JPH0569341A - 超精密研削用ダイヤモンドラツピングテープおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐久性および量産性に優れ、かつ良好な仕上
げ面が得られる超精密研削用ダイヤモンドラッピングテ
ープおよびその製造方法を提供する。 【構成】 可撓性を有するベースフィルムの表面に、最
大高さＲmaxが0.3μ以下となる表面あらさに設定された
シリコン膜を設け、該シリコン膜の表面に気相合成法に
より析出されたダイヤモンド粒子を配設して成る超精密
研削用ダイヤモンドラッピングテープ。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、超精密研削用ダイヤモ
ンドラッピングテープおよびその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイヤモンドラッピングテープと
して、ベースフィルムの表面に接着剤を介してダイヤモ
ンド粒子を付着させた構成のものが知られている。ま
た、ベースフィルムに電着を用いて金属層(例えばニッケ
ル層等）を形成し、該金属層の中にダイヤモンド粒子を
混入させた構成のものも知られている（実開平１ー１６
４０６８号公報参照）。さらに、研削工具ではあるが、
基材表面にＣＶＤ法により直接ダイヤモンド粒子を析出
させた構成のものも知られている（特開平１ー１７７９
７３号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のダイヤモンドラッピングテープにあっては、以
下の欠点があった。 接着剤を介し付着させたもの、あるいは基材に直接ダ
イヤモンド粒子を析出させたものは、ベースフィルムや
基材に対する結合力が弱いためダイヤモンド粒子が脱落
し易く、脱落したダイヤモンド粒子（砥粒）によって被
研削物の表面にスクラッチが入るおそれがあり、超精密
仕上げには適さない。

【０００４】接着剤や電着によって付着されるダイヤ
モンド粒子は、通常、高圧高温の特殊な条件下で作られ
るものであって、ダイヤモンド粒子の粒径を狭い範囲に
調整する場合には特別な手段を要し、超精密研削用シー
トの製造の量産性には適さない。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、耐久性および量産性に優れ、かつ良好な仕上げ面が
得られる超精密研削用ダイヤモンドラッピングテープお
よびその製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、可撓性を有するベースフィルムの表面に、最大高さ
Ｒmaxが0.3μm以下となる表面あらさに設定されたシリ
コン膜を設け、該シリコン膜の表面に気相合成法により
析出されたダイヤモンド粒子を配設して成る構成とし
た。

【０００７】請求項２記載の発明では、可撓性を有する
ベースフィルムの表面にシリコン膜を形成し、該シリコ
ン膜の表面を最大高さＲmaxが0.3μ以下になるように研
磨した後、該研磨したシリコン膜の表面にダイヤモンド
粒子を気相合成法により析出させる構成とした。

【０００８】

【作用】気相合成法により析出されたダイヤモンド粒子
は、母材と強固に絡み付いた状態で成長するため、並び
に気相合成法での反応温度が600〜1000℃と高く母材の
表面に炭素が拡散したりダイヤモンド粒子の一部が母材
に固溶する場合もあって、接触界面で炭化物を形成する
ため、母材に対し強い結合力をもつことが知られてい
る。

【０００９】特に、ここでは、ベースフィルムに直接ダ
イヤモンド粒子を析出させることなく、間にシリコン膜
を介在させこのシリコン膜にダイヤモンド粒子を析出さ
せる構造であり、シリコンはダイヤモンドを構成する炭
素と同じIV属の元素であって共になじみ易く結合力が強
いこと、またシリコン膜はダイヤモンド粒子層に比べて
ベースフィルムに対する結合力が強いことから、ベース
フィルムに直接ダイヤモンド粒子を析出する場合よりも
強い結合力が得られる。

【００１０】本発明者等は、シリコン膜の表面あらさを
Ｒmaxが0.3μm以下に設定することにより、気相合成法
によるダイヤモンド粒子の成長について核の発生密度を
大幅に高め、成長するダイヤモンド粒子の粒径を0.2μm
〜0.5μmに押さえることを見いだし、もってベースフィ
ルム上に析出するダイヤモンド粒子径のバラツキを±0.
15μm以下押さえることができる技術を得た。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。本発明
にかかるラッピングテープＴは、図１に示すように可撓
性を有するベースフィルム１の表面にシリコン膜２が設
けられ、該シリコン膜２の表面に気相合成法により析出
されたダイヤモンド粒子層３が配設されてなる構成のも
のである。

【００１２】ベースフィルム１としては、気相合成法を
行うときの温度に耐え得る耐熱性、および取扱性を良好
に行うための可撓性、並びにある程度の強度を有する材
料であることが条件となる。

【００１３】例えば、グラファイトシート、各種金属薄
膜テープ等が用いられ、また、ベースフィルム１の厚さ
はごく薄く、ロール状になり得る程度とするのが好まし
い。例えば、金属薄膜テープを利用する場合には、周期
律表第IV，Ｖ，VI族の金属（例えばタルタン）が望まし
いが、モリブデン、タングステンは、硬過ぎるため良好
な可撓性が得られず使用には適さない。また、チタンは
気相合成法を用いるとき水素雰囲気にさらされて脆化が
生じるため使用には適さない。

【００１４】ベースフィルム１の表面にシリコン膜２を
設ける手段としては、気相合成法（Ｃ・Ｖ・Ｄ）、物理
的蒸着法（Ｐ・Ｖ・Ｄ）等があるが、ここでは気相合成
法を用いる例について後に詳述する。

【００１５】シリコン膜２の厚さは、後工程においてダ
イヤモンド粒子を析出させる際に核を生じさせるに充分
な厚みがあれば足り、必要以上厚くすると製作コストが
上昇し不利になる。また、シリコン膜２は、表面あらさ
がＲmaxで0.3μm以下になるように研磨処理される。

【００１６】また、シリコン膜２上にダイヤモンド粒子
を析出させる気相合成法としては、プラズマを利用した
もの、熱電子を利用したもの、燃焼炎を利用したもの等
が公知である。

【００１７】上記構成のダイヤモンドラッピングテープ
において、気相合成法により析出されたダイヤモンド粒
子は、同属元素からなるシリコン膜２と強固に絡み付い
た状態で成長するため、並びに反応温度が600〜1000℃
と高くシリコン膜２の表面に炭素が拡散したりダイヤモ
ンド粒子の一部がシリコン膜２に固溶する場合もあっ
て、接触界面で炭化物を形成するため、シリコン膜２に
対し強い結合力をもつ。

【００１８】また、ここではベースフィルム１に直接ダ
イヤモンド粒子を析出させることなく、間にシリコン膜
２を介在させこのシリコン膜２にダイヤモンド粒子を析
出する構造であり、シリコンはダイヤモンドを構成する
炭素と同じIV属の元素であって前記したように共になじ
み易く強い結合力が得られること、またシリコン膜２は
ダイヤモンド粒子層３に比べてベースフィルム１に対す
る結合力が強いことから、ベースフィルム１に直接ダイ
ヤモンド粒子を析出する場合よりも強い結合力が得られ
る。

【００１９】さらに、気相合成法によってダイヤモンド
粒子を析出させる場合には、あらかじめベースフィルム
上のシリコン膜２の表面あらさを最大高さＲmaxが0.3μ
m以下になるように研磨しているが、このようにシリコ
ン膜２の表面あらさを所定範囲に設定しておけば、析出
するダイヤモンドの核の発生密度を大幅に高めることが
でき、成長するダイヤモンド粒子の粒径を0.2μm〜0.5
μmに押さえることができる。この結果、図２に示すよ
うに、シリコン膜２の表面に広範囲に亙って、粒子径の
バラツキが少なくかつ分布密度がほぼ均一なダイヤモン
ド粒子層３を有するラッピングテープが得られる。

【００２０】次に、上記構成のダイヤモンドラッピング
テープＴの製造方法について説明する。

【００２１】まず、ベースフィルム１上にシリコン膜２
を形成するが、例えばベースフィルム１としてグラファ
イトを用いる場合には、厚さ58μm、Ｒmaxが0.3μm以下に
設定した表面あらさのグラファイトシートを用意し、そ
の表面に物理的蒸着法のひとつであるスパッタリングに
よってシリコンを蒸着させる。

【００２２】スパッタリングの条件は、例えば５００オ
ングストローム/分の速度で６分間行い、厚さ３０００
オングストロームのシリコン膜２を得る。このときのシ
リコン膜２はＲmaxが0.4μm程度の表面あらさを持つ
が、その後Ｒmaxが0.3μm以下になるように表面研磨す
る。

【００２３】また、ベースフィルム１としてタンタル等
の金属シートを用いる場合には、厚さ30μm、Ｒmaxが0.5
μm程度の表面粗さをもつ金属シートを用意し、それに
前記したものと同じ条件でスパッタリングを行う。

【００２４】次いで上記ベースフィルム１上に形成した
シリコン膜２の表面に気相合成法によってダイヤモンド
粒子を析出させる。それには、プラズマを利用するも
の、あるいは燃焼炎を利用するもの等があるが、ここで
は熱電子を利用した気相合成法を用いる例について図３
を参照して説明する。

【００２５】この製造方法では、電気炉２０内に反応管
２１を設け、該反応管２１の中にタングステン線をコイ
ル状に巻いてフィラメント２２として設置し、シリコン
膜２を有するベースフィルム１を、その下方例えば数〜
数十ミリメートル離れた位置に、支持台２３により支持
させて配置する。また、反応管２１内を真空に保ち、反
応ガスを供給する。そして、フィラメント２２に電流を
流してベースフィルム１を加熱する。

【００２６】反応条件 フィラメントの温度… 2000℃ 反応ガス … Ｈ2＋ＣＨ4 （ＣＨ4の濃度は0.5〜2％） 真空度 … 5〜30Torr

【００２７】この条件下でベースフィルム１等の温度が
700〜1000℃となり、シリコン膜２上にダイヤモンド粒
子が析出される。なお、２４は熱電対である。

【００２８】上記気相合成法により析出されたダイヤモ
ンド粒子の表面あらさは、Ｒmaxで0.5μ以下であること
が確認された。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、可撓性を有す
るベースフィルムの表面に、最大高さＲmaxが0.3μ以下
となる表面あらさに設定したシリコン膜を設け、該シリ
コン膜の上部に気相合成法により析出したダイヤモンド
粒子を配設して成るものであり、上記表面あらさのシリ
コン膜には高密度でダイヤモンドの核が生成することか
ら気相成長ダイヤモンド粒子径がサブミクロンオーダで
揃えられることとなり、超精密加工に最適である。

【００３０】例えば、シリコンウエハーの鏡面研磨を行
なう場合、従来、遊離砥粒を利用して行なっていたが、
本発明にかかるダイヤモンドラッピングテープを用いれ
ば該テープで直接研磨処理でき、ウエハー洗浄工程の大
幅な簡略化が可能となる。

【００３１】また、ベースフイルムとダイヤモンド粒子
との間に介装したシリコン膜が両者の結合力を高めるこ
ととなり、耐久性にも優れかつ量産性にも優れる。

【００３２】また、請求項２記載の発明方法によれば、
上記構成のダイヤモンドラッピングテープを簡単に製作
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は発明にかかるダイヤモンドラッピングテ
ープの斜視図である。

【図２】図２はダイヤモンドラッピングテープの、シリ
コン膜の表面あらさとダイヤモンド粒子径バラツキとの
関係を示す図である。

【図３】図３はダイヤモンドラッピングテープの製造方
法の一例を示す側面図である。

【符号の説明】

１ ベースフィルム ２ シリコン膜 ３ ダイヤモンド粒子層 Ｔ ダイヤモンドラッピングテープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上遠野 稔 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社商品開発センター内 (72)発明者 正垣 友成 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社商品開発センター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可撓性を有するベースフィルムの表面
   に、最大高さＲmaxが0.3μm以下となる表面あらさに設
   定されたシリコン膜を設け、該シリコン膜の表面に気相
   合成法により析出されたダイヤモンド粒子を配設して成
   る超精密研削用ダイヤモンドラッピングテープ。
2. 【請求項２】 可撓性を有するベースフィルムの表面に
   シリコン膜を形成し、該シリコン膜の表面を最大高さＲ
   maxが0.3μ以下になるように研磨した後、該研磨したシ
   リコン膜の表面にダイヤモンド粒子を気相合成法により
   析出させることを特徴とする超精密研削用ダイヤモンド
   ラッピングテープの製造方法。 【０００１】