(57)【要約】【課題】  剛性を欠く薄肉の平板部材であっても迅速に平面度を向上させる平面度修正ジグを提供する。【解決手段】  本発明の平面度修正ジグ６０は、ラップ盤上に配置して研磨される平板部材１０の上に載置される円盤６１を有する。この円盤６１の平板部材１０に対向する面に樹脂製フィルム６２が貼り付けられている。【選択図】  図４４
2010234448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラップ盤上に配置して研磨される平板部材の上に載置される円盤を有し、該円盤の前記平板部材に対向する面に樹脂製フィルムが貼り付けられ、前記平板部材の平面度を修正するのに用いられることを特徴とする平面度修正ジグ。
【請求項２】
前記樹脂製フィルムは、輪帯状又は円環状のフィルムからなり、前記円盤の周辺部に貼り付けれていることを特徴とする請求項１に記載の平面度修正ジグ。
【請求項３】
前記樹脂製フィルムは、円盤状のフィルムからなり、前記円盤の中央部に貼り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の平面度修正ジグ。
【請求項４】
前記樹脂製フィルムは、円盤状のフィルムからなり、前記円盤の全域に貼り付けれていることを特徴とする請求項１に記載の平面度修正ジグ。
【請求項５】
平板部材をラップ盤により研磨して平板部材の平面度を修正する平板部材の平面度修正方法において、
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の平面度修正ジグを前記平板部材に載せて、樹脂製フィルムを介して前記平板部材を加圧しつつ前記ラップ盤により研磨することにより、前記平板部材の平面度を修正することを特徴とする平板部材の平面度修正方法。
【請求項６】
ラップ盤上に配置して研磨される平板部材の上に載置される円盤を有して該円盤の前記平板部材に対向する面であってかつ周辺部に輪帯状又は円環状の樹脂製フィルムが貼り付けられて前記平板部材の平面度を修正する平面度修正ジグと、ラップ盤上に配置して研磨される平板部材の上に載置される円盤を有して該円盤の前記平板部材に対向する面であってかつ中央部に円盤状の樹脂フィルムが貼り付けられて前記平板部材の平面度を修正する平面度修正ジグとの二種類の平面度修正ジグが予め準備され、該二種類の平面度修正ジグを使い分けることによって、前記平板部材の平面度を修正することを特徴とする平板部材の平面度修正方法。
【請求項７】
ラップ盤上に配置して研磨される平板部材の上に載置される円盤を有して該円盤の前記平板部材に対向する面であってかつその全域に円盤状の樹脂フィルムが貼り付けられて前記平板部材の平面度を修正する平面度修正ジグを予め準備して、三種類の平面度修正ジグを使い分けることによって、前記平板部材の平面度を修正することを特徴とする請求項６に記載の平板部材の平面度修正方法。
【請求項８】
平板部材を研磨するラップ盤を備え、リング部材に前記平板部材をセットして該平板部材の平面度を修正する平面度修正装置において、
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の平面度修正ジグを前記平板部材に載せて、樹脂製フィルムを介して前記平板部材を加圧しつつ前記ラップ盤を回転させて研磨することにより、前記平板部材の平面度を修正することを特徴とする平面度修正装置。
【請求項９】
平板部材を研磨するラップ盤を備え、リング部材に前記平板部材をセットして該平板部材の平面度を修正する研磨装置において、
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の平面度修正ジグを前記平板部材に載せて、樹脂製フィルムを介して前記平板部材を加圧しつつ前記ラップ盤を回転させて研磨することにより、前記平板部材の平面度を修正することを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高アスペクト比の平板部材の平面度修正方法、及びその平面度修正ジグに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、平板部材の平面度修正方法については、以下に述べる方法が採用されている。
（１）光学部品の研磨についての平板部材の保持方法、研磨方法
光学部品には、多種の平板部材があり、多種多様な平板部材の保持方法が採用されている。しかし、平面度修正のための研磨方法は、研磨機の種類によって共通の方法が適用されている。
【０００３】
例えば、図１はレンズ研磨機を示している。この図１において、１は研磨機本体、２は貼り付け皿、３は磨き皿、４はカンザシ、５はアーム、６はレバー、７は連結棒、８はクランク、９はすべり台である。磨き皿３には、平板部材１０を凸面化させる場合には、磨き皿３のサイズが大きくて真ん中の溝の密度が周辺よりも大きいものを使用し、平板部材１０を凹面化させる場合には、磨き皿３のサイズが小さくて真ん中の溝の密度が周辺よりも小さいものを使用する。平板部材１０の貼り付け皿２への保持のさせ方には、以下に示す各種の方法が知られている。
（ａ）貼り付け皿２に脂１１を介してガラス製又はセラミック製又は金属製の基板１２をセットし、この基板１２上に平板部材１０を置いて、松脂、ろう、ピッチ、ワックス等の粘着材１３を加熱溶解させて、平板部材１０を貼り付け皿２に接着により保持させる方法(図２、図３参照)、
（ｂ）平板部材１０を貼り付け皿２に並べて石膏材料１４と蝋１５とにより固めて、貼り付け皿２に保持させる方法(図４、図５参照)、
（ｃ）貼り付け皿２の代わりに側面に環状溝１６、背面に逃がし凹処１７を設けた金属、セラミック製の専用ジグ１８に平板部材１０を置いて、松脂、ろう、ピッチ、ワックス等の粘着材１３により、平板部材１０を専用ジグ１８に接着により保持させる方法(図６、図７参照)、
（ｄ）貼り付け皿２にガラス基板１９を脂１１を介して貼り付け、このガラス基板１９に松脂、ろう、ピッチ、ワックス等を含浸させた京花紙(薄くすいた和紙)等のシート材２０を敷き，平板部材１０を並べて貼り付け皿２に保持させる方法(図８、図９参照)、
（ｅ）貼り付け皿２に松脂、ろう、ピッチ、ワックス、石膏等を混練して直径３〜８ｍｍの球体とした仁丹２１を適切な間隔で並べて、その仁丹２１の上に平板部材１０を配置して、平板部材１０を蝋１５を用いて貼り付け皿２に貼り付けることにより平板部材１０を貼り付け皿２に保持させる方法(図１０、図１１参照)、
（ｆ）貼り付け皿２に高精度に研磨されたガラス基板２２を脂１１を用いてセットし、このガラス基板２２の上に平板部材１０を置いて、ニュートンリングの状態を見ながら水によりガラス基板２２に平板部材１０を貼り付けることにより、平板部材１０を貼り付け皿２に貼り付ける方法（図１２、図１３参照）、更に、この方法を高精度化して、ニュートンリングが一色になるようにして保持させる方法等が知られている。
【０００４】
このように、光学部品の平板部材１０の保持方法には各種のものが知られ、これらの保持方法により、平板部材１０の研磨が行われている。
【０００５】
しかしながら、（ａ）に説明した方法では、接着の前後において加熱・冷却作業が必要となり、研磨後には基板１２、平板部材１０から粘着剤１３を洗浄により除去する作業等を行わなければならない。この（ａ）に示す方法は、一度に同時に多数の平板部材１０を研磨するのに好適ではあるが、熱膨張による基板１２と平板部材１０の変形に加えて、平板部材１０の裏面全域に粘着材１３が回りこむので、接着応力が大きくなり、研磨によってせっかく得られた面精度が接着状態から開放することにより損なわれる。従って、高精度の加工には最も不適切である。
【０００６】
次に、（ｂ）に説明した方法は、平板部材１０の背面の他、側面まで石膏材料１４を使って平板部材１０を強固に固定したブロック体とするので、輪郭形状、厚さの異なる複数種の平板部材１０を同時に研磨できるという利点がある。
【０００７】
しかしながら、（ｂ）に説明した方法では、石膏材料１４の硬化に時間がかかるほか、ブロック体の形成とその分解作業とに多くの工数を要するもので、多量の産業廃棄物が生み出される。また、分解時に平板部材１０を損傷する場合もある。更に、接着応力が大きく、研磨によって得られた面精度が接着状態から開放すると損なわれる。従って、（ｂ）に示す方法も、高精度の加工には不適切である。
【０００８】
次に、（ｃ）に説明した方法によれば、専用ジグ１８を用いることによって（ａ）の欠点は解消される。平板部材１０の背面への粘着材１３の回り込みが無いので、接着解除後の面精度の変化は若干緩和される。ただし、専用ジグ１８及び平板部材１０間の相互の接着部の面精度、熱膨張係数、粘着材１３の種類により多様に変化する。
【０００９】
（ｄ）の方法を採ると、平板部材１０の裏面側が既に研磨された面の場合、京花紙等のシート材２０が緩衝材となって、キズの発生を防止できる効果がある。接着解除後の面精度変化は、（ａ）の方法に比べて若干緩和されるものの比較的明瞭に現れる。
【００１０】
（ｅ）の方法は、平板部材１０の裏面を部分的に保持するので、接着解除後の面精度変化は比較的小さい。しかし、面精度の変化が皆無というのではなく、場合によっては、ニュートンリング１本程度の変化は十分に発生するし、要求仕様を満たすことができない場合も多い。
【００１１】
（ｆ）の方法は高精度の平板部材１０の研磨に好適である。しかしながら、平板部材１０の裏面を高精度に研磨する必要がある。この（ｆ）に示す方法は、接着解除の際、ガラス基板２２と平板部材１０の熱膨張の差を利用するので、一方が低膨張素材である場合、分離不可能になる場合がある。また、この方法でも、面精度変化が皆無というのではなく、場合によってはニュートンリング０．５本程度の変化は十分に発生するし、要求仕様を満たすことができない場合も多い。
【００１２】
以上、（ａ）〜（ｆ）の方法は、レンズ研磨機により平板部材１０の研磨加工を行う場合の保持方法であったが、これらの方法により得られた平板部材１０の面精度の修正方法には、以下に説明するものが知られている。
（２）平板部材１０の面精度の修正方法
（α）カンザシ（上軸）４に装着した磨き皿３の揺動幅を振動振幅ネジ４’により増減調整することにより面精度を修正する方法
揺動幅を増大させて、平板部材１０を凸面化させ、揺動幅を縮小して、平板部材１０を凹面化する。
（β）磨き皿３のサイズを増減調整することにより面精度を修正する方法
図１４に示すように、磨き皿３のサイズを増大させて平板部材１０を凸面化させ、図１５に示すように、磨き皿３のサイズを縮小して平板部材１０を凹面化する。
（γ）磨き皿３にピッチ材を用いた場合、ピッチ材の表面に形成した溝本数を粗密調整することにより面精度を修正する方法：
図１６に示すように、磨き皿３の中央部の溝の本数を増大させて、平板部材１０を凸面化させ、図１７に示すように、磨き皿３の外周部の溝本数を増大させて平板部材１０を凹面化させる。
（δ）磨き皿３にピッチ材を用い、皿合わせを行うことにより平板部材１０の面精度を修正する方法
磨き皿３を凸面傾向の皿と擦り合わせることにより平板部材１０を凸面化させ、磨き皿３を凹面傾向の皿と擦り合わせることにより平板部材１０を凹面化させる。
（３）ラップ盤に適用される平板部材１０の保持法
平板部材１０の研磨に適用されるラップ盤には片面ラップ盤(図１８参照)と、両面を同時に研磨可能な両面ラップ盤(図１９参照)とが知られている。
【００１３】
その図１８において、２３はターンテーブル、２４はラップ定盤、２５はガイドアーム、２６はガイドローラ、２７はガイドアーム調整ネジ、２８はリングキャリア部材である。また、その図１９において、３０は中央ギヤ部材、３０ａはその外周に形成された歯車、３１はリング状ギヤ部材、３１ａはそのリング状ギヤ部材３１の内周に形成された歯車、３２は下ラップ定盤、３３は上ラップ定盤、３４は歯付きキャリア板、３４ａはその歯付きキャリア板３４の外周に形成された歯車である。
【００１４】
片面ラップ盤の場合、リングキャリア部材２８に平板部材１０を保持させる手段として、以下に説明する方法が採用されている。
（ｇ）平板部材１０の輪郭形状にくり貫いたくり抜き穴３５ａを有するキャリア板３５に平板部材１０をはめ込む方法 (図２０、図２１参照)がある。加圧の際には、更に、基板３６の上に荷重部材３７ａを載せ、平板部材１０に荷重を加える（図２２、図２３参照）。
（ｈ）ガラス、セラミック、金属製の貼付基板３７の下に平板部材１０を置き、松脂、ろう、ピッチ、ワックス等の加熱によって溶解する粘着材１３により接着する方法  (図２４、図２５参照)もある。加圧の際は、さらに、貼付基板３７の上に荷重部材３７ａを載せ、平板部材１０に荷重を加える（図２６、図２７参照）。
（ｉ）ガラス、セラミック、金属製の貼付基板３７と平板部材１０との間に厚さ１ｍｍ〜３ｍｍ程度のノンスリップフィルムと呼ばれる厚手のフィルム３８を設け、平板部材１０を並べて圧着する方法  (図２８、図２９参照)もある。加圧の際は、さらに、貼付基板３７の上に荷重部材３７ａを載せ、平板部材１０に荷重を加える（図３０、図３１、特許文献１参照）。
【００１５】
（ｇ）に示す平板部材１０の保持方法は、接着剤を用いることなく平板部材１０を保持するため、高精度の平板部材１０の研磨に好適である。低能率になるが、平板部材１０に荷重を加えないならば、肉厚の異なる平板部材１０を同時に研磨できる利点がある。
【００１６】
（ｈ）に示す平板部材１０の保持方法は、接着の前後、加熱・冷却する作業が必要であり、研磨後には貼付基板３７、平板部材１０から粘着剤１３を洗浄する作業等を行わなければならない。熱膨張による貼付基板３７と平板部材１０の変形に加えて、平板部材１０の裏面全域に粘着材１３が回りこむので、接着応力が大きく、研磨によって与えられた面精度は接着状態から開放すると損なわれる。従って、高精度加工には不適切な保持方法である。ただし、複数の平板部材１０間の肉厚のばらつきは最小にできる利点がある。
【００１７】
（ｉ）に示す平板部材１０の保持方法は、接着剤の代わりに表面摩擦と固有の粘弾性を有する厚手のフィルムによって保持する方法である。試料間に若干の肉厚のばらつきがあっても加工面に段差を与えることなく研磨できるという利点がある。また、接着剤の洗浄作業も不要である。しかし、接着剤と同様に強力な接着力が作用するので、平板部材１０を単体に戻した際に大きく形状が損なわれる。
【００１８】
以上、（ｇ）〜（ｉ）は、片面ラップ盤(図１８参照)により、平板部材１０の研磨加工を行う場合の保持方法であったが、これらの平板部材１０の面精度の修正方法には、以下に説明するものが知られている。
【００１９】
通常、ラップ定盤２４のラップ面２４ａは、図３２、図３３に示すダイヤモンドホイール３９を用いてそのラップ面２４ａの形状を修正する。まず、ダイヤモンドホイール３９の位置をラップ面中央部にシフトして、圧力分布の勾配を作り、図３４に示すようにラップ面２４ａを凹面化することにより、平板部材１０を凸面化する。ついで、ダイヤモンドホイール３９の位置をラップ面２４ａの外周部にシフトして、図３５に示すようにラップ面２４ａを凸面化し、平板部材１０を凹面化する。
【００２０】
両面ラップ盤(図１９参照)の場合、平板部材１０を図３６、図３７に示す歯付きキャリア板３４に接着剤を用いることなく平板部材１０を保持させるので、接着から開放された場合の面精度変化はない。多量に平行度を要する平板部材１０を研磨するのに適する。ただし、両面ラップ盤では、常にラップ面２４ａに均等にばらつくように適量の平板部材１０を投入する必要がある。また、工業製品としての平板部材１０の全ては必ずしも両面に同等の仕上げを必要としないものである。
【００２１】
また、両面ラップ盤上での平板部材１０の面精度修正方法は、ラップ面２４ａの平坦度の転写のみに限定される。ラップ面２４ａの精度管理には、定期的な上ラップ面２４ａ、下ラップ面２４ａの入れ替え、上ラップ面２４ａを偏芯させて上ラップ面２４ａと下ラップ面２４ａとを擦り合わせる偏芯共擦り法が行われる。これらのメンテナンスの履歴がラップ面２４ａの平坦度に与える影響は大きく、その場で平板部材１０の形状修正が可能なレンズ研磨機、片面ラップ盤と比べると利便性に欠ける。
（４）半導体の研磨の場合のウエハ基板の保持方法、研磨方法
（ａ）半導体製造工程の研磨装置には、図３８に示すように、回転駆動軸４０の先端に加圧板４１を設け、この加圧板４１にセラミック製取付板４２を設け、このセラミック製取付板４２にワックス等の粘着剤４３により４、６、８インチ径のウェハ基板（平板部材１０）４４を固着する方法が知られている。
【００２２】
この回転駆動軸４０、加圧板４１、セラミックス製取付板４２をキャリアリング４５にセットし、ターンテーブル４６に研磨パッド４７を取り付け、荷重を加えながらターンテーブル４６を回転させると共に、キャリアリング４５を回転させて、ウエハ基板４４を研磨する方法がある。
（ｂ）また、図３９に示すように、多孔質セラミックス取付板４８を介してウエハ基板４４を加圧板４１に減圧吸着させるという真空吸着方法によりウエハ基板４４を加圧板４１にチャックすることにより保持させ、荷重を加えながらターンテーブル４６を回転させると共に、回転駆動軸４０を回転させることによりウエハ基板４４を研磨する方法もある。
（ｃ）更に、図４０に示すように、加圧板４１にウェハ基板４４の輪郭形状にくり貫いた段差部４９を設けて、段差部４９にウェハ基板保持用バッキング材５０をはめ込み，その表面にウェハ基板４４を保持させ、荷重を加えながらターンテーブル４６を回転させると共に、回転駆動軸４０を回転させることによりウエハ基板４４を研磨する方法もある。なお、ウェハ基板保持用バッキング材５０は粘着性樹脂層を含む積層体より構成される。
（ｄ）更に、また、図４１に示すように、キャリアリング４５内で発泡ウレタンシ−ト５１を貼付けた加圧板４１とバッキングフィルム５２との間にエアバッグ５３を介挿し、バッキングフィルム５２にウェハ基板４４を取り付け、回転駆動軸４０に軸支されたウェハ基板４４をターンテーブル４６上の研磨パッド４７に押し当て、エアバッグ５３により加圧圧力を制御しつつウェハ基板４４と研磨パッド４７とを擦動させることにより、ウェハ基板４４の表面４４ａを研磨するバッキングフィルム５２を利用した保持方法もある。
【００２３】
（ａ）、（ｂ）のウエハ基板４４の保持方法は、貼付けの基準となるセラミックス製取り付け板４２、４８の表面を極度に平坦化する必要があり、ウェハ基板４４の裏面が表面側の平坦化研磨加工の基準になるので裏面基準保持法と呼ばれている。
【００２４】
しかし、（ａ）のウエハ基板４４の保持方法は、研磨の前後に研磨されたウェハ基板４４及びセラミックス製取付板４２により粘着剤４３を落とす作業等が必要であり、近年利用されなくなってきている。また、（ｂ）のウエハ基板４４の保持方法は、チャック部材としての多孔質セラミックス取り付け板４８と加圧板４１との間にゴミが付着し易いという欠点がある。
【００２５】
これに対して、（ｃ）、（ｄ）に示すウエハ基板４４の保持方法は、ウェハ基板４４の裏面を表面側の平坦化研磨加工の基準にする必要はないので、表面基準保持法と呼ばれている。この方法は、ウェハ基板４４の大きなうねりや、厚みのバラツキを吸収する点で半導体デバイスのＣＭＰ研磨に多用されている。なお、半導体の研磨工程では、「キャリアリング４５」は「リテーナ」、「ターンテーブル４６の表面」は、一般に「プラテン」と呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２００３−３９３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
これらの平板部材１０の保持方法、研磨方法のうち接着剤を使った保持方法では、研磨後に平板部材１０を単体とした際に面精度の変化が著しい。コストをかけて貼付板の表面及び平板部材１０の裏面の平坦度を上げても接着剤を使った場合、面精度の変化から逃れることはできない。
【００２８】
また、粘弾性を有する厚手のフィルム、バッキング材を使った保持法では、貼付板の表面及び平板部材１０の裏面の平坦度を過剰に仕上げる必要はないが、この場合でも、貼付板から平板部材１０を取り除くと面精度の変化が起こる。
【００２９】
最も、平面度を得やすい平板部材１０の保持方法、研磨方法はキャリア板３４に平板部材１０をはめ込み、図１８に示す片面ラップ盤を使って研磨する方法である。
ただし、この場合、平板部材１０の剛性が影響する。十分な剛性を有する肉厚の部材を研磨するなら、ラップ面２４ａが凹面の場合、平板部材１０は凸面に仕上がる。しかし、薄肉の平板部材１０の場合、ラップ面２４ａが凹面であっても、先ず、図４２、図４３に示すように、平板部材１０が変形した状態で研磨されるので，凸面に仕上がるのに長時間を要する。逆に言えば、平坦度の高いラップ面２４ａが準備されても、凹面(凸面)の平板部材１０の表面は、先ず、ラップ面２４ａに従って弾性変形するので、平坦度の向上に長時間を要する。
本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的は、楕円形に代表される高アスペクト比の平板部材に限定されるが、剛性を欠く薄肉の平板部材であっても迅速に平面度を向上させる方法、その平面度修正ジグ、平面度修正装置、研磨装置を提供することにある。
【００３０】
加えて、ラップ面の平坦度修正にかかわる段取り作業削減、ラップ盤の寿命を延ばすことにより、製造コストの削減を図ることができる平面度修正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
請求項１に記載の平面度修正ジグは、ラップ盤上に配置して研磨される平板部材の上に載置される円盤を有し、この円盤の平板部材に対向する面に樹脂製フィルムが貼り付けられ、その平板部材の平面度を修正するのに用いられる。
【００３２】
請求項２に記載の平面度修正ジグは、樹脂製フィルムが輪帯状又は円環状のフィルムからなり、円盤の周辺部に貼り付けられている。
【００３３】
請求項３に記載の平面度修正ジグは、樹脂製フィルムが円盤状のフィルムからなり、前記円盤の中央部に貼り付けられている。
【００３４】
請求項４に記載の平面度修正ジグは、樹脂製フィルムが円盤状のフィルムからなり、円盤の全域に貼り付けられている。
【００３５】
請求項５に記載の平面度修正方法は、請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の平面度修正ジグを平板部材に載せて、樹脂製フィルムを介して平板部材を加圧しつつ、ラップ盤により研磨することにより、平板部材の平面度を修正する。
【００３６】
請求項６に記載の平面度修正方法は、ラップ盤上に配置して研磨される平板部材の上に載置される円盤を有して該円盤の前記平板部材に対向する面であってかつ周辺部に輪帯状又は円環状の樹脂製フィルムが貼り付けられて前記平板部材の平面度を修正する平面度修正ジグと、ラップ盤上に配置して研磨される平板部材の上に載置される円盤を有して該円盤の前記平板部材に対向する面であってかつ中央部に円盤状の樹脂フィルムが貼り付けられて前記平板部材の平面度を修正する平面度修正ジグとの二種類の平面度修正ジグが予め準備され、該二種類の平面度修正ジグを使い分けることによって、前記平板部材の平面度を修正する。
【００３７】
請求項７に記載の平面度修正方法は、ラップ盤上に配置して研磨される平板部材の上に載置される円盤を有して該円盤の前記平板部材に対向する面であってかつその全域に円盤状の樹脂フィルムが貼り付けられて前記平板部材の平面度を修正する平面度修正ジグを予め準備して、三種類の平面度修正ジグを使い分けることによって、前記平板部材の平面度を修正する。
【００３８】
請求項８に記載の平面度修正装置は、請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の平面度修正ジグを前記平板部材に載せて、樹脂製フィルムを介して前記平板部材を加圧しつつ前記ラップ盤を回転させて研磨することにより、前記平板部材の平面度を修正する。
【００３９】
請求項９に記載の研磨装置は、請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の平面度修正ジグを前記平板部材に載せて、樹脂製フィルムを介して前記平板部材を加圧しつつ前記ラップ盤を回転させて研磨することにより、前記平板部材の平面度を修正する。
【発明の効果】
【００４０】
請求項１ないし請求項９に記載の発明によれば、平板部材に圧力分布の変化を与えることができるので、剛性を欠く薄肉の平板部材であっても迅速に平面度を向上させることができる。また、ラップ面の平坦度修正にかかわる段取り作業削減、ラップ盤の寿命を延ばすことにより、製造コストの削減を図ることができる。
【００４１】
すなわち、電着ダイヤモンドホイールを使ってラップ面を細かく修正して、高精度の平坦度に仕上げる作業が不要なので，高度熟練技能に依存しない生産体制を取ることが可能であり、合わせて段取り工数の削減、ラップ面減耗量削減によるラップ寿命の延命効果がある。
【００４２】
特に、請求項２に記載の発明によれば、平板部材の平面度が凹のものを凸化傾向に改善するのに有効である。
【００４３】
特に、請求項３に記載の発明によれば、平板部材の平面度が凸のものを凹化傾向に改善するのに有効である。
【００４４】
特に、請求項４に記載の発明によれば、平板部材の平面度をラップ面に倣わせるのに有効である。
【００４５】
特に、請求項６、請求項７に記載の発明によれば、二種類以上の平面度修正ジグを使い分けることによって、迅速にかつ高精度に平面度の改善が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１はレンズ研磨機の概略の構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は貼り付け皿に貼り付けられた平板部材の平面図である。
【図３】図３は図２の矢印Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図４は石膏により固められた平板部材の平面図である。
【図５】図５は図４の矢印Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】図６は専用ジグに貼り付けられた平板部材の平面図である。
【図７】図７は図６の矢印Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図８】図８は京花紙を介して貼り付けられた平板部材の平面図である。
【図９】図９は図８の矢印Ｄ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１０】図１０は仁丹を介して貼り付けられた平板部材の平面図である。
【図１１】図１１は図１０の矢印Ｅ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１２】図１２はガラス基板に介して貼り付けられた平板部材の平面図である。
【図１３】図１３は図１２の矢印Ｆ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図１４】図１４は径の大きな磨き皿の一例を示す模式図である。
【図１５】図１５は径の小さな磨き皿の一例を示す模式図である。
【図１６】図１６は真ん中の溝の密度が大きな磨き皿の一例を示す模式図である。
【図１７】図１７は周辺の溝の密度が大きな磨き皿の一例を示す模式図である。
【図１８】図１８は片面ラップ盤の構造の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１９】図１９は両面ラップ盤の構造の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２０】図２０は図１９に示すラップ盤にセットされた平板部材の平面図である。
【図２１】図２１は図２０のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。
【図２２】図２２は図２０に示す平板部材に貼り付け基板を介在させて荷重部材を載せた状態を示す平面図である。
【図２３】図２３は図２２のＧ’−Ｇ’線に沿う断面図である。
【図２４】図２４は貼り付け基板に粘着材を介して平板部材を貼り付けた状態を示す平面図である。
【図２５】図２５は図２４のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。
【図２６】図２６は図２４に示す平板部材に貼り付け基板を介在させて荷重部材を載せた状態を示す平面図である。
【図２７】図２７は図２６のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【図２８】図２８は平板部材と基板との間にノンスリップフィルムを介在させた状態を示す平面図である。
【図２９】図２９は図２８のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図３０】図３０は図２８の平板部材に基板を介して荷重部材を加えた状態を示す平面図である。
【図３１】図３１は図３０のＩ’−Ｉ’線に沿う断面図である。
【図３２】図３２はラップ盤のラップ面の修正の一例を模式的に示す断面図である。
【図３３】図３３はラップ盤のラップ面の修正の一例を模式的に示す斜視図である。
【図３４】図３４は修正されたラップ面の一例を模式的に示す断面図である。
【図３５】図３５は修正されたラップ面の他の例を示す断面図である。
【図３６】図３６は両面ラップ盤のキャリア板にセットされた平板部材の平面図である。
【図３７】図３７は図３６の矢印Ｊ−Ｊ線に沿う断面図である。
【図３８】図３８は片面ラップ盤に適用される方法の説明図であって、セラミック製の取付板にワックス等の粘着剤でウェハ基板を固着する半導体の保持方法の概要を模式的に示す断面図である。
【図３９】図３９は片面ラップ盤に適用される方法の説明図であって、多孔質セラミックス取付板を減圧してウェハ基板をバキュ−ムチャックする半導体の保持方法の概要を模式的に示す断面図である。
【図４０】図４０は片面ラップ盤に適用される方法の説明図であって、加圧板にウェハ基板の輪郭形状にくり貫いた段差を設けてウェハ基板保持用バッキング材をはめ込み、その表面にウェハ基板を保持する半導体の保持方法の概要を模式的に示す断面図である。
【図４１】図４１は片面ラップ盤に適用される方法の説明図であって、リング内で発泡ウレタンシ−トを貼付けた加圧板とバッキングフィルムの中間にエアバックを挿入し、フィルム面にウェハ基板を取り付ける半導体の保持方法の概要を模式的に示す断面図である。
【図４２】図４２はラップ盤のラップ面に倣って変形した平板部材を模式的に示す断面図である。
【図４３】図４３は図４２に示すラップ盤と平板部材とを模式的に示す斜視図である。
【図４４】図４４は輪帯状の樹脂製フィルムが円盤の周辺部に貼り付けられた平面度修正ジグの平面図である。
【図４５】図４５は図４４に示す平面度修正ジグを片面ラップ盤にセットして研磨を行うことにより平面度を修正する状態を模式的に示す断面図である。
【図４６】図４６は図４５に示す片面ラップ盤と平板部材と平面度修正ジグとを用いて平板部材の平面度を修正する状態を説明するための斜視図である。
【図４７】図４７は図４４に示す平面度修正ジグを平板部材に載せたときに平板部材に加わる加圧力の分布を模式的に示す断面図である。
【図４８】図４８は平面度修正前の干渉縞の状態と平面度修正後の干渉縞の状態とを示す説明図である。
【図４９】図４９は輪帯状の樹脂製フィルムを備えた平面度修正ジグと平板部材との回転位相関係がずれた場合の加圧力を説明するための模式図である。
【図５０】図５０は輪帯状の樹脂製フィルムとは異なる切り欠き形状の樹脂製フィルムを備えた平面度修正ジグと平板部材との回転位相関係がずれた場合の加圧力を説明するための模式図である。
【図５１】図５１は平板部材の長軸方向の端面部分に樹脂製フィルムを貼り付けた状態を示す模式図である。
【図５２】図５２は円盤状の樹脂製フィルムが円盤の中央部分に貼り付けられた平面度修正ジグの断面と、その平面と、平面度修正前の平板部材の干渉縞と、平面度修正後の平板部材の干渉縞とを示す図である。
【図５３】図５３は輪帯状の樹脂製フィルムが円盤の周辺部に貼り付けられた平面度修正ジグの断面と、その平面と、平面度修正前の平板部材の干渉縞と、平面度修正後の平板部材の干渉縞とを示す図である。
【図５４】図５４は円盤の全面に円盤状の樹脂製フィルムが貼り付けられた平面度修正ジグの断面とその平面とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
（実施例１）
図４４は本発明に係わる平面度修正ジグの一例を示す平面図である。この図４４において、符号６０は平面度修正ジグである。この平面度修正ジグは、円盤６１が用いられる。この円盤６１の下面６１ａと上面６１ｂとは図４５に示すように平行平面とされている。この円盤６１には、例えば、セラミック製基板、ガラス製基板、SUS基板、防錆処理が施された金属製基板が用いられる。ここでは、下面６１ａが図４５、図４６に示す平板部材１０に対面するものとして説明する。
【００４８】
その下面６１ａは、その平面度が10μm以下に仕上げられている。その下面６１ａには厚さ0.3ｍｍ〜1ｍｍ程度の薄板状の樹脂製フィルム６２が貼り付けられている。この樹脂製フィルム６２は輪帯又は円環の形状を呈している。この樹脂製フィルム６２の中心Ｏと円盤６１の中心Ｏ’とが概略一致するようにして、樹脂製フィルム６２を円盤６１に貼り付けるのが望ましい。円盤６１の下面６１ａはその周辺部６１ｃがその樹脂製フィルム６２によって被覆され、その中央部６１ｄが露呈される。この樹脂製フィルム６２には粘着性がほとんどなくかつ滑りの良好な性質(低摩擦係数)のものが望ましく、樹脂製フィルム６２の素材の種類は問わない。
【００４９】
この平面度修正ジグ６０は、図１８に示す研磨装置としての片面ラップ盤にセットされた平板部材１０を研磨するときに用いられ、この片面ラップ盤に平板部材１０と平面度修正ジグ６０とをセットした状態が図４５、図４６に示されている。この図４５、図４６において、図１８に示す構成要素と同一構成要素については、同一符号を付することとし、その詳細な説明は省略する。
【００５０】
ここでは、平板部材１０は楕円形状の平板試料である。この平板試料は長径（長軸）と短径（短軸）との比の値が大きい高アスペクト比のものからなる。リング部材２８は２個のガイドローラ２６、２６によってガイドされている。その平板部材１０はそのリング部材２８の中にセットされる。その平板部材１０の形状は凹面とする。すなわち、平板部材１０の下面１０ａを下向きにしてラップ面２４ａに載置したとき、ラップ面２４ａに対面する下面１０ａの周辺がラップ面２４ａに接し、下面１０ａの中央部がラップ面２４ａから浮いた状態となる形状とする。平面度修正研磨ジグ６０は、樹脂製フィルム６２が平板部材１０の上面１０ｂに接するように、樹脂製フィルム６２が貼り付けられた下面６１ａを下向きにして、楕円形状の平板部材１０の上に載せられる。
【００５１】
このような平面度修正ジグ６０を平板部材１０にセットすると、円盤６１の中央部６１ｄには樹脂製フィルム６２がないので、この中央部６１ｄに対応する平板部材１０の上面１０ａと円盤６１の下面６１ｂとの中央部分に空隙６３が生じ、図４７に示すように、平面度修正ジグ６２の周辺部６１ｃに貼り付けられている樹脂製フィルム６２の作用によって、その樹脂製平板１０の長軸方向周辺部が選択的に加圧される。その図４７において、符号Ｆはその圧力分布を示しており、この圧力分布Ｆは、中央部分には空隙６３が存在するので、平板部材１０には加圧力がなく、中央部分から周辺部分に向かって圧力が漸次増大する分布形状を呈する。
【００５２】
図４６において、平面度修正ジグ６０をリング部材２８にセットした状態で、ターンテーブル２３を矢印Ｘ１方向に回転させると、リング部材２８が２個のガイドローラ２６、２６に支承されつつ矢印Ｘ２方向に回転され、これに伴って、平板部材１０の下面１０ａがラップ面２４ａに対して回転されつつ研磨される。
【００５３】
ここで，平板部材１０の素材は、長径140mm，短径55mm，厚さ8mmのガラスセラミックである。ラップ定盤２４のラップ面２４ａの直径は380mmであり、ラップ定盤２４は、金属材料と樹脂材料との複合材から成る市販品である。研磨剤には、粒径1μmのダイヤモンドスラリーをここでは用いた。
【００５４】
その結果、当初、下面１０ａが凹面形状であった楕円形の平板部材１０の長軸方向の端面部に選択的に減耗が生じ、平面度が改善される。その図４５、図４７において、符号１０ｃはその平板部材１０の端面部を示している。
【００５５】
図４８（ａ）はその高アスペクト比の平板部材１０の下面１０ａを研磨する前の干渉縞写真を示し、図４８（ｂ）は図４５、図４６、図４７に示すラップ盤によりその高アスペクト比の平板部材１０の下面１０ａを研磨した後の干渉縞写真を示している。この干渉縞の本数によって平面度を判断する。
【００５６】
修正研磨の前の楕円形の平板部材１０の干渉縞Ｋの両端は、上に反り上がっており、平板部材１０の平面度は、干渉縞1.6本(≒0.8λ≒0.48μm)程度であった。この平板部材１０に対して、平面度修正ジグ６０を用いて、10分程度の研磨を行ったところ、楕円形の平板部材１０の長軸方向の端面部１０ｃ、１０ｃに選択的に減耗が生じ、干渉縞Ｋの両端の反り上がりが減少し、干渉縞0.4本(≒0.2λ≒0.12μm)程度となった。すなわち、干渉縞の本数に換算して、平面度修正前と平面度修正後とで、干渉縞Ｋの本数が１．２本程度改善された。
【００５７】
ところで、円環状の樹脂製フィルム６２が貼り付けられた平面度修正ジグ６０を用いると、楕円形状の平板部材１０と円環状の樹脂製フィルム６２との回転位相関係が、リング部材２８の中で、図４９に破線で示すように、研磨中にずれたとしても、上面１０ｂであって、長軸方向の端面部１０ｃ、１０ｃに対応する背面部が選択的に加圧されることになるので、回転位相関係がずれたとしても、長軸方向の端面部１０ｃ、１０ｃに研磨中に常時加圧力が加わることになり、平面度修正を支障なく行うことができる。
【００５８】
これに対して、図５０に示すように，平面度修正ジグ６０の下面６１ａの一部に半円弧状に切り欠かれた樹脂製フィルム６２’を対称形に張り付けて、円環状の樹脂製フィルム６２の一部が切り欠かれたような樹脂製フィルム６２’を用いると、研磨中にリング部材２８内で樹脂製フィルム６２’と平板部材１０との回転位相関係が実線で示すようにずれた場合、目的の加圧状態が維持できなくなり、平面度の修正が不可能になる。
【００５９】
一般に、リング部材２８の内径に対して、平板部材１０を保持するプレート（図示を略す）の外径、平面度修正ジグ６０の外径は若干異なり、また、平板部材１０の素材とプレートの素材と、平面度修正ジグ６０の素材とが異なるので、ラップ定盤２４に対する摩擦力が異なり、研磨中に平板部材１０と平面度修正ジグ６０との回転位相には必ずずれが生じる。
【００６０】
なお、この研磨中の平板部材１０と平面度修正ジグ６０との回転位相関係のズレを解消する方法として、図５１に示すように、平板部材１０の上面１０ｂであって長軸方向の端面部１０ｃ、１０ｃに対応する背面部に樹脂製フィルム６２”、６２”を貼り付けることにすると、平面度修正ジグ６０の外周に沿って円環状の樹脂製フィルム６２を貼り付けた場合と同等の圧力分布が得られ、しかも、平板部材１０と平面度修正ジグ６０の回転位相関係がずれても、平面度の修正には支障がない。
ところが、この方法を採用すると、平面度を修正すべき試料毎に、樹脂製フィルム６２”を貼り付けなければならず、貼り付けに手間がかかるとともに、研磨後に平板部材１０から樹脂製フィルム６２”を取り除くと、せっかく平面度を修正したにもかかわらず、樹脂製フィルム６２”を貼り付けた状態での面精度と樹脂製フィルム６２”を取り除いた状態状態での面精度とに変化が生じるので、実用的ではない。
（実施例２）
図５２（ａ）、図５２（ｂ）は円盤６１の下面６１ａの中央に円盤状の樹脂製フィルム６２が貼り付けられた平面度修正ジグ６０を示している。
【００６１】
円盤６１の周辺部に円環状の樹脂製フィルム６２が円盤６１の周辺部に貼り付けられた図４４に示す平面度修正ジグ６０に代えて、図５２（ａ）、図５２（ｂ）に示すように円盤６１の下面６１ａの中央部分に円盤状の樹脂製フィルム６２が貼り付けられた平面度修正ジグ６０を用いて、平板部材１０の平面度の修正を行う場合には、平板部材１０の中央部が選択的に加圧され、その結果、当初、凸面形状であった楕円形状の平板部材１０の中央部に選択的に減耗が生じ、平面度が改善される。図５２（ｃ）はその高アスペクト比の平板部材１０の下面１０ａを研磨する前の干渉縞写真を示し、図５２（ｄ）はその高アスペクト比の平板部材１０の下面１０ａを研磨した後の干渉縞写真を示している。
【００６２】
このように、円盤６１の下面６１ａの中央に円盤状の樹脂製フィルム６２が貼り付けられた平面度修正ジグ６０を用いると、凸面形状の平板部材１０の平面度を改善できる。
（実施例３）
図５２（ａ）、図５２（ｂ）に示す平面度修正ジグ６０を用いて平板部材１０の平面度を修正すると、図５２（ｃ）、図５２（ｄ）に示すように、凸形状の平板部材１０が凹形状になる方向への修正が可能であり、図４４に示す平面度修正ジグ６０、すなわち、図５３（ａ）、図５３（ｂ）に示す平面度修正ジグ６０を用いると、図５３（ｃ）、図５３（ｄ）に示すように、凹形状の平板部材１０が凸形状になる方向への修正が可能である。従って、平板部材１０の凹凸状態によって，2種の平面度修正ジグ６０を使い分けることによって、平板部材１０の凹凸の修正が可能であり、平板部材１０の平面度修正が適切に行われる。
【００６３】
平板部材１０の凹凸の状況によって、輪帯状の樹脂製フィルム６２を使用するのか、円盤状の樹脂製フィルム６２を使用するかを判断して、円盤６１に貼り付けられた樹脂製フィルム６２を張り替える方法も考えられる。
【００６４】
しかしながら、平面度を修正すべき平板部材１０が大量に存在し、平板部材１０の凹凸形状にもばらつきがある場合には、輪帯状の樹脂製フィルム６２（図４４、図５３（ａ）、図５３（ｂ）参照）が貼り付けられた平面度修正ジグ６０と円盤状の樹脂製フィルム６２が貼り付けられた平面度修正ジグ６０（図５２（ａ）、図５２（ｂ）参照）との２種類の平面度修正ジグ６０を予め準備して、平板部材１０の凹凸の形状によって、二種類の平面度修正ジグ６０を使い分けることにすれば、樹脂製フィルム６２の張替え作業を行うことなく、迅速に平面度の修正研磨を実行できる。
【００６５】
また、この２種類の平面度修正ジグ６０の他に、平板部材１０の全面を均等に加圧可能な図５４（ａ）、図５４（ｂ）に示す平面度修正ジグ６０を用いることにすれば、平板部材１０の凹凸状況によって、より適切な平面度修正ジグ６０を選択できることになる。この図５４（ａ）、図５４（ｂ）に示す平面度修正ジグ６０では、円盤６１の下面６１ａの全面に円盤状の樹脂製フィルム６２が貼り付けられている。
【００６６】
この図５４（ａ）、図５４（ｂ）に示すように、円盤６１の全面に樹脂製フィルム６２を貼り付けた平面度修正ジグ６０を使った場合、図４４、図５３（ａ）、図５３（ｂ）に示す輪帯状の樹脂製フィルム６２が円盤６１の周辺部に貼り付けられた平面度修正ジグ６０、図５２（ａ）、図５２（ｂ）に示す円盤６１の中央部に円盤状の樹脂製フィルム６２が貼り付けられた平面度修正ジグ６０に較べて、平面度の修正が緩慢になるが、ラップ面２４ａの形状に従う傾向を示すことになる。
【符号の説明】
【００６７】
１０…平板部材
６０…平面度修正ジグ
６１…円盤６１
６２…樹脂製フィルム
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図２３】
2010234448.tif 000018
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2010234448.tif 000021
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
2010234448.tif 000027
【図３４】
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【図３５】
2010234448.tif 000029
【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４７】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５４】
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【図１】
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【図１２】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図３３】
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【図４３】
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【図４６】
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【図４８】
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【図５２】
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【図５３】
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