JP2003011070A - 研磨用砥石およびそれを利用した研磨方法 - Google Patents
研磨用砥石およびそれを利用した研磨方法Info
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- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
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Abstract
形状を有する被加工物の該複雑な形状部分の表面を研磨
するのに好適な研磨用砥石およびそれを使用した研磨方
法を提供する。 【解決手段】砥石台金11にダイヤモンド入り樹脂ファ
イバ12がブラシ状に植毛されていることを特徴とする
研磨用砥石10。
Description
部に代表されるような、複雑な形状を有する被加工物の
該複雑な形状部分の表面を研磨するのに最適な研磨用砥
石およびそれを使用した研磨方法に関する。
造用熱処理治具では、熱処理時のウエハのスリップ防止
が重要な課題となっている。ここでスリップ(「すべ
り」や「転位」とも称される)とは、顕微鏡で観察可能
な結晶欠陥からなる微小な段差がウエハに形成されるこ
とをいう。このようなスリップは、例えばウエハを10
00℃程度の高温で長時間熱処理したときに、ウエハと
治具とが接触している付近に発生しやすいことから、ウ
エハの自重による内部応力やウエハの面内温度不均一に
基づく熱歪応力などが原因となり発生するものと考えら
れている。
ップ対策という)として、特開2000−119079
号公報には、Si−SiC製の半導体熱処理部材につい
て半導体と接触する部位の表面粗さRaを0.2μm以
下にすること、そのための加工工程としてダイヤモンド
ブレードを溝加工を兼ねて使用することが提案されてい
る。しかし、前記公報にはダイヤモンドブレードの種類
や溝加工条件など具体的なことは何も提案されていな
い。
報にも熱処理用ボートの保持溝表面の山頂部と谷底部と
の垂直距離(表面粗さRyに相当)を10μm以下にす
ることが提案されているが、その手段については具体的
に記載されていない。
のスリップ対策に加えて高純度化対策も重要である。こ
のような高純度化対策として、1)耐熱性、耐食性に優
れる、2)金属不純物の含有量が極めて少ない、3)基
材内部の金属等の不純物の半導体ウエハへの拡散を抑制
できる、4)緻密質である等優れた特性を有することか
ら、治具の基材表面に化学蒸着法(以下、CVDという)
で膜(以下、CVD膜という)を形成することも行われ
ている。
大きさや個数は異なるもののCVD膜表面に突起が発生
することがある。CVD膜表面に形成される突起は、ス
リップの主要な原因と考えられており、スリップ対策と
して、突起をなくすためにCVD膜表面をなめらかにす
る方法(以下、表面を滑らかにすることを総称して研磨
という)が望まれている。
は、研磨も比較的容易である。しかし、ウエハボートの
溝部のような複雑な形状を有する被加工物に形成された
CVD膜の表面を研磨する手段は知られていない。例え
ば、ウエハボートの溝部に形成されたCVD膜の研磨手
段として、従来のダイヤモンドブレードを採用すると、
溝内にブレードを入れる過程で溝を構成する櫛の歯状部
に応力がかかり、前記櫛の歯状部の付け根付近にクラッ
クが発生しやすく、また膜厚が高々150μm以下と薄
いCVD膜を剥がし所望の膜厚を確保できないおそれも
あった。
トの溝部で代表されるような複雑な形状を有する被加工
物の該複雑な形状部分の表面を研磨するのに好適な研磨
用砥石およびそれを使用した研磨方法の提供を目的とす
る。
イヤモンド入り樹脂ファイバがブラシ状に植毛されてい
ることを特徴とする研磨用砥石とそれを使用した研磨方
法を提供する。
石という)は、砥石台金に、ダイヤモンド入り樹脂ファ
イバ(以下、単にファイバと略す)がブラシ状に植毛さ
れていることを特徴とする。本砥石において、砥石台金
の材質としては種々のものが使用できるが、金属である
と機械的強度に優れるため好ましく、ステンレス、アル
ミニウム、鋼材などが挙げられる。
面にファイバを直接植毛してブラシ状とするほかに、フ
ァイバでブラシ(例えば、試験管ブラシのブラシ部のよ
うなからまったワイヤにファイバが固定されている形
状)を構成し、それをさらに砥石台金に貼り付けるなど
の手段で固定することにより間接的に植毛してもよい。
ファイバの砥石台金への固定としては特に限定されるも
のではないが、接着、溶接、ハンダ付け、鋼線(ワイ
ヤ)による締結などが例示される。なお、本明細書にお
いて、ブラシ状に植毛とはファイバが密集した状態で植
毛されていることをいう。
に間隔を短くして植毛してもよいが、図1に示すように
円盤状の砥石台金11に小孔16を多数形成し、複数本
のファイバ12を束にして小孔16に入れても植毛し本
砥石10としてもよい。束ねるファイバ12の本数とし
ては、2〜100本程度が好ましく、5〜50本程度で
あるとさらに好ましく、10〜30本であると特に好ま
しい。束ねるファイバ12の本数が多すぎると剛性が高
くなり加工傷が発生するおそれがある。
は、束ねる本数に応じて適宜選択される。図1の場合、
ピッチは近接している2つの小孔16間の最小距離をい
う。束ねる本数が多いときはピッチを大きくし、束ねる
本数が少ないときはピッチを小さくする。ピッチが小さ
くなると研磨時の加工負荷が大きくなる傾向があること
から5mm以上が好ましく、5〜20mmであるとさら
に好ましい。ピッチは、本砥石内で一定でもよいし、ま
たは径方向と周方向で別々にするなどしてもよい。
ては、砥石台金11に直接接着剤で貼り付けて植毛する
方法やファイバ12を2つ以上に折り曲げてワイヤに引
っ掛け、ワイヤで締めて固定することにより植毛しても
よい。図1は、図示していないワイヤでファイバ12を
固定した例である。ファイバ12を束にして金属リング
で締めてこれを砥石台金11の小孔16に圧入したり、
金属リングを溶接等で固定してもよい。
してブラシ28とし、それをさらに砥石台金21の側面
に貼り付けて本砥石20とした例である。図3は、図2
で使用したブラシ38を砥石台金31の側面以外にも砥
石台金31に形成してある溝33にも固定して本砥石3
0とした例である。
の平面部分には小孔46を設けてファイバ42を図1と
同様の構成とし、側面部分には図2で使用したブラシ4
8を図3と同様の構成とし、両方の構成を複合させて本
砥石40とした例である。
しては、特に限定されるものではないが、硬度としなや
かさのバランスからナイロン樹脂などが例示される。フ
ァイバの直径も特に限定されるものではないが、直径
0.1〜1.5mmであると入手しやすいため好まし
い。ファイバの直径が0.1〜1.0mmであるとさら
に好ましく、0.1〜0.4mmであると特に好まし
い。
ないが、0.5〜10mmであると入手しやすいため好
ましい。ファイバの長さが1〜6mmであると加工性な
どの点でさらに好ましい。ファイバの直径を0.1〜
0.4mmとし、かつファイバの長さを1〜6mmとす
るとさらに好ましい。
の比を10〜30とすると研磨量と表面性状の制御がし
やすいため特に好ましい。好ましいファイバの形状の例
として長さ3mm、直径0.15mmの場合が例示され
る。
は必要な表面粗さに応じて適宜選択されるが、JIS
R6001(電気抵抗試験法)で規定される♯400〜
♯3000であると好ましい。ダイヤモンドの粒度が♯
400より粗いと加工面にキズが入るため好ましくな
く、またダイヤモンドの粒度を♯3000より細かくし
ても得られる表面粗度が飽和してくることと、砥石の製
作が難しくなることから好ましくない。
3000であると、ウエハボートのような溝を形成する
歯の先端部分を形状精度を損なうことなく、曲率半径が
0.2〜3mmの曲面状に面取り(以下、R面取りとい
う)しながら研磨できるためさらに好ましい。
ダイヤモンドの含有量としては、ファイバ中に5〜40
質量%であると好ましい。なお、ダイヤモンドの種類と
しては、特に限定されるものではなく、合成ダイヤモン
ドや天然ダイヤモンドが適宜使用できる。
は、鏡面研摩が要求される加工面が挙げられる。複雑な
形状を有する被加工物の該複雑な形状部分の表面を本砥
石を使用して研摩すると好適である。例えば、研摩面が
ウエハボートの溝部の表面である場合、該溝部は機械的
強度が弱く、しかも複雑な形状を有するため、本砥石で
研摩すると好ましい。
複雑な形状部分の表面であって、CVDによる蒸着膜や
PVDによる蒸着膜が形成されている面を本砥石で研摩
すると、特に本砥石の使用効果が発揮できるため好まし
い。表面がCVDで形成されたSiC膜で覆われている
SiC製ウエハボートの溝部表面が例示される。
は、ダイヤモンドの粒度を選定することにより制御可能
であるが、特にウエハなどと接触する面の表面粗さRy
が5μm以下であると平滑性に優れるため好ましく、表
面粗さRyが2μm以下であるとさらに好ましい。表面
粗さRyが1μm以下で、かつ表面粗さRaが0.1μ
m以下であると、ウエハのスリップ対策として特に好ま
しい。
には、研磨後の蒸着層の膜厚が20μm以上であると基
材の不純物拡散を防止するなど、CVD蒸着膜の機能を
損なわないため好ましい。
砥石の周速が100〜1500m/min、より好まし
くは300〜800m/min、砥石の送り速度が0.
5〜20mm/min、より好ましくは3〜10mm/
min、砥石の切り込み量が0.1〜5mm、であると
研磨面の表面粗さRyが1μm以下になりやすいので好
ましい。
す)4として、図5に示すように、溝(20×12×1
0mm)が、間隔10mmで4個形成されている、シリ
コン含浸−SiC製のブロック(30×12×100m
m)を複数個準備した。前記ブロックの一部は、CVD
装置に入れて表面にSiCのCVD膜を形成した。CV
D膜の膜厚は寸法変化から計算したところ60μmであ
った。またCVD膜表面の表面性状は表面粗さRa1.
5μm、表面粗さRy15μmであった。
3mmのアルミニウム製円盤からなる砥石台金11に直
径2.5mmの小穴16を図1に示すように開け、その
各穴には直径0.15mm、長さ3mmのナイロン樹脂
製ファイバ12(含有しているダイヤモンド;粒度♯2
000、含有量25質量%)10本が束ねて植毛されて
いる本砥石10を準備した。なお、ファイバ12はアル
ミニウム製円盤11からの突出している長さが約2mm
になるように金属製ワイヤ(図示せず)で固定してあ
る。また、小穴16と小穴16との間隔は約10mmと
した。
ル4の溝を形成する櫛の歯状部(以下、単に櫛の歯状部
という)5を使用して表1に示す各条件で3回湿式研磨
(切り込み量:1mm)をし、その加工後の表面性状
(表面粗さRa、表面粗さRy)を表面粗さ計(東京精
密社製、商品名:サーフコム)で測定した。また、加工
後の前記櫛の歯状部5の付け根付近を目視で観察し、ク
ラック等の欠陥がないことを確認した。
のCVD膜付きのサンプル4の代わりに、SiCのCV
D膜のないサンプル4(溝表面の表面性状;表面粗さR
a0.3μm、表面粗さRy3μm)を使用すること以
外は例1と同様にして加工した。ただし、加工条件は表
1の条件2とした。加工後の櫛の歯状部5の表面性状を
例1と同様にして測定したところRa0.1μm、Ry
1μmであった。
3に示すような、直径200mm、厚さ2mmのアルミ
ニウム製円盤からなる砥石台金31に径方向に幅5m
m、長さ70mmの溝33を4箇所形成し、溝を含めた
側面に、直径0.7mmのステンレス製ワイヤ37に直
径0.2mm、長さ2mmのナイロン樹脂製ファイバ3
2(含有しているダイヤモンド;粒度♯2000、含有
量25質量%)を多数植毛してある外径約5.5mmの
ブラシ38を貼り付けた砥石を準備した。
るサンプル4の櫛の歯状部5を表1の条件1で湿式加工
した。加工した櫛の歯状部5の表面性状を例1と同様に
して測定したところRa0.3μm、Ry1.5μmで
あった。
樹脂ファイバ12に含有しているダイヤモンドの粒度を
♯1000に変更した以外は例1と同様にして研磨し
た。ただし、加工条件は表1の条件2である。加工面の
表面性状を例1と同様にして測定したところRa0.2
μm、Ry1.5μmであった。
0の代わりに砥石台金にダイヤモンド砥粒をレジンボン
ドで接着したダイヤモンド砥石(♯1000)で研磨し
た。なお、加工条件は表1の条件2である。加工面の表
面性状を観察したところ、CVD膜の一部が剥離してい
るのが確認された。さらに櫛の歯状部5の付け根付近を
観察したところ一部に微細なクラックが入っているのが
確認された。これらの加工結果は従来の砥石では、溝の
ような複雑な形状をならいながら研磨するのが難しいこ
とを示している。
ン樹脂製ファイバ12を直径0.15mm、長さ3m
m、含有しているダイヤモンドの粒度;#2000、ダ
イヤモンド含有量25質量%から直径0.6mm、長さ
3mm、含有しているダイヤモンドの粒度;#400、
ダイヤモンド含有量35質量%に変更し、櫛の歯状部5
の先端部分を自動加工すること以外は例2にと同様にし
た。その結果、溝の形状精度を損なうことなく、前記先
端部分に曲率半径約1mmのR面取りの自動加工できる
ことが確認された。
ン樹脂ファイバ12を直径0.6mm、長さ3mm、含
有しているダイヤモンドの粒度;#400、ダイヤモン
ド含有量35質量%から直径1mm、長さ3mm、含有
しているダイヤモンドの粒度;#800、ダイヤモンド
含有量30質量%に変更する以外は例6と同様にした。
その結果、例6と同様に、溝の形状精度を損なうことな
く、前記先端部分に曲率半径約1mmのR面取りの自動
加工できることが確認された。
ン樹脂ファイバ12を直径0.6mm、長さ3mm、含
有しているダイヤモンドの粒度;#400、ダイヤモン
ド含有量35質量%から直径1mm、長さ3mm、含有
しているダイヤモンドの粒度;#240、ダイヤモンド
含有量35質量%に変更する以外は例6と同様にした。
その結果、例6と同様に前記先端部分に曲率半径約1m
mのR面取りの自動加工できることが確認されたが、溝
の形状精度は例6よりやや劣っていた。
を有する被加工物の表面をならいながら鏡面に研磨でき
る。例えば、研摩面がウエハボートの溝部のような機械
的強度が低く、しかも複雑な形状部の表面であっても鏡
面に研磨できる。また、研磨時の加工負荷が小さいため
加工面へのダメージがない。さらに、本砥石を使用した
研磨方法は、ならい加工であるため研磨代が少なくてす
み、形状精度を維持しながら鏡面に研磨できる利点もあ
る。
も、加工ダメージを与えることなく、しかも研摩代を少
なくして研摩できるため、CVD膜厚を確保しながら鏡
面に研摩できる。その際、CVD蒸着面に固有の問題で
ある突起を除去できるため、特に表面粗さRyを小さく
できる。したがって、特に、本砥石で加工したウエハボ
ートを使用することによりスリップ対策に効果がある。
形成する歯の先端部分に曲率半径0.2〜3mmのR面
取りを自動加工で精度よくできる利点もある。
接植毛されている本砥石10の例。(a)は本砥石10
の概略平面図。(b)は(a)のA−A断面図。
8とし、該ブラシ28を砥石台金21の側面に固定して
ある本砥石20の例。(a)は本砥石20の概略平面
図。(b)は(a)の断面図。
と溝に固定してある本砥石30の例。
40の例。(a)は本砥石40の概略平面図。(b)は
(a)のB−B断面図。
Claims (9)
- 【請求項1】砥石台金にダイヤモンド入り樹脂ファイバ
がブラシ状に植毛されていることを特徴とする研磨用砥
石。 - 【請求項2】前記ダイヤモンド入り樹脂ファイバの少く
とも一部が束状で植毛されている請求項1記載の研磨用
砥石。 - 【請求項3】前記ダイヤモンドの粒度がJIS R60
01で規定される#400〜#3000である請求項1
または2記載の研磨用砥石。 - 【請求項4】前記樹脂ファイバがナイロン樹脂製であ
り、かつナイロン樹脂ファイバの直径が0.1〜1.5
mmである請求項3記載の研磨用砥石。 - 【請求項5】前記ナイロン樹脂ファイバの長さが0.5
〜10mmである請求項4記載の研磨用砥石。 - 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載された研磨
用砥石を使用して研摩することを特徴とする研磨方法。 - 【請求項7】研磨面の表面粗さRyを5μm以下にする
請求項6記載の研磨方法。 - 【請求項8】請求項7記載の研磨方法でウエハボートの
溝部を研磨することを特徴とするウエハボートの研磨方
法。 - 【請求項9】請求項7記載の研磨方法でウエハボードの
溝部を形成する歯の先端部分を曲率半径0.2〜3mm
にR面取りしながら研磨することを特徴とするウエハボ
ードの研磨方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002120803A JP2003011070A (ja) | 2001-04-25 | 2002-04-23 | 研磨用砥石およびそれを利用した研磨方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-127978 | 2001-04-25 | ||
| JP2001127978 | 2001-04-25 | ||
| JP2002120803A JP2003011070A (ja) | 2001-04-25 | 2002-04-23 | 研磨用砥石およびそれを利用した研磨方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003011070A true JP2003011070A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=26614208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002120803A Pending JP2003011070A (ja) | 2001-04-25 | 2002-04-23 | 研磨用砥石およびそれを利用した研磨方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003011070A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012205864A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Minoru Muroie | 回転ブラシ及び作業機 |
| JP2018104737A (ja) * | 2016-12-22 | 2018-07-05 | クアーズテック株式会社 | 縦型ウエハボートの製造方法 |
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| JPS63764U (ja) * | 1986-06-17 | 1988-01-06 | ||
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-
2002
- 2002-04-23 JP JP2002120803A patent/JP2003011070A/ja active Pending
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