(57)【要約】【課題】複雑な構成を用いることなく、研磨装置の構成部材に研磨剤が残留することを防止し、フォトマスク基板の研磨工程において表面欠陥となる傷の発生を減少することができる研磨装置、研磨方法、及びこの研磨装置に用いられる研磨キャリアを提供する。【解決手段】研磨装置２００は、サンギア１０の外側に同心円状に配置されたインターナルギア２０と、サンギア１０及びインターナルギア２０に係合可能な研磨キャリア５０Ａと、サンギア１０とインターナルギア２０との間に配置され、矩形基板６０の上面に第１研磨剤Ｐを供給可能な研磨剤供給路３１を有する上定盤３０と、サンギア１０とインターナルギア２０との間に配置され、研磨キャリア５０Ａの下方に位置し、上定盤３０に対向配置される下定盤４０と、研磨キャリア５０Ａの上面に第２研磨剤Ｓ１を供給する研磨剤供給部７０と、を具備する。【選択図】図２
2019069499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨装置であって、
サンギアと、
前記サンギアの外側に同心円状に配置されたインターナルギアと、
前記サンギア及び前記インターナルギアに係合可能、かつ、矩形基板を保持可能な研磨キャリアと、
前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置され、前記研磨キャリアの上方に位置し、前記矩形基板の上面に第１研磨剤を供給可能な研磨剤供給路を有する上定盤と、
前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置され、前記研磨キャリアの下方に位置し、前記上定盤に対向配置される下定盤と、
前記研磨キャリアの上面に第２研磨剤を供給する研磨剤供給部と、
を備える研磨装置。
【請求項２】
前記研磨剤供給部は、前記インターナルギアの上面に対向する位置に設けられ、前記インターナルギアに前記第２研磨剤を供給し、前記インターナルギアから前記研磨キャリアの上面に前記第２研磨剤を流動させるよう構成されている、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記研磨剤供給部は、
前記インターナルギアの上面に対向する位置に設けられ、前記インターナルギアに前記第２研磨剤を供給し、前記インターナルギアから前記研磨キャリアの上面に前記第２研磨剤を流動させるよう構成されている第１研磨剤供給部と、
前記サンギアの上面に対向する位置に設けられ、前記サンギアに前記第２研磨剤を供給し、前記サンギアから前記研磨キャリアの上面に前記第２研磨剤を流動させるよう構成されている第２研磨剤供給部と、
を含む請求項１に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記インターナルギアの上面には、前記インターナルギアの外側から内側に向けて下方に傾斜する傾斜面が形成されている請求項２又は請求項３に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記サンギアの上面には、前記サンギアの中心から外側に向けて下方に傾斜する傾斜面が形成されている請求項２又は請求項３に記載の研磨装置。
【請求項６】
研磨装置であって、
サンギアと、
前記サンギアの外側に同心円状に配置されたインターナルギアと、
前記サンギア及び前記インターナルギアに係合可能、かつ、矩形基板を保持可能な研磨キャリアと、
前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置され、前記研磨キャリアの上方に位置し、前記矩形基板の上面に第１研磨剤を供給可能な研磨剤供給路を有する上定盤と、
前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置され、前記研磨キャリアの下方に位置し、前記上定盤に対向配置される下定盤と、
を備え、
前記研磨キャリアは、前記下定盤の端部に対応する位置に設けられた外周部貫通孔を備える研磨装置。
【請求項７】
前記インターナルギアの上面に対向する位置に設けられ、前記インターナルギアに第２研磨剤を供給し、前記インターナルギアから前記研磨キャリアの上面に前記第２研磨剤を流動させるよう構成されている第１研磨剤供給部と、
前記サンギアの上面に対向する位置に設けられ、前記サンギアに第２研磨剤を供給し、前記サンギアから前記研磨キャリアの上面に前記第２研磨剤を流動させるよう構成されている第２研磨剤供給部と、
を含む請求項６に記載の研磨装置。
【請求項８】
前記インターナルギアの上面には、前記インターナルギアの外側から内側に向けて下方に傾斜する傾斜面が形成されている請求項７に記載の研磨装置。
【請求項９】
前記サンギアの上面には、前記サンギアの中心から外側に向けて下方に傾斜する傾斜面が形成されている請求項７に記載の研磨装置。
【請求項１０】
研磨装置であって、
サンギアと、
前記サンギアの外側に同心円状に配置されたインターナルギアと、
前記サンギア及び前記インターナルギアに係合可能、かつ、矩形基板を保持可能な研磨キャリアと、
前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置され、前記研磨キャリアの上方に位置し、前記矩形基板の上面に第１研磨剤を供給可能な研磨剤供給路を有する上定盤と、
前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置され、前記研磨キャリアの下方に位置し、前記上定盤に対向配置される下定盤と、
を備え、
前記インターナルギアの上面は、前記研磨キャリアの上面と一致している研磨装置。
【請求項１１】
研磨方法であって、
サンギアと、前記サンギアの外側に同心円状に配置されたインターナルギアと、前記サンギア及び前記インターナルギアに係合可能かつ矩形基板を保持可能な研磨キャリアと、前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置されて前記研磨キャリアの上方に位置するとともに前記矩形基板の上面に第１研磨剤を供給可能な研磨剤供給路を有する上定盤と、前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置されて前記研磨キャリアの下方に位置するとともに前記上定盤に対向配置される下定盤と、前記研磨キャリアの上面に第２研磨剤を供給する研磨剤供給部と、を備える研磨装置を準備し、
前記上定盤の前記研磨剤供給路が前記第１研磨剤を前記矩形基板の前記上面に供給しながら、前記研磨剤供給部が前記第２研磨剤を前記研磨キャリアの前記上面に供給する、研磨方法。
【請求項１２】
下定盤を備える研磨装置に着脱可能な研磨キャリアであって、
サンギア及びインターナルギアに係合可能な歯面と、
矩形基板を保持可能な保持開口部と、
前記下定盤の端部に対応する位置に設けられた外周部貫通孔と
を備える研磨キャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置、研磨方法、及び研磨キャリアに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板を保持する研磨キャリアをインターナルギアとサンギアとの間に配置し、基板の両面を研磨する両面研磨装置が知られている（特許文献１、２参照）。このような両面研磨装置においては、研磨キャリアの上側及び下側の各々には定盤が配置されており、定盤と基板との間に研磨剤が供給され、基板を保持した状態で研磨キャリアがインターナルギアとサンギアとの間で自転かつ公転することで、基板の両面が研磨される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２１３５５号公報
【特許文献２】特開２０１３−７８８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、フォトマスク基板向けの研磨装置として、上述したような両面研磨装置が用いられている。しかしながら、フォトマスク基板を構成する石英基板等の研磨においては、高い精度が求められており、コロイダルシリカ等の研磨剤を用いた研磨工程において表面欠陥となる傷が基板表面に生じるという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、複雑な構成を用いることなく、研磨装置の構成部材に研磨剤が残留することを防止し、フォトマスク基板の研磨工程において表面欠陥となる傷の発生を減少することができる研磨装置、研磨方法、及びこの研磨装置に用いられる研磨キャリア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】
【０００６】
本発明者らは、クリーニング等のメンテナンスをせずに研磨装置を連続稼働する場合において、処理枚数の増加に伴って、フォトマスク基板の１枚当たりの傷（表面欠陥）が発生する頻度が増加する傾向があることに着目した。鋭意検討の結果、本発明者らは、次の知見を得た。
インターナルギア等といった研磨装置の構成部材に向けて過度に流れた研磨剤は、そのまま付着乾燥して、構成部材に固着した固化物となる。この構成部材から固化物が剥離すると、固化物は、研磨処理中の研磨剤に混入する。この状態で研磨処理が継続的に行われると、フォトマスク基板の表面欠陥となる傷が基板表面に発生する。
本発明者らは、上記知見に基づき、フォトマスク基板の表面欠陥の問題を解決するため、本発明に至った。
【０００７】
本発明の第１態様に係る研磨装置は、サンギアと、前記サンギアの外側に同心円状に配置されたインターナルギアと、前記サンギア及び前記インターナルギアに係合可能、かつ、矩形基板を保持可能な研磨キャリアと、前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置され、前記研磨キャリアの上方に位置し、前記矩形基板の上面に第１研磨剤を供給可能な研磨剤供給路を有する上定盤と、前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置され、前記研磨キャリアの下方に位置し、前記上定盤に対向配置される下定盤と、前記研磨キャリアの上面に第２研磨剤を供給する研磨剤供給部と、を備える。
【０００８】
本発明の第１態様に係る研磨装置において、前記研磨剤供給部は、前記インターナルギアの上面に対向する位置に設けられ、前記インターナルギアに前記第２研磨剤を供給し、前記インターナルギアから前記研磨キャリアの上面に前記第２研磨剤を流動させるよう構成されてもよい。
【０００９】
本発明の第１態様に係る研磨装置において、前記研磨剤供給部は、前記インターナルギアの上面に対向する位置に設けられ、前記インターナルギアに前記第２研磨剤を供給し、前記インターナルギアから前記研磨キャリアの上面に前記第２研磨剤を流動させるよう構成されている第１研磨剤供給部と、前記サンギアの上面に対向する位置に設けられ、前記サンギアに前記第２研磨剤を供給し、前記サンギアから前記研磨キャリアの上面に前記第２研磨剤を流動させるよう構成されている第２研磨剤供給部と、を含んでもよい。
【００１０】
本発明の第１態様に係る研磨装置において、前記インターナルギアの上面には、前記インターナルギアの外側から内側に向けて下方に傾斜する傾斜面が形成されてもよい。また、前記サンギアの上面には、前記サンギアの中心から外側に向けて下方に傾斜する傾斜面が形成されてもよい。
【００１１】
本発明の第２態様に係る研磨装置は、サンギアと、前記サンギアの外側に同心円状に配置されたインターナルギアと、前記サンギア及び前記インターナルギアに係合可能、かつ、矩形基板を保持可能な研磨キャリアと、前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置され、前記研磨キャリアの上方に位置し、前記矩形基板の上面に第１研磨剤を供給可能な研磨剤供給路を有する上定盤と、前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置され、前記研磨キャリアの下方に位置し、前記上定盤に対向配置される下定盤と、を備え、前記研磨キャリアは、前記下定盤の端部に対応する位置に設けられた外周部貫通孔を備える。
【００１２】
本発明の第２態様に係る研磨装置は、前記インターナルギアの上面に対向する位置に設けられ、前記インターナルギアに第２研磨剤を供給し、前記インターナルギアから前記研磨キャリアの上面に前記第２研磨剤を流動させるよう構成されている第１研磨剤供給部と、前記サンギアの上面に対向する位置に設けられ、前記サンギアに第２研磨剤を供給し、前記サンギアから前記研磨キャリアの上面に前記第２研磨剤を流動させるよう構成されている第２研磨剤供給部と、を含んでもよい。
【００１３】
本発明の第２態様に係る研磨装置において、前記インターナルギアの上面には、前記インターナルギアの外側から内側に向けて下方に傾斜する傾斜面が形成されてもよい。また、前記サンギアの上面には、前記サンギアの中心から外側に向けて下方に傾斜する傾斜面が形成されてもよい。
【００１４】
本発明の第３態様に係る研磨装置は、サンギアと、前記サンギアの外側に同心円状に配置されたインターナルギアと、前記サンギア及び前記インターナルギアに係合可能、かつ、矩形基板を保持可能な研磨キャリアと、前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置され、前記研磨キャリアの上方に位置し、前記矩形基板の上面に第１研磨剤を供給可能な研磨剤供給路を有する上定盤と、前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置され、前記研磨キャリアの下方に位置し、前記上定盤に対向配置される下定盤と、を備え、前記インターナルギアの上面は、前記研磨キャリアの上面と一致している。
【００１５】
本発明の第４態様に係る研磨方法は、サンギアと、前記サンギアの外側に同心円状に配置されたインターナルギアと、前記サンギア及び前記インターナルギアに係合可能かつ矩形基板を保持可能な研磨キャリアと、前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置されて前記研磨キャリアの上方に位置するとともに前記矩形基板の上面に第１研磨剤を供給可能な研磨剤供給路を有する上定盤と、前記サンギアと前記インターナルギアとの間に配置されて前記研磨キャリアの下方に位置するとともに前記上定盤に対向配置される下定盤と、前記研磨キャリアの上面に第２研磨剤を供給する研磨剤供給部と、を備える研磨装置を準備し、前記上定盤の前記研磨剤供給路が前記第１研磨剤を前記矩形基板の前記上面に供給しながら、前記研磨剤供給部が前記第２研磨剤を前記研磨キャリアの前記上面に供給する。
【００１６】
本発明の第５態様に係る研磨キャリアは、下定盤を備える研磨装置に着脱可能な研磨キャリアであって、サンギア及びインターナルギアに係合可能な歯面と、矩形基板を保持可能な保持開口部と、前記下定盤の端部に対応する位置に設けられた外周部貫通孔とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の上記態様によれば、複雑な構成を用いることなく、研磨装置の構成部材に研磨剤が残留することを防止し、フォトマスク基板の研磨工程において表面欠陥となる傷の発生を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る研磨装置を部分的に示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る研磨装置を部分的に示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る研磨装置を部分的に示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る研磨装置を部分的に示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る研磨装置に用いられる研磨キャリアを示す平面図である。
【図６】本発明の実施例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る研磨装置、研磨方法、及び研磨キャリアについて、図１〜図５を参照しながら説明する。本実施形態の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
なお、図５は、互いに異なる２つの研磨キャリア５０Ａ、５０Ｂを示している。第１実施形態〜第３実施形態に係る研磨キャリア５０Ａにおいては、外周部貫通孔５５は設けられていない。その一方、第４実施形態に係る研磨キャリア５０Ｂにおいて外周部貫通孔５５が設けられている。外周部貫通孔５５が形成されているか否かの点を除き、研磨キャリア５０Ａは、研磨キャリア５０Ｂと同じ構成を有する。
【００２０】
（第１実施形態）
（研磨装置）
まず、図１を参照して、第１実施形態に係る研磨装置１００を説明する。
図１に示すように、第１実施形態に係る研磨装置１００は、サンギア１０と、インターナルギア２０と、上定盤３０と、下定盤４０と、研磨キャリア５０Ａとを備えた両面研磨装置である。研磨キャリア５０Ａには、フォトマスク基板を構成する石英基板等の矩形基板６０が配置される。本実施形態では、矩形基板６０として、例えば、６インチ基板が採用されている。
図１は、研磨装置１００を部分的に示しており、研磨装置１００の全体構成を示していない。研磨装置１００の全体構成においては、平面視、サンギア１０を中心として、インターナルギア２０、上定盤３０、及び下定盤４０は、同心円状に配置されている。
【００２１】
（サンギア及びインターナルギア）
サンギア１０は、研磨キャリア５０Ａの歯面５２に係合する歯面１１を有しており、不図示の駆動モータの回転軸に接続されている。
インターナルギア２０は、サンギア１０の外側に同心円状に配置されており、研磨キャリア５０Ａの歯面５２に係合する歯面２１と、上面２２とを有している。上面２２は、研磨キャリア５０Ａの上面と一致している。
サンギア１０はインターナルギア２０に対して相対的に回転可能であり、サンギア１０とインターナルギア２０との回転比により、キャリア５０Ａの自転及び公転が調整されている。
【００２２】
（上定盤）
上定盤３０は、サンギア１０とインターナルギア２０との間に配置され、研磨キャリア５０Ａの上方に位置する。上定盤３０は、上定盤３０の内部に設けられた研磨剤供給路３１と、矩形基板６０の上面に対向する研磨面３２とを有する。研磨面３２には不図示の研磨布が貼り付けられている。研磨剤供給路３１は、上定盤３０の外部に設けられた研磨剤供給装置に接続されており、研磨布に研磨剤Ｐ（第１研磨剤、研磨砥粒を含むスラリー）を供給するよう構成されている。このため、研磨装置１００を使用する際には、研磨面３２に貼り付けられた研磨布が研磨剤Ｐで浸された状態で、研磨布が矩形基板６０の上面を研磨する。
【００２３】
（下定盤）
下定盤４０は、サンギア１０とインターナルギア２０との間に配置され、研磨キャリア５０Ａの下方に位置し、上定盤３０に対向配置されている。下定盤４０は、矩形基板６０の下面に対向する研磨面４１を有する。研磨面４１には不図示の研磨布が貼り付けられている。研磨装置１００を使用する際には、研磨剤供給路３１から供給された研磨剤Ｐが、研磨キャリア５０Ａの複数の貫通孔（後述）を通じて、研磨面４１に貼り付けられた研磨布に到達し、研磨布が研磨剤Ｐで浸された状態で、研磨布が矩形基板６０の下面を研磨する。
【００２４】
（研磨キャリア）
研磨キャリア５０Ａは、研磨装置１００においてサンギア１０とインターナルギア２０との間に配置されて使用され、サンギア１０及びインターナルギア２０に係合可能であり、矩形基板６０を保持可能である。
図５に示すように、研磨キャリア５０Ａは、矩形基板６０を保持する保持開口部５１と、サンギア１０及びインターナルギア２０に係合する歯面５２と、複数の貫通孔５３、５４（第１貫通孔、第２貫通孔）とを有する。研磨キャリア５０Ａの厚さは、例えば、４ｍｍである。研磨キャリア５０Ａの材質としては、例えば、エポキシガラスが用いられる。
矩形基板６０の厚さは、例えば、６．４ｍｍである。従って、研磨キャリア５０Ａに矩形基板６０が保持された状態では、研磨キャリア５０Ａの表面から２．４ｍｍ程度の高さで矩形基板６０は突出する。
【００２５】
保持開口部５１は、研磨キャリア５０Ａを貫通するように設けられており、矩形基板６０の外形形状と略同じ矩形開口であり、矩形基板６０の取り付け及び取り外しが可能となっている。保持開口部５１には、研磨キャリア５０Ａから矩形基板６０を取り出す際に作業者の指が挿入する切欠が設けられてもよい。また、本実施形態では、研磨キャリア５０Ａは、２つの保持開口部５１を備えるため、２つの矩形基板６０を保持することが可能となっている。保持可能な矩形基板６０の枚数、即ち、研磨キャリア５０Ａに形成される保持開口部５１の個数は、２つに限定されない。保持開口部５１の個数は、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。研磨対象の矩形基板６０の枚数に応じて適宜決定される。また、保持開口部５１の大きさは、矩形基板６０の大きさに応じて、適宜、決定される。なお、研磨キャリア５０Ａに保持される矩形基板６０の枚数が１つである場合、キャリアの中心から矩形基板６０の中心をずらす必要がある（偏心）。
【００２６】
貫通孔５３、５４は、研磨キャリア５０Ａを貫通するように設けられており、研磨剤供給路３１から供給された研磨剤Ｐを研磨面４１に向けて流動させるために用いられる孔である。図５に示す例では、貫通孔５３よりも貫通孔５４の大きさ（直径）が大きく、貫通孔５３、５４は、左右対称で配置されている。貫通孔５３、５４の大きさや個数は適宜変更可能であり、特に、研磨キャリア５０Ａに保持される研磨対象である矩形基板６０の枚数や大きさに応じて決定される。また、貫通孔５３、５４の形状は、円形である必要はなく、他の形状で形成されてもよい。研磨キャリア５０Ａの重量や強度、或いは、研磨剤Ｐの流動性を考慮して、貫通孔５３、５４は設計される。また、図１に示す例では、貫通孔５３、５４の内壁は、研磨キャリア５０Ａの上面に対して垂直となるように形成されているが、角部が面取りされてもよいし、研磨キャリア５０Ａの上面から下面に向けて（研磨剤Ｐが流動する方向）、貫通孔の内径が徐々に小さくなるようなテーパ状に形成されてもよい。これにより、研磨キャリア５０Ａの上面に塗布された研磨剤Ｐの流動性を促進することができる。
【００２７】
次に、以上のように構成された研磨装置１００の作用について説明する。
まず、研磨装置１００を駆動する前に、研磨キャリア５０Ａをインターナルギア２０及びサンギア１０に係合させ、下定盤４０上に載置する。研磨キャリア５０Ａの保持開口部５１に矩形基板６０が挿入される。その後、研磨キャリア５０Ａの上方に上定盤３０を配置し、下定盤４０と上定盤３０との間に矩形基板６０が挟まれた状態となる。研磨剤Ｐは、研磨剤供給路３１を通じて、研磨面３２に貼り付けられた研磨布に供給され、上定盤３０の研磨布は研磨剤Ｐで浸される。さらに、研磨剤Ｐは、貫通孔５３、５４を通じて、研磨面４１に貼り付けられた研磨布に供給され、下定盤４０の研磨布は研磨剤Ｐで浸される。矩形基板６０の上面は、研磨面３２に貼り付けられた研磨布と接触し、矩形基板６０の下面は、研磨面４１に貼り付けられた研磨布と接触する。
【００２８】
この状態で、図１に示すように、インターナルギア２０に対してサンギア１０が相対的に回転することで、研磨キャリア５０Ａはサンギア１０の周りを回転（公転）しながら、インターナルギア２０とサンギア１０との間で回転（自転）する。研磨キャリア５０Ａの回転に伴い、上定盤３０及び下定盤４０に貼り付けられた研磨布が矩形基板６０の両面を研磨する。このように矩形基板６０の研磨が行われている間、図１の矢印に示すように、研磨剤Ｐは、連続的に研磨布に供給され、研磨布の内部から外部に流出し、かつ、研磨キャリア５０Ａの上面にも塗布される。このような研磨剤Ｐには、研磨キャリア５０Ａの回転（公転、自転）に伴う遠心力が働くため、研磨剤Ｐは、矩形基板６０の側面に沿って研磨キャリア５０Ａの外周に向けて流動する。更に、研磨剤Ｐは、歯面５２と歯面１１との間の隙間、歯面５２と歯面２１との間の隙間、及び貫通孔５３、５４を通じて、研磨キャリア５０Ａの下面側に流動し、研磨装置１００の外部に排出される。
【００２９】
特に、本実施形態においては、インターナルギア２０の上面２２が、研磨キャリア５０Ａの上面と一致しているため、研磨キャリア５０Ａの外周に向けて流動する研磨剤Ｐは、研磨キャリア５０Ａの上面からインターナルギア２０の上面２２に向けて流動する（符号Ｆ１）。更に、上面２２上を流動する研磨剤Ｐは、研磨装置１００の外部に排出される。このため、研磨剤Ｐは、インターナルギア２０の上面２２に残留することが抑制される。
【００３０】
ところで、研磨装置を構成するサンギアやインターナルギア等の構成部材に向けて過度に流れた研磨剤がそのまま付着乾燥すると、構成部材の表面に残留する固化物が発生する。例えば、研磨キャリアの上面とインターナルギアの上面との間に段差が形成されている場合、この段差部分に研磨剤が残留する固化物が発生する。上記構成部材から固化物が剥離すると、固化物は研磨処理中の研磨剤に混入してしまう。この状態で研磨処理が継続的に行われると、フォトマスク基板の表面欠陥となる傷が発生する。
【００３１】
その一方、本実施形態に係る研磨装置１００においては、研磨剤Ｐがインターナルギア２０に残留せずに、研磨装置１００の外部に排出されるので、インターナルギア２０において研磨剤Ｐに起因する固化物が発生し難くなる。このため、固化物が研磨剤Ｐに混入することが抑制され、矩形基板６０の研磨工程において表面欠陥となる傷の発生を減少することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、図２を参照して、第２実施形態に係る研磨装置２００を説明する。
図２において、第１実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
研磨装置２００は、インターナルギア２０の上面２２に対向する位置に設けられた第１研磨剤供給部７０（研磨剤供給部）を備える点で、上述した研磨装置１００と相違する。また、研磨装置２００においては、インターナルギア２０の上面２２と研磨キャリア５０Ａの上面とは一致しておらず、研磨キャリア５０Ａの上面とインターナルギア２０の上面２２との間に段差が形成されている。
【００３３】
（第１研磨剤供給部）
第１研磨剤供給部７０は、研磨剤Ｓ１（第２研磨剤、研磨砥粒を含むスラリー）をインターナルギア２０の上面２２に供給するディスペンサと、研磨剤Ｓ１を貯留するタンクに接続された配管を有する。第１研磨剤供給部７０が設けられる位置は、インターナルギア２０の上面２２のなかでも、歯面２１に近い位置であることが好ましい。これにより、研磨剤Ｓ１が上面２２から歯面２１に向けて流動（流下）し易くなる。なお、図２に示す例では、インターナルギア２０の上面２２は平坦であるが、インターナルギア２０の外側から内側下方に傾斜する傾斜面が上面２２に形成されてもよい。傾斜面を上面２２に形成することで、傾斜面に沿って研磨剤Ｓ１が研磨キャリア５０Ａに向けて流動し易くなる。また、図２に示す例では、研磨剤Ｓ１は、上述した研磨剤Ｐと同じ研磨剤であるが、材料種類や配合比の点で、研磨剤Ｓ１を研磨剤Ｐとは異ならせてもよい。
【００３４】
次に、以上のように構成された研磨装置２００の作用について説明する。
研磨剤供給路３１が研磨剤Ｐを矩形基板６０の上面に供給しながら、第１研磨剤供給部７０が第２研磨剤Ｓ１を研磨キャリア５０Ａの上面に供給する。
第１研磨剤供給部７０がインターナルギア２０の上面２２に研磨剤Ｓ１を供給すると、上面２２に塗布された研磨剤Ｓ１には、インターナルギア２０の回転に伴う遠心力が働くため、研磨剤Ｓ１は、上面２２から歯面２１に向けて流動し、歯面２１を伝って研磨キャリア５０Ａの上面に塗布される。研磨剤Ｓ１は、研磨剤供給路３１から供給された研磨剤Ｐと混合する。本実施形態における以下の説明では、研磨剤Ｐと研磨剤Ｓ１とが混合された研磨剤を単に、「研磨剤」或いは「混合研磨剤」と称する場合がある。
【００３５】
研磨キャリア５０Ａ上の研磨剤には、研磨キャリア５０Ａの回転（公転、自転）に伴う遠心力が働くため、研磨剤は、矩形基板６０の側面に沿って研磨キャリア５０Ａの外周に向けて流動する。更に、研磨剤は、歯面５２と歯面１１との間の隙間、歯面５２と歯面２１との間の隙間、及び貫通孔５３、５４を通じて、研磨キャリア５０Ａの下面側に流動する。なお、第１研磨剤供給部７０による研磨剤Ｓ１の供給は、研磨工程が行われている間において継続的に行われる。また、矩形基板６０の下面における研磨は、研磨剤Ｐと研磨剤Ｓ１との混合研磨剤により行われる。
【００３６】
特に、本実施形態においては、第１実施形態で説明した研磨剤供給路３１による研磨剤Ｐの供給だけでなく、第１研磨剤供給部７０による研磨剤Ｓ１の供給が行われる。従って、研磨キャリア５０Ａ上における研磨剤の流動が促進された状態で研磨剤が研磨装置２００の外部に排出されるため、研磨装置２００を構成する部材（インターナルギア２０等）に研磨剤が残留することに起因する固化物が発生し難くなる。このため、固化物が研磨剤に混入することが抑制され、矩形基板６０の研磨工程において表面欠陥となる傷の発生を減少することができる。
【００３７】
更に、本実施形態では、研磨キャリア５０Ａの上面とインターナルギア２０の上面２２との間に段差が形成されているにも関わらず、研磨剤に起因する固化物の発生を抑制することができる。
また、後述する実施例において説明するように、第２実施形態に係る研磨装置２００によれば、第１実施形態に比べて、矩形基板６０にける欠陥の発生率（研磨キズ発生率）を低減することができる。
【００３８】
（第３実施形態）
次に、図３を参照して、第３実施形態に係る研磨装置３００を説明する。
図３において、第１実施形態及び第２実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
研磨装置３００は、サンギア１０の上面１２に対向する位置に設けられた第２研磨剤供給部７１（研磨剤供給部）を備える点で、上述した研磨装置２００と相違する。また、研磨装置３００においては、インターナルギア２０の上面２２と研磨キャリア５０Ａの上面とは一致しておらず、研磨キャリア５０Ａの上面とインターナルギア２０の上面２２との間に段差が形成されている。
【００３９】
（第２研磨剤供給部）
第２研磨剤供給部７１は、研磨剤Ｓ２（第２研磨剤、研磨砥粒を含むスラリー）をサンギア１０の上面１２に供給するディスペンサを備える。第２研磨剤供給部７１のその他の構成は、上述した第１研磨剤供給部７０と同じであるため、説明を省略する。第２研磨剤供給部７１が設けられる位置は、サンギア１０の上面１２のなかでも、歯面１１に近い位置であることが好ましい。これにより、研磨剤Ｓ２が上面１２から歯面１１に向けて流動（流下）し易くなる。なお、図３に示す例では、サンギア１０の上面１２は平坦であるが、サンギア１０の中心から外側に向けて下方に傾斜する傾斜面が上面１２に形成されてもよい。傾斜面を上面１２に形成することで、傾斜面に沿って研磨剤Ｓ２が研磨キャリア５０Ａに向けて流動し易くなる。また、図３に示す例、及び、後述する図４に示す例では、研磨剤Ｓ２は、上述した研磨剤Ｐ、Ｓ１と同じ研磨剤であるが、材料種類や配合比の点で、研磨剤Ｓ２を研磨剤Ｐ、Ｓ１とは異ならせてもよい。
【００４０】
次に、以上のように構成された研磨装置３００の作用について説明する。
研磨剤供給路３１が研磨剤Ｐを矩形基板６０の上面に供給しながら、第１研磨剤供給部７０が第２研磨剤Ｓ１を研磨キャリア５０Ａの上面に供給し、第２研磨剤供給部７１が第２研磨剤Ｓ２を研磨キャリア５０Ａの上面に供給する。
第２研磨剤供給部７１がサンギア１０の上面１２に研磨剤Ｓ２を供給すると、上面１２に塗布された研磨剤Ｓ２は、上面１２から歯面１１に向けて流動し、歯面１１を伝って研磨キャリア５０Ａの上面に塗布される。研磨剤Ｓ２は、研磨剤供給路３１から供給された研磨剤Ｓ１と混合する。本実施形態及び後述する第４実施形態における以下の説明では、研磨剤Ｐ、Ｓ１、Ｓ２が混合された研磨剤を単に、「研磨剤」或いは「混合研磨剤」と称する場合がある。
【００４１】
研磨キャリア５０Ａ上の研磨剤には、研磨キャリア５０Ａの回転（公転、自転）に伴う遠心力が働くため、研磨剤は、矩形基板６０の側面に沿って研磨キャリア５０Ａの外周に向けて流動する。更に、研磨剤は、歯面５２と歯面２１との間の隙間、歯面５２と歯面２１との間の隙間、及び貫通孔５３、５４を通じて、研磨キャリア５０Ａの下面側に流動する。なお、第２研磨剤供給部７１による研磨剤Ｓ２の供給は、研磨工程が行われている間において継続的に行われる。また、矩形基板６０の下面における研磨は、研磨剤Ｐと研磨剤Ｓ１、Ｓ２との混合研磨剤により行われる。
【００４２】
特に、本実施形態においては、第１実施形態で説明した研磨剤供給路３１による研磨剤Ｐの供給だけでなく、第２実施形態で説明した第１研磨剤供給部７０による研磨剤Ｓ１の供給と、第２研磨剤供給部７１による研磨剤Ｓ２の供給とが行われる。従って、研磨キャリア５０Ａ上における研磨剤の流動が更に促進された状態で研磨剤が研磨装置３００の外部に排出されるため、研磨装置３００を構成する部材（インターナルギア２０等）に研磨剤が残留することに起因する固化物が発生し難くなる。このため、固化物が研磨剤に混入することが抑制され、矩形基板６０の研磨工程において表面欠陥となる傷の発生を減少することができる。
【００４３】
更に、本実施形態では、研磨キャリア５０Ａの上面とインターナルギア２０の上面２２との間に段差が形成されているにも関わらず、研磨剤に起因する固化物の発生を抑制することができる。
また、後述する実施例において説明するように、第３実施形態に係る研磨装置３００によれば、第２実施形態に比べて、矩形基板６０にける欠陥の発生率（研磨キズ発生率）を低減することができる。
【００４４】
（第４実施形態）
次に、図４を参照して、第４実施形態に係る研磨装置４００を説明する。
図４において、第１実施形態〜第３実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
研磨装置４００は、研磨キャリア５０Ａに代えて研磨キャリア５０Ｂを用いる点で、上述した研磨装置３００と相違する。また、研磨装置４００においては、インターナルギア２０の上面２２と研磨キャリア５０Ｂの上面とは一致しておらず、研磨キャリア５０Ｂの上面とインターナルギア２０の上面２２との間に段差が形成されている。
【００４５】
（研磨キャリア）
研磨キャリア５０Ｂは、上述した研磨キャリア５０Ａの構成（保持開口部５１、歯面５２、貫通孔５３、５４）に加えて、複数の外周部貫通孔５５を備えている。外周部貫通孔５５は、長穴状に形成されており、研磨キャリア５０Ｂの外形（歯面５２が形成されている部位）に沿うように延在し、即ち、円弧を部分的に描くように延在し、研磨キャリア５０Ｂの外端の近くに設けられている。
図４に示すように、外周部貫通孔５５の位置は、下定盤４０の端部４５の位置に対応している。換言すると、研磨キャリア５０Ｂの平面視において、下定盤４０の端部４５が外周部貫通孔５５を通じて観察できる。なお、下定盤４０の端部４５の位置と、外周部貫通孔５５の内面との位置が一致してもよい。
【００４６】
図５に示す例では、外周部貫通孔５５の個数は６個であり、複数の外周部貫通孔５５の全ては同じ形状を有しており、左右対称で配置されている。外周部貫通孔５５の大きさや個数は適宜変更可能であり、特に、研磨キャリア５０Ｂに保持される研磨対象である矩形基板６０の枚数や大きさに応じて決定される。また、外周部貫通孔５５の形状は、長穴である必要はなく、他の形状で形成されてもよい。
【００４７】
研磨キャリア５０Ｂの重量や強度、或いは、研磨剤の流動性を考慮して、外周部貫通孔５５は設計される。また、図４に示す例では、外周部貫通孔５５の内壁は、研磨キャリア５０Ｂの上面に対して垂直となるように形成されているが、角部が面取りされてもよいし、研磨キャリア５０Ｂの上面から下面に向けて（研磨剤が流動する方向）、外周部貫通孔５５の内径が徐々に小さくなるようなテーパ状（傾斜面）に形成されてもよい。これにより、研磨キャリア５０Ｂの上面に塗布された研磨剤（研磨剤Ｐ、Ｓ１、Ｓ２）の流動性を促進することができる。
【００４８】
次に、以上のように構成された研磨装置４００の作用について説明する。
本実施形態においては、第１実施形態で説明した研磨剤供給路３１による研磨剤Ｐの供給だけでなく、第２実施形態で説明した第１研磨剤供給部７０による研磨剤Ｓ１の供給と、第２研磨剤供給部７１による研磨剤Ｓ２の供給とが行われる。
研磨剤は、歯面５２と歯面１１との間の隙間、歯面５２と歯面２１との間の隙間、及び貫通孔５３、５４を通じて、研磨キャリア５０Ｂの下面側に流動し、研磨装置４００の外部に排出される。
さらに、研磨キャリア５０Ｂには、下定盤４０の端部４５に対応する位置に、外周部貫通孔５５が形成されているため、外周部貫通孔５５に流入した研磨剤は、下定盤４０の端部４５を経て、研磨装置４００の外部に排出される。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態に係る研磨装置４００によれば、研磨キャリア５０Ｂ上における研磨剤の流動が更に促進された状態で、外周部貫通孔５５により研磨剤は下定盤４０の外側に誘導され、インターナルギア２０に向けて研磨剤が流れ込むことが抑制され、研磨装置４００の外部への研磨剤の排出が促進される。従って、研磨装置４００を構成する部材（インターナルギア２０等）に研磨剤が残留することに起因する固化物が発生し難くなる。このため、固化物が研磨剤に混入することが抑制され、矩形基板６０の研磨工程において表面欠陥となる傷の発生を減少することができる。
【００５０】
更に、本実施形態では、研磨キャリア５０Ｂの上面とインターナルギア２０の上面２２との間に段差が形成されているにも関わらず、研磨剤に起因する固化物の発生を抑制することができる。
また、後述する実施例において説明するように、第４実施形態に係る研磨装置４００によれば、第３実施形態に比べて、矩形基板６０にける欠陥の発生率（研磨キズ発生率）を低減することができる。
【実施例】
【００５１】
次に、図６を参照し、本発明の実施例について説明する。
図６は、比較例、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、及び実施例５の研磨装置において、研磨キズの発生率（％）を比較した図である。
【００５２】
（実験方法）
矩形基板として、複数の合成石英基板（サイズ：１５２×１５２×６．３５ｔ）を用意した。
後述する比較例、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、及び実施例５の研磨装置の各々において、複数の合成石英基板の研磨を行った。
以下の説明では、各研磨装置において研磨された合成石英基板の合計枚数（１００％）に対して、研磨キズが検出された合成石英基板の枚数を研磨キズ発生率（％）と称している。欠陥の検査装置として、レーザーテック社製Ｍ３３２０Ｆを用いた。
【００５３】
（比較例）
比較例の研磨装置は、研磨キャリア５０Ａの上面とインターナルギア２０の上面２２との間に段差が形成されている点で図１に示す研磨装置１００とは異なっている。比較例の研磨装置のその他の構成は、研磨装置１００と同じである。また、比較例の研磨装置の動作方法は、研磨装置１００と同様とした。
比較例においては、研磨キズの発生率は３．９％であった。
【００５４】
（実施例１）
実施例１の研磨装置として、上述した第１実施形態に係る研磨装置１００が用いられている。実施例１においては、研磨キズの発生率は３．６％であった。
【００５５】
（実施例２）
実施例２の研磨装置として、上述した第２実施形態に係る研磨装置２００が用いられている。実施例２においては、研磨キズの発生率は０．７％であった。
【００５６】
（実施例３）
実施例３の研磨装置として、上述した第３実施形態に係る研磨装置３００が用いられている。実施例３においては、研磨キズの発生率は０．３％であった。
【００５７】
（実施例４）
実施例４の研磨装置として、上述した第４実施形態に係る研磨装置４００が用いられている。実施例４においては、研磨キズの発生率は０．０％、即ち、研磨キズは発生しなかった。特に、実施例４では、外周部貫通孔５５により研磨剤Ｐは下定盤４０の外側に誘導され、インターナルギア２０に向けた研磨剤Ｐの流れ込みが抑制されている。このため、余剰の研磨剤Ｐの固化物の発生頻度が激減し、矩形基板６０の表面欠陥が激減したと考えられる。
【００５８】
（実施例５）
実施例５の研磨装置は、第４実施形態に係る研磨キャリア５０Ｂを比較例の研磨装置に適用した場合を示している。つまり、実施例５の研磨装置は、第１研磨剤供給部７０及び第２研磨剤供給部７１を備えていない点で、実施例４の研磨装置（研磨装置４００）とは異なっている。実施例５においては、研磨キズの発生率は０．７％であった。
【００５９】
（評価結果）
図６から以下の点が明らかとなった。
（結果１）
研磨キャリアの上面とインターナルギアの上面との段差を無くすだけで、研磨キズの発生率は減少するものの、その効果は小さいことが明らかとなった。
（結果２）
インターナルギア側に研磨剤供給部を設けるだけで、研磨キズの発生率が大幅に減少することが明らかとなった。
（結果３）
インターナルギア側に研磨剤供給部が設けられた構成において、サンギア側に研磨剤供給部を付加的に設けた場合、研磨キズの発生率は減少するものの、その効果は小さいことが明らかとなった。
（結果４）
サンギア側及びインターナルギア側に研磨剤供給部が設けられた構成において、複数の外周部貫通孔を備えた研磨キャリアを適用することで、研磨キズの発生を防止できることが明らかとなった。
（結果５）
研磨剤供給部が設けられていない構成において、複数の外周部貫通孔を備えた研磨キャリアを適用するだけで、研磨キズの発生率が大幅に減少することが明らかとなった。
【００６０】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、複雑な構成を用いることなく、研磨装置の構成部材に研磨剤が残留することを防止し、フォトマスク基板の研磨工程において表面欠陥となる傷の発生を減少することができる研磨装置、研磨方法、及びこの研磨装置に用いられる研磨キャリアに広く適用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  サンギア、  １１  歯面（サンギアの歯面）、  １２  上面（サンギアの上面）、  ２０  インターナルギア、  ２１  歯面（インターナルギアの歯面）、  ２２  上面（インターナルギアの上面）、  ３０  上定盤、  ３１  研磨剤供給路、  ３２  研磨面（上定盤の研磨面）、  ４０  下定盤、  ４１  研磨面（下定盤の研磨面）、  ４５  端部、  ５０Ａ、５０Ｂ  研磨キャリア、  ５１  保持開口部、  ５２  歯面（研磨キャリアの歯面）、  ５３、５４  貫通孔、  ５５  外周部貫通孔、  ６０  矩形基板、  ７０  第１研磨剤供給部（研磨剤供給部）、  ７１  第２研磨剤供給部（研磨剤供給部）、  １００、２００、３００、４００  研磨装置、  Ｐ  研磨剤（第１研磨剤）、  Ｓ１  研磨剤（第２研磨剤）、  Ｓ２  研磨剤（第２研磨剤）。
【図１】
2019069499.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2019069499.tif 000006
【図５】
2019069499.tif 000007
【図６】
2019069499.tif 000008