(57)【要約】【課題】研磨装置上盤と密着しにくく、その効果に持続性がある被研磨物保持材を構成するのに適した板状体を提供し、ライントラブルによる被研磨物の不良を低減する。【解決手段】熱硬化性樹脂を含浸したシート状繊維基材１枚若しくは重ね合せた複数枚を型板の間で加熱加圧成形するに当たり、前記シート状繊維基材の少なくとも片側にメッシュを配置し、前記メッシュの厚さが１００〜８００μｍであることを特徴とする。好ましくは、前記シート状繊維基材の片側のみにメッシュを配置する。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂を含浸したシート状繊維基材１枚若しくは重ね合せた複数枚を型板の間で加熱加圧成形するに当たり、
前記シート状繊維基材の少なくとも片側にメッシュを配置し、前記メッシュの厚さが１００〜８００μｍであることを特徴とする被研磨物保持材用板状体の製造法。
【請求項２】
前記シート状繊維基材の片側のみにメッシュを配置することを特徴とする請求項１記載の被研磨物保持材用板状体の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
シリコンウエハ，ハードディスクなどの製造工程には、これらの表面を研磨する工程がある。本発明は、前記研磨工程で、シリコンウエハ，ハードディスクなどの被研磨物を保持するための保持材に適用する成形板状体の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記被研磨物保持材は、駆動用のギアを周囲に形成した円板に、被研磨物保持用の貫通穴を１個ないし複数個あけた構造である。前記貫通穴に被研磨物を嵌め込んで研磨装置に装着し、保持材を平面で駆動させることにより被研磨物の研磨を行う。
【０００３】
従来、このような被研磨物保持材は、熱硬化性樹脂積層板を加工した板状体で構成されている。前記熱硬化性樹脂積層板は、ガラス繊維織布基材エポキシ樹脂積層板、アラミド繊維不織布基材エポキシ樹脂積層板、綿布基材フェノール樹脂積層板などである。被研磨物保持材を構成するための積層板は、一般に、無機物や有機物の粒子などを含有しない熱硬化性樹脂をガラス繊維織布やアラミド繊維不織布あるいは綿布等の基材に含浸乾燥してプリプレグとし、このプリプレグ１枚若しくは重ね合せた複数枚を加熱加圧成形して製造する。
これら積層板は、前記のように被研磨物保持材に加工され、シリコンウエハ，ハードディスクなどの研磨に使用される。
【０００４】
研磨作業は、上記被研磨物保持材を研磨装置に装着し、被研磨物保持材の貫通穴に被研磨物を保持し、シリカ（ＳｉＯ２），アルミナ（Ａｌ２Ｏ３），セリア（ＣｅＯ２）などの微粒子を分散した水系研磨液を供給して行なわれる。
被研磨物保持材を新しいものと交換する場合など、被研磨物保持材を研磨装置に脱着する操作は、手作業もしくは自動機で行なわれるが、最近は、自動機で行なわれることが多くなってきた。また、研磨を終了した被研磨物の取出しと新たに研磨する被研磨物の供給も自動機で行わなれることが多くなってきた。また、最近の傾向として、従来より研磨粒子の小さなコロイダルシリカが多用されるようになりつつあり、研磨保持材が研磨装置の上盤に密着しやすい状況になってきた。
【０００５】
上述のように、研磨作業には水系研磨液を使用するために、被研磨物保持材は研磨装置の上盤に密着しやすい状況にある。被研磨物保持材の脱着や被研磨物の取出しに際し、被研磨物保持材が上盤に密着して上盤と共に持ち上げられてしまい、さらには被研磨物も一緒に持ち上げられることがある。このような事態は、被研磨物保持材の着脱や被研磨物の取出し・供給を手作業で行なう場合には大きな問題とはならないが、自動機で行わせる場合にはライントラブルの原因となる。
【０００６】
その対策として、熱硬化性樹脂含浸シート状繊維基材を熱可塑性樹脂製離型フィルムに挟み、型板の間で加熱加圧成形するに当たり、前記熱可塑性樹脂製離型フィルムの厚さを０．０４mm〜０．１mmとし、当該離型フィルムと型板の間に織布を配置する被研磨物保持材用板状体の製造法が提案されている（特許文献１）。
上記のように加熱加圧成形することにより、成形中に軟化した熱可塑性樹脂製離型フィルムを通して板状体の表面に織布の織目を転写し、前記板状体の表面には、前記織目に対応した凹凸が付与されるものであり、研磨装置の上盤への密着防止に一応の効果は認められるが、凹凸の高さが３０〜４０μｍ程度であるため、研磨中に凹凸が研磨され、その高さが低くなるに従い、研磨装置の上盤への密着防止効果の持続が少ないという欠点があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１４２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、研磨装置上盤と密着しにくく、またその効果の持続性がある被研磨物保持材を構成するのに適した板状体を提供し、ライントラブルによる被研磨物の不良を低減させ、研磨作業効率を上げることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る方法は、以下のように被研磨物保持材用板状体を製造する。すなわち、熱硬化性樹脂を含浸したシート状繊維基材１枚若しくは重ね合せた複数枚を型板の間で加熱加圧成形するに当たり、前記シート状繊維基材の少なくとも片側にメッシュを配置し、前記メッシュの厚さが１００〜８００μｍであることを特徴とする（請求項１）。好ましくは、前記シート状繊維基材の片側のみにメッシュを配置する（請求項２）。
【００１０】
上記のように加熱加圧成形することにより、板状体の表面にメッシュの織目を転写する。前記板状体の表面には、前記メッシュに対応した凹凸が付与される。
板状体の表面に付与される凹凸の高さは、メッシュの厚みに依存し、前述のとおり研磨装置の上盤への密着防止寿命に相関する。メッシュの厚みが１００μｍ未満の場合、板状体の表面に十分な凹凸が付与できず、研磨装置の上盤への密着防止効果が得られない。また、メッシュの厚みが８００μｍを超えると、板状体の表面に付与される凹凸の高さが高すぎて、加熱加圧成形後の離型フィルムの離型性が悪化する。また、離型フィルムを離型する際に離型フィルムが破れることがある。このため、メッシュの厚さは１００〜８００μｍとする。
【００１１】
また、メッシュ数が小さい場合、メッシュの糸と糸の距離が大きいため目曲がりが発生し、板状体の表面に付与される凹凸パタ−ンが局所的に不均一となり、研磨に悪影響を及ぼす。また、メッシュ数が大きすぎると、メッシュのピッチが小さすぎ、研磨装置の上盤への密着防止効果が得られない。このため、メッシュ数としては１５〜１００メッシュが好ましい。ここで、メッシュ数とは、１インチの間に存在する糸の本数をいう。また、メッシュに使用する糸の太さは６０〜４００μｍが好ましい。
【００１２】
上記板状体を所定形状に加工して被研磨物保持材とするわけであるが、表面層に上記の凹凸をもつ被研磨物保持材が、研磨装置の上盤に密着しにくい理由は、以下のように考えられる。
被研磨物保持材の表面に、凹凸がある場合、表面が全くフラットで平滑な場合と比較して、被研磨物保持材が研磨パッドと接触して密着する面積が小さくなる。研磨パッドとキャリアとの間には極微量の空隙が存在していると考えられる。また、密着する強度が凹凸の場所によって変化し、不均一になる。従って、密着力を比較した場合、凹凸をもつ被研磨物保持材は全体としての密着力が低くなり、また、密着力の低い箇所から剥がれやすいので、研磨装置上盤に密着しにくくなっているのである。
ここで、被研磨物保持材の表面に凹凸を付与した面を上面とし、反対面には凹凸を付与していない平滑な面を下面として、被研磨物保持材を研磨装置に装着した場合、表面が平滑な下面と比較して凹凸をもつ上面の密着力が低くなり、研磨装置の上盤への密着防止効果がより顕著になる。このため、メッシュを転写する被研磨物保持材の面は、両面よりも片面のみとするほうが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
被研磨物保持材表面に梨地（艶消し）模様を付与しただけでは、研磨パッドとキャリア板の間に空隙が生じ難く、密着力が不均一とならないので、密着を防止するには不十分である。また、従来技術の織布により凹凸を付与する方法では、加熱加圧成形時に織布を構成している繊維の束がつぶれるため凹凸の高さが４０μｍ程度であり、また凹凸の凸形状がなだらかとなるため、パッド密着防止にある程度の効果はあるものの、効果の持続が短かい。
【００１４】
しかし、本発明に係る製造法においては、熱硬化性樹脂を含浸したシート状繊維基材を加熱加圧成形して被研磨物保持材用板状体を製造するに当たり、前記シート状繊維基材の少なくとも片側にメッシュを配置し、前記メッシュの厚さを１００〜８００μｍとしたので、研磨装置上盤と密着しにくく、かつ、その効果の持続性がある被研磨物保持材を構成するのに適した板状体を提供することができる。
【００１５】
密着を効果的に防止し、かつその効果を持続させるためには、メッシュにより付与する凹凸の高さをより高くすることが必要である。研磨装置上盤との密着防止の点から、凹凸の高さの上限は特に限定するものではないが、研磨パッドの材質と表面状態、および被研磨物の厚みから適宜選択することができる。
また、パッド密着防止の効果は凹凸の高さだけでなく、凹部と凸部の面積比にも依存する。パッドに密着する部分の面積は多すぎても少なすぎても密着防止の効果は十分に得られないため、密着防止の効果およびその効果の持続性を考慮し、適宜選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
上述のように、本発明に係る製造法は、熱硬化性樹脂を含浸したシート状繊維基材を加熱加圧成形して被研磨物保持材用板状体を製造するに当たり、前記シート状繊維基材の少なくとも片側にメッシュを配置し、前記メッシュの厚さが１００〜８００μｍであることを特徴とする。
シート状繊維基材は、ガラス繊維やアラミド繊維の織布又は不織布あるいは綿布など、被研磨物保持材を構成可能なシート状繊維基材であれば特に限定するものではない。しかし、有機繊維シート状繊維基材を選択した被研磨物保持材に対しては、特に研磨装置上盤への密着防止の効果が顕著になる。なぜなら、被研磨物保持材を構成する樹脂が同じであるならシート状繊維基材の種類に拘わらず研磨装置上盤と被研磨物保持材との密着力は同程度であるが、有機繊維シート状基材を使用した被研磨物保持材は比較的軽量であるため、研磨装置上盤に密着すると一緒に持ち上げられやすいからである。
【００１７】
シート状繊維基材に含浸する熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂，エポキシ樹脂，ポリエステル，ポリイミドなどであり特に限定するものではない。しかし、フェノール樹脂やポリイミドなど、比較的耐熱性の高い熱硬化性樹脂（例えば、ベンゼン核など接着に直接関与しない部分を分子骨格に高密度で有している樹脂）は、樹脂自体は硬いものの、接着性が比較的低いため研磨時に基材と樹脂の界面剥離が発生しやすかったり、樹脂自体の破壊・摩耗が起こりやすい。このようなことから、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用することが好ましい。
【００１８】
メッシュの材質は、加熱加圧成形時に著しく変形（目曲がりなど）したり破損したりしない程度の耐熱性と強度を有していればよく、金属（ＳＵＳなど）、プラスチック（ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、フッ素樹脂など）などであるが特に限定するものではない。
【００１９】
加熱加圧成形時に使用する離型フィルムは、成形時の熱履歴に耐え、成形後離型可能な材料からなるものであれば特に限定しない。ポリメチルペンテンフィルム、フッ素樹脂フィルム、ポリプロピレンフィルムなどから、必要な耐熱性の度合いに応じて選定すればよい。
離型フィルムの厚さは、０．０５mm〜０．０６mmが好ましい。離型フィルム厚さが薄くなると、メッシュの形状に忠実に凹凸が形成される一方で、これに当接しているメッシュの凹凸に引っ張られ破損する心配があり、離型フィルム厚さが厚くなると、破損の可能性は小さくなるが、メッシュの形状が離型フィルムに吸収されてしまい、板状体に凹凸が付与されにくくなるからである。
【００２０】
上記板状体の加熱加圧成形は、プレス熱盤間で実施することができる。被研磨物の種類や厚さなど研磨条件により被研磨物保持材の厚さは変わるが、これは、シート状繊維基材の厚さや重ね合せ枚数を変えることにより調整する。シート状繊維基材の外側に離型フィルム、メッシュ、型板の順に配置することによって凹凸を付与することができる。加熱加圧成形中に、メッシュの開口の部分に離型フィルムを介して溶融した樹脂が入り込み、板状体はその部分が凸の形状を形成する。したがってそのメッシュの厚みによって凹凸高さを制御することができる。
なお、シート状繊維基材の外側にメッシュを配置する際、メッシュと型板の間に離型フィルムを介在させてもよい。これにより、加熱加圧成形後の型板の汚れを防ぐことができる。
【実施例】
【００２１】
シート状繊維基材として、以下のものを準備した。
（アラミド繊維不織布基材）
パラ系アラミド繊維（ポリｐ−フェニレン３，４−ジフェニールエーテルテレフタラミド繊維）チョップ（繊維径：１．５デニール，繊維長：３mm，帝人製「テクノーラ」）を水中に分散して抄造し、これに水溶性エポキシ樹脂バインダ（ガラス転移温度１１０℃）をスプレーして加熱乾燥により単位質量６０ｇ／ｍ２の不織布とした。パラ系アラミド繊維／樹脂バインダの配合質量比は、９０／１０である。
【００２２】
プリプレグとして、以下のものを準備した。
先ず、硬化剤としてジシアンジアミドを、また、硬化促進剤として２−エチル−４メチルイミダゾールを配合したビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ワニスを準備する。
上記アラミド繊維不織布基材に、上記ワニスを含浸し加熱乾燥してプリプレグとした。プリプレグは、その１枚を加熱加圧成形したときの厚さが０．１mmになるように樹脂付着量を調整した。
【００２３】
離型フィルムとしてポリプロピレン製フィルム（０．０５mm）を、また、メッシュとしてナイロン製で目開きの異なる以下のものを準備した。
メッシュＡ（厚さ：０.９mm、１０メッシュ、糸の太さ：５００μｍ）
メッシュＢ（厚さ：０.８mm、１５メッシュ、糸の太さ：４００μｍ）
メッシュＣ（厚さ：０.４mm、４０メッシュ、糸の太さ：２００μｍ）
メッシュＤ（厚さ：０.１mm、１００メッシュ、糸の太さ：６０μｍ）
メッシュＥ（厚さ：０.０９mm、１２０メッシュ、糸の太さ：５０μｍ）
実施例１
プリプレグ１０枚を重ね合せた両側に離型フィルム（０．０５mm厚）を配置し、これを型板に挟む。両側の離型フィルムと型板の間にはメッシュＢ（０.８mm厚）を介在させる。この構成物をプレス熱盤間に投入し、熱盤との間にはクラフト紙層からなる厚さ１０mmのクッション材を配置して加熱加圧成形し、厚さ１.０mmの積層板を得た。
この積層板を被研磨物保持材に加工した。この被研磨物保持材は、周囲にギアを形成した直径１０インチの円板であり、被研磨物を嵌め込むための直径３．５インチの貫通穴を４個設けたものである。
【００２４】
実施例２
メッシュＢの代わりにメッシュＣ（０．４mm厚）を使用し、そのほかは実施例１と同様とした。
【００２５】
実施例３
メッシュＢの代わりにメッシュＤ（０．１mm厚）を使用し、そのほかは実施例１と同様とした。
【００２６】
実施例４
メッシュＢを介在させる面を片側のみとし、そのほかは実施例１と同様とした。
【００２７】
比較例１
メッシュＢの代わりにメッシュＡ（０．９mm厚）を使用し、そのほかは実施例１と同様としたが、成形後の離型性が著しく悪く、離型時にフィルム破れが発生し、離型フィルムが局所的に積層板に残存したので、研磨評価はできなかった。
【００２８】
比較例２
メッシュＢの代わりにメッシュＥ（０．０９mm厚）を使用し、そのほかは実施例１と同様とした。
【００２９】
従来例１
実施例１において、離型フィルムと型板の間にはガラス織布（０.１８mm厚、日東紡製、ＷＥＡ−７６２８）を介在させて加熱加圧成形を実施し、そのほかは実施例１と同様とした。
【００３０】
従来例２
実施例１において、離型フィルムと型板の間にはガラス織布（０.１０mm厚、日東紡製、ＷＥＡ−１１６Ｅ）を介在させて加熱加圧成形を実施し、そのほかは実施例１と同様とした。
【００３１】
以上の各実施例、比較例、ならびに従来例における被研磨物保持材を使用して研磨作業を行なった。被研磨物は３．５インチアルミニウム製ハードディスクである。被研磨物保持材の研磨装置上盤への密着頻度評価として、表面粗さと被研磨物保持材のパッド密着防止寿命を評価した結果を表２に示す。尚、表２に示した実施例４の表面粗さは、メッシュを当接して凹凸を付与した側の表面粗さである。
表面粗さは、表１に示す条件で測定した。
被研磨物保持材のパッド密着防止寿命は、キャリアが使用開始からパッドに密着し始めたバッチ数により判断し、従来例１の使用寿命を１００とした指数（指数が大きいほど、パッド密着防止の寿命が長い）で示す。
【００３２】
【表１】
2007331090.tif 000002
【００３３】
【表２】
2007331090.tif 000003
【００３４】
表２から明らかなように、本発明に係る方法で製造した板状体を被研磨物保持材に適用することにより、被研磨物保持材が研磨装置上盤に密着して一緒に持ち上げられる現象を防止する効果が持続し、ライントラブルの発生を減らすことに寄与する。
また、メッシュを配置する面を片側のみとした場合は、メッシュを配置する面が両側の場合と比較して、パッド密着防止寿命が向上することが理解できる（実施例４と実施例１の対比）。
これによって、被研磨物の生産歩留まり向上と大幅なコスト低減を図ることができる。