(57)【要約】【課題】コストの増加を招くことなく、所要の厚みの被加工物保持枠材およびそれを用いた被加工物保持具を提供する。【解決手段】積層板からなる主枠材３の厚みがばらついても、そのばらつきを補正するような厚みを有する補正用枠材６を選択し、主枠材３に重ねて使用することにより、被加工物保持枠材５全体としての厚みを、所要の厚みに補正することができる。しかも、主枠材３、補正用枠材６および接着層７，８には、それらの位置合わせ用の穴１６が形成されているので、これらを積層して一体化する際の位置精度を高めることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッキング材に吸着保持される被加工物の外周を囲んで、前記被加工物を保持する被加工物保持枠材であって、
積層材からなる主枠材と、前記主枠材に重ねられて、当該被加工物保持枠材の厚みを補正する補正用枠材と、接着層とを備え、
前記補正用枠材は、前記主枠材と前記バッキング材との間に、前記接着層を介して設けられ、
前記主枠材、前記補正用枠材および前記接着層には、それらの位置合わせ用の穴が形成されていることを特徴とする被加工物保持枠材。
【請求項２】
前記主枠材、前記補正用枠材および前記接着層の厚みの和が、所定の範囲になるように、前記補正用枠材は、前記主枠材の厚みに応じた厚みを有する請求項１に記載の被加工物保持枠材。
【請求項３】
当該被加工物保持枠材が、リング状に形成され、位置合わせ用の前記穴が、円形であって、前記穴の直径が、前記リング状の被加工物保持枠材のリング幅の１４％〜６０％の範囲である請求項１または２に記載の被加工物保持枠材。
【請求項４】
前記補正用枠材が、高分子シートからなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の被加工物保持枠材。
【請求項５】
前記バッキング材と、前記請求項１ないし４のいずれか一項に記載の被加工物保持枠材とを備えることを特徴とする被加工物保持具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板等の被加工物の外周を囲むようにして保持する被加工物保持枠材およびそれを用いた被加工物保持具に関し、更に詳しくは、研磨加工される被加工物を保持するのに好適な被加工物保持枠材および被加工物保持具に関する。
【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７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バッキング材１３と、このバッキング材に接着剤によって固定されて、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被加工物保持枠材としてのテンプレート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）。
【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】
【０００４】
図８は、図７の被加工物保持具の一部を拡大して示すものであり、上下を逆にして示している。
【０００５】
バッキング材１３の表面からテンプレート１４の表面までの厚みＤは、デプスと称され、被加工物１０の突き出し量に対応する。この突き出し量は、ユーザの研磨条件に応じて、種々の設定値が要求される。
【０００６】
近年、多層配線技術の進歩とウェハの面内平坦度への要求より、前記デプスに要求される寸法公差も厳しくなっている。テンプレート１４は、ガラス繊維等の繊維素材を、エポキシ樹脂等の樹脂を用いて加圧積層した積層板が用いられるが、かかる積層板は、厚み精度のばらつきが大きく、前記寸法公差を満たすのは容易でなく、歩留まりが悪く、コストの増加を招くという難点がある。
【０００７】
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、コストの増加を招くことなく、所要の厚みの被加工物保持枠材およびそれを用いた被加工物保持具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明の被加工物保持枠材は、バッキング材に吸着保持される被加工物の外周を囲んで、前記被加工物を保持する被加工物保持枠材であって、積層材からなる主枠材と、前記主枠材に重ねられて、当該被加工物保持枠材の厚みを補正する補正用枠材と、接着層とを備え、前記補正用枠材は、前記主枠材と前記バッキング材との間に、前記接着層を介して設けられ、前記主枠材、前記補正用枠材および前記接着層には、それらの位置合わせ用の穴が形成されている。
【００１０】
本発明によると、積層材からなる主枠材の厚みがばらついても、そのばらつきを補正するような厚みを有する補正用枠材を選択し、主枠材に重ねて使用することにより、当該被加工物保持枠材全体としての厚みを、所要の厚みに補正することができ、これによって、主枠材の厚みのばらつきによる不良をなくして、コストの低減を図ることができる。
【００１１】
しかも、主枠材、補正用枠材および接着層には、それらの位置合わせ用の穴が形成されているので、これらを積層して一体化する際の位置精度を高めることができる。
【００１２】
本発明の一つの実施形態では、前記主枠材、前記補正用枠材および前記接着層の厚みの和が、所定の範囲になるように、前記補正用枠材は、前記主枠材の厚みに応じた厚みを有している。
【００１３】
この実施形態によると、主枠材の厚みに応じた厚みの補正用枠材を使用することにより、主枠材、補正用枠材および接着層の厚みの和、すなわち、当該被加工物保持枠材全体としての厚みを、所要の範囲内に収めることができる。
【００１４】
本発明の他の実施形態では、当該被加工物保持枠材が、リング状に形成され、位置合わせ用の前記穴が、円形であって、前記穴の直径が、前記リング状の被加工物保持枠材のリング幅の１４％〜６０％の範囲である。
【００１５】
この実施形態によると、位置合わせ用の穴の直径が、リング幅の１４％以上の大きさを有しているので、主枠材、補正用枠材および接着層を、積層して一体化する際の位置合わせの精度を確保できる一方、前記穴の直径を、リング幅の６０％以下の大きさに制限しているので、前記穴が大き過ぎて、加工の際に加わる応力によって、枠材が剥離するといったことを防止することができる。
【００１６】
本発明の更に他の実施形態では、前記補正用枠材が、高分子シートからなる。
【００１７】
この実施形態によると、補正用枠材は、高分子シートからなるので、厚み精度の高いものとなり、かかる補正用枠材を用いて、当該被加工物保持枠材の厚みを、精度よく補正することができる。
【００１８】
本発明の被加工物保持具は、前記バッキング材と、本発明の被加工物保持枠材とを備えている。
【００１９】
本発明によると、被加工物保持枠材の厚みのばらつきがなくなり、被加工物の平坦度が安定する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、積層材からなる主枠材の厚みがばらついても、そのばらつきを補正するような厚みを有する補正用枠材を選択し、主枠材に重ねて使用することにより、当該被加工物保持枠材全体としての厚みを、所要の厚みに補正することができ、これによって、主枠材の厚みのばらつきによる不良をなくして、コストの低減を図ることができる。
【００２１】
しかも、主枠材、補正用枠材および接着層には、それらの位置合わせ用の穴が形成されているので、これらを積層して一体化する際の位置合わせの精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係る被加工物保持具の平面図であり、図２は、その切断面線Ａ−Ａから見た断面図であり、図３は、上述の図８に対応する一部拡大断面図である。
【００２４】
この被加工物保持具１は、図３に示すように、研磨加工される被加工物である、例えば、ガラス基板２を、上述の図７に示される加工装置である研磨装置の上側定盤９に保持するものである。
【００２５】
被加工物保持具１は、ガラス基板２の裏面を吸着保持するバッキング材４に加えて、ガラス基板２が位置ずれしないようにその外周を囲んでガラス基板２を保持する被加工物保持枠材５を備える。
【００２６】
ガラス基板２の裏面側を吸着して保持するバッキング材４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、基材上に発泡成形することによって得ることができる。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
この実施形態では、コストの増加を招くことなく、所要の厚みの被加工物保持枠材５とするために、被加工物保持枠材５は、積層板からなる主枠材３と、被加工物保持枠材５の厚みを補正するための補正用枠材６と、第１，第２の接着層７，８とを備えている。
【００３０】
主枠材３は、ガラス繊維、アラミド繊維、カーボン繊維、紙繊維等の基材に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂等の樹脂を含浸させて積層加圧成形した積層板からなり、この実施形態では、例えば、ガラス−エポキシ積層板からなる。
【００３１】
主枠材３は、かかる積層板から構成されるので、上述のように、厚みのばらつきが大きい。
【００３２】
そこで、被加工物保持枠材５は、主枠材３の厚みのばらつきを、補正するための補正用枠材６を備えており、この補正用枠材６は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネ−ト、ユニレート（登録商標）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥ（ポリエチレン）、塩化ビニル等の高分子のシートからなり、この実施形態では、ＰＥＴのシートからなる。
【００３３】
この補正用枠材６は、種々の厚みのものが、予め準備されており、被加工物保持枠材５の厚みが所要の厚み、すなわち、図２に示されるバッキング材４の表面から被加工物保持材５の表面までの厚みＤが、所要の寸法公差に収まるように、主枠材３の厚みに応じた厚みの補正用枠材６が選択されて用いられる。補正用枠材６の厚みは、例えば、３０μｍ〜６０μｍ程度である。
【００３４】
主枠材３と補正用枠材６とを接着する第１の接着層７、および、補正用枠材６とバッキング材４とを接着する第２の接着層は、いずれも感熱性の接着シートから構成される。
【００３５】
この実施形態の被加工物保持枠材５は、図１に示すように、同心のリング状に形成されており、その内周面によって、円形の被加工物であるガラス基板２の外周を囲って保持する保持孔１５が構成される。
【００３６】
リング状の主枠材３、補正用枠材６、および、接着シートからなる第１，第２の接着層７，８には、それぞれ位置合わせ用の円形のピン穴１６が、二箇所にそれぞれ形成されており、図４に示すように、例えば、ゴムからなるピン１７を、前記ピン穴１６を挿入して位置合わせを行う。
【００３７】
次に、この実施形態の被加工物保持具１の製造方法について説明する。
【００３８】
先ず、主枠材３を構成する厚みのばらつきが大きい積層板の厚みを測定する。
【００３９】
次に、補正用枠材６を構成するＰＥＴシートの厚みを決定する。接着層７，８を構成する接着シートの厚みは、ばらつきが殆どなく、略一定であるので、主枠材３、接着層７，８を構成する接着シート、および、補正用枠材６の厚みの総和が、所定の厚み範囲である寸法公差に収まるように、補正用枠材６を構成するＰＥＴシートの厚みを決定する。上述のように、補正用枠材６を構成するＰＥシートは、種々の厚みのものが予め準備されており、決定した厚みのＰＥＴシートを選択して使用する。
【００４０】
次に、主枠材３を構成する積層板と、第１の接着層７を構成する接着シートと、選択した補正用枠材６を構成するＰＥＴシートと、第２の接着層８を構成する接着シートとを、重ねて固定した上で、図１に示すリング状に切削加工する。このとき、同時に位置合わせ用の円形のピン穴１６を加工する。
【００４１】
次に、リング状に切削加工した主枠材３、補正用枠材６、および、第１，第２の接着層７，８を構成する接着シートの各ピン穴１６に、位置合わせ用のピン１７を挿入して積層した状態で、別途準備したバッキング材４に重ねて加熱機構の付いたプレス機で貼り込み一体成形し、その後、位置合わせ用のピン１７を外して、上述の図１，図２に示される被加工物保持具１を得る。
【００４２】
このように位置合わせ用のピン１７を、ピン穴１６に挿入した状態で、一体に成形するので、位置ずれが抑制されて、被加工物保持具１の寸法が安定する。
【００４３】
次に、位置合わせ用のピン穴１６のサイズについて、次のようにして検討を行った。
【００４４】
異なるピン穴１６およびピン１７を用いて、複数の被加工物保持具１のサンプルを作成し、図５に示すように、保持孔１５の周面における主枠材３と補正用枠材６との位置ずれ量Ｇを、ＣＣＤを用いて観察した。
【００４５】
このサンプルの作成は、次のようにして行った。
【００４６】
すなわち、主枠材３となる厚さ６５０μｍの日東シンコー社製ガラスエポキシシートに、厚さ６５μｍのウレタン樹脂製熱接着シートを貼り込み、補正用枠材６となる別途準備したサンドブラスト処理後の厚さ３０μｍのＰＥＴシートにも同様に厚さ６５μｍの熱接着シートを貼り込む。更に、ニッタ・ハース社製バッキングフィルムＲ６０１（商品名）を両面テープ付きの状態にして別途準備する。
【００４７】
次に、上記のガラスエポキシシートとＰＥＴシートとを積載し、切削装置に固定し、図１の様なリング幅３５ｍｍのリング形状に加工するとともに、位置合わせ用のピン穴のサイズを異ならせたサンプルを作成した。その後、ＰＥＴ材料からなるサイズの異なるピンを用いて、バッキングフィルム上にＰＥＴシート、ガラスエポキシシートの順に積層し仮固定の上、ピンをおいたまま  熱プレス機にて、接着温度１２０℃、接着時間３０秒、接着間隙１．００ｍｍ、加圧条件２．０ＭＰａの接着条件で接着固定を行った。
【００４８】
各サンプルについて、上述の図５に示す位置ずれ量を観察した。その結果、位置合わせ用のピン穴の直径が、５ｍｍ未満では、位置ずれ量が大きくなり始めるのが確認された。したがって、位置合わせ用のピン穴１６の直径は、５ｍｍ以上、すなわち、リング状の被加工物保持枠材１のリング幅３５ｍｍに対する割合として、１４％（＝５／３５）以上であるのが好ましい。
【００４９】
一方、位置決め用のピン穴１６の直径を大きくすれば  接着部分の幅が小さくなって材料強度が低下する傾向にある。
【００５０】
そこで、幅の異なる被加工物保持枠材のサンプルを作成して破壊強度を、次のようにして測定した。すなわち、ＩＮＴＥＳＣＯ社製ＩＭ２０引っ張り試験機を用いて、計測速度３００ｍｍ／ｍｉｎで、１８０°剥離の計測を行った。
【００５１】
その結果を表１および図６に示す。
【００５２】
【表１】
2009160706.tif 000003
【００５３】
破壊強度が、１．０ｋｇｆ以下では、剥離が発生する。図６から分るように、剥離が生じないためには、枠材の幅は、１４．０ｍｍ程度必要であることが分かる。
【００５４】
したがって、上述の実施形態の被加工物保持枠材の場合には、例えば、リング幅が、３５ｍｍであるとすると、１４ｍｍの枠材幅が必要であることから、位置合わせ用のピン穴の直径は、２１ｍｍ以下、すなわち、リング幅に対する割合では、６０％（＝２１／３５）以下であるのが好ましい。
【００５５】
したがって、位置合わせ用のピン穴１６の直径は、リング状の被加工物保持枠材５のリング幅の１４％〜６０％の範囲にあるのが好ましい。
【００５６】
このように、位置合わせ用のピン穴１６の直径を、リング状の被加工物保持枠材５のリング幅の１４％〜６０％の範囲とすることにより、位置合わせの精度を確保できる一方、穴が大き過ぎて、研磨加工の際に加わる応力によって、枠材が剥離するといったことを防ぐことができる。
【００５７】
本発明の他の実施形態として、被加工物保持枠材は、矩形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
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】
【００５９】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る被加工物保持具の平面図である。
【図２】図１の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。
【図３】被加工物保持具の一部断面図である。
【図４】位置合わせ用のピンを挿入した状態の断面図である。
【図５】主枠材と補正用枠材との位置ずれ量を示す図である。
【図６】枠材の幅と破壊強度との関係を示す図である。
【図７】研磨装置の概略構成図である。
【図８】従来の被加工物保持具の一部断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１        被加工物保持具         ２      ガラス基板
３        主枠材                 ４      バッキング材
５        被加工物保持枠材       ６      補正用枠材
７        接着層                 ８      接着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009160706.tif 000006
【図４】
2009160706.tif 000007
【図５】
2009160706.tif 000008
【図６】
2009160706.tif 000009
【図７】
2009160706.tif 000010
【図８】
2009160706.tif 000011