JPH11188617A - 被研磨体の保持部材及びこの保持部材を用いた被研磨体の研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被研磨体の厚みが薄くても、この被研磨体を歪
ませること無くマウント板に固定保持することができる
とともに、被研磨体が固定保持されている状態を確実に
保たせて研磨の最中に被研磨体が移動することなく、研
磨終了後、研磨製品をマウント板から容易に剥奪するこ
とができる研磨製品の保持部材の提供及びこの保持部材
を用いた被研磨体の研磨方法の提供を目的とする。 【解決手段】保持部材１は、表面側から内部に向かって
貫通した複数の孔１０１を有しかつ吸着性を有する表面
層１０と、水分を通さない不透水層１４との間に、連続
気泡を含んでなる気泡層１１を備えている構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被研磨体の保持部
材及びこの保持部材を用いた被研磨体の研磨方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体シリコンウエハーやレ
ンズなどに代表される研磨製品の研磨方法として、片面
研磨法と両面研磨法が知られている。上述した研磨方法
のうち両面研磨法は、一度にウエハーの両面を研磨する
ことができるため、一見便利に思えるが、研磨する際に
ウエハーを保持することや両面の研磨部材の管理などに
問題があることから、今現在においては余り用いられて
はいない。

【０００３】一方、片面研磨法は、まず、定盤（マウン
ト板）などの受台上に研磨製品となる被研磨体を、ワッ
クスや粘着剤などの保持部材（いわゆるバッキング材）
を介して固定保持したり、枚葉式研磨とも称されている
単品のウエハーを受台側に設けられた真空吸着装置など
によって吸着保持したりした後、被研磨体の非吸着保持
面をバフ等の研磨部材で研磨して研磨製品を得て、この
研磨製品からワックスや粘着剤などの保持部材によって
マウント板に固定保持されている状態、あるいは真空吸
着状態を解除することで、マウント板から前記研磨製品
を取り外し、洗浄などの後工程へ送るというものであ
り、半導体シリコンウエハーなどの薄板形状をした研磨
製品を製造するのに、一般に行われている研磨方法であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、片面研磨方法
において、被研磨体をマウント板に固定保持するにあた
って、被研磨体がウエハーのように薄板状をしており、
しかも精度高く平坦性を有するように研磨することが要
求される場合、上述したような真空吸着装置を用いて被
研磨体を吸着保持する方式では、被研磨体の真空吸着装
置における吸着孔に面する部分に歪みが生じ、研磨され
た製品の厚みが均一にならなくなる恐れがある。

【０００５】また、ワックスや粘着剤などの保持部材を
用いて被研磨体を固定保持する方式では、これらワック
スなどを塗布したり除去したりする操作に手間がかかる
だけでなく、研磨終了後、研磨製品から保持部材によっ
てマウント板に固定保持されている状態を解除する際
に、当該保持部材と被研磨体との間に薄刃状の金具を差
し入れて被研磨体を保持部材から剥奪するようにしなけ
ればならなかったため、前記金具によって被研磨体を傷
めてしまう恐れがあった。

【０００６】さらに、上記した真空吸着による被研磨体
の吸着保持や、保持部材を用いた固定保持以外にも、摩
擦抵抗の大きい布や、樹脂発泡体などを保持部材として
用いて被研磨体をマウント板に保持する方法もあるが、
この場合、確実に被研磨体を固定することが難しく、研
磨を行う際に、被研磨体が動いてしまい、研磨が上手く
できないという問題がある。

【０００７】そこで本発明は、上記問題に鑑み、被研磨
体の厚みが薄いものであっても、この被研磨体を歪ませ
ることなくマウント板に固定保持することができるとと
もに、被研磨体が固定保持されている状態を確実に保た
せて研磨の最中に被研磨体が動いてしまうことがなく、
しかも、研磨終了後研磨製品をマウント板から容易に剥
奪することができ、この研磨製品に傷を生じさせること
のない被研磨体の保持部材の提供及びこの保持部材を用
いて、より薄い被研磨体であっても歩留り良く研磨製品
を得ることができる被研磨体の研磨方法の提供を目的と
してなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる被研磨体の保持部材は、表面側から
内部に向かって貫通した複数の孔を有しかつ吸着性を有
する表面層と、水分を通さない不透水層との間に、連続
気泡を含んでなる気泡層を備えている構成をしている。

【０００９】上記構成において、保持部材を形成するそ
れぞれの層の形態として、表面層の形態の例としては、
たとえばゴムなどの天然樹脂あるいは、アクリル・ブタ
ヂエン・スチレン（ＡＢＳ）系樹脂などの合成樹脂を摩
擦力が大きくなるように加工したものなどが挙げられる
が、樹脂に関しては、摩擦力を有するように加工するこ
とができれば特に限定されない。

【００１０】気泡層の例としては、たとえば、ポリエス
テル性の織布を基材として、この基材にＡＢＳ系の連続
発泡した弾性樹脂の微細物を凹凸が均一に着床させたも
のなどが挙げられるが、これ以外にも、たとえば、発泡
ウレタンなどの多孔質の樹脂や焼結金属など通孔を有し
た基材上に、たとえば、小孔が穿設されたブチルゴムシ
ートなど吸着性を有する材質を積層したものなど、通孔
と吸着性とを有していれば特に限定されない。

【００１１】不透水層としては、たとえば、ポリエチレ
ンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」と記す。）などの
ポリエステル樹脂製のシートが挙げられるが、水分を通
さないシートであれば特に限定されない。

【００１２】また、上記保持部材を用いた被研磨体の研
磨方法は、マウント板に固着された保持部材に水分を含
ませる前工程と、前工程を行った後の保持部材の表面上
に被研磨体を載せ、前記被研磨体を前記保持部材の表面
側から内部に向かって垂直方向に押圧して、この保持部
材に吸着させる被研磨体保持工程と、保持部材に吸着さ
せた被研磨体の保持部材に吸着していない非吸着面に研
磨部材を押し当てて被研磨体の非吸着面を研磨し研磨製
品を得る研磨工程と、保持部材から研磨製品を引き離す
研磨製品離脱工程とを備えている構成をしている。

【００１３】上記構成において、マウント板の材質とし
ては、たとえば、ガラスやセラミック板などのきめの細
かい材質などであれば、保持部材を接着剤や粘着剤など
を介して固定させやすいが、保持部材を固定することが
できるのであれば、多少きめが粗くても構わない。ま
た、保持部材に水分を含ませる前工程において水分を含
ませる割合は、保持部材に含ませる水分の量が飽和状態
となるまでの範囲であったら、特に限定されない。

【００１４】なお、保持部材に含ませる水分の量が飽和
状態を越えてしまうなどして、保持部材の表面上に水滴
が付着した状態となると、保持部材の被研磨体を吸着す
る吸着力が低下し、被研磨体を研磨するときの保持力が
悪くなり、研磨している最中に被研磨体が動いてしまっ
たり、水滴の厚みが被研磨体の研磨具合に影響し、出来
上がった研磨製品の平坦性にも悪影響を与えてしまった
りするため、少なくとも保持部材の表面上に水滴が付着
していない状態となるように拭き取るとよい。

【００１５】また、被研磨体としては、特に限定されな
いが、たとえば、研磨した後の研磨製品が半導体シリコ
ンウエハーや液晶ガラスのような薄くて割れやすい平面
板となるものであると、より本発明の研磨方法を用いて
研磨製品を得るのに適している。

【００１６】上記工程において、保持部材の径が被研磨
体の径よりも、若干小さくなるようにすると、保持部材
の弾性力により被研磨体の周辺部の研磨具合が過剰にな
ることを防ぐことができるとともに、研磨製品を得た
後、この研磨製品の周縁部の保持部材からはみ出ている
部分の裏面側に気体や液体を吹き付けると、研磨製品を
保持部材から引き離すことが容易に行うことができるた
め、好ましい。

【００１７】また、保持部材は、マウント板と一体化さ
れていても構わないし、マウント板と別部材になってい
ても構わない。保持部材がマウント板と別部材になって
いる場合、保持部材のマウント板への固定は、特に限定
されないが、たとえば、粘着剤や接着剤を介する方法、
ビスなどで固定する方法などが挙げられる。なお、上記
した保持部材のマウント板への固定に粘着剤や接着剤を
用いて、研磨部材として研磨剤スラリーを使用した湿式
研磨を行う場合、研磨剤スラリーに強い酸性やアルカリ
性を有するものが多いため、耐酸、アルカリ性に優れ、
これら酸、アルカリに対して加水分解されないものを用
いると、前記強い酸、アルカリ性を有する研磨剤スラリ
ーに対する粘着剤や接着剤の変質が起こりにくくなり、
保持部材がマウント板に安定して固定するため好まし
い。

【００１８】研磨方法としては、特に限定されないが、
たとえば研磨部材として、バフと研磨材スラリなどとを
用いて行う湿式研磨と、バフ単独あるいはサンドペーパ
ーなどを用いて行う乾式研磨が挙げられる。保持部材か
ら研磨製品を引き離す研磨製品離脱工程としては、たと
えば、真空ピンセットや爪などを用いる方法などが挙げ
られるが、研磨製品と保持部材とが固定保持されている
側面から、液体あるいはエアを噴射していくことで保持
部材から研磨製品を引き離すようにすると、研磨製品を
傷つける心配が無くなるため好ましい。また、このとき
噴射する液体やエアは浄化されて不純物を含まない状態
になっていると、噴射する際に研磨製品を傷つける心配
が全く無くなるため好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる被研磨体
の保持部材を用いた被研磨体の研磨方法を、その実施の
形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。図１は、
本発明にかかる被研磨体の保持部材の一実施の形態を示
した斜視図である。

【００２０】また、図２は、図１に示した被研磨体の保
持部材の側面視断面図である。

【００２１】図１および図２に示したように、被研磨体
の保持部材（以下、「保持部材」とのみ記す。）１は、
この保持部材１の表面側から表面層１０、気泡層１１、
基材１２、接着層１３および不透水層１４と並んでいる
複数の層構造からなる保持部材本体２と、粘着剤１５
と、離型紙１６とを備えている。

【００２２】表面層１０は、高摩擦抵抗を有するように
加工されたＡＢＳ系樹脂で形成され、表面側から内部に
向かって貫通した複数の孔１０１を有しており、吸着性
を有する。気泡層１１は、ＡＢＳ系樹脂で形成された連
続気泡発泡体であり、表面層１０とともに不織布からな
る基材１２に一体に形成されている。

【００２３】上記表面層１０、気泡層１１および基材１
２は、全て通気性および通水性を有し、また、表面層１
０に被研磨体を圧着させたとき、表面層１０が吸盤の役
割をして、この被研磨体を吸着する。

【００２４】不透水層１４は、ＰＥＴフィルムで形成さ
れ、耐アルカリ性・耐酸性の接着剤からなる接着層１３
を介して、基材１２と貼着することで、保持部材本体２
を形成している。また、不透水層１４は、基材１２と貼
着している反対側の面に粘着剤１５が塗布され、さらに
剥離紙１６が付着している。保持部材１を使用すると
き、すなわち被研磨体を保持するときには、離型紙１６
を剥がした後、図３に示したように、耐アルカリ性の粘
着剤１５をマウント板３に着けることで、この保持部材
１を固定させる。

【００２５】次に、保持部材１を用いた被研磨体の研磨
方法を図面に基づいて詳細に説明する。まず、図４
（ａ）に示したように、保持部材１を上述した方法でマ
ウント板３に固着させた後、図示していないが、水洗い
を行い、保持部材１の表面層１０、気泡層１１および基
材１２が飽和状態となるまで水分を含んだ状態とする。

【００２６】次に、上述したように水分を含ませた保持
部材１の表面の水滴を、コットンワイパーなどで取り除
いた後、この保持部材１の表面上に、図４（ｂ）に示し
たように、未研磨半導体シリコンウエハーあるいは液晶
ガラスなど、高いきめの細かさを要求される研磨製品の
基となる被研磨体４を載せ、保持部材１の表面側から内
部に向かって垂直方向に２〜３５０ｇ／ｃｍ² の圧力で
押圧して吸着させる。このとき、保持部材１の気泡層１
１部分から余分な水分が排出され、残りの水分は気泡層
１１の気泡空間で均一に分散されるため、被研磨体４を
吸着させたとき、この被研磨体４に伝わる保持部材１の
凹凸が分散された水分により平坦化されて、より強力な
吸着を得ることができる。

【００２７】次に、図４（ｃ）に示したように、研磨剤
スラリー（図示せず。）を介して、保持部材１に吸着さ
せた被研磨体４の非吸着面４０に研磨部材６を押し当て
て、研磨部材６を回転させて（被研磨体４が液晶ガラス
の場合は、左右に摺動させて）被研磨体４を研磨してい
く。上記工程により、被研磨体４を所定の厚さまで研磨
して、ウエハー製品たる研磨製品７を得たら、研磨を終
了して、図４（ｄ）に示したように、研磨製品７の片側
から真空ピンセットあるいは爪で引っ掛けるとともに、
保持部材１と研磨製品７とテンプレート５との間の空間
ａ部分に空気あるいは水を吹き付けて、研磨製品７を保
持部材１から引き剥がす。

【００２８】このように、保持部材１を用いると、被研
磨体４を圧着させるだけの容易な操作であるにも関わら
ず、確実にマウント板３に被研磨体４を固定保持するこ
とができ、しかも被研磨体４が完全に密着している状態
になっているため、ワックスなどで被研磨体４をマウン
ト板３に固着したときと同じような状態で被研磨体４を
研磨することができ、きめ細かな表面をした研磨製品７
を得ることができる。

【００２９】また、上述したような保持部材１を用いた
被研磨体４の研磨方法を用いると、保持部材１に含ませ
た水分により、研磨用スラリーの侵入を防止するととも
に、被研磨体４の裏面の凹凸部分と、保持部材１の表面
部分１０の凹凸部分が保持部材１に含まれた水分により
密着一体化するため、被研磨体４は研磨部材６を押し当
てて摺動しても全く動くこと無く、研磨製品７が液晶ガ
ラスなどのように特にきめの細かい表面となるような研
磨を要求する場合でも、十分にその要求に応えることが
できる。

【００３０】さらに、上記の方法に加えて、図５（ａ）
に示したように、保持部材１の周縁部に、フェノール樹
脂で成形された保持部材１の厚みよりも薄く調整された
厚みを有しているリング形状をした補助部材８を取り付
けると、被研磨体４を保持部材１に圧着したとき、図５
（ｂ）に示したように、被研磨体４の圧力により保持部
材１自身の気泡層１１が縮むことで厚みが薄くなり、補
助部材８と同じ高さになる。補助部材８はフェノール樹
脂で成形されているため縮むことはなく、したがって、
保持部材１にかかる圧力も、補助部材８の厚みにより調
節することができる。

【００３１】このように、保持部材１にかかる圧力を調
節することにより、機械を用いたときでも、被研磨体４
を研磨して得られた研磨製品７を保持部材１からの離脱
が、安全・容易に行うことができるのである。

【００３２】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。たとえば、上記実施の形態では、保持
部材１の表面層１０および気泡層１１がＡＢＳ系樹脂で
形成されていたが、表面層１０が保持部材１の表面側か
ら内部に向かって貫通した複数の孔１０１を有しかつ吸
着性を有しており、気泡層１１が連続気泡を含んでなる
構成をしていれば、どのような材質で形成されていても
よい。他の材質の例としては、たとえば、高摩擦抵抗を
有するゴム状弾性体などが挙げられる。

【００３３】

【発明の効果】以上のことより、本発明にかかる、被研
磨体の保持部材を用いると、被研磨体を、この保持部材
に圧着させるだけの容易な操作を行うだけで、確実に密
着するようにマウント板に固定保持することができるた
め、ワックスなどで被研磨体をマウント板に固着したと
きと同じような状態で被研磨体を研磨することができ、
きめ細かな表面をした研磨製品を得ることができる。

【００３４】また、上記保持部材を用いた被研磨体の研
磨方法を用いると、保持部材に含ませた水分により、研
磨用スラリーの侵入を防止するとともに、被研磨体の裏
面と密着している保持部材の表面部分の凹凸部分が水分
により滑らかになるため、より被研磨体の研磨が容易に
行え、しかも、表面がきめ細かな研磨製品を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる被研磨体の保持部材の一実施の
形態を示した斜視図である。

【図２】図１に示した被研磨体の保持部材の側面視断面
図である。

【図３】図１に示した保持部材をマウント板に取り付け
る様子を示した説明図である。

【図４】図１に示した被研磨体の保持部材を用いた被研
磨体の研磨方法の一実施の形態を示した説明図である。

【図５】図４に示した被研磨体の研磨方法に加えて、補
助部材を用いて研磨を行う様子を示した側面視断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 保持部材 １０ 表面層 １１ 気泡層 １４ 不透水層 ３ マウント板 ４ 被研磨体 ４０ 非吸着面 ６ 研磨部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面側から内部に向かって貫通した複数の
   孔を有しかつ吸着性を有する表面層と、水分を通さない
   不透水層との間に、連続気泡を含んでなる気泡層を備え
   ている被研磨体の保持部材。
2. 【請求項２】マウント板に固着された保持部材に水分を
   含ませる前工程と、前工程を行った後の保持部材の表面
   上に被研磨体を載せ、前記被研磨体を前記保持部材の表
   面側から内部に向かって垂直方向に押圧して、この保持
   部材に吸着させる被研磨体保持工程と、保持部材に吸着
   させた被研磨体の保持部材に吸着していない非吸着面に
   研磨部材を押し当てて被研磨体の非吸着面を研磨し研磨
   製品を得る研磨工程と、保持部材から研磨製品を引き離
   す研磨製品離脱工程とを備えている請求項１に記載の被
   研磨体の保持部材を用いた被研磨体の研磨方法。