JP6432080B2 - 保持具及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、保持具及びその製造方法に関し、特に、研磨時に被研磨物を保持するための保持具及びその製造方法に関する。

従来、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス基板、カラーフィルタ、シリコンウェハ、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）成膜済基板等の材料（被研磨物）では、高精度な平坦性が要求されるため、研磨布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、保持用定盤に被研磨物が保持され、研磨用定盤に研磨布が装着されている。研磨加工時には、研磨粒子を含む研磨液を供給し、被研磨物に圧力をかけながら両定盤を回転させることで被研磨物が研磨加工される。

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を備える保持具が装着されている。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、保持パッドの周縁に沿って、被研磨物を挿入可能な開口が形成されたテンプレートを取り付けた保持具が知られている（例えば、特許文献１）。

一般的な保持具は、被研磨物の被研磨面とは反対側の面に接触する保持パッドと、被研磨物の外径よりも大きい内径を有する環状の枠材とを備えており、研磨時には、保持パッドを被研磨物に押し当てて被研磨物を研磨パッドと保持パッドとの間で保持し、周囲を枠材で囲むことにより被研磨物が研磨パッドと保持パッドとの間から脱落するのを防止している。

特開２００８−９３８１１号公報

テンプレートと保持パッドが独立しているインサートタイプの保持具を組立てる際には、直接テンプレートおよび保持パッドを保持用定盤に接着剤又は両面テープにより装着されている。基材で一体化させる製造方法としては、基材に保持パッドを接着しその周辺にテンプレートを接着する方法、あるいは、基材（定盤含む）に取り付けてあるテンプレートの内側に保持パッドを貼りあわせる方法が取られている。

しかしながら、上述した方法では、基材を保持パッドに貼り付ける際に、基材と保持パッドとの間に空気が入り込んで、いわゆるエア噛みの状態が発生したり、正確な位置に貼り合せることができなかったりすることにより、不良が発生しやすい、という問題があった。即ち、軟質な保持パッドに対して、枠材内という限られた作業空間内で、エア噛みを防止しながら正確な位置に軟質な保持パッドを基材に貼り付ける作業は極めて困難である。そして、枠材と保持パッドとを一体保持する基材と、保持パッドとの間に空気が入り込んだり、貼り付け位置がずれたりすると、保持パッドの平坦性が損なわれてしまい、その結果、保持具の歩留まりが低下してしまう、という問題があった。

そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、保持パッドと枠材とを一体保持する基材と、保持パッドとの間に空気が入り込むことを防止することができる保持具、及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、保持面を有する平板状の保持パッドを準備し、該保持面とは反対側の面に、当該面と同一形状を有し、前記保持パッドよりも硬質な第一基材を貼り付け、前記第一基材が貼り付けられた前記保持パッドを、環状の枠材内に配置し、第二基材を前記枠材、及び前記保持パッドに貼り付けられた前記第一基材に貼り付けることにより前記枠材及び前記保持パッドが一体となったことを特徴とする。

また、上述した課題を解決するために、本発明は、保持面を有する平板状の保持パッドを準備する工程と、該保持面とは反対側の面に、当該面と同一形状を有し、前記保持パッドよりも硬質な第一基材を貼り付ける工程と、前記第一基材が貼り付けられた前記保持パッドを、環状の枠材内に配置する工程と、第二基材を前記枠材、及び前記保持パッドに貼り付けられた前記第一基材に貼り付ける工程とを備え、前記第二基材により、前記枠材及び前記保持パッドが一体となったことを特徴とする。

このように構成された本発明によれば、保持パッドを枠材内に配置する前に、保持パッドに第一基材を貼り付け、その後、第一基材と第二基材とを貼り合わせることで、保持パッドと枠材とを一体とすることができる。このとき、第一基材を保持パッドに貼り付ける作業は、保持パッドを枠材内に配置した状態で行う必要がないため、第一基材と保持パッドとの間にエア噛みが発生するのを容易に防止することができる。そして、第一基材が貼り付けられた保持パッドを枠材内に配置し、保持パッドに貼り付けられた第一基材及び枠材の両方に、第二基材を貼り付けることにより、第一基材が貼り付けられた保持パッド、及び枠材を、第二基材によって一体とすることができる。このとき、第二基材を、保持パッドに直接貼り付けず、保持パッドよりも硬質な第一基材に貼り付けることにより、第一基材と第二基材との間に空気が入り込むのを防止することができる。このように、第一基材と保持パッドとの間、及び第一基材と第二基材との間の両方の位置でエア噛みを防止し易くすることにより、保持パッドの平坦性が損なわれるのを防止することができる。

また、本発明において、好ましくは、前記第一基材と前記第二基材は、同じ材料で形成されている。

このように構成された本発明によれば、第一基材と第二基材との間の接着強度を向上させることができる。

以上のように、本発明によれば、保持パッドと枠材とが一体となった基材と、保持パッドとの間に空気が入り込むことを防止することができる。

本発明の実施形態による保持具を備えた研磨機の斜視図である。 本発明の実施形態による保持具を備えた研磨ヘッドの要部断面図である。 本発明の実施形態による保持具の製造工程を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態による保持具及びその製造方法について説明する。

まず、図１に示すように、片面研磨機１は、上面に研磨パッド３が固定された研磨定盤５を備える。研磨定盤５の底にはシャフト７が設けられており、研磨定盤５は、シャフト７の軸周りに自転できるように構成されている。研磨パッド３の上には、シャフト７の軸から偏心した位置に研磨ヘッド９が配置されている。研磨ヘッド９と研磨パッド３との間には、被研磨物として、例えばシリコンウェハＷが保持されている。

図２は、研磨ヘッドの要部断面図である。図２に示すように、研磨ヘッドは、円形の定盤１１を備えており、この定盤１１の底面には、本発明の実施形態による保持具１３が取り付けられている。保持具１３は、保持パッド１５と、保持パッド１５の外周側に取り付けられた枠材１７とを備えている。

保持パッド１５は、例えば、円板形状の発泡ポリウレタンで形成されている。発泡ポリウレタン製の保持パッド１５は、ポリウレタン樹脂を湿式成膜することで形成されており、保持パッド１５内部には、保持パッド１５のクッション性を向上させるための無数の気泡１９が形成されている。また、形成された発泡ポリウレタン樹脂の表面は、バフ処理が施されておらず、従って、その表面には、成膜時に形成されたスキン層が残っている。

枠材１７は、保持パッド１５と同一の外径を有する環状の部材によって形成されており、その外周が保持パッド１５の外周と一致するように、保持パッド１５に固定されている。枠材１７は、ウェハＷを周方向から囲むことで、ウェハＷが離脱するのを防止する。従って、枠材１７の内径は、ウェハＷの外径よりも大きい。

また、保持パッド１５におけるウェハＷと接触する保持面とは反対側の面には、保持パッド１５と同一径を有する第一基材２１が貼り付けられている。第一基材２１は、保持パッド１５を形成する発泡ポリウレタンよりも硬質な、例えばＰＥＴフィルムによって形成されている。

保持具１３は、第一基材２１とは別に、保持パッド１５と、枠材１７とを一体保持するための第二基材２３を備えている。第二基材２３も、第一基材２１と同様に、ＰＥＴフィルムによって形成されていることが好ましい。そして第二基材２３は、枠材１７の環状端面と、第一基材２１との両方に貼り付けられ、これにより、保持パッド１５と枠材１７とが一体となっている。

図３は、保持具の製造工程を説明するための図である。保持具１３を製造するためには、まず、図３（ａ）に示すように、保持パッド１５を準備し、保持面とは反対側の面に、第一基材２１を貼り付ける。この作業は、保持パッド１５と枠材１７との間に気泡が形成されるのを容易に防止することができる。

次に、図３（ｂ）に示すように、第一基材２１が貼り付けられた保持パッド１５を、所定の土台上に設置する。土台は、平板の上に、枠材１７の内径より０．１から１．0ｍｍ小さい径の円柱状の支持部を備えている。そして、この支持部の高さが、最終的に製造される保持具１３における枠材１７と保持パッド１５との間の高さのギャップとなり、このギャップにより、ウェハＷを収容する空間が形成される。

次に、図３（ｃ）に示すように、第一基材２１が貼り付けられた保持パッド１５を、枠材１７内に配置する。この工程では、枠材１７が、土台上の支持部を囲むように、枠材１７を土台上に配置することで行われる。即ち、土台上の支持部は、枠材１７と、保持パッド１５とを相対的に位置決め可能なようになっており、枠材１７が支持部の外周に接するように枠材１７を配置することにより、保持パッド１５に対して枠材１７を相対的に位置決めすることができる。そして、このとき、支持部の高さを調整することにより、枠材１７の環状端面、即ち図３における枠材１７の上側の端面と、保持パッド１５に貼り付けられた第一基材２１の上面とが、ほぼ面一になるようにすることが好ましい。

次に、図３（ｄ）に示すように、第二基材２３を枠材の上側の端面、及び保持パッド１５に貼り付けられた第一基材２１の上面に貼り付ける。この工程では、比較的硬い枠材と、第二基材２３とを貼り付け、かつ保持パッド１５よりも硬い第一基材２１と、第二基材２３とを貼り付けることとなる。そして、保持パッド１５よりも硬く表面平滑性の高い第一基材２１を有することで、第二基材２３を貼り付ける際、第二基材２３を、直接、軟質な保持パッド１５に貼り付ける場合と比較して、両者の間に気泡が形成されにくくなる。そして、第二基材２３を、枠材１７及び第一基材２１の両方に貼り付けることにより、枠材１７及び保持パット１５が一体となった保持具１３を製造することができる。

以上のように、本発明の実施形態によれば、保持パッド１５を枠材１７内に配置する前に、保持パッド１５に第一基材２１を貼り付け、その後、第一基材２１と第二基材２３とを貼り合わせることで、保持パッド１５と枠材１７とを一体とすることができる。そして、第一基材２１が貼り付けられた保持パッド１５を枠材１７内に配置し、保持パッド１５に貼り付けられた第一基材２１及び枠材１７の両方に、第二基材２３を貼り付けることにより、第一基材２１が貼り付けられた保持パッド１５、及び枠材１７を、第二基材２３によって一体とすることができる。このとき、第二基材２３を、保持パッド１５に直接貼り付けず、保持パッド１５よりも硬質で平滑性の高い第一基材２１に貼り付けることにより、第一基材２１と第二基材２３との間に空気が入り込むのを防止することができる。このように、第一基材２１と保持パッド１５との間、及び第一基材２１と第二基材２３との間の両方の位置でエア噛みを防止し易くすることにより、保持パッド１５の平坦性が損なわれるのを防止することができる。

１３ 保持具
１５ 保持パッド
１７ 枠材
２１ 第一基材
２３ 第二基材

Claims (2)

1. 保持面を有する平板状の保持パッドを準備する工程と、
   前記保持パッドの保持面とは反対側の面に、前記保持面と同一形状を有し、前記保持パッドよりも硬質な第一基材を貼り付ける工程と、
   前記第一基材が貼り付けられた前記保持パッドを、円柱状の支持部を備えた土台の前記支持部上に、前記保持面が前記支持部の頂面に接する状態で載置する工程と、
   前記円柱状の支持部の径より０．１から１．0ｍｍ大きな内径を有する環状の枠材を、前記保持パッドが載置された前記土台の支持部を囲み前記枠材の上側の端面と前記保持パッドに貼りつけられた第一基材の上面とがほぼ面一となるように配置することによって、前記保持パッドを前記環状の枠材内に配置する工程と、
   第二基材を、前記枠材の上側の端面と前記保持パッドに貼りつけられた第一基材の上面に貼り付け、前記第二基材により、前記枠材及び前記保持パッドが一体にする工程と、を備えている、
   ことを特徴とする保持具の製造方法。
2. 前記第一基材と前記第二基材は、同じ材料で形成されている、
   請求項１に記載の保持具の製造方法。

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