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JP2000127030A - Carrier material and its manufacture - Google Patents

Carrier material and its manufacture

Info

Publication number
JP2000127030A
JP2000127030A JP29811298A JP29811298A JP2000127030A JP 2000127030 A JP2000127030 A JP 2000127030A JP 29811298 A JP29811298 A JP 29811298A JP 29811298 A JP29811298 A JP 29811298A JP 2000127030 A JP2000127030 A JP 2000127030A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fibers
carrier material
resin
sheet
organic synthetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP29811298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akitoshi Yoshida
明利 吉田
Hiroaki Tanaka
弘明 田中
Yoshihisa Ogawa
佳久 小川
Yusuke Inoue
裕介 井上
Seiichiro Futami
成一郎 二見
Michihiko Hosaka
導彦 保坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SpeedFam-IPEC Co Ltd
Original Assignee
SpeedFam-IPEC Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SpeedFam-IPEC Co Ltd filed Critical SpeedFam-IPEC Co Ltd
Priority to JP29811298A priority Critical patent/JP2000127030A/en
Publication of JP2000127030A publication Critical patent/JP2000127030A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a strong, thin and large carrier material having little metal pollution and used for a polishing machine for applying mirror finish to the surface of a plate-like work required with extremely high flatness and parallelism such as a silicone wafer. SOLUTION: A resin such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin is reinforced by a layered product laminated with fabrics made of at least one of raw materials selected from sheets such as a metal sheet or a ceramic sheet, metal fibers, ceramic fibers, glass fibers, carbon fibers or organic synthetic fibers to form a thin plate of a composite material for a carrier material. The thermosetting resin or the thermoplastic resin contains colloidal metal oxide fine grains and/or inorganic fine powder. The carrier material may contain at least one of colloidal metal oxide, nitride, carbide or other inorganic fine grains in the said organic synthetic fibers.

Description

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

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は両面研磨加工機を用
いて、シリコンウェーハや磁気ディスク用基板、水晶発
振子などの研磨加工を行なうに際して、加工対象物たる
ワークピースを保持し遊星運動を与えるためのキャリア
材に係わり、更に詳しくはガラス繊維や有機繊維製のク
ロスとエポキシ樹脂、フェノール樹脂あるいはメラミン
樹脂等とを複合化した繊維強化プラスチックスシートか
らなるキャリア材およびその製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides a planetary motion by holding a workpiece as a workpiece when polishing a silicon wafer, a magnetic disk substrate, a crystal oscillator, or the like using a double-side polishing machine. More particularly, the present invention relates to a carrier material comprising a fiber-reinforced plastic sheet in which a cloth made of glass fiber or organic fiber and an epoxy resin, a phenol resin or a melamine resin are combined, and a method for producing the same. .

【0002】シリコンウェーハ、化合物半導体ウェー
ハ、アルミ製磁気ディスク基板、ガラス製磁気ディスク
基板あるいはフォートマスク用ガラス、水晶発振子、金
属等からなるワークピースの研磨加工において、ワーク
ピースは、そのワークピースの形状に合わせた把持孔を
有してなりかつその外周縁部に、両面研磨加工機のイン
ターナルギアおよび太陽車のギアに噛合する外周歯を有
するように切断成型されたキャリア材にて保持され、駆
動される。このキャリア材は、主にウェーハやディスク
を両面同時にラッピング加工や研磨加工を行なうための
研磨装置の部材として使われる。よって、このキャリア
材の厚みはウェーハ等ワークピースの厚さよりやや薄く
作られることが必要である。
In polishing a workpiece made of a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, a magnetic disk substrate made of aluminum, a magnetic disk substrate made of glass or a glass for a fort mask, a crystal oscillator, a metal, or the like, the workpiece is formed by polishing the workpiece. It has a holding hole according to the shape and is held by a carrier material cut and molded so as to have outer teeth meshing with the internal gear of the double-side polishing machine and the gear of the sun wheel on the outer peripheral edge thereof, Driven. This carrier material is mainly used as a member of a polishing apparatus for simultaneously performing lapping and polishing of both surfaces of a wafer or a disk. Therefore, it is necessary that the thickness of the carrier material is made slightly smaller than the thickness of a workpiece such as a wafer.

【0003】[0003]

【従来技術】従来これらキャリア材は、ガラス繊維を製
織したガラスクロスや有機繊維クロスにエポキシ樹脂や
フェノール樹脂、その他熱硬化樹脂を含浸させ、所期の
厚みになるよう数枚重ねプレス機で圧縮し加熱硬化して
出来た平板状基材を素材として用い、それを使用目的に
合わせワークピースが保持出来る大きさに切断加工し、
さらに外周を歯車形状に合わせ切断加工するという方法
で製造されるのが一般的である。
2. Description of the Related Art Conventionally, these carrier materials are made by impregnating a glass cloth or an organic fiber cloth woven of glass fibers with an epoxy resin, a phenol resin, or other thermosetting resin, and compressing them by a stacking press to a desired thickness. Using a flat substrate made by heating and curing as a material, cut it into a size that can hold the workpiece according to the purpose of use,
Further, it is generally manufactured by a method of cutting the outer periphery according to the gear shape.

【0004】これらキャリア材は、研磨加工装置の中で
ウェーハやディスク等のワークピースと一緒に研磨さ
れ、また、外周歯を介してインターナルギア、太陽車に
より強制駆動されるのであるから、強度が低下したり、
形状精度が劣化したりして耐久性が経時的に低下し、ま
た、ギヤー部が磨滅して、研磨装置から外れたり、研磨
条件が不安定となるため、その都度あるいは定期的に新
しいキャリア材に交換される。従って、少しでも長く使
用出来る耐久性あるキャリア材の開発が強く望まれてい
た。一方、半導体用ウェーハーのラッピング用として
は、薄くてかつ高い応力の両面研磨加工に耐えるよう
な、金属の特殊鋼系キャリア材が主に使用されていた。
しかし、今後シリコンウェーハの高純度化の方向に伴
い、従来は問題とならなかった特殊鋼からの鉄分の汚染
が、問題とされるようになり、好ましくない事が明らか
になってきている。
[0004] These carrier materials are polished together with workpieces such as wafers and discs in a polishing apparatus, and are forcibly driven by internal gears and sun wheels through outer peripheral teeth, so that their strength is reduced. Drop,
The durability deteriorates with time due to the deterioration of the shape accuracy, and the gear part is worn out, comes out of the polishing device, and the polishing conditions become unstable. Will be replaced. Therefore, development of a durable carrier material that can be used for a little longer time has been strongly desired. On the other hand, for lapping semiconductor wafers, metal special steel-based carrier materials that are thin and can withstand high stress double-side polishing have been mainly used.
However, as silicon wafers become more highly purified in the future, contamination of iron from special steel, which has not been a problem in the past, has become a problem, and it has become clear that it is undesirable.

【0005】近年、これらシリコンウェーハの大型化や
磁気ディスク基板の生産性の向上の要求から、装置の大
型化が盛んであり、それによるキャリア材料の強度向上
や曲げ弾性率を大きくし曲がりを少なくする必要性が高
くなり、キャリア材料の物性向上が強く望まれている。
またシリコンウェーハや磁気ディスク基板などの使用場
面において高純度化の要求が厳しくなり、従来から多く
使われてきたガラス繊維クロスも、ギヤー部を主とした
粉塵の発生で磁気ディスク研磨でのスクラッチの原因に
なり、また特にシリコンウェーハでは半導体に嫌われる
ナトリウムイオンや硼素の含有が問題視され始めてい
る。さらに、研磨加工中においては、熱の変動も激し
く、また酸、アルカリあるいは有機溶剤等に曝される機
会も多いため、機械的物性に加えて、寸法安定性、化学
的安定性も要求される。
In recent years, the demand for increasing the size of these silicon wafers and the productivity of magnetic disk substrates has led to an increase in the size of the apparatus. This has led to an increase in the strength of the carrier material, an increase in the flexural modulus, and a reduction in bending. Therefore, there is a strong demand for improving the physical properties of the carrier material.
In addition, the demand for high purity is becoming stricter when silicon wafers and magnetic disk substrates are used, and glass fiber cloths, which have been widely used in the past, generate scratches due to the generation of dust mainly in the gears due to the scratching of magnetic disk polishing. This is a cause, and in particular, the content of sodium ions and boron which are disliked by semiconductors in silicon wafers is beginning to be regarded as a problem. Furthermore, during the polishing process, heat fluctuates greatly, and there are many opportunities to be exposed to acids, alkalis, organic solvents, and the like. Therefore, in addition to mechanical properties, dimensional stability and chemical stability are required. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、上述の
キャリア材に対して近年提起され始めている問題点に鑑
みて、種々検討の結果、複合する繊維材料および樹脂中
にコロイド状の金属酸化物、窒化物、炭化物等の微粒子
あるいはその他の無機質微粒子を内部添加させること、
更に多孔性の金属シートやセラミックスシートを複合材
料シートとして使用することによって、全体としてのキ
ャリア材の強度、物性が向上し得ることを見出して本発
明を完成させたものであり、その目的とする処は、薄く
て強靱かつ寸法安定性に優れたキャリア材を提供するこ
とにあり、更に他の目的はその製造方法を提供すること
にある。
In view of the problems that have recently been raised with respect to the above-mentioned carrier materials, the present inventors have made various studies and found that the composite fiber material and the resin contained colloidal metal in the resin. Oxide, nitride, carbide or other fine particles or other inorganic fine particles to be added internally,
Further, the present inventors have found that by using a porous metal sheet or a ceramic sheet as a composite material sheet, the strength and physical properties of the carrier material as a whole can be improved, and have completed the present invention. The purpose is to provide a carrier material which is thin, tough and excellent in dimensional stability, and a further object is to provide a method for producing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述の目的は、両面研磨
装置でワークピースを保持するために使用するキャリア
材において、該キャリア材が、熱硬化性樹脂あるいは熱
可塑性樹脂よりなる樹脂を、金属製シート、セラミック
スシートからなるシート類、あるいは金属繊維、セラミ
ックス繊維、ガラス繊維、カーボン繊維あるいは有機性
の合成繊維から選ばれた素材のうち少なくとも一つより
なる布帛類を積層した積層体にて補強した複合材料の薄
板よりなるものであって、前記熱硬化性樹脂あるいは熱
可塑性樹脂がコロイド状金属酸化物微粒子およびまたは
無機微粉末を内添したものであることを特徴とするキャ
リア材により達成することができる。更に、キャリア材
が、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂よりなる樹脂
を、コロイド状金属酸化物、窒化物、炭化物あるいはそ
の他の無機質の微粒子のうち少なくとも一つを内添した
有機性の合成繊維を素材とした布帛を積層した積層体に
て補強した複合材料の薄板よりなるものであってもよ
い。また、上述のキャリア材においては、金属製シー
ト、セラミックスシートが貫通孔を有する多孔性のもの
であることが好ましい。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a carrier material used for holding a workpiece in a double-side polishing apparatus, wherein the carrier material is made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin. Reinforced by a sheet made of a sheet made of a ceramic sheet, a sheet made of a ceramic sheet, or a laminate of a cloth made of at least one material selected from metal fibers, ceramic fibers, glass fibers, carbon fibers and organic synthetic fibers. And a carrier material characterized in that the thermosetting resin or the thermoplastic resin contains colloidal metal oxide fine particles and / or inorganic fine powder internally. be able to. Further, the carrier material is a resin made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin, and an organic synthetic fiber in which at least one of colloidal metal oxides, nitrides, carbides, and other inorganic fine particles is internally added. It may be made of a thin plate of a composite material reinforced with a laminate obtained by laminating a cloth as a material. In the above-mentioned carrier material, it is preferable that the metal sheet and the ceramic sheet are porous having through holes.

【0008】本発明にいう熱硬化性樹脂とは加熱により
熱硬化し不溶不融の状態になる合成樹脂をさし、尿素樹
脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポ
リイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹
脂、ウレタン樹脂等をあげることができるが、本発明に
おいては特にエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン
樹脂、ポリイミド樹脂が好ましい。また、熱可塑性樹脂
とは加熱によっても構造変化を起こさない樹脂であっ
て、本発明においてはポリアミド樹脂、ポリエステル樹
脂を使用することができる。
[0008] The thermosetting resin referred to in the present invention is a synthetic resin which is thermally cured by heating to be in an insoluble and infusible state, and is a urea resin, an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, a polyimide resin, an unsaturated polyester resin. Alkyd resin, urethane resin and the like, and in the present invention, epoxy resin, phenol resin, melamine resin and polyimide resin are particularly preferable. In addition, a thermoplastic resin is a resin that does not cause a structural change even when heated, and a polyamide resin or a polyester resin can be used in the present invention.

【0009】本発明において、熱硬化性樹脂あるいは熱
可塑性樹脂に混合出来るコロイド状金属酸化物とは、粒
子の大きさが1μm以下で1nm以上の平均粒子径から
なる酸化セリウム、アルミナ、ジルコニア、セリア、チ
タニアを指す。これ等の微粒子は例えば、ケイ酸ナトリ
ウム、硝酸アルミ、オキシ塩化ジルコニウム、テトラメ
トキシシリコンその他多くの無機塩、有機金属塩、金属
の酸塩を水または水溶性有機溶媒中で加水分解させコロ
イドの大きさの粒子を生成する方法や、高温で生成した
シリカ、アルミナ、ジルコニアなどの微粉末を水中にコ
ロイドミルやホモジナイザーなどでコロイド化する方法
などで得られる。
In the present invention, the colloidal metal oxide which can be mixed with a thermosetting resin or a thermoplastic resin includes cerium oxide, alumina, zirconia, ceria having a particle size of 1 μm or less and an average particle size of 1 nm or more. , Refers to titania. These fine particles are formed, for example, by hydrolyzing sodium silicate, aluminum nitrate, zirconium oxychloride, tetramethoxysilicon, and many other inorganic salts, organic metal salts and metal acid salts in water or a water-soluble organic solvent to form colloidal particles. The particles can be obtained by a method of producing fine particles, a method of forming fine powder of silica, alumina, zirconia or the like produced at a high temperature into a colloid in water using a colloid mill or a homogenizer.

【0010】本発明において、熱硬化性樹脂あるいは熱
可塑性樹脂に混合出来る無機粉末とは、樹脂の弾性率を
向上させるために添加するものであり、粉末粒子がサブ
ミクロンから50ミクロンの粒子径からなるシリカ、ア
ルミナ、ジルコニア、チタニア、窒化珪素、窒化硼素、
窒化アルミ、炭化珪素、炭化硼素、ダイヤモンドなどで
ある。
In the present invention, the inorganic powder which can be mixed with the thermosetting resin or the thermoplastic resin is added to improve the elastic modulus of the resin, and the powder particles have a particle diameter of submicron to 50 micron. Silica, alumina, zirconia, titania, silicon nitride, boron nitride,
Examples include aluminum nitride, silicon carbide, boron carbide, and diamond.

【0011】本発明において、有機性の合成繊維に混合
出来るコロイド状金属酸化物、窒化物、炭化物の微粒子
とは、粒子の大きさが1μm以下で1nm以上の平均粒
子径からなる酸化セリウム、アルミナ、ジルコニア、セ
リア、チタニア、窒化珪素、窒化硼素、窒化アルミ、炭
化珪素、炭化硼素などである。これ等の微粒子は例え
ば、ケイ酸ナトリウム、硝酸アルミ、オキシ塩化ジルコ
ニウム、テトラメトキシシリコンその他多くの無機塩、
有機金属塩、金属の酸塩を水または水溶性有機溶媒中で
加水分解させコロイドの大きさの粒子を生成する方法
や、シリカ、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミ、炭化
珪素、などの高温で生成した微粉末を水中にコロイドミ
ルやホモジナイザーなどでコロイド化する方法などで得
られる。
In the present invention, the fine particles of colloidal metal oxides, nitrides, and carbides that can be mixed with organic synthetic fibers are cerium oxide and alumina having a particle size of 1 μm or less and an average particle size of 1 nm or more. , Zirconia, ceria, titania, silicon nitride, boron nitride, aluminum nitride, silicon carbide, boron carbide, and the like. These fine particles are, for example, sodium silicate, aluminum nitrate, zirconium oxychloride, tetramethoxysilicon and many other inorganic salts,
Methods of hydrolyzing organometallic salts and metal salts in water or water-soluble organic solvents to produce colloid-sized particles, and those produced at high temperatures such as silica, alumina, zirconia, aluminum nitride, and silicon carbide. It can be obtained by a method in which fine powder is converted into colloid in water using a colloid mill or a homogenizer.

【0012】本発明において、有機性の合成繊維に混合
できる無機質の微粒子とは、合成繊維の強度を補強する
ためのフィラーを指し、例えば窒化硼素や炭化ケイ素の
ファイバー微粉末を挙げることができる。
In the present invention, the inorganic fine particles which can be mixed with the organic synthetic fibers refer to fillers for reinforcing the strength of the synthetic fibers, and examples thereof include fine powders of boron nitride and silicon carbide fibers.

【0013】本発明において使用する金属製シートは、
鉄、ステンレス、銅、チタニウム、アルミニウム等のシ
ート状のものであり、その面に多数の微小貫通孔を有す
るものであることが好ましい。微小貫通孔を設ける理由
は、その孔を介して複合する樹脂が連通し、シート面に
おける樹脂と金属の剥離等の現象が起こることを避ける
ことにある。従って、孔の開け方は複合する樹脂との接
合性の良いあらゆる方法が利用できる。たとえば細かい
メッシュ状の孔や、市松模様の10〜50%位孔がある
のが、樹脂との複合に好ましい。
The metal sheet used in the present invention is:
It is preferably a sheet made of iron, stainless steel, copper, titanium, aluminum, or the like, and preferably has a large number of minute through holes on its surface. The reason for providing the minute through-holes is to avoid the occurrence of phenomena such as separation of the resin and metal on the sheet surface due to the communication of the composite resin through the holes. Therefore, any method can be used to form the holes with good bonding properties with the composite resin. For example, it is preferable that there are fine mesh-like holes or 10 to 50% of checkerboard holes in combination with the resin.

【0014】無機質シートとしては、アルミナ、ジルコ
ニア、ムライト、コージライト等よりなるセラミックス
シート、あるいは、シリカファイバーやチタン酸カリフ
ァイバー、ガラスファイバー、ステンレスファイバー、
チタンファイバーのような短繊維状物や長繊維状物を低
融点ガラスや半田またはそれ自身の融着でシート化した
不織布に類するものも使用できる。その面には多数の微
小貫通孔を有するものが好ましい。孔の開け方は前述の
金属製シートと同様であり、複合する樹脂との接合性の
良いあらゆる方法が利用できる。たとえば細かいメッシ
ュ状の孔や、市松模様状に配置された孔が表面積におい
て10〜50%程度空けられているものが、樹脂との複
合に好ましい。
Examples of the inorganic sheet include a ceramic sheet made of alumina, zirconia, mullite, cordierite, or the like, or silica fiber, potassium titanate fiber, glass fiber, stainless fiber, or the like.
Short-fiber or long-fiber materials such as titanium fibers can be used as low-melting glass, solder, or nonwoven fabrics formed by fusing themselves. It is preferable that the surface has a large number of minute through holes. The method of forming the holes is the same as that of the above-described metal sheet, and any method having good bonding properties with the composite resin can be used. For example, a fine mesh-like hole or a hole in a checkerboard pattern with about 10 to 50% of the surface area is preferable for a composite with a resin.

【0015】また、本発明になるキャリア材が、特に半
導体に嫌われるナトリウムイオンや硼素の含有が問題視
されるシリコンウェーハの加工に用いられる場合は、ガ
ラス繊維以外の素材を選択的に用いたキャリア材を使用
することができる。
In the case where the carrier material according to the present invention is used for processing a silicon wafer in which the content of sodium ions or boron which is disliked by semiconductors is considered to be a problem, a material other than glass fiber is selectively used. A carrier material can be used.

【0016】次に、本発明の他の目的であるキャリア材
の製造方法について詳述する。本発明のキャリア材は、
樹脂に不足する機械的強度、剛性あるいは寸法安定性等
を、他の素材シートと複合することによって補うもので
あるが、異質のものを複合するものであるから、その接
合性に留意した製造法で行うことが肝要である。特に、
本発明の場合は樹脂にコロイド状あるいは微粒子状の添
加材を加えることを特徴とするものである。
Next, a method of manufacturing a carrier material which is another object of the present invention will be described in detail. The carrier material of the present invention,
Insufficient mechanical strength, rigidity or dimensional stability of resin is compensated for by combining it with other material sheets. It is important to do this. In particular,
The present invention is characterized in that a colloidal or particulate additive is added to the resin.

【0017】製造に際しては、まずコロイド状あるいは
微粒子状の添加物を、使用する樹脂が熱硬化性樹脂の場
合はそのプレポリマーまたは前駆体の液中に均一分散
し、然るのちその液を使用する補強用シートに含浸して
いわゆるプリプレグを調整し、これを必要に応じて複数
枚積層し、加圧し加熱して熱硬化を行ないキャリア材の
原板を得る。これを所期の形状に打ち抜き成型すること
によって目的とするキャリア材を得ることができる。硬
化に際しては硬化剤による硬化あるいは、光や紫外線に
よる硬化を併用してもよい。また、使用する樹脂が熱可
塑性樹脂の場合は樹脂の溶媒にコロイド状あるいは微粒
子状の添加物を均質分散させるか、あるいは樹脂そのも
のを融解させた中に添加物を均質分散させ、その液を使
用する補強用シートに含浸し、その複数枚を積層して、
加圧し加熱してプレス成型を行ないキャリア材の原板を
得る。これを所期の形状に打ち抜き成型することによっ
て目的とするキャリア材を得ることができる。
In the production, first, a colloidal or particulate additive is uniformly dispersed in a liquid of a prepolymer or a precursor when the resin to be used is a thermosetting resin, and then the liquid is used. A so-called prepreg is prepared by impregnating a reinforcing sheet to be laminated, and a plurality of such prepregs are laminated as needed, and then pressurized and heated to perform thermosetting to obtain an original carrier material sheet. The desired carrier material can be obtained by punching and molding this into the desired shape. When curing, curing with a curing agent or curing with light or ultraviolet light may be used in combination. If the resin to be used is a thermoplastic resin, use a homogenous dispersion of colloidal or fine particles of the additive in the solvent of the resin, or homogenously disperse the additive while the resin itself is melted. Impregnating a reinforcing sheet to be laminated, and stacking a plurality of the sheets,
Press molding is performed by pressurizing and heating to obtain an original plate of the carrier material. The desired carrier material can be obtained by punching and molding this into the desired shape.

【0018】有機性の合成繊維中にコロイド状金属酸化
物、窒化物、炭化物あるいはその他の無機質の微粒子の
うち少なくとも一つが内添されたものを製造する場合
は、その有機性の合成繊維の原料ポリマー中に必要とす
る添加物を練り込んだ状態でポリマーを紡糸し繊維を製
造しそれを織、編等の手段で布帛化したものを用いる。
When producing at least one of colloidal metal oxides, nitrides, carbides and other inorganic fine particles in an organic synthetic fiber, a raw material of the organic synthetic fiber is used. The polymer is spun in a state in which necessary additives are kneaded into the polymer to produce fibers, which are woven or knitted into a fabric.

【0019】本発明を用いる研磨装置は、半導体シリコ
ンウェーハ、アルミやガラス磁気ディスク基板、水晶、
フォトマスクガラス等のラップ工程やポリシュ工程に利
用され、主としてこのキャリア材を使う両面研磨機に使
用されるが、片面研磨機にもキャリア材を使い実施する
事も出来る。
The polishing apparatus according to the present invention includes a semiconductor silicon wafer, an aluminum or glass magnetic disk substrate, a crystal,
It is used in a lapping process and a polishing process for a photomask glass or the like, and is mainly used for a double-side polishing machine using this carrier material. However, the present invention can also be applied to a single-side polishing machine using a carrier material.

【0020】[0020]

【実施例および比較例】以下実施例を挙げて本発明方法
を具体的に説明するが、それにより特に限定を受けるも
のではない。
EXAMPLES and COMPARATIVE EXAMPLES The method of the present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not particularly limited thereby.

【0021】実施例1 固形分含有が80重量%のメラミン樹脂液に、平均粒子
径が110nmで球状のジルコニア粒子からなるコロイ
ダルジルコニア分散液を、樹脂固形分に対してジルコニ
ア固形分濃度で5重量%になるように含有させ、これを
ガラス繊維クロスに含浸せしめた。このクロスを三層に
重ね通常の条件で加圧熱硬化させ、シート厚0.6mm
のキャリア素板を得た。この素板をスピードファム社製
両面研磨機5B−8LPのキャリア板の仕様に合わせて
打ち抜き加工を行ないキャリア板を作成し、この研磨機
にキャリアとして装填した。この両面研磨機の場合、8
枚のキャリア板が装填可能であり、各キャリア板には
2.5インチのワークピースを1枚装填出来るようにな
っている。実験においては、ワークピースは装填せず、
固形分8%を含むシリカスラリーで面圧200g/cm
2、キャリアの自転回数を30rpm(サンギヤ36r
pm、インターナルギヤ16rpm)に設定し、スラリ
ー供給量400cc/minで20時間加工研磨試験を
継続し、20時間後のキャリアのインボリュート型歯車
の磨耗量とキャリア厚み減少量を測定し平均値を求め
た。歯車の磨耗量の測定は歯丈5mmの1/2の所の2
5mmの位置で行った。この試験は3回繰り返し行なっ
た。
Example 1 A colloidal zirconia dispersion composed of spherical zirconia particles having an average particle diameter of 110 nm was added to a melamine resin liquid having a solid content of 80% by weight at a zirconia solid content concentration of 5% by weight based on the resin solid content. %, And this was impregnated into a glass fiber cloth. This cloth is laminated in three layers and cured under pressure under normal conditions, and the sheet thickness is 0.6 mm.
Was obtained. The blank was punched out according to the specifications of a carrier plate of a double-side polishing machine 5B-8LP manufactured by Speed Fam Co., Ltd. to prepare a carrier plate, and the carrier plate was loaded into the polishing machine. In the case of this double-side polishing machine, 8
One carrier plate can be loaded, and each carrier plate can be loaded with one 2.5-inch workpiece. In the experiment, the workpiece was not loaded,
Surface pressure 200 g / cm with silica slurry containing 8% solids
2. The number of rotations of the carrier is 30 rpm (sun gear 36r
pm, internal gear 16 rpm), continue the processing and polishing test at a slurry supply rate of 400 cc / min for 20 hours, measure the wear amount of the involute type gear of the carrier and the carrier thickness reduction amount after 20 hours, and calculate the average value. I asked. The measurement of the amount of wear of the gear
The measurement was performed at a position of 5 mm. This test was repeated three times.

【0022】比較例1 比較例として、前記本発明法実施例1のメラミン樹脂液
にコロイダルジルコニアを含まないこと以外は同じ条件
でキャリアを作成し加工研磨試験を実施した。この試験
も3回繰り返しした。実施例1、比較例1で得られた結
果を表1に示す。表1に示す結果から明らかな如く、本
発明法のコロイダルジルコニア含有メラミン樹脂を使っ
たキャリアは、歯車の接触による摩耗減も、研磨による
板厚減少も明らかに少なかった。
Comparative Example 1 As a comparative example, a carrier was prepared under the same conditions as in Example 1 of the present invention except that colloidal zirconia was not contained in the melamine resin solution, and a working polishing test was carried out. This test was also repeated three times. Table 1 shows the results obtained in Example 1 and Comparative Example 1. As is evident from the results shown in Table 1, the carrier using the melamine resin containing colloidal zirconia according to the method of the present invention showed significantly less reduction in wear due to gear contact and reduction in plate thickness due to polishing.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】実施例2、比較例2 シート面積の約40%の直径2mmの円形状空孔を有す
る厚さ0.5mmのSUS金属薄膜シートを実施例1に
示したようにコロイダルジルコニアを含有するフェノー
ル樹脂液に含浸し、シートを5層に積層し、熱硬化させ
た大きさ100mmの正方形キャリア素板を作成した。
更に、0.5mmのアルミナセラミックスシートを用い
て同様にキャリア素板を作成した。これとは別に、比較
例として、アラミド繊維製クロスで0.5mmの厚みを
持つシートを添加物を含まないフェノール樹脂液に含浸
し、シートを5層に積層して、熱硬化させた大きさ10
0mmの正方形キャリア素板を作成した。得られたキャ
リア素板を湿度40%の乾燥状態に1週間保存して試料
片とし、また、別に24時間水中に保存し、水中から出
し室温で3時間風乾させた試料片を準備し、未処理のも
のとの寸法の相異を測定し寸法安定性とした。結果をま
とめて表2に示す。表2の結果から明らかな通り、本発
明になるキャリア板は、優れた寸法安定性を示す。
Example 2 and Comparative Example 2 As shown in Example 1, a SUS metal thin film sheet having a thickness of 0.5 mm and circular holes having a diameter of 2 mm and containing about 40% of the sheet area contains colloidal zirconia. The sheet was impregnated with a phenol resin solution, the sheets were laminated in five layers, and a thermosetting square carrier base plate having a size of 100 mm was prepared.
Further, a carrier base plate was similarly prepared using a 0.5 mm alumina ceramic sheet. Separately from this, as a comparative example, a sheet made of aramid fiber cloth having a thickness of 0.5 mm was impregnated with a phenol resin liquid containing no additive, and the sheets were laminated in five layers and thermoset. 10
A 0 mm square carrier base plate was prepared. The obtained carrier base plate was stored in a dry state at a humidity of 40% for one week to prepare a sample piece. Another sample piece was stored in water for 24 hours, taken out of the water and air-dried at room temperature for 3 hours. The dimensional difference from the treated one was measured and defined as dimensional stability. Table 2 summarizes the results. As is clear from the results in Table 2, the carrier plate according to the present invention exhibits excellent dimensional stability.

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】実施例3、比較例3 ポリエステル繊維原料ポリマーに、コロイダルアルミ
ナ、窒化硼素ファイバー微粉末、および炭化珪素微粉末
のおのおのの分散粒子を固形分で3%混練添加し紡糸し
てポリエステル繊維を得、これを織布して剛性のあるポ
リエステルシートを得た。このシートをエポキシ樹脂液
に含浸し、これを5層積層して熱圧プレスしキャリア素
板を得た。これを実施例3とする。比較例3として、コ
ロイダルアルミナ、窒化硼素ファイバー微粉末、および
炭化珪素微粉末を内添していないポリエステル繊維を使
用する以外は前記と同様にして、同じくキャリア素板を
得た。これらキャリア素板の耐磨耗性及び弾性率の評価
を以下に示す方法で行った。準備したキャリア素板を2
0×20mmの寸法に打ち抜き、磨耗量測定用の試験片
とした。この試験片を、マルトー(株)製の研磨試験機
ドクターラップを用いて、加重200g/cm2、回転
数80rpmの条件で回転しつつ、固形分2%のシリカ
スラリを500ml/min供給し、45分間研磨し
て、研磨前後の厚みの差をもって磨耗量とした。また、
120×10mmの寸法に長方形試験片を作成し、キャ
リア素板の加重によるそり防止効果を測定するため、長
い寸法の100mmの間を2点で支持し、その真ん中の
両側から50mmのところに糸で吊した加重40gを加
え10分後の水平面からのヘタリ寸法を求めた、寸法が
小さいほどそりが少なく弾性率に勝れている。
Example 3 and Comparative Example 3 A dispersion of colloidal alumina, fine powder of boron nitride fiber, and fine powder of silicon carbide were kneaded at 3% solid content to a raw material polymer of polyester fiber, and the mixture was spun to produce polyester fiber. This was woven to obtain a rigid polyester sheet. This sheet was impregnated with an epoxy resin liquid, and five layers were laminated and hot-pressed to obtain a carrier plate. This is referred to as a third embodiment. As Comparative Example 3, a carrier base plate was obtained in the same manner as described above, except that colloidal alumina, boron nitride fiber fine powder, and polyester fiber not containing silicon carbide fine powder were used. The abrasion resistance and the elastic modulus of these carrier plates were evaluated by the following methods. Prepared carrier plate 2
The test piece was punched out to a size of 0 × 20 mm to measure the amount of wear. This test piece was rotated at a load of 200 g / cm 2 and a rotation speed of 80 rpm using a doctor lap polishing tester manufactured by Maruto Co., Ltd., and 500 ml / min of a 2% solids silica slurry was supplied thereto. For a minute, the difference in thickness before and after the polishing was taken as the amount of wear. Also,
A rectangular test piece with a size of 120 × 10 mm was prepared, and in order to measure the warpage prevention effect due to the load of the carrier base plate, a long dimension of 100 mm was supported at two points, and a thread was placed 50 mm from both sides in the middle. The weight set from the horizontal plane after 10 minutes was added by adding a load of 40 g suspended from the above. The smaller the size, the smaller the warpage and the higher the elastic modulus.

【0027】これ等の評価試験によって得られた結果を
表3に示す。表3の結果から明らかな如く、本発明法の
キャリア素板は耐磨耗性明らかに良く、また剛性に富
み、大きいキャリア板用に適するキャリア素板である事
が確認される。
Table 3 shows the results obtained by these evaluation tests. As is clear from the results in Table 3, it is confirmed that the carrier base plate of the method of the present invention is clearly excellent in abrasion resistance, has high rigidity, and is suitable for a large carrier plate.

【0028】[0028]

【表3】 [Table 3]

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明になるキャリア材は、従来のキャ
リア材に比較して強度、剛性に優れかつ耐摩耗性にも優
れているため、研磨加工機の大型化、ワークピースの薄
型化の方向に対応した強靭かつ長期に亘って使用可能な
キャリアを提供することができる。また、温度、水に対
する安定性もよく、変形や変質による破損もなく生産性
を損なうこともない。また、補強用の繊維やシート類の
種類、複合化させるコロイド状金属酸化物、微粉末粒子
の種類を適宜選ぶことにより、金属汚染やその他の不純
物による汚染を起こすことのない材料を使用したキャリ
アを作成出来るので、例えば、ナトリウム等アルカリ金
属による汚染を防止するためには、ガラス繊維以外の素
材を使用すればよい。
The carrier material according to the present invention is superior in strength, rigidity and abrasion resistance as compared with the conventional carrier material, so that the size of the polishing machine can be increased and the thickness of the workpiece can be reduced. It is possible to provide a carrier that is strong in a direction and can be used for a long time. In addition, it has good stability to temperature and water, and does not suffer from damage due to deformation or deterioration and does not impair productivity. In addition, by appropriately selecting the type of reinforcing fibers and sheets, the type of colloidal metal oxide to be compounded, and the type of fine powder particles, a carrier using a material that does not cause metal contamination or other impurities. Therefore, for example, in order to prevent contamination by an alkali metal such as sodium, a material other than glass fiber may be used.

フロントページの続き (72)発明者 小川 佳久 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 井上 裕介 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 二見 成一郎 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 保坂 導彦 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 Fターム(参考) 3C058 AA07 AB04 DA06 DA09 DA17Continued on the front page (72) Inventor Yoshihisa Ogawa 2647 Hayakawa, Hayakawa, Ayase City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Yusuke Inoue 2647, Hayakawa, Ayase City, Kanagawa Prefecture Speed Fam Corporation (72) Inventor Seichiro Futami Ayase, Kanagawa Prefecture 2647 Hayakawa-shi Speed Fam Co., Ltd. (72) Inventor Michihiko Hosaka 2647 Hayakawa Hayakawa, Ayase-shi, Kanagawa F-term Co., Ltd. F-term (reference) 3C058 AA07 AB04 DA06 DA09 DA17

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】両面研磨装置でワークピースを保持するた
めに使用されるキャリア材において、該キャリア材が、
熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂よりなる樹脂を、金
属製シートあるいはセラミックスシートからなるシート
類、あるいは金属繊維、セラミックス繊維、ガラス繊
維、カーボン繊維あるいは有機性の合成繊維から選ばれ
た素材のうち少なくとも一つよりなる布帛類を積層した
積層体にて補強した複合材料の薄板よりなるものであっ
て、前記熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂がコロイド
状金属酸化物微粒子およびまたは無機微粉末を内添した
ものであることを特徴とするキャリア材。
1. A carrier material used for holding a workpiece in a double-side polishing apparatus, wherein the carrier material comprises:
A resin made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin, a sheet made of a metal sheet or a ceramic sheet, or at least a material selected from metal fibers, ceramic fibers, glass fibers, carbon fibers, and organic synthetic fibers. A thin plate of a composite material reinforced by a laminate obtained by laminating one cloth, wherein the thermosetting resin or the thermoplastic resin internally contains colloidal metal oxide fine particles and / or inorganic fine powder. A carrier material characterized by being made.
【請求項2】請求項1に記載のキャリア材において、金
属製シート、セラミックスシートが貫通孔を有する多孔
性のものであることを特徴とするキャリア材。
2. The carrier material according to claim 1, wherein the metal sheet and the ceramic sheet are porous having through holes.
【請求項3】両面研磨装置でワークピースを保持するた
めに使用されるキャリア材において、該キャリア材が、
熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂よりなる樹脂を、コ
ロイド状金属酸化物、窒化物、炭化物あるいはその他の
無機質の微粒子のうち少なくとも一つを内添した有機性
の合成繊維を素材とした布帛を積層した積層体にて補強
した複合材料の薄板よりなるものであることを特徴とす
るキャリア材。
3. A carrier material used for holding a work piece in a double-side polishing apparatus, wherein the carrier material comprises:
Laminate a resin made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin, and fabric made of organic synthetic fibers into which at least one of colloidal metal oxides, nitrides, carbides, and other inorganic fine particles is added. A carrier material comprising a thin plate of a composite material reinforced with a laminated body.
【請求項4】金属製シートあるいはセラミックスシート
からなるシート類、あるいは金属繊維、セラミックス繊
維、ガラス繊維、カーボン繊維あるいは有機性の合成繊
維から選ばれた素材のうち少なくとも一つよりなる布帛
類のうち少なくとも一種に、コロイド状金属酸化物微粒
子およびまたは無機微粉末をその中に混合分散した熱硬
化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂のプレポリマーまたは前
駆体、あるいは、それらのポリマーの溶液あるいは融解
した液を含浸させ、それを複数枚積層して加圧加熱し、
然るのち成型することを特徴とする請求項第1項および
第2項記載のキャリア材の製造方法。
4. Sheets comprising metal sheets or ceramic sheets, or fabrics comprising at least one material selected from metal fibers, ceramic fibers, glass fibers, carbon fibers and organic synthetic fibers. Impregnated with at least one of a thermosetting resin or a thermoplastic resin prepolymer or precursor in which colloidal metal oxide fine particles and / or inorganic fine powder are mixed and dispersed therein, or a solution or a molten liquid of those polymers Let it be laminated, and press and heat it,
3. The method for producing a carrier material according to claim 1, further comprising molding.
【請求項5】請求項3における有機性の合成繊維がコロ
イド状金属酸化物、窒化物、炭化物あるいはその他の無
機質の微粒子のうち少なくとも一つが前記有機性の合成
繊維の原料ポリマー中に練り込まれた状態で紡糸したも
のであり、この有機性の合成繊維を素材とした布帛を、
熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂樹脂のプレポリマー
または前駆体、あるいはそのポリマーの溶解あるいは融
解した液を含浸させ、複数枚積層して加圧加熱し、然る
のち成型することを特徴とするキャリア材の製造方法。
5. The organic synthetic fiber according to claim 3, wherein at least one of colloidal metal oxides, nitrides, carbides and other inorganic fine particles is kneaded into the raw material polymer of said organic synthetic fiber. The fabric made from this organic synthetic fiber is
Carrier characterized by impregnating a thermosetting resin or a prepolymer or precursor of a thermoplastic resin, or a solution in which the polymer is dissolved or melted, laminating a plurality of layers, heating under pressure, and then molding. The method of manufacturing the material.
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