(57)【要約】【課題】被加工物のそりやうねりを吸収して被加工物の平坦度を高めることを目的とし、更に、被加工物を保持する保持力を高めることを目的とする。【解決手段】湿式凝固法によって形成された発泡層２の裏面を研削加工し、発泡層２の裏面を、両面テープ３側にして両面テープ３上に積層し、発泡層２の表面２ａを、被加工物を保持する保持面とし、発泡層２は、粘着材料を含有して粘着性を有し、この粘着性によって保持力を高めるとともに、研磨時に加圧された発泡層２が圧縮変形したときに、気泡が開口した発泡層２の壁面が、両面テープ３に一時的に粘着し、急激な回復を阻止して低反発性が得られるものと考えられ、この低反発性によって、被加工物のそりやうねりを吸収して被加工物の平坦度を向上させるようにしている。【選択図】図１
2008238348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する被加工物保持材であって、
前記被加工物を保持する保持面を有する発泡層を備え、
前記発泡層が、粘着性を有することを特徴とする被加工物保持材。
【請求項２】
乾燥状態における保持力が、０．１５ｇｆ／ｃｍ２〜１．２０ｇｆ／ｃｍ２である請求項１に記載の被加工物保持材。
【請求項３】
前記発泡層の下層に、支持層を備え、前記発泡層は、湿式凝固法によって形成された発泡層の裏面が研削加工され、前記発泡層の裏面を、前記支持層側にして前記支持層上に積層されるとともに、前記発泡層の表面が、前記保持面とされる請求項１または２に記載の被加工物保持材。
【請求項４】
前記発泡層は、粘着材料を含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の被加工物保持材。
【請求項５】
前記発泡層は、前記発泡層の裏面に、粘着液が噴霧されたものである請求項３に記載の被加工物保持材。
【請求項６】
前記粘着材料を、発泡層の主原料１００重量部に対して、３重量部〜２０重量部含有している請求項４に記載の被加工物保持材。
【請求項７】
前記粘着液の噴霧量が、０．２ｇ／ｃｍ２〜０．５ｇ／ｃｍ２である請求項５に記載の被加工物保持材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨加工などの加工が施される被加工物を保持する被加工物保持材に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハやＬＣＤ用ガラス等の被加工物の研磨加工は、例えば、次のようにして行なわれる。すなわち、図４に示すように、研磨装置の上下に対向する定盤の上側定盤９に、研磨加工が施される被加工物１０を保持し、下側定盤１１に、研磨パッド１２を貼り付け、被加工物１０の表面を研磨パッド１２に圧接させつつ砥粒を含む研磨液を供給しながら両定盤９，１１を矢符で示すように回転させることにより行なわれる。
【０００３】
従来、被加工物１０は、上側定盤９に固定されて被加工物１０の裏面を吸着保持する被加工物保持材としてのバッキング材１３と、被加工物１０の外周を取り囲んで被加工物１０がバッキング材表面で位置ずれするのを防止する枠状のテンプレート１４とを用いて上側定盤９に保持される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、このようなテンプレート１４を用いる保持方法では、テンプレート１４および被加工物１０の寸法公差などに起因して、被加工物１０とテンプレート１４との間は、隙間が生じ、研磨加工中に、被加工物１０の位置がずれてテンプレート１４に繰り返して当接してテンプレート１４にクラックや損傷が生じたり、被加工物１０がテンプレート１４から脱落して品質を劣化させるなどの難点があり、更に、テンプレート１４を必要とするために、その分コストが高くなるという難点がある。
【０００５】
上記バッキング材１３としては、例えば、基材に塗工したウレタン樹脂のＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）溶液層を水中にて湿式凝固させ、温水中で洗浄、熱風で乾燥を行って発泡層を形成し、所要の厚みに揃えるなどの目的で、その表面をバフ加工したものが用いられる。前記表面は、被加工物を吸着保持する保持面となるのであるが、バフ加工では、十分な平滑面が得られず、このため、被加工物の吸着保持力が不十分となっていた。
【特許文献１】特開平０９−３２１００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このため、発泡層の表面をバフ加工することなく、基材から発泡層を剥離し、発泡層の裏面側をバフ加工した後、両面テープ等に再び接着したバッキング材がある。
【０００７】
かかるバッキング材では、図５（ａ）に示すように、バフ加工によって気泡１６が開口した発泡層１５の裏面側を、両面テープの粘着層１７に接着する構成であるので、矢符で示される研磨時の加圧によって、図５（ｂ）に示すように圧縮変形し、発泡層１５の裏面側の気泡１６を形成する壁面１８と両面テープの粘着層１７とが一時的に粘着し、急激な回復を阻止するために低反発性が得られるものと考えられる。この低反発性によって、被加工物のそりやうねり等を吸収することができるが、発泡のばらつきなどによって、十分な低反発性を得ることができないという難点がある。
【０００８】
また、かかるバッキング材では、バフ加工を施していない発泡層の表面を、被加工物を吸着保持する保持面とするので、発泡層の表面を、バフ加工する従来例に比べて吸着保持力が向上するものの、発泡の際のばらつきなどに起因して発泡層の表面の平滑度が十分ではなく、被加工物を保持する保持力が必ずしも十分でないという難点がある。
【０００９】
本発明は、上述のような課題に鑑みて為されたものであって、被加工物のそりやうねりを吸収して被加工物の平坦度を高めることを目的とし、更に、被加工物を保持する保持力を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【００１１】
本発明の被加工物保持材は、被加工物を保持する被加工物保持材であって、前記被加工物を保持する保持面を有する発泡層を備え、前記発泡層が、粘着性を有するものである。
【００１２】
本発明によると、発泡層が粘着性を有するので、加工時の加圧によって、当該被加工物保持材が、圧縮変形した際に、前記保持面とは反対側の裏面の開口した気泡の壁面が一時的に対向面に粘着したときの粘着力が強くなって、より低反発性を有すると考えられ、この低反発性によって、被加工物のそりやうねり等を効果的に吸収することができる。また、発泡層が粘着性を有することによって、被加工物を保持する保持力が向上する。
【００１３】
この保持力は、乾燥状態において、０．１５ｇｆ／ｃｍ２〜１．２０ｇｆ／ｃｍ２であるのが好ましく、より好ましくは、０．３〜０．７ｇｆ／ｃｍ２である。
【００１４】
本発明の一つの実施形態では、前記発泡層の下層に、支持層を備え、前記発泡層は、湿式凝固法によって形成された発泡層の裏面が研削加工され、前記発泡層の裏面を、前記支持層側にして前記支持層上に積層されるとともに、前記発泡層の表面が、前記保持面とされるものである。
【００１５】
研削加工は、バフ加工が好ましく、この研削加工によって、発泡層の裏面に、気泡が開口するのが好ましい。
【００１６】
この実施形態によると、気泡が開口した発泡層の裏面の粘着性によって、研磨時に加圧された発泡層が圧縮変形したときに、開口した壁面が、支持層に一時的に粘着し、急激な回復を阻止するために低反発性が得られるものと考えられ、この低反発性によって、被加工物のそりやうねりを吸収して被加工物の平坦度を向上させることができる。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態では、前記発泡層は、粘着材料を含有するものである。
【００１８】
この粘着材料の含有量は、発泡層の主原料１００重量部に対して、３重量部〜２０重量部であるのが好ましい。
【００１９】
この実施形態によると、発泡層自体が粘着性を有するので、被加工物を保持する保持力を向上させることができるとともに、研削加工によって気泡が開口した発泡層の裏面の粘着性によって、低反発性を得ることができるものと考えられ、この低反発性によって、被加工物のそりやうねりを吸収して被加工物の平坦度を向上させることができる。
【００２０】
本発明の他の実施形態では、前記発泡層は、前記発泡層の裏面に、粘着液が噴霧されたものである。
【００２１】
この粘着液の噴霧量は、０．２ｇ／ｃｍ２〜０．５ｇ／ｃｍ２であるのが好ましい。
【００２２】
この実施形態によると、研削加工によって気泡が開口した発泡層の裏面の粘着性によって、低反発性を得ることができるものと考えられ、この低反発性によって、被加工物のそりやうねりを吸収して被加工物の平坦度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、被加工物を保持する保持面を有する発泡層が、粘着性を有するので、被加工物を保持する保持力が向上するとともに、低反発性が得られ、この低反発性によって、被加工物のそりやうねりを吸収して被加工物の平坦度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態に係る被加工物保持材の概略断面図である。
【００２６】
この実施形態の被加工物保持材１は、湿式凝固法によって形成された多孔質の発泡層２を上層とし、両面テープ３からなる支持層を下層として積層された二層構造であり、両面テープ３の裏面には、剥離シート４が設けられている。
【００２７】
両面テープ３は、特に限定されず、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂フィルム５の両面に粘着層６を設けた一般的な構成を有するものである。
【００２８】
ナップ層とも称される発泡層２は、例えば、ウレタン樹脂のＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）溶液を、ＰＥＴフィルム等の基材上に塗工し、湿式凝固法により、図２（ａ）に示すように、基材７上に発泡成形し、更に、この発泡層２を、図２（ｂ）に示すように基材７から剥離し、発泡層２の裏面２ｂをバフ加工して図２（ｃ）に示すように平坦面としたものであり、この発泡層２の裏面側２ｂを、支持層としての両面テープ３に接着することにより、図２（ｄ）に示すように被加工物保持材１が得られることになる。
【００２９】
この被加工物保持材１では、発泡層２の表面２ａ、すなわち、湿式凝固法による平滑な発泡層表面、いわゆる銀面を、被加工物を保持する保持面としている。
【００３０】
発泡層２を形成するためのウレタン樹脂としては、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系などのウレタン樹脂を用いることができ、異なる種類のウレタン樹脂をブレンドしてもよい。
【００３１】
ウレタン樹脂を溶解させる水溶性有機溶媒としては、上述のジメチルホルムアミドの他、例えば、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド等の溶媒を用いることができる。
【００３２】
この実施形態では、発泡層２に粘着性を付与して被加工物の保持力を向上させるとともに、安定した低反発性を得られるようにするために、発泡層２に、粘着材料を含有させている。
【００３３】
粘着材料としては、例えば、天然ゴム系、アクリル系、ひまし油、合成樹脂系、ブチルゴムなどの合成ゴム系からなる材料を用いることができる。
【００３４】
この粘着材料の含有量は、主原料であるウレタン樹脂１００重量部に対して３重量部〜２０重量部であるのが好ましく、更に好ましくは、５重量部〜１５重量部である。
【００３５】
粘着材料の含有量が、３重量部未満であると、十分な低反発性を得ることができず、被加工物のそりやうねりを吸収して被加工物の被研磨面の平坦度を向上させることができない。粘着材料の含有量が、２０重量部を超えると、ウレタン樹脂溶液への混合が不十分となる。
【００３６】
次に、粘着材料を含有していない従来例の被加工物保持材と、粘着材料の含有量を異ならせた実施例１〜３の被加工物保持材との物性値を測定し、更に、各被加工物保持材を用いてソーダライムガラスを研磨した場合の研磨評価を行なった。
【００３７】
粘着材料として、積水化学工業株式会社製のアクリル系の粘着材料である ＃５６７７ＴＤ（製品名）を使用し、実施例１〜３では、その含有量を、ウレタン樹脂１００重量部に対して、それぞれ５重量部、１０重量部、１５重量部とした。
研磨条件は、下記表１の通りである。
【００３８】
【表１】
2008238348.tif 000003
【００３９】
物性値の測定結果および研磨評価の結果を、表２に示す。
【００４０】
【表２】
2008238348.tif 000004
【００４１】
この表２の物性値の内、回復率は、次のようにして測定した。
【００４２】
すなわち、サンプルに初期荷重を１分間かけたときの厚みＴ１を測定し、続けて第二荷重を１分間かけたときの厚みＴ２を測定する。次に、サンプルの荷重を一旦全て取り除いた状態で、１分間放置する。再び、初期荷重を１分間かけた時の厚みＴ３を測定する。これら測定値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３から回復率を、次式で算出した。
【００４３】
回復率（％）＝{(Ｔ３−Ｔ２)／(Ｔ１−Ｔ２)}×１００
なお、表２では、３５０×３５０ｍｍサイズのサンプルの５箇所を計測した際の最大値、最小値をそれぞれ示している。
【００４４】
また、保持能力については、株式会社島津製作所社製のオートグラフＡＧＳ−５００Ｂを用いて次のようにして測定した。
【００４５】
すなわち、図３に示すように、面精度の出た直径５０ｍｍの円柱状ガラス２０を、定盤２１に固定された直径７５ｍｍの被加工物保持材２２に、１５０ｇ／ｃｍ２の荷重を、１０秒間かけて吸着させる。その後、２００ｍｍ／ｍｉｎの一定速度で垂直方向に引っ張り、ガラス−被加工物保持材が、剥離する際の剥離強度をオートグラフで測定した。
【００４６】
研磨平坦度は、東京精密社製のサーフコム１４００を用いて、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１によりうねり曲線要素の平均高さの最大値（ＷｃＭａｘ）を測定して求めた。また、測定結果について、標準偏差の４倍を超える値を示した部位を平坦度異常部位と判定した。
【００４７】
また、研磨液浸透範囲は、研摩終了後、目視にて確認できるガラス端面からの研磨液浸透範囲を４点選定し、スケールで測定して平均することにより求めた。
【００４８】
また、滑り発生頻度は、研磨開始直後において、ガラスが上定盤から滑り出してしまうので非常停止をかけるが、この回数の全研磨回数に対する割合とし、寿命は、うねり曲線要素の平均高さの最大値（ＷｃＭａｘ）が０．０２μｍを超えた時点を寿命としている。
【００４９】
この表２に示すように、粘着材料を含有しない従来例に比べて、実施例１〜３は、粘着性を有するので、保持能力が向上し、研磨液浸透範囲も小さくなり、滑り発生頻度も低くなっていることが分かる。
【００５０】
また、粘着材料の含有量が増えるにつれて、回復率が低くなってより低反発性を示し、研磨時に、被加工物のそりやうねりを吸収し、研磨平坦度が向上していることが分かる。
上述の実施形態では、発泡層２に、粘着材料を含有させたけれども、本発明の他の実施形態として、粘着材料を含有させるのではなく、バフ加工した発泡層２の裏面に、粘着液を噴霧し、その後、支持層としての両面テープ３に接着するようにしてもよい。
【００５１】
このように、バフ加工によって気泡が開口した発泡層２の裏面に、粘着液を噴霧して粘着層を形成することにより、上述の実施形態と同様に低反発性を得ることができる。
【００５２】
この粘着液としては、例えば、住友３Ｍ社の合成ゴム系接着剤スプレーのり（製品名Ｎｏ．３３３）などを用いることができ、噴霧量は、０．２ｇ／ｃｍ２〜０．５ｇ／ｃｍ２であるのが好ましく、更に好ましくは、０．２〜０．３５ｇ／ｃｍ２である。
【００５３】
粘着液を噴霧していない従来例の被加工物保持材と、粘着液の噴霧量を異ならせた実施例４〜６の被加工物保持材との物性値の測定、および、各被加工物保持材を用いてソーダライムガラスを研磨した場合の研磨評価を、上述の実施形態と同様に行なった。
【００５４】
粘着液として、住友３Ｍ社の合成ゴム系接着剤スプレーのり（製品名Ｎｏ．３３３）を使用し、実施例４〜６では、その噴霧量を、それぞれ０．２ｇ／ｃｍ２、０．３５ｇ／ｃｍ２、０．５ｇ／ｃｍ２とした。
【００５５】
物性値の測定結果および研磨評価の結果を、表３に示す。
【００５６】
【表３】
2008238348.tif 000005
【００５７】
この表３に示すように、粘着液の噴霧量が増えるにつれて、保持能力が向上し、研磨液浸透範囲も小さくなり、滑り発生頻度も低くなっていることが分かる。
【００５８】
発泡層の裏面に粘着液を噴霧しているのに拘らず、保持力等が向上するのは、被研磨物が本発明に係る被加工物保持材に押し付けられることにより、当該被加工物保持材が、被研磨物の形状に沿って窪んで凹部が形成され、該凹部に被研磨物の一部が入り込んだ状態で被研磨物が保持されることになるが、裏面の粘着性が向上することによって、窪んだ凹部の状態を維持しようとする作用が働き、その結果、前記凹部に嵌り込んでいる被研磨物の保持力等が向上するものと考えられる。
【００５９】
実施例４，５では、従来例に比べて、研磨平坦度が向上し、平坦度異常部位も認められない。
【００６０】
実施例６では、平坦度異常部位が、従来例と同じ２箇所になっているが、これは、粘着液の噴霧量が、やや過剰となったものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、半導体ウェハや精密ガラス基板などの研磨に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る被加工物保持材の断面図である。
【図２】図１の被加工物保持材の製造工程を示す図である。
【図３】保持能力の測定方法を説明するための図である。
【図４】研磨装置の概略構成図である。
【図５】低反発性を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６３】
１        被加工物保持材     ２    発泡層
３        両面テープ            ５    樹脂フィルム
６        粘着層                  ７    基材
【図１】
2008238348.tif 000006
【図２】
2008238348.tif 000007
【図３】
2008238348.tif 000008
【図４】
2008238348.tif 000009
【図５】
2008238348.tif 000010