JP2010274363A - 被加工物保持材 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮率の調整を容易とし、研磨液の浸透を抑制した被加工物保持材を提供することを目的とする。
【解決手段】基材７上に、湿式凝固法によって第２発泡層としての湿式発泡層４を形成し、乾式発泡によって第１発泡層としての乾式発泡層２を形成し、乾式発泡層２上に、接着層３を介して湿式発泡層４を、その発泡層４の表面４ａを下にして積層し、湿式発泡層４の裏面４ｂ側の基材７を剥離することにより、該裏面４ｂを、被加工物保持材を保持する保持面とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、研磨加工などの加工が施される被加工物を保持する被加工物保持材に関する。

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３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に圧接させつつ両定盤間に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相対回転させることにより行なわれる。

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被加工物保持材としてのバッキング材１３と、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枠状のテンプレート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）。

上記バッキング材１３としては、例えば、基材に塗工したウレタン樹脂のＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）溶液層を水中にて湿式凝固させ、温水中で洗浄、熱風で乾燥を行って発泡層を形成し、所要の厚みに揃えるなどの目的で、前記発泡層の表面をバフ加工したものが用いられる。前記発泡層の表面は、被加工物を吸着保持する保持面となるのであるが、バフ加工では、十分な平滑面が得られず、このため、被加工物の吸着保持力が不十分となっていた。

特開平０９−３２１００１号公報

このため、基材上に形成された発泡層の表面をバフ加工するのではなく、基材から発泡層を剥離し、発泡層の裏面側をバフ加工した後、両面テープ等に再び接着したバッキング材がある。

かかるバッキング材では、バフ加工を施していない発泡層の表面を、被加工物を吸着保持する保持面とするので、発泡層の表面を、バフ加工するバッキング材に比べて吸着保持力が向上する。

しかしながら、従来例の被加工物保持材では、被加工物のそりやうねり等を吸収するための圧縮率の調整が容易でなく、被加工物の平坦性が十分得られず、また、湿式の発泡層の単層構造であるために、被加工物保持材に研磨液が浸透しやすく、著しく寿命を縮めるという難点がある。

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、圧縮率の調整を容易とし、研磨液の浸透を抑制した被加工物保持材を提供することを目的とする。

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。

本発明の被加工物保持材は、球状の気泡を有する独立発泡の第１発泡層と涙滴状の気泡を有する第２発泡層とが、接着層を介して積層され、前記第２発泡層は、前記涙滴状の気泡が多く存在する表面側が前記接着層に接着され、裏面側が被加工物を保持する保持面とされるものである。

前記第２発泡層は、基材上に樹脂溶液を塗工して湿式発泡させ、裏面側の前記基材を剥離して製作するのが好ましい。

本発明によると、涙滴状の気泡を有する第２発泡層は、基材上に樹脂溶液を塗工して湿式発泡させ、裏面側の前記基材を剥離することによって製作するとができ、基材と同様な平滑面である第２発泡層の裏面を、被加工物を保持する保持面としているので、被加工物を保持する吸着力が向上し、被加工物の加工精度を高めることができる。

しかも、第１発泡層と第２発泡層との２層構造としているので、被加工物のそりやうねり等を吸収するのに必要な圧縮率の設定が、単層構造に比べて容易となる。また、独立発泡の第１発泡層によって、研磨液の浸透を抑制することができる。

本発明の被加工物保持材は、乾式発泡させた乾式発泡層と湿式発泡させた湿式発泡層とが、接着層を介して積層され、前記湿式発泡層は、基材上に樹脂溶液を塗工して湿式発泡させたものであって、その表面側が前記接着層に接着され、裏面側の前記基材が剥離されて被加工物を保持する保持面とされるものである。

接着層には、粘着層も含むものである。

本発明によると、湿式発泡層の裏面から基材を剥離して、基材と同様な平滑面である湿式発泡層の裏面を、被加工物を保持する保持面としているので、被加工物を保持する吸着力が向上し、被加工物の加工精度を高めることができる。

しかも、乾式発泡層と湿式発泡層との２層構造としているので、被加工物のそりやうねり等を吸収するのに必要な圧縮率の設定が、単層構造に比べて容易となる。また、独立発泡の乾式発泡層によって、研磨液の浸透を抑制することができる。

本発明の一つの実施形態では、圧縮率が、２０％以上５０％以下である。

この実施形態によると、圧縮率が、２０％以上５０％以下であるので、被加工物のそりやうねり等を吸収することができ、被加工物の平坦性を向上させることができる。

本発明の他の実施形態では、前記第１発泡層または前記乾式発泡層の圧縮率を、前記第２発泡層または前記湿式発泡層の圧縮率に比べて高くしている。

この実施形態によると、第２発泡層または湿式発泡層よりも圧縮率が高い第１発泡層または乾式発泡層でクッション性を確保しながら、第２発泡層または湿式発泡層で被加工物を吸着保持することができる。

本発明の更に他の実施形態では、前記第１発泡層または前記乾式発泡層の厚みを、前記第２発泡層または前記湿式発泡層の厚みに比べて厚くしている。

この実施形態によると、第２発泡層または湿式発泡層よりも圧縮率が高い第１発泡層または乾式発泡層を、第２発泡層または湿式発泡層以上の厚さにして十分なクッション性を確保することができる。

本発明の一つの実施形態では、前記第２発泡層または前記湿式発泡層が、撥水性を有している。

この実施形態によると、第２発泡層または湿式発泡層が撥水性を有しているので、研磨液の浸透を抑制することができる。

本発明によれば、基材から剥離した第２発泡層または湿式発泡層の平滑な裏面を、被加工物を保持する保持面としているので、吸着力が向上し、被加工物の加工精度を高めることができる。

しかも、第１発泡層または乾式発泡層と、第２発泡層または湿式発泡層との二層構造としているので、単層構造の従来例に比べて、圧縮率の選択が容易となり、被加工物のそりやうねり等を吸収して被加工物の平坦性を高めることができる。また、独立発泡の第１発泡層または乾式発泡層によって、研磨液の浸透を抑制して寿命を延ばすことができる。

本発明の一つの実施の形態に係る被加工物保持材の断面図である。 図１の被加工物保持材の製造工程を示す図である。 研磨装置の概略構成図である。

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。

図１は、本発明の実施形態に係る被加工物保持材１の概略断面図である。

この実施形態の被加工物保持材１は、乾式発泡によって形成された第１発泡層としての乾式発泡層２と、この乾式発泡層２上に、接着層３を介して積層された第２発泡層としての湿式発泡層４とを備えており、湿式凝固法によって形成された湿式発泡層４は、その表面４ａ側が接着層３に接着されている。

乾式発泡層２は、独立発泡の球状の気泡（ポア）を多数有しており、湿式発泡層４は、表面４ａ側に多数の涙滴状の気泡を有している。

乾式発泡層２の裏面には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂フィルムの両面に粘着層を設けた両面テープ５が貼着され、更に、離型シート６が貼着されている。

湿式発泡層４は、乾式発泡層２に比べて、厚みが薄く、または、圧縮率が低く形成されている。

湿式発泡層４は、乾式発泡層２に比べて厚みが薄ければよく、その厚みの比率に特に限定はないが、例えば、１：３〜１：１０程度であり、この実施形態では、１：５としている。全体の厚みは、例えば、０．８から１．５ ｍｍ 程度が好ましい。

また、湿式発泡層４および乾式発泡層２を併せた全体の圧縮率は、被加工物のそりやうねりを吸収するために、２０％以上５０％以下であるのが好ましい。

この実施形態では、全体の圧縮率は、４０％であり、乾式発泡層２の圧縮率は、５０％以上である。

このように乾式発泡層２は、圧縮率が高く、湿式発泡層４に比べて、厚みが厚いので、十分なクッション性を有する。また、乾式発泡層２は、殆ど独立発泡であるので、研磨液の浸透を効果的に抑制することができる。

後述のように被加工物を保持する保持面側となる湿式発泡層４は、撥水性を有しており、研磨液の浸透を一層抑制することができる。

図２は、この実施形態の被加工物保持材１の製造工程の一例を示す図である。

湿式発泡層４を、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７上に塗工し、湿式凝固法により、図２（ａ）に示すように、基材７上に発泡成形する。この湿式発泡層４は、涙滴状の気泡などの多数の気泡を有する。

なお、湿式発泡層４に、撥水性を持たせるために、ウレタン樹脂には、例えば、フッ素シラン、有機フッ素化合物などのフッ素系撥水材料をブレンドしている。

次に、図２（ｂ）に示すように、ウレタン樹脂に公知の発泡剤を添加して乾式発泡させた後スライスした乾式発泡層２上に、接着層３を介して、上記の湿式発泡層４を、その発泡層４の表面４ａを下にして積層する。

次に、湿式発泡層４の裏面側４ｂの基材７を剥離して被加工物を保持する保持面とする一方、乾式発泡層２の裏面に、両面テープ５等を貼着することにより、図１の被加工物保持材１が得られることになる。

なお、積層する前に、湿式発泡層４の表面４ａを、バフ加工して涙滴状の気泡を開口させてもよい。

基材７は、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)などの樹脂フィルムであるのが好ましいが、不織布にウレタン樹脂溶液などの樹脂溶液を含浸させて湿式凝固したものであってもよい。

発泡層２，４を形成するための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。

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。

この被加工物保持材では、図２（ｃ）に示すようにＰＥＴフィルム等の基材７を剥離した湿式発泡層４の裏面４ｂ、すなわち、ＰＥＴフィルム等の基材７と同様な平滑な裏面を、被加工物を保持する保持面としている。

この平滑な裏面４ｂは、Ｗｃｍａｘ（うねり曲線要素の高さの最大値）で１０μｍ以内としている。

このようにＰＥＴフィルムの表面のような平滑面を、被加工物の保持面としているので、被加工物を吸着する吸着力が向上することになる。

また、乾式発泡層と湿式発泡層との２層構造としているので、被加工物のそりやうねりを吸収できる圧縮率に調整するのが容易となり、被加工物の平坦性を向上させることができる。

更に、乾式発泡層は、独立発泡であるので、湿式発泡層に比べて、研磨液の浸透を効果的に抑制することができ、被加工物保持材の寿命を延ばすことが可能となる。

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。

１ 被加工物保持材 ２ 乾式発泡層
３ 接着層 ４ 湿式発泡層
７ 基材

Claims (6)

1. 球状の気泡を有する独立発泡の第１発泡層と涙滴状の気泡を有する第２発泡層とが、接着層を介して積層され、前記第２発泡層は、前記涙滴状の気泡が多く存在する表面側が前記接着層に接着され、裏面側が被加工物を保持する保持面とされることを特徴とする被加工物保持材。
2. 乾式発泡させた乾式発泡層と湿式発泡させた湿式発泡層とが、接着層を介して積層され、前記湿式発泡層は、基材上に樹脂溶液を塗工して湿式発泡させたものであって、その表面側が前記接着層に接着され、裏面側の前記基材が剥離されて被加工物を保持する保持面とされることを特徴とする被加工物保持材。
3. 圧縮率が、２０％以上５０％以下である請求項１または２に記載の被加工物保持材。
4. 前記第１発泡層または前記乾式発泡層の圧縮率が、前記第２発泡層または前記湿式発泡層の圧縮率に比べて高い請求項１ないし３のいずれか一項に記載の被加工物保持材。
5. 前記第１発泡層または前記乾式発泡層の厚みが、前記第２発泡層または前記湿式発泡層の厚みに比べて厚い請求項１ないし４のいずれか一項に記載の被加工物保持材。
6. 前記第２発泡層または前記湿式発泡層が、撥水性を有する請求項１ないし５のいずれか一項に記載の被加工物保持材。

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