(57)【要約】【課題】低複屈折であり、偏光照明を用いたり、液浸露光を行ったりすることに対応するフォトマスク基板を得る。【解決手段】露光波長が略２００ｎｍ以下の光源を用いる半導体製造技術に用いられる合成石英ガラス製フォトマスク基板であって、その露光波長における複屈折が１ｎｍ/６．３５ｍｍ以下であり、かつ照度が１３．２ｍＷ／ｃｍ２のＸｅエキシマランプを２０分間照射した際の、波長２１７ｎｍにおけるＸｅエキシマランプ照射前後の光透過率の差でみる低下量が最大１．０％であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光波長が略２００ｎｍ以下の光源を用いる半導体製造技術に用いられる合成石英ガラス製フォトマスク基板であって、その露光波長における複屈折が１ｎｍ/６．３５ｍｍ以下であり、かつ照度が１３．２ｍＷ／ｃｍ２のＸｅエキシマランプを２０分間照射した際の、波長２１７ｎｍにおけるＸｅエキシマランプ照射前後の光透過率の差でみる低下量が最大１．０％であることを特徴とする合成石英ガラス製フォトマスク基板。
【請求項２】
請求項１に記載の合成石英ガラス製フォトマスク基板であって、該石英ガラスのハロゲン含有量は１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする合成石英ガラス製フォトマスク基板。
【請求項３】
請求項１に記載の合成石英ガラス製フォトマスク基板であって、該石英ガラスのフッ素以外のハロゲン含有量は１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする合成石英ガラス製フォトマスク基板。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに記載の合成石英ガラス製フォトマスク基板であって、パターン形成面の平坦度が０．２５μｍ以下、その反対面の平坦度が１μｍ以下で、かつ両面の平行度が５μｍ以下であることを特徴とする合成石英ガラス製フォトマスク基板。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかに記載の合成石英ガラス製フォトマスク基板であって、パターン形成面の上にある１５０ｎｍ以上の大きさの不動欠点が１０個/枚以下であることを特徴とする合成石英ガラス製フォトマスク基板。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれかに記載の合成石英ガラス製フォトマスク基板であって、パターン形成面の表面粗さが０．３ｎｍＲｍｓ以下であることを特徴とした合成石英ガラス製フォトマスク基板。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれかに記載の合成石英製フォトマスク基板を用いたＡｒＦエキシマレーザ光液浸露光用フォトマスク。
【請求項８】
請求項１から６までのいずれかに記載の合成石英製フォトマスク基板を用いたＡｒＦエキシマレーザ光偏光照明露光用フォトマスク。
【請求項９】
請求項１から６までのいずれかに記載の合成石英製記載のフォトマスク基板を用いたＦ２レーザ光液浸露光用フォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長１５０〜２００ｎｍの光を光源とする光学装置に用いる合成石英ガラス製フォトマスク基板およびフォトマスクに関する。より詳細には、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）やＦ２レーザ（波長１５７ｎｍ）等を光源とした光学装置の、フォトマスクとして用いられる合成石英ガラス製フォトマスク基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造において、マスク原版に描かれた微細な回路パターンをウェハ上に縮小転写する露光装置が広く利用されている。集積回路の高集積化および高機能化に伴い、集積回路の微細化が進み、高解像度の回路パターンを深い焦点深度でウェハ面上に結像させることが露光装置に求められ、露光光源の短波長化が進められている。露光光源は、従来のｇ線（波長４３６ｎｍ）やｉ線（波長３６５ｎｍ）から進んで、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
【０００３】
近赤外域から紫外域までの広範囲にわたって光透過性に優れること、熱膨張係数が極めて小さく加工が比較的容易であることなどの理由から、波長１７０〜４００ｎｍの光を光源とする露光装置のフォトマスク基板として、合成石英ガラスが主に用いられてきた。
【０００４】
現在実用化されているフォトマスク基板としては、ＡｒＦエキシマレーザ用のものがあり、その仕様は、ＡｒＦエキシマレーザ耐性を有することの他に、おおよそ、表面の平坦度がフォトマスク全面で０．５μｍ、平行度が５μｍ程度、複屈折が４〜１０ｎｍ／ｃｍ程度である。
【０００５】
ところで、特表２００３−５１５１９２号（特許文献１）や特開２００１−３０２２７５号には、複屈折を２ｎｍ／ｃｍ以下にするようなフォトマスクが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特表２００３−５１５１９２号公報
【特許文献２】特開２００１−３０２２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、ＡｒＦエキシマレーザやＦ２レーザを用いて、偏光照明を用いたり、液浸露光を行ったりすることが提案されている。このような場合は、従来用いられていたようなフォトマスク基板では充分に対応できない。ひとつは複屈折の問題であり、もうひとつは耐久性の問題である。本発明は、偏光照明を用いたり、液浸露光を行ったりする場合に適したフォトマスクを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前述の課題を解決するため、露光波長が略２００ｎｍ以下の光源を用いる半導体製造技術に用いられる合成石英ガラス製フォトマスク基板であって、その露光波長における複屈折が１ｎｍ/６．３５ｍｍ以下であり、かつ照度が１３．２ｍＷ／ｃｍ２のＸｅエキシマランプを２０分間照射した際の、波長２１７ｎｍにおけるＸｅエキシマランプ照射前後の光透過率の差でみる低下量が最大１．０％であることを特徴とする合成石英ガラス製フォトマスク基板、を提供する。
【０００９】
また、上記合成石英ガラス製フォトマスク基板であって、該石英ガラスのハロゲン含有量は１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする合成石英ガラス製フォトマスク基板を提供する。
【００１０】
また、上記合成石英ガラス製フォトマスク基板であって、該石英ガラスのフッ素以外のハロゲン含有量は１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする合成石英ガラス製フォトマスク基板を提供する。
【００１１】
また、上記合成石英ガラス製フォトマスク基板であって、パターン形成面の平坦度が０．２５μｍ以下、その反対面の平坦度が１μｍ以下で、かつ両面の平行度が５μｍ以下であることを特徴とする合成石英ガラス製フォトマスク基板を提供する。
【００１２】
また、上記合成石英ガラス製フォトマスク基板であって、パターン形成面の上にある１５０ｎｍ以上の大きさの不動欠点が１０個/枚以下であることを特徴とする合成石英ガラス製フォトマスク基板を提供する。
【００１３】
また、上記合成石英ガラス製フォトマスク基板であって、パターン形成面の表面粗さが０．３ｎｍＲｍｓ以下であることを特徴とした合成石英ガラス製フォトマスク基板を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の合成石英ガラス製光学部材は、低複屈折であり、偏光照明を用いたり、液浸露光を行ったりすることに対応するフォトマスク基板として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明においては、フォトマスク基板の露光波長における複屈折が１ｎｍ/６．３５ｍｍ以下とする。このようにすることにより、偏光照明を用いたり、液浸露光を行ったりすることに対応可能なフォトマスク基板が得られる。
【００１６】
このために、フォトマスク基板を構成する合成石英ガラス中のＮａ濃度の抑制することが好ましい。合成石英ガラス中のＮａ濃度を５ｐｐｂ以下とすることが有効であり、３ｐｐｂ以下であることが特に好ましい。また、光使用領域における複屈折のバラツキを抑制するために、その領域におけるＮａ濃度の最大値と最小値の差を３ｐｐｂ以下とすることが有効である。本発明において、Ｎａ濃度の「最大値」または「最小値」とは、光使用領域の各点において測定される各Ｎａ濃度の内の最大値または最小値をいう。
【００１７】
また、本発明のフォトマスク基板を構成する合成石英ガラスは、複屈折を抑制し、光学部材として用いるために、光学部材として必要な光学特性を与えるための均質化、成形、およびアニールなどの各熱処理（以下、光学的熱処理という）を適宜行うことが好ましい。光学的熱処理は、緻密で透明な合成石英ガラスを得た後に行う。
【００１８】
この光学熱処理の中でも、アニール処理は、得られる合成石英ガラスの複屈折に密接な関係があるため、１２５０℃から１０００℃までの冷却を５℃／ｈｒ以下、好ましくは３℃／ｈｒの冷却速度で徐冷することが２ｎｍ以下の複屈折を得るために、好ましい。
【００１９】
本発明のフォトマスク基板は、屈折光学系に加えて、特に反射屈折光学系の露光装置に用いられる光学部材に求められるフォトリソグラフィー適合性を達成するために、複屈折が２ｎｍ以下であることが求められ、複屈折が１．５ｎｍであることが好ましく、１ｎｍ以下であることが特に好ましい。
【００２０】
また、フォトマスク基板としての耐久性を満足するため、本発明のフォトマスク基板は、照度が１３．２ｍＷ／ｃｍ２のＸｅエキシマランプを２０分間照射した際の、波長２１７ｎｍにおけるＸｅエキシマランプ照射前後の光透過率の差でみる低下量が最大１．０％である。
【００２１】
かかる高耐久性のフォトマスク基板を得るためには、以下のようにすることが好ましい。すなわち、合成石英ガラス中に酸素過剰型欠陥および溶存酸素分子が実質的に含有されなければ、紫外光照射時の透過率低下および屈折率変動を充分に抑制することができる。ここで合成石英ガラス中に酸素過剰型欠陥および溶存酸素分子が実質的に含有されないとは、以下に述べる各検出方法において測定した場合の濃度が検出限界以下であることを意味する。溶存酸素分子濃度の測定は、文献（Ｌ．Ｓｋｕｊａ  ｅｔ．ａｌ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，ｖｏｌ．８３，Ｎｏ．１１，ｐ６１０６−６１１０（１９９８））に従ってラマン分析により実施することができる。該方法による検出限界は１×１０１７分子／ｃｍ３である。また酸素過剰型欠陥の濃度は、水素ガス含有雰囲気下中、７００〜１０００℃における加熱処理の前後において増加するＯＨ基濃度により評価することができる。例えば１０×１０×１００ｍｍの合成石英ガラス試験片を水素ガス１００％、１気圧雰囲気下にて８００℃で１００時間加熱処理する前後でのＯＨ基濃度増加量を、文献（Ｃｅｒ．Ｂｕｌｌ．，５５（５），５２４，（１９７６））に従って赤外分光光度計により測定する。本方法による検出限界は１×１０１６個／ｃｍ３である。
【００２２】
合成石英ガラス中に還元型欠陥が実質的に含まれていなければ、紫外光照射時の透過率低下および屈折率変動を充分低いレベルに抑えることができる。ここで還元型欠陥を実質的に含有しないとは、ラマン分析においてＳｉＨによる２２５０ｃｍ−１付近のピークが観察されないことを意味する。
【００２３】
合成石英ガラス中の酸素欠乏型欠陥濃度については、５×１０１４個／ｃｍ３以下の濃度とすることにより、紫外光照射時の透過率低下を充分抑制することができる。
合成石英ガラス中の酸素欠乏型欠陥の濃度測定方法は、紫外光を照射した場合に２８０〜３００ｎｍ付近をピークとする青色蛍光の強度により求めることができる。すなわちマルチチャンネルフォトダイオードを備えたファイバー導光型分光光度計（大塚電子製ＭＣＰＤ２０００）などによりＡｒＦエキシマレーザ光の散乱光強度および２８０〜３００ｎｍ付近を中心とする青色蛍光のピーク強度を測定し、１９３ｎｍ散乱光に対する青色蛍光のピーク強度の比率が５×１０−３以下１×１０−４以上であれば、合成石英ガラス中の酸素欠乏型欠陥は前記濃度範囲にて含有されていると判断することができる。同強度比が５×１０−３を超えると合成石英ガラス中の酸素欠乏型欠陥濃度が５×１０１４個／ｃｍ３を超え、紫外光照射時の透過率低下を引起すおそれがある。
【００２４】
ここで同強度比と酸素欠乏型欠陥濃度との関係については、酸素欠乏型欠陥による１６３ｎｍを中心とした吸収帯を利用して求めた。すなわち文献（Ｈ．Ｈｏｓｏｎｏ  ｅｔ．ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ４４，ｐ１２０４３（１９９１））に従って、波長１６３ｎｍにおける吸収強度により酸素欠乏型欠陥濃度を求め、同濃度が既知である合成石英ガラス試料の青色蛍光強度を測定することにより、波長１９３ｎｍ散乱光に対する青色蛍光強度比Ｉと酸素欠乏型欠陥濃度ＣＯＤＣ（個／ｃｍ３）との関係を式（７）として得た。
【００２５】
ＣＯＤＣ＝１．１６×１０１７×Ｉ                式（７）。
【００２６】
合成石英ガラス中の塩素濃度を１０ｐｐｍ以下、好ましくは実質的に塩素を含まないことにより、紫外光照射時の屈折率変動および透過率低下を充分低いレベルに抑えることができる。合成石英ガラス中の塩素濃度の測定は蛍光Ｘ線により行うことができる。本測定の検出限界は１０ｐｐｍである。合成石英ガラス中の塩素濃度が前記範囲を超えると、紫外光照射時の透過率低下および屈折率変動が大きくなるおそれがある。
【００２７】
合成石英ガラス中のＯＨ基濃度を１００ｐｐｍ以下、好ましくは５０ｐｐｍ以下とすることにより、紫外光照射時の屈折率変動および透過率低下を充分低いレベルに抑えることができる。ＯＨ基濃度の測定は、文献（Ｃｅｒ．Ｂｕｌｌ．，５５（５），５２４，（１９７６））に従って赤外分光光度計によって実施できる。本測定の検出限界は１ｐｐｍである。合成石英ガラス中のＯＨ基濃度が前記範囲を超えると、紫外光照射時の透過率低下および屈折率変動が大きくなるおそれがある。
【００２８】
また本発明の合成石英ガラスは、水素分子を５×１０１５個／ｃｍ３〜１×１０１９個／ｃｍ３の範囲で含有させることが好ましい。前述のように、合成石英ガラス中の水素分子は、紫外線照射により生成するＥ’センターや非架橋酸素ラジカルなどの常磁性欠陥を修復する働きを有し、紫外線照射時の透過率低下を抑制する効果を持つ。
【００２９】
本発明において、合成石英ガラス中のアルカリ金属（Ｎａ，Ｋ，Ｌｉなど）、アルカリ土類金属（Ｍｇ，Ｃａなど）、遷移金属（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｅなど）などの金属不純物は、紫外域から真空紫外域における光透過率を低下させるだけでなく、耐光性を悪化させる原因ともなるため、その含有量は極力少ない方が好ましい。具体的には金属不純物の合計含有量が１００ｐｐｂ以下、特に５０ｐｐｂ以下が好ましい。
【００３０】
本発明において、合成石英ガラス中のひずんだ構造は、紫外光照射により生成するＥ’センターやＮＢＯＨＣなどの欠陥前駆体であるため、その濃度は少ない方が好ましい。具体的には、レーザラマンスペクトルにおける４４０ｃｍ−１の散乱ピーク強度Ｉ４４０に対する４９５ｃｍ−１の散乱ピーク強度Ｉ４９５、および６０６ｃｍ−１の散乱ピーク強度Ｉ６０６の比Ｉ４９５／Ｉ４４０およびＩ６０６／Ｉ４４０がそれぞれ０．５８５以下、０．１３６以下であることが好ましい。
【００３１】
合成石英ガラスにおいて、フッ素は、１００〜１００００ｐｐｍ含有させることができる。フッ素は石英ガラス中の不安定な構造の低減および耐紫外線性の改善に有効であるが、フッ素含有量が１００ｐｐｍ未満であると、合成石英ガラス中の不安定な構造が充分なレベルにまで低減されないおそれがある。また、フッ素を１００００ｐｐｍを超えて含有する場合には、還元型欠陥が生成するため耐紫外線性が低下するおそれがある。
【００３２】
次に本発明の合成石英ガラスの製造方法について説明する。
まず合成石英ガラスを合成する方法としては、石英ガラス製バーナーに合成原料としてＳｉを含む化合物、酸素ガス、水素ガス、窒素ガスなどを供給し、合成原料を酸水素火炎中で加水分解反応あるいは／および酸化反応させることにより石英ガラスを合成するものであり、直接法とＶＡＤ法（スート法、ＯＶＤ法、間接法）の２種類を挙げることができる。
【００３３】
直接法とは、Ｓｉを含む化合物を１５００〜２０００℃の温度にて火炎加水分解しＳｉＯ２粒子を合成し、基材上に堆積、融着させることにより透明合成石英ガラスを直接合成する合成方法である。一方ＶＡＤ法は、Ｓｉを含む化合物を１０００〜１５００℃の温度にて火炎加水分解しＳｉＯ２粒子を合成し基材上に堆積させることによりまず多孔質合成石英ガラス体を得て、次いで１４００〜１５００℃の温度に昇温することにより多孔質合成石英ガラス体を緻密化、透明合成石英ガラス体を得る方法である。
【００３４】
合成時の反応温度が比較的低い、組成や欠陥濃度を比較的自由に制御できるなどの観点から、ＶＡＤ法が好ましい。特に合成時の反応温度が低いことから、ＳｉＣｌ４などの塩素を含有する原料を使用して合成した場合の合成石英ガラス中の塩素濃度はＶＡＤ法の方が直接法に比べて少なく、この点でもＶＡＤ法が好ましい。また合成石英ガラスの合成原料としては、ガス化可能な原料であれば特に制限されないが、ＳｉＣｌ４、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＣＨ３Ｃｌ３などの塩化物、ＳｉＦ４、ＳｉＨＦ３、ＳｉＨ２Ｆ２などのフッ化物といったハロゲン化珪素化合物、またはＲｎＳｉ（ＯＲ）４−ｎ（ここにＲは炭素数１〜４のアルキル基、ｎは０〜３の整数）で示されるアルコキシシランや（ＣＨ３）３Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）３などのハロゲンを含まない珪素化合物が挙げられる。
【００３５】
合成原料に塩化物を用いる場合には合成石英ガラス中に合成原料中の塩素が残留するため、合成原料としては塩素を含まない有機珪素化合物もしくはフッ化物が好ましい。ただし合成原料としてフッ化物を用いた場合には、合成時にフッ酸（ＨＦ）が反応副生成物として生成し安全面および取り扱い面で問題が多い。従って、合成原料としては、ハロゲンを含まない有機珪素化合物が好ましい。
【００３６】
ＶＡＤ法により合成石英ガラスを合成する場合、合成石英ガラス中の酸素過剰型欠陥、溶存酸素分子、酸素欠乏型欠陥の各濃度は、いくつかの方法により制御することができる。
【００３７】
具体的には（１）合成原料ガス中の酸素ガスと水素ガスの供給比率を調整する、（２）多孔質合成石英ガラス体をフッ素や塩素を含む化合物などの還元性化合物により処理する、（３）多孔質合成石英ガラス体を透明合成石英ガラス体へと緻密化する際の条件を調整する、を挙げることができる。
【００３８】
方法（１）は、合成原料ガス中の酸素ガスに対する水素ガスの比率を両論比の２より高い値、すなわち２．０〜２．５の範囲に設定して多孔質合成石英ガラスを合成する方法である。
【００３９】
方法（２）は、多孔質合成石英ガラス体をフッ素を含む化合物あるいは水素ガス、ＣＯガスなどの還元性化合物を含む雰囲気にて室温〜１２００℃の温度にて加熱処理するものである。ここでフッ素を含む化合物としてはＣＦ４、ＳｉＦ４、ＳＦ６などを挙げることができる。フッ素あるいは塩素を含む化合物、あるいはＣＯガスを用いる場合には、これらのガスは還元性が非常に強いため、不活性ガス（窒素、ヘリウム、アルゴンなど）を用いて０．０１〜１０ｖｏｌ％、好ましくは０．０５〜５ｖｏｌ％の範囲に希釈した混合ガスを用いることが望ましく、処理温度は室温〜１０００℃程度、雰囲気圧力は１ｋＰａ〜１０１ｋＰａが好ましい。
【００４０】
また水素ガスを用いる場合には、水素ガスを５０〜１００ｖｏｌ％含む不活性ガス、１〜１０気圧、８００〜１２００℃の条件にて加熱処理することが好ましい。なおこれらのガスは、まず多孔質合成石英ガラス体を減圧雰囲気下に設置した状態とし、同状態から所定の圧力に達するまで同ガスを導入することにより、多孔質合成石英ガラスを均一にかつ効率よく処理することができる。
【００４１】
また方法（３）は、合成して得られた多孔質合成石英ガラス体を、雰囲気調整可能な高純度カーボンをヒーターおよび断熱材に使用した黒鉛炉、あるいはＷやＭｏをリフレクターやヒーターに用いたメタル炉を用いて、ヘリウムや窒素などの不活性ガス１００ｖｏｌ％、圧力１０Ｐａ〜１０ｋＰａの減圧雰囲気下、１１００〜１３００℃、好ましくは１２００〜１３００℃の温度にて２０〜２００時間保持した後、同雰囲気下で１４００〜１５００℃の温度に昇温して緻密化し、透明な合成石英ガラス体を得る方法である。上述の三方法のうち、いずれかひとつの方法を実施することにより、あるいはいくつかの方法を組み合わせて実施することにより、合成石英ガラス中の酸素過剰型欠陥、溶存酸素分子、酸素欠乏型欠陥の各濃度を制御することができる。
【００４２】
また、本発明のフォトマスク基板は、パターン形成面の平坦度が０．２５μｍ以下、その反対面の平坦度が１μｍ以下で、かつ両面の平行度が５μｍ以下であることが好ましい。このようにすると、偏光照明を使用したり、液浸による露光をしたりしても、充分な露光精度を確保することが可能である。
【００４３】
このような、フォトマスク基板は例えば以下のような方法で作製することができる。
すなわち、フォトマスク基板の寸法より１０ｍｍ以上外形寸法の大きい合成石英ガラス板を研磨し、次いで合成石英ガラス板を所定の寸法に切断することにより、フォトマスク基板を製造したり、合成石英ガラス板の外周部にダミー加工部を装着した状態で合成石英ガラス板を研磨することにより、フォトマスク基板を製造する。
【００４４】
すなわち、フォトマスク基板として使用する外形寸法１２より少なくとも１０ｍｍ大きい基板を研磨し、所定の板厚に仕上げた後、外周部分を切断する。これにより良好な板厚バラツキを有するフォトマスク基板が得られる。また、この切断しろの代わりに、フォトマスク基板の外周に加工すべきフォトマスク基板と同等の厚さをもつダミー加工部を設けて、フォトマスク基板と同様にキャリアにセットすることにより外周部ダレが低減される。
【００４５】
このとき、ダミー加工部の幅は１０ｍｍ以上であることが好ましい。また、研磨スピードが加工されるフォトマスク基板と同等であり、かつ、研磨によって生じる微粉が加工中にフォトマスク基板を傷付けることを防止できるため、ダミー加工部は合成石英ガラス製であることが好ましいが同等の性質を満たす樹脂でもよい。
【００４６】
この素板を研磨する場合、研磨装置は少なくともキャリアの半径内に素板１枚が収納できる大きさ、または、半径内にダミー加工部全体が保持できる大きさを有することが好ましい。キャリアの中心部と外周部とで生じる研磨速度の差の影響をなるべく受けないようにするためである。
【００４７】
次に本製法の具体例を説明する。公知の方法で合成された石英ガラス材料のインゴットを内周刃スライサで所定厚さに切断した後、市販のＮＣ面取り機で所定外形寸法でかつ、端面部がＲ形状になるよう面取り加工を施す。
【００４８】
次に、切断によるクラックおよび面取りによるクラックの進行を止めるため、この合成石英ガラス板を５質量％ＨＦ溶液に浸漬する。次いで、この合成石英ガラス板を両面ラップ機を使用し、研磨材スラリーを用いて、所定厚さになるまでラップ加工を施す。
【００４９】
さらに、ラップ加工後の合成石英ガラス板に対して前述と同様のエッチング処理を行う。続いて、この合成石英ガラス板を両面ポリッシュ機により酸化セリウムを主体としたスラリーとポリウレタンパッドで研磨し、その後、同型機で酸化セリウムを主体としたスラリーと発泡ポリウレタンパッドとで仕上げ研磨を行い、所定厚さのフォトマスク基板を得る。
【００５０】
さらにパターン形成面の上にある１５０ｎｍ以上の大きさの不動欠点が１０個/枚以下であることが好ましく、特に１５０ｎｍ以上の大きさの不動欠点がないことが好ましい。不動欠点とは、特開２００１−５０９０７号に記載されているような、洗浄によって、位置の変わらない欠点をいう。このような不動欠点を減らすためには、研磨に使用するスラリー中の異物を除去することが有効である。このようにすると、露光の障害になる不動欠点を低減できる。
【００５１】
さらに、パターン形成面の表面粗さが０．３ｎｍＲｍｓ以下であることが好ましい。このようにして、偏光照明を使用したり、液浸露光をしたりした場合でも、フォトマスク上のパターンの直進性を確保することが容易になり、かつ上記の１５０ｎｍ以上の大きさの欠点を散乱光の照射によって検出することが容易になる。
【実施例】
【００５２】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
（実施例１）
公知のスート法により、ＳｉＣｌ4 を酸水素火炎中で加水分解させ、形成されたＳｉＯ2 微粒子を基材上に堆積させて直径３５ｃｍ、高さ１００ｃｍの円柱状の多孔質石英ガラス体を作製した。さらに、多孔質石英ガラス体を、雰囲気制御可能な電気炉内に設置し、室温にて１．０１３×１０5 Ｐａの圧力でＳｉＦ4 ／Ｈｅ＝１０／９０の雰囲気に放置することによって、Ｆ添加処理を行った。次いで、１０Ｐａ以下の減圧に保持した状態で１４５０℃まで昇温し、この温度にて１０時間保持し透明石英ガラス体を作製した。
【００５３】
この透明ガラス体を、黒鉛ヒーターを備えた高温加熱炉に入れ、１７５０℃に加熱して自重変形させ、１７×１７×２５ｃｍのブロック体に成形した。成形終了後、徐冷してアニール処理を行った。このとき、１３００℃から１０００℃まで徐冷する間の冷却速度を３℃／ｈｒに調整した。
【００５４】
得られたブロック体から縦１５３×横１５３×厚さ６．４ｍｍの板状体を切り出し、雰囲気調整可能な電気炉内に設置し１〜１０気圧の１０〜１００％水素雰囲気下にて５００℃で処理し水素添加処理した後、研磨してフォトマスク基板を作成した。このフォトマスク基板について、このフォトマスク基板について、複屈折、Ｆ濃度およびＨ2 濃度の測定、Ｘｅエキシマランプ耐性を後述の方法に従って測定した。
【００５５】
（実施例２）
公知のスート法により、ＳｉＣｌ4 を酸水素火炎中で加水分解させ、形成されたＳｉＯ2 微粒子を基材上に堆積させて直径３５ｃｍ、高さ１００ｃｍの円柱状の多孔質石英ガラス体を作製した。さらに、多孔質石英ガラス体を、電気炉で１４５０℃で焼結し透明ガラス体とした。
【００５６】
この透明ガラス体を、黒鉛ヒーターを備えた高温加熱炉に入れ、１７５０℃に加熱して自重変形させ、１７×１７×２５ｃｍのブロック体に成形した。成形終了後、徐冷してアニール処理を行った。このとき、１３００℃から１０００℃まで徐冷する間の冷却速度を３℃／ｈｒに調整した。
【００５７】
得られたブロック体から縦１５３×横１５３×厚さ６．４ｍｍの板状体を切り出し、雰囲気調整可能な電気炉内に設置し１〜１０気圧の１０〜１００％水素雰囲気下にて５００℃で処理し水素添加処理した後、研磨してフォトマスク基板を作成した。このフォトマスク基板について、複屈折、Ｆ濃度およびＨ2 濃度の測定、Ｘｅエキシマランプ耐性を後述の方法に従って測定した。
【００５８】
（評価）
（評価方法１：複屈折）
Ｈｅ−Ｎｅレーザを光源とするＨＩＮＤＳ社製ＥＸＩＣＯＲを使用し、フォトマスク基板内の中央１４２ｍｍ×１４２ｍｍの面について１４．２ｍｍ間隔の格子状に選択した１２１点についてそれぞれ複屈折を測定し、最大値を求めた。実施例１は０．８６ｎｍ／６．３５ｍｍ、実施例２は０．９２ｎｍ/６．３５ｍｍだった。
【００５９】
（評価方法２：Ｆ濃度）
フォトマスク基板の中央から１５ｍｍ×１５ｍｍ×６．３ｍｍの試料を切り出し、下記の方法に従ってフッ素濃度を測定した。
【００６０】
日本化学会誌、１９７２（２）、３５０に記載された方法に従って、試料を無水炭酸ナトリウムにより加熱融解し、得られた融液に蒸留水および塩酸（１＋１）を加えて試料液を調製した。試料液の起電力を、フッ素イオン選択性電極および比較電極としてラジオメータートレーディング社製Ｎｏ．９４５−２２０およびＮｏ．９４５−４６８をそれぞれ用いてラジオメータにより測定し、フッ素イオン標準溶液を用いて予め作成した検量線に基づいて、フッ素濃度を求めた。本法による検出限界は１０ｐｐｍである。実施例１は３８９ｐｐｍ、実施例２は検出限界以下であった。
【００６１】
（評価方法４：水素分子濃度）
ラマン分光測定を行い、レーザラマンスペクトルの４１３５ｃｍ-1における散乱ピーク強度Ｉ4135と、ケイ素と酸素との基本振動に基づく８００ｃｍ-1の散乱ピーク強度Ｉ800 との強度比（＝Ｉ4135／Ｉ800 ）により、水素分子濃度（分子／ｃｍ3 ）を求めた（Ｖ．Ｓ．Ｋｈｏｔｉｍｃｈｅｎｋｏ  ｅｔ．ａｌ．，Ｚｈｕｒｎａｌ  Ｐｒｉｋｌａｄｎｏｉ  Ｓｐｅｋｔｒｏｓｋｏｐｉｉ，Ｖｏｌ．４６，ＰＰ．９８７〜９９７，１９８６）。なお、本法による検出限界は１×１０16分子／ｃｍ3 である。実施例１は２．９×１０１８分子／ｃｍ3、実施例２は５×１０１6分子／ｃｍ3未満であった。
【００６２】
（評価方法５：リソグラフィー光源適合性）
１３．２ｍＷ／ｃｍ２のＸｅエキシマランプを２０分間照射した際の、波長２１７ｎｍにおけるＸｅエキシマランプ照射前後の光透過率の差でみる低下量を測定して評価した。実施例２は０．０９２％であった。
【００６３】
なお、塩素濃度はすべて１０ｐｐｍ以下であった。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の合成石英ガラス製光学部材は、低複屈折であり、偏光照明を用いたり、液浸露光を行ったりすることに対応するフォトマスク基板として好適である。