JP3974535B2

JP3974535B2 - Polishing apparatus and mask blank substrate manufacturing method

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Publication number: JP3974535B2
Application number: JP2003038754A
Authority: JP
Inventors: 裕之赤川
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: JP2004243503A

Description

【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、被研磨加工物を狭持し、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、本発明は、上下に対向して設けられた上定盤及び下定盤と、太陽歯車と、この太陽歯車の外方に同心円状に配置される内歯歯車と、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を備え、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研磨装置であって、前記被研磨加工物が、ＫｒＦ露光用マスクブランクス基板、ＡｒＦ露光用マスクブランクス基板、Ｆ２露光用マスクブランクス基板、又はＥＵＶ露光用マスクブランクス基板であり、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、本発明は、前記下定盤として、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構成のものを使用することができる。
【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、本発明は、上下に対向して設けられた上定盤及び下定盤と、太陽歯車と、この太陽歯車の外方に同心円状に配置される内歯歯車と、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を備え、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研磨方法によってマスクブランクス用基板を研磨する工程を含み、前記マスクブランクス用基板が、ＫｒＦ露光用マスクブランクス基板、ＡｒＦ露光用マスクブランクス基板、Ｆ２露光用マスクブランクス基板、又はＥＵＶ露光用マスクブランクス基板であり、前記工程が、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、前記マスクブランクス用基板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、前記マスクブランクス用基板の研磨加工を行う工程であるマスクブランクス用基板の製造方法としてある。
【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、本発明は、前記工程に、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、前記マスクブランクス用基板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、前記マスクブランクス用基板の研磨加工を行う工程を含ませることができる。
【００２８】
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、この方法は、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、前記マスクブランクス用基板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マスクブランクス用基板を、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、前記マスクブランクス用基板の研磨加工を行う方法としてある。
【００３０】
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、本発明の方法では、マスクブランクス用基板として、ＫｒＦ露光用マスクブランクス基板、ＡｒＦ露光用マスクブランクス基板、Ｆ２露光用マスクブランクス基板、又はＥＵＶ露光用マスクブランクス基板を研磨している。
【００３２】
このような方法によれば、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、ＫｒＦ露光用マスクブランクス基板、ＡｒＦ露光用マスクブランクス基板、Ｆ２露光用マスクブランクス基板、又はＥＵＶ露光用マスクブランクス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、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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method for polishing a workpiece to be polished while supplying a polishing liquid, and in particular, a workpiece to be polished is provided between an upper surface plate and a lower surface plate that are provided facing each other vertically. A polishing apparatus that polishes a workpiece to be polished while holding and rotating the upper surface plate and / or the lower surface plate, andThe present invention relates to a method for manufacturing a mask blank substrate..
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a polishing apparatus is known that uses a substrate (particularly a glass substrate) used for a lithography photomask, magnetic disk, liquid crystal display, or the like as a workpiece to be polished, and polishes both or one side thereof (for example, Patent Document 1 and 2).
This type of polishing apparatus sandwiches a workpiece to be polished between an upper surface plate and a lower surface plate provided facing each other up and down, and supplies a polishing liquid to the workpiece to be polished. It is constituted so that both sides or one side of a thing may be ground. Hereinafter, a planetary gear type polishing apparatus disclosed in Patent Document 2 will be described.
[0003]
The planetary gear type polishing apparatus is engaged with the sun gear, the internal gear arranged concentrically on the outer side, the sun gear and the internal gear, and revolves according to the rotation of the sun gear and / or the internal gear. A rotating carrier, an upper surface plate and a lower surface plate capable of sandwiching a workpiece to be polished held from above and below, and a polishing liquid supply unit for supplying a polishing liquid between the upper surface plate and the lower surface plate It has.
[0004]
During polishing, the workpiece to be polished held by the carrier is sandwiched between the upper and lower surface plates, and the polishing liquid is supplied between the polishing surface (polishing pad) of the upper and lower surface plates and the workpiece to be polished. The carrier revolves and rotates according to the rotation of the sun gear and / or the internal gear. At this time, the upper surface plate and the lower surface plate are also rotated as necessary.
[0005]
In such a polishing apparatus, a donut-shaped region between the sun gear and the internal gear and sandwiched between the upper surface plate and the lower surface plate is an actual polishing region. The polishing liquid is supplied to this donut-shaped polishing region through a polishing liquid supply hole formed in the upper surface plate.
As the polishing liquid, various kinds of particles in which fine polishing particles such as cerium oxide and silica are dispersed in a liquid such as water and an alkaline solution are selectively used according to the purpose of polishing.
[0006]
In recent years, in semiconductor manufacturing lithography, with the miniaturization of integrated circuits, light having a short wavelength such as KrF (248 nm), ArF (193 nm), F2 (157 nm), EUV or the like is being used.
When the light used for lithography exposure has a short wavelength, a small defect on the mask substrate affects the transfer pattern, so that the required defect level becomes severe.
[0007]
In order to meet such a demand for a severe defect level, a polishing process using finer abrasive particles has been performed.
In recent years, a defect inspection method for optically detecting fine defects on a substrate has also been proposed. According to such a defect inspection method, it is possible to detect even a fine defect of 1 μm or less which is difficult to detect by visual inspection.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2001-277114 A (page 3, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP 2002-127000 A (7th page, FIG. 1)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, it has been found that, in such a severe defect level polishing process, even if sufficiently fine abrasive particles are selected so as to obtain a desired defect level, defects exceeding the allowable level are generated in the substrate.
As a result of investigation by the present inventor, the above-mentioned defects are caused by the abrasive particles adhering in the polishing apparatus being agglomerated and fixed (aggregated and solidified), which peels off due to the vibration of the polishing apparatus, etc. It turned out to be mixed.
[0010]
Such a defect cannot be detected by a conventional visual inspection, and the influence on the transfer pattern is small in lithography using light having a relatively long wavelength. For this reason, conventionally, this has not been a problem, but when using light having a short wavelength in lithography, it is necessary to deal with such defects.
Therefore, the present inventor has investigated the places where the agglomeration and fixation of the abrasive particles are likely to occur in the polishing apparatus. As a result, it has been found that the abrasive particles tend to aggregate and adhere to the outer peripheral surface of the upper surface plate and the outer peripheral surface of the lower surface plate.
[0011]
That is, the polishing liquid supplied to the polishing region moves as the polishing apparatus is driven, travels along the lower surface of the upper surface plate and the upper surface of the lower surface plate, and reaches its outer end.
Most of the polishing liquid that has reached the outer edge of the lower surface of the upper surface plate falls outside the polishing area, but some of the polishing liquid rolls up to the lower end of the outer peripheral surface of the upper surface plate due to centrifugal force and surface tension. Adhere here.
[0012]
Particularly, in the planetary gear type polishing apparatus, since the carrier passes below the outer end of the upper surface plate, the polishing liquid is pushed by the carrier and easily reaches the lower end of the outer peripheral surface of the upper surface plate.
Since the outer peripheral surface of the upper surface plate is not a region where the polishing liquid reaches constantly, the polishing liquid adhering thereto is dried. When the polishing liquid is dried, the abrasive particles are aggregated and stickiness occurs.
[0013]
On the other hand, the polishing liquid reaching the outer edge of the upper surface of the lower surface plate is discharged along the outer peripheral surface of the lower surface plate. Therefore, the outer peripheral surface of the lower surface plate is kept in a wet state during the polishing process, and aggregation of abrasive particles due to drying hardly occurs.
However, even after the polishing process is completed, a large amount of polishing liquid adheres to the outer peripheral surface of the lower surface plate. If this is left as it is, the polishing liquid dries and agglomeration and fixation of the abrasive particles occurs.
[0014]
As described above, abrasive particles that clump together and adhere to the outer peripheral surface of the upper surface plate and the outer surface of the lower surface plate may be peeled off due to vibration of the polishing device, etc., and mixed with the polishing liquid to damage the workpiece. There is. In particular, since the material peeled off from the outer peripheral surface of the upper surface plate falls on the carrier and is mixed into the polishing liquid in the polishing region, there is a high possibility of scratching the workpiece.
Scratches that occur in the workpiece to be polished due to such a reason are comparatively small, but in a polishing process with a strict defect level, it is eliminated as a defective product and the yield is reduced.
[0015]
Therefore, in order to cope with the above problem, it is proposed to frequently clean the outer peripheral surface of the upper surface plate and the outer peripheral surface of the lower surface plate. However, it is not easy to remove the agglomerated and fixed abrasive particles, and cleaning takes time. For this reason, there has been a problem that the polishing work for a long time must be interrupted, resulting in a decrease in productivity.
[0016]
  The present invention has been considered in view of the above circumstances, and by preventing the agglomeration and fixation of abrasive particles on the outer peripheral surface of the upper surface plate and the outer surface of the lower surface plate, the occurrence of defects caused by the agglomerated and fixed abrasive particles And a polishing apparatus capable of improving the yield of polishing processing, and further facilitating cleaning of the upper and lower surface plates and improving the efficiency of polishing processingProviding a method for manufacturing mask blank substratesObjective.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above objective,The present inventionProvided facing up and downAn upper surface plate and a lower surface plate, a sun gear, an internal gear arranged concentrically outside the sun gear, and a planet that holds the workpiece and meshes with the sun gear and the internal gear. A gear-shaped carrier is provided, and the workpiece to be polished held by the carrier is sandwiched between the upper surface plate and the lower surface plate, and a polishing liquid is supplied between the upper surface plate and the lower surface plate. , While rotating and revolving the carrier according to the rotation of the sun gear and / or the internal gear,A polishing apparatus for polishing the workpiece to be polished,The workpiece to be polished is a mask blank substrate for KrF exposure, a mask blank substrate for ArF exposure, a mask blank substrate for F2 exposure, or a mask blank substrate for EUV exposure,The upper surface plate is a disk-shaped or columnar member rotated about a vertical axis perpendicular to the polishing surface of the workpiece, and at least the lower end portion of the outer peripheral surface is outward as the lower side. It has a configuration that has a slope that extends to almost the entire circumference.
[0018]
If the polishing apparatus is configured in this way, the centrifugal force or peripheral speed generated by the rotation of the upper surface plate increases on the outer peripheral surface (at least the lower end) of the upper surface plate, and the centrifugal force or peripheral speed increases. The difference can be used to prevent the polishing liquid from being rolled up.
Also, the polishing liquid scattered on the outer peripheral surface of the upper surface plate can be quickly eliminated by utilizing the difference in centrifugal force or peripheral speed.
[0019]
As a result, the conventional problem that the polishing liquid adhering to the outer peripheral surface of the upper surface plate dries and causes agglomeration and fixation of the abrasive particles is solved. As a result, it is possible to suppress the occurrence of defects due to the agglomerated and adhered abrasive particles and improve the yield of the polishing process.
In addition, since the agglomeration and fixation of the abrasive particles are prevented, the upper surface plate can be easily cleaned, so that the interruption of the polishing process operation due to the cleaning can be suppressed and the efficiency of the polishing process can be improved.
[0020]
  Also,The present invention, as the lower surface plate,It is a disk-shaped or columnar member rotated about a vertical axis perpendicular to the polishing surface of the workpiece, and at least the upper end of the outer peripheral surface has a slope that spreads outward toward the lower side. With a configuration that has an entire circumferenceThings can be used.
[0021]
If the polishing apparatus is configured in this way, the centrifugal force or peripheral speed generated by the rotation of the lower surface plate increases on the lower side on the outer peripheral surface (at least the upper end) of the lower surface plate, and the difference in centrifugal force or peripheral speed is reduced. By using this, it becomes possible to quickly remove the polishing liquid.
As a result, the conventional problem that the polishing liquid adhering to the outer peripheral surface of the lower surface plate is dried after the polishing process is finished to cause agglomeration and fixation of the abrasive particles is solved. As a result, it is possible to suppress the occurrence of defects due to the agglomerated and adhered abrasive particles and improve the yield of the polishing process.
Further, since the agglomeration and fixation of the abrasive particles are prevented, the lower surface plate can be easily cleaned, so that the interruption of the polishing process operation due to the cleaning can be suppressed and the efficiency of the polishing process can be improved.
[0022]
Further, in the polishing apparatus of the present invention, the upper surface plate and the lower surface plate are disk-shaped members, and a sun gear, an internal gear arranged concentrically outside the sun gear, and the object to be polished A planetary gear-shaped carrier that holds the workpiece and meshes with the sun gear and the internal gear, and holds the workpiece to be polished held by the carrier between the upper surface plate and the lower surface plate In addition, the polishing liquid is supplied between the upper surface plate and the lower surface plate, and the carrier is rotated and revolved according to the rotation of the sun gear and / or the internal gear, and the object to be polished The workpiece is polished.
[0023]
If the polishing apparatus is configured in this way, the present invention can be effectively implemented in a planetary gear type polishing apparatus.
That is, in the planetary gear type polishing apparatus, since the carrier passes below the outer end of the upper surface plate, the polishing liquid is pushed by the carrier and easily reaches the outer peripheral surface of the upper surface plate. By utilizing the difference between the centrifugal force or the peripheral speed, it is possible to prevent the polishing liquid from being rolled up and quickly remove it from the outer peripheral surface of the upper surface plate.
Also, the polishing liquid adhering to the outer peripheral surface of the lower surface plate can be quickly removed using the difference in centrifugal force or peripheral speed.
[0024]
  Moreover, in order to achieve the said objective, this invention was provided facing up and down.An upper surface plate and a lower surface plate, a sun gear, an internal gear arranged concentrically outside the sun gear, and a planet that holds the workpiece and meshes with the sun gear and the internal gear. A gear-shaped carrier is provided, and the workpiece to be polished held by the carrier is sandwiched between the upper surface plate and the lower surface plate, and a polishing liquid is supplied between the upper surface plate and the lower surface plate. , While rotating and revolving the carrier according to the rotation of the sun gear and / or the internal gear,Polishing the workpieceIncluding a step of polishing a mask blank substrate by a polishing method to be performed,The mask blank substrate is a mask blank substrate for KrF exposure, a mask blank substrate for ArF exposure, a mask blank substrate for F2 exposure, or a mask blank substrate for EUV exposure.At least the lower end portion of the outer peripheral surface uses a disk-shaped or columnar upper surface plate having a slope that extends outward toward the lower side, and this upper surface plate,Mask blank substrateWhile rotating about a vertical axis perpendicular to the polishing surface ofMask blank substrateIs the process of polishingMask blank substrate manufacturing methodIt is as.
[0025]
If the polishing method is such a method, the centrifugal force or the peripheral speed generated by the rotation of the upper surface plate increases on the outer peripheral surface (at least the lower end portion) of the upper surface plate, and the centrifugal force or the peripheral speed increases. By utilizing this difference, it is possible to prevent the polishing liquid from being rolled up, and it is also possible to quickly remove the polishing liquid adhered by scattering.
[0026]
As a result, the agglomeration and fixation of the abrasive particles on the outer peripheral surface of the upper surface plate can be prevented, and the occurrence of defects due to the agglomerated and adhered abrasive particles can be suppressed.
Moreover, since the upper surface plate can be easily cleaned, interruption of the polishing process operation due to the cleaning can be suppressed, and the efficiency of the polishing process can be improved.
[0027]
  Further, the present invention provides the processIn addition,At least the upper end portion of the outer peripheral surface has a disk-like or columnar lower platen having a slope that extends outward toward the lower side, and this lower platen is attached to the polishing surface of the mask blank substrate. A step of polishing the mask blank substrate while rotating about a vertical axis.Can be included.
[0028]
  In this way,On the outer surface of the lower surface plate (at least at the upper end), the centrifugal force or peripheral speed generated by the rotation of the lower surface plate increases toward the lower side, and the polishing liquid is quickly eliminated using the difference in centrifugal force or peripheral speed. It becomes possible to do.
  As a result, the agglomeration and fixation of the abrasive particles on the outer peripheral surface of the lower surface plate can be prevented, and the occurrence of defects due to the agglomerated and adhered abrasive particles can be suppressed.
  Further, since the lower surface plate can be easily cleaned, interruption of the polishing process operation due to the cleaning can be suppressed, and the efficiency of the polishing process can be improved.
[0029]
  Also,This methodThe upper surface plate and the lower surface plate are disk-shaped members, and a sun gear, an internal gear arranged concentrically on the outer side of the sun gear,Mask blank substrateAnd further using a planetary gear-shaped carrier meshing with the sun gear and the internal gear, and the carrier held by the carrier.Mask blank substrateIs sandwiched between the upper surface plate and the lower surface plate, and the polishing liquid is supplied between the upper surface plate and the lower surface plate, according to the rotation of the sun gear and / or the internal gear, While rotating and revolving the carrier,Mask blank substrateThis is a method for performing the polishing process.
[0030]
  If you use this methodIn the planetary gear type polishing apparatus, the present invention can be effectively implemented.
  In other words, even if the polishing liquid reaches the outer peripheral surface of the upper surface plate by being pushed by the carrier, this is used to prevent the polishing liquid from rolling up by utilizing the difference in centrifugal force or peripheral speed. It is possible to quickly remove from the outer peripheral surface of the.
  Also, the polishing liquid adhering to the outer peripheral surface of the lower surface plate can be quickly removed using the difference in centrifugal force or peripheral speed.
[0031]
  In the method of the present invention,A mask blank substrate for KrF exposure, a mask blank substrate for ArF exposure, a mask blank substrate for F2 exposure, or a mask blank substrate for EUV exposure is polished as a mask blank substrate.
[0032]
  According to such a method, the occurrence of defects due to abrasive particles agglomerated and fixed to the outer peripheral surface of the upper surface plate and the outer peripheral surface of the lower surface plate is prevented,Mask blank substrate for KrF exposure, Mask blank substrate for ArF exposure, Mask blank substrate for F2 exposure, or Mask blank substrate for EUV exposureCan be manufactured with good yield.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Overview of polishing apparatus]
First, an outline of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention (a part common to the conventional art) will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0034]
FIG. 1 is a sectional view of the polishing apparatus, and FIG. 2 is an internal perspective view in which a part of the polishing apparatus is omitted.
As shown in these drawings, the polishing apparatus includes a planetary gear type polishing processing unit including a lower surface plate 10, an upper surface plate 20, a sun gear 30, an internal gear 40, a carrier 50, a polishing liquid supply unit 60, and the like. It has.
[0035]
The lower surface plate 10 is a disk member having an annular horizontal upper surface, and a polishing pad 11 is attached to the upper surface 10a (see FIG. 5). A lower surface 10b (see FIG. 5) of the lower surface plate 10 is fixed to a lower support member 12 that can rotate around a vertical axis A (a vertical axis passing through the center of the polishing portion). The lower support member 12 is linked to the lower surface plate rotation drive unit 13, and the lower surface plate 10 and the lower support member 12 are rotated by the drive.
[0036]
The upper surface plate 20 is a disk member having an annular horizontal lower surface, and a polishing pad 21 is affixed to a lower surface 20 a (see FIG. 3) facing the lower surface plate 10. An upper surface 20b (see FIG. 3) of the upper surface plate 20 is fixed to an upper support member 22 that is rotatable about a vertical axis A. The upper support member 22 is linked to the upper surface plate rotation drive unit 23, and the upper surface plate 20 and the upper support member 22 are rotated by the drive.
The upper surface plate 20 and the upper support member 22 are supported so as to be movable up and down along the vertical axis A, and are moved up and down by driving an upper surface plate lifting and lowering drive unit (not shown).
[0037]
The sun gear 30 is rotatably provided at the center position of the polishing unit, and is rotated about the vertical axis A according to the drive of the sun gear rotation drive unit 31. However, when rotating the internal gear 40, the sun gear 30 may be fixed so as not to rotate.
Moreover, although the sun gear 30 of this embodiment is a spur gear in which the tooth row is integrally formed on the side surface portion, it may be a pin gear or the like.
[0038]
The internal gear 40 is a ring-shaped gear having a tooth row on the inner peripheral side, and is arranged concentrically outside the sun gear 30. Although the internal gear 40 of the present embodiment is fixed so as not to rotate, the internal gear 40 can rotate about the vertical axis A, and rotates in accordance with the drive of an internal gear rotation drive unit (not shown). It may be.
Further, in the internal gear 40, a pin gear or the like may be used in addition to the spur gear.
[0039]
The carrier (planetary gear) 50 is a thin plate-like disk member having a tooth row on the outer peripheral portion, and one or a plurality of work holding holes 50a for holding the workpiece W to be polished are formed.
Note that the carrier 50 may be of a double carrier type in which a holder for the workpiece W is loosely inserted into a hole formed in the carrier.
[0040]
A plurality of carriers 50 are usually arranged in the polishing portion. These carriers 50 mesh with the sun gear 30 and the internal gear 40 and rotate while revolving around the sun gear 30 according to the rotation of the sun gear 30 and / or the internal gear 40.
That is, the workpiece W held by the carrier 50 is sandwiched between the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10, and the carrier 50 is rotated and rotated in this state, whereby the upper and lower surfaces of the workpiece W are polished. Is done.
[0041]
In such a polished portion, the outer diameters of the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10 are usually smaller than the inner diameter of the internal gear 40, and between the sun gear 30 and the internal gear 40 and above A donut-shaped region sandwiched between the surface plate 20 and the lower surface plate 10 is an actual polishing region.
[0042]
The polishing liquid supply unit 60 supplies a polishing liquid supply rod 61 for storing the polishing liquid, and a plurality of polishing liquids stored in the polishing liquid supply rod 61 to the polishing region between the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10. The tube 62 is configured.
The polishing liquid supply rod 61 is formed in an annular shape on a horizontal plane, and is provided above the upper support member 22 via a plurality of support members 63.
[0043]
The upper support member 22, the upper surface plate 20, and the polishing pad 21 are formed with a plurality of through holes 22a, 20c, and 21a communicating with each other, and the lower ends of the tubes 62 are connected thereto. As a result, the polishing liquid stored in the polishing liquid supply rod 61 is supplied to the polishing region between the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10 through the tube 62 and the through holes 22a, 20c, and 21a.
Although not shown in the figure, the polishing liquid supplied to the polishing region is recovered in the tank via a predetermined recovery path, and then again returned to the polishing liquid via a reduction path where a pump and a filter are interposed. It is sent to the supply basket 61.
[0044]
[Polishing liquid]
As the polishing liquid, one in which fine abrasive particles are dispersed in a liquid is generally used.
The abrasive particles are, for example, silicon carbide, aluminum oxide, cerium oxide, zirconium oxide, manganese oxide, colloidal silica, and the like, and are appropriately selected according to the material of the workpiece W and the surface roughness of the workpiece.
These abrasive particles are dispersed in a liquid such as water, an acidic solution, or an alkaline solution to obtain a polishing liquid.
[0045]
[Work to be polished]
The present invention is useful for planar polishing using a flat substrate as a workpiece W to be polished. Surface polishing includes double-side polishing and single-side polishing.
Examples of such a workpiece to be polished W include a photomask blank substrate for forming a photomask used for lithography, a substrate for forming a liquid crystal display device, an information recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, and a magneto-optical disk. For example, a substrate or a semiconductor wafer may be used. In particular, it is useful for a photomask blank substrate in which fine scratches affect device performance.
[0046]
Examples of the shape of the workpiece W include a rectangle, a circle, a disk, and a block shape.
Examples of the material of the workpiece W include glass, crystallized glass, silicon, compound semiconductors (such as silicon carbide and GaAs), metals (such as aluminum, titanium, and platinum), and carbon.
[0047]
[Outer surface shape of upper surface plate]
Next, the outer peripheral surface shape of the upper surface plate 20, which is a characteristic part of the polishing apparatus according to the present invention, will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the outer peripheral shape of the upper surface plate.
[0048]
As shown in FIGS. 1 and 3, the upper surface plate 20 is a disk-shaped member that rotates about the vertical axis A, and an outer peripheral surface thereof has an outer peripheral surface continuous upward from the outer end of the lower surface 20 a. 20d is formed. The upper surface plate 20 of the present invention has a skirt-shaped slope 20e that spreads outward toward the lower side at least at the lower end of the outer peripheral surface 20d. The inclined surface 20e is formed over the entire circumference of the outer peripheral surface 20d and effectively suppresses the polishing liquid from being rolled up by the action described later.
[0049]
That is, in the upper surface plate 20 of the present invention, the angle formed between the lower end portion of the outer peripheral surface 20d and the outer end portion of the lower surface 20a is not vertical as in the prior art, but is an angle of 90 ° or less. This angle is preferably 45 ° to 60 °. If this angle is too small, the corners of the outer peripheral surface 20d and the lower surface 20a become fragile. On the other hand, if the angle is too large, the effect of the present invention cannot be obtained sufficiently.
[0050]
The inclined surface 20e is preferably formed so as to start from the lower end of the outer peripheral surface 20d and reach a height at which agglomeration and fixation of abrasive particles are likely to occur. As shown in FIG. 3A, the entire outer peripheral surface 20d may be a slope 20e, and as shown in FIG. 3B, the slope 20e may be formed only on the lower end side of the outer peripheral face 20d. When the inclined surface 20e is formed only on the lower end side of the outer peripheral surface 20d, the inclined surface 20e is usually within a range of 1 cm or more, preferably 1.5 cm or more from the lower end of the outer peripheral surface 20d, depending on polishing conditions and the configuration of the apparatus. Form.
[0051]
As shown in FIG. 4, the present invention can also be implemented by a polishing apparatus in which a cooling member 24 is provided between the upper surface plate 20 and the upper support member 22. The cooling member 24 is provided to effectively dissipate the frictional heat generated in the polishing region by the cooling medium flowing in the flow path 24a, and the horizontal cross-sectional shape is substantially the same as that of the upper surface plate 20. It is done.
When the present invention is implemented with such a polishing apparatus, as shown in FIG. 4, the inclined surface 20e may be formed only on the outer peripheral surface 20d of the upper surface plate 20, but the outer peripheral surface 24b of the cooling member 24 may be formed. A slope that is continuous with the slope 20e on the upper surface plate 20 side may be formed.
[0052]
The slope 20e as described above can be formed on the outer peripheral surface 20d of the upper surface plate 20 by machining such as grinding. The shape of the inclined surface 20e is not limited to a straight line in a vertical section, and may be curved in a convex shape or a concave shape as shown in FIGS. In the case of bending in a concave shape, the corner portion is fragile and processing is difficult, but the effect of preventing the polishing liquid from rolling up is great. On the other hand, when it is curved in a convex shape, the effect of preventing the polishing liquid from rolling up is lowered, but the strength is excellent.
[0053]
[Operation of upper surface plate]
When performing polishing while rotating the upper surface plate 20, when focusing on the inclined surface 20e formed on the outer peripheral surface 20d of the upper surface plate 20, the centrifugal force and the peripheral speed generated here are lower due to the difference in outer diameter. It gets bigger. Since liquid has the property of flowing in the direction of larger centrifugal force and not flowing in the direction of lower peripheral speed unless some external factor is applied, it exists near the lower end of the outer periphery of the upper surface plate 20. The polishing liquid is limited to flow upward due to the difference in centrifugal force or peripheral speed. As a result, the polishing liquid is quickly discharged outward without rolling up on the outer peripheral surface 20 d of the upper surface plate 20.
Further, the polishing liquid scattered on the outer peripheral surface 20d of the upper surface plate 20 is forced to flow downward with a large centrifugal force or peripheral speed, and is quickly removed from the outer surface 20d of the upper surface plate 20.
[0054]
Thus, according to the upper surface plate 20 of the present invention, the inclined surface 20e formed on the outer peripheral surface 20d of the upper surface plate 20 prevents the polishing liquid from rolling up and adhering to the outer peripheral surface 20d of the upper surface plate 20. The Therefore, the problem that the polishing liquid adheres to the outer peripheral surface 20d of the upper surface plate 20 and stagnates, and the problem that the abrasive particles aggregate and adhere due to the drying is solved.
[0055]
[Outer surface shape of lower surface plate]
Next, the outer peripheral surface shape of the lower surface plate 10 which is a characteristic part of the polishing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the outer peripheral surface shape of the lower surface plate.
[0056]
As shown in FIGS. 1 and 5, the lower surface plate 10 is a disk-shaped member that rotates about a vertical axis A, and an outer peripheral surface 10 c that continues downward from the outer end of the upper surface 10 a is provided on the outer peripheral portion thereof. Is formed. The lower surface plate 10 of the present invention has a skirt-shaped slope 10d that spreads outward toward the lower side at least at the upper end of the outer peripheral surface 10c. The inclined surface 10d is formed over the entire circumference of the outer peripheral surface 10c, and effectively suppresses the adhesion of the polishing liquid by the action described later.
[0057]
That is, in the lower surface plate 10 of the present invention, the angle formed between the upper end portion of the outer peripheral surface 10c and the outer end portion of the upper surface 10a is not vertical as in the prior art, but is an angle of 90 ° or more. This angle is preferably 95 ° to 135 °. In particular, in the polishing apparatus as shown in FIG. 1, the internal gear 40 exists outside the lower surface plate 10, so that increasing the angle not only makes cleaning difficult, but also increases the size of the polishing apparatus. I will imitate. Therefore, it is preferable to make the above angle as small as possible within the range where the effects of the present invention can be sufficiently obtained.
[0058]
The inclined surface 10d is preferably formed so as to start from the upper end of the outer peripheral surface 10c and reach a height at which agglomeration and fixation of abrasive particles are likely to occur. As shown in FIG. 5A, the entire outer peripheral surface 10c may be a slope 10d, and as shown in FIGS. 5B and 5C, the slope 10d is formed only on the upper end side of the outer peripheral face 10c. May be. When the inclined surface 10d is formed only on the upper end side of the outer peripheral surface 10c, the inclined surface 10d is usually formed in a range of 1 cm or more, preferably 5 cm or more from the upper end of the outer peripheral surface 10c, depending on polishing conditions and the configuration of the apparatus. .
[0059]
As shown in FIG. 4, the present invention can also be implemented by a polishing apparatus in which a cooling member 14 is provided between the lower surface plate 10 and the lower support member 12. The cooling member 14 is provided to effectively dissipate the frictional heat generated in the polishing region by the cooling medium flowing in the flow path 14a, and the horizontal cross-sectional shape is substantially the same as that of the lower surface plate 10. .
When carrying out the present invention with such a polishing apparatus, as shown in FIG. 4, the inclined surface 10d may be formed only on the outer peripheral surface 10c of the lower surface plate 10, but the outer peripheral surface 14b of the cooling member 14 A slope continuous with the slope 10d on the lower surface plate 10 side may be formed.
[0060]
The slope 10d as described above can be formed on the outer peripheral surface 10c of the lower surface plate 10 by machining such as grinding. The shape of the inclined surface 10d is not limited to a straight line in a vertical section, and may be curved in a convex shape or a concave shape as shown in FIGS.
[0061]
[Action of lower surface plate]
When polishing is performed while rotating the lower surface plate 10, the polishing liquid supplied onto the lower surface plate 10 is discharged downward through the outer peripheral surface 10 c of the lower surface plate 10. Therefore, during the polishing process, the outer peripheral surface 10c of the lower surface plate 10 is wet with the polishing liquid, and there is a low possibility that the agglomeration and fixation of the abrasive particles occur.
However, if the polishing liquid adheres to the outer peripheral surface 10c of the lower surface plate 10 when the rotation of the lower surface plate 10 is stopped, it may be dried and aggregation of the abrasive particles may occur.
[0062]
When performing polishing while rotating the lower surface plate 10, paying attention to the inclined surface 10d formed on the outer peripheral surface 10c of the lower surface plate 10, the centrifugal force and the peripheral speed generated here increase as the lower side due to the difference in outer diameter. Become. Since the liquid has a property of flowing in a direction where the centrifugal force is larger and also has a property of not flowing in a direction having a smaller peripheral speed unless some external factor is applied, the outer peripheral surface 10c (slope 10d) of the lower surface plate 10 is used. Is forced to flow downward due to the difference in centrifugal force or peripheral speed, and is quickly removed from the outer peripheral surface 10 c of the lower surface plate 10. Thereby, when the rotation of the lower surface plate 10 is stopped, it is possible to prevent a large amount of polishing liquid from remaining on the outer peripheral surface 10 c of the lower surface plate 10.
[0063]
As described above, according to the lower surface plate 10 of the present invention, the slanting of the polishing liquid on the outer peripheral surface 10 c of the lower surface plate 10 is prevented by the inclined surface 10 d formed on the outer peripheral surface 10 c of the lower surface plate 10. Therefore, even after the rotation of the lower surface plate 10 is stopped, the problem that a large amount of polishing liquid stays on the outer peripheral surface 10c of the lower surface plate 10 and the abrasive particles are aggregated and fixed due to the drying is solved.
[0064]
[Inner surface shape of upper and lower surface plate]
In the above description, the inner peripheral surface shape of the upper surface plate 20 and the inner peripheral surface shape of the lower surface plate 10 are not mentioned, but the inner peripheral surface shape of the upper surface plate 20 and the inner peripheral surface shape of the lower surface plate 10 are not mentioned. Is preferably in the following shape.
[0065]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the inner peripheral surface shape of the upper surface plate and the lower surface plate.
As shown in this figure, the upper surface plate 20 is formed with an inner peripheral surface 20g surrounding a circular center hole 20f. The inner peripheral surface 20g is a slope that spreads outward as it goes upward, and prevents the polishing liquid from rolling up and adhering to the inner peripheral surface 20g of the upper surface plate 20 to be agglomerated and fixed.
[0066]
The lower surface plate 10 is also formed with an inner peripheral surface 10f surrounding the circular center hole 10e. The inner peripheral surface 10f is a slope that spreads outward toward the lower side, and actively moves the attached polishing liquid downward. As a result, agglomeration and fixation of abrasive particles on the inner peripheral surface 10f of the lower surface plate 10 are prevented.
[0067]
[Polishing method]
  Next,Polishing methodWill be described.
  First, in a state where the rotation of the lower surface plate 10, the upper surface plate 20, and the sun gear 30 (internal gear 40) is stopped, the upper surface plate 20 is raised and the lower surface plate 10 and the upper surface plate 20 are separated. In this state, the workpiece W is set in the workpiece holding hole 50a of the carrier 50.
[0068]
The upper surface plate 20 is lowered, the workpiece W held on the carrier 50 is sandwiched between the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10, and the polishing liquid is supplied from the polishing liquid supply unit 60 to the polishing region, and the lower surface plate 10. The upper surface plate 20 and the sun gear 30 (internal gear 40) are rotated to start polishing of the workpiece W to be polished.
[0069]
The carrier 50 holding the workpiece W is rotated while revolving around the sun gear 30 according to the rotation operation of the sun gear 30 (internal gear 40) (FIG. 2).
The driving of the gear may be both the sun gear 30 and / or the internal gear 40. Moreover, the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10 are rotated as necessary. However, the surface plates 10 and 20 to be rotationally driven have the outer peripheral shape of the present invention.
[0070]
When polishing is performed while rotating the upper surface plate 20, the polishing liquid that has reached the outer end portion of the upper surface plate 20 is affected by the action of the inclined surface 20 e formed on the outer peripheral surface 20 d of the upper surface plate 20. Without being rolled up on the outer peripheral surface 20d of the surface plate 20, it is discharged outward. The polishing liquid scattered on the outer peripheral surface 20d of the upper surface plate 20 is also quickly removed from the outer peripheral surface 10d of the upper surface plate 20 by the action of the inclined surface 20e without stagnation here.
[0071]
On the other hand, when polishing is performed while rotating the lower surface plate 10, the polishing liquid on the outer peripheral surface 10c of the lower surface plate 10 is quickly lowered by the action of the inclined surface 10d formed on the outer peripheral surface 10c of the lower surface plate 10. To be discharged.
[0072]
After processing for a predetermined time (or a predetermined polishing processing amount), the rotation of the lower surface plate 10, the upper surface plate 20, and the sun gear 30 (internal gear 40) is stopped and the supply of the polishing liquid is stopped. The upper surface plate 20 is raised.
The polished product subjected to the polishing process is carried out from the work holding hole 50 a of the carrier 50.
[0073]
If the polishing process is performed by such a method, it is possible to effectively prevent the agglomeration and fixation of the abrasive particles on the outer peripheral surface 20d of the upper surface plate 20 and the outer peripheral surface 10c of the lower surface plate 10; It is possible to suppress the occurrence of the resulting defects.
Moreover, since the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10 can be easily cleaned, it is possible to improve the efficiency of the polishing process by suppressing interruption of the polishing process operation due to the cleaning.
[0074]
[Example]
In the polishing apparatus shown in FIG. 1, when the workpiece W is a synthetic quartz glass substrate for a photomask and polishing is performed using the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10 of the present invention (the polishing method of the present invention) ) And the conventional polishing method using the upper and lower surface plates (conventional polishing method).
As the polishing liquid, colloidal silica particles dispersed with water as a solvent were used. 1000 substrates were polished by each method, and 1000 substrates after polishing were inspected for defects.
[0075]
The inspection of the defect was performed by the inspection method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-24001. This inspection apparatus is a method for detecting a defect by introducing laser light into a substrate, confining it in the substrate by total reflection, and detecting light scattered by the defect and leaking from the substrate.
A defect was inspected by such an inspection method, and a case where one defect having a size of 0.1 to 0.5 μm or more occurred was regarded as having a scratch.
[0076]
First, when polishing was performed by a conventional polishing method using a conventional upper and lower surface plate having an outer peripheral surface of 90 ° in a conventional polishing apparatus, the number of scratches was 185 out of 1,000. (Comparative example).
Polishing is performed using the upper surface plate 20 of the present invention in which the inclined surface 20e (angle 45 °, height 1.5 cm) is formed on the outer peripheral surface 20d and the conventional lower surface plate having an outer peripheral surface of 90 °. As a result, the number of scratches was 30 out of 1,000, and the scratch rate was greatly reduced.
[0077]
Further, polishing is performed using the lower surface plate 10 of the present invention in which the inclined surface 10d (angle 135 °, height 5 cm) is formed on the outer peripheral surface 10c and the conventional upper surface plate having the outer peripheral surface 90 °. As a result, the number of scratches was 63 out of 1,000.
Further, the upper surface plate 20 of the present invention in which the outer peripheral surface 20d is formed with the inclined surface 20e (angle 45 °, height 1.5 cm), and the inclined surface 10d (the angle 135 °, height 5 cm) is formed on the outer peripheral surface 10c. When polishing was performed using the lower surface plate 10 of the present invention, the number of scratches was 21 out of 1,000, and the scratch rate was further reduced.
[0078]
After processing 1000 substrates, the upper surface plate 20 and the lower surface plate were cleaned. As a result, as compared with the comparative example, the polishing apparatus of each example was able to perform cleaning in less than half the time.
[0079]
[Manufacturing method of glass substrate for mask blanks]
  Next, a method for manufacturing a glass substrate for mask blanks will be described as an example in which the polishing apparatus of the present invention is used.
  FIG. 7 is a flowchart showing a method for manufacturing a glass substrate for mask blanks.
  As shown in this figure, the glass blank substrate manufacturing method includes a grinding step (S101), a rough polishing step (S102), an etching treatment step (S103), a precision polishing step (S104), a defect And an inspection step (S105).
[0080]
The grinding process is a process of flattening the surface of the glass substrate and adjusting the shape. For example, a glass substrate is ground while supplying a grinding liquid of aluminum oxide to a cast iron surface plate in which grooves like a grid are formed.
The rough polishing step is a step of reducing the surface roughness while maintaining or improving flatness.
For example, a hard polisher (urethane pad) or a soft polisher (suede type) is used as a polishing pad, and a glass substrate is polished while supplying a polishing liquid in which cerium oxide is dispersed in water.
[0081]
The etching process is a process that makes the cracks extending in the depth direction from the surface of the glass substrate noticeable by the etching process.
For example, a glass substrate is impregnated with a chemical solution, and the surface of the glass substrate is etched away by about 0.05 nm, thereby making the cracks existing near the surface of the glass substrate noticeable. Here, examples of the chemical solution include an acidic solution such as hydrofluoric acid and an alkaline solution such as sodium hydroxide.
[0082]
The precision polishing step is a step of mainly reducing the surface roughness, and is a step of polishing the glass substrate using abrasive particles smaller than the abrasive particles used in the rough polishing step.
For example, a glass substrate is polished while supplying a polishing liquid in which colloidal silica is dispersed in water or an alkaline solution using a soft polisher (suede type) as a polishing pad.
[0083]
The defect inspection process is a process for inspecting a glass substrate for defects in order to eliminate a glass substrate in which defects are not removed even if a precision polishing process is performed or a glass substrate in which a defect has occurred in the precision polishing process as a defective product. .
For example, when a defect existing on the surface of a glass substrate is inspected using an optical inspection method, and even one defect having a size of 0.1 to 0.5 μm or more is found, it is excluded as a defective product. The
[0084]
  Mentioned abovePolishing methodIt can be carried out in the above-described rough polishing process or precision polishing process, and it is particularly useful to carry out in the precision polishing process in which the final polishing process is performed.
[0085]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to the said embodiment.
For example, you may provide only either one, without providing both the upper surface plate and lower surface plate of this invention simultaneously.
Further, the present invention can be applied not only to a polishing apparatus that performs double-side polishing but also to a polishing apparatus that polishes only one side.
Further, the present invention is not limited to a polishing apparatus that polishes a planar workpiece to be polished, and can also be applied to a polishing apparatus that polishes an end surface of a cylindrical or columnar workpiece.
[0086]
Further, not only the planetary gear type polishing apparatus but also a single-side polishing apparatus can be applied. By the way, this method performs polishing by holding the work piece on the lower surface of the upper surface plate and moving the work piece relative to the lower surface plate while applying a load to the work surface. Is.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the occurrence of defects caused by the agglomerated and fixed abrasive particles can be suppressed by preventing the agglomeration and adhesion of abrasive particles on the outer peripheral surface of the upper surface plate and the outer peripheral surface of the lower surface plate. In addition, the yield of the polishing process can be improved, and further, the upper surface plate and the lower surface plate can be easily cleaned to improve the efficiency of the polishing process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a polishing apparatus.
FIG. 2 is an internal perspective view in which a part of the polishing apparatus is omitted.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the outer peripheral surface shape of the upper surface plate.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an upper surface plate and a lower surface plate provided with a cooling member.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the outer peripheral surface shape of the lower surface plate.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the inner peripheral surface shapes of an upper surface plate and a lower surface plate.
FIG. 7 is a flowchart showing a method for manufacturing a glass substrate for mask blanks.
[Explanation of symbols]
W Workpiece to be polished
10 Lower surface plate
10a bottom
10c outer peripheral surface
10d slope
20 Upper surface plate
20a bottom surface
20d outer peripheral surface
20e slope
30 sun gear
40 Internal gear
50 career
60 Polishing liquid supply part

Claims

上下に対向して設けられた上定盤及び下定盤と、太陽歯車と、この太陽歯車の外方に同心円状に配置される内歯歯車と、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を備え、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研磨装置であって、
前記被研磨加工物が、ＫｒＦ露光用マスクブランクス基板、ＡｒＦ露光用マスクブランクス基板、Ｆ２露光用マスクブランクス基板、又はＥＵＶ露光用マスクブランクス基板であり、
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。An upper surface plate and a lower surface plate provided facing each other in the vertical direction, a sun gear, an internal gear disposed concentrically on the outer side of the sun gear, and the sun gear And a planetary gear-shaped carrier meshing with the internal gear, the workpiece to be polished held by the carrier is sandwiched between the upper surface plate and the lower surface plate, and the upper surface plate and the lower surface plate A polishing apparatus for supplying a polishing liquid during the polishing, and polishing the workpiece while rotating and revolving the carrier according to the rotation of the sun gear and / or the internal gear,
The workpiece to be polished is a mask blank substrate for KrF exposure, a mask blank substrate for ArF exposure, a mask blank substrate for F2 exposure, or a mask blank substrate for EUV exposure,
The upper surface plate is a disk-shaped or columnar member rotated about a vertical axis perpendicular to the polishing surface of the workpiece, and at least the lower end portion of the outer peripheral surface is outward as the lower side. A polishing apparatus characterized by having an inclined surface extending substantially over the entire circumference.

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請求項１記載の研磨装置。 The lower surface plate is a disk-shaped or columnar member rotated about a vertical axis perpendicular to the polishing surface of the workpiece, and at least the upper end portion of the outer peripheral surface is outward as the lower side. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the polishing apparatus has an expanding slope substantially over the entire circumference.

上下に対向して設けられた上定盤及び下定盤と、太陽歯車と、この太陽歯車の外方に同心円状に配置される内歯歯車と、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を備え、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研磨方法によってマスクブランクス用基板を研磨する工程を含み、
前記マスクブランクス用基板が、ＫｒＦ露光用マスクブランクス基板、ＡｒＦ露光用マスクブランクス基板、Ｆ２露光用マスクブランクス基板、又はＥＵＶ露光用マスクブランクス基板であり、
前記工程が、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、前記マスクブランクス用基板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、前記マスクブランクス用基板の研磨加工を行う工程であ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。An upper surface plate and a lower surface plate provided facing each other in the vertical direction, a sun gear, an internal gear disposed concentrically on the outer side of the sun gear, and the sun gear And a planetary gear-shaped carrier meshing with the internal gear, the workpiece to be polished held by the carrier is sandwiched between the upper surface plate and the lower surface plate, and the upper surface plate and the lower surface plate For mask blanks by a polishing method in which a polishing liquid is supplied between and the workpiece is rotated and revolved according to the rotation of the sun gear and / or the internal gear while the carrier is rotated and revolved. Including polishing the substrate,
The mask blank substrate is a KrF exposure mask blank substrate, an ArF exposure mask blank substrate, an F2 exposure mask blank substrate, or an EUV exposure mask blank substrate,
The process uses the upper surface plate in a disk shape or a columnar shape having at least the lower end portion of the outer peripheral surface extending outwardly toward the lower side over the entire circumference, and this upper surface plate is used for the mask blanks. A method for manufacturing a mask blank substrate, comprising a step of polishing the mask blank substrate while rotating about a vertical axis perpendicular to the polishing surface of the substrate.

前記工程に、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、前記マスクブランクス用基板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、前記マスクブランクス用基板の研磨加工を行う工程を含ませたことを特徴とする請求項３記載のマスクブランクス用基板の製造方法。 In the step, at least the upper end portion of the outer peripheral surface is a disk-shaped or columnar lower surface plate having an inclined surface that extends outward toward the lower side, and this lower surface plate is used as the mask blank substrate. 4. The method for manufacturing a mask blank substrate according to claim 3 , further comprising a step of polishing the mask blank substrate while rotating about a vertical axis perpendicular to the polishing surface.