JP5421618B2 - 保持具 - Google Patents

Description

本発明は保持具に係り、特に、被研磨物を保持するための保持面を有する樹脂シートと、樹脂シートの保持面に貼着された枠材とを備えた保持具に関する。

従来、半導体デバイス、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス基板等の材料（被研磨物）では、高精度な平坦性が要求されるため、研磨パッドを使用した研磨加工が行われている。通常、これらの被研磨物の研磨加工には、被研磨物を片面ずつ研磨加工する片面研磨機が使用されている。この片面研磨機では、被研磨物が保持用定盤に保持され、研磨用定盤に装着された研磨パッドで研磨加工される。研磨加工時には、研磨粒子を含む研磨液が循環されつつ供給される。

一般に、片面研磨機を使用した研磨加工では、被研磨物が金属製の保持用定盤と直接接触することで生じる被研磨物のスクラッチ（キズ）等を抑制するため、保持用定盤に軟質クロス等の保持パッドが装着される。保持パッドの装着によりスクラッチ等を回避することはできるが、保持パッドおよび被研磨物間の粘着性や静摩擦が不十分なとき、すなわち、保持パッドの被研磨物保持性が不十分なときは、研磨加工中に被研磨物の横ずれが生じるため、被研磨物を平坦に研磨加工することが難しくなる。この横ずれを抑制するため、被研磨物を挿入可能な貫通穴が形成されたテンプレート（枠材）と保持パッドとを糊剤で貼り合わせた保持具（テンプレートアセンブリ）が用いられている。保持具では、テンプレートの貫通穴に被研磨物を挿入して研磨加工が行われ、研磨加工後に被研磨物が保持具から取り外される。被研磨物の挿入および取り外しを容易にするため、被研磨物とテンプレートとの間には、隙間（ギャップ）が形成されている。

通常、保持パッドには、湿式成膜法や乾式成形法で形成された樹脂シートが使用されている。湿式成膜法では、樹脂を水混和性の有機溶媒に溶解させた樹脂溶液がシート状の成膜基材に塗布され、水系凝固液中で樹脂を凝固再生させることで製造されている。湿式成膜法で形成された樹脂シートは、表面側に微多孔が厚み数μｍ程度に亘って形成されたスキン層を有している。スキン層の表面が被研磨物との接触性に優れるため、スキン層に水等の液体を含ませておくことで液体の表面張力等により被研磨物の保持が可能となる。一方、乾式成形法では、樹脂の溶融液またはプレポリマが型枠等でブロック状に硬化成型され、得られた成型物がシート状にスライスされることで製造されている。硬化成型時に水や気体等が混合されることでブロック状の成型物の内部には発泡が形成されている。このため、スライスして得られた樹脂シートでは表面に開孔が形成されている。この開孔が形成された表面で被研磨物が保持される。

ところが、被研磨物に対する平坦性の要求度が高まっており、例えば、半導体デバイスでは、材料の外周部の平坦性が製品の歩留（収率）に大きく左右するため、外周近傍までフラットな仕上がりが望まれている。このような端部形状改善のために、研磨工程における種々の改善が試みられている。例えば、シリコンウェハーの片面側を研磨加工するときに用いる保持具として、テンプレートの内側の保持パッドにリング状溝を形成させた保持具の技術が開示されている（特許文献１参照）。また、テンプレートと保持パッドとを接着するときに、テンプレートの外周側のみを接着し、テンプレートの接着の影響を小さくする技術が開示されている（特許文献２参照）。

特開平７−５８０６６号公報 特開２０００−４２９１０号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、保持パッドに形成されたリング状溝によりテンプレートの影響は抑制されるが、保持パッドの溝加工により保持パッドが弱くなりライフ（寿命）が短くなってしまう、という欠点がある。また、特許文献２の技術では、テンプレートの外周側のみが保持パッドと接着されるが、外周側のみを接着させるときに感熱型糊材をうまくカットするためにはかなりの熟練を要し、製造上の難しさがある、という問題がある。更に、感熱型糊材では、接着時の加熱により軟化（溶融）して保持パッド側に入り込むこととなる。このため、テンプレートの内周側では、保持パッドに接着されていないものの、実質的には、テンプレートの保持パッド側の表面と保持パッドの表面とが接触した状態となり、研磨加工時に保持パッドに歪みが生じたときに当該歪みを吸収するだけの隙間（空間）は形成されない。従って、歪みが保持パッド内で残されたままとなるうえ、被接着部分に保持パッドの摩耗屑等の異物が噛み込まれることで平坦な保持面が確保されなくなるため、却って被研磨物の平坦性を損なう要因ともなる。

本発明は上記事案に鑑み、被研磨物の端部形状を改善し平坦性を向上させることができる保持具を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、被研磨物を保持するための平坦な保持面を有する樹脂シートと、前記樹脂シートの保持面に貼着され、前記被研磨物を挿入可能な貫通穴が少なくとも１箇所に形成された枠材と、を備え、前記枠材は、前記貫通穴の内面側で前記保持面側の端部に切り欠き部が形成されているとともに、前記樹脂シート側の面が前記貫通穴の仮想中心に対して内面より外側の位置で前記保持面に貼着されたことを特徴とする保持具である。

本発明では、枠材に切り欠き部が形成され、枠材の樹脂シート側の面が貫通穴の仮想中心に対して内面より外側の位置で保持面に貼着されたことで、貫通穴の内面側で枠材と樹脂シートとの間に隙間が形成されるため、研磨加工時に樹脂シートの沈み込みが確保され被研磨物の外周部にかかる応力や歪みが緩和されるので、被研磨物の端部形状を改善し平坦性を向上させることができる。

この場合において、枠材の厚み方向の断面における切り欠き部の形状を樹脂シート側の面の延長線と貫通穴の内面の延長線とが交差する仮想頂点に対して三角状または矩形状とすることができる。このとき、切り欠き部の形状が三角状でありＲ付けされた凸面を有するように更にＲ付け加工されていてもよく、切り欠き部の形状が矩形状でありＲ付けされた凹面を有するように更にＲ付け加工されていてもよい。枠材を、保持面に貼着された部分の内縁の位置と貫通穴の内面の位置との間隔Ｌの大きさが貫通穴の内面および被研磨物の外縁の間に形成される隙間の大きさ以上とすることができる。このとき、間隔Ｌの大きさを１．０ｍｍ以上とすることが好ましい。枠材を、切り欠き部と保持面との間に形成される隙間の貫通穴の内面位置における大きさが少なくとも０．３ｍｍとすることができる。また、樹脂シートを、湿式成膜法で形成された連続発泡構造を有し、１００％モジュラスが２０ＭＰａ以下のポリウレタン樹脂で形成することができる。

本発明によれば、枠材に切り欠き部が形成され、枠材の樹脂シート側の面が貫通穴の仮想中心に対して内面より外側の位置で保持面に貼着されたことで、貫通穴の内面側で枠材と樹脂シートとの間に隙間が形成されるため、研磨加工時に樹脂シートの沈み込みが確保され被研磨物の外周部にかかる応力や歪みが緩和されるので、被研磨物の端部形状を改善し平坦性を向上させることができる、という効果を得ることができる。

本発明を適用した実施形態の保持具を模式的に示す断面図である。 実施形態の保持具のテンプレートとウレタンシートとの貼着部分を拡大しテンプレートと被研磨物との位置関係を模式的に示す断面図である。 実施形態の保持具をテンプレートの一部を破断して模式的に示す斜視図である。 別の態様の保持具のテンプレートとウレタンシートとの貼着部分を拡大して模式的に示す断面図であり、（Ａ）は切り欠き部が矩形状のテンプレートを用いた保持具、（Ｂ）は切り欠き部がＲ付けされた凸面を有するテンプレートを用いた保持具、（Ｃ）は切り欠き部がＲ付けされた凹面を有するテンプレートを用いた保持具、をそれぞれ示す。

以下、図面を参照して、本発明を適用した保持具の実施の形態について説明する。

（構成）
図１に示すように、本実施形態の保持具１０は、樹脂シートとしてのウレタンシート２と、被研磨物が横ずれを起こして飛び出すことを抑制する（横ずれ範囲を制限する）枠材としてのテンプレート４とを備えている。

ウレタンシート２は、湿式成膜法により作製されており、１００％モジュラス（２倍長に引っ張る時の張力）が２０ＭＰａ以下のポリウレタン樹脂で形成されている。ウレタンシート２は、厚みを均一化するために、湿式成膜時に形成されたスキン層側の表面にバフ処理が施されている。このバフ処理によりスキン層が除去されている。バフ処理された面が被研磨物を保持するための保持面Ｐを構成する。ウレタンシート２の内部には、厚み方向（図１の縦方向）に沿って丸みを帯びた断面三角状のセル３が略均等に分散した状態で形成されている。セル３は、保持面Ｐ側の孔径が保持面Ｐと反対の面（以下、裏面と呼称する。）側の孔径より小さく形成されている。すなわち、セル３は保持面Ｐ側で縮径されている。保持面Ｐでは、バフ処理でスキン層が除去されたため、セル３の開孔が形成されている。セル３の間のポリウレタン樹脂中には、セル３より小さい孔径の図示しない発泡が形成されている。セル３および図示しない発泡は、不図示の連通孔で網目状につながっている。すなわち、ウレタンシート２は連続状の発泡構造を有している。

テンプレート４には、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を主体とした材質が用いられており、熱硬化性樹脂にガラス繊維等の繊維材を含有させることで強化されている。換言すれば、テンプレート４は繊維強化樹脂製であり、本例では、ガラス繊維強化エポキシ樹脂が用いられている。図３に示すように、テンプレート４は、外径がウレタンシート２と同じで、内径が被研磨物を挿入可能な大きさの円環状となるように形成されている。すなわち、テンプレート４の中央部には、被研磨物を挿入可能な貫通穴５が形成されている。テンプレート４は、ウレタンシート２側の面（接着面）がウレタンシート２の保持面Ｐに円環状の接着フィルム６を介して接着されている。

図１に示すように、テンプレート４には、内周面側で保持面Ｐ側の端部に切り欠き部４ａが形成されている。切り欠き部４ａは、テンプレート４の内周面側の全周にわたり形成されている。図２に示すように、切り欠き部４ａは、テンプレート４の厚み方向の断面における形状が三角状に形成されている。切り欠き部４ａが形成されているため、テンプレート４は、内周面の位置より外周側の部分が接着フィルム６を介して保持面Ｐに貼着されている。換言すれば、テンプレート４とウレタンシート２との間には、接着フィルム６の内周側の位置（テンプレート４が保持面Ｐに貼着された部分の内縁の位置）とテンプレート４の内面の位置との間隔Ｌの分が貼着されておらず、隙間が形成されている。また、テンプレート４に形成された貫通穴５の大きさは、被研磨物３０の大きさより大きく形成されている。すなわち、貫通穴５の内面と被研磨物３０の外縁との間には隙間Ｇが形成されている。隙間Ｇの大きさは、通常、０．５〜１．０ｍｍに設定されている。間隔Ｌの大きさは、隙間Ｇの大きさ以上に調整されており、本例では、１ｍｍ以上に調整されている。また、切り欠き部４ａと保持面Ｐとの間に形成される隙間では、貫通穴５の内面の位置における隙間Ｈの大きさが少なくとも０．３ｍｍに調整されている。間隔Ｌの大きさ、隙間Ｈの大きさは、テンプレート４の切り欠き部４ａを形成するときに調整することができる。

接着フィルム６の接着剤には、熱可塑性接着剤（感熱型接着剤）が用いられている。熱可塑性接着剤としては、アクリル系、ニトリル系、ニトリルゴム系、ポリアミド系、ポリウレタン系、ポリエステル系等の各種の接着剤を挙げることができる。ウレタンシート２と接着することを考慮すれば、ポリウレタン系の熱可塑性接着剤を用いることが好ましい。テンプレート４の接着面に接着フィルム６の一面側が貼り合わされ、他面側がウレタンシート２の保持面Ｐと貼り合わされている。このとき、接着フィルム６の接着剤が軟化する程度に加熱し、テンプレート４およびウレタンシート２を略均等に押圧することで、テンプレート４の接着面とウレタンシート２の保持面Ｐとが接着フィルム６を介してほぼ一定の間隔で接着されている。なお、図１、図２では、説明をわかりやすくするために接着フィルム６の厚みを誇張して示している（図３参照）。

また、ウレタンシート２の裏面側には、保持具１０を研磨装置の保持用定盤に装着するために、支持材（不図示）を介して両面テープ７が貼り合わされている。両面テープ７は、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記する。）製フィルム等の基材を有しており、基材の両面にアクリル系粘着剤やゴム系粘着剤等の粘着剤層が形成されている。また、支持材にはＰＥＴ等のフィルムが用いられており、両面テープ７と同様の粘着剤でウレタンシート２と貼り合わされている。両面テープ７は、基材の一面側の粘着剤層で支持材と貼り合わされており、他面側の粘着剤層が剥離紙８で覆われている。

（保持具の製造）
保持具１０は、湿式成膜法により作製されたウレタンシート２、テンプレート４および支持材・両面テープ７を貼り合わせることで製造される。湿式成膜法では、ポリウレタン樹脂溶液を調製する準備工程、ポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に連続的に塗布し、水系凝固液中でポリウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる凝固再生工程、凝固再生したポリウレタン樹脂を洗浄・乾燥させる洗浄・乾燥工程、厚みを均一化するバフ処理工程を経てウレタンシート２が作製される。以下、工程順に説明する。

準備工程では、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと略記する。）および添加剤を混合してポリウレタン樹脂を溶解させる。ポリウレタン樹脂には、１００％モジュラスが２０ＭＰａ以下のポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等の樹脂から選択して用い、例えば、ポリウレタン樹脂が３０％となるようにＤＭＦに溶解させる。添加剤としては、セル３の大きさや量（個数）を制御するカーボンブラック等の顔料、セル形成を促進させる親水性活性剤およびポリウレタン樹脂の凝固再生を安定化させる疎水性活性剤等を用いることができる。得られた溶液を減圧下で脱泡しポリウレタン樹脂溶液を調製する。

凝固再生工程では、準備工程で調製したポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に連続的に塗布し、水系凝固液中でポリウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる。ポリウレタン樹脂溶液を、塗布装置により常温下で帯状の成膜基材に略均一に塗布する。塗布装置として、本例では、ナイフコータを用いる。このとき、ナイフコータと成膜基材との間隙（クリアランス）を調整することで、ポリウレタン樹脂溶液の塗布厚み（塗布量）を調整する。成膜基材には、可撓性フィルム、不織布、織布等を用いることができるが、本例では、成膜基材をＰＥＴ製フィルムとして説明する。

成膜基材に塗布されたポリウレタン樹脂溶液を、ポリウレタン樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする凝固液中に案内する。凝固液中では、まず、塗布されたポリウレタン樹脂溶液の表面側にスキン層を構成する微多孔が厚み数μｍ程度にわたって形成される。その後、ポリウレタン樹脂溶液中のＤＭＦと凝固液との置換の進行によりポリウレタン樹脂がシート状に凝固再生する。ＤＭＦがポリウレタン樹脂溶液から脱溶媒し、ＤＭＦと凝固液とが置換することにより、スキン層より内側のポリウレタン樹脂中にセル３および図示しない発泡が形成され、セル３および図示しない発泡を網目状に連通する不図示の連通孔が形成される。このとき、成膜基材のＰＥＴ製フィルムが水を浸透させないため、ポリウレタン樹脂溶液の表面側（スキン層側）で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きなセル３が形成される。

洗浄・乾燥工程では、凝固再生した帯状（長尺状）のポリウレタン樹脂（以下、成膜樹脂という。）を洗浄した後乾燥させる。すなわち、成膜樹脂を、成膜基材から剥離した後、水等の洗浄液中で洗浄して成膜樹脂中に残留するＤＭＦを除去する。洗浄後、成膜樹脂をシリンダ乾燥機で乾燥させる。シリンダ乾燥機は内部に熱源を有するシリンダを備えている。成膜樹脂がシリンダの周面に沿って通過することで乾燥する。乾燥後の成膜樹脂をロール状に巻き取る。

バフ処理工程では、洗浄・乾燥工程で乾燥させた成膜樹脂のスキン層側の面にバフ処理を施す。成膜基材に形成された成膜樹脂では、湿式成膜時に厚みバラツキが生じている。成膜基材を剥離した後、裏面（スキン層と反対の面）に、表面が平坦な圧接治具を圧接することで、スキン層側に凹凸が出現する。この凹凸をバフ処理で除去する。本例では、連続的に製造された成膜樹脂が帯状のため、裏面に圧接ローラを圧接しながら、スキン層側の面に連続的にバフ処理を施す。得られたウレタンシート２では厚みバラツキが低減し厚みが均一化され、保持面Ｐに開孔が形成される。

バフ処理されたウレタンシート２の裏面側に支持材を介して両面テープ７の一面側の粘着剤層を貼り合わせる。両面テープ７の他面側には剥離紙８が残されている。円形、角形等の所望の形状に裁断することで、ウレタンシート２の裏面側に支持材・両面テープ７が貼り合わされた保持シートを得る。次いで、保持シートの保持面Ｐにテンプレート４を貼着する。テンプレート４の接着面と、テンプレート４より大きな接着フィルム６の一面側とを貼着し、テンプレート４の内外周側でそれぞれ接着フィルム６をカットすることで、円環状の接着フィルム６が形成される。接着フィルム６の他面側とウレタンシート２の保持面Ｐとを貼着する。このとき、テンプレート４および保持シートを、表面が平坦な治具を用いて押圧する。また、接着フィルム６の接着剤が軟化する程度に加熱することで接着力を高めることができる。これにより、接着フィルム６を介してウレタンシート２とテンプレート４とがほぼ一定の間隔で貼着される。そして、表面にキズや汚れ、異物等の付着がないことを確認する等の検査を行い、保持具１０を完成させる。

被研磨物の研磨加工を行うときは、片面研磨機の保持用定盤に装着した保持具１０で保持用定盤に被研磨物を保持させる。保持用定盤と対向するように配置された研磨用定盤には被研磨物を研磨加工するための研磨パッドを装着する。保持用定盤に保持具１０を装着するときは、剥離紙８を取り除いて粘着剤層を露出させた後、露出した粘着剤層を保持用定盤に接触させ押圧する。保持面Ｐに適量の水を含ませて、テンプレート４の貫通穴５に被研磨物を挿入する。被研磨物をウレタンシート２側に押し付けることで、保持面Ｐの微多孔や開孔に浸入した水の表面張力およびウレタンシート２のポリウレタン樹脂の弾性により被研磨物を保持具１０を介して保持用定盤に保持させる。研磨加工時には、被研磨物および研磨パッド間に研磨粒子を含む研磨液（スラリ）を循環供給すると共に、被研磨物に圧力をかけながら研磨用定盤ないし保持用定盤を回転させることで、被研磨物を研磨加工する。

（作用）
次に、本実施形態の保持具１０の作用等について説明する。

本実施形態の保持具１０では、テンプレート４に切り欠き部４ａが形成されている。このため、テンプレート４の内面側でテンプレート４とウレタンシート２との間に隙間が形成されることから、研磨加工時に、被研磨物の外周側でもウレタンシート２の沈み込みが確保される。これにより、被研磨物の周縁部（外周部）にかかる応力が緩和されるので、被研磨物の周縁部、つまり端部の形状を改善することができ、平坦性を向上させることができる。従って、保持具１０を、例えば、シリコンウェハー等の研磨加工に使用することで、シリコンウェハーの端部形状が改善されるため、製品の歩留、生産性の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、テンプレート４に切り欠き部４ａが形成されているため、テンプレート４のウレタンシート２側の面（接着面）が貫通穴５の仮想中心（本例では、ウレタンシート２の中心と同じ。）に対してテンプレート４の内周面より外側の位置でウレタンシート２に貼着されている。このため、テンプレート４の内周面側に、テンプレート４とウレタンシート２との間の隙間を確保することができる。

更に、本実施形態では、テンプレート４とウレタンシート２との貼着部分で、接着フィルム６の内周側の位置とテンプレート４の内周面の位置との間隔Ｌの大きさが１ｍｍ以上に調整されている。このため、貫通穴５に挿入された被研磨物が研磨加工時に移動したときに、被研磨物の周縁部で生じるウレタンシート２の歪みが間隔Ｌの部分に収められる。これにより、被研磨物の周縁部でウレタンシート２の沈み込みが制限されにくくなるので、被研磨物の端部ダレを減少させることができる。また、間隔Ｌの大きさを１ｍｍ以上とすることで、テンプレート４と接着フィルム６とを貼着するときに、接着フィルム６の切断（カット）を容易にすることができる。間隔Ｌが歪み吸収スペースに相当することから、その大きさは、テンプレート４内部で被研磨物の移動が許容されるギャップ、つまり隙間Ｇの大きさ（通常０．５〜１．０ｍｍ）以上でないと被研磨物の移動による歪みが完全には吸収されない。また、歪み吸収スペースの空間としては、貫通穴５の内面の位置におけるウレタンシート２（保持面Ｐ）とテンプレート４（切り欠き部４ａ）との隙間Ｈの大きさが０．３ｍｍ以上確保されることで、ウレタンシート２の歪みを吸収することができる。換言すれば、研磨加工時の均一性を高めるために隙間Ｇが設けられていることから、被研磨物は、隙間Ｇの分でテンプレート４内での移動が許容され、回転（自転）すると共に、直径方向（横方向）にも平行移動する。このため、被研磨物の移動によるウレタンシート２の歪みは、厚み方向のみではなく横方向にも生じることとなる。本実施形態の保持具１０では、厚み方向の歪みに加えて横方向の動きによる歪みも吸収することができる。更に、間隔Ｌ、隙間Ｈの大きさを定めることで歪み吸収スペースの空間を確保すれば、被研磨物の移動に伴いウレタンシート２の表面で微小な毛羽の脱落や摩耗屑が生じても当該空間に入り込むことで研磨加工に及ぼす影響を抑制することができる。

また更に、本実施形態では、テンプレート４に切り欠き部４ａを形成することで、被研磨物の端部形状改善が図られる。このため、ウレタンシート２に溝加工を施す等の場合と比べて、負荷をかけることなくウレタンシート２を作製することができる。これにより、研磨加工時にウレタンシート２の特性を長期間保持することができるので、ウレタンシート２、ひいては、保持具１０の寿命向上を図ることができる。

更にまた、本実施形態では、ウレタンシート２が１００％モジュラスで２０ＭＰａ以下のポリウレタン樹脂で形成されている。このため、保持面Ｐが被研磨物の形状に合うように密着して追従性を発揮するので、保持用定盤に装着した保持具１０に被研磨物を押し付けることで、被研磨物保持性を向上させることができる。また、本実施形態では、ウレタンシート２の裏面に、支持材としてＰＥＴ製フィルムが貼り合わされている。このため、柔軟なウレタンシート２が支持材で支持されるので、保持具１０の搬送時や研磨機への装着時の取り扱いを容易にすることができる。

また、本実施形態では、湿式成膜時に形成されたスキン層がバフ処理で除去されることでウレタンシート２が形成されており、保持面Ｐには開孔が形成されている。このため、保持面Ｐに形成された開孔や微多孔に浸入した水等の液体の表面張力の作用と、ウレタンシート２の樹脂自体の弾性で被研磨物が保持される。液晶用ガラス基板の保持では、湿式成膜時に形成されたスキン層の表面を介して被研磨物を保持させている。水等の表面張力の作用による吸着性が大きく、研磨加工時に被研磨物の移動が制限され好適である。これに対して、本実施形態のウレタンシート２では、保持面Ｐにセル３の開孔が形成されているため、表面張力の作用が適正化されることから、研磨加工時に被研磨物がテンプレート４の貫通穴５内で回転しやすくなり、保持具１０による加工斑を低減すると共に、研磨加工後に被研磨物を取り外しやすくなる。

従来保持具では、テンプレートとウレタンシートとが熱可塑性接着剤で貼り合わされている。通常、被研磨物をテンプレートの貫通穴に挿入して研磨加工するときには、被研磨物に研磨圧がかけられるため、被研磨物が保持具側に沈み込むことで加工面の平坦性向上が図られている。ところが、研磨加工時に被研磨物が移動することで被研磨物の外周側、すなわち、ウレタンシートのテンプレートの内周面近傍に歪みが生じることがある。このため、被研磨物の外周側で沈み込みが制限されることから、加工面が過度に研磨加工され、被研磨物に端部ダレが生じて端部形状が損なわれることとなる。端部形状が損なわれると、例えば、シリコンウェハーの研磨加工では、端部近傍から製品を得ることが難しくなり、歩留や生産性を低下させる。被研磨物に対する平坦性の要求度が高まるにつれ、外周近傍までフラットな仕上がり、つまり、端部形状の改善が望まれている。本実施形態は、これらの問題を解決することができる保持具である。

なお、本実施形態では、テンプレート４の厚み方向の断面における切り欠き部４ａの形状を三角状とする例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４（Ａ）に示すように、テンプレート４の厚み方向の断面における切り欠き部４ａの形状を矩形状としてもよい。また、図４（Ｂ）に示すように、Ｒ付けされた凸面を有するように切り欠き部４ａを形成してもよく、図４（Ｃ）に示すように、Ｒ付けされた凹面有するように形成してもよい。また、本実施形態では、接着フィルム６の内周側の位置とテンプレート４の内面の位置との間隔Ｌの大きさを１ｍｍ以上に調整する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、間隔Ｌの大きさが隙間Ｇの大きさ以上であればよい。研磨加工時における被研磨物の沈み込みが制限されないようにすること、および、被研磨物の横方向の移動による歪みを吸収することを考慮すれば、間隔Ｌの大きさを少なくとも１ｍｍとすることが好ましく、２ｍｍ以上とすることがより好ましい。また、本実施形態では、貫通穴５の内面の位置における切り欠き部４ａと保持面Ｐとの間に形成される隙間Ｈの大きさを少なくとも０．３ｍｍとする例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。隙間Ｈの大きさは、歪み吸収スペースとして空間が確保されればよく、間隔Ｌと合わせて調整すればよい。

また、本実施形態では、テンプレート４の材質として、ガラス繊維強化エポキシ樹脂を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。研磨加工時の物理的耐性や研磨液に対する化学的耐性を考慮すれば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂にガラス繊維等の繊維材が含有されることで強化された繊維強化樹脂を用いることが好ましい。樹脂や繊維材に制限がないことはもちろんである。また、本実施形態では、円環状のテンプレート４を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、被研磨物の形状に合わせて矩形状や楕円形状としてもよく、大型の保持具で複数の被研磨物を同時に保持させる場合には、テンプレートに複数の貫通穴が形成されていてもよい。

更に、本実施形態の保持具１０では、ウレタンシート２の材質として１００％モジュラスが２０ＭＰａ以下のポリウレタン樹脂を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリエステル樹脂等を用いてもよく、樹脂の１００％モジュラスを２０ＭＰａ以下とすれば、得られた樹脂シートが被研磨物の形状に合うように密着するので、被研磨物保持性の向上を図ることができる。また、ポリウレタン樹脂を用いれば、湿式成膜法で容易に均一なセル３が形成されたウレタンシート２を作製することができる。

また更に、本実施形態では、テンプレート４の接着面に接着フィルム６を介してウレタンシート２を貼り合わせる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＰＥＴ製フィルム等の基材の両面に接着剤が塗工された両面テープを使用することも可能である。更に、本実施形態では、接着フィルム６の接着剤としてポリウレタン系の熱可塑性接着剤を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ウレタンシート２に代えてポリエチレンやポリエステル等の樹脂製シートを用いた場合は、それぞれの樹脂との接着に適した熱可塑性接着剤を用いるようにしてもよい。

更にまた、本実施形態では、ウレタンシート２を湿式成膜法により作製する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、乾式成形法により作製するようにしてもよい。例えば、乾式成形法では、ウレタン系プレポリマと、ポリオール化合物やポリアミン化合物等の硬化剤（鎖伸長剤）とを混合し、硬化させた成形物をシート状にスライスすることでウレタンシートを得ることができる。

また、本実施形態では、ウレタンシート２の裏面にＰＥＴフィルムの支持材を介して両面テープ７を貼り合わせる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ウレタンシート２と両面テープ７との間に別のフィルムや不織布、織布等を貼り合わせるようにしてもよい。もちろん、支持材を介することなくウレタンシ−ト２と両面テープ７とを貼り合わせてもよい。更に、本実施形態では、成膜樹脂のスキン層側の面にバフ処理を施しウレタンシート２を作製する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、ウレタンシート２の厚みが均一化されていればよい。例えば、バフ処理に代えてスライス処理を施すようにしてもよく、被研磨物の種類によっては、バフ処理やスライス処理を施さなくてもよい。

以下、本実施形態に従い製造した保持具１０の実施例について説明する。なお、比較のために製造した比較例の保持具についても併記する。

（実施例１）
実施例１では、ポリウレタン樹脂として、１００％モジュラスが１０ＭＰａのポリエステルＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）ポリウレタン樹脂を用いた。このポリウレタン樹脂のＤＭＦ溶液１００部に対して、粘度調整用のＤＭＦの４５部、顔料のカーボンブラックを３０％含むＤＭＦ分散液の４０部、疎水性活性剤の２部を混合してポリウレタン樹脂溶液を調製した。ポリウレタン樹脂溶液を塗布する際に塗布装置のクリアランスを０．６ｍｍに設定し、湿式成膜後にスキン層側をバフ処理して厚み０．４ｍｍのウレタンシート２を得た。被研磨物の外径より１．０ｍｍ大きい内径の貫通穴５が形成されており（つまり、隙間Ｇの大きさが１．０ｍｍとなる。）、間隔Ｌの大きさが１．０ｍｍで断面が直角二等辺三角形状（傾斜面の水平方向に対する角度が４５度）の切り欠き部４ａが形成されたテンプレート４を、接着フィルム６を介してウレタンシート２と貼り合わせ、実施例１の保持具１０を製造した。この保持具１０では、接着フィルム６が熱により軟化してウレタンシート２側に浸透することから、接着フィルム６としては厚みが測定できなくなる。このため、貫通穴５の内面の位置における切り欠き部４ａと保持面Ｐとの間に形成される隙間Ｈの大きさが実質的に切り欠き部４ａの高さを示すこととなり、実施例１では１．０ｍｍとなる。

（比較例１）
比較例１では、切り欠き部を有していないテンプレートを用いる以外は実施例１と同様にして比較例１の保持具を製造した。すなわち、比較例１は従来の保持具である。

（研磨性能評価）
次に、実施例１および比較例１の保持具を用いたシリコンウェハーの研磨加工を、以下の条件で行い、ロールオフにより研磨性能を評価した。ロールオフは、被研磨物の周縁部が中心部より過度に研磨加工されることで生じ、平坦性を評価するための測定項目の１つである。測定方法としては、例えば、光学式表面粗さ計にて外周端部から中心に向かい０．３ｍｍの位置より半径方向に２ｍｍの範囲で２次元プロファイル像を得る。得られた２次元プロファイル像において、半径方向をＸ軸、厚み方向をＹ軸としたときに、外周端部からＸ＝０．５ｍｍおよびＸ＝１．５ｍｍの座標位置のＹ軸の値がＹ＝０となるようにレベリング補正し、このときの２次元プロファイル像のＸ＝０．５〜１．５ｍｍ間におけるＰＶ値をロールオフ値（指数）で表した。ロールオフの測定には、表面粗さ測定機（Ｚｙｇｏ社製、型番Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ５０２２）を使用した。ロールオフの測定結果を下表１に示す。
使用研磨機：不二越株式会社製、ＭＣＰ−１５０Ｘ
回転数：（定盤）１００ｒ／ｍ、（トップリング）７５ｒ／ｍ
研磨圧力：３３０ｇ／ｃｍ^２
揺動幅：１０ｍｍ（揺動中心値より２００ｍｍ）
揺動移動：１ｍｍ／ｍｉｎ
研磨剤：Ｎａｌｃｏ社製、品番２３５０（２３５０原液：水＝１：９の混合液を使用）
被研磨物：８インチφシリコンウェハー
研磨時間：２０分間

表１に示すように、比較例１の従来の保持具を用いたシリコンウェハーの研磨加工では、ロールオフ値が１．０であった。これに対して、実施例１の保持具１０を用いたシリコンウェハーの研磨加工では、ロールオフ値が０．９となり、比較例１とほぼ同等の性能が確認できた。テンプレート４に切り欠き部４ａを形成しても、初期の端部形状にはほとんど影響を及ぼさなかった。実際の研磨加工における保持具のライフの判断については、吸着性能の問題もあるが、端部形状の規格を外れることがライフエンドに影響することが多くなってきている。従って、切り欠き部４ａを形成したテンプレート４を貼付した保持具１０では、テンプレート４の内周面側で保持面Ｐ側の端部に切り欠きを形成することで、ライフ面での向上が期待できる。

本発明は被研磨物の端部形状を改善し平坦性を向上させることができる保持具を提供するものであるため、保持具の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。

Ｐ 保持面
２ ウレタンシート（樹脂シート）
４ テンプレート（枠材）
４ａ 切り欠き部
５ 貫通穴
１０ 保持具

Claims (8)

1. 被研磨物を保持するための平坦な保持面を有する樹脂シートと、
   前記樹脂シートの保持面に貼着され、前記被研磨物を挿入可能な貫通穴が少なくとも１箇所に形成された枠材と、
   を備え、
   前記枠材は、前記貫通穴の内面側で前記保持面側の端部に切り欠き部が形成されているとともに、前記樹脂シート側の面が前記貫通穴の仮想中心に対して内面より外側の位置で前記保持面に貼着されたことを特徴とする保持具。
2. 前記枠材は、厚み方向の断面における前記切り欠き部の形状が前記樹脂シート側の面の延長線と前記貫通穴の内面の延長線とが交差する仮想頂点に対して三角状または矩形状であることを特徴とする請求項１に記載の保持具。
3. 前記切り欠き部は、形状が三角状でありＲ付けされた凸面を有するように更にＲ付け加工されていることを特徴とする請求項２に記載の保持具。
4. 前記切り欠き部は、形状が矩形状でありＲ付けされた凹面を有するように更にＲ付け加工されていることを特徴とする請求項２に記載の保持具。
5. 前記枠材は、前記保持面に貼着された部分の内縁の位置と前記貫通穴の内面の位置との間隔Ｌの大きさが前記貫通穴の内面および前記被研磨物の外縁の間に形成される隙間の大きさ以上であることを特徴とする請求項１に記載の保持具。
6. 前記間隔Ｌの大きさは、１．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の保持具。
7. 前記枠材は、前記切り欠き部と前記保持面との間に形成される隙間の前記貫通穴の内面の位置における大きさが少なくとも０．３ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載の保持具。
8. 前記樹脂シートは、湿式成膜法で形成された連続発泡構造を有し、１００％モジュラスが２０ＭＰａ以下のポリウレタン樹脂で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の保持具。

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