(57)【要約】【課題】研磨時のリテーナのバランス、研磨パッドの傷つき、被研磨材の汚染等の問題を生じることなく高精度な平面が研磨可能な研磨機において、リテーナを容易かつ低コストで交換可能な研磨機を提供すること。また、本発明に係る研磨機を使用することにより、低コストで高精度な研磨薄板の製造方法を提供すること。【解決手段】上定盤２０と、下定盤１０とを備え、そのいずれか一方の定盤に被研磨材Ｗが固定され、他方の定盤に研磨パッド１２が設けられ、前記一方の定盤に、前記被研磨材Ｗを固定する領域を囲むように、固定具６８によりリテーナ６１が固定された研磨機１において、前記リテーナ６１が、前記他方の定盤側に露出する側から、前記固定具６８により前記一方の定盤に固定され、かつ該固定具６８とリテーナ６１とが略同一の耐磨耗性又はリテーナより固定具６８が耐磨耗性の低い材料から形成されていることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上定盤と、下定盤とを備え、そのいずれか一方の定盤に被研磨材が固定され、他方の定盤に研磨パッドが設けられ、前記一方の定盤に、前記被研磨材を固定する領域を囲むように、固定具によりリテーナが固定された研磨機において、
前記リテーナが、前記他方の定盤側に露出する側から、前記固定具により前記一方の定盤に固定され、かつ該固定具とリテーナとが略同一の耐磨耗性又はリテーナより固定具が耐磨耗性の低い材料から形成されていることを特徴とする研磨機。
【請求項２】
請求項１記載の研磨機であって、
前記固定具がボルトであることを特徴とする研磨機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の研磨機であって、前記リテーナおよび固定具が樹脂であることを特徴とする研磨機リテーナ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の研磨機であって、
前記リテーナが装着される定盤が上定盤であることを特徴とする研磨機。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の研磨機により被研磨材を研磨することを特徴とする研磨薄板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガラス板やシリコンウェハー等の薄板を研磨する研磨機及びこれら研磨薄板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、液晶表示装置やプラズマディスプレイ等の平面表示装置は、透明薄板としてガラス板が使用されているが、高い平面精度が必要である。
また、集積回路の材料であるシリコンウェハーなどについても高い集積度に対応するために、平面や厚み等に関して高い精度が要求されている。
そのため、平面表示装置用の透明薄板ガラスやシリコンウェハー等の研磨薄板の製造においては、被研磨材は、ＳｉＯ２を用いたアルカリ性スラリーやＣｅＯ２を用いた中性スラリー、或いはＡｌ２Ｏ３を用いた酸性スラリー、砥粒剤等を用いたスラリー等を用いて化学的・機械的に被研磨材を研磨する化学機械的研磨法（ＣＭＰ法）によって平坦に研磨されていた。
また、近年、被研磨材を定盤にフローティング支持することによって研磨面の精度不足を吸収し、さらに被研磨材の周囲に設けたリテーナによって被研磨材の周辺部における過研磨を防止することによって、高い精度の研磨薄板を製造することが可能になってきている。
【０００３】
図２は、この種のＣＭＰ法により研磨薄板を研磨する研磨機の概略を示したものである。
図２おいて、符号１は研磨機であり、符号１０は下定盤、符号２０は上定盤である。
上定盤２０は、下面に被研磨材Ｗを保持するための保持部材４０を備えている。保持部材４０は、保持部材本体４１、チャンバー４２、被研磨材保持シートＳ３、リテーナ６１および図示しない加圧流体供給手段からチャンバー４２に加圧流体を供給するための配管４６を備えている。上定盤２０は、保持部材４０の下面に被研磨材Ｗを付着させた状態で、エア又は水等の加圧流体を配管４６からチャンバー４２に導入し、シートＳ３を張架することによって被研磨材Ｗをフローティング保持するようになっている。
また、下定盤１０は上面に研磨パッド１２を貼着して回転するようになっている。
【０００４】
上記の研磨機１において、被研磨材Ｗの研磨を行うには、板状の被研磨材Ｗを、上定盤２０によって回転させつつ研磨パッド１２の面１２ａ内で移動させながら該研磨パッド面１２ａ上に押付ける。同時に、研磨パッド１２の研磨パッド面１２ａ上に配設した図示しないスラリー供給管からスラリーを研磨パッド面１２ａに供給し、被研磨材Ｗの研磨パッド接触面をスラリー及び研磨パッド１２によって研磨する。
また、研磨にあたっては、リテーナ６１が図示しない駆動部によって研磨パッド１２方向に突出し、被研磨材Ｗの過研磨を防止する。
なお、上記のように、この種のシリコンウェハーや薄板ガラス等の研磨薄板を研磨するものとしては、各種のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１５５６９号公報（第６頁、第１図、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、研磨機において、リテーナは、被研磨材固定用定盤に固定した被研磨材が定盤からはずれて飛び出すのを防止するため、定盤への固定を堅固にする必要があり、保守性を考慮して取付ボルトで定盤に固定される。しかし、リテーナをフローティングさせて、過研磨を防止する研磨機においては、リテーナが研磨パッドに接触するため、リテーナに取付ボルト用の座ぐり穴を設けた場合、座ぐり穴がある部分とない部分でパッドに対する押圧力と摺動抵抗が異なるため、研磨時のバランスがとり難い。また、研磨回数が増えるにつれてリテーナが磨耗すると取付ボルトの頭が研磨面を傷つけたり、被研磨材を金属汚染する問題がある。
そのため、このような問題を解決するために、図３に示す構成の研磨機が考えられる。
【０００７】
図３において、上定盤２０の上部ハウジング２３内の外面には、チャンバー３４が設けられており、このチャンバー３４の下端開口部を閉塞するように可撓性を有する第２のシートＳ２が下部ハウジング２７と共に取付ボルト３０に緊締して設けられており、このシートＳ２の下方に下部ロッキング部材６２を介在させてリテーナ６１が設けられている。
この場合、下部ロッキング部材６２は、シートＳ２の上面側にリテーナ側シート押え部材６３を配置し、このリテーナ側シート押え部材６３の凹部から取付ボルト６５を該下部ロッキング部材６２に緊締することによって、このシートＳ２に固定されており、また、リテーナ６１は下部ロッキング部材６２に固定されることによって、下側およびチャンバー側にわずかに変位可能であり、フローティング支持された構成となっている。
【０００８】
しかしながら、この研磨機においても、リテーナ６１、下側ロッキング部材６２は、リテーナユニット６０を構成している。また、チャンバー３４内には、上部ハウジング２３に取付ボルト２８によって上部ロッキング部材２５が固定され、この上部ロッキング部材２５にシール押え部材２６、取付ボルト２９によって、第１のシートＳ１が固定され、このシートＳ１に保持側ロッキング部材４４、取付ボルト４５によって、保持側シート押え部材４３が固定され、この保持側シート押え部材４３にシートＳ２が固定されている。
そのため、リテーナ６１を交換するには、上定盤ハウジング２２を分解するために、取付ボルト２８、３０を取りはずし、さらに、取付ボルト４５を取りはずしてシートＳ１、シートＳ２を分離した後に、リテーナユニット６０からリテーナ６１を分離するために取付ボルト６５、６６を取りはずす必要があるため、非常に多くの手間と費用がかかるという問題があった。
【０００９】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、研磨時のリテーナのバランス、研磨パッドの傷つき、被研磨材の汚染等の問題を生じることなく高精度な平面が研磨可能な研磨機において、リテーナを容易かつ低コストで交換可能な研磨機を提供することにある。また、本発明に係る研磨機を使用することにより、低コストで高精度な研磨薄板の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、上定盤と下定盤とを備え、そのいずれか一方の定盤に被研磨材が固定され、他方の定盤に研磨パッドが設けられ、前記一方の定盤に前記被研磨材を固定する領域を囲むように、固定具によりリテーナが固定された研磨機において、前記リテーナが、前記他方の定盤側に露出する側から、前記固定具により前記一方の定盤に固定され、かつ該固定具とリテーナとが略同一の耐磨耗性又はリテーナより固定具が耐磨耗性の低い材料から形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る研磨機によれば、被研磨材を研磨する際に、リテーナと固定具の耐磨耗性が略同じである場合は、固定具とリテーナは略同じ速度で磨耗する。また、固定具の耐摩耗性がリテーナより低い場合は、固定具は、固定具周囲のリテーナにより保護されるのでリテーナより速く摩耗することなく、固定具はリテーナと略同じ速度で磨耗する。
そのため、リテーナと研磨パッドの押圧力が均一になり、安定した研磨がなされる。そして、リテーナが前記他方の定盤に露出する側から固定具によって固定されているので、保守点検、整備時の分解を容易に行うことができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の研磨機であって、前記固定具がボルトであることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る研磨機によれば、リテーナを定盤に固定する固定具がボルトであるため、リテーナの取付け、取り外しを容易かつ確実に行うことができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の研磨機であって、前記リテーナおよび固定具が樹脂であることを特徴とする。
【００１５】
この発明に係る研磨機によれば、リテーナおよび固定具がともに樹脂で製作されているため、研磨パッドと接触しても研磨パッドを傷つけにくく、また研磨時に発生する研磨カス等によって、被研磨材を汚染する種々のイオンが発生するおそれもなく安定した高品質の研磨薄板を生産することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載の研磨機であって、
前記リテーナが装着される定盤が上定盤であることを特徴とする。
【００１７】
この発明に係る研磨機によれば、リテーナが装着される定盤が上定盤であるため、研磨機の上部を小さくすることができる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、研磨薄板の製造方法であって、請求項１から４のいずれかに記載の研磨機により被研磨材を研磨することを特徴とする。
【００１９】
この発明に係る研磨薄板の製造方法によれば、請求項１から４のいずれかに記載の作用により、リテーナと研磨パッドの接触抵抗が安定し、高精度な平面が研磨可能である。また、リテーナを容易かつ低コストで交換可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る研磨機１を示しており、この研磨機１は、被研磨材Ｗを固定する上定盤２０と、研磨パッド１２を設けた下定盤１０とを備えている。
前記上定盤２０は、上定盤ハウジング２２と、被研磨材をフローティング支持する保持部材４０と、リテーナユニット６０とを備えている。
上定盤ハウジング２２は、上部ハウジング２３と下部ハウジング２７とからなっており、上部ハウジング２３は、その主壁部２３ａの下面に開口するチャンバー２４を備えている。
【００２１】
チャンバー２４には、上部ロッキング部材２５と、シール押え部材２６が配置され、上部ロッキング部材２５は取付ボルト２８により上部ハウジング２３の凹部の主壁部２３ａに固定され、シール押え部材２６は上部ロッキング部材２５との間に可撓性を有する第１のシートＳ１を介在させた形で、取付ボルト２９により上部ロッキング部材２５に固定されている。
【００２２】
主壁部２３ａの下面には、その下面開口部を閉塞するように可撓性を有する第２のシートＳ２が固定されている。このシートＳ２の下面側には、外周を囲むように下部ハウジング２７が配置されており、下部ハウジング２７は主壁部２３ａ側から緊締される取付ボルト３０によって、主壁部２３ａに固定されている。
さらに、シートＳ２の上面側には第１のシートＳ１との間に、保持側シート押え部材４３が固定されており、前記シートＳ１の上方には保持側ロッキング部材４４が配置されている。
さらに、シートＳ２の下面側には保持部材本体４１が配置されており、この保持部材本体４１は、保持側ロッキング部材４４、シートＳ１、保持側シート押え部材４３、シートＳ２を貫通して緊締される取付ボルト４５により、定位置に支持されている。
【００２３】
保持部材本体４１には、その下面にチャンバー４２が形成されており、その開口部を閉塞するように可撓性を有する被研磨材保持シートＳ３が固定されている。
前記保持側シート押え部材４３、保持側ロッキング部材４４の内方のチャンバー２４内には、継手４６、４７を介在させて可撓性を有する配管４８が配置されていて、図示しない加圧流体供給装置から配管４８、保持部材本体４１に設けられた孔４１ａを介して、チャンバー４２内に加圧流体が供給されるようになっている。
【００２４】
そして、保持部材本体４１の外周部近傍には、リテーナユニット６０が設けられている。リテーナユニット６０は、リテーナ６１、下部ロッキング部材６２から構成されている。そして、シートＳ２の上側には、リテーナ側シート押え部材６３が設けられており、このリテーナ側シート押え部材６３およびシートＳ２を貫通して緊締される取付ボルト６５によって、下部ロッキング部材６２が定位置に支持された構成となっている。
リテーナ６１には、その下面側に固定具を配置する凹部１０１が形成され、さらに凹部１０１とその上面側を貫通するように貫通孔１０２が形成されている。その凹部１０１に取付ボルト６８（固定具）を挿入し、取付ボルト６８の雄ネジ部７５を下部ロッキング部材６２の雌ネジ孔１０３に緊締することによって、リテーナ６１が下部ロッキング部材６２に固定された構成となっている。
【００２５】
リテーナユニット６０の取付ボルト６８は、リテーナ６１と略同一又はリテーナ６１より低い耐磨耗性の材料からなっており、上記の実施形態においては、リテーナユニット６０、取付ボルト６８は、下部ロッキング部材６２、取付ボルト６８とともに合成樹脂（例えば、ポリエーテルエーテルケトン）により形成されている。
耐磨耗性とは、部材の硬さまたは、部材の硬さに加えて、使用する研磨パッド、研磨剤、研磨条件（研磨速度、押圧力等）、リテーナ６１および取付ボルト６８の形状や残留応力等の影響を考慮することによって定まるリテーナ６１および取付ボルト６８の摩耗し難さの程度をいう。
【００２６】
この構成のもとに、チャンバー３４に図示しない配管を介して、加圧流体を供給、排出することにより、リテーナ６１、下部ロッキング部材６２は、シートＳ２に支持された状態で、わずかに上下方向に変位自在で、いわゆるフローティング状態となっている。
また、チャンバー２４に加圧流体を供給、排出することにより、保持部材４０およびリテーナユニット６０は、シートＳ１に支持された状態で、わずかに上下方向に変位自在で、いわゆるフローティング状態となっている。
なお、図１において、上定盤２０の下方には下定盤１０が配置されており、その上面には研磨パッド１２が貼着されていて、研磨パッド１２の表面１２ａにより、被研磨材Ｗを研磨するようになっている。
【００２７】
次に、上記の構成における研磨機の作用について説明する。
このように構成される研磨機１を用いた研磨方法を説明する。
まず、被研磨材Ｗを、上定盤２０の下面に設けられた保持材であるシートＳ３に付着し、その下面を研磨パッド１２に当接させる。
ここで、研磨機１を起動すると、上定盤２０の研磨パッド１２への押圧圧力が調節され、被研磨材Ｗが回転するとともに、下定盤１０が回転駆動して、研磨パッド１２が自転する。この状態で、スラリーが、研磨パッド面１２ａ上に滴下により供給され、研磨パッド面１２ａ上へ供給される。
【００２８】
ここで、前記リテーナ６１は、被研磨材Ｗの厚みに対応して上定盤２０から突出し、研磨パッド面１２ａに被研磨材Ｗとともに当接し、被研磨材Ｗとともに研磨されるようになっている。したがって、被研磨材Ｗの過研磨を防止することになる。
ここで、この研磨機１においては、上定盤２０に設けられたリテーナ６１を交換するには、リテーナ６１に設けられたすべての取付ボルト６８を緩めてリテーナ６１を取外す。
次いで、交換する新しいリテーナ６１を下部ロッキング部材６２に装着し、新しい取付ボルト６８を締付けて、下部ロッキング部材６２に固定する。
上記の作業において、取付ボルト６８は上定盤２０の下定盤１０に露出する側から取り外し操作を行うことができるため、その作業を短時間かつ容易に行うことができる。
また、内部のシートＳ１、シートＳ２を交換する必要がなく、交換に必要な費用を削減することができる。
また、この研磨機１においては、リテーナ６１と取付ボルト６８が同一の材料で製作されているため、研磨における耐磨耗性が略同一となり、リテーナ６１と取付ボルト６８の磨耗は略同じ速度で研磨し、研磨行程におけるリテーナ６１の押圧力の均一化により動的バランスを確保することができる。
【００２９】
なお、上記の実施の形態においては、取付ボルト６８がリテーナ６１と同一の合成樹脂材料の場合について説明したが、取付ボルト６８をリテーナ６１より耐磨耗性が低い材料により形成してもよく、この場合も、取付ボルト６８とリテーナ６１が略同一の耐磨耗性を有する場合と同様の効果が得られる。
また、取付ボルト６８の材料に関しては、耐磨耗性等の要件が満たされれば、金属と樹脂の複合材料、セラミック又は金属、樹脂、セラミック等を組合わせた構造でもよい。
また、リテーナ６１の座ぐり穴１００と取付ボルト６８との間には、研磨時にリテーナ６１がバランスを確保できる範囲内にて隙間があってもよい。
また、固定具については取付ボルトについて説明したが、ネジ、割ピン等のピン、キー、樹脂リベット等のファスナーを使用してもよい。
また、本実施の形態においては被研磨材Ｗを上定盤２０に保持する場合について説明したが、下定盤１０側において被研磨材Ｗを保持してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、研磨時のリテーナのバランス、研磨パッドの傷つき、被研磨材の汚染等の問題を生じることのない研磨機のリテーナ交換において、上定盤を分解する必要がないので、短時間で容易にリテーナ交換ができ、かつ内部のシール部材を交換する必要がないため交換に必要な費用を削減することができる。
また、請求項１から４に記載の研磨機による研磨薄板の製造方法によれば、リテーナと研磨パッドの接触抵抗を安定させて、高精度な平面が研磨可能であり、さらにリテーナ交換が容易であるので製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る研磨機の要部を示す縦断面図である。
【図２】従来のリテーナ付き研磨機の概略構成図である。
【図３】従来のリテーナ付き研磨機の縦断面図である。
【符号の説明】
１      研磨機
１０    下定盤
１２    研磨パッド
２０    上定盤
６１    リテーナ
６８    取付ボルト（固定具、ボルト）
Ｗ…被研磨材（研磨薄板）
【図１】
2005066712.tif 000003
【図２】
2005066712.tif 000004
【図３】
2005066712.tif 000005