JP2006255861A

JP2006255861A - 被研磨物保持部材

Info

Publication number: JP2006255861A
Application number: JP2005079914A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yamada; 博行山田; Hidenobu Mizumoto; 英伸水本; Katsumasa Kawabata; 克昌川端
Original assignee: Nitta Haas Inc
Current assignee: Nitta DuPont Inc
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-09-28

Abstract

【課題】研磨中の被研磨物の脱落を防止し、被研磨物保持材の平坦性を確保することができる被研磨物保持部材を提供する。
【解決手段】被研磨物１０を研磨する際に、前記被研磨物１０を研磨機の研磨ヘッド７に設置して固定する被研磨物保持部材１でおいて、少なくとも被研磨物保持部２を有する部材３と、前記被研磨物保持部２内に設置する被研磨物保持パッド４とから構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被研磨物を研磨機に設置して固定する被研磨物保持部材に関する。

シリコンウェハやＬＣＤガラスの研磨において、被研磨物は研磨ヘッドに保持された状態で研磨布に押し付けられて、砥粒を含んだスラリーを介して摺動することにより研磨される。

図４は、一般的に使用される研磨機の概略を示す図である。
例えば、図４に示すように、被研磨物１０は被研磨物保持パッド４を介して研磨ヘッド７に保持され、研磨機の定盤１６に貼り付けられた研磨布１５に押し付けられた状態で、研磨ヘッド７に接続した回転軸１７および定盤１６に接続した回転軸１８を回転することにより研磨される。

しかしながら研磨時に、被研磨物１０に遠心力や研磨布１５との摩擦による力が加わり、研磨ヘッド７から被研磨物１０が脱落したり飛び出したりしてしまうという問題があった。

係る問題を解決するために様々な方法が考案されている。
例えば、図５に示すように、研磨ヘッド７に両面テープ５などにより被研磨物保持パッド４を貼り付けた後、その表面に枠材１９を両面テープ５などにより貼り付けることにより、被研磨物１０の脱落や飛び出しを防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、図６に示すように、研磨ヘッド７に枠材２０を直接両面テープ５などにより貼り付け、その内側に両面テープ５などにより被研磨物保持パッド４を貼り付けることにより被研磨物１０の脱落や飛び出しを防止する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開昭６１−２３０８６６号公報（第２図）特開平８−１１０５５号公報（図１（ｂ））

しかしながら、特許文献１に記載される図５の枠材１９は、強度の弱い被研磨物保持パッド４の表面に貼り付けられているため、研磨中の被研磨物１０の接触などにより部分的に剥離し、その結果、被研磨物１０が脱落する問題があった。

また、特許文献２に記載される図６の枠材２０は、研磨ヘッド７に貼り付ける際に、歪を生じたり、両面テープ５と研磨ヘッド７の間に気泡を混入し易いという欠点があり、研磨中に被研磨物１０が脱落したり、研磨特性に影響を及ぼしたりする問題が生じていた。

さらに、特許文献１および２記載の被研磨物保持部材では、研磨ヘッド７の保持部表面２１に被研磨物保持パッド４を直接貼り付ける構造であるため、保持部表面２１に存在する加工時の歪やうねりを打ち消すことができず、被研磨物保持パッド４の表面平坦性を確保できなかった。また、研磨中に、前記歪やうねりのため被研磨物保持パッド４の一部が研磨ヘッド７の保持部表面２１から剥がれ、保持特性が低下することによる研磨後の被研磨物１０の平坦性の劣化や、被研磨物保持パッド４の寿命が短くなったりするといった問題が生じていた。加えて、被研磨物保持パッド４の寿命により枠材１９又は２０も除去する必要があり、コスト高となっていた。

したがって、本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、研磨中の被研磨物の脱落や飛び出しを防止し、被研磨物保持材の平坦性を確保することができる被研磨物保持部材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の被加工物保持部材は、被研磨物を研磨する際に、前記被研磨物を研磨機の研磨ヘッドに設置して固定する被研磨物保持部材であって、少なくとも被研磨物保持部を有する部材と、前記被研磨物保持部内に設置する被研磨物保持パッドとから構成されることを特徴としている。

また、本発明の被加工物保持部材は、被研磨物を研磨する際に、前記被研磨物を研磨機の研磨ヘッドに設置して固定する被研磨物保持部材であって、少なくとも被研磨物保持部を有する部材と、前記被研磨物保持部内に設置する被研磨物保持パッドとから構成され、前記被研磨物保持部を形成する平坦部とその外枠が一体型で構成されていることを特徴とする。

また、本発明の被加工物保持部材は、被研磨物を研磨する際に、前記被研磨物を研磨機の研磨ヘッドに設置して固定する被研磨物保持部材であって、少なくとも被研磨物保持部を有する部材と、前記被研磨物保持部内に設置する被研磨物保持パッドとから構成され、前記被研磨物保持部を形成する平坦部と、その外枠とで構成されていることを特徴とする。

さらに、本発明の被加工物保持部材は、被研磨物を研磨する際に、前記被研磨物を研磨機の研磨ヘッドに設置して固定する被研磨物保持部材であって、少なくとも被研磨物保持部を有する部材と、前記被研磨物保持部内に設置する被研磨物保持パッドとから構成され、前記被研磨物保持パッドが、水またはオイルを主成分とする液体を介して前記被研磨物保持部に設置されることを特徴とする。

本発明によれば、被研磨物保持部材が、被研磨物保持部を有する部材と、被研磨物保持部内に設置する被研磨物保持パッドとから構成されることにより、研磨中の被研磨物の脱落や飛び出しを防止し、被研磨物保持材の平坦性を確保することが可能となる。

また、被研磨物保持パッドの保持特性が低下した際は、部材をはがすことなく当該被研磨物保持パッドのみを交換すればよく、被研磨物保持部材全体の寿命を延長し、作業性を向上し、費用を抑えることが可能である。

以下に、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明に係る被研磨物保持部材１の第１の実施例を示す図である。
まず、本発明に係る被研磨物保持材１は、図１に示すように、被研磨物保持部２を有した部材３と、高分子発泡シートなどからなる被研磨物保持パッド４から構成されており、被研磨物保持パッド４は被研磨物保持部２内に両面テープ５により貼り付けられる。また、部材３は被研磨物保持部２を形成する平坦部と外枠が一体型で構成されている。この部材３の被研磨物保持部２は、平坦な被研磨物保持部面６を有しており、被研磨物保持部面６から部材３の研磨ヘッド７の設置面６ａまでの厚み９は均一である。ここで、被研磨物保持部材１は、両面テープ５などの粘着層を介して研磨ヘッド７に貼り付けられる。

部材３は、射出成型、鋳込み成型などの一体成型法、加圧や加熱加圧などによる成型法、または切削加工による成型法などの一般的な方法で作製することができ、その形状は被研磨物１０の形状や種類によって種々選択できる。また、被研磨物保持部２の形状は被研磨物１０の形状や種類によって種々選択でき、例えば、円盤状のものを研磨する際は円形の、ＬＣＤガラスを研磨する際は長方形の形状とすることができる。各形状の被研磨物保持部２は、一組の被研磨物保持部材１において複数設けることも可能である。加えて、各被研磨物保持部２は、研磨後の被研磨物１０の取り出しを容易とすべく、また、研磨時の被研磨物１０の揺動による破損を防ぐために、各辺や角部に適宜空隙を形成しても良い。

本発明に係る部材３の材料としては、被加工性と強度を有していればどのような材料を使用してもよいが、例えば、ポリカーボネイト、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、高分子ポリエチレン、結晶化ポリエステル、カーボンファイバーエポキシ、テトロンエポキシ積層板、およびガラスエポキシ積層板等を使用することができる。

次に、第２の実施例について説明する。図２は、この第２の実施例の被研磨物保持部材１の形状を示す図である。

この第２の実施例では、部材３を複数の部材で構成したものである。例えば、図２（ａ）に示すように、部材３は、被研磨物保持部２を形成する平坦部材３ａと枠部材３ｂから構成される。被研磨物保持部２を形成する平坦部材３ａと枠部材３ｂの界面１１は、ビス１２で固定されている。

また、図２（ｂ）に示すように、部材３は、被研磨物保持部２を形成する平坦部材３ａと枠部材３ｂから構成される。被研磨物保持部２を形成する平坦部材３ａと枠部材３ｂの界面１１は、粘着材１３などで固定することができる。粘着材１３などで張り合わせた場合は、加圧処理などを施すことにより、接着をより強固とすることが可能である。また、高い平坦性を有する板材を平坦部材３ａに用い、窓状に被研磨物保持部２を単数または複数形成した板材を枠部材３ｂに用い、共に貼り合わせることにより、加工を簡略化しつつ、高い平坦性を得ることができる。

以上の構成により、研磨ヘッド７の設置面８に存在する歪やうねりを部材３により緩和し、被研磨物保持パッド４の表面平坦性を確保できる。

上述した第１及び第２の実施例において、被研磨物保持パッド４は、一般的な被研磨物保持パッドを用いることが可能であり、部材３へは、両面テープ５（例えば、図２（ａ）参照）や粘着材を使用して張り付けることが可能である。特に、水やオイルを主成分とする液体１４を用いてその表面張力により部材３へ貼り付ける場合（例えば、図２（ｂ）参照）は、研磨中に被研磨物１０を保持した被研磨物保持パッド４が自転する現象が発生し、研磨後の被研磨物１０の表面の特性が向上し、特に好ましい。

同様に第１及び第２の実施例において、被研磨物保持パッド４の保持特性が低下した際は、部材３をはがすことなく当該被研磨物保持パッド４のみを交換すればよく、被研磨物保持部材全体の寿命を延長し、作業性を向上し、費用を抑えることが可能である。

次に、本発明に係る被研磨物保持材の第３の実施例を説明する。
第３の実施例では、例えば、図１に示す被研磨物保持材１のケースで、その材料としてポリカーボネイトを用い、加圧成型により厚さ１．７ｍｍの部材３に、被研磨物保持パッド４としてニッタ・ハース株式会社製被研磨物保持パッド（商品名：Ｒ６０１）を水を用いて設置し、研磨ヘッド７に設置した。次に、研磨布１５としてニッタ・ハース社製研磨布（商品名：ＳＵＢＡ６００）を用いて研磨試験を実施した。研磨機はシトラスバー社製研磨機（装置名：６ＣＡ）を用い、研磨条件は、定盤および研磨ヘッドの回転速度を５０ｒｐｍ、研磨時間を１５分として、シリコンウェハを研磨した。研磨後、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製表面試験機（装置名：Ｐ−１２）を用いて、全体的な平坦度を示す指標であるＧＢＩＲ(Global Back-side Ideal Range)および部分的な平坦度を示す指標であるＳＦＱＲ（Site Front Least Squares Range）を測定し評価した。また寿命は、シリコンウェハの脱落または飛び出しが確認された時点とした。

次に、本発明に係る被研磨物保持材の第４の実施例を説明する。
第４の実施例では、例えば、図２（ｂ）に示す被研磨物保持材１のケースで、その材料としてポリカーボネイトを用い、その界面１１を粘着剤１３としてエポキシ系接着剤で接着した厚さ１．７ｍｍの部材３に、被研磨物保持パッド４としてニッタ・ハース株式会社製被研磨物保持パッド（商品名：Ｒ６０１）を水を介して設置し、研磨ヘッド７に設置した。次に、実施例３と同様の方法にて研磨試験により評価した。

＜比較例１＞
比較例として特許文献２に記載の方法（図６を参照）、すなわち、研磨ヘッド７に厚さ１．７ｍｍのポリカーボネイト製の枠材２０を両面テープ５で貼り付けた後、その内側に実施例１と同じ被研磨物保持パッド４を両面テープ５で貼り付け、研磨ヘッド７に設置した。次に実施例３と同様に研磨試験を行った。

図３は、実施例３、実施例４および比較例１の研磨試験結果を示す図である。図３において、寿命の評価は、比較例１を１００とした場合の相対値を示した。

図３に示すように、実施例３および実施例４のＧＢＩＲについては、比較例１に比して１．５％以上向上し、ＳＦＱＲについては、比較例１に比して１．０％以上向上した。すなわち、全体的平坦度および部分的平坦度ともに従来品に比して良好な研磨結果を得た。また、寿命についても、従来品に比して１０％以上長い結果が得られた。

本発明に係る被研磨物保持部材の第１の実施例を示す図。本発明に係る被研磨物保持部材の第２の実施例を示す図。本発明に係る被研磨物保持部材を用いた研磨試験結果の一例。従来技術に係る被研磨物保持部材が使用される研磨機の概略を示す図。従来に係る被研磨物保持部材の一例を示す図。従来に係る被研磨物保持部材の他の一例を示す図。

符号の説明

１被研磨物保持部材
２被研磨物保持部
３部材
４被研磨物保持パッド
５両面テープ
６被研磨物保持部表面
７研磨ヘッド
８研磨ヘッド設置面
９厚み
１０被研磨物
１１界面
１２ビス
１３粘着材
１４液体
１５研磨布
２１研磨ヘッド保持部表面

Claims

被研磨物を研磨する際に、前記被研磨物を研磨機の研磨ヘッドに設置して固定する被研磨物保持部材であって、
少なくとも被研磨物保持部を有する部材と、前記被研磨物保持部内に設置する被研磨物保持パッドとから構成されることを特徴とする被研磨物保持部材。
前記部材が、前記被研磨物保持部を形成する平坦部とその外枠が一体型で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の被研磨物保持部材。
前記部材が、前記被研磨物保持部を形成する平坦部と、その外枠とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の被研磨物保持部材。
前記被研磨物保持パッドが、水またはオイルを主成分とする液体を介して前記被研磨物保持部に設置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の被研磨物保持部材。