JPH1080860A - Material for grinding tool and grinding surface plate using the material - Google Patents

Material for grinding tool and grinding surface plate using the material

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JPH1080860A
JPH1080860A JP23551396A JP23551396A JPH1080860A JP H1080860 A JPH1080860 A JP H1080860A JP 23551396 A JP23551396 A JP 23551396A JP 23551396 A JP23551396 A JP 23551396A JP H1080860 A JPH1080860 A JP H1080860A
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accomplish a high hardness without carrying out a quick cooling and quick heating process and the like, in a material for grinding roll used for a grinding surface plate and the like. SOLUTION: This material for grinding tool consists of an iron material containing C 0.2wt.% or more and less than 0.8wt.%; Si 1wt.% or more and 7wt.% or less; Ni 4wt.% or more and 7wt.% or less; Mn 1wt.% or less (more then 0wt.%); and Cr 1wt.% or less (more than 0wt.%); or an iron material containing C less than 0.2wt.% (more than 0wt.%); So 1.5wt.% or more and 3.5wt.% or less; Ni 7wt.% or more and 17wt.% or less; Mn 1wt.% or less (more than 0wt.%); and Cr 2wt.% or more and 4wt.% or less. There iron materials have the hardness of Hv 250 or higher. A grinding surface plate 1 consists of the above materials for grinding tool.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板、酸化
物単結晶基板、石英ガラス等のラッピングに使用される
研磨定盤等に用いられる研磨工具用材料、およびそれを
用いた研磨定盤に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a material for a polishing tool used for a polishing platen used for lapping a semiconductor substrate, an oxide single crystal substrate, a quartz glass or the like, and a polishing platen using the same. .

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、Siウエハ、GaAs、InP
等の半導体基板、LiTaO3 等の酸化物単結晶基板、
石英フォトマスク等のラッピング加工においては、上下
の定盤と被加工物との間にスラリー状の砥粒を供給し、
加工圧力を加えながら定盤の回転運動を利用して、研磨
剤がもつ刃先で被加工物から必要量の削り代を取り除
き、これにより定盤が有する平坦度を被加工物に転写す
る方法が採用されている。このような研磨はSiウエハ
等に限らず、ガラス、宝石、金属、セラミックス等の被
加工物の表面を平坦にする目的で多く用いられている
が、特に最近、Siウエハ等の半導体基板はULSIの
急激な集積度の増大に伴って、ますます平坦度が厳しく
要求されるようになってきており、ラッピングに用いる
研磨定盤の平坦度維持が重要になっている。
2. Description of the Related Art Generally, Si wafers, GaAs, InP
Etc., a semiconductor substrate such as LiTaO 3, an oxide single crystal substrate,
In lapping of quartz photomasks, etc., slurry-like abrasive grains are supplied between the upper and lower platens and the workpiece,
A method of removing the required amount of shaving allowance from the workpiece with the cutting edge of the abrasive using the rotating motion of the surface plate while applying the processing pressure, and thereby transferring the flatness of the surface plate to the workpiece. Has been adopted. Such polishing is not limited to Si wafers and the like, and is often used for the purpose of flattening the surface of a workpiece such as glass, jewelry, metal, and ceramics. With the rapid increase in the degree of integration, flatness has become more and more strictly required, and it has become important to maintain the flatness of a polishing platen used for lapping.

【0003】ところで、Siウエハ用のラッピング定盤
は、Siウエハと同様に砥粒によって研磨されていく
が、定盤の回転により砥粒量の分布と回転の角速度は外
周側が大きくなるため、下定盤の外周側の研磨量が大き
くなる。つまり、研磨作業時間の経過と共に研磨定盤の
平坦度が変化し、下定盤の研磨面は上に凸となるように
変化する傾向を有している。
A lapping plate for a Si wafer is polished by abrasive grains in the same manner as a Si wafer. However, the rotation of the platen increases the distribution of the amount of abrasive particles and the angular velocity of rotation on the outer peripheral side. The amount of polishing on the outer peripheral side of the board increases. That is, the flatness of the polishing table changes with the elapse of the polishing operation time, and the polishing surface of the lower table has a tendency to change so as to be convex upward.

【0004】このように、研磨定盤の平坦度は研磨作業
時間の経過と共に変化する傾向を有しているが、上述し
たようにSiウエハ等の平坦度要求が高まるにつれて、
研磨定盤の平坦度変化を低く抑えることが重要な技術課
題となってきたことから、Siウエハ用の研磨定盤にお
ける従来の常識を覆して、硬さがHv 200以上の材質から
なる研磨定盤が提案されており(特開昭60-59850号公
報、特開平 5- 307069号公報参照)、実際にSiウエハ
の研磨に実用されている。
As described above, the flatness of the polishing platen tends to change with the lapse of polishing operation time. However, as described above, as the flatness requirement of a Si wafer or the like increases,
Since it has become an important technical issue to keep the flatness change of the polishing platen low, the conventional polishing platen for Si wafers reverses the conventional wisdom, and the polishing plate made of a material with hardness of Hv 200 or more A board has been proposed (see JP-A-60-59850 and JP-A-5-307069), and is actually used for polishing a Si wafer.

【0005】上述したような高硬度の研磨定盤として
は、鋳鉄系材料の基地組織を焼入れ・焼戻し処理やオー
ステンパー処理および焼ならし処理等の溶体化処理後の
急冷熱処理によって、硬い組織(マルテンサイト組織、
ベイトナイト組織、パーライト組織等)に制御したもの
が実用化されている。一方、Siウエハの大きさは外径
8インチ(約203mm)が主力となっており、さらに12イン
チ以上のウエハの開発も進められている。このようなS
iウエハの大口径化に伴って、研磨定盤はますます大型
化する傾向にあり、直径 1.5〜2.0m(厚さ40〜60mm)が
標準となりつつある。このような大型の研磨定盤では、
上記したような冷却速度の速い急冷熱処理で高硬度化す
ると形状変形が顕著となったり、また均一な組織を得る
ことが難しい等の問題を招いている。
[0005] As described above, a high hardness polishing platen has a hard structure (a quenching heat treatment after a solution treatment such as a quenching / tempering treatment, an austempering treatment and a normalizing treatment) of a base structure of a cast iron-based material. Martensite organization,
(Baitnite structure, pearlite structure, etc.) have been put to practical use. On the other hand, the size of the Si wafer is
The mainstay is 8 inches (about 203 mm), and wafers larger than 12 inches are under development. Such S
With the increase in the diameter of i-wafers, the polishing platen has tended to become larger and larger, and a diameter of 1.5 to 2.0 m (thickness of 40 to 60 mm) has become standard. With such a large polishing table,
If the hardness is increased by the rapid cooling heat treatment at a high cooling rate as described above, problems such as remarkable shape deformation and difficulty in obtaining a uniform structure are caused.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、Hv 2
00以上というような高硬度の研磨定盤は、平坦度変化を
低く抑えることが可能であることから、平坦度に関する
要求が高まっている半導体ウエハのラッピング作業用等
として期待されている。しかし、半導体ウエハの大口径
化等に伴って大型化された研磨定盤については、上記し
たような硬度を得るための急冷熱処理では変形を抑制し
たり、また組織を均一化することが困難な状況になりつ
つある。
As described above, Hv 2
Since a polishing surface plate having a high hardness of at least 00 can suppress a change in flatness to a low level, it is expected to be used for a lapping operation of a semiconductor wafer, for which there is an increasing demand for flatness. However, with respect to a polishing platen that has been increased in size due to an increase in the diameter of a semiconductor wafer, etc., it is difficult to suppress the deformation in the quenching heat treatment for obtaining the hardness as described above or to make the structure uniform. The situation is coming.

【0007】このようなことから、特に大型化された研
磨定盤においては急冷熱処理を行うことなく、高硬度を
達成することが課題とされている。また、半導体ウエハ
用の研磨定盤材料には、ウエハの傷の原因となる粗大な
炭化物等の硬質析出物がほとんど存在せず、また硬さの
均一性に優れることも同時に要求されている。
[0007] For these reasons, it has been an issue to achieve high hardness without performing quenching heat treatment especially in a large-sized polishing platen. Further, it is also required that the polishing platen material for semiconductor wafers has almost no hard precipitates such as coarse carbides that cause scratches on the wafer, and also has excellent hardness uniformity.

【0008】本発明はこのような課題に対処するために
なされたもので、急冷熱処理等をを行うことなく、高硬
度を達成した研磨工具用材料およびそれを用いた研磨定
盤、さらには粗大な硬質析出物がほとんど存在しないと
共に、硬さの均一性に優れる研磨工具用材料およびそれ
を用いた研磨定盤を提供することを目的としている。
The present invention has been made in order to solve such problems, and a polishing tool material which has achieved high hardness without performing quenching heat treatment and the like, a polishing platen using the same, and a coarse plate. It is an object of the present invention to provide a material for a polishing tool which has almost no hard precipitates and has excellent hardness uniformity, and a polishing platen using the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明における第1の研
磨工具用材料は、 0.2重量% 以上 0.8重量% 未満のC、
1重量% 以上 7重量% 以下のSi、 4重量% 以上 7重量
% 以下のNi、 1重量% 以下のMn、および 1重量% 以
下のCrを含む鉄系材料からなり、前記鉄系材料は硬さ
がHv 250以上であることを特徴としている。
Means for Solving the Problems A first polishing tool material according to the present invention comprises C of 0.2% by weight or more and less than 0.8% by weight.
1 wt% to 7 wt% Si, 4 wt% to 7 wt%
% Of Ni, 1% by weight or less of Mn, and 1% by weight or less of Cr, wherein the iron-based material has a hardness of Hv 250 or more.

【0010】また、第2の研磨工具用材料は、 0.2重量
% 未満のC、 1.5重量% 以上 3.5重量% 以下のSi、 7
重量% 以上17重量% 以下のNi、 1重量% 以下のMn、
および 4重量% 以下のCrを含む鉄系材料からなり、前
記鉄系材料は硬さがHv 250以上であることを特徴として
いる。
The material for the second polishing tool is 0.2% by weight.
% Of C, 1.5 wt% or more and 3.5 wt% or less of Si, 7
Weight% or more and 17 weight% or less Ni, 1 weight% or less Mn,
And 4% by weight or less of an iron-based material containing Cr, wherein the iron-based material has a hardness of Hv 250 or more.

【0011】本発明の研磨定盤は、上述した本発明の第
1または第2の研磨工具用材料からなることを特徴とし
ている。
The polishing platen of the present invention is characterized by being made of the above-mentioned first or second polishing tool material of the present invention.

【0012】本発明の研磨工具用材料は、比較的Niを
高濃度に含む組成をベースとして、鋳造組織(as cast組
織)でマルテンサイト組織が出現する組成としているた
め、急冷熱処理等を行うことなく、Hv 250以上という高
硬度を達成することができる。すなわち、急冷熱処理に
伴う変形や組織の不均一化等を解消することが可能とな
り、例えば大型の研磨定盤であっても形状精度の向上や
硬さの均一化等を図ることができる。また、本発明の研
磨工具用材料は、黒鉛組織が出現しない炭素組成として
いるため、例えばGaAsやInP等の非常に脆い化合
物半導体の研磨やSiウエハの微細砥粒によるラッピン
グ等に好適である。
The polishing tool material of the present invention has a composition in which a martensite structure appears in an as cast structure based on a composition containing a relatively high concentration of Ni. And a high hardness of Hv 250 or more can be achieved. That is, it is possible to eliminate deformation and non-uniformity of the structure due to the quenching heat treatment, and it is possible to improve shape accuracy and uniformity of hardness, for example, even with a large polishing platen. Further, since the material for a polishing tool of the present invention has a carbon composition that does not cause the appearance of a graphite structure, it is suitable for polishing a very fragile compound semiconductor such as GaAs or InP or lapping a Si wafer with fine abrasive grains.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0014】本発明の第1の研磨工具用材料は、基本的
には 0.2重量% 以上 0.8重量% 未満のC、 1重量% 以上
7重量% 以下のSi、 4重量% 以上 7重量% 以下のN
i、 1重量% 以下のMn、および 1重量% 以下のCrを
含み、残部が実質的にFeからなり、黒鉛組織を実質的
に有さない鉄系材料からなるものである。
The first polishing tool material of the present invention basically comprises C of 0.2% by weight or more and less than 0.8% by weight, and 1% by weight or more.
7% by weight or less of Si, 4% by weight or more and 7% by weight or less of N
i, an iron-based material containing 1% by weight or less of Mn and 1% by weight or less of Cr, with the balance substantially consisting of Fe and having substantially no graphite structure.

【0015】また、本発明の第2の研磨工具用材料は、
基板的には 0.2重量% 未満のC、1.5重量% 以上 3.5重
量% 以下のSi、 7重量% 以上17重量% 以下のNi、 1
重量% 以下のMn、および 4重量% 以下のCrを含み、
残部が実質的にFeからなり、黒鉛組織を実質的に有さ
ない鉄系材料からなるものである。
Further, the second polishing tool material of the present invention comprises:
As a substrate, less than 0.2% by weight of C, 1.5% to 3.5% by weight of Si, 7% to 17% by weight of Ni,
Less than 4% by weight of Mn and less than 4% by weight of Cr,
The balance is substantially composed of Fe, and is composed of an iron-based material having substantially no graphite structure.

【0016】ここで、通常、Siウエハのラッピング加
工等においては、ラッピング砥粒の補足サイトを供する
黒鉛組織を有する研磨定盤が用いられているが、GaA
sやInP等の化合物半導体は非常に脆い材料であるた
め、ラッピングの加工荷重は低く、砥粒は被加工物の表
面を転がる状態で研磨が進行する。このようなラッピン
グでは、砥粒の補足サイトとしての黒鉛組織は必ずしも
必要ではなく、逆に黒鉛組織が多量に存在すると、研磨
屑が黒鉛に補足されて被加工物のキズの原因となる。こ
のことは微細砥粒を用いたSiウエハの仕上げラッピン
グ(再ラッピング)等においても同様である。
Here, in the lapping or the like of a Si wafer, a polishing plate having a graphite structure serving as a supplementary site for lapping abrasive grains is usually used.
Since compound semiconductors such as s and InP are very brittle materials, the processing load of lapping is low, and polishing proceeds while the abrasive grains roll on the surface of the workpiece. In such lapping, a graphite structure as a supplementary site for abrasive grains is not always necessary. Conversely, if a large amount of graphite structure is present, polishing debris is captured by the graphite and causes scratches on the workpiece. The same applies to the finish lapping (relapping) of a Si wafer using fine abrasive grains.

【0017】上述した第1および第2の研磨工具用材料
は、図1に示すように、炭素含有量を固溶炭素範囲内と
し、上記したようにGaAsやInP等の化合物半導体
や微細砥粒を用いたSiウエハの仕上げラッピングでは
逆に砥粒の補足サイトとなる黒鉛組織を基本的に有さな
い金属組織としたものである。そして、このような黒鉛
組織が基本的に出現しない組成を有する鉄系材料におい
て、例えば 1073K以上の温度からの急冷熱処理(焼入れ
処理等)を施すことなく、Hv 250以上の硬さを実現する
ために、as cast の状態(鋳造組織)で金属組織中にマ
ルテンサイト組織が出現する組成としている。
As shown in FIG. 1, the first and second polishing tool materials have a carbon content within a range of solid solution carbon, and as described above, a compound semiconductor such as GaAs or InP or fine abrasive particles. On the other hand, in the finish lapping of the Si wafer using, a metal structure basically having no graphite structure serving as a supplementary site for abrasive grains is obtained. In order to realize a hardness of Hv 250 or more in an iron-based material having a composition in which such a graphite structure does not basically appear, for example, without performing a quenching heat treatment (quenching, etc.) from a temperature of 1073 K or more. In addition, the composition is such that a martensite structure appears in a metal structure in an as cast state (casting structure).

【0018】以下に、第1の研磨工具用材料の鉄系材料
組成の詳細について説明する。C(炭素)は、鉄系材料
において高強度および高硬度を得るための元素である
が、C含有量が 0.8重量% 以上となると図1に示したよ
うに、黒鉛組織が出現する。従って、C含有量は 0.8重
量% 未満とする。また、C含有量は 0.2重量% 未満の場
合には、マルテンサイト組織を出現させるための他の元
素組成、すなわちNi、Si、Cr等の含有量が異なる
ため、第1の研磨工具用材料においてはC含有量を 0.2
重量% 以上とする。言い換えると、第1の研磨工具用材
料はC含有量が 0.2重量% 以上 0.8重量% 未満の場合
に、マルテンサイト組織を出現させるための成分組成を
有するものである。
Hereinafter, the iron-based material composition of the first polishing tool material will be described in detail. C (carbon) is an element for obtaining high strength and high hardness in an iron-based material. When the C content is 0.8% by weight or more, a graphite structure appears as shown in FIG. Therefore, the C content is less than 0.8% by weight. Further, when the C content is less than 0.2% by weight, the other element compositions for causing a martensitic structure to appear, that is, the contents of Ni, Si, Cr, etc., are different, so that the first polishing tool material is not used. Has a C content of 0.2
% By weight or more. In other words, the first polishing tool material has a component composition for causing a martensitic structure to appear when the C content is 0.2% by weight or more and less than 0.8% by weight.

【0019】Si(ケイ素)は、鋳造性の向上に寄与す
る成分であり、Si含有量が 1.0重量% 未満であると鋳
造性の低下により引け巣等が発生しやすくなる。また、
Siは後述するCr当量に影響を与える元素であり、あ
まり多量に含有させるとマルテンサイト組織の面積率が
低下したり、マルテンサイト組織を出現させることがで
きなくなるため、その含有量は 7.0重量% 以下とする。
また、Siを 7.0重量% 以上含有すると、FeやNi等
の元素と金属間化合物(M3 Si:MはFeやNi)を
形成し、硬度や強度等の機械的特性の低下原因となる。
この点からもSi含有量は 1.0〜 7.0重量% の範囲とす
る。
Si (silicon) is a component that contributes to the improvement of castability. When the Si content is less than 1.0% by weight, shrinkage cavities and the like are liable to occur due to a decrease in castability. Also,
Si is an element that affects the Cr equivalent, which will be described later. If the Si content is too large, the area ratio of the martensite structure is reduced or the martensite structure cannot be formed, so the content is 7.0% by weight. The following is assumed.
When Si is contained in an amount of 7.0% by weight or more, an intermetallic compound (M 3 Si: M is Fe or Ni) is formed with an element such as Fe or Ni, which causes a decrease in mechanical properties such as hardness and strength.
From this point as well, the Si content is in the range of 1.0 to 7.0% by weight.

【0020】Niは、約76重量% までFeと広範囲に固
溶体を形成し、図2のSchaefflerの組織図で知られてい
るように、Fe中のNi量(当量)とCr量(当量)と
の関係から基地組織の相構成、例えばマルテンサイト組
織とオーステナイト組織との比率を決定する。Schaeffl
erの組織図におけるNi当量およびCr当量は以下の式
で表される。ただし、実際の鋳造組織においては、凝固
の際に偏析等が生じてSchaefflerの組織図よりもマルテ
ンサイト組織の領域が若干広がる傾向にある。 Ni当量(重量%)=Ni重量% +30×C重量% + 0.5×
Mn重量% Cr当量(重量%)=Cr重量% + 1.5×Si重量% +M
o重量% 図2から分かるように、第1の研磨工具用材料としての
鉄系材料は、C含有量、Si含有量、後述するCrおよ
びMn含有量を考慮して、as cast の状態で金属組織中
にマルテンサイト組織を出現させることができるNi含
有量、すなわち4重量% 以上 7重量% 以下のNi含有量
としている。マルテンサイト組織は高硬度を有してお
り、Hv 250以上という硬さを実現することができる。
Ni forms a wide range of solid solution with Fe up to about 76% by weight, and as is known from the structure diagram of Schaeffler in FIG. 2, the Ni content (equivalent) and the Cr content (equivalent) in Fe are From this relationship, the phase structure of the base structure, for example, the ratio of the martensite structure to the austenite structure is determined. Schaeffl
The Ni equivalent and the Cr equivalent in the er organization chart are represented by the following equations. However, in the actual casting structure, segregation or the like occurs during solidification, and the region of the martensite structure tends to be slightly wider than the structure diagram of Schaeffler. Ni equivalent weight (% by weight) = Ni weight% + 30 × C weight% + 0.5 ×
Mn wt% Cr equivalent (wt%) = Cr wt% + 1.5 × Si wt% + M
As can be seen from FIG. 2, the iron-based material as the first polishing tool material is made of metal in an as cast state in consideration of the C content, the Si content, and the Cr and Mn contents described below. The Ni content is such that a martensitic structure can appear in the structure, that is, the Ni content is not less than 4% by weight and not more than 7% by weight. The martensite structure has a high hardness, and can realize a hardness of Hv 250 or more.

【0021】Mnは機械的強度を改善する効果を有する
が、あまり含有量が多すぎると炭化物の形成を避けるこ
とができなくなり、またオーステナイト化元素として働
くため、その含有量の上限は 1.0重量% とする。Mnは
微量添加によっても、その添加量に応じた効果を発揮す
るため、Mnの含有量は 0〜 1.0重量% (ただし 0は含
まず)の範囲とするが、Mnの添加による効果は 0.2重
量% 程度から顕著となる。
Mn has the effect of improving the mechanical strength, but if the content is too large, the formation of carbides cannot be avoided, and since it acts as an austenitizing element, the upper limit of the content is 1.0% by weight. And Even when Mn is added in a small amount, the effect according to the addition amount is exhibited. Therefore, the content of Mn is in the range of 0 to 1.0% by weight (however, 0 is not included), but the effect of Mn addition is 0.2% by weight. % Is noticeable.

【0022】Crは耐食性の向上やマルテンサイト相の
安定化等に寄与する成分であるが、Crの含有量が 1重
量% を超えると、粗大な炭化物の形成を避けることがで
きなくなるため、その含有量は 1重量% 以下の範囲とす
る。Crは微量添加によっても、その添加量に応じた効
果を発揮するため、Crの含有量は 0〜 1.0重量% の範
囲とするが、Crの添加による効果は 0.2重量% 程度か
ら顕著となる。
Cr is a component that contributes to improvement of corrosion resistance and stabilization of the martensite phase. However, if the content of Cr exceeds 1% by weight, formation of coarse carbides cannot be avoided. The content is within the range of 1% by weight or less. Even if a small amount of Cr is added, the effect according to the amount of addition is exhibited. Therefore, the content of Cr is set in the range of 0 to 1.0% by weight, but the effect of the addition of Cr becomes remarkable from about 0.2% by weight.

【0023】第1の研磨工具用材料は、上述した鉄系材
料組成を基本とするものであるが、粗大な硬質析出物が
形成されない範囲内であれば、 1.0重量% 以下のMo、
Nb、Ti、V、Al、Cu等を含んでいてもよい。
The first polishing tool material is based on the above-mentioned iron-based material composition. However, as long as coarse hard precipitates are not formed, Mo or less of 1.0% by weight or less is used.
It may contain Nb, Ti, V, Al, Cu and the like.

【0024】次に、第2の研磨工具用材料の鉄系材料組
成の詳細について説明する。第2の研磨工具用材料は、
少なくも鋳造に必要なC(炭素)を含むものであって、
C含有量が 0.2重量% 未満(ただし 0は含まず)の場合
に、マルテンサイト組織を出現させるための成分組成を
有するものであり、まずSi(ケイ素)を1.5重量% 以
上 3.5重量% 以下の範囲で含有する。Siは上述したよ
うに鋳造性の向上に寄与する成分であるが、Cr当量に
も影響を与える元素であるため、ascast組織でマルテン
サイト組織を出現させるために、 1.5重量% 以上 3.5重
量%以下の範囲で含有するものとする。
Next, the details of the iron-based material composition of the second polishing tool material will be described. The second polishing tool material is
Containing at least C (carbon) necessary for casting,
When the C content is less than 0.2% by weight (but not including 0), it has a component composition for producing a martensitic structure. First, Si (silicon) is added in an amount of 1.5 to 3.5% by weight. It is contained in the range. Si is a component that contributes to the improvement of castability as described above, but is an element that also affects the Cr equivalent, so that a martensitic structure appears in the ascast structure. Shall be contained within the range.

【0025】Niは、上述したように基地組織の相構
成、例えばマルテンサイト組織とオーステナイト組織と
の比率決定に大きく影響する元素であり、 0.2重量% 未
満というC含有量に応じて、as cast の状態で金属組織
中にマルテンサイト組織を出現させることができるNi
含有量、すなわち 7重量% 以上17重量% 以下のNi含有
量としている。マルテンサイト組織は高硬度を有してお
り、Hv 250以上という硬さを実現することができる。
As described above, Ni is an element that greatly influences the phase structure of the base structure, for example, the determination of the ratio between the martensitic structure and the austenite structure. Depending on the C content of less than 0.2% by weight, Ni has an Ni that allows a martensitic structure to appear in the metal structure in a state
The content, that is, the Ni content of 7% by weight or more and 17% by weight or less. The martensite structure has a high hardness, and can realize a hardness of Hv 250 or more.

【0026】Mnは機械的強度を改善する効果を有する
が、あまり含有量が多すぎると炭化物の形成を避けるこ
とができなくなり、またオーステナイト化元素として働
くため、その含有量は第1の研磨工具用材料と同様に
1.0重量% 以下(ただし 0は含まず)とする。Mnの添
加による効果は 0.2重量% 程度から顕著となる。
Mn has the effect of improving the mechanical strength, but if the content is too large, the formation of carbides cannot be avoided, and since it acts as an austenitizing element, its content is reduced by the first polishing tool. As well as materials
1.0% by weight or less (excluding 0). The effect of the addition of Mn is significant from about 0.2% by weight.

【0027】Crは耐食性の向上やマルテンサイト相の
安定化等に寄与する成分であると共に、基地組織の相構
成に影響する元素であり、as cast の状態で金属組織中
にマルテンサイト組織を安定に出現させ得るように、 2
重量% 以上含有することが好ましい。ただし、 0.2重量
% 未満という低炭素含有量であっても、Cr含有量が4
重量% を超えると、粗大な炭化物が析出するおそれがあ
るため、その含有量は4重量% 以下の範囲とする。
Cr is a component that contributes to the improvement of corrosion resistance and stabilization of the martensite phase, and is also an element that affects the phase structure of the matrix structure. It stabilizes the martensite structure in the metal structure in an as cast state. 2 so that it can appear in
It is preferred that the content be at least 10% by weight. However, 0.2 weight
%, The Cr content is less than 4%.
If the content exceeds 10% by weight, coarse carbides may be precipitated, so the content is limited to 4% by weight or less.

【0028】第2の研磨工具用材料は、上述した鉄系材
料組成を基本とするものであるが、粗大な硬質析出物が
形成されない範囲内であれば、 1.0重量% 以下のMo、
Nb、Ti、V、Al、Cu等を含んでいてもよい。
The second polishing tool material is based on the above-mentioned iron-based material composition. However, as long as coarse hard precipitates are not formed, Mo, 1.0 wt% or less is used.
It may contain Nb, Ti, V, Al, Cu and the like.

【0029】上述したように、本発明の第1および第2
の研磨工具用材料は、as cast 組織でマルテンサイト組
織を出現させた基地組織を有し、これにより急冷処理を
施すことなく、as cast の状態でHv 250以上の硬さを実
現している。このように、ascastの状態でHv 250以上の
硬さを実現することによって、急冷熱処理に伴う変形や
組織の不均一化等の問題を回避することができる。
As described above, the first and second embodiments of the present invention
The polishing tool material of (1) has a base structure in which a martensite structure appears in an as cast structure, and thereby achieves a hardness of Hv 250 or more in an as cast state without performing quenching treatment. As described above, by realizing the hardness of Hv 250 or more in the ascast state, it is possible to avoid problems such as deformation and non-uniform structure due to the quenching heat treatment.

【0030】金属組織中のマルテンサイト組織は、面積
比で 30%以上となるように、各成分の組成や後述する熱
処理の有無等を設定することが好ましい。より好ましい
マルテンサイト組織が占める面積率は 60%以上である。
すなわち、適性なNi当量およびCr当量の設定によ
り、基地組織の30%(面積比)以上をマルテンサイト組織
とすることによって、 70%を超えるとオーステナイト組
織主体の鉄系材料に比べて、硬度(耐摩耗性)や剛性
(弾性率)等を増大させることができ、Hv 250以上とい
う硬さを再現性よく実現することが可能となる。マルテ
ンサイト組織は、後に詳述するように、鋳造後の焼きな
まし処理や焼き戻し処理によっても増大させることがで
きる。また、マルテンサイ卜組織はオーステナイト組織
に比べて熱膨張係数が低く、低熱膨張性が得られること
から、研磨工具用材料の熱変形の抑制にも寄与する。本
発明の研磨工具用材料を研磨定盤に適用する場合、熱変
形の抑制は研磨精度の向上につながる。
It is preferable that the composition of each component, the presence or absence of heat treatment described later, and the like be set so that the martensite structure in the metal structure becomes 30% or more in area ratio. The area ratio occupied by a more preferable martensite structure is 60% or more.
That is, by setting appropriate Ni equivalent and Cr equivalent, 30% or more (area ratio) of the base structure is made to be a martensite structure, and when it exceeds 70%, the hardness is higher than that of an iron-based material mainly composed of austenite structure. Wear resistance) and rigidity (elastic modulus) can be increased, and a hardness of Hv 250 or more can be realized with good reproducibility. The martensite structure can also be increased by an annealing process or a tempering process after casting, as described in detail later. Further, the martensite structure has a lower coefficient of thermal expansion and lower thermal expansion than the austenitic structure, and thus contributes to the suppression of thermal deformation of the polishing tool material. When the polishing tool material of the present invention is applied to a polishing platen, suppression of thermal deformation leads to improvement of polishing accuracy.

【0031】ここで、上述した組成を有する鉄系材料で
あっても、鋳造の際に冷し金(チラー)等を用いて比較
的急冷凝固となるような製造条件を選択すると、as cas
t の状態で残留オーストナイト組織が形成される場合が
ある。このような場合には、上述した鉄系材料からなる
研磨工具用材料、具体的にはこの研磨工具用材料からな
る研磨定盤等に、一旦1073〜 1223Kの温度で溶体化処理
を施した後、空冷程度もしくはそれ以下の遅い冷却速度
で室温まで冷却する焼きなまし処理や、 573〜973Kの温
度で焼戻し処理を施すことによって、残留オーステナイ
トのないマルテンサイト組織を得ることができる。ま
た、193K以下の温度に一定時間保つようなサブゼロ処理
を施して残留オーステナイトをマルテンサイトに分解す
ることもできる。マルテンサイト組織は伸びがほとんど
零であるために、研磨作業中に定盤のバリや連続した研
磨屑の発生を阻止することができ、被加工物表面のキズ
発生を防止することが可能なとる。
Here, even if an iron-based material having the above-described composition is used, if quenching (chiller) or the like is used to select a relatively rapidly solidified manufacturing condition during casting, as cas
In the state of t, a residual austenite structure may be formed. In such a case, after the above-mentioned iron-based material for a polishing tool, specifically, a polishing platen or the like made of this material for a polishing tool, once subjected to a solution treatment at a temperature of 1073 to 1223K, A martensite structure free of retained austenite can be obtained by performing an annealing treatment of cooling to room temperature at a slow cooling rate of about air cooling or lower, or a tempering treatment at a temperature of 573 to 973K. Further, the retained austenite can be decomposed into martensite by performing a sub-zero treatment for maintaining the temperature at 193 K or less for a certain period of time. Since the elongation of the martensite structure is almost zero, it is possible to prevent the generation of burrs on the surface plate and continuous polishing debris during the polishing operation, and it is possible to prevent the generation of scratches on the surface of the workpiece. .

【0032】上記した溶体化処理後の冷却速度は、第1
の研磨工具用材料については例えば50K/h以下の炉冷
(焼なまし 20K/h以下)とすればよいが、第2の研磨工
具用材料は、炉冷のように例えば 20K/h以下で徐冷する
と、金属組織の粒界に炭化物M236 が形成され、この
粒界の炭化物がラッピングの進行と共に脱落して被加工
物にキズを発生させる原因となるため、空冷程度の冷却
速度とすることが好ましい。また、 623〜723Kの範囲の
温度で焼戻し処理を行い、残留オーステナイトを分解す
ることも有効である。
The cooling rate after the above solution treatment is the first
For example, the material for the polishing tool may be cooled at 50 K / h or less (annealed at 20 K / h or less), while the material for the second polishing tool may be cooled at 20 K / h or less as in the case of furnace cooling. When gradual cooling is performed, carbides M 23 C 6 are formed at the grain boundaries of the metallographic structure, and the carbides at the grain boundaries drop off as the lapping progresses, causing scratches on the workpiece. It is preferable that It is also effective to perform a tempering treatment at a temperature in the range of 623 to 723K to decompose retained austenite.

【0033】上述した焼なまし処理や焼戻し処理は、硬
さの調節や組織、歪等の均質化に対しても有効であり、
必要に応じて実施するものとする。例えば、本発明の研
磨工具用材料は、組成によってはas cast の状態で硬さ
が大きくなりすぎ、研磨工具用材料自体の加工性が低下
する場合があるが、上述したような条件下で焼きなまし
処理や焼戻し処理、特に焼戻し処理を施すことによっ
て、Hv 250以上の硬さを維持した上で、研磨工具用材料
自体の加工性を向上させることができる。
The above-described annealing treatment and tempering treatment are effective for adjusting the hardness and homogenizing the structure, distortion, etc.
It shall be implemented as necessary. For example, the polishing tool material of the present invention may have an excessively high hardness in an as cast state depending on the composition, and the workability of the polishing tool material itself may decrease, but annealing under the conditions described above. By performing the treatment or the tempering treatment, particularly the tempering treatment, the workability of the polishing tool material itself can be improved while maintaining the hardness of Hv 250 or more.

【0034】上述したような研磨工具用材料は、例えば
研磨定盤の構成材料として使用される。図3は、本発明
の一実施形態による研磨定盤の構成を示す図であり、同
図に示す研磨定盤1は上述した本発明の第1または第2
の研磨工具用材料からなるものである。研磨定盤1は、
その表面(研磨面)に格子状スリット2が形成されてい
ると共に、中央部に砥粒供給孔3が設けられている。な
お、格子状スリット2は研磨面の精度を確保する上で、
通常研磨定盤1の形状加工の前に形成される。上述した
実施形態の研磨定盤は、as cast 組織でマルテンサイト
組織を有する本発明の第1または第2の研磨工具用材料
からなるため、急冷熱処理を施すことなく、as cast の
状態でHv 250以上の硬さを実現することができる。よっ
て、例えば直径 1.2〜2.0mというような大型の研磨定盤
においても、急冷熱処理に伴う変形や組織の不均一化等
を解消することが可能となる。急冷熱処理に伴う変形の
回避は、研磨定盤の形状付与のための加工コストの低減
や、格子状スリット2の形状(特に深さ)確保等に伴う
長寿命化に寄与する。さらに、急冷熱処理を行わない分
だけ、研磨定盤1の製造コストや製造工数を低減するこ
とができる。
The material for a polishing tool as described above is used, for example, as a constituent material of a polishing platen. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a polishing platen according to an embodiment of the present invention. The polishing platen 1 shown in FIG.
Of a polishing tool material. Polishing surface plate 1
A grid-like slit 2 is formed on the surface (polishing surface), and an abrasive supply hole 3 is provided in the center. In addition, the grid-like slit 2 is required to secure the accuracy of the polished surface.
It is usually formed before the shape processing of the polishing platen 1. Since the polishing platen of the above-described embodiment is made of the first or second polishing tool material of the present invention having a martensitic structure in an as cast structure, Hv 250 in an as cast state without a quenching heat treatment. The above hardness can be realized. Therefore, even with a large polishing platen having a diameter of, for example, 1.2 to 2.0 m, it is possible to eliminate deformation, non-uniform structure, and the like due to rapid cooling heat treatment. Avoiding the deformation caused by the quenching heat treatment contributes to a reduction in the processing cost for imparting the shape of the polishing platen and an increase in the service life due to securing the shape (particularly the depth) of the grid-like slit 2. Further, the manufacturing cost and the number of manufacturing steps of the polishing platen 1 can be reduced by not performing the quenching heat treatment.

【0035】また、急冷熱処理を施すことなくHv 250以
上の硬さを実現しているため、研磨定盤1の組織や硬さ
を均一化することができ、さらに、粗大炭化物等の硬質
析出物が生じない組成としているため、半導体基板等の
加工精度を高めることができると共に、キズ等の発生を
防止することが可能となる。なお、組織や硬さの均一性
は前述した焼戻し処理等を施すことによって、一層向上
させることができる。上述した研磨定盤1は、Siウエ
ハ、GaAs、InP等の半導体基板、LiTaO3
の酸化物単結晶基板、石英フォトマスク、ガラス、宝
石、金属、セラミックス等の各種被加工物の表面加工
(表面平坦化加工)に適用し得るものであるが、特に黒
鉛組織がキズ等の発生原因となるGaAsやInP等の
化合物半導体のラッピング加工や微細砥粒を用いたSi
ウエハの仕上げラッピング等に対して好適である。
Further, since the hardness of Hv 250 or more is realized without performing quenching heat treatment, the structure and hardness of the polishing platen 1 can be made uniform, and hard precipitates such as coarse carbides can be obtained. Since the composition does not cause cracking, the processing accuracy of a semiconductor substrate or the like can be improved, and the occurrence of scratches or the like can be prevented. The uniformity of the structure and the hardness can be further improved by performing the above-described tempering treatment or the like. The polishing platen 1 described above is used for surface processing of various workpieces such as a semiconductor substrate such as a Si wafer, GaAs, and InP, an oxide single crystal substrate such as LiTaO 3 , a quartz photomask, glass, jewelry, metal, and ceramics ( Surface flattening process), but in particular, lapping of compound semiconductors such as GaAs or InP or the like using fine abrasive grains, where graphite structure causes scratches and the like.
It is suitable for finishing lapping of a wafer.

【0036】なお、本発明の研磨工具用材料は上述した
研磨定盤に限らず、研磨定盤の修正治具、被加工物の固
定治具等の構成材料としても有効に使用し得るものであ
る。
The material for the polishing tool of the present invention is not limited to the above-mentioned polishing table, but can be effectively used as a constituent material of a correction jig for the polishing table, a fixing jig for a workpiece, and the like. is there.

【0037】[0037]

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。
Next, specific examples of the present invention will be described.

【0038】実施例1 表1に組成を示す鋳鉄を鋳造し、鋳物寸法で外径1400m
m、内径 400mm、厚さ60mmの図1に示した研磨定盤1を
作製した。幅 2mm、深さ15mm、形成ピッチ40mmの格子状
スリット2や直径 8mmの砥粒供給孔3等の加工は、 as
cast組織の状態で加工し、その後623K× 4時間の条件で
焼戻し処理を施した。
Example 1 A cast iron having the composition shown in Table 1 was cast, and the casting had an outer diameter of 1400 m.
The polishing platen 1 shown in FIG. 1 having a m of 400 mm in inner diameter and a thickness of 60 mm was produced. The processing of a grid-like slit 2 with a width of 2 mm, a depth of 15 mm and a forming pitch of 40 mm and an abrasive supply hole 3 with a diameter of 8 mm is as
It was processed in a cast structure, and then tempered under the conditions of 623K × 4 hours.

【0039】この実施例1の鋳鉄組成はCrを 3.5重量
% 含有しているにもかかわらず、炭素量が0.15重量% と
低く、またNiを 5.6重量% 含有しているため、 as ca
st材の段階で硬さがHv 450で、金属組織はマルテンサイ
ト組織がほぼ100%であり、また黒鉛および粗大な遊離炭
化物は析出していなかった。623Kでの焼戻し処理後の硬
さは、深さ方向および研磨面内においてほぼ均一であ
り、焼戻しによる二次硬化現象によりHv 550が得られ
た。また、焼戻し処理後においても金属組織の相構成は
変化しなかった。焼戻し処理による熱変形はほとんどな
く、焼戻し後に研磨して平坦度10μm の研磨定盤に仕上
げた。
The composition of the cast iron of Example 1 contained 3.5% by weight of Cr.
%, The carbon content is as low as 0.15% by weight, and the Ni content is 5.6% by weight.
At the stage of the st material, the hardness was Hv450, the metal structure was almost 100% martensite, and no graphite or coarse free carbide was precipitated. The hardness after the tempering treatment at 623K was almost uniform in the depth direction and in the polished surface, and Hv 550 was obtained by the secondary hardening phenomenon due to the tempering. The phase structure of the metal structure did not change even after the tempering treatment. There was almost no thermal deformation due to the tempering treatment, and polishing was performed after tempering to complete a polished platen having a flatness of 10 μm.

【0040】また、本発明との比較例として、表1に組
成を示す鋳鉄材料に焼入れ、焼戻し処理を施して、硬さ
がHv 450の研磨定盤を作製した。この研磨定盤にも上記
実施例と同一形状の格子状スリットおよび砥粒供給孔
を、実施例と同様に as cast組織の状態で形成した。
Further, as a comparative example with the present invention, a cast iron material having a composition shown in Table 1 was quenched and tempered to produce a polished surface plate having a hardness of Hv450. The polishing platen was also formed with a lattice-like slit and an abrasive supply hole having the same shape as in the above-described example, in an as-cast structure as in the example.

【0041】上述した実施例1および比較例1による各
研磨定盤を、それぞれラッピング装置に搭載し、 8イン
チのSiウエハの再ラッピングを実施した。具体的に
は、通常のSiウエハのラッピングに用いる研磨材(#12
00,平均粒径15μm)で予めラッピングしたSiウエハ
を、実施例1および比較例1による各研磨定盤を用い
て、微細な #3000(平均粒径 5μm)のアルミナ−ジルコ
ニア系砥粒でそれぞれ再度ラッピングした。この再ラッ
ピングによれば、ラッピング時間を同時間とした場合、
ウエハの平坦度精度は 1/3に向上する。
Each of the polishing plates according to Example 1 and Comparative Example 1 was mounted on a lapping device, and lapping of an 8-inch Si wafer was performed. Specifically, an abrasive used for lapping a normal Si wafer (# 12
[0093] Si wafers wrapped in advance with an average particle size of 15 µm) were finely polished with fine # 3000 (average particle size 5 µm) alumina-zirconia-based abrasive grains using the respective polishing plates according to Example 1 and Comparative Example 1. Wrapped again. According to this re-wrapping, if the wrapping time is the same time,
Wafer flatness accuracy is improved to 1/3.

【0042】Siウエハの平坦度精度およびキズ発生量
は同等の値を示し、上記実施例1による研磨定盤は従来
の研磨定盤(比較例1)と遜色がないことを確認した。
ただし、焼入れ、焼戻し処理を施した比較例1の研磨定
盤は、焼入れ時に熱変形した分だけ外周付近の格子状ス
リットの溝深さが浅くなり、約 7mmであった。一方、実
施例1の研磨定盤は、加工時の15mmの深さがそのまま維
持され、最終的に研磨定盤の寿命(再ラッピング研磨枚
数)は約 235万枚で、比較例の約72万枚に比べて約 3倍
に向上した。
The flatness accuracy and the amount of scratches of the Si wafer showed the same value, and it was confirmed that the polishing platen according to Example 1 was comparable to the conventional polishing platen (Comparative Example 1).
However, in the polishing platen of Comparative Example 1 which had been subjected to quenching and tempering, the depth of the lattice-shaped slits near the outer periphery became shallower by the amount of heat deformation during quenching, and was about 7 mm. On the other hand, in the polishing table of Example 1, the depth of 15 mm at the time of processing was maintained as it was, and finally, the life of the polishing table (the number of relapping polishing) was about 2.35 million, and about 720,000 of the comparative example. It is about three times higher than the number of sheets.

【0043】実施例2 表1に組成を示す鋳鉄を用いて、実施例1と同形状の研
磨定盤を作製した。この実施例2による研磨定盤は、 a
s cast材の段階で硬さがHv 400で、金属組織中のマルテ
ンサイト組織が占める面積率は 60%であり、また黒鉛お
よび粗大な遊離炭化物は析出していなかった。
Example 2 Using a cast iron having the composition shown in Table 1, a polishing plate having the same shape as in Example 1 was produced. The polishing platen according to the second embodiment includes: a
At the stage of the s cast material, the hardness was Hv 400, the area ratio occupied by the martensite structure in the metal structure was 60%, and graphite and coarse free carbide were not precipitated.

【0044】この研磨定盤を焼戻し処理等を施すことな
く、 as cast材のままで実施例1と同様なラッピング装
置に搭載し、 8インチのSiウエハの再ラッピング(ラ
ッピング砥粒:#3000)を実施した。Siウエハの平坦度
の精度およびキズ発生量は実施例1と同等であり、また
最終的に研磨定盤の寿命(ウエハ研磨枚数)も約 181万
枚と、実施例1と同等の特性を有していることを確認し
た。
The polished platen was mounted on the same lapping apparatus as in Example 1 without tempering or the like as cast material, and wrapped an 8-inch Si wafer again (lapping abrasive grains: # 3000). Was carried out. The accuracy of the flatness of the Si wafer and the generation of scratches are the same as those in Example 1, and the life of the polishing platen (the number of polished wafers) is about 1.81 million, which is equivalent to that of Example 1. I confirmed that.

【0045】[0045]

【表1】 なお、上記した実施例1および実施例2の各研磨定盤
を、それぞれ 2インチのGaAs半導体基板のラッピン
グ加工に適用したところ、それぞれ良好な結果が得られ
た。
[Table 1] In addition, when each of the lapping plates of Examples 1 and 2 was applied to lapping of a 2-inch GaAs semiconductor substrate, good results were obtained.

【0046】実施例3 表2に組成を示す鋳鉄を鋳造し、鋳物寸法で外径1400m
m、内径 400mm、厚さ60mmの図1に示した研磨定盤1を
作製した。幅 2mm、深さ15mm、形成ピッチ40mmの格子状
スリット2や直径 8mmの砥粒供給孔3等の加工は、 as
cast組織の状態で加工し、その後673K× 4時間の条件で
焼戻し処理を施した。
Example 3 A cast iron having the composition shown in Table 2 was cast, and the casting had an outer diameter of 1400 m.
The polishing platen 1 shown in FIG. 1 having a m of 400 mm in inner diameter and a thickness of 60 mm was produced. The processing of a grid-like slit 2 with a width of 2 mm, a depth of 15 mm and a forming pitch of 40 mm and an abrasive supply hole 3 with a diameter of 8 mm is as
It was processed in a cast structure, and then tempered under the conditions of 673K × 4 hours.

【0047】この実施例3の鋳鉄組成は、C含有量を固
溶範囲内の 0.1重量% としていると共に、Niを 8.5重
量% 含有しているため、 as cast材の段階で硬さがHv 5
20で、金属組織中のマルテンサイト組織の面積率は 95%
であり、また黒鉛および粗大な遊離炭化物は析出してい
なかった。焼戻し処理後の硬さは、深さ方向および研磨
面内においてほぼ均一であり、Hv 500が得られた。ま
た、焼戻し処理後のマルテンサイト組織の面積率は100%
であった。焼戻し処理による熱変形はほとんどなく、焼
戻し後に研磨して平坦度10μm の研磨定盤に仕上げた。
The cast iron composition of Example 3 has a C content of 0.1% by weight within the solid solution range and also contains 8.5% by weight of Ni.
20, the area ratio of martensite structure in the metal structure is 95%
And no graphite and coarse free carbide were precipitated. The hardness after the tempering treatment was substantially uniform in the depth direction and in the polished surface, and Hv 500 was obtained. In addition, the area ratio of the martensite structure after tempering is 100%
Met. There was almost no thermal deformation due to the tempering treatment, and polishing was performed after tempering to complete a polished platen having a flatness of 10 μm.

【0048】上述した実施例3による研磨定盤をラッピ
ング装置に搭載し、実施例1と同様に、 #1200(平均粒
径15μm)の研磨材で予めラッピングしたSiウエハを、
微細な #3000(平均粒径 5μm)のアルミナ−ジルコニア
系砥粒を用いて再ラッピングした。Siウエハの平坦度
精度およびキズ発生量は前述した比較例1と同等であ
り、また最終的に研磨定盤の寿命(ウエハ研磨枚数)も
約 210万枚と、前述した比較例1に比べて約 3倍に向上
した。
The polishing platen according to the third embodiment described above was mounted on a lapping apparatus, and a Si wafer previously lapped with an abrasive of # 1200 (average particle size: 15 μm) was mounted in the same manner as in the first embodiment.
Relapping was performed using fine # 3000 (average particle size 5 μm) alumina-zirconia abrasive grains. The flatness accuracy and the amount of scratch generation of the Si wafer are the same as those of Comparative Example 1 described above. Finally, the life of the polishing platen (the number of wafers polished) is about 2.1 million, which is smaller than that of Comparative Example 1 described above. It has improved about three times.

【0049】実施例4 表2に組成を示す鋳鉄を用いて、実施例3と同形状の研
磨定盤を作製した。この実施例4による研磨定盤は、 a
s cast材の段階で硬さがHv 498で、金属組織中のマルテ
ンサイト組織が占める面積率は 95%であり、また黒鉛お
よび粗大な遊離炭化物は析出していなかった。
Example 4 A polished platen having the same shape as in Example 3 was produced using cast iron having the composition shown in Table 2. The polishing platen according to the fourth embodiment has a
At the stage of the s cast material, the hardness was Hv 498, the area ratio occupied by the martensite structure in the metal structure was 95%, and graphite and coarse free carbide were not precipitated.

【0050】この研磨定盤を焼戻し処理等を施すことな
く、 as cast材のままで実施例3と同様なラッピング装
置に搭載し、 8インチのSiウエハの再ラッピング(ラ
ッピング砥粒:#3000)を実施した。Siウエハの平坦度
の精度およびキズ発生量は実施例3と同等であり、また
最終的に研磨定盤の寿命(ウエハ研磨枚数)も約 208万
枚と、実施例3と同等の特性を有していることを確認し
た。
This lapping plate was mounted on a lapping apparatus similar to that of Example 3 without tempering or the like as cast material, and re-lapping of an 8-inch Si wafer (lapping abrasive: # 3000) Was carried out. The accuracy of the flatness of the Si wafer and the generation of scratches are the same as those of the third embodiment, and the life of the polishing platen (the number of polished wafers) is about 2.08 million, which is the same as that of the third embodiment. I confirmed that.

【0051】[0051]

【表2】 なお、上記した実施例3および実施例4の各研磨定盤
を、それぞれ 2インチのGaAs半導体基板のラッピン
グ加工に適用したところ、それぞれ良好な結果が得られ
た。
[Table 2] In addition, when each of the polishing surface plates of Example 3 and Example 4 described above was applied to lapping of a 2-inch GaAs semiconductor substrate, good results were obtained.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の研磨工具
用材料によれば、急冷熱処理等を行うことなく、Hv 250
以上という高硬度を達成することができ、また粗大な硬
質析出物がほとんど存在しないと共に、優れた組織およ
び硬さの均一性等を得ることができる。従って、このよ
うな研磨工具用材料からなる本発明の研磨定盤によれ
ば、各種被加工物の研磨作業を高精度に実施することが
できると共に、研磨定盤の長寿命化および低コスト化を
達成することが可能となる。
As described above, according to the polishing tool material of the present invention, Hv 250
The high hardness described above can be achieved, and there are almost no coarse hard precipitates, and excellent texture and uniformity of hardness can be obtained. Therefore, according to the polishing platen of the present invention made of such a material for a polishing tool, it is possible to perform the polishing work of various workpieces with high accuracy, and to prolong the life and reduce the cost of the polishing platen. Can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 鉄系材料中の全炭素量と固溶炭素量との関係
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the total carbon content and the solid solution carbon content in an iron-based material.

【図2】 鉄系材料のNi当量およびCr当量による相
組織を示すSchaefflerの組織図である。
FIG. 2 is a Schaeffler structure diagram showing a phase structure according to Ni equivalent and Cr equivalent of an iron-based material.

【図3】 本発明の一実施形態による研磨定盤の構成を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a polishing platen according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……研磨定盤 1 ... Polishing surface plate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 0.2重量% 以上 0.8重量% 未満のC、 1
重量% 以上 7重量%以下のSi、 4重量% 以上 7重量%
以下のNi、 1重量% 以下のMn、および1重量% 以下
のCrを含む鉄系材料からなり、前記鉄系材料は硬さが
Hv 250以上であることを特徴とする研磨工具用材料。
(1) C, 1% or more of not less than 0.2% by weight and less than 0.8% by weight.
Weight% or more and 7 weight% or less, 4 weight% or more and 7 weight%
It is composed of an iron-based material containing the following Ni, 1% by weight or less of Mn, and 1% by weight or less of Cr, and has a hardness of
A material for polishing tools characterized by having an Hv of 250 or more.
【請求項2】 0.2重量% 未満のC、 1.5重量% 以上
3.5重量% 以下のSi、 7重量% 以上17重量% 以下のN
i、 1重量% 以下のMn、および 4重量% 以下のCrを
含む鉄系材料からなり、前記鉄系材料は硬さがHv 250以
上であることを特徴とする研磨工具用材料。
2. Less than 0.2% by weight of C, 1.5% by weight or more
3.5% by weight or less of Si, 7% by weight or more and 17% by weight or less of N
i. An abrasive tool material comprising an iron-based material containing 1% by weight or less of Mn and 4% by weight or less of Cr, wherein the iron-based material has a hardness of Hv 250 or more.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の研磨工具
用材料からなることを特徴とする研磨定盤。
3. A polishing platen comprising the polishing tool material according to claim 1 or 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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