JP6628646B2 - 基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、および転写用マスクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、および転写用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において、インゴットから所定の形状に切り出された基板の主表面に対し、研削工程および研磨工程が行われる。基板の主表面を研磨する研磨工程では、特許文献１に開示されているような両面研磨装置を用いて基板の２つの主表面を同時に研磨するのが一般的である。この両面研磨装置は、１枚のキャリアで複数枚の基板を保持可能となっており、このキャリアが定盤上に複数枚配置されたものである。この両面研磨装置は、１回の処理（１バッチ）の研磨工程で、多数の基板の主表面を同時に研磨することが可能となっている。一般に、基板の主表面を研磨する研磨工程は、この両面研磨装置を用いた複数段階の研磨工程が行われる。この複数段階の研磨工程は、例えば特許文献１に開示されているように、基板の主表面に対して酸化セリウムの研磨材を用いて研磨する粗研磨工程および精密研磨工程を行い、さらにコロイダルシリカの研磨材を用いて研磨する超精密研磨工程を行う。

特開２０１３−０８２６１２

特許文献１に開示されているように、従来のマスクブランク用基板の製造方法では、複数段階の研磨工程で両面研磨装置によって多数の基板の２つの主表面を同時に研磨することが行われる。複数段階の研磨工程では、基板の主表面に対して酸化セリウムの研磨材を用いた研磨工程が１段階以上行われ、続いてコロイダルシリカの研磨材を用いて研磨する超精密研磨工程が１段階以上行われる。また、特許文献１に開示されているように、１回の処理（１バッチ）で両面研磨装置によって研磨する基板の枚数を各段階の研磨工程で同じにする場合が多い。すなわち、前工程において同一バッチで研磨された基板のセットを、そのまま次工程においても同一バッチで研磨することが行われる。その研磨工程における基板の研磨条件（上定盤および下定盤の回転数、サンギアおよびインターナルギアの回転数、研磨時間などの諸条件。）は、バッチ間で同じにするのが通常である。前工程で研磨された基板のセットは、洗浄槽等で研磨液を除去する洗浄がされた後、次工程で研磨するまで待機槽に浸漬された状態で待機させられる。このときの洗浄槽や待機槽のコンディションや待機槽に待機させられる時間などをバッチ間で同一にすることは困難である。また、バッチ間で研磨条件を同一にしても、バッチ間でのコンディション（研磨液や研磨パッドの状態等）を全く同じにすることは困難である。基板のセットのバッチ間でのこれらの相違に起因して、バッチ間での研磨後の基板のセットでの主表面形状の傾向に比較的大きな差が生じることがある。さらに、バッチ間での研磨後の基板のセットで板厚バラつき（２つの主表面の間の距離についての面内での差）に大きな差が生じることがある。

これらの事情から、前工程において同一バッチで研磨された基板のセットを、そのまま次工程においても同一バッチで研磨することが多い。前工程の研磨後で主表面形状の傾向が大きく異なる別々の基板のセットの基板を混ぜて次工程で同一バッチによる研磨を行うと、その同一バッチで研磨した後の各基板の主表面形状の傾向の差がより大きくなりやすい。この主表面形状の傾向の差は、主表面の平坦度のバラつきに繋がり、複数段階の研磨工程を経た後の基板において、主表面が高い平坦度である基板が得られる比率（歩留まり）が低下する。従来、複数段階の研磨工程において、前工程で同一バッチによって研磨された基板のセットを、そのまま次工程でも同一バッチで研磨することを行うことで、高い平坦度を有する基板を取得できる比率をある程度高くすることができていた。

近年、マスクブランク用基板に求められる主表面に対してより高い平坦度（例えば、一辺が１４２ｍｍの四角形の領域内での平坦度が０．２μｍ以下。）が求められており、従来の複数段階の研磨工程を行うだけでは、そのような高い平坦度の基板の取得率を向上させることは困難になってきている。研磨後の基板の主表面形状を測定し、その測定結果からその主表面における相対的に凸になっている領域を特定し、その凸の領域に対して局所加工を行うことでその基板の主表面を高い平坦度になるようにすることも従来行われている。しかし、このような局所加工は、基板１枚ずつに対して処理を行う必要があるため、スループットが大きく低下する。基板の主表面に対して局所加工を行うことなく、複数段階の研磨工程のみで高い平坦度の基板を取得できる比率を高めることが課題となっていた。

本発明は、上述の従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、基板の主表面に対して局所加工を行うことなく、複数段階の研磨工程のみで高い平坦度の基板を取得できる比率を高めることが可能な基板の製造方法を提供することである。
また、本発明の目的は、上記基板の製造方法を用いたマスクブランクの製造方法を提供することである。
さらに、本発明の目的は、上記マスクブランクの製造方法で得られたマスクブランクを用いた転写用マスクの製造方法を提供することである。

本発明者らは、複数段階の研磨工程のみで高い平坦度の基板を取得できる比率を高める方法について鋭意研究を行った。まず、複数段階の研磨工程における基板の主表面の研磨取り代（主表面の表面から研磨で除去される厚さ。）は、最初の段階の研磨工程から最終の段階の研磨工程に向かうに従って小さくなっていく。前半の段階の研磨工程（例えば、酸化セリウムの研磨材を用いる研磨工程）は、研磨レートが相対的に速く、基板の主表面の巨視的な表面形状（平坦度やうねり）を変化させる傾向が大きい反面、主表面の微視的な表面形状（表面粗さ）を改善させる傾向が小さい。他方、後半の段階の研磨工程（例えば、コロイダルシリカの研磨材を用いる研磨工程）は、研磨レートが相対的に遅く、基板の主表面の巨視的な表面形状（平坦度やうねり）を変化させる傾向が小さい反面、主表面の微視的な表面形状（表面粗さ）を改善させる傾向が大きい。このため、前半の段階の研磨工程を終えた時点で、１バッチで処理した複数の基板間で主表面形状が大きく異なっているとその１バッチの基板の組み合わせのまま後半の段階の研磨工程を行っても、その研磨工程の各基板の平坦度のバラつきが大きくなってしまう。

本発明者らは、さらに研究を重ねた結果、前工程の研磨工程において同じ１バッチで研磨した後のセットの基板の全てに対して主表面形状を測定し、各基板の主表面形状の測定データを基に１バッチの基板のセットを２以上の基板のセットに分割し、後工程の研磨工程で分割した基板のセット単位で１バッチの研磨を行うという考えに至った。

本発明者らは、各研磨工程の作用の違いに着目してなぜ取得率向上がしづらいのか考えた。基板を研磨するために用いられる両面研磨装置は、回転軸に対して上定盤の定盤面（研磨面）が垂直の状態で固定接続されていることは少ない。通常、研磨対象物である基板のセットの板厚を全て同一のもので揃えることは困難であり、わずかではあるが板厚が異なる。この基板のセットを、上定盤が固定接続された両面研磨装置で研磨しようとすると、その基板のセットの中で板厚が相対的に厚い基板に対して上定盤の荷重が大きく掛かる。そのような大きな荷重が掛かる基板は、主表面にクラックや傷が発生しやすく、割れが発生することもある。このため、両面研磨装置の上定盤は、ユニバーサルジョイント等を介して回転軸と揺動可能に接続されている場合が多い。

このような両面研磨装置は、下定盤上に配置される複数の基板における板厚の相違を吸収するように上定盤の研磨面が下定盤の研磨面に対して微小に傾斜した状態で、複数の基板を同時に研磨する。これによって、基板のセットの中で板厚が相対的に厚い基板に対する上定盤からの荷重の偏りは軽減される。しかし、両面研磨装置による両面研磨時、複数の基板が上下定盤の研磨面上で常に同じ位置にあることは稀である。このため、両面研磨装置の上定盤の傾斜は、両面研磨中、絶えず変動することになる。上定盤の傾斜は、異なる板厚の基板の移動に完全追従することは困難である。このような両面研磨装置で研磨された基板のセットは、基板間の板厚のバラつきをゼロにすることはできないが、研磨前のバラつきよりは小さくすることができる。しかし、両面研磨時、上定盤の下定盤に対する傾斜が複雑な動きをすることに起因して、同一バッチで研磨した各基板の巨視的な表面形状を同じ傾向の形状にすることが難しくなっている。

他方、１枚のキャリアに複数の基板を配置するタイプの両面研磨装置の場合、各基板の中心はキャリアの中心からずれた位置にある。このため、両面研磨中の各基板は、キャリアの中心を軸に公転運動をする。さらに、キャリア自体も定盤の中心（回転軸）を軸に公転運動をする。これらのことが作用し、この両面研磨装置による両面研磨では、各基板は定盤上を非常に複雑な軌跡を描く。各基板が同じ軌跡を描かせることは困難であるため、この両面研磨装置によって同一バッチで研磨した後の各基板の巨視的な表面形状を同じ傾向形状にすることは難しい。

これらの傾向は、研磨取り代が比較的大きい前半の段階の研磨工程で顕著になる。後半の段階の研磨工程は、上記のとおり研磨取り代が小さく、巨視的な表面形状を改善させることは容易ではない。また、後半の段階の研磨工程で用いられる両面研磨装置においても、上定盤と回転軸とが揺動可能に接続されている場合が多い。同一バッチで研磨する基板のセット間での巨視的な表面形状（平坦度）の差が大きいと、上定盤がその差を吸収するために揺動する量が大きくなる。上定盤の揺動量が大きいと、この後半段階の研磨工程によって、基板間の巨視的な表面形状（平坦度）のバラつきを小さくすることが難しくなる。

これらの現状の問題点を念頭に置きつつ、後半段階の研磨工程によって同一バッチで研磨した基板のセットで巨視的な表面形状（平坦度）が良好な基板を高比率で取得する方法について鋭意検討を行った。前半段階の研磨工程を行った後の同一バッチで研磨した基板のセットにおける巨視的な表面形状が最も悪いものと最もよいものとの差は大きいが、この基板のセット（基板親セット）を例えば、巨視的な表面形状が比較的よい基板のセット（基板子セット）と巨視的な表面形状が比較的悪い基板のセット（基板子セット）に分ければ、各基板子セットの基板間の表面形状は小さくなることに気付いた。そして、後半段階の研磨工程で、その複数に分割した各基板子セットをそれぞれ同一バッチで研磨すれば、上定盤の揺動量も小さく抑制できるという考えに至った。元々巨視的な表面形状が比較的よい基板子セットに対して後半段階の研磨工程を行った場合、巨視的な表面形状が良好なまま、微視的な表面形状（表面粗さ）を大きく改善させることができる。また、巨視的な表面形状が比較的悪い基板子セットに対して後半段階の研磨工程を行った場合、主表面の高低差が近い表面形状の基板を同一バッチで研磨するため、上定盤の揺動量は小さくしつつ、巨視的な表面形状を大幅に改善させることができ、さらに微視的な表面形状（表面粗さ）を大きく改善させることができる。

以上のようにして完成した本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）
互いに同軸で回転する上定盤および下定盤を備え、前記上定盤および下定盤の間に１つ以上の基板保持穴を備えるキャリアが複数設けられた両面研磨装置を用い、前記基板保持穴に基板を配置して前記基板の２つの主表面を同時に研磨する研磨工程を複数段階有する基板の製造方法であって、
２つの主表面を有する基板を複数枚集めて構成した基板親セットを準備する工程と、
前記基板親セットの基板を第１の前記両面研磨装置の前記キャリアの前記基板保持穴に配置し、第１の研磨材を含む研磨液を用いて、前記基板親セットの各基板における２つの主表面を同一バッチで研磨する第１研磨工程と、
前記第１研磨工程を行った後の前記基板親セットの各基板の少なくとも一方の主表面の表面形状を測定し、前記基板親セットの各基板の表面形状データを取得する表面形状測定工程と、
前記表面形状測定工程で取得した前記基板親セットの各基板の表面形状データを基に、基板親セットを２以上の基板子セットに分割するセット分割工程と、
１セットの前記基板子セットの基板を第２の前記両面研磨装置の前記キャリアの前記基板保持穴に配置し、第２の研磨材を含む研磨液を用いて、前記１セットの基板子セットの各基板における２つの主表面を同一バッチで研磨する第２研磨工程と
を有することを特徴とする基板の製造方法。

（構成２）
前記セット分割工程は、前記各基板の表面形状データから主表面の所定領域内における平坦度を算出し、前記平坦度を基準に前記基板親セットを前記２以上の基板子セットに分割することを特徴とする構成１記載の基板の製造方法。
（構成３）
前記セット分割工程は、前記各基板の表面形状データから、それらの平均の表面形状を算出し、さらにこの平均の表面形状と前記各基板の表面形状との間における差分形状を算出し、所定領域内における前記差分形状を基準に前記基板親セットを前記２以上の基板子セットに分割することを特徴とする構成１記載の基板の製造方法。

（構成４）
前記所定領域は、前記基板の主表面の中心を基準とする一辺が１３２ｍｍの四角形の内側領域を少なくとも含む領域であることを特徴とする構成２または３記載の基板の製造方法。
（構成５）
前記基板保持穴の中心は、前記キャリアの中心からずれていることを特徴とする構成１から４のいずれかに記載の基板の製造方法。

（構成６）
前記第１の研磨材は、酸化セリウムおよび酸化ジルコニウムの少なくとも一方を含む材料からなり、
前記第２の研磨材は、コロイダルシリカを含む材料からなることを特徴とする構成１から５のいずれかに記載の基板の製造方法。
（構成７）
前記一方の主表面は、前記基板を用いてマスクブランクを製造するときにパターン形成用薄膜が形成される側の主表面であることを特徴とする構成１から６のいずれかに記載の基板の製造方法。

（構成８）
構成１から７のいずれかに記載の基板の製造方法で製造した基板の前記一方の主表面に、パターン形成用薄膜を形成する工程を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
（構成９）
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を用いる転写用マスクの製造方法であって、
ドライエッチングによって前記パターン形成用薄膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法。

本発明によれば、基板の主表面に対して局所加工を行うことなく、複数段階の研磨工程のみで高い平坦度の基板を取得できる比率を高めることが可能な基板の製造方法、およびマスクブランクの製造方法を提供できる。
本発明によれば、生産効率を維持しつつ歩留まりの向上を図ることができる基板の製造方法等を提供でき、歩留まりの向上による生産コスト低減を通じて、基板の製造コスト、マスクブランクの製造コストおよび転写用マスクの製造コストを低減できる。

研磨工程で使用する遊星歯車方式の両面研磨装置の概略構成を示す断面図である。 太陽歯車、内歯歯車及びキャリアの歯合関係を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
［両面研磨装置］
本発明の基板の製造方法では、両面研磨装置を用いる。
基板の両面研磨においては、遊星歯車方式の両面研磨装置が好適に使用される。
図１は、両面研磨工程で使用する遊星歯車方式の両面研磨装置の概略構成を示す断面図であり、図２は、図１の両面研磨装置における太陽歯車、内歯歯車及びキャリアの歯合関係を示す斜視図である。

遊星歯車方式の両面研磨装置は、太陽歯車３０とその外方に同心円状に配置される内歯歯車４０と、太陽歯車３０及び内歯歯車４０に噛み合い、太陽歯車３０や内歯歯車４０の回転に応じて公転及び自転するキャリア５０と、このキャリア５０に複数枚保持された被研磨加工物である基板Ｗと、研磨パッド２１、１１が夫々貼着され、基板Ｗを挟持可能な上定盤２０及び下定盤１０と、上定盤２０と下定盤１０との間に研磨液を供給する研磨液供給部６０とを備えている。太陽歯車４０の回転駆動（Ａは回転軸）は、太陽歯車回転駆動部３１によって制御される。上部支持部材２２に揺動可能に接続されている上定盤２０の昇降及び回転駆動は、上定盤昇降駆動部２４及び上定盤回転駆動部２３によって制御される。また、下部支持部材１２に固定支持されている下定盤１０の回転駆動は、下定盤回転駆動部１３によって制御される。上定盤２０と下定盤１０は、互いに同軸で回転する。キャリア５０は、定盤上に複数枚配置される。研磨液供給部６０は、研磨液を貯留する研磨液貯留部６１と、この研磨液貯留部６１に貯留された研磨液を、上定盤２０と下定盤１０との間の研磨領域に供給する研磨液供給路となる複数のチューブ６２とで構成されており、研磨液貯留部６１には、基板Ｗに供給する研磨液の温度が一定となるように、温度制御装置が備えられている。

研磨液貯留部６１は、水平面上に環状に形成されており、複数の支柱部材６３を介して、上部支持部材２２の上方位置に設けられている。上部支持部材２２、上定盤２０及び研磨パッド２１には、互いに連通する貫通孔２２ａ、２０ａ、２１ａが複数形成されており、ここに各チューブ６２の下端部が接続される。これにより、研磨液貯留部６１に貯留された研磨液が、チューブ６２及び貫通孔を介して、上定盤側から供給され、上定盤２０と下定盤１０との間の研磨領域に供給される。なお、図示は省略するが、研磨領域に供給された研磨液は、所定の回収路を経由して、タンクに回収された後、ポンプ及びフィルタが介在する還元路を経由して、再び研磨液貯留部６１に送られる。

また、研磨加工中、上定盤２０と下定盤１０の温度上昇による定盤の反りや、スラリーの温度上昇を抑制するために、各上定盤２０、下定盤１０の内部には冷媒が流れる冷媒供給路が設けられており、研磨加工中、一定温度となるように制御されている。

研磨加工時には、キャリア５０に保持された基板Ｗを上定盤２０及び下定盤１０とで挟持するとともに、上下定盤２０，１０の研磨パッド２１，１１と被研磨加工物Ｗとの間に研磨液を供給しながら、太陽歯車３０や内歯歯車４０の回転に応じて、キャリア５０が公転及び自転しながら、基板Ｗの上下両面が同時に鏡面研磨加工される。

［基板の製造方法］
本発明に係る基板の製造方法は、上記のとおり、互いに同軸で回転する上定盤および下定盤を備え、前記上定盤および下定盤の間に１つ以上の基板保持穴を備えるキャリアが複数設けられた両面研磨装置を用い、前記基板保持穴に基板を配置して前記基板の２つの主表面を同時に研磨する研磨工程を複数段階有する基板の製造方法であって、
２つの主表面を有する基板を複数枚集めて構成した基板親セットを準備する工程と、
前記基板親セットの基板を第１の前記両面研磨装置の前記キャリアの前記基板保持穴に配置し、第１の研磨材を含む研磨液を用いて、前記基板親セットの各基板における２つの主表面を同一バッチで研磨する第１研磨工程と、
前記第１研磨工程を行った後の前記基板親セットの各基板の少なくとも一方の主表面の表面形状を測定し、前記基板親セットの各基板の表面形状データを取得する表面形状測定工程と、
前記表面形状測定工程で取得した前記基板親セットの各基板の表面形状データを基に、基板親セットを２以上の基板子セットに分割するセット分割工程と、
１セットの前記基板子セットの基板を第２の前記両面研磨装置の前記キャリアの前記基板保持穴に配置し、第２の研磨材を含む研磨液を用いて、前記１セットの基板子セットの各基板における２つの主表面を同一バッチで研磨する第２研磨工程と
を有することを特徴とするものである（構成１）。

本発明の基板の製造方法において、上記両面研磨装置を用いる複数段階の研磨工程は、少なくとも第１研磨工程および第２研磨工程を含み、第１研磨工程および第２研磨工程を含む３以上の複数の研磨工程を備える場合が含まれる。以下で、第１研磨工程および第２研磨工程について説明する事項は、上記両面研磨装置を用いる複数段階の研磨工程における他の研磨工程についても同様に適用できる。

本発明の第１研磨工程および第２研磨工程で使用する両面研磨装置は、いずれも複数枚の基板を同一バッチで同時に研磨することが可能な装置である。第１研磨工程および第２研磨工程を含む複数段階の研磨工程で使用する両面研磨装置における１枚（１つ）のキャリアが備える基板保持穴の総数は、１つ以上とする（１つとする、または複数とする）ことができる。本発明では、第１研磨工程で使用する両面研磨装置における１枚のキャリアが備える基板保持穴の総数は各々複数とし、第２研磨工程で使用する両面研磨装置における１枚のキャリアが備える基板保持穴の総数は各々１つとすることができる。

本発明に係る基板の製造方法は、上記キャリアにおける基板保持穴の中心がキャリアの中心（キャリアの自転軸）からずれた位置関係である場合、より有効に機能する（構成５）。さらに、本発明に係る基板の製造方法は、上記キャリアに複数の基板保持穴が設けられており、全ての基板保持穴の中心がキャリアの中心（キャリアの自転軸）からずれた位置関係である場合、特に有効に機能する。基板保持穴の中心がキャリアの自転軸からずれた位置関係にある場合、その基板保持穴で保持される基板は、両面研磨のとき、定盤上を複雑な軌道で移動し続ける。上記の事情によって、研磨時、上定盤は微小ではあるが揺動するため、下定盤との間で平行度が絶えず変化する。このような状態の上定盤の下を表面形状の差が大きい（板厚の差が大きい）複数の基板がそれぞれ複雑な軌道で同時に移動すると、上定盤からの荷重分布を適切な状態に維持し続けることが難しく、研磨後の各基板の表面形状を高い平坦度にすることは難しい。本発明に係る基板の製造方法にように、その両面研磨装置で同一バッチにより研磨する基板の表面形状を近いもので揃えることで、研磨時に基板が上定盤の下を複雑な移動を行っても、上定盤の揺動を小さくすることができる。それにより、同一バッチで研磨した基板の表面形状を高い平坦度にすることがしやすくなる。

本発明では、１枚のキャリアが有する基板保持穴の数（１つ、または、複数）と、１台の両面研磨装置に配置（搭載）されるキャリアの枚数と、それらの積（１台の両面研磨装置に配置（搭載）できる基板の総数）は、それぞれ、第１研磨工程および第２研磨工程を含む複数段階の研磨工程において、異なる数とすることができ、同数とすることもできる。第１研磨工程および第２研磨工程を含む複数段階の研磨工程で使用する両面研磨装置における１バッチで研磨しうる基板の総数は、同一とすることができ、また、後者の総数を前者の総数よりも相対的に少なくすることもできる。第１研磨工程および第２研磨工程で使用する両面研磨装置のサイズ（例えば上下定盤の直径のサイズ）は同一又は同等とすることができ、また、後者のサイズを前者のサイズよりも相対的に小さくすることもできる。複数枚のキャリアは、同一構成とすることができ、異なる構成とすることもできる。

本発明の第１研磨工程および第２研磨工程で使用する両面研磨装置は、前者の装置と後者の装置は別々の装置を使用することができ、また、前者の装置と後者の装置は同一の装置を使用する（同一の装置を２回使用する）こともできる。別々の装置を使用する場合、両面研磨装置としての基本構成は同じであるが、上下定盤などの各種サイズや、キャリアの枚数、基板保持穴の数、１バッチ処置できる基板の総数などの各種の数が異なる別々の装置を使用する場合のほか、各種サイズや各種の数が同じ同型の装置を２台用意して別々の装置として使用する場合が含まれる。本発明の第１研磨工程および第２研磨工程で使用する両面研磨装置は、第１研磨工程で専ら使用する第１研磨工程専用の両面研磨装置と、第２研磨工程で専ら使用する第２研磨工程専用の両面研磨装置を使用することができる。

本発明の基板の製造方法においては、上記両面研磨装置を用いる複数段階の研磨工程（第１研磨工程および第２研磨工程を含む）は、研磨液が異なる複数段階の研磨工程で行われることが好ましい。ここで、研磨液が異なるとは、例えば研磨液に含有される研磨砥粒の材質や粒径などが異なることを意味する。このような研磨砥粒の材質や粒径の違いによって研磨液の性状は異なり、基板の主表面を研磨するときの研磨レートや主表面の品質等に影響する。

本発明の基板の製造方法は、ガラス基板の主表面を研磨する場合に好適である。本発明のように高平坦度で且つ欠陥を低減させたガラス基板の主表面に仕上げる場合には、研磨液が異なる複数段階の研磨工程でガラス基板の両面研磨を行うことにより、性状の異なる研磨液を用いて、段階的に（徐々に）ガラス基板の主表面を所望する表面形状精度や品質に作り込むことが好適である。

本発明の基板の製造方法は、マスクブランク用基板を製造する場合に特に好適である。上記両面研磨装置は、その構造上、上定盤側の研磨パッドに比べ、下定盤側の研磨パッドの方が、研磨液の浸み込みによる目詰まりや材質の劣化などの影響から研磨パッドの経時変化が早い。また、研磨屑や硬化した研磨材などの異物が下定盤側の方がたまりやすい。これらのことから、両面研磨装置を用いる複数段階の研磨工程においては、この研磨工程を行った後のマスクブランク用基板から転写用マスクが製造されたときに転写パターンが形成された薄膜が設けられる側の主表面を上定盤側になるように配置し、研磨行うことが好ましい。

本発明の基板の製造方法は、２つの主表面を有する基板を複数枚集めて構成した基板親セットを準備する工程を有する。ここで、上記基板は、両面研磨工程で用いる基板であるので、少なくとも両面研磨工程の前工程を終えた基板が用いられる。両面研磨工程の前工程としては、基板の端面の所定の面取加工、及び、基板の両主表面の研削加工等が行われる。第１研磨工程とその前工程が、両面研磨装置を用いて同一バッチで同時に研磨できる基板の総数が同じ場合は、前工程において同一バッチで同時に研磨された基板を全てそのまま用いて基板親セットを構成することが好ましい。同一バッチで同時に研磨された基板は、板厚（基板の厚さ）およびその面内バラつきが、近似する傾向、一定範囲内に収まる傾向があり、次の工程において同一バッチで同時に研磨するのに適するからである。

第１研磨工程と前工程が、同一バッチで同時に研磨できる基板の総数が異なる場合は、前工程の基板総数が多いときは、前工程において同一バッチで同時に研磨された基板の中から複数枚集めて基板親セットを構成することが好ましい。

本発明の基板の製造方法は、前記基板親セットの全ての基板を前記両面研磨装置の前記キャリアの前記基板保持穴に配置し、第１の研磨材を用いて、前記基板親セットの各基板における２つの主表面を同一バッチで研磨する第１研磨工程を有する。第１研磨工程においても、基板の転写パターンが形成される側の主表面を上定盤側になるように配置し、研磨を行うことが好ましい。

本発明の基板の製造方法は、前記第１研磨工程を行った後の前記基板親セットの各基板の少なくとも一方の主表面の表面形状を測定し、前記基板親セットの各基板の表面形状データを取得する表面形状測定工程を有する。ここで、基板の表面形状（表面形態）の測定は、表面形状測定装置を用いて行うことができる。本発明においては、表面形状測定工程は、基板親セットの各基板の少なくとも転写パターンが形成される側の主表面の表面形状を測定することが好ましい。本発明においては、基板親セットの各基板の両主表面の表面形状を測定することもできる。

基板の表面形状（表面形態）の測定は、一般的に次のような方法により行うことができる。まず、測定対象の表面（主表面）上にグリッド状に測定点を配置し、各測定点の高さ情報（この時の基準面は、例えば測定装置の参照平面である。）を、表面形状測定装置により取得する。次に、各測定点の高さ情報に基づいて、最小二乗法により近似した面（最小二乗平面）を算出し、これを基準面とする。次に、上記の各測定点の高さ情報を、その基準面（最小二乗平面）を基準とした各測定点の高さに換算し、その結果を、各測定点における表面形状の情報（表面形状データ）とする。なお、最小二乗平面を算出するために用いられる測定点の領域は、基板の表面全体とすることができる。最小二乗平面を算出するために用いられる測定点の領域は、必ずしも基板の表面全体でなくてもよい。最小二乗平面を算出するための測定点の領域は、例えば、基板の周囲から２ｍｍ超〜１０ｍｍを除いた中央の領域とすることができる。

本発明の基板の製造方法は、表面形状測定工程で取得した前記基板親セットの各基板の表面形状データを基に、基板親セットを２以上の基板子セットに分割する工程（セット分割工程）を有する。本発明においては、前記基板親セットの各基板の表面形状の測定データに基づいて、例えば、所定の指標（所定領域内の最高高さと最低高さとの差であるＰＶ値、平坦度等）によって基板親セットの各基板を大小順に順列を付け、その所定の指標の数値範囲群で切り分けグループ分けする手法などで、基板親セットを２以上の基板子セットに分割する。

基板親セットから基板子セットへの分割は、所定の枚数単位で行うことができる。また、基板親セットから基板子セットへの分割は、任意の割合（例えば、５：５、６：４、７：３など任意の割合（枚数））で行うことができる。基板子セットの枚数は、第２研磨工程の１バッチで研磨処理できる枚数に一致させる必要はなく、不足が出てもよい。

本発明の基板の製造方法では、このセット分割工程において分割された各基板子セットの各基板は、いずれも同じ基板親セットの基板であることが特徴の１つとなっている。このような基板子セットの構成の方法を採用することで、基板子セットを構成する各基板間の板厚の差を小さくすることができる。そして、この基板子セットの各基板を第２の両面研磨装置で研磨（第２研磨工程）を行うと、上定盤の揺動を小さくなり、研磨後の基板子セットの各基板の表面形状のバラつきを大幅に小さくできる。その結果、第２研磨工程後の基板子セットから高い平坦度の基板を取得できる比率を高めることが可能となる。

本発明の基板の製造方法において、前記セット分割工程は、前記各基板の表面形状データから主表面の所定領域内における平坦度を算出し、前記平坦度を基準に前記基板親セットを前記２以上の基板子セットに分割することが好ましい（構成２）。

本発明においては、例えば、前記基板親セットの各基板の表面形状データから、各表面形状の所定領域内のＰＶ値（その所定領域内における最高高さと最低高さとの差）を算出し、これを平坦度の指標として利用することができる。この平坦度を算出する所定領域は、例えば、その主表面の中心を基準とする一辺が１３２ｍｍ、１４２ｍｍ、１４８ｍｍ等の四角形の内側領域とすることができる。平坦度を算出する所定領域は、その主表面の中心を基準とする一辺が１４２ｍｍの四角形の内側領域とすると好ましい。

一般に、基板の主表面形状は、中央側が外周側よりも高さが高い傾向にある形状（凸形状）と、外周側が中央側よりも高さが高い傾向にある形状（凹形状）に大きく分けられる。本発明の場合、表面形状からＰＶ値（平坦度）を算出する場合、例えば、凸形状の表面形状の場合におけるＰＶ値（平坦度）を正の数値で表し、凹形状の表面形状の場合におけるＰＶ値（平坦度）を負の数値で表すことで、凸形状と凹形状を分別できるようにすることが好ましい。これにより、ＰＶ値や平坦度を指標にして基板親セットから複数の基板子セットに分割するときに、表面形状が近い基板が揃った基板子セットに分割することが容易となる。このＰＶ値や平坦度を指標したセット分割工程は、平坦度の閾値を１以上設定してその閾値を基準に基板親セットから基板子セットへの分割を行う。

本発明においては、前記基板親セットの各基板の表面形状データから、それらの平均の表面形状を算出し、さらにこの平均の表面形状と前記基板親セットの各基板の表面形状との間における差分形状を算出し、この差分形状を基準に前記基板親セットを前記２以上の基板子セットに分割することが好ましい（構成３）。

この差分形状（差分形状データ）とは、例えば、前記平均の表面形状（表面形状データ）と前記基板親セットの各基板の表面形状（表面形状データ）との間の差分をとった形状のことをいう。差分形状は、例えば、一方の表面形状データから他方の表面形状データを差し引いて得られる仮想の形状である。この差分形状の所定領域内（例えば、その主表面の中心を基準とする一辺が１３２ｍｍ、１４２ｍｍ、１４８ｍｍ等の四角形の内側領域）のＰＶ値（その所定領域内における最高高さと最低高さとの差）が小さいほど、前記平均の表面形状からのずれ量が小さいが小さいことを示す。この差分形状から算出されるＰＶ値の場合においても、上記の主表面形状から算出されるＰＶ値の場合と同様、差分形状が凸形状と凹形状のいずれかの数値を負の数値で表すことが好ましい。

差分形状の算出において、どちらの表面形状（表面形状データ）から他方の表面形状（表面形状データ）を差し引く（引き算する）かは、適宜定めることができる。
なお、前記平均の表面形状（表面形状データ）の代わりに、その第１研磨工程後の基板の主表面形状として理想的な形状を有する仮想基板を設定し、その理想的な表面形状（表面形状データ）を用いて、差分形状を算出することもできる。

本発明の基板の製造方法は、１セット（１組）の前記基板子セットの基板を前記両面研磨装置の前記キャリアの前記基板保持穴に配置し、第２の研磨材を用いて、１セットの前記基板子セットの各基板における２つの主表面を同一バッチで研磨する第２研磨工程を有する。第２研磨工程においても、基板の転写パターンが形成される側の主表面を上定盤側になるように配置し、研磨を行うことが好ましい。

第２研磨工程においては、前記差分形状を基準に前記基板親セットを前記２以上の基板子セットに分割する場合にあっては、前記差分形状のＰＶ値（前記平均の表面形状からのずれ量を示す。）に基づいて、第２研磨工程における基板子セット毎の加工取り代（必要除去量）を求め、この加工取り代に応じた加工条件（特に研磨時間）で、基板子セット毎に第２研磨工程を行い、ガラス基板表面の平坦度を所定の基準値以下（例えば０．２μｍ以下）に制御することが好ましい。第２研磨工程における基板子セット毎の加工取り代（必要除去量）は、予測により、あるいは予め対応関係を求めておくことにより、求めることができる。

本発明者らは、（１）基板親セットから基板子セットへの分割の仕方を工夫すると高い平坦度の基板の取得比率が向上すること、（２）基板子セット毎（分割集団毎）に最適時間で研磨すると高い平坦度の基板の取得比率が向上すること（研磨時間が同じであると相対的に効果が低いこと）、（３）基板親セットから基板子セットへの分割時にイレギュラーな基板を排除すると高い平坦度の基板の取得比率が向上すること、をそれぞれ見いだした。本願発明においては、分割態様に応じて、予測により、あるいは予め対応関係を求めておくことにより、第２研磨工程における基板子セット毎の研磨条件（特に研磨時間）を調整（微調整を含む）することができる。

本発明においては、例えば、基板親セットの表面形状の測定の結果、後工程を行うことが好ましくないと考えられる基板が多い場合（例えば５割以上の場合）、それらの基板については、基板親セットから基板子セット以外のセットとして分割し、第１研磨工程（または同等の工程）を再度実施することができる。この分割の際に後工程を行うことが好ましいと考えられる基板については、基板子セットとして分割し、第２研磨工程を実施する。このような分割を行う前の工程（第１研磨工程）としては、後述する第ＩＩＩ段階研磨（超精密研磨）工程や第ＩＩ段階研磨（精密研磨）工程が挙げられる。

本発明の基板の製造方法においては、上記両面研磨装置を用いる複数段階の研磨工程は、研磨液が同じ複数段階の研磨工程を行う場合が含まれる。本発明の基板の製造方法においては、上記両面研磨装置を用いる複数段階の研磨工程における各段階の研磨工程は、同一の両面研磨装置を用いて複数回研磨を行う態様（再度研磨を行う態様）が含まれる。また、上記両面研磨装置を用いる複数段階の研磨工程における各段階の研磨工程は、別の両面研磨装置（各装置の１バッチの処理枚数は同一または相違する）を用いて複数回研磨を行う態様（再度研磨を行う態様）が含まれる。

本発明では、例えば、後述する第Ｉ段階研磨（粗研磨）工程、第ＩＩ段階研磨（精密研磨）工程、第ＩＩＩ段階研磨（超精密研磨）工程、第ＩＶ段階研磨（最終精密研磨）工程のような同じ段階の研磨工程を、２回、または、複数回研磨を行う態様が含まれる。なお、同じ段階の研磨工程を複数回行う場合は、研磨工程の回数は増加するが、同じ段階の研磨工程なので負担は少ない。本発明においては、段階的に（徐々に）作り込んで仕上げる過程において、必要な工程（研磨工程の段階）を追加できる。

本発明の基板の製造方法においては、例えば、両面研磨を、第Ｉ段階研磨（粗研磨）工程、第ＩＩ段階研磨（精密研磨）工程、第ＩＩＩ段階研磨（超精密研磨）工程のような３段階の研磨工程で行うことができる。この場合、第Ｉ段階研磨（粗研磨）工程では研磨砥粒として例えば酸化セリウム、酸化ジルコニウム等を用いることができ、第ＩＩ段階研磨（精密研磨）工程では研磨砥粒として酸化セリウム、酸化ジルコニウムあるいはシリカ（コロイダルシリカを含む）等を用いることができる。また、第３段階研磨（超精密研磨）工程では研磨砥粒としてシリカ（コロイダルシリカを含む）等を用いることができるが、特に平均粒径が小さく、化学的機械的研磨が可能なシリカ（コロイダルシリカを含む）を用いることが好ましい。上記第Ｉ段階〜第ＩＩＩ段階の研磨工程においては、基板の転写パターンが形成される側の主表面を上定盤側になるように配置し、研磨行うことが好ましい。

本発明の基板の製造方法においては、例えば、両面研磨を、第Ｉ段階研磨（粗研磨）工程、第ＩＩ段階研磨（精密研磨）工程、第ＩＩＩ段階研磨（超精密研磨）工程、第ＩＶ段階研磨（最終精密研磨）工程のような４段階の研磨工程で行うことができる。この場合、第Ｉ段階研磨〜第ＩＩＩ段階研磨工程では上記と同じ研磨砥粒を用いることができる。また、第ＩＶ段階研磨（最終精密研磨）工程では研磨砥粒としてシリカ（コロイダルシリカを含む）等を用いることができるが、特に平均粒径が小さく（第ＩＩＩ段階研磨（超精密研磨）工程で用いるシリカ（コロイダルシリカを含む）の平均粒径に対し、平均粒径が相対的に小さく）、化学的機械的研磨が可能なシリカ（コロイダルシリカを含む）を用いることが好ましい。
上記第Ｉ段階〜第ＩＶ段階の研磨工程においては、基板の転写パターンが形成される側の主表面を上定盤側になるように配置し、研磨行うことが好ましい。

本発明（特に第ＩＶ段階研磨工程）に使用されるシリカは、ゾルゲル法により生成されたコロイダルシリカであることが好ましい。例えば、金属不純物が除去された高純度アルコキシシランを原料にゾルゲル法で合成することによって、高純度なコロイダルシリカが得られる。こうして得られたシリカは不純物が比較的少ないため、シリカの凝集体の生成を低減することができる。

研磨液に含有されるコロイダルシリカは、平均粒径が２０〜５００ｎｍ程度のものを使用するのが研磨効率の点からは好ましい。研磨液の溶媒としては、コロイダルシリカがアルカリ雰囲気では単一分散で安定的であるため、例えばＮａＯＨ，ＫＯＨ等の無機アルカリや、アミン等の有機アルカリなどを添加してアルカリ性に調整されていることが一般的には良いとされているが、酸性に調整されていてもよい。

研磨液中のシリカの含有量は、微小な突起の発生率や研磨速度を考慮して決定され、５０ｗｔ％以下が好ましく、さらに好ましくは、１０〜４０ｗｔ％が望ましい。また、基板（ガラス基板）に供給する研磨液の温度は、２５℃以下とすることが好ましい。研磨液の温度調整は、研磨機に研磨液を供給する間にチラーを介して研磨液の供給温度を制御したり、研磨機の定盤に冷却機構を設けて研磨液の供給温度を制御しても構わない。研磨液の温度は、好ましくは５℃以上２０℃以下、さらに好ましくは、５℃以上１５℃以下が望ましい。

本発明の基板の製造方法においては、前記第１の研磨材は、酸化セリウムおよび酸化ジルコニウムの少なくとも一方を含む材料からなり、前記第２の研磨材は、コロイダルシリカを含む材料からなる実施形態が含まれる（構成６）。

この実施形態においては、第１の研磨材は、酸化セリウムや酸化ジルコニウムのような基板の主表面が凹形状に研磨される傾向を有する研磨材である。また、第２の研磨材は、比較的粒径が大きいコロイダルシリカのような基板の主表面が凸形状に研磨される傾向を有する研磨材である。この実施形態は、例えば、上述した第ＩＩ段階研磨（精密研磨）工程で第１の研磨材が使用され、上述した第ＩＩＩ段階研磨（超精密研磨）工程で第２の研磨材が使用される例が対応する。

本発明の基板の製造方法においては、前記第１の研磨材および第２の研磨材は、コロイダルシリカを含む材料からなり、前記第１の研磨材のコロイダルシリカの平均粒子径は、第２の研磨材のコロイダルシリカの平均粒子径よりも粒径が相対的に大きい実施形態が含まれる。また、本発明の基板の製造方法においては、第１の研磨材は、水ガラス法により生成されたコロイダルシリカからなり、第２の研磨材は、ゾルゲル法により生成されたコロイダルシリカからなる実施形態が含まれる。ゾルゲル法により生成されたコロイダルシリカは、水ガラス法により生成されたコロイダルシリカに比べて高コストであり、最終段階の研磨にのみゾルゲル法によるコロイダルシリカを用いた方が費用対効果が高いためである。

これらの実施形態は、コロイダルシリカを含む材料からなる研磨材を使用した研磨工程を、２段階行う場合である。この実施形態は、例えば、上述した第ＩＩＩ段階研磨（超精密研磨）工程で第１の研磨材が使用され、上述した第ＩＶ段階研磨（最終精密研磨）工程で第２の研磨材が使用される例が対応する。第ＩＶ段階研磨（最終精密研磨）工程の方法としては、例えば、第ＩＩＩ段階研磨（超精密研磨）工程で得られた表面形状（平坦度）を維持しつつ、表面粗さが改善される研磨方法および研磨条件とすることができる。

本発明の基板の製造方法においては、前記一方の主表面は、前記基板を用いてマスクブランクを製造するときにパターン形成用薄膜が形成される側の主表面であることが好ましい（構成７）。

本発明の基板の製造方法においては、ガラス基板の転写パターンが形成される側の主表面を上定盤側にセットして、ガラス基板の両面研磨を行うことが好ましい。これにより、上定盤側の研磨パッドとの接触により研磨されるガラス基板の転写パターンが形成される側の主表面は、極めて平坦度が高く、かつ、微小欠陥（凹状欠陥、凸状欠陥）を低減でき、良好な表面の形状精度や品質に仕上がる。従って、良好な表面の形状精度や品質に仕上がったガラス基板の転写パターンが形成される側の主表面上に上記転写パターンとなる薄膜を形成することができる。

通常、ガラス基板のノッチマークが形成されていない一方の主表面は、その上に転写パターンとなる薄膜が形成される。ノッチマークは、外形が四角形の基板における四角形のコーナー部の１つにおいて、一方の主表面とコーナー部を形成する２つの端面との３面を斜断面状に切り落として形成される。

本発明の基板の製造方法においては、前記所定領域は、前記基板の主表面の中心を基準とする一辺が１３２ｍｍの四角形の内側領域を少なくとも含む領域であることが好ましい（構成４）。
本発明の基板の製造方法においては、前記所定領域は、前記基板の主表面の中心を基準とする一辺が１４２ｍｍの四角形の内側領域を少なくとも含む領域であることがより好ましい。

上記両面研磨によって、上記ガラス基板の転写パターンが形成される側の主表面は、少なくともパターン転写精度、位置精度を得る観点から高平坦度となるように表面加工される。例えば、露光光にＫｒＦエキシマレーザー、あるいはＡｒＦエキシマレーザーが適用される転写用マスクに用いられるマスクブランク用基板の場合、その基板の転写パターンが形成される側の主表面の１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域における平坦度が０．２μｍ以下であることが好ましく、特に好ましくは０．１μｍ以下である。また、ＥＵＶ露光光が適用される反射型マスクに用いられるマスクブランク用基板の場合、基板の転写パターンが形成される側の主表面の１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域における平坦度が０．０５μｍ以下であることが好ましい。また、上記反射型マスクに用いられるマスクブランク用基板の場合、転写パターンが形成される側とは反対側の主表面は、露光装置にセットする時に静電チャックされる面であるが、その反対側の主表面の１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域における平坦度が０．０５μｍ以下であることが好ましい。

また、このマスクブランク用基板における転写パターンが形成される側の主表面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ：ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ、Ｒｑ）で０．２５ｎｍ以下であることが好ましく、０．２ｎｍ以下であるとより好ましく、０．１５ｎｍ以下であるとさらに好ましい。ここで、表面粗さＲＭＳとは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１（２００１）に定めるものである。なお、本発明において、上記表面粗さＲＭＳの下限値を特に制限する必要はなく、基板の表面が平滑であればあるほど本発明の作用効果が一層顕著に発揮される。

本発明の基板の製造方法において、基板としては、マスクブランク用基板、インプリントモールド用基板などが挙げられる。上記マスクブランク用基板は、バイナリ型マスクブランクまたは位相シフト型マスクブランクに使用する場合、使用する露光波長に対して透明性を有するものであれば特に制限されず、合成石英基板、その他各種のガラス基板（例えば、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス等）が用いられる。この中でも合成石英基板は、ＡｒＦエキシマレーザー又はそれよりも短波長の領域で透明性が高いので、特に好ましく用いられる。

また、ＥＵＶ露光用の場合、上記マスクブランク用基板としては、露光時の熱によるパターンの歪みを防止するため、０±１．０×１０^−７／℃の範囲内、より好ましくは０±０．３×１０^−７／℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましく用いられ、この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、例えば、ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系ガラス、多成分系ガラスセラミックス等を用いることが出来る。また、マスクブランク用基板の形状は、正方形、長方形等の矩形状のものを使用し、上述のＡｒＦエキシマレーザー露光用、ＥＵＶ露光用のマスクブランク用ガラス基板の場合、６０２５基板（約１５２ｍｍ×約１５２ｍｍ、厚さ約６．３５ｍｍ）を使用する。

インプリントモールド用基板としては、平坦度及び平滑度に優れている点で、合成石英基板等のガラス基板が好ましく用いられる。ガラス基板の形状は、正方形、長方形等の矩形状のものや円形状のものなど特に制約されないが、通常、パターンドメディア製造用には円形状基板が、光学部品や半導体装置製造用には正方形、長方形等の矩形状の基板が用いられる。

本発明の基板の製造方法は、被研磨加工物である基板の主表面の形状が矩形である場合に大きな効果が得られ、基板の主表面の形状が正方形である場合により大きな効果が得られる。これらの主表面の形状を有する基板に対して上記両面研磨装置で主表面の研磨を行うと、酸化セリウム等の主表面が凹形状に研磨される傾向を有する研磨材を用いた場合、基板の主表面の４隅が相対的に研磨されにくく、主表面の４隅の高さが高い状態になりやすい。また、コロイダルシリカ等の主表面が凸形状に研磨される傾向を有する研磨材を用いた場合、基板の主表面の４隅が相対的に研磨されやすい状態になりやすく、主表面の４隅の高さが低い状態になりやすい。本発明の基板の製造方法を適用することで、基板の主表面の４隅が研磨されにくいあるいは研磨されやすい状態を低減することができる。

［マスクブランクの製造方法］
本発明は、上記構成の基板の製造方法で製造した基板の前記一方の主表面に、パターン形成用薄膜を形成する工程を有するマスクブランクの製造方法についても提供する（構成８）。
本発明では、上記構成の基板の製造方法を使用してマスクブランクを作製することにより、マスクブランク用基板の製造歩留まりが向上し、マスクブランク用基板の生産コストを低減できる。

本発明により得られるマスクブランク用ガラス基板の主表面上に、遮光膜を形成することによりバイナリ型マスクブランクが得られる。また、上記マスクブランク用ガラス基板の主表面上に、位相シフト膜、あるいは位相シフト膜及び遮光膜を形成することにより、位相シフト型マスクブランクが得られる。この場合の主表面とは、上述のガラス基板の両面研磨において、上定盤側にセットされた主表面である。上記遮光膜は、単層でも複数層（例えば遮光層と反射防止層との積層構造）としてもよい。また、遮光膜を遮光層と反射防止層との積層構造とする場合、この遮光層を複数層からなる構造としてもよい。また、上記位相シフト膜についても、単層でも複数層としてもよい。

このようなマスクブランクとしては、例えば、クロム（Ｃｒ）を含有する材料により形成されている遮光膜を備えるバイナリ型マスクブランク、遷移金属とケイ素（Ｓｉ）を含有する材料により形成されている遮光膜を備えるバイナリ型マスクブランク、タンタル（Ｔａ）を含有する材料により形成されている遮光膜を備えるバイナリ型マスクブランク、ケイ素（Ｓｉ）を含有する材料、あるいは遷移金属とケイ素（Ｓｉ）を含有する材料により形成されている位相シフト膜を備える位相シフト型マスクブランクなどが挙げられる。

上記クロム（Ｃｒ）を含有する材料としては、クロム単体、クロム系材料（CrO，CrN，CrC，CrON，CrCN，CrOC，CrOCN等）が挙げられる。上記タンタル（Ｔａ）を含有する材料としては、タンタル単体のほかに、タンタルと他の金属元素（例えば、Ｈｆ、Ｚｒ等）との化合物、タンタルにさらに窒素、酸素、炭素及びホウ素のうち少なくとも１つの元素を含む材料、具体的には、TaN、TaO，TaC，TaB，TaON，TaCN，TaBN，TaCO，TaBO，TaBC，TaCON，TaBON，TaBCN，TaBCONを含む材料などが挙げられる。

上記ケイ素（Ｓｉ）を含有する材料としては、ケイ素に、さらに窒素、酸素及び炭素のうち少なくとも１つの元素を含む材料、具体的には、ケイ素の窒化物、酸化物、炭化物、酸窒化物（酸化窒化物）、炭酸化物（炭化酸化物）、あるいは炭酸窒化物（炭化酸化窒化物）を含む材料が好適である。

また、上記遷移金属とケイ素（Ｓｉ）を含有する材料としては、遷移金属とケイ素を含有する材料のほかに、遷移金属及びケイ素に、さらに窒素、酸素及び炭素のうち少なくとも１つの元素を含む材料が挙げられる。具体的には、遷移金属シリサイド、または遷移金属シリサイドの窒化物、酸化物、炭化物、酸窒化物、炭酸化物、あるいは炭酸窒化物を含む材料が好適である。遷移金属には、モリブデン、タンタル、タングステン、チタン、クロム、ハフニウム、ニッケル、バナジウム、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム、ニオブ等が適用可能である。この中でも特にモリブデンが好適である。

また、上記マスクブランク用ガラス基板の主表面上に、ＥＵＶ光等の露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収するパターン形成用の吸収体膜とを順に形成することにより、反射型マスクブランクが得られる。

上記多層反射膜は、低屈折率層と高屈折率層を交互に積層させた多層膜であり、一般的には、重元素又はその化合物の薄膜と、軽元素又はその化合物の薄膜とが交互に４０〜６０周期程度積層された多層膜が用いられる。例えば、波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜としては、Ｍｏ膜とＳｉ膜を交互に４０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜が好ましく用いられる。その他に、ＥＵＶ光の領域で使用される多層反射膜として、Ｒｕ／Ｓｉ周期多層膜、Ｍｏ／Ｂｅ周期多層膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物周期多層膜、Ｓｉ／Ｎｂ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ周期多層膜、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜などがある。露光波長により、材質を適宜選択すればよい。

上記吸収体膜は、露光光である例えばＥＵＶ光を吸収する機能を有するもので、例えばタンタル（Ｔａ）単体又はＴａを主成分とする材料が好ましく用いられる。Ｔａを主成分とする材料としては、ＴａとＢを含む材料、ＴａとＮを含む材料、ＴａとＢを含み、更にＯとＮの少なくとも何れかを含む材料、ＴａとＳｉを含む材料、ＴａとＳｉとＮを含む材料、ＴａとＧｅを含む材料、ＴａとＧｅとＮを含む材料、等が用いられる。

また、通常、上記吸収体膜のパターニング或いはパターン修正の際に多層反射膜を保護する目的で、多層反射膜と吸収体膜との間に保護膜やバッファ膜を設けることができる。保護膜の材料としては、ケイ素のほか、ルテニウムや、ルテニウムにニオブ、ジルコニウム、ロジウムのうち１以上の元素を含有するルテニウム化合物が用いられ、バッファ膜の材料としては、主に前記のクロム系材料が用いられる。なお、上記遮光膜等の薄膜を形成するための成膜方法は特に制約されない。例えばスパッタリング法、イオンビームデボジション（ＩＢＤ）法、ＣＶＤ法などが好ましく挙げられる。

［転写用マスクの製造方法］
本発明は、上記構成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を用いる転写用マスクの製造方法であって、ドライエッチングによって前記パターン形成用薄膜に転写パターンを形成する工程を有する転写用マスクの製造方法についても提供する（構成９）。
本発明のマスクブランクを使用して転写用マスクを作製することにより、マスクブランク用基板の製造歩留まりの向上によるマスクブランク用基板の生産コスト低減を通じて、転写用マスクの製造コスト等を低減できる。

例えば、上述のバイナリマスクブランクにおける遮光膜をパターニングすることにより、遮光膜パターンを備えるバイナリマスクが得られる。また、上述のマスクブランク用ガラス基板の主表面に、位相シフト膜、あるいは位相シフト膜及び遮光膜を備える構造の位相シフト型マスクブランクにおいても、転写パターンとなる位相シフト膜をパターニングすることにより、位相シフトマスクが得られる。また、上述の反射型マスクブランクにおける吸収体膜をパターニングすることにより、吸収体膜パターンを備える反射型マスクが得られる。なお、マスクブランクにおける転写パターンとなる薄膜をパターニングする方法としては、精度の高いフォトリソグラフィ法が最も好適である。

［インプリントモールド］
本発明は、インプリントモールド用基板の製造方法、このインプリントモールド用基板を用いたマスクブランクの製造方法、このマスクブランクを用いたインプリントモールドの製造方法についても提供する。
この場合のマスクブランクは、インプリントモールド用基板の一方の主表面上に、ハードマスク膜を形成してなる構造のものである。このハードマスク膜は、ガラス基板等のインプリントモールド用基板をエッチング処理により掘り込む際のエッチングマスクとなる膜である。インプリントモールド用基板をエッチング処理により掘り込むことで、インプリントモールドが作製される。この場合のマスクブランクにおいては、前述の転写パターンとなる薄膜が、上記ハードマスク膜である。本発明は、例えば、半導体装置製造用インプリントモールド（マスターモールド）、ＢＰＭ製造用インプリントモールド（マスターモールド）等の製造方法を提供する。

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）
本実施例は、マスクブランク用基板の製造方法の具体例である。本実施例は以下の工程からなる。なお、この実施例および比較例で使用する両面研磨装置は、上記で説明した上定盤と回転軸とがユニバーサルジョイントで接続された構造のものを使用している（すなわち、上定盤は微小に揺動可能な構成となっている。）。

（１）第Ｉ段階研磨（粗研磨）工程
合成石英ガラス基板（約１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．８５ｍｍ）の端面を面取加工、及び研削加工を終えたガラス基板を両面研磨装置（１キャリア当たりの基板の保持数が４枚、定盤上に同一構成のキャリアを５枚配置、よって１バッチの基板処理数は２０枚。）に、転写パターンが形成される側の主表面が上定盤側になるようにガラス基板を２０枚配置し、以下の研磨条件により同一バッチで粗研磨を行った。なお、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）を含有する水溶液
研磨パッド：硬質ポリシャ（ウレタンパッド）
上記研磨工程後、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（純水）に浸漬（超音波印加）し、洗浄を行った。

（２）第ＩＩ段階研磨（精密研磨）工程（本発明の第１研磨工程）
上記第Ｉ段階研磨（粗研磨）を終えたガラス基板（同一バッチで処理した２０枚）を、基板親セットとした。基板親セットを構成する各ガラス基板を両面研磨装置（１キャリア当たりの基板の保持数が４枚、定盤上に同一構成のキャリアを５枚配置、よって１バッチの基板処理数は２０枚。）に、転写パターンが形成される側の主表面が上定盤側になるようにガラス基板を２０枚配置し、以下の研磨条件により同一バッチで精密研磨を行った。なお、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）を含有する水溶液
研磨パッド：基材（例えば、ポリエチレンテレフタレート）上に緩衝層（研磨パッド全体の圧縮変形量を制御するための層）と、表面に開孔を有する発泡した樹脂からなるナップ層が形成された軟質ポリシャ（例えば、研磨パッドの圧縮変形量が４０μｍ以上であり、ナップ層を形成する樹脂の１００％モジュラスが１４．５ＭＰａ以上である研磨パッド）
上記研磨工程後、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するため、ガラス基板を濃度約０．１％のフッ酸水溶液が入った洗浄槽に浸漬（超音波印加）し、次いで、洗浄槽（純水）に浸漬（超音波印加）して洗浄を行い、乾燥処理を行った。

（主表面形状の測定）
上記第ＩＩ段階研磨（精密研磨）を終えた基板親セット（同一バッチで処理した２０枚）の各ガラス基板の主表面（転写パターンが形成される側の主表面）の表面形状（表面形態）を表面形状測定装置（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｔｒｏｐｅｌ社製 ＵｌｔｒａＦｌａｔ２００Ｍ）で測定した。表面形状を取得する領域は、１４２ｍｍ×１４２ｍｍとした。なお、以降の実施例および比較例において、表面形状測定装置および測定領域は同一とした。

（基板の分割）
本実施例では、前記基板親セット（２０枚）の各基板の表面形状データから、これらの平均の表面形状を算出し、さらにこの平均の表面形状と前記基板親セット（２０枚）の各基板の表面形状との間における差分形状を算出し、これらの差分形状のＰＶ値（前記平均の表面形状からのずれ量を示す。）を算出した。この差分形状から算出されるＰＶ値は、差分形状が凸形状の数値を負の数値で表すものとした。これらの差分形状のＰＶ値（２０枚分）を、ＰＶ値が大きい順に並べ、上位から５枚ずつとり、４つ（４組）の基板子セットに分割した。

（予備実験）
なお、予め、本実施例１と同様の工程を複数回（例えば１０回）行い、分割した複数の基板子セットにおける基板子セット毎のＰＶ値の平均値と、第ＩＩＩ段目研磨（超精密研磨）工程（本発明の第２研磨工程）で平坦度０．２μｍ以下のガラス基板の取得率を高めるための研磨時間（必要除去量）との関係を、予め求めておいた。

（３）第ＩＩＩ段階研磨（超精密研磨）工程（本発明の第２研磨工程）
分割した４つの基板子セットの各基板子セットについて、順次、ガラス基板を両面研磨装置（１キャリア当たりの基板の保持数が１枚、定盤上に同一構成のキャリアを５枚配置、よって１バッチの基板処理数は５枚。）に、転写パターンが形成される側の主表面を上定盤側になるようにガラス基板を５枚配置し、以下の研磨条件で超精密研磨を行った。なお、キャリアは、その中心に対して基板保持穴の中心がずれた位置になっているものを使用し、また、両面研磨装置は、上下定盤の面積が第ＩＩ段階研磨工程で使用したものと同じとしている。

４つの基板子セット（１セット５枚）について連続４回（４バッチ）処理を行い合計２０枚のガラス基板の超精密研磨を行った。なお、加工荷重、研磨時間はＡｒＦエキシマレーザー露光用バイナリ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（ＲＭＳ（二乗平均平方根粗さ）で０．２５ｎｍ以下）が得られるように適宜調整して行った。なお、この調整後（条件出し後）はバッチ間で加工荷重、研磨時間は通常は（特に理由がない限りは）同一とするのであるが、本実施例では、各基板子セットについて平均形状からのずれ量を考慮し平坦度（０．２μｍ以下）の取得率が高まるよう研磨時間を調整した。
研磨液：コロイダルシリカを含有するアルカリ性水溶液（ｐＨ１０．２）
（コロイダルシリカ含有量５０ｗｔ％）平均粒径：約１００ｎｍ
研磨パッド：超軟質ポリシャ（スウェードタイプ）
上記研磨工程後、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が入った洗浄槽に浸漬（超音波印加）し、洗浄を行い、ＡｒＦエキシマレーザー露光用マスクブランク用ガラス基板を得た。

この得られたガラス基板の主表面（転写パターンが形成される側のガラス基板主表面）の平坦度（基板の中心を基準とする一辺が１４２ｍｍの四角形の内側領域で算出した平坦度）を前記表面形状測定装置で測定した。その結果、平坦度が０．２μｍ以下のガラス基板は、２０枚中１９枚であった。また、本実施例１と同様の工程を複数回（１０回）行った場合（合計２００枚）、平坦度０．２μｍ以下のガラス基板の取得率は、全体の９４％であった。

なお、実施例１では、第ＩＩ段階研磨（精密研磨）工程（本発明の第１研磨工程）後に、板厚の測定は行わなかった。しかし、第ＩＩＩ段階研磨（超精密研磨）工程（本発明の第２研磨工程）を経て得られたガラス基板は、必要とされる所定の板厚の範囲内であることを確認した。基板親セットを分割するときに板厚の測定を必要としないことは本願発明のメリットである。

（実施例２）
実施例２では、実施例１において第ＩＩＩ段階研磨（超精密研磨）工程（本発明の第２研磨工程）における４つの基板子セットの研磨時間を同一にしたこと以外は、実施例１と同様とした。その結果、平坦度が０．２μｍ以下のガラス基板は、２０枚中１６枚であった。また、本実施例２と同様の工程を複数回（１０回）行った場合（合計２００枚）、平坦度０．２μｍ以下のガラス基板の取得率は、全体の８２％であった。

（実施例３）
実施例３では、実施例１において、第ＩＩ段階研磨（精密研磨）工程（本発明の第１研磨工程）を終えた基板親セット（１セット２０枚、同一バッチ処理）について、実施例１のように平均形状の算出及び平均形状との差分を算出することなく、各ガラス基板の表面形状のＰＶ値（基板の中心を基準とする一辺が１４２ｍｍの四角形の内側領域で算出したＰＶ値）を、単純に、ＰＶ値が大きい順に並べ、上位から５枚ずつとり、４つの基板子セット（１セット５枚、１キャリア当たりの基板の保持数が１枚、定盤上に同一構成のキャリアを５枚配置、よって１バッチの基板処理数は５枚。）に分割したこと以外は、実施例１と同様とした。なお、ＰＶ値は、凸形状の数値を負の数値で表すものとした。その結果、平坦度が０．２μｍ以下のガラス基板は、２０枚中１５枚であった。また、本実施例４と同様の工程を複数回（１０回）行った場合（合計２００枚）、平坦度０．２μｍ以下のガラス基板の取得率は、全体の７６％であった。

（比較例１）
比較例１では、実施例１において、第ＩＩ段階研磨（精密研磨）工程（本発明の第１研磨工程）を終えたガラス基板２０枚セット（１キャリア当たりの基板の保持数が４枚、定盤上に同一構成のキャリアを５枚配置、よって１バッチの基板処理数は２０枚。）について、基板の分割を行うことなく、両面研磨装置（１キャリア当たりの基板の保持数が４枚、定盤上に同一構成のキャリアを５枚配置、よって１バッチの基板処理数は２０枚）に、転写パターンが形成される側のガラス基板主表面を上定盤側になるように２０枚配置し、以下の研磨条件で超精密研磨を行ったこと以外は、実施例１と同様とした。
研磨液：コロイダルシリカを含有するアルカリ性水溶液（ｐＨ１０．２）
（コロイダルシリカ含有量５０ｗｔ％）平均粒径：約１００ｎｍ
研磨パッド：超軟質ポリシャ（スウェードタイプ）

実施例１と同様に、平坦度を測定した結果、平坦度が０．２μｍ以下のガラス基板は、２０枚中１３枚であった。また、本比較例１と同様の工程を複数回（１０回）行った場合（合計２００枚）、平坦度０．２μｍ以下のガラス基板の取得率は、全体の６８％であった。比較例１は、従来の研磨工程において比較的良好な取得率が得られる例であるが、比較例１のように、単に複数段階の研磨を行うことでは、これ以上の取得率向上は困難である。

（比較例２）
比較例２では、実施例１において、第ＩＩ段階研磨（精密研磨）工程（本発明の第１研磨工程）を複数回（１０回、１０バッチ）行い、合計２００枚の基板から、同一バッチの基板のセットを崩し、基板形状および板厚が揃った基板のセットに再構成した。それ以外は実施例１と同様とした。

その結果、期待した結果は得られなかった。なお、実施例１と同様に、研磨時間の調整も試みたが期待した効果は得られなかった。これらのことから、板厚および板厚バラつき優先で分割した方が（同一バッチを崩さずに分割した方が）、基板形状および板厚の双方を考慮して分割するよりも、良いと考えられる。板厚および板厚バラつきの測定は手間がかかり、また、２００枚の基板から、バッチを崩し、基板形状および板厚が揃ったセットに分割する工程も手間がかかることからも、本願発明の方が良いと考えられる。基板の枚数を相当数に大きくすれば、期待した結果が得られる可能性はあると考えられるが、現実的であるとは言えない。比較例２からわかるように、複数の基板を分割するときにできるだけ揃った形状にしてやれば本願発明の効果が得られるというわけではない。

（比較例３）
比較例３では、実施例１において、第ＩＩ段目研磨（精密研磨）工程（本発明の第１研磨工程）を終えたガラス基板２０枚セット（１キャリア当たりの基板の保持数が４枚、定盤上に同一構成のキャリアを５枚配置、よって１バッチの基板処理数は２０枚。）について、各ガラス基板の表面形状の測定を行うことなく、同一キャリアに保持された４枚が同一の基板子セットに入るようにし（５枚のキャリア中４枚のキャリアを使用し４つの基板子セットに４枚ずつセットし）、残りの１枚のキャリアに保持された４枚から４つの基板子セットに１枚ずつ入るようにして、４つの基板子セット（１セット５枚、１キャリア当たりの基板の保持数が１枚、定盤上に同一構成のキャリアを５枚配置、よって１バッチの基板処理数は５枚。）に分割したこと以外は、実施例１と同様とした。その結果、平坦度０．２μｍ以下のガラス基板は、２０枚中８枚であった。また、本比較例３と同様の工程を複数回（１０回）行った場合（合計２００枚）、平坦度０．２μｍ以下のガラス基板の取得率は、全体の４０％であった。

（比較例４）
比較例４では、実施例１において、第ＩＩ段目研磨（精密研磨）工程（本発明の第１研磨工程）を終えた基板親セット（同一バッチ処理の２０枚）について、各ガラス基板の表面形状の測定を行うことなく、全くランダムに、４つの基板子セット（１セット５枚、１キャリア当たりの基板の保持数が１枚、定盤上に同一構成のキャリアを５枚配置、よって１バッチの基板処理数は５枚。）に分割したこと以外は、実施例１と同様とした。その結果、平坦度０．２μｍ以下のガラス基板は、２０枚中５枚であった。また、本比較例４と同様の工程を複数回（１０回）行った場合（合計２００枚）、平坦度０．２μｍ以下のガラス基板の取得率は、全体の２３％であった。

１０ 下定盤
１１ 研磨パッド
２０ 上定盤
２１ 研磨パッド
３０ 太陽歯車
４０ 内歯歯車
５０ キャリア
６０ 研磨液供給部

Claims (9)

1. 互いに同軸で回転する上定盤および下定盤を備え、前記上定盤および下定盤の間に１つ以上の基板保持穴を備えるキャリアが複数設けられた両面研磨装置を用い、前記基板保持穴に基板を配置して前記基板の２つの主表面を同時に研磨する研磨工程を複数段階有する基板の製造方法であって、
   ２つの主表面を有する基板を複数枚集めて構成した基板親セットを準備する工程と、
   前記基板親セットの基板を第１の前記両面研磨装置の前記キャリアの前記基板保持穴に配置し、第１の研磨材を含む研磨液を用いて、前記基板親セットの各基板における２つの主表面を同一バッチで研磨する第１研磨工程と、
   前記第１研磨工程を行った後の前記基板親セットの各基板の少なくとも一方の主表面の表面形状を測定し、前記基板親セットの各基板の表面形状データを取得する表面形状測定工程と、
   前記表面形状測定工程で取得した前記基板親セットの各基板の表面形状データを基に、基板親セットを２以上の基板子セットに分割するセット分割工程と、
   １セットの前記基板子セットの基板を第２の前記両面研磨装置の前記キャリアの前記基板保持穴に配置し、第２の研磨材を含む研磨液を用いて、前記１セットの基板子セットの各基板における２つの主表面を同一バッチで研磨する第２研磨工程と
   を有することを特徴とする基板の製造方法。
2. 前記セット分割工程は、前記各基板の表面形状データから主表面の所定領域内における平坦度を算出し、前記平坦度を基準に前記基板親セットを前記２以上の基板子セットに分割することを特徴とする請求項１記載の基板の製造方法。
3. 前記セット分割工程は、前記各基板の表面形状データから、それらの平均の表面形状を算出し、さらにこの平均の表面形状と前記各基板の表面形状との間における差分形状を算出し、所定領域内における前記差分形状を基準に前記基板親セットを前記２以上の基板子セットに分割することを特徴とする請求項１記載の基板の製造方法。
4. 前記所定領域は、前記基板の主表面の中心を基準とする一辺が１３２ｍｍの四角形の内側領域を少なくとも含む領域であることを特徴とする請求項２または３記載の基板の製造方法。
5. 前記基板保持穴の中心は、前記キャリアの中心からずれてい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基板の製造方法。
6. 前記第１の研磨材は、酸化セリウムおよび酸化ジルコニウムの少なくとも一方を含む材料からなり、
   前記第２の研磨材は、コロイダルシリカを含む材料からな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基板の製造方法。
7. 前記一方の主表面は、前記基板を用いてマスクブランクを製造するときにパターン形成用薄膜が形成される側の主表面で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基板の製造方法。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の基板の製造方法で製造した基板の前記一方の主表面に、パターン形成用薄膜を形成する工程を有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を用いる転写用マスクの製造方法であって、
   ドライエッチングによって前記パターン形成用薄膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法。

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