JP3880976B2 - Mask blank substrate manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、マスクブランクス用基板を高い平坦度に研磨して仕上げるマスクブランクス用基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a mask blank substrate that polishes and finishes a mask blank substrate with high flatness.
従来から、電子デバイス用基板の平坦性を高めることが要求されており、たとえばマスクブランクス用基板においては、近年の超LSIデバイスの高密度、高精度化にともなって、基板の高平坦性に対する要求が年々厳しくなっている。このような状況下、次世代のマスクブランクス用基板として、平坦度が0.5μm以下の基板が要求されている。 Conventionally, it has been required to improve the flatness of a substrate for an electronic device. For example, in the case of a mask blank substrate, the demand for high flatness of a substrate is increasing with the recent increase in the density and accuracy of a VLSI device. Has become more severe year by year. Under such circumstances, a substrate having a flatness of 0.5 μm or less is required as a next-generation mask blank substrate.
マスクブランクス用基板などを精密研磨する方法としては、両面研磨機を用い
た両面研磨方法によって、ガラス表面を、酸化セリウムを主材とする研磨剤を用
いて研磨したのち、コロイダルシリカを用いて仕上げ研磨を行う方法がある(特
許文献1)。
As a method for precise polishing of mask blank substrates, etc., the glass surface is polished with a polishing agent mainly composed of cerium oxide by a double-side polishing method using a double-side polishing machine, and then finished with colloidal silica. There is a method of polishing (Patent Document 1).
この特許文献1に示す精密研磨方法によれば、複数の基板を同時に研磨する所
謂バッチ式の研磨方法において、粒径の大きい酸化セリウムを主材とする研磨剤
を用いて高速研磨を行ったのちに、この研磨で発生した加工変質層を粒径の小さ
いコロイダルシリカを用いて仕上げ研磨するものである。
According to the precision polishing method disclosed in
ところで、精密研磨方法で使用する研磨剤は、一般に、最終的に得ようとする
基板の表面粗さを考慮して研磨剤に含まれる結晶子の種類(研磨剤種)や研磨剤の平均粒径を選定している。しかしながら、このようにして研磨剤種や研磨剤の平均粒径を選定したとしても、複数段階の研磨工程を経て得られる基板は、基板ごとに平坦度がばらついてしまい、高い平坦度を有する基板を安定して製造することができなかった。
そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、高い平坦度をするマスクブランクス用基板を安定して得ることのできるマスクブランクス用基板の製造方法の提供を目的とする。
By the way, the polishing agent used in the precision polishing method is generally the type of crystallite (polishing agent type) contained in the polishing agent and the average particle size of the polishing agent in consideration of the surface roughness of the substrate to be finally obtained. The diameter is selected. However, even if the type of abrasive and the average particle size of the abrasive are selected in this way, the substrate obtained through a plurality of stages of polishing steps varies in flatness from substrate to substrate, and has a high flatness. Could not be produced stably.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a mask blank substrate that can stably obtain a mask blank substrate having high flatness.
本発明者は、基板の平坦度が基板ごとにばらつく原因をつきとめるため、研磨
剤種、研磨剤の平均粒径が異なる多数の研磨剤を使用して膨大な実験を行い、多くの知見を得たが、そのうちの代表的なものがつぎのことである。
第一は、研磨剤種が異なると、基板の表面形状(凹凸状態)とその程度が変化
するということである。すなわち、ある種の結晶子を含む研磨剤を用いて研磨を行うと基板の表面形状が凹状になり、他のある種の結晶子を含む研磨剤を用いて研磨を行うと基板の表面形状が凸状になった。換言すると、研磨剤には、研磨によって基板の表面形状を凸状にする凸系研磨剤と、凹状にする凹系研磨剤のあることが判明した。
第二は、同一の研磨剤種(たとえば、酸化セリウム)であっても、平均粒径が
異なると、研磨後の表面形状が凹状になる場合と、凸状になる場合があるということである。
The present inventor conducted numerous experiments using a large number of abrasives having different abrasive types and average particle sizes of the abrasives in order to find the cause of the variation in the flatness of the substrates from substrate to substrate. However, the typical ones are as follows.
The first is that when the type of abrasive is different, the surface shape (unevenness) of the substrate and its degree change. That is, when polishing is performed using an abrasive containing a certain type of crystallite, the surface shape of the substrate becomes concave, and when polishing is performed using an abrasive containing another type of crystallite, the surface shape of the substrate is It became convex. In other words, it has been found that there are a convex abrasive that makes the surface shape of the substrate convex by polishing and a concave abrasive that makes it concave.
The second is that even if the abrasive type is the same (for example, cerium oxide), if the average particle size is different, the surface shape after polishing may be concave or convex. .
第三は、同一の研磨剤種(たとえば、酸化セリウム)を含む研磨剤を用いて研
磨を行った場合でも、経時的に基板の平坦度が変化し、さらに、表面形状が凸状
から凹状に変化したり、凹状から凸状に変化するということである。
さらに、第四は、同一種、同一粒径の研磨剤を用いた場合でも、研磨パッドの経時的変化に起因して、基板の表面形状が経時的に凸状化するということである。
Third, even when polishing is performed using an abrasive containing the same abrasive species (for example, cerium oxide), the flatness of the substrate changes over time, and the surface shape changes from convex to concave. Or change from concave to convex.
Furthermore, the fourth is that even when abrasives of the same type and the same particle diameter are used, the surface shape of the substrate becomes convex over time due to the change over time of the polishing pad.
上記のように、研磨剤に含まれる結晶子の種類及び平均粒径ごとに特性があり、しかも、その特性が経時的に変化するということ、さらに、研磨パッドの使用による状態変化が、表面形状の凸状化をもたらすということは、今まで、まったく知られていなかった。
これらのことは、片面研磨、両面研磨でも同じ傾向にあったが、連続研磨時における基板の凹状化及び平坦度の悪化は、両面研磨の場合に顕著であった。
As described above, there are characteristics for each type and average particle size of the crystallites contained in the abrasive, and that the characteristics change over time, and further, the state change due to the use of the polishing pad is caused by the surface shape. Up until now, it has never been known to produce a convex shape.
These things were the same in single-sided polishing and double-sided polishing, but the concave shape of the substrate and the deterioration of flatness during continuous polishing were significant in the case of double-sided polishing.
本発明は、上記知見にもとづいてなされたものであり、種々要因によって生じるワークの表面形状の変化を考慮しつつ、研磨剤を選択して研磨を行うことによって、高い平坦度を有する基板を安定して得られるようにしたマスクブランクス用基板の製造方法の提供を目的とする。 The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and by taking into account the change in the surface shape of the workpiece caused by various factors, by selecting an abrasive and polishing, a substrate having high flatness can be stabilized. It aims at providing the manufacturing method of the board | substrate for mask blanks made to obtain by doing.
上記目的を達成するため、本発明のマスクブランクス用基板の製造方法は、表面に研磨パッドが貼られた研磨定盤と、該研磨定盤上に載置するマスクブランクス用基板を保持するワーク保持手段とを有し、前記ワーク保持手段に保持された前記研磨パッド側のマスクブランクス用基板表面に研磨剤を供給して、前記マスクブランクス用基板と前記研磨パッドが相対運動することによりマスクブランクス用基板の表面を研磨する研磨工程を経てマスクブランクス用基板を製造するマスクブランクス用基板の製造方法であって、前記ワーク保持手段にマスクブランクス用基板を保持して一度に研磨することができる前記基板の単位を一バッチとし、この一バッチの研磨終了後、前記基板とは別の基板の研磨を複数バッチにわたって研磨を行い複数枚のマスクブランクス用基板を製造するマスクブランクス用基板の製造方法であって、前記研磨剤として、研磨剤の平均粒径が0.5〜3μmの凹系研磨剤と、研磨剤の平均粒径が0.03〜0.9μmの凸系研磨剤とを、一バッチまたは複数バッチごとに使い分けて用いる方法としてある。
上述の凹系研磨剤は、該研磨剤を使用してマスクブランクス用基板表面(ワーク表面)を研磨したときに、研磨された基板表面において、基板表面に任意に設けた基準面(好ましくは、最小自乗法で算出される仮想絶対平面(焦平面))に対する基板表面の表面初期形状が凹状に作用する研磨剤であり、また、凸系研磨剤は、基板表面の表面所期形状が凸状に作用する研磨剤である。そして、これらの表面初期形状が凹状に作用する凹系研磨剤と、表面初期形状が凸状に作用する凸系研磨剤の特性を有効に使い分けて研磨を行うことにより、最終的に、表面精度が所定値以下の平坦度を有するマスクブランクス用基板を得ることができる。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a mask blank substrate according to the present invention includes a polishing platen having a polishing pad affixed to a surface, and a workpiece holding for holding a mask blank substrate placed on the polishing platen. And a polishing agent is supplied to the surface of the mask blank substrate on the polishing pad side held by the work holding means, and the mask blank substrate and the polishing pad are moved relative to each other, thereby mask blanks. A mask blank substrate manufacturing method for manufacturing a mask blank substrate through a polishing step for polishing a surface of the substrate, wherein the substrate can be polished at once by holding the mask blank substrate on the work holding means. The unit of the substrate is set as one batch, and after completion of polishing of this batch, the substrate different from the substrate is polished over a plurality of batches. A mask blank substrate manufacturing method for manufacturing a mask blank substrate, wherein the polishing agent has a concave abrasive having an average particle size of 0.5 to 3 μm and an average particle size of the polishing agent. A method is used in which a convex abrasive of 0.03 to 0.9 μm is used separately for each batch or a plurality of batches.
When the above-mentioned concave abrasive is used to polish a mask blank substrate surface (work surface) using the abrasive, a reference surface arbitrarily provided on the substrate surface (preferably, The initial surface shape of the substrate surface with respect to the virtual absolute plane (focal plane) calculated by the method of least squares is a polishing agent that acts in a concave shape, and convex abrasives have a convex surface shape on the substrate surface. It is an abrasive that acts on the surface. Then, polishing is performed by effectively using the characteristics of the concave abrasive whose initial surface shape acts concavely and the convex abrasive whose surface initial shape acts convexly. A mask blank substrate having a flatness of not more than a predetermined value can be obtained.
また、凹系研磨剤の平均粒径と、凸系研磨剤の平均粒径を異ならせ、かつ、特定の粒径内とすることによって、研磨工程中に変化する基板の表面形状に応じた、より適切な研磨剤を選択使用することができる。
なお、本発明における研磨剤の平均粒径は、光回折法により測定して得られた平均粒径とする。
好ましくは、前記凹系研磨剤の比表面積が2〜15m2/gである研磨剤を使用することによって、より安定した高い平坦度を有するマスクブランクス用基板を得ることができる。さらに好ましくは、凹系研磨剤の比表面積が4〜12m2/gが望ましい。
なお、比表面積は、単位重量の研磨剤中に含まれる全結晶子の表面積の総和(単位:m2/g)で表される。本発明における比表面積は、BET法により測定して得られた比表面積とする。
また、前記研磨パッドは、スウェードタイプの研磨パッドとすることによって、より凸系研磨剤、凹系研磨剤の作用を高めることができ、平坦度の制御性を向上させることができる。
また、研磨パッドを複数バッチ連続して使用する場合、研磨パッドの経時変化により基板表面形状が凸状化になる傾向があることから、複数バッチに渡る研磨において、前半のバッチを前記凸系研磨剤を用い、後半のバッチを前記凹系研磨剤を用いて研磨することにより、より安定した高い平坦度を有するマスクブランクス用基板を得ることができる。
In addition, by varying the average particle size of the concave abrasive and the average particle size of the convex abrasive, and within a specific particle size, according to the surface shape of the substrate that changes during the polishing step, A more appropriate abrasive can be selected and used.
In addition, let the average particle diameter of the abrasive | polishing agent in this invention be an average particle diameter obtained by measuring with an optical diffraction method.
Preferably, a mask blank substrate having a more stable and high flatness can be obtained by using an abrasive having a specific surface area of 2 to 15 m 2 / g of the concave abrasive. More preferably, the specific surface area of the concave abrasive is 4 to 12 m 2 / g.
The specific surface area is represented by the total surface area (unit: m 2 / g) of all crystallites contained in the unit weight of the abrasive. The specific surface area in the present invention is a specific surface area obtained by measurement by the BET method.
Further, when the polishing pad is a suede type polishing pad, the action of the convex abrasive and the concave abrasive can be further enhanced, and the controllability of the flatness can be improved.
In addition, when a plurality of polishing pads are used in succession, the substrate surface shape tends to become convex due to the aging of the polishing pad. By polishing the latter batch with the concave abrasive using the agent, it is possible to obtain a mask blank substrate having a more stable and high flatness.
また、研磨剤としては、酸化セリウムを用いることが好ましく、研磨に用いる
研磨定盤としては、定盤精度が30μm以下(0を含まない)のものを用いることが好ましい。
このように研磨剤として、酸化セリウムを用いると研磨効率が向上し、コロイダルシリカを用いた精密研磨の前工程で用いると、特に有効である。また、定盤精度が30μm以下(0を含まない)の研磨定盤を用いると研磨剤による基板表面の制御が容易となる。なお、定盤精度は、研磨パッドが貼られる側の研磨定盤の表面について、ある基準長さでその表面形状を測定したときに、最小自乗法で算出される基準面に対する表面形状における最大値と最小値との差で表される。
Moreover, it is preferable to use cerium oxide as the polishing agent, and it is preferable to use a polishing platen having a platen accuracy of 30 μm or less (not including 0) as the polishing platen.
As described above, when cerium oxide is used as the abrasive, the polishing efficiency is improved, and it is particularly effective when used in a pre-process of precision polishing using colloidal silica. Further, when a polishing platen having a platen accuracy of 30 μm or less (not including 0) is used, the substrate surface can be easily controlled by the abrasive. The surface plate accuracy is the maximum value of the surface shape relative to the reference surface calculated by the least square method when the surface shape of the surface of the polishing surface plate on the side where the polishing pad is applied is measured at a certain reference length. And the minimum value.
複数段階の研磨を、それぞれ、最適な研磨剤を用いて研磨することによって、マスクブランクス用基板の表面平坦度を高めることができる。 The surface flatness of the mask blank substrate can be increased by polishing the multi-stage polishing using an optimum polishing agent.
特に、コロイダルシリカの研磨剤を用いた超精密研磨工程を有するマスクブランクス用基板の製造方法における、少なくとも前記超精密研磨工程の前の研磨工程で実施することが好ましい。
表面の高い平坦度と高い平滑性が要求されるマスクブランクス用基板の製造方法において、上記研磨方法を用いると、要求通りの平坦度及び平滑性、あるいはそれに近い平坦度及び平滑性のマスクブランクス用基板を得ることができる。
In particular, it is preferable to carry out at least the polishing step before the ultra-precision polishing step in the method for manufacturing a mask blank substrate having an ultra-precision polishing step using a colloidal silica abrasive.
In the manufacturing method of a mask blank substrate that requires high flatness and high smoothness of the surface, if the above polishing method is used, the flatness and smoothness as required or close to that, for mask blanks with smoothness and smoothness. A substrate can be obtained.
以上のように、本発明によれば、凸系研磨剤と凹系研磨剤とを使い分けて研磨を行うことにより、表面形状が揃い、かつ高い平坦度を有するマスクブランクス用基板を得ることができる。特に、研磨パッドの経時変化に合わせて、凸系研磨剤から凹系研磨剤へ変更することによって、より高い平坦度を有するマスクブランクス用基板を安定して得ることができる。 As described above, according to the present invention, a mask blank substrate having a uniform surface shape and high flatness can be obtained by using a convex abrasive and a concave abrasive separately for polishing. . In particular, a mask blank substrate having higher flatness can be stably obtained by changing from a convex abrasive to a concave abrasive in accordance with the change of the polishing pad over time.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
[研磨装置の概略説明]
まず、本発明のマスクブランクス用基板の製造方法を実施するための研磨装置の一例を、図1を参照して説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Overview of polishing apparatus]
First, an example of a polishing apparatus for carrying out the mask blank substrate manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG.
図1は、研磨装置の概略断面図である。
図1に示すように、研磨装置は、下定盤10、上定盤20、太陽歯車30、内歯歯車40、キャリア50、研磨剤供給手段60などで構成される遊星歯車方式の研磨加工部を備えている。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a polishing apparatus.
As shown in FIG. 1, the polishing apparatus includes a planetary gear type polishing processing unit including a lower surface plate 10, an upper surface plate 20, a sun gear 30, an
下定盤10は、円環状の水平な上面を有する円盤部材であり、その上面にはスウェードタイプ(不織布タイプ)の研磨パッド11が貼り付けられている。下定盤10の下面は、垂直軸A(研磨加工部の中心を通る垂直軸)を中心として回転可能な下部支持部材12に固定されている。下部支持部材12は、下定盤回転駆動部13と連係されており、その駆動によって、下定盤10及び下部支持部材12が回転動作される。 The lower surface plate 10 is a disk member having an annular horizontal upper surface, and a suede type (nonwoven fabric type) polishing pad 11 is attached to the upper surface. The lower surface of the lower surface plate 10 is fixed to a lower support member 12 that can rotate around a vertical axis A (a vertical axis that passes through the center of the polishing portion). The lower support member 12 is linked to the lower surface plate rotation drive unit 13, and the lower surface plate 10 and the lower support member 12 are rotated by the drive.
上定盤20は、円環状の水平な下面を有する円盤部材であり、下定盤10と対向する下面には、スウェードタイプ(不織布タイプ)の研磨パッド21が貼り付けられている。上定盤20の上面は、垂直軸Aを中心として回転可能な上部支持部材22に固定されている。上部支持部材22は、上定盤回転駆動部23に連係されており、その駆動によって、上定盤20及び上部支持部材22が回転動作される。
また、上定盤20及び上部支持部材22は、垂直軸Aに沿って昇降自在に支持されるとともに、図示しない上定盤昇降駆動部の駆動によって昇降動作される。
The upper surface plate 20 is a disk member having an annular horizontal lower surface, and a suede type (nonwoven fabric type) polishing pad 21 is attached to the lower surface facing the lower surface plate 10. The upper surface of the upper surface plate 20 is fixed to an upper support member 22 that can rotate about a vertical axis A. The upper support member 22 is linked to the upper surface plate rotation drive unit 23, and the upper surface plate 20 and the upper support member 22 are rotated by the drive.
The upper surface plate 20 and the upper support member 22 are supported so as to be movable up and down along the vertical axis A, and are moved up and down by driving an upper surface plate lifting and lowering drive unit (not shown).
太陽歯車30は、研磨加工部の中央位置に回転可能に設けられており、太陽歯車回転駆動部31の駆動に応じて、垂直軸Aを中心として回転動作される。ただし、内歯歯車40を回転動作させる場合は、太陽歯車30を回転不能に固定してもよい。
The sun gear 30 is rotatably provided at the center position of the polishing unit, and is rotated about the vertical axis A according to the drive of the sun gear rotation drive unit 31. However, when rotating the
内歯歯車40は、内周側に歯列を有するリング状の歯車であり、太陽歯車30
の外方に同心円状に配置されている。本実施形態の内歯歯車40は、回転不能に
固定されているが、垂直軸Aを中心として回転可能とし、内歯歯車回転駆動部(図示せず)の駆動に応じて、回転動作するようにしてもよい。
The
It is arranged concentrically on the outside. Although the
キャリア(遊星歯車)50は、外周部に歯列を有する薄板状の円盤部材であり、ワークW(マスクブランクス用基板)を保持するためのワーク保持孔50aが一個あるいは複数個形成されている。
なお、キャリア50は、キャリアに形成された孔に、ワークW(マスクブランクス用基板)の保持具をゆるく挿入して使用するダブルキャリア方式のものであってもよい。
The carrier (planetary gear) 50 is a thin plate-like disk member having a tooth row on the outer peripheral portion, and one or a plurality of
The
研磨加工部には、通常、複数個のキャリア50が配置される。これらのキャリア50は、太陽歯車30及び内歯歯車40に噛み合い、太陽歯車30及び/又は内歯歯車40の回転に応じて、太陽歯車30の周囲を公転しつつ自転する。
つまり、キャリア50に保持されたワークW(マスクブランクス用基板)を上定盤20及び下定盤10で挟持し、この状態でキャリア50を公転及び自転させることにより、ワークW(マスクブランクス用基板)の上下両面が研磨加工される。
A plurality of
That is, the workpiece W (mask blank substrate) is held by holding the workpiece W (mask blank substrate) held by the
このような研磨加工部では、通常、上定盤20及び下定盤10の外径が内歯歯車40の内径よりも小さくなっており、太陽歯車30と内歯歯車40との間で、かつ上定盤20と下定盤10とに挟まれるドーナツ状の領域が実際の研磨領域となる。
In such a polished portion, the outer diameters of the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10 are usually smaller than the inner diameter of the
研磨剤供給手段60は、研磨剤を貯溜する研磨剤貯留部61と、研磨剤貯留部61に貯溜された研磨剤を、上定盤20と下定盤10との間の研磨領域に供給する複数のチューブ62とを備えて構成されている。
研磨剤貯留部61は、水平面上に環状の研磨剤貯溜路を形成しており、複数の支柱部材63を介して、上部支持部材22の上方位置に設けられている。
The abrasive supply means 60 has a plurality of abrasive storage units 61 for storing the abrasives, and supplies a plurality of abrasives stored in the abrasive storage units 61 to the polishing region between the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10. The tube 62 is configured.
The abrasive reservoir 61 forms an annular abrasive reservoir on a horizontal plane, and is provided above the upper support member 22 via a plurality of support members 63.
上部支持部材22、上定盤20及び研磨パッド21には、互に連通する貫通孔22a、20a、21aが複数形成されており、ここに各チューブ62の下端部が接続される。これにより、研磨剤貯留部61に貯溜された研磨剤が、チューブ62及び貫通孔22a、20a、21aを介して、上定盤20と下定盤10との間の研磨領域に供給される。
なお、図示は省略するが、研磨領域に供給された研磨剤は、所定の回収路を経由して、タンクに回収された後、ポンプ及びフィルタが介在する還元路を経由して、再び研磨剤貯留部61に送られる。
The upper support member 22, the upper surface plate 20, and the polishing pad 21 are formed with a plurality of through
Although illustration is omitted, the polishing agent supplied to the polishing region is recovered in the tank through a predetermined recovery path, and then again through the reduction path in which a pump and a filter are interposed. It is sent to the storage unit 61.
本発明のワークW(マスクブランクス用基板)の研磨方法は、片面研磨装置によっても実施することができる。
片面研磨装置の場合、研磨定盤は一つとなり、ワーク保持手段は、真空吸着やリテーナーなどを備えたプレッシャープレートを用いる。片面研磨方法は、プレッシャープレートに保持されたマスクブランクス用基板を、一方向に回転する研磨パッドが貼設された研磨定盤に押し当て、マスクブランクス用基板の一方の表面を研磨する。プレッシャープレートは通常、研磨定盤の回転方向と同一方向に回転し、さらには揺動させて研磨を行う。
The polishing method for the workpiece W (mask blank substrate) of the present invention can also be implemented by a single-side polishing apparatus.
In the case of a single-side polishing apparatus, there is only one polishing platen, and the work holding means uses a pressure plate equipped with vacuum suction, a retainer, or the like. In the single-side polishing method, a mask blank substrate held on a pressure plate is pressed against a polishing surface plate on which a polishing pad rotating in one direction is attached, and one surface of the mask blank substrate is polished. Usually, the pressure plate rotates in the same direction as the rotation direction of the polishing surface plate and is further swung to perform polishing.
[マスクブランクス用基板の製造方法]
本発明のマスクブランクス用基板の製造方法は、後述するワーク(マスクブランクス用基板)の研磨方法を行う研磨工程を有する。なお、以下でいうワークは研磨する対象物であって、マスクブランクス用基板を意味する。
つぎに、本発明のワーク研磨方法の一実施形態について説明する。
ワークを研磨するときは、下定盤10、上定盤20、太陽歯車30(内歯歯車40)の回転が停止した状態で、上定盤20を上昇させ、下定盤10と上定盤20を離間させる。この状態で、キャリア50のワーク保持孔50aにワークWをセットする。
[Manufacturing method of substrate for mask blanks]
The method for manufacturing a mask blank substrate of the present invention includes a polishing step of performing a workpiece (mask blank substrate) polishing method described later. The workpiece referred to below is an object to be polished and means a mask blank substrate.
Next, an embodiment of the workpiece polishing method of the present invention will be described.
When polishing the workpiece, the upper surface plate 20 is raised while the rotation of the lower surface plate 10, the upper surface plate 20, and the sun gear 30 (internal gear 40) is stopped, and the lower surface plate 10 and the upper surface plate 20 are moved. Separate. In this state, the workpiece W is set in the
上定盤20を下降させて、キャリア50に保持されたワークWを上定盤20及
び下定盤10で挟み、研磨剤供給手段60から研磨領域に研磨剤を供給するとともに、下定盤10、上定盤20、太陽歯車30(内歯歯車40)を回転動作させ、ワークWの研磨加工を開始する。
The upper surface plate 20 is lowered, the work W held by the
ワークWを保持したキャリア50は、太陽歯車30(内歯歯車40)の回転動作に応じて、太陽歯車30の周囲を公転しつつ自転する。
なお、歯車駆動は、太陽歯車30、内歯歯車40の両方、又はいずれか一方でもよい。また、上定盤20、下定盤10の回転動作は必要に応じて行う。
The
The gear drive may be both the sun gear 30 and the
所定の時間(又は所定の研磨加工量)だけ加工を行った後、下定盤10、上定盤20、太陽歯車30(内歯歯車40)の回転を停止するとともに、研磨剤の供給を停止し、上定盤20を上昇させる。
研磨加工がなされたワークをキャリア50のワーク保持孔50aより搬出する。
After processing for a predetermined time (or a predetermined polishing processing amount), the rotation of the lower surface plate 10, the upper surface plate 20, and the sun gear 30 (internal gear 40) is stopped and the supply of the abrasive is stopped. The upper surface plate 20 is raised.
The polished workpiece is carried out from the
研磨剤としては、微細な結晶子を液体中に分散させたものが一般的に用いられ、微小な結晶子が集合して形成された塊(研磨剤)となって液体中に分散されている。本発明でいう平均粒径とは、この微小な結晶子が集合して形成された塊(研磨剤)の大きさの平均粒径を指す。
研磨剤は、たとえば、炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、コロイダルシリカなどである。
本実施形態では、ワーク表面を研磨したとき、ワーク表面の任意に設けた基準面に対するワーク表面の表面初期形状が凸状となる凸系研磨剤と、凹状となる凹系研磨剤とを、1バッチまたは複数バッチごとに使い分けて用いる。
As the abrasive, a fine crystallite dispersed in a liquid is generally used, and the crystallites are aggregated and formed as a lump (abrasive) and dispersed in the liquid. . The average particle size referred to in the present invention refers to the average particle size of the lump (abrasive) formed by agglomeration of these fine crystallites.
Examples of the abrasive include silicon carbide, aluminum oxide, cerium oxide, zirconium oxide, manganese oxide, and colloidal silica.
In this embodiment, when the workpiece surface is polished, a convex abrasive in which the initial surface shape of the workpiece surface is convex with respect to an arbitrarily provided reference surface of the workpiece surface, and a concave abrasive in which the workpiece is concave are 1 Use properly for each batch or multiple batches.
ここで、ワーク表面を研磨したとき、ワークの表面初期形状が凸状となる凸系研磨剤と凹状となる凹系研磨剤とは、次のことを意味する。すなわち、研磨剤は、通常、連続して使用すると、使用が進むにつれてワークの表面形状を凹状化するように変化するが、初期段階の使用においては、ワーク表面を凸状化するものと、凹状化するものとがある。そこで、本明細書においては、初期段階の使用においてワーク表面を凸状化するものを、ワークの表面初期形状が凸状となる凸系研磨剤と称し(単に、凸系研磨剤と称することもある)、初期段階の使用においてワーク表面を凹状化するものを、ワークの表面初期形状が凹状となる凹系研磨剤と称している(単に、凹系研磨剤と称することもある)。 Here, when the workpiece surface is polished, the convex abrasive in which the initial surface shape of the workpiece is convex and the concave abrasive in which the workpiece is concave means the following. That is, normally, when used continuously, the abrasive changes so that the surface shape of the workpiece becomes concave as the use progresses, but in the initial stage of use, the workpiece surface becomes convex and concave. There are things that become. Therefore, in the present specification, what makes the workpiece surface convex in the initial stage of use is referred to as a convex abrasive that makes the initial surface shape of the workpiece convex (sometimes simply referred to as a convex abrasive). In some cases, the surface of the workpiece that is concaved in the initial stage is referred to as a concave abrasive in which the initial shape of the workpiece is concave (sometimes simply referred to as a concave abrasive).
凸系研磨剤から凹系研磨剤への変更あるいは凹系研磨剤から凸系研磨剤への変更は、研磨工程中の任意の時期、例えば、1バッチごとまたは複数バッチごとに行うことができる。
研磨剤の変更時に、研磨剤の混入を防ぐには、研磨剤の変更に先立って、前のバッチで使用していた研磨剤の洗浄を行うことが好ましい。
The change from the convex abrasive to the concave abrasive or the change from the concave abrasive to the convex abrasive can be performed at any time during the polishing process, for example, every batch or every batch.
In order to prevent mixing of the abrasive when changing the abrasive, it is preferable to wash the abrasive used in the previous batch prior to changing the abrasive.
凸系研磨剤と凹系研磨剤の使い分けは、研磨パッドとの関係を考慮して決定する。すなわち、本発明者の上記実験によれば、研磨パッドを複数バッチ連続して使用する場合、同一種かつ同一平均粒径の研磨剤を用いても、後半のバッチになるほど、研磨後のワーク表面形状は凸状傾向になることが判った。したがって、同じ研磨パッドを用いて複数バッチにわたり研磨を行うときは、前半のバッチにおいて凸系研磨剤を用い、後半のバッチでは凹系研磨剤を用いることによって、研磨パッドの経時変化によるワーク表面形状の凸状化を抑制することができる。これにより、最終的に、所望の平坦度を有するワークを得ることが可能となる。 The proper use of the convex abrasive and the concave abrasive is determined in consideration of the relationship with the polishing pad. That is, according to the above-mentioned experiment of the present inventor, when using a plurality of batches of polishing pads continuously, the surface of the workpiece after polishing is increased as the latter batch is used, even if the same type and the same average particle size of the abrasive is used. It was found that the shape tends to be convex. Therefore, when performing polishing over multiple batches using the same polishing pad, the workpiece surface shape due to changes in the polishing pad over time is obtained by using a convex abrasive in the first half batch and using a concave abrasive in the second half batch. Can be suppressed. As a result, it is possible to finally obtain a workpiece having a desired flatness.
また、本発明者による上記実験の結果によれば、研磨後に得られるワーク表面の表面形状が凸状あるいは凹状になるかは、研磨剤の平均粒径に大きく依存し、さらには、研磨剤の比表面積にも依存していることが判った。したがって、ワークの研磨方法に使用する研磨剤として、研磨後に得られるワーク表面の表面形状が凸状となる所定の平均粒径の凸系研磨剤と、ワーク表面の表面形状が凹状となる所定の平均粒径の凹系研磨剤とを使い分けて用いるとことにより、高い平坦度を有するワークを安定して製造することが可能となる。さらに、上述の凸系研磨剤、凹系研磨剤の比表面積をある所定範囲に抑えることによって、さらに安定して高い平坦度を有するワークを製造することが可能となる。 Further, according to the results of the above experiment by the present inventor, whether the surface shape of the workpiece surface obtained after polishing is convex or concave depends greatly on the average particle size of the abrasive, and further, It was found that it also depends on the specific surface area. Therefore, as the abrasive used in the workpiece polishing method, a convex abrasive having a predetermined average particle diameter that makes the surface shape of the workpiece surface obtained after polishing convex, and a predetermined abrasive that has a concave surface shape on the workpiece surface. By using properly the concave abrasive having an average particle diameter, it becomes possible to stably manufacture a workpiece having high flatness. Furthermore, by suppressing the specific surface areas of the above-described convex abrasive and concave abrasive within a certain predetermined range, it is possible to manufacture a workpiece having higher flatness more stably.
表面形状が凸状及び凹状となる研磨剤における研磨粒子の平均粒径としては、具体的には次の平均粒径範囲のものを選定する。すなわち、凸系研磨剤の平均粒径は0.03〜0.9μmであり、凹系研磨剤の平均粒径は0.5〜3μmである。
平均粒径が0.03〜0.9μmの研磨剤としては、たとえば、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マンガン、コロイダルシリカ、ダイヤモンド、炭化珪素などが挙げられる。また、平均粒径が0.5〜3μmの研磨剤としては、たとえば、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、ダイヤモンド、炭化珪素などが挙げられる。
このような知見にもとづけば、研磨剤の平均粒径を基準にして研磨剤種を選択することもできる。
Specifically, the average particle size of the abrasive particles in the abrasive having a convex and concave surface shape is selected from the following average particle size range. That is, the average particle size of the convex abrasive is 0.03 to 0.9 μm, and the average particle size of the concave abrasive is 0.5 to 3 μm.
Examples of the abrasive having an average particle size of 0.03 to 0.9 μm include cerium oxide, zirconium oxide, aluminum oxide, manganese oxide, colloidal silica, diamond, and silicon carbide. Examples of the abrasive having an average particle size of 0.5 to 3 μm include cerium oxide, zirconium oxide, manganese oxide, diamond, and silicon carbide.
Based on such knowledge, it is also possible to select the type of abrasive based on the average particle size of the abrasive.
使い分ける研磨剤は同一種であっても異種であっても構わない。たとえば、異種研磨剤の場合は、平均粒径が0.5〜3μmの酸化セリウムと、平均粒径が0.03〜0.2μmのコロイダルシリカの組合せが挙げられる。
しかしながら、洗浄性や傷発生防止などの観点からすると、なるべく同一種のものを使用することが好ましい。研磨後のワーク表面の表面形状が凸状、凹状のものが得られる同一の研磨剤種としては、酸化セリウムがある。
この酸化セリウムは、一般に、コロイダルシリカを使った超精密研磨を実施する場合においては、コロイダルシリカによる超精密研磨工程の前の研磨工程で使用される。コロイダルシリカによる超精密研磨工程は、ワークの表面を平滑にすることが主目的であり、超精密研磨工程後のワークの表面形状(平坦度)は、超精密研磨工程前の酸化セリウムによる研磨工程でほぼ決まる。
したがって、マスクブランクス用の基板、特に、ガラス基板を製造する場合の研磨工程などでは、酸化セリウムを含んだ研磨剤種を使用すると効果的である。
The abrasive used properly may be the same or different. For example, in the case of different types of abrasives, a combination of cerium oxide having an average particle diameter of 0.5 to 3 μm and colloidal silica having an average particle diameter of 0.03 to 0.2 μm can be mentioned.
However, from the viewpoint of cleaning properties and prevention of scratches, it is preferable to use the same type as much as possible. As the same abrasive species from which the surface shape of the workpiece after polishing is convex or concave, there is cerium oxide.
This cerium oxide is generally used in a polishing step prior to the ultra-precision polishing step using colloidal silica when performing ultra-precision polishing using colloidal silica. The main purpose of the ultra-precision polishing process with colloidal silica is to smooth the surface of the workpiece. It is almost decided by.
Therefore, it is effective to use an abrasive seed containing cerium oxide in a polishing process for manufacturing a mask blank substrate, particularly a glass substrate.
凸系研磨剤と凹系研磨剤を使い分けて研磨を行うときは、研磨定盤の定盤精度を30μm以下、特に0.1〜10μmとすることが好ましい。研磨定盤の定盤精度が上記範囲から外れると、ワーク基板の表面形状に対する研磨定盤の影響が強くなり過ぎ、研磨剤によるワーク基板表面に対する制御がむずかしくなるからである。
凸系研磨剤と凹系研磨剤をどの段階で変更するかは、研磨パッドの経時的変化(使用期間)とともに、研磨定盤の定盤精度、研磨パッドの種類、加工条件(研磨定盤の回転数等)に応じて適宜決定する。たとえば、研磨定盤の定盤精度が30μm以下で、同じ研磨パッドを使用して連続的に研磨を行う場合は、凸系研磨剤を用いた研磨を全バッチ数の1/3程度にわたって行い、その後、凹系研磨剤を用いて研磨を行うことが好ましい。
When polishing using a convex abrasive and a concave abrasive separately, it is preferable that the surface plate accuracy of the polishing platen be 30 μm or less, particularly 0.1 to 10 μm. This is because if the surface plate accuracy of the polishing surface plate deviates from the above range, the influence of the polishing surface plate on the surface shape of the work substrate becomes too strong, and it becomes difficult to control the surface of the work substrate with the abrasive.
The level of change between the convex abrasive and the concave abrasive depends on the change in the polishing pad over time (use period), the surface plate accuracy of the polishing surface plate, the type of polishing pad, and the processing conditions (of the polishing surface plate) It is determined appropriately according to the number of revolutions). For example, when the polishing platen has a platen accuracy of 30 μm or less and is continuously polished using the same polishing pad, polishing using a convex abrasive is performed over about 1/3 of the total number of batches, Then, it is preferable to polish using a concave abrasive.
なお、本明細書中において、ワーク表面の形状が凸状(傾向)とは、ワーク表面形状を測定したときに、図2(a)に示すようなワークの中央付近が盛り上がった形状をいい、凹状(傾向)とは図2(b)に示すようなワークの中央付近が窪んだ形状をいう。
また、平坦度(平坦性)とは、ワーク表面の表面側に任意に設けた基準面からワーク表面内における表面形状の最大高さと最小高さの差(測定面から最小自乗法で算出される仮想絶対平面(焦平面)に対する測定面の最大値と最小値の差)をいう。この場合における平坦度の測定方法は特に限定されない。触針式の接触式平坦度測定方法や、光の干渉などを利用した非接触式平坦度測定方法などであってもよいが、測定精度、測定領域(広範囲)などの観点からすると非接触式平坦度測定方法が好ましい。
さらに、ワーク表面における好ましい平坦度の値(所定値)は、ワークの用途によって適宜決定される。たとえば、マスクブランクス用基板の場合、使用する露光波長、マスクにしたときにパターン位置精度や、パターン露光する際のパターン転写精度を考慮して、1μm以下、0.5μm以下、0.25μm以下を、ワーク表面における好ましい平坦度の値(所定値)とする。
In the present specification, the shape of the workpiece surface is convex (trend) refers to a shape in which the vicinity of the center of the workpiece is raised as shown in FIG. The concave shape (trend) means a shape in which the vicinity of the center of the workpiece is depressed as shown in FIG.
Further, the flatness (flatness) is calculated from the reference surface arbitrarily provided on the surface side of the workpiece surface by the difference between the maximum height and the minimum height of the surface shape in the workpiece surface (calculated from the measurement surface by the least square method). The difference between the maximum value and the minimum value of the measurement surface relative to the virtual absolute plane (focal plane). The flatness measurement method in this case is not particularly limited. It may be a stylus-type contact-type flatness measurement method or a non-contact-type flatness measurement method using light interference, but it is a non-contact type from the viewpoint of measurement accuracy, measurement area (wide range), etc. A flatness measurement method is preferred.
Furthermore, a preferable flatness value (predetermined value) on the workpiece surface is appropriately determined depending on the use of the workpiece. For example, in the case of a mask blank substrate, in consideration of an exposure wavelength to be used, pattern position accuracy when a mask is used, and pattern transfer accuracy when pattern exposure is performed, 1 μm or less, 0.5 μm or less, and 0.25 μm or less are set. A preferable flatness value (predetermined value) on the workpiece surface is used.
このようなワーク研磨方法は、マスクブランクス用基板の研磨方法として好適に用いられる。ここで、マスクブランクス用基板の材質としては、特に限定されず、各用途に応じて適宜選択される。
たとえば、合成石英ガラス、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、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使用される。
Such a workpiece polishing method is suitably used as a polishing method for a mask blank substrate. Here, the material of the mask blank substrate is not particularly limited, and is appropriately selected according to each application.
For example, synthetic quartz glass, aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass, soda lime glass, alkali-free glass and the like are used.
なお、マスクブランクス用基板における研磨工程では、基板表面の鏡面化のために研磨剤の平均粒径が異なる複数段階の研磨が実施される。
その場合、研磨工程が進むにしたがって平均粒径が小さい研磨剤を使用する。また、基板の鏡面化の観点からすると最終研磨工程は単一の研磨剤によって研磨した方が好ましい。したがって、上記した研磨方法は、コロイダルシリカを研磨剤種とした研磨剤を用いた超精密研磨工程の前の研磨工程で実施するようにすることが好ましい。
In the polishing process for the mask blank substrate, a plurality of stages of polishing with different average particle diameters of the polishing agent are carried out in order to mirror the substrate surface.
In that case, an abrasive having a smaller average particle diameter is used as the polishing process proceeds. From the viewpoint of mirroring the substrate, it is preferable that the final polishing step is polished with a single abrasive. Therefore, it is preferable that the above-described polishing method is performed in a polishing step before the ultraprecision polishing step using an abrasive using colloidal silica as an abrasive species.
[実施例と比較例]
以下、本発明の実施例と、比較例について説明する。
<実施例1>
ワークとして、研削工程を終えた合成石英ガラスからなるマスクブランクス用基板(サイズ:152.4mm×152.4mm)(以下、単にガラス基板と称す。)を準備し、両面研磨装置に12枚のガラス基板をセットし、以下の両面研磨装置により両面研磨(精密研磨)を行った。
両面研磨装置による両面研磨は、図1に示す研磨装置を用いて行った。すなわち、円板状のキャリアに設けられた複数の保持孔にガラス基板を入れ、両面研磨装置における研磨パッドが貼設された下定盤及び上定盤により基板を挟持した状態で、上下定盤を互いに逆回転させることによって行った。これにより、ガラス基板を、自公転させながら、両面を同時に研磨した。
なお、研磨剤は、初期の研磨剤を使ってガラス基板を研磨したときに、基板表面の表面形状が凸形状となる凸系研磨剤Aを1バッチ目から6バッチ目、凹形状となる凹系研磨剤Bを7バッチ目から18バッチ目と使い分け、研磨開始から研磨終了まで、18バッチ連続研磨(研磨剤は循環)した。3バッチごとに研磨剤を新品に交換して研磨を行った。なお、1バッチから18バッチまで同じ研磨パッドを使用した。
[Examples and Comparative Examples]
Examples of the present invention and comparative examples will be described below.
<Example 1>
As a workpiece, a mask blank substrate (size: 152.4 mm × 152.4 mm) (hereinafter simply referred to as a glass substrate) made of synthetic quartz glass that has been subjected to a grinding process is prepared, and 12 glass plates are provided in a double-side polishing apparatus. The substrate was set, and double-side polishing (precision polishing) was performed using the following double-side polishing apparatus.
Double-side polishing by the double-side polishing apparatus was performed using the polishing apparatus shown in FIG. That is, a glass substrate is put into a plurality of holding holes provided in a disk-shaped carrier, and the upper and lower surface plates are held in a state where the substrate is sandwiched between a lower surface plate and an upper surface plate to which a polishing pad in a double-side polishing apparatus is attached. This was done by rotating them counterclockwise. As a result, both sides of the glass substrate were polished simultaneously while revolving.
In addition, the polishing agent is the first to sixth batches of convex abrasive A, which has a convex surface shape on the surface of the substrate when the glass substrate is polished using the initial abrasive. The system abrasive B was selectively used from the 7th batch to the 18th batch, and 18 batches were continuously polished from the start of polishing to the end of polishing (the abrasive was circulated). Polishing was performed by replacing the abrasive with a new one every three batches. The same polishing pad was used from 1 batch to 18 batches.
使用した研磨剤A、Bは、
研磨剤A(凸系研磨剤)=酸化セリウム(平均粒径0.7μm)
研磨剤B(凹系研磨剤)=酸化セリウム(平均粒径1μm)
で、研磨液は、研磨剤A+水、研磨剤B+水
とし、
使用した研磨パッドは、軟質ポリシャ(スウェードタイプ)とした。
上述の平均粒径は、光回折法により測定した値である。
また、研磨定盤(上下定盤)の定盤精度は、5μm以下のものを使用し、研磨時の加工荷重は、加工荷重:50〜150g/cm2とした。
なお、1バッチごと12枚のガラス基板の平坦度を測定し、12枚のガラス基板の平坦度の平均値を、そのバッチの平坦度とした。そのときにおける、18バッチの平坦度の推移を図3に示す(平坦度は、平坦度測定機(トロッペル社製FM200)で測定した。(以下の比較例同じ。))。
図3に示すように、18バッチ連続して研磨した場合に得られるガラス基板の平坦度は、ほとんどの基板形状が凹形状であり、約0.5μmから1.5μmで、絶対値で1.5μm未満に抑えることできた。
The used abrasives A and B are
Abrasive A (convex abrasive) = cerium oxide (average particle size 0.7 μm)
Abrasive B (concave abrasive) = cerium oxide (
The polishing liquid is abrasive A + water, abrasive B + water,
The used polishing pad was a soft polisher (suede type).
The above-mentioned average particle diameter is a value measured by a light diffraction method.
Moreover, the surface plate accuracy of the polishing surface plate (upper and lower surface plates) was 5 μm or less, and the processing load during polishing was a processing load: 50 to 150 g / cm 2 .
In addition, the flatness of 12 glass substrates per batch was measured, and the average value of the flatness of 12 glass substrates was defined as the flatness of the batch. The transition of the flatness of 18 batches at that time is shown in FIG. 3 (the flatness was measured with a flatness measuring machine (FM200 manufactured by Tropel) (the same applies to the following comparative examples)).
As shown in FIG. 3, the flatness of the glass substrate obtained when 18 batches are polished continuously is almost concave from about 0.5 μm to 1.5 μm, and the absolute value is 1. It could be suppressed to less than 5 μm.
つぎに、上述の両面研磨によって得られたガラス基板(216枚)を使用し、以下の条件下で超精密研磨を実施した。超精密研磨における研磨機は、上述と同様の両面研磨機を使用した。
研磨液:コロイダルシリカ(平均粒径70nm)+水
研磨パッド:超軟質ポリシャ(スウェードタイプ)
加工荷重:50〜100g/cm2
実施例216枚のガラス基板の平坦度を測定したところ、平坦度0.5μm以下のガラス基板が全体の72%、平坦度1μm以下のガラス基板が96%と良好な結果が得られた。
Next, the glass substrate (216 sheets) obtained by the above-mentioned double-side polishing was used, and ultraprecision polishing was performed under the following conditions. As the polishing machine for ultra-precision polishing, the same double-side polishing machine as described above was used.
Polishing liquid: Colloidal silica (average particle size 70 nm) + water Polishing pad: Super soft polisher (suede type)
Processing load: 50-100 g / cm 2
Example 216 When the flatness of 216 glass substrates was measured, 72% of the glass substrates having a flatness of 0.5 μm or less were obtained, and 96% of the glass substrates having a flatness of 1 μm or less were obtained.
<比較例1、2>
上述の実施例1において用いた研磨剤A、Bの使い分けを行わず、それぞれの研磨剤A(比較例1)、研磨剤B(比較例2)のみを使用(3バッチごとに新品に交換)して18バッチ連続して研磨を行った以外は、実施例1と同様にしてガラス基板を作成した。 精密研磨を18バッチ連続して行った場合の、平坦度の推移を図3に示す。図3に示すように、研磨剤Aを使用した場合、平坦度としては約0.4μmから約1.1μmで、絶対値で1.2μm未満に抑えられ実施例1と比べて良好であったが、基板の表面形状として比較的凸形状のものが多い結果となった。一方、研磨剤Bを使用した場合、平坦度としては約0.4μmから約1.7μmで、実施例1と比べて平坦度がばらついた。なお、基板の表面形状としては、比較的凹形状のものが多い結果となった。
また、実施例1と同様に、超精密研磨を終えた後に、比較例1、2で研磨した216枚のガラス基板の平坦度を測定したところ、比較例1の場合では、平坦度0.5μm以下のガラス基板が全体の21%、平坦度1μm以下のガラス基板は53%であった。また、比較例2の場合は、平坦度0.5μm以下のガラス基板は48%、平坦度1μm以下のガラス基板は82%であった。
<Comparative Examples 1 and 2>
The abrasives A and B used in Example 1 above are not used properly, and only the abrasive A (Comparative Example 1) and the abrasive B (Comparative Example 2) are used (replaced with new ones every 3 batches). Then, a glass substrate was prepared in the same manner as in Example 1 except that 18 batches were polished continuously. FIG. 3 shows the change in flatness when 18 batches of precision polishing were performed continuously. As shown in FIG. 3, when the abrasive A was used, the flatness was about 0.4 μm to about 1.1 μm, and the absolute value was suppressed to less than 1.2 μm, which was better than that of Example 1. However, there were many cases where the surface shape of the substrate was relatively convex. On the other hand, when the abrasive B was used, the flatness was about 0.4 μm to about 1.7 μm, and the flatness varied compared to Example 1. In addition, as a surface shape of a board | substrate, there were many results with a comparatively concave shape.
Further, as in Example 1, after finishing the ultraprecision polishing, the flatness of 216 glass substrates polished in Comparative Examples 1 and 2 was measured. In the case of Comparative Example 1, the flatness was 0.5 μm. The following glass substrates accounted for 21% of the total, and glass substrates with a flatness of 1 μm or less accounted for 53%. In Comparative Example 2, the glass substrate having a flatness of 0.5 μm or less was 48%, and the glass substrate having a flatness of 1 μm or less was 82%.
このように、凸系研磨剤と凹系研磨剤を使い分けることにより、特に、研磨パッドの経時変化と合わせて使い分けることによって、安定して高い平坦度を有するガラス基板を得ることが判明した。 As described above, it has been found that by properly using the convex abrasive and the concave abrasive, particularly by properly using them together with the change over time of the polishing pad, it is possible to stably obtain a glass substrate having high flatness.
<実施例2、3>
つぎに、上述の実施例1において、研磨剤Bの比表面積を2〜15m2/g(実施例2)、研磨剤Bの比表面積をさらに4〜12m2/gの範囲に調整された研磨剤を使用した以外は、実施例1と同様にして研磨を行った後、上述の超精密研磨を行ってガラス基板を得た。
その結果、実施例2の場合、平坦度0.5μm以下のガラス基板が全体の75%、平坦度1μm以下のガラス基板が98%となり、また、実施例3の場合、平坦度0.5μm以下のガラス基板が全体の80%、平坦度1μm以下のガラス基板が98%となり、実施例1と比べてさらに良好な結果が得られた。このように、凹系研磨剤(研磨剤B)の比表面積をある範囲に抑えることによって、平坦度0.5μm以下のガラス基板の割合が特に多くなることが確認された。
<Examples 2 and 3>
Next, in Example 1 described above, the specific surface area of the abrasive B was adjusted to 2 to 15 m 2 / g (Example 2), and the specific surface area of the abrasive B was further adjusted to the range of 4 to 12 m 2 / g. Except having used the agent, after grind | polishing similarly to Example 1, the above-mentioned superprecision grinding | polishing was performed and the glass substrate was obtained.
As a result, in the case of Example 2, the glass substrate having a flatness of 0.5 μm or less is 75% of the whole, and the glass substrate having a flatness of 1 μm or less is 98%. In the case of Example 3, the flatness is 0.5 μm or less. The glass substrate was 80% of the total, and the glass substrate having a flatness of 1 μm or less was 98%. Thus, even better results were obtained than in Example 1. Thus, it was confirmed that the ratio of the glass substrate having a flatness of 0.5 μm or less is particularly increased by suppressing the specific surface area of the concave abrasive (abrasive B) to a certain range.
<実施例4、5>
つぎに、上述の実施例1において、研磨剤A、Bを研磨剤C、D(実施例4)、研磨剤E、F(実施例5)に変更した以外は、実施例1と同様にして研磨を行った後、上述の超精密研磨を行ってガラス基板を得た。
研磨剤C(凸系研磨剤)=酸化セリウム(平均粒径0.9μm)
研磨剤D(凹系研磨剤)=酸化セリウム(平均粒径3μm)
研磨剤E(凸系研磨剤)=酸化セリウム(平均粒径0.3μm)
研磨剤F(凹系研磨剤)=酸化セリウム(平均粒径0.5μm)
その結果、実施例4においては、平坦度0.5μm以下のガラス基板が全体の70%、平坦度1μm以下のガラス基板が90%となり、実施例5においては、平坦度0.5μm以下のガラス基板が全体の75%、平坦度1μm以下のガラス基板が全体の97%となった。
なお、上述の実施例において、凸系研磨剤としては、超精密研磨工程で使用する研磨剤よりも平均粒径が大きく、下限値として0.03μm程度まで本発明の効果を確認することができた。
<Examples 4 and 5>
Next, in Example 1 described above, abrasives A and B were changed to abrasives C and D (Example 4) and abrasives E and F (Example 5) in the same manner as in Example 1. After polishing, the above-described ultraprecision polishing was performed to obtain a glass substrate.
Abrasive C (convex abrasive) = cerium oxide (average particle size 0.9 μm)
Abrasive D (concave abrasive) = cerium oxide (
Abrasive E (convex abrasive) = cerium oxide (average particle size 0.3 μm)
Abrasive F (concave abrasive) = cerium oxide (average particle size 0.5 μm)
As a result, in Example 4, the glass substrate having a flatness of 0.5 μm or less is 70% of the whole, and the glass substrate having a flatness of 1 μm or less is 90%. In Example 5, the glass having a flatness of 0.5 μm or less is used. The substrate was 75% of the whole, and the glass substrate having a flatness of 1 μm or less was 97% of the whole.
In the above examples, the convex abrasive has an average particle size larger than that of the abrasive used in the ultraprecision polishing step, and the effect of the present invention can be confirmed up to about 0.03 μm as the lower limit. It was.
W ワーク
10 下定盤
20 上定盤
30 太陽歯車
40 内歯歯車
50 キャリア
60 研磨剤供給手段
W Work 10 Lower surface plate 20 Upper surface plate 30
Claims (6)
前記ワーク保持手段にマスクブランクス用基板を保持して一度に研磨することができる前記基板の単位を一バッチとし、この一バッチの研磨終了後、前記基板とは別の基板の研磨を複数バッチにわたって研磨を行い複数枚のマスクブランクス用基板を製造するマスクブランクス用基板の製造方法であって、
前記研磨剤として、研磨剤の平均粒径が0.5〜3μmの凹系研磨剤と、研磨剤の平均粒径が0.03〜0.9μmの凸系研磨剤とを、一バッチまたは複数バッチごとに使い分けて用いることを特徴とするマスクブランクス用基板の製造方法。 A polishing surface plate having a polishing pad affixed to the surface; and a work holding means for holding a mask blank substrate placed on the polishing surface plate, on the polishing pad side held by the work holding means. A mask blank for manufacturing a mask blank substrate through a polishing process in which a polishing agent is supplied to the surface of the mask blank substrate and the surface of the mask blank substrate is polished by relative movement of the mask blank substrate and the polishing pad. A method for manufacturing a substrate for an automobile, comprising:
A unit of the substrate that can be polished at a time by holding the mask blank substrate on the work holding means is one batch, and after the completion of this one batch polishing, polishing of a substrate different from the substrate is performed over a plurality of batches. A method for manufacturing a mask blanks substrate for polishing and manufacturing a plurality of mask blanks substrates,
As the abrasive, one batch or a plurality of concave abrasives with an average particle diameter of 0.5 to 3 μm and convex abrasives with an average particle diameter of 0.03 to 0.9 μm. A method for producing a mask blank substrate, which is used separately for each batch.
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