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7800277表面形状の測定方法、マスクブランク用基板の検査方法およびマスクブランクの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2026-01-07
(45)【発行日】2026-01-16
(54)【発明の名称】表面形状の測定方法、マスクブランク用基板の検査方法およびマスクブランクの製造方法
(51)【国際特許分類】
G03F 1/84 20120101AFI20260108BHJP
【ＦＩ】
G03F1/84
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2022068438
(22)【出願日】2022-04-18
(65)【公開番号】P2023158536
(43)【公開日】2023-10-30
【審査請求日】2025-02-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000000044
【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高木 彩絵
(72)【発明者】
【氏名】田村 昌彦
【審査官】後藤 慎平
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１０２６６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０６２０５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１９１１６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／１０２３１３（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０３Ｆ １／８４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１基板の表面形状を測定機で測定することと、前記第１基板の表面形状の測定データと前記第１基板の表面形状の基準データとの誤差を検出することと、前記第１基板とは別に用意した１枚以上の第２基板の表面形状を前記測定機で測定することと、前記第２基板の表面形状の測定データを前記誤差に基づき補正することと、を有する、表面形状の測定方法であって、前記誤差に基づき補正した測定データにおいて、前記基準データの取得後に付いた前記第１基板の欠点に起因する異常点を検出することと、
前記異常点とその近傍の表面形状を示す輪郭曲線を平滑化することと、
を有する、表面形状の測定方法。
【請求項2】
前記異常点を検出することは、同じ前記第２基板の表面形状を前記第２基板の向きを変えて測定した複数の測定データを比較することを含む、請求項１に記載の表面形状の測定方法。
【請求項3】
前記異常点を検出することは、２枚以上の前記第２基板の表面形状の測定データを比較することを含む、請求項１に記載の表面形状の測定方法。
【請求項4】
前記比較する測定データとして、高低差を示す画像データを用いることを含む、請求項２または３に記載の表面形状の測定方法。
【請求項5】
前記平滑化することは、第１ガウシアンフィルタを用いることを含む、請求項１に記載の表面形状の測定方法。
【請求項6】
前記第１ガウシアンフィルタを用いることは、前記異常点とその近傍の表面形状を示す輪郭曲線から第１閾値以上の波長成分を抽出することを含み、前記第１閾値は、１．０ｍｍ～１０．０ｍｍである、請求項５に記載の表面形状の測定方法。
【請求項7】
前記平滑化した後に、第２ガウシアンフィルタを用いて、前記第２基板の表面形状を示す輪郭曲線から第２閾値以下の波長成分を抽出することを有し、前記第２閾値は、５．０ｍｍ～１５．０ｍｍである、請求項１に記載の表面形状の測定方法。
【請求項8】
前記平滑化することは、前記平滑化しない場合に比べて、前記第２ガウシアンフィルタを用いて抽出した成分の最大高低差（ＰＶ値）を低減することである、請求項７に記載の表面形状の測定方法。
【請求項9】
前記第１基板と前記測定機の組み合わせを複数準備することと、複数の前記測定機を用いて測定した同じ前記第２基板の表面形状の測定データを比較することで、前記欠点が付いた前記第１基板と前記測定機の組み合わせを決定することと、を有する、請求項１に記載の表面形状の測定方法。
【請求項10】
前記組み合わせを決定することは、複数の前記測定機を用いて測定した同じ前記第２基板の平坦度を比較することを含む、請求項９に記載の表面形状の測定方法。
【請求項11】
前記比較する測定データとして、高低差を示す画像データを用いることを含む、請求項９に記載の表面形状の測定方法。
【請求項12】
前記第１基板と前記測定機の組み合わせの数は３以上である、請求項９に記載の表面形状の測定方法。
【請求項13】
前記測定機はフィゾー干渉計である、請求項１に記載の表面形状の測定方法。
【請求項14】
請求項１に記載の表面形状の測定方法を用いることを有する、マスクブランク用基板の検査方法。
【請求項15】
請求項１に記載の表面形状の測定方法を用いることを有する、マスクブランクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、表面形状の測定方法、マスクブランク用基板の検査方法およびマスクブランクの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、半導体デバイスの微細化に伴い、極端紫外線（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ－Ｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ）を用いた露光技術であるＥＵＶリソグラフィー（ＥＵＶＬ）が開発されている。ＥＵＶとは、軟Ｘ線および真空紫外線を含み、具体的には波長が０．２ｎｍ～１００ｎｍ程度の光のことである。現時点では、１３．５ｎｍ程度の波長のＥＵＶが主に検討されている。
【0003】
ＥＵＶＬでは、反射型マスクが用いられる。反射型マスクは、ガラス基板などの基板と、ＥＵＶを反射する多層反射膜と、ＥＵＶを吸収する吸収膜と、をこの順で有する。吸収膜には、開口パターンが形成される。ＥＵＶＬでは、吸収膜の開口パターンを半導体基板などの対象基板に転写する。転写することは、縮小して転写することを含む。
【0004】
ＥＵＶＬ用マスクブランクの製造方法は、基板の表面形状を測定する工程と、基板の表面形状の測定結果を参照し、基板の平坦度を向上すべく、基板を局所加工する工程と、を有する（例えば特許文献１参照）。基板の表面形状は、レーザー干渉式などの非接触式の測定機を用いて測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０２１－１８１３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
表面形状の測定方法は、第１基板の表面形状を測定機で測定することと、第１基板の表面形状の測定データと第１基板の表面形状の基準データとの誤差を検出することと、を有する。第１基板は、補正用の参照基板である。第１基板の表面形状の基準データは、予め別の測定機で測定され、真値として測定機に記憶される。
【0007】
基準データと測定データの誤差は、測定機の構造に起因して生じ、例えば波面収差などに起因して生じる。第１基板は、測定機の内部に収納されており、定期的に表面形状の測定に供される。そうして、誤差の検出が定期的に行われる。測定機の状態が経時的に変化することで、誤差が経時的に変化しうるからである。
【0008】
表面形状の測定方法は、第１基板とは別に用意した１枚以上の第２基板の表面形状を測定機で測定することと、第２基板の表面形状の測定データを前記誤差に基づき補正することと、を有する。前記誤差に基づき測定データを補正することで、測定機の構造に起因する誤差を低減できる。
【0009】
ところで、第１基板の表面形状の基準データの取得後に、第１基板に欠点が付くことがある。欠点は、凸状または凹状である。凸状の欠点は、例えばパーティクルなどの付着物である。凹状の欠点は、例えば傷である。第１基板に欠点が付いた状態で、第１基板の表面形状を測定し、その測定データと基準データの誤差を検出することがある。
【0010】
そうすると、検出した誤差に、第１基板の欠点に起因する成分が含まれる。その後に、誤差に基づき第２基板の表面形状の測定データを補正すると、第１基板の欠点に起因する異常点が第２基板の補正した測定データに現れる。異常点は、実際には存在しない幻影である。従って、表面形状の測定精度が低下してしまう。
【0011】
本開示の一態様は、表面形状の測定精度を向上する、技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本開示の一態様に係る表面形状の測定方法は、第１基板の表面形状を測定機で測定することと、前記第１基板の表面形状の測定データと前記第１基板の表面形状の基準データとの誤差を検出することと、前記第１基板とは別に用意した１枚以上の第２基板の表面形状を前記測定機で測定することと、前記第２基板の表面形状の測定データを前記誤差に基づき補正することと、を有する。表面形状の測定方法は、前記誤差に基づき補正した測定データにおいて、前記基準データの取得後に付いた前記第１基板の欠点に起因する異常点を検出することと、前記異常点とその近傍の表面形状を示す輪郭曲線を平滑化することと、を有する。
【発明の効果】
【0013】
本開示の一態様によれば、異常点とその近傍の表面形状を平滑化することで、実際には存在しないのに存在するように見える異常点をぼかすことができ、表面形状の測定精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図7】図７（Ａ）は第２基板の表面形状の測定データを示す図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の第２基板を９０°回転させたときの測定データを示す図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）の第２基板を１８０°回転させたときの測定データを示す図、図７（Ｄ）は図７（Ａ）の第２基板を２７０°回転させたときの測定データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。明細書中、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
【0016】
図１を参照して、一実施形態に係るマスクブランクの製造方法について説明する。マスクブランクは、特に限定されないが、例えばＥＵＶＬ用であって反射型である。図１に示すように、マスクブランクの製造方法は、例えばステップＳ１０１～Ｓ１０７を有する。ステップＳ１０１の前に、例えば図２及び図３に示す基板２１０が準備される。
【0017】
基板２１０は、第１主面２１１と、第１主面２１１とは反対向きの第２主面２１２とを含む。第１主面２１１は、矩形状である。本明細書において、矩形状とは、角に面取加工を施した形状を含む。また、矩形は、正方形を含む。第２主面２１２は、第１主面２１１とは反対向きである。第２主面２１２も、第１主面２１１と同様に、矩形状である。
【0018】
また、基板２１０は、４つの端面２１３と、４つの第１面取面２１４と、４つの第２面取面２１５とを含む。端面２１３は、第１主面２１１及び第２主面２１２に対して垂直である。第１面取面２１４は、第１主面２１１と端面２１３の境界に形成される。第２面取面２１５は、第２主面２１２と端面２１３の境界に形成される。第１面取面２１４及び第２面取面２１５は、本実施形態では、いわゆるＣ面取面であるが、Ｒ面取面であってもよい。
【0019】
基板２１０は、例えばガラス基板である。基板２１０のガラスは、ＴｉＯ２を含有する石英ガラスが好ましい。石英ガラスは、一般的なソーダライムガラスに比べて、線膨張係数が小さく、温度変化による寸法変化が小さい。石英ガラスは、ＳｉＯ２を８０質量％～９５質量％、ＴｉＯ２を４質量％～１７質量％含んでもよい。ＴｉＯ２含有量が４質量％～１７質量％であると、室温付近での線膨張係数が略ゼロであり、室温付近での寸法変化がほとんど生じない。石英ガラスは、ＳｉＯ２およびＴｉＯ２以外の第三成分又は不純物を含んでもよい。
【0020】
平面視にて基板２１０のサイズは、例えば縦１５２ｍｍ、横１５２ｍｍである。縦寸法及び横寸法は、１５２ｍｍ以上であってもよい。
【0021】
基板２１０は、第１主面２１１に中央領域２１１Ａと周縁領域２１１Ｂとを有する。中央領域２１１Ａは、その中央領域２１１Ａを取り囲む矩形枠状の周縁領域２１１Ｂを除く、正方形の領域であり、ステップＳ１０１～Ｓ１０４によって所望の平坦度に加工される領域であり、品質保証領域である。品質保証領域は、例えば縦１４２ｍｍ、横１４２ｍｍのサイズを有する。縦寸法及び横寸法は、１４２ｍｍ以上であってもよい。中央領域２１１Ａの４つの辺は、４つの端面２１３に平行である。中央領域２１１Ａの中心は、第１主面２１１の中心に一致する。
【0022】
なお、図示しないが、基板２１０の第２主面２１２も、第１主面２１１と同様に、中央領域と、周縁領域とを有する。第２主面２１２の中央領域は、第１主面２１１の中央領域と同様に、正方形の領域であって、図１のステップＳ１０１～Ｓ１０４によって所望の平坦度に加工される領域であり、品質保証領域である。品質保証領域は、例えば縦１４２ｍｍ、横１４２ｍｍのサイズを有する。縦寸法及び横寸法は、１４２ｍｍ以上であってもよい。
【0023】
ステップＳ１０１は、基板２１０の第１主面２１１及び第２主面２１２を研磨することを含む。第１主面２１１及び第２主面２１２は、本実施形態では不図示の両面研磨機で同時に研磨されるが、不図示の片面研磨機で順番に研磨されてもよい。ステップＳ１０１では、研磨パッドと基板２１０の間に研磨スラリーを供給しながら、基板２１０を研磨する。
【0024】
研磨パッドとしては、例えばウレタン系研磨パッド、不織布系研磨パッド、又はスウェード系研磨パッドなどが用いられる。研磨スラリーは、研磨剤と分散媒とを含む。研磨剤は、例えば酸化セリウム粒子である。分散媒は、例えば水又は有機溶剤である。第１主面２１１及び第２主面２１２は、異なる材質又は粒度の研磨剤で、複数回研磨されてもよい。
【0025】
なお、ステップＳ１０１で用いられる研磨剤は、酸化セリウム粒子には限定されず、例えば、酸化シリコン粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化チタン粒子、ダイヤモンド粒子、又は炭化珪素粒子などであってもよい。
【0026】
ステップＳ１０２は、基板２１０の第１主面２１１及び第２主面２１２の表面形状を測定することを含む。表面形状の測定には、例えば、表面が傷付かないように、非接触式の測定機が用いられる。測定機は、第１主面２１１の中央領域２１１Ａ、及び第２主面２１２の中央領域の表面形状を測定する。
【0027】
ステップＳ１０３は、ステップＳ１０２の測定結果を参照し、平坦度を向上すべく、基板２１０の第１主面２１１及び第２主面２１２を局所加工することを含む。第１主面２１１と第２主面２１２は、順番に局所加工される。その順番は、どちらが先でもよく、特に限定されない。
【0028】
局所加工には、例えば、ＧＣＩＢ（Ｇａｓ Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）法、ＰＣＶＭ（Ｐｌａｓｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）法、磁性流体による研磨法、及び回転研磨工具による研磨から選ばれる少なくとも１つが用いられる。
【0029】
ステップＳ１０４は、基板２１０の第１主面２１１及び第２主面２１２の仕上げ研磨を行うことを含む。第１主面２１１及び第２主面２１２は、本実施形態では不図示の両面研磨機で同時に研磨されるが、不図示の片面研磨機で順番に研磨されてもよい。ステップＳ１０４では、研磨パッドと基板２１０の間に研磨スラリーを供給しながら、基板２１０を研磨する。研磨スラリーは、研磨剤を含む。研磨剤は、例えばコロイダルシリカ粒子である。
【0030】
ステップＳ１０５は、基板２１０の第２主面２１２の中央領域に、図４に示す導電膜２４０を形成することを含む。導電膜２４０は、後述するマスク２０１（図５参照）を露光装置の静電チャックに吸着するのに用いられる。導電膜２４０は、例えば窒化クロム（ＣｒＮ）などで形成される。導電膜２４０の成膜方法としては、例えばスパッタリング法が用いられる。
【0031】
ステップＳ１０６は、基板２１０の第１主面２１１の中央領域２１１Ａに、図４に示す多層反射膜２２０を形成することを含む。多層反射膜２２０は、ＥＵＶを反射する。多層反射膜２２０は、例えば高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層したものである。高屈折率層は例えばシリコン（Ｓｉ）で形成され、低屈折率層は例えばモリブデン（Ｍｏ）で形成される。多層反射膜２２０の成膜方法としては、例えばイオンビームスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法などのスパッタリング法が用いられる。
【0032】
ステップＳ１０７は、ステップＳ１０６で形成された多層反射膜２２０の上に、図４に示す吸収膜２３０を形成することを含む。吸収膜２３０は、ＥＵＶを吸収する。吸収膜２３０は、位相シフト膜であってもよく、ＥＵＶの位相をシフトさせてもよい。吸収膜２３０は、例えばタンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）から選ばれる少なくとも１つの元素を含む単金属、合金、窒化物、酸化物、酸窒化物などで形成される。吸収膜２３０の成膜方法としては、例えばスパッタリング法が用いられる。
【0033】
なお、ステップＳ１０６～Ｓ１０７は、本実施形態ではステップＳ１０５の後に実施されるが、ステップＳ１０５の前に実施されてもよい。
【0034】
上記ステップＳ１０１～Ｓ１０７により、図４に示すマスクブランク２００が得られる。マスクブランク２００は、導電膜２４０と、基板２１０と、多層反射膜２２０と、吸収膜２３０とをこの順番で有する。なお、マスクブランク２００は、導電膜２４０と、基板２１０と、多層反射膜２２０と、吸収膜２３０とに加えて、別の膜を含んでもよい。
【0035】
例えば、マスクブランク２００は、更に、低反射膜を含んでもよい。低反射膜は、吸収膜２３０上に形成される。その後、低反射膜と吸収膜２３０の両方に、開口パターン２３１が形成される。低反射膜は、開口パターン２３１の検査に用いられ、検査光に対して吸収膜２３０よりも低反射特性を有する。低反射膜は、例えばＴａＯＮまたはＴａＯなどで形成される。低反射膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法が用いられる。
【0036】
また、マスクブランク２００は、更に、保護膜を含んでもよい。保護膜は、多層反射膜２２０と吸収膜２３０との間に形成される。保護膜は、吸収膜２３０に開口パターン２３１を形成すべく吸収膜２３０をエッチングする際に、多層反射膜２２０がエッチングされないように、多層反射膜２２０を保護する。保護膜は、例えばＲｕ、Ｓｉ、またはＴｉＯ２などで形成される。保護膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法が用いられる。
【0037】
図５に示すマスク２０１は、吸収膜２３０に開口パターン２３１を形成することで得られる。開口パターン２３１の形成には、フォトリソグラフィ法およびエッチング法が用いられる。従って、開口パターン２３１の形成に用いられるレジスト膜が、マスクブランク２００に含まれてもよい。
【0038】
図６を参照して、表面形状の測定方法の一例について説明する。表面形状の測定方法は、第１基板の表面形状を測定機で測定すること（ステップＳ２０１）と、第１基板の表面形状の測定データと第１基板の表面形状の基準データとの誤差を検出すること（ステップＳ２０２）と、を有する。第１基板は、補正用の参照基板である。第１基板の表面形状の基準データは、予め別の測定機で測定され、真値として測定機に記憶される。第１基板の表面形状の基準データは、例えばＮＩＳＴ等の認証機関によって測定される。
【0039】
基準データと測定データの誤差は、測定機の構造に起因して生じ、例えば波面収差などに起因して生じる。第１基板は、測定機の内部に収納されており、定期的に表面形状の測定に供される。そうして、誤差の検出が定期的に行われる。測定機の状態が経時的に変化することで、誤差が経時的に変化しうるからである。
【0040】
測定機は、特に限定されないが、例えばフィゾー干渉計である。フィゾー干渉計は、参照平面で反射した参照光線と、参照平面を透過して基板表面で反射したテスト光線との干渉を利用して、基板の表面形状を測定する。フィゾー干渉計は、特に限定されないが、例えば斜入射干渉計である。斜入射干渉計は、参照平面が三角柱形状のプリズムの一面である。
【0041】
表面形状の測定方法は、第１基板とは別に用意した１枚以上の第２基板の表面形状を測定機で測定すること（ステップＳ２０３）と、第２基板の表面形状の測定データを前記誤差に基づき補正すること（ステップＳ２０４）と、を有する。第２基板の表面形状の測定データを前記誤差に基づき補正することで、測定機の構造に起因する誤差を低減できる。
【0042】
測定機の構造に起因する誤差を低減するための補正は、一般的なものであるので、詳しい説明を省略する。なお、ステップＳ２０４は、さらに第２基板の重力変形に起因する誤差を低減する補正を含んでもよい。その補正も、一般的なものであるので、詳しい説明を省略する。
【0043】
第２基板は、測定用の基板である。第２基板は、特に限定されないが、例えばマスクブランク用基板２１０である。基板２１０の表面形状を測定するタイミングは、特に限定されないが、例えば図１のステップＳ１０２である。ステップＳ１０２で測定した測定データは、前記誤差に基づき補正したうえで、図１のステップＳ１０３で利用する。
【0044】
表面形状の測定データの補正には、過去に検出した誤差のうち、直近の誤差が用いられる。誤差が経時的に変化しうるからである。通常、ｎ（ｎは１以上の自然数）回目の誤差の検出から、ｎ＋１回目の誤差の検出までの間に、多数枚の第２基板の表面形状が測定される。ｎ回目の誤差の検出から、ｎ＋１回目の誤差の検出までの間に測定した測定データの補正には、ｎ回目に検出した誤差が用いられる。
【0045】
ところで、第１基板の表面形状の基準データの取得後に、第１基板に欠点が付くことがある。欠点は、凸状または凹状である。凸状の欠点は、例えばパーティクルなどの付着物である。凹状の欠点は、例えば傷である。第１基板に欠点が付いた状態で、第１基板の表面形状を測定し、その測定データと基準データの誤差を検出することがある。
【0046】
そうすると、検出した誤差に、第１基板の欠点に起因する成分が含まれる。その後に、第２基板の表面形状の測定データを誤差に基づき補正すると、補正した測定データに第１基板の欠点に起因する異常点が現れる。第２基板の補正した測定データに現れる異常点と、第１基板に付いた欠点とは、反転した形状を有する。
【0047】
第１基板に付いた欠点が凸状である場合、第２基板の補正した測定データに現れる異常点は凹状である。一方、第１基板に付いた欠点が凹状である場合、第２基板の補正した測定データに現れる異常点は凸状である。いずれにしろ、異常点は、実際には存在しない幻影である。
【0048】
そこで、表面形状の測定方法は、基準データの取得後に付いた第１基板の欠点に起因する異常点を検出すること（ステップＳ２０５）と、異常点とその近傍の表面形状を示す輪郭曲線を平滑化すること（ステップＳ２０６）と、を有する。平滑化によって異常点をぼかすことができ、表面形状の測定精度を向上できる。
【0049】
ステップＳ２０５は、図７（Ａ）～図７（Ｄ）に示すように同じ第２基板の表面形状を第２基板の向きを変えて測定した複数の測定データを比較することを含んでもよい。図７（Ａ）～図７（Ｄ）において、基板表面の高低差はグレースケールで表され、輝度が低いほど、高さが低い。図８及び図９において同様である。なお、基板表面の高低差は、カラーで表されてもよい。また、基板表面の高低差は、等高線で表されてもよい。
【0050】
第１基板の欠点に起因する異常点Ｐは、第２基板に実際には存在しない。従って、第２基板を回転させて第２基板の表面形状を測定しても、異常点Ｐの位置は回転しない。異常点Ｐは、不動点として観測される。なお、図７（Ａ）～図７（Ｄ）は、異なる回転角で測定した同じ第２基板の表面形状を示す画像データであるので、回転させれば、異常点Ｐを除き同じ画像データになる。
【0051】
ステップＳ２０５は、図８（Ａ）～図８（Ｃ）に示すように２枚以上（図８では３枚）の第２基板の表面形状の測定データを比較することを含んでもよい。第１基板の欠点に起因する異常点Ｐは、第２基板に実際には存在しない。従って、異なる第２基板の表面形状を測定しても、異常点Ｐの位置は変化しない。異常点Ｐは、不動点として観測される。なお、図８（Ａ）～図８（Ｃ）は、異なる第２基板の表面形状を示す画像データであるので、回転させても回転させなくても同じ画像データにはならない。
【0052】
ステップＳ２０５で比較する測定データとして、高低差を示す画像データを用いることが好ましい。画像データをディスプレイに表示することで、画像データ同士の共通点と相違点を目視で確認できる。複数の画像データは、横に並べて同時に表示してもよいし、同時に表示することなく同じ領域に順番に表示してもよい。後者の場合、不動点である異常点Ｐの位置が分かりやすい。比較する画像データの枚数は、２枚以上であればよいが、好ましくは３枚～１０枚である。
【0053】
ステップＳ２０６は、異常点Ｐとその近傍の表面形状を示す輪郭曲線を平滑化することを含む。先ず、誤差に基づき補正した品質保証領域の測定データＤ１（図９（Ａ）参照）から、一部の領域の測定データＤ２（図９（Ｂ）参照）を切り出す。切り出す領域は、その中心に異常点Ｐを含む。切り出す領域は、平滑化の方法に応じて適宜決められるが、例えば一辺の長さが１０ｍｍ～５０ｍｍの正方形の領域である。
【0054】
次に、切り出した領域の表面形状を示す輪郭曲線を平滑化することで、異常点Ｐをぼかした平滑化データＤ３（図９（Ｃ）参照）を作成する。その後、平滑化データＤ３の一部を切り出すことで、置換データＤ４を作成する。置換データＤ４は、元の測定データＤ１の一部と置き換えるためのものである。
【0055】
置換データＤ４を作成する領域は、その中心に異常点Ｐを含む。置換データＤ４を作成する領域は、平滑化データＤ３を作成する領域よりも小さい。異常点Ｐとその近傍を平滑化すると共に、その他の領域の凹凸を保存することができる。置換データＤ４を作成する領域は、例えば一辺の長さが０．５ｍｍ～３ｍｍの正方形の領域である。
【0056】
最後に、元の測定データＤ１の一部を置換データＤ４と置換することで、測定精度を向上した測定データＤ５（図９（Ｄ）参照）を作成する。作成した測定データＤ５は、例えばマスクブランク用基板２１０の局所加工（図１のステップＳ１０３）に用いられる。これにより、基板２１０の平坦度を精度良く向上できる。
【0057】
ステップＳ２０６は、第１ガウシアンフィルタを用いることを含んでもよい。第１ガウシアンフィルタを用いることは、例えば異常点とその近傍の表面形状を示す輪郭曲線から第１閾値以上の波長成分を抽出することを含む。第１閾値は、好ましくは１．０ｍｍ～１０．０ｍｍである。第１閾値以上の波長成分を抽出することで、第１閾値未満の波長成分を除去でき、平滑化を実現できる。
【0058】
具体的には、ＪＩＳ Ｂ ０６３４：２０１７に基づき、カットオフ波長（λｃ）が第１閾値である正規分布曲線と、輪郭曲線とを畳み込み積分することで、低周波数成分（つまり長波長成分）を抽出した輪郭曲線を得る。第１閾値が５．０ｍｍである場合のローパスフィルタの振幅伝達率は図１０の実線のようになり、カットオフ波長（λｃ）５．０ｍｍの点でゲインが０．５となる。なお、畳み込み積分の際には遮断定数は用いていない。
【0059】
なお、異常点Ｐとその近傍の表面形状を平滑化する方法は、特に限定されない。例えば、ガウス分布とは異なるゲイン分布のフィルタを用いてもよい。ゲインは全ての波長で同一であってもよく、平均化フィルタが用いられてもよい。また、異常点Ｐとその近傍の表面形状を削除した後に、内挿法で異常点Ｐとその近傍の表面形状を再構築してもよい。
【0060】
ステップＳ２０６は、上記の通り、誤差に基づき補正した測定データＤ１を加工することで、異常点Ｐとその近傍の表面形状を示す輪郭曲線を平滑化することを含む。但し、本開示の技術はこれに限定されない。ステップＳ２０６は、測定データを誤差に基づき補正する前に誤差そのものを補正することで、異常点Ｐとその近傍の表面形状を示す輪郭曲線を平滑化することを含んでもよい。誤差を補正することは、誤差に含まれる第１基板の欠点に起因する成分を低減することを有する。
【0061】
表面形状の測定方法は、ステップＳ２０６の後に、第２ガウシアンフィルタを用いて、記第２基板の表面形状を示す輪郭曲線から第２閾値以下の波長成分を抽出することを有してもよい（不図示）。第２閾値は、好ましくは５．０ｍｍ～１５．０ｍｍである。第２閾値は、第１閾値以上であってよい。第２閾値以下の波長成分を抽出することで、第２閾値を超える波長成分を除去できる。
【0062】
具体的には、ＪＩＳ Ｂ ０６３４：２０１７に基づき、カットオフ波長（λｃ）が第２閾値である正規分布曲線と、輪郭曲線とを畳み込み積分することで得た新しい輪郭曲線を、元の輪郭曲線から差し引くことで、高周波数成分（つまり短波長成分）を抽出した輪郭曲線を得る。第２閾値が５．０ｍｍである場合のハイパスフィルタの振幅伝達率は図１０の破線のようになり、カットオフ波長（λｃ）５．０ｍｍの点でゲインが０．５となる。なお、畳み込み積分の際には遮断定数を０．７とする。
【0063】
第２ガウシアンフィルタを用いて短波長成分を抽出することで、基板２１０の局所加工（図１のステップＳ１０３）において重要な情報を抽出できる。局所加工は、短波長成分を除去する加工である。
【0064】
ステップＳ２０６において平滑化することは、平滑化しない場合に比べて、第２ガウシアンフィルタを用いて抽出した成分の最大高低差（ＰＶ値）を低減することであることが好ましい。ＰＶ値は、最小二乗法で近似した平面を基準高さとしたときの最大高低差である。ＰＶ値が小さいほど、平坦度が良い。
【0065】
なお、後述する表１から明らかなように、第１ガウシアンフィルタを用いて平滑化すれば、第２ガウシアンフィルタを用いて抽出した成分のＰＶ値を低減できる。
【0066】
表１に示すように、表面形状の測定方法は、第１基板と測定機の組み合わせを複数準備することと、複数の測定機を用いて測定した同じ第２基板の表面形状の測定データを比較することで、欠点が付いた第１基板と測定機の組み合わせを決定することと、を有してもよい。ここで、比較する測定データは、誤差に基づく補正後の測定データである。
【0067】
【表1】
【0068】
上記の通り、予め検出した誤差に、第１基板の欠点に起因する成分が含まれることがある。この場合に、誤差に基づき第２基板の表面形状の測定データを補正すると、第１基板の欠点に起因する異常点が第２基板の補正した測定データに現れ、平坦度が悪化する。平坦度は、いわゆるＰＶ値で表す。ＰＶ値が大きいほど、平坦度が悪い。
【0069】
ここで、平坦度は、誤差に基づく補正後の測定データから第２ガウシアンフィルタを用いて抽出した波長成分の平坦度であることが好ましい。また、平坦度は、誤差に基づく補正後の測定データから第１ガウシアンフィルタを用いて抽出した波長成分から、さらに第２ガウシアンフィルタを用いて抽出した波長成分の平坦度であることがより好ましい。
【0070】
欠点が付いた第１基板と測定機の組み合わせを決定することは、複数の測定機を用いて測定した同じ第２基板の平坦度を比較することを含んでもよい。表１において、平坦度が最も悪い組み合わせは、第４組である。従って、欠点が付いた第１基板と測定機の組み合わせは、第４組であると決定する。
【0071】
平坦度は、表１に示すように数値化して比較してもよいが、画像データのまま比較してもよい。欠点が付いた第１基板と測定機の組み合わせを決定する際に比較する測定データとして、高低差を示す画像データを用いてもよい。
【0072】
準備する第１基板と測定機の組み合わせの数は、信頼性向上の観点から、３以上であることが好ましい。また、準備する第１基板と測定機の組み合わせの数は、コスト低下の観点から、１０以下であることが好ましい。
【0073】
以上、本開示に係る表面形状の測定方法、マスクブランク用基板の検査方法およびマスクブランクの製造方法について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【0074】
２１０ マスクブランク用基板（第２基板）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
