JP4433860B2 - Method for manufacturing glass substrate, method for manufacturing photomask blanks, and method for manufacturing photomask - Google Patents

Method for manufacturing glass substrate, method for manufacturing photomask blanks, and method for manufacturing photomask Download PDF

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Description

本発明は、LSI製造に使用されるフォトマスク用ガラス基板並びにこれを使用したフォトマスク用ブランクス及びフォトマスクの改良に関する。   The present invention relates to a glass substrate for a photomask used for LSI manufacturing, and a photomask blank and a photomask using the glass substrate.

従来より、LSIの製造工程で使用されるフォトマスクは、所定のガラス素材を使用して、シート状のガラスを切断し、またはブロック状のガラスをスライスした後、外周部の面取り加工、表面の研磨加工を実施し、洗浄及び検査をすることによって得たガラス基板の表面に酸化クロム等の金属による遮光膜をスパッタリング法等で成膜し、フォトレジストを塗布して所定の部分を感光させた後不要なフォトレジストの部分をエッチングし、次いで不要な遮光膜部分をエッチングにより除去することにより製造される。一方、LSIの高集積化が進みパターンの微細化が進むにつれ新しい技術を用いたフォトマスクが提案されている。例えば、フォトマスクの隣接する開口部を透過する投影光に位相差を持たせることにより転写パターンの解像度を向上させようという技術がIBM社のLevensonらによって提唱され、このように位相反転させるフォトマスクを一般にレベンソン型位相シフトマスクと呼んでいる。位相シフタ部を形成する方法には、シフタと呼ばれる透過性の薄膜パターンを形成するシフタ型と、合成石英ガラス基板に掘り込みを形成する掘り込み型の2通りがある。   Conventionally, a photomask used in an LSI manufacturing process uses a predetermined glass material, cuts sheet-like glass, or slices block-like glass, then chamfers the outer peripheral portion, A light shielding film made of a metal such as chromium oxide was formed on the surface of the glass substrate obtained by polishing, cleaning and inspection by sputtering or the like, and a photoresist was applied to expose a predetermined portion. Thereafter, unnecessary photoresist portions are etched, and then unnecessary light shielding film portions are removed by etching. On the other hand, photomasks using new techniques have been proposed as LSIs are highly integrated and patterns are miniaturized. For example, a technique for improving the resolution of a transfer pattern by giving a phase difference to projection light transmitted through an adjacent opening of a photomask has been proposed by Levenson et al. Of IBM Corporation. Is generally called a Levenson-type phase shift mask. There are two methods for forming the phase shifter portion: a shifter type for forming a transparent thin film pattern called a shifter, and a digging type for forming a digging in a synthetic quartz glass substrate.

この掘り込み型のレベンソン型シフトマスクは、フォトマスク上に隣接する開口部の一方に、透過光の位相差を180度とする掘り込み部が形成されたものである。このような掘り込み部は、例えば、異方性エッチングにより形成される。   This digging-type Levenson-type shift mask is one in which a digging portion having a phase difference of transmitted light of 180 degrees is formed in one of the adjacent openings on the photomask. Such a dug portion is formed by anisotropic etching, for example.

ところが、この場合、掘り込み部を透過する光量は掘り込み部の側壁の影響により、非掘り込み部を透過する光量より低下し、掘り込み部と非掘り込み部にそれぞれ対応する転写パターンに寸法差を生じさせる。これを回避するために、掘り込み部において遮光膜の下に十分なアンダーカットを設けることが提案されている。即ち、掘り込み部の側壁の位置が遮光部側にずれることにより、掘り込み部を透過する光量と非掘り込み部を透過する光量は略等しくし、掘り込み部と非掘り込み部に対応する転写パターンの寸法差を小さくすることができる。   However, in this case, the amount of light transmitted through the digging portion is lower than the amount of light transmitted through the non-digging portion due to the influence of the side wall of the digging portion, and the dimensions of the transfer patterns corresponding to the digging portion and the non-digging portion respectively. Make a difference. In order to avoid this, it has been proposed to provide a sufficient undercut under the light shielding film in the digging portion. That is, when the position of the side wall of the digging portion is shifted to the light shielding portion side, the amount of light transmitted through the digging portion is substantially equal to the amount of light transmitted through the non-digging portion, and corresponds to the digging portion and the non-digging portion. The dimensional difference of the transfer pattern can be reduced.

このような、アンダーカットの付いた掘り込み部を形成するためには、フッ酸などによる等方性のウエットエッチングが使用される。このウエットエッチングには、酸性またはアルカリ性の反応性を有する薬液が使用される。このような薬液の例としては、例えばフッ素イオンを含む各種化合物、硫酸、硝酸、塩酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の薬液またはそれらの混合液、あるいはそれらに界面活性剤やキレート剤を混合した液体等があり、エッチングする膜やガラス素材にあわせて適宜選択される。   In order to form such a digging portion with an undercut, isotropic wet etching using hydrofluoric acid or the like is used. In this wet etching, a chemical solution having acidic or alkaline reactivity is used. Examples of such chemical solutions include, for example, various compounds containing fluorine ions, chemical solutions such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc., or a mixture thereof, or a surfactant or chelating agent mixed with them. The liquid is selected as appropriate according to the film to be etched and the glass material.

下記特許文献1にも、等方性のウエットエッチングを使用したレベンソン型位相シフトマスクが開示されている。   The following Patent Document 1 also discloses a Levenson type phase shift mask using isotropic wet etching.

また、安価なフォトマスクの場合、不要な遮光膜部分を除去する際にウエットエッチングを用いるのが一般的である。
特開2003−241360号公報
In the case of an inexpensive photomask, wet etching is generally used when removing unnecessary light-shielding film portions.
JP 2003-241360 A

しかし、上記従来の技術においては、等方性のウエットエッチングにより基板を加工する際に、検査工程で検出できずに基板表面に存在していた傷やクラック(以後、潜傷という)が基板表面に顕在化し、これらがガラス表面のエッチピット、膜の欠損、溝部の寸法異常等の原因となり、製品の歩留まりを低下させるという問題があった。   However, in the above prior art, when processing a substrate by isotropic wet etching, scratches and cracks (hereinafter referred to as latent scratches) that were not detected in the inspection process and existed on the substrate surface were detected. This has caused problems such as etch pits on the surface of the glass, film defects, dimensional anomalies in the grooves, and the like, resulting in a decrease in product yield.

図4(a)〜(e)には、上記潜傷が発生する機構の説明図が示される。図4(a)は、スライス工程またはラップ工程後のガラス基板10の模式的な部分断面図であり、基板表面には大小の傷やクラックが存在する。これらの傷やクラックは、精密研磨工程により、図4(b)に破線で示される予想表面12までガラス基板10の表面が研磨されることにより除去される。しかし、精密研磨工程における基板表面の研磨が不十分であると、あるものはその深さが浅くなるだけで、ガラス基板10の表面に傷やクラックの一部が残留する。   4 (a) to 4 (e) are explanatory views of a mechanism for causing the latent damage. FIG. 4A is a schematic partial cross-sectional view of the glass substrate 10 after the slicing process or the lapping process, and there are large and small scratches and cracks on the surface of the substrate. These scratches and cracks are removed by polishing the surface of the glass substrate 10 to the expected surface 12 indicated by a broken line in FIG. However, if the polishing of the substrate surface in the precision polishing process is insufficient, some of them only have a shallow depth, and some scratches and cracks remain on the surface of the glass substrate 10.

図4(c)には、精密研磨工程後にガラス基板10の表面に存在する傷またはクラックの例が示される。図4(c)において、傷またはクラック14aは、精密研磨工程でガラス基板10の表面に起こる塑性流動により開口部が埋まり潜傷化した、ラップ工程に起因する傷またはクラックである。傷またはクラック15aは、開口部が開いているが開口が狭く、検出が困難で潜傷化したラップ工程に起因する傷またはクラックである。傷またはクラック16aは、開口部が広く開いており、検出が容易なので潜傷化しにくいラップ工程に起因する傷またはクラックである。傷またはクラック17aは、開口部が広く開いており、検出が容易なので潜傷化しにくい精密研磨工程に起因する傷またはクラックである。傷またはクラック18aは、精密研磨工程でガラス基板10の表面に起こる塑性流動により開口部が埋まり潜傷化した、精密研磨工程に起因する傷またはクラックである。以上のうち、傷またはクラック16a、17aは、精密研磨工程後に洗浄工程を実施し、その後の検査工程で検出して、当該傷またはクラックのあるガラス基板10を製造工程から除去することも可能である。なお、ラップ工程または精密研磨工程に起因するとは、ラッピングまたは精密研磨に使用する研磨剤中に巨大粒子が存在した場合に発生する傷またはクラック、あるいは基板の取り扱い時に基板表面に異物をぶつけることにより発生したクラックという意味である。また、ガラス基板10の表面には、上記洗浄工程で使用される超音波洗浄機によっても傷またはクラックや、エッチングすることで始めて顕在化する潜傷が発生する場合がある。   FIG. 4C shows an example of scratches or cracks existing on the surface of the glass substrate 10 after the precision polishing step. In FIG.4 (c), the damage | wound or crack 14a is a damage | wound or crack resulting from the lapping process by which the opening part was filled and became a latent flaw by the plastic flow which arises on the surface of the glass substrate 10 at the precision polishing process. The flaw or crack 15a is a flaw or crack resulting from a lapping process in which the opening is open but the opening is narrow and difficult to detect and latent. The flaws or cracks 16a are flaws or cracks caused by a lapping process in which the opening is wide and easy to detect, so that it is difficult to cause a latent flaw. The flaw or crack 17a is a flaw or crack caused by a precision polishing process in which the opening is wide and easy to detect and is not easily latent. The scratches or cracks 18a are scratches or cracks resulting from the precision polishing process in which the openings are filled and become latent scratches due to plastic flow that occurs on the surface of the glass substrate 10 in the precision polishing process. Among the above, the scratches or cracks 16a and 17a can be detected by a subsequent inspection process after the precision polishing process, and the glass substrate 10 with the scratches or cracks can be removed from the manufacturing process. is there. Note that the reason for the lapping process or precision polishing process is that scratches or cracks are generated when huge particles are present in the polishing agent used for lapping or precision polishing, or when foreign substances are struck on the substrate surface when handling the substrate. It means a crack that has occurred. In addition, the surface of the glass substrate 10 may be damaged or cracked by an ultrasonic cleaner used in the above-described cleaning process, or a latent scratch that becomes apparent only after etching.

以上のようなガラス基板10の表面に等方性ウエットエッチングを実施した場合の予想表面20が、図4(d)に破線で示される。また、図4(e)には、等方性ウエットエッチング後のガラス基板10の表面の様子が示される。図4(d)及び図4(e)に示されるように、等方性ウエットエッチングにより、開口が狭くて潜傷化していた傷またはクラックは、その開口が拡大され、また塑性流動により開口部が埋まって潜傷化していた傷またはクラックも、塑性流動層が除去され、いずれもガラス基板10の表面に顕在化する。図4(e)において、傷またはクラック14bは、等方性ウエットエッチングにより塑性流動層が除去されて顕在化したラップ工程に起因する傷またはクラックである。傷またはクラック15bは、等方性ウエットエッチングにより開口が広くなり、顕在化したラップ工程に起因する傷またはクラックである。傷またはクラック16bは、等方性ウエットエッチングにより開口がさらに広くなったラップ工程に起因する傷またはクラックである。傷またはクラック17bは、等方性ウエットエッチングにより開口がさらに広くなった精密研磨工程に起因する傷またはクラックである。傷またはクラック18bは、等方性ウエットエッチングにより塑性流動層が除去されて顕在化した精密研磨工程に起因する傷またはクラックである。   The predicted surface 20 when the isotropic wet etching is performed on the surface of the glass substrate 10 as described above is shown by a broken line in FIG. FIG. 4 (e) shows the surface of the glass substrate 10 after isotropic wet etching. As shown in FIG. 4D and FIG. 4E, the opening or opening is narrowed by the isotropic wet etching, and the opening is enlarged by plastic flow. The plastic fluidized bed is also removed from the scratches or cracks that have been buried and become latent scratches, and all of them become apparent on the surface of the glass substrate 10. In FIG. 4 (e), scratches or cracks 14b are scratches or cracks resulting from the lapping process that has been manifested by removing the plastic fluidized layer by isotropic wet etching. The flaws or cracks 15b are flaws or cracks resulting from the wrapping process that has become obvious due to the opening being widened by isotropic wet etching. The flaw or crack 16b is a flaw or crack resulting from a lapping process in which the opening is further widened by isotropic wet etching. The scratch or crack 17b is a scratch or crack resulting from a precision polishing process in which the opening is further widened by isotropic wet etching. The flaws or cracks 18b are flaws or cracks resulting from a precise polishing process that has been manifested by removing the plastic fluidized layer by isotropic wet etching.

このように、従来の技術では、潜傷の発生原因が種々あり、その除去が困難であった。   As described above, the conventional techniques have various causes of latent scratches, and it is difficult to remove them.

本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、等方性のウエットエッチングによって潜傷が発生しないガラス基板並びにこれを使用したフォトマスク用ブランクス及びフォトマスクを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a glass substrate in which latent scratches do not occur due to isotropic wet etching, and a photomask blank and a photomask using the glass substrate. It is in.

上記目的を達成するために、本発明は、等方性ウエットエッチングにより製品を得るためのガラス基板の製造方法であって、精密研磨工程後に、異方性ドライエッチングにより表層を所定量除去し、表面に存在する潜傷を除去することを特徴とする。上記異方性エッチングは、ガスクラスターイオンビーム法で実施されることが好適である。 In order to achieve the above object, the present invention is a method of manufacturing a glass substrate for obtaining a product by isotropic wet etching , and after a precision polishing step , a predetermined amount of surface layer is removed by anisotropic dry etching , It is characterized by removing latent scratches existing on the surface . The anisotropic etching is preferably performed by a gas cluster ion beam method.

また、本発明は、上記ガラス基板の製造方法により製造されたガラス基板を使用したフォトマスク用ブランクスの製造方法及びこれにより製造されたフォトマスク用ブランクスを使用したフォトマスクの製造方法であることを特徴とする。 Moreover, this invention is a manufacturing method of the photomask blanks using the glass substrate manufactured by the said glass substrate manufacturing method, and the photomask manufacturing method using the photomask blanks manufactured by this Features.

また、本発明は、上記フォトマスクが、基板上に遮光部と開口部とが交互に繰り返し存在し、前記開口部の一部には、通過する透過光の位相を反転させる堀込部が設けられ、該堀込部にアンダーカットが形成されているレベンソン型位相シフトマスクであることを特徴とする。   Further, according to the present invention, in the photomask, a light shielding portion and an opening portion are alternately present on the substrate, and a recessed portion for inverting the phase of transmitted light passing through is provided in a part of the opening portion. The Levenson type phase shift mask is characterized in that an undercut is formed in the digging portion.

本発明によれば、異方性エッチングによりガラス基板の表層に存在する潜傷を除去することができ、等方性のウエットエッチングを行っても潜傷が顕在化することを防止できる。   According to the present invention, latent scratches existing on the surface layer of the glass substrate can be removed by anisotropic etching, and latent scratches can be prevented from becoming apparent even when isotropic wet etching is performed.

以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という)を、図面に従って説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings.

図1(a)〜(e)には、本発明にかかるガラス基板の製造工程を説明するための、ガラス基板10の模式的な部分断面が示され、前述した図4と同一要素には同一符号が付されている。なお、図1(a)、(b)、(c)は、図4(a)、(b)、(c)と同一であり、図1(a)は、スライス工程またはラップ工程後のガラス基板10の模式的な部分断面図であり、基板表面には大小の傷やクラックが存在する。また、図1(b)には、精密研磨工程により研磨された後のガラス基板10の予想表面12が破線により示されており、図1(c)には、精密研磨工程後にガラス基板10の表面に存在する傷またはクラック14a、15a、16a、17a、18aの例が示される。   1A to 1E show a schematic partial cross-section of a glass substrate 10 for explaining the glass substrate manufacturing process according to the present invention, and the same elements as those in FIG. The code | symbol is attached | subjected. 1 (a), (b), and (c) are the same as FIGS. 4 (a), (b), and (c), and FIG. 1 (a) is the glass after the slicing process or lapping process. It is a typical fragmentary sectional view of the board | substrate 10, and a small and large crack and a crack exist in the substrate surface. Further, FIG. 1B shows an expected surface 12 of the glass substrate 10 after being polished by the precision polishing step, and FIG. 1C shows the glass substrate 10 after the precision polishing step. Examples of scratches or cracks 14a, 15a, 16a, 17a, 18a present on the surface are shown.

図1(d)には、異方性エッチングにより、精密研磨工程及び洗浄工程後のガラス基板10の表層を所定量除去した場合の予想表面22が破線により示される。本発明の特徴的な点は、精密研磨工程後に、異方性エッチングによりガラス基板10の表層を所定量除去し、表面に存在する傷またはクラック14a、15a、16a、17a、18a等を除去することにある。これにより、潜傷をほとんど全て除去することができる。従って、図1(e)に示されるように、後工程で等方性ウエットエッチングを実施しても、傷またはクラックが顕在化することを防止できる。なお、本実施形態にかかるガラス基板10には、例えばソーダライムガラス、アルミナシリケートガラス、ボロシリケート、合成石英ガラス等種々のガラス素材を使用することができる。   In FIG. 1D, an expected surface 22 when a predetermined amount of the surface layer of the glass substrate 10 after the precision polishing step and the cleaning step is removed by anisotropic etching is indicated by a broken line. A characteristic point of the present invention is that after the precision polishing step, a predetermined amount of the surface layer of the glass substrate 10 is removed by anisotropic etching, and scratches or cracks 14a, 15a, 16a, 17a, 18a, etc. existing on the surface are removed. There is. Thereby, almost all latent scratches can be removed. Therefore, as shown in FIG. 1 (e), even if isotropic wet etching is performed in a subsequent process, it is possible to prevent the occurrence of scratches or cracks. For the glass substrate 10 according to the present embodiment, various glass materials such as soda lime glass, alumina silicate glass, borosilicate, and synthetic quartz glass can be used.

上記異方性エッチングの例としては、反応性イオンビームエッチングその他のイオンビームエッチング、プラズマエッチング、スパッタエッチング、光エッチング、ガスクラスターイオンビーム法等のドライエッチングがある。   Examples of the anisotropic etching include dry etching such as reactive ion beam etching and other ion beam etching, plasma etching, sputter etching, photoetching, and gas cluster ion beam method.

これらのうち、反応性イオンビームエッチングは、磁場を発生するための磁気コイルを備え、エッチングガスとしての反応性ガスを反応管に導入し、マイクロ波による電力を用いて反応性ガスによるプラズマを発生させ、反応性ガスイオンとしてガラス基板に照射し、ガラス基板表面をエッチングする方法である。   Among these, reactive ion beam etching has a magnetic coil for generating a magnetic field, introduces a reactive gas as an etching gas into the reaction tube, and generates plasma by the reactive gas using electric power by microwaves. And irradiating the glass substrate as reactive gas ions to etch the surface of the glass substrate.

また、図2には、ガスクラスターイオンビーム法に使用する装置の構成の概略図が示される。図2において、本装置は、ガスボンベ24より供給されたソースガスを、真空室26内に配置された超音速でノズル28より噴出させることによって、断熱膨張によりガスクラスターを形成する。生成したガスクラスターはスキマー30を通過させ、ビーム形状を整えてイオン化部32に供給される。このイオン化部32では、フィラメントによる電子衝突によりガスクラスターがイオン化される。イオン化されたガスクラスターは、加速部34において、電界により加速される。加速されたガスクラスターイオンは、高電圧を印加されたガラス基板10へ照射され、ガラス基板10の表面との衝突で壊れる。その際、ガラス基板10の表面に対して図の横方向の切削が行われる。このようなガスクラスターイオンビーム法によれば、ガラス基板10の表面の凸部が主に削られ、原子サイズでの平坦な超精密研磨を行うことができる。   FIG. 2 shows a schematic diagram of the configuration of an apparatus used for the gas cluster ion beam method. In FIG. 2, the apparatus forms a gas cluster by adiabatic expansion by ejecting a source gas supplied from a gas cylinder 24 from a nozzle 28 at a supersonic speed arranged in a vacuum chamber 26. The generated gas cluster passes through the skimmer 30, and the beam shape is adjusted and supplied to the ionization unit 32. In this ionization part 32, a gas cluster is ionized by the electron collision by a filament. The ionized gas cluster is accelerated by an electric field in the acceleration unit 34. The accelerated gas cluster ions are applied to the glass substrate 10 to which a high voltage is applied, and are broken by collision with the surface of the glass substrate 10. At that time, cutting in the horizontal direction in the figure is performed on the surface of the glass substrate 10. According to such a gas cluster ion beam method, the convex portions on the surface of the glass substrate 10 are mainly shaved, and flat ultra-precision polishing at an atomic size can be performed.

上記ガスクラスターイオンビーム法に使用されるソースガスとしては、不活性ガス、たとえばアルゴンや、窒素ガス、酸素ガス等の他、化合物の炭酸ガス等、必要に応じて1種または2種以上のガスを単独にあるいは混合して使用することができる。   As the source gas used in the gas cluster ion beam method, an inert gas, for example, argon, nitrogen gas, oxygen gas, etc., as well as carbon dioxide of a compound, etc., one or more gases as necessary are used. Can be used alone or in admixture.

以上に説明した本実施形態にかかるガラス基板10は、フォトマスク用ブランクス及びこれを等方性ウエットエッチングすることにより得られるフォトマスクに加工することができる。また、情報記録媒体用樹脂基板を製造するためのスタンパ、高温または低温ポリシリコン表示素子、ガラス製情報記録媒体等も、本実施形態にかかるガラス基板10から等方性ウエットエッチングすることにより得ることができる。さらに、ガラス基板上に微細な溝やくぼみを刻んだチップに、化学反応、細胞培養や分離検出等のラボプロセスを集積化させたLab−on−a−chip(実験室チップ)やDNAチップ等も、本実施形態にかかるガラス基板10から等方性ウエットエッチングすることにより得ることができる。   The glass substrate 10 according to the present embodiment described above can be processed into a photomask blank and a photomask obtained by isotropic wet etching. In addition, a stamper for manufacturing a resin substrate for information recording media, a high-temperature or low-temperature polysilicon display element, a glass information recording medium, and the like are also obtained by isotropic wet etching from the glass substrate 10 according to the present embodiment. Can do. In addition, Lab-on-a-chip (laboratory chip), DNA chip, etc., in which laboratory processes such as chemical reaction, cell culture, and separation / detection are integrated on a chip with fine grooves and depressions on a glass substrate Also, it can be obtained by isotropic wet etching from the glass substrate 10 according to the present embodiment.

また、図3には、本実施形態にかかるガラス基板を使用したレベンソン型位相シフトマスクの例の部分断面図が示される。図3において、ガラス基板10上には、金属による遮光膜36を介して隣接する開口部38に、1つおきに透過光の位相差を180度反転させるための堀込み部40が形成されている。この堀込み部40には、遮光膜36の下にアンダーカット42が形成されている。これにより、堀込み部40が形成された開口部38を透過する光量と、堀込み部40が形成されていない開口部38を透過する光量とが略等しくなり、それぞれの開口部38に対応する転写パターンの寸法差を小さくすることができる。   FIG. 3 shows a partial sectional view of an example of a Levenson type phase shift mask using the glass substrate according to the present embodiment. In FIG. 3, on the glass substrate 10, an engraved portion 40 for reversing the phase difference of transmitted light by 180 degrees is formed in adjacent openings 38 through a metal light-shielding film 36. Yes. An undercut 42 is formed under the light shielding film 36 in the dug 40. As a result, the amount of light transmitted through the opening 38 in which the digging portion 40 is formed is substantially equal to the amount of light transmitted through the opening 38 in which the digging portion 40 is not formed, and corresponds to each opening 38. The dimensional difference of the transfer pattern can be reduced.

上記アンダーカット42を有する堀込み部40を形成するには、フッ酸等を使用した等方性ウエットエッチングが利用される。本実施形態にかかるガラス基板10では、前述の通り、ガスクラスターイオンビーム法等の異方性エッチングにより潜傷の除去が行われているので、堀込み部40の形成に等方性ウエットエッチングを使用しても、傷やクラックが顕在化することを防止でき、高品質のレベンソン型位相シフトマスクを製造することができる。   In order to form the dug 40 having the undercut 42, isotropic wet etching using hydrofluoric acid or the like is used. In the glass substrate 10 according to the present embodiment, as described above, latent scratches are removed by anisotropic etching such as a gas cluster ion beam method, so isotropic wet etching is performed for forming the dug 40. Even if it is used, it is possible to prevent the appearance of scratches and cracks, and it is possible to manufacture a high-quality Levenson type phase shift mask.

なお、ガラス基板10の表面の傷やクラックは、様々な工程及び経緯で発生するので、その深さも区々である。従って、以上に説明した本発明では、異方性エッチングによるガラス基板10の表面の除去量を具体的に規定するものではなく、それらの傷やクラックを適切に除去できるように表面除去量を適宜決定する。   In addition, since the damage | wound and crack of the surface of the glass substrate 10 generate | occur | produce in various processes and circumstances, the depth is also various. Therefore, in the present invention described above, the amount of removal of the surface of the glass substrate 10 by anisotropic etching is not specifically defined, and the amount of surface removal is appropriately set so that those scratches and cracks can be appropriately removed. decide.

以下、本発明の実施例を説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited to a present Example.

公知の方法で製造された合成石英ガラスのインゴットを準備し、これを内周刃スライサーを用いて縦153.0mm×横153.0mm×厚さ6.75mmの板状に切断し、30枚の合成石英ガラスの板材試料を作製した。次に、これらの板材試料に対して、市販のNC面取り機により120メッシュのダイアモンド砥石を用い、外形寸法が152mmで面取り幅が0.2〜0.4mmになるように面取り加工を実施した。   A synthetic quartz glass ingot manufactured by a known method was prepared, and this was cut into a plate shape of 153.0 mm in length, 153.0 mm in width, and 6.75 mm in thickness using an inner peripheral slicer. A synthetic quartz glass plate sample was prepared. Next, a chamfering process was performed on these plate samples using a commercially available NC chamfering machine using a 120 mesh diamond grindstone so that the outer dimensions were 152 mm and the chamfering width was 0.2 to 0.4 mm.

次に、この板材試料を、スピードファム製20B両面ラップ機を使用し、研磨材としてGC#400(商品名、フジミコーポレーション製)を濾過水に18〜20質量%懸濁させたスラリーを用いて、厚さ6.63mmになるまで加工した。   Next, this plate material sample was used by using a slurry in which GC # 400 (trade name, manufactured by Fujimi Corporation) was suspended in filtered water as a polishing material using a 20B double lap machine manufactured by Speed Fam. And processed to a thickness of 6.63 mm.

さらに、別の20B両面ラップ機を使用し、研磨材としてFO#1000(商品名、フジミコーポレーション製)を濾過水に18〜20質量%懸濁させたスラリーを用いて、厚さ6.51mmになるまで加工した。その後、酸化セリウムを主体としたスラリーとバフを用いて外周30μmを研磨し、端面に鏡面加工を施した。   Furthermore, using another 20B double-sided lapping machine, using a slurry in which FO # 1000 (trade name, manufactured by Fujimi Corporation) is suspended in filtered water as a polishing material in an amount of 18 to 20% by mass, the thickness is 6.51 mm. Processed until. Thereafter, the outer periphery of 30 μm was polished using a slurry and buff mainly composed of cerium oxide, and the end surface was mirror-finished.

次に、これらの板材試料を、一次ポリッシュとして20B両面ポリッシュ機を使用し、研磨布としてLP66(商品名、ローデス社製)、研磨材としてミレーク801A(商品名、三井金属社製)を10〜12質量%懸濁させたスラリーを用いて両面で50μmを研磨した。   Next, using a 20B double-side polish machine as a primary polish for these plate material samples, LP66 (trade name, manufactured by Rhodes) as a polishing cloth, and Mille 801A (trade name, manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd.) as an abrasive are 10 to 10. 50 μm was polished on both sides using a slurry in which 12% by mass was suspended.

さらに、上記板材試料を20B両面ポリッシュ機を使用し、研磨布としてシーガル7355(商品名、東レコーテックス社製)を用いて両面で10μm研磨した後、別の研磨機でコロイダルシリカを用いて最終研磨を行った。   Further, the above plate material sample was polished using a 20B double-side polishing machine, and 10 μm was polished on both sides by using Seagull 7355 (trade name, manufactured by Toray Cortex Co., Ltd.) as a polishing cloth, and then finalized using colloidal silica using another polishing machine. Polishing was performed.

次に、上記板材試料を、第一槽目を硫酸と過酸化水素水の熱溶液、第三槽目を中性界面活性剤溶液とした多段式自動洗浄機で洗浄した後、フォトマスク用表面欠点検査機M1320(商品名、レーザーテック社製)で150nm以上の大きさの欠点について数と位置の情報を把握した合成石英ガラス製基板30枚を得た。その後、この30枚の合成石英ガラス製基板について欠点の総数がほぼ等しくなるように15枚ずつ2グループに分け、それぞれをグループ1及びグループ2とした。   Next, the plate material sample was washed with a multi-stage automatic washer in which the first tank was a hot solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide and the third tank was a neutral surfactant solution, and then the surface for the photomask Using a defect inspection machine M1320 (trade name, manufactured by Lasertec Corporation), 30 synthetic quartz glass substrates were obtained in which the number and position information of defects having a size of 150 nm or more were grasped. After that, the 30 synthetic quartz glass substrates were divided into 2 groups of 15 so that the total number of defects was almost equal, and they were designated as group 1 and group 2, respectively.

グループ1は、本発明の比較例として、フッ酸5重量%溶液に5分間浸漬し、エッチングをした後、前述の自動洗浄機で洗浄を行い、同様に表面欠点検査を実施した。その後、表面欠点検査の結果である欠点のマップを、フッ酸処理の前後で照合したところ、新たに発生したと判断される欠点(傷)が検出された。この欠点のうち、代表的なものについて4箇所をサンプリングして傷を横断するように基板を割断し、断面をSEMで観察したところ、新たに発生した傷、即ち潜傷の深さは最大0.8μmであった。また、フッ酸5重量%溶液での合成石英ガラス基板のエッチングスピードを別途計測したところ、浸漬時間が5分では、凡そ0.1μmであった。   As a comparative example of the present invention, Group 1 was immersed in a 5% by weight hydrofluoric acid solution for 5 minutes, etched, washed with the above-described automatic washing machine, and similarly subjected to surface defect inspection. Thereafter, a defect map as a result of the surface defect inspection was collated before and after the hydrofluoric acid treatment, and a defect (scratch) judged to have newly occurred was detected. Of these disadvantages, four representative samples were sampled and the substrate was cleaved so as to cross the wound, and the cross section was observed with an SEM. .8 μm. Further, when the etching speed of the synthetic quartz glass substrate with a 5 wt% hydrofluoric acid solution was separately measured, it was about 0.1 μm when the immersion time was 5 minutes.

グループ2は、本発明の実施例として、ガスクラスターイオンビーム法(米国エピオン社製の装置を使用)により、合成石英ガラス基板の表層を1μm除去した。次いで、グループ1と同様のフッ酸エッチングを実施した。   As an example of the present invention, Group 2 removed 1 μm of the surface layer of the synthetic quartz glass substrate by a gas cluster ion beam method (using an apparatus manufactured by Epion, USA). Next, hydrofluoric acid etching similar to that in Group 1 was performed.

両グループのフッ酸エッチング前の欠点検出数とエッチング後の欠点検出数を表1に示す。   Table 1 shows the number of detected defects before etching hydrofluoric acid and the number of detected defects after etching.

Figure 0004433860
Figure 0004433860

表1に示された結果は、各グループ15枚の合成石英ガラス製基板の平均値の比較である。表1からわかるように、本発明の実施例であるグループ2に較べ、比較例であるグループ1の欠点数の増加が非常に多い。これにより、本発明が潜傷の除去に効果的であることが示されている。   The results shown in Table 1 are a comparison of the average values of 15 synthetic quartz glass substrates in each group. As can be seen from Table 1, the increase in the number of defects of the group 1 which is the comparative example is much larger than the group 2 which is the embodiment of the present invention. This shows that the present invention is effective in removing latent scratches.

本発明にかかるガラス基板の製造工程を説明するための、ガラス基板の模式的な部分断面である。It is a typical partial cross section of a glass substrate for demonstrating the manufacturing process of the glass substrate concerning this invention. ガスクラスターイオンビーム法に使用する装置の構成の概略図である。It is the schematic of the structure of the apparatus used for a gas cluster ion beam method. 本発明にかかるガラス基板を使用したレベンソン型位相シフトマスクの例の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the example of the Levenson type phase shift mask using the glass substrate concerning the present invention. ガラス基板表面に潜傷が発生する機構の説明図である。It is explanatory drawing of the mechanism in which a latent damage generate | occur | produces on the glass substrate surface.

符号の説明Explanation of symbols

10 ガラス基板、12,20,22 予想表面、14a,14b,15a,15b,16a,16b,17a,17b,18a,18b 傷またはクラック、24 ガスボンベ、26 真空室、28 ノズル、30 スキマー、32 イオン化部、34 加速部、36 遮光膜、38 開口部、40 堀込み部、42 アンダーカット。   10 Glass substrate, 12, 20, 22 Expected surface, 14a, 14b, 15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b, 18a, 18b Scratch or crack, 24 Gas cylinder, 26 Vacuum chamber, 28 Nozzle, 30 Skimmer, 32 Ionization Part, 34 acceleration part, 36 light shielding film, 38 opening part, 40 digging part, 42 undercut.

Claims (5)

等方性ウエットエッチングにより製品を得るためのガラス基板の製造方法であって、精密研磨工程後に、異方性ドライエッチングにより表層を所定量除去し、表面に存在する潜傷を除去することを特徴とするガラス基板の製造方法A method for producing a glass substrate for obtaining a product by isotropic wet etching, wherein a predetermined amount of a surface layer is removed by anisotropic dry etching after a precision polishing step to remove latent scratches existing on the surface. A method for producing a glass substrate. 請求項1記載のガラス基板の製造方法において、前記異方性エッチングは、ガスクラスターイオンビーム法で実施されることを特徴とするガラス基板の製造方法The method for manufacturing a glass substrate according to claim 1, wherein the anisotropic etching is performed by a gas cluster ion beam method . 請求項1または請求項2記載のガラス基板の製造方法により製造されたガラス基板を使用したことを特徴とするフォトマスク用ブランクスの製造方法A method for producing blanks for photomasks, wherein a glass substrate produced by the method for producing a glass substrate according to claim 1 or 2 is used. 請求項3記載のフォトマスク用ブランクスの製造方法により製造されたフォトマスク用ブランクスを使用したことを特徴とするフォトマスクの製造方法Photomask manufacturing method, characterized by using a photomask blank manufactured by the method of claim 3, wherein the photomask blank. 請求項4記載のフォトマスクの製造方法において、製造されたフォトマスクが、基板上に遮光部と開口部とが交互に繰り返し存在し、前記開口部の一部には、通過する透過光の位相を反転させる堀込部が設けられ、該堀込部にアンダーカットが形成されているレベンソン型位相シフトマスクであることを特徴とするフォトマスクの製造方法5. The method of manufacturing a photomask according to claim 4, wherein the manufactured photomask has a light-shielding portion and an opening portion alternately and repeatedly on the substrate, and a phase of transmitted light passing through a portion of the opening portion. A photomask manufacturing method , characterized in that the photomask is a Levenson-type phase shift mask in which a digging portion for inverting the pit is provided and an undercut is formed in the digging portion.
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