特許 7356709 ワークキャリア及びワークキャリアの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-27

(45)【発行日】2023-10-05

(54)【発明の名称】ワークキャリア及びワークキャリアの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/27 20120101AFI20230928BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

B24B37/27

H01L21/304 622G

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019217090

(22)【出願日】2019-11-29

(65)【公開番号】P2020192665

(43)【公開日】2020-12-03

【審査請求日】2022-05-26

(31)【優先権主張番号】P 2019098599

(32)【優先日】2019-05-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000107745

【氏名又は名称】スピードファム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三橋 伸一

(72)【発明者】

【氏名】山谷 昭彦

【審査官】亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１１７６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１５８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０９２８８９９５（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ３７／２７

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャリア基板に形成されたワーク保持孔の内周面に沿って熱可塑性樹脂による樹脂インサート部が連続して環状に設けられたワークキャリアであって、
前記ワーク保持孔には、周方向に間隔を置いて平面視で開放側が狭い台形状の凹部が形成されるとともに、前記凹部に前記樹脂インサート部が接着剤を介することなく密着して形成されていて、
前記凹部の高さが0.5mm以上2.9mm未満であることを特徴とするワークキャリア。

【請求項2】

前記凹部の斜辺と前記ワーク保持孔の周方向とが前記凹部の外側になす角が60°より大きく90°未満であることを特徴とする請求項１に記載のワークキャリア。

【請求項3】

前記ワーク保持孔には、周方向に交互に、表裏方向に対する傾斜が反対となる正傾斜面と負傾斜面とが連続して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のワークキャリア。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載のワークキャリアの製造方法であって、
前記キャリア基板に前記ワーク保持孔を穿孔するために切断加工をする工程と、
前記ワーク保持孔に対して射出成形によって樹脂インサート部を設ける工程とを備えたことを特徴とするワークキャリアの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シリコンウェーハ、ガラス、セラミックス、水晶等の薄板状のワークを研磨装置によって研磨加工する際に、ワークの保持に使用されるワークキャリア及びワークキャリアの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

シリコンウェーハなどのワークの両面又は片面を研磨装置によって研磨加工する際に、ワーク保持孔を有するワークキャリアにワークを保持させることが知られている（特許文献１－３など参照）。

【0003】

ワークキャリアの本体となるキャリア基板は、ＳＫ鋼やステンレス鋼といった硬質の金属素材によって形成されているため、キャリア基板に穿孔されたワーク保持孔に直接、ワークを保持させると、研磨加工中にワークがワーク保持孔の内周面に接触し、ワークに割れや欠けなどの損傷が生じるおそれがある。

【0004】

そこで、特許文献１－３に開示されているように、ワーク保持孔の内周面に沿って合成樹脂製の軟質のインサートを取り付け、研磨加工中のワークの損傷を防ぐ処理が行われている。

【0005】

一方、研磨加工による摩耗や変形は硬質のキャリア基板よりも軟質の樹脂インサートの方が起きやすいため、特許文献１では、キャリア基板から張り出される樹脂インサートの幅を狭くすることでワーク保持孔側に露出する面積を少なくして、樹脂インサートの摩耗を減らしている。

【0006】

また、特許文献２には、キャリア基板のあり溝に樹脂インサートのありほぞを着脱自在に嵌合させる構成において、嵌合の強度を調整するために、あり溝とありほぞとの間に隙間を設けることが記載されている。

【0007】

また、特許文献３には、キャリア基板のワーク保持孔の内周面に沿って樹脂インサートを設ける方法として、予め成形された樹脂インサートを嵌め込む方式と射出成形による方式とがあることを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１０－１７９３７５号公報

【文献】特開２００３－３４０７１１号公報

【文献】特開２０１８－１４４２２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら射出成形によって樹脂インサートを設ける場合、キャリア基板のワーク保持孔の内周面に沿って設けられたあり溝に流し込まれた高温の合成樹脂材は、その後、冷えて固まる際にワーク保持孔の中心に向けて収縮する。このとき、あり溝に充填された合成樹脂材との引っ掛かりによりキャリア基板の母材が引っ張られて、キャリア基板に反りやひずみが生じるおそれがある。すなわち温度変化によって樹脂インサートの収縮量がキャリア基板の収縮量より大きくなると、キャリア基板が変形する可能性がある。

【0010】

そこで、本発明は、キャリア基板に密着した樹脂インサート部に温度変化が起きた場合でも、キャリア基板に変形が生じにくいワークキャリア及びワークキャリアの製造方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記目的を達成するために、本発明のワークキャリアは、キャリア基板に形成されたワーク保持孔の内周面に沿って樹脂インサート部が設けられたワークキャリアであって、前記ワーク保持孔には、周方向に間隔を置いて平面視で開放側が狭い台形状の凹部が形成されるとともに、前記凹部に前記樹脂インサート部が密着して形成されていて、前記凹部の高さが0.5mm以上2.9mm未満であることを特徴とする。

【0012】

ここで、前記凹部の斜辺と前記ワーク保持孔の周方向とが前記凹部の外側になす角が60°より大きく90°未満であることが好ましい。また、前記ワーク保持孔には、周方向に交互に、表裏方向に対する傾斜が反対となる正傾斜面と負傾斜面とが連続して形成されている構成とすることができる。

【0013】

さらに、ワークキャリアの製造方法の発明は、上記いずれかのワークキャリアの製造方法であって、前記キャリア基板に前記ワーク保持孔を穿孔するために切断加工をする工程と、前記ワーク保持孔に対して射出成形によって樹脂インサート部を設ける工程とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

このように構成された本発明のワークキャリアは、キャリア基板のワーク保持孔の周方向に間隔を置いて形成される平面視台形状の凹部に、樹脂インサート部が密着して形成されている。そして、この凹部の高さは、0.5mm以上2.9mm未満に設定されている。

【0015】

要するに、凹部の高さが従来のあり溝の高さよりも低く設定されているため、射出成形などによってキャリア基板に密着した樹脂インサート部に温度変化が起きた場合でも、凹部に充填された合成樹脂材の収縮量を抑えることができ、キャリア基板に変形が生じにくい構成とすることができる。

【0016】

また、凹部の斜辺とワーク保持孔の周方向とがなす角を60°より大きく90°未満にすることで、凹部における引っ掛かりを確保しつつ、キャリア基板の母材に生じる引張力を抑えることができる。

【0017】

さらに、ワーク保持孔の周方向に交互に、表裏方向に対する傾斜が反対となる正傾斜面と負傾斜面とを連続して形成することで、キャリア基板の表裏いずれの方向に対しても樹脂インサート部がワーク保持孔から脱落することを防止することができる。

【0018】

そして、ワークキャリアの製造方法の発明では、射出成形によって樹脂インサート部を設けることで、キャリア基板と樹脂インサート部との一体性が高いワークキャリアを容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施の形態のワークキャリアの構成を従来と比較して説明する拡大平面図である。

【図2】ワークキャリアの概略構成を説明する平面図である。

【図3】表加工と裏加工を説明するためにワークキャリアのワーク保持孔の内周面付近を拡大して説明する平面図である。

【図4】ワーク保持孔の内周面に樹脂インサート部を設けた状態で正傾斜面及び負傾斜面を説明する図であって、（ａ）は図３のＡ－Ａ矢視方向で見た断面図、（ｂ）は図３のＢ－Ｂ矢視方向で見た断面図である。

【図5】本実施の形態のワークキャリアの製造方法の工程を説明するフローチャートである。

【図6】射出成形の工程を説明するための模式図である。

【図7】射出成形後に樹脂インサート部が収縮する際に生じる力を示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１，２は、本実施の形態のワークキャリア１０の構成を説明する図であって、図２が全体の概略構成を示し、図１が従来と比較して説明するためにワーク保持孔２の内周面付近を拡大して示している。

【0021】

ワークキャリア１０は、シリコンウェーハやガラスなどのワークの両面又は片面を研磨加工する平面研磨装置に装着して使用される。例えばワークの両面を研磨加工する平面研磨装置は、定盤である上定盤及び下定盤と、この上定盤及び下定盤の中心部に回転自在に配置されたサンギアと、上定盤及び下定盤の外周側に配置されたインターナルギアとを備えている。

【0022】

そして、図２に示すようなワークキャリア１０は、平面研磨装置の上定盤と下定盤との間に配置される。
ワークキャリア１０は、例えば金属製のキャリア基板１によって円板状の本体が形成される。このキャリア基板１には、例えば円形のワーク保持孔２，・・・と研磨剤供給孔１２，・・・とが穿孔される。そして、ワーク保持孔２の内周面に沿って樹脂インサート部３が設けられる。

【0023】

このワークキャリア１０には、外縁となる外形部１１にサンギア及びインターナルギアに噛合する歯部（図示省略）が設けられており、サンギア及びインターナルギアの回転により自転及び公転していくようになっている。そして、ワークキャリア１０の自転及び公転により、ワークキャリア１０のワーク保持孔２内に配置されたワークの両面が研磨される。

【0024】

キャリア基板１は、例えば金属板から円板状に切り出される。金属板としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、高炭素クロム軸受鋼、炭素工具鋼（ＳＫ鋼）、高速度工具鋼、合金工具鋼、高張力鋼、チタンなどが使用できる。また、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などの合成樹脂材によって、キャリア基板１を成形することもできる。

【0025】

一方、樹脂インサート部３は、合成樹脂材によって成形される。合成樹脂材には、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂などが使用できる。
ポリアミド樹脂は、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１０などの脂肪族ポリアミド樹脂、及びポリアミドＭＸＤ６などの芳香族ポリアミド樹脂が使用できる。
ポリエステル樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキシルジメチルテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンジメチルナフタレート、ポリトリメチレンナフタレートなど、二価脂肪族アルコールと芳香族ジカルボン酸が縮重合したポリアルキレンテレフタレート及びポリアルキレンナフタレートなどの樹脂が使用できる。さらには、ビスフェノールＡなどの二価フェノールとイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸からなる全芳香族ポリエステル樹脂も使用できる。
また、変性ポリフェニレンエーテル樹脂のような複数の樹脂を混合したポリマーアロイも使用できる。さらに、上述の樹脂とアラミド繊維などの繊維を複合した繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）であっても使用できる。後述するように射出成形によって樹脂インサート部３を設ける場合には、熱可塑性樹脂が使用される。

【0026】

本実施の形態のワーク保持孔２の内周面には、樹脂インサート部３との一体性を高めるために、図１に示すように、周方向に凹凸が連続して形成される。例えば凹凸は、キャリア基板１側に窪む凹部２１を周方向に間隔を置いて設けることによって形成される。この場合、凹部２１が設けられずにキャリア基板１の残った母材部分が、ワーク保持孔２の中心側に突出する凸部となる。

【0027】

図１に示した凹部２１は、平面視で開放側（ワーク保持孔２の中心側）が狭い台形状（楔状）に形成される。言い換えると凹部２１は、平面視で奥側（キャリア基板１側）が広い台形状に形成される。

【0028】

この凹部２１は、開放側が狭い台形状であればすべてが違う平面形状であってもよいが、本実施の形態では、ほぼ同じ平面形状の凹部２１が周方向に等間隔で繰り返し形成される場合について説明する。

【0029】

続いて、本実施の形態のワークキャリア１０の凹部２１の形状の詳細を説明するために、図１に示したような、従来の一般的な凹部ａ２１の形状と比較しながらの説明を行う。

【0030】

従来のキャリア基板ａ１に設けられる一般的な凹部ａ２１の形状は、平面視では開放側が狭い台形状に形成されるが、本実施の形態の凹部２１と比べて大きく形成されている。すなわち、ワーク保持孔ａ２の径方向となる高さＨａは、2.9mm以上となるのが一般的である。

【0031】

また、ワーク保持孔ａ２の周方向と凹部ａ２１の斜辺ａ２１１とがなす角θａは、60°以下に設定されていた。すなわち、樹脂インサート部ａ３とキャリア基板ａ１との嵌合力を高めるために、凹部ａ２１の高さＨａを高くするとともに、引っ掛かりが強くなるように、斜辺ａ２１１の角度（θａ）を小さくして、引き抜きが起きにくくなる形状にしていた。

【0032】

これに対して本実施の形態のワーク保持孔２の周辺のキャリア基板１に設けられる凹部２１は、ワーク保持孔２の中心側への樹脂インサート部３の抜け落ちが起きない程度に、結合力（嵌合力）が弱くなる形状に形成されている。

【0033】

すなわち、凹部２１の高さＨは、0.5mm以上2.9mm未満に設定され、従来の高さＨａと比べて低くなっている。例えば、凹部２１の高さＨを、1.0mmから2.0mm程度、好ましくは1.5mmから1.7mm程度に設定する。

【0034】

さらに、凹部２１の斜辺２１１とワーク保持孔２の周方向とが凹部２１の外側になす角θは、60°より大きく90°未満に設定され、従来のなす角θａと比べて起き上がった角度になっている。例えば、斜辺２１１とワーク保持孔２の周方向とがなす角θを、65°から70°程度に設定する。

【0035】

すなわち、凹部２１の高さＨを従来よりも低くすることによって、凹部２１に充填される樹脂インサート部３の合成樹脂材の量を少なくしている。また、斜辺２１１とワーク保持孔２の周方向とがなす角θを従来よりも大きくすることによって、樹脂インサート部３がワーク保持孔２の中心側に引っ張られた際に、キャリア基板１に作用する力が低減されるようにしている。このような凹部２１の形状にしたことによる作用の詳細については、後述する。

【0036】

ここで、本実施の形態のワークキャリア１０のキャリア基板１には、ワーク保持孔２の周方向に沿って、キャリア基板１の表裏方向への樹脂インサート部３の脱落を防止するための加工が施される。以下では、脱落防止手段の一例について図３，４を参照しながら説明するが、この構成に限定されるものではなく、ワーク保持孔の径方向の断面形状が、凹形状、凸形状、階段形状などとなるようにキャリア基板の内周面を加工する公知の脱落防止手段を適用することもできる。

【0037】

図３には、ワークキャリア１０のワーク保持孔２の内周面付近を拡大して平面図で示している。図３のＡ－Ａ矢視方向で見た図４（ａ）の断面図に示したように、ワーク保持孔２の中心側となる内周面は、キャリア基板１の表裏方向に対して傾斜面となっている。そこで、表側から裏側に向けてキャリア基板１が広がる傾斜面を、正傾斜面２２Ａとする。

【0038】

そして、正傾斜面２２Ａが形成される範囲を、図３では「表加工」として示した。この「表加工」の範囲には、２つの凹部２１，２１が設けられていて、凹部２１と凹部２１，２１間のワーク保持孔２側に露出する側面には、連続して正傾斜面２２Ａが設けられる。なお、１箇所の表加工の範囲に２つと説明した凹部２１の数は例示であって、これに限定されるものではなく、凹部２１の数は任意に設定することができる。

【0039】

一方、図３のＢ－Ｂ矢視方向で見た図４（ｂ）の断面図に示したように、図３に「裏加工」と示した範囲の内周面も、キャリア基板１の表裏方向に対して傾斜面となっている。そこで、表側から裏側に向けてキャリア基板１が狭くなる傾斜面を、負傾斜面２２Ｂとする。

【0040】

ここで図４は、図３の断面に樹脂インサート部３の構成を加えた断面図となっている。樹脂インサート部３は、正傾斜面２２Ａと負傾斜面２２Ｂとにそれぞれ密着して形成される。すなわち、キャリア基板１側に正傾斜面２２Ａが設けられた箇所では、樹脂インサート部３の密着させる対峙面は負傾斜面３２Ｂとなる（図４（ａ）参照）。

【0041】

一方、キャリア基板１側に負傾斜面２２Ｂが設けられた箇所では、樹脂インサート部３の密着させる対峙面は正傾斜面３２Ａとなる（図４（ｂ）参照）。なお、樹脂インサート部３のワーク保持孔２の中心側に形成される内側面３１は、すべて鉛直面となる。

【0042】

また、参考までに図３及び図４には、従来の凹部ａ２１の形状を２点鎖線で示した。図４（ａ）及び図４（ｂ）を見ると明らかなように、従来の凹部ａ２１の傾斜面の位置は、本実施の形態のワークキャリア１０の凹部２１の傾斜面（２２Ａ，２２Ｂ）の位置よりも、大幅にキャリア基板１の内部側に設けられることになる。

【0043】

次に、本実施の形態のワークキャリア１０の製造方法について、図５，６を参照しながら説明する。
まず、レーザー切断加工機に金属板を設置し、金属板を表側から切断加工する（ステップＳ１）。ここで、金属板の「表側」とは、最初に切断加工が行われる表面を指し、反対側の面を「裏側」とする。また以下では、表側からの切断加工を「表加工」、裏側からの切断加工を「裏加工」と、省略した用語で説明する場合もある。

【0044】

レーザー切断加工機によってレーザー加工を行うと、その切断面は、表側から裏側に向けて広がる傾斜面となる（図４（ａ）参照）。ステップＳ１では、図３に示す「表加工」の範囲の切断加工を行う。この表加工によって形成される傾斜面が正傾斜面２２Ａとなる。

【0045】

そして、裏加工の領域に到達した時点で、一旦切断加工を中断し、レーザー光を照射させる位置を、裏加工領域を挟んで隣接する次の表加工領域の始点まで移動させる。このように断続的な表加工領域の切断加工を、ワーク保持孔２の周方向に間隔を置いて行う。

【0046】

図２に示したワークキャリア１０の場合では、キャリア基板１のすべてのワーク保持孔２に表加工領域の切断加工が行われる。そして、金属板を反転させ、金属板の裏側からの切断加工の工程に移行する（ステップＳ２）。

【0047】

レーザー切断加工機に裏側にした金属板を設置すると、ステップＳ１において切断された切断線が周方向に間隔を置いて現れる。裏加工では、断続的な切断線を繋ぐ切断加工を行うことで、すべてのワーク保持孔２を切り出す。

【0048】

裏加工においても、切断面は、裏側から表側に向けて広がる傾斜面に形成される（図４（ｂ）参照）。この裏加工によって形成される傾斜面が負傾斜面２２Ｂとなる。

【0049】

そして、表加工による切断線に到達した時点で、一旦切断加工を中断し、レーザー光を照射させる位置を、表加工領域を挟んで隣接する次の裏加工領域の始点まで移動させる。このように断続的な裏加工領域の切断加工を、ワーク保持孔２の切断線が１周して繋がるまで行う。

【0050】

また、ステップＳ２において、外形部１１及び研磨剤供給孔１２などの切断加工も行う。そして、キャリア基板１の厚さを調整するラッピング加工及びポリッシュ加工を行う（ステップＳ３）。

【0051】

このようにして成形されたキャリア基板１のワーク保持孔２，・・・の内周面に対して、ステップＳ４の工程では、樹脂インサート部３，・・・をそれぞれ設ける。樹脂インサート部３は、合成樹脂材の射出成形によって設けられる。

【0052】

図６に、射出成形の工程を説明するための模式図を示した。射出成形機４は、キャリア基板１の例えば表面を接触させる金型４１Ａと、反対側の裏面を接触させる金型４１Ｂと、合成樹脂材の投入口４３とを備えている。

【0053】

射出成形機４に一方の金型４１Ａをセットし、金型４１Ａから突出した位置決めピン４２をキャリア基板１の位置決め孔１３（図７参照）に挿し込みながら、キャリア基板１の表面を金型４１Ａに密着させる。また、樹脂インサート部３を設けるために空洞としておく必要のある箇所を除いたワーク保持孔２の領域には、内型枠４５を配置する。

【0054】

続いて、キャリア基板１の裏面に対して、もう一方の金型４１Ｂを押し当てる。すなわち、２つの金型４１Ａ，４１Ｂの間にキャリア基板１を介在させる。このようにして射出成形機４にキャリア基板１をセットした際には、投入口４３から延びる注入経路４４の分岐路４４１の先端は、樹脂インサート部３を設けるために設けられた空洞に繋がることになる。

【0055】

そこで、投入口４３に加熱溶融させた合成樹脂材を投入すると、注入経路４４と分岐路４４１を流下した合成樹脂材が、樹脂インサート部３となる空洞に射出注入されることになる。

【0056】

そして、射出注入された合成樹脂材を冷却によって固化させることで、樹脂インサート部３の射出成形が行われたことになる。なお、内型枠４５を内側面３１の位置に合わせて設置していない場合は、射出成形後に内側面３１を形成するための切断加工が行われる。

【0057】

このようにして射出成形を行うと、射出注入された高温の合成樹脂材が冷えて固まる際に急激な温度変化が生じることになる。図７は、射出成形後に一般的な樹脂インサート部ａ３が冷却によって収縮する際に生じる力を説明するための模式図である。

【0058】

ここで、キャリア基板ａ１と樹脂インサート部ａ３とは熱膨張係数が異なっているため、温度変化に対する変形量が異なっている。さらに、凹部ａ２１に充填された合成樹脂材の収縮量がキャリア基板ａ１の収縮量より大きくなると、凹部ａ２１周辺のキャリア母材が引っ張られることになる。凹部ａ２１周辺のキャリア母材は切り欠かれて弱くなっているため、ここに大きな引張力が生じると、キャリア基板ａ１全体に反りやゆがみが生じるおそれがある。

【0059】

このようにして生じる引張力は、本実施の形態のワークキャリア１０のように、凹部２１の高さＨを低くして収縮量を少なくすることで低減させることができる。また、凹部２１に充填された合成樹脂材に収縮が起きても、凹部２１の斜辺２１１における引っ掛かりの力が小さければ、キャリア基板１の母材に生じる引張力も少なくすることができる。要するに、凹部２１の高さＨを低くして、ワーク保持孔２の周方向と斜辺２１１とがなす角θを大きくすることで、キャリア母材が引っ張られて、キャリア基板１全体に反りやひずみが生じて変形することを防ぐことができるようになる。

【0060】

次に、本実施の形態のワークキャリア１０及びワークキャリア１０の製造方法の作用について説明する。
このように構成された本実施の形態のワークキャリア１０は、キャリア基板１のワーク保持孔２の周方向に間隔を置いて形成される平面視台形状の凹部２１に、樹脂インサート部３が密着して形成されている。

【0061】

そして、この凹部２１の高さＨは、0.5mm以上2.9mm未満に設定され、従来の凹部ａ２１の高さＨａよりも低く形成されている。凹部２１の高さＨが低くなると、射出成形時に高温となった合成樹脂材が冷却されて収縮する際の収縮量が抑えられるため、樹脂インサート部３に密着したキャリア基板１に作用する引張力も低減されることになる。この結果、キャリア基板１に反りやひずみなどの変形が起きにくくなる。

【0062】

特に、凹部２１の斜辺２１１とワーク保持孔２の周方向とがなす角θを60°より大きくすることで、角度が小さい場合と比べて斜辺２１１の引っ掛かりが弱くなって抜け出しやすくなるため、キャリア母材に作用する引張力を抑えることができる。ここで、なす角θは、90°未満に設定されていれば、凹部２１に充填された合成樹脂材の最低限の引っ掛かりは確保することができる。

【0063】

また、ワーク保持孔２の周方向に交互に、表裏方向に対する傾斜が反対となる正傾斜面２２Ａと負傾斜面２２Ｂとが連続して形成され、それらの傾斜面（２２Ａ，２２Ｂ）に密着して樹脂インサート部３が設けられる。

【0064】

このように傾斜が反対となる正傾斜面２２Ａと負傾斜面２２Ｂとが設けられることにより、キャリア基板１の表裏いずれの方向に対しても樹脂インサート部３がワーク保持孔２から脱落することを防止できるようになる。
すなわち、射出成形によって樹脂インサート部３を設けた場合、冷却して固化させた際に収縮が起きるが、両方向の傾斜面（２２Ａ，２２Ｂ）が設けられていれば、樹脂インサート部３が多少収縮したとしても脱落を防ぐことができる。

【0065】

また、正傾斜面２２Ａと負傾斜面２２Ｂがワーク保持孔２の周方向に連続して設けられることで、樹脂インサート部３の対峙面、つまりワーク保持孔２の内周面と接する面が正傾斜面２２Ａと負傾斜面２２Ｂにより全周にわたり支持されることになって、ワーク保持孔２が樹脂インサート部３を保持する保持力を高めることができる。

【0066】

さらに、ワーク保持孔２の周方向に間隔を置いて凹部２１，・・・が形成されることによって、それによる嵌合と正傾斜面２２Ａ及び負傾斜面２２Ｂとの相乗効果により、キャリア基板１と樹脂インサート部３との一体性が高いワークキャリア１０とすることができる。

【0067】

そして、本実施の形態のワークキャリア１０の製造方法であれば、射出成形によって樹脂インサート部３を設けるので、キャリア基板１と樹脂インサート部３との一体性が高いワークキャリア１０を容易に製造することができる。

【0068】

また、切断加工が行われると、キャリア基板１には応力や加工熱が作用して反りやうねりなどの加工ひずみが発生することがあるが、表側と裏側の両方から切断加工を行うことで、加工ひずみを相殺させて減少させることができる。特に、ワーク保持孔２の周方向に等間隔で表加工と裏加工とを交互に繰り返すことで、より平坦度の高いキャリア基板１に加工することができる。

【実施例1】

【0069】

以下、本実施例１では、前記実施の形態で説明したワークキャリア１０の変形の有無を確認するために行った実験の結果について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を用いて説明する。

【0070】

本実施例１では、ワークキャリア１０のキャリア基板１に形成される凹部２１の高さＨ（図１参照）を0.4mmから2.9mmまで変化させるとともに、凹部２１の斜辺２１１とワーク保持孔２の周方向とが凹部２１の外側になす角θ（以下、「角度θ」という。）を60°から90°まで変化させた各ケースについて確認を行った。

【0071】

要するに、凹部２１の高さＨと角度θを変数にして、キャリア基板１に変形が発生するか否かを、白色光の照明下において光の反射状態を確認するという目視評価で行った。

【0072】

実験を行ったワークキャリア１０は、前記実施の形態で説明したワークキャリア１０の製造方法によって製作した。以下表１に、実験結果を示した。

【表1】

【0073】

上記した凹部２１の高さＨと角度θとの組み合わせは７２通りあり、すべての組み合わせを確認することは現実的に出来ないので、実験を行わなかった組み合わせについては「－」印を付した。また、高さＨが0.4mmの場合は、キャリア基板１のワーク保持孔２に設けられた凹部２１における樹脂インサート部３の嵌合力が小さくなりすぎて不安定になるため、実験を行わなかった。さらに、角度θが90°の場合は、凹部２１における引っ掛かりが発生せず、キャリア基板１に引張力が生じないため実験を行わなかった。

【0074】

表１に示した実験結果の「〇」印は、キャリア基板１に変形が発生せず一様に光が反射しているという評価が得られたケースである。また、実験結果の「×」印は、変形が認められたケースである。そして、実験結果の「△」印は、わずかに変形が認められたケースである。

【0075】

表１を見ると、凹部２１の高さＨが0.5mm，1.0mm，1.5mm，1.7mm及び2.0mmに設定されたキャリア基板１では、すべての角度θにおいて変形は認められなかった。これは、凹部２１における樹脂インサート部３の収縮量が少ないため、キャリア基板１の変形が発生しなかったものと考えられる。

【0076】

また、凹部２１の高さＨが2.9mmに設定されたキャリア基板１については、角度θが85°では変形が認められなかったものの、角度θが70°と60°のキャリア基板１では変形が認められた。要するに、凹部２１の高さＨが高くて樹脂インサート部３の収縮量が増加する場合でも、楔となる角度θによる引っ掛かりの力が小さければキャリア母材に生じる引張力が小さくなって、キャリア基板１に変形が発生しなかったものと考えられる。一方で、角度θが70°と60°のキャリア基板１は、引っ掛かりの力が大きく働くためにキャリア基板１の変形が見受けられた。

【0077】

これらの結果から判断すると、凹部２１の高さＨは、0.5mm以上2.9mm以下であれば変形が発生しないケースがあり、2.9mm未満であれば変形が起きにくくなるとともに、0.5mmから2.0mmの間であれば、いずれの角度θでも変形が起きないと言える。

【0078】

また、角度θは、60°以上90°未満であれば変形が発生しないケースがあり、角度θが60°で凹部２１の高さＨが2.8mmのときにわずかに変形が生じるので、高さＨが2.9mm未満で、かつ角度θが60°より大きく90°未満に設定されることが好ましいと言える。

【0079】

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態及び実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

【0080】

例えば前記実施の形態では、ワーク保持孔２が円形のワークキャリア１０について説明したが、これに限定されるものではない。例えば長方形（正方形を含む）のワーク保持孔を有するワークキャリアに対しても本発明を適用することができる。さらに、ワーク保持孔は、円形及び長方形以外の別の形状であってもよい。

【0081】

また、前記実施の形態では、キャリア基板１をレーザー加工により切断加工する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ウォータージェット加工、ワイヤー加工など凹部２１が形成できる切断加工であればよい。

【0082】

ウォータージェット加工は、高圧水をノズルより噴出させて行われる切断加工で、傾斜面を形成しつつ精密な切断を行うことができる。また、水に研磨材を添加することで、硬質の材料であっても切断が可能になる。
ワイヤー加工は、ワイヤー線とキャリア基板との間に電圧を印加し放電を起して行われる切断加工で、傾斜面を形成しつつ精密な切断を行うことができる。

【0083】

また、前記実施の形態では、ワーク保持孔２の内周面の全周に等間隔で凹部２１が形成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、凹部２１は周方向に任意の間隔を置いて断続的に設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0084】

１０ ：ワークキャリア
１ ：キャリア基板
２ ：ワーク保持孔
２１ ：凹部
２１１ ：斜辺
２２Ａ ：正傾斜面
２２Ｂ ：負傾斜面
３ ：樹脂インサート部
Ｈ ：高さ
θ ：なす角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】