JP5003256B2 - 被研磨物保持材用積層板および被研磨物保持材 - Google Patents

Description

本発明は、被研磨物保持材用積層板および被研磨物保持材に関する。

シリコンウエハなどの被研磨物を研磨するとき、被研磨物の保持材としては、金属板、金属板に樹脂を嵌め込んだ樹脂入り金属板、積層板などが使用されている。
被研磨物保持材用積層板として使用される積層板は、ガラス織布にエポキシ樹脂を含浸乾燥して得たプリプレグを所定枚数重ねて一体に加熱加圧成形した積層板が使用されている。
積層板は、次のようにして被研磨物保持材へ加工する。
すなわち、定尺の積層板から所定寸法の円板を切り出し、この積層板に１ないし複数個の円形の穴を開ける。
また、円板の周囲には、歯車の歯を形成する。
このようにして製作した被研磨物保持材を用いて研磨を行なうときは、前記保持材を研磨機にセットし、その円形の穴には被研磨物を保持する。
そして、保持材の周囲の歯に駆動歯車の歯を噛み合わせて、保持材を駆動させる。
これに伴って、円形の穴に保持した被研磨物も駆動され、被研磨物は、これに当接している研磨材によって表面を研磨される（例えば特許文献１参照）。
しかし従来の積層板では、保持材の歯車部がシリコンウエハの研磨時の負荷に耐えられず積層板の欠けが発生しやすく、また、シリコンウエハの研磨時に被研磨物との接触により積層板の樹脂部が磨耗し、露出したガラス織布によるシリコンウエハ表面及び端面の傷の原因ともなっている。
一方、金属板、又は樹脂入り金属板は、研磨時の負荷に耐え得る強度、耐摩耗性の点では優れているが、研磨の際に金属も研磨されることから研磨された金属粉によるシリコンウエハの表面汚染、金属粉によるシリコンウエハの傷が発生し問題となっている。
特開平１０−１７５１６３号公報

上述のように、積層板を用いた被研磨物保持材は、研磨用として要求される特性、すなわち、研磨時の負荷に耐え得る強度、耐摩耗性などが不充分であった。
本発明の目的は、研磨時の負荷に耐え得る強度、耐摩耗性を向上させた被研磨物保持材用の積層板、及び該積層板を用いた被研磨物保持材を提供することである。

このような目的は、下記の［１］〜［６］に記載の本発明により達成される。
［１］ガラスクロスにエポキシ樹脂組成物ワニスを含浸乾燥して得たプリプレグを所定枚数重ねて一体に加熱加圧成形した積層板において、用いる全てのプリプレグの厚さが１００μｍ未満であり、エポキシ樹脂組成物ワニスが無機充填材を含有してなることを特徴とする被研磨物保持材用積層板。
［２］エポキシ樹脂組成物ワニスが無機充填材の含有率が、５〜９５重量％である［１］項記載の被研磨保持用積層板。
［３］前記プリプレグを１２枚以上重ねて加熱加圧成形したものである、［１］又は［２］項に記載の被研磨物保持材用積層板。
［４］厚さが０．８ｍｍ以上である、［１］〜［３］項のいずれか１項に記載の被研磨物保持材用積層板。
［５］用いる全ての前記ガラスクロスの厚さが８０μｍ以下である、［１］〜［４］項のいずれか１項に記載の被研磨物保持材用積層板。
［６］［１］〜［５］項のいずれか１項に記載の被研磨物保持材用積層板を用いて製作されてなる被研磨物保持材。

本発明によれば、被研磨物保持材に用いた時に、研磨時の負荷に耐え得る強度、耐摩耗性を備えた積層板を得ることができる。
また、当該積層板を用いて作製された被研磨物保持材は優れた強度、耐摩耗性を備えており、また金属板を用いた被研磨物保持材を用いたときに問題となるシリコンウエハ表面の金属による汚染、研磨された金属粉によるウエハ端面の傷の発生が少なく、被研磨物保持材として適している。

本発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含有する。
前記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡエポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のアリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。
エポキシ樹脂として、これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。

本発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、通常用いられる一般的なエポキシ樹脂の硬化剤、硬化促進剤を含有しても良い。
本発明に用いることのできる硬化剤としては、ジシアンジアミド，フェノールノボラック類、クレゾールノボラック類，フェノール類とナフトール類とアルデヒド類の共縮合物，フェノール類及び／又はナフトール類とキシリレングリコールとの縮合物，フェノール類とジシクロペンタジエンとの反応物，ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン、メタフェニレンジアミン等のアミン類，無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、無水メチルナジック酸等の酸無水物類，オルトトリルビスグアニジン、テトラメチルグアニジン等のグアニジン類等が例示される。
本発明に用いることのできる硬化促進剤としては、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール類，ベンジルジメチルアミン、２．４．６−トリス（ジメチルアミノ）フェノール等の３級アミン類，トリフェニルフォスフィン等のフォスフィン化合物，アルミニュウム化合物，チタン化合物等が挙げられる。

本発明に用いるガラスクロスは、エポキシ樹脂組成物ワニスを含浸乾燥して得たプリプレグの厚さが１００μｍ未満になるものである。
このようなプリプレグの厚さを得るためにはガラスクロスの厚さが８０μｍ以下であることが好ましい。
更に好ましくは６０μｍ以下である。
プリプレグの厚さを１００μｍ未満とすることにより、被研磨物保持材に用いた時に、研磨時の負荷に耐え得る強度、耐摩耗性を備えた積層板を得ることができ、また、ウエハ端面の傷の発生を少なくすることができる。

本発明に用いるエポキシ樹脂組成物は無機充填材を含有することを特徴とする。
無機充填材を含有することにより、被研磨物保持材の研磨時の負荷に耐え得る強度、耐摩耗性が向上する。
無機充填材は、エポキシ樹脂組成物に配合することができるものであれば、特に限定するものではなく、例えばアルミナ、カオリンクレー、シリカ、酸化チタン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クルク、マイカ等を単独または２種以上混合して使用しても良い。
エポキシ樹脂組成物は無機充填材の配合する量は、５重量％〜９９重量％の範囲で可能であり、特に、３０重量％から６０重量％であることが望ましい。
本発明の樹脂組成物硬化物のバーコール硬度は、５０以上であることが好ましい。バーコール硬度が５０未満であると、被研磨物保持材のギア等のダメージが発生しやすく、好ましくない。

本発明の被研磨物保持材用積層板は、次のようにして製造することができる。無機充填材を配合し分散させたエポキシ樹脂組成物ワニスを調製し、これをガラスクロスに含浸乾燥してプリプレグを得る。そして、当該プリプレグの層を加熱加圧成形して積層板とする。
また、積層板中に含有する無機充填剤の研磨による研磨粉によるウエハキズ等の問題を解決するために、積層板表層に無機充填剤を含有しないワニスを含浸乾燥して得たプリプレグを配し、積層板内層に無機充填剤を含有するワニスを含浸乾燥して得たプリプレグを配するコンポジット構成を特徴とする被研磨保持用積層板とすることもできる。

本発明のガラスクロス中に無機充填材を含有する被研磨物保持材用積層板は、次のようにして製造することができる。
無機充填材の分散液をガラスクロスに含浸させる。
このようにして得た無機充填材含浸ガラスクロスに無機充填材を配合し分散させたエポキシ樹脂組成物ワニス、又は無機充填材を含まないエポキシ樹脂組成物ワニスを含浸乾燥してプリプレグを得る。
そして、当該プリプレグの層を加熱加圧成形して積層板とする。
このようにして得られた本発明の積層板は、定尺の積層板を所定寸法に裁断し、この積層板に被研磨物を保持するための１ないし複数個の穴をあけることにより、被研磨物保持材が得られる。
該被研磨物保持材を用いて研磨を行なうときは、前記保持材を研磨機にセットし、前記穴には被研磨物を嵌め合せて保持する。
そして、保持材を駆動させると、これに伴って、穴に保持した被研磨物も駆動され、被研磨物は、これに当接している研磨材によって表面を研磨される。

実施例１
エポキシ樹脂ワニスの作製
（１）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エピコート１００１（油化シェルエポキシ製 エポキシ当量４７０）
（２）硬化剤ジシアンジアミド
（３）水酸化アルミニウム（平均粒径１μｍ）
を準備し、重量比で、（１）／（２）／（３）＝６５／５／３０の割合で配合・作製した（エポキシ樹脂ワニスＡ）。
プリプレグの作製
単位重量５０ｇ／ｍ^２・厚み６０μｍのガラス織布に樹脂量４０重量％でエポキシ樹脂ワニスＡを
含浸乾燥してプリプレグＡを作製した。
積層板の作製
プリプレグＡを１２枚配置し、最表面には離型フィルムを配置して、これを鏡面板に挟んで加熱加圧成形により０．８mm厚のガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板を作製した。

実施例２
エポキシ樹脂ワニスの作製
（１）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エピコート１００１
（２）硬化剤ジシアンジアミド
（３）水酸化アルミニウム（平均粒径１μｍ）
を準備し、重量比で、（１）／（２）／（３）＝５０／５／４５の割合で配合・作製した（エポキシ樹脂ワニスＢ）。
プリプレグの作製
単位重量５０ｇ／ｍ^２・厚み６０μｍのガラス織布に樹脂量４０重量％でエポキシ樹脂ワニスＢを
含浸乾燥してプリプレグＢを作製した。
積層板の作製
プリプレグＢを１２枚配置し、最表面には離型フィルムを配置して、これを鏡面板に挟んで加熱加圧成形により０．８mm厚のガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板を作製した。

実施例３
エポキシ樹脂ワニスの作製
（１）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エピコート１００１
（２）硬化剤ジシアンジアミド
（３）水酸化アルミニウム（平均粒径１μｍ）
を準備し、重量比で、（１）／（２）／（３）＝３５／５／６０の割合で配合・作製した（エポキシ樹脂ワニスＣ）。
プリプレグの作製
単位重量５０ｇ／ｍ^２・厚み６０μｍのガラス織布に樹脂量４０重量％でエポキシ樹脂ワニスＢを
含浸乾燥してプリプレグＣを作製した。
積層板の作製
プリプレグＣを１２枚配置し、最表面には離型フィルムを配置して、これを鏡面板に挟んで加熱加圧成形により０．８mm厚のガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板を作製した。

比較例１
エポキシ樹脂ワニスの作製
（１）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エピコート１００１（２）硬化剤ジシアンジアミド
を準備し、重量比で、（１）／（２）＝９５／５の割合で配合・作製した（エポキシ樹脂ワニスＤ）。
プリプレグの作製
単位重量５０ｇ／ｍ^２・厚み６０μｍのガラス織布に樹脂量４０重量％でエポキシ樹脂ワニスＢを
含浸乾燥してプリプレグＤを作製した。
積層板の作製
プリプレグＤを１２枚配置し、最表面には離型フィルムを配置して、これを鏡面板に挟んで加熱加圧成形により０．８mm厚のガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板を作製した。

比較例２
エポキシ樹脂ワニスの作製
（１）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エピコート１００１
（２）硬化剤ジシアンジアミド
（３）水酸化アルミニウム（平均粒径１μｍ）
を準備し、重量比で、（１）／（２）／（３）＝５０／５／４５の割合で配合・作製した（エポキシ樹脂ワニスＢ）。
プリプレグの作製
単位重量１０５ｇ／ｍ^２・厚み１００μｍのガラス織布に樹脂量４０重量％でエポキシ樹脂ワニス
Ｂを含浸乾燥してプリプレグＥを作製した。
積層板の作製
プリプレグＥを８枚配置し、最表面には離型フィルムを配置して、これを鏡面板に挟んで加熱加圧成形により０．８mm厚のガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板を作製した。

比較例３
エポキシ樹脂ワニスの作製
（１）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エピコート１００１
（２）硬化剤ジシアンジアミド
（３）水酸化アルミニウム（平均粒径１μｍ）
を準備し、重量比で、（１）／（２）／（３）＝５０／５／４５の割合で配合・作製した（エポキシ樹脂ワニスＢ）。
プリプレグの作製
単位重量２０５ｇ／ｍ^２・厚み１８０μｍのガラス織布に樹脂量４０重量％でエポキシ樹脂ワニス
Ｂを含浸乾燥してプリプレグＦを作製した。
積層板の作製
プリプレグＦを４枚配置し、最表面には離型フィルムを配置して、これを鏡面板に挟んで加熱加圧成形により０．８mm厚のガラスクロス基材エポキシ樹脂積層板を作製した。

以上の実施例１から３、比較例１から３で作製した積層板について、被研磨物保持材用としての性能試験結果を表１に示す。
表中の各性能は、以下のようにして測定した。
樹脂硬化物硬度（バーコール硬さ） ； ＪＩＳ Ｋ ６７１１「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に基づいて測定した。
ギアのダメージ、及びシリコンウエハ表面・端面状態 ； 外形２００ｍｍφギア付きで被研磨物を保持する穴寸法１００×１００ｍｍの保持材を積層板を加工して作製し、シリコンウエハを保持した前記保持材を研磨機にセットして、研磨を行った。
ギアのダメージは、保持材外形ギアを目視にて観察して評価した。
シリコンウエハ表面・端面状態は、シリコンウエハを目視にて観察して評価した。

本発明の実施例１〜３は、ギアのダメージがないか、又はごくわずかであり、ウエハ表面・端面状態も良好であった。
一方、比較例１はギアの欠けが発生し、問題であった。
比較例２はギアの欠けが発生し、ウエハ表面・端面も曇りが発生した。
比較例３は、ギアの欠けが大きく、ウエハ表面・端面も光沢が全くなかった。

本発明の積層板を被研磨物保持材に用いた時に、優れた強度、耐摩耗性を備えており、また金属板を用いた被研磨物保持材を用いたときに問題となるシリコンウエハ表面の金属による汚染、研磨された金属粉によるウエハ端面の傷の発生が少なく、被研磨物保持材に好適である。

Claims (6)

1. ガラスクロスにエポキシ樹脂組成物ワニスを含浸乾燥して得たプリプレグを所定枚数重ねて一体に加熱加圧成形した積層板において、用いる全てのプリプレグの厚さが１００μｍ未満であり、エポキシ樹脂組成物ワニスが無機充填材を含有してなることを特徴とする被研磨物保持材用積層板。
2. エポキシ樹脂組成物ワニスの無機充填材の含有率が、５〜９５重量％である請求項１記載の被研磨保持用積層板。
3. 前記プリプレグを１２枚以上重ねて加熱加圧成形したものである、請求項１又は２に記載の被研磨物保持材用積層板。
4. 厚さが０．８ｍｍ以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被研磨物保持材用積層板。
5. 用いる全ての前記ガラスクロスの厚さが８０μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の被研磨物保持材用積層板。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の被研磨物保持材用積層板を用いて製作されてなる被研磨物保持材。