(57)【要約】【解決手段】回転型小型加工ツールの研磨加工部を半導体用合成石英ガラス基板表面に１〜５００ｍｍ2の接触面積で接触させ、基板表面上を前記研磨加工部を回転させながら走査させて、基板表面を研磨することを特徴とする半導体用合成石英ガラス基板の加工方法。【効果】本発明によれば、ＩＣ等の製造に重要な光リソグラフィー法において使用されるフォトマスク基板用合成石英ガラス基板等の合成石英ガラスの製造において、比較的簡便でかつ安価な方法でＥＵＶリソグラフィーにも対応可能な平坦度の極めて高い基板を得ることができる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転型小型加工ツールの研磨加工部を半導体用合成石英ガラス基板表面に１〜５００ｍｍ2の接触面積で接触させ、基板表面上を前記研磨加工部を回転させながら走査させて、基板表面を研磨することを特徴とする半導体用合成石英ガラス基板の加工方法。
【請求項２】
前記加工ツールの回転数が１００〜１０，０００ｒｐｍであり、加工圧力が１〜１００ｇ／ｍｍ2であることを特徴とする請求項１記載の加工方法。
【請求項３】
前記加工ツールの研磨加工部による基板表面の研磨を砥粒を供給しながら行うようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の加工方法。
【請求項４】
基板表面の法線に対し回転軸が斜め方向である回転型小型加工ツールを用いて研磨することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の加工方法。
【請求項５】
基板表面の法線に対し加工ツールの回転軸の角度が５〜８５°であることを特徴とする請求項４記載の加工方法。
【請求項６】
前記回転型小型加工ツールによる加工断面がガウシアンプロファイルで近似できる形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の加工方法。
【請求項７】
前記加工ツールが基板表面上を一定方向に往復運動し、同時に基板表面と平行な平面上において往復運動する方向に対し垂直方向に所定のピッチで進んで研磨していくことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の加工方法。
【請求項８】
前記往復運動が加工ツールの回転軸を基板上に投影した方向と平行に行われることを特徴とする請求項７記載の加工方法。
【請求項９】
前記加工ツールが基板表面に接触する際の圧力を所定の値に制御して研磨することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の加工方法。
【請求項１０】
前記加工ツールによる研磨を行う直前の基板表面の平坦度Ｆ1が０．３〜２．０μｍであり、加工ツールによる研磨直後の基板表面の平坦度Ｆ2が０．０１〜０．５μｍであり、Ｆ1＞Ｆ2であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の加工方法。
【請求項１１】
前記加工ツールの研磨加工部の硬度がＡ５０〜Ａ７５（ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠）であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の加工方法。
【請求項１２】
前記加工ツールで基板表面を加工した後に、枚葉式研磨又は両面研磨を行い、最終仕上げ面の面質及び欠陥品質を向上させることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の加工方法。
【請求項１３】
前記加工ツールで基板表面を加工した後に行う、加工面の面質及び欠陥品質を向上させることを目的とする研磨工程において、その研磨過程で生じる形状変化を考慮して、予め小型加工ツールで研磨する研磨量を決定して加工することで、最終仕上げ面において高フラットかつ表面完全性の高い面を同時に達成することを特徴とする請求項１２記載の加工方法。
【請求項１４】
前記加工ツールによる加工を基板の両面に行い、厚さばらつきを低減させることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項記載の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体用合成石英ガラス基板、特に半導体関連電子材料の内、最先端用途のレチクル用シリカガラス系基板や、ナノインプリント用ガラス基板の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成石英ガラス基板の品質としては、基板上の欠陥サイズ及び欠陥密度、平坦度、面粗度、材質の光化学的安定性、表面の化学的安定性などが挙げられ、デザイン・ルールの高精度化のトレンドに伴ってますます厳しくなってきている。波長が１９３ｎｍであるＡｒＦレーザー光源を使用したリソグラフィー技術や、ＡｒＦレーザー光源に液浸技術を組み合わせたリソグラフィー技術において求められるフォトマスク用シリカガラス基板の平坦度に関しては、単に平坦度の値に留まらず、露光時にフォトマスクの露光面が平坦であることを実現する形状のガラス基板を提供することが必要である。というのも、露光時に露光面が平坦でないとシリコンウェーハ上の焦点ずれを生じ、パターン均一性が悪くなるため、微細パターンを形成することができなくなるからである。また、ＡｒＦ液浸リソグラフィー技術に求められる露光時の基板表面の平坦度は２５０ｎｍ以下と言われている。
同様に次世代リソグラフィー技術として開発が進められている軟Ｘ線波長領域である１３．５ｎｍの波長を光源として使用するＥＵＶリソグラフィー技術においても、反射型マスク基板の表面が極めて平坦であることが求められる。ＥＵＶリソグラフィー技術に求められるマスク基板表面の平坦度は５０ｎｍ以下と言われている。
【０００３】
現在のフォトマスク用シリカガラス系基板の平坦化技術は、伝統的な研磨技術の延長線上で行われており、実質的に表面の平坦度は６０２５基板で平均０．３μｍ程度を実現するのがせいぜいであり、平坦度が０．３μｍ以下の基板を取得できたとしてもその収率は極めて低いものとならざるをえなかった。その理由としては、伝統的な研磨技術の場合、基板表面全体にわたって大まかに研磨速度を制御することは可能であるが、原材料基板の形状に応じて平坦化レシピを作成し、個別に平坦化研磨を行うことは現実的に不可能であった。また、例えばバッチ方式の両面研磨機を用いた場合には、バッチ内、バッチ間のばらつきを制御することが極めて困難であるし、一方、枚葉式の片面研磨を用いた場合には原料基板の形状に起因したばらつきを生じる困難があり、いずれも安定的に高平坦度基板を製造することは難しかった。
【０００４】
このような背景の中、ガラス基板の表面平坦度改善を目的とした加工方法がいくつか提案されている。例えば、特許文献１：特開２００２−３１６８３５号公報では、基板表面に対し局所的プラズマエッチングを施すことによって基板の表面を平坦化する方法が記載されている。特許文献２：特開２００６−０８４２６号公報では、基板表面をガスクラスターイオンビームでエッチングすることで基板の表面を平坦化する方法が記載されている。特許文献３：米国特許出願公開第２００２／００８１９４３号明細書では、磁性流体を含む研磨スラリーで基板表面の平坦度を向上する方法が提案されている。
【０００５】
しかし、これらの新規技術を用いて基板表面を平坦化した場合、装置が大がかりであること等の特有の不具合や、加工コストが高くなることが課題として挙げられる。例えばプラズマエッチングやガスクラスターイオンエッチングの場合、加工装置が高価で大型となり、エッチング用のガス供給設備、真空チャンバー、真空ポンプなど付帯設備も多くなる。そのため、実加工時間は短くできても、装置の立ち上げ時間や真空引きなどの加工準備を整えるための時間や、ガラス基板への前処理、後処理などの時間を考慮すると、高平坦化のために費やす時間を合計すると長くなってしまうこととなる。更に、装置の減価償却費や加工するたびにＳＦ6など高価なガスを消費するため、消耗材費をマスク用ガラス基板の価格に転嫁すると、高平坦度基板の価格がどうしても高価なものとなってしまう。リソグラフィー業界においてもマスクの価格高騰が問題視されており、マスク用ガラス基板の価格が高価となることは好ましくない。
【０００６】
また、特許文献４：特開２００４−２９７３５号公報では、片面研磨機の圧力制御手段を発展させ、バッキングパット側から局所的に加圧する事で基板表面形状を制御するという、既存の研磨技術の延長であり比較的低コストで済むと思われる基板表面の平坦化技術を提案している。しかしながらこの方法では加圧が基板裏側からのため、表面の凸部分に対して局所的かつ効果的には研磨作用が及ばず、得られる基板表面平坦度はせいぜい２５０ｎｍ程度であり、この平坦化加工方法単独ではＥＵＶリソグラフィー世代のマスク製造技術としては能力的に不足である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３１６８３５号公報
【特許文献２】特開２００６−０８４２６号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００２／００８１９４３号明細書
【特許文献４】特開２００４−２９７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、比較的簡便でかつ安価な方法でＥＵＶリソグラフィーにも対応可能な平坦度の極めて高い半導体用合成石英ガラス基板の加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、モーターで回転する小型加工ツールを用いて基板表面を研磨することが、前記課題の解決に有用であることを見出し、本発明をなすに至ったものである。
【００１０】
即ち、本発明は以下の半導体用合成石英ガラス基板の加工方法を提供する。
請求項１：
回転型小型加工ツールの研磨加工部を半導体用合成石英ガラス基板表面に１〜５００ｍｍ2の接触面積で接触させ、基板表面上を前記研磨加工部を回転させながら走査させて、基板表面を研磨することを特徴とする半導体用合成石英ガラス基板の加工方法。
請求項２：
前記加工ツールの回転数が１００〜１０，０００ｒｐｍであり、加工圧力が１〜１００ｇ／ｍｍ2であることを特徴とする請求項１記載の加工方法。
請求項３：
前記加工ツールの研磨加工部による基板表面の研磨を砥粒を供給しながら行うようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の加工方法。
請求項４：
基板表面の法線に対し回転軸が斜め方向である回転型小型加工ツールを用いて研磨することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の加工方法。
請求項５：
基板表面の法線に対し加工ツールの回転軸の角度が５〜８５°であることを特徴とする請求項４記載の加工方法。
請求項６：
前記回転型小型加工ツールによる加工断面がガウシアンプロファイルで近似できる形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の加工方法。
請求項７：
前記加工ツールが基板表面上を一定方向に往復運動し、同時に基板表面と平行な平面上において往復運動する方向に対し垂直方向に所定のピッチで進んで研磨していくことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の加工方法。
請求項８：
前記往復運動が加工ツールの回転軸を基板上に投影した方向と平行に行われることを特徴とする請求項７記載の加工方法。
請求項９：
前記加工ツールが基板表面に接触する際の圧力を所定の値に制御して研磨することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の加工方法。
請求項１０：
前記加工ツールによる研磨を行う直前の基板表面の平坦度Ｆ1が０．３〜２．０μｍであり、加工ツールによる研磨直後の基板表面の平坦度Ｆ2が０．０１〜０．５μｍであり、Ｆ1＞Ｆ2であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の加工方法。
請求項１１：
前記加工ツールの研磨加工部の硬度がＡ５０〜Ａ７５（ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠）であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の加工方法。
請求項１２：
前記加工ツールで基板表面を加工した後に、枚葉式研磨又は両面研磨を行い、最終仕上げ面の面質及び欠陥品質を向上させることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の加工方法。
請求項１３：
前記加工ツールで基板表面を加工した後に行う、加工面の面質及び欠陥品質を向上させることを目的とする研磨工程において、その研磨過程で生じる形状変化を考慮して、予め小型加工ツールで研磨する研磨量を決定して加工することで、最終仕上げ面において高フラットかつ表面完全性の高い面を同時に達成することを特徴とする請求項１２記載の加工方法。
請求項１４：
前記加工ツールによる加工を基板の両面に行い、厚さばらつきを低減させることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項記載の加工方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＩＣ等の製造に重要な光リソグラフィー法において使用されるフォトマスク基板用合成石英ガラス基板等の合成石英ガラスの製造において、比較的簡便でかつ安価な方法でＥＵＶリソグラフィーにも対応可能な平坦度の極めて高い基板を得ることができる。
また、請求項１１に規定した特定の硬度を有する小型加工ツールを用いることにより、研磨キズ等の欠陥を少なくし、かつ平坦度の高い基板を取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明における部分研磨装置の加工ツール接触形態を示す概略図である。
【図２】本発明における部分研磨装置の加工ツールの移動態様の好ましい実施形態を示す概略図である。
【図３】図２に示す実施形態で得られる加工断面図である。
【図４】基板表面形状の断面図の一例である。
【図５】図４に示す表面形状を平坦化のために、ガウシアン関数のプロットを重ね合わせることで加工量を計算して導いた断面図である。
【図６】部分研磨装置の加工ツールの移動態様の他の例を示す概略図である。
【図７】図６に示す実施形態で得られる加工断面図である。
【図８】部分研磨装置の別の実施形態で得られる加工断面図の一例である。
【図９】本発明における部分研磨装置の構成を示す概略図である。
【図１０】実施例で用いた砲弾型のフェルトバフツールの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の半導体用合成石英ガラス基板の加工方法は、これによりガラス基板の表面平坦度を改善するための加工方法であって、モーターで回転する小型加工ツールをガラス基板表面に接触させ、基板表面上を走査させる研磨方法であり、この場合、小型加工ツールと基板の接触面積を１〜５００ｍｍ2とするものである。
【００１４】
ここで、研磨される合成石英ガラス基板は、フォトマスク基板製造、特にＡｒＦレーザー光源を使用したリソグラフィー技術やＥＵＶリソグラフィー技術に用いられるフォトマスク基板製造等のための半導体用合成石英ガラス基板を使用する。その大きさは適宜選定されるが、研磨面の面積が１００〜１００，０００ｍｍ2、好ましくは５００〜５０，０００ｍｍ2、更に好ましくは１，０００〜２５，０００ｍｍ2のガラス基板であることが好ましい。例えば、四角形状のガラス基板では５００９や６０２５基板、丸形状のガラス基板では６インチφ、８インチφのウェーハ等が好適に用いられる。面積が１００ｍｍ2未満のガラス基板を加工しようとすると回転型小型ツールの接触面積が基板に対して大きく、平坦度がよくならない場合がある。１００，０００ｍｍ2を超えるガラス基板を加工しようとすると回転型小型ツールの接触面積が基板に対して小さいため、加工時間が非常に長くなってしまう。
【００１５】
本発明の研磨対象である合成石英ガラス基板は、合成石英ガラスインゴットを成型、アニール、スライス加工、ラッピング、粗研磨加工して得られるものが用いられる。
【００１６】
本発明において、高平坦化ガラスを得る方法としては、小型回転加工ツールを用いた部分研磨技術が採用される。本発明においては、まずガラス基板表面の凹凸形状を測定し、その凸部位の凸度具合に応じて研磨量を制御し、即ち凸度の高い部分は研磨量を多く、凸度の少ない部分は研磨量が少なくなるように、研磨量を局所的に変えて部分研磨処理を施し、これにより基板の表面を平坦化するものである。
【００１７】
従って、上記のように原料ガラス基板は予め表面形状を測定する必要があるが、表面形状の測定はいかなる方法でもよく、目標平坦度に鑑みて、高精度であることが望まれ、例えば光学干渉式の方法が挙げられる。原料ガラス基板の表面形状に応じて、例えば、上記回転加工ツールの移動速度が算出され、凸度が大きい部分は移動速度が遅く制御され、研磨量が大きくなるように制御される。
【００１８】
この場合、本発明の小型加工ツールにより表面研磨され、平坦度が改善される研磨対象のガラス基板は、平坦度Ｆ1が０．３〜２．０μｍ、特に０．３〜０．７μｍであるものが好ましく用いられる。また、平行度（厚さばらつき）が０．４〜４．０μｍ、特に０．４〜２．０μｍであるものが好ましい。
【００１９】
なお、本発明において、平坦度の測定は、測定精度の観点から、レーザー光などのコヒーレントな光を基板表面に当てて反射させ、基板表面の高さの差が反射光の位相のズレとして観測されることを利用した光学干渉式の方法が望ましく、例えばＴＲＯＰＥＬ社製Ｕｌｔｒａ  ＦｌａｔＭ２００を用いて測定できる。また、平行度は、Ｚｙｇｏ社製Ｚｙｇｏ  Ｍａｒｋ  ＩＶｘｐを用いて測定できる。
【００２０】
本発明は、このように準備したガラス基板表面に回転型小型加工ツールの研磨加工部を接触させ、この研磨加工部を回転させながら走査させて、基板表面を研磨する。
【００２１】
回転小型加工ツールは、その研磨加工部が研磨可能な回転体であればいかなるものでも構わないが、小型定盤を基板直上から垂直に加圧して押し付けて基板表面と垂直な軸で回転する方式や、小型グラインダーに装着された回転加工ツールを斜め方向から加圧して押し付ける方式などが挙げられる。
【００２２】
また、加工ツールの硬度に関しては、その研磨加工部の硬度がＡ５０よりも小さいと、ツールを基板表面に押し付けた際にツールが変形して理想的に研磨することが困難となる。一方、硬度がＡ７５を超えると、ツールが硬く、研磨工程において基板にキズが入り易くなる。このような観点から、硬度がＡ５０〜Ａ７５のツールを用いて研磨することが望ましい。なお、上記硬度はＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠した値である。この場合、加工ツールの材質としては、例えば少なくともその研磨加工部がＧＣ砥石、ＷＡ砥石、ダイヤモンド砥石、セリウム砥石、セリウムパッド、ゴム砥石、フェルトバフ、ポリウレタンなど、被加工物を加工除去できるものであれば種類は限定されない。回転ツールの研磨加工部の形状は円又はドーナツ型の平盤、円柱型、砲弾型、ディスク型、たる型などが挙げられる。
【００２３】
このとき加工ツールと基板の接触する面積が重要であり、接触面積は１〜５００ｍｍ2、好ましくは２．５〜１００ｍｍ2、更に好ましくは５〜５０ｍｍ2である。凸部分が空間波長の細かいうねりである場合、基板と接触する面積が大きいと除去対象としている凸部分をはみ出す領域を研磨し、うねりが消えないばかりか平坦度を崩す原因となってしまう。また、基板端面付近の表面を加工する場合においても、ツールが大きいことにより、ツールの一部が基板外にはみ出した際、基板上に残った接触部分の圧力が高まったりすることで、平坦化加工が困難となる。面積が小さすぎると、圧力がかかりすぎてキズの入る原因になったり、基板上の移動距離が長くなり、部分研磨時間が長くなって好ましくない。
【００２４】
上述した凸部位の表面部に小型回転加工ツールを接触させて研磨を行う場合、研磨砥粒スラリーを介在させた状態で加工を行うことが好ましい。小型回転加工ツールを基板上で動かす際、原料ガラス基板の表面の凸度に応じて加工ツールの移動速度、回転数、接触圧力のいずれか、又は複数を制御することにより、高平坦度のガラス基板を取得することが可能である。
【００２５】
この場合、研磨砥粒としてはシリカ、セリア、アランダム、ホワイトアランダム（ＷＡ）、ＦＯ、ジルコニア、ＳｉＣ、ダイヤモンド、チタニア、ゲルマニア等が挙げられ、その粒度は１０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、これらの水スラリーを好適に用いることができる。また、加工ツールの移動速度は限定されず、適宜選定されるが、通常１〜１００ｍｍ／ｓの範囲で選定することができる。加工ツールの研磨加工部の回転数は１００〜１０，０００ｒｐｍ、好ましくは１，０００〜８，０００ｒｐｍ、更に好ましくは２，０００〜７，０００ｒｐｍとすることが好ましい。回転数が小さいと加工レートが遅くなり、基板を加工するのに時間がかかりすぎ、回転数が大きいと加工レートが速くなったり、ツールの磨耗が激しくなるため、平坦化の制御が難しくなる。また、加工ツールの研磨加工部が基板に接触する時の圧力は１〜１００ｇ／ｍｍ2、特に１０〜１００ｇ／ｍｍ2であることが好ましい。圧力が小さいと研磨レートが遅くなり、基板を加工するのに時間がかかりすぎ、圧力が大きいと加工レートが速くなって平坦化の制御が難しくなったり、ツールやスラリーに異物が混入した場合に大きなキズを発生させる原因となる。
【００２６】
なお、上述した部分研磨加工ツールの移動速度の原料ガラス基板表面凸部位の凸度に応じた制御は、コンピュータを用いることにより達成することができる。この場合、加工ツールの移動は基板に対して相対的なものであり、従って、基板自体を移動させるようにしてもよい。加工ツールの移動方向は、基板表面上にＸＹ平面を想定した際のＸ，Ｙ方向に任意に移動できる構造としてもよい。このとき、図１に示すように、回転加工ツール２を基板１に対して斜め方向に接触させて、回転軸を基板表面に投影した向きを基板表面上のＸ軸と取った場合、図２に示すように、まずはＹ軸方向の移動は固定してＸ軸方向に回転ツールを走査し、基板の端に達したタイミングで、細かいピッチでＹ軸方向に微移動させ、再びＹ軸方向への移動を固定し、Ｘ軸方向にツールを走査させて行き、これを繰り返すことで基板全体を研磨する方法がより好ましい。なお、図１中３はツール回転軸方向、４は回転軸方向を基板に投影した直線を示す。また、図２中５は加工ツールの移動態様を示す。ここで、上記のように回転加工ツール２の回転軸が基板１の法線に対し、斜め方向になるようにして研磨することが好ましいが、この場合、基板１の法線に対するツール２の回転軸の角度は５〜８５°、好ましくは１０〜８０°、更に好ましくは１５〜６０°である。角度が５°より小さいと接触面積が広く、構造上、接触した面全体に対して均一に圧力をかけるのが難しくなるため、平坦度を制御するのが難しくなる。一方、角度が８５°より大きいとツールを垂直に押し付ける場合に近くなるため、プロファイルの形が悪くなり、一定のピッチで重ね合わせても平坦な平面が得られにくくなる。このプロファイルの良し悪しに関しては次段落で詳述する。
【００２７】
また、Ｙ軸方向の移動は固定して一定の速度でＸ軸方向に回転ツールを走査させて（なお、図中５は加工ツールの移動態様を示す）加工を行った後のＹ軸方向に切り取った基板表面の断面を調べると、図３で示すようなツールを動かしたＹ座標が中心でくぼみの底となるようなガウシアン関数で精度よく近似できる線対称なプロファイルとなる。これをＹ方向に一定のピッチで重ね合わせていくことで、計算上、平坦化加工が可能となる。例えば、平坦度測定によって実際に図４のような表面形状であった基板を平坦化する場合、図５のようにＹ軸方向にガウシアン関数のプロット（実線で示す）を一定のピッチで並べ、それを重ね合わせることで実測した図４の表面形状とほぼ一致する断面プロット（点線で示す）を得ることができ、計算上、平坦化加工が可能となる。図５のＹ軸方向に並んだガウシアン関数のプロットの高さ（深さ）は、それぞれのＹ座標における実測したＺ座標の値に依存して高さが異なるが、これはツールの走査速度や回転数をコントロールすることで制御することができる。もし、回転軸を基板表面に投影した向きを基板表面上のＸ軸と取った場合、図６で示すようにＸ軸方向の移動は固定して一定の速度でＹ軸方向に回転ツールを走査してしまう（なお、図中６は加工ツールの移動態様を示す）と、加工を行った後の基板表面の断面は図７で示すようにいびつな形状となり、加工後の表面に細かい段差が生じてしまう。このようないびつな断面形状の場合、関数で精度よく近似し、重ね合わせの計算を行うことも困難であり、このような断面形状をＸ方向に一定のピッチで重ね合わせていっても、うまく平坦化できない。
【００２８】
また、回転加工ツールを基板に対して、垂直方向から押し付けた場合に、例えばＸ軸方向の移動は固定してＹ軸方向に回転ツールを走査させても、ツールで加工を行った後の基板表面の断面は図８（Ｘ軸方向の移動を固定した場合の横軸はＸとなり、Ｙ軸方向の移動を固定した場合の横軸はＹとなる）で示すように中心部分がやや盛り上がり、周速の速い外側が深くなる形状となり、この断面形状を重ね合わせても前記同様の理由でうまく平坦化できない。そのほか、Ｘ−θ機構でも加工は可能であるが、前述の回転加工ツールを基板に対して斜め方向に接触させて、回転軸を基板表面に投影した向きを基板表面上のＸ軸と取った場合にＹ軸方向の移動は固定してＸ軸方向に回転ツールを走査させていく方法がより平坦度が得られる。
【００２９】
小型加工ツールの基板への接触方法に関しては、ツールが基板に接触する高さに調整し、その高さを保って加工する方法と、圧空制御などの方法で圧力を制御してツールを基板に接触させる方法が考えられる。このとき、圧力を一定に保ってツールを基板に接触させる方法が、研磨速度が安定するので好ましい。一定高さを保ってツールを基板に接触させようとした場合、加工中にツールの摩耗などによりツールの大きさが徐々に変化し、接触面積や圧力が変わり、加工中にレートが変化して、うまく平坦化できないことがある。
【００３０】
基板表面の凸形状度をその程度に応じて平坦化していく機構に関して、本発明では加工ツールの回転数及び加工ツールの基板表面への接触圧力を一定として加工ツールの移動速度を変化させ、制御することで平坦化を行う方法を主に採用しているが、加工ツールの回転数及び加工ツールの基板表面への接触圧力を変化させ、制御することで平坦化を行うこともできる。
この場合、このように研磨加工した後の基板は、０．０１〜０．５μｍ、特に０．０１〜０．３μｍの平坦度Ｆ2（Ｆ1＞Ｆ2）とすることができる。
【００３１】
なお、加工ツールによる加工は、基板の必要な表面一面にのみ行うようにしてもよいが、加工ツールにより基板の両面に研磨加工を行い、平行度（厚さばらつき）を向上させることができる。
【００３２】
また、前記加工ツールで基板表面を加工した後に、枚葉式研磨又は両面研磨を行い、最終仕上げ面の面質及び欠陥品質を向上させることができる。この場合、前記加工ツールで基板表面を加工した後に行う、加工面の面質及び欠陥品質を向上させることを目的とする研磨工程において、その研磨過程で生じる形状変化を考慮して、予め小型回転加工ツールで研磨する研磨量を決定して加工することで、最終仕上げ面において高フラットかつ表面完全性の高い面を同時に達成することができる。
【００３３】
更に詳述すると、上記のようにして得られたガラス基板の表面は、軟質の加工ツールを使用しても部分研磨条件によって面荒れが生じたり、加工変質層が生じたりすることがあるが、その場合は必要に応じて部分研磨後に平坦度がほとんど変わらない程度のごく短時間の研磨を行ってもよい。
【００３４】
一方、硬質の加工ツールを使用すると面荒れの程度が比較的大きかったり、加工変質層の深さが比較的深い場合がある。そう言う場合は、次工程の仕上げ研磨工程の研磨特性で、どのように表面形状が変化をするかを予測して、それを打ち消すような形状に部分研磨後の形状をコントロールしてもよい。例えば、次工程の仕上げ研磨工程で基板全体が凸化すると予測される場合は部分研磨工程にて予め凹形状に仕上げることで、次工程の仕上げ研磨工程で基板表面が高平坦となるように制御してやってもよい。
【００３５】
また、その際に次工程の仕上げ研磨工程での表面形状変化特性について、予め予備基板を用いて仕上げ研磨工程の前後の表面形状を表面形状測定器で測定しておき、そのデータを元にどのように形状が変化するかをコンピュータで解析し、理想平面にその形状変化と逆の形状を足し合わせた形状を作成し、製品ガラス基板に対し、この形状を目指して部分研磨を行うことにより、より最終仕上がり面が高平坦となるように制御することもできる。
【００３６】
以上の通り、本発明の研磨対象である合成石英ガラス基板は、上述したように、合成石英ガラスインゴットを成型、アニール、スライス加工、ラッピング、粗研磨加工をして得られるが、比較的硬質な加工ツールで本発明の部分研磨を行う場合は、粗研磨加工をして得られたガラス基板に対し、本発明の部分研磨を行って表面形状を高平坦に作り込み、粗研磨加工で入ったキズや加工変質層を取り去る目的と部分研磨によって生じた微小な欠陥や浅い加工変質層を除去する目的をかねて最終的な表面品質を決定する精密研磨を行う。
比較的軟質な加工ツールで本発明の部分研磨を行う場合は、粗研磨加工をして得られたガラス基板に対し、最終的な表面品質を決定する精密研磨を行い、粗研磨加工で入ったキズや加工変質層を取り去った後、本発明の部分研磨を行って表面形状を高平坦に作り込み、更に部分研磨によって生じたごく微小な欠陥やごく浅い加工変質層を除去する目的で短時間、精密研磨を追加して行う。
【００３７】
本発明の研磨材を用いて研磨される合成石英ガラス基板は、半導体関連電子材料に用いることができ、特にフォトマスク用として好適に使用することができる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例と比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００３９】
［実施例１］
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料（６インチ）を、遊星運動を行う両面ラップ機にてラッピングしたあと、遊星運動を行う両面ポリッシュ機にて粗研磨を行い、原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は０．３１４μｍであった。なお、平坦度の測定はＴＲＯＰＥＬ社製Ｕｌｔｒａ  ＦｌａｔＭ２００を使用した。そして、このガラス基板を図９に示す装置の基板保持台に装着した。この場合、装置はモーターに加工ツール２を取り付け、回転できる構造で、加工ツール２にエアーで加圧できる構造のものを使用した。図９中７は加圧用精密シリンダー、８は加圧制御用レギュレータである。モーターは小型グラインダー（日本精密機械工作（株）製モータユニットＥＰＭ−１２０，パワーユニットＬＰＣ−１２０）を使用した。また、加工ツールはＸ，Ｙ軸方向に基板保持台に対してほぼ平行に移動できる構造となっている。加工ツールは研磨加工部が口径２０ｍｍφ×口径長２５ｍｍの図１０に示す砲弾型のフェルトバフツール（日本精密機械工作（株）製Ｆ３６２０、硬度  Ａ９０）であるものを使用した。基板表面に対して約３０°の角度にて斜め方向から押し付ける機構で、その接触面積は７．５ｍｍ2である。
次に、加工ツールの回転数を４，０００ｒｐｍ、加工圧力を２０ｇ／ｍｍ2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。このとき、研磨液としてコロイダルシリカ水分散液を使用した。加工方法は、図２に示すように、Ｘ軸に対して平行に加工ツールを連続的に移動させ、Ｙ軸方向へは０．２５ｍｍピッチで移動させる方法をとった。この条件での加工速度は予め測定して、１．２μｍ／ｍｉｎであった。加工ツールの移動速度は基板形状で最も低い基板の部分で５０ｍｍ／ｓｅｃとし、基板各部分での移動速度は基板各部分での加工ツールの必要滞在時間を求め、これから移動速度を計算して加工ツールを移動させ、処理を行った。このときの加工時間は６２分であった。部分研磨処理後、平坦度を上述と同様の装置で測定したところ平坦度は０．０２７μｍであった。
その後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてＳｉＯ2濃度が４０質量％のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は１００ｇｆで、取り代は粗研磨工程及び部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として１μｍ以上を研磨した。
【００４０】
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ０．０７０μｍであった。レーザーコンフォーカル光学系高感度欠陥検査装置（レーザーテック社製）を用いて欠陥検査を行ったところ、５０ｎｍ級欠陥数は１５個であった。
【００４１】
［比較例１］
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料（６インチ）を、遊星運動を行う両面ラップ機にてラッピングしたあと、遊星運動を行う両面ポリッシュ機にて粗研磨を行い、原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は０．３３３μｍであった。なお、平坦度の測定はＴＲＯＰＥＬ社製Ｕｌｔｒａ  ＦｌａｔＭ２００を使用した。そして、このガラス基板を図９に示す装置の基板保持台に装着した。この場合、装置はモーターに加工ツールを取り付け、回転できる構造で、加工ツールにエアーで加圧できる構造のものを使用した。モーターは小型グラインダー（日本精密機械工作（株）製モータユニットＥＰＭ−１２０、パワーユニットＬＰＣ−１２０）を使用した。また、加工ツールはＸ，Ｙ軸方向に基板保持台に対してほぼ平行に移動できる構造となっている。加工ツールは研磨加工部が外径３０ｍｍφ、内径１１ｍｍφのドーナツ型ソフトゴムパッド（日本精密機械工作（株）製Ａ３０３０）に専用フェルトディスク（日本精密機械工作（株）製Ａ４０３１、硬度  Ａ６５）を貼り付けたものを使用した。基板表面に対して垂直に押し付ける機構で、その接触面積は６１２ｍｍ2である。
次に、加工ツールの回転数を４，０００ｒｐｍ，加工圧力を０．３３ｇ／ｍｍ2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。このとき、研磨液としてコロイダルシリカ水分散液を使用した。加工方法は図２に示すようにＸ軸に対して平行に加工ツールを連続的に移動させ、Ｙ軸方向へは０．５ｍｍピッチで移動させる方法をとった。この条件での加工速度は予め測定して、１．２μｍ／ｍｉｎであった。加工ツールの移動速度は基板形状で最も低い基板の部分で５０ｍｍ／ｓｅｃとし、基板各部分での移動速度は基板各部分での加工ツールの必要滞在時間を求め、これから移動速度を計算して加工ツールを移動させ、処理を行った。このときの加工時間は６２分であった。部分研磨処理後、平坦度を上述と同様の装置で測定したところ平坦度は０．２７２μｍであった。垂直に押し付ける機構の加工ツールでかつ径が大きいため周速の差の影響で加工断面がいびつであり、加工ツールの接触面積も広く、基板外周側で局所的に圧力のかかる部分が生じて、外周に向かって負の傾斜の見られる表面形状となり、平坦度はあまり改善されなかった。
その後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてＳｉＯ2濃度が４０質量％のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は１００ｇｆで、取り代は粗研磨工程及び部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として１μｍ以上を研磨した。
【００４２】
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ０．３６４μｍであった。レーザーコンフォーカル光学系高感度欠陥検査装置（レーザーテック社製）を用いて欠陥検査を行ったところ、５０ｎｍ級欠陥数は２１個であった。
【００４３】
［実施例２］
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料（６インチ）を、遊星運動を行う両面ラップ機にてラッピングしたあと、遊星運動を行う両面ポリッシュ機にて粗研磨を行い、原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は０．３２８μｍであった。そして、このガラス基板を図９に示す装置の基板保持台に装着した。加工ツールは研磨加工部が２０ｍｍφソフトゴムパッド（日本精密機械工作（株）製Ａ３０２０）に専用フェルトディスク（日本精密機械工作（株）製Ａ４０２１、硬度  Ａ６５）を貼り付けたものを使用した。基板表面に対して垂直に押し付ける機構で、その接触面積は３１４ｍｍ2である。
次に、加工ツールの回転数を４，０００ｒｐｍ，加工圧力を０．９５ｇ／ｍｍ2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。加工方法は図２において矢印のようにＸ軸に平行に加工ツールを連続的に移動させ、Ｙ軸方向への移動ピッチは０．５ｍｍとした。この条件での加工速度は１．７ｍｍ／ｍｉｎであった。それ以外の条件は実施例１と同じようにして部分研磨処理を行った。このときの加工時間は５７分であった。部分研磨処理後、平坦度は０．１２８μｍであった。垂直に押し付ける機構の加工ツールで加工断面がいびつであり、加工ツールの接触面積も広く、基板外周側で局所的に圧力のかかる部分が生じて、外周に向かって負の傾斜の見られる表面形状となったが、より接触面積の大きかった３０ｍｍφのツール（６１２ｍｍ2）で加工したときに比べると平坦度の向上が見られた。その後、実施例１と同じようにして最終精密研磨を行った。
【００４４】
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ０．２４０μｍであった。５０ｎｍ級欠陥数は１６個であった。
【００４５】
［実施例３］
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料（６インチ）を、遊星運動を行う両面ラップ機にてラッピングしたあと、遊星運動を行う両面ポリッシュ機にて粗研磨を行い、原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は０．３５０μｍであった。そして、このガラス基板を図９に示す装置の基板保持台に装着した。加工ツールは研磨加工部が１０ｍｍφソフトゴムパッド（日本精密機械工作（株）製Ａ３０１０）に専用フェルトディスク（日本精密機械工作（株）製Ａ４０１１、硬度  Ａ６５）を貼り付けたものを使用した。基板表面に対して垂直に押し付ける機構で、その接触面積は７８．５ｍｍ2である。
次に、加工ツールの回転数を４，０００ｒｐｍ，加工圧力を２．０ｇ／ｍｍ2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。加工方法は図２において矢印のようにＸ軸に平行に加工ツールを連続的に移動させ、Ｙ軸方向への移動ピッチは０．２５ｍｍとした。この条件での加工速度は１．３ｍｍ／ｍｉｎであった。それ以外の条件は実施例１と同じようにして部分研磨処理を行った。このときの加工時間は６４分であった。部分研磨処理後、平坦度は０．０９１μｍであった。垂直に押し付ける機構の加工ツールで加工断面がいびつであったが、１０ｍｍφのツールで接触面積が７８．５ｍｍと垂直押し付け機構でテストした中では小さいこともあり、３０ｍｍφや２０ｍｍφの大きいツールを使用したときに比べれば平坦度は向上した。その後、実施例１と同じようにして最終精密研磨を行った。
【００４６】
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ０．１６２μｍであった。５０ｎｍ級欠陥数は１６個であった。
【００４７】
［実施例４］
実施例１と同様の方法で原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は０．３２４μｍであった。そして、このガラス基板を図９に示す装置の基板保持台に装着した。加工ツールは研磨加工部が口径２０ｍｍφ×口径長２５ｍｍの砲弾型のフェルトバフツール（日本精密機械工作（株）製Ｆ３６２０、硬度  Ａ９０）であるものを使用した。基板表面に対して約５０°の角度にて斜め方向から押し付ける機構で、その接触面積は５．０ｍｍ2である。
次に、加工ツールの回転数を４，０００ｒｐｍ，加工圧力を３０ｇ／ｍｍ2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。このとき、研磨液として酸化セリウム系研磨剤を使用した。この条件での加工速度は１．１ｍｍ／ｍｉｎであった。それ以外の条件は実施例１と同じようにして部分研磨処理を行った。このとき加工時間は６７分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ平坦度は０．０３９μｍであった。その後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてＳｉＯ2濃度が４０質量％のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は１００ｇｆで、取り代は粗研磨工程及び部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として１．５μｍ以上を研磨した。
【００４８】
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ０．０９１μｍであった。５０ｎｍ級欠陥数は２０個であった。
【００４９】
［実施例５］
実施例１と同様の方法で原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は０．３８７μｍであった。そして、このガラス基板を図９に示す装置の基板保持台に装着した。加工ツールは研磨加工部が口径２０ｍｍφ×口径長２５ｍｍの砲弾型のフェルトバフツール（日本精密機械工作（株）製Ｆ３６２０、硬度  Ａ９０）であるものを使用した。基板表面に対して約７０°の角度にて斜め方向から押し付ける機構で、その接触面積は４．０ｍｍ2である。
次に、加工ツールの回転数を４，０００ｒｐｍ，加工圧力を３８ｇ／ｍｍ2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。このとき、研磨液として酸化セリウム系研磨剤を使用した。この条件での加工速度は１．１ｍｍ／ｍｉｎであった。それ以外の条件は実施例１と同じようにして部分研磨処理を行った。このとき加工時間は７１分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ平坦度は０．０６２μｍであった。その後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてＳｉＯ2濃度が４０質量％のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は１００ｇｆで、取り代は粗研磨工程及び部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として１．５μｍ以上を研磨した。
【００５０】
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ０．１１１μｍであった。５０ｎｍ級欠陥数は１９個であった。
【００５１】
［実施例６］
実施例１と同様の方法で原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は０．３５０μｍであった。そして、このガラス基板を図９に示す装置の基板保持台に装着した。加工ツールは研磨加工部が口径２０ｍｍφ×口径長２５ｍｍの砲弾型のセリウム含有軸付砥石（三河産業製酸化セリウム含浸軸付砥石）であるものを使用して加工を行った。基板表面に対して約３０°の角度にて斜め方向から押し付ける機構で、その接触面積は５ｍｍ2である（１ｍｍ×５ｍｍ）。
次に、加工ツールの回転数を４，０００ｒｐｍ，加工圧力を２０ｇ／ｍｍ2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。このとき、研磨液として酸化セリウム系研磨剤を使用した。この条件での加工速度は３．８ｍｍ／ｍｉｎであった。それ以外の条件は実施例１と同じようにして部分研磨処理を行った。このとき加工時間は２４分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ平坦度は０．０４８μｍであった。
その後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてＳｉＯ2濃度が４０質量％のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は１００ｇｆで、取り代は粗研磨工程及び部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として１．５μｍ以上を研磨した。
【００５２】
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ０．１０４μｍであった。５０ｎｍ級欠陥数は１６個であった。
【００５３】
［実施例７］
実施例１と同様の方法で原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は０．２５４μｍであった。なお、平坦度の測定はＴＲＯＰＥＬ社製Ｕｌｔｒａ  ＦｌａｔＭ２００を用いた。そして、このガラス基板を装置の基板保持台に装着した。このとき、装置はモーターに図９中の加工ツール２に取り付け、回転できる構造で、加工ツール２に空気で加圧できる構造のものを使用した。モーターは小型グラインダー（（株）ナカニシ製スピンドルＮＲ−３０３、コントロールユニットＮＥ２３６）を使用した。また、加工ツールはＸ，Ｙ軸方向に基板保持台に対してほぼ平行に移動できる構造になっている。加工ツールは、研磨加工部が口径２０ｍｍφ×口径長２５ｍｍの砲弾型のフェルトバフツール（日本精密機械工作（株）製Ｆ３５２０、硬度  Ａ９０）であるものを使用した。基板表面に対して約２０°の角度にて斜め方向から押し付ける機構で、その接触面積は９．２ｍｍ2である。
次に、加工ツールの回転数を５，５００ｒｐｍ、加工圧力を３０ｇ／ｍｍ2で被加工物上を移動させ、基板表面全面を加工した。このとき、研磨液としてコロイダルシリカ水分散液を使用した。加工方法は、Ｘ軸に対して平行に加工ツールを連続的に移動させ、Ｙ軸方向へは０．２５ｍｍピッチで移動させる方法をとった。加工ツールの移動速度は、研磨される基板表面で一番低い、即ち凹部分で５０ｍｍ／ｓｅｃとして他の基板各部分での加工ツールの必要滞在時間を決定し、これからツールによる研磨速度を算出して加工ツールを移動させながら研磨処理を施した。このときの加工時間は６９分であった。部分研磨処理後、平坦度を上述と同様の装置で測定したところ平坦度は０．０３５μｍであった。
その後、最終精密研磨に導入した。柔らかいスエード製研磨布を用い、研磨剤としてＳｉＯ2濃度が４０質量％のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は１００ｇｆで、取り代は祖研磨工程及び部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として１μｍ以上を設定した。
【００５４】
全ての研磨工程終了後、基板を洗浄・乾燥してから基板表面の平坦度を測定したところ０．０７４μｍであった。レーザーコンフォーカル光学系高感度欠陥検査装置（レーザーテック社製）を用いて欠陥検査を行ったところ、５０ｎｍ級欠陥数は９個であった。
【００５５】
［実施例８］
スライスされたシリカ合成石英ガラス基板原料（６インチ）を、遊星運動を行う両面ラップ機にてラッピングしたあと、遊星運動を行う両面ポリッシュ機にて粗研磨を行った。更に最終仕上げ研磨を行い、粗研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として約１．０μｍを研磨して原料基板を用意した。そして、このガラス基板を図９に示す装置の基板保持台に装着した。このとき原料基板の表面平坦度は０．３１５μｍであった。加工ツールは研磨加工部が口径１９ｍｍφ×口径長２０ｍｍの砲弾型の軟質ポリウレタンツール（ダイワ化成製Ｄ８０００  ＡＦＸ、硬度  Ａ７０）であるものを使用して加工を行った。基板表面に対して約３０°の角度にて斜め方向から押し付ける機構で、その接触面積は８ｍｍ2である（２ｍｍ×４ｍｍ）。
次に、加工ツールの回転数を４，０００ｒｐｍ，加工圧力を２０ｇ／ｍｍ2で被加工物上を移動させ、基板全面を加工した。このとき、研磨液としてコロイダルシリカ研磨剤を使用した。この条件での加工速度は０．３５ｍｍ／ｍｉｎであった。それ以外の条件は実施例１と同じようにして部分研磨処理を行った。このとき加工時間は２０４分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ平坦度０．０２２μｍであった。
その後、最終精密研磨に導入した。軟質のスエード製研磨布を用い、研磨剤としてＳｉＯ2濃度が４０質量％のコロイダルシリカ水分散液を用いた。研磨荷重は１００ｇｆで、取り代は部分研磨工程で入ったキズを除去するのに十分な量として０．３μｍ以上を研磨した。
【００５６】
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ０．０５１μｍであった。５０ｎｍ級欠陥数は１２個であった。
【００５７】
［実施例９］
実施例１と同様の方法で原料基板を用意した。このときの原料基板の表面平坦度は０．３７１μｍであった。そして、このガラス基板を図９に示す装置の基板保持台に装着した。この基板に対し、最終精密研磨工程での形状変化を予想して、それを打ち消す形状となるように部分研磨を行った。軟質のスエード製研磨布とコロイダルシリカを用いた最終研磨工程では、経験的に基板表面形状が凸化する特性があることがわかっていた。経験的に１μｍ取り代で約０．１μｍ程度凸化すると見積もり、部分研磨工程にて０．１μｍの凹形状を目標形状として加工した。それ以外の条件は実施例１と同じようにして部分研磨処理を行った。このときの加工時間は６７分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ外周側が高く、中心部分の低い凹形状で、平坦度は０．１０６μｍであった。その後、実施例１と同じようにして最終精密研磨を行った。
【００５８】
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ０．０５１μｍであった。５０ｎｍ級欠陥数は２０個であった。
【００５９】
［実施例１０］
実施例１と同様の方法で原料基板を用意した。このときの原料基板の表面平坦度は０．３４５μｍであった。そして、このガラス基板を図９に示す装置の基板保持台に装着した。この基板に対し、最終精密研磨工程での形状変化をコンピュータにより計算して、それを打ち消す形状となるように部分研磨を行った。軟質のスエード製研磨布とコロイダルシリカを用いた最終研磨工程では基板表面形状は凸化する特性があることが分かっていた。１０枚の予備基板に対して最終研磨工程前後で表面形状を測定し、コンピュータにてそれぞれの基板に対して最終研磨後の表面形状の高さデータから最終研磨前の表面形状の高さデータを差し引き、差分を求め１０枚を平均して最終研磨での形状変化を導いた。この形状変化は０．１３４μｍの凸形状であった。そこで、部分研磨工程にてコンピュータで計算した０．１３４μｍの凸形状を反転させた０．１３４μｍの凹形状を目標形状として加工した。それ以外の条件は実施例１と同じようにして部分研磨処理を行った。このときの加工時間は５４分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ外周側が高く、中心部分の低い凹形状で、平坦度は０．１２１μｍであった。その後、実施例１と同じようにして最終精密研磨を行った。
【００６０】
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ０．０５１μｍであった。５０ｎｍ級欠陥数は２２個であった。
【００６１】
［実施例１１］
実施例１と同様の方法で原料基板を用意した。このとき原料基板の表面平坦度は０．３１４μｍであった。そして、このガラス基板を図９に示す装置の基板保持台に装着した。加工する際、圧力制御機構は使用せず、ツールが基板表面に接触するように高さを固定して基板全面を加工した。それ以外の条件は実施例１と同じようにして部分研磨処理を行った。このときの加工時間は６２分であった。部分研磨処理後、平坦度を測定したところ平坦度は０．０８７μｍであった。ツールの高さを固定して加工したため、基板表面の加工後半部分の形状について部分研磨前の形状の傾向が残っており、平坦度がやや悪かった。その後、実施例１と同じようにして最終精密研磨を行った。
【００６２】
研磨終了後、洗浄・乾燥してから表面平坦度を測定したところ０．１４８μｍであった。５０ｎｍ級欠陥数は１７個であった。
【符号の説明】
【００６３】
１  ガラス基板
２  小型回転加工ツール
３  ツール回転軸方向
４  回転軸方向を基板に投影した直線
５  回転ツールの移動方式の例１
６  回転ツールの移動方式の例２
７  加圧用精密シリンダー
８  加圧制御用レギュレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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