(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周が四辺形に形成された基板を研磨する研磨装置において；
前記基板を保持する研磨ヘッドと；
前記基板を前記研磨ヘッドに受け渡すプッシャーとを備え；
前記研磨ヘッドが、前記基板を収納するための四辺形の開口が形成されたガイドリングと、前記ガイドリングの外周部に設けられ、少なくとも２つの係合凹部が形成された外周部材とを有し；
前記プッシャーが、前記係合凹部にそれぞれ係合し前記プッシャーの前記研磨ヘッドに対する中心位置位置決め及び角度位置決めを行う第１の位置決めピンと、前記開口に収納される基板の前記プッシャーに対する中心位置位置決め及び角度位置決めを行う第２の位置決めピンとを有する；
四辺形基板の研磨装置。
【請求項２】
前記プッシャーが、前記基板を受けるための基板受け台を有し；
前記基板受け台が、水平方向にスライド自在である；
請求項１に記載の四辺形基板の研磨装置。
【請求項３】
前記プッシャーが前記基板を前記研磨ヘッドに保持させるために押し付けるよう構成され；
前記第１の位置決めピンが、前記プッシャーの押し付け方向に軸線を向けて設けられている；
請求項１または請求項２に記載の四辺形基板の研磨装置。
【請求項４】
前記プッシャーが、前記基板受け台が取り付けられた載置部を有し；前記第１の位置決めピン間の中心が、前記載置部の中心に一致している；
請求項２または請求項３に記載の四辺形基板の研磨装置。
【請求項５】
前記基板受け台が前記載置部の角部に取り付けられた；
請求項４に記載の四辺形基板の研磨装置。
【請求項６】
前記プッシャーが、収納円筒を有し；
前記収納円筒に、バネと、前記バネの上に配置された前記第１の位置決めピンが、それぞれ収納されている；
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の四辺形基板の研磨装置。
【請求項７】
前記第２の位置決めピンが、前記基板の各辺に沿ってそれぞれ２本配置され、前記基板の辺に直角な水平方向に同時に移動する；
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の四辺形基板の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、四辺形基板を研磨するために保持する研磨ヘッドに当該基板を受け渡すプッシャーを備えた四辺形基板の研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、研磨装置で四辺形のフォトマスク基板を研磨するには、外周が円形のホルダーに四辺形の穴を加工し、当該穴にフォトマスク基板をセットし、ホルダーにセットされたフォトマスク基板をプッシャー上に位置決めを行って載置し、さらにプッシャーによって位置決めを行って研磨ヘッドに渡して保持させ、一枚のウエハとして研磨、洗浄を行っていた。外周が円形のホルダーにフォトマスク基板をセットするのは、従来の研磨装置はウエハのような円盤状の研磨対象物の研磨、洗浄を行うのに適するよう設計されているためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の研磨装置によれば、フォトマスク基板がセットされたホルダーを一枚のウエハとして研磨、洗浄を行うとホルダーとフォトマスク基板の間の隙間にスラリーが付着した。またホルダーとフォトマスク基板の間の隙間からスラリーがフォトマスク基板の裏側に回り込み、これらのスラリーがフォトマスク基板の側面、裏面に傷をつける場合があった。また、これらのスラリーを除去するため研磨後に洗浄を行うことが必要であるが、フォトマスク基板の表裏両面及び側面を洗浄するためにホルダーの換装が必要であり、コストが増大していた。
【０００４】
そこで、本発明は、ホルダーを使用せずに四辺形の基板の受け渡しを行って保持し、研磨を行うことができる研磨装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による四辺形基板の研磨装置１は、例えば図１、図７に示すように、外周が四辺形に形成された基板Ｗを研磨する研磨装置１において；基板Ｗを保持する研磨ヘッド２１と；基板Ｗを研磨ヘッド２１に受け渡すプッシャー１０１とを備え；研磨ヘッド２１が、基板Ｗを収納するための四辺形の開口３０が形成されたガイドリング２３と、ガイドリング２３の外周部に設けられ、少なくとも２つの係合凹部８１が形成された外周部材２５とを有し；プッシャー１０１が、係合凹部８１にそれぞれ係合しプッシャー１０１の研磨ヘッド２１に対する中心位置位置決め及び角度位置決めを行う第１の位置決めピン１１１と、開口３０に収納される基板Ｗのプッシャー１０１に対する中心位置位置決め及び角度位置決めを行う第２の位置決めピン１１２を有する。
【０００６】
このように構成すると、第１の位置決めピン１１１が研磨ヘッド２１の外周部材２５の係合凹部８１に係合し、プッシャー１０１の研磨ヘッド２１に対する中心位置位置決め及び角度位置決めが行われる。第１の位置決めピン１１１が、少なくとも２本あるので、プッシャー１０１と研磨ヘッド２１とは、中心位置の位置決めだけでなく角度の位置決めを行うことができる。 また、第２の位置決めピン１１２により基板Ｗのプッシャー１０１に対する中心位置決め及び角度位置決めが行われる。よって、基板Ｗが研磨ヘッド２１に対して正確に位置決めされ、プッシャー１０１から研磨ヘッド２１に受け渡される基板Ｗがガイドリング２３の四辺形の開口３０に収納され、四辺形の基板Ｗを研磨ヘッド２１が確実に保持し研磨することができる。開口３０は、第１の位置決めピン１１１に対して所定の位置に配置するとよい。また、開口３０は基板Ｗの外周よりもわずかに大きく形成するとよい。
【０００７】
請求項２に係る発明による四辺形基板の研磨装置１は、請求項１に記載の四辺形基板の研磨装置において、例えば図１、図７に示すように、プッシャー１０１が、基板Ｗを受けるための基板受け台１０７を有し；基板受け台１０７が、水平方向にスライド自在である。
【０００８】
基板受け台１０７が、水平方向にスライド自在であるので、基板受け台１０７をスライドさせて、基板受け台１０７上に載置された基板Ｗの渡される側に対する位置決めを行うことができ、受けた基板Ｗを渡される側に位置を正確に渡すことができる。
【０００９】
請求項３に係る発明による四辺形基板の研磨装置１は、請求項１または請求項２に記載の四辺形基板の研磨装置において、例えば図１、図７に示すように、プッシャー１０１が基板Ｗを研磨ヘッド２１に保持させるために押し付けるよう構成され；第１の位置決めピン１１１が、プッシャー１０１の押し付け方向に軸線を向けて設けられている。
【００１０】
このように構成すると、プッシャー１０１によって研磨ヘッド２１に対して相対的に位置決めされた正確な位置に押し付けられた四辺形の基板Ｗを研磨ヘッド２１が確実に保持し、当該基板Ｗを研磨することができる。
【００１１】
請求項４に係る発明による四辺形基板の研磨装置１は、請求項２または請求項３に記載の四辺形基板の研磨装置において、例えば図１、図７に示すように、プッシャー１０１が、基板受け台１０７が取り付けられた載置部１０９を有し；第１の位置決めピン１１１間の中心が、載置部１０９の中心に一致している。
【００１２】
請求項５に係る発明による四辺形基板の研磨装置１は、請求項４に記載の四辺形基板の研磨装置において、例えば図１、図７に示すように、基板受け台１０７が載置部１０９の角部に取り付けられている。
【００１３】
請求項６に係る発明による四辺形基板の研磨装置１は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の四辺形基板の研磨装置において、例えば図１、図７に示すように、プッシャー１０１が、収納円筒１３９を有し；収納円筒１３９に、バネ１３８と、バネ１３８の上に配置された第１の位置決めピン１１１が、それぞれ収納されている。
【００１４】
このように構成すると、第１の位置決めピン１１１が係合凹部８１に係合した後、プッシャー１０１がさらに上昇することができ、基板Ｗと研磨ヘッド２１とが接触するようにすることができる。
【００１５】
請求項７に係る発明による四辺形基板の研磨装置１は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の四辺形基板の研磨装置において、例えば図１、図７に示すように第２の位置決めピン１１２が、基板Ｗの各辺に沿ってそれぞれ２本配置され、基板Ｗの辺に直角な水平方向に同時に移動する。
【００１６】
このように構成すると、基板Ｗのプッシャー１０１に対する中心位置位置決め及び角度位置決めを正確に行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１９】
図１を参照して、本発明による四辺形基板の受渡機構としてのプッシャー１０１、および研磨ヘッド２１の構成を説明する。図は、プッシャー１０１、研磨ヘッド２１の模式的断面図であり、左半分は後述のフォトマスク基板Ｗの辺に平行な面で切断にした図であり、右半分はフォトマスク基板Ｗの対角線を通る面で切断した図である。
【００２０】
プッシャー１０１は、ベース１０２と、プッシャー軸１０３と、軸リフトエアーシリンダ１０４と、プッシャー軸１０３と軸リフトエアーシリンダ１０４とを収納するケース１０５と、ケースリフトエアーシンリダ１０６と、基板受け台１０７が取り付けられた載置部１４０と載置台軸１０８とからなる載置台１０９と、ディスク１３６と台座スリーブ１３１とからなる第１の台座１１０と、ディスク１３７とデスクスリーブ１２７からなる第２の台座１２６と、第１の位置決めピン１１１と、第２の位置決めピン１１２と、スライドシリンダ１１３とを備える。
【００２１】
基板受け台１０７上に、本発明による基板としてのフォトマスク基板Ｗ（図中二点鎖線にて表示）が載置される。フォトマスク基板Ｗは、正四辺形の形状を有するが、四辺形の形状であればよく長方形の形状であってもよい。フォトマスク基板Ｗは、シリコン基板、あるいは液晶基板であってもよい。
【００２２】
ケース１０５は、鉛直方向上下に長い略円筒形状であり、ケース１０５を上昇させ、あるいは下降させるケースリフトエアーシンリダ１０６と共に、ベース１０２上に取り付けられて配置されている。
【００２３】
ケースリフトエアーシンリダ１０６は、その下部側面に取り付けられたエア供給口１１５を有する。エア供給口１１５には第３の空気供給ライン１６１（図７参照）が接続され、第３の空気供給ライン１６１を介してエア供給口１１５に圧縮空気を供給するとケースリフトエアーシンリダ１０６のシリンダ軸１１６が上昇し、ケースリフトエアーシンリダ１０６の不図示のエア排気口から圧縮空気を排気するとシリンダ軸１１６が下降する。シリンダ軸１１６は、ケース１０５の側面に取り付けられたバー１１７に連結されている。したがって、ケース１０５はシリンダ軸１１６の上昇、下降に従って、上昇、下降する。
【００２４】
図２に、バー１１７が最も上昇した状態を実線にて示し、最も下降した状態を二点鎖線にて示す。ケース１０５すなわちシリンダ軸１１６が上昇すると、ベース１０２（図１参照）に取り付けられたバー１２８（部分的に図示）に固定されたリミットスイッチ１２９をバー１１７が押し、ケース１０５が最も上昇した位置に来るとリミットスイッチ１２９が作動し、エア供給口１１５へ供給される圧縮空気の供給がロックされ、ケース１０５は上昇を停止する。
【００２５】
図１を参照して説明を続ける。ケース１０５は、その下部に設けられた下部収納室１１８に、軸リフトエアーシリンダ１０４を収納している。軸リフトエアーシリンダ１０４は、下部収納室１１８の上部にある取付部１１８Ａにぶら下がる状態で取り付けられている。軸リフトエアーシリンダ１０４は、その下部側面に取り付けられたエア供給口１２０を有する。エア供給口１２０には第４の空気供給ライン１６２（図７参照）が接続され、第４の空気供給ライン１６２を介してエア供給口１２０に圧縮空気を供給すると、軸リフトエアーシリンダ１０４のシリンダ軸１２１が上昇し、軸リフトエアーシリンダ１０４の不図示のエア排気口から圧縮空気を排気すると圧力が大気圧まで下がりシリンダ軸１２１が下降する。
【００２６】
図３に、シリンダ軸１２１のそれぞれ上端、下端に取り付けられたディスク１２３、１２４が最も上昇した状態を実線にて示し、最も下降した状態を二点鎖線にて示す。収納室１１８の上部の取付部１１８Ａには開口１２２が形成され、開口１２２からシリンダ軸１２１の上側が突き出し、ディスク１２３が、プッシャー軸１０３の下側端部に接触し、軸リフトエアーシリンダ１０４がプッシャー軸１０３の重量を支え、シリンダ軸１２１が上昇するとプッシャー軸１０３を押し上げる。シリンダ軸１２１が下降すると、プッシャー軸１０３が下降する。
【００２７】
図１を参照して説明を続ける。プッシャー軸１０３は、その一部がケース１０５の上部に設けられた上部収納室１２５に収納され、その上端がケース１０５の上面１０５Ａより上に突き出ている。シリンダ軸１２１の下端のディスク１２４は、シリンダ軸１２１が最も下降した状態で収納室１１８の床に接触する。軸リフトエアーシリンダ１０４の底部にはリミットスイッチ１３０が固定され、シリンダ軸１２１が上昇すると、ディスク１２４が、リミットスイッチ１３０を押し、エア供給口１２０への圧縮空気の供給がロックされ、シリンダ軸１２１の上昇が停止する。
【００２８】
プッシャー軸１０３の上側の一部、及びプッシャー軸１０３のすぐ上側に位置している載置台軸１０８の、下側の一部が第１の台座１１０の台座スリーブ１３１に挿入され、台座スリーブ１３１が、第２の台座１２６のデスクスリーブ１２７に挿入されている。台座スリーブ１３１の下側の一部及びデスクスリーブ１２７は、ケース１０５内に収納されている。
【００２９】
ディスク１３７は、ケース１０５の上面１０５Ａの直ぐ上側に位置し、台座ディスク１３４は、ディスク１３７の直ぐ上側に位置している。ディスク１３７には、ピン１３２が取り付けられ、ピン１３２は、台座スリーブ１３１の略中央部に取り付けられた台座ディスク１３４に加工された貫通孔１３３を貫通して突出する。貫通孔１３３の内径は、ピン１３２の外径より大きく形成されている。
【００３０】
ディスク１３６は、台座ディスク１３４の上側に位置し、ディスク１３６の下側の面には、８個のスライドシリンダ１１３が固定され、各スライドシリンダ１１３のシリンダ軸１３５は、水平方向にスライドし、その先端には鉛直に配置した第２の位置決めピン１１２が接続されている。したがって、第２の位置決めピン１１２の数は、８本である。なお、図中、スライドシリンダ１１３、第２の位置決めピン１１２は各１つのみ示してある。
【００３１】
スライドシンリダ１１３は、その側面のシリンダ軸１３５近傍に設けられたエア供給口１４１を有する。各エア供給口１４１には、第５の空気供給ライン１６３（図７参照）が接続され、第５の空気供給ライン１６３を介してエア供給口１４１に圧縮空気を供給するとスライドシンリダ１１３のシリンダ軸１３５がＺ方向（図４参照）にスライドし、スライドシンリダ１１３の不図示のエア排気口から圧縮空気を排気するとシリンダ軸１３５がＺ方向とは反対の方向にスライドする。
【００３２】
載置部１４０は、ディスク１３６の上側に位置し、２個の収納円筒１３９が載置部１４０の中心軸に対して互いに反対側に取り付けられ、各収納円筒１３９にはバネ１３８と、バネ１３８の上に配置された第１の位置決めピン１１１が収納されている。なお、図中、収納円筒１３９、バネ１３８、第１の位置決めピン１１１は各１つのみ示してある。第１の位置決めピン１１１は、その先端に、先に行くに従って径の細くなるテーパを有する。
【００３３】
図４、および図５を参照して、基板受け台１０７、第１の位置決めピン１１１、第２の位置決めピン１１２を中心にさらに詳細に説明する。なお、図５（Ｂ）は、図４のＸ−Ｘ断面であり、Ｙ−Ｙ断面でもある。
【００３４】
フォトマスク基板Ｗは、前述のように正四辺形形状を有し、表面及び裏面のそれぞれの辺部は、図５（Ａ）に示すように、側面方向０．２ｍｍ、表面方向０．６ｍｍの面取り加工がなされており、面取り面の傾きは約１８°である。フォトマスク基板Ｗは、一辺の長さが最大１５２．４ｍｍの大きさを有し、一辺の長さは±０．１ｍｍの製作誤差で製造されており、不図示の搬送ロボットに備え付けられた不図示の搬送用ハンドにより、基板受け台１０７の上に載置され、基板受け台１０７の上に載置された研磨後のフォトマスク基板Ｗは搬送用ハンドにより、不図示の洗浄装置に搬送される。
【００３５】
基板受け台１０７は、一対の部品１０７Ａ、Ｂが９０度開いて接触して並んだ形状をしており、載置部１４０の角部に４個配置されている。基板受け台１０７は、フォトマスク基板Ｗの角部が各基板受け台１０７の上面１０７Ｃ、１０７Ｄに接触するよう配置されている（図５（Ｂ）参照）。基板受け台１０７の上面１０７Ｃ、１０７Ｄは正確に載置されたフォトマスク基板Ｗの辺に向かって傾斜しており、その傾斜角度は図５（Ｂ）に示すように、５°から１５°である。
【００３６】
載置部１４０の対角に配置された２つの基板受け台１０７を挟んで一対の第１の位置決めピン１１１が配置されている。各基板受け台１０７の両側に並んで、合計８本の第２の位置決めピン１１２が配置され、フォトマスク基板Ｗ（図中、二点鎖線にて表示）の各辺に沿って第２の位置決めピン１１２が２本配置されている。互いに向かい合う第２の位置決めピン１１２は、水平方向に約２ｍｍの距離だけスライドし、この水平方向は、正確に載置されたフォトマスク基板Ｗの辺に直角な方向であり、図に示すＺ方向である。このスライドは、前述のスライドシリンダ１１３のスライド駆動により可能である。そして互いに向かい合う第２の位置決めピン１１２間の距離は、スライドして最も近づいた際に、フォトマスク基板Ｗの許容寸法の最大値より大きく、具体的には０．１ｍｍ大きく設定されている。
【００３７】
第１の位置決めピン１１１間の中心は載置部１４０の中心に一致する。第１の位置決めピン１１１は、載置部１４０に対して固定されているので、基板受け台１０７に対して固定されている。
【００３８】
次に、図６を参照し、基板受け台１０７上に載置され、第２の位置決めピン１１２により位置決めされたフォトマスク基板Ｗが最も片寄った場合の位置関係を説明する。フォトマスク基板Ｗは、図中、左上に最も片寄っている場合で説明する。基板受け台１０７の外周を正四辺形で囲った外周の中心線をＬ１、Ｌ２、フォトマスク基板Ｗの中心線をＬＷ１、ＬＷ２とする。フォトマスク基板Ｗの一辺の長さを１５２．４ｍｍとすれば、中心線Ｌ１と中心線ＬＷ１とのずれ、中心線Ｌ２と中心線ＬＷ２とのずれは、それぞれ最大で０．１ｍｍである。但し、前述の説明は中心線Ｌ１と中心線ＬＷ１、中心線Ｌ２と中心線ＬＷ２とが互いに平行な場合で行っている。
【００３９】
図１に戻って、プッシャー１０１によって研磨ヘッド２１にフォトマスク基板Ｗが渡されるときの、プッシャー１０１と研磨ヘッド２１の位置関係を説明する。この場合、プッシャー１０１は研磨ヘッド２１の真下に位置している。
【００４０】
研磨ヘッド２１は、研磨ヘッド本体２２と、研磨ヘッド２１に二組のトルク伝達ピンＰ１、Ｐ２（一組のみ図示）を介して回転トルクを伝達する研磨ヘッド軸２と、研磨ヘッド軸２と研磨ヘッド本体２２とを接続するベアリングボール３と、正四辺形の開口３０を形成し、開口３０内に配置されたフォトマスク基板Ｗの動きを規制するガイドリング２３と、ガイドリング２３の外周部を覆う外周部材２５とを有する。ガイドリング２３は、ガイドリング２３の底面がフォトマスク基板Ｗの被研磨面と略同一の平面上になるように開口３０にフォトマスク基板Ｗを保持する。
【００４１】
外周部材２５には、第１の位置決めピン１１１が上昇した場合に係合する係合凹部８１が形成されている。係合凹部８１の入り口部には座ぐりによってテーパが加工され、第１の位置決めピン１１１がスムーズに挿入されるように構成される。
【００４２】
研磨ヘッド本体２２の下面には凹部が加工され、研磨ヘッド本体２２の下面にフォトマスク基板Ｗが保持された場合に、空間部４３が形成される。空間部４３は、研磨ヘッド２１に接続される第１の空気供給ライン６２（図７参照）に連通している。ガイドリング２３の上部には空間部３４が形成され、ガイドリング２３は空間部３４にくい込んで上下に移動可能に構成されている。
【００４３】
プッシャー１０１の載置台１４０が上昇し、第１の位置決めピン１１１が係合凹部８１に係合し、載置台１４０と研磨ヘッド２１の位置合わせが行われ、フォトマスク基板Ｗが研磨ヘッド２１に渡される。
【００４４】
図７は、本発明のプッシャー１を用いた研磨装置１の構成を示す概念図である。図７を参照し、適宜図１を参照して、研磨装置１の構成を説明する。研磨装置１は、プッシャー１０１，研磨ヘッド２１、ベアリングボール３、研磨ヘッド軸２、研磨盤３８、研磨布３９、第１〜第５の空気供給ライン６２、５１、１６１、１６２、１６３、第１〜第５のエアレギュレータＲ１〜Ｒ５、研磨ヘッド固定部材４、連結軸４８、エアシリンダ５、ピストン１４、回転筒６、タイミングプーリ７、タイミングベルト８、タイミングプーリ１０、モータ９、砥液供給ノズル１３等を備える。
【００４５】
図中、研磨ヘッド２１、研磨ヘッド固定部材４等が実線で示す位置関係にある場合は、研磨ヘッド２１等が、研磨盤３８の真上に位置する場合であり、フォトマスク基板Ｗの研磨が行われている場合である。一方、研磨ヘッド２１、研磨ヘッド固定部材４等が二点鎖線で示す位置関係にある場合は、研磨前に、プッシャー１０１から研磨ヘッド２１へフォトマスク基板Ｗを渡す場合、または研磨後に、研磨ヘッド２１からプッシャー１０１へフォトマスク基板Ｗを渡す場合である。研磨ヘッド固定部材４の一端は揺動軸６４により支持され、研磨ヘッド固定部材４は、実線の状態と二点差線の状態との間を不図示の揺動機構により揺動可能に構成されている。
【００４６】
研磨ヘッド２１は、ベアリングボール３を介して研磨ヘッド軸２に係合されている。研磨ヘッド軸２は、研磨ヘッド固定部材４に昇降及び回転自在に図示しない軸受を介して係合され、連結軸４８、連結棒６１を介してエアシリンダ５内のピストン１４に連結されいる。
【００４７】
第１の空気供給ライン６２は、第１のバルブＶ１、第１のエアレギュレータＲ１を介して圧縮空気源４２に接続され、バルブＶ０を介して真空排気源４９に接続される。第２〜第５の空気供給ライン５１、１６１、１６２、１６３、は、それぞれ、第２〜第５のバルブＶ２〜Ｖ５、第２〜第５のエアレギュレータＲ２〜Ｒ５を介して圧縮空気源４２に接続される。
【００４８】
研磨ヘッド２１は、第１の空気供給ライン６２を介して、第１のバルブＶ１を開／バルブＶ０を閉にすることにより圧縮空気源４２に接続され、あるいは第１のバルブＶ１を閉／バルブＶ０を開にすることにより真空排気源４９に接続される。第１の空気供給ライン６２に連通する空間部４３の圧力は、第１の空気供給ライン６２が圧縮空気源４２に接続された場合、第１のエアレギュレータＲ１によって所定の圧力に制御され、第１の空気供給ライン６２が真空排気源４９に接続された場合、真空となる。空間部４３の圧力制御によって、研磨中のフォトマスク基板Ｗを研磨盤３８に押し付け、あるいは空間部４３の圧力を真空にすることによって、研磨ヘッド２１に、フォトマスク基板Ｗが吸着される。
【００４９】
エアシリンダ５は、第２の空気供給ライン５１を介して圧縮空気源４２に接続されている。エアシリンダ５の圧力は、第２のエアレギュレータＲ２によって所定の圧力に制御される。また、エアシリンダ５の不図示のエア排気口に接続された不図示の排気機構が不図示の制御機構により制御され、エアシリンダ５から圧縮空気が排気され、エアシリンダ５の圧力が大気圧となる。
【００５０】
エアシリンダ５の圧力制御によって、ピストン１４は上下動し、ピストン１４の上下動により、連結軸４８、研磨ヘッド軸２は、連結棒６１を介し上下動し、研磨ヘッド２１の下面に保持されたフォトマスク基板Ｗを研磨盤３８から離し、あるいは研磨盤３８向かって押し付ける。
【００５１】
また、研磨ヘッド２１の上面と研磨ヘッド軸２の下端面は、ベアリングボール３を収容するボール軸受を形成しており、研磨ヘッド２１はベアリングボール３を介して研磨盤３８に対してすなわち研磨布３９に対してベアリングボール３を中心に傾動可能になっている。なお、ベアリングボール３は研磨ヘッド軸２の中心に位置する。
【００５２】
ケースリフトエアーシンリダ１０６は、第３の空気供給ライン１６１を介して圧縮空気源４２に接続されている。ケースリフトエアーシンリダ１０６の圧力は、第３のエアレギュレータＲ３によって所定の圧力に制御される。ケースリフトエアーシンリダ１０６の不図示のエア排気口に接続された不図示の排気機構が不図示の制御機構により制御され、ケースリフトエアーシンリダ１０６から圧縮空気が排気され、ケースリフトエアーシンリダ１０６圧力が大気圧となる。ケースリフトエアーシンリダ１０６の圧力制御によって、ケース１０５がすなわち載置台１０９の載置部１４０が上下し、載置部１４０の上下により載置されたフォトマスク基板Ｗが上下する。
【００５３】
軸リフトエアーシリンダ１０４は、第４の空気供給ライン１６２を介して圧縮空気源４２に接続されている。軸リフトエアーシンリダ１０４の圧力は、第４のエアレギュレータＲ４によって所定の圧力に制御される。軸リフトエアーシリンダ１０４の不図示のエア排気口に接続された不図示の排気機構が不図示の制御機構により制御され、軸リフトエアーシリンダ１０４から圧縮空気が排気され、軸リフトエアーシリンダ１０４の圧力が大気圧となる。軸リフトエアーシリンダ１０４の圧力制御によって、載置台１０９の載置部１４０がケース１０５を基点に上下し、載置部１４０の上下により載置されたフォトマスク基板Ｗが同様に上下する。
【００５４】
各スライドシリンダ１１３は、第５の空気供給ライン１６３を介して圧縮空気源４２に接続されている。すべてのスライドシリンダ１１３の圧力は、第５のエアレギュレータＲ５によって所定の圧力に一律に制御される。各スライドシリンダ１１３の不図示のエア排気口に接続された不図示の排気機構が不図示の制御機構により制御され、各スライドシリンダ１１３から圧縮空気が排気され、スライドシリンダ１１３の圧力が一律に大気圧となる。スライドシリンダ１１３の圧力制御により、第２の位置決めピン１１２がＺ方向／反Ｚ方向（図４参照）にスライドする。
【００５５】
また、研磨ヘッド軸２には回転筒６が取り付けられており、回転筒６はその外周にタイミングプーリ７を備えている。そして、タイミングプーリ７は、タイミングベルト８を介して、研磨ヘッド固定部材４に固定されたモータ９に設けられたタイミングプーリ１０に接続されている。したがって、モータ９を回転駆動することによって、タイミングベルト８およびタイミングプーリ７を介して回転筒６および研磨ヘッド軸２が一体に回転し、研磨ヘッド軸２の回転により研磨ヘッド２１が回転する。
【００５６】
なお、連結軸４８へは、研磨ヘッド軸２からの回転は伝達されない。また、前述のように研磨ヘッド固定部材４の一端は、揺動軸６４により支持され、揺動自在となっており、研磨ヘッド固定部材４は、不図示の揺動機構に揺動され、研磨ヘッド２１がプッシャー１０１の真上の位置と、研磨盤３８の真上の位置の間を揺動する。
【００５７】
次に、図１、図７を参照して、研磨装置１の作用を説明する。研磨ヘッド固定部材４、研磨ヘッド２１が図７中、二点差線にて示された状態、すなわちプッシャー２１の真上にある状態から説明を開始する。最初に載置台１０９は、最も下降した状態にある。フォトマスク基板Ｗが不図示の搬送ロボットの搬送ハンドによって、載置台１０９の載置部１４０の基板受け台１０７上に載置される。
【００５８】
第５のバルブＶ５を閉から開にして、第５のエアレギュレータＲ５により圧縮空気源４２から第５の空気供給ライン１６３を通って各スライドシリンダ１１３に供給される空気圧を一律に制御して、所定の圧力とする。各スライドシリンダ１１３の圧力を一律に所定の圧力にすることにより、各スライドシリンダ１１３が同時にＺ方向（図４参照）にスライドし、各第２の位置決めピン１１２が同時にＺ方向に移動し、基板受け台１０７上に載置されたフォトマスク基板Ｗのプッシャー２１に対する位置決めを行う。
【００５９】
この位置決めにより不図示の搬送ロボットの載置台１０９に対するフォトマスク基板Ｗの搬送エラーを修正することができる。フォトマスク基板Ｗを互いに直角な２方向にスライドさせるように第２の位置決めピン１１２を配置したので、フォトマスク基板Ｗの中心位置の位置決めに加えて、円形の基板には不要であった角度位置決めを行うことができ、四辺形のフォトマスク基板Ｗの位置決めを適切に行うことができる。
【００６０】
次に、第３のバルブＶ３を閉から開にして、第３のエアレギュレータＲ３により圧縮空気源４２から第３の空気供給ライン１６１を通ってケースリフトエアーシンリダ１０６に供給される空気圧を制御して、ケースリフトエアーシンリダ１０６を所定の圧力とする。ケースリフトエアーシンリダ１０６を所定の圧力とすることにより、ケース１０５が上昇するので載置台１０９が上昇し、第１の位置決めピン１１１の先端が研磨ヘッド２１の外周部材２５の係合凹部８１に係合し、プッシャー１０１と研磨ヘッド２１の位置決めが行われる。第１の位置決めピン１１１が、２本あるので、プッシャー１０１と研磨ヘッド２１とは、中心位置の位置決めだけでなく角度の位置決めを行うことができる。
【００６１】
第２の位置決めピン１１２によって、基板受け台１０７上に載置されたフォトマスク基板Ｗのプッシャー１０１に対する位置決めが行われ、第１の位置決めピン１１１によってプッシャー１０１と研磨ヘッド２１との位置決めが行われるので、フォトマスク基板Ｗの研磨ヘッド２１に対する位置決めが行われ、フォトマスク基板Ｗが研磨ヘッド２１に対して正確に位置決めされ、正確に保持させることができる。
【００６２】
なお、第２の位置決めピン１１２の先端は、基板受け台１０７上に載置されたフォトマスク基板Ｗの上側の表面より低い位置にある。さらに、ケースリフトエアーシンリダ１０６によりケース１０５が最も上昇した状態で、第２の位置決めピン１１２の先端は、研磨ヘッド２１のガイドリング２３の下面より下の位置にあり、ガイドリング２３に接触しない。
【００６３】
載置台１０９の載置台軸１０８の端部１０８Ａが、プッシャー軸１０３の上側の端部１０３Ａと接触しており、水平方向に移動可能であるので、第１の位置決めピン１１１が研磨ヘッド２１の外周部材２５の係合凹部８１に係合した場合、載置台軸１０８の端部１０８Ａが水平方向に移動し、前述の第１の位置決めピン１１１による研磨ヘッドとプッシャーの位置決めが可能となる。載置台軸１０８の端部１０８Ａの水平方向の移動は、ピン１３２の移動が貫通孔１３３により規制されることにより、所定の範囲に制限される。
【００６４】
次に、第４のバルブＶ４を閉から開にして、第４のエアレギュレータＲ４により圧縮空気源４２から第４の空気供給ライン１６２を通って軸リフトエアーシリンダ１０４に供給される空気圧を制御して、軸リフトエアーシリンダ１０４を所定の圧力とする。軸リフトエアーシリンダ１０４を所定の圧力とすることにより、載置台１０９がケース１０５からさらに数ｍｍ上昇する。
【００６５】
このとき、第１の位置決めピン１１１は、係合凹部８１に係合しているので、さらに上昇することはできないが、収納円筒１３９内のバネ１３８が圧縮され、第１の位置決めピン１１１は、バネ１３８が圧縮された分だけ収納円筒１３９内に沈み込む。
【００６６】
なお、軸リフトエアーシリンダ１０４の上昇が終了した時点で、基板受け台１０７上のフォトマスク基板Ｗの上面と、研磨ヘッド本体２２のフォトマスク基板Ｗと接触する底面が接触する。
【００６７】
ここで、バルブＶ０を閉から開にすることにより、研磨ヘッド２１の空間部４３が第１の空気供給ライン６２を介して真空排気源４９と連通されるので空間部４３は真空となり、フォトマスク基板Ｗは、研磨ヘッド２１に吸着される。
【００６８】
次に、第４、第３のバルブＶ４、Ｖ３を開から閉にし、不図示の制御機構がそれぞれ軸リフトエアーシリンダ１０４及びケースリフトエアーシンリダ１０６の不図示のエア排気口に接続された不図示の排気機構を制御し、軸リフトエアーシリンダ１０４の圧縮空気を排気し、さらにケースリフトエアーシンリダ１０６の圧縮空気を排気する。よって、載置台１０９はケース１０５に対して数ｍｍ下降し、さらにケース１０５が下降するので、載置台１０９はケース１０５と共に下降し、ケース１０５の下降が終了した時点で最も下降した位置に来る。
【００６９】
次に、不図示の揺動機構により研磨ヘッド固定部材４が、揺動軸６４を中心に所定の角度回転し、研磨ヘッド２１はプッシャー１０１の真上の位置（図７中、研磨ヘッド固定部材４が二点鎖線の位置）から研磨盤３８の真上の位置（図７中、研磨ヘッド固定部材４が実線の位置）に揺動移動する。
【００７０】
次に、第２のバルブＶ２を閉から開にし、第２のエアレギュレータＲ２により圧縮空気源４２から第２の空気供給ライン５１を通ってエアシリンダ５に供給される空気圧を制御して、所定の圧力とする。エアシリンダ５内の圧力が所定の値になると、ピストン１４が下に移動するので、連結軸４８を介して研磨ヘッド軸２、研磨ヘッド２１が下に移動し、フォトマスク基板Ｗが研磨布３９上に載置される。回転筒６は、研磨ヘッド軸２に取り付けられ、軸方向に相対的に移動可能であるので、研磨ヘッド軸２が上下動しても、回転筒６は研磨ヘッド固定部材４に対して静止している。
【００７１】
フォトマスク基板Ｗが研磨布３９上に載置されたのち、第２のバルブＶ２は、開の状態を保つのでエアシリンダ５内の圧力に起因するピストン１４を押す力により、研磨ヘッド２１が、フォトマスク基板Ｗを研磨布３９に向かって押し付けている。なお、フォトマスク基板Ｗを研磨布３９に向かって押し付けるとは、フォトマスク基板Ｗを研磨盤３８に向かって押し付けることも意味している。
【００７２】
次に、バルブＶ０を開から閉にし、さらに第１のバルブＶ１を閉から開にし、第１のエアレギュレータＲ１により圧縮空気源４２から第１の空気供給ライン６２を通って供給される空間部４３の空気圧を制御して、所定の圧力とする。次に砥液供給ノズル１３から研磨布３９上面に研磨液としての砥液Ｑを流し、モータ９によって回転させる。モータ９が回転すると、タイミングプーリ１０が回転し、タイミングベルト８を介してタイミングプーリ７が回転し、回転が研磨ヘッド軸２に伝達される。研磨ヘッド軸２が回転すると、研磨ヘッド２１が回転し、研磨ヘッド２１によって研磨布３９に押し付けられているフォトマスク基板Ｗが回転する。
【００７３】
このときガイドリング２３は、フォトマスク基板Ｗに同期して回転する。一方、研磨盤３８も不図示の回転駆動装置によって、研磨ヘッド２１の回転方向と同一の方向に回転し、フォトマスク基板Ｗの研磨盤に接触している被研磨面の化学的、機械的研磨が行われる。砥液供給ノズル１３から研磨布３９上面に研磨液としての砥液Ｑを流しているので、研磨布３９に砥液Ｑが保持され、フォトマスク基板Ｗはその被研磨面と研磨布３９の間に砥液Ｑが残存した状態で研磨される。
【００７４】
空間部４３の空気圧を所定の圧力とすることによりフォトマスク基板Ｗは、研磨布３９に向かって押し付けられている。空間部４３を加圧することによりフォトマスク基板Ｗの中央部を均一な力で押圧することができ、研磨によるフォトマスク基板Ｗの平坦度が向上する。また、空間部４３が構成されているので、フォトマスク基板Ｗの裏面に仮に砥液、研磨屑が回り込んでも、裏面に傷が形成されない。
【００７５】
研磨終了後、第１のバルブＶ１を開から閉にし、バルブＶ０を閉から開にすることによりフォトマスク基板Ｗが研磨ヘッド２１に吸着される。次に、第２のバルブＶ２を開から閉にし、不図示の制御機構によって、エアシリンダ５の不図示のエア排気口に接続された不図示の排気機構を制御し、エアシリンダ５から圧縮空気を排気し、エアシリンダ５の圧力を大気圧まで降下させると研磨ヘッド２１が上昇する。次に、不図示の揺動機構により研磨ヘッド固定部材４が所定の角度回転し、研磨ヘッド２１はプッシャー１０１の真上の位置にくる。
【００７６】
次に、第３のバルブＶ３を閉から開にし、載置台１０９の基板受け台１０７がフォトマスク基板Ｗに近づき、また、前述したのと同様に第１の位置決めピン１１１により研磨ヘッド２１と載置台１０９の位置決めが行われる。この状態で、バルブＶ０を開から閉にすることによりフォトマスク基板Ｗの吸着状態が解除され、さらにフォトマスク基板Ｗに第１の供給ライン６２を通して、図示しない機構によりＮ２と純水との混合したものを吹きつけることにより、フォトマスク基板Ｗが落下し基板受け台１０７上に載置される。
【００７７】
次に、不図示の制御機構に軸リフトエアーシリンダ１０４、ケースリフトエアーシンリダ１０６の排気制御を行わせ、基板受け台１０７が最も下降した位置に来たときに、第５のバルブＶ５を閉から開にし、第２の位置決めピン１１２により研磨後のフォトマスク基板Ｗのプッシャー１０１上の位置決めを行うことができ、不図示の搬送用ロボットによって、不図示のフォトマスク基板Ｗの洗浄装置へ正確に搬送することができる。
【００７８】
なお、研磨ヘッド２１は、不図示の回転角度検知により回転角度を検出し、第１の位置決めピン１１１が係合凹部８１に係合する位置（誤差±数ｍｍ未満）で回転を停止するよう構成されている。誤差は、前述のように載置台１０９（載置台軸１０８）が、プッシャー軸１０３上で水平移動することにより吸収される。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように本発明の四辺形基板の研磨装置によれば、第１の位置決めピンが研磨ヘッドの外周部材の係合凹部に係合し、プッシャーの研磨ヘッドに対する中心位置位置決め及び角度位置決めが行われる。第１の位置決めピンが、少なくとも２本あるので、プッシャーと研磨ヘッドとは、中心位置の位置決めだけでなく角度の位置決めを行うことができる。 また、第２の位置決めピンにより基板のプッシャーに対する中心位置決め及び角度位置決めが行われる。よって、基板Ｗが研磨ヘッドに対して正確に位置決めされ、プッシャーから研磨ヘッドに受け渡される基板Ｗがガイドリングの四辺形の開口に収納され、四辺形の基板を研磨ヘッドが確実に保持し研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るプッシャー、研磨ヘッドの構成を示す模式図である。
【図２】図１のプッシャーのケースリフトエアーシンリダ回りの構成を示す模式図である。
【図３】図１のプッシャーの軸リフトトエアーシンリダ回りの構成を示す模式図である。
【図４】図１のプッシャーの載置台の模式的平面図である。
【図５】（Ａ）は、フォトマスク基板の角部の模式的拡大図である。（Ｂ）は、フォトマスク基板と基板受け台の接触状態を示す模式的拡大図である。
【図６】フォトマスク基板と載置台の位置関係を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る研磨装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  研磨装置
２  研磨ヘッド軸
３  ベアリングボール
４  研磨ヘッド固定部材
２１  研磨ヘッド
２３  ガイドリング
３０  開口
３８  研磨盤
１０１  プッシャー
１０４  ケースリフトエアーシンリダ
１０６  軸リフトエアーシンリダ
１０７  基板受け台
１０９  載置台
１１１  第１の位置決めピン
１１２  第２の位置決めピン
１１３  スライドシリンダ
Ｗ  フォトマスク基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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