KR101168712B1

KR101168712B1 - 마스크블랭크용 기판, 마스크블랭크 및 포토마스크

Info

Publication number: KR101168712B1
Application number: KR1020117018452A
Authority: KR
Inventors: 오사무 마루야마; 가즈아키 하라다; 히로유키 아카가와
Original assignee: 호야 가부시키가이샤
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2012-09-13
Also published as: CN102317860B; MY154175A; TW201115264A; KR20110115581A; CN102317860A; JP4839411B2; TWI497195B; WO2010092937A1; JPWO2010092937A1

Abstract

표리 2개의 주표면과 4개의 단면으로 구성되는 박판인 마스크블랭크용 기판에, 단면 및 주표면 사이에 모따기면을 설치한다. 주표면은, 한 변의 길이를 500mm 이상으로 한다. 또, 단면에, 인접하는 단면이 접하는 모서리부에서부터 주표면의 변방향으로 소정 길이(변(L4)의 길이) 범위의 영역인 2개의 모서리부측 영역과, 그 2개의 모서리부측 영역에 끼인 중앙측 영역을 설치한다. 그리고, 모서리부측 영역의 단면의 표면 조도(Ra)를 0.5nm 이하의 경면으로 하고, 중앙측 영역을 조면으로 한다.

Description

마스크블랭크용 기판, 마스크블랭크 및 포토마스크{SUBSTRATE FOR MASK BLANK USE, MASK BLANK, AND PHOTO MASK}

본 발명은 마스크블랭크용 기판에 관한 것으로, 특히 FPD 디바이스를 제조하기 위한 대형 마스크블랭크용 기판에 관한 것이다.

근래의 전자 디바이스, 특히 반도체소자나 액정 모니터용 컬러 필터 혹은 TFT 소자 등은 IT기술의 급속한 발달에 수반하여 한층 더 미세화가 요구되고 있다. 이러한 미세 가공 기술을 지지하는 기술의 하나가 전사 마스크로 불리는 포토마스크를 이용한 리소그래피 기술이다. 이 리소그래피 기술에 있어서는, 노광용 광원의 전자파 내지 광파를 포토마스크를 통해 레지스트막 부착 실리콘 웨이퍼 등에 노광함으로써 실리콘 웨이퍼상에 미세한 패턴을 형성하고 있다. 이 포토마스크는, 통상 투광성 기판상에 차광성막 등의 박막을 형성한 마스크블랭크에 리소그래피 기술을 이용하여 상기 박막을 패터닝 함으로써, 전사 패턴이 되는 박막 패턴을 형성하여 제조된다.

그런데, 패턴의 미세화를 달성하기 위해서는, 포토마스크를 제조하기 위한 원판이 되는 마스크블랭크의 품질의 향상도 매우 중요하다. 반도체용 포토마스크에서는, 기판의 주표면을 경면(鏡面) 연마하는 동시에, 기판의 주표면의 둘레 가장자리에 형성된 단면에 대해서도 소정의 경면이 되도록 연마를 실시하고 있었다. 그러나, 액정 디스플레이, 유기 전계 발광 디스플레이, 플라즈마 패널 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD:Flat Panel Display)의 대형 포토마스크에 있어서는, 개발 당초에는 단면을 경면으로 하는 요구는 없고, 단면은 조면(粗面)인 채였다. 이와 같이, 단면이 조면인 경우, 단면에 부착된 연마제나 유리 성분 등의 더러움이 세정으로는 전부 제거되지 못하고, 세정 후에 거기에서 박리되어 기판의 주표면이나 주표면상에 형성된 박막이나 레지스트막에 부착되어 버려 파티클의 발생 요인이 되어 버렸고, 그것이 생산 수율 저하의 요인이 되고 있었다.

도 4는 대형 마스크블랭크용 기판을 나타내는 사시도이다. 이 대형 마스크블랭크용 기판(10)은 표리(表裏) 2개의 주표면(11)과 4개의 단면(T)을 가지고 있다. 상기 기술한 생산 수율 악화를 일으키는 문제를 해결하기 위해서, 대형 마스크블랭크용 기판(10)의 단면(T)을 경면으로 하는 것을 고려할 수 있다.

그러나, 대형 마스크블랭크용 기판(10)에 대해서는 개발 당초, 대형 마스크블랭크용 기판(10)의 취급을 기계화하는 것이 어려웠기 때문에, 사람의 손으로 단면(T)을 집는 것처럼 들거나 하는 것이 행해지고 있었다. 이 경우, 단면(T)을 핸들링 할 때, 핸들링용 장갑과 대형 마스크블랭크용 기판(10) 사이에서 미끄러져 버려, 대형 마스크블랭크용 기판(10)을 들 수 없다는 문제가 있었다.

상기 문제를 해결하기 위해서, 노광용 대형 기판에 있어서, 예를 들면 단면을, 기판이 젖은 상태에서 사람이 파지할 때에 미끄러져 떨어지지 않는 거친 면으로 하는 것, 구체적으로는 단면의 표면 조도(Ra)를 0.05~0.4㎛ 정도로 하는 것(특개 2005-37580호 공보(특허 문헌 1)) 또는, 단면의 표면 조도(Ra)를 예를 들면 0.03~0. 3㎛로 하는 것(특개2005-300566호 공보(특허 문헌 2))이 제안되고 있다.

특허문헌 1 : 일본국 특개 2005-37580호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특개 2005-300566호 공보(특허 제3934115호 공보)

특허 문헌 1, 2에 기재된 노광용 대형 기판에 있어서는, 그들의 출원 당시, FPD용 등의 대형 포토마스크는, 전사 패턴 선폭이 비교적 넓어, 마스크블랭크에 미소한 파티클이 부착하는 것에 기인하는 악영향보다도 상기의 그 밖의 문제가 중요했다.

그러나, 그 후, 대형 포토마스크에 있어서도 전사 패턴 선폭의 미세화가 진행되어, 파티클의 영향은 무시하기 어려워지고 있다. 또, FPD 등의 대형화나 FPD 제조의 효율화에 수반하여 마스크블랭크의 대형화가 진행되고 있다. 그에 수반하여, 종래의 단면 전체 둘레를 조면 연마하는(경면 연마하지 않는다) 경우나 단면(T)의 표면 조도(Ra)를 0.03~0.4㎛ 정도로 하는 경우(특허 문헌 1, 2), 이전보다도 기판 연마시의 단면으로부터의 유리칩의 발생이 증대되어 문제가 되고 있었다.

본 발명은, 상기 기술한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 연마시의 단면으로부터의 유리칩이나 연마제 잔류물 등의 파티클의 발생 및 그에 따른 표면 결함 발생율을 낮게 억제할 수 있는 마스크블랭크용 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 이하의 사실을 해명했다. 도 5a~도 5c는 유리칩의 발생을 설명하기 위한 도면이며, 도 5a는 주표면 연마시(주표면 우회전)의 상태를 나타내는 상면도, 도 5b는 주표면 연마시(주표면 좌회전)의 상태를 나타내는 상면도, 도 5c는 주표면 연마시에 있어서의 단면 및 캐리어의 측면도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 기판(10)은 캐리어(31)의 기판 홀딩부(31a)에 의해 홀딩된 상태에서, 캐리어(31)가 회전 기판의 중심과 동축으로 회전하고, 기판 홀딩부(31a)의 측벽이 단면(T)을 누름으로써 기판(10)은 상하 정반상을 회전한다. 또, 기판(10)의 표리 양쪽의 주표면(11)을 연마하기 위해서 연마면(34)을 가지는 상정반(32)과, 연마면(35)을 가지는 하정반(33) 사이에 소정의 압력이 걸리도록 하여 끼워져 있다. 마찰력이 높은 2개의 연마면에 끼워져 가압된 상태의 기판(10)을 캐리어(31)의 기판 홀딩부(31a)의 측벽으로 단면(T)을 누름으로써 단면(T)에는 큰 힘이 걸리게 된다. 또한, 기판(10)의 중심을 축으로 하여 회전시킴으로써 단면(T)의 전면(全面)에 동일한 힘이 걸리는 것이 아니라, 기판 대칭선(11a)에서부터 회전 진행 방향측의 절반의 영역, 예를 들어, 도 5a와 같이 기판(10)을 시계방향으로 회전시키는 경우는, 단면(T)의 영역(T1)에 대부분의 힘이 가해진다. 그리고, 같은 영역(T1)내에서도 기판 대칭선(11a)에서부터 단면끼리가 접하는 모서리부(P) 근방을 향하여 걸리는 힘이 증대되어 가는 하중 분포가 된다. 또, 기판(10)을 반시계방향으로 회전시키는 경우는, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 이번에는 단면(T)의 영역(T2)에서 같은 경향의 하중 분포가 된다. 같은 기판(10)의 연마는, 시계방향과 반시계방향에서의 양쪽 연마를 실시하므로, 영역(T1, T2) 모두 하중이 가해진다. 이 때문에, 기판(10)의 주표면(11)의 연마중에는 영역(T1)과 영역 (T2)의 모서리부(P)에서부터 소정 길이의 영역(즉, 각 단면(T)의 기판의 모서리부(P)에서부터 주표면의 변방향으로 소정 길이의 영역)에는 매우 강한 힘이 가해지게 된다. 또한, 주표면(11)을 연마하기 위해서 상정반(32), 하정반(33) 모두 같은 축으로 회전하고 있다. 상하정반(32,33)의 회전 방향과 기판(10)의 회전 방향이 다른 방향인 경우, 가압된 상태로 접촉하고 있는 마찰력이 높은 연마면(34, 35)의 회전 방향에 저항하여 기판(10)을 회전시킴으로써 영역(T1)과 영역(T2)의 모서리부(P)에서부터 소정 길이의 영역에는 보다 강한 힘이 가해지게 된다.

대형 마스크블랭크용 기판(10)에 있어서의 주표면(11)의 양면 연마의 경우에도, 상정반(32)과 하정반(33)에 의해 기판(10)에 걸리는 단위면적 당 압력은, LSI 마스크블랭크용 유리 기판의 주표면의 양면 연마의 경우와 동일한 정도의 압력이 가해진다. 즉, 대형 마스크블랭크용 기판(10) 쪽이 훨씬 주표면(11)의 면적이 크기 때문에, 걸리는 하중도 매우 커진다. 한편, 단면의 주표면측(긴 변측)의 길이와 두께(짧은 변측의 길이)의 비율은, LSI 기판에 비교하여, 대형 마스크블랭크용 기판(10) 쪽이 크다. 즉, 대형 마스크블랭크용 기판(10) 쪽이, 주표면에 대한 단면의 면적비율이 작고, LSI 마스크블랭크용 기판보다 큰 힘이 가해지게 되어 버린다. 이 주표면에 대한 단면의 면적비율은 사이즈가 커져도 두께는 그다지 두껍지 않게 되기 때문에, 보다 현저하게 된다.

유리칩은 종래의 단면 전체 둘레를 조면 연마하는(경면 연마하지 않는다) 경우나, 표면 조도(Ra)를 0.03~0.4㎛ 정도로 하는 경우(특허 문헌 1, 2)의 단면(T)에 강한 힘이 가해지면 표면의 미소한 볼록부가 벗겨짐으로써 발생한다. 이러한 검증으로부터, 본 발명자들은 대형 마스크블랭크용 기판의 사이즈의 대형화가 진행됨에 따라, 양면 연마시에 있어서, 캐리어(31)의 기판 홀딩부(31a)의 측벽에 눌러짐에 따른 각 단면(T)의 기판의 모서리부(P)에서부터 주표면의 변방향으로 소정 길이의 영역에 걸리는 힘이 계속 증대하여, 유리칩의 발생율도 증대하고 있다는 결론에 이르렀다. 또, 단면(T)의 중앙측 영역에 대해서는, 기판의 조면으로 하는 것에 따른 유리칩의 발생율에, 기판 사이즈의 대형화는 거의 영향을 주지 않는다는 결론에 이르렀다. 그리고, 본 발명자들은, 각 단면(T)의 중앙측 영역의 일부를 조면으로 하고, 기판의 모서리부(P)에서부터 주표면의 변방향으로 소정 길이의 영역을 표면 조도 0.5nm 이하의 경면으로 함으로써 유리칩의 발생을 억제하여, 그에 따른 기판 주표면의 표면 결함(상처)의 발생율을 큰 폭으로 억제할 수 있는 것을 발견했다.

본 발명에 있어서, 적어도, 단면(T)의 4모퉁이측 부근의 모서리부측 영역에 대해서 본원 소정의 경면 연마를 실시하고, 단면(T)의 중앙측의 중앙측 영역에 대해서 조면 연마를 실시하는 것에는, 이하의 2가지 이유가 있다.

(1) 단면(T)의 전면을 경면 연마할 수 없는 대형 마스크블랭크용 기판(10)에 대해서, 유리칩의 발생이나 연마제 잔류물의 발진을 억제하여 표면 결함 대책 또는 발진 대책을 실시하는 것.

(2) 기판의 가공 시간을 단축하는 것.

단면(T)의 전면을 경면 연마하는 경우에 비해, 단면 연마의 가공 시간을 단축할 수 있다. 그 결과, 가공에 있어서의 비용 절감을 실현할 수 있다.

대형 마스크블랭크의 제조 공정에 있어서는, 기판의 단면(T)에 본원 소정의 경면 연마를 시행한 후에 주표면(11)의 연마 공정에 투입함으로써, 유리칩의 발생 및 그에 따른 표면 결함 발생율을 낮게 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또, 연마 잔류물 등의 파티클의 발생을 저감할 수 있는 효과도 얻을 수 있다. 발명자들에 의한 시험 결과, 기판 홀딩의 연마 캐리어에 강하게 닿는 부분인 기판의 4모퉁이 부근만을 본원 소정의 경면 연마를 함으로써 그 효과를 충분히 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명은 이하의 구성을 가진다.

(구성 1) 표리 2개의 주표면과 4개의 단면으로 구성되는 박판(薄板)이며, 상기 단면 및 상기 주표면 사이에 모따기면을 가지는 마스크블랭크용 기판에 있어서,

상기 주표면은 한 변의 길이가 500mm 이상이며,

상기 단면은 인접하는 단면이 접하는 모서리부에서부터 주표면측의 변방향으로 소정 길이 범위의 영역인 2개의 모서리부측 영역과, 그 2개의 모서리부측 영역에 끼인 중앙측 영역으로 이루어지고,

상기 모서리부측 영역의 단면의 표면 조도(Ra)가 0.5nm 이하의 경면이며,

상기 중앙측 영역이 조면인 것을 특징으로 하는 마스크블랭크용 기판.

(구성 2) 상기 중앙측 영역은 표면 조도(Ra)가 50nm 이상의 조면인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 마스크블랭크용 기판.

(구성 3) 상기 소정 길이는 100mm 이상인 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 마스크블랭크용 기판.

(구성 4) 상기 주표면의 한 변의 길이가 1000mm 이상이며, 상기 소정 길이가 150mm 이상인 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 마스크블랭크용 기판.

(구성 5) 상기 중앙측 영역은 기판을 운반할 때에 파지되는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4 중 어느 쪽인가에 기재된 마스크블랭크용 기판.

(구성 6) 플랫 패널 디스플레이의 포토마스크 블랭크를 제조할 때에 이용되는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4 중 어느 쪽인가에 기재된 마스크블랭크용 기판.

(구성 7) 구성 1 내지 5 중 어느 쪽인가에 기재된 마스크블랭크용 기판의 주표면에, 박막을 가지는 것을 특징으로 하는 마스크블랭크.

(구성 8) 구성 1 내지 5 중 어느 쪽인가에 기재된 마스크블랭크용 기판의 주표면에, 박막 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 포토마스크.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 마스크블랭크용 기판은 표리 2개의 주표면과 4개의 단면으로 구성되는 박판이며, 상기 단면 및 상기 주표면 사이에 모따기면을 가지는 마스크블랭크용 기판에 있어서,

상기 주표면은 한 변의 길이가 500mm 이상이며,

상기 단면은 인접하는 단면끼리가 접하는 모서리부에서부터 주표면의 변방향으로 소정 길이 범위의 영역인 2개의 모서리부측 영역과, 그 2개의 모서리부측 영역에 끼인 중앙측 영역으로 이루어지고,

상기 중앙측 영역이 조면인 것을 특징으로 한다(구성 1).

본 발명의 마스크블랭크용 기판은 표리 2개의 주표면과 4개의 단면으로 구성되는 박판이며, 또 단면 및 주표면 사이에 모따기면을 가진다(구성 1).

예를 들면, 본 발명에서는, 도 1c에 나타내는 바와 같이, 표리 2개의 주표면(11)과 4개의 단면(T)으로 구성되는 박판이며, 또 단면(T) 및 주표면(11) 사이에 모따기면(C)을 가진다.

또, 본 발명의 마스크블랭크용 기판에 있어서, 주표면(11)은 한 변의 길이가 500mm 이상이다(구성 1).

예를 들면, 본 발명에서는, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 단변(L2)의 길이가 500mm 이상이다.

또, 본 발명의 마스크블랭크용 기판에 있어서, 단면은, 단면끼리가 접하는 모서리부에서부터 주표면의 변방향으로 소정 길이 범위의 모서리부측 영역과, 양 모서리부측 영역에 끼인 중앙측 영역으로 이루어진다(구성 1).

예를 들면, 본 발명에서는, 도 1a에 나타내는 바와 같이, 단면(T)은, 단면(T)끼리가 접하는 모서리부에서부터 주표면(11)의 장변(L1) 방향으로 소정 길이(변(L4)의 길이) 범위의 모서리부측 영역(13)과, 양 모서리부측 영역(13)에 끼인 중앙측 영역(14)으로 이루어진다.

또, 본 발명의 마스크블랭크용 기판에 있어서, 모서리부측 영역의 단면의 표면 조도(Ra)가 0.5nm 이하의 경면이다(구성 1).

예를 들면, 본 발명에서는, 도 1a에 나타내는 바와 같이, 모서리부측 영역(13)의 단면(T)의 표면 조도(Ra)가 0.5nm 이하의 경면이다. 또한, 모서리부측 영역의 단면(T)의 표면 조도(Ra)는, 0.3nm 이하로 하면 파티클의 발생율을 보다 저감 할 수 있어 더 바람직하다.

또, 본 발명의 마스크블랭크용 기판에 있어서, 중앙측 영역이 조면이다(구성 1).

예를 들면, 본 발명에서는, 도 1a에 나타내는 바와 같이, 중앙측 영역(14)이 조면이다.

이와 같이, 본 발명에서는, 특정 사이즈(한 변의 길이가 500mm 이상)의 마스크블랭크용 기판에 있어서, 4개의 단면의 모서리부측 영역을 경면으로 하고, 4개의 단면의 중앙측 영역을 조면으로 했다. 이는 핸들링, 유리칩의 문제를 모두 해결하기 위함이다. 즉, 중앙측 영역의 일부 영역이 조면으로 되어 있기 때문에, 핸들링의 문제를 해결할 수 있다. 또, 캐리어(31)의 기판 홀딩부(31a)의 측벽으로부터 받는 힘이 큰 모서리부측 영역이 경면으로 되어 있기 때문에 유리칩의 문제도 해결할 수 있다.

또, 본 발명의 마스크블랭크용 기판에 있어서, 중앙측 영역은 표면 조도(Ra)가 50nm 이상의 조면인 것이 바람직하다(구성 2). 이는 핸들링의 문제를 보다 효과적으로 해결할 수 있기 때문이다. 또한, 조면으로 하는 중앙측 영역의 표면 조도(Ra)의 상한은 400nm로 하는 것이 바람직하다. 표면 조도(Ra)를 400nm보다 거칠게 하면 파티클 발생율의 문제가 현저해 진다. 또, 조면으로 하는 중앙측 영역의 표면 조도(Ra)를 300nm 이하로 하면, 보다 더 파티클 발생율의 저감을 도모할 수 있고, 나아가 표면 조도(Ra)가 200nm 이하이면 최적이다.

또, 본 발명의 마스크블랭크용 기판에 있어서, 소정 길이는 100mm 이상인 것이 바람직하다(구성 3). 이는 유리칩의 문제를 보다 효과적으로 해결할 수 있기 때문이다.

또, 본 발명의 마스크블랭크용 기판에 있어서, 주표면의 한 변의 길이가 1000mm 이상이며, 상기 소정 길이가 150mm 이상인 것이 바람직하다(구성 4). 이는 주표면의 한 변의 길이가 1000mm 이상인 경우에 있어서는, 캐리어(31)의 기판 홀딩부(31a)의 측벽으로부터 받는 힘이 큰 영역은 넓어지고, 소정 길이가 150mm 이상이면, 핸들링, 유리칩의 문제를 보다 효과적으로 해결할 수 있기 때문이다. 또한, 소정 길이를 200mm 이상으로 하면, 유리칩이나 파티클의 발생율을 보다 저감 할 수 있어 바람직하다. 또, 핸들링상의 문제나 기판 검출의 문제가 없다면, 소정 길이를 300mm 이상으로 하면, 유리칩이나 파티클의 발생율을 한층 더 저감 할 수 있어 최적이다.

또, 본 발명의 마스크블랭크용 기판에 있어서, 중앙측 영역은, 기판을 운반할 때에 파지되는 영역을 포함하는 것이 바람직하다(구성 5). 이는 중앙측 영역이 기판을 운반할 때에 파지되는 영역을 포함하면, 핸들링의 문제를 보다 효과적으로 해결할 수 있기 때문이다.

또한, 대형 마스크블랭크의 결함 검사 장치, 대형 마스크에 형성된 전사 패턴을 검사하는 마스크 검사 장치, 마스크블랭크에 형성된 레지스트막에 전사 패턴을 노광 묘화하는 노광 묘화 장치, 노광 장치 등에 있어서는, 스테이지상의 대형 마스크블랭크나 대형 마스크의 유무를 단면(T)에 빛을 쬐어 검출하는 경우가 있다.이러한 경우, 중앙측 영역을 조면으로 해 두는 것은 유효하다.

또, 본 발명의 마스크블랭크용 기판은 플랫 패널 디스플레이의 포토마스크 블랭크를 제조할 때에 이용되도록 해도 좋다(구성 6).

또, 본 발명의 마스크블랭크용 기판에 있어서는, 주표면에, 박막을 가지도록 해도 좋다(구성 7).

또, 본 발명의 마스크블랭크용 기판은, 주표면에, 박막 패턴을 가지도록 해도 좋다(구성 8).

본 발명에 따른 마스크블랭크용 기판에 있어서는, 기판 주표면의 연마 공정 시에, 단면 중에서도 매우 큰 힘이 걸리는 기판의 4모퉁이 부근의 모서리부 영역을 경면 연마함으로써, 유리칩의 발생율을 큰 폭으로 저감하여 표면 결함 발생율을 낮게 억제할 수 있는 한편, 기판 주표면의 연마 공정 시에 비교적 힘이 걸리는 상태가 작은 기판의 중앙측 영역을 조면으로 함으로써, 핸들링 시 등의 취급이 용이한 마스크블랭크용 기판을 제공할 수 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 마스크블랭크용 기판의 구조를 나타내는 측면도이다.
도 1b는 본 발명에 따른 마스크블랭크용 기판의 구조를 나타내는 상면도이다.
도 1c는 본 발명에 따른 마스크블랭크용 기판의 구조를 나타내는 측면의 부분 확대도이다.
도 2는 단면을 경면 연마하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 본 발명에 따른 주표면의 연마 공정의 개략을 설명하기 위한 상면도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 주표면의 연마 공정의 개략을 설명하기 위한 측면도이다.
도 4는 대형 마스크블랭크용 기판을 나타내는 사시도이다.
도 5a는 유리칩의 발생을 설명하기 위한 도면이며, 주표면 연마시(주표면 우회전)의 상태를 나타내는 상면도이다.
도 5b는 유리칩의 발생을 설명하기 위한 도면이며, 주표면 연마시(주표면 좌회전)의 상태를 나타내는 상면도이다.
도 5c는 유리칩의 발생을 설명하기 위한 도면이며, 주표면 연마시에 있어서의 단면 및 캐리어의 측면도이다.

(실시 형태 1)

맨 먼저, 도 1a~도 1c, 도 2를 이용하여 본 발명에 따른 마스크블랭크용 기판의 구조에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 마스크블랭크용 기판의 구조를 나타내는 도면이며, 도 1a는 마스크블랭크용 기판의 측면도, 도 1b는 상면도, 도 1c는 측면의 부분 확대도이다. 도 1c에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 마스크블랭크용 기판(10)은, 표리 2개의 주표면(11)과 4개의 단면(T)으로 구성되는 박판이며, 단면(T) 및 주표면(11) 사이에 모따기면(C)을 가진다. 도 1b에 나타내는 바와 같이, 주표면(11)은 한 쌍의 장변(L1)(장변(L1)의 길이: 800mm)과, 한 쌍의 단변(L2)(단변(L2)의 길이: 500mm)을 가지는 대략 직사각형 모양이다. 도 1a, 도 1c에 나타내는 바와 같이, 단면(T)은 단면끼리가 접하는 모서리부에서부터 주표면(11)의 변방향으로 100mm(변(L4)의 길이:소정 길이) 범위의 모서리부측 영역(13)과, 양 모서리부측 영역(13)에 끼인 중앙측 영역(14)으로 이루어지며, 모서리부측 영역(13)의 단면(T)은 표면 조도(Ra)가 0.1nm의 경면이며, 중앙측 영역(14)은 조면이다.

또, 이 마스크블랭크용 기판(10)의 측면(12)은, 모따기면(C)과 양 모따기면(C)에 끼인 단면(T)을 가진다. 또, 단면(T)은, 한 쌍의 장변(장변(L1) 또는 단변(L2))과, 한 쌍의 단변(L3)(단변(L3)의 길이: 8.2mm)을 가지는 대략 직사각형 모양이다. 또한, 중앙측 영역(14)은, 기판을 운반할 때에 파지되는 영역으로 했다. 이 상태를 기판의 상면에서 보면, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 기판의 4개의 코너 부분(모서리부측 영역(13)에 대응하는 부분)만이 경면 연마되어 있는 것이 된다. 또한, 중앙측 영역(14)은 표면 조도(Ra)를 50nm의 조면으로 하고, 측면(12)의 길이(기판의 두께)는 10mm로 했다.

본 발명에 있어서, 대형 마스크블랭크용 기판(10)이란, 직사각형 기판 또는 정방형 기판의 한 변(바람직하게는 각 변이)이 500mm 이상인 것을 말한다. 대형 마스크블랭크용 기판(10)에는, 현재로는, 단변(L2)×장변(L1)이 500mm×800mm~2140mm×2460mm의 범위에서 여러가지 사이즈가 있고, 두께(측면(12)의 길이)가 10~15mm 이다. 특히, 기판의 장변(L1)의 크기가 800mm 이상이면, 단면의 모서리부측 영역에 걸리는 힘이 상당히 커지고, 나아가 1200mm 이상이면, 단면의 모서리부측 영역에 걸리는 힘은 매우 커져, 본원 발명을 적용하는 것에 대한 효과가 매우 크다.

또, 본 발명에 있어서, 소정의 경면이란 표면 조도(Ra)가 0.5nm 이하인 면을, 소정의 조면이란 표면 조도(Ra)가 50nm 이상인 면을 말한다.

상기와 같이, 본 실시 형태는, 단면(T)을 구성하는 모서리부측 영역(13)을 표면 조도(Ra) 0.1nm로 경면 연마하고, 중앙측 영역(14)을 표면 조도(Ra) 50nm로 조면 연마한 마스크블랭크용 기판(10)의 일례이다.

이어서, 본 실시 형태에 따른 마스크블랭크용 기판의 제조 방법에 대해 설명한다. 이 마스크블랭크용 기판(10)의 제조 방법에 있어서의 경면 연마 공정에서는, 단면을 경면 연마하는 공정을 실시한 후 주표면을 연마하는 공정을 실시한다.

우선, 도 2를 이용하여 단면을 경면 연마하는 공정에 대해 설명한다. 도 2는 단면을 경면 연마하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 컵형 브러쉬(21)를 이용하여 모서리부측 영역(13)(동 도면 중, 사선부)을 경면 연마한다. 이에 한정되지 않고, 모서리부측 영역(13)을 경면 연마할 수 있는 연마 방법이면, 다른 어떠한 연마 방법을 이용해도 된다.

다음으로, 도 3a, 도 3b를 이용하여 주표면을 경면 연마하는 공정에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 주표면의 연마 공정의 개략을 설명하기 위한 도면이며, 도 3a는 상면도, 도 3b는 측면도를 나타내고 있다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 기판(10)의 단면(T)을 캐리어(31)로 홀딩하고, 기판(10)을, 상하로 대향하여 설치된 상정반(32)의 연마면(34)과 하정반(33)의 연마면(35) 사이에 기판(10)의 양 주표면(11)이 접하도록 하여 협지한다. 그 후, 상하정반(32, 33)을 상하정반의 연마면(34, 35)에 대해서 수직인 상하정반의 수직축을 회전축(O1, O2)으로 하여 각각 회전시키는 동시에, 기판(10)의 자전축(O3)을 하정반의 회전축(O2)에 대해서 평행하게 편심하는 한편, 기판(10)의 일부가 하정반의 회전축(O2) 상에 위치하도록 정하고, 기판을 캐리어(31)를 회전시킴으로써 자전시킨다. 상하정반의 연마면(34, 35)과 기판의 양 주표면(11)이 서로 접촉하면서 상대적으로 이동함으로써 기판의 양 주표면(11)은 연마된다. 연마 공정 시에, 기판(10)의 양 주표면(11)에 걸리는 압력은 100g/cm²로 했다.

또한 이러한 주표면(11)의 연마 공정은 여러 차례 실시해도 되고, 각각 다른 내용의 주표면(11)의 연마 공정을 실시해도 된다. 예를 들면, 경질 폴리셔로 이루어지는 연마포를 연마면(34, 35)에 이용하여 제 1 연마 공정을 먼저 실시하고, 그 후, 연질 폴리셔로 이루어지는 연마포를 연마면(34, 35)에 이용하여 제 2 연마 공정을 실시하는 것이어도 된다. 이와 같이, 주표면(11)의 연마 공정을 여러 차례 반복함으로써, 보다 높은 평탄도를 가지는 마스크블랭크용 기판(10)을 제조할 수 있어 바람직하다.

연마 공정을 끝낸 기판(10)에 대해서, 소정의 세정 공정을 실시한 후 결함 검사를 실시한 바, 기판 주표면에 표면 결함이 검출된 기판의 발생율을 3% 정도로 저감 할 수 있고, 파티클 검출의 발생율도 5% 정도로 저감 할 수 있어 매우 높은 생산 수율로 하는 것이 가능했다.

본 실시 형태에 따른 마스크블랭크용 기판(10) 및 마스크블랭크용 기판(10)의 제조 방법에 있어서는, 단면(T)의 4모퉁이측만을 경면 연마하기 때문에 유리칩의 발생이나 탈락을 방지할 수 있고, 또 파티클의 부착이나 탈락을 방지할 수 있다. 그 결과, 마스크블랭크용 기판(10)의 연마 수율, 세정 수율을 향상시킬 수 있다.

또, 단면(T)의 중앙측 영역(14)을 조면 연마함으로써 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 기판 단면의 경면 연마에 걸리는 가공 시간을 단축할 수 있다.

(2) 사람 손에 의한 핸들링을 실시할 경우, 특별히 문제없이 실시할 수 있다.

(실시 형태 2)

본 실시 형태에 있어서는, 장변(L1)의 길이를 1220mm, 단변(L2)의 길이를 1400mm, 단변(L3)의 길이를 10.6mm, 변(L4)의 길이를 150mm, 기판의 두께를 13mm, 모서리부측 영역(13)의 표면 조도(Ra)를 0.05nm, 중앙측 영역(14)의 표면 조도(Ra)를 500nm(표면 조도(Ra) 500nm의 표면은, 육안으로는 뿌연 것이 된다), 중앙측 영역(14)은 노광 장치의 마스크 스테이지(52)에 기판을 재치했을 때에 포토마스크를 검출하기 위한 검출광이 조사되는 영역을 포함하는 것으로 했다. 또, 핸들링은 사람 손이 아닌 기계를 이용하여 실시했다. 그 외의 구성 및 마스크블랭크용 기판(10)의 제조 방법에 대해서는, 상기 기술한 실시 형태 1과 마찬가지이므로 여기에서는 설명을 생략 한다.

본 실시 형태에 따른 마스크블랭크용 기판(10) 및 마스크블랭크용 기판(10)의 제조 방법에 있어서도, 상기 기술한 실시 형태 1과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

(비교예 1)

본 비교예에 있어서는, 사이즈가 500mm×800mm, 두께가 10mm의 마스크블랭크용 기판(10)의 단면 전면을 표면 조도(Ra) 50nm의 조면으로 했다.

그 후, 마스크블랭크용 기판(10)의 양 주표면(11)을 상기 기술한 실시 형태와 같은 연마 방법으로 경면 연마했다.

연마 공정을 끝낸 기판(10)에 대해서, 소정의 세정 공정을 실시한 후 결함 검사를 실시한 바, 기판 주표면에 표면 결함이 검출된 기판의 발생율이 20% 정도로 높고, 파티클 검출의 발생율도 30% 정도로 높아, 낮은 생산 수율이 되어 버렸다.

또한, 핸들링용 장갑을 장착한 손으로 핸들링을 시도했지만, 핸들링용 장갑과 대형 마스크블랭크용 기판(10) 사이가 매우 미끄러지기 쉬워 위험하여, 실용성이 부족한 것이 판명되었다.

(비교예 2)

본 비교예에 있어서는, 사이즈가 1220mm×1400mm, 두께가 13mm의 마스크블랭크용 기판(10)의 단면 전면을 표면 조도(Ra) 1.0nm의 경면으로 했다.

연마 공정을 끝낸 기판(10)에 대해서, 소정의 세정 공정을 실시한 후 결함 검사를 실시한 바, 기판 주표면에 표면 결함이 검출된 기판의 발생율이 30% 정도로 높고, 파티클 검출의 발생율도 40% 정도로 높아, 낮은 생산 수율이 되어 버렸다.

또한, 핸들링용 장갑을 장착한 손으로 핸들링을 시도했지만, 기판(10)의 중량이 매우 무겁고, 핸들링용 장갑과 대형 마스크블랭크용 기판(10) 사이에서 미끄러져 버려, 대형 마스크블랭크용 기판(10)을 들 수 없었다.

또한, 상기 기술한 실시 형태에 있어서는, 중앙측 영역(14)의 전체를 조면으로 했지만, 비교적 사이즈가 작은 대형 마스크블랭크용 기판에서 핸들링을 실시하기 위한 파지 영역이 특정되는 경우에 있어서는, 중앙측 영역(14)의 그러한 특정 영역을 제외한 영역의 단면(T)도 모서리부측 영역과 동일한 정도, 혹은 그 이상의 표면 조도의 경면으로 해도 된다. 또, 기계나 지그를 이용한 핸들링으로 기판을 이동시키는 경우로서, 상기 기판 검출의 관계에서 조면으로 할 필요가 있는 중앙측 영역(14)의 특정 영역이 미리 결정되어 있다면, 기판의 크기에 한정되지 않고, 중앙측 영역(14)의 그 조면으로 할 필요가 있는 영역만을 상기 표면 조도의 조면으로 하고, 그 이외의 중앙측 영역(14)을 모서리부측 영역과 동일한 정도, 혹은 그 이상의 표면 조도의 경면으로 하도록 해도 된다. 또, 중앙측 영역(14)에 있어서, 유리칩의 발생율이나 연마제의 고착에 기인하는 파티클의 발생율을 보다 저감하는 것을 노려, 중앙측 영역(14)의 기판 대칭선에서부터 양측의 모서리부측 영역 소정 거리 마다 단계적으로 표면 조도를 작게 해 가는 구성으로 해도 된다.

또, 마스크블랭크용 기판(10)의 형상은 직사각형에 한정되지 않고, 주표면(11)의 한 변이 500mm 이상인 정방형이어도 된다.

또한, 본 발명은 이상의 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 또, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지의 변경이 가능하다.

Claims

표리 2개의 주표면과 4개의 단면으로 구성되는 박판이며, 상기 단면 및 상기 주표면 사이에 모따기면을 가지는 마스크블랭크용 기판에 있어서, 상기 주표면은 한 변의 길이가 500mm 이상이며, 상기 단면은 인접하는 단면이 접하는 모서리부에서부터 주표면측의 변방향으로 100mm 이상의 길이의 영역인 2개의 모서리부측 영역과, 그 2개의 모서리부측 영역에 끼인 중앙측 영역으로 이루어지고, 상기 모서리부측 영역의 단면의 표면 조도(Ra)가 0.5nm 이하의 경면이며, 상기 중앙측 영역이 조면인 것을 특징으로 하는 마스크블랭크용 기판.
제 1 항에 있어서,
상기 중앙측 영역은 표면 조도(Ra)가 50nm 이상의 조면인 것을 특징으로 하는 마스크블랭크용 기판.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 주표면의 한 변의 길이가 1000mm 이상이며, 상기 모서리부측 영역은 인접하는 단면이 접하는 모서리부에서부터 주표면측의 변방향으로 150mm 이상의 길이의 영역인 것을 특징으로 하는 마스크블랭크용 기판.
제 1 항에 있어서,
상기 중앙측 영역은, 기판을 운반할 때에 파지되는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크블랭크용 기판.
표리 2개의 주표면과 4개의 단면으로 구성되는 박판이며, 상기 단면 및 상기 주표면 사이에 모따기면을 가지는 마스크블랭크용 기판에 있어서, 상기 주표면은 한 변의 길이가 500mm 이상이며, 상기 단면은 인접하는 단면이 접하는 모서리부에서부터 주표면측의 변방향으로 100mm 이상의 길이의 영역인 2개의 모서리부측 영역과, 그 2개의 모서리부측 영역에 끼인 중앙측 영역으로 이루어지고, 상기 모서리부측 영역의 단면의 표면 조도(Ra)가 0.5nm 이하의 경면이며, 상기 중앙측 영역의 적어도 일부 영역이 조면인 것을 특징으로 하는 마스크블랭크용 기판.
제 6 항에 있어서,
상기 중앙측 영역의 일부 영역은 표면 조도(Ra)가 50nm 이상의 조면인 것을 특징으로 하는 마스크블랭크용 기판.
삭제
제 6 항에 있어서,
상기 주표면의 한 변의 길이가 1000mm 이상이며, 상기 모서리부측 영역은 인접하는 단면이 접하는 모서리부에서부터 주표면측의 변방향으로 150mm 이상의 길이의 영역인 것을 특징으로 하는 마스크블랭크용 기판.
제 6 항에 있어서,
상기 중앙측 영역의 일부 영역은, 기판을 운반할 때에 파지되는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크블랭크용 기판.
제 6 항에 있어서,
상기 중앙측 영역의 일부 영역은, 기판의 유무를 검출할 때에 빛이 쬐이는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크블랭크용 기판.
제 1 항에 있어서,
플랫 패널 디스플레이의 포토마스크 블랭크를 제조할 때에 이용되는 것을 특징으로 하는 마스크블랭크용 기판.
제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항, 제 9 항, 제 10 항, 제 11 항 또는 제 12 항에 기재된 마스크블랭크용 기판의 주표면에, 박막을 가지는 것을 특징으로 하는 마스크블랭크.
제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항, 제 9 항, 제 10 항, 제 11 항 또는 제 12 항에 기재된 마스크블랭크용 기판의 주표면에, 박막 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 포토마스크.