測定方法及び測定冶具
【課題】板状体の表面に変形を生じさせることなく、高精度に板状体の表面形状の測定を行う測定方法を提供すること。
【解決手段】板状体を略垂直方向に自立させ、板状体の測定面を略垂直方向に立てることを特徴とする板状体の表面形状の測定方法、及び、この測定方法を好ましく用いることができる測定冶具を提供する。
本発明によれば、板状体の表面に変形を生じさせることなく、高精度に板状体の表面形状の測定を行う測定方法を提供することが可能である。
【解決手段】板状体を略垂直方向に自立させ、板状体の測定面を略垂直方向に立てることを特徴とする板状体の表面形状の測定方法、及び、この測定方法を好ましく用いることができる測定冶具を提供する。
本発明によれば、板状体の表面に変形を生じさせることなく、高精度に板状体の表面形状の測定を行う測定方法を提供することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体露光用フォトマスクをはじめとする板状体に使用する表面形状の測定方法及び測定冶具に関する。より詳しくは、寸法形状上或いは材質上、自重や外圧によりたわみ等の表面変形を生じやすい板状体の表面形状を高精度で効率よく測定することのできる、測定方法及び測定冶具に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造工程では、基板上にレジストを均一に塗布してパターニングしたフォトマスクのパターンに対して、露光装置による紫外線の照射が行われており、紫外線を照射することでフォトマスクのパターンを半導体ウエーハ上に転写している。フォトマスクのパターンは半導体ウエーハ上に縮小投影して転写を行うのが一般的であるが、このときに平面度の高い表面を有する基板を用いると、高精度かつ高精細に半導体ウエーハ上へのパターンの転写を行うことができる。そのため、半導体露光用フォトマスクに使用する基板表面の平面度は、基板にとっての重要な要素となっていた。
【０００３】
基板表面の平面度をはじめとした表面形状を測定する手段としては、光干渉法、レーザ反射法等が広く用いられている。平面度の測定を行うときには、基板（板状体）を垂直支持又は水平支持により支持することが一般的であるが、特に高精度の測定を行う場合には、水平支持に比べて自重変形しにくい垂直支持が用いられていた。板状体を垂直支持により支持する支持機構としては、特許文献１〜８が開示されている。
【０００４】
特許文献１には、板状体（マスク）をホルダの例えば前面に配し、一対のエアーパッドを介したホルダ挟持具によってこのホルダを挟み込む支持機構が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、板状体（被検ガラス）の位置出しをするための２つの下端用ガイド及び１つの側端用ガイドと、板状体の上端部を真空引きして支持するための９個の吸着カップと、を有する支持機構が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、垂直な保持板の表面に設けた少なくとも３個の真空パッドを用いて、測定対象の板状体を垂直に保持する支持機構が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、ケースの長手方向に離間して配置された一対の下部ホルダと、ケースの長手方向のほぼ中央部から延出され、その先端部に配置された上部ホルダと、を具備するとともに、測定時には下部ホルダ及び上部ホルダの各点で、板状体（フォトマスク）の厚さ方向に微小な力で板状体を支持する支持機構が開示されている。
【０００８】
特許文献５には、被測定物である板状体（ウエハー）の周縁部を保持する保持機構を備えた環状ホルダと、環状ホルダと固定部材の凹部と、の間に圧縮流体を供給して静圧流体層を形成することにより、この環状ホルダを回転自在に鉛直に静圧支持してなる支持機構が開示されている。
【０００９】
特許文献６には、円盤状に形成した板状体（薄板）の外周端を保持体により当接するとともに、この板状体の両面の相対する位置に向かって、気体を噴射してその両面に作用する気体の噴射力によって板状体を保持することを特徴とする板状体の支持機構が開示されている。
【００１０】
特許文献７には、加圧機構を用いて円盤状の板状体（ワーク）の径方向に力を加え、この加圧機構と２つの固定機構によって、ワ−クをいわゆる３点支持で固定する板状体の支持機構が開示されている。
【００１１】
特許文献８には、板バネを介した半球状の押さえと、２つの半円筒状支持台と、を用いて、板状体（板状被検体）を取付枠に固定する支持機構が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１９４８１６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４４６４８号公報
【特許文献３】特開２００２−１９５８２３号公報
【特許文献４】特開２０００−０５５６４１号公報
【特許文献５】特開平１０−０４７９４９号公報
【特許文献６】特開平０９−３２６４３０号公報
【特許文献７】特開平０８−０５４２０３号公報
【特許文献８】特開平０５−０７９８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このように垂直支持を行った場合においても、表面形状の測定には、高精度であることが求められていた。特許文献１〜８に示した従来の支持機構を用いて、板状体を垂直支持して表面形状の測定を行った場合には、板状体の転倒及び落下を防止するために、板状体の面方向又は厚さ方向に何らかの押圧力又は吸引力が作用していた。こうした押圧力又は吸引力は、板状体の表面に変形を生じさせる原因となっていた。板状体の表面の変形は、表面形状を測定する際の誤差要因となっていた。
【００１３】
本発明は、板状体の表面に変形を生じさせることなく、高精度に板状体の表面形状の測定を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、板状体を略垂直方向に自立させることにより、板状体の表面に押圧力又は吸引力によって変形を生じさせることなく表面形状の測定が行えることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
（１） 板状体の表面形状の測定方法であって、板状体を略垂直方向に自立させ、板状体の測定面を略垂直方向に立てることを特徴とする測定方法。
【００１６】
（２） 前記板状体の下端部と前記板状体の測定面とを略垂直にして、前記板状体を略垂直方向に自立させることを特徴とする、（１）記載の測定方法。
【００１７】
（３） 前記板状体の下端部と前記板状体の測定面の直角度が±５°であることを特徴とする、（２）記載の測定方法。
【００１８】
（４） 更に、前記板状体の下端部を支持するとともに、前記板状体の傾きを制限することを特徴とする、（１）から（３）のいずれか記載の測定方法。
【００１９】
（５） 前記傾きを、前記板状体の両方の主面側にそれぞれ存在する爪部により制限することを特徴とする、（４）記載の測定方法。
【００２０】
（６） 前記傾き（θ）を
【数１】
［但し、前記板状体の厚さをｔ、前記板状体の高さをｈとする。］
の範囲内に制限することを特徴とする、（４）又は（５）記載の測定方法。
【００２１】
（７） 前記板状体の下端部を、ロックウェル硬度（Ｍスケール）が７０以上である突当部によって支持することを特徴とする、（１）から（６）のいずれか記載の測定方法。
【００２２】
（８） 板状体の表面形状の測定に用いられる測定冶具であって、板状体の測定面を略垂直方向に自立させた状態で前記板状体の下端部を支持する突当部と、前記板状体の傾きを制限する傾き保持具と、を有することを特徴とする測定冶具。
【００２３】
（９） 前記傾き保持具が前記板状体の両方の主面側にそれぞれ存在する爪部からなり、前記板状体の厚さ方向における前記爪部の間隔が前記板状体の厚さよりも広いことを特徴とする、（８）記載の測定冶具。
【００２４】
（１０） 前記傾き保持具が互いに対向する爪部からなり、前記板状体の厚さ方向における前記爪部の間隔が前記板状体の厚さよりも広いことを特徴とする、（８）又は（９）記載の測定治具。
【００２５】
（１１） 前記傾き保持具が２つあり、前記傾き保持具の前記爪部が、前記突当部からそれぞれ同じ高さにあることを特徴とする、（１０）記載の測定治具。
【００２６】
（１２） 前記爪部が前記板状体の高さの１／２以上の箇所で前記板状体を保持することを特徴とする、（９）から（１１）のいずれか記載の測定治具。
【００２７】
（１３） 前記間隔（ｄ）が、
【数２】
［但し、前記板状体の厚さをｔ、前記板状体の高さをｈ、前記爪部の上端の前記突当部からの高さをｈ´とする。］
の範囲内であることを特徴とする、（９）から（１２）のいずれか記載の測定治具。
【００２８】
（１４） 前記爪部が前記板状体の両側に存在するとともに、前記板状体の幅方向における前記爪部の先端の最長距離が、前記板状体の幅よりも小さいことを特徴とする、（９）から（１３）のいずれか記載の測定治具。
【００２９】
（１５） 前記突当部のロックウェル硬度（Ｍスケール）が７０以上であることを特徴とする、（８）から（１４）のいずれか記載の測定冶具。
【００３０】
（１６） 前記傾き保持具において、前記板状体の一方の主面側に存在する爪部の長さが、前記板状体の他方の主面側に存在する爪部の長さよりも短いことを特徴とする、（９）から（１２）のいずれか記載の測定冶具。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、板状体の表面に変形を生じさせることなく、高精度に板状体の表面形状の測定を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００３３】
本発明の測定方法及び測定冶具は、板状体を略垂直方向に自立させ、板状体の測定面を略垂直方向に立てることを特徴とする。
【００３４】
本発明におけるロックウェル硬度（ＨＲ）は、ＡＳＴＭ Ｄ７８５の規格に規定されている硬度のことであり、材料表面に，規定の直径の圧子によって基準荷重を加えた時にできるくぼみの深さを基準値としたときに、試験荷重を一定時間加えた後に基準荷重に戻した時の塑性くぼみの深さから求められる値である。本発明においては、Ｍスケールによって表わされた硬度を採用する。ここで、ロックウェル硬度は、例えば株式会社フューチュアテック製ＦＲ−１ｅＬを用いて測定することができる。
【００３５】
以下、本発明の測定方法及び測定冶具の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。尚、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
【００３６】
本発明の測定方法及び測定冶具の実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態の測定冶具の（ａ）斜視図、及び（ｂ）要部断面図であり、図２は、本発明の実施形態の測定冶具の垂直方向の断面図である。
【００３７】
［測定冶具］
図１は、本発明の測定冶具１の（ａ）斜視図、及び（ｂ）要部断面図である。測定冶具１は、フレーム２と、板状体７の側面を保持して板状体７の傾きを制限する傾き保持具３と、板状体７の下端部を支持する突当部５とを備える。
【００３８】
板状体７は、傾き保持具３及び突当部５に保持され、測定面が垂直方向となるように自立し、表面形状の測定に供されるものである。板状体７の下端部と板状体７の測定面とを略垂直にすることが好ましい。板状体７の下端部と板状体７の測定面とを略垂直にすることで、板状体７の下端部を水平な面、例えば測定冶具１の突当部５に載置したときに、板状体７を容易に自立させることができる。板状体７の材質は、自立することができれば特に限定されず、半導体露光用マスク、ガラス板等であってもよい。
【００３９】
フレーム２には、傾き保持具３及び突当部５が固定される。フレーム２は、中央に穴の開いた、板状体７を囲む形状をしている。板状体７を囲む形状にすることで、フレーム２が曲がるのを抑制することができる。フレーム２及び穴の形状は特に限定されず、矩形であっても円形であってもよい。穴の大きさは、板状体７の全体が穴の内部に入るような大きさであることが好ましい。フレーム２の材質は特に限定されないが、剛性の高い材料、例えばアルミニウム等の金属により形成されていることが好ましい。
【００４０】
図１（ａ）においては、傾き保持具３は、フレーム２の穴のうち対向する２つの側面に設けられている。傾き保持具３の先端部分には爪部４が形成されている。本発明において、爪部４は板状体７の両方の主面側にそれぞれ設けられており、板状体７の厚さ方向における爪部４の間隔が板状体７の厚さより広いことが好ましい。このようにすることで、板状体７が倒れることを防ぎ、板状体７を自立させ、板状体７の変形を防止する効果がより得られやすくなる。また、板状体７の両方の主面側にそれぞれ存在する爪部４は、互いに同じ高さに対向させることが好ましい。このようにすることで、爪部４をより低いコストで作成することができる。ここで、傾き保持具３は、例えば図１（ａ）、（ｂ）のように、フレーム２と別体のものとしても形成することができるが、フレーム２の一部から傾き保持具３を形成してもよい。また、傾き保持具３は、図１（ｂ）のように、板状体７の両側面に２つ設けることが好ましく、そのときの傾き保持具３の爪部４の高さは、各々等しくすることが好ましい。傾き保持具３を板状体７の両側面に２つ設け、傾き保持具３の爪部４の高さを合わせることで、板状体７が倒れ込んだときに傾き保持具３から板状体７に掛かる力を分散させ、板状体７の破損を防ぐことができる。傾き保持具３の形状は、爪部４を板状体７と平行に設ける観点から、図１（ｂ）で示すような断面形状であることが好ましい。
【００４１】
さらに、板状体７の一方の主面側の爪部４を、他方の主面側の爪部４よりも短く形成することが好ましい。このように、一方の爪部４を短く形成し、短い爪部４を有する側に板状体７の機能面（例えばパターンニングする面）が位置するように板状体７を保持することで、板状体７の機能面の損傷を防ぎやすくなる。
【００４２】
ここで、爪部４を設ける高さは、板状体７の高さ（ｈ）の１／２以上とすることが好ましく、２／３以上とすることがより好ましく、３／４以上とすることが最も好ましい。板状体７の上部で爪部４により板状体７を保持することで、板状体７を自立させる効果がより得やすくなり、また、板状体７が倒れ込んだときに傾き保持具３から板状体７に掛かる力を軽減させることができる。
【００４３】
また、板状体７の両側面に２つ設けた傾き保持具３の爪部４の間隔は、板状体７の幅方向における爪部４の先端の最長距離が、板状体７の幅よりも小さくなることが好ましい。板状体７の幅方向の間隔をこのように規定することで、板状体７に外力等が働いたとしても、板状体７が転倒することを防ぐことができる。板状体７の両側面で対向させた傾き保持具３の爪部４のうち、板状体７の同一の主面と対向する側の爪部４の面は、同一平面上にあることが好ましい。爪部４の内側の面を同一平面上とすることで、爪部４と板状体７の間でより確実に一定の間隔を保持することができる。
【００４４】
さらに板状体７の両側面に２つ設けた傾き保持具３によって、板状体７を押圧しないものであることが好ましい。このようにすることで板状体７に押圧力を与えないで、正確な板状体７の表面形状の測定が行いやすくなるからである。板状体７の両側面に２つ設けた傾き保持具３によって板状体７を押圧しないためには、板状体７の幅方向における２つの爪部４の凹部の最短距離が板状体７の幅よりも大きくなることが好ましい。
【００４５】
さらに、爪部４の厚さ方向の間隔（ｄ）は、板状体７の厚さよりも広いことが好ましく、以下の数式で表される範囲内とすることがより好ましい。特に、爪部４の厚さ方向の間隔を以下の数式の範囲内に制限することにより、板状体７が外力等により傾いたとしても、板状体７の回転中心（図２の点Ｍ）から板状体７の重心（図２の点Ｇ）がはみ出すことがない。そのため、傾いた板状体７が自ずと自立した状態に戻る効果を得やすくなる。
【数３】
［但し、板状体７の厚さをｔ、板状体７の高さをｈ、爪部４の上端の突当部５からの高さをｈ´とする。］
【００４６】
爪部４の厚さ方向の間隔を上記範囲内に制限した場合には、板状体７の傾き（θ）は以下の数式で表される範囲内に制限される。すなわち、板状体７の傾き（θ）を以下の範囲内に制限することで、傾いた板状体７が自ずと自立した状態に戻る効果を得やすくなる。
【数４】
［但し、板状体７の厚さをｔ、板状体７の高さをｈとする。］
【００４７】
突当部５は、板状体７の下端部を支持する。突当部５の両脇には張出部６が形成されている。ここで、突当部５は、例えば図１（ａ）、（ｂ）のように、フレーム２とは独立して形成することができるが、フレーム２の一部を突当部５としてもよい。ここで、より確実に板状体７を保持する観点から、突当部５は同一平面上にあることが好ましい。突当部５の材質は特に限定されないが、突当部５の硬度が低いと板状体７の自重によって傾きやすくなるため、ロックウェル硬度が７０以上の材料を用いることが好ましく、８５以上の材料を用いることがより好ましく、１００以上の材料を用いることが最も好ましい。突当部５の材料としては例えば硬質ナイロンを用いることができる。
【００４８】
張出部６は、板状体７の両方の主面側にそれぞれ設けられており、板状体７の主面の下端部と対向して板状体７の脱落を防止するものである。このとき、張出部６は、板状体７を挟んで互いに対向することが好ましい。また、板状体７の一方の主面側の張出部６を、他方の主面側の張出部６よりも短く形成することが好ましい。このように、一方の張出部６を短く形成し、短い張出部６を有する側に板状体７の機能面（例えばパターンニングする面）が位置するように板状体７を保持することで、板状体７の機能面の損傷を防ぎやすくすることができる。
【００４９】
なお、本実施形態で好ましく用いる測定冶具１は、表面形状等を測定する際に倒れることなく自立するものであることが望ましいが、測定時以外における板状体７の取り付けられた冶具の取り扱いを容易にする観点から、測定冶具１の下部に脚部８を設けることが好ましい。
【００５０】
［測定方法］
本発明の測定方法は、板状体７を略垂直方向に自立させ、板状体７の測定面を略垂直方向に立てる、板状体７の表面形状の測定方法である。本実施形態では、上記測定冶具１を用いた場合を例にして説明する。
【００５１】
板状体７は、測定面が垂直方向となるように自立し、表面形状の測定に供されるものである。板状体７を略垂直方向に自立させることで、板状体７の表面又は側面を押圧することなく測定可能な状態を保つことができる。板状体７を一定の状態に保つために、板状体７に対して押圧力及び吸引力を作用させることがないため、板状体７の表面に変形を生じさせることなく、板状体７の本来有する表面形状を、高精度に測定することが可能になる。
【００５２】
ここで、板状体７の下端部は、板状体７の測定面と略垂直であることが好ましい。板状体７の下端部と板状体７の測定面とを略垂直にすることで、板状体７の下端部を水平な面、例えば測定冶具１の突当部５に載置したときに、板状体７を容易に自立させることができる。板状体７の材質は、自立することができれば特に限定されず、半導体露光用マスク、ガラス板等であってもよい。板状体７を容易に自立させるためには、板状体７の下端部と板状体７の測定面との直角度、すなわち、板状体７の下端部に垂直な方向と板状体７の測定面の方向との角度のずれの大きさは、±５°が好ましく、±３°がより好ましく、±１°が最も好ましい。
【００５３】
このような板状体７は、上述のような測定冶具１に設置して表面形状の測定を行うことが好ましい。測定冶具１を用いることで、突当部５で板状体７の下端部を支持するとともに、爪部４で板状体７の傾きを制限することができる。ここで、板状体７の測定冶具１への設置は、例えば、対向する爪部４の間に板状体７の側面を挟み込むとともに、対向する張出部６の間に板状体７の下端部を挟み込むことにより行うことができる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５５】
本実施例において測定した平面度（ＰＶ）とは、板状体である基板の面積をＳ１、測定領域をＳ２としたとき、Ｓ２／Ｓ１の値が８５％以上（Ｓ２はＳ１と重心を同じくする相似形状である）の測定領域について、基板表面の任意の基準面からの表面形状の最大高さと最小高さの差をいい、半導体レーザを波長変更光源としフーリエ変換位相シフト法を利用した測定機を用いて、解像度０．３ｍｍ／ピクセルの条件で得られる値である。平面度は、具体的には、例えばＺｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって測定することができる。
【００５６】
また、ＥＵＶＬに使用するフォトマスク基板の場合は、１５２ｍｍ×１５２ｍｍの正方形基板に対して、１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域を測定領域とした。
【００５７】
実施例に使用した測定治具は図１と同様の形状であり、詳細は以下の通りである。フレームの穴の形状は縦２００ｍｍ、横２６０ｍｍの長方形である。爪部の最上部は突当部から１５２ｍｍの位置にあり、爪部の間隔は７ｍｍ、２つ設けた傾き保持具の爪部の先端の最長距離は１４３ｍｍであり、板状体の幅方向における２つの爪部の凹部の最短距離は１５３ｍｍである。突当部はロックウェル硬度（Ｍスケール）１１５の硬質ナイロンを使用した。突当部の張出部の高さは一方の主面側（基板の機能面側）が３ｍｍ、他方が５ｍｍである。
【００５８】
［実施例１］
測定対象として、縦１５２ｍｍ、横１５２ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍ、基板の下端部と測定面の直角度が＋０．８°であり、結晶化ガラス（株式会社オハラ製「ＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭ−Ｚ ＨＳ」）からなるフォトマスク用の基板を用いて、平面度の測定を実施した。
【００５９】
本発明の測定治具に上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、この基板は測定治具の突当部に略自立し、測定面が略垂直に自立した状態になった。１回の測定が終わるごとに測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が２５１．５１３ｎｍＰＶ、２回目が２４８．０５７ｎｍＰＶ、３回目が１６９．９２２ｎｍＰＶ、４回目が１５５．１７８ｎｍＰＶ、５回目が１８４．５２２ｎｍＰＶであり、平均値は２０１．８３８ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、４４．９９８ｎｍＰＶであった。
【００６０】
［実施例２］
測定対象として、縦１５２ｍｍ、横１５２ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍ、基板の下端部と測定面の直角度が＋０．６°であり、結晶化ガラス（株式会社オハラ製「ＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭ−Ｚ ＨＳ」）からなるフォトマスク用の基板を新たに用意し、平面度の測定を実施した。
【００６１】
本発明の測定治具に上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、基板は測定治具の突当部に略自立し、測定面が略垂直に自立した状態になった。１回の測定が終わるごとに測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が１５０．５３３ｎｍＰＶ、２回目が１９２．１８８ｎｍＰＶ、３回目が１９６．０４１ｎｍＰＶ、４回目が１９９．６９１ｎｍＰＶ、５回目が１９９．８２６ｎｍＰＶであり、平均値は１８７．６５６ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、２０．９８８ｎｍＰＶであった。
【００６２】
［実施例３］
測定対象として、縦１５２ｍｍ、横１５２ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍ、基板の下端部と測定面の直角度が＋０．７°であり、結晶化ガラス（株式会社オハラ製「ＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭ−Ｚ ＨＳ」）からなるフォトマスク用の基板を新たに用意し、平面度の測定を実施した。
【００６３】
本発明の測定治具に、上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、基板は測定治具の突当部に略自立し、測定面が略垂直に自立した状態になった。１回の測定が終わるごとに測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が１２３．０７２ｎｍＰＶ、２回目が１２０．４９４ｎｍＰＶ、３回目が１２０．５７１ｎｍＰＶ、４回目が１６５．９０５ｎｍＰＶ、５回目が１６７．００６ｎｍＰＶであり、平均値は１３９．４１０ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、２４．７１４ｎｍＰＶであった。
【００６４】
［実施例４］
測定対象として、縦１５２ｍｍ、横１５２ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍ、基板の下端部と測定面の直角度が＋０．５°であり、結晶化ガラス（株式会社オハラ製「ＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭ−Ｚ ＨＳ」）からなるフォトマスク用の基板を新たに用意し、平面度の測定を実施した。
【００６５】
本発明の測定治具に、上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、基板は測定治具の突当部に略自立し、測定面が略垂直に自立した状態になった。１回の測定が終わるごとに測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が２００．６９５ｎｍＰＶ、２回目が１９６．３９８ｎｍＰＶ、３回目が１８４．７９２ｎｍＰＶ、４回目が１７９．３６５ｎｍＰＶ、５回目が１８２．５５２ｎｍＰＶであり、平均値は１８８．７６０ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、９．２６５ｎｍＰＶであった。
【００６６】
［比較例１］
測定対象として、実施例１で用いた基板と同じ基板を用いて、平面度の測定を実施した。
【００６７】
実施例１で使用した測定治具とは異なり、基板の下面をロックウェル硬度（Ｍスケール）が４５のゴムで支持し、ガラス基板の側面を押圧することにより固定して保持する測定治具を用いた。この測定治具に上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、基板は測定治具に押圧されることに保持されていた。１回の測定が終わるごとにこの測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が１７９．４２３ｎｍＰＶ、２回目が５３０．３３３ｎｍＰＶ、３回目が１３２９．１７３ｎｍＰＶ、４回目が１２８５．７４２ｎｍＰＶ、５回目が６９６．０８４ｎｍＰＶであり、平均値は８０４．１５１ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、４９６．１１４ｎｍＰＶであった。
【００６８】
［比較例２］
測定対象として、実施例２で用いた基板と同じ基板を用いて、平面度の測定を実施した。
【００６９】
実施例２で使用した測定治具とは異なり、基板の下面をロックウェル硬度（Ｍスケール）が４５のゴムで支持し、ガラス基板の側面を押圧することにより固定して保持する測定治具を用いた。この測定治具に上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、基板は測定治具に押圧されることに保持されていた。１回の測定が終わるごとにこの測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が１６６８．１２９ｎｍＰＶ、２回目が２２１．１８５ｎｍＰＶ、３回目が５３６．２６４ｎｍＰＶ、４回目が１２３４．２９３ｎｍＰＶ、５回目が１６８３．９２５ｎｍＰＶであり、平均値は１０６８．７５９ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、６６４．６４４ｎｍＰＶであった。
【００７０】
［比較例３］
測定対象として、実施例３で用いた基板と同じ基板を用いて、平面度の測定を実施した。
【００７１】
実施例３で使用した測定治具とは異なり、基板の下面をロックウェル硬度（Ｍスケール）が４５のゴムで支持し、ガラス基板の側面を押圧することにより固定して保持する測定治具を用いた。この測定治具に上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、基板は測定治具に押圧されることに保持されていた。１回の測定が終わるごとにこの測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が２５３．６１４ｎｍＰＶ、２回目が２３１８．３２１５ｎｍＰＶ、３回目が１３６５．２８７ｎｍＰＶ、４回目が２２１１．２７６ｎｍＰＶ、５回目が２８７．５３９ｎｍＰＶであり、平均値は１２８７．２０７ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、９９８．８５５ｎｍＰＶであった。
【００７２】
＜評価＞
上記実施例及び比較例の測定結果からも明らかなように、同じ基板の平面度を５回繰り返し測定した結果、実施例の構成ではバラツキが小さく高精度に測定することができたが、比較例では標準偏差で１００ｎｍＰＶより大きなバラツキが発生し、高精度な測定を行うことができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態の測定冶具の（ａ）斜視図及び（ｂ）要部断面図である。
【図２】本発明の実施形態の測定冶具の垂直方向の断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 測定冶具
２ フレーム
３ 傾き保持具
４ 爪部
５ 突当部
６ 張出部
７ 板状体
８ 脚部
ｈ 板状体の高さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体露光用フォトマスクをはじめとする板状体に使用する表面形状の測定方法及び測定冶具に関する。より詳しくは、寸法形状上或いは材質上、自重や外圧によりたわみ等の表面変形を生じやすい板状体の表面形状を高精度で効率よく測定することのできる、測定方法及び測定冶具に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造工程では、基板上にレジストを均一に塗布してパターニングしたフォトマスクのパターンに対して、露光装置による紫外線の照射が行われており、紫外線を照射することでフォトマスクのパターンを半導体ウエーハ上に転写している。フォトマスクのパターンは半導体ウエーハ上に縮小投影して転写を行うのが一般的であるが、このときに平面度の高い表面を有する基板を用いると、高精度かつ高精細に半導体ウエーハ上へのパターンの転写を行うことができる。そのため、半導体露光用フォトマスクに使用する基板表面の平面度は、基板にとっての重要な要素となっていた。
【０００３】
基板表面の平面度をはじめとした表面形状を測定する手段としては、光干渉法、レーザ反射法等が広く用いられている。平面度の測定を行うときには、基板（板状体）を垂直支持又は水平支持により支持することが一般的であるが、特に高精度の測定を行う場合には、水平支持に比べて自重変形しにくい垂直支持が用いられていた。板状体を垂直支持により支持する支持機構としては、特許文献１〜８が開示されている。
【０００４】
特許文献１には、板状体（マスク）をホルダの例えば前面に配し、一対のエアーパッドを介したホルダ挟持具によってこのホルダを挟み込む支持機構が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、板状体（被検ガラス）の位置出しをするための２つの下端用ガイド及び１つの側端用ガイドと、板状体の上端部を真空引きして支持するための９個の吸着カップと、を有する支持機構が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、垂直な保持板の表面に設けた少なくとも３個の真空パッドを用いて、測定対象の板状体を垂直に保持する支持機構が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、ケースの長手方向に離間して配置された一対の下部ホルダと、ケースの長手方向のほぼ中央部から延出され、その先端部に配置された上部ホルダと、を具備するとともに、測定時には下部ホルダ及び上部ホルダの各点で、板状体（フォトマスク）の厚さ方向に微小な力で板状体を支持する支持機構が開示されている。
【０００８】
特許文献５には、被測定物である板状体（ウエハー）の周縁部を保持する保持機構を備えた環状ホルダと、環状ホルダと固定部材の凹部と、の間に圧縮流体を供給して静圧流体層を形成することにより、この環状ホルダを回転自在に鉛直に静圧支持してなる支持機構が開示されている。
【０００９】
特許文献６には、円盤状に形成した板状体（薄板）の外周端を保持体により当接するとともに、この板状体の両面の相対する位置に向かって、気体を噴射してその両面に作用する気体の噴射力によって板状体を保持することを特徴とする板状体の支持機構が開示されている。
【００１０】
特許文献７には、加圧機構を用いて円盤状の板状体（ワーク）の径方向に力を加え、この加圧機構と２つの固定機構によって、ワ−クをいわゆる３点支持で固定する板状体の支持機構が開示されている。
【００１１】
特許文献８には、板バネを介した半球状の押さえと、２つの半円筒状支持台と、を用いて、板状体（板状被検体）を取付枠に固定する支持機構が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１９４８１６号公報
【特許文献２】特開２００４−１４４６４８号公報
【特許文献３】特開２００２−１９５８２３号公報
【特許文献４】特開２０００−０５５６４１号公報
【特許文献５】特開平１０−０４７９４９号公報
【特許文献６】特開平０９−３２６４３０号公報
【特許文献７】特開平０８−０５４２０３号公報
【特許文献８】特開平０５−０７９８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このように垂直支持を行った場合においても、表面形状の測定には、高精度であることが求められていた。特許文献１〜８に示した従来の支持機構を用いて、板状体を垂直支持して表面形状の測定を行った場合には、板状体の転倒及び落下を防止するために、板状体の面方向又は厚さ方向に何らかの押圧力又は吸引力が作用していた。こうした押圧力又は吸引力は、板状体の表面に変形を生じさせる原因となっていた。板状体の表面の変形は、表面形状を測定する際の誤差要因となっていた。
【００１３】
本発明は、板状体の表面に変形を生じさせることなく、高精度に板状体の表面形状の測定を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、板状体を略垂直方向に自立させることにより、板状体の表面に押圧力又は吸引力によって変形を生じさせることなく表面形状の測定が行えることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
（１） 板状体の表面形状の測定方法であって、板状体を略垂直方向に自立させ、板状体の測定面を略垂直方向に立てることを特徴とする測定方法。
【００１６】
（２） 前記板状体の下端部と前記板状体の測定面とを略垂直にして、前記板状体を略垂直方向に自立させることを特徴とする、（１）記載の測定方法。
【００１７】
（３） 前記板状体の下端部と前記板状体の測定面の直角度が±５°であることを特徴とする、（２）記載の測定方法。
【００１８】
（４） 更に、前記板状体の下端部を支持するとともに、前記板状体の傾きを制限することを特徴とする、（１）から（３）のいずれか記載の測定方法。
【００１９】
（５） 前記傾きを、前記板状体の両方の主面側にそれぞれ存在する爪部により制限することを特徴とする、（４）記載の測定方法。
【００２０】
（６） 前記傾き（θ）を
【数１】
［但し、前記板状体の厚さをｔ、前記板状体の高さをｈとする。］
の範囲内に制限することを特徴とする、（４）又は（５）記載の測定方法。
【００２１】
（７） 前記板状体の下端部を、ロックウェル硬度（Ｍスケール）が７０以上である突当部によって支持することを特徴とする、（１）から（６）のいずれか記載の測定方法。
【００２２】
（８） 板状体の表面形状の測定に用いられる測定冶具であって、板状体の測定面を略垂直方向に自立させた状態で前記板状体の下端部を支持する突当部と、前記板状体の傾きを制限する傾き保持具と、を有することを特徴とする測定冶具。
【００２３】
（９） 前記傾き保持具が前記板状体の両方の主面側にそれぞれ存在する爪部からなり、前記板状体の厚さ方向における前記爪部の間隔が前記板状体の厚さよりも広いことを特徴とする、（８）記載の測定冶具。
【００２４】
（１０） 前記傾き保持具が互いに対向する爪部からなり、前記板状体の厚さ方向における前記爪部の間隔が前記板状体の厚さよりも広いことを特徴とする、（８）又は（９）記載の測定治具。
【００２５】
（１１） 前記傾き保持具が２つあり、前記傾き保持具の前記爪部が、前記突当部からそれぞれ同じ高さにあることを特徴とする、（１０）記載の測定治具。
【００２６】
（１２） 前記爪部が前記板状体の高さの１／２以上の箇所で前記板状体を保持することを特徴とする、（９）から（１１）のいずれか記載の測定治具。
【００２７】
（１３） 前記間隔（ｄ）が、
【数２】
［但し、前記板状体の厚さをｔ、前記板状体の高さをｈ、前記爪部の上端の前記突当部からの高さをｈ´とする。］
の範囲内であることを特徴とする、（９）から（１２）のいずれか記載の測定治具。
【００２８】
（１４） 前記爪部が前記板状体の両側に存在するとともに、前記板状体の幅方向における前記爪部の先端の最長距離が、前記板状体の幅よりも小さいことを特徴とする、（９）から（１３）のいずれか記載の測定治具。
【００２９】
（１５） 前記突当部のロックウェル硬度（Ｍスケール）が７０以上であることを特徴とする、（８）から（１４）のいずれか記載の測定冶具。
【００３０】
（１６） 前記傾き保持具において、前記板状体の一方の主面側に存在する爪部の長さが、前記板状体の他方の主面側に存在する爪部の長さよりも短いことを特徴とする、（９）から（１２）のいずれか記載の測定冶具。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、板状体の表面に変形を生じさせることなく、高精度に板状体の表面形状の測定を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００３３】
本発明の測定方法及び測定冶具は、板状体を略垂直方向に自立させ、板状体の測定面を略垂直方向に立てることを特徴とする。
【００３４】
本発明におけるロックウェル硬度（ＨＲ）は、ＡＳＴＭ Ｄ７８５の規格に規定されている硬度のことであり、材料表面に，規定の直径の圧子によって基準荷重を加えた時にできるくぼみの深さを基準値としたときに、試験荷重を一定時間加えた後に基準荷重に戻した時の塑性くぼみの深さから求められる値である。本発明においては、Ｍスケールによって表わされた硬度を採用する。ここで、ロックウェル硬度は、例えば株式会社フューチュアテック製ＦＲ−１ｅＬを用いて測定することができる。
【００３５】
以下、本発明の測定方法及び測定冶具の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。尚、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
【００３６】
本発明の測定方法及び測定冶具の実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態の測定冶具の（ａ）斜視図、及び（ｂ）要部断面図であり、図２は、本発明の実施形態の測定冶具の垂直方向の断面図である。
【００３７】
［測定冶具］
図１は、本発明の測定冶具１の（ａ）斜視図、及び（ｂ）要部断面図である。測定冶具１は、フレーム２と、板状体７の側面を保持して板状体７の傾きを制限する傾き保持具３と、板状体７の下端部を支持する突当部５とを備える。
【００３８】
板状体７は、傾き保持具３及び突当部５に保持され、測定面が垂直方向となるように自立し、表面形状の測定に供されるものである。板状体７の下端部と板状体７の測定面とを略垂直にすることが好ましい。板状体７の下端部と板状体７の測定面とを略垂直にすることで、板状体７の下端部を水平な面、例えば測定冶具１の突当部５に載置したときに、板状体７を容易に自立させることができる。板状体７の材質は、自立することができれば特に限定されず、半導体露光用マスク、ガラス板等であってもよい。
【００３９】
フレーム２には、傾き保持具３及び突当部５が固定される。フレーム２は、中央に穴の開いた、板状体７を囲む形状をしている。板状体７を囲む形状にすることで、フレーム２が曲がるのを抑制することができる。フレーム２及び穴の形状は特に限定されず、矩形であっても円形であってもよい。穴の大きさは、板状体７の全体が穴の内部に入るような大きさであることが好ましい。フレーム２の材質は特に限定されないが、剛性の高い材料、例えばアルミニウム等の金属により形成されていることが好ましい。
【００４０】
図１（ａ）においては、傾き保持具３は、フレーム２の穴のうち対向する２つの側面に設けられている。傾き保持具３の先端部分には爪部４が形成されている。本発明において、爪部４は板状体７の両方の主面側にそれぞれ設けられており、板状体７の厚さ方向における爪部４の間隔が板状体７の厚さより広いことが好ましい。このようにすることで、板状体７が倒れることを防ぎ、板状体７を自立させ、板状体７の変形を防止する効果がより得られやすくなる。また、板状体７の両方の主面側にそれぞれ存在する爪部４は、互いに同じ高さに対向させることが好ましい。このようにすることで、爪部４をより低いコストで作成することができる。ここで、傾き保持具３は、例えば図１（ａ）、（ｂ）のように、フレーム２と別体のものとしても形成することができるが、フレーム２の一部から傾き保持具３を形成してもよい。また、傾き保持具３は、図１（ｂ）のように、板状体７の両側面に２つ設けることが好ましく、そのときの傾き保持具３の爪部４の高さは、各々等しくすることが好ましい。傾き保持具３を板状体７の両側面に２つ設け、傾き保持具３の爪部４の高さを合わせることで、板状体７が倒れ込んだときに傾き保持具３から板状体７に掛かる力を分散させ、板状体７の破損を防ぐことができる。傾き保持具３の形状は、爪部４を板状体７と平行に設ける観点から、図１（ｂ）で示すような断面形状であることが好ましい。
【００４１】
さらに、板状体７の一方の主面側の爪部４を、他方の主面側の爪部４よりも短く形成することが好ましい。このように、一方の爪部４を短く形成し、短い爪部４を有する側に板状体７の機能面（例えばパターンニングする面）が位置するように板状体７を保持することで、板状体７の機能面の損傷を防ぎやすくなる。
【００４２】
ここで、爪部４を設ける高さは、板状体７の高さ（ｈ）の１／２以上とすることが好ましく、２／３以上とすることがより好ましく、３／４以上とすることが最も好ましい。板状体７の上部で爪部４により板状体７を保持することで、板状体７を自立させる効果がより得やすくなり、また、板状体７が倒れ込んだときに傾き保持具３から板状体７に掛かる力を軽減させることができる。
【００４３】
また、板状体７の両側面に２つ設けた傾き保持具３の爪部４の間隔は、板状体７の幅方向における爪部４の先端の最長距離が、板状体７の幅よりも小さくなることが好ましい。板状体７の幅方向の間隔をこのように規定することで、板状体７に外力等が働いたとしても、板状体７が転倒することを防ぐことができる。板状体７の両側面で対向させた傾き保持具３の爪部４のうち、板状体７の同一の主面と対向する側の爪部４の面は、同一平面上にあることが好ましい。爪部４の内側の面を同一平面上とすることで、爪部４と板状体７の間でより確実に一定の間隔を保持することができる。
【００４４】
さらに板状体７の両側面に２つ設けた傾き保持具３によって、板状体７を押圧しないものであることが好ましい。このようにすることで板状体７に押圧力を与えないで、正確な板状体７の表面形状の測定が行いやすくなるからである。板状体７の両側面に２つ設けた傾き保持具３によって板状体７を押圧しないためには、板状体７の幅方向における２つの爪部４の凹部の最短距離が板状体７の幅よりも大きくなることが好ましい。
【００４５】
さらに、爪部４の厚さ方向の間隔（ｄ）は、板状体７の厚さよりも広いことが好ましく、以下の数式で表される範囲内とすることがより好ましい。特に、爪部４の厚さ方向の間隔を以下の数式の範囲内に制限することにより、板状体７が外力等により傾いたとしても、板状体７の回転中心（図２の点Ｍ）から板状体７の重心（図２の点Ｇ）がはみ出すことがない。そのため、傾いた板状体７が自ずと自立した状態に戻る効果を得やすくなる。
【数３】
［但し、板状体７の厚さをｔ、板状体７の高さをｈ、爪部４の上端の突当部５からの高さをｈ´とする。］
【００４６】
爪部４の厚さ方向の間隔を上記範囲内に制限した場合には、板状体７の傾き（θ）は以下の数式で表される範囲内に制限される。すなわち、板状体７の傾き（θ）を以下の範囲内に制限することで、傾いた板状体７が自ずと自立した状態に戻る効果を得やすくなる。
【数４】
［但し、板状体７の厚さをｔ、板状体７の高さをｈとする。］
【００４７】
突当部５は、板状体７の下端部を支持する。突当部５の両脇には張出部６が形成されている。ここで、突当部５は、例えば図１（ａ）、（ｂ）のように、フレーム２とは独立して形成することができるが、フレーム２の一部を突当部５としてもよい。ここで、より確実に板状体７を保持する観点から、突当部５は同一平面上にあることが好ましい。突当部５の材質は特に限定されないが、突当部５の硬度が低いと板状体７の自重によって傾きやすくなるため、ロックウェル硬度が７０以上の材料を用いることが好ましく、８５以上の材料を用いることがより好ましく、１００以上の材料を用いることが最も好ましい。突当部５の材料としては例えば硬質ナイロンを用いることができる。
【００４８】
張出部６は、板状体７の両方の主面側にそれぞれ設けられており、板状体７の主面の下端部と対向して板状体７の脱落を防止するものである。このとき、張出部６は、板状体７を挟んで互いに対向することが好ましい。また、板状体７の一方の主面側の張出部６を、他方の主面側の張出部６よりも短く形成することが好ましい。このように、一方の張出部６を短く形成し、短い張出部６を有する側に板状体７の機能面（例えばパターンニングする面）が位置するように板状体７を保持することで、板状体７の機能面の損傷を防ぎやすくすることができる。
【００４９】
なお、本実施形態で好ましく用いる測定冶具１は、表面形状等を測定する際に倒れることなく自立するものであることが望ましいが、測定時以外における板状体７の取り付けられた冶具の取り扱いを容易にする観点から、測定冶具１の下部に脚部８を設けることが好ましい。
【００５０】
［測定方法］
本発明の測定方法は、板状体７を略垂直方向に自立させ、板状体７の測定面を略垂直方向に立てる、板状体７の表面形状の測定方法である。本実施形態では、上記測定冶具１を用いた場合を例にして説明する。
【００５１】
板状体７は、測定面が垂直方向となるように自立し、表面形状の測定に供されるものである。板状体７を略垂直方向に自立させることで、板状体７の表面又は側面を押圧することなく測定可能な状態を保つことができる。板状体７を一定の状態に保つために、板状体７に対して押圧力及び吸引力を作用させることがないため、板状体７の表面に変形を生じさせることなく、板状体７の本来有する表面形状を、高精度に測定することが可能になる。
【００５２】
ここで、板状体７の下端部は、板状体７の測定面と略垂直であることが好ましい。板状体７の下端部と板状体７の測定面とを略垂直にすることで、板状体７の下端部を水平な面、例えば測定冶具１の突当部５に載置したときに、板状体７を容易に自立させることができる。板状体７の材質は、自立することができれば特に限定されず、半導体露光用マスク、ガラス板等であってもよい。板状体７を容易に自立させるためには、板状体７の下端部と板状体７の測定面との直角度、すなわち、板状体７の下端部に垂直な方向と板状体７の測定面の方向との角度のずれの大きさは、±５°が好ましく、±３°がより好ましく、±１°が最も好ましい。
【００５３】
このような板状体７は、上述のような測定冶具１に設置して表面形状の測定を行うことが好ましい。測定冶具１を用いることで、突当部５で板状体７の下端部を支持するとともに、爪部４で板状体７の傾きを制限することができる。ここで、板状体７の測定冶具１への設置は、例えば、対向する爪部４の間に板状体７の側面を挟み込むとともに、対向する張出部６の間に板状体７の下端部を挟み込むことにより行うことができる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５５】
本実施例において測定した平面度（ＰＶ）とは、板状体である基板の面積をＳ１、測定領域をＳ２としたとき、Ｓ２／Ｓ１の値が８５％以上（Ｓ２はＳ１と重心を同じくする相似形状である）の測定領域について、基板表面の任意の基準面からの表面形状の最大高さと最小高さの差をいい、半導体レーザを波長変更光源としフーリエ変換位相シフト法を利用した測定機を用いて、解像度０．３ｍｍ／ピクセルの条件で得られる値である。平面度は、具体的には、例えばＺｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって測定することができる。
【００５６】
また、ＥＵＶＬに使用するフォトマスク基板の場合は、１５２ｍｍ×１５２ｍｍの正方形基板に対して、１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域を測定領域とした。
【００５７】
実施例に使用した測定治具は図１と同様の形状であり、詳細は以下の通りである。フレームの穴の形状は縦２００ｍｍ、横２６０ｍｍの長方形である。爪部の最上部は突当部から１５２ｍｍの位置にあり、爪部の間隔は７ｍｍ、２つ設けた傾き保持具の爪部の先端の最長距離は１４３ｍｍであり、板状体の幅方向における２つの爪部の凹部の最短距離は１５３ｍｍである。突当部はロックウェル硬度（Ｍスケール）１１５の硬質ナイロンを使用した。突当部の張出部の高さは一方の主面側（基板の機能面側）が３ｍｍ、他方が５ｍｍである。
【００５８】
［実施例１］
測定対象として、縦１５２ｍｍ、横１５２ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍ、基板の下端部と測定面の直角度が＋０．８°であり、結晶化ガラス（株式会社オハラ製「ＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭ−Ｚ ＨＳ」）からなるフォトマスク用の基板を用いて、平面度の測定を実施した。
【００５９】
本発明の測定治具に上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、この基板は測定治具の突当部に略自立し、測定面が略垂直に自立した状態になった。１回の測定が終わるごとに測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が２５１．５１３ｎｍＰＶ、２回目が２４８．０５７ｎｍＰＶ、３回目が１６９．９２２ｎｍＰＶ、４回目が１５５．１７８ｎｍＰＶ、５回目が１８４．５２２ｎｍＰＶであり、平均値は２０１．８３８ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、４４．９９８ｎｍＰＶであった。
【００６０】
［実施例２］
測定対象として、縦１５２ｍｍ、横１５２ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍ、基板の下端部と測定面の直角度が＋０．６°であり、結晶化ガラス（株式会社オハラ製「ＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭ−Ｚ ＨＳ」）からなるフォトマスク用の基板を新たに用意し、平面度の測定を実施した。
【００６１】
本発明の測定治具に上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、基板は測定治具の突当部に略自立し、測定面が略垂直に自立した状態になった。１回の測定が終わるごとに測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が１５０．５３３ｎｍＰＶ、２回目が１９２．１８８ｎｍＰＶ、３回目が１９６．０４１ｎｍＰＶ、４回目が１９９．６９１ｎｍＰＶ、５回目が１９９．８２６ｎｍＰＶであり、平均値は１８７．６５６ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、２０．９８８ｎｍＰＶであった。
【００６２】
［実施例３］
測定対象として、縦１５２ｍｍ、横１５２ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍ、基板の下端部と測定面の直角度が＋０．７°であり、結晶化ガラス（株式会社オハラ製「ＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭ−Ｚ ＨＳ」）からなるフォトマスク用の基板を新たに用意し、平面度の測定を実施した。
【００６３】
本発明の測定治具に、上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、基板は測定治具の突当部に略自立し、測定面が略垂直に自立した状態になった。１回の測定が終わるごとに測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が１２３．０７２ｎｍＰＶ、２回目が１２０．４９４ｎｍＰＶ、３回目が１２０．５７１ｎｍＰＶ、４回目が１６５．９０５ｎｍＰＶ、５回目が１６７．００６ｎｍＰＶであり、平均値は１３９．４１０ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、２４．７１４ｎｍＰＶであった。
【００６４】
［実施例４］
測定対象として、縦１５２ｍｍ、横１５２ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍ、基板の下端部と測定面の直角度が＋０．５°であり、結晶化ガラス（株式会社オハラ製「ＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭ−Ｚ ＨＳ」）からなるフォトマスク用の基板を新たに用意し、平面度の測定を実施した。
【００６５】
本発明の測定治具に、上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、基板は測定治具の突当部に略自立し、測定面が略垂直に自立した状態になった。１回の測定が終わるごとに測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が２００．６９５ｎｍＰＶ、２回目が１９６．３９８ｎｍＰＶ、３回目が１８４．７９２ｎｍＰＶ、４回目が１７９．３６５ｎｍＰＶ、５回目が１８２．５５２ｎｍＰＶであり、平均値は１８８．７６０ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、９．２６５ｎｍＰＶであった。
【００６６】
［比較例１］
測定対象として、実施例１で用いた基板と同じ基板を用いて、平面度の測定を実施した。
【００６７】
実施例１で使用した測定治具とは異なり、基板の下面をロックウェル硬度（Ｍスケール）が４５のゴムで支持し、ガラス基板の側面を押圧することにより固定して保持する測定治具を用いた。この測定治具に上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、基板は測定治具に押圧されることに保持されていた。１回の測定が終わるごとにこの測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が１７９．４２３ｎｍＰＶ、２回目が５３０．３３３ｎｍＰＶ、３回目が１３２９．１７３ｎｍＰＶ、４回目が１２８５．７４２ｎｍＰＶ、５回目が６９６．０８４ｎｍＰＶであり、平均値は８０４．１５１ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、４９６．１１４ｎｍＰＶであった。
【００６８】
［比較例２］
測定対象として、実施例２で用いた基板と同じ基板を用いて、平面度の測定を実施した。
【００６９】
実施例２で使用した測定治具とは異なり、基板の下面をロックウェル硬度（Ｍスケール）が４５のゴムで支持し、ガラス基板の側面を押圧することにより固定して保持する測定治具を用いた。この測定治具に上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、基板は測定治具に押圧されることに保持されていた。１回の測定が終わるごとにこの測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が１６６８．１２９ｎｍＰＶ、２回目が２２１．１８５ｎｍＰＶ、３回目が５３６．２６４ｎｍＰＶ、４回目が１２３４．２９３ｎｍＰＶ、５回目が１６８３．９２５ｎｍＰＶであり、平均値は１０６８．７５９ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、６６４．６４４ｎｍＰＶであった。
【００７０】
［比較例３］
測定対象として、実施例３で用いた基板と同じ基板を用いて、平面度の測定を実施した。
【００７１】
実施例３で使用した測定治具とは異なり、基板の下面をロックウェル硬度（Ｍスケール）が４５のゴムで支持し、ガラス基板の側面を押圧することにより固定して保持する測定治具を用いた。この測定治具に上述の基板をセットし、Ｚｙｇｏ社のＶｅｒｉＦｉｒｅ−ＡＴによって平面度の測定を行った。測定時において、基板は測定治具に押圧されることに保持されていた。１回の測定が終わるごとにこの測定治具から基板を取り外し、再度セットし直すことを繰り返し、５回の測定を実施した。平面度の測定値としては１回目が２５３．６１４ｎｍＰＶ、２回目が２３１８．３２１５ｎｍＰＶ、３回目が１３６５．２８７ｎｍＰＶ、４回目が２２１１．２７６ｎｍＰＶ、５回目が２８７．５３９ｎｍＰＶであり、平均値は１２８７．２０７ｎｍＰＶであった。また、標準偏差としては、９９８．８５５ｎｍＰＶであった。
【００７２】
＜評価＞
上記実施例及び比較例の測定結果からも明らかなように、同じ基板の平面度を５回繰り返し測定した結果、実施例の構成ではバラツキが小さく高精度に測定することができたが、比較例では標準偏差で１００ｎｍＰＶより大きなバラツキが発生し、高精度な測定を行うことができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態の測定冶具の（ａ）斜視図及び（ｂ）要部断面図である。
【図２】本発明の実施形態の測定冶具の垂直方向の断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 測定冶具
２ フレーム
３ 傾き保持具
４ 爪部
５ 突当部
６ 張出部
７ 板状体
８ 脚部
ｈ 板状体の高さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状体の表面形状の測定方法であって、
板状体を略垂直方向に自立させ、板状体の測定面を略垂直方向に立てることを特徴とする測定方法。
【請求項２】
前記板状体の下端部と前記板状体の測定面とを略垂直にして、前記板状体を略垂直方向に自立させることを特徴とする、請求項１記載の測定方法。
【請求項３】
前記板状体の下端部と前記板状体の測定面の直角度が±５°であることを特徴とする、請求項２記載の測定方法。
【請求項４】
更に、前記板状体の下端部を支持するとともに、
前記板状体の傾きを制限することを特徴とする、請求項１から３のいずれか記載の測定方法。
【請求項５】
前記傾きを、前記板状体の両方の主面側にそれぞれ存在する爪部により制限することを特徴とする、請求項４記載の測定方法。
【請求項６】
前記傾き（θ）を
［但し、前記板状体の厚さをｔ、前記板状体の高さをｈとする。］
の範囲内に制限することを特徴とする、請求項４又は５記載の測定方法。
【請求項７】
前記板状体の下端部を、ロックウェル硬度（Ｍスケール）が７０以上である突当部によって支持することを特徴とする、請求項１から６のいずれか記載の測定方法。
【請求項８】
板状体の表面形状の測定に用いられる測定冶具であって、
板状体の測定面を略垂直方向に自立させた状態で前記板状体の下端部を支持する突当部と、
前記板状体の傾きを制限する傾き保持具と、を有することを特徴とする測定冶具。
【請求項９】
前記傾き保持具が前記板状体の両方の主面側にそれぞれ存在する爪部からなり、
前記板状体の厚さ方向における前記爪部の間隔が前記板状体の厚さよりも広いことを特徴とする、請求項８記載の測定冶具。
【請求項１０】
前記傾き保持具が互いに対向する爪部からなり、
前記板状体の厚さ方向における前記爪部の間隔が前記板状体の厚さよりも広いことを特徴とする、請求項８又は９記載の測定治具。
【請求項１１】
前記傾き保持具が２つあり、前記傾き保持具の前記爪部が、前記突当部からそれぞれ同じ高さにあることを特徴とする、請求項１０記載の測定治具。
【請求項１２】
前記爪部が前記板状体の高さの１／２以上の箇所で前記板状体を保持することを特徴とする、請求項９から１１のいずれか記載の測定治具。
【請求項１３】
前記間隔（ｄ）が、
［但し、前記板状体の厚さをｔ、前記板状体の高さをｈ、前記爪部の上端の前記突当部からの高さをｈ´とする。］
の範囲内であることを特徴とする、請求項９から１２のいずれか記載の測定治具。
【請求項１４】
前記爪部が前記板状体の両側に存在するとともに、
前記板状体の幅方向における前記爪部の先端の最長距離が、前記板状体の幅よりも小さいことを特徴とする、請求項９から１３のいずれか記載の測定治具。
【請求項１５】
前記突当部のロックウェル硬度（Ｍスケール）が７０以上であることを特徴とする、請求項８から１４のいずれか記載の測定冶具。
【請求項１６】
前記傾き保持具において、前記板状体の一方の主面側に存在する爪部の長さが、前記板状体の他方の主面側に存在する爪部の長さよりも短いことを特徴とする、請求項９から１２のいずれか記載の測定冶具。
【請求項１】
板状体の表面形状の測定方法であって、
板状体を略垂直方向に自立させ、板状体の測定面を略垂直方向に立てることを特徴とする測定方法。
【請求項２】
前記板状体の下端部と前記板状体の測定面とを略垂直にして、前記板状体を略垂直方向に自立させることを特徴とする、請求項１記載の測定方法。
【請求項３】
前記板状体の下端部と前記板状体の測定面の直角度が±５°であることを特徴とする、請求項２記載の測定方法。
【請求項４】
更に、前記板状体の下端部を支持するとともに、
前記板状体の傾きを制限することを特徴とする、請求項１から３のいずれか記載の測定方法。
【請求項５】
前記傾きを、前記板状体の両方の主面側にそれぞれ存在する爪部により制限することを特徴とする、請求項４記載の測定方法。
【請求項６】
前記傾き（θ）を
［但し、前記板状体の厚さをｔ、前記板状体の高さをｈとする。］
の範囲内に制限することを特徴とする、請求項４又は５記載の測定方法。
【請求項７】
前記板状体の下端部を、ロックウェル硬度（Ｍスケール）が７０以上である突当部によって支持することを特徴とする、請求項１から６のいずれか記載の測定方法。
【請求項８】
板状体の表面形状の測定に用いられる測定冶具であって、
板状体の測定面を略垂直方向に自立させた状態で前記板状体の下端部を支持する突当部と、
前記板状体の傾きを制限する傾き保持具と、を有することを特徴とする測定冶具。
【請求項９】
前記傾き保持具が前記板状体の両方の主面側にそれぞれ存在する爪部からなり、
前記板状体の厚さ方向における前記爪部の間隔が前記板状体の厚さよりも広いことを特徴とする、請求項８記載の測定冶具。
【請求項１０】
前記傾き保持具が互いに対向する爪部からなり、
前記板状体の厚さ方向における前記爪部の間隔が前記板状体の厚さよりも広いことを特徴とする、請求項８又は９記載の測定治具。
【請求項１１】
前記傾き保持具が２つあり、前記傾き保持具の前記爪部が、前記突当部からそれぞれ同じ高さにあることを特徴とする、請求項１０記載の測定治具。
【請求項１２】
前記爪部が前記板状体の高さの１／２以上の箇所で前記板状体を保持することを特徴とする、請求項９から１１のいずれか記載の測定治具。
【請求項１３】
前記間隔（ｄ）が、
［但し、前記板状体の厚さをｔ、前記板状体の高さをｈ、前記爪部の上端の前記突当部からの高さをｈ´とする。］
の範囲内であることを特徴とする、請求項９から１２のいずれか記載の測定治具。
【請求項１４】
前記爪部が前記板状体の両側に存在するとともに、
前記板状体の幅方向における前記爪部の先端の最長距離が、前記板状体の幅よりも小さいことを特徴とする、請求項９から１３のいずれか記載の測定治具。
【請求項１５】
前記突当部のロックウェル硬度（Ｍスケール）が７０以上であることを特徴とする、請求項８から１４のいずれか記載の測定冶具。
【請求項１６】
前記傾き保持具において、前記板状体の一方の主面側に存在する爪部の長さが、前記板状体の他方の主面側に存在する爪部の長さよりも短いことを特徴とする、請求項９から１２のいずれか記載の測定冶具。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２７５４６８（Ｐ２００８−２７５４６８Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１９８４４（Ｐ２００７−１１９８４４）
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（０００１２８７８４）株式会社オハラ (539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（０００１２８７８４）株式会社オハラ (539)
【Ｆターム（参考）】
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