JP4598551B2

JP4598551B2 - 被加工物保持材および被加工物保持材の製造方法

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Publication number: JP4598551B2
Application number: JP2005029013A
Authority: JP
Inventors: 博行山田; 克昌川端; 英伸水本
Original assignee: Nitta Haas Inc
Current assignee: Nitta DuPont Inc
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2025-02-04
Also published as: JP2006212751A

Description

本発明は、被加工物を工作機に設置して固定する被加工物保持材およびその被加工物保持材の製造方法に関する。

近年研磨分野において、被研磨物の大型化や高精度化に伴い、精密研磨の要請が高まっており、研磨に使用する装置や部材においても高精度化が求められている。例えば、液晶ディスプレイなどの表面保護ガラスの研磨やシリコンウェハの研磨において、研磨後の被研磨物表面に高い平坦性が求められている。当該精密研磨においては、研磨布や研磨装置の性能もさることながら、ガラスやシリコンウェハといった被加工物を保持する保持材にも高い精度が求められる。高い平坦性を持った保持材を得る方法として、高分子発泡体を使用した方法が考案された。これは、ＰＥＴフィルムなどの基材の上に涙滴型気泡構造をもつ高分子発泡体を形成し、被加工物と当該高分子発泡体の間に水などを介在させることにより、水の表面張力と気泡の吸盤効果などにより被加工物を保持するものである。
図７は、この従来の被加工物保持層形成直後の被加工物保持材の形状を示す図である。

この従来技術では、基材１２上に涙滴型気泡１３を有する高分子発泡体からなる被加工物保持層１１を形成する際に、被加工物保持層１１の厚みが不均一となってしまい、被加工物保持層表面１４が十分な平坦性が得られないという問題があった。

この問題を解決するために、図７に示した基材１２上に形成した被加工物保持層１１を形成した後、被加工物保持層１４の表面を研磨することにより、図８に示す平坦な被加工物保持層１１ａを確保する技術が考案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、図９のように、図７に示した基材１２上に被加工物保持層１１を形成後、被加工物保持層１１を基材１２から剥離し、剥離面１５を研磨することにより厚さが均一な被加工物保持層１１ｂを形成し、次に当該研磨後の被加工物保持層１１（ｂ）を接着材などからなる接着層１７を介してＰＥＴフィルムなどの基材１６に貼りつけることにより、被加工物保持層１１ｂの表面１４を研磨しない、被加工物保持材を得る方法が考案され、商品化されている。

特開２００３−９４３２３号公報（第３頁）

しかしながら、特許文献１記載の研磨パッドは、被加工物保持層１１ａの表面を研磨することにより、気泡１３を不均一に研磨することとなり、保持性能にバラツキが生じていた。また、表面研磨は通常サンドペーパーなどを使用して行われ、研磨時に脱落した砥粒が気泡に残ることにより被加工物加工時に被加工物表面にキズが発生したり、表面研磨時に発生する研磨屑が涙滴型気泡１３内部に残留し、被加工物保持層１１ａの弾性が不均一になることがあり、研磨後の表面洗浄を余儀なくされていた。

また、図９に示したように、図７に示す被加工物保持層１１を基材１２より剥離して当該剥離面を研磨すると、被加工物保持層１１ｂの涙滴型気泡１３の底部が研磨により開口し、また、研磨屑が涙滴型気泡１３内に入り込むことにより、被加工物保持層１１ｂの弾性が不均一となる。また、被加工物加工時に、研磨時の圧力により前記開口した気泡１３底部が外側に開き、接着層１７によって固定されてしまい、不均一な歪が生じてしまうという問題があった。

また、従来の技術では、平坦性を確保するために、図７に示す基材１２にＰＥＴやポリエチレンといった硬質樹脂フィルムを使用しており、研磨時のクッション性や、被加工物の被加工物保持材表面１４と接する面への追従性に劣っていた。

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、被加工物保持層の厚みの不均一性を緩和するように構成した基材を有することにより厚さを均一とし、被加工物保持材の平坦性を確保する被加工物保持材および被加工物保持材の製造方法を提供することを目的とする。

また、研磨時の追従性に優れた被加工物保持材および被加工物保持材の製造方法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材は、被加工物を工作機によって加工する際に、前記被加工物を前記工作機に設置して固定する被加工物保持材であって、少なくとも被加工物保持層と基材とによって前記被加工物保持材を構成し、前記被加工物保持層の前記基材側の面と反対側の面を基準とした前記被加工物保持材の厚みが均一な厚みになるように前記基材の前記被加工物保持層側の面と反対側の面が研磨された基材によって、前記被加工物保持層の厚みの不均一性を緩和することを特徴としている。

また、本発明の被加工物保持材の製造方法は、被加工物を工作機によって加工する際に、前記被加工物を前記工作機に設置して固定する少なくとも被加工物保持層と基材とで構成される被加工物保持材の製造方法であって、前記被加工物保持層の前記基材側の面と反対側の面を基準とした前記被加工物保持材の厚みが均一な厚みになるように、前記基材の前記被加工物保持層側の面と反対側の面を研磨して、前記被加工物保持層の厚みの不均一性を緩和したことを特徴とする。

本発明によれば、被加工物保持層の厚みの不均一性を緩和するように構成した基材を有する被加工物保持材とすることにより、被加工物保持材の平坦性を確保することができる。

以下に、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明に係る被加工物保持材の第１の実施例を示す図である。
まず、本発明に係る被加工物保持材は、図１（ａ）に示すように少なくとも被加工物保持層１と基材２とによって構成されている。そして、被加工物保持層１の不均一な厚さを緩和するように構成した基材２を有する。この被加工物保持材は、厚さ方向において均一な厚さを有しており、基材２の界面３と反対側の面に接着剤や両面テープを使用して貼り付けたり、水などの表面張力により、研磨装置の所定の箇所に貼り付けたりすることにより、被加工物保持層１の表面が平坦な被加工物保持材を得ることができる。

すなわち、被加工物保持層１の表面および基材２との界面３のいずれも研磨することなく、平坦な面を保持した被加工物保持材４を得ることができる。

ここで、図１（ｂ）に示すように被加工物保持層１と基材２の界面３には、両面テープやＰＥＴフィルムなどの基材５が存在していてもよい。

また、基材２は、例えば不織布からなるが、ポリウレタンなどの樹脂を含浸した不織布や、高分子発泡体などを用いることができる。基材２の厚みは、被加工物の大きさや研磨条件により決定されるが、一例として、０．１〜３．０ｍｍの厚みが好ましく、０．５〜２．５ｍｍの厚さがより好ましい。０．１ｍｍ未満では追従性が低下し、３．０ｍｍを超えると研磨時に発生するせん断力により、被加工物保持材４に歪が生じる可能性があり、好ましくない。

被加工物保持層１の厚みは、被加工物の大きさや研磨条件により決定されるが、一例として、０．０５〜３．０ｍｍの厚さであることが好ましく、０．２〜２．０ｍｍの厚さであることがより好ましい。０．０５ｍｍより薄くなると保持特性が低減し、３．０ｍｍを超えると研磨時に発生するせん断力により、被加工物保持材４に歪が生じる可能性があり、好ましくない。

図２は、被加工物保持材４を工作機２０に設置した状態を示す図である。図２に示すように、工作機２０に設置した状態では、基材２が両面テープ６を介して工作機２０の設置面に密着することにより、被加工物保持材４の表面７が平坦となる。

図３は、被加工物保持材を用いた加工の実施形態を示す図である。被加工物保持材４の表面７に被加工物２１を保持した状態で研磨布２２と接することにより、平坦性を保った状態で研磨できる。

図４は、本発明に係る被加工物保持材の製造方法の実施形態を示す図である。
たとえば、図４（ａ）に示すように、ロール状に巻かれた被加工物保持材９の基材２を円柱状ドラム表面に高硬度砥粒を固定した研磨部材８により研磨する。

ここで、図４（ｂ）は図４（ａ）の二点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。基材２を円柱状ドラム表面に高硬度砥粒を固定した研磨部材８により研磨し、研磨前の基材の表面１０を研磨することにより、被加工物保持層１の厚みの不均一性を緩和する基材２を得ることが出来る。

次に、本発明に係る被加工物保持材の第２の実施例を説明する。
第２の実施形態では、平均厚さ１．２ｍｍの日本バイリーン社製不織布（商品名：ＵＢ−０９５１）２上に、平均厚さ０．６ｍｍの被加工物保持層１を形成し、不織布２の被加工物保持層１と接している面の反対側の面をサンドペーパーで平均０．０６ｍｍ研磨することにより、平均厚さ１．７４ｍｍの被加工物保持材４を形成する。

基材の研磨は、例えば、サンドペーパー、円柱状ドラム表面に高硬度砥粒を固定したものや、回転式カンナなどの既存の研磨方法を使用することができる。

＜比較例１＞
実施例２と同様に、平均厚さ１．２ｍｍの不織布上に、平均厚さ０．６ｍｍの被加工物保持層を形成し、研磨することなく平均厚さ１．８０ｍｍの被加工物保持材を形成する。

図５は、本発明に係る実施例２と比較例１の平坦度を表した図である。
図５に示すように、比較例１の最大厚み差が約０．１ｍｍであるのに対し、実施例２の最大厚み差は約０．０３ｍｍであり、高い平坦性が確認された。

次に、本発明に係る被加工物保持材の第３の実施例を説明する。
この第３の実施例では、実施例２において作成した被加工物保持材を使用し、厚さ０．７ｍｍのライムガラスを研磨した。研磨装置としてスピードファム社製ＳＰ８００にニッタ・ハース社製研磨布を設置し、研磨圧１００ｇｆ／ｃｍ^２、定盤回転数１００ｒｐｍ、被加工物保持材を設置したガラス保持部回転数７０ｒｐｍ、スラリー流量１０Ｌ毎分の条件で研磨を実施した。研磨後のガラス表面につき、東京精密社製表面粗さ計サーフコム４５５Ａにより表面粗さを、ＳＩＩ社製原子間力顕微鏡ＳＰＡ４６５により平均表面うねりを測定した。

＜比較例２＞
図９に示した構成からなる被加工物保持材として、富士紡績社製ＡＳシートを使用して、実施例３と同じ条件で研磨試験を実施した。
実施例３および比較例２の研磨試験結果を図６に示す。

図６に示すように、研磨試験の結果、実施例３の被加工物保持材を使用した場合は、従来品である比較例２よりも、被加工物の研磨後平坦性および表面うねりについて良好な研磨特性を得た。また、製品寿命においても従来品に比して１２５％の製品寿命を得た。

本発明に係る被加工物保持材の実施形態を示す図。本発明に係る被加工物保持材を工作機に設置した状態を示す図。本発明に係る被加工物保持材を用いた加工の実施形態を示す図。本発明に係る被加工物保持材の製造方法の実施形態を示す図。本発明に係る被加工物保持材平坦度の一例。本発明に係る研磨試験結果の一例。従来技術に係る被加工物保持層形成直後の被加工物保持材の一例。特許文献１に係る被加工物保持材の一例。従来技術に係る被加工物保持層を剥離後、被加工物保持層剥離面を研磨し、基材に張り合わせた被加工物保持材の一例。

符号の説明

１被加工物保持層
２基材
３界面
４被加工物保持材
５基材
６両面テープ
７表面
８研磨部材
９ロール状被加工物保持材
１０基材２の表面
２０工作機
２１被加工物
２２研磨布

Claims

被加工物を工作機によって加工する際に、前記被加工物を前記工作機に設置して固定する被加工物保持材であって、
少なくとも被加工物保持層と基材とによって前記被加工物保持材を構成し、
前記被加工物保持層の前記基材側の面と反対側の面を基準とした前記被加工物保持材の厚みが均一な厚みになるように前記基材の前記被加工物保持層側の面と反対側の面が研磨された前記基材によって、前記被加工物保持層の厚みの不均一性を緩和することを特徴とする被加工物保持材。
前記基材が、不織布又は高分子発泡体からなることを特徴とする請求項１に記載の被加工物保持材。
被加工物を工作機によって加工する際に、前記被加工物を前記工作機に設置して固定する少なくとも被加工物保持層と基材とで構成される被加工物保持材の製造方法であって、
前記被加工物保持層の前記基材側の面と反対側の面を基準とした前記被加工物保持材の厚みが均一な厚みになるように、前記基材の前記被加工物保持層側の面と反対側の面を研磨して、前記被加工物保持層の厚みの不均一性を緩和したことを特徴とする被加工物保持材の製造方法。