JP2005199380A - Buffer material for sucking and holding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定盤や回転基板等の保持体に被保持体を吸引保持する際に、保持体と被保持体との間に介在させる緩衝材に関する。 The present invention relates to a cushioning material interposed between a holding body and a held body when the held body is sucked and held by a holding body such as a surface plate or a rotating substrate.
従来から、定盤や回転基板等の保持体に、ガラス、シリコンウエハ、金属等の被保持体を保持した状態で所望の加工、研磨等を施すことが行なわれており、被保持体の保持方法の一つとして吸引保持が用いられている。
一般に、定盤や回転基板等の保持体に、ガラス、シリコンウエハ、金属等の被保持体を吸引保持する場合、両者の密着性を高めるために緩衝材が使用されている。例えば、シリコンウエハの研磨装置(特許文献1、2)等では、回転基板にシリコンウエハを吸引保持する際に、ゴム製のバッキング材が緩衝材として使用されている。
In general, when holding a held body such as glass, silicon wafer, or metal on a holding body such as a surface plate or a rotating substrate, a cushioning material is used to improve the adhesion between them. For example, in a silicon wafer polishing apparatus (
しかしながら、従来のゴム製の緩衝材は、吸引を解除した際に、被保持体の引き離しが円滑に行なえない場合があり、吸引保持による着脱を繰り返すことにより、緩衝材の表面が損傷して吸引保持性能が低下するという問題があった。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、吸引保持における被保持体の着脱を容易、かつ確実に行なうことが可能な吸引保持用の緩衝材を提供することを目的とする。
However, with the conventional rubber cushioning material, when the suction is released, the object to be held may not be able to be pulled away smoothly. There was a problem that the holding performance deteriorated.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a cushioning material for suction and holding that can easily and reliably attach and detach a held body in suction and holding. .
このような目的を達成するために、本発明は、基材と、該基材の少なくとも一方の面に配設されたDLC(Diamond Like Carbon)膜とを備え、表裏貫通する吸引孔を有するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記基材はゴム基材または樹脂基材であり、基材の硬度は5〜90の範囲であるような構成とした。
In order to achieve such an object, the present invention includes a base material and a DLC (Diamond Like Carbon) film disposed on at least one surface of the base material, and has a suction hole penetrating front and back. The configuration was
As a preferred embodiment of the present invention, the base material is a rubber base material or a resin base material, and the base material has a hardness in the range of 5 to 90.
本発明の好ましい態様として、前記基材の厚みは0.05〜5mmの範囲であるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記DLC(Diamond Like Carbon)膜の膜密度は1.6〜1.9g/cm3の範囲であるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記DLC(Diamond Like Carbon)膜側における硬度は1000〜4000の範囲であるような構成とした。
As a preferred embodiment of the present invention, the base material has a thickness in the range of 0.05 to 5 mm.
As a preferred embodiment of the present invention, the DLC (Diamond Like Carbon) film has a density in the range of 1.6 to 1.9 g / cm 3 .
As a preferred embodiment of the present invention, the hardness on the DLC (Diamond Like Carbon) film side is in the range of 1000 to 4000.
本発明では、DLC(Diamond Like Carbon)膜を被保持体に当接するように緩衝材を使用することにより、DLC膜が基材の柔軟性を発現しながら被保持体に密着して吸引保持が確実に行われ、吸引を解除したときには、DLC膜の有する潤滑性により被保持体を容易に引き離すことができ、また、DLC膜は適度の硬度を有するので、吸引保持による着脱を繰り返しても、緩衝材の表面が損傷することを防止するという効果が奏される。 In the present invention, by using a cushioning material so that a DLC (Diamond Like Carbon) film is in contact with the object to be held, the DLC film is in close contact with the object to be held while exhibiting the flexibility of the base material, so that suction holding When it is reliably performed and suction is released, the DLC film can be easily detached due to the lubricity of the DLC film, and the DLC film has an appropriate hardness. The effect of preventing the surface of the cushioning material from being damaged is exhibited.
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の吸引保持用の緩衝材の一実施形態を示す平面図であり、図2は図1に示される緩衝材のA−A線断面図である。図1および図2において、吸引保持用の緩衝材1は、基材2と、この基材2の一方の面に配設されたDLC(Diamond Like Carbon)膜3とを備えた円盤形状をなし、表裏貫通する複数の吸引孔4を有している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the shock-absorbing cushioning material of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the cushioning material shown in FIG. In FIG. 1 and FIG. 2, the suction holding
緩衝材1を構成する基材2は、ゴム基材または樹脂基材であり、保持体と被保持体との間に介在して吸引保持機能を発現できるものであれば特に制限はない。ゴム基材としては、例えば、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、二トリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム等を用いることができる。また、樹脂基材としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を用いた基材であってよい。使用する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、キシレン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の熱硬化性樹脂、ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエーテル、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルロース系樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂等を挙げることができる。
The base material 2 constituting the
このような基材2の硬度は、DLC膜3の硬度、緩衝材1に要求される硬度等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、5〜90、好ましくは30〜70の範囲で設定することができる。また、基材2の厚みは特に制限されず、例えば、0.05〜5mm、好ましくは0.5〜2mmの範囲で設定することができる。
尚、本発明における硬度は、ゴムに対してはデュロメータ、DLC膜に対してはヌープ硬度により測定するものである。
The hardness of the base material 2 can be appropriately set in consideration of the hardness of the
The hardness in the present invention is measured by durometer for rubber and Knoop hardness for DLC film.
緩衝材1を構成するDLC膜3は、ダイヤモンド状炭素膜であり、適度の潤滑性を有し、かつ、耐磨耗性に優れ、また、厚みを調整することにより、基材2の柔軟性を損なうことなく適度の硬度をもった膜とすることができる。このようなDLC膜3は、プラズマCVD法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の真空成膜法により形成することができる。尚、本発明におけるDLC膜3とは、膜密度が1.6〜1.9g/cm3の範囲にある炭素膜を意味する。
The
例えば、プラズマCVD法によるDLC膜3の形成では、原料ガスとして、炭素膜形成に一般的に用いられるメタン、エタン、プロパン、ブタン、アセチレン、ベンゼン等の炭化水素化合物ガスを使用することができる。また、キャリアガスとして、水素ガス、アルゴンガス等を用いることができる。尚、前処理として、DLC膜3を成膜する基材2の表面を、フッ素含有ガス、水素ガス、酸素ガス等の少なくとも1種からなるガスのプラズマに曝してもよい。このような前処理を施すことにより、基材2の表面の清浄化、適度の表面粗度形成を行なうことができる。また、例えば、フッ素含有ガスや水素ガスを用いて前処理を施すことにより、基材2の表面がフッ素終端化や水素終端化され、これにより、安定なフッ素−炭素結合、水素−炭素結合が可能となり、形成されるDLC膜3と基材2との密着性がより高いものとなる。
For example, in the formation of the
DLC膜3の厚みは、使用する原料ガス、基材2の材質、硬度、および、緩衝材1に要求される硬度等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、0.01〜5μm、好ましくは0.5〜2μm範囲で設定することができる。
上述のように基材2上にDLC膜3を備えた本発明の緩衝材1は、保持体と被保持体との間に介在して吸引保持機能を発現できるものであればよく、DLC膜3側における硬度は、例えば、5〜90、好ましくは30〜70の範囲で設定することができる。
The thickness of the
As described above, the
緩衝材1が備える吸引孔4は、その開口径、数、形成位置、開口形状に特に制限はなく、例えば、開口径を1〜50mmの範囲で設定することができる。図示例では、複数の吸引孔4が設けられているが、中央に1個の吸引孔を備えたリング形状の緩衝材であってもよい。また、図示例では、吸引孔4は、基材2上にDLC膜3を成膜した後に、打ち抜き等の手段により形成されたものであるが、予め吸引孔を形成した基材2にDLC膜3を成膜してもよい。
The
尚、上述のようなDLC膜は、本発明の吸引保持用の緩衝材の他に、例えば、O−リング、ダイヤフラムシール弁、アンブレラ(傘形の逆止弁)、ダイヤフラムのシール部、ベローズ等のゴム部材の所望の箇所に形成することにより、ゴム部材の機能、耐久性をより向上させることができる。 The DLC film as described above includes, for example, an O-ring, a diaphragm seal valve, an umbrella (an umbrella-shaped check valve), a diaphragm seal portion, a bellows, etc., in addition to the suction holding buffer material of the present invention. By forming the rubber member at a desired location, the function and durability of the rubber member can be further improved.
次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
[実施例1]
シリコーンゴムからなる厚み1mm、直径200mmの円盤形状の基材を準備した。この基材に、開口径12mmの円形の吸引孔を、半径60mmの円周上に位置するように等間隔で12個形成(打ち抜き法)した。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[Example 1]
A disk-shaped substrate made of silicone rubber and having a thickness of 1 mm and a diameter of 200 mm was prepared. Twelve circular suction holes having an opening diameter of 12 mm were formed on this substrate at equal intervals so as to be positioned on a circumference having a radius of 60 mm (punching method).
上記の基材をプラズマCVD装置の真空チャンバー内に載置し、一方の面を下記の前処理条件にて水素ガスプラズマに曝した。
(前処理条件)
・前処理ガス : 水素ガス(導入量=100sccm)
・高周波電力 : 13.56MHz、300W
・処理圧力 : 13Pa
・処理時間 : 5分間
The substrate was placed in a vacuum chamber of a plasma CVD apparatus, and one surface was exposed to hydrogen gas plasma under the following pretreatment conditions.
(Pretreatment conditions)
・ Pretreatment gas: Hydrogen gas (introduction amount = 100 sccm)
・ High frequency power: 13.56 MHz, 300 W
・ Processing pressure: 13Pa
・ Processing time: 5 minutes
次いで、基材の前処理面に下記の条件でDLC膜を成膜して、本発明の緩衝材を得た。
(DLC膜の成膜条件)
・原料ガス : メタンガス(導入量=100sccm)
・高周波電力 : 13.56MHz、300W
・成膜圧力 : 13Pa
・成膜速度 : 200Å/分
・成膜時間 : 60分
Next, a DLC film was formed on the pretreated surface of the substrate under the following conditions to obtain the buffer material of the present invention.
(DLC film formation conditions)
・ Raw material gas: Methane gas (introduction amount = 100 sccm)
・ High frequency power: 13.56 MHz, 300 W
・ Film pressure: 13Pa
・ Deposition rate: 200 liters / minute ・ Deposition time: 60 minutes
[実施例2]
前処理ガスとして水素ガスの代わりに6フッ化硫黄を用い、実施例1と同様の前処理条件にてフッ素化合物ガスプラズマに曝す前処理を行ない、その後、実施例1と同様の条件でDLC膜を成膜して、本発明の緩衝材を得た。
[Example 2]
A pretreatment is performed by using sulfur hexafluoride instead of hydrogen gas as a pretreatment gas and exposing to a fluorine compound gas plasma under the same pretreatment conditions as in the first embodiment, and then performing a DLC film under the same conditions as in the first embodiment. Was formed into a buffer material of the present invention.
[実施例3]
前処理ガスとして水素ガスの代わりに酸素ガスを用い、実施例1と同様の前処理条件にて酸素ガスプラズマに曝す第1の前処理を行ない、次いで、実施例1と同様の水素ガスプラズマに曝す第2の前処理を行ない、その後、実施例1と同様の条件でDLC膜を成膜して、本発明の緩衝材を得た。
[Example 3]
Using oxygen gas instead of hydrogen gas as a pretreatment gas, a first pretreatment is performed by exposing to oxygen gas plasma under the same pretreatment conditions as in Example 1, and then the hydrogen gas plasma as in Example 1 is used. A second pretreatment for exposure was performed, and then a DLC film was formed under the same conditions as in Example 1 to obtain the buffer material of the present invention.
[実施例4]
前処理を施さない他は、実施例1と同様の条件でDLC膜を成膜して、本発明の緩衝材を得た。
[Example 4]
A DLC film was formed under the same conditions as in Example 1 except that no pretreatment was performed to obtain the cushioning material of the present invention.
[評 価]
上述のように作製した4種の緩衝材(実施例1〜4)、およびDLC膜を形成していないシリコーンゴムからなる緩衝材(比較例)を定盤上に載置し、各緩衝材上にシリコンウエハ(直径180mm)を重ね、1g/cm2の荷重を負荷した状態で室温にて1時間放置し、その後、荷重を解除し、シリコンウエハを緩衝材から引き離した。その際、本発明の4種の緩衝材(実施例1〜4)はいずれも容易にシリコンウエハを引き離すことができた。しかし、比較例の緩衝材はシリコンウエハとの貼り付きが生じた。
[Evaluation]
Four types of cushioning materials (Examples 1 to 4) produced as described above and a cushioning material (comparative example) made of silicone rubber not forming a DLC film are placed on a surface plate, and each cushioning material is placed on the cushioning material. A silicon wafer (180 mm in diameter) was stacked on the substrate and left standing at room temperature for 1 hour under a load of 1 g / cm 2 , after which the load was released and the silicon wafer was separated from the buffer material. At that time, the four kinds of cushioning materials (Examples 1 to 4) of the present invention could easily separate the silicon wafer. However, the buffer material of the comparative example was stuck to the silicon wafer.
種々の吸引保持における保持体と被保持体との間に介在させる緩衝材として利用することができる。 It can be used as a cushioning material interposed between the holding body and the held body in various suction holdings.
1…吸引保持用の緩衝材
2…基材
3…DLC(Diamond Like Carbon)膜
4…吸引孔
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