(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面外周部にそれぞれテーパ面をなすエッジ部が外周端面の外周縁より１ｍｍ以内の幅で形成された角形基板であって、
分割されたガイドリング内に存する被研磨基板を研磨布に押圧し、基板が削れる程度に応じて、必要箇所のガイドリング断片の研磨布への押圧荷重を調整することによって、基板の外周部の研磨速度を制御しながら回転研磨することにより得られ、
この基板の外周端面の外周縁から内方３ｍｍの箇所より上記エッジ部内周縁までの間の外側領域において上記基板の両面又はいずれか一方の片面の平坦度が０．５μｍ以下であることを特徴とする角形基板。
【請求項２】
上記外側領域の平坦度が０．３μｍ以下である請求項１記載の角形基板。
【請求項３】
上記基板の外周端面の外周縁から内方３ｍｍの箇所より内側領域において上記基板の両面又はいずれか一方の片面の平坦度が０．５μｍ以下である請求項１又は２記載の角形基板。
【請求項４】
上記内側領域の平坦度が０．３μｍ以下である請求項３記載の角形基板。
【請求項５】
角形基板の大きさが１５２ｍｍ×１５２ｍｍである請求項１乃至４のいずれか１項記載の角形基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体に用いられる角形基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ＤＲＡＭの高集積化や微細化の要求は年々高くなっており、チップサイズが大型化してきている。それに伴いホトマスクの露光領域が拡がるため、ホトマスクの外周部まで平坦性の要求が強くなってきている。
【０００３】
例えば、角形基板が１５２ｍｍ×１５２ｍｍ（６インチ）でチップサイズが３０ｍｍの場合、４倍縮小露光でのホトマスクの露光領域は１２０ｍｍとなるが、５倍縮小露光での露光領域は１５０ｍｍまでにも達する。実際、１５０ｍｍまで露光領域として使用されることはないが、露光領域外には、アライメントマークなどが必要となるため、基板の外周部までの平坦度が要求されるようになってきている。
【０００４】
また、基板を検査機などの試料台に置く場合、例えば、図８に示すように基板１を試料台２の上に設置したり、図９に示すようなピン形状の試料台３の上に基板１を設置することがあり、いずれにしても、基板の外周部が試料台の支持個所となる。前述したとおり、露光領域やアライメントマークなどが拡大しているため、試料台に対する支持個所はより外周へと移行している。
【０００５】
そのため、基板の露光領域やアライメントマーク箇所への平坦度の要求とは別に、この外周部も平坦度が要求されるようになってきた。外周部の平坦度が悪い場合、試料台に基板を設置した際、基板の水平が確保されないために検査感度が落ちたり、再現性が得られなかったりするおそれが生じるからである。
【０００６】
また、レジストのスピンコーターでは、例えば図１０に示すようにステージ７の外周部に試料台６があり、これに基板１を載せて回転させ、中心部にレジストを添加することでレジスト塗布する。このとき、基板１がずれないようにステージ７内にある真空吸着孔８より基板１を真空吸着する。この試料台６には、ポリアセタール樹脂などの合成樹脂が使用される。この場合も基板の外周部が試料台の支持箇所となる。基板の外周部の平坦度が悪いと基板を真空吸着する時所定圧まで到達しなかったりするおそれがある。また、基板の外周部の平坦度が悪いと、レジスト塗布面の精度にも影響を及ぼすおそれがある。
【０００７】
一般的な片面研磨機を用いて角形基板の研磨方法について図１を用いて説明すると、研磨布１２が貼られた定盤１１の中心部に砥液１４を砥液供給配管１５により供給する。定盤１１と研磨布１２とからなる研磨定盤１３上に被研磨基板（図では省略）をこれを保持した基板保持ヘッド１６にて押圧し、研磨定盤１３と基板保持ヘッド１６を回転させることで基板の研磨を実施する。
【０００８】
図２は研磨定盤１３と被研磨基板１のみを模式図として示しているが、被研磨基板１は、該基板の中心を軸にして回転し、研磨される。従って、該基板の研磨面の形状は同心円状になる。
【０００９】
しかしながら、被研磨基板１の内接円より外側の外周部（図中斜線部分）１ａは削れ易いため、外周部１ａは過研磨され易い。これは、被研磨基板内での定盤との相対速度差にも起因するが、主な原因は、研磨時に被研磨基板１を研磨布１２に押圧する際、図３のように、押圧荷重により基板１が研磨布１２内に沈むが、沈み込む当初は研磨布１２の弾性力が働くことから、研磨布１２からの摩擦が大きくなり、より外周部１ａが過研磨され易くなることによる。更に、被研磨基板１は角形基板であるため、外周部１ａを研磨する研磨布１２は、被研磨基板１からの押圧とその解放が連続的に発生するため、研磨布１２からの弾性力を受ける機会が多く、外周部１ａが過研磨されるため、外周部１ａの平坦化には難しい問題があった。なお、図３において、矢印の大小は、研磨布１２の弾性による復元力の働きの大小を示す。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、角形基板の平坦化、特には外周部が平坦化された角形基板を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明は、上記目的を達成するため、下記角形基板を提供する。
請求項１：
両面外周部にそれぞれテーパ面をなすエッジ部が外周端面の外周縁より１ｍｍ以内の幅で形成された角形基板であって、
分割されたガイドリング内に存する被研磨基板を研磨布に押圧し、基板が削れる程度に応じて、必要箇所のガイドリング断片の研磨布への押圧荷重を調整することによって、基板の外周部の研磨速度を制御しながら回転研磨することにより得られ、
この基板の外周端面の外周縁から内方３ｍｍの箇所より上記エッジ部内周縁までの間の外側領域において上記基板の両面又はいずれか一方の片面の平坦度が０．５μｍ以下であることを特徴とする角形基板。
請求項２：
上記外側領域の平坦度が０．３μｍ以下である請求項１記載の角形基板。
請求項３：
上記基板の外周端面の外周縁から内方３ｍｍの箇所より内側領域において上記基板の両面又はいずれか一方の片面の平坦度が０．５μｍ以下である請求項１又は２記載の角形基板。
請求項４：
上記内側領域の平坦度が０．３μｍ以下である請求項３記載の角形基板。
請求項５：
角形基板の大きさが１５２ｍｍ×１５２ｍｍである請求項１乃至４のいずれか１項記載の角形基板。
【００１２】
上記のような外側領域が平坦な角形基板は、外周部の過研磨を防止し、外周部の研磨速度を制御することによって得ることができる。
【００１３】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の角形基板は、その形状としては、通常角形であり、正方形、長方形等の四角形状のほか、多角形の基板であってもよい。
【００１４】
本発明の角形基板は、図４に示したように、両面外周部にそれぞれテーパ面をなすエッジ部４が形成されたものである。この場合、このエッジ部４は、外周端面５の外周縁５ａより１ｍｍ以内の幅Ｗ、多くの場合０．２〜０．６ｍｍの幅Ｗで（即ち、外周端面５の外周縁５ａとエッジ部４の内周縁４ａとの間の距離が１ｍｍ以内、特に０．２〜０．６ｍｍにおいて）形成されている。そして、本発明においては、上記外周端面５の外周縁５ａから３ｍｍ内方の箇所Ａと上記エッジ部４の内周縁４ａとの間の外側領域（図中斜線部分）Ｂにおいて上記基板の両面又はいずれか一方の片面、好ましくは両面の平坦度を０．５μｍ以下、特に０．３μｍ以下としたものである。またこの場合、上記箇所Ａより内側の領域Ｃにおいて上記基板の両面又はいずれか一方の片面、好ましくは両面の平坦度を０．５μｍ以下、特に０．３μｍ以下とすることが好ましい。
【００１５】
本発明の角形基板は、このように外側領域が高い平坦度を有するものであるが、かかる本発明の角形基板は、被研磨基板の研磨時に基板外側にあるガイドリングを研磨布に押圧し、かつ、そのガイドリングを分割し、該基板の削れる程度に応じて、分割された前記ガイドリングを任意に押圧力を調整することで研磨速度を制御することによって得られる。
【００１６】
即ち、角形基板の片面研磨は図１に示す方法が採用されるが、この場合、基板保持ヘッド１６は、図５に示したように、円形状、四角形状等の平板状トップリング１７の外周部にガイドリング１８が設けられていると共に、上記トップリング１７の外面中央部に柱体１９が突設され、かつ、この柱体１９及びトップリング１７に流体流通孔２０が穿設された構成とされ、この流体流通孔２０よりガイドリング１８内を真空吸引することで、被研磨基板（角形基板）１がガイドリング１８内に存して、上記トップリング１７の内面（保持面）に吸着保持される。
ここで、基板１はトップリング１７の内面にシリコーンゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリアセタール樹脂、フッ素系樹脂などの弾性体又は合成樹脂２１を介して吸着されている。この弾性体又は合成樹脂２１は、基板１裏面の露光に特に関与しない外周縁部と、基板保持ヘッド１６のトップリング１７内面（保持面）の外周縁部との間に介在させるもので、基板１の研磨時にトップリング１７からの押圧を基板１に伝達する。これにより、基板１の研磨しない側の面（裏面）にキズなどが生じることをなくすことができる。なお、このように基板１の外周縁部に弾性体又は合成樹脂２１を当接し、これを介してトップリング１７により押圧を与えた場合、被研磨基板１の外周部に直接的に押圧が伝達することから、外周部が研磨され易くなるが、かかる場合には、流体流通孔２０から空気や窒素などを用いて加圧することで、被研磨基板１内の研磨荷重を均一にすることができる。即ち、研磨時には基板１を基板保持ヘッド１６により研磨布１２に押圧する目的で、被研磨基板１に荷重をかけることができ、この時に流体流通孔２０より空気や窒素等の加圧用気体を用いて加圧して研磨を実施することもでき、そして、被研磨基板１の位置がずれないように基板保持ヘッド１６にはガイドリング１８が設けられている。なお、ガイドリング１８の材質は特に制限されないが、塩化ビニル樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫなどが用いられる。
【００１７】
ここで、図６に示すようなガイドリング１８は、被研磨基板１の対角線を直径とする円を包含する大きさのものを用いることにより、研磨時に該基板１の外周部からの弾性力を一定にすることで、ある程度過研磨は防止できるが、相対速度差等の関係上、該基板１の外周部が削れ易い傾向があり、不十分である。
【００１８】
その解決方法として、本発明の実施には、基板１を研磨布１２に押圧して研磨する際、同時にガイドリング１８の先端面も研磨布１２に当接、押圧し、これを研磨するものであるが、この場合、図７に示すように、ガイドリング１８を分割し、被研磨基板１の角部分を有する断片▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼と各辺の中央部分を有する断片▲１▼▲３▼▲５▼▲７▼の８箇所に分割し、研磨中に必要箇所の押圧荷重を調整することで外周部の研磨速度を制御することが可能である。
【００１９】
即ち、ガイドリング１８の押圧荷重が被研磨基板１に対する荷重より小さい場合は、研磨布１２の沈み込みが被研磨基板１に対し小さくなり、被研磨基板１外周部は研磨布１２からの弾性力を若干強くうけるため、研磨速度がやや速くなる。逆に、ガイドリング１８の押圧荷重が被研磨基板１より大きい場合は、研磨速度が遅くなる。
【００２０】
例えば、研磨速度が速い角部付近のガイドリング１８断片▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼は、被研磨基板１の押圧荷重よりも強く、逆に角部より研磨速度が遅い辺中央部付近のガイドリング１８断片▲１▼▲３▼▲５▼▲７▼は被研磨基板１の押圧荷重よりも弱くか、あるいは押圧荷重をかけないことで、面内の研磨速度を調整することができ、基板外周部の高い平坦化を実現できる。
【００２１】
前述の方法によって得られる角形基板は、上述したように、該基板の端面から該基板内側方向に向かって３ｍｍの範囲の外側領域の平坦度は、０．５μｍ以下であり、より好ましくは０．３μｍ以下である。また、角形基板の外周部を除く内側領域の面内平坦度は、０．５μｍ以下であり、より好ましくは０．３μｍ以下である。
【００２２】
このような角形基板を用いることにより、基板の検査機による基板検査の検出感度が安定し、再現性が高くなる。また、この角形基板を用いて作製されたホトマスクは、ステッパのアライメント精度を高精度に行うことができるので、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の高密度集積回路を再現性よく安定的にウエハ上に転写できる。
また、レジスト塗布工程でも、基板回転中にも安定した稼動ができると共に、レジスト塗布面の精度も向上させることができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２４】
［実施例１］
被研磨基板は１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍｔの基板（但し、エッジ部の幅０．５ｍｍ）を用いた。
【００２５】
片面研磨機において、被研磨基板の押圧荷重２０ｋＰａ、図７に示すように８分割したガイドリングの被研磨基板角部付近のガイドリング断片▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼の押圧荷重は３０ｋＰａ、各辺中央部付近のガイドリング断片▲１▼▲３▼▲５▼▲７▼の押圧荷重は５ｋＰａにて研磨を実施した。砥液はコロイダルシリカを用いて、研磨布はスエード状のものを使用した。それにより、基板の外周端面から内方３ｍｍより内部の内側領域、つまり、１４６ｍｍ×１４６ｍｍの平坦度が０．３μｍ以下で、かつ、図４における外側領域Ｂの平坦度が０．５μｍ以下である基板を得ることができた。
【００２６】
なお、基板の平坦度測定には、基板全面測定が可能であるＺＹＧＯ  ＭＡＲＫＩＶ（ＺＹＧＯ社製）を使用した。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、ガイドリングを分割し、その各々の箇所を基板内の研磨速度に応じて研磨布への押圧荷重を制御することによって、角形基板の外側領域の平坦度が０．５μｍ以下である角形基板を得ることができ、基板検査機の検出感度の安定性、再現性等及びステッパのアライメント精度を大幅に改善できる。
また、レジスト塗布工程でも、基板回転中にも安定した稼動ができると共に、レジスト塗布面の精度も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】片面研磨機の斜視図である。
【図２】角形基板を研磨した場合の従来の問題点を説明する説明図である。
【図３】研磨時の研磨布の状態を示す断面図である。
【図４】角形基板の外周部を示す断面図である。
【図５】基板保持ヘッドの断面図である。
【図６】ガイドリングの概念図である。
【図７】分割型ガイドリングの概念図である。
【図８】（Ａ）は基板検査機の基板を置く試料台の一例を示す上面図及び（Ｂ）は同斜視図である。
【図９】（Ａ）は基板検査機の基板を置く試料台の他の例を示す上面図及び（Ｂ）は同斜視図である。
【図１０】（Ａ）はレジストのスピンコーターの基板を置くステージの一例を示す上面図、（Ｂ）は同断面図、及び（Ｃ）は同斜視図である。
【符号の説明】
１    被研磨基板
２    試料台
３    試料台
４    エッジ部
４ａ  エッジ部内周縁
５    外周端面
５ａ  外周端面外周縁
６    試料台
７    ステージ
８    真空吸着孔
１１    定盤
１２    研磨布
１３    研磨定盤
１４    砥液
１５    砥液供給配管
１６    基板保持ヘッド
１７    トップリング
１８    ガイドリング
１９    柱体
２０    流体流通孔
２１    弾性体又は合成樹脂
【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】
0004561950.tif 000009
【図９】
0004561950.tif 000010
【図１０】
0004561950.tif 000011