JP2020003548A - フォトマスク用基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】できるだけ基板に対して特異な形状の加工を施すことなく、基板の加工方向の識別を可能にするフォトマスク用基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るフォトマスク用基板１は、互いに対向する２つの主表面２と、前記２つの主表面との間に形成された側面３と、前記側面のうち隣り合う２つの側面間にＲ面加工が施されたコーナー部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、を備えるフォトマスク用基板１であって、一の前記コーナー部４ａのＲ面の曲率半径が、他のいずれかのコーナー部４ｂ，４ｃ，４ｄのＲ面の曲率半径と異なる寸法に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、フォトマスク用基板およびその製造方法に関し、基板のコーナー部のＲ面取りを工夫することにより、基板の加工方向の識別を可能とするフォトマスク用基板およびその製造方法に関する。

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用基板として使われている。

このフォトマスク用基板の製造方法は、合成シリカガラスのブロックを得た後に、スライス、面取り、および研磨加工を施すものである。この面取り加工では、板状の合成シリカガラスのブロックにおける四隅の稜線部（コーナー部）をＲ面加工し、主表面と側面との間の稜線部をＣ面加工するのが一般的である。

ところで、フォトマスク用基板またはマスクブランク用基板では、基板の種類や基板の表裏を判別できるようにするために、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す等のマークを施す技術が知られている。

例えば、コーナー部における斜断面からなる基板マークによる平坦度への影響を抑制するため、主表面に対する基板マークの傾斜角が４５度よりも大きく９０度未満であり、主表面と基板マークの境界から基板の外周までの距離が１．５ｍｍ未満というマスクブランク用基板が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１６−１７７３１７号公報

しかしながら、フォトマスク用基板の大型化と高精度化に伴い、端面やコーナー部に対して、マーキング用の加工を施すことは好ましくない。一方、基板の加工履歴等を判別できるようしたいという要求もある。

即ち、基板から様々な情報を簡易かつ低コストに取得したという要望の一方で、できるだけ基板に対して特異な形状の加工を施したくないという課題があった。

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、できるだけ基板に対して特異な形状の加工を施すことなく、基板の加工方向の識別を可能にするフォトマスク用基板およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明に係るフォトマスク用基板は、互いに対向する２つの主表面と、前記２つの主表面との間に形成された側面と、前記側面のうち隣り合う２つの側面間にＲ面加工が施されたコーナー部を備えるフォトマスク用基板であって、一の前記コーナー部のＲ面の曲率半径が、他のいずれかのコーナー部のＲ面の曲率半径と異なる寸法に形成されていることを特徴とする。

このように、一の前記コーナー部のＲ面の曲率半径を、他のいずれかのコーナー部のＲ面の曲率半径と異なる寸法に形成することにより、コーナー部のＲ面を基板の表裏面の識別、基板の加工方向の識別等に用いることができる。
また、コーナー部のＲ面の曲率半径の大小によって前記識別を行うため、新たに、基板に対して特異な形状の加工を施すことがないため、基板自体の性能に与える影響も少ない。
ここで、Ｒ面とは、側面のうち隣り合う側面間に形成される曲面をいい、その曲面の中心点が基板内にある面をいう。

ここで、前記２つの主表面が平面視上、長方形であって、４つのコーナー部を備えることが望ましい。
また、前記２つの主表面が平面視上、正方形であって、４つのコーナー部を備える場合には、一の前記コーナー部のＲ面の曲率半径が、他のコーナー部のＲ面の曲率半径と異なる寸法に形成され、更に、他のコーナー部のうち、いずれか一つのコーナー部Ｒ面の曲率半径が、他の二つのコーナー部のＲ面の曲率半径と異なる寸法に形成されていることが望ましい。

また、４つのコーナー部におけるＲ面において、２番目に大きい曲率半径を有するＲ面の曲率半径が、最も大きい曲率半径を有するＲ面の曲率半径の９０％〜１０％であることが望ましい。
２番目に寸法が大きい曲率半径が、最大曲率半径の９０％を超える場合には、最大曲率半径を有するＲ面と、２番目に大きい曲率半径を有するＲ面との識別が困難となり、好ましくない。
一方、２番目に寸法が大きい曲率半径が、最大曲率半径の１０％未満の場合には、２番目に大きい曲率半径を有するＲ面の形成が困難となる場合があり、好ましくない。

また、４つのコーナー部におけるＲ面において、３番目に大きい曲率半径を有するＲ面の曲率半径が、２番目に大きい曲率半径を有するＲ面の曲率半径の９０％〜１０％であることが望ましい。
更に、４つのコーナー部におけるＲ面において、最も小さい曲率半径を有するＲ面の曲率半径が、３番目に大きい曲率半径を有するＲ面の曲率半径の９０％〜１０％であることが望ましい。
このように、４つのコーナー部におけるＲ面において、特定のＲ面の曲率半径が、その曲率半径に最も近く、かつ大きいＲ面の曲率半径の９０％〜１０％であることが望ましい。
尚、最も小さい曲率半径を有するＲ面の曲率半径（最小曲率半径）が、最も大きい曲率半径を有するＲ面の曲率半径（最大曲率半径）の９０％〜１０％であることが望ましい。

また、シリカガラスにより形成されていることが望ましい。

上記目的を達成するためになされた本発明に係るフォトマスク用基板の製造方法は、互いに対向する２つの主表面と、前記２つの主表面との間に形成された側面と、前記側面のうち隣り合う２つの側面間にＲ面加工が施されたコーナー部とを備えるフォトマスク用基板の製造方法であって、一のコーナー部のＲ面を研削加工する際の研削条件と、他のコーナー部のＲ面を研削加工する際の研削条件とを異にすることにより、一のコーナー部のＲ面の曲率半径と、他のコーナー部のＲ面の曲率半径とに寸法差を形成することを特徴とする。
このように、コーナー部のＲ面の研削条件を変えることにより、一のコーナー部のＲ面の曲率半径と、他のコーナー部のＲ面の曲率半径とに寸法差を容易に形成することができる。
尚、前記研削条件としては、砥石送り速度であることが望ましい。

本発明によれば、基板に対して特異な形状の加工を施すことなく、基板の加工方向の識別を可能にするフォトマスク用基板およびその製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るフォトマスク用基板を模式的に示す平面図である。 図２は、本発明の実施形態に係るフォトマスク用基板を模式的に示す側面図である。 図３は、本発明の実施形態に係るフォトマスク用基板の製造方法の一工程を模式的に示す平面図である。 図４は、本発明の実施形態に係るフォトマスク用基板の製造方法の一工程を模式的に示す、図３のＡ−Ａ断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るフォトマスク用基板およびその製造方法につき、図面に基づいて説明する。ただし、本発明の実施形態に係るフォトマスク用基板およびその製造方法が以下で説明する実施形態に限定されるものではない。添付の図面は模式的なものであり、各要素の寸法や比率などが実際と異なる場合がある。

図１は、本発明の実施形態に係るフォトマスク用基板を模式的に示す平面図であり、図２は、本発明の実施形態に係るフォトマスク用基板を模式的に示す側面図である。
本発明の実施形態に係るフォトマスク用基板１は、例えばＩＣ用のフォトマスク用基板やＬＣＤ用のフォトマスク用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用のフォトマスク用基板の場合には、例えば、その一辺の長さが１５２ｍｍの平面視上、主表面が正方形であり、厚さが５ｍｍの合成シリカガラスにより形成される。
また、ＬＣＤ用のフォトマスク用基板の場合には、例えば、その一辺の長さが８５０ｍｍ（直交する他辺の長さＬは１２００ｍｍ）の平面視上、主表面が長方形であり、厚さが１０ｍｍの合成シリカガラスにより形成される。
尚、図１乃至図４は、平面視上、主表面が正方形のＩＣ用のフォトマスク用基板を示している。

図１および図２に示すように、フォトマスク用基板１は、互いに対向する２つの主表面２と、２つの主表面との間に形成された側面３と、側面３のうち隣り合う２つの側面間にＲ面加工が施されたコーナー部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとを備えている。
また、主表面２と側面３およびコーナー部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの間の稜線部は、Ｃ面加工が施されており、面取り面５が形成されている。

主表面２は、所望の光学的特性を得るように平坦化（鏡面化）加工が施されている。一方、側面３およびコーナー部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、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に、例えば算術平均粗さＲａが０．０１μｍとなるように研磨加工が施されている。

また、図１および図２に示すように、コーナー部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、すべてＲ面加工が施されているものの、そのＲ面寸法が同じではない。
具体的には、ある一つのコーナー部４ａにおけるＲ面寸法は、例えばＲ＝２．０ｍｍであり、その他のコーナー部４ｂ，４ｃ，４ｄにおけるＲ面寸法は、例えばＲ＝３．０ｍｍである。即ち、一のコーナー部４ａのＲ面寸法（曲率半径）が、他のコーナー部４ｂ，４ｃ，４ｄのＲ面寸法（曲率半径）と異なる寸法に形成されている。
このように、コーナー部４ａのＲ面寸法（曲率半径）が、他のコーナー部４ｂ，４ｃ，４ｄのＲ面寸法（曲率半径）と異なる寸法に形成することにより、コーナー部４ａを、例えば、加工の有無に関する情報、あるいは仕向け先の情報等の識別に用いることができる。

尚、２つの主表面が平面視上、長方形であるＬＣＤ用のフォトマスク用基板の場合には、コーナー部４ａのＲ面寸法（曲率半径）と長辺（あるいは短辺）との位置関係から基板表裏面、加工方向等について識別ができる。

また、上記したように、その他のコーナー部４ｂ，４ｃ，４ｄにおけるＲ面寸法（曲率半径）は、同一であっても良いが、夫々異なっている方がより好ましい。
ここで、２つの主表面が平面視上正方形である場合には、前記したように、一のコーナー部４ａのＲ面の曲率半径が、他のコーナー部４ｂ，４ｃ，４ｄのＲ面の曲率半径と異なる寸法に形成され、更に、他のコーナー部４ｂ，４ｃ，４ｄのうち、いずれか一つのコーナー部Ｒ面の曲率半径が、他の二つのコーナー部のＲ面の曲率半径と異なる寸法に形成されていることにより、基板表裏面、加工方向等の識別ができる。

例えば、４つのコーナー部におけるＲ面において、２番目に寸法が大きいＲ面寸法（曲率半径）が、最大Ｒ面寸法（最大曲率半径）の９０％〜１０％に形成されているのが好ましい。同様に、３番目に寸法が大きいＲ面寸法（曲率半径）が、２番目に大きいＲ面寸法（曲率半径）の９０％〜１０％であることが好ましい。更に、最小Ｒ面寸法（最小曲率半径）が、３番目に寸法が大きい曲率半径の９０％〜１０％であることが望ましい。

即ち、４つのコーナー部におけるＲ面において、特定のＲ面の曲率半径が、その曲率半径に最も近く、かつ大きいＲ面の曲率半径の９０％〜１０％であることが望ましい。
特定のＲ面の曲率半径が、その曲率半径に最も近く、かつ大きいＲ面の曲率半径の９０％を超える場合には、特定のＲ面と近接のＲ面との識別が困難となり、好ましくない。一方、特定のＲ面の曲率半径が、その曲率半径に最も近く、かつ大きいＲ面の曲率半径の１０％未満の場合には、特定のＲ面の形成が困難の場合があり、好ましくない。

また、特定のＲ面と近接のＲ面の曲率半径の差は、目視、あるいはルーペ等を用いた目視観察で判別できる曲率半径の差をもって形成されているのが好ましい。また、好ましくは、最小Ｒ面寸法（最小曲率半径）が、最大Ｒ面寸法（最小曲率半径）の９０％〜１０％であることが望ましい。

このように、４つのコーナー部において、Ｒ面の曲率半径が異なるコーナー部を増やすことにより、数多くの情報を基板に入れることができ、基板の表裏以外にも、基板品種や加工方向、加工の有無、仕向け先等の識別が可能となる。

（研削方法）
次に、図３および図４を参照しながら、本発明の実施形態に係るフォトマスク用基板の製造方法を説明する。図３は、本発明の実施形態に係るフォトマスク用基板の製造方法の一工程を模式的に示す平面図であり、図４は、本発明の実施形態に係るフォトマスク用基板の製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。なお、図４に示される断面図は、図３に示されるＡ−Ａ矢視断面に対応している。

まず、フォトマスク用基板１の原材料となる合成シリカガラスのブロックを用意し、これをスライスし板状の合成シリカガラスを得る。
この板状の合成シリカガラスは、概ねフォトマスク用基板１における互いに対向する２つの主表面２と、２つの主表面との間に形成された側面３とを備えた形状である。

次に、この板状の合成シリカガラスを研削し、側面３のうち隣り合う２つの側面間にコーナー部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、主表面２と側面３およびコーナー部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの間の稜線部に面取り面５を形成する。

この研削工程では、図３に示しように、回転する総型砥石６に、板状の合成シリカガラスを当接させ、コーナー部を形成する。
ここで、例えば、図４に示すような側面３および面取り面５の形状の型が成形された総型砥石６を用いることが好ましい。側面３および面取り面５の形状の型が成形された総型砥石６を用いれば、側面３およびコーナー部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを研削すると同時に面取り面５を形成することができる。

このコーナー部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを研削する研削工程では、ある一つのコーナー部のＲ面を研削加工する際の研削条件と、その他のコーナー部のうち、少なくとも一つのＲ面を研削加工する際の研削条件とが異なっている。

研削加工における研削条件には、研削砥石の研削速度や周速度、切込み量等があるが、コーナー部４ａのＲ面を研削加工する際の砥石の軌道と、その他のコーナー部４ｂ，４ｃ，４ｄのＲ面を研削加工する際の砥石の軌道を異ならせることが好ましい。
この砥石の軌道とは板状の合成シリカガラスを移動する範囲を意味し、板状の合成シリカガラスの移動範囲を大きくすることにより、研削砥石の研削速度や周速度、切込み量を変えなくても、コーナー部の曲率半径を大きく形成することができる。また、移動範囲を小さくすることにより、研削砥石の研削速度や周速度、切込み量を変えなくても、コーナー部の曲率半径を小さく形成することができる。尚、図３に矢印で砥石の回転、板状の合成シリカガラスの移動を示す。

尚、研削砥石の研削速度や周速度、切込み量を変えると、Ｒ面の面状態が異なるため、あまり好ましくない。そのため、コーナー部の研削にあたっては、研削速度や周速度、切込み量を同一にし、砥石送り速度を変えるのが好ましい。

具体的に一例を挙げれば、砥石としてダイヤモンド砥石を用い、砥石の軌道を制御し、自動研削装置上のＲ面研削設定値（研削狙い設定値）を変更し、研削し、コーナー部４ａにおけるＲ面寸法を、Ｒ＝２．０ｍｍ、コーナー部４ｂ，４ｃ，４ｄにおけるＲ面寸法を、Ｒ＝３．０ｍｍに形成する。

なお、その他のコーナー部４ｂ，４ｃ，４ｄのＲ面を研削加工する際の研削条件は、同一であっても良いが、これに限らず、各コーナー部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにおける研削条件を異にして、研削を行っても良い。
即ち、基板の表裏以外にも、基板品種や加工方向等の数多くの情報を基板に入れるためには、４つのコーナー部において研削条件を異ならしめ、Ｒ面の曲率半径が異なるコーナー部を増やすことが望ましい。

以上のように本発明の実施の形態に係るフォトマスク用基板およびその製造方法よれば、基板に対して特異な形状の加工を施すことなく、基板の加工方向の識別を可能にするフォトマスク用基板およびその製造方法を提供することができる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記の実施形態よって限定されるものではない。

１ フォトマスク用基板
２ 主表面
３ 側面
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ コーナー部
５ 面取り面
６ 砥石

Claims (9)

1. 互いに対向する２つの主表面と、前記２つの主表面との間に形成された側面と、前記側面のうち隣り合う２つの側面間にＲ面加工が施されたコーナー部を備えるフォトマスク用基板であって、
   一の前記コーナー部のＲ面の曲率半径が、他のいずれかのコーナー部のＲ面の曲率半径と異なる寸法に形成されていることを特徴とするフォトマスク用基板。
2. 前記２つの主表面が平面視上、長方形であって、４つのコーナー部を備えることを特徴とするフォトマスク用基板。
3. 前記２つの主表面が平面視上、正方形であって、４つのコーナー部を備え、
   一の前記コーナー部のＲ面の曲率半径が、他のコーナー部のＲ面の曲率半径と異なる寸法に形成され、
   更に、他のコーナー部のうち、いずれか一つのコーナー部Ｒ面の曲率半径が、他の二つのコーナー部のＲ面の曲率半径と異なる寸法に形成されていることを特徴とする請求項１記載のフォトマスク用基板。
4. ４つのコーナー部におけるＲ面において、２番目に大きい曲率半径を有するＲ面の曲率半径が、最も大きい曲率半径を有するＲ面の曲率半径の９０％〜１０％であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されたフォトマスク用基板。
5. ４つのコーナー部におけるＲ面において、３番目に大きい曲率半径を有するＲ面の曲率半径が、２番目に大きい曲率半径を有するＲ面の曲率半径の９０％〜１０％であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載されたフォトマスク用基板。
6. ４つのコーナー部におけるＲ面において、最も小さい曲率半径を有するＲ面の曲率半径が、３番目に大きい曲率半径を有するＲ面の曲率半径の９０％〜１０％であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載されたフォトマスク用基板。
7. 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乃至請求項６のいずれかに記載されたフォトマスク用基板。
8. 互いに対向する２つの主表面と、前記２つの主表面との間に形成された側面と、前記側面のうち隣り合う２つの側面間にＲ面加工が施されたコーナー部と、を備えるフォトマスク用基板の製造方法であって、
   一のコーナー部のＲ面を研削加工する際の研削条件と、他のコーナー部のＲ面を研削加工する際の研削条件とを異にすることにより、
   一のコーナー部のＲ面の曲率半径と、他のコーナー部のＲ面の曲率半径とに寸法差を形成することを特徴とするフォトマスク用基板の製造方法。
9. 前記研削条件は、砥石送り速度であることを特徴とする請求項８に記載のフォトマスク用基板の製造方法。

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