、実施例1にお
ける各基板の研磨結果を参考例1における研磨結果と比べることにより確認できる。
、基板22の外寄りに研磨液が重点的に供給される。そのため、実施例2においては、基
板主表面の外寄りが優先的に研磨されることとなる。このことは、例えば、実施例2にお
ける各基板の研磨結果を参考例1における研磨結果と比べることにより確認できる。
、基板の全面に均一に研磨液が供給される。そのため、参考例1においては、基板の全面
が平均的に研磨されることとなる。
転および公転回転数等)によって、基板の4隅を含む外周部が研磨されやすい傾向が生じ
る場合がある。これに対しては、基板の中央部を優先的に研磨して、理想的な基板形状に
近づけることが必要になる。実施例1のような研磨液の供給の制御を行うと、基板の中央
部がより多く研磨されるようになるので、そのような場合に行う研磨として好適である。
れやすい傾向が生じる場合もある。これに対しては、基板の4隅を含む外周部を優先的に
研磨して、理想的な基板形状に近づけることが必要になる。実施例2のような研磨液の供
給の制御を行うと、基板の4隅を含む外周部がより多く研磨されるようになるので、その
ような場合に行う研磨として好適である。
板とを比較したところ、実施例3で製造したマスクブランク用基板の方が、基板主表面の
表面欠陥の欠陥サイズが小さく、かつ欠陥数が少ないことを確認できた。実施例2で製造
したマスクブランク用基板と、実施例4で製造したマスクブランク用基板との比較におい
ても同様の傾向であった。
板とを比較したところ、実施例5で製造したマスクブランク用基板の方が、基板主表面の
表面粗さが向上しており、さらに表面欠陥の欠陥サイズが小さく、かつ欠陥数も少ないこ
とを確認できた。実施例4で製造したマスクブランク用基板と、実施例6で製造したマス
クブランク用基板との比較においても同様の傾向であった。
板とを比較したところ、実施例5で製造したマスクブランク用基板の方が、基板主表面の
表面欠陥の欠陥サイズがさらに小さく、かつ欠陥数も少ないことを確認できた。EUV反
射型マスクブランク用の基板に用いるには最適といえる。実施例6で製造したマスクブラ
ンク用基板と、実施例8で製造したマスクブランク用基板との比較においても同様の傾向
であった。
態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが
可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の
技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
18・・・内歯歯車、20・・・キャリア、22・・・基板、24・・・研磨パッド、3
0・・・制御部、102・・・定盤中心軸、104・・・キャリア中心軸、202・・・
矢印、204・・・矢印、206・・・矢印、208・・・領域、302・・・供給穴列
、304・・・最内周側穴、306・・・最外周側穴
Claims (10)
- 互いの研磨面が対向するように上下にそれぞれ配置され、中心部に空洞を有し、同心の回転軸で回転する上定盤および下定盤と、
前記上定盤および下定盤の空洞に設けられ、外周に歯車を有し、前記上定盤および下定盤の回転軸と同心の回転軸で回転する太陽歯車と、
前記上定盤および下定盤の外周に設けられ、リング状で内側に歯車を有し、前記上定盤および下定盤の回転軸と同心の回転軸で回転する内歯歯車と、
前記上定盤および下定盤の研磨面間であり、前記上定盤および下定盤の回転軸からずれた位置に配置され、1枚の基板を保持する貫通部を中央に有し、前記太陽歯車および内歯歯車の各歯車に噛み合う歯車を外周に有するキャリアと
からなる研磨装置であって、
前記キャリアは、前記貫通部に保持した前記基板を前記上定盤および下定盤の研磨面間に挟持された状態で、前記研磨面上を前記上定盤および下定盤の回転軸を中心に相対的に公転させ、かつ前記基板の主表面の中心を回転軸として自転させるものであり、
前記キャリア、上定盤および下定盤は、ともに同じ方向で回転し、前記基板の自転回転数と公転回転数とが等しくなるように、前記キャリア、上定盤および下定盤の各回転数が調整されており、
前記上定盤および下定盤のうち少なくとも一方の研磨面には、研磨液の供給穴が複数設けられており、
制御手段によって、前記基板の研磨面上の位置に応じて、前記各供給穴から供給される研磨液の供給量が制御されている
ことを特徴とする研磨装置。 - 前記制御手段は、前記基板の主表面上で基準面からの高さが許容範囲を超える凸部分に対して、前記研磨液が優先的に供給されるように制御することを特徴とする請求項1記載の研磨装置。
- 前記複数の供給穴は、前記上定盤の回転軸側から外側に、かつ前記上定盤の回転方向の進行側に向かって螺旋状に等間隔で配置された供給穴列を複数列構成し、
前記各供給穴列における最も回転軸側の供給穴は、回転軸と同心円状に、かつ円周方向に等間隔で配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の研磨装置。 - 前記供給穴列の最も外側の供給穴は、前記供給穴列に対して前記上定盤の回転方向側に隣接する別の供給穴列の最も内側の供給穴よりも、前記上定盤の回転方向の進行側にあることを特徴とする請求項3記載の研磨装置。
- 前記制御手段は、前記供給穴列の最も外側の供給穴と、最も内側の供給穴を除く供給穴から前記研磨液を供給するように制御することを特徴とする請求項3または4に記載の研磨装置。
- 前記制御手段は、前記供給穴列の最も外側の供給穴と、最も内側の供給穴を除く供給穴からのみ前記研磨液を供給するように制御することを特徴とする請求項3または4に記載の研磨装置。
- 前記上定盤、下定盤、キャリアの回転数がともに等しいことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の研磨装置。
- 前記キャリアの貫通部は、四角穴状であることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の研磨装置。
- 前記キャリアは、前記上定盤および下定盤の研磨面上に複数設けられていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の研磨装置。
- 前記上定盤および下定盤の研磨面には、研磨パッドが貼り付けられており、前記研磨液は、コロイダルシリカ砥粒が含まれていることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の研磨装置。
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