(57)【要約】      （修正有）【課題】反り量が抑えられ極力平坦な平板状に形成された被研磨物保持材用基材を得る。【解決手段】環状オレフィン系重合体樹脂からなる樹脂材５を平行に配置された２枚のプレス板３、４間に挟んで加圧した状態で所定の加熱温度まで加熱し、その後、加圧状態を維持したまま樹脂材を冷却する。樹脂材が所定の冷却温度以下まで冷却された時点で、該樹脂材の加圧状態を開放する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨物を保持する保持材に用いられる平板状の基材を製造するための方法であって、
環状オレフィン系重合体樹脂からなる樹脂材を平行に配置された２枚のプレス板間に挟んで加圧した状態で所定の加熱温度まで加熱する加圧加熱工程と、
前記加圧加熱工程の後、加圧状態を維持したまま前記樹脂材を冷却する加圧冷却工程と、
前記加圧冷却工程により前記樹脂材が所定の冷却温度以下まで冷却された時点で、該樹脂材の加圧状態を開放する放圧工程とからなることを特徴とする被研磨物保持材用基材の製造方法。
【請求項２】
前記加圧加熱工程の前に、
環状オレフィン系重合体樹脂からなる樹脂フィルムを複数枚重ねて前記樹脂材を形成する積層工程を行うことを特徴とする請求項１記載の被研磨物保持材用基材の製造方法。
【請求項３】
被研磨物を保持する保持材に用いられる平板状の基材であって、
環状オレフィン系重合体樹脂からなり、反り量が１．０ｍｍ以下の範囲とされていることを特徴とする被研磨物保持材用基材。
【請求項４】
被研磨物を保持する保持材に用いられる平板状の基材であって、
環状オレフィン系重合体樹脂からなる樹脂フィルムが複数枚重ねられ、該樹脂フィルム同士が熱融着により接着されていると共に、反り量が１．０ｍｍ以下の範囲とされていることを特徴とする被研磨物保持材用基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ等の被研磨物を研磨加工する際に、その被研磨物を保持するための保持材に用いられる被研磨物保持材用基材の製造方法及び被研磨物保持材用基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
被研磨物（例えば、半導体ウェハ、液晶ディスプレイ用のガラス、ハードディスク装置の磁気ディスク盤等のワーク）を平面研磨機により研磨加工する際に、その被研磨物は、保持材（キャリア材）に保持される。このような被研磨物を保持するために使用する保持材には、従来、ＳＫ鋼などの金属板が多く使用されていた。しかしながら、保持材を金属板で構成すると、研磨加工中に生成する金属粉により、被研磨物に傷が付く等の悪影響が与えられることが判った。そのため、保持材には、炭素繊維やガラス繊維を用いた繊維強化樹脂（例えば、特許文献１参照）が広く使用されている。
【０００３】
ところが、このような繊維強化樹脂からなる保持材であっても、その繊維強化樹脂から生成する繊維屑により被研磨物に傷が付く等の悪影響が与えられる。また、繊維強化樹脂に介在する繊維により、リサイクルが困難であるという問題もある。
【０００４】
このような問題を解決するものとして、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の熱可塑性樹脂を保持材に用いることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このものによれば、金属粉や繊維屑による被研磨物への悪影響を回避でき、また、繊維が介在しないことから、リサイクルも可能である。
【０００５】
ところが、熱可塑性樹脂を用いて厚物（例えば厚み０．５ｍｍ以上）の基材を製造する場合には、型成形による製造方法が用いられている。この方法では、必要とする厚みの金型を準備して、その金型にペレット状又は粉末状の樹脂原料を入れ溶融プレス成型により製造しなければならい。そのため、生産性が悪いという問題がある。また、上記のような熱可塑性樹脂は吸湿性を有することから、基材、ひいては保持材の寸法が吸湿により変化してしまう問題がある。
【０００６】
そこで、耐久性に優れ吸湿性がない環状オレフィン系（共）重合体樹脂からなる樹脂フィルムを用いて保持材用の基材を製造することが考えられている。このものによれば、樹脂フィルムを複数枚重ねることにより、目的とする厚みの基材を得ることができ、上記のような金型成型による生産性の問題を解消できる。また、このような環状オレフィン系重合体樹脂からなる保持材であれば、金属粉や繊維屑による被研磨物への悪影響の問題もなく、さらに、吸湿による寸法変化の問題も解消できる。
【特許文献１】特許第２９７４００７号公報
【特許文献２】特開２００３−２３１０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のようなフィルム状の材料は、ローラ等に巻き取りながら製造されることが多い。このような巻き取り方式により製造された樹脂フィルムには巻き癖がついてしまい、そのような樹脂フィルムを用いて保持材用の基材を製造すると、該基材が反ってしまうという問題がある。
【０００８】
このような反りのある基材は、精密性及び平坦性を要求される被研磨物（例えば半導体ウェハ）を保持する保持材用の材料として適さない。そのため、被研磨物を保持する保持材用の基材としては、反り量が抑えられた極力平坦な平板状のものが求められている。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、反り量が抑えられ極力平坦な平板状に形成された被研磨物保持材用基材の製造方法及び被研磨物保持材用基材を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記した目的を達成するために、つまり、反り量が抑えられ極力平坦な平板状に形成された被研磨物保持材用基材を得るべく、様々な試験、研究を重ねた。その結果、環状オレフィン系重合体樹脂からなる樹脂材を、平行に配置された２枚のプレス板間に挟んで加圧した状態で加熱した後、加圧状態のまま所定温度まで冷却してから加圧状態を開放することにより、反り量が１．０ｍｍ以下の範囲とされた基材を得ることができることを見出し、本発明を成し遂げたのである。
【００１１】
即ち、本発明の被研磨物保持材用基材の製造方法は、被研磨物を保持する保持材に用いられる平板状の基材を製造するための方法であって、環状オレフィン系重合体樹脂からなる樹脂材を平行に配置された２枚のプレス板間に挟んで加圧した状態で所定の加熱温度まで加熱する加圧加熱工程と、前記加圧加熱工程の後、加圧状態を維持したまま前記樹脂材を冷却する加圧冷却工程と、前記加圧冷却工程により前記樹脂材が所定の冷却温度以下まで冷却された時点で、該樹脂材の加圧状態を開放する放圧工程とからなることに特徴を有する（請求項１記載の発明）。
【００１２】
また、この製造方法によれば、従来では得ることができなかった、被研磨物を保持する保持材に用いられる平板状の基材であって、環状オレフィン系重合体樹脂からなり、反り量が１．０ｍｍ以下の範囲とされていることを特徴とする被研磨物保持材用基材（請求項３記載の発明）を得ることができる。
【００１３】
また、上記製造方法において、前記加圧加熱工程の前に、環状オレフィン系重合体樹脂からなる樹脂フィルムを複数枚重ねて前記樹脂材を形成する積層工程を行うようにするとよい（請求項２記載の発明）。
【００１４】
この製造方法によれば、従来では得ることができなかった、被研磨物を保持する保持材に用いられる平板状の基材であって、環状オレフィン系重合体樹脂からなる樹脂フィルムが複数枚重ねられ、該樹脂フィルム同士が熱融着により接着されていると共に、反り量が１．０ｍｍ以下の範囲とされていることを特徴とする被研磨物保持材用基材（請求項４記載の発明）を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の被研磨物保持材用基材の製造方法によれば、反り量が１．０ｍｍ以下の範囲で抑えられ極力平坦な平板状に形成された基材を容易に製造することができる。
また、本製造方法によれば、型成形による製造方法に比べ、剥がれ性、耐熱性及び物理的強度が高い基材を得ることができる。さらに、製造コストを抑えることができる。
【００１６】
また、本製造方法により得ることができる本発明の被研磨物保持材用基材は、反り量が１．０ｍｍ以下の範囲で抑えられ極力平坦な平板状に形成されていることから、高精度な精密性及び平坦性を要求される被研磨物（例えば半導体ウェハ、液晶ディスプレイ用のガラス、ハードディスク装置の磁気ディスク盤等）を研磨加工の際に保持する保持材用の材料として有用である。このような被研磨物保持材用基材を用いた保持材によれば、被研磨物の研磨加工を効率良くできるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
尚、本実施形態は、例えば半導体ウェハの機械研磨（ラッピング）装置に用いられるキャリア材８（保持材に相当、図４参照）に用いられる基材に本発明を適用したものである。図４に示すように、このキャリア材８は、全体として円板状をなす平坦な板状をなし、外周部が歯車状に構成されていると共に、内側に、被研磨物としての半導体ウェハ（図示せず）を収容保持するための複数（この場合、３つ）の円形の穴９が形成されている。このキャリア材８は、以下に述べる被研磨物保持材用基材１を裁断（打抜き）することにより作製されるようになっている。
【００１８】
本実施形態における環状オレフィン系重合体樹脂からなる樹脂フィルム（環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）樹脂フィルム）とは、環状オレフィンに由来する構造単位を含む重合体又は共重合体からなるフィルムであり、特に限定されるものではなく、例えば特開２００７−１１３０１８号公報に記載されているものが使用できる。このようなＣＯＣ樹脂フィルムとして、例えば「トパス」（ＴＯＰＡＳ  登録商標；ポリプラスチックス株式会社）、「アートン」（ＡＲＴＯＮ  登録商標；ジェイ・エス・アール株式会社）などが周知である。
【００１９】
また、本発明に係る基材を得るために使用するＣＯＣ樹脂フィルムの厚みは、特に限定されるものではなく、ＣＯＣ樹脂フィルムの厚みや積層枚数を適宜選択して、目的とする基材の厚みになるように組み合わせ重ねることができる。例えば、厚み０．８ｍｍの基材を得る場合には、厚み０．２ｍｍのＣＯＣ樹脂フィルムを４枚重ねてもよいし、厚み０．４ｍｍのＣＯＣ樹脂フィルムを２枚重ねてもよいし、厚み０．３ｍｍのＣＯＣ樹脂フィルムを２枚と厚み０．２ｍｍのＣＯＣ樹脂フィルムを１枚とを重ねてもよい。また、厚み０．８ｍｍの１枚のＣＯＣ樹脂フィルムとしてもよい。
【００２０】
この場合、基材の厚みは、被研磨物の厚みよりも薄くなるようにする。このとき、基材の厚みと被研磨物の厚みとの差が０．１ｍｍ未満であると、基材（キャリア材）と被研磨物との差が少なすぎるため、研磨加工の際に基材が削られてしまうという問題が生じる。一方、基材の厚みと被研磨物の厚みとの差が０．５ｍｍ以上であると、研磨剤が基材表面に不均一に分散するようになり、被研磨物の研磨にムラが生じてしまう。また、基材の厚みが０．３ｍｍ未満であると、剛性が低くなり被研磨物を保持することが困難となる。
【００２１】
ここで、図１は、本発明に係る被研磨物保持材用基材１を製造するための熱プレス機２の一部の構成を概略的に示す側面図である。この熱プレス機２は、上下方向に対向して平行に配置された上熱盤３及び下熱盤４（何れもプレス板に相当）を備えており、これら上熱盤３及び下熱盤４により、樹脂材５を上下方向から挟圧可能となっている（図中矢印Ａ，Ｂ参照）。これら上熱盤３及び下熱盤４の表面は平坦に形成されており、その内部には、例えば蛇行状に埋設された通水管などを備えてなる冷却装置（図示せず）と、例えば誘導加熱コイルなどを備えてなる加熱装置（図示せず）とが設けられている。冷却装置は、通水弁などにより通水量の制御を可能に構成してもよく、加熱装置は、オイル循環方式の熱源を用いてもよい。
樹脂材５は、複数枚のＣＯＣ樹脂フィルム５ａを積層して積層体として形成してもよいし、積層することなく１枚（１層）のＣＯＣ樹脂フィルム５ａで形成してもよい。
【００２２】
次に、上記熱プレス機２を用いて、本発明に係る被研磨物保持材用基材１を製造する方法について、
（１）積層工程
（２）加圧加熱工程
（３）加圧冷却工程
（４）放圧工程
の順に説明する。
【００２３】
（１）積層工程
この積層工程では、所定の厚みのＣＯＣ樹脂フィルム５ａを所定の寸法に切断する。そして、この切断したＣＯＣ樹脂フィルム５ａを、目的とする基材１の厚みとなるように複数枚（複数層）重ねて樹脂材５を形成する。
【００２４】
（２）加圧加熱工程
この加圧加熱工程では、上記樹脂材５を、下熱盤４の上面に載置し、所定の加圧開始温度にて下熱盤４を上昇させ、上熱盤３及び下熱盤４により、該樹脂材５を上下方向から所定の圧力でプレス（加圧）する。そして、この加圧状態のまま加熱装置を作動させて、所定の昇温速度にて所定の加熱温度まで昇温し、この加圧加温状態のまま、樹脂材５を所定の保持時間にわたって保持する。尚、加熱温度とは、ＣＯＣ樹脂が変形する温度のことをいう。
【００２５】
（３）加圧冷却工程
この加圧冷却工程では、上記した加圧加熱工程の後、加圧状態を維持したまま冷却装置を作動させて、所定の冷却速度にて樹脂材５を冷却する。
【００２６】
（４）放圧工程
この放圧工程では、上記した加圧冷却工程により樹脂材５が所定の放圧温度以下まで冷却された時点で、上熱盤３及び下熱盤４による該樹脂材５の加圧状態を開放する。これにより、環状オレフィン系重合体樹脂からなる平板状の基材を得られる。
【００２７】
次に、上記製造方法により得られた被研磨物保持材用基材１に対して行う、反り量の測定方法及び厚み精度の測定方法を説明する。
【００２８】
（反り量の測定方法）
図２（ａ）に示すように、得られた被研磨物保持材用基材１を定盤６の上に静置し、その４隅（図中Ａ点，Ｂ点，Ｃ点，Ｄ点）の浮き上がり量をステンレス定規７（ＪＩＳ規格１級相当品）を用いて測定する。このとき、図２（ｂ）に示すように、浮き上がり量を１／１０ｍｍ単位の精度で目視により測定する。そして、それら４点の浮き上がり量の合計を、被研磨物保持材用基材１の反り量とする。すなわち、反り量とは、被研磨物保持材用基材１の中央部に対する縁部４箇所の浮き上がり量の合計である。
【００２９】
評価（判定）は、反り量が０．２ｍｍ以下であれば、実用レベルとして良好（○）と判定し、反り量が０．０５ｍｍ以下であれば、特に良好（◎）と判定する。また、反り量が０．２〜０．５ｍｍであれば、普通（△）と判定し、反り量が０．５〜２．０ｍｍであれば、不可（×）と判定する。また、反り量が２．０ｍｍ以上であれば、「うねり」が生じているものとして、特に不可（××）と判定する。良好（○）以上の被研磨物保持材用基材１であれば、合格品として用途に応じて使用できる。
【００３０】
（厚み精度の測定方法）
図３に示すように、得られた被研磨物保持材用基材１を定盤（図示せず）の上に静置し、複数の測定点の厚みを周知の厚み測定器（精度：１／１０００ｍｍ）を用いて測定する。測定点は、被研磨物保持材用基材１の縁部２０ｍｍを残して上下方向及び左右方向をそれぞれ４等分（９０ｍｍ間隔）する仮想線Ｓの交点Ｋ（この場合、２５箇所）とする。
【００３１】
評価（判定）は、上記した複数の測定点の厚みの平均値Ｘを求め、被研磨物保持材用基材１の材料厚（厚み）がＸ±２０μｍ以下であれば、実用レベルとして良好（○）と判定し、材料厚がＸ±２０〜５０μｍ以下であれば、普通（△）と判定し、材料厚がＸ±５０μｍ以上であれば、測定不可能であるとして、不可（×）と判定する。良好（○）の被研磨物保持材用基材１であれば、合格品として用途に応じて使用できる。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の実施例について説明する。後に掲載する表１に示す実施例１〜５、並びに、表２に示す実施例６〜１０は、本発明に係る被研磨物保持材用基材である。
（実施例１〜実施例５）
表１に示す実施例１〜実施例５及び比較例１〜３は、厚みが異なるＣＯＣ樹脂フィルムを積層した例である。この場合、厚み２００μｍのＣＯＣ樹脂フィルム及び厚み３００μｍのＣＯＣ樹脂フィルムを、それぞれ寸法４００ｍｍ×４００ｍｍに切断した。
【００３３】
積層工程では、厚み２００μｍのＣＯＣ樹脂フィルムを厚み３００μｍの環状オレフィン系樹脂フィルムで挟んで重ね、総厚み（材料厚）が８００μｍの樹脂材５を形成した。
加圧加熱工程では、加圧開始温度を室温（２５℃）、加熱温度を１４０℃、保持時間を１０分、圧力を２．５Ｍｐａとした。すなわち、総厚み８００μｍの樹脂材５を熱プレス機２の下熱盤４に載置した後、室温（２５℃）にて下熱盤４を上昇させて該樹脂材５を上下方向から圧力２．５Ｍｐａでプレスした。そして、この加圧状態のまま、７℃／分の昇温速度にて加熱温度（１４０℃）まで昇温し、この加圧加温状態のまま、樹脂材５を１０分間にわたって保持した。
【００３４】
加圧冷却工程では、冷却速度を２〜３℃／分とし、冷却装置による樹脂材５の冷却を行った。
放圧工程では、実施例１〜５及び比較例１〜３につき、それぞれ放圧温度を表１に示す温度とし、それぞれの放圧温度以下まで冷却された時点で、上熱盤３及び下熱盤４による樹脂材５の加圧状態を開放した。尚、比較例１〜３は放圧温度を５５℃以上とした例である。
【００３５】
さて、上記した実施例１〜５並びに比較例１〜３に関して、上記した測定方法により、反り量及び厚み精度の測定を行った。その試験結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
この測定結果から明らかなように、放圧温度が５５℃以上である比較例３（放圧温度：８０℃）、比較例２（放圧温度：７０℃）及び比較例１（放圧温度：６０℃）では、何れの例も、反り量の判定結果が特に不可（××）、厚み精度の判定結果が不可（×）であり、良好（○）な判定結果を得ることができなかった。
【００３８】
そして、放圧温度が５５℃以下である実施例１〜５においては、実施例５（放圧温度：５５℃）では、反り量の判定結果及び厚み精度の判定結果が何れも普通（△）であった。実施例４（放圧温度：５０℃）では、反り量の判定結果及び厚み精度の判定結果が何れも良好（○）であった。また、放圧温度が５５℃よりもさらに低い実施例３（放圧温度：４０℃）、実施例２（放圧温度：３０℃）及び実施例１（放圧温度：２５℃）では、反り量の判定結果が特に良好（◎）、厚み精度の判定結果が良好（○）であった。
【００３９】
（実施例６〜実施例１０）
表２に示す実施例６〜実施例１０及び比較例４〜６は、厚みが等しいＣＯＣ樹脂フィルム（商品名「ＴＯＰＡＳ」、ポリプラスチックス株式会社製）を積層した例である。この場合、厚み１００μｍのＣＯＣ樹脂フィルムを寸法４００ｍｍ×４００ｍｍに切断した。
【００４０】
積層工程では、これら切断したＣＯＣ樹脂フィルムを８枚重ねて総厚み（材料厚）が８００μｍの樹脂材５を形成した。
加圧加熱工程及び加圧冷却工程では、加熱温度を１５０℃とし、その他の条件は上記実施例１〜５と同様とした。
放圧工程では、実施例６〜１０及び比較例４〜６につき、それぞれ放圧温度を表２に示す温度とし、その他の条件は上記実施例１〜５と同様とした。尚、比較例４〜６は放圧温度を５５℃以上とした例である。
【００４１】
さて、上記した実施例６〜１０並びに比較例４〜６に関して、上記した測定方法により、反り量及び厚み精度の測定を行った。その試験結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
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【００４３】
この測定結果から明らかなように、放圧温度が５５℃以上である比較例６（放圧温度：８０℃）、比較例５（放圧温度：７０℃）及び比較例４（放圧温度：６０℃）では、何れの例も、反り量の判定結果が特に不可（××）、厚み精度の判定結果が不可（×）であり、良好（○）な判定結果を得ることができなかった。
【００４４】
そして、放圧温度が５５℃以下である実施例６〜１０においては、実施例１０（放圧温度：５５℃）では、反り量の判定結果及び厚み精度の判定結果が何れも普通（△）であった。実施例９（放圧温度：５０℃）では、反り量の判定結果及び厚み精度の判定結果が何れも良好（○）であった。また、放圧温度が５５℃よりもさらに低い実施例８（放圧温度：４０℃）、実施例７（放圧温度：３０℃）及び実施例６（放圧温度：２５℃）では、反り量の判定結果が特に良好（◎）、厚み精度の判定結果が良好（○）であった。
【００４５】
以上の各実施例から明らかなように、被研磨物保持材用基材１の反り量は、放圧温度が低いほど小さくなる傾向があり、反り量を０．２ｍｍ以下の範囲に抑えるには、放圧温度を少なくとも５５℃以下、好ましくは４０℃以下にすることが必要であることが分かる。一方、放圧温度を５５℃以上にすると、反り量が大きくなり、基材１に「うねり」が生じて実用に適さないものとなった。
【００４６】
また、被研磨物保持材用基材１の厚み精度をＸ±５０μｍ以下の範囲に抑えるには、放圧温度を少なくとも５５℃以下、好ましくは４０℃以下にすることが必要であることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、熱プレス機の一部の構成を概略的に示す側面図
【図２】反り量の測定方法を説明するための図
【図３】厚み精度の測定方法を説明するための図
【図４】キャリア材の平面図
【符号の説明】
【００４８】
図面中、１は被研磨物保持材用基材、２は熱プレス機、３は上熱盤（プレス板）、４は下熱盤（プレス板）、５は樹脂材、５ａはＣＯＣ樹脂フィルム（環状オレフィン系重合体樹脂からなる樹脂フィルム）、８はキャリア材（保持材）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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