合成石英玻璃基板的制备方法技术

本发明专利技术涉及合成石英玻璃基板的制备方法。通过提供合成石英玻璃块体、用在双折射测定的波长下具有至少99.0％/mm的透射率的液体涂布该块体的两个相对表面、通过使光进入一涂布表面并且从另一涂布表面离开从而测定该块体上的双折射分布、和基于测定的双折射分布将该块体分类为可接受的组或不可接受的组，从而制备合成石英玻璃基板。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本非临时申请在35U.S.C.§119(a)下要求于2015年6月10日在日本提交的专利申请No.2015-117442的优先权，由此通过引用将其全部内容并入本文。
技术实现思路
本专利技术涉及合成石英玻璃基板的制备方法，该合成石英玻璃基板可用作用于先进的半导体相关的电子材料的制造的纳米压印光刻掩模基板、用于液晶面板显示器的制造的光掩模基板、和用于准分子激光光刻、典型地ArF准分子激光光刻、尤其是ArF浸没式光刻的光掩模。
技术介绍
VLSI电路中较高水平的集成度已导致日益小尺寸的曝光图案。这已产生了对用于在半导体晶片上写入电路图案的步进器或光刻系统中的较短波长的曝光光源的需要。结果，曝光工具中的主流光源已从现有技术的KrF准分子激光(波长248nm)变为ArF准分子激光(波长193nm)。最近，ArF浸没式光刻在实际应用。在ArF浸没式这代的光刻技术中，控制光掩模基板的双折射成为关键。该光刻技术采用通过使用ArF准分子激光作为光源将光掩模图案转印到晶片上的抗蚀剂膜、引导偏振光照明经过光掩模基板、于是对该抗蚀剂膜进行图案曝光的系统。为了转印较精细的特征尺寸的图案，改善对比度变得重要。对比度改善受到因素例如光掩模基板的平坦度和双折射的影响。双折射通过石英玻璃中的残留应变等显现。如果双折射显著，则干扰ArF浸没式光刻工具中光的偏振，导致曝光性能的降低。为此，进行如何控制用于光刻的合成石英玻璃基板的双折射的积极研究工作。例如，专利文献1公开了一种掩模坯，其用于采用200nm或更短的曝光光波长的半导体设备制造技术，包括合成石英玻璃基板和在其表面上层叠的遮光膜，该掩模坯在波长193nm下具有每基板厚度1nm或更小的双折射值。专利文献2记载了用于制备在波长633nm下平均具有0.3nm/cm或更小的双折射值的合成石英玻璃的方法。专利文献3记载了对合成石英玻璃进行热处理以致合成石英玻璃块体的主表面可在其整体上具有至多2nm/cm的最大双折射值。而且，要求用于纳米压印光刻(NIL)的玻璃基板具有高的形状或形貌的精度。NIL为用于将纳米结构的图案压印于用于图案转印的树脂的技术。待转印的图案的分辨率取决于模具上的纳米结构的分辨率。于是要求其上形成精细特征图案的基板具有高形状精度。如上所述，双折射由石英玻璃中的残留应变等显现。如果双折射显著，则将合成石英玻璃加工成用于NIL基板的形状之前和之后，基板表面由于残留应力的影响而经历平坦度和并行性的显著变化。这样的变化可能导致曝光过程中的焦点迁移和转印过程中的图案迁移。为了解决该问题，专利文献4提出了其整体具有至多3nm/cm的最大双折射值的用于微电子用途的合成石英玻璃基板。此外，也要求在曝光工具和用于微电子和显示器部件的制造方法的各种其他设备中待组装的合成石英玻璃构件具有高纯度和精度。引用列表专利文献1:JP-A 2006-251781(WO 2006/085663)专利文献2:JP-A 2006-273659(WO 2006/104179)专利文献3:JP-A 2011-026173专利文献4:JP-A 2012-032786(US 20110318995，EP 2399708)
技术实现思路
在专利文献1-4的全部中，将合成石英玻璃基板抛光为镜面状表面后测定双折射值。这基于如下想法：除非玻璃基板表面为透光性，否则双折射不可测定。如上所述，对形成光掩模的合成石英玻璃基板和NIL玻璃基板所要求的规格包括平坦度和无缺陷以及双折射。即使对抛光合成石英玻璃基板的步骤进行改进以满足平坦度和缺陷规格，但该基板被视为不可接受，除非其双折射值最终落入所需的范围内。尽管直至达到高度平坦、无缺陷的表面经历了繁琐的昂贵的步骤，但它们沦为废品，招致低生产率的问题。本专利技术的目的在于以高生产率和经济的方式提供制备合成石英玻璃基板的方法，该合成石英玻璃基板具有包括低双折射、高平坦度和无缺陷性的优点，该基板可用作用于准分子激光光刻、典型地ArF准分子激光光刻、尤其是ArF浸没式光刻的分划板和光掩模、和NIL模具。本专利技术人已发现通过将特定的液体涂布于合成石英玻璃块体或由其切割的合成石英玻璃板的任意表面和相对表面，通过使光进入一涂布表面并且从另一涂布表面离开而测定该块体或板上的双折射分布，和基于测定的双折射分布将该块体或板分类为可接受或不可接受的组，从而能够在合成石英玻璃基板制造工艺的较早阶段，根据一个物理参数即双折射将玻璃块体或板分类为可接受和不可接受的组。于是，能够以高生产率和低成本制备合成石英玻璃基板。一方面，本专利技术提供合成石英玻璃基板的制备方法，包括如下步骤：提供合成石英玻璃块体；用液体涂布该块体的任意表面和相对表面，该液体在双折射测定的波长下具有至少99.0％/mm的透射率；通过使光进入一涂布表面并且从另一涂布表面离开，从而测定该块体上的双折射分布；和基于测定的双折射分布，将该块体分类为可接受的组或不可接受的组。优选地，该分类步骤中，当该块体具有双折射分布以致其在对应于得到的合成石英玻璃基板上的有效区域的该块体上的有效区域内不具有最大双折射时，将其分类为可接受的组。优选地，该分类步骤中，在合成石英玻璃基板的双折射规格为至多αnm/cm的情形下，当该块体在对应于得到的合成石英玻璃基板上的有效区域的区域中具有至多2.0αnm/cm的最大双折射值时，将该块体分类为可接受的组。优选地，在该分类步骤中将该块体分类为可接受的组后，所述方法还包括下述步骤：将该块体切割为合成石英玻璃板；磨削或研磨、粗抛光、和最终精抛光该玻璃板。另一方面，本专利技术提供合成石英玻璃基板的制备方法，包括下述步骤：提供合成石英玻璃块体；将该块体切割为合成石英玻璃板；用液体涂布该板的任意表面和相对表面，该液体在双折射测定的波长下具有至少99.0％/mm的透射率；通过使光进入一涂布表面并且从另一涂布表面离开，从而测定该板上的双折射分布；和基于测定的双折射分布，将该板分类为可接受的组或不可接受的组。优选地，该分类步骤中，当该板具有双折射分布以致其在对应于得到的合成石英玻璃基板上的有效区域的该板上的有效区域内不具有最大双折射时，将其分类为可接受的组。优选地，该分类步骤中，在合成石英玻璃基板的双折射规格为至多αnm/cm的情形下，当该板在对应于得到的合成石英玻璃基板上的有效区域的区域中具有至多1.5αnm/cm的最大双折射值时，将该板分类为可接受的组。优选地，在该分类步骤中将该合成石英玻璃板分类为可接受的组后，该方法还包括下述步骤：磨削或研磨、粗抛光、和最终精抛光该玻璃板。优选的实施方案中，待用该液体涂布的表面具有至多1mm的粗糙度(Sa)。在优选的实施方案中，该液体的折射率与该合成石英玻璃的折射率之差在±0.15内。该液体优选选自水、一元醇、多元醇、醚、醛、酮、羧酸、烃及其水溶液。最经常地，该液体为具有至少200的分子量的多元醇。典型地，该液体在25℃和101.3kPa下具有低于3.2kPa的蒸气压。本专利技术的有利效果根据本专利技术，可在任何机加工步骤、典型地磨削步骤之前，在合成石英玻璃基板制造工艺的较早阶段将用作准分子激光光刻、典型地ArF准分子激光光刻、特别地ArF浸没式光刻中的分划板和光掩模的合适等级的合成石英玻璃基板本文档来自技高网...

【技术保护点】
合成石英玻璃基板的制备方法，包括下述步骤：提供合成石英玻璃块体，用液体涂布该块体的任意表面和相对的表面，该液体在双折射测定的波长下具有至少99.0％/mm的透射率，通过使光进入一涂布表面并且从另一涂布表面离开，从而测定该块体上的双折射分布，和基于测定的双折射分布，将该块体分类为可接受的组或不可接受的组。

【技术特征摘要】
2015.06.10 JP 2015-1174421.合成石英玻璃基板的制备方法，包括下述步骤：提供合成石英玻璃块体，用液体涂布该块体的任意表面和相对的表面，该液体在双折射测定的波长下具有至少99.0％/mm的透射率，通过使光进入一涂布表面并且从另一涂布表面离开，从而测定该块体上的双折射分布，和基于测定的双折射分布，将该块体分类为可接受的组或不可接受的组。2.权利要求1的方法，其中该分类步骤中，当该块体具有双折射分布以使得其在对应于得到的合成石英玻璃基板上的有效区域的该块体上的有效区域内不具有最大双折射时，将其分类为可接受的组。3.权利要求1的方法，其中该分类步骤中，在合成石英玻璃基板的双折射规格为至多αnm/cm的情形下，当该块体在对应于得到的合成石英玻璃基板上的有效区域的区域中具有至多2.0αnm/cm的最大双折射值时，将该块体分类为可接受的组。4.权利要求1的方法，其中在该分类步骤中将该块体分类为可接受的组后，所述方法还包括下述步骤：将该块体切割为合成石英玻璃板；磨削或研磨、粗抛光、和最终精抛光该玻璃板。5.合成石英玻璃基板的制备方法，包括下述步骤：提供合成石英玻璃块体，将该块体切割为合成石英玻璃板，用液体涂布该板的任意表面和相对的表面，该液体在双折射测定的波长下...

【专利技术属性】
技术研发人员：八木寿，原田大实，竹内正树，代田和雄，青木一彦，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP