(57)【要約】【課題】フォトマスク用のガラス基板において、基板の表裏識別のための基板マークを形成することなく基板の表裏識別を可能とし、基板の平坦性に悪影響を与えることのないフォトマスク用基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも表裏の主表面２Ａ、２Ｂと端面３とを有するフォトマスク用基板１であって、前記端面は、一方の主表面側２Ａから他方の主表面側２Ｂに向かって傾斜し、前記一方の主表面に対する傾斜角が８９．５７°以上９０°未満であり、且つ該端面の線の算術平均高さＲａが０．０３μｍ以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表裏の主表面と端面とを有するフォトマスク用基板であって、
前記端面は、一方の主表面側から他方の主表面側に向かって傾斜し、前記一方の主表面に対する傾斜角が８９．７５°以上９０°未満であり、
且つ該端面の線の算術平均高さＲａが０．０３μｍ以下であることを特徴とするフォトマスク用基板。
【請求項２】
シリカガラスにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載されたフォトマスク用基板。
【請求項３】
少なくとも表裏の主表面と端面とを有するフォトマスク用基板の製造方法であって、
所定の板形状に切削加工されたシリカガラス基板の端面を、二方向に回転する研磨パッドに押し当てて研磨する工程を含み、
前記シリカガラス基板の端面を研磨する工程において、
前記端面が、一方の主表面側から他方の主表面側に向かって傾斜し、前記一方の主表面に対する傾斜角が８９．５７°以上９０°未満であり、
且つ該端面の線の算術平均高さＲａを０．０３μｍ以下とすることを特徴とするフォトマスク用基板の製造方法。
【請求項４】
前記シリカガラス基板の端面を研磨する工程において、
前記基板を表裏反転させず、且つ前記基板の端面の上部を、前記端面の下部よりも前記研磨パッドの径方向内側に接触させて研磨を行うことを特徴とする請求項３に記載されたフォトマスク用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスク用基板及びその製造方法に関し、基板端面の形状を工夫することにより、基板の表裏の識別を可能とするフォトマスク用基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成シリカガラスは、低熱膨張性と光透過性に優れていることから、ＩＣやＬＣＤのフォトリソグラフィ用のフォトマスク基板として使われている。
半導体集積回路の高集積化を目指し、フォトリソグラフィ技術には、年々短い波長が採用される傾向にあり、光源として例えばＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）が使用されている（ＡｒＦ−Ｄｒｙ）。
【０００３】
この光源を使ったフォトリソグラフィは、レンズとウエハの間に液体を浸漬して適用するＡｒＦ液浸技術（ＡｒＦ−Ｗｅｔ）により、解像度が高くなる（試算では５５ｎｍ）ことから、次世代のフォトリソグラフィの光源とされているＦ2エキシマレーザ（波長１５７ｎｍ）のノード幅６５ｎｍに代わる技術として実用されている。
このＡｒＦ−Ｗｅｔでは、それを透過する光の偏光性の乱れを少なく抑える低複屈折という性質が、フォトマスクに要求される。
【０００４】
フォトマスク用合成シリカガラス基板の製造方法としては、一般的に、合成シリカガラスのブロックを徐冷点以上の温度で一定時間保持した後、歪点以下まで温度を徐々に下げていくアニール処理を施し、熱残留応力を低減した後、スライス、面取り、研磨加工を施す方法が知られている。
【０００５】
ところで、前記フォトマスク用基板では、基板の種類や基板の表裏を識別できるようにするため、矩形のガラス基板のコーナー部において、主表面を斜断面状に切り落として形成された基板マーク（或いはノッチマークとも呼ぶ）が利用されている。
しかしながら、前記基板マークを設けた場合、基板端部に縁ダレや隆起が発生するという課題があった。
【０００６】
この縁ダレ及び隆起の課題について図面を用いて説明する。図８（ａ）は、基板両面の研磨工程における研磨開始時の基板端部の拡大断面図であり、図８（ｂ）は、研磨終了時の基板端部の拡大断面図である。
図８（ａ）において、基板５０は、両面研磨装置に設けられた対向する一対の研磨パッド５１に挟まれている。研磨パッド５１は、例えばコロイダルシリカを含む研磨液が供給され、上下方向からの圧力を基板５０の上下面に対し与えている。この研磨パッド５１としては、例えば超軟質ポリシャ（スウェードタイプ）が用いられる。
【０００７】
研磨パッド５１に挟まれた基板５０は、図示しないキャリアに保持された状態で公転及び自転し、主表面５０Ａ、５０Ｂに対して同時に研磨作業が行われる。
このとき、主表面５０Ｂが、下側の研磨パッド５１を押圧することによって、境界６０より外側であって、研磨パッド５１の基板５０によって押圧されていない領域である基板マーク５０Ｃの下方に、破線で示す研磨パッド５１からなる凸部５１Ａが発生する。
【０００８】
また、基板５０は、その状態で交点及び自転するので、応力が集中している境界６０が、凸部５１Ａと接触し、境界６０が凸部５１Ａを乗り越えようとする状態で研磨される。そのため、主表面５０Ｂの境界６０の近傍は、主表面５０Ｂの他の領域よりも優先的に研磨される状態となる。
【０００９】
所定時間だけ研磨された基板５０は、図８（ｂ）に示すように基板マーク５０Ｃの形成された主表面５０Ｂ側の基板マーク５０Ｃ近傍において大きく縁ダレ６１が形成される。
一方、前記縁ダレ６１が形成される領域に対応する反対側の主表面５０Ａの縁部にあっては、逆に隆起部６２が形成されてしまう。
【００１０】
前記のように縁ダレや隆起が形成されるという課題に対し、特許文献１にあっては、基板マークである斜断面の角度、及び主表面から斜断面を形成する際の位置を規定することによって、縁ダレ及び隆起の発生を最小限に留めるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１６−１７７３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に開示された発明のように基板マークとして、コーナー部に遮断面を形成する場合、斜断面を形成するための専用の装置及び工程が必要になるため、製造にかかるコストが高くなり、製造効率が悪いという課題があった。
また、特許文献１に記載されるように基板マークとして、コーナー部に遮断面を形成する場合、前記縁ダレ及び隆起の発生を完全に抑制することはできないため、基板の平坦性に悪影響を与える虞があった。
【００１３】
本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、フォトマスク用のガラス基板において、基板の表裏識別のための基板マークを形成することなく基板の表裏識別を可能とし、基板の平坦性に悪影響を与えることのないフォトマスク用基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するためになされた本発明にかかるフォトマスク用基板は、少なくとも表裏の主表面と端面とを有するフォトマスク用基板であって、前記端面は、一方の主表面側から他方の主表面側に向かって傾斜し、前記一方の主表面に対する傾斜角が８９．５７°以上９０°未満であり、且つ該端面の線の算術平均高さＲａが０．０３μｍ以下であることに特徴を有する。
尚、前記フォトマスク用基板は、シリカガラスにより形成されていることが望ましい。
このような構成によれば、基板端面が基板表側の主表面から基板裏側の主表面に向かって外方向に傾斜しているため、基板の表裏識別が可能となり、従来は表裏識別のために形成していた基板マークが不要となる。したがって、従来の基板マークを形成するための装置や工程が不要となり、従来よりもかかるコストを低減することができる。
また、主表面から一部を切り取るような斜断面（基板マーク）を形成しないため、主表面を研磨する際に、基板の平坦性への悪影響を防止することができる。
【００１５】
また、前記した課題を解決するために本発明に係るフォトマスク用基板の製造方法は、少なくとも表裏の主表面と端面とを有するフォトマスク用基板の製造方法であって、所定の板形状に切削加工されたシリカガラス基板の端面を、二方向に回転する研磨パッドに押し当てて研磨する工程を含み、前記シリカガラス基板の端面を研磨する工程において、前記端面が、一方の主表面側から他方の主表面側に向かって傾斜し、前記一方の主表面に対する傾斜角が８９．５７°以上９０°未満であり、且つ該端面の線の算術平均高さＲａを０．０３μｍ以下とすることに特徴を有する。
尚、前記シリカガラス基板の端面を研磨する工程において、前記基板を表裏反転させず、且つ前記基板の端面の上部を、前記端面の下部よりも前記研磨パッドの径方向内側に接触させて研磨を行うことが望ましい。
このような製造方法によれば、基板端面が基板表側の主表面から基板裏側の主表面に向かって外方向に傾斜したフォトマスク用基板を製造することができる。
このフォトマスク用基板を製造することにより、従来は表裏識別のために形成していた基板マークが不要となる。したがって、従来の基板マークを形成するための装置や工程が不要となり、従来よりもかかるコストを低減することができる。
また、主表面から一部を切り取るような斜断面（基板マーク）を形成しないため、主表面を研磨する際に、基板の平坦性への悪影響を防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フォトマスク用のガラス基板において、基板の表裏識別のための基板マークを形成することなく基板の表裏識別を可能とし、基板の平坦性に悪影響を与えることのないフォトマスク用基板及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明のフォトマスク用基板の全体を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の基板端面の断面を拡大した図である。
【図３】図３は、本発明のフォトマスク用基板の製造方法の流れを示すフローである。
【図４】図４は、本発明のフォトマスク用基板を製造する際に使用する研磨装置の構成を示す模式図である。
【図５】図５は、図４の研磨装置に使用する研磨パッドの正面図である。
【図６】図６は、本発明のフォトマスク用基板の端面形状の変形例を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明のフォトマスク用基板の端面形状の他の変形例を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）は、従来のフォトマスク用基板において基板マークを設けた場合の課題を説明するための基板端部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るフォトマスク用基板及びその製造方法の一実施形態を、図面を参照し説明する。図１は、本発明のフォトマスク用基板の全体を模式的に示す斜視図である。図２は、図１の基板端面の断面を拡大した図である。
【００１９】
図１に示すフォトマスク用基板１は、例えばＩＣ用のフォトマスク基板として用いられるものであり、その一辺の長さが例えば１５２ｍｍ、厚さが例えば５ｍｍの合成シリカガラスにより形成される。
図１においてフォトマスク用基板１は、表裏の主表面２Ａ、２Ｂと、４つの側面である基板端面３と、各端面３と表裏の主表面２Ａ、２Ｂとの境界にそれぞれ形成された面取り部４とを有する。
本実施の形態において、表裏の主表面２Ａ、２Ｂのうち、裏側（下側）の主表面２Ｂが、マスクパターンを有する薄膜の形成面となる。
【００２０】
図２に示すように、基板端面３は基板表側の主表面２Ａから基板裏側の主表面２Ｂに向かって外方向に傾斜している。具体的には、図２の基板端部の断面に示すように、端面３の傾斜角θが主表面２Ａに対し８９．５７°以上９０°未満に形成されている。より好ましくは、傾斜角θは８９．７０°以上８９．８５°未満に形成されている。
【００２１】
これは、前記傾斜角θが８９．５７°未満だと、外寸規格外になるためである。また、前記傾斜角θは８９．７０°以上がより好ましい理由は、測定機で識別する際の測定誤差を考慮したためである。また、前記傾斜角θは８９．８５°未満が好ましい理由は、前記傾斜角θが８９．８５°以上だと、基板表裏の識別が困難になる虞があるためである。また、上記傾斜角θの範囲（８９．５７°以上９０°未満）は、ＬＳＩフォトマスク基板の規格内、即ちフォトマスク用基板１を製品出荷する上で問題のない誤差範囲内の規定範囲である。
【００２２】
このように端面３が傾斜角θで傾斜していることにより、従来のように基板コーナー部に基板マークを形成しなくても基板の表裏識別が可能となる。即ち、基板の表裏識別は、例えば、輪郭形状測定機で傾斜角θを測定することで識別できる。
このようにフォトマスク用基板１によれば、従来のように主表面の一部を切り取るような基板マークが不要であり、コストをかけることなく基板の表裏識別が可能となり、効率よく基板製造を行うことができる。
【００２３】
また、前記基板端面３の表面粗さＲａ（線の算術平均高さ）は、０．０３μｍ以下となされている。これは、表面粗さＲａが０．０３μｍより大きいと、端面から発塵する虞があるためである。
【００２４】
続いて、前記のような端面を有するフォトマスク用基板の製造方法について図３のフローに沿って説明する。
先ず、基板材料としての合成シリカガラスを研削加工、或いは研磨加工し、所定の板形状（例えば１５２ｍｍ角、厚さ５ｍｍ）の基板（シリカガラス基板１と呼ぶ）とする（図３のステップＳ１）。
【００２５】
次に図示しない両面研磨装置において、上下定盤に貼付された研磨パッド（例えばスウェード）に、研磨砥粒として酸化セリウム（平均粒径１μｍ）のスラリーを供給しながら、相対的に回転するシリカガラス基板１の上下面に押し当て、基板上下面を研磨して平坦且つ鏡面化する（図３のステップＳ２）。
【００２６】
次に基板端面の研磨を行うが、ここで基板端面研磨用の装置構成の説明をする。図４は基板端面研磨用の装置構成を模式的に示す側面図、図５は、基板端面を押し当てる研磨パッドの位置を示す研磨パッドの正面図である。
図示するように研磨パッド５（例えばスウェード）は例えば直径３５０ｍｍの円形であって、水平方向に延びる回転軸７によって回転可能な円盤状の定盤６に配置されている。
シリカガラス基板１は、基板搬送ロボット１０によってＸＹ方向に移動可能、即ち上下動かつ研磨パッド５に対し進退移動できるようになっている。
【００２７】
この構成において、例えば図５の矢印の方向に一定の速度（５００ｒｐｍ）で回転する研磨パッド５に対し、基板搬送ロボット１０がシリカガラス基板１を移動させる。これにより基板端面３が研磨パッド５の所定位置に押し当てられ、基板端面２の研磨加工が行われる。基板端面２を押し当てる研磨パッド５の位置は、図５に示すように円盤状の研磨パッド５の中心を通る鉛直軸線ＶＬ上に基板端面２の幅方向中心が位置するように制御される。また、基板１の主表面２Ａ、２Ｂと研磨パッド５の面とは直交する状態が維持されるよう制御される。
【００２８】
具体的には、基板１を上下反転させることなく、図５に破線で示す押し当て位置Ｔ１の位置に基板端面３の押し当てが例えば６０秒間なされる（図３のステップＳ３）。
次いで、基板搬送ロボット１０により基板位置が下降され、押し当て位置Ｔ２の位置に基板端面３の押し当てが同じく例えば６０秒間なされる（図３のステップＳ４）。
さらに、基板搬送ロボット１０により基板位置が下降され、押し当て位置Ｔ３の位置に基板端面３の押し当てが同じく例えば６０秒間なされる（図３のステップＳ５）。
【００２９】
尚、押し当て位置Ｔ１〜Ｔ３の違いは、研磨パッド５の中心位置からの径が異なることであるが、中心位置に最も近い押し当て位置Ｔ１が、研磨パッド５の回転する線速度が最も遅く、外周部に最も近い押し当て位置Ｔ３が、研磨パッド５の回転する線速度が最も速くなる。即ち、単位時間あたりの研磨量は押し当て位置Ｔ１が最も少なく、押し当て位置Ｔ３が最も多くなる。
【００３０】
前記ステップＳ３〜Ｓ５の工程は、必要に応じて複数回繰り返してもよいし、或いはステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５の後、ステップＳ４、Ｓ３の順に研磨を行ってもよい。押し当て位置Ｔ１〜Ｔ３について、一ヶ所のみに押し当てた場合、基板長手方向に対して、基板端面内の研磨量に差が生じるため、基板端面の表面粗さに悪影響を与える可能性がある。よって、図５のように押し当て位置を変化させることが好ましい。
【００３１】
本発明で用いる研磨方法の原理上、基板端面３の上部（主表面２Ａ側）は下部（主表面２Ｂ側）よりも研磨量が多くなる傾向がある。その結果、図２に示したように基板端面３の上部ほど研磨されて、基板端面３は傾斜した状態となされる。具体的には、主表面２Ａに対する基板端面３の傾斜角θが８９．５７°以上９０°未満の範囲内となるよう研磨量が制御される。
ここで、研磨量の制御とは、前記ステップＳ３〜Ｓ５のように押し当て位置Ｔ１〜Ｔ３の選択の順番、研磨時間、押圧力等を規定することによりなされる。
【００３２】
また、前記研磨量の制御により、基板端面３の表面粗さＲａが０．０３μｍ未満の範囲内となされる。
それにより基板端面３は非鏡面化される。即ち、基板端面３が鏡面化されていないことにより端面３からの入射光による主表面側への悪影響を防止し、また、自動搬送の際のセンサによる基板検出が可能となる。また、適度に研磨されていることにより、基板端面からの発塵を防止することができる。この表面粗さＲａの制御も、研磨時間、押圧力等によりなされる。
尚、前記研磨工程において用いる研磨砥粒としては、基板上下面の研磨と同様に酸化セリウム（平均粒径１μｍ）のスラリーを使用することができる。
【００３３】
４つの基板端面３のうち、少なくとも１つの基板端面３について前記研磨加工を実施した後、例えばＫＯＨ含有洗剤（シリカガラス溶解性洗剤）の貯留槽に基板全体を浸漬しスクラブ洗浄を行う（図３のステップＳ６）。
また、希ＨＦ（０．１％）の貯留槽に基板全体を浸漬し、リンス処理を施して、フォトマスク用基板を製造する（図３のステップＳ７）。
【００３４】
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、切削加工後に基板端面３に対し研磨処理を行い、基板端面３が基板表側の主表面２Ａから基板裏側の主表面２Ｂに向かって外方向に傾斜している。
これにより基板の表裏識別が可能となり、従来は表裏識別のために形成していた基板マークが不要となる。したがって、従来の基板マークを形成するための装置や工程が不要となり、従来よりもかかるコストを低減することができる。
また、主表面２Ａ、２Ｂから一部を切り取るような斜断面（基板マーク）を形成しないため、主表面を研磨する際に、基板の平坦性への悪影響を防止することができる。
【００３５】
尚、前記実施の形態においては、図２に示したように基板端面３が面取り面４を除いて直線的に傾斜しているものとしたが、本発明にあっては、その形態に限定されるものではない。
例えば、図６の基板端部の断面図に示すように、下側の主表面２Ｂから厚さ方向の長さｔ２の範囲までは主表面２Ｂに直交するように形成し、それより上方の長さｔ１の範囲でのみ角度θ（８９．５７°以上９０°未満）傾斜するように形成してよい。
【００３６】
或いは、図７の基板端部の断面図に示すように、下側の主表面２Ｂから厚さ方向の長さｔ２の範囲までは断面曲線状に形成し、それより上方の長さｔ１の範囲でのみ角度θ（８９．５７°以上９０°未満）だけ直線状に傾斜するように形成してもよい。
図６、図７のように基板端面３に対し傾斜を設けることによっても、基板の表裏を識別することができる。
【００３７】
また、前記実施の形態においては、図５に破線で示した押し当て位置Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３に対し、基板端面３を順に押し当てて研磨を行うものとしたが、本発明にあっては、その形態に限定されるものではない。
例えば、押し当て位置の数は限定されるものではなく、２つでも、或いは４つ以上であってもよく、いずれの押し当て位置においても基板端面３の上部が研磨パッド５の径方向内側に位置し、基板端面３の下部が研磨パッド５の径方向外側に位置するように制御すればよい。
【００３８】
また、前記実施の形態においては、フォトマスク用基板の製造方法に使用する基板研磨剤として、酸化セリウムを例に示したが、本発明にあっては、それに限らず、コロイダルシリカ、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、またはそれらの混合物を用いてもよい。
また、研磨工程に用いる研磨パッドとしてスウェードパッドを用いるものとしたが、それに限らず発泡ウレタン、不織布のいずれかを用いてもよい。
【実施例】
【００３９】
本発明に係るフォトマスク用基板及び製造方法について、実施例に基づきさらに説明する。
＜実施例１＞
実施例１では、ＩＣフォトマスク用基板１５２ｍｍ角、厚さ５ｍｍの板状素材の端面を加工した。具体的には、基板端面を切削加工し、直径３５０ｍｍの平板状の研磨パッドに酸化セリウムのスラリーを供給しながら基板端面を押し当て、基板端面の研磨加工を行った。
【００４０】
具体的には、前記実施形態に示した製造方法に沿って基板端面に対する研磨を行い、基板端面に傾斜角θの角度を持たせた。基板端面の表面粗さＲａ（線の算術平均高さ）は、０．０３μｍ以下の範囲内となるよう研磨時に制御した。
実施例１では、傾斜角θをパラメータとし、その好ましい範囲について検証した。傾斜角θを８９．５７°以上９０°未満に加工するためには、０．０５４ｍｍの最大研磨量差が必要であり、研磨時間は８１０秒となる。また、傾斜角θを８９．７０°以上８９．８５°未満に加工するためには、０．０１８ｍｍ以上０．０３６ｍｍ以下の最大研磨量が必要であり、研磨時間は２７０秒以上５０秒以下となる。ここで、研磨パッドの回転方向は二方向とし、上記記載の研磨時間は各回転の研磨時間である。
【００４１】
＜実施例２＞
実施例２では、実施例１と同様に基板端面３の研磨を行い、基板端面３に傾斜角θを持たせた。傾斜角θは、８９．５７°以上９０°未満の範囲内となるよう研磨時に制御した。
実施例２では、表面粗さＲａ（線の算術平均高さ）をパラメータとし、その好ましい範囲について検証した。表面粗さＲａを０．０３μｍ以下に研磨するためには、一つの端面に対し、研磨パッドの回転方向を二方向、且つ、基板の上下反転を行い、計４回の研磨をそれぞれ１５秒行うこととで、表面粗さＲａを制御できる。
【００４２】
以上の実施例の結果、本発明による作用効果を確認することができた。
【符号の説明】
【００４３】
１    フォトマスク用基板、シリカガラス基板
２Ａ  主表面
２Ｂ  主表面
３    基板端面
４    面取り部
５    研磨パッド
６    定盤
７    回転軸
１０    基板搬送ロボット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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