(57)【要約】【解決手段】表面に凹凸パターンが形成される直径が１２５〜３００ｍｍの円形状の石英ガラス基板又は該石英ガラス基板上に転写パターンを形成するための金属薄膜又はレジスト膜を有する石英ガラス基板からなる金型用基板であって、該基板の直径１２５ｍｍ以下の円内の凹凸パターンが形成された領域の厚さばらつきが２μｍ以下であると共に、前記直径１２５ｍｍ以下の円内において、最も板厚の厚い点ｔの板厚をＴ、中心ｃの板厚をＣ、ｔとｃを結んだ直線と上記直径１２５ｍｍ以下の円の円周との交点のうち、ｔから遠い点ｅの板厚をＥとしたとき、それぞれの板厚がＴ≧Ｃ≧Ｅであるが、０．６μｍ≧Ｔ−Ｅ≧０．３μｍの関係を満たすナノインプリント用金型用基板。【効果】金型用基板上にパターンを作製するときと転写するときとでパターン位置が不整合になったり、パターン誤差が生じたりすることを防ぐことができ、高精細で複雑なパターンの転写が可能になる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凹凸パターンが形成される直径が１２５〜３００ｍｍである円形状の石英ガラス基板又は該石英ガラス基板上に転写パターンを形成するための金属薄膜又はレジスト膜を有する石英ガラス基板からなる金型用基板であって、該基板の直径１２５ｍｍ以下の円内の凹凸パターンが形成された領域の厚さばらつきが２μｍ以下であると共に、前記直径１２５ｍｍ以下の円内において、最も板厚の厚い点ｔの板厚をＴ、中心ｃの板厚をＣ、ｔとｃを結んだ直線と上記直径１２５ｍｍ以下の円の円周との交点のうち、ｔから遠い点ｅの板厚をＥとしたとき、それぞれの板厚がＴ≧Ｃ≧Ｅであるが、０．６μｍ≧Ｔ−Ｅ≧０．３μｍの関係を満たすことを特徴とするナノインプリント用金型用基板。
【請求項２】
直径が３００ｍｍ以下であって、周縁から３ｍｍ内側の円形範囲における全面の厚さばらつきが１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の金型用基板。
【請求項３】
前記直径１２５ｍｍ以下の円内に存在する表面欠陥のサイズが０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の金型用基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の条件に当てはまる金型用基板か否かにより良否を判定することを特徴とする金型用基板の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス、光部品、記憶素子、バイオ素子等を製造する工程において、表面に凹凸形状を形成するための元板となる金型用基板及び金型用基板の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子デバイス、光部品、記憶素子、バイオ素子等の製造において、より一層の高性能化、高精細化が要求される一方で、製造の低コスト化も同時に要求される状況となっている。このような趨勢の中で、従来のリソグラフィ技術に比べ、安価に微細加工を行えるナノインプリント技術が注目されてきている。ナノインプリント技術において、凹凸パターンは機械的な方法により形成する。すなわち、所望の凹凸パターンを表面に作りこんだ金型を、所定の厚みの樹脂層を有する基板に押圧することで、金型の凹凸パターンを転写する。押圧により凹凸パターンが転写された樹脂層は硬化させることによりその形状が保存されるが、主に紫外線によって硬化させる方式と、熱によって硬化させる方式があり、いずれの方式においても金型と基板との平行度を保ち、押圧する面内を均一な圧力で押し付けることが重要である。
なお、本発明に関連する先行技術文献としては下記のものが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１８４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ナノインプリントに用いられる金型の外形は、例えば６５ｍｍ角や１５２ｍｍ角の角形や、５０φｍｍ、１００φｍｍ、１５０φｍｍ、２００φｍｍの円形のもの等、用途に応じて様々な形状のものが使われている。一方、実質的に金型としての役割を担い、凹凸パターンを作り込む領域は外形に比べて小さい面積（概ね４０００ｍｍ2以内）であることが多く、その領域は通常、基板の中心付近に形成される。一般的に、転写しようとするパターンが微細であるほど、パターンを形成するエリアが狭くなる傾向が見られる。
【０００５】
これはパターンが微細であればあるほど、上記の金型と基板の平行度や押圧の均一性に求められる精度が高くなるためであって、パターンが形成された面積が狭ければ、これらの精度を高めることができるからである。一方で、金型の外形がパターンの形成された領域に比べて大きい傾向があるのは、ナノインプリント用金型を作製するプロセスに理由を求めることができる。ナノインプリント用金型は、スパッタリングによるメタル膜の塗布工程、ＥＢ描画装置を用いたリソグラフィ工程、所望の微細パターンを転写した後のメタル層や基板表面のドライエッチング工程等を経て作製されるが、これら工程で使用される装置は、経済性や利便性の面から伝統的なリソグラフィ技術で使用してきた装置と共有されることが多い。それ故、これら装置に対応する基板のサイズも、必然的に伝統的なリソグラフィ技術で使用されてきた基板のサイズとなり、ナノインプリント用金型の外形サイズはパターンの形成された領域に比べて大きくなる傾向がある。
【０００６】
近年、紫外線を使ったナノインプリント等の、より高精細なパターンやより複雑なパターンを金型上に形成して転写する要求が高まってきている。このような経緯と、上述した理由から、金型用基板の平坦度、特にパターンが形成され、実質的に金型の役割を担う領域の平坦度は重要であり、転写するパターンが高精細で複雑であればあるほど、表面が十分平坦でないと、金型を製作するときと転写するときでパターン位置が不整合になったりパターン誤差が生じたりすることがあり問題になってきていた。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、金型と基板との平行度を保ち、押圧する面内を均一な圧力で押し付けるために適した金型用基板及び金型用基板の検査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】
【０００８】
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、円形状の金型用基板であって、凹凸パターンの形成される範囲である中心エリアの厚さのばらつき（（厚さの最大値）−（厚さの最小値））が少ない金型用基板を用いることが、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。
【０００９】
即ち、本発明は、以下の金型用基板及び金型用基板の検査方法を提供する。
請求項１：
表面に凹凸パターンが形成される直径が１２５〜３００ｍｍである円形状の石英ガラス基板又は該石英ガラス基板上に転写パターンを形成するための金属薄膜又はレジスト膜を有する石英ガラス基板からなる金型用基板であって、該基板の直径１２５ｍｍ以下の円内の凹凸パターンが形成された領域の厚さばらつきが２μｍ以下であると共に、前記直径１２５ｍｍ以下の円内において、最も板厚の厚い点ｔの板厚をＴ、中心ｃの板厚をＣ、ｔとｃを結んだ直線と上記直径１２５ｍｍ以下の円の円周との交点のうち、ｔから遠い点ｅの板厚をＥとしたとき、それぞれの板厚がＴ≧Ｃ≧Ｅであるが、０．６μｍ≧Ｔ−Ｅ≧０．３μｍの関係を満たすことを特徴とするナノインプリント用金型用基板。
請求項２：
直径が３００ｍｍ以下であって、周縁から３ｍｍ内側の円形範囲における全面の厚さばらつきが１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の金型用基板。
請求項３：
前記直径１２５ｍｍ以下の円内に存在する表面欠陥のサイズが０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の金型用基板。
請求項４：
請求項１〜３のいずれか１項記載の条件に当てはまる金型用基板か否かにより良否を判定することを特徴とする金型用基板の検査方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表面に凹凸によるパターンが形成される円形状の金型用基板であって、上記基板の中心の直径１２５ｍｍ以下の円内の厚さばらつきが２μｍ以下である金型用基板を使用することによって、金型用基板上にパターンを作製するときと転写するときとでパターン位置が不整合になったり、パターン誤差が生じたりすることを防ぐことができ、高精細で複雑なパターンの転写が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の金型用基板を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】種々の厚さばらつきを有する金型用基板の断面図であり、（Ａ），（Ｂ）はｔ，ｃ，ｅ点の厚さがＴ≧Ｃ≧Ｅの関係を満たす本発明の基板、（Ｃ）はＴ＞Ｅ＞Ｃの関係を満たす基板の形状を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の金型用基板は、表面に凹凸パターンが形成される直径が１２５〜３００ｍｍの円形状の基板であって、この基板の直径１２５ｍｍ以下の円内の厚さばらつきが２μｍ以下であり、特にナノインプリント金型用の基板である。
【００１３】
図１に、本発明に係る金型用基板を示す。図１（Ａ）に示すように、基板１は、円形状の金型用の基板であり、図１（Ｂ）に示すように、上表面２、下表面３及び側面４で構成されている。通常、側面４と上表面２及び下表面３との境には、それぞれ面取り部５が形成されている。また、図示していないが、本発明の金型用基板の表面には、凹凸パターンを形成するための金属薄膜又はレジスト膜が予め成膜されていても良い。
【００１４】
本発明に係る金型用基板は、基板中心を中心とした直径１２５ｍｍ以下の円内の厚さばらつきが２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下、更に好ましくは０．６μｍ以下である。２μｍを超えるばらつき（平坦度）では、金型用の基板上にパターンを作製するときと、パターンを形成して得られた金型を転写するときとでパターン位置が不整合になったりパターン誤差が生じたりする。例えば、転写工程にて、所定の厚みの樹脂層を有する被転写用基板に押圧する際に、金型と被転写用基板との平行度が悪くなり、押圧する面内の圧力が均一ではなくなってしまう。この場合、金型を剥離した後の樹脂層の残膜厚が均一にならず、後工程であるドライエッチング工程やメタル膜の除去工程等全工程を通った後でも、所望のパターンが形成できていない結果となってしまう。なお、金型用基板の厚さのばらつきの下限値は特に制限されないが、小さい方が直径１２５ｍｍ以下の円内の厚さばらつきも小さくなる。また、金型用基板の厚さは、通常０．１〜３０ｍｍ、特に０．５〜１０ｍｍであることが好ましい。上記ばらつきの規定範囲を直径１２５ｍｍ以下とするのは、ナノインプリント用基板において、工程全体を通した精度や効率の点から、一般的にパターンが形成される範囲がおおよそ１２５ｍｍ以下だからである。なお、厚さのばらつき（平坦度）は接触式の厚さ測定器で基板内の何点かを測る方法もあるが、光学干渉計やレーザー変位計等によってより精度よく測定することもできる。本発明においては、光学干渉式の平坦度測定装置（（株）ニデック製ＦＴ９０）により測定した値である。
【００１５】
金型用基板の直径は、扱いやすさから３００ｍｍ以下、特に１２５〜２００ｍｍであることが多く、この場合、基板全体の厚さばらつきが大きいと１２５ｍｍ以下の円内の厚さばらつきを小さくすることが難しく、更にパターン形成部より外の領域であっても厚さばらつきが大きいと転写の精度に影響を与えてしまうので、基板全面の厚さばらつきが１０μｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは５μｍ以下である。下限値は特に制限されず、小さければ小さいほどよい。全面の厚さばらつきの範囲を厳密に規定するならば、実質的に精度よく測定できる範囲、すなわち、周縁から３ｍｍ内側の円形範囲となる。周縁から３ｍｍまでの範囲は、面取り部に近いことから、接触式の厚さ測定器では、測定器の厚さ測定部位の面積が広いため、一部面取り部にかかってしまい、厚さを正確に測定できない場合がある。光学干渉計やレーザー変位計であっても、周辺から３ｍｍまでの範囲は、端面や面取り部が近いために散乱光の影響によって正確に測定できない場合がある。
【００１６】
更に、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、本発明に係る金型用基板の中心の直径１２５ｍｍ以下の円内において、最も板厚の厚い点ｔの板厚をＴ、中心ｃの板厚をＣ、ｔとｃを結んだ直線と直径１２５ｍｍの円の円周との交点のうち、ｔから遠い点ｅの板厚をＥとしたとき、それぞれの板厚を比較してＴ≧Ｃ≧Ｅの関係を満たすことが好ましい。なお、図中、６の破線は直径１２５ｍｍの円の円周の位置を示し、７の破線は基板（及び直径１２５ｍｍの円）の中心を示す。
【００１７】
金型の転写工程は、転写するパターンが微細であるため、パターンの間に気泡が入って、転写後のパターンに欠陥が生じてしまうことがある。これを避けるために、装置側では、転写工程を真空に近い雰囲気で行うよう工夫している場合もあるが、それでも完全な真空雰囲気ではないために気泡による欠陥が完全になくなっているわけではない。金型用基板の板厚においてＴ≧Ｃ≧Ｅの関係を満たすような形状にしておけば、このような転写工程時で発生する気泡による欠陥を軽減することができる。つまり、Ｔ≧Ｃ≧Ｅの関係を満たす場合、転写の際に、金型の表面のうち、最初に基板の樹脂層と接する部位は板厚が最も厚いＴの部分であり、最後に基板の樹脂層と接する部位はＥの部分となる。Ｅはパターンの形成された領域の端であるため、たとえ樹脂中に気泡や異物があったとしても、それらはパターンの形成された領域の外側へ逃げて、転写されたパターンに影響を与えない可能性が高くなる。一方、仮に図２（Ｃ）のようにＴ＞Ｅ＞Ｃの関係を満たすような形状であった場合、金型の表面のうち、最後に基板の樹脂層と接する部位はＣとなる。この場合、樹脂層の中に気泡や異物があると、それらがパターンの形成された領域の中心付近に集まってしまい、転写されたパターンに欠陥が生じてしまうおそれがある。
【００１８】
前述のＴ≧Ｃ≧Ｅの関係を満たすような形状の基板において、Ｔの板厚とＥの板厚にある程度差があった場合には、より気泡や異物が抜けやすく、パターン上の欠陥を防ぐ効果が期待できる。具体的には０．６μｍ≧Ｔ−Ｅ≧０．３μｍの関係を満たしていることが好ましい。より好ましくは０．４μｍ≧Ｔ−Ｅ≧０．３μｍである。この値が０．６μｍより大きいと、板厚ばらつきが０．６μｍより大きいことになり、金型用の基板上にパターンを作製するときと転写するときとでパターン位置が不整合になりやすく、パターン誤差が生じやすい可能性がある。０．３μｍよりも小さいと、気泡や異物が外側に逃げるのに板厚の差が十分でなく、それらがパターンの形成された領域の中心付近に集まってしまい、Ｔ≧Ｃ≧Ｅの関係を満たしていても、転写されたパターンに欠陥が生じる可能性がある。
【００１９】
ここで、本発明の金型用基板は石英ガラス基板であることが好ましい。石英ガラス基板は紫外線を透過する性質から、樹脂層を硬化させるために紫外線を利用するナノインプリントに利用されることが多い。樹脂層を硬化させるために熱を利用するナノインプリントの方式もあるが、この方式では熱膨張の影響を受けるため、紫外線を利用する方式の方がより微細なパターンの転写に向いているといわれている。また、石英ガラスは可視光領域においても透明であるために、転写の際の位置合わせもしやすいという利点もある。石英ガラス以外のナノインプリント用の金型用基板としては、シリコン（Ｓｉ）、シリコン酸化膜、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ニッケル（Ｎｉ）、サファイアや、これらのハイブリッド素材等が挙げられる。
【００２０】
本発明の金型用基板は、転写パターンを形成するための金属薄膜又はレジスト膜を有していてもよい。金型基板にパターンを形成する際にはＥＢ描画装置を用いるが、その前に金属薄膜やレジスト膜を塗布しておくことが好ましい。金属薄膜又はレジスト膜は、常法に従い５ｎｍ〜５μｍの厚さの膜を形成することができる。この場合、このような膜を形成させた状態で板厚を測定して、上述したように、中心の直径１２５ｍｍ以下の円の範囲の厚さばらつきが２μｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
本発明の金型用基板において、直径１２５ｍｍ以下の円内の表面欠陥のサイズは０．５μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．２５μｍ以下であり、更に好ましくは０．１μｍ以下である。金型用基板の表面にはサブミクロンからナノオーダーの微細なパターンが形成されるので、金型用基板の表面に欠陥があると、欠陥がその大きさのまま被転写側の基板にも転写されてしまうためである。なお、本発明において、表面欠陥のサイズは、原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＡＦＭ）により測定した値である。
【００２２】
本発明の金型用基板は、中心の直径１２５ｍｍ以内の範囲の厚さばらつきが２μｍ以下になるように基板の表裏面を研磨することで得ることができる。この場合の研磨方法は、研磨砥粒を含有した研磨液を供給しながら、両面研磨機を用いて表裏面を同時に研磨しても良いし、片面研磨機を用いて片面ずつ研磨することもできる。また、片面研磨においては基板よりも大きな研磨定盤を使っても良いし、基板よりも小さな定盤を用いることもできる。合成石英ガラス基板の場合、合成石英原料を常法に従いスライス、ラッピングしたものを用いることができる。
【００２３】
ここで、金型用基板の表面形状を所望の厚さばらつきの範囲内につくりこむためには、最終精密研磨工程前の粗研磨工程が重要となる。例えば、粗研磨工程では両面研磨機を用いて基板の表裏面を同時に加工する方法があるが、このとき、それぞれ研磨布を貼り付けた上定盤と下定盤の平坦度がより高い方が好ましい。研磨布としては、硬質発泡ポリウレタン等を用いることができるが、常に研磨布表面の平坦度を高く保つため、数バッチ毎にペレット修正を行うことも有効である。ペレット修正は、ダイヤモンドペレット付修正キャリア等の修正キャリアを用いて水又は砥粒を掛け流しながら、釣り合い圧から３０ｇｆ／ｃｍ2の荷重を加えつつ、数分〜数十分程度、通常の研磨と同じ要領で、所定の研磨機のギアにはまるように設計した修正キャリアを仕掛けて研磨布表面平坦度修正を施すことが好ましい。
【００２４】
粗研磨工程で一般的に使用される硬質発泡ポリウレタン研磨布に関しては、研磨液が基板全体に行き渡るように溝を形成しておくことが好ましい。研磨液が基板全体に行き渡ることによって、面内の研磨むらが少なくなり、厚さばらつきの少ない基板が得られる。研磨布の溝の形状は、多数の実条又は凹溝が互いに所定間隔をおいて平行に形成された条理状等とすることができる。
【００２５】
粗研磨に用いる研磨液としては、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、ゲルマニア等の研磨砥粒を含むものが挙げられ、砥粒の粒度は０．１〜１０μｍ、特に０．５〜３μｍが好ましく、研磨液としては、これらの水スラリー等を好適に用いることができる。
【００２６】
最終精密研磨後に、中心の直径１２５ｍｍ以内の範囲において、最も板厚の厚い点ｔの板厚をＴ、中心点ｃの板厚をＣ、ｔとｃを結んだ直線と中心の直径１２５ｍｍの円周との交点のうち、ｔから遠い点ｅの板厚をＥとしたとき、Ｔ≧Ｃ≧Ｅとなる板厚の関係を満たした形状を狙う場合、粗研磨工程での表面形状制御が重要となる。しかし、上記手法以外にも、例えば、両面研磨機の自公転比を制御したり、研磨キャリアのワークをセットするホールの位置、即ちキャリアの中心とホールの中心の変位を適切に選定することによって基板表面形状を制御できる。このような形状の制御を行うためには、ラップ加工後と粗研磨後に厚さばらつきや形状を確認することが好ましい。確認の方法としては、光学干渉計やレーザー変位計を用いて測定しても良いが、本発明においては、光学干渉計を用いて測定する。
【００２７】
粗研磨工程終了時点の形状として、その後、最終精密研磨することによって、所定の厚さばらつきの範囲に入りながら、Ｔ≧Ｃ≧Ｅとなる板厚の関係を満たす形状になることが好ましい。具体的には、粗研磨工程終了時点で、Ｃ，Ｅの関係において、Ｃ≧Ｅの場合、中心の直径１２５ｍｍ以内の範囲の厚さばらつきが１．５μｍ以下、特に０〜１．０μｍであることが好ましい。この厚さばらつきが大きすぎると最終研磨工程では基板の中心よりも端の研磨量が多くなる傾向があるので、この場合は、最終研磨工程後に直径１２５ｍｍ以内の範囲の厚さばらつきが２μｍ以内に入ってこない場合がある。また、ＥとＣの厚さの差が０．１μｍ程度でほぼ同一か、もしくはＥ＞Ｃの場合、中心の直径１２５ｍｍ以内の範囲の厚さばらつきが２μｍ以下、特に０〜１．５μｍであることが好ましい。この厚さばらつきが大きすぎると、最終研磨工程では基板中心よりも端の研磨量が多くなる傾向にあるので、最終研磨によって基本的厚さばらつきはほぼ変わらないか、もしくは縮小していく傾向となる。そのため、粗研磨上がりの形状でＣ＞Ｅの場合よりも厚さばらつき許容値は大きいが、大きすぎると最終研磨工程後に直径１２５ｍｍ以内の範囲の厚さばらつきが２μｍ以内に入らない場合がある。前述の通り、最終精密研磨工程では、基板の中心よりも端の研磨量が多くなる傾向があるので、最終研磨工程後に厚さばらつきを小さくするには、粗研磨終了時点でＣの厚さとＥの厚さがほぼ同一か、もしくはＥ＞Ｃの関係を満たしていた方が有利である。
【００２８】
粗研磨工程が終了した後、最終精密研磨工程において使用する研磨布は、必要な表面の品質に応じて任意に選ぶことができるが、例えば、スウェード、ウレタン含浸不織布、軟質の発泡ウレタン等の材質のものを用いることができる。基板全体にわたって研磨液が均一に供給されなかったり、削られた屑が速やかに排出されないで研磨布内に詰まったりすると、基板内で研磨速度に不均一が生じて、結果として厚さばらつきが大きくなることがある。これを避けるために、研磨布には全面に溝を形成すると良い。この溝によって研磨液が均一に供給されて基板内部に十分に研磨液がいきわたり、かつ、削りかすがこの溝を通って速やかに排出されるため、研磨速度が制御可能となって厚さばらつきをよくすることができる。溝の形状は、条理状等とすることができる。
【００２９】
研磨液に含まれる研磨砥粒としては、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５〜１，０００ｎｍ、特に１０〜１５０ｎｍが好ましく、研磨液としては、これらの水スラリー等を好適に用いることができる。
【００３０】
それでも板厚ばらつきが所望の範囲に入らない場合や、形成するパターンが微細であって特に小さな板厚ばらつきが求められる場合は、板厚の高い部分を狙って平坦化するプラズマエッチング技術や、部分小型研磨ツール等を用いた研磨技術を用いて板厚ばらつきを小さくしてもよい。このような部分研磨方法は、例えば特開２００２−３１８４５０号公報に記載されている。
【００３１】
本発明の金型用基板の検査方法は、上記条件に当てはまる金型用基板か否かを例えば光学干渉式の平坦度測定装置によって厚さばらつきを測定することにより判断し、基板の良否を判定することにより行うことができる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例及び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。
【００３３】
［実施例１］
合成石英原料をスライス、ラッピング加工を行い、直径約６インチ、板厚１．０ｍｍのすりガラス面のウェーハ中間原料を得た。これを比較的粒度の粗い酸化セリウム系研磨剤（平均粒径１．４μｍ；商品名ＳＨＯＲＯＸ、昭和電工（株）製）と硬質発泡ポリウレタンを組み合わせた粗研磨工程に投入した。粗研磨は両面研磨機を用いて行い、硬質発泡ポリウレタンの研磨布表面には条理状に溝（溝ピッチ３ｃｍ、溝幅２ｍｍ）を形成し、所定のバッチ毎にダイヤモンドペレット修正を行うなどしてウェーハが所望の厚さばらつきと形状になるよう、研磨布面の制御を行った。
【００３４】
その結果、粗研磨上がりで厚さ約０．５ｍｍの設定通りのおおむね凸形状のウェーハ基板に仕上がった。光学干渉式の平坦度測定装置（ニデック社製ＦＴ９０）を用い、基板中心部の直径１２５ｍｍ以内の範囲において、最も板厚の厚い点ｔの板厚をＴ、中心点ｃの板厚をＣ、ｔとｃを結んだ直線と中心の直径１２５ｍｍの円周との交点のうち、ｔから遠い点ｅの板厚をＥとしたとき、粗研磨上がりの状態での板厚の関係はＣ＞Ｅを満たしており、中心の直径１２５ｍｍ以内の範囲の厚さばらつき「（基板厚さの最大値）−（基板厚さの最小値）」は０．３μｍであった。
【００３５】
次に、この基板を精密研磨によって平滑鏡面化を行った。両面研磨機にスェード製の研磨布で条理状に溝（溝ピッチ３ｃｍ）を形成したものを貼り、酸化セリウム系研磨砥粒を含む研磨液（平均粒径０．８μｍ；商品名ミレーク、三井金属鉱業（株）製）を供給しながら研磨を行った。研磨終了後に基板を精密洗浄し、乾燥してから基板の厚さばらつきを調べた。光学干渉式の平坦度測定装置（ニデック社製ＦＴ９０）で中心部直径１２５ｍｍ領域における厚さばらつきを測定したところ、「（基板厚さの最大値）−（基板厚さの最小値）」は０．６μｍと非常に小さい値を示した。全面の板厚ばらつきを測定したところ２．１μｍであった。その形状は中心板厚が最も厚く、おおむね凸形状であった。Ｔ、Ｃ、Ｅの関係を調べたところ、Ｔ−Ｅ＝０．６μｍであり、Ｔ≧Ｃ≧Ｅの関係を満たしていたので、この基板は合格品として取得した。なお、中心部直径１２５ｍｍの領域における表面欠陥のサイズは０．２５μｍ以下であった。
【００３６】
［実施例２］
実施例１と同様の方法で原料基板を用意し、粗研磨まで行った。Ｃ，Ｅの関係を調べたところ、粗研磨上がりの状態での板厚の関係は、Ｃ＞Ｅを満たしており、中心の直径１２５ｍｍ以内の範囲の厚さばらつきは１．２μｍであった。その後、実施例１と同様に精密研磨を行い、更に小型の研磨ツールにて、凸形状であった中心付近を狙って研磨することで中心の板厚を落とした。
このようにして作製した基板の厚さばらつきを測定したところ、中心部直径１２５ｍｍ領域における厚さばらつきは０．３μｍと非常に小さい値を示した。また、全面の板厚ばらつきを測定したところ１．８μｍであった。その形状は台形状で中心付近一帯の板厚がほぼ均一で、外周に比べて厚かった。Ｔ、Ｃ、Ｅの関係を調べたところ、Ｔ−Ｅ＝０．３μｍであり、Ｔ≧Ｃ≧Ｅを満たしていたので、この基板は合格品として取得した。なお、中心部直径１２５ｍｍの領域における表面欠陥のサイズは０．２５μｍ以下であった。
【００３７】
［実施例３］
実施例１と同様の方法で原料基板を用意し、粗研磨まで行った。Ｃ，Ｅの関係を調べたところ、粗研磨上がりの状態での板厚の関係は、Ｃ＞Ｅを満たしており、中心の直径１２５ｍｍ以内の範囲の厚さばらつきは１．２μｍであった。その後、実施例１と同様に精密研磨を行った。ただし、精密研磨の際に使用したスェード製の研磨布と酸化セリウム系研磨砥粒は、数十バッチ研磨を行った後の使い古しのものであった。
その結果、全面の板厚ばらつきは１２．５μｍとあまり良い値ではなかったものの、中心部直径１２５ｍｍ領域における厚さばらつきは１．８μｍと比較的良好であった。Ｔ、Ｃ、Ｅの関係を調べたところ、Ｔ≧Ｃ≧Ｅを満たしていたので、この基板は合格品として取得した。
【００３８】
［比較例１］
合成石英原料をスライス、ラッピング、粗研磨を行なった。ただし、粗研磨の際に使用した硬質発泡ポリウレタンの研磨布は数十バッチ研磨を行った後の使い古しのものであり、途中にダイヤモンドペレットによる修正を行わず、研磨布表面の平坦度が悪い状態（平坦度：５０μｍ）であった。Ｃ，Ｅの関係を調べたところ、粗研磨上がりの状態での板厚の関係は、Ｅ＞Ｃとなっており、中心の直径１２５ｍｍ以内の範囲の厚さばらつきは６．３μｍであった。
この基板を精密研磨によって平滑鏡面化を行った。両面研磨機にスェード製の研磨布で条理状に溝（溝ピッチ３ｃｍ）を形成したものを貼り、酸化セリウム系研磨砥粒を含む研磨液（平均粒径０．８μｍ；商品名ミレーク、三井金属鉱業（株）製）を供給しながら研磨を行った。
研磨終了後に基板を精密洗浄し、乾燥してから基板の厚さばらつきを調べた。光学干渉式の平坦度測定装置（ニデック社製ＦＴ９０）で中心部直径１２５ｍｍ領域における厚さばらつきを測定したところ、「（基板厚さの最大値）−（基板厚さの最小値）」は８．７μｍと大さい値を示した。全面の板厚ばらつきを測定したところ２４．２μｍであった。この基板は不合格とした。
【符号の説明】
【００３９】
１  金型用基板
２  金型用基板の上表面
３  金型用基板の下表面
４  金型用基板の側面
５  金型用基板の面取り部
６  基板の中心を中心として直径１２５ｍｍの位置を示す線
７  基板の中心を示す線
ｃ  基板の中心
ｔ  ｃを中心とした直径１２５ｍｍ以下の円内で最も板厚の厚い点
ｅ  ｔとｃを結んだ直線とｃを中心とした直径１２５ｍｍ以下の円の円周との交点のうちｔから遠い方の点
Ｃ  ｃ点の板厚
Ｔ  ｔ点の板厚
Ｅ  ｅ点の板厚
【図１】
2014220512.tif 000002
【図２】
2014220512.tif 000003