JP5379461B2 - マスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、及びマスクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、及びマスクの製造方法に関する。

従来、マスクブランク用基板の製造方法において、両面研磨装置により基板の主表面を研磨する研磨工程を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、このような両面研磨装置として、例えば遊星歯車方式の両面研磨装置が知られている。
特開２００４−９８２７８号公報

フォトリソグラフィープロセスで使用される露光波長の短波長化に伴い、マスクブランク用基板に対する高精度化の要求は、日増しに高まっている。例えば、近年、液浸ＡｒＦ露光技術等によりｈｐ４５ｎｍ、３２ｎｍの精度での量産、開発が本格化する状況にあり、ｈｐ４５世代、ｈｐ３２世代に対応した精度でマスクブランク用基板が求められている。

そこで、本願の発明者は、このような高い精度のマスクブランク用基板を製造しようとする場合、研磨工程において、研磨装置内での基板の動き方を適切に制御することが必要であることを見出した。例えば、例えば遊星歯車方式の両面研磨装置で基板を研磨する場合において、基板の自転速度や公転速度の設定によっては、研磨によって却って平坦度が悪化し、製品歩留まりや品質に悪影響を及ぼす場合があることを見出した。

そのため、このような高い精度のマスクブランク用基板を製造しようとする場合、より適切に基板を研磨する方法が求められている。そこで、本発明は、上記の課題を解決できるマスクブランク用基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、及びマスクの製造方法を提供することを目的とする。

本願の発明者は、高い平坦度で精密な研磨を行う方法について、鋭意研究を行った。そして、基板を公転及び自転させて基板を研磨する研磨装置において、公転及び自転の回転速度を制御することにより、適切な研磨を行い得ることを見出した。本発明は、以下の構成を有する。

（構成１）両面研磨装置の上下両定盤の研磨面間にキャリアで保持された基板を挟持して基板の両主表面を研磨する研磨工程を備えるマスクブランク用基板の製造方法であって、研磨工程は、上下両定盤を同心の回転軸で回転させ、１枚の基板を保持したキャリアを研磨面上の定盤の回転軸からずらした位置に配置して、研磨面上で基板を定盤の回転軸を中心に相対的に公転させ、基板主表面の中心を回転軸としてキャリアを上下両定盤と同じ方向に回転させて、基板を研磨面上で自転させることで基板の両主表面を研磨するものであり、基板の自転回転数と公転回転数とを等しくする。

この基板は、例えばガラス基板である。両面研磨装置は、例えば、上定盤と下定盤との間に、複数のキャリアを挟み、それぞれのキャリアに保持された基板を研磨する。
本発明における基板の公転とは、基板が定盤の研磨面を基準として相対的に定盤の回転軸を中心に公転していることをいう。また、基板の自転回転数と公転回転数とが等しいとは、例えば、それぞれの単位時間あたりの回転数が等しいことである。単位時間あたりの回転数が等しいとは、それぞれの回転数が実質的に等しいことであってよい。回転数が実質的に等しいとは、例えば、一定のマージン、動作の微調整、誤差等を見込んだ範囲で、それぞれの回転数が等しいことである。

このようにした場合、例えば、基板の各位置に対する上定盤及び下定盤の相対速度のベクトルを、基板の自転の１回転分集めると、集めたベクトルは、基板上のいずれの位置でも同一の円になる。また、その結果、例えば、基板の１回転分の期間で平均した場合、基板上の各位置において、この相対速度の平均は等しくなる。

そのため、このように構成すれば、例えば、上定盤及び下定盤の研磨パッドと被研磨物（ワーク）である基板との間において、相対速度運動及び研磨の軌跡密度を適切に均一化できる。また、これにより、基板の両主表面を適切かつ均一に研磨できる。

更には、これにより、例えば、主表面の平坦度が高いマスクブランク用基板を適切に製造できる。また、主表面の平坦度を高めることにより、欠陥の発生を適切に抑えることができる。これにより、例えば、欠陥サイズの微細化及び低欠陥化を適切に実現できる。

（構成２）上下両定盤を同一方向に回転させる。このように構成することにより、上定盤の研磨面、下定盤の研磨面がともに基板に対する相対速度が同じになるため、基板の両方の主表面の平坦度を高めることができる。

（構成３）キャリアには外周に歯車が設けられており、両面研磨装置には、定盤中心部に設けられた空洞に、定盤の回転軸と同心の回転軸で回転する太陽歯車を備えられ、定盤の外周に、リング状で内側に歯車を有し、定盤の回転軸と同心の回転軸で回転する内歯歯車を備えられており、太陽歯車と内歯歯車がキャリアの歯車と噛み合うことによってキャリアを回転させる。

このように構成すれば、例えば、基板の自転及び公転を適切に行わせることができる。研磨工程は、例えば、上定盤、下定盤、キャリア（太陽歯車と内歯歯車の回転数を調整して、キャリアの回転数を調整する）の単位時間あたりの回転数を等しくして、基板の研磨を行う。

（構成４）上下定盤、太陽歯車および内歯歯車の各回転数を調整することで、基板の自転回転数と公転回転数とが等しくなるように制御する。このように構成すれば、基板の自転回転数及び公転回転数を適切に制御できる。

（構成５）研磨工程は、基板の主表面に対する最終の研磨を行う超精密研磨工程である。超精密研磨工程は、例えば、コロイダルシリカ砥粒を含む研磨液を用いて研磨を行う研磨工程である。このコロイダルシリカ砥粒は、例えば、有機ケイ素化合物を加水分解することで生成したコロイダルシリカを含む研磨砥粒である。

また、超精密研磨工程は、例えば、基板の主表面を所定の表面粗さに仕上げる前段の研磨工程の後に仕上げの研磨を行う工程である。この前段の研磨は、例えば、酸化セリウムを主材とする研磨液を用いて、基板の両主表面を研磨する。このようにすれば、例えば、基板の両主表面を、より高い平坦度に適切に研磨できる。

（構成６）研磨工程は、研磨液を供給しつつ基板の両主表面の研磨を行う工程であり、上定盤の研磨面には、研磨液の供給穴が複数並ぶ列である供給穴列が複数形成されており、供給穴列の供給穴は、上定盤の回転軸側から外側に、かつ上定盤の回転方向の進行側に向かって螺旋状に等間隔で配置されており、各供給穴列の最も回転軸側の供給穴は、回転軸と同心円上に、かつ円周方向に等間隔で配置されている。

このようにすれば、例えば、上定盤と下定盤との間において基板が通過する領域に対して、適切かつ均一に研磨液を供給できる。また、これにより、例えば、基板の両主表面をより適切かつ均一に研磨できる。

（構成７）供給穴列の最も外側の供給穴は、当該供給穴列に対して上定盤の回転方向側に隣接する別の供給穴列の最も内側の供給穴よりも、上定盤の回転方向の進行側にある。

このようにすれば、例えば、より適切かつ均一に研磨液を供給できる。また、これにより、例えば、基板の両主表面をより適切かつ均一に研磨できる。

（構成８）マスクブランクの製造方法であって、構成１から７のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法で製造したマスクブランク用基板の主表面上に、マスクパターン形成用の薄膜を形成する。このようにすれば、例えば、構成１から７と同様の効果を得ることができる。また、これにより、例えば、マスクブランクを高い精度で適切に製造できる。

尚、マスクパターン形成用の薄膜とは、例えば、位相シフト膜、遮光膜等である。また、位相シフト膜と遮光膜とを積層した膜や、位相シフト機能と遮光機能を有するハーフトーン膜等、反射膜、吸収体膜等であってもよい。また、これらの膜は、複数の層を積層した多層膜であってもよい。

（構成９）マスクの製造方法であって、構成８に記載のマスクブランクの製造方法で製造したマスクブランクにおける薄膜をパターニングしてマスクパターンを形成する。このように構成すれば、例えば、構成８と同様の効果を得ることができる。また、これにより、マスクを高い精度で適切に製造できる。

本発明によれば、定盤の回転方向と基板（キャリア）の回転方向とを同じ方向として、基板の自転方向と公転方向とが同じくし、さらに基板の自転回転数と公転回転数とを等しくすることによって、研磨面に対するトータルの相対速度を基板主表面全体で均一化でき、研磨量を均一化することができる。これにより、例えば、主表面の平坦度が高いマスクブランク用基板を適切に製造できる。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るマスクブランク用基板の製造方法における研磨工程で使用される両面研磨装置１０の一例を示す。図１（ａ）は、両面研磨装置１０の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、両面研磨装置１０内における基板２２の配置の一例を示す。

両面研磨装置１０は、マスクブランク用基板の素材であるガラスの基板２２の両主表面を研磨する遊星歯車方式の研磨装置である。両面研磨装置１０は、上定盤１２、下定盤１４、太陽歯車１６、及び内歯歯車１８を備え、上下両定盤（上定盤１２、下定盤１４）は、中心部に空洞１２ａ，１４ａを有するドーナツ状であり、空洞１２ａ，１４ａにキャリア２０で保持された基板２２を挟持して基板２２の両主表面を研磨する。

尚、本例において、両面研磨装置１０は、上下両定盤の間に、例えば図１（ｂ）に示すように、複数のキャリア２０を保持する。複数のキャリア２０は、例えば、太陽歯車１６と内歯歯車１８との間のドーナツ状の領域において、上定盤１２及び下定盤１４の円周方向へ並べて配置される。

また、キャリア２０は、基板２２を収容する４角穴状の貫通部を中央に有する円板状体であり、外周に歯車が設けられており、外周部において太陽歯車１６及び内歯歯車１８と噛み合う。各キャリア２０は、マスクブランク用基板の形状である四角板状の基板２２をそれぞれ１枚保持する。

上定盤１２及び下定盤１４は、基板２２の上側及び下側の定盤である。本例において、上定盤１２及び下定盤１４は、ドーナツ状体であり、これらのドーナツ状体の中心軸である定盤中心軸１０２を中心にして、キャリア２０に保持された基板２２を間に挟みつつ、同じ方向へ回転する。上定盤１２及び下定盤１４は、基板２２と対向する面に、研磨パッド２４をそれぞれ有する。研磨パッド２４は、例えばスウェードタイプの軟質ポリシャであり、上定盤１２及び下定盤１４において基板２２と対向する面にそれぞれ貼り付けられている。

尚、本例において、上定盤１２には、更に、研磨液（スラリー）を供給する研磨液供給穴が形成されている。これにより、両面研磨装置１０は、上定盤１２及び下定盤１４の研磨パッド２４と基板２２との間に、研磨液を供給する。

太陽歯車１６及び内歯歯車１８は、キャリア２０の外周面と噛み合うギアである。太陽歯車１６は、上定盤１２及び下定盤１４の中心側からキャリア２０と接する外歯の歯車であり、上下両定盤１２，１４中心部の空洞１２ａ，１４ａに備えられ、上下定盤１２，１４の回転軸である定盤中心軸１０２と同心の回転軸で回転する。また、内歯歯車１８は、上定盤１２及び下定盤１４の外周側からキャリア２０と接する内歯の歯車である。内歯歯車１８は、リング状で内側に歯車を有する歯車であり、上下定盤１２，１４の外周に備えられ、定盤の回転軸である定盤中心軸１０２と同心の回転軸で回転する。

そして、太陽歯車１６と内歯歯車１８は、キャリア２０の歯車と噛み合うことによって、キャリア２０を回転させる。また、これにより、太陽歯車１６及び内歯歯車１８は、上定盤１２と下定盤１４との間において、基板２２を公転及び自転させる。本発明でいう基板２２の公転は、定盤に対しての相対的な公転で考える必要があり、研磨工程時は定盤自体が回転していることから、仮に基板１２が静止状態であっても定盤の研磨面上を相対的に公転していることになる。よって、本発明では、基板２２の公転回転数は、太陽歯車１６と内歯歯車１８によって、キャリア２０（基板２２）を定盤中心軸１０２を中心に回転させることによる回転数に、定盤自体の回転数を差し引いた回転数で考えなければならない。

以上の構成により、研磨工程において、両面研磨装置１０は、上下両定盤を同心の回転軸で同一方向に回転させる。また、１枚の基板２２を保持したキャリア２０を研磨面上の定盤の回転軸からずらした位置に配置して、研磨面上で基板２２を定盤の回転軸を中心に相対的に公転させる。また、基板主表面の中心を回転軸としてキャリア２０を上下両定盤と同じ方向に回転させて、基板２０を研磨面上で自転させる。これにより、両面研磨装置１０は、基板２０の両主表面を研磨する。なお、キャリア２０（基板２２）を定盤の回転軸からずらした位置に配置するのは、定盤の回転軸周辺の領域は、回転中心付近の研磨面の移動速度は非常に遅く、そこに基板２２を配置してもほとんど研磨ができないためである。

両面研磨装置１０においては、例えば両面研磨装置１０の動作を制御する制御部に、上定盤１２、下定盤１４、太陽歯車１６、及び内歯歯車１８のそれぞれについて、回転数、回転時間、及び荷重シーケンス（研磨時間と荷重）等が予め設定されている。そして、両面研磨装置１０は、これらの設定に従って、基板２２を研磨加工する。本例によれば、上定盤１２と下定盤１４との間で基板２２に遊星運動を行わせ、基板２２の両主表面を適切に研磨できる。

ここで、本例において製造されるマスクブランク用基板は、例えば、フォトマスクブランク又は位相シフトマスクブランク等のマスクブランクの製造に用いられる。このマスクブランクは、例えば液浸ＡｒＦ露光用、ＡｒＦエキシマレーザー露光用等のマスクブランクである。また、このマスクブランクは、例えばＬＳＩ（半導体集積回路）用のマスクの製造に用いられる。

また、このマスクブランクは、例えばｈｐ４５世代、好ましくはｈｐ３２世代のマスクの製造に用いられる。ｈｐ４５世代、及びｈｐ３２世代のマスクとは、例えば、ＤＲＡＭ製造用のマスクにおける最小の配線幅の半分（ハーフピッチ）がそれぞれ４５ｎｍ、３２ｎｍとなるテクノロジ世代のマスクである。

尚、このマスクブランクは、例えばＬＣＤ（液晶表示板）用マスク等の製造に用いられてもよい。また、例えば、ＥＵＶ用反射型のマスクブランク等であってよい。

また、基板２２の材料となるガラスは、特に限定されない。基板２２の材料としては、例えば、合成石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２低熱膨張ガラスなどが挙げられる。

図２は、両面研磨装置１０内における基板２２の動きについて更に詳しく説明する図である。図２（ａ）は、基板２２の公転及び自転の動作について説明する図である。本例においては、両面研磨装置１０における太陽歯車１６及び内歯歯車１８（図１参照）の回転等に応じて、キャリア２０は、例えば矢印２０２で示す方向へ回転する。そして、キャリア２０のこの回転により、キャリア２０に保持されている基板２２は、矢印２０２の方向への自転運動を行う。また、キャリア２０は、太陽歯車１６と内歯歯車１８と間に回転数差を設ける、例えば、内歯歯車１８の回転数の方を早くすると、矢印２０４で示す方向へ移動することにより、定盤中心軸１０２の周りを周回する。そして、キャリア２０のこの移動と、定盤自体の回転により、基板２２は、定盤の研磨面に対して矢印２０４の方向への公転運動を行う。尚、基板２２の自転の方向や、研磨面に対する相対的な公転の方向は、両方が同じ回転方向であれば、図２（ａ）に図示した方向と逆方向に回転させてもよい。

図２（ｂ）は、基板２２が研磨される様子の一例を示す図である。研磨工程において研磨される研磨量は、経験上、プレストンの法則として、被研磨物（ワーク）である基板２２と工具である上定盤１２及び下定盤１４との間における相対速度、圧力、及び時間に比例することが知られている。

また、両面研磨装置１０において、基板２２に対する上定盤１２及び下定盤１４の相対的な動きを考えた場合、上定盤１２及び下定盤１４の各部は、矢印２０６で示すような軌跡で、基板２２の各部を通過する。また、上定盤１２及び下定盤１４の研磨面各部の速度は、定盤の回転軸ではゼロであり、外周側に向かって速くなっていき、最外周で最大となるため、基板２２の定盤（研磨面）外周側に位置する部分では研磨量が多く、定盤内周側に位置する部分では研磨量が少なくなる。基板はキャリア２０によって、定盤と同じ回転方向に自転させられているため、特に、定盤内周側でも、定盤の回転速度ベクトルと基板の自転の回転速度ベクトルとが逆方向になる領域である主表面の角部周辺の領域２０８では、基板２２の全領域のなかで最も定盤との相対速度が遅くなるため、研磨量が最も少なくなる。

研磨工程中は、基板２２は自転するため、４隅とも領域２０８で研磨されることにはなるが、４隅の間でその領域２０８を通過する回数（時間）にばらつきがあると、基板主表面の平坦度の悪化が生じやすくなる。
これに対して、基板２２の定盤上での相対的な公転速度及び自転速度の設定により、基板２２の各位置における相対速度をコントロールし、基板２２の位置による研磨量の差を抑えることが可能である。具体的には、基板２２の定盤上での相対公転速度（相対公転回転数）：自転速度（自転回転数）＝１：１となるように調整すると、基板２２の位置による研磨量を実質的に均一にすることができる。相対公転速度（相対公転回転数）の調整は、例えば、定盤の回転数を最初に定め、太陽歯車の半径、内歯歯車の半径、キャリアの半径との関係から、定盤の回転数を差し引いたキャリアの公転回転数（定盤の回転方向とキャリアの回転方向がともに同じ方向の場合）とキャリアの自転回転数の比が１：１となるように、太陽歯車と内歯歯車の各回転数を選定するとよい。

図３に基板の相対公転回転数：自転回転数＝１：１とした場合における、定盤が１回転したときの基板の研磨軌跡を示す。この図３においては、便宜上、基板２２の主表面の中心部分、初期位置で定盤上の最も内周側にある部分およびもっとも外周側にある部分の３点について、それぞれの研磨軌跡を示した。当然ながら、基板の中心部分の研磨軌跡については常に相対速度の同じ部分を通過しており、真円を描いている。また、基板の最も内周側の部分の研磨軌跡については、最も内周側と最も外周側との間で均等になるような真円を描いている。さらに、基板の最も外周側の部分の研磨軌跡については、最も外周側と最も内周側との間で均等になるような真円を描いている。つまり、基板の相対公転回転数：自転回転数＝１：１とした場合、基板主表面のどの部分でも、定盤が１周する間におけるトータルの研磨面の通過速度が等しくなり、研磨量も均一にできるということがわかる。

図４に基板の相対公転回転数：自転回転数＝１：０．５とした場合における、定盤が１回転したときの基板の研磨軌跡を示す。図４においても、便宜上、基板２２の主表面の中心部分、初期位置で定盤上の最も内周側にある部分および最も外周側にある部分の３点について、それぞれの研磨軌跡を示した。当然ながら、基板の中心部分の研磨軌跡については常に相対速度の同じ部分を通過しており、真円を描いている。しかし、基板の最も内周側の部分の研磨軌跡については、真円ではあるが、最も内周側と中間部分（最も内周側と最も外周側の中間点のエリア、基板の中心部分が通る研磨軌跡のエリア）との間しか描かれない。さらに、基板の最も外周側の部分の研磨軌跡についても、真円ではあるが、最も外周側と中間部分（最も内周側と最も外周側の中間点のエリア、基板の中心部分が通る研磨軌跡のエリア）との間しか描かれない。つまり、基板の相対公転回転数：自転回転数＝１：０．５とした場合、基板主表面のどの部分でも、定盤が１周する間におけるトータルの研磨面の通過速度にはばらつきが生じてしまい、研磨量も均一にできないということがわかる。

以下、この点について、更に詳しく説明する。図５は、相対速度のコントロールの一例を示す図である。図５（ａ）は、基板２２に対する上定盤１２の相対速度の一例を示す。尚、図示は省略したが、以下に説明する点は、下定盤１４の相対速度についても同様である。

本例において、キャリア２０は、それぞれ１枚の基板２２を保持する。この場合、キャリア２０の回転によって基板２２が自転しても、それぞれの基板２２の中心の位置は、変化しない。そのため、基板２２の中心における相対速度は、例えば、上定盤１２の回転速度のベクトルと平行で同じ大きさのベクトルの速度となる。

図５（ｂ）は、基板２２の主表面上のある１点について、自転を１回転する間の相対速度のベクトルを集めた様子の一例を示す。上記のように相対速度をコントロールした場合、例えば、基板２２の各位置に対する上定盤１２の相対速度のベクトルを、基板２２の自転の１回転分集めると、集めたベクトルは、基板２２上のいずれの位置でも同一の円になる。その結果、例えば、基板２２の１回転分の期間で平均した場合、基板２２上の各位置において、相対速度の平均は等しくなる。

そのため、このように相対速度をコントロールすれば、例えば、基板２２に対する上定盤１２の相対速度を適切に均一化できる。また、相対速度を均一化することにより、例えば、基板２２の各部を通過する上定盤１２による研磨の軌跡密度を適切に均一化できる。また、これにより、例えば、研磨によって平坦度を悪化させることなく、基板２２の両主表面を適切かつ均一に研磨できる。

尚、本例において、両面研磨装置１０は、上定盤１２に形成された研磨液の供給穴から研磨液を供給しつつ、基板２２の両主表面の研磨を行う。そのため、基板２２を適切に研磨するためには、相対速度のコントロールにより基板２２の公転及び自転の軌跡を制御することに加え、研磨液の供給経路も重要となる。

図６は、上定盤１２の構成の一例を示す図であり、上定盤１２に形成された研磨液供給穴の配置の一例を示す。本例において、上定盤１２の研磨面には、研磨液の供給穴が複数並ぶ列である供給穴列３０２が複数形成されている。そして、それぞれの供給穴列３０２において、供給穴は、上定盤１２の回転軸側から外側に、かつ上定盤１２の回転方向の進行側に向かって、螺旋状に等間隔で配置されている。

また、各供給穴列３０２の最も回転軸側の供給穴を最内周側穴３０４とし、最も外側の供給穴を最外周側穴３０６とした場合、各供給穴列３０２の最内周側穴３０４は、回転軸と同心円上に、かつ円周方向に等間隔で配置されている。更に、各供給穴列３０２の最外周側穴３０６は、当該供給穴列３０２に対して上定盤１２の回転方向側に隣接する別の供給穴列３０２の最内周側穴３０４よりも、上定盤２２の回転方向の進行側にある。

本例によれば、例えば、上定盤１２と下定盤１４との間において基板２２が通過する領域に対して、適切かつ均一に研磨液を供給できる。また、これにより、例えば、基板２２の両主表面をより適切かつ均一に研磨できる。

尚、上記の構成は、均一に研磨液を供給するのに特に適した構成である。上定盤１２における研磨液供給穴の配置は、例えば必要な精度に応じて、上記と異なる配置とすることも考えられる。例えば、研磨液供給穴を、均一なランダム配置とすることも考えられる。

以上のように、本例によれば、例えば、主表面の平坦度が高いマスクブランク用基板を適切に製造できる。また、主表面の平坦度を高めることにより、欠陥の発生を適切に抑えることができる。これにより、例えば、欠陥サイズの微細化及び低欠陥化を適切に実現できる。

また、マスクブランク用基板の主表面上に、マスクパターン形成用の薄膜を形成してマスクブランクを製造することにより、例えば、高い精度で適切にマスクブランクを製造できる。更には、このマスクブランクにおける薄膜をパターニングしてマスクパターンを形成することにより、高い精度で適切にマスクを製造できる。

ここで、本例のマスクブランク用基板の製造方法は、例えば、複数段階の研磨工程を備える。例えば、マスクブランク用基板の製造方法は、精密研磨工程及び超精密研磨工程を含む複数段階の研磨工程を備える。また、本例のマスクブランク用基板の製造方法は、例えば、精密研磨工程の前に、基板２２の形状を加工する研削工程や粗研磨工程等を更に備える。

この場合、以上に説明した方法による基板２２の研磨は、例えば主表面に対する最終の研磨工程である超精密研磨工程において行うことが好ましい。超精密研磨工程は、例えば、コロイダルシリカ砥粒を含む研磨液を用いて研磨を行う工程である。このコロイダルシリカ砥粒は、例えば、有機ケイ素化合物を加水分解することで生成したコロイダルシリカを含む研磨砥粒である。

このようにすれば、例えば、基板の両主表面を、高い平坦度に適切に研磨できる。また、これにより、例えば、欠陥サイズの微細化及び低欠陥化をより適切に実現できる。

また、超精密研磨工程より先に行われる研磨工程においては、例えば、上記と異なる方法により研磨を行ってもよい。例えば、精密研磨工程において、基板２２の自転回転数と公転回転数とを異ならせてもよい。この場合、例えば、上定盤１２、下定盤１４、太陽歯車１６、及び内歯歯車１８の回転数を異ならせて研磨を行うことが考えられる。また、例えば、更に、基板中心からオフセットした状態で研磨を行ってもよい。

また、この場合、上定盤１２、下定盤１４、太陽歯車１６、及び内歯歯車１８のそれぞれ又は一部の回転数を異ならせることにより、例えば、基板２２の主表面を均一に研磨するのではなく、例えば、中心領域又は周辺領域等の特定の領域を、他の領域よりも重点的に研磨できる。そのため、このようにすれば、例えば、超精密研磨を行う前に、基板２２の一部を強制的に加工して、基板２２の面内形状の創成を適切に行うことができる。また、その後に超精密研磨を行うことにより、基板２２の主表面の表面粗さを更に低減できる。
ＡｒＦ露光光用等の光透過型マスクの精密研磨工程や超精密研磨工程に本例を適用する場合において、薄膜を形成する側とは反対側の主表面については、薄膜を形成する側の主表面ほどの平坦度を要しないときには、その反対側の主表面側に研磨面を接する定盤の回転数を本例のように特に制御しなくてもよい。もとより、回転数を制御しない従来の製造方法でもある程度の主表面の平坦度は得られるからである。

尚、精密研磨工程は、超精密研磨工程の前段の研磨工程であり、例えば酸化セリウムを主材とする研磨液を用いて基板２２の両主表面を研磨することにより、使用する露光波長において要求されるマスクブランク用ガラス基板の表面粗さに応じて、基板２２の主表面を所定の表面粗さに仕上げる。具体的には、例えば、ＡｒＦエキシマレーザー露光用のマスクブランク用基板の場合、二乗平均平方根表面粗さ（ＲＭＳ）で０．２ｎｍ以下、ＥＵＶ反射型マスクブランク用の基板の場合、二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）で０．１５ｎｍ以下に仕上げる。

以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。
（実施例１）
以下の工程により基板２２を加工して、実施例１に係るマスクブランク用基板を作製した。

１）粗研磨工程
合成石英ガラス基板（１５２．４ｍｍ×１５２．４ｍｍ）の端面を面取加工、及び両面ラッピング装置によって研削加工を終えたガラス基板を、両面研磨装置に１０枚セットし、以下の研磨条件で粗研磨工程を行った。１０枚セットを１０回行い合計１００枚のガラス基板の粗研磨工程を行った。尚、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液：酸化セリウム（平均粒径２〜３μｍ）＋水
研磨パッド：硬質ポリシャ（ウレタンパッド）
粗研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板を洗浄槽に浸漬（超音波印加）し、洗浄を行った。

２）精密研磨工程
両面研磨装置に１０枚セットし、以下の研磨条件で精密研磨工程を行った。１０枚セットを１０回行い合計１００枚のガラス基板の精密研磨工程を行った。尚、加工荷重、研磨時間は適宜調整して行った。
研磨液：酸化セリウム（平均粒径１μｍ）＋水
研磨パッド：軟質ポリシャ（スウェードタイプ）
精密研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板を洗浄槽に浸漬（超音波印加）し、洗浄を行った。

３）超精密研磨工程
両面研磨装置に１０枚セットし、以下の研磨条件で超精密研磨工程を行った。１０枚セットを１０回行い合計１００枚のガラス基板の超精密研磨工程を行った。尚、加工荷重、研磨時間は位相シフトマスクブランクに使用するガラス基板として必要な表面粗さ（所望の表面粗さ：二乗平均平方根粗さＲＭＳで０．２ｎｍ以下）となるように適宜調整して行った。但し、超精密研磨工程終了直前（即ち所望の表面粗さが得られる研磨時間が経過した後であって研磨定盤の回転停止直前）のガラス基板に対する加工圧力を１４４ｇ／ｃｍ^２、この加工圧力のもとでの研磨時間を９０秒とした。
研磨液：アルカリ性（ｐＨ１０．５程度）コロイダルシリカ（平均粒径３０〜２００ｎｍ）＋水
研磨パッド：超軟質ポリシャ（スウェードタイプ）
超精密研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板を、アルカリ水溶液を含む洗浄液が入った洗浄槽に浸漬（超音波印加）し、洗浄を行った。

ここで、実施例１において、超精密研磨工程を行う両面研磨装置としては、図１〜図６を用いて説明した両面研磨装置１０を用いた。また、上定盤１２、下定盤１４の単位時間当たりの回転数を設定し、さらに、キャリア２０（基板２２）の上定盤１２、下定盤１４に対する単位時間当たりの相対的な公転回転数と、キャリア２０（基板２２）の単位時間当たりの自転回転数が等しくなるように調整した。

図７は、実施例１の超精密研磨工程において上定盤１２の研磨液供給穴から供給される研磨液の軌跡の一例を示す。研磨液の軌跡とは、例えば、各研磨液供給穴が基板２２の主表面の各部を通過する軌跡である。

例えば、図６に示す配置のように、均一な分布で研磨液供給穴が形成されている場合、基板２２の自転回転数と相対公転回転数とを等しくすると、研磨液の軌跡は、例えば、図７に示すように、研磨液の軌跡が集中している部分は、基板の外側のエリアになっている。研磨液が供給される軌跡が基板主表面内で集中すると、その部分に研磨液が多く供給されるため、優先的に研磨されてしまう。この実施例１の超精密研磨工程では、基板２２の主表面の全体に均一に研磨液が供給されることとなる。この観点からも、主表面を適切にかつ均一に研磨することが可能になる。

（比較例１）
超精密研磨工程における基板２２の相対公転回転数と自転回転数との比が１：０．５となるように、上定盤１２、下定盤１４、太陽歯車１６、及び内歯歯車１８の回転数を設定し、基板２２の自転回転数と相対公転回転数とを異ならせた以外は実施例１と同様にして、比較例１に係るマスクブランク用基板を作製した。

先の図４に示したように、定盤が１回転した時点での基板の研磨軌跡が偏っており、トータルの研磨面の通過速度にばらつきが生じており、研磨量が均一にならない。また、基板の研磨軌跡が偏っていることから、研磨液の軌跡も偏っており、基板主表面上の研磨液の供給量分布にも、供給量が多い部分と少ない部分との偏りが発生してしまい。主表面を高い歩留りで適切にかつ均一に研磨することは難しい。

（評価）
実施例１及び比較例１に係るマスクブランク用基板に対し、公知の欠陥検査装置を用いて、平坦度及び欠陥の検査を行った。この検査では、例えばｈｐ３２世代で要求される精度に基づき、平坦度について、例えば、マスクパターン形成用の薄膜が形成される側の主表面の平坦度が０．５μｍ以下、その裏面の平坦度が１．０μｍ以下である場合に合格とした。この平坦度は、例えば、主表面における高さが最大の箇所と最小の箇所との間の高低差である。また、欠陥について、０．３μｍ以上のサイズの欠陥がない場合を合格とした。

検査の結果、実施例１に係るマスクブランク用基板は、全数が合格であった。一方、比較例１に係るマスクブランク用基板については、平坦度について一部が不合格となり、合格率は約８０％となった。これは、比較例１において、基板２２の主表面の中央部分を強制的に研磨したことにより、超精密研磨により却って平坦度が悪化したためであると考えられる。以上の結果から、実施例１の超精密研磨において、より均一な研磨を実現できていることがわかる。

以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明は、例えばマスクブランク用基板の製造方法に好適に利用できる。

本発明の一実施形態に係るマスクブランク用基板の製造方法における研磨工程で使用される両面研磨装置１０の一例を示す図である。図１（ａ）は、両面研磨装置１０の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、両面研磨装置１０内における基板２２の配置の一例を示す。 両面研磨装置１０内における基板２２の動きについて更に詳しく説明する図である。図２（ａ）は、基板２２の公転及び自転の動作について説明する図である。図２（ｂ）は、基板２２が研磨される様子の一例を示す図である。 両面研磨装置１０を用い、基板２２の相対公転回転数と自転回転数との比を１：１とした場合における研磨軌跡の一例を示す図である。 両面研磨装置１０を用い、基板２２の相対公転回転数と自転回転数との比を１：０．５とした場合における研磨軌跡の一例を示す図である。 相対速度のコントロールの一例を示す図である。図３（ａ）は、基板２２に対する上定盤１２の相対速度の一例を示す。図３（ｂ）は、基板２２が自転を１回転する間の相対速度のベクトルを集めた様子の一例を示す。 上定盤１２の構成の一例を示す図である。 実施例１の超精密研磨工程において上定盤１２の研磨液供給穴から供給される研磨液の軌跡の一例を示す図である。

符号の説明

１０・・・両面研磨装置、１２・・・上定盤、１４・・・下定盤、１６・・・太陽歯車、１８・・・内歯歯車、２０・・・キャリア、２２・・・基板、２４・・・研磨パッド、１０２・・・定盤中心軸、１０４・・・キャリア中心軸、２０２・・・矢印、２０４・・・矢印、２０６・・・矢印、２０８・・・領域、３０２・・・供給穴列、３０４・・・最内周側穴、３０６・・・最外周側穴

Claims (9)

1. 両面研磨装置の上下両定盤の研磨面間にキャリアで保持された基板を挟持し、研磨液を供給しつつ基板の両主表面を研磨する研磨工程を備えるマスクブランク用基板の製造方法であって、
   前記研磨工程は、
   上下両定盤を同心の回転軸で回転させ、
   １枚の基板を保持したキャリアを研磨面上の定盤の回転軸からずらした位置に配置して、研磨面上で基板を定盤の回転軸を中心に相対的に公転させ、
   基板主表面の中心を回転軸としてキャリアを上下両定盤と同じ方向に回転させて、基板を研磨面上で自転させ、
   基板の自転回転数と公転回転数が等しくなる条件で基板の両主表面を研磨するものであり、
   前記上定盤の研磨面には、研磨液の供給穴が複数並ぶ列である供給穴列が複数形成されており、
   前記供給穴列の供給穴は、前記上定盤の回転軸側から外側に、かつ上定盤の回転方向の進行側に向かって螺旋状に等間隔で配置されており、
   各供給穴列の最も回転軸側の供給穴は、回転軸と同心円上に、かつ円周方向に等間隔で配置されている
   ことを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。
2. 上下両定盤を同一方向に回転させることを特徴とする請求項１記載のマスクブランク用基板の製造方法。
3. キャリアには外周に歯車が設けられており、
   両面研磨装置には、
   定盤中心部に設けられた空洞に、定盤の回転軸と同心の回転軸で回転する太陽歯車を備えられ、
   定盤の外周に、リング状で内側に歯車を有し、定盤の回転軸と同心の回転軸で回転する内歯歯車を備えられており、
   太陽歯車と内歯歯車がキャリアの歯車と噛み合うことによってキャリアを回転させる
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
4. 上下定盤、太陽歯車および内歯歯車の各回転数を調整することで、基板の自転回転数と公転回転数とが等しくなるように制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載のマスクブランク用基板の製造方法。
5. 前記研磨工程は、前記基板の主表面に対する最終の研磨を行う超精密研磨工程であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
6. 前記上定盤と下定盤の研磨面には、研磨パッドが貼り付けられており、前記研磨液は、コロイダルシリカ砥粒を含んでいることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
7. 供給穴列の最も外側の供給穴は、当該供給穴列に対して前記上定盤の回転方向側に隣接する別の供給穴列の最も内側の供給穴よりも、前記上定盤の回転方向の進行側にあることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法。
8. 請求項１から７いずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法で製造したマスクブランク用基板の主表面上に、マスクパターン形成用の薄膜を形成することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
9. 請求項８に記載のマスクブランクの製造方法で製造したマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングしてマスクパターンを形成することを特徴とするマスクの製造方法。