(57)【要約】【課題】  凸系研磨剤と凹系研磨剤とを混合した研磨剤を用いることにより、表面形状が揃い、かつ高い平坦度を有するワークを得る。【解決手段】  表面に研磨パッドが貼られた研磨定盤と、該研磨定盤上に載置するマスクブランクス用基板を保持するワーク保持手段とを有し、前記ワーク保持手段に保持された前記研磨パッド側のマスクブランクス用基板表面に研磨剤を供給して、前記マスクブランクス用基板と前記研磨パッドが相対運動することによりマスクブランクス用基板の表面を研磨する場合、研磨剤として、研磨剤の平均粒径が０．５〜３μｍの凹系研磨剤と、研磨剤の平均粒径が０．０３〜０．９μｍの凸系研磨剤とを混合した研磨剤であって、前記凹系研磨剤と前記凸系研磨剤の平均粒径が異なる研磨剤を用いる。【選択図】  図３
2004314294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に研磨パッドが貼られた研磨定盤と、該研磨定盤上に載置するマスクブランクス用基板を保持するワーク保持手段とを有し、前記ワーク保持手段に保持された前記研磨パッド側のマスクブランクス用基板表面に研磨剤を供給して、前記マスクブランクス用基板と前記研磨パッドが相対運動することによりマスクブランクス用基板の表面を研磨する研磨工程を経てマスクブランクス用基板を製造するマスクブランクス用基板の製造方法であって、
前記研磨剤として、研磨剤の平均粒径が０．５〜３μｍの凹系研磨剤と、研磨剤の平均粒径が０．０３〜０．９μｍの凸系研磨剤とを混合した混合研磨剤であって、前記凹系研磨剤と前記凸系研磨剤の平均粒径が異なる研磨剤を使用することを特徴とするマスクブランクス用基板の製造方法。
【請求項２】
前記凹系研磨剤の比表面積が２〜１５ｍ２／ｇであることを特徴とする請求項１記載のマスクブランクス用基板の製造方法。
【請求項３】
前記研磨パッドは、スウェードタイプの研磨パッドであることを特徴とする請求項１又は２記載のマスクブランクス用基板の製造方法。
【請求項４】
前記研磨剤における凸系研磨剤と凹系研磨剤の混合比率を、ワーク表面の平坦度が所定値以下となるように決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマスクブランクス用基板の製造方法。
【請求項５】
前記研磨パッドが貼られる側の前記研磨定盤の表面について、ある基準長さでその表面形状を測定したときに、最小自乗法で算出される基準面に対する表面形状における最大値と最小値との差で表される前記研磨定盤の定盤精度が３０μｍ以下（０を含まない）であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマスクブランクス用基板の製造方法。
【請求項６】
前記研磨工程は、コロイダルシリカの研磨剤を用いた超精密研磨工程を有し、少なくとも前記超精密研磨工程の前の研磨工程で実施することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマスクブランクス用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクブランクス用基板を高い平坦度に研磨して仕上げるマスクブランクス用基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子デバイス用基板の平坦性を高めることが要求されており、たとえばマスクブランクス用基板においては、近年の超ＬＳＩデバイスの高密度、高精度化にともなって、基板の高平坦性に対する要求が年々厳しくなっている。このような状況下、次世代のマスクブランクス用基板として、平坦度が０．５μｍ以下の基板が要求されている。
【０００３】
マスクブランクス用基板などを精密研磨する方法としては、両面研磨機を用いた両面研磨方法によって、ガラス表面を、酸化セリウムを主材とする研磨剤を用いて研磨したのち、コロイダルシリカを用いて仕上げ研磨を行う方法がある（特許文献１）。
【０００４】
この特許文献１に示す精密研磨方法によれば、複数の基板を同時に研磨する所謂バッチ式の研磨方法において、粒径の大きい酸化セリウムを主材とする研磨剤を用いて高速研磨を行ったのちに、この研磨で発生した加工変質層を粒径の小さいコロイダルシリカを用いて仕上げ研磨するものである。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−４０２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、精密研磨方法で使用する研磨剤は、一般に、最終的に得ようとする基板の表面粗さを考慮して研磨剤に含まれる結晶子の種類（研磨剤種）や研磨剤の平均粒径を選定している。しかしながら、このようにして研磨剤種や研磨剤の平均粒径を選定したとしても、複数段階の研磨工程を経て得られる基板は、基板ごとに平坦度がばらついてしまい、高い平坦度を有する基板を安定して製造することができなかった。
そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、高い平坦度をするマスクブランクス用基板を安定して得ることのできるマスクブランクス用基板の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、基板の平坦度が基板ごとにばらつく原因をつきとめるため、研磨剤種、研磨剤の平均粒径が異なる多数の研磨剤を使用して膨大な実験を行い、多くの知見を得たが、そのうちの代表的なものがつぎのことである。
第一は、研磨剤種が異なると、基板の表面形状（凹凸状態）とその程度が変化するということである。すなわち、ある種の結晶子を含む研磨剤を用いて研磨を行うと基板の表面形状が凹状になり、他のある種の結晶子を含む研磨剤を用いて研磨を行うと基板の表面形状が凸状になった。換言すると、研磨剤には、研磨によって基板の表面形状を凸状にする凸系研磨剤と、凹状にする凹系研磨剤のあることが判明した。
第二は、同一の研磨剤種（たとえば、酸化セリウム）を含む研磨剤を用いて研磨を行った場合でも、経時的に基板の平坦度が変化し、さらに、基板の表面形状が凸状から凹状に変化したり、凹状から凸状に変化するということである。
上記のように、研磨剤に含まれる結晶子の種類及び研磨剤の平均粒径ごとに特性があり、しかも、その特性が経時的に変化するということは、今まで、わからなかった。
これらのことは、片面研磨、両面研磨でも同じ傾向にあったが、連続研磨時における基板の凹状化及び平坦度の悪化は、両面研磨の場合に顕著であった。
【０００８】
本発明は、上記知見にもとづいてなされたものであり、種々要因によって生じる研磨剤の特性の変化を考慮しつつ研磨を行うことによって、高い平坦度を有する基板を安定して得られるようにしたマスクブランクス用基板の製造方法の提供を目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のマスクブランクスの製造方法は、表面に研磨パッドが貼られた研磨定盤と、該研磨定盤上に載置するマスクブランクス用基板を保持するワーク保持手段とを有し、前記ワーク保持手段に保持された前記研磨パッド側のマスクブランクス用基板表面に研磨剤を供給して、前記マスクブランクス用基板と前記研磨パッドが相対運動することによりマスクブランクス用基板の表面を研磨する研磨工程を経てマスクブランクス用基板を製造するマスクブランクス用基板の製造方法であって、前記研磨剤として、研磨剤の平均粒径が０．５〜３μｍの凹系研磨剤と、研磨剤の平均粒径が０．０３〜０．９μｍの凸系研磨剤とを混合した混合研磨剤であって、前記凹系研磨剤と前記凸系研磨剤の平均粒径が異なる研磨剤を使用した方法としてある。
【００１０】
上述の凹状研磨剤は、該研磨剤を使用してマスクブランクス用基板表面（ワーク表面）を研磨したときに、研磨された基板表面において、基板表面に任意に設けた基準面（好ましくは、最小自乗法で算出される仮想絶対平面（焦平面））に対する基板表面の表面初期形状が凹状に作用する研磨剤であり、また、凸状研磨剤は、基板表面の表面所期形状が凸状に作用する研磨剤である。そして、これらの表面所期形状が凹状に作用する凹状研磨剤と、表面初期形状が凸状に作用する凸状研磨剤を混合して使用することにより、ワーク表面の凹状となろうとする傾向と凸状になろうとする傾向を相殺させることができ、研磨された基板表面の平坦度を良好にすることができる。連続してマスクブランクス用基板表面を研磨する場合においては、安定して高い平坦度を有するマスクブランクス用基板を得ることができる。
【００１１】
また、凹系研磨剤の平均粒径と、凸系研磨剤における平均粒径を異ならせ、かつ、特定の粒径内とすることによって、研磨工程中に変化するワークの表面形状に応じた、より適切な研磨剤を選択使用することができる。
なお、本発明における研磨剤の平均粒径は、光回折法により測定して得られた平均粒径とする。
好ましくは、前記凹系研磨剤の比表面積が２〜１５ｍ２／ｇである研磨剤を使用することによって、より安定した高い平坦度を有するワークを得ることができる。さらに好ましくは、凹系研磨剤の比表面積が４〜１２ｍ２／ｇが望ましい。
なお、比表面積は、単位重量の研磨剤中に含まれる全結晶子の表面積の総和（単位：ｍ２／ｇ）で表される。本発明における比表面積は、ＢＥＴ法により測定して得られた比表面積とする。
また、前記研磨パッドは、スウェードタイプの研磨パッドとすることによって、より凸系研磨剤、凹系研磨剤の作用を高めることができ、平坦度の制御性を向上させることができる。
また、前記研磨剤における凸系研磨剤と凹系研磨剤の混合比率は、ワーク表面の平坦度が所定値以下となるように決定することが好ましい。
【００１２】
また、前記研磨剤における凸系研磨剤と凹系研磨剤の混合比率を、研磨工程中において変更するようにしてもよい。
このように、凸系研磨剤と凹系研磨剤の混合比率を研磨工程中に変更すると、研磨工程中に変化するマスクブランクス用基板の表面形状に応じた適切な研磨剤を選択使用することができる。
【００１３】
また、研磨剤として酸化セリウムを用いることが好ましく、研磨に用いる研磨定盤としては、定盤精度が３０μｍ以下（０を含まない）のものを用いることが好ましい。
このように研磨剤として、酸化セリウムを用いると研磨効率が向上し、コロイダルシリカを用いた精密研磨の前工程で用いると、特に有効である。また、定盤精度が３０μｍ以下（０を含まない）の研磨定盤を用いると研磨剤による基板表面の制御が容易となる。なお、定盤精度は、研磨パッドが貼られる側の研磨常磐の表面について、ある基準長さでその表面形状を測定したときに、最小自乗法で算出される基準面に対する表面形状における最大値と最小値との差で表される。
【００１４】
特に、コロイダルシリカの研磨剤を用いた超精密研磨工程を有するマスクブランクス用基板の製造方法における、少なくとも前記超精密研磨工程の前の研磨工程で実施することが好ましい。
表面の高い平坦度と高い平滑性が要求されるマスクブランクス用基板の製造方法において、上記研磨方法も用いると、要求通りの平坦度及び平滑性、あるいはそれに近い平坦度及び平滑性のマスクブランクス用基板を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、凸系研磨剤と凹系研磨剤とを混合した研磨剤を用いることにより、表面形状が揃い、かつ高い平坦度を有するマスクブランクス用基板を得ることができる。特に、研磨工程中において、凸系研磨剤と凹系研磨剤との混合比率を変更することによって、より高い平坦度を有するマスクブランクス用基板を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
［研磨装置の概略説明］
まず、本発明のマスクブランクス用基板の製造方法を実施するための研磨装置の一例を、図１を参照して説明する。
【００１７】
図１は、研磨装置の概略断面図である。
図１に示すように、研磨装置は、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０、内歯歯車４０、キャリア５０、研磨剤供給手段６０などで構成される遊星歯車方式の研磨加工部を備えている。
【００１８】
下定盤１０は、円環状の水平な上面を有する円盤部材であり、その上面にはスウェードタイプ（不織布タイプ）の研磨パッド１１が貼り付けられている。下定盤１０の下面は、垂直軸Ａ（研磨加工部の中心を通る垂直軸）を中心として回転可能な下部支持部材１２に固定されている。下部支持部材１２は、下定盤回転駆動部１３と連係されており、その駆動によって、下定盤１０及び下部支持部材１２が回転動作される。
【００１９】
上定盤２０は、円環状の水平な下面を有する円盤部材であり、下定盤１０と対向する下面には、スウェードタイプ（不織布タイプ）の研磨パッド２１が貼り付けられている。上定盤２０の上面は、垂直軸Ａを中心として回転可能な上部支持部材２２に固定されている。上部支持部材２２は、上定盤回転駆動部２３に連係されており、その駆動によって、上定盤２０及び上部支持部材２２が回転動作される。
また、上定盤２０及び上部支持部材２２は、垂直軸Ａに沿って昇降自在に支持されるとともに、図示しない上定盤昇降駆動部の駆動によって昇降動作される。
【００２０】
太陽歯車３０は、研磨加工部の中央位置に回転可能に設けられており、太陽歯車回転駆動部３１の駆動に応じて、垂直軸Ａを中心として回転動作される。ただし、内歯歯車４０を回転動作させる場合は、太陽歯車３０を回転不能に固定してもよい。
【００２１】
内歯歯車４０は、内周側に歯列を有するリング状の歯車であり、太陽歯車３０の外方に同心円状に配置されている。本実施形態の内歯歯車４０は、回転不能に固定されているが、垂直軸Ａを中心として回転可能とし、内歯歯車回転駆動部（図示せず）の駆動に応じて、回転動作するようにしてもよい。
【００２２】
キャリア（遊星歯車）５０は、外周部に歯列を有する薄板状の円盤部材であり、ワークＷ（マスクブランクス用基板）を保持するためのワーク保持孔５０ａが一個あるいは複数個形成されている。
なお、キャリア５０は、キャリアに形成された孔に、ワークＷ（マスクブランクス用基板）の保持具をゆるく挿入して使用するダブルキャリア方式のものであってもよい。
【００２３】
研磨加工部には、通常、複数個のキャリア５０が配置される。これらのキャリア５０は、太陽歯車３０及び内歯歯車４０に噛み合い、太陽歯車３０及び／又は内歯歯車４０の回転に応じて、太陽歯車３０の周囲を公転しつつ自転する。
つまり、キャリア５０に保持されたワークＷ（マスクブランクス用基板）を上定盤２０及び下定盤１０で挟持し、この状態でキャリア５０を公転及び自転させることにより、ワークＷ（マスクブランクス用基板）の上下両面が研磨加工される。
【００２４】
このような研磨加工部では、通常、上定盤２０及び下定盤１０の外径が内歯歯車４０の内径よりも小さくなっており、太陽歯車３０と内歯歯車４０との間で、かつ上定盤２０と下定盤１０とに挟まれるドーナツ状の領域が実際の研磨領域となる。
【００２５】
研磨剤供給手段６０は、研磨剤を貯溜する研磨剤貯留部６１と、研磨剤貯留部６１に貯溜された研磨剤を、上定盤２０と下定盤１０との間の研磨領域に供給する複数のチューブ６２とを備えて構成されている。
研磨剤貯留部６１は、水平面上に環状の研磨剤貯溜路を形成しており、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。
【００２６】
上部支持部材２２、上定盤２０及び研磨パッド２１には、互に連通する貫通孔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、研磨剤貯留部６１に貯溜された研磨剤が、チューブ６２及び貫通孔２２ａ、２０ａ、２１ａを介して、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剤は、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、再び研磨剤貯留部６１に送られる。
【００２７】
本発明のワークＷ（マスクブランクス用基板）の研磨方法は、片面研磨装置によっても実施することができる。
片面研磨装置の場合、研磨定盤は一つとなり、ワーク保持手段は、真空吸着やリテーナーなどを備えたプレッシャープレートを用いる。片面研磨方法は、プレッシャープレートに保持されたワークを、一方向に回転する研磨パッドが貼設された研磨定盤に押し当て、ワークの一方の表面を研磨する。プレッシャープレートは通常、研磨定盤の回転方向と同一方向に回転し、さらには揺動させて研磨を行う。
【００２８】
［マスクブランクス用基板の製造方法］
本発明のマスクブランクス用基板の製造方法は、後述するワーク（マスクブランクス用基板）の研磨方法を行う研磨工程を有する。なお、以下でいうワークは、研磨する対象物であって、マスクブランクス用基板を意味する。
つぎに、本発明のワーク研磨方法の一実施形態について説明する。
ワークを研磨するときは、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０（内歯歯車４０）の回転が停止した状態で、上定盤２０を上昇させ、下定盤１０と上定盤２０を離間させる。この状態で、キャリア５０のワーク保持孔５０ａにワークＷをセットする。
【００２９】
上定盤２０を下降させて、キャリア５０に保持されたワークＷを上定盤２０及び下定盤１０で挟み、研磨剤供給手段６０から研磨領域に研磨剤を供給するとともに、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０（内歯歯車４０）を回転動作させ、ワークＷの研磨加工を開始する。
【００３０】
ワークＷを保持したキャリア５０は、太陽歯車３０（内歯歯車４０）の回転動作に応じて、太陽歯車３０の周囲を公転しつつ自転する。
なお、歯車駆動は、太陽歯車３０、内歯歯車４０の両方、又はいずれか一方でもよい。また、上定盤２０、下定盤１０の回転動作は必要に応じて行う。
【００３１】
所定の時間（又は所定の研磨加工量）だけ加工を行った後、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０（内歯歯車４０）の回転を停止するとともに、研磨剤の供給を停止し、上定盤２０を上昇させる。
研磨加工がなされたワークをキャリア５０のワーク保持孔５０ａより搬出する。
【００３２】
研磨液としては、微細な結晶子を液体中に分散させたものが一般的に用いられ、微小な結晶子が集合して形成された塊（研磨剤）となって液体中に分散されている。本発明でいう平均粒径とは、この微小な結晶子が集合して形成された塊（研磨剤）の大きさの平均粒径を指す。
研磨剤は、たとえば、炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、コロイダルシリカなどである。
本実施形態では、ワーク表面を研磨したときに、ワーク表面の任意に設けた基準面に対するワーク表面の表面初期形状が凸形状となる凸系研磨剤と、凹状となる凹系研磨剤とを所定の比率で混合したものを用いる。
凸系研磨剤と凹系研磨剤の混合比率は、研磨工程中の任意の時期に変更することができる。たとえば、１バッチ工程内、１バッチごと、複数バッチ工程内、複数バッチごとに変更することができる。すなわち、１バッチまたは複数バッチ内において連続的に研磨剤の比率を変更しても、１バッチごと又は複数バッチごとに段階的に研磨剤の比率を変更してもよい。なお、ここでいう１バッチは、上述の研磨装置によって複数枚のワークを一度に研磨することができる複数枚のワークを１バッチとする。
【００３３】
たとえば、複数バッチ連続してワークの研磨を行う場合、経時的に凹状傾向となるため、経時的に混合研磨剤に占める凸系研磨剤の比率を多くすることにより、ワーク表面の表面形状を凸状傾向にすることができる。
なお、ここで、経時的とは、１バッチ内、複数バッチ内及び複数バッチにわたるなかにおける経時を意味する。
【００３４】
所定の混合比率からなる研磨剤を供給する方法としては、図１に示す研磨剤供給手段を用いて、予め凸系研磨剤と凹系研磨剤をある所定の比率に調整したものをこの研磨剤供給手段に供給し、この研磨剤供給手段から所定比率に調整した研磨剤を供給する方法、あるいは、研磨装置に凸系研磨剤供給手段と、凹系研磨剤供給手段の複数の系列を設け、これらの供給手段からそれぞれ凸系研磨剤と凹系研磨剤の流量を制御しながら供給する方法とがある。
【００３５】
また、本発明者による上記実験の結果によれば、研磨後に得られるワーク表面の表面形状が凸状あるいは凹状になるかは、研磨剤の平均粒径に大きく依存し、さらには、研磨剤の比表面積にも依存していることが判明している。したがって、ワークの研磨方法に使用する研磨剤として、研磨後に得られるワーク表面の表面形状が凸状となる所定の平均粒径の研磨剤と、ワーク表面の表面形状が凹状となる所定の平均粒径の研磨剤とを混合したものを用いるとことにより、高い平坦度を有するワークを安定して製造することが可能となる。さらに、上述の凸状研磨剤、凹状研磨剤の比表面積をある所定範囲に抑えることによって、さらに安定して高い平坦度を有するワークを製造することが可能となる。
【００３６】
表面形状が凸状及び凹状となる研磨剤の平均粒径としては、具体的には次の平均粒径範囲のものを選定する。すなわち、凸系研磨剤の平均粒径は０．０３〜０．９μｍであり、凹系研磨剤の平均粒径は０．５〜３μｍである。
平均粒径が０．５〜３μｍの研磨剤としては、たとえば、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、ダイヤモンド、炭化珪素などが挙げられる。また、平均粒径が０．０３〜０．９μｍの研磨剤としては、たとえば、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マンガン、コロイダルシリカ、ダイヤモンド、炭化珪素などが挙げられる。
このような知見にもとづけば、研磨剤の平均粒径を基準にして研磨剤種を選択することもできる。
【００３７】
研磨剤は同一種であっても異種であっても構わない。たとえば、異種研磨剤の場合は、平均粒径が０．５〜３μｍの酸化セリウムと、平均粒径が０．０３〜０．２μｍのコロイダルシリカの組合せが挙げられる。
しかしながら、洗浄性や傷発生防止などの観点からすると、なるべく同一種のものを使用することが好ましい。研磨後のワーク表面の表面形状が凸状、凹状のものが得られる研磨剤種としては、酸化セリウムがある。
この酸化セリウムは、一般に、コロイダルシリカを使った精密研磨を実施する場合においては、コロイダルシリカによる精密研磨工程の前の研磨工程で使用される。コロイダルシリカによる精密研磨工程は、ワークの表面を平滑にすることが主目的であり、精密研磨工程後のワークの表面形状（平坦度）は、精密研磨工程前の酸化セリウムによる研磨工程でほぼ決まる。
したがって、マスクブランクス用の基板、特に、ガラス基板を製造する場合の研磨工程などでは、酸化セリウムを含んだ研磨剤種を使用すると効果的である。
【００３８】
凸系研磨剤と凹系研磨剤を混合した研磨剤を用いて研磨を行うときは、研磨定盤の定盤精度を３０μｍ以下、特に０．１〜１０μｍとすることが好ましい。研磨定盤の定盤精度が上記範囲から外れると、ワーク基板の表面形状に対する研磨定盤の影響が強くなり過ぎ、研磨剤によるワーク基板表面に対する制御がむずかしくなるからである。
凸系研磨剤と凹系研磨剤の比率は、研磨定盤の定盤精度、研磨パッドの種類、加工条件（研磨定盤の回転数等）に応じて適宜調整される。たとえば、研磨定盤の定盤精度が３０μｍ以下の場合、凸系研磨剤と凹系研磨剤の混合比率は、１０：１〜１：１０の範囲で設定することが好ましい。さらに好ましくは５：１〜１：１０とし、さらには２：１〜１：１０とすることが好ましい。
【００３９】
なお、本明細書中において、ワーク表面の形状が凸状（傾向）とは、ワーク表面形状を測定したときに、図２（ａ）に示すようなワークの中央付近が盛り上がった形状をいい、凹状（傾向）とは図２（ｂ）に示すようなワークの中央付近が窪んだ形状をいう。
また、平坦度（平坦性）とは、ワーク表面の表面側に任意に設けた基準面からワーク表面内における表面形状の最大高さと最小高さの差（測定面から最小自乗法で算出される仮想絶対平面（焦平面）に対する測定面の最大値と最小値の差）をいう。この場合における平坦度の測定方法は特に限定されない。触針式の接触式平坦度測定方法や、光の干渉などを利用した非接触式平坦度測定方法などであってもよいが、測定精度、測定領域（広範囲）などの観点からすると非接触式平坦度測定方法が好ましい。
さらに、ワーク表面における好ましい平坦度の値（所定値）は、ワークの用途によって適宜決定される。たとえば、マスクブランクス用基板の場合、使用する露光波長、マスクにしたときにパターン位置精度や、パターン露光する際のパターン転写精度を考慮して、１μｍ以下、０．５μｍ以下、０．２５μｍ以下を、ワーク表面における好ましい平坦度の値（所定値）とする。
【００４０】
このようなワーク研磨方法は、マスクブランクス用基板の研磨方法として好適に用いられる。ここで、マスクブランクス用基板の材質としては、特に限定されず、各用途に応じて適宜選択される。
たとえば、合成石英ガラス、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、ボロシリケートガラス、ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどが使用される。
【００４１】
なお、マスクブランクス用基板における研磨工程では、基板表面の鏡面化のために研磨剤の平均粒径が異なる複数段階の研磨が実施される。
その場合、研磨工程が進むにしたがって平均粒径が小さい研磨剤を使用する。また、基板の鏡面化の観点からすると最終研磨工程は単一の研磨剤によって研磨した方が好ましい。したがって、上記した研磨方法は、コロイダルシリカを研磨剤種とした研磨剤を用いた最終研磨工程の前の研磨工程で実施するようにすることが好ましい。
【００４２】
［実施例と比較例］
以下、本発明の実施例と、比較例について説明する。
まず、実施例と比較例にかかる研磨方法の共通する条件について説明する。
ワークとして、研削工程を終えた合成石英ガラスからなるマスクブランクス用基板（サイズ：１５２．４ｍｍ×１５２．４ｍｍ）（以下、単にガラス基板と称す。）を準備し、両面研磨装置に１２枚のガラス基板をセットし、次の研磨条件で両面研磨を行った。
両面研磨装置による両面研磨は、図１に示す研磨装置を用いて行った。すなわち、円板状のキャリアに設けられた複数の保持孔にガラス基板を入れ、両面研磨装置における研磨パッドが貼設された下定盤及び上定盤により基板を挟持した状態で、上下定盤を互いに逆回転させることによって行った。これにより、ガラス基板を、自公転させながら、両面を同時に研磨した。
研磨は、１０バッチ連続研磨で行い、研磨剤は、それぞれ下記のものを研磨開始から研磨終了まで循環して用いた。
また、
研磨定盤の定盤精度：５μｍ以下
研磨パッド：軟質ポリシャ（スウェードタイプ）
加工荷重：５０〜１５０ｇ／ｃｍ２
とした。
【００４３】
実施例１
研磨液：混合研磨剤（研磨剤Ａ＋研磨剤Ｂ）＋水
研磨剤Ａ（凹系研磨剤）＝酸化セリウム（平均粒径１μｍ）
研磨剤Ｂ（凸系研磨剤）＝酸化セリウム（平均粒径０．７μｍ）
研磨剤Ａ：研磨剤Ｂ＝３：２
比較例１
研磨液：研磨剤Ａ＋水
研磨剤Ａ（凹系研磨剤）＝酸化セリウム（平均粒径１μｍ）
比較例２
研磨液：研磨剤Ｂ＋水
研磨剤Ｂ（凸系研磨剤）＝酸化セリウム（平均粒径０．７μｍ）
上述の平均粒径は、光回折法により測定した値である。
【００４４】
［研磨結果］
実施例１及び比較例１，２のいずれの場合も、１バッチごと１２枚のガラス基板の平坦度を測定し、１２枚のガラス基板の平坦度の平均値を、そのバッチの平坦度として、１０バッチの平坦度を測定した。平坦度は、平坦度測定機（トロッペル社製：ＦＭ２００）で測定した。測定した１０バッチの平坦度の推移を図３に示す。
【００４５】
図３に示すように、実施例１の場合、１０バッチ連続して研磨したときに得られたガラス基板の平坦度は、−０．４μｍから−１．７μｍであり、絶対値で１．７μｍ以下、ガラス基板の表面形状は全て凹形状となっていた。
一方、研磨剤Ａのみを使用した比較例１の場合は、１０バッチ連続して研磨したときに得られるガラス基板の平坦度は、−０．９μｍから−２．１μｍで、絶対値は２．１μｍであり、実施例１に比べて平坦度が悪化した。なお、ガラス基板の表面形状は全て凹形状となっていた。
また、研磨剤Ｂのみを使用した比較例２の場合は、１０バッチ連続して研磨したときに得られるガラス基板の平坦度は、０．５５μｍから−１．１μｍで、絶対値は１．１μｍであり、平坦度で実施例１より良好であったが、ガラス基板の表面形状は凸形状、凹形状が混在していた。
実施例１、比較例１、２ともに、バッチを重ねるにしたがってガラス基板は凹形状になることがわかった。これは、研磨剤の破砕の進行と、研磨パッドへの研磨剤の保持量増加などによるものと考えられる。
また、ガラス基板の平均表面粗さＲａは、それぞれ０．２２ｎｍ（実施例１）、０．２４ｎｍ（比較例１）、０．２１ｎｍ（比較例２）となり、実施例１、比較例１、２ともにほぼ同じ表面粗さであった。
このように、凸系研磨剤と凹系研磨剤とを混合した研磨剤を用いることによって、ガラス基板の表面形状が揃って、かつ高い平坦度を有するガラス基板を得ることができる。
【００４６】
実施例２
両面研磨装置への研磨剤の供給路を研磨剤Ａと研磨剤Ｂとに分け、バッチごとにおける研磨剤Ａと研磨剤Ｂの供給量を変更してこれらの研磨剤の配合比を制御した。その他は実施例１と同様にしてマスクブランクス用基板を作製した。
使用する研磨剤は常に新品の研磨剤が供給されるようにした。研磨剤Ａと研磨剤Ｂの当初の配合比＝３：２から、研磨剤Ｂの比率を次第に高めて、最終的に研磨剤Ａと研磨剤Ｂの比率を１：１０として、１０バッチ連続研磨を行った。
【００４７】
なお、バッチごとにおける研磨剤Ａと研磨剤Ｂの比率は次の通りとした。
研磨剤Ａ  ：  研磨剤Ｂ
１バッチ        ３    ：    ２
２バッチ        ３    ：    ２
３バッチ        ３    ：    ２
４バッチ        １    ：    １
５バッチ        １    ：    ３
６バッチ        １    ：    ３
７バッチ        １    ：    ５
８バッチ        １    ：    ５
９バッチ        １    ：  １０
１０バッチ      １    ：  １０
【００４８】
このときの、１バッチごと１２枚のガラス基板の平坦度を測定し、１２枚のガラス基板の平坦度の平均値を、そのバッチの平坦度として、１０バッチの平坦度の推移を測定した。平坦度は、平坦度測定機（トロッペル社製：ＦＭ２００）で測定した。測定した１０バッチの平坦度の推移を図３に示す。
図３に示すように、常に新品の研磨剤を供給し、研磨剤Ａと研磨剤Ｂの比率をポリシャの経時変化に合わせて制御することにより、複数バッチ連続して研磨した場合に得られるガラス基板表面の形状は、凹状と揃っており、ガラス基板の平坦度は、−０．４μｍから−１．１μｍと安定して高い平坦度が得られていることがわかる。
また、ガラス基板の平均表面粗さＲａは、０．２１ｎｍで、実施例１と変わらなかった。
このように、１バッチあるいは複数バッチごとに凸系研磨剤と凹系研磨剤の比率を変更することによって、より一層安定して高い平坦度を有するガラス基板を得ることができることが判明した。
【００４９】
つぎに、上述の実施例１〜２、比較例１〜２によって得られたガラス基板（各例１２０枚）を使用し、以下の条件下で超精密研磨を実施した。超精密研磨における研磨機は、上述と同様の両面研磨機を使用した。
研磨液：コロイダルシリカ（平均粒径１００ｎｍ）＋水
研磨パッド：超軟質ポリシャ（スウェードタイプ）
加工荷重：５０〜１００ｇ／ｃｍ２
各例それぞれ１２０枚のガラス基板の平坦度を測定したところ、実施例２で得られた基板表面の表面形状が凹状に揃っており、かつ高い平坦度のガラス基板を使用した場合、平坦度０．５μｍ以下のガラス基板が全体の７５％、平坦度１μｍ以下のガラス基板が９７％と最も良好な結果が得られた。
実施例１で得られたガラス基板を使用した場合、平坦度０．５μｍ以下のガラス基板が全体の６３％、平坦度１μｍ以下のガラス基板が８６％となった。
一方、比較例１で得られたガラス基板を使用した場合は、平坦度０．５μｍ以下のガラス基板が１３％、平坦度１μｍ以下のガラス基板は５８％と一番悪い結果となった。
また、比較例２で得られた基板の表面形状が凸状、凹状のばらついたガラス基板を使用した場合は、平坦度０．５μｍ以下のガラス基板は５１％、平坦度１μｍ以下のガラス基板も７８％と悪い結果となった。
【００５０】
実施例３、４
つぎに、上述の実施例１において、研磨剤Ａをさらに比表面積が２〜１５ｍ２／ｇ（実施例３）、研磨剤Ａの比表面積をさらに４〜１２ｍ２／ｇの範囲に調整された研磨剤を使用した以外は、実施例１と同様にして研磨を行った後、上述の超精密研磨を行ってガラス基板を得た。
その結果、実施例３の場合、平坦度０．５μｍ以下のガラス基板が全体の８０％、平坦度１μｍ以下のガラス基板が９８％、また実施例４の場合、平坦度０．５μｍ以下のガラス基板が全体の８５％、平坦度１μｍ以下のガラス基板が９９％となり、実施例１、２と比べてさらに良好な結果が得られた。このように、凹系研磨剤（研磨剤Ａ）の比表面積をある範囲に抑えることによって、平坦度０．５μｍ、以下のガラス基板の割合が特に多くなることが確認された。
【００５１】
実施例５
つぎに、上述の実施例１において、研磨剤Ａ、Ｂを研磨剤Ｃ、Ｄに変更した以外は、実施例１と同様にして研磨を行った後、上述の超精密研磨を行ってガラス基板を得た。
研磨液：混合研磨剤（研磨剤Ｃ＋研磨剤Ｄ）＋水
研磨剤Ｃ（凹系研磨剤）＝酸化セリウム（平均粒径３μｍ）
研磨剤Ｄ（凸系研磨剤）＝酸化セリウム（平均粒径０．９μｍ）
研磨剤Ｃ：研磨剤Ｄ＝１：１
その結果、平坦度０．５μｍ以下のガラス基板が全体の６５％、平坦度１μｍ以下のガラス基板が８７％となった。
【００５２】
なお、上述では、研磨剤として同じ種類の研磨剤を使用した例を挙げて説明したが、これに限らず、たとえば、研磨剤Ｂとしてコロイダルシリカ、研磨剤Ａとして酸化セリウムなどの異種研磨剤を組み合わせても、上述と同様に安定して高い平坦度を有するガラス基板を得ることができる。
【００５３】
実施例６
つぎに、上述の実施例１において、研磨剤Ａ、Ｂを研磨剤Ｅ、Ｆに変更した以外は、実施例１と同様にして研磨を行った後、上述の超精密研磨を行ってガラス基板を得た。
研磨液：混合研磨剤（研磨剤Ｅ＋研磨剤Ｆ）
研磨剤Ｅ（凹系研磨剤）＝酸化セリウム（平均粒径０．５μｍ）
研磨剤Ｆ（凸系研磨剤）＝コロイダルシリカ（平均粒径０．０３μｍ）
研磨剤Ｅ：研磨剤Ｆ＝４：３
その結果、平坦度０．５μｍ以下のガラス基板が全体の６０％、平坦度１μｍ以下のガラス基板が８３％となった。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明を実施するときに用いる研磨装置の断面図である。
【図２】ワークの表面形状を模式的に表したもので、（ａ）は凸状、（ｂ）は凹状を示している。
【図３】本発明の実施例と、比較例の平坦度の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
Ｗ  ワーク
１０  下定盤
２０  上定盤
３０  太陽歯車
４０  内歯歯車
５０  キャリア
６０  研磨剤供給手段
【図１】
2004314294.tif 000003
【図２】
2004314294.tif 000004
【図３】
2004314294.tif 000005