(57)【要約】【課題】ハンドリング治具により基板端部を把持し移送して装置内に載置した際に、装置内の載置面と基板端面とが点接触することがなく、基板端面側における欠陥の発生を防止すること。【解決手段】少なくとも主表面と端面２とを有するフォトマスク用基板１であって、前記端面は、基板厚さ方向の断面は凸形状であり、前記凸形状の頂点は、基板幅方向の一端側では基板厚さ方向上側に位置し、基板幅方向の他端側では基板厚さ方向下側に位置する。【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、基板厚さ方向の断面は凸形状であり、
前記凸形状の頂点は、基板幅方向の一端側では基板厚さ方向上側に位置し、基板幅方向の他端側では基板厚さ方向下側に位置することを特徴とするフォトマスク用基板。
【請求項２】
前記端面の平面度は、１μｍ以上３μｍ以下であ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】
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または請求項２に記載されたフォトマスク用基板。
【請求項４】
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、一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、基板幅方向の一端側では前記研磨パッドが基板厚み方向の上側から下側へ順に接触し、他端側では前記研磨パッドが基板厚み方向の下側から上側へ順に接触するよう制御することを特徴とする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、例えばハンドリング操作時の基板端面の破損を防止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５０ｎｍ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】
前記研磨加工において、基板の主表面に対しては平坦化（鏡面化）し、洗浄後、その表面に反射膜を蒸着することが行なわれる。
一方、基板端面においても、特許文献１に開示されるように切削加工により生じた凹凸や微細な裂溝に捕捉された研磨粒子等が起因するピンホール等の欠陥の発生を抑制するため、基板端面に対し鏡面研磨加工を施すことが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２５７１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のように基板端面を研磨することにより、基板端面からの発塵に起因する欠陥の発生を抑制することができる。一方、基板端面を鏡面化した場合、端面は平滑化するが、必ずしも平坦になるとは限らない。この基板端面における平坦度の程度によっては、フォトマスク用基板の品質に大きな影響を及ぼすことがあった。
【０００８】
基板端面が山なりの凸部を有する場合、例えば、図示しないハンドリング装置により基板を移動し、図６（ａ）、（ｂ）に示すような自動搬送装置に基板を立てた状態で載置すると、基板の底部端面にクラックなどの欠陥が生じやすいという課題があった。
図６（ａ）は、複数の基板６０を立てた状態で保持可能な自動搬送装置の平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の自動搬送装置の正面図である。
図示する自動搬送装置５０は、板状の基板搬送台５１の左右両端に立設された一対の支持板５２、５３を有する。図６（ｂ）に示すように、対向する前記支持板５２、５３の内側面には、縦方向に延びる支持溝５２ａ、５３ａが、図６（ａ）に示すように並列に複数組形成されている。前記支持溝５２ａ、５３ａは、基板６０の左右端部を緩く狭持できるように基板厚さよりも幅広に形成されている。
【０００９】
この自動搬送装置５０に基板６０を保持させる際には、図６（ｂ）に示すように上方から前記支持板５２、５３の支持溝５２ａ、５３ａに基板６０の左右端部を挿入し、基板６０の底部端面が基板搬送台５１に着地するところで基板６０が保持された状態となる。
【００１０】
ここで、基板６０の底部端面が凸部を有する場合、該凸部が前記基板搬送台５１に当たり（点接触の状態となり）、その接触部に欠陥が生じやすい。このような欠陥が生じると、欠陥部からの発塵、欠け、割れといったリスクが高くなる。特に大型で薄い脆性材料からなるフォトマスク用基板にあっては、その品質に重大な影響を及ぼすという課題があった。
【００１１】
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、ハンドリング治具により基板端部を把持し移送して装置内に載置した際に、装置内の載置面と基板端面とが点接触することがなく、基板端面側における欠陥の発生を防止することができる高品質の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】
【００１２】
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、基板厚さ方向の断面は凸形状であり、前記凸形状の頂点は、基板幅方向の一端側では基板厚さ方向上側に位置し、基板幅方向の他端側では基板厚さ方向下側に位置することに特徴を有する。尚、前記端面の平面度は、１μｍ以上３μｍ以下であることが望ましい。また、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。
【００１３】
このように本発明のフォトマスク用基板にあっては、切削加工後に基板端面に対し研磨処理を行い、基板端面の幅方向の一端から他端までが厚さ方向に平坦では無く捻れを持った状態となされる。これにより、ハンドリング治具により基板端部を把持し移送して装置内に載置した際に、当該載置面が基板端面に対し点接触することがなく、基板端面における応力の集中を抑制して破損を防止し、高品質のフォトマスク用基板を得ることができる。
【００１４】
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、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、一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、基板幅方向の一端側では前記研磨パッドが基板厚み方向の上側から下側へ順に接触し、他端側では前記研磨パッドが基板厚み方向の下側から上側へ順に接触するよう制御することに特徴を有する。このような製造方法によれば、前記した本発明に係るフォトマスク用基板を得ることができ、また、その効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、フォトマスク用のガラス基板において、ハンドリング治具により基板端部を把持し移送して装置内に載置した際に、装置内の載置面と基板端面とが点接触することがなく、基板端面側における欠陥の発生を防止することができる高品質の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】
【００１６】
【図１】図１は、本発明のフォトマスク用基板の一端部を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、図１の基板端面の中央部断面を拡大した図であり、図２（ｂ）は、図１の基板端面の左右一端側の断面を拡大した図であり、図２（ｃ）は、図１の基板端面の左右他端側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（ａ）は、基板搬送装置を模式的に示す平面図であり、図６（ｂ）は、その正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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一端部を模式的に示す斜視図である。図２（ａ）は、図１の基板端面の中央部断面を拡大した図であり、図２（ｂ）は、図１の基板端面の左右一端側の断面を拡大した図であり、図２（ｃ）は、図１の基板端面の左右他端側の断面を拡大した図である。
【００１８】
本発明の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、或いはＬＣＤ用のフォトマスク基板として用いられるものであり、その用途によって大きさが異なる。例えばＩＣフォトマスク用基板の場合には、その一辺の長さＬが例えば１５２ｍｍ、厚さＤが例えば６．３ｍｍの合成シリカガラスにより形成される。また、ＬＣＤフォトマスク用基板の場合には、その一辺の長さＬが例えば８５０ｍｍ（直交する他辺の長さＬは例えば１２００ｍｍ）、厚さＤが例えば１０ｍｍの合成シリカガラスにより形成される。
【００１９】
図１に示す基板一端面２において、幅Ｌ方向の中心をＬｍで示し、厚さＤ方向の中心をＤｍで示す。また、幅Ｌ方向の左右一端（図１において左側）をＬ１で示し他端（図１において右側）をＬ２で示す。また、図２（ａ）に示すように基板一端面２における幅Ｌ方向の中心Ｌｍにあっては、厚さ方向中心Ｄｍ（の位置２ａ）を中心として上下対称に緩やかな傾斜を持つ凸形状に形成されている。傾斜の高低差は例えば３μｍである（平面度３μｍ以下）。
【００２０】
また、図２（ｂ）に示すように基板一端部における幅Ｌ方向の左右一端Ｌ１にあっては、基板厚さＤ方向の中心Ｄｍよりも上方位置２ｂにおいて凸形状の頂点が位置する（最も出っ張りが大きい）状態になされている。傾斜の高低差は例えば３μｍである（平面度３μｍ以下）。
【００２１】
また、図２（ｃ）に示すように基板一端面２における幅Ｌ方向の左右他端Ｌ２にあっては、基板Ｄ厚さ方向の中心Ｄｍよりも下方位置２ｃにおいて凸形状の頂点が位置する（最も出っ張りが大きい）状態となされている。傾斜の高低差は例えば３μｍである（平面度３μｍ以下）。
【００２２】
このように基板幅Ｌ方向の一端Ｌ１から他端Ｌ２まで、厚さ方向で凸形状の頂点の位置が上下反対の位置になるように端面形状が徐々に変化している。即ち、基板一端面２においては、平坦ではなく、捻れを持った状態に形成されている。
尚、図示しないが、他の３つの基板端面２も同様に捻れを持った状態に形成されている。
【００２３】
このように基板端面２が幅Ｌ方向に沿って捻れた状態に形成されることにより、フォトマスク用基板１を立てた状態で、各種装置の基板載置面に載置する際、該基板載置面と基板１の下部端面２との間で、特定の箇所での点接触が回避され、局所的な荷重による基板端面２の破損を防止することができる。
【００２４】
尚、従来は、図２（ａ）でいえば、基板端面２において符号２ａで示される凸部が、幅Ｌ方向に亘って略一直線上に形成されていた。そのため、この直線上で最も高い箇所（凸部）が、フォトマスク用基板１を自動搬送装置等に投入する毎に、装置側の基板載置面と常に接触していた。そのため、数回の出し入れで基板１の該接触箇所が破損するという問題があった。
【００２５】
これに対して本発明では、幅Ｌ方向に沿って捻れた状態、言い換えると、３つの凸部（図２では２ａ，２ｂ，２ｃ）は、フォトマスク用基板１の長辺と略平行な一直線上には存在せず、基板端面２の一平面内で分散して存在している。すなわち、３つの凸部は、捻じれた一曲線上に位置しているともいえる。
【００２６】
このため、フォトマスク用基板１を自動搬送装置等に投入する毎に、前記異なる３つの凸部で装置側の基板載置面に接触する機会が増え、特定の凸部のみが連続して当たることがなくなり、該特定の凸部の破損リスクが大幅に低減される。
【００２７】
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、或いはラップ加工し、所定の板形状（例えば１５２ｍｍ角、厚さ６．６ｍｍ）とする（図３のステップＳ１）。
【００２８】
次に基板側面の研磨を行うが、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５に示すように研磨パッド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４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３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。
【００２９】
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３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２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（図３のステップＳ２）。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Ｌ方向中心Ｌｍが位置するように制御される。例えば、図５に破線で示す押し当て位置Ｔの位置に基板端面２の押し当てが例えば６０秒間なされる。尚、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。
【００３０】
この研磨加工により、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示したような形状の基板端面を得ることができる。即ち、基板端面の位置Ｌ１では、縦一方向に回転する研磨パッド５が下側から上側に順に接触することになり、接触時の速度が速い端面２下部の研磨量が大きくなる。
【００３１】
一方、反対側の位置Ｌ２では、縦一方向に回転する研磨パッド５が上側から下側に順に接触することになり、接触時の速度が速い端面２上部の研磨量が多くなる。また、端面中央の位置Ｌｍ付近では左右いずれかの方向（図５の例では基板端面２に向かって右から左の方向）に研磨パッド５が接触するため、厚さ方向での研磨量の差異は小さいものとなる。尚、この研磨工程による基板端面の研磨量は、押し当て力と時間とにより端面全体の平坦度が１μｍ以上３μｍ以下となるよう制御することが望ましい。
尚、基板の他の３つの端面２についても同様の研磨加工を実施する。
【００３２】
次に図示しない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、相対的に回転する基板上下面に押し当て、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Ｓ３）。
【００３３】
研磨加工終了後、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Ｓ４）。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Ｓ５）。
【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２に対し研磨処理を行い、基板端面２の幅Ｌ方向の一端Ｌ１から他端Ｌ２までが厚さＤ方向に平坦では無く捻れを持った状態となされる。これにより、フォトマスク用基板１を立てた状態で各種装置の基板載置面に載置する際、基板１の底部端面２が装置側の基板載置面に特定の１点のみで接触することがなく、基板端面２における応力の集中を抑制して破損を防止し、高品質のフォトマスク用基板を製造することができる。
【００３５】
尚、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】
【００３６】
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、ＬＳＩフォトマスク用基板１５２ｍｍ角、厚さ６．６ｍｍ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。
【００３７】
一つの端面に対し、研磨パッドの回転方向を一方向として、基板の上下を反転させることなく研磨加工を６０秒間実施した（研磨パッドに基板端面を当てる位置は図５に従った）。これにより基板端面において幅方向一端では基板厚さ方向の上部が多く研磨され、他端では基板厚さ方向の下部が多く研磨された。平面度は１μｍ以上３μｍ以下であった。
この基板を作業者による保持治具のハンドリングにより自動搬送装置への投入を２００回実施した。その結果、１回（０．５％）のみ、基板端面に欠陥の発生が認められた。
【００３８】
＜比較例１＞
比較例１では、ＬＳＩフォトマスク用基板１５２ｍｍ角、厚さ６．６ｍｍ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。
【００３９】
一つの端面に対し、研磨パッドの回転方向が二方向と、基板の上下の反転との組み合わせで、計４回の研磨加工をそれぞれ１５秒間実施した（研磨パッドに基板端面を当てる位置は図５に従った）。これにより基板端面において厚み方向では平面度が１μｍ以上３μｍ以下の一様な凸形状となった。
この基板を作業者による保持治具のハンドリングにより自動搬送装置への投入を２００回実施した。その結果、３回（１．５％）において、基板端面に欠陥の発生が認められた。
【００４０】
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】
【００４１】
１    フォトマスク用基板
２    基板端面
３    基板搬送ロボット
４    回転軸
５    研磨パッド
６    定盤
【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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