研磨加工方法
【課題】樹脂製シートを定盤に平坦に装着することができ、被研磨物の平坦性向上を図ることができる研磨加工方法を提供する。
【解決手段】片面研磨機７０の保持定盤７１に保持パッド１０を装着するときは、保持定盤７１に保護シート３０ａを粘着剤で貼着しておく。保護シート３０ａの露出した平坦表面Ｑに保持パッド１０を貼着する。研磨定盤７２に研磨パッド２０を装着するときは、研磨定盤７２に保護シート３０ｂを粘着剤で貼着しておく。保護シート３０ｂの露出した平坦表面Ｑに研磨パッド２０を貼着する。保持パッド１０の保持面Ｓに適量の水を含ませ被研磨物７８を押し付けることで、保持定盤７１に被研磨物７８を保持させる。被研磨物７８および研磨パッド２０間に研磨液を供給し、保持定盤７１、研磨定盤７２で被研磨物７８に圧力をかけながら被研磨物７８を研磨加工する。
【解決手段】片面研磨機７０の保持定盤７１に保持パッド１０を装着するときは、保持定盤７１に保護シート３０ａを粘着剤で貼着しておく。保護シート３０ａの露出した平坦表面Ｑに保持パッド１０を貼着する。研磨定盤７２に研磨パッド２０を装着するときは、研磨定盤７２に保護シート３０ｂを粘着剤で貼着しておく。保護シート３０ｂの露出した平坦表面Ｑに研磨パッド２０を貼着する。保持パッド１０の保持面Ｓに適量の水を含ませ被研磨物７８を押し付けることで、保持定盤７１に被研磨物７８を保持させる。被研磨物７８および研磨パッド２０間に研磨液を供給し、保持定盤７１、研磨定盤７２で被研磨物７８に圧力をかけながら被研磨物７８を研磨加工する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨加工方法に係り、特に、対向配置された２つの定盤を備えた研磨装置により被研磨物を研磨加工する研磨加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ、平行平面板、反射ミラー等の光学材料、ハードディスク用アルミニウム基板、シリコンウエハ、液晶ディスプレイ用ガラス基板等の材料（被研磨物）では、高精度な平坦性が要求されるため、研磨パッド（研磨シート）を使用した研磨加工が行われている。一般に、研磨加工には、被研磨物を片面ずつ研磨加工する片面研磨機や両面を同時に研磨加工する両面研磨機が使用されている。
【０００３】
片面研磨機、両面研磨機では、いずれも、鋳鉄やステンレス等の金属製で平坦表面を有する２つの定盤が対向配置されている。片面研磨機では、一方の定盤に研磨パッドが装着され、他方の定盤に被研磨物を保持させる。このとき、被研磨物が金属製の定盤と直接接触して生じる被研磨物表面のスクラッチ（キズ）等を回避するため、他方の定盤には保持パッド（保持シート）が装着される。一方、両面研磨機では、２つの定盤にそれぞれ研磨パッドが装着される。保持パッドや研磨パッドの装着には、通常、粘着剤が用いられる。研磨加工時には、被研磨物および研磨パッド間に研磨粒子等を含む研磨液（スラリ）が供給される。
【０００４】
保持パッドや研磨パッドには、例えば、湿式成膜法で形成された発泡構造を有する樹脂製シートが使用されている。湿式成膜法では、樹脂を水混和性の有機溶媒に溶解させた樹脂溶液をシート状の成膜基材に塗布後、水系凝固液中で樹脂を凝固再生させる。製造された樹脂製シートでは、表面側に緻密な微多孔が形成された厚さ数μｍ程度の表面層（スキン層）が形成されており、表面層より内側（成膜基材側）に表面層の微多孔より大きなセルが連続状に形成されている。微多孔が緻密に形成された表面層では、表面平坦性を有し被研磨物との接触性に優れるため、保持パッドとして好適に使用することができる。この場合は、表面層に水等の液体を含ませることで微多孔に浸入した液体の表面張力の作用により、被研磨物が保持パッドを介して定盤に保持される。また、表面層が表面平坦性に優れるため、研磨パッドとしても好適に使用することができる。この場合は、表面層側で被研磨物が研磨加工される。
【０００５】
ところが、研磨パッド等の貼り替え（交換）に伴い定盤から粘着剤を除去するとき、被研磨物が装着や取り外しに伴い破損したとき等に、定盤表面にダメージ（損傷）を与えることがある。また、研磨パッド等の交換時に定盤にスラリが付着していると、スラリの水分、ｐＨ、酸化剤、砥粒などの影響により定盤表面にキズや腐食を生じさせ凹凸が形成されることがある。定盤表面の凹凸は、研磨加工時に、被研磨物表面の状態、特に、表面平坦性に影響を及ぼすこととなる。定盤が金属製のため、表面に一度キズ等が生じると、再生作業を行わない限り凹凸が解消されることはない。通常の再生作業では研磨機を停止し定盤表面を研削するが、ダメージがひどくなると、定盤を取り外しての再生作業や新しい定盤との交換作業が必要となる。
【０００６】
定盤に対するダメージを抑制するために、例えば、定盤の研磨パッド等が貼着されていない部分を保護膜で覆う技術が開示されている（特許文献１参照）。この技術では、定盤の露出部分が保護膜で覆われることで研磨液と直接接触しないため、定盤における錆の発生、この錆による被研磨物におけるスクラッチ発生や金属汚染が抑制される。研磨パッド等の貼着部分では、不透過性の粘着剤により、実質的に保護層が形成されていることになる。また、定盤の研磨パッド等が貼着されない部分に保護リングを取り付ける技術が開示されている（特許文献２参照）。この技術では、研磨パッド等の装着に伴いパッドを切断するときに保護リングが傷つけられることで定盤の損傷や腐食等が抑制される。更に、研磨機の光学終点検出用ホールを保護する（ふたをする）保護フィルムの技術が開示されている（特許文献３参照）。この技術では、光学終点検出用ホールからのスラリの液漏れによる腐食を抑制することができる。また、研磨加工の１回ごとに交換する樹脂製の使い捨てプレートの技術も開示されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−８３３３７号公報
【特許文献２】特許４０４１５７７号公報
【特許文献３】特開２００８−１８６８８７号公報
【特許文献４】特開２００６−３２４４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、研磨パッド等の貼着部分以外を保護膜で保護し、貼着部分をパッド自体で保護するが、研磨パッド等の交換時や破損時における定盤表面のキズや腐食を抑制することが難しい。また、特許文献２の技術では、研磨パッド等の貼着部分以外ではキズ等が抑制できるものの、研磨パッド等の交換時等に定盤表面のキズ等を抑制することが困難である。更に、特許文献３の技術では、保護フィルムが光学終点検出用ホールを保護するものであり、定盤表面の全面にわたる平坦性やキズに関する対策が十分とはいえない。また、特許文献４の技術では、使い捨てのために高コストを余儀なくされ、プレート作製の精度面でも十分とはいえず、プレート取り付け後に修正を要することとなる。
【０００９】
本発明は上記事案に鑑み、樹脂製シートを定盤に平坦に装着することができ、被研磨物の平坦性向上を図ることができる研磨加工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、対向配置された２つの定盤を備えた研磨装置により被研磨物を研磨加工する研磨加工方法であって、一面側に平坦な表面を有する樹脂製保護部材の他面側を前記研磨装置の２つの定盤にそれぞれ貼付しておき、前記各保護部材の一面側に樹脂製シートをそれぞれ交換可能に装着し、前記シートの少なくとも一方で前記被研磨物の片面側または両面側を研磨加工する、ステップを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明では、研磨装置の定盤に樹脂製保護部材を貼付しておくことで定盤にキズが生じていても樹脂製保護部材の平坦な表面が露出し、平坦な表面に樹脂製シートを装着することで樹脂製シートの平坦性が確保されるので、少なくとも一方の樹脂製シートで片面側または両面側を研磨加工する被研磨物の平坦性向上を図ることができる。
【００１２】
この場合において、樹脂製シートの一方を被研磨物の片面側を研磨加工するための研磨シートとし、他方を被研磨物を保持するための保持シートとすることができる。また、樹脂製シートを、いずれも、被研磨物のそれぞれ片面側を研磨加工するための研磨シートとしてもよい。貼付ステップにおいて樹脂製保護部材を定盤にそれぞれ交換可能に貼付しておき、樹脂製保護部材の交換間隔を、装着するステップにおける樹脂製シートの交換間隔より長くすることができる。このとき、樹脂製シートの樹脂製保護部材からの剥離強度が樹脂製保護部材の定盤からの剥離強度より小さいことが好ましい。樹脂製保護部材の平坦な表面の表面粗さＲａを０．４μｍ以下としてもよい。また、樹脂製シートをポリウレタン樹脂製としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、研磨装置の定盤に樹脂製保護部材を貼付しておくことで定盤にキズが生じていても樹脂製保護部材の平坦な表面が露出し、平坦な表面に樹脂製シートを装着することで樹脂製シートの平坦性が確保されるので、少なくとも一方の樹脂製シートで片面側または両面側を研磨加工する被研磨物の平坦性向上を図ることができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用した実施形態の研磨加工に使用した片面研磨機の保護シート、研磨パッドおよび保持パッドを装着した部分を模式的に示す断面図である。
【図２】実施形態の研磨加工で用いた保持パッドを模式的に示す断面図である。
【図３】実施形態の研磨加工で用いた研磨パッドを模式的に示す断面図である。
【図４】実施形態の研磨加工で用いた保護シートを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明を片面研磨機を使用した研磨加工に適用した実施の形態について説明する。
【００１６】
（研磨機）
本実施形態では、図１に示すように、被研磨物７８の研磨加工に片面研磨機７０が使用される。片面研磨機７０は、上側に被研磨物７８を保持する保持定盤７１、下側に研磨定盤７２を備えている。保持定盤７１は、研磨定盤７２と対向するように配置されている。保持定盤７１の下面および研磨定盤７２の上面は、いずれも略平坦に形成されている。保持定盤７１の下面には被研磨物７８を保持するための保持パッド１０が保護シート３０ａを介して装着されており、研磨定盤７２の上面には被研磨物７８を研磨加工するための研磨パッド２０が保護シート３０ｂを介して装着されている。
【００１７】
（保持パッド）
図２に示すように、保持パッド１０は、湿式成膜法で作製されたポリウレタン樹脂製のウレタンシート（樹脂製シート）２を有している。ウレタンシート２は、緻密な微多孔が形成されたスキン層（表面層）２ａを有している。保持パッド１０では、スキン層２ａの表面が被研磨物７８を保持するための保持面Ｓを形成する。ウレタンシート２のスキン層２ａより内側には、厚さ方向（図２の縦方向）に沿って丸みを帯びた断面三角状のセル３が略均等に分散した状態で形成されている。セル３は、保持面Ｓ側の孔径が保持面Ｓと反対の面（背面）側より小さく形成されている。すなわち、セル３は保持面Ｓ側で縮径されている。セル３の間のポリウレタン樹脂中には、スキン層２ａに形成された微多孔より孔径が大きくセル３より孔径が小さな図示しない発泡が形成されている。セル３および図示しない発泡は不図示の連通孔で網目状につながっている。換言すれば、ウレタンシート２は連続発泡構造を有している。ウレタンシート２の保持面Ｓの背面側には、厚さが一様となるようにバフ処理が施されている。
【００１８】
また、保持パッド１０では、ウレタンシート２の保持面Ｓの背面に、片面研磨機７０の保持定盤７１に保持パッド１０を装着するための両面テープ７が貼り合わされている。両面テープ７は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記する。）製等の可撓性フィルムの基材を有しており、基材の両面にアクリル系粘着剤等の感圧型粘着剤層が形成されている。両面テープ７は、基材の一面側の粘着剤層でウレタンシート２と貼り合わされており、他面側（ウレタンシート２と反対側）の粘着剤層が剥離紙８で覆われている。
【００１９】
保持パッド１０は、湿式成膜法により作製されたウレタンシート２と両面テープ７とを貼り合わせることで製造されたものである。湿式成膜法では、ポリウレタン樹脂を有機溶媒に溶解させたポリウレタン樹脂溶液を調整する準備工程、成膜基材にポリウレタン樹脂溶液を連続的に塗布する塗布工程、水系凝固液中でポリウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる凝固再生工程、洗浄後乾燥させる洗浄・乾燥工程、厚さを均一化するバフ処理工程を経て帯状（長尺状）のウレタンシート２が作製される。以下、工程順に詳述する。
【００２０】
準備工程では、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと略記する。）、添加剤を混合してポリウレタン樹脂を溶解させる。ポリウレタン樹脂には、１００％モジュラス（２倍長に引っ張る時の張力）が２０ＭＰａ以下のポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等の樹脂から選択して用い、例えば、ポリウレタン樹脂が３０％となるようにＤＭＦに溶解させる。添加剤としては、セル３の大きさや量（個数）を制御するカーボンブラック等の顔料、発泡を促進させる親水性活性剤、ポリウレタン樹脂の凝固再生を安定化させる疎水性活性剤等を用いることができる。得られた溶液を濾過することで凝集塊等を除去した後、真空下で脱泡してポリウレタン樹脂溶液を得る。
【００２１】
塗布工程では、準備工程で調製されたポリウレタン樹脂溶液を常温下でナイフコータ等の塗布機により帯状の成膜基材に略均一に塗布する。このとき、ナイフコータ等と成膜基材との間隙（クリアランス）を調整することで、ポリウレタン樹脂溶液の塗布厚さ（塗布量）を調整する。成膜基材には、可撓性フィルム、不織布、織布等を用いることができるが、本例では、成膜基材としてＰＥＴ製フィルムを用いる。
【００２２】
凝固再生工程では、塗布工程で成膜基材に塗布されたポリウレタン樹脂溶液を、ポリウレタン樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする凝固液中に案内する。凝固液中では、まず、ポリウレタン樹脂溶液の表面側に厚さ数μｍ程度のスキン層２ａが形成される。その後、ポリウレタン樹脂溶液中のＤＭＦと凝固液との置換の進行によりポリウレタン樹脂がシート状に凝固再生する。ＤＭＦがポリウレタン樹脂溶液から脱溶媒し、ＤＭＦと凝固液とが置換することにより、スキン層２ａより内側（ポリウレタン樹脂中）にセル３および図示しない発泡が形成され、セル３および図示しない発泡を網目状に連通する不図示の連通孔が形成される。このとき、成膜基材のＰＥＴ製フィルムが凝固液を浸透させないため、ポリウレタン樹脂溶液の表面側（スキン層２ａ側）で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きなセル３が形成される。
【００２３】
洗浄・乾燥工程では、凝固再生工程で凝固再生したポリウレタン樹脂（以下、成膜樹脂という。）を成膜基材から剥離し、水等の洗浄液中で洗浄して成膜樹脂中に残留するＤＭＦを除去する。洗浄後、成膜樹脂をシリンダ乾燥機で乾燥させる。シリンダ乾燥機は内部に熱源を有するシリンダを備えている。成膜樹脂がシリンダの周面に沿って通過することで乾燥する。乾燥後の成膜樹脂は、ロール状に巻き取られる。
【００２４】
バフ処理工程では、洗浄・乾燥工程で乾燥させた成膜樹脂のスキン層２ａの背面（裏面）側にバフ処理を施す。成膜基材に形成された成膜樹脂では、湿式成膜時に厚さバラツキが生じるため、スキン層２ａ側に凹凸が形成されている。成膜基材を剥離した後、スキン層２ａの表面に、表面が平坦な圧接治具を圧接することで、スキン層２ａの背面側に凹凸が出現する。背面側に出現した凹凸をバフ処理で除去する。本例では、連続的に製造された成膜樹脂が帯状のため、スキン層２ａの表面に圧接ローラを圧接しながら、背面側を連続的にバフ処理する。得られたウレタンシート２では、厚さバラツキが低減し厚さが均一化される。バフ処理されたウレタンシート２の保持面Ｓの背面と両面テープ７とを貼り合わせ、円形等の所望の形状、サイズに裁断した後、汚れや異物等の付着がないことを確認する等の検査を行い保持パッド１０を完成させる。
【００２５】
（研磨パッド）
図３に示すように、研磨パッド２０は、被研磨物を研磨加工するための研磨面Ｐを有するウレタンシート（樹脂製シート）１２を有している。ウレタンシート１２は、湿式成膜法によりポリウレタン樹脂でシート状に形成されている。ウレタンシート１２は、湿式成膜時に形成されたスキン層（緻密な微多孔が形成された表面層）側に、厚さが一様となるようにバフ処理が施されている。ウレタンシート１２には、厚さ方向に沿って丸みを帯びた断面三角状のセル１３が略均等に分散した状態で形成されている。セル１３は、研磨面Ｐ側の孔径が研磨面Ｐと反対の面（背面）側より小さく形成されている。すなわち、セル１３は研磨面Ｐ側で縮径されている。ウレタンシート１２では、バフ処理によりスキン層が除去されており、セル１３が開孔することで、研磨面Ｐに開孔１５が形成されている。セル１３の間のポリウレタン樹脂中には、セル１３より小さい孔径の図示しない発泡が形成されている。セル１３および図示しない発泡は、不図示の連通孔で網目状に連通されている。換言すれば、ウレタンシート１２は連続発泡構造を有している。
【００２６】
また、研磨パッド２０では、ウレタンシート１２の研磨面Ｐの背面に、ＰＥＴ製等の支持フィルム６が貼り合わされている。支持フィルム６は、運搬時や研磨定盤７２への装着時に研磨パッド２０を支持する機能を果たす。支持フィルム６は、一面側が粘着剤等でウレタンシート１２に貼り合わされている。支持フィルムの他面側には、保持パッド１０と同様に、片面研磨機７０の研磨定盤７２に研磨パッド２０を装着するための両面テープ７が貼り合わされている。両面テープ７は、基材の一面側の粘着剤層で支持フィルム６に貼り合わされており、他面側（支持フィルム６と反対側）の粘着剤層が剥離紙８で覆われている。
【００２７】
研磨パッド２０は、保持パッド１０の製造と同様に、湿式成膜法により作製されたウレタンシート１２と両面テープ７とを貼り合わせることで製造されたものである。以下、湿式成膜法の工程順に説明するが、説明を簡単にするために、保持パッド１０の製造と同じ工程はその説明を省略し異なる箇所のみ説明する。
【００２８】
準備工程では、有機溶媒のＤＭＦに溶解させるポリウレタン樹脂としては、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等のポリウレタン樹脂から選択して用いられる。バフ処理工程では、洗浄・乾燥工程で乾燥させた成膜樹脂のスキン層側にバフ処理が施される。すなわち、成膜基材から剥離された成膜樹脂のスキン層の背面に圧接ローラを圧接しながら、スキン層側を連続的にバフ処理する。得られたウレタンシート１２では、厚さが均一化され、バフ処理された面（研磨面Ｐ）に開孔１５が形成される。バフ処理されたウレタンシート１２と支持フィルム６、両面テープ７とを貼り合わせ、裁断、検査を行い研磨パッド２０を完成させる。
【００２９】
（保護シート）
保護シート３０ａ、３０ｂは、図４に示すように、可撓性を有するＰＥＴ樹脂で形成された樹脂製保護部材としてのフィルム３２を備えている。フィルム３２は、一面側に平坦表面Ｑを有している。平坦表面Ｑは、表面粗さＲａが０．４μｍ以下に設定されている。フィルム３２の他面側には、片面研磨機７０の保持定盤７１および研磨定盤７２にそれぞれフィルム３２を貼着するための両面テープ２７が貼り合わされている。両面テープ２７は、例えば、ＰＥＴ製等の可撓性フィルムの基材を有しており、基材の両面にアクリル系粘着剤等の感圧型粘着剤層が形成されている。両面テープ２７では、保持パッド１０、研磨パッド２０の両面テープ７に用いられる粘着剤と比べて粘着力の大きい粘着剤が用いられている。両面テープ２７は、基材の一面側の粘着剤層でフィルム３２と貼り合わされており、他面側（フィルム３２と反対側）の粘着剤層が剥離紙２８で覆われている。
【００３０】
被研磨物の研磨加工を行うときは、片面研磨機７０の保持定盤７１および研磨定盤７２にそれぞれ保護シート３０ａ、３０ｂを介して保持パッド１０および研磨パッド２０を装着する（図１参照）。保持定盤７１に保持パッド１０を装着するときは、まず、保持定盤７１の下面に保護シート３０ａを貼着しておく。このとき、保護シート３０ａの剥離紙２８を取り除き、露出した粘着剤層で保持定盤７１に保護シート３０ａを貼着する。保持定盤７１に貼着した保護シート３０ａでは、平坦表面Ｑが下側に露出することとなる。この平坦表面Ｑに保持パッド１０を装着する。このとき、保持パッド１０の剥離紙８を取り除き、露出した粘着剤層で平坦表面Ｑに保持パッド１０を貼着する。一方、研磨定盤７２に研磨パッド２０を装着するときは、まず、研磨定盤７２の上面に保護シート３０ｂを貼着しておく。このとき、保護シート３０ｂの剥離紙２８を取り除き、露出した粘着剤層で研磨定盤７２に保護シート３０ｂを貼着する。研磨定盤７２に貼着した保護シート３０ｂでは、平坦表面Ｑが上側に露出することとなる。この平坦表面Ｑに研磨パッド２０を装着する。このとき、研磨パッド２０の剥離紙８を取り除き、露出した粘着剤層で平坦表面Ｑに研磨パッド２０を貼着する。保持パッド１０および研磨パッド２０が装着された片面研磨機７０では、保持定盤７１の下面側に保持パッド１０の保持面Ｓ（スキン層２ａの表面）が露出しており、研磨定盤７２の上面側に研磨パッド１０の研磨面Ｐが露出している。
【００３１】
被研磨物の研磨加工時には、図１に示すように、被研磨物７８を保持定盤７１に保持させる。このとき、保持パッド１０の保持面Ｓに適量の水を含ませて保持定盤７１に被研磨物７８を押し付ける。保持面Ｓ側のスキン層２ａの微多孔に浸入した水の表面張力が保持パッド１０および被研磨物７８間に作用すると共に、ウレタンシート２のポリウレタン樹脂の粘着性で被研磨物７８が保持パッド１０（および保護シート３０ａ）を介して保持定盤７１に保持される。被研磨物７８および研磨パッド２０間に研磨粒子を含む研磨液（スラリ）を供給すると共に、保持定盤７１および研磨定盤７２で被研磨物７８に圧力をかけながら保持定盤７１ないし研磨定盤７２を回転させることで、被研磨物７８の下面（加工表面）が研磨加工される。
【００３２】
被研磨物７８の研磨加工が終了したときは、被研磨物７８を保持面Ｓから取り外す。水の表面張力により被研磨物７８が保持面Ｓで保持されていることから、容易に被研磨物７８を取り外すことができる。研磨加工の繰り返しに伴う寿命や保持面Ｓ、研磨面Ｐでのキズ発生等により、保持パッド１０ないし研磨パッド２０を交換するときは、保護シート３０ａ、３０ｂを残したまま、保持パッド１０ないし研磨パッド２０を平坦表面Ｑから剥がし取る。このとき、平坦表面Ｑの表面粗さＲａが０．４μｍ以下に設定されており、両面テープ７の粘着剤が両面テープ２７の粘着剤より粘着力が小さいことから、保持パッド１０、研磨パッド２０を容易に剥がし取ることができる。新品の保持パッド１０ないし研磨パッド２０を装着することで研磨加工を再開する。保持パッド１０や研磨パッド２０の交換等で保護シート３０ａ、３０ｂにキズ等が生じたときは、保護シート３０ａ、３０ｂを保持定盤７１や研磨定盤７２から剥がし取り、新品の保護シート３０ａ、３０ｂを貼着する。換言すれば、キズ発生等の支障がないときは保護シート３０ａ、３０ｂを交換することなく、保持パッド１０ないし研磨パッド２０を交換する。このため、保護シート３０ａ、３０ｂの交換間隔は、保持パッド１０や研磨パッド２０の交換間隔より長くなる。
【００３３】
（作用等）
次に、本実施形態の作用等について、保護シート３０ａ、３０ｂの作用を中心に説明する。
【００３４】
本実施形態では、研磨加工時に、保持パッド１０および研磨パッド２０がそれぞれ保護シート３０ａ、３０ｂを介して片面研磨機７０に装着される。このため、保持定盤７１や研磨定盤７２にキズ等が生じていても、保護シート３０ａ、３０ｂを貼着しておくことで緩衝され保護シート３０ａ、３０ｂの平坦表面Ｑが露出する。平坦表面Ｑに保持パッド１０、研磨パッド２０を貼着することで保持面Ｓ、研磨面Ｐの平坦性が確保されるので、研磨加工による被研磨物７８の平坦性向上を図ることができる。
【００３５】
また、本実施形態では、保持定盤７１、研磨定盤７２にそれぞれ保護シート３０ａ、３０ｂを貼着しておくための両面テープ２７の粘着剤の粘着力が、保護シート３０ａ、３０ｂにそれぞれ保持パッド１０、研磨パッド２０を貼着するための両面テープ７の粘着剤の粘着力より大きく設定されている。このため、保持パッド１０や研磨パッド２０を交換するときに、保護シート３０ａ、３０ｂを保持定盤７１や研磨定盤７２に残したまま、保持パッド１０や研磨パッド２０を容易に剥がし取ることができる。これにより、保持定盤７１や研磨定盤７２の清浄化等の作業を低減することができる。また、本実施形態で用いた保護シート３０ａ、３０ｂでは、平坦表面Ｑの表面粗さＲａが０．４μｍ以下に設定されている。表面粗さＲａが０．４μｍを超えている場合には保持パッド１０や研磨パッド２０の両面テープ７の粘着剤との接触面積が増大することで粘着性が高まるのに対して、接触面積の増大が抑制され粘着性が制限されることとなる。これにより、保持パッド１０や研磨パッド２０を保護シート３０ａ、３０ｂから剥がしやすくすることができる。従って、新品の保持パッド１０、研磨パッド２０への交換作業を比較的短時間で行うことができ、研磨加工の作業効率を向上させることができる。
【００３６】
更に、本実施形態では、保持定盤７１、研磨定盤７２にそれぞれ保護シート３０ａ、３０ｂを貼着しておくため、保持パッド１０や研磨パッド２０を交換するときにカッタ等で切断しても、保持定盤７１、研磨定盤７２が保護シート３０ａ、３０ｂで保護される。このため、各定盤に対するキズ等の発生を抑制することができる。また、研磨加工時には、供給されるスラリが保持定盤７１、研磨定盤７２に直接接触することを抑制することができる。このため、各定盤に対する腐食等の影響が抑制されるので、保持定盤７１、研磨定盤７２の寿命向上を図ることができる。従って、キズや腐食等が生じた保持定盤７１や研磨定盤７２の再生（研削）作業や定盤自体の交換作業を減らすことができる。
【００３７】
また更に、本実施形態では、保持パッド１０や研磨パッド２０の交換を繰り返すことで保護シート３０ａ、３０ｂにキズ等が生じたときに、保護シート３０ａ、３０ｂを交換することができる。保護シート３０ａ、３０ｂが両面テープ２７の粘着剤で保持定盤７１、研磨定盤７２に貼着されているため、特別な作業を要することなく保護シート３０ａ、３０ｂを剥がすことができ、新品の保護シート３０ａ、３０ｂを貼着することで、各定盤表面に凹凸が形成されていても保護シート３０ａ、３０ｂの平坦表面Ｑを露出させることができる。また、保護シート３０ａ、３０ｂがキズ発生等がなければ交換不要のため、保護シート３０ａ、３０ｂの交換間隔を保持パッド１０、研磨パッド２０の交換間隔より長くすることができる。保持パッド１０、研磨パッド２０の交換作業が比較的短時間で可能なため、例えば、多数の被研磨物を連続して研磨加工する場合等に、作業効率の向上を図ることができる。従って、保持定盤７１、研磨定盤７２に可撓性を有する保護シート３０ａ、３０ｂを貼着しておくことにより、各定盤の保護、各定盤の平坦性や平滑性の改善、保持パッド１０や研磨パッド２０に対する接着性、吸着性の安定化が容易になることから、安定した研磨加工を継続することができる。
【００３８】
従来片面研磨機では、研磨パッドや保持パッドの貼り替え（交換）に伴い定盤から粘着剤を除去するとき、被研磨物が装着や取り外しに伴い破損したとき等に、定盤表面にダメージを与えることがある。また、研磨パッド等の交換時に定盤にスラリが付着していると、スラリの水分、ｐＨ、酸化剤、砥粒などの影響により定盤表面にキズや腐食を生じさせ凹凸が形成されることがある。例えば、液晶用ガラス基板の研磨加工において、保持パッドを保持定盤の全面に貼り付けない場合があり、貼り付けられていない部分に腐食やキズが生じることはいうまでもない。定盤表面の凹凸は、研磨加工時に、被研磨物表面の状態、特に、表面平坦性に影響を及ぼすこととなる。定盤表面の凹凸を解消するために再生作業が行われるが、通常の再生作業では研磨機を停止し定盤表面が研削され、ダメージがひどくなると、定盤を取り外しての再生作業や新しい定盤との交換が必要となる。このような作業を要すると、研磨加工の効率を低下させることとなる。本実施形態は、これらの問題を解決することができる研磨加工である。
【００３９】
なお、本実施形態では、湿式成膜法で作製したポリウレタン樹脂製のウレタンシート２、ウレタンシート１２をそれぞれ有する保持パッド１０、研磨パッド２０を例示したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、被研磨物の保持や被研磨物に対する研磨加工が可能であればよい。例えば、ウレタンシート２、１２に代えてポリエステル等の樹脂製シートを用いるようにしてもよく、湿式成膜法に代えて乾式成型法等により作製するようにしてもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、保護シート３０ａ、３０ｂを構成するフィルム３２としてＰＥＴ製フィルムを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。フィルム３２の材質としては、定盤保護の観点から、研磨液を浸透させず、耐食性に優れる材質であればよく、保持定盤ないし研磨定盤への装着を考慮すれば、可撓性を有していることが好ましい。このような材質としては、ＰＥＴ製フィルム以外に、例えば、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）等を挙げることができる。
【００４１】
更に、本実施形態では、保持パッド１０に基材を有する両面テープ７を使用する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、基材を有していない粘着剤のみを使用することも可能である。この場合は、ウレタンシート２と両面テープ７との間に、研磨パッド２０の支持フィルム６のような基材を貼り合わせるようにしてもよい。また、本実施形態では、研磨パッド２０に支持フィルム６、両面テープ７を使用する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、支持フィルム６を使用しなくてもよい。この場合は、両面テープ７の基材が研磨パッド２０を支持する機能を果たす。支持フィルム６を使用する場合は、両面テープ７に代えて、基材を有していない粘着剤のみを使用してもよい。また、保持パッド１０、研磨パッド２０をそれぞれウレタンシート２、１２のみで形成し、保持定盤７１、研磨定盤７２に装着するときに別に用意した粘着剤で貼着するようにしてもよい。
【００４２】
また更に、本実施形態では、保護シート３０ａ、３０ｂを、フィルム３２と、基材を有する両面テープ２７とで構成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、フィルム３２に直接粘着剤を塗工し、その表面を剥離紙で被覆するようにしてもよい。粘着剤としては、アクリル系、ゴム系等の再剥離性の粘着剤を使用してもよく、保持パッド１０や研磨パッド２０の両面テープ７の粘着剤と同じものを使用することも可能である。両面テープ７の粘着剤と同じ粘着剤を使用する場合は、保持パッド１０や研磨パッド２０の保護シート３０ａ、３０ｂ（フィルム３２）に対する粘着力と比べて、保護シート３０ａ、３０ｂの定盤に対する粘着力を高くするために、例えば、保護シート３０ａ、３０ｂの粘着剤層の厚みを両面テープ７の粘着剤層の厚みより大きくしてもよい。
【００４３】
更にまた、本実施形態では、片面研磨機７０を使用した研磨加工を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、両面研磨機を使用した研磨加工に適用することも可能である。両面研磨機の場合は、対向配置された２つの定盤にそれぞれ研磨パッド２０を装着する。このとき、それぞれの定盤に保護シート３０ｂ（保護シート３０ａでも同じ。）を貼着しておき、露出した平坦表面Ｑに研磨パッド２０を貼着すればよい。また、片面研磨機７０において、上側に保持定盤７１、下側に研磨定盤７２が配された例を示したが、本発明は研磨機の構成に制限されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は樹脂製シートを定盤に平坦に装着することができ、被研磨物の平坦性向上を図ることができる研磨加工方法を提供するものであるため、研磨パッドや保持パッドの製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００４５】
２ ウレタンシート（樹脂製シート）
７ 両面テープ
１０ 保持パッド
１２ ウレタンシート（樹脂製シート）
２０ 研磨パッド
２７ 両面テープ
３０ａ 保護シート
３０ｂ 保護シート
３２ フィルム（樹脂製保護部材）
７０ 片面研磨機（研磨装置）
７１ 保持定盤（定盤）
７２ 研磨定盤（定盤）
【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨加工方法に係り、特に、対向配置された２つの定盤を備えた研磨装置により被研磨物を研磨加工する研磨加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ、平行平面板、反射ミラー等の光学材料、ハードディスク用アルミニウム基板、シリコンウエハ、液晶ディスプレイ用ガラス基板等の材料（被研磨物）では、高精度な平坦性が要求されるため、研磨パッド（研磨シート）を使用した研磨加工が行われている。一般に、研磨加工には、被研磨物を片面ずつ研磨加工する片面研磨機や両面を同時に研磨加工する両面研磨機が使用されている。
【０００３】
片面研磨機、両面研磨機では、いずれも、鋳鉄やステンレス等の金属製で平坦表面を有する２つの定盤が対向配置されている。片面研磨機では、一方の定盤に研磨パッドが装着され、他方の定盤に被研磨物を保持させる。このとき、被研磨物が金属製の定盤と直接接触して生じる被研磨物表面のスクラッチ（キズ）等を回避するため、他方の定盤には保持パッド（保持シート）が装着される。一方、両面研磨機では、２つの定盤にそれぞれ研磨パッドが装着される。保持パッドや研磨パッドの装着には、通常、粘着剤が用いられる。研磨加工時には、被研磨物および研磨パッド間に研磨粒子等を含む研磨液（スラリ）が供給される。
【０００４】
保持パッドや研磨パッドには、例えば、湿式成膜法で形成された発泡構造を有する樹脂製シートが使用されている。湿式成膜法では、樹脂を水混和性の有機溶媒に溶解させた樹脂溶液をシート状の成膜基材に塗布後、水系凝固液中で樹脂を凝固再生させる。製造された樹脂製シートでは、表面側に緻密な微多孔が形成された厚さ数μｍ程度の表面層（スキン層）が形成されており、表面層より内側（成膜基材側）に表面層の微多孔より大きなセルが連続状に形成されている。微多孔が緻密に形成された表面層では、表面平坦性を有し被研磨物との接触性に優れるため、保持パッドとして好適に使用することができる。この場合は、表面層に水等の液体を含ませることで微多孔に浸入した液体の表面張力の作用により、被研磨物が保持パッドを介して定盤に保持される。また、表面層が表面平坦性に優れるため、研磨パッドとしても好適に使用することができる。この場合は、表面層側で被研磨物が研磨加工される。
【０００５】
ところが、研磨パッド等の貼り替え（交換）に伴い定盤から粘着剤を除去するとき、被研磨物が装着や取り外しに伴い破損したとき等に、定盤表面にダメージ（損傷）を与えることがある。また、研磨パッド等の交換時に定盤にスラリが付着していると、スラリの水分、ｐＨ、酸化剤、砥粒などの影響により定盤表面にキズや腐食を生じさせ凹凸が形成されることがある。定盤表面の凹凸は、研磨加工時に、被研磨物表面の状態、特に、表面平坦性に影響を及ぼすこととなる。定盤が金属製のため、表面に一度キズ等が生じると、再生作業を行わない限り凹凸が解消されることはない。通常の再生作業では研磨機を停止し定盤表面を研削するが、ダメージがひどくなると、定盤を取り外しての再生作業や新しい定盤との交換作業が必要となる。
【０００６】
定盤に対するダメージを抑制するために、例えば、定盤の研磨パッド等が貼着されていない部分を保護膜で覆う技術が開示されている（特許文献１参照）。この技術では、定盤の露出部分が保護膜で覆われることで研磨液と直接接触しないため、定盤における錆の発生、この錆による被研磨物におけるスクラッチ発生や金属汚染が抑制される。研磨パッド等の貼着部分では、不透過性の粘着剤により、実質的に保護層が形成されていることになる。また、定盤の研磨パッド等が貼着されない部分に保護リングを取り付ける技術が開示されている（特許文献２参照）。この技術では、研磨パッド等の装着に伴いパッドを切断するときに保護リングが傷つけられることで定盤の損傷や腐食等が抑制される。更に、研磨機の光学終点検出用ホールを保護する（ふたをする）保護フィルムの技術が開示されている（特許文献３参照）。この技術では、光学終点検出用ホールからのスラリの液漏れによる腐食を抑制することができる。また、研磨加工の１回ごとに交換する樹脂製の使い捨てプレートの技術も開示されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−８３３３７号公報
【特許文献２】特許４０４１５７７号公報
【特許文献３】特開２００８−１８６８８７号公報
【特許文献４】特開２００６−３２４４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、研磨パッド等の貼着部分以外を保護膜で保護し、貼着部分をパッド自体で保護するが、研磨パッド等の交換時や破損時における定盤表面のキズや腐食を抑制することが難しい。また、特許文献２の技術では、研磨パッド等の貼着部分以外ではキズ等が抑制できるものの、研磨パッド等の交換時等に定盤表面のキズ等を抑制することが困難である。更に、特許文献３の技術では、保護フィルムが光学終点検出用ホールを保護するものであり、定盤表面の全面にわたる平坦性やキズに関する対策が十分とはいえない。また、特許文献４の技術では、使い捨てのために高コストを余儀なくされ、プレート作製の精度面でも十分とはいえず、プレート取り付け後に修正を要することとなる。
【０００９】
本発明は上記事案に鑑み、樹脂製シートを定盤に平坦に装着することができ、被研磨物の平坦性向上を図ることができる研磨加工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、対向配置された２つの定盤を備えた研磨装置により被研磨物を研磨加工する研磨加工方法であって、一面側に平坦な表面を有する樹脂製保護部材の他面側を前記研磨装置の２つの定盤にそれぞれ貼付しておき、前記各保護部材の一面側に樹脂製シートをそれぞれ交換可能に装着し、前記シートの少なくとも一方で前記被研磨物の片面側または両面側を研磨加工する、ステップを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明では、研磨装置の定盤に樹脂製保護部材を貼付しておくことで定盤にキズが生じていても樹脂製保護部材の平坦な表面が露出し、平坦な表面に樹脂製シートを装着することで樹脂製シートの平坦性が確保されるので、少なくとも一方の樹脂製シートで片面側または両面側を研磨加工する被研磨物の平坦性向上を図ることができる。
【００１２】
この場合において、樹脂製シートの一方を被研磨物の片面側を研磨加工するための研磨シートとし、他方を被研磨物を保持するための保持シートとすることができる。また、樹脂製シートを、いずれも、被研磨物のそれぞれ片面側を研磨加工するための研磨シートとしてもよい。貼付ステップにおいて樹脂製保護部材を定盤にそれぞれ交換可能に貼付しておき、樹脂製保護部材の交換間隔を、装着するステップにおける樹脂製シートの交換間隔より長くすることができる。このとき、樹脂製シートの樹脂製保護部材からの剥離強度が樹脂製保護部材の定盤からの剥離強度より小さいことが好ましい。樹脂製保護部材の平坦な表面の表面粗さＲａを０．４μｍ以下としてもよい。また、樹脂製シートをポリウレタン樹脂製としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、研磨装置の定盤に樹脂製保護部材を貼付しておくことで定盤にキズが生じていても樹脂製保護部材の平坦な表面が露出し、平坦な表面に樹脂製シートを装着することで樹脂製シートの平坦性が確保されるので、少なくとも一方の樹脂製シートで片面側または両面側を研磨加工する被研磨物の平坦性向上を図ることができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用した実施形態の研磨加工に使用した片面研磨機の保護シート、研磨パッドおよび保持パッドを装着した部分を模式的に示す断面図である。
【図２】実施形態の研磨加工で用いた保持パッドを模式的に示す断面図である。
【図３】実施形態の研磨加工で用いた研磨パッドを模式的に示す断面図である。
【図４】実施形態の研磨加工で用いた保護シートを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明を片面研磨機を使用した研磨加工に適用した実施の形態について説明する。
【００１６】
（研磨機）
本実施形態では、図１に示すように、被研磨物７８の研磨加工に片面研磨機７０が使用される。片面研磨機７０は、上側に被研磨物７８を保持する保持定盤７１、下側に研磨定盤７２を備えている。保持定盤７１は、研磨定盤７２と対向するように配置されている。保持定盤７１の下面および研磨定盤７２の上面は、いずれも略平坦に形成されている。保持定盤７１の下面には被研磨物７８を保持するための保持パッド１０が保護シート３０ａを介して装着されており、研磨定盤７２の上面には被研磨物７８を研磨加工するための研磨パッド２０が保護シート３０ｂを介して装着されている。
【００１７】
（保持パッド）
図２に示すように、保持パッド１０は、湿式成膜法で作製されたポリウレタン樹脂製のウレタンシート（樹脂製シート）２を有している。ウレタンシート２は、緻密な微多孔が形成されたスキン層（表面層）２ａを有している。保持パッド１０では、スキン層２ａの表面が被研磨物７８を保持するための保持面Ｓを形成する。ウレタンシート２のスキン層２ａより内側には、厚さ方向（図２の縦方向）に沿って丸みを帯びた断面三角状のセル３が略均等に分散した状態で形成されている。セル３は、保持面Ｓ側の孔径が保持面Ｓと反対の面（背面）側より小さく形成されている。すなわち、セル３は保持面Ｓ側で縮径されている。セル３の間のポリウレタン樹脂中には、スキン層２ａに形成された微多孔より孔径が大きくセル３より孔径が小さな図示しない発泡が形成されている。セル３および図示しない発泡は不図示の連通孔で網目状につながっている。換言すれば、ウレタンシート２は連続発泡構造を有している。ウレタンシート２の保持面Ｓの背面側には、厚さが一様となるようにバフ処理が施されている。
【００１８】
また、保持パッド１０では、ウレタンシート２の保持面Ｓの背面に、片面研磨機７０の保持定盤７１に保持パッド１０を装着するための両面テープ７が貼り合わされている。両面テープ７は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記する。）製等の可撓性フィルムの基材を有しており、基材の両面にアクリル系粘着剤等の感圧型粘着剤層が形成されている。両面テープ７は、基材の一面側の粘着剤層でウレタンシート２と貼り合わされており、他面側（ウレタンシート２と反対側）の粘着剤層が剥離紙８で覆われている。
【００１９】
保持パッド１０は、湿式成膜法により作製されたウレタンシート２と両面テープ７とを貼り合わせることで製造されたものである。湿式成膜法では、ポリウレタン樹脂を有機溶媒に溶解させたポリウレタン樹脂溶液を調整する準備工程、成膜基材にポリウレタン樹脂溶液を連続的に塗布する塗布工程、水系凝固液中でポリウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる凝固再生工程、洗浄後乾燥させる洗浄・乾燥工程、厚さを均一化するバフ処理工程を経て帯状（長尺状）のウレタンシート２が作製される。以下、工程順に詳述する。
【００２０】
準備工程では、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと略記する。）、添加剤を混合してポリウレタン樹脂を溶解させる。ポリウレタン樹脂には、１００％モジュラス（２倍長に引っ張る時の張力）が２０ＭＰａ以下のポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等の樹脂から選択して用い、例えば、ポリウレタン樹脂が３０％となるようにＤＭＦに溶解させる。添加剤としては、セル３の大きさや量（個数）を制御するカーボンブラック等の顔料、発泡を促進させる親水性活性剤、ポリウレタン樹脂の凝固再生を安定化させる疎水性活性剤等を用いることができる。得られた溶液を濾過することで凝集塊等を除去した後、真空下で脱泡してポリウレタン樹脂溶液を得る。
【００２１】
塗布工程では、準備工程で調製されたポリウレタン樹脂溶液を常温下でナイフコータ等の塗布機により帯状の成膜基材に略均一に塗布する。このとき、ナイフコータ等と成膜基材との間隙（クリアランス）を調整することで、ポリウレタン樹脂溶液の塗布厚さ（塗布量）を調整する。成膜基材には、可撓性フィルム、不織布、織布等を用いることができるが、本例では、成膜基材としてＰＥＴ製フィルムを用いる。
【００２２】
凝固再生工程では、塗布工程で成膜基材に塗布されたポリウレタン樹脂溶液を、ポリウレタン樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする凝固液中に案内する。凝固液中では、まず、ポリウレタン樹脂溶液の表面側に厚さ数μｍ程度のスキン層２ａが形成される。その後、ポリウレタン樹脂溶液中のＤＭＦと凝固液との置換の進行によりポリウレタン樹脂がシート状に凝固再生する。ＤＭＦがポリウレタン樹脂溶液から脱溶媒し、ＤＭＦと凝固液とが置換することにより、スキン層２ａより内側（ポリウレタン樹脂中）にセル３および図示しない発泡が形成され、セル３および図示しない発泡を網目状に連通する不図示の連通孔が形成される。このとき、成膜基材のＰＥＴ製フィルムが凝固液を浸透させないため、ポリウレタン樹脂溶液の表面側（スキン層２ａ側）で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きなセル３が形成される。
【００２３】
洗浄・乾燥工程では、凝固再生工程で凝固再生したポリウレタン樹脂（以下、成膜樹脂という。）を成膜基材から剥離し、水等の洗浄液中で洗浄して成膜樹脂中に残留するＤＭＦを除去する。洗浄後、成膜樹脂をシリンダ乾燥機で乾燥させる。シリンダ乾燥機は内部に熱源を有するシリンダを備えている。成膜樹脂がシリンダの周面に沿って通過することで乾燥する。乾燥後の成膜樹脂は、ロール状に巻き取られる。
【００２４】
バフ処理工程では、洗浄・乾燥工程で乾燥させた成膜樹脂のスキン層２ａの背面（裏面）側にバフ処理を施す。成膜基材に形成された成膜樹脂では、湿式成膜時に厚さバラツキが生じるため、スキン層２ａ側に凹凸が形成されている。成膜基材を剥離した後、スキン層２ａの表面に、表面が平坦な圧接治具を圧接することで、スキン層２ａの背面側に凹凸が出現する。背面側に出現した凹凸をバフ処理で除去する。本例では、連続的に製造された成膜樹脂が帯状のため、スキン層２ａの表面に圧接ローラを圧接しながら、背面側を連続的にバフ処理する。得られたウレタンシート２では、厚さバラツキが低減し厚さが均一化される。バフ処理されたウレタンシート２の保持面Ｓの背面と両面テープ７とを貼り合わせ、円形等の所望の形状、サイズに裁断した後、汚れや異物等の付着がないことを確認する等の検査を行い保持パッド１０を完成させる。
【００２５】
（研磨パッド）
図３に示すように、研磨パッド２０は、被研磨物を研磨加工するための研磨面Ｐを有するウレタンシート（樹脂製シート）１２を有している。ウレタンシート１２は、湿式成膜法によりポリウレタン樹脂でシート状に形成されている。ウレタンシート１２は、湿式成膜時に形成されたスキン層（緻密な微多孔が形成された表面層）側に、厚さが一様となるようにバフ処理が施されている。ウレタンシート１２には、厚さ方向に沿って丸みを帯びた断面三角状のセル１３が略均等に分散した状態で形成されている。セル１３は、研磨面Ｐ側の孔径が研磨面Ｐと反対の面（背面）側より小さく形成されている。すなわち、セル１３は研磨面Ｐ側で縮径されている。ウレタンシート１２では、バフ処理によりスキン層が除去されており、セル１３が開孔することで、研磨面Ｐに開孔１５が形成されている。セル１３の間のポリウレタン樹脂中には、セル１３より小さい孔径の図示しない発泡が形成されている。セル１３および図示しない発泡は、不図示の連通孔で網目状に連通されている。換言すれば、ウレタンシート１２は連続発泡構造を有している。
【００２６】
また、研磨パッド２０では、ウレタンシート１２の研磨面Ｐの背面に、ＰＥＴ製等の支持フィルム６が貼り合わされている。支持フィルム６は、運搬時や研磨定盤７２への装着時に研磨パッド２０を支持する機能を果たす。支持フィルム６は、一面側が粘着剤等でウレタンシート１２に貼り合わされている。支持フィルムの他面側には、保持パッド１０と同様に、片面研磨機７０の研磨定盤７２に研磨パッド２０を装着するための両面テープ７が貼り合わされている。両面テープ７は、基材の一面側の粘着剤層で支持フィルム６に貼り合わされており、他面側（支持フィルム６と反対側）の粘着剤層が剥離紙８で覆われている。
【００２７】
研磨パッド２０は、保持パッド１０の製造と同様に、湿式成膜法により作製されたウレタンシート１２と両面テープ７とを貼り合わせることで製造されたものである。以下、湿式成膜法の工程順に説明するが、説明を簡単にするために、保持パッド１０の製造と同じ工程はその説明を省略し異なる箇所のみ説明する。
【００２８】
準備工程では、有機溶媒のＤＭＦに溶解させるポリウレタン樹脂としては、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等のポリウレタン樹脂から選択して用いられる。バフ処理工程では、洗浄・乾燥工程で乾燥させた成膜樹脂のスキン層側にバフ処理が施される。すなわち、成膜基材から剥離された成膜樹脂のスキン層の背面に圧接ローラを圧接しながら、スキン層側を連続的にバフ処理する。得られたウレタンシート１２では、厚さが均一化され、バフ処理された面（研磨面Ｐ）に開孔１５が形成される。バフ処理されたウレタンシート１２と支持フィルム６、両面テープ７とを貼り合わせ、裁断、検査を行い研磨パッド２０を完成させる。
【００２９】
（保護シート）
保護シート３０ａ、３０ｂは、図４に示すように、可撓性を有するＰＥＴ樹脂で形成された樹脂製保護部材としてのフィルム３２を備えている。フィルム３２は、一面側に平坦表面Ｑを有している。平坦表面Ｑは、表面粗さＲａが０．４μｍ以下に設定されている。フィルム３２の他面側には、片面研磨機７０の保持定盤７１および研磨定盤７２にそれぞれフィルム３２を貼着するための両面テープ２７が貼り合わされている。両面テープ２７は、例えば、ＰＥＴ製等の可撓性フィルムの基材を有しており、基材の両面にアクリル系粘着剤等の感圧型粘着剤層が形成されている。両面テープ２７では、保持パッド１０、研磨パッド２０の両面テープ７に用いられる粘着剤と比べて粘着力の大きい粘着剤が用いられている。両面テープ２７は、基材の一面側の粘着剤層でフィルム３２と貼り合わされており、他面側（フィルム３２と反対側）の粘着剤層が剥離紙２８で覆われている。
【００３０】
被研磨物の研磨加工を行うときは、片面研磨機７０の保持定盤７１および研磨定盤７２にそれぞれ保護シート３０ａ、３０ｂを介して保持パッド１０および研磨パッド２０を装着する（図１参照）。保持定盤７１に保持パッド１０を装着するときは、まず、保持定盤７１の下面に保護シート３０ａを貼着しておく。このとき、保護シート３０ａの剥離紙２８を取り除き、露出した粘着剤層で保持定盤７１に保護シート３０ａを貼着する。保持定盤７１に貼着した保護シート３０ａでは、平坦表面Ｑが下側に露出することとなる。この平坦表面Ｑに保持パッド１０を装着する。このとき、保持パッド１０の剥離紙８を取り除き、露出した粘着剤層で平坦表面Ｑに保持パッド１０を貼着する。一方、研磨定盤７２に研磨パッド２０を装着するときは、まず、研磨定盤７２の上面に保護シート３０ｂを貼着しておく。このとき、保護シート３０ｂの剥離紙２８を取り除き、露出した粘着剤層で研磨定盤７２に保護シート３０ｂを貼着する。研磨定盤７２に貼着した保護シート３０ｂでは、平坦表面Ｑが上側に露出することとなる。この平坦表面Ｑに研磨パッド２０を装着する。このとき、研磨パッド２０の剥離紙８を取り除き、露出した粘着剤層で平坦表面Ｑに研磨パッド２０を貼着する。保持パッド１０および研磨パッド２０が装着された片面研磨機７０では、保持定盤７１の下面側に保持パッド１０の保持面Ｓ（スキン層２ａの表面）が露出しており、研磨定盤７２の上面側に研磨パッド１０の研磨面Ｐが露出している。
【００３１】
被研磨物の研磨加工時には、図１に示すように、被研磨物７８を保持定盤７１に保持させる。このとき、保持パッド１０の保持面Ｓに適量の水を含ませて保持定盤７１に被研磨物７８を押し付ける。保持面Ｓ側のスキン層２ａの微多孔に浸入した水の表面張力が保持パッド１０および被研磨物７８間に作用すると共に、ウレタンシート２のポリウレタン樹脂の粘着性で被研磨物７８が保持パッド１０（および保護シート３０ａ）を介して保持定盤７１に保持される。被研磨物７８および研磨パッド２０間に研磨粒子を含む研磨液（スラリ）を供給すると共に、保持定盤７１および研磨定盤７２で被研磨物７８に圧力をかけながら保持定盤７１ないし研磨定盤７２を回転させることで、被研磨物７８の下面（加工表面）が研磨加工される。
【００３２】
被研磨物７８の研磨加工が終了したときは、被研磨物７８を保持面Ｓから取り外す。水の表面張力により被研磨物７８が保持面Ｓで保持されていることから、容易に被研磨物７８を取り外すことができる。研磨加工の繰り返しに伴う寿命や保持面Ｓ、研磨面Ｐでのキズ発生等により、保持パッド１０ないし研磨パッド２０を交換するときは、保護シート３０ａ、３０ｂを残したまま、保持パッド１０ないし研磨パッド２０を平坦表面Ｑから剥がし取る。このとき、平坦表面Ｑの表面粗さＲａが０．４μｍ以下に設定されており、両面テープ７の粘着剤が両面テープ２７の粘着剤より粘着力が小さいことから、保持パッド１０、研磨パッド２０を容易に剥がし取ることができる。新品の保持パッド１０ないし研磨パッド２０を装着することで研磨加工を再開する。保持パッド１０や研磨パッド２０の交換等で保護シート３０ａ、３０ｂにキズ等が生じたときは、保護シート３０ａ、３０ｂを保持定盤７１や研磨定盤７２から剥がし取り、新品の保護シート３０ａ、３０ｂを貼着する。換言すれば、キズ発生等の支障がないときは保護シート３０ａ、３０ｂを交換することなく、保持パッド１０ないし研磨パッド２０を交換する。このため、保護シート３０ａ、３０ｂの交換間隔は、保持パッド１０や研磨パッド２０の交換間隔より長くなる。
【００３３】
（作用等）
次に、本実施形態の作用等について、保護シート３０ａ、３０ｂの作用を中心に説明する。
【００３４】
本実施形態では、研磨加工時に、保持パッド１０および研磨パッド２０がそれぞれ保護シート３０ａ、３０ｂを介して片面研磨機７０に装着される。このため、保持定盤７１や研磨定盤７２にキズ等が生じていても、保護シート３０ａ、３０ｂを貼着しておくことで緩衝され保護シート３０ａ、３０ｂの平坦表面Ｑが露出する。平坦表面Ｑに保持パッド１０、研磨パッド２０を貼着することで保持面Ｓ、研磨面Ｐの平坦性が確保されるので、研磨加工による被研磨物７８の平坦性向上を図ることができる。
【００３５】
また、本実施形態では、保持定盤７１、研磨定盤７２にそれぞれ保護シート３０ａ、３０ｂを貼着しておくための両面テープ２７の粘着剤の粘着力が、保護シート３０ａ、３０ｂにそれぞれ保持パッド１０、研磨パッド２０を貼着するための両面テープ７の粘着剤の粘着力より大きく設定されている。このため、保持パッド１０や研磨パッド２０を交換するときに、保護シート３０ａ、３０ｂを保持定盤７１や研磨定盤７２に残したまま、保持パッド１０や研磨パッド２０を容易に剥がし取ることができる。これにより、保持定盤７１や研磨定盤７２の清浄化等の作業を低減することができる。また、本実施形態で用いた保護シート３０ａ、３０ｂでは、平坦表面Ｑの表面粗さＲａが０．４μｍ以下に設定されている。表面粗さＲａが０．４μｍを超えている場合には保持パッド１０や研磨パッド２０の両面テープ７の粘着剤との接触面積が増大することで粘着性が高まるのに対して、接触面積の増大が抑制され粘着性が制限されることとなる。これにより、保持パッド１０や研磨パッド２０を保護シート３０ａ、３０ｂから剥がしやすくすることができる。従って、新品の保持パッド１０、研磨パッド２０への交換作業を比較的短時間で行うことができ、研磨加工の作業効率を向上させることができる。
【００３６】
更に、本実施形態では、保持定盤７１、研磨定盤７２にそれぞれ保護シート３０ａ、３０ｂを貼着しておくため、保持パッド１０や研磨パッド２０を交換するときにカッタ等で切断しても、保持定盤７１、研磨定盤７２が保護シート３０ａ、３０ｂで保護される。このため、各定盤に対するキズ等の発生を抑制することができる。また、研磨加工時には、供給されるスラリが保持定盤７１、研磨定盤７２に直接接触することを抑制することができる。このため、各定盤に対する腐食等の影響が抑制されるので、保持定盤７１、研磨定盤７２の寿命向上を図ることができる。従って、キズや腐食等が生じた保持定盤７１や研磨定盤７２の再生（研削）作業や定盤自体の交換作業を減らすことができる。
【００３７】
また更に、本実施形態では、保持パッド１０や研磨パッド２０の交換を繰り返すことで保護シート３０ａ、３０ｂにキズ等が生じたときに、保護シート３０ａ、３０ｂを交換することができる。保護シート３０ａ、３０ｂが両面テープ２７の粘着剤で保持定盤７１、研磨定盤７２に貼着されているため、特別な作業を要することなく保護シート３０ａ、３０ｂを剥がすことができ、新品の保護シート３０ａ、３０ｂを貼着することで、各定盤表面に凹凸が形成されていても保護シート３０ａ、３０ｂの平坦表面Ｑを露出させることができる。また、保護シート３０ａ、３０ｂがキズ発生等がなければ交換不要のため、保護シート３０ａ、３０ｂの交換間隔を保持パッド１０、研磨パッド２０の交換間隔より長くすることができる。保持パッド１０、研磨パッド２０の交換作業が比較的短時間で可能なため、例えば、多数の被研磨物を連続して研磨加工する場合等に、作業効率の向上を図ることができる。従って、保持定盤７１、研磨定盤７２に可撓性を有する保護シート３０ａ、３０ｂを貼着しておくことにより、各定盤の保護、各定盤の平坦性や平滑性の改善、保持パッド１０や研磨パッド２０に対する接着性、吸着性の安定化が容易になることから、安定した研磨加工を継続することができる。
【００３８】
従来片面研磨機では、研磨パッドや保持パッドの貼り替え（交換）に伴い定盤から粘着剤を除去するとき、被研磨物が装着や取り外しに伴い破損したとき等に、定盤表面にダメージを与えることがある。また、研磨パッド等の交換時に定盤にスラリが付着していると、スラリの水分、ｐＨ、酸化剤、砥粒などの影響により定盤表面にキズや腐食を生じさせ凹凸が形成されることがある。例えば、液晶用ガラス基板の研磨加工において、保持パッドを保持定盤の全面に貼り付けない場合があり、貼り付けられていない部分に腐食やキズが生じることはいうまでもない。定盤表面の凹凸は、研磨加工時に、被研磨物表面の状態、特に、表面平坦性に影響を及ぼすこととなる。定盤表面の凹凸を解消するために再生作業が行われるが、通常の再生作業では研磨機を停止し定盤表面が研削され、ダメージがひどくなると、定盤を取り外しての再生作業や新しい定盤との交換が必要となる。このような作業を要すると、研磨加工の効率を低下させることとなる。本実施形態は、これらの問題を解決することができる研磨加工である。
【００３９】
なお、本実施形態では、湿式成膜法で作製したポリウレタン樹脂製のウレタンシート２、ウレタンシート１２をそれぞれ有する保持パッド１０、研磨パッド２０を例示したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、被研磨物の保持や被研磨物に対する研磨加工が可能であればよい。例えば、ウレタンシート２、１２に代えてポリエステル等の樹脂製シートを用いるようにしてもよく、湿式成膜法に代えて乾式成型法等により作製するようにしてもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、保護シート３０ａ、３０ｂを構成するフィルム３２としてＰＥＴ製フィルムを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。フィルム３２の材質としては、定盤保護の観点から、研磨液を浸透させず、耐食性に優れる材質であればよく、保持定盤ないし研磨定盤への装着を考慮すれば、可撓性を有していることが好ましい。このような材質としては、ＰＥＴ製フィルム以外に、例えば、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）等を挙げることができる。
【００４１】
更に、本実施形態では、保持パッド１０に基材を有する両面テープ７を使用する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、基材を有していない粘着剤のみを使用することも可能である。この場合は、ウレタンシート２と両面テープ７との間に、研磨パッド２０の支持フィルム６のような基材を貼り合わせるようにしてもよい。また、本実施形態では、研磨パッド２０に支持フィルム６、両面テープ７を使用する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、支持フィルム６を使用しなくてもよい。この場合は、両面テープ７の基材が研磨パッド２０を支持する機能を果たす。支持フィルム６を使用する場合は、両面テープ７に代えて、基材を有していない粘着剤のみを使用してもよい。また、保持パッド１０、研磨パッド２０をそれぞれウレタンシート２、１２のみで形成し、保持定盤７１、研磨定盤７２に装着するときに別に用意した粘着剤で貼着するようにしてもよい。
【００４２】
また更に、本実施形態では、保護シート３０ａ、３０ｂを、フィルム３２と、基材を有する両面テープ２７とで構成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、フィルム３２に直接粘着剤を塗工し、その表面を剥離紙で被覆するようにしてもよい。粘着剤としては、アクリル系、ゴム系等の再剥離性の粘着剤を使用してもよく、保持パッド１０や研磨パッド２０の両面テープ７の粘着剤と同じものを使用することも可能である。両面テープ７の粘着剤と同じ粘着剤を使用する場合は、保持パッド１０や研磨パッド２０の保護シート３０ａ、３０ｂ（フィルム３２）に対する粘着力と比べて、保護シート３０ａ、３０ｂの定盤に対する粘着力を高くするために、例えば、保護シート３０ａ、３０ｂの粘着剤層の厚みを両面テープ７の粘着剤層の厚みより大きくしてもよい。
【００４３】
更にまた、本実施形態では、片面研磨機７０を使用した研磨加工を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、両面研磨機を使用した研磨加工に適用することも可能である。両面研磨機の場合は、対向配置された２つの定盤にそれぞれ研磨パッド２０を装着する。このとき、それぞれの定盤に保護シート３０ｂ（保護シート３０ａでも同じ。）を貼着しておき、露出した平坦表面Ｑに研磨パッド２０を貼着すればよい。また、片面研磨機７０において、上側に保持定盤７１、下側に研磨定盤７２が配された例を示したが、本発明は研磨機の構成に制限されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は樹脂製シートを定盤に平坦に装着することができ、被研磨物の平坦性向上を図ることができる研磨加工方法を提供するものであるため、研磨パッドや保持パッドの製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００４５】
２ ウレタンシート（樹脂製シート）
７ 両面テープ
１０ 保持パッド
１２ ウレタンシート（樹脂製シート）
２０ 研磨パッド
２７ 両面テープ
３０ａ 保護シート
３０ｂ 保護シート
３２ フィルム（樹脂製保護部材）
７０ 片面研磨機（研磨装置）
７１ 保持定盤（定盤）
７２ 研磨定盤（定盤）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された２つの定盤を備えた研磨装置により被研磨物を研磨加工する研磨加工方法であって、
一面側に平坦な表面を有する樹脂製保護部材の他面側を前記研磨装置の２つの定盤にそれぞれ貼付しておき、
前記各保護部材の一面側に樹脂製シートをそれぞれ交換可能に装着し、
前記シートの少なくとも一方で前記被研磨物の片面側または両面側を研磨加工する、
ステップを含むことを特徴とする研磨加工方法。
【請求項２】
前記シートは、一方が前記被研磨物の片面側を研磨加工するための研磨シートであり、他方が前記被研磨物を保持するための保持シートであることを特徴とする請求項１に記載の研磨加工方法。
【請求項３】
前記シートは、いずれも、前記被研磨物のそれぞれ片面側を研磨加工するための研磨シートであることを特徴とする請求項１に記載の研磨加工方法。
【請求項４】
前記貼付ステップにおいて前記保護部材を前記定盤にそれぞれ交換可能に貼付しておき、前記保護部材の交換間隔が前記装着するステップにおける前記シートの交換間隔より長いことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の研磨加工方法。
【請求項５】
前記シートの前記保護部材からの剥離強度は、前記保護部材の前記定盤からの剥離強度より小さいことを特徴とする請求項４に記載の研磨加工方法。
【請求項６】
前記保護部材は、前記平坦な表面の表面粗さＲａが０．４μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の研磨加工方法。
【請求項７】
前記シートは、ポリウレタン樹脂製であることを特徴とする請求項６に記載の研磨加工方法。
【請求項１】
対向配置された２つの定盤を備えた研磨装置により被研磨物を研磨加工する研磨加工方法であって、
一面側に平坦な表面を有する樹脂製保護部材の他面側を前記研磨装置の２つの定盤にそれぞれ貼付しておき、
前記各保護部材の一面側に樹脂製シートをそれぞれ交換可能に装着し、
前記シートの少なくとも一方で前記被研磨物の片面側または両面側を研磨加工する、
ステップを含むことを特徴とする研磨加工方法。
【請求項２】
前記シートは、一方が前記被研磨物の片面側を研磨加工するための研磨シートであり、他方が前記被研磨物を保持するための保持シートであることを特徴とする請求項１に記載の研磨加工方法。
【請求項３】
前記シートは、いずれも、前記被研磨物のそれぞれ片面側を研磨加工するための研磨シートであることを特徴とする請求項１に記載の研磨加工方法。
【請求項４】
前記貼付ステップにおいて前記保護部材を前記定盤にそれぞれ交換可能に貼付しておき、前記保護部材の交換間隔が前記装着するステップにおける前記シートの交換間隔より長いことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の研磨加工方法。
【請求項５】
前記シートの前記保護部材からの剥離強度は、前記保護部材の前記定盤からの剥離強度より小さいことを特徴とする請求項４に記載の研磨加工方法。
【請求項６】
前記保護部材は、前記平坦な表面の表面粗さＲａが０．４μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の研磨加工方法。
【請求項７】
前記シートは、ポリウレタン樹脂製であることを特徴とする請求項６に記載の研磨加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２０１５８８（Ｐ２０１０−２０１５８８Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１９０６（Ｐ２００９−５１９０６）
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（０００００５３５９）富士紡ホールディングス株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（０００００５３５９）富士紡ホールディングス株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
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