(57)【要約】【課題】研磨ムラの発生を抑制することのできる研磨方法を提供する。【解決手段】研磨方法は、保持具の研磨ヘッド１４に保持された研磨対象物Ｗの研磨面を研磨パッドに圧接させた状態として、研磨用組成物を供給しつつ、保持具及び研磨パッドを回転させることによって、研磨対象物Ｗの研磨面を研磨する研磨工程を有する。研磨工程中に、保持具の研磨ヘッド１４に保持された研磨対象物Ｗを、その研磨面が研磨パッド側を向く状態が維持されるように回転させて、研磨対象物Ｗの向きを変更させている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持具に保持された研磨対象物の研磨面を研磨パッドに圧接させた状態として、研磨用組成物を供給しつつ、前記保持具と前記研磨パッドとを相対回転させることによって、前記研磨対象物の研磨面を研磨する研磨工程を有する研磨方法であって、
前記研磨工程中に、前記保持具に保持された前記研磨対象物を、その研磨面が前記研磨パッド側を向く状態が維持されるように回転させて、前記研磨対象物の向きを変更させることを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
前記研磨工程において、
前記研磨対象物の研磨面を研磨する操作を停止して、前記研磨対象物の向きを変更させた後に、前記研磨対象物の研磨面を研磨する操作を再開することを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
【請求項３】
前記保持具に対して、複数の研磨対象物を同時に保持させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の研磨方法。
【請求項４】
研磨面が曲面状をなす研磨対象物の研磨に用いられ、
前記研磨対象物を前記研磨パッドに押し付けて、曲面状をなす研磨面に追従した形状に前記研磨パッドを変形させつつ研磨することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項５】
研磨面が複数の面からなる研磨対象物の研磨に用いられ、
前記研磨対象物を前記研磨パッドに押し付けて、複数の面からなる研磨面に追従した形状に前記研磨パッドを変形させつつ研磨することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項６】
前記保持具と前記研磨対象物との間にスペーサーを配置して、前記研磨対象物の研磨面を前記研磨パッド側に突出させた状態として前記研磨工程を行うことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の研磨方法。
【請求項７】
保持具に保持された研磨対象物の研磨面を研磨パッドに圧接させた状態として、研磨用組成物を供給しつつ、前記保持具と前記研磨パッドとを相対回転させることによって、前記研磨対象物の研磨面を研磨する研磨方法に用いられる保持具であって、
前記研磨対象物を保持する研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドに保持された前記研磨対象物を、その研磨面が前記研磨パッド側を向く状態が維持されるように回転させて、前記研磨対象物の向きを変更させる回転機構とを備えることを特徴とする保持具。
【請求項８】
前記回転機構は、前記研磨対象物が固定される回転台を備えていることを特徴とする請求項７に記載の保持具。
【請求項９】
前記回転台と前記研磨対象物との間に配置されて、前記研磨対象物の研磨面を前記研磨パッド側に突出させるスペーサーを備えることを特徴とする請求項８に記載の保持具。
【請求項１０】
前記回転台は、前記研磨ヘッドから前記研磨パッド側に突出するように設けられていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の保持具。
【請求項１１】
前記研磨ヘッドは、複数の前記研磨対象物を保持可能に構成されていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の保持具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持具に保持された研磨対象物の研磨面を研磨パッドに圧接させた状態として、研磨用組成物を供給しつつ、保持具と前記研磨パッドとを相対回転させることによって、研磨対象物の研磨面を研磨する研磨工程を有する研磨方法、及び当該研磨方法に用いる保持具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、研磨対象物を研磨する方法として、保持具に保持された研磨対象物の研磨面を研磨パッドに圧接させ、研磨用組成物を供給しつつ、保持具及び研磨パッドを相対回転させることによって、研磨対象物の研磨面を研磨する研磨方法が知られている。この種の研磨方法は、片面研磨装置や両面研磨装置を用いて実施されている。例えば、特許文献１には、片面研磨装置を用いて、半導体ウェーハの片面を研磨する研磨方法が開示されている。また、特許文献２には、両面研磨装置を用いて、磁性膜を両面に有するコンピュータ用ディスク基板の両面を同時に研磨する研磨方法が開示されている。
【０００３】
以下、図１２に基づいて、片面研磨装置の構成、及びその片面研磨装置を用いた従来の研磨方法について説明する。図１２（ａ）に示すように、片面研磨装置１０は、鉛直方向に延びる回転軸にて回転する定盤１１を備え、この定盤１１の上面に研磨パッド１２が貼り付けられている。研磨パッド１２上には、鉛直方向に延びる回転軸Ｐ１にて回転する研磨ヘッド１４を備える保持具１３が、複数配置されている。図１２（ｂ）に示すように、保持具１３における研磨ヘッド１４の下面には、複数（３つ）の研磨対象物Ｗが、研磨面を下側に向けた状態で保持されている。また、各研磨対象物Ｗは、研磨ヘッド１４の回転軸Ｐ１を中心として、周方向に並ぶように保持されている。
【０００４】
図１２（ａ）に示すように、保持具１３の研磨ヘッド１４の下面に保持された研磨対象物Ｗを、研磨パッド１２に圧接させた状態として、研磨パッド１２上に研磨用組成物１５を供給しつつ、定盤１１及び保持具１３の研磨ヘッド１４をそれぞれ所定の回転数にて回転させる。これにより、保持具１３に保持された研磨対象物Ｗの研磨面が研磨パッド１２及び研磨用組成物１５によって研磨される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２５３８９６号公報
【特許文献２】特開平７−１５６０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来の研磨方法を用いた場合には、研磨対象物の研磨面に研磨ムラが生じることがあった。具体的には、図１２（ｂ）に示すように、研磨ヘッド１４の回転軸Ｐ１から遠い側の部位Ｂ（外側に位置する部位）の研磨量に対して、研磨ヘッド１４の回転軸Ｐ１に近い側の部位Ａ（内側に位置する部位）の研磨量が少なくなることがあった。
【０００７】
この問題の原因は、研磨対象物Ｗの研磨面に供給される研磨用組成物１５にあると考えられる。つまり、研磨時においては、研磨ヘッド１４は回転軸Ｐ１を中心に回転しているため、研磨パッド１２上に供給された研磨用組成物１５は、研磨ヘッド１４の外周側から研磨対象物Ｗと研磨パッド１２との間に入り込み、研磨ヘッド１４の径方向内側に向かって流れていく。そのため、研磨対象物Ｗにおいて、研磨ヘッド１４の径方向外側に位置する部位Ｂについては、フレッシュな研磨用組成物１５を用いた研磨が行われ、径方向内側に位置する部位Ａについては、径方向外側に位置する部位Ｂの研磨に使用されて砥粒等が消耗された研磨用組成物１５を用いた研磨が行われることになる。このように、研磨対象物Ｗの各部位の研磨に用いられる研磨用組成物１５の消耗度合の違いが、部位毎の研磨量を異ならせている一因と考えられる。なお、上記の研磨ムラの問題は、片面研磨装置を用いた研磨方法に限らず、両面研磨装置を用いた研磨方法においても同様に生じる。
【０００８】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、研磨ムラの発生を抑制することのできる研磨方法、及び保持具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための研磨方法は、保持具に保持された研磨対象物の研磨面を研磨パッドに圧接させた状態として、研磨用組成物を供給しつつ、前記保持具と前記研磨パッドとを相対回転させることによって、前記研磨対象物の研磨面を研磨する研磨工程を有する研磨方法であって、前記研磨工程中に、前記保持具に保持された前記研磨対象物を、その研磨面が前記研磨パッド側を向く状態が維持されるように回転させて、前記研磨対象物の向きを変更させることを特徴とする。
【００１０】
上記研磨方法は、前記研磨工程において、前記研磨対象物の研磨面を研磨する操作を停止して、前記研磨対象物の向きを変更させた後に、前記研磨対象物の研磨面を研磨する操作を再開することが好ましい。
【００１１】
上記研磨方法は、前記保持具に対して、複数の研磨対象物を同時に保持させることが好ましい。
上記研磨方法は、研磨面が曲面状をなす研磨対象物の研磨に用いられ、前記研磨対象物を前記研磨パッドに押し付けて、曲面状をなす研磨面に追従した形状に前記研磨パッドを変形させつつ研磨することが好ましい。
【００１２】
上記研磨方法は、研磨面が複数の面からなる研磨対象物の研磨に用いられ、前記研磨対象物を前記研磨パッドに押し付けて、複数の面からなる研磨面に追従した形状に前記研磨パッドを変形させつつ研磨することが好ましい。
【００１３】
上記研磨方法は、前記保持具と前記研磨対象物との間にスペーサーを配置して、前記研磨対象物の研磨面を前記研磨パッド側に突出させた状態として前記研磨工程を行うことが好ましい。
【００１４】
上記の目的を達成するための保持具は、保持具に保持された研磨対象物の研磨面を研磨パッドに圧接させた状態として、研磨用組成物を供給しつつ、前記保持具と前記研磨パッドとを相対回転させることによって、前記研磨対象物の研磨面を研磨する研磨方法に用いられる保持具であって、前記研磨対象物を保持する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドに保持された前記研磨対象物を、その研磨面が前記研磨パッド側を向く状態が維持されるように回転させて、前記研磨対象物の向きを変更させる回転機構とを備えることを特徴とする。
【００１５】
上記保持具において、前記回転機構は、前記研磨対象物が固定される回転台を備えていることが好ましい。
上記保持具において、前記回転台と前記研磨対象物との間に配置されて、前記研磨対象物の研磨面を研磨パッド側に突出させるスペーサーを備えることが好ましい。
【００１６】
上記保持具において、前記回転台は、前記研磨ヘッドから前記研磨パッド側に突出するように設けられていることが好ましい。
上記保持具において、前記研磨ヘッドは、複数の前記研磨対象物を保持可能に構成されていることが好ましい。
【００１７】
上記構成の研磨方法によれば、研磨工程中において、保持具に保持された研磨対象物の向きを変更させている。また、上記構成の保持具によれば、研磨工程中において、保持具に保持された研磨対象物の向きを変更させることができる。これにより、研磨工程中において、研磨対象物の研磨面における特定の部位が、フレッシュな研磨用組成物が供給されて研磨量が相対的に多くなる位置（研磨ヘッドの径方向外側）に位置し続けることが抑制される。同じく、消耗された研磨用組成物が供給されて研磨量が相対的に少なくなる位置（研磨ヘッドの径方向内側）に位置し続けることも抑制される。よって、研磨対象物の研磨面における特定の部位の研磨量が多くなる、又は研磨量が少なくなるといった研磨ムラの発生が抑制される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の研磨方法、及び保持具によれば、研磨ムラの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、研磨対象物の研磨面の説明図。
【図２】保持具の側面図、及び部分断面図。
【図３】研磨パッドに研磨対象物を圧接させた状態を示す断面図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、研磨工程における研磨対象物の向きを示す図。
【図５】回転機構を備える保持具の説明図。
【図６】回転機構を備える保持具の説明図。
【図７】保持具及びスペーサーの説明図。
【図８】回転機構を備える保持具及びスペーサーの説明図。
【図９】回転機構を備える保持具の説明図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、研磨対象物の研磨面の説明図。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、実施例の説明図。
【図１２】（ａ）は研磨方法及び片面研磨装置の説明図、（ｂ）は保持具の下面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
まず、本実施形態の研磨方法によって研磨が施される研磨対象物Ｗについて説明する。
研磨対象物Ｗとしては、金属、合成樹脂、セラミック、及びこれらの複合品からなる研磨対象物を用いることができる。上記金属としては、マグネシウム、アルミニウム、チタン、鉄、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛、マンガン、及びそれらのうちの少なくとも一種を主成分とする合金が挙げられる。上記合成樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド等の熱硬化性樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。上記セラミックとしては、例えば、陶磁器、ガラス、ファインセラミックスの他、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、カルシウム、バリウム等の酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物が挙げられる。
【００２１】
研磨対象物Ｗの外形形状は、特に限定されるものでなく、三角形や四角形等の多角形状、円形状、楕円形状、環状等のいずれの形状であってもよい。
また、研磨対象物Ｗは、その一面として、研磨が施される研磨面を備えている。この研磨面の形状についても特に限定されるものではない。具体的には、図１（ａ）に示すように、一つの平面からなる平坦状の研磨面Ｗ１であってもよい。また、図１（ｂ）に示すように、一部又は全体が曲面形状をなす研磨面Ｗ２であってもよい。この場合、研磨面Ｗ２は、外側に向かって凸となる曲面形状であってもよいし、内側に向かって凸となる曲面形状であってもよいし、これらの組み合わせ形状であってもよい。また、図１（ｃ）に示すように、複数の面Ｗ３ａ〜Ｗ３ｃからなる研磨面Ｗ３であってもよい。この場合、研磨面Ｗ３は、外側に向かって凸となる多面形状であってもよいし、内側に向かって凸となる多面形状であってもよいし、これらの組み合わせ形状であってもよい。また、多面形状の研磨面Ｗ３を構成する面の一つ又は複数が曲面形状であってもよい。なお、研磨面Ｗ３を構成する面の数は２面以上であればよい。
【００２２】
次に、本実施形態の研磨方法に用いる研磨装置について説明する。
本実施形態の研磨方法には、図１２（ａ），（ｂ）に示すような従来の片面研磨装置１０を用いることができる。片面研磨装置１０は、鉛直方向に延びる回転軸にて回転する定盤１１を備えている。定盤１１は図示しないモータに連結されて、モータが駆動されることにより回転する。
【００２３】
定盤１１の上面には、研磨パッド１２が貼り付けられている。研磨パッド１２は、研磨対象物Ｗの材質や、研磨対象物Ｗの研磨面の形状等に応じて、研磨対象物Ｗの研磨面を研磨するうえで最適なものを任意に使用できる。研磨パッド１２の表面形状は、研磨対象物Ｗの研磨面全体に対して、当たりが均一となる形状であることが好ましく、そのような機能を付与すべく、厚みや硬さ等と併せて適宜、設定される。
【００２４】
研磨パッド１２の材質の具体例としては、例えば、織物、不織布、不織布の樹脂加工品、合成皮革、合成樹脂発泡体、及びこれらの複合品等が挙げられる。また、上記具体例のうちの一種のみからなる研磨パッド１２であってもよいし、複数種を組み合わせてなる研磨パッド１２であってもよい。
【００２５】
研磨パッド１２の硬度は特に限定されるものではないが、研磨対象物Ｗの研磨面が平面形状以外の形状、例えば、曲面形状や複数の面からなる多面形状である場合には、研磨パッド１２の硬度を、ショアＡ硬度５以上とすることが好ましい。ショアＡ硬度が５以上であるとは、硬度を測定される検体である研磨パッド１２を、湿度２０〜６０％の乾燥状態で室温に６０分以上孵置し、その後の研磨パッド１２の硬度をＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠したゴム硬度計（Ａ型）にて測定しその値が５以上であることをいう。
【００２６】
図１２（ａ）に示す片面研磨装置１０において、研磨パッド１２の上方位置には、鉛直方向に延びる回転軸Ｐ１にて回転する研磨ヘッド１４を備える保持具１３が、複数配置されている。研磨ヘッド１４は、図示しないモータに連結されて、モータが駆動されることにより回転する。
【００２７】
図１２（ｂ）に示すように、研磨ヘッド１４の下面側には、複数の研磨対象物Ｗが研磨面を下側（外側）に向けた状態で保持されている。なお、図示は省略しているが、研磨ヘッド１４の下面には、研磨対象物Ｗが嵌合可能な凹部や、研磨対象物Ｗを真空吸着させる機構等により構成される保持部が設けられており、こうした保持部に対して研磨対象物Ｗが保持される。また、研磨ヘッド１４に下面において、各研磨対象物Ｗは、研磨ヘッド１４の回転軸Ｐ１を中心として、周方向に並ぶように保持される。
【００２８】
次に、本実施形態の研磨方法について説明する。ここでは、図１（ｂ）に示す研磨面を有する研磨対象物Ｗ、具体的には、外形形状が正方形状をなし、曲面形状の研磨面Ｗ２を有する研磨対象物Ｗを研磨する場合について説明する。
【００２９】
図２及び図１２（ｂ）に示すように、保持具１３の研磨ヘッド１４の下面に対して、３つの研磨対象物Ｗを、研磨面Ｗ２が下側を向くようにして保持させる。そして、研磨パッド１２に向かって保持具１３を下降させて、研磨ヘッド１４の下面に保持された研磨対象物Ｗの研磨面Ｗ２を研磨パッド１２に押し付けて圧接させる。
【００３０】
このとき、図３に示すように、研磨パッド１２は、曲面形状の研磨面Ｗ２が押し付けられることにより、研磨面Ｗ２に追従した形状に変形する。そして、研磨面Ｗ２全体が研磨パッド１２に接する状態とされる。換言すると、研磨パッド１２が研磨面Ｗ２に追従した形状に変形して研磨面Ｗ２全体に接する状態となる位置まで、保持具１３を下降させて荷重（研磨荷重）をかける。なお、図２及び図３においては、定盤１１の図示を省略している。
【００３１】
次いで、図１２（ａ）に示すように、研磨パッド１２上に研磨用組成物１５を供給しつつ、定盤１１及び保持具１３の研磨ヘッド１４をそれぞれ所定の回転数にて回転させる。これにより、定盤１１上に貼り付けられた研磨パッド１２と、保持具１３の研磨ヘッド１４に保持された研磨対象物Ｗとが圧接状態にて相対回転されて、研磨対象物Ｗの研磨面Ｗ２が研磨パッド１２及び研磨用組成物１５によって研磨される（研磨工程）。
【００３２】
研磨用組成物１５としては、公知の研磨用組成物、具体的には、主に砥粒や水を含むポリシング液、ラッピング液、切削液等の加工液を用いることができる。砥粒としては、例えば、アルミナ、シリカ、セリア、ダイヤモンド、炭化ケイ素が挙げられる。上記の砥粒のうちの一種のみが含有されていてもよいし、複数種が含有されていてもよい。また、研磨用組成物は、界面活性剤、高分子材料、ｐＨ調整剤、飛散抑制剤、増粘剤、酸化還元剤、等のその他の成分が含有されていてもよい。
【００３３】
上記研磨工程における各種の条件は特に限定されるものでなく、研磨対象物Ｗの材質や形状等に応じて適宜、設定することができる。例えば、研磨パッド１２上に供給される研磨用組成物１５の流量は、１０ｍｌ／分以上であることが好ましい。また、定盤１１及び保持具１３の研磨ヘッド１４の回転数は、研磨対象物Ｗの研磨面における線速度が１０ｍ/分〜３００ｍ/分の範囲となるような回転数であることが好ましい。また、研磨荷重は、研磨対象物Ｗの研磨面の単位面積当たりにおいて、０．０５ｋｇ/ｃｍ2〜１０ｋｇ/ｃｍ2であることが好ましい。
【００３４】
また、本実施形態の研磨方法においては、研磨工程中に、予め設定された所定時間が経過したところで、研磨用組成物１５を供給しつつ研磨対象物Ｗと研磨ヘッド１４とを相対回転させる操作（研磨操作）を一時停止して、保持具１３の研磨ヘッド１４に保持された研磨対象物Ｗの向きを変更させる操作を行う。
【００３５】
具体的には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、研磨面Ｗ２が研磨パッド１２側を向く状態が維持されるように、保持具１３の回転軸Ｐ１に平行な軸線Ｐ２を中心に各研磨対象物Ｗを時計回りに９０度、回転させる。つまり、図４（ａ）に示す保持状態から図４（ｂ）に示す保持状態へと、各研磨対象物Ｗの向きを変更する。なお、図４においては、理解を容易とするために、研磨対象物Ｗの研磨面において、最初に保持具１３の回転軸Ｐ１側に位置していた部位に目印（星印）を付している。また、研磨対象物Ｗの向きを変更する操作は、保持具１３の研磨ヘッド１４から研磨対象物Ｗを取り外し、研磨ヘッド１４に保持し直すことにより実施される。
【００３６】
研磨対象物Ｗの向きを変更させた後は、図４（ｂ）に示す保持状態にて、上記所定時間の研磨操作を行う。その後、同様にして、図４（ｂ）に示す保持状態から図４（ｃ）に示す保持状態に研磨対象物Ｗの向きを変更し、図４（ｃ）に示す保持状態にて、上記所定時間の研磨操作を行う。さらにその後、図４（ｃ）に示す保持状態から図４（ｄ）に示す保持状態に研磨対象物Ｗの向きを変更し、図４（ｄ）に示す保持状態にて、上記所定時間の研磨操作を行う。したがって、本実施形態においては、研磨対象物Ｗの向きを９０度ずつ変更させた４つの保持状態においてそれぞれ研磨対象物Ｗの研磨が行われる。
【００３７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
図４に示すように、本実施形態の研磨方法においては、研磨工程中に、保持具１３の研磨ヘッド１４に保持された研磨対象物Ｗの向きを変更させている。そして、研磨対象物Ｗの向きの異ならせた各保持状態において、それぞれ研磨操作を行っている。そのため、研磨工程中において、研磨対象物Ｗの研磨面における特定の部位が、フレッシュな研磨用組成物１５が供給されて研磨量が相対的に多くなる位置（研磨ヘッド１４の径方向外側）に位置し続けることがない。同じく、消耗された研磨用組成物１５が供給されて研磨量が相対的に少なくなる位置（研磨ヘッド１４の径方向内側）に位置し続けることもない。これにより、研磨対象物Ｗの研磨面における特定の部位の研磨量が多くなる、又は研磨量が少なくなるといった研磨ムラの発生が抑制される。
【００３８】
次に、本実施形態の効果について記載する。
（１）研磨方法は、保持具１３に保持された研磨対象物Ｗの研磨面を研磨パッド１２に圧接させた状態として、研磨用組成物１５を供給しつつ、保持具１３及び研磨パッド１２を回転させることによって、研磨対象物Ｗの研磨面を研磨する研磨工程を有する。研磨工程中に、保持具１３に保持された研磨対象物Ｗを、研磨面Ｗ２が研磨パッド１２側を向く状態が維持されるように回転させて、研磨対象物Ｗの向きを変更させている。
【００３９】
上記構成によれば、研磨対象物Ｗの研磨面における特定の部位の研磨量が多くなる、又は研磨量が少なくなるといった研磨ムラの発生が抑制される。
（２）研磨対象物Ｗの研磨面における各部位が、研磨量が相対的に多くなる位置（研磨ヘッド１４の径方向外側）と、研磨量が相対的に少なくなる位置（研磨ヘッド１４の径方向内側）と、それらの中間位置とをローテーションさせるようにして、研磨対象物Ｗの向きを変更させている。図４において、研磨対象物Ｗの印が付けられる部位を例に挙げると、図４（ａ）に示す位置が相対的に研磨され難い位置であり、図４（ｃ）に示す位置が相対的に研磨されやすい位置であり、図４（ｂ），（ｄ）に示す位置がそれらの中間位置である。
【００４０】
上記構成によれば、研磨対象物Ｗを１８０度回転させて、研磨量が相対的に少なくなる位置と、研磨量が相対的に多くなる位置とを入れ替えるように向きを変更させるのみの場合と比較して、研磨面全体が均一に研磨されやすくなる。その結果、研磨ムラの発生がより効果的に抑制される。
【００４１】
（３）研磨工程において、研磨対象物Ｗの研磨面を研磨する操作を停止して、研磨対象物Ｗの向きを変更させた後に、研磨対象物Ｗの研磨面を研磨する操作を再開するようにしている。
【００４２】
上記構成によれば、既存の片面研磨装置１０をそのまま利用することができる。
（４）研磨対象物Ｗが曲面状をなす研磨面Ｗ２を有する研磨対象物であり、研磨対象物Ｗを研磨パッド１２に押し付けて、曲面状をなす研磨面Ｗ２に追従した形状に研磨パッド１２を変形させつつ研磨している。
【００４３】
この場合には、研磨パッド１２における研磨面Ｗ２に対する接触面が大きくなるとともに、研磨パッド１２は研磨面Ｗ２に対して強く密着することになる。そのため、研磨工程中において、研磨対象物Ｗと研磨パッド１２との間に入り込んだ研磨用組成物１５は、研磨対象物Ｗと研磨パッド１２との間を流れ難くなって、研磨ヘッド１４の径方向内側に供給され難くなる。その結果、研磨ヘッド１４の回転軸Ｐ１から遠い側の部位Ｂ（研磨ヘッド１４の径方向外側）の研磨量に対して、研磨ヘッド１４の回転軸Ｐ１に近い側の部位Ａ（研磨ヘッド１４の径方向内側）の研磨量が少なくなる、という問題が特に顕著に現れる（図１２（ｂ）参照）。
【００４４】
したがって、本実施形態の研磨方法による研磨ムラの抑制効果は、研磨面Ｗ２に追従した形状に研磨パッド１２を変形させつつ研磨させる場合に特に大きなものとなる。なお、研磨対象物Ｗが複数の面からなる研磨面Ｗ３を有する研磨対象物Ｗであり、研磨対象物Ｗを研磨パッド１２に押し付けて、複数の面からなる研磨面Ｗ３に追従した形状に研磨パッド１２を変形させつつ研磨した場合にも同様の効果が得られる。
【００４５】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  各保持具１３に保持される研磨対象物Ｗの数は特に限定されるものではなく、２個以下であってもよいし、４個以上であってもよい。また、保持具１３毎に保持する研磨対象物Ｗの数が異なっていてもよい。
【００４６】
・  上記実施形態では、モータを駆動により保持具１３を回転させていたが、保持具１３を回転させる方法はこれに限定されるものではない。例えば、研磨ヘッド１４の自転を許容する状態として、研磨パッド１２上に保持具１３を配置し、研磨パッド１２を回転させるようにしてもよい。この場合には、研磨パッド１２の回転につられて保持具１３の研磨ヘッド１４が回転（自転）する。
【００４７】
・  上記実施形態では、研磨工程において、保持具１３及び研磨パッド１２を共に回転させていたが、保持具１３と研磨パッド１２とを相対回転させる構成であればよい。つまり、研磨パッド１２を停止させた状態として、保持具１３のみを回転させるようにしてもよいし、保持具１３を停止させた状態として、研磨パッド１２のみを回転させるようにしてもよい。
【００４８】
なお、保持具１３を停止させた状態として、研磨パッド１２のみを回転させた場合においても、研磨用組成物１５の消耗度合の違いに起因する研磨対象物Ｗの研磨ムラの問題は生じる。つまり、研磨パッド１２のみを回転させた場合、研磨パッド１２上に供給された研磨用組成物１５は、保持具１３に保持された研磨対象物Ｗと研磨パッド１２との間を、研磨パッド１２の回転方向に沿って円弧状に流れることになる。
【００４９】
ここで、図１２（ｂ）に示す例において、紙面の上側から下側に向かって円弧状に研磨用組成物１５が流れると仮定する。このとき、上側に位置する研磨対象物Ｗの部位Ｂについては、フレッシュな研磨用組成物１５を用いた研磨が行われ、部位Ａについては、部位Ｂの研磨に使用されて砥粒等が消耗された研磨用組成物１５を用いた研磨が行われることになる。
【００５０】
反対に、紙面の下側から上側に向かって円弧状に研磨用組成物１５が流れると仮定する。このとき、上側に位置する研磨対象物Ｗの部位Ａについては、フレッシュな研磨用組成物１５を用いた研磨が行われ、部位Ｂについては、部位Ａの研磨に使用されて砥粒等が消耗された研磨用組成物１５を用いた研磨が行われることになる。
【００５１】
このように、保持具１３を停止させた状態として、研磨パッド１２のみを回転させた場合においても、研磨対象物Ｗの各部位の研磨に用いられる研磨用組成物１５の消耗度合に違いが生じる。そして、これに起因して研磨対象物Ｗに研磨ムラが生じる。こうした研磨パッド１２のみを回転させた場合に生じる研磨ムラについても、研磨工程中に研磨対象物Ｗの向きを変更する操作を行うことによって、その発生を抑制することができる。
【００５２】
・  上記実施形態では、研磨工程において、研磨対象物Ｗの向き変更する操作として、研磨対象物Ｗの角度を９０度、変更させる操作を合計３回行っていたが、一回の操作における研磨対象物Ｗの向きの変更角度、及び操作回数はこれに限定されるものではない。例えば、研磨対象物Ｗの角度を１２０度、変更させる操作を２回行うこととしてもよいし、研磨対象物Ｗの角度を１８０度、変更させる操作を１回行うこととしてもよい。
【００５３】
なお、研磨対象物Ｗの向きの変更角度Ｓと操作回数Ｔとは、「Ｓ（Ｔ＋１）＝３６０」を満たす関係であることが好ましい。この場合には、研磨ムラの発生をより効果的に抑制することができる。また、研磨対象物Ｗの向き変更する操作毎に、研磨対象物Ｗの向きの変更角度を異ならせてもよい。
【００５４】
・  上記実施形態では、研磨対象物Ｗを研磨パッド１２に押し付けて、研磨面に追従した形状に研磨パッド１２を変形させつつ研磨を行っていたが、研磨パッド１２を変形させない程度に研磨対象物Ｗを研磨パッド１２に圧接させた状態として研磨を行ってもよい。例えば、研磨対象物Ｗの研磨面が、図１（ａ）に示すような平坦状の研磨面Ｗ１である場合には、こうした研磨方法が適している。
【００５５】
・  上記実施形態では、保持具１３の研磨ヘッド１４から研磨対象物Ｗを取り外し、その向きを変えて保持し直すことによって、研磨対象物Ｗの向きを変更する操作を行っていたが、他の方法により研磨対象物Ｗの向きを変更する操作を行ってもよい。例えば、図５及び図６に示すように、研磨対象物Ｗの向きを変更させる回転機構を備えた保持具１３を用い、その回転機構を動作させることによって、研磨対象物Ｗの向きを変更させてもよい。
【００５６】
図５に示す例では、保持具１３の研磨ヘッド１４に対して上下に貫通する挿通孔２１が形成されるとともに、研磨ヘッド１４の下面に対して、挿通孔２１の開口を中心とした円形状の収容凹部２２が形成されている。挿通孔２１には、回転軸２３が挿通されている。収容凹部２２に突出する回転軸２３の下端部には、収容凹部２２内に収容される円板状の回転台２４が固定されるとともに、研磨ヘッド１４の上面側に突出する回転軸２３の上端部には、操作部材２５が固定されている。上記構成の場合、回転軸２３、回転台２４、及び操作部材２５によって回転機構が構成される。
【００５７】
上記構成においては、回転台２４の下面側に対して研磨対象物Ｗが保持される。そして、研磨対象物Ｗの向きを変更する際には、作業者が操作部材２５を回す。これにより、回転台２４及び回転台２４に保持された研磨対象物Ｗが回転軸２３を通じて一体に回転して、研磨対象物Ｗの向きが変更される。上記構成によれば、研磨対象物Ｗの向きを変更する際に、保持具１３の研磨ヘッド１４から研磨対象物Ｗを取り外す必要がなく、研磨対象物Ｗの向きを変更する操作を容易に行うことができる。
【００５８】
図６に示す例では、研磨ヘッド１４の下面に対して、円形状の収容凹部２２が形成されるとともに、収容凹部２２内に円板状の回転台２４が収容されている。回転台２４には、研磨ヘッド１４内に取り付けられたモータ２６の回転軸が固定されている。また、保持具１３には、モータ２６の回転を制御する制御部（図示略）が設けられている。上記構成の場合、回転台２４、モータ２６、及び制御部によって回転機構が構成される。
【００５９】
上記構成においては、回転台２４の下面側に対して研磨対象物Ｗが保持される。そして、研磨対象物Ｗの向きを変更する際には、制御部がモータ２６を回転させる。これにより、回転台２４及び回転台２４に保持された研磨対象物Ｗが回転して、研磨対象物Ｗの向きが変更される。
【００６０】
上記構成によれば、研磨対象物Ｗの向きを変更する際に、研磨操作を行いながら、研磨対象物Ｗの向きを変更することが可能である。そのため、研磨操作を一時停止する必要がなく、研磨工程に要する時間を短縮することができる。
【００６１】
・  図７に示すように、保持具１３の研磨ヘッド１４と研磨対象物Ｗとの間にスペーサー３０を配置して、即ちスペーサー３０を介して研磨ヘッド１４に研磨対象物Ｗを保持させた状態として、研磨操作を行ってもよい。この場合には、スペーサー３０が存在することによって研磨対象物Ｗが研磨パッド１２側に大きく突出した状態となる。そのため、複数の面からなる研磨面Ｗ３や曲面状をなす研磨面Ｗ２（図１参照）を研磨する際に、研磨対象物Ｗの厚みが薄いような場合であっても、研磨パッド１２に対して研磨対象物Ｗを押し付けやすくなり、研磨面に追従した形状に研磨パッド１２を変形させることが容易になる。
【００６２】
回転機構を有する保持具１３を用いた場合も同様であり、図８に示すように、回転台２４と研磨対象物Ｗとの間にスペーサー３０を配置した状態として、研磨操作を行ってもよい。また、図９に示すように、スペーサー３０を用いる代わりに、回転台２４が研磨ヘッド１４の下面から突出する位置に取り付けられた保持具１３を用いることによっても、同様の効果を得ることができる。
【００６３】
・  両面研磨装置を用いて研磨対象物Ｗの両面の研磨を行う両面研磨方法において、上記実施形態と同様に、研磨工程中に研磨対象物Ｗの向きを変更させる操作を行ってもよい。
【００６４】
この場合、研磨対象物Ｗとして、例えば、図１０に示すような両面に研磨面を有する研磨対象物が用いられる。図１０（ａ）は、一つの平面からなる平坦状の研磨面Ｗ１を上下両面に有する研磨対象物Ｗを示している。図１０（ｂ）は、一部又は全体が曲面形状をなす研磨面Ｗ２を上下両面に有する研磨対象物Ｗを示している。図１０（ｃ）は、複数の面Ｗ３ａ〜Ｗ３ｃからなる研磨面Ｗ３を上下両面に有する研磨対象物Ｗを示している。また、図１０に示す例では、研磨対象物Ｗの上下両面を同じ形状としたが、上下両面の形状がそれぞれ異なっていてもよい。
【００６５】
また、両面研磨装置としては、特許文献２に開示されるような公知の両面研磨装置を用いることができる。両面研磨装置は、上下に対向して配置される一対の研磨パッドと、それら研磨パッド間において研磨対象物Ｗを保持する保持具とを備えている。保持具は、例えば、研磨対象物Ｗの外形に対応した形状の保持孔を有する板状部材であり、保持孔に研磨対象物Ｗを挿入して、保持孔の内周面と研磨対象物Ｗの側面Ｗｓ（図１０参照）とを嵌合させること等により、研磨対象物Ｗの両研磨面を上側及び下側に突出させた状態で保持する。
【００６６】
両面研磨方法においては、保持具に保持された研磨対象物Ｗの両研磨面を上下の研磨パッドに圧接させた状態として、研磨用組成物を供給しつつ、保持具と各研磨パッドとを相対回転させることにより研磨面を研磨する研磨工程が行われる。この研磨工程の途中において、保持具の保持孔から研磨対象物Ｗを取り外し、例えば図４に示すように、研磨対象物Ｗの向きを変更させつつ研磨対象物Ｗを保持孔に挿入して、研磨対象物Ｗを保持具に保持し直す。そして、研磨操作を再度行う。このように、両面研磨方法において、研磨工程中に研磨対象物Ｗの向きを変更させる操作を行った場合には、研磨対象物Ｗの両研磨面について、上記実施形態と同様に研磨ムラの発生を抑制することができる。
【実施例】
【００６７】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例）
図１２（ａ）に示す片面研磨装置を用い、保持具に保持された研磨対象物の研磨面を研磨パッドに圧接させた状態として、研磨用組成物を供給しつつ、保持具及び研磨パッド（定盤）を回転させることによって、研磨対象物の研磨面の研磨を行った。具体的な研磨条件は下記表１に示すとおりである。
【００６８】
【表１】
2015196224.tif 000003
なお、研磨対象物としては、図１（ｂ）に示すような曲面形状の研磨面を有する平板状のガラス板（縦５６ｍｍ×横６０ｍｍ×厚み０．８６ｍｍ）を用いた。保持具に対する研磨対象物の保持状態は図１１（ａ）に示すとおりである。また、研磨対象物は、研磨パッドが研磨面に追従した形状に変形する研磨荷重にて、研磨パッドに押し付けられている。
【００６９】
研磨操作の開始から６分経過したところで、定盤及び保持具の回転を停止し、保持具に保持された研磨対象物を１８０度回転させて、図１１（ａ）に示す保持状態から図１１（ｂ）に示す保持状態に、研磨対象物の向きを変更した。そして、研磨操作を再開し、更に６分経過したところで、研磨操作を終了した。
【００７０】
その後、図１１に示す研磨対象物の研磨面の各部位ＷＡ，ＷＢ，ＷＣの表面粗さを測定した。部位ＷＡは、研磨対象物Ｗにおける曲面状の縁部分であって、一度目の研磨操作時に保持具の径方向内側に位置するとともに、二度目の研磨操作時に保持具の径方向外側に位置する部位である。部位ＷＢは、研磨対象物Ｗにおける曲面状の縁部分であって、一度目の研磨操作時に保持具の径方向外側に位置するとともに、二度目の研磨操作時に保持具の径方向内側に位置する部位である。部位ＷＣは、研磨対象物Ｗにおける曲面状の中央部分であって、一度目の研磨操作時及び二度目の研磨操作時共に、径方向の中央に位置する部位である。
【００７１】
上記各部位の表面粗さの測定結果を表２に示す。また、参考として表２には研磨前の各部位の表面粗さも示している。なお、表面粗さの測定は、表面粗さ測定装置ＳＵＲＦＣＯＭ１５００ＤＸ（東京精密株式会社製、測定条件：Ｓｔａｎｄａｒｄ：ＪＩＳ’９４／Ｆｉｌｔｅｒ  Ｃｕｔ  Ｏｆｆ：２５０μｍ／Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｌｅｎｇｔｈ：１ｍｍ）を用いて行った。
【００７２】
（比較例）
実施例と同じ研磨対象物を用い、実施例と同じ研磨条件にて研磨操作を行った。ただし、比較例では、研磨対象物の向きを変更する操作を行うことなく、図１１（ａ）に示す保持状態にて１０分間、研磨を行ったところで、研磨操作を終了した。その後、研磨対象物の研磨面の各部位ＷＡ，ＷＢ，ＷＣの表面粗さを実施例と同様に測定した。その結果を表２に示す。
【００７３】
【表２】
2015196224.tif 000004
表２に示すように、研磨対象物の向きを変更する操作を行っていない比較例においては、部位ＷＢ（保持具の径方向外側に位置する部位）と比較して、部位ＷＡ（保持具の径方向内側に位置する部位）の研磨が進行しておらず、部位ＷＡと部位ＷＢとの間に研磨ムラが生じた。これに対して、研磨対象物の向きを変更する操作を行った実施例においては、部位ＷＡと部位ＷＢの表面粗さはほぼ同じであり、部位ＷＡと部位ＷＢとの間に研磨ムラは生じていない。
【符号の説明】
【００７４】
Ｗ…研磨対象物、Ｗ１〜Ｗ３…研磨面、１０…片面研磨装置、１１…定盤、１２…研磨パッド、１３…保持具、１４…研磨ヘッド、１５…研磨用組成物、２３…回転軸、２４…回転台、２５…操作部材、２６…モータ、３０…スペーサー。
【図１】
2015196224.tif 000005
【図２】
2015196224.tif 000006
【図３】
2015196224.tif 000007
【図４】
2015196224.tif 000008
【図５】
2015196224.tif 000009
【図６】
2015196224.tif 000010
【図７】
2015196224.tif 000011
【図８】
2015196224.tif 000012
【図９】
2015196224.tif 000013
【図１０】
2015196224.tif 000014
【図１１】
2015196224.tif 000015
【図１２】
2015196224.tif 000016