(57)【要約】【課題】上定盤の外周面や下定盤の外周面に研磨粒子が凝集固化することを防止し、凝集固化した研磨粒子に起因する欠陥の発生を抑制する。【解決手段】上下に対向して設けられた上定盤２０と下定盤１０との間に、被研磨加工物Ｗを挟持し、この被研磨加工物Ｗに研磨液を供給しながら、被研磨加工物Ｗの研磨加工を行う研磨方法であって、外周面２０ｄの少なくとも下端部が、下側ほど外方へ広がる斜面２０ｅを、ほぼ全周にわたって有する円盤状の上定盤２０を用い、この上定盤２０を回転させながら、被研磨加工物Ｗの研磨加工を行う。また、外周面１０ｃの少なくとも上端部が、下側ほど外方へ広がる斜面１０ｄを、ほぼ全周にわたって有する円盤状の下定盤１０を用い、この下定盤１０を回転させながら、被研磨加工物Ｗの研磨加工を行う。【選択図】      図３
2004243503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に対向して設けられた上定盤と下定盤との間に、被研磨加工物を挟持し、この被研磨加工物に研磨液を供給するとともに、少なくとも前記上定盤を回転させながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行う研磨装置であって、
前記上定盤が、前記被研磨加工物の研磨面に対して垂直な垂直軸を中心として回転される円盤状又は円柱状の部材であり、外周面の少なくとも下端部が、下側ほど外方へ広がる斜面を、ほぼ全周にわたって有することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
上下に対向して設けられた上定盤と下定盤との間に、被研磨加工物を挟持し、この被研磨加工物に研磨液を供給するとともに、少なくとも前記下定盤を回転させながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行う研磨装置であって、
前記下定盤が、前記被研磨加工物の研磨面に対して垂直な垂直軸を中心として回転される円盤状又は円柱状の部材であり、外周面の少なくとも上端部が、下側ほど外方へ広がる斜面を、ほぼ全周にわたって有することを特徴とする研磨装置。
【請求項３】
上下に対向して設けられた上定盤と下定盤との間に、被研磨加工物を挟持し、この被研磨加工物に研磨液を供給しながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行う研磨方法であって、
外周面の少なくとも下端部が、下側ほど外方へ広がる斜面を、ほぼ全周にわたって有する円盤状又は円柱状の前記上定盤を用い、
この上定盤を、前記被研磨加工物の研磨面に対して垂直な垂直軸を中心として回転させながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行うことを特徴とする研磨方法。
【請求項４】
上下に対向して設けられた上定盤と下定盤との間に、被研磨加工物を挟持し、この被研磨加工物に研磨液を供給しながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行う研磨方法であって、
外周面の少なくとも上端部が、下側ほど外方へ広がる斜面を、ほぼ全周にわたって有する円盤状又は円柱状の前記下定盤を用い、
この下定盤を、前記被研磨加工物の研磨面に対して垂直な垂直軸を中心として回転させながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行うことを特徴とする研磨方法。
【請求項５】
請求項３又は４記載の研磨方法を用いて、マスクブランクス用基板を研磨する工程が含まれることを特徴とするマスクブランクス用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨液を供給しながら被研磨加工物を研磨する研磨装置及び研磨方法に関し、特に、上下に対向して設けられた上定盤と下定盤との間に、被研磨加工物を挟持し、上定盤及び／又は下定盤を回転させながら、被研磨加工物の研磨加工を行う研磨装置及び研磨方法、並びにマスクブランクス用基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リソグラフィ用フォトマスク、磁気ディスク、液晶ディスプレイなどに使用される基板（特に、ガラス基板）を被研磨加工物とし、その両面又は片面を研磨する研磨装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
この種の研磨装置は、上下に対向して設けられた上定盤と下定盤との間に、被研磨加工物を挟持し、この被研磨加工物に研磨液を供給しながら、被研磨加工物の両面又は片面を研磨するように構成されている。以下、特許文献２に示される遊星歯車方式の研磨装置について説明する。
【０００３】
遊星歯車方式の研磨装置は、太陽歯車と、その外方に同心円状に配置される内歯歯車と、太陽歯車及び内歯歯車に噛み合い、太陽歯車及び／又は内歯歯車の回転に応じて公転及び自転するキャリアと、このキャリアに保持された被研磨加工物を上下から挟持可能な上定盤及び下定盤と、上定盤と下定盤との間に研磨液を供給する研磨液供給部とを備えている。
【０００４】
研磨加工時には、キャリアに保持された被研磨加工物を上定盤及び下定盤で挟持するとともに、上下定盤の研磨面（研磨パッド）と被研磨加工物との間に研磨液を供給しながら、太陽歯車及び／又は内歯歯車の回転に応じて、キャリアを公転及び自転させる。このとき、上定盤や下定盤も必要に応じて回転駆動させる。
【０００５】
このような研磨装置では、太陽歯車と内歯歯車との間で、かつ上定盤と下定盤とに挟まれるドーナツ状の領域が実際の研磨領域となる。研磨液は、上定盤に形成される研磨液供給孔を通じて、このドーナツ状の研磨領域に供給される。
研磨液としては、酸化セリウム、シリカなどの微細な研磨粒子を、水、アルカリ性溶液などの液体中に分散させた各種のものが、研磨の目的に応じて選択的に使用される。
【０００６】
近年、半導体製造のリソグラフィでは、集積回路の微細化に伴って、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、Ｆ２（１５７ｎｍ）、ＥＵＶなどの短い波長の光が用いられるようになりつつある。
リソグラフィの露光に用いる光が短波長になると、マスク基板上の小さな欠陥が転写パターンに影響を及ぼすようになるため、要求される欠陥のレベルも厳しくなる。
【０００７】
このような厳しい欠陥レベルの要求に対応するために、より微細な研磨粒子を用いた研磨加工が行われるようになってきた。
また、近年においては、基板の微細な欠陥を光学的に検出する欠陥検査方法も提案されている。このような欠陥検査方法によれば、目視検査では検出が難しい１μｍ以下の微細な欠陥についても検出が可能となる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２７７１１４号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００２−１２７０００号公報（第７頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような厳しい欠陥レベルの研磨加工において、所望の欠陥レベルが得られるように、十分に微細な研磨粒子を選択しても、許容レベルを超える欠陥が基板に発生することが判明した。
本発明者が調査したところ、上記の欠陥は、研磨装置内に付着した研磨液の研磨粒子が凝集固着（凝集固化）し、これが研磨装置の振動などで剥離して、研磨領域の研磨液に混入するためであることがわかった。
【００１０】
このような欠陥は、従来の目視検査では検出できず、しかも、比較的長い波長の光を用いたリソグラフィでは、転写パターンに与える影響が小さい。そのため、従来では、あまり問題とされていなかったが、リソグラフィにおいて短波長の光を用いる場合は、このような欠陥にも対処する必要がある。
そこで、本発明者は、研磨装置内において研磨粒子の凝集固着が発生しやすい箇所を調査した。その結果、上定盤の外周面及び下定盤の外周面に研磨粒子が凝集固着しやすいことが判明した。
【００１１】
つまり、研磨領域に供給された研磨液は、研磨装置の駆動に伴って移動しており、上定盤の下面や下定盤の上面を伝わり、その外端まで到達する。
上定盤の下面外端まで到達した研磨液の多くは、研磨領域外へ落下するが、一部の研磨液は、遠心力や表面張力によって、上定盤の外周面下端部に巻き上がり、ここに付着する。
【００１２】
特に、遊星歯車方式の研磨装置では、上定盤の外端下方をキャリアが通過するため、研磨液がキャリアに押され、上定盤の外周面下端部まで到達しやすい。
上定盤の外周面は、定常的に研磨液が到達する領域ではないため、ここに付着した研磨液は乾燥する。研磨液が乾燥すると、研磨粒子が凝集され、こびりつきが発生する。
【００１３】
一方、下定盤の上面外端まで到達した研磨液は、下定盤の外周面を伝わって排出される。そのため、下定盤の外周面は、研磨加工中、濡れた状態に保たれ、乾燥による研磨粒子の凝集は発生しにくい。
しかしながら、研磨加工を終了した後も、下定盤の外周面には、多くの研磨液が付着している。これを放置すると、研磨液が乾燥して研磨粒子の凝集固着が発生する。
【００１４】
上記のように、上定盤の外周面や下定盤の外周面に凝集固着した研磨粒子は、研磨装置の振動などによって剥離し、研磨液に混入して被研磨加工物に傷を付ける可能性がある。特に、上定盤の外周面から剥離したものは、キャリア上に落下し、研磨領域の研磨液に混入するため、被研磨加工物に傷を付ける可能性が高い。
このような原因で被研磨加工物に生じる傷は、比較的小さいものであるが、厳しい欠陥レベルの研磨加工では、欠陥品として排除され、歩留まりを低下させていた。
【００１５】
そこで、上記の問題に対処するために、上定盤の外周面や下定盤の外周面を頻繁に清掃することが提案される。しかしながら、凝集固着した研磨粒子の除去は容易でなく、清掃に時間がかかる。そのため、長時間にわたる研磨加工作業の中断を余儀なくされ、生産性の低下をまねくという問題があった。
【００１６】
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、上定盤の外周面や下定盤の外周面における研磨粒子の凝集固着を防止することにより、凝集固着した研磨粒子に起因する欠陥の発生を抑制して、研磨加工の歩留まりを向上させることができ、更には、上定盤や下定盤の清掃を容易にして、研磨加工の効率を向上させることができる研磨装置及び研磨方法、並びにマスクブランクス用基板の製造方法の提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の研磨装置は、上下に対向して設けられた上定盤と下定盤との間に、被研磨加工物を挟持し、この被研磨加工物に研磨液を供給するとともに、少なくとも前記上定盤を回転させながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行う研磨装置であって、前記上定盤が、前記被研磨加工物の研磨面に対して垂直な垂直軸を中心として回転される円盤状又は円柱状の部材であり、外周面の少なくとも下端部が、下側ほど外方へ広がる斜面を、ほぼ全周にわたって有する構成としてある。
【００１８】
研磨装置をこのように構成すれば、上定盤の外周面（少なくとも下端部）では、上定盤の回転に伴って生じる遠心力又は周速が下側ほど大きくなり、遠心力又は周速の差を利用して、研磨液の巻き上りを防止することが可能になる。
また、上定盤の外周面に飛散した研磨液も、上記遠心力又は周速の差を利用して速やかに排除することが可能になる。
【００１９】
これにより、上定盤の外周面に付着した研磨液が乾燥して、研磨粒子の凝集固着を発生させるという従来の問題が解消される。その結果、凝集固着した研磨粒子に起因する欠陥の発生を抑制し、研磨加工の歩留まりを向上させることができる。
また、研磨粒子の凝集固着を防止したことにより、上定盤の清掃が容易になるため、清掃による研磨加工作業の中断を抑制し、研磨加工の効率を向上させることができる。
【００２０】
また、上記目的を達成するため本発明の研磨装置は、上下に対向して設けられた上定盤と下定盤との間に、被研磨加工物を挟持し、この被研磨加工物に研磨液を供給するとともに、少なくとも前記下定盤を回転させながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行う研磨装置であって、前記下定盤が、前記被研磨加工物の研磨面に対して垂直な垂直軸を中心として回転される円盤状又は円柱状又は円柱状の部材であり、外周面の少なくとも上端部が、下側ほど外方へ広がる斜面を、ほぼ全周にわたって有する構成としてある。
【００２１】
研磨装置をこのように構成すれば、下定盤の外周面（少なくとも上端部）では、下定盤の回転に伴って生じる遠心力又は周速が下側ほど大きくなり、遠心力又は周速の差を利用して、研磨液を速やかに排除することが可能になる。
これにより、下定盤の外周面に付着した研磨液が、研磨加工終了後に乾燥して、研磨粒子の凝集固着を発生させるという従来の問題が解消される。その結果、凝集固着した研磨粒子に起因する欠陥の発生を抑制し、研磨加工の歩留まりを向上させることができる。
また、研磨粒子の凝集固着を防止したことにより、下定盤の清掃が容易になるため、清掃による研磨加工作業の中断を抑制し、研磨加工の効率を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明の研磨装置は、前記上定盤及び下定盤が円盤状の部材であって、太陽歯車と、前記太陽歯車の外方に同心円状に配置される内歯歯車と、前記被研磨加工物を保持するとともに、前記太陽歯車及び前記内歯歯車と噛み合う遊星歯車形状のキャリアとを更に備え、前記キャリアに保持された前記被研磨加工物を、前記上定盤及び前記下定盤で挟持するとともに、前記上定盤と前記下定盤との間に前記研磨液を供給し、前記太陽歯車及び／又は前記内歯歯車の回転に応じて、前記キャリアを自転及び公転させながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行う構成としてある。
【００２３】
研磨装置をこのように構成すれば、遊星歯車方式の研磨装置において、本発明を効果的に実施することができる。
つまり、遊星歯車方式の研磨装置では、上定盤の外端下方をキャリアが通過するため、研磨液がキャリアに押され、上定盤の外周面まで到達しやすいが、この研磨液を、前述した遠心力又は周速の差を利用して、研磨液の巻き上がりを防止し、上定盤の外周面から速やかに排除することが可能になる。
また、下定盤の外周面に付着した研磨液も、遠心力又は周速の差を利用して速やかに排除することが可能になる。
【００２４】
また、上記目的を達成するため本発明の研磨方法は、上下に対向して設けられた上定盤と下定盤との間に、被研磨加工物を挟持し、この被研磨加工物に研磨液を供給しながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行う研磨方法であって、外周面の少なくとも下端部が、下側ほど外方へ広がる斜面を、ほぼ全周にわたって有する円盤状又は円柱状の前記上定盤を用い、この上定盤を、前記被研磨加工物の研磨面に対して垂直な垂直軸を中心として回転させながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行う方法としてある。
【００２５】
研磨方法をこのような方法にすれば、上定盤の外周面（少なくとも下端部）では、上定盤の回転に伴って生じる遠心力又は周速が下側ほど大きくなり、遠心力又は周速の差を利用して、研磨液の巻き上りを防止できるとともに、飛散により付着した研磨液も、速やかに排除することが可能になる。
【００２６】
これにより、上定盤の外周面における研磨粒子の凝集固着を防止し、凝集固着した研磨粒子に起因する欠陥の発生を抑制することができる。
また、上定盤の清掃が容易になるため、清掃による研磨加工作業の中断を抑制して、研磨加工の効率を向上させることができる。
【００２７】
また、上記目的を達成するため本発明の研磨方法は、上下に対向して設けられた上定盤と下定盤との間に、被研磨加工物を挟持し、この被研磨加工物に研磨液を供給しながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行う研磨方法であって、外周面の少なくとも上端部が、下側ほど外方へ広がる斜面を、ほぼ全周にわたって有する円盤状又は円柱状の前記下定盤を用い、この下定盤を、前記被研磨加工物の研磨面に対して垂直な垂直軸を中心として回転させながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行う方法としてある。
【００２８】
研磨方法をこのような方法にすれば、下定盤の外周面（少なくとも上端部）では、下定盤の回転に伴って生じる遠心力又は周速が下側ほど大きくなり、遠心力又は周速の差を利用して、研磨液を速やかに排除することが可能になる。
これにより、下定盤の外周面における研磨粒子の凝集固着を防止し、凝集固着した研磨粒子に起因する欠陥の発生を抑制することができる。
また、下定盤の清掃が容易になるため、清掃による研磨加工作業の中断を抑制し、研磨加工の効率を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明の研磨方法は、前記上定盤及び下定盤が円盤状の部材であって、太陽歯車と、前記太陽歯車の外方に同心円状に配置される内歯歯車と、前記被研磨加工物を保持するとともに、前記太陽歯車及び前記内歯歯車と噛み合う遊星歯車形状のキャリアとを更に用い、前記キャリアに保持された前記被研磨加工物を、前記上定盤及び前記下定盤で挟持するとともに、前記上定盤と前記下定盤との間に前記研磨液を供給し、前記太陽歯車及び／又は前記内歯歯車の回転に応じて、前記キャリアを自転及び公転させながら、前記被研磨加工物の研磨加工を行う方法としてある。
【００３０】
研磨方法をこのような方法にすれば、遊星歯車方式の研磨装置において、本発明を効果的に実施することができる。
つまり、研磨液が、キャリアに押されて上定盤の外周面まで到達しても、これを、遠心力又は周速の差を利用して、研磨液の巻き上がりを防止し、上定盤の外周面から速やかに排除することが可能になる。
また、下定盤の外周面に付着した研磨液も、遠心力又は周速の差を利用して速やかに排除することが可能になる。
【００３１】
また、上記目的を達成するため本発明のマスクブランクス用基板の製造方法は、上記の研磨方法を用いて、マスクブランクス用基板を研磨する工程が含まれる方法としてある。
【００３２】
マスクブランクス用基板の製造方法をこのような方法にすれば、上定盤の外周面や下定盤の外周面に凝集固着した研磨粒子に起因する欠陥の発生を防止し、マスクブランクス用基板を歩留まり良く製造することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
［研磨装置の概略説明］
まず、本発明の実施形態に係る研磨装置の概略（従来と共通の部分）について、図１及び図２を参照して説明する。
【００３４】
図１は、研磨装置の断面図、図２は、研磨装置の一部を省略した内部斜視図である。
これらの図に示すように、研磨装置は、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０、内歯歯車４０、キャリア５０、研磨液供給部６０などで構成される遊星歯車方式の研磨加工部を備えている。
【００３５】
下定盤１０は、円環状の水平な上面を有する円盤部材であり、その上面１０ａ（図５参照）には研磨パッド１１が貼り付けられている。下定盤１０の下面１０ｂ（図５参照）は、垂直軸Ａ（研磨加工部の中心を通る垂直軸）を中心として回転可能な下部支持部材１２に固定されている。下部支持部材１２は、下定盤回転駆動部１３と連係されており、その駆動によって、下定盤１０及び下部支持部材１２が回転動作される。
【００３６】
上定盤２０は、円環状の水平な下面を有する円盤部材であり、下定盤１０と対向する下面２０ａ（図３参照）には、研磨パッド２１が貼り付けられている。上定盤２０の上面２０ｂ（図３参照）は、垂直軸Ａを中心として回転可能な上部支持部材２２に固定されている。上部支持部材２２は、上定盤回転駆動部２３に連係されており、その駆動によって、上定盤２０及び上部支持部材２２が回転動作される。
また、上定盤２０及び上部支持部材２２は、垂直軸Ａに沿って昇降自在に支持されるとともに、図示しない上定盤昇降駆動部の駆動によって昇降動作される。
【００３７】
太陽歯車３０は、研磨加工部の中央位置に回転可能に設けられており、太陽歯車回転駆動部３１の駆動に応じて、垂直軸Ａを中心として回転動作される。ただし、内歯歯車４０を回転動作させる場合は、太陽歯車３０を回転不能に固定してもよい。
また、本実施形態の太陽歯車３０は、側面部に歯列が一体形成された平歯車であるが、ピン歯車などとしてもよい。
【００３８】
内歯歯車４０は、内周側に歯列を有するリング状の歯車であり、太陽歯車３０の外方に同心円状に配置されている。本実施形態の内歯歯車４０は、回転不能に固定されているが、垂直軸Ａを中心として回転可能とし、内歯歯車回転駆動部（図示せず）の駆動に応じて、回転動作するようにしてもよい。
また、内歯歯車４０においても、平歯車のほか、ピン歯車などを用いてもよい。
【００３９】
キャリア（遊星歯車）５０は、外周部に歯列を有する薄板状の円盤部材であり、被研磨加工物Ｗを保持するためのワーク保持孔５０ａが１個あるいは複数個形成されている。
なお、キャリア５０は、キャリアに形成された孔に、被研磨加工物Ｗの保持具をゆるく挿入して使用するダブルキャリア方式のものであってもよい。
【００４０】
研磨加工部には、通常、複数個のキャリア５０が配置される。これらのキャリア５０は、太陽歯車３０及び内歯歯車４０に噛み合い、太陽歯車３０及び／又は内歯歯車４０の回転に応じて、太陽歯車３０の周囲を公転しつつ自転する。
つまり、キャリア５０に保持された被研磨加工物Ｗを上定盤２０及び下定盤１０で挟持し、この状態でキャリア５０を公転及び自転させることにより、被研磨加工物Ｗの上下両面が研磨加工される。
【００４１】
このような研磨加工部では、通常、上定盤２０及び下定盤１０の外径が内歯歯車４０の内径よりも小さくなっており、太陽歯車３０と内歯歯車４０との間で、かつ上定盤２０と下定盤１０とに挟まれるドーナツ状の領域が実際の研磨領域となる。
【００４２】
研磨液供給部６０は、研磨液を貯溜する研磨液供給樋６１と、研磨液供給樋６１に貯溜された研磨液を、上定盤２０と下定盤１０との間の研磨領域に供給する複数のチューブ６２とを備えて構成されている。
研磨液供給樋６１は、水平面上に環状に形成されており、複数の支柱部材６３を介して、上部支持部材２２の上方位置に設けられている。
【００４３】
上部支持部材２２、上定盤２０及び研磨パッド２１には、互に連通する貫通孔２２ａ、２０ｃ、２１ａが複数形成されており、ここに各チューブ６２の下端部が接続される。これにより、研磨液供給樋６１に貯溜された研磨液が、チューブ６２及び貫通孔２２ａ、２０ｃ、２１ａを介して、上定盤２０と下定盤１０との間の研磨領域に供給される。
なお、図示は省略するが、研磨領域に供給された研磨液は、所定の回収路を経由して、タンクに回収された後、ポンプ及びフィルタが介在する還元路を経由して、再び研磨液供給樋６１に送られる。
【００４４】
［研磨液］
研磨液としては、微細な研磨粒子を液体中に分散させたものが一般的に用いられる。
研磨粒子は、例えば、炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、コロイダルシリカなどであり、被研磨加工物Ｗの材質、加工表面粗さなどに応じて適宜選択される。
これらの研磨粒子は、水、酸性溶液、アルカリ性溶液などの液体中に分散され、研磨液とされる。
【００４５】
［被研磨加工物］
本発明は、平板状の基板を被研磨加工物Ｗとした平面研磨に有用である。平面研磨には、両面研磨及び片面研磨が含まれる。
このような被研磨加工物Ｗとしては、リソグラフィに用いるフォトマスクを形成するためのフォトマスクブランク用基板、液晶表示装置を形成するための基板、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどの情報記録媒体を形成するための基板、半導体ウエハーなどが挙げられる。特に、微細な傷がデバイス性能に影響するフォトマスクブランク用基板に有用である。
【００４６】
また、被研磨加工物Ｗの形状としては、矩形、円形、円盤、ブロック形状などが挙られる。
また、被研磨加工物Ｗの材料としては、ガラス、結晶化ガラス、シリコン、化合物半導体（炭化珪素やＧａＡｓなど）、金属（アルミニウム、チタン、プラチナなど）、カーボンなどが挙げられる。
【００４７】
［上定盤の外周面形状］
つぎに、本発明に係る研磨装置の特徴部分である上定盤２０の外周面形状について、図面を参照して説明する。
図３は、上定盤の外周面形状を示す断面図である。
【００４８】
図１及び図３に示すように、上定盤２０は、垂直軸Ａを中心として回転される円盤状の部材であり、その外周部には、下面２０ａの外端から上方に連続する外周面２０ｄが形成されている。本発明の上定盤２０は、外周面２０ｄの少なくとも下端部に、下側ほど外方へ広がるスカート状の斜面２０ｅを有している。この斜面２０ｅは、外周面２０ｄの全周にわたって形成されており、後述する作用によって、研磨液の巻き上りを効果的に抑制するものである。
【００４９】
つまり、本発明の上定盤２０では、外周面２０ｄの下端部と、下面２０ａの外端部とのなす角度が、従来のように垂直ではなく、９０゜以下の角度となっている。この角度は、好ましくは４５゜〜６０゜である。この角度が小さすぎると、外周面２０ｄと下面２０ａとの角部が脆弱になる。一方、角度が大きすぎると、本発明の効果が十分に得られないことになる。
【００５０】
斜面２０ｅは、外周面２０ｄの下端から始まり、研磨粒子の凝集固着が発生しやすい高さまで至るように形成されることが好ましい。図３（ａ）に示すように、外周面２０ｄの全体を斜面２０ｅにしてもよく、図３（ｂ）に示すように、外周面２０ｄの下端側だけに斜面２０ｅを形成してもよい。外周面２０ｄの下端側だけに斜面２０ｅを形成する場合は、研磨条件や装置の構成にもよるが、通常、外周面２０ｄの下端から１ｃｍ以上、好ましくは１．５ｃｍ以上の範囲に斜面２０ｅを形成する。
【００５１】
本発明は、図４に示すように、上定盤２０と上部支持部材２２との間に、冷却用部材２４が設けられた研磨装置でも実施することが可能である。冷却用部材２４は、研磨領域に発生する摩擦熱を、流路２４ａを流れる冷却媒体によって効果的に放熱するために設けられるものであり、水平断面形状が上定盤２０とほぼ同じものが用いられる。
このような研磨装置で本発明を実施する場合は、図４に示すように、上定盤２０の外周面２０ｄだけに斜面２０ｅを形成してもよいが、冷却用部材２４の外周面２４ｂに、上定盤２０側の斜面２０ｅに連続する斜面を形成してもよい。
【００５２】
上記のような斜面２０ｅは、上定盤２０の外周面２０ｄに、研削などの機械加工で形成することができる。斜面２０ｅの形状は、垂直断面で直線となるものに限らず、図３（ｃ）（ｄ）に示すように、凸状や凹状に湾曲させてもよい。凹状に湾曲させる場合は、角の部分が脆弱となりやすく加工も難しいが、研磨液の巻き上げ防止効果は大きい。一方、凸状に湾曲させる場合は、研磨液の巻き上げ防止効果が低下するが、強度的には優れたものとなる。
【００５３】
［上定盤の作用］
上定盤２０を回転させながら研磨加工を行う場合、上定盤２０の外周面２０ｄに形成される斜面２０ｅに着目すると、ここに発生する遠心力や周速は、外径の差によって下側ほど大きくなる。液体は、遠心力の大きい方に流れる性質があり、また、何らかの外的要因が加わらない限りは周速の小さい方には流れない性質があるため、上定盤２０の外周下端部付近に存在する研磨液は、遠心力又は周速の差によって上方への流動が制限される。これにより、研磨液は、上定盤２０の外周面２０ｄに巻き上がることなく、速やかに外方へ排出される。
また、上定盤２０の外周面２０ｄに飛散した研磨液も、遠心力又は周速の大きい下方に向かって強制的に流され、上定盤２０の外周面２０ｄ上から速やかに排除される。
【００５４】
このように、本発明の上定盤２０によれば、上定盤２０の外周面２０ｄに形成される斜面２０ｅにより、上定盤２０の外周面２０ｄに対する研磨液の巻き上がり及び付着が防止される。したがって、上定盤２０の外周面２０ｄに研磨液が付着して滞り、その乾燥によって研磨粒子が凝集固着するという問題が解消される。
【００５５】
［下定盤の外周面形状］
つぎに、本発明に係る研磨装置の特徴部分である下定盤１０の外周面形状について、図面を参照して説明する。
図５は、下定盤の外周面形状を示す断面図である。
【００５６】
図１及び図５に示すように、下定盤１０は、垂直軸Ａを中心として回転される円盤状の部材であり、その外周部には、上面１０ａの外端から下方に連続する外周面１０ｃが形成されている。本発明の下定盤１０は、外周面１０ｃの少なくとも上端部に、下側ほど外方へ広がるスカート状の斜面１０ｄを有している。この斜面１０ｄは、外周面１０ｃの全周にわたって形成されており、後述する作用によって、研磨液の付着を効果的に抑制するものである。
【００５７】
つまり、本発明の下定盤１０では、外周面１０ｃの上端部と、上面１０ａの外端部とのなす角度が、従来のように垂直ではなく、９０゜以上の角度となっている。この角度は、好ましくは９５゜〜１３５゜である。特に、図１に示すような研磨装置では、下定盤１０の外方に内歯歯車４０が存在するため、上記の角度を大きくすると、清掃が困難になるだけでなく、研磨装置の大型化をまねくことになる。したがって、上記の角度は、本発明の効果が十分に得られる範囲で、可及的に小さくすることが好ましい。
【００５８】
斜面１０ｄは、外周面１０ｃの上端から始まり、研磨粒子の凝集固着が発生しやすい高さまで至るように形成されることが好ましい。図５（ａ）に示すように、外周面１０ｃの全体を斜面１０ｄにしてもよく、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、外周面１０ｃの上端側だけに斜面１０ｄを形成してもよい。外周面１０ｃの上端側だけに斜面１０ｄを形成する場合は、研磨条件や装置の構成にもよるが、通常、外周面１０ｃの上端から１ｃｍ以上、好ましくは５ｃｍ以上の範囲に斜面１０ｄを形成する。
【００５９】
本発明は、図４に示すように、下定盤１０と下部支持部材１２との間に、冷却用部材１４が設けられた研磨装置でも実施することが可能である。冷却用部材１４は、研磨領域に発生する摩擦熱を、流路１４ａを流れる冷却媒体によって効果的に放熱するために設けられるものであり、水平断面形状が下定盤１０とほぼ同じものが用いられる。
このような研磨装置で本発明を実施する場合は、図４に示すように、下定盤１０の外周面１０ｃだけに斜面１０ｄを形成してもよいが、冷却用部材１４の外周面１４ｂに、下定盤１０側の斜面１０ｄに連続する斜面を形成してもよい。
【００６０】
上記のような斜面１０ｄは、下定盤１０の外周面１０ｃに、研削などの機械加工で形成することができる。斜面１０ｄの形状は、垂直断面で直線となるものに限らず、図５（ｄ）（ｅ）に示すように、凸状や凹状に湾曲させてもよい。
【００６１】
［下定盤の作用］
下定盤１０を回転させながら研磨加工を行う場合、下定盤１０上に供給された研磨液は、下定盤１０の外周面１０ｃを通って下方へ排出される。したがって、研磨加工中においては、下定盤１０の外周面１０ｃが研磨液で濡れており、研磨粒子の凝集固着が発生する可能性は低い。
しかしながら、下定盤１０の回転を停止させた際に、下定盤１０の外周面１０ｃに研磨液が付着していると、これが乾燥して研磨粒子の凝集固着が発生する可能性がある。
【００６２】
下定盤１０を回転させながら研磨加工を行う場合、下定盤１０の外周面１０ｃに形成される斜面１０ｄに着目すると、ここに発生する遠心力や周速は、外径の差によって下側ほど大きくなる。液体は、遠心力の大きい方に流れる性質があり、また、何らかの外的要因が加わらない限りは周速の小さい方には流れない性質があるため、下定盤１０の外周面１０ｃ（斜面１０ｄ）に存在する研磨液は、遠心力又は周速の差により、下方に向かって強制的に流され、下定盤１０の外周面１０ｃ上から速やかに排除される。これにより、下定盤１０の回転を停止させた際、下定盤１０の外周面１０ｃに多くの研磨液が滞ることを防止できる。
【００６３】
このように、本発明の下定盤１０によれば、下定盤１０の外周面１０ｃに形成される斜面１０ｄにより、下定盤１０の外周面１０ｃにおける研磨液の停滞が防止される。したがって、下定盤１０の回転を停止させた後も、下定盤１０の外周面１０ｃに多くの研磨液が滞り、その乾燥によって研磨粒子が凝集固着するという問題が解消される。
【００６４】
［上下定盤の内周面形状］
なお、以上の説明では、上定盤２０の内周面形状や下定盤１０の内周面形状に言及していないが、上定盤２０の内周面形状や下定盤１０の内周面形状は、以下のような形状とすることが好ましい。
【００６５】
図６は、上定盤及び下定盤の内周面形状を示す断面図である。
この図に示すように、上定盤２０には、円形の中心孔２０ｆを囲む内周面２０ｇが形成されている。内周面２０ｇは、上側ほど外方へ広がる斜面であり、研磨液が上定盤２０の内周面２０ｇに巻き上がって付着し、凝集固着するのを防止する。
【００６６】
また、下定盤１０にも、円形の中心孔１０ｅを囲む内周面１０ｆが形成されている。内周面１０ｆは、下側ほど外方へ広がる斜面であり、付着した研磨液を積極的に下方へ移動させる。これにより、下定盤１０の内周面１０ｆにおける研磨粒子の凝集固着が防止される。
【００６７】
［研磨方法］
つぎに、本発明の研磨方法について説明する。
まず、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０（内歯歯車４０）の回転が停止した状態で、上定盤２０を上昇させ、下定盤１０と上定盤２０を離間させる。この状態で、キャリア５０のワーク保持孔５０ａに被研磨加工物Ｗをセットする。
【００６８】
上定盤２０を下降させて、キャリア５０に保持された被研磨加工物Ｗを上定盤２０及び下定盤１０で挟み、研磨液供給部６０から研磨領域に研磨液を供給するとともに、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０（内歯歯車４０）を回転動作させ、被研磨加工物Ｗの研磨加工を開始する。
【００６９】
被研磨加工物Ｗを保持したキャリア５０は、太陽歯車３０（内歯歯車４０）の回転動作に応じて、太陽歯車３０の周囲を公転しつつ自転する（図２）。
歯車の駆動は、太陽歯車３０、内歯歯車４０の両方、又はいずれか一方でもよい。また、上定盤２０、下定盤１０の回転駆動は必要に応じて行う。ただし、回転駆動される定盤１０、２０は、本発明の外周形状を有するものとする。
【００７０】
上定盤２０を回転させながら、研磨加工を行った場合、上定盤２０の外端部に到達した研磨液は、上定盤２０の外周面２０ｄに形成される斜面２０ｅの作用によって、上定盤２０の外周面２０ｄに巻き上がることなく、外方へ排出される。上定盤２０の外周面２０ｄに飛散した研磨液も、ここに停滞することなく、斜面２０ｅの作用によって、速やかに上定盤２０の外周面１０ｄから排除される。
【００７１】
一方、下定盤１０を回転させながら、研磨加工を行った場合、下定盤１０の外周面１０ｃ上の研磨液は、下定盤１０の外周面１０ｃに形成される斜面１０ｄの作用によって、速やかに下方に排出される。
【００７２】
所定の時間（又は所定の研磨加工量）だけ加工を行った後、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０（内歯歯車４０）の回転を停止するとともに、研磨液の供給を停止し、上定盤２０を上昇させる。
研磨加工がなされた研磨加工品をキャリア５０のワーク保持孔５０ａより搬出する。
【００７３】
このような方法で研磨加工を行えば、上定盤２０の外周面２０ｄや下定盤１０の外周面１０ｃにおける研磨粒子の凝集固着を効果的に防止することができるため、凝集固着した研磨粒子に起因する欠陥の発生を抑制することができる。
また、上定盤２０及び下定盤１０の清掃が容易になるため、清掃による研磨加工作業の中断を抑制して、研磨加工の効率を向上させることが可能になる。
【００７４】
［実施例］
図１に示す研磨装置において、被研磨加工物Ｗをフォトマスク用の合成石英ガラス基板とし、本発明の上定盤２０及び下定盤１０を用いて研磨加工を行った場合（本発明の研磨方法）と、従来の上定盤及び下定盤を用いて研磨加工を行った場合（従来の研磨方法）を比較した。
研磨液は、コロイダルシリカの粒子を、水を溶媒として分散させたものを使用した。各方法で基板を１０００枚研磨加工し、研磨加工後の基板１０００枚について欠陥を検査した。
【００７５】
欠陥の検査は、特開平１１−２４２００１号公報に記載の検査方法で行った。この検査装置は、基板にレーザー光を導入して、これを全反射によって基板内に閉じ込め、欠陥により散乱されて基板より漏れ出た光を検出することにより、欠陥を検出する方法である。
このような検査方法により欠陥を検査し、大きさが０．１〜０．５μｍ以上の欠陥が１つでも発生した場合を傷の発生ありとした。
【００７６】
まず、従来の研磨装置における、外周面が９０゜である従来の上定盤及び下定盤を用いて従来の研磨方法により研磨加工を行ったところ、傷の発生は、１０００枚中１８５枚であった（比較例）。
外周面２０ｄに斜面２０ｅ（角度４５゜、高さ１．５ｃｍ）が形成された本発明の上定盤２０と、外周面が９０゜である従来の下定盤とを用いて、研磨加工を行ったところ、傷の発生が１０００枚中３０枚であり、傷の発生率が大幅に低下した。
【００７７】
また、外周面１０ｃに斜面１０ｄ（角度１３５゜、高さ５ｃｍ）が形成された本発明の下定盤１０と、外周面が９０゜である従来の上定盤とを用いて、研磨加工を行ったところ、傷の発生が１０００枚中６３枚であった。
また、外周面２０ｄに斜面２０ｅ（角度４５゜、高さ１．５ｃｍ）が形成された本発明の上定盤２０と、外周面１０ｃに斜面１０ｄ（角度１３５゜、高さ５ｃｍ）が形成された本発明の下定盤１０とを用いて、研磨加工を行ったところ、傷の発生が１０００枚中２１枚であり、傷の発生率が更に低下した。
【００７８】
基板１０００枚の加工を行った後、上定盤２０及び下定盤の清掃を行った。その結果、比較例に比べ、各実施例の研磨装置では、いずれも半分以下の時間で清掃を行うことができた。
【００７９】
［マスクブランクス用ガラス基板の製造方法］
つぎに、本発明の研磨装置及び研磨方法が使用される例として、マスクブランクス用ガラス基板の製造方法を説明する。
図７は、マスクブランクス用ガラス基板の製造方法を示すフローチャートである。
この図に示すように、マスクブランクス用ガラス基板の製造方法には、研削工程（Ｓ１０１）と、粗研磨工程（Ｓ１０２）と、エッチング処理工程（Ｓ１０３）と、精密研磨工程（Ｓ１０４）と、欠陥検査工程（Ｓ１０５）とが含まれる。
【００８０】
研削工程は、ガラス基板の表面を平坦にし、形状を整える工程である。例えば、碁盤の目のような溝を形成した鋳鉄定盤に、酸化アルミニウムの研削液を供給しながら、ガラス基板の研削加工が行われる。
粗研磨工程は、平坦性を維持又は向上させつつ、表面粗さを低減させる工程である。
例えば、研磨パッドとして硬質ポリシャ（ウレタンパッド）や、軟質ポリシャ（スウェードタイプ）を用い、水に酸化セリウムを分散させた研磨液を供給しながら、ガラス基板の研磨加工が行われる。
【００８１】
エッチング処理工程は、ガラス基板の表面から深さ方向に延びているクラックをエッチング処理によって顕著化させる工程である。
例えば、ガラス基板を薬液に含浸し、ガラス基板の表面を約０．０５ｎｍエッチング除去することにより、ガラス基板の表面近傍に存在するクラックを顕著化させる。ここで、薬液としては、フッ酸などの酸性の溶液や、水酸化ナトリウムなどのアルカリ性の溶液が挙げられる。
【００８２】
精密研磨工程は、主に表面粗さを低減させる工程であり、粗研磨工程で使用する研磨粒子よりも小さな研磨粒子を用いて、ガラス基板を研磨する工程である。例えば、研磨パッドとして軟質ポリシャ（スウェードタイプ）を用い、水やアルカリ性の溶液にコロイダルシリカを分散させた研磨液を供給しながら、ガラス基板の研磨加工が行われる。
【００８３】
欠陥検査工程は、精密研磨工程を行っても欠陥が取り除かれないガラス基板や、精密研磨工程で欠陥が生じたガラス基板を不良品として排除するために、ガラス基板の欠陥を検査する工程である。
例えば、光学的な検査方法を用いて、ガラス基板の表面に存在する欠陥を検査し、大きさが０．１〜０．５μｍ以上の欠陥が１つでも発見されたとき、不良品として排除される。
【００８４】
前述した本発明の研磨方法は、上記の粗研磨工程や精密研磨工程で実施することができ、特に、最終的な研磨加工が行われる精密研磨工程で実施すると有用である。
【００８５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明が前記実施形態に限定されないことは勿論である。
例えば、本発明の上定盤と下定盤を両方同時に備えることなく、いずれか一方のみを備えるものであってもよい。
また、両面研磨を行う研磨装置に限らず、片面のみを研磨する研磨装置にも適用することができる。
また、平板状の被研磨加工物を研磨加工する研磨装置に限らず、円筒状、円柱状の被研磨加工物を対象とし、その端面を研磨する研磨装置にも適用可能である。
【００８６】
また、遊星歯車方式の研磨装置に限らず、片面研磨装置でも適用することができる。ちなみに、この方式は、上定盤の下面部に被研磨加工物を保持し、これに荷重をかけながら、下定盤に対して被研磨加工物を相対的に運動させることにより、研磨加工を行うものである。
【００８７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、上定盤の外周面や下定盤の外周面における研磨粒子の凝集固着を防止することにより、凝集固着した研磨粒子に起因する欠陥の発生を抑制して、研磨加工の歩留まりを向上させることができ、更には、上定盤や下定盤の清掃を容易にして、研磨加工の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】研磨装置の断面図である。
【図２】研磨装置の一部を省略した内部斜視図である。
【図３】上定盤の外周面形状を示す断面図である。
【図４】冷却用部材を備えた上定盤及び下定盤の断面図である。
【図５】下定盤の外周面形状を示す断面図である。
【図６】上定盤及び下定盤の内周面形状を示す断面図である。
【図７】マスクブランクス用ガラス基板の製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ｗ  被研磨加工物
１０  下定盤
１０ａ  下面
１０ｃ  外周面
１０ｄ  斜面
２０  上定盤
２０ａ  下面
２０ｄ  外周面
２０ｅ  斜面
３０  太陽歯車
４０  内歯歯車
５０  キャリア
６０  研磨液供給部
【図１】
2004243503.tif 000003
【図２】
2004243503.tif 000004
【図３】
2004243503.tif 000005
【図４】
2004243503.tif 000006
【図５】
2004243503.tif 000007
【図６】
2004243503.tif 000008
【図７】
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