JP2010082703A - Cushion sheet for polishing pad - Google Patents
Cushion sheet for polishing pad Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010082703A JP2010082703A JP2008250980A JP2008250980A JP2010082703A JP 2010082703 A JP2010082703 A JP 2010082703A JP 2008250980 A JP2008250980 A JP 2008250980A JP 2008250980 A JP2008250980 A JP 2008250980A JP 2010082703 A JP2010082703 A JP 2010082703A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- sheet
- cushion sheet
- polyurethane
- cushion
- 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.)
- Pending
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 193
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 72
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 72
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 35
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 25
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 25
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 6
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 5
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 abstract description 86
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 abstract description 86
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 51
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 48
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 42
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 33
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 description 25
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 11
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 9
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 9
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 3
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 3
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003522 acrylic cement Substances 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 2
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004807 desolvation Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Description
本発明は研磨パッドにクッション性を付与するためのクッションシートに係り、特に、湿式成膜された発泡構造のクッションシートに関する。 The present invention relates to a cushion sheet for imparting cushioning properties to a polishing pad, and more particularly, to a cushion sheet having a foam structure formed by wet film formation.
光学材料やシリコンウェハ、ハードディスク基板、半導体基板等では、より高精度化、高密度化が要求されていることから、研磨加工の対象となる被研磨物が薄化ないし脆化してきている。これらの薄化ないし脆化した被研磨物では、研磨加工による平坦化を一層高精度化することが望まれている。このため、研磨加工に使用する研磨パッドとしては、クッション性を向上させることが必要となる。 Optical materials, silicon wafers, hard disk substrates, semiconductor substrates, and the like are required to have higher precision and higher density, so that an object to be polished is becoming thinner or brittle. In these thinned or brittle objects to be polished, it is desired that the flattening by the polishing process be made more accurate. For this reason, it is necessary to improve cushioning properties as a polishing pad used for polishing.
光学材料の代表例としては、液晶ディスプレイのカラーフィルタ基板、薄膜トランジスタ基板と呼ばれる2枚のガラス基板を挙げることができる。近年では、動画再生時の応答速度を向上させるため、カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタ基板との間隔(セルギャップ)が従来の10μm程度から5μm以下に狭められる傾向にある。これらガラス基板の表面にうねりや凹凸がある場合には、液晶ディスプレイの表示不良等の原因となる。また、薄膜トランジスタでは、ゲート電極に配される酸化膜(絶縁膜)の厚さが小さくなっているため、薄膜トランジスタが形成されるガラス基板の表面上に微細な凹凸が存在すると、薄膜トランジスタ部分での短絡につながり、表示不良の原因となる。従って、これらのガラス基板には高精度な平坦性が要求されている。 Typical examples of the optical material include two glass substrates called a color filter substrate of a liquid crystal display and a thin film transistor substrate. In recent years, in order to improve the response speed during moving image reproduction, the distance (cell gap) between the color filter substrate and the thin film transistor substrate tends to be narrowed from about 10 μm to 5 μm or less. If the surface of the glass substrate has undulations or irregularities, it may cause a display failure of the liquid crystal display. In addition, since the thickness of the oxide film (insulating film) disposed on the gate electrode is small in the thin film transistor, if there are fine irregularities on the surface of the glass substrate on which the thin film transistor is formed, a short circuit occurs in the thin film transistor portion. Leads to display failure. Therefore, high precision flatness is required for these glass substrates.
また、カラーフィルタ基板では、赤(R)、緑(G)、青(B)の三原色の顔料を含む微小な樹脂膜で構成される色材膜の形成時に膜厚が不均一になることを主原因とした色ムラが発生しやすく、また、カラーフィルタ基板自体が1〜2μmと薄膜状であるために表面の凹凸や異物付着が液晶ディスプレイの画質に大きく影響を与える。このため、カラーフィルタ基板には高度な表面精度(平坦性)が要求されており、色材膜の膜厚を均一化するために研磨加工が施されている。ところが、ガラス基板が薄化ないし脆化する傾向にあるため、カラーフィルタ基板への研磨負荷を小さくした低荷重(低圧)での研磨加工が望まれている。 In addition, the color filter substrate has a non-uniform film thickness when forming a color material film composed of minute resin films containing three primary color pigments of red (R), green (G), and blue (B). Color unevenness as a main cause is likely to occur, and since the color filter substrate itself is a thin film having a thickness of 1 to 2 μm, surface irregularities and foreign matter adhesion greatly affect the image quality of the liquid crystal display. For this reason, the color filter substrate is required to have a high degree of surface accuracy (flatness) and is subjected to a polishing process in order to make the film thickness of the color material film uniform. However, since the glass substrate tends to be thinned or brittle, a polishing process with a low load (low pressure) that reduces the polishing load on the color filter substrate is desired.
薄化ないし脆化した薄膜のもうひとつの代表例としては、半導体基板を挙げることができる。半導体基板は、シリコンウェハ上に、表面(加工面)を高精度に研磨加工された層間絶縁膜およびメタル配線が積層され形成される。近年では、より高容量なデバイスを得るために、比低誘電率膜およびCu配線の導入が進められている。比低誘電率膜では機械的強度および界面密着強度が低下しているため、低ダメージの研磨加工が必要とされている。低ダメージの研磨加工手段として、従来4psi(27580Pa)で行われていた研磨加工時の荷重を2psi(13790Pa)以下とした低圧研磨加工が有効と考えられている。 Another typical example of a thinned or embrittled thin film is a semiconductor substrate. The semiconductor substrate is formed by laminating an interlayer insulating film and metal wiring whose surface (processed surface) is polished with high precision on a silicon wafer. In recent years, introduction of a specific dielectric constant film and Cu wiring has been promoted in order to obtain a higher capacity device. Since the mechanical strength and the interfacial adhesion strength are lowered in the specific dielectric constant film, a low-damage polishing process is required. As a low-damage polishing means, low-pressure polishing that is conventionally performed at 4 psi (27580 Pa) with a load during polishing of 2 psi (13790 Pa) or less is considered effective.
上述した高精度の研磨加工に使用される研磨パッドとして、通常、研磨シートとクッションシートとを積層した研磨パッドが使用されている。研磨パッドをこのような構造とすることで、クッションシートにより加工面の全体的なうねりを吸収し加工面に略均一な荷重(押圧力)を負荷すること、および、研磨シートにより加工面の局所的な凹凸を平坦化することが可能となる。研磨シートとクッションシートとを備えた研磨パッドとして、例えば、クッションシートの圧縮回復率を制限し圧縮特性を改善した技術が開示されている(特許文献1参照)。 A polishing pad in which a polishing sheet and a cushion sheet are laminated is usually used as a polishing pad used in the above-described high-precision polishing process. By having such a structure of the polishing pad, the cushion sheet absorbs the entire waviness of the processed surface and applies a substantially uniform load (pressing force) to the processed surface. It becomes possible to flatten the unevenness. As a polishing pad provided with a polishing sheet and a cushion sheet, for example, a technique is disclosed in which the compression recovery rate of the cushion sheet is limited to improve the compression characteristics (see Patent Document 1).
しかしながら、従来の研磨パッドでは、薄化ないし脆化した被研磨物を研磨加工する際に、圧縮特性の不足から加工面全体に略均一な荷重を負荷することができず、高度な表面精度を得ることが難しい。また、低圧研磨加工では、研磨加工時の荷重を小さくするため、クッションシートが変形しにくくなり、加工面のうねりを吸収することができず、加工面全体を略均一に平坦化することが難しい。この点、特許文献1の技術では、クッションシートのプラテン(研磨機の定盤)接着側表面にパターニングによる凹凸処理を施すことでクッションシートの圧縮率を上げている。ところが、プラテン接着面とクッションシートとの接着面積が不十分なため、接着界面での剥離が生じやすくなる、という欠点がある。更に、繰り返し荷重に対する残留歪みや圧縮特性の変化を低減することを目的としているものの、研磨加工時の経時的な圧縮特性の変化を低減するには十分とはいえない。このため、繰り返し荷重に対して弾性の低下(へたり)を招くと、加工面全体に略均一な荷重を負荷できなくなり、被研磨物の損傷や破損を招くこととなる。
However, with a conventional polishing pad, when polishing a thinned or embrittled workpiece, a substantially uniform load cannot be applied to the entire processing surface due to insufficient compression characteristics, and high surface accuracy is achieved. Difficult to get. Also, in low-pressure polishing, the load during polishing is reduced, so the cushion sheet is difficult to deform, the waviness of the processed surface cannot be absorbed, and it is difficult to flatten the entire processed surface substantially uniformly. . In this regard, in the technique of
本発明は上記事案に鑑み、低荷重でもクッション性を発揮し、長期にわたりクッション性を維持することができる研磨パッド用のクッションシートを提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a cushion sheet for a polishing pad that exhibits cushioning properties even at low loads and can maintain the cushioning properties for a long period of time.
上記課題を解決するために、本発明は、研磨パッドにクッション性を付与するためのクッションシートにおいて、少なくとも2枚の湿式成膜された発泡構造の樹脂シートと、前記少なくとも2枚の樹脂シートを積層状に貼り合わせるための弾性接着層とを備え、前記クッションシートは、圧縮率が30%以上であり、加圧および除圧を少なくとも200回繰り返したときの圧縮弾性率の前記加圧および除圧前の圧縮弾性率に対する維持率が70%以上であることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cushion sheet for imparting cushioning properties to a polishing pad, comprising at least two resin sheets having a foamed structure formed by wet film formation, and the at least two resin sheets. And the cushion sheet has a compression rate of 30% or more, and the compression and modulus of the compression modulus when the compression and decompression are repeated at least 200 times. The maintenance factor with respect to the compression elastic modulus before pressing is 70% or more.
本発明のクッションシートでは、少なくとも2枚の湿式成膜された発泡構造の樹脂シートを弾性接着層を介して積層状に貼り合わせて構成したことで、30%以上の圧縮率を有することから、低荷重でも変形しやすいクッション性を発揮することができ、70%以上の圧縮弾性率の維持率を有することから、繰り返しの加圧および除圧に対してもクッション性を維持することができるので、研磨パッドに用いたときに、被研磨物にかかる研磨圧力を均等化し、被研磨物の平坦性向上を図ることができる。 In the cushion sheet of the present invention, it is formed by laminating at least two wet-formed foamed resin sheets in a laminated form via an elastic adhesive layer, so that it has a compression rate of 30% or more, It can exhibit cushioning properties that are easily deformed even at low loads, and since it has a compression modulus maintenance rate of 70% or more, it can maintain cushioning properties even against repeated pressurization and depressurization. When used for a polishing pad, the polishing pressure applied to the object to be polished can be equalized, and the flatness of the object to be polished can be improved.
この場合において、弾性接着層の厚さが0.5mm以下に調整されていてもよい。このとき、弾性接着層をウレタン系樹脂で形成することが好ましい。クッションシートの厚さを1.0mm〜3.5mmの範囲としてもよい。このとき、クッションシートの繰り返しの加圧および除圧前の圧縮弾性率を90%以上とすることができる。少なくとも2枚の樹脂シートが当初同質かつ同一厚さで作製されていてもよい。クッションシートのA硬度を10度〜40度の範囲、かさ密度を0.2g/cm3〜0.6g/cm3の範囲とすることができる。 In this case, the thickness of the elastic adhesive layer may be adjusted to 0.5 mm or less. At this time, the elastic adhesive layer is preferably formed of a urethane resin. The thickness of the cushion sheet may be in the range of 1.0 mm to 3.5 mm. At this time, the compression elastic modulus before repeated pressurization and decompression of the cushion sheet can be 90% or more. At least two resin sheets may be initially made of the same quality and the same thickness. A hardness range of 10 to 40 degrees of the seat cushion, the bulk density can be in the range of 0.2g / cm 3 ~0.6g / cm 3 .
本発明によれば、少なくとも2枚の湿式成膜された発泡構造の樹脂シートを弾性接着層を介して積層状に貼り合わせて構成したことで、30%以上の圧縮率を有することから、低荷重でも変形しやすくクッション性を発揮することができ、70%以上の圧縮弾性率の維持率を有することから、繰り返しの加圧および除圧に対してもクッション性を維持することができるので、研磨パッドに用いたときに、被研磨物にかかる研磨圧力を均等化し、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。 According to the present invention, at least two wet-formed foam-structured resin sheets are laminated together via an elastic adhesive layer, and thus have a compression rate of 30% or more. It can easily be deformed even under load and can exhibit cushioning properties, and since it has a compression modulus maintenance rate of 70% or more, it can maintain cushioning properties even against repeated pressurization and decompression, When used for a polishing pad, it is possible to obtain an effect of equalizing the polishing pressure applied to the object to be polished and improving the flatness of the object to be polished.
以下、図面を参照して、本発明を適用したクッションシートを備えた研磨パッドの実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a polishing pad provided with a cushion sheet to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
(研磨パッド)
図1に示すように、本実施形態の研磨パッド10は、被研磨物表面を研磨加工するための研磨面Pを有する研磨シート2と、研磨面Pと反対の面側に配されたクッション性を付与するためのクッションシート3とを備えている。研磨シート2は湿式成膜されており、クッションシート3は湿式成膜された2枚の樹脂シートとしてのポリウレタンシート3a、3bが弾性を有する接着層(弾性接着層)5を介して積層状に貼り合わされて構成されている。
(Polishing pad)
As shown in FIG. 1, the
研磨シート2は、ポリウレタン樹脂の湿式成膜でシート状に形成されており、内部に発泡4が略均等に分散した状態で形成されている。研磨シート2は湿式成膜時に形成されたスキン層がバフ処理またはスライス処理により除去されており、研磨面Pには発泡4が開孔した開孔9が形成されている。開孔9は開孔径が20〜100μmの範囲に調整されている。発泡4は、研磨シート2の厚さ方向(図1の上下方向)に沿って丸みを帯びた断面三角状に形成されており、研磨面P側の孔径がクッションシート3側より小さく形成されている。すなわち、発泡4は研磨面P側で縮径されている。発泡4同士の間のポリウレタン樹脂中には、発泡4より小さい孔径の図示を省略した発泡が形成されている。研磨シート2は、発泡4および図示を省略した発泡が立体網目状に連通しており、連続発泡構造を有する連続発泡体である。
The
クッションシート3を構成するポリウレタンシート3a、3bは、いずれもポリウレタン樹脂を湿式成膜することでシート状に形成されている。ポリウレタンシート3aは、研磨シート2側に図示しない緻密な微多孔が形成されたスキン層を有しており、スキン層より内側(ポリウレタンシート3b側)にスキン層の微多孔より大きい孔径の発泡7が略均等に分散した状態で形成されている。発泡7は、ポリウレタンシート3aの厚さ方向に沿って丸みを帯びた断面三角状に形成されており、研磨シート2側の孔径がポリウレタンシート3b側より小さく形成されている。発泡7同士の間のポリウレタン樹脂中には、スキン層に形成された微多孔より大きく発泡7より小さい孔径の不図示の発泡が形成されている。ポリウレタンシート3aは、スキン層の微多孔、発泡7および不図示の発泡が立体網目状に連通しており、連続発泡構造を有する連続発泡体である。一方、ポリウレタンシート3bは、ポリウレタンシート3aと同様に作製されたものである。すなわち、ポリウレタンシート3bは、内部に発泡7が形成された連続発泡構造を有する連続発泡体である。
The
クッションシート3は、ポリウレタンシート3aのスキン層と反対側の面が、接着層5を介して、ポリウレタンシート3bのスキン層側の面と貼り合わされている。また、接着層5は、弾性を有する樹脂で形成されている。接着層5には、基材が含まれていない。このため、接着層5を介してポリウレタンシート3a、3bを貼り合わせても、クッションシート3の圧縮率や圧縮弾性率を阻害することはない。このクッションシート3では、ショアA硬度、圧縮率、圧縮弾性率およびかさ密度がそれぞれ設定されている。ショアA硬度、圧縮率、圧縮弾性率およびかさ密度は、ポリウレタンシート3a、3bの湿式成膜に用いるポリウレタン樹脂や添加剤等を選定し連続発泡構造を調整することや接着層5の成分を選定することで所望の範囲に設定することができる。本例では、クッションシート3は、ショアA硬度が10〜40度の範囲、圧縮率が30〜75%の範囲、圧縮弾性率が90%以上、かさ密度が0.2〜0.6g/cm3の範囲にそれぞれ設定されている。また、接着層5は、本例では、ウレタン系樹脂が用いられている。
The
研磨パッド10では、ポリウレタンシート3aのスキン層側表面と、研磨シート2の研磨面Pと反対側の面とが接着剤層6を介して貼り合わされている。本例では、クッションシート3の厚さbに対する研磨シート2の厚さaの厚さ比a/bは、1/5〜1/3の範囲に設定されている。すなわち、クッションシート3の厚さbが研磨シート2の厚さaの3〜5倍となる。また、研磨シート2およびポリウレタンシート3a、3bは、いずれも湿式成膜された同質のものであり、成膜当初ではいずれも同一の厚さに形成されている。研磨シート2では、スキン層が除去されているため、厚さが成膜当初より小さくなっている。換言すれば、研磨シート2の厚さaは、ポリウレタンシート3a、3bのいずれの厚さより小さくなっている。本例では、研磨シート2、3a、3bの厚さは、成膜当初0.2〜1.5mmの範囲で形成されており、クッションシート3の厚さが1.0〜3.5mmの範囲に調整されている。また、接着層5および接着剤層6の厚さがいずれも0.5mm以下に調整されている。更に、本例では、研磨パッド10は、研磨シート2とクッションシート3とが貼り合わされた状態において、研磨面Pでの硬度がショアA硬度10〜40度の範囲に調整されている。
In the
ポリウレタンシート3a、3bが接着層5を介して貼り合わされたクッションシート3では、圧力をかけ(荷重を加え)て圧縮した後、圧力を除く(除圧する)操作を繰り返したときに、少なくとも200回繰り返し後の圧縮弾性率の当初の圧縮弾性率に対する維持率が70%以上の特性を有している。すなわち、クッションシート3は、圧縮弾性率が当初90%以上であるのに対して、少なくとも200回の加圧、除圧を繰り返しても63%以上の圧縮弾性率を有している。このような特性を有するクッションシート3は、例えば、湿式成膜時のポリウレタン樹脂を選択し、発泡構造や密度を調整することにより得ることができる。発泡構造としては、隣り合う発泡7同士を連通する割合が小さく、発泡7同士の間がポリウレタン樹脂で離間していることが好ましい。また、かさ密度としては上述した範囲が好ましく、かさ密度が0.2g/cm3を下回る場合は、加圧、除圧の繰り返しにより発泡が押し潰されるため、クッション性を得ることができなくなる。好適な発泡構造を得る方法としては、例えば、数平均分子量が10000以上のポリウレタン樹脂を使用する方法、添加剤として数平均分子量が50000以上の高重合度のポリウレタン樹脂を0〜20重量%の範囲で添加する方法、等を挙げることができる。
In the
また、研磨パッド10は、クッションシート3の研磨シート2と反対側の面に、研磨機に研磨パッド10を装着するための両面テープが貼り合わされている。両面テープは、例えば、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記する。)製フィルム等の可撓性フィルムの基材8を有しており、基材8の両面にアクリル系接着剤等の感圧型接着剤層(不図示)がそれぞれ形成されている。両面テープは、基材8の一面側の接着剤層でクッションシート3(ポリウレタンシート3bのポリウレタンシート3aと反対側の面)に貼り合わされており、他面側(クッションシート3と反対側)の接着剤層が図示を省略した剥離紙で覆われている。この両面テープの基材8は、研磨パッド10の基材を兼ねている。
Further, the
(研磨パッドの製造)
研磨パッド10は、湿式成膜でそれぞれ作製した2枚のポリウレタンシート3a、3bを貼り合わせることでクッションシート3を形成し、同様に作製した研磨シート2とクッションシート3とを貼り合わせることで製造される。湿式成膜では、ポリウレタン樹脂溶液を準備する準備工程、成膜基材にポリウレタン樹脂溶液を塗布し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、シート状のポリウレタン樹脂を洗浄し乾燥させる洗浄乾燥工程を経て研磨シート2およびポリウレタンシート3a、3bが作製される。以下、研磨シート2の作製、クッションシート3の形成、研磨シート2とクッションシート3との貼り合わせの順に説明する。
(Manufacture of polishing pad)
The
研磨シート2の作製では、準備工程で、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。)および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、発泡4の大きさや量(個数)を制御するため、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。
In the preparation of the polishing
凝固再生工程では、準備工程で得られたポリウレタン樹脂溶液が常温下でナイフコータ等により帯状の成膜基材に略均一に塗布される。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)が調整される。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。以下、本例では、成膜基材をPET製フィルムとして説明する。 In the coagulation regeneration process, the polyurethane resin solution obtained in the preparation process is applied substantially uniformly to the belt-shaped film forming substrate by a knife coater or the like at room temperature. At this time, the application thickness (application amount) of the polyurethane resin solution is adjusted by adjusting the gap (clearance) between the knife coater and the film forming substrate. A flexible film, a nonwoven fabric, a woven fabric, etc. can be used for the film-forming substrate. Hereinafter, in this example, the film forming substrate is described as a PET film.
ポリウレタン樹脂溶液が塗布された成膜基材が、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に浸漬される。凝固液中では、まず、塗布されたポリウレタン樹脂溶液の表面側に微多孔が形成され厚さ数μm程度のスキン層が形成される。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成膜基材上に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で、スキン層より内側のポリウレタン樹脂中に発泡4および図示を省略した発泡が形成され、発泡4および図示を省略した発泡が立体網目状に連通する。このとき、成膜基材のPET製フィルムが水を浸透させないため、ポリウレタン樹脂溶液の表面側(スキン層側)で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きな発泡4が形成される。すなわち、シート状に凝固再生したポリウレタン樹脂では、上部にスキン層が形成されており、発泡4の大きさが下部側ほど大きく形成されている(図1参照)。 The film-forming substrate on which the polyurethane resin solution is applied is immersed in a coagulating liquid whose main component is water, which is a poor solvent for the polyurethane resin. In the coagulation liquid, first, micropores are formed on the surface side of the applied polyurethane resin solution, and a skin layer having a thickness of about several μm is formed. Thereafter, the polyurethane resin coagulates and regenerates in the form of a sheet on the film-forming substrate as the substitution of the DMF in the polyurethane resin solution and the coagulating liquid proceeds. When DMF is removed from the polyurethane resin solution and DMF and the coagulating liquid are replaced, foam 4 and foam not shown are formed in the polyurethane resin inside the skin layer, and foam 4 and foam are omitted. Communicates in a three-dimensional network. At this time, since the PET film of the film forming substrate does not penetrate water, desolvation occurs on the surface side (skin layer side) of the polyurethane resin solution, and foam 4 is formed on the film forming substrate side larger than the surface side. . That is, in the polyurethane resin solidified and regenerated into a sheet shape, a skin layer is formed on the upper part, and the size of the foam 4 is formed larger toward the lower side (see FIG. 1).
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。)が成膜基材から剥離され、水等の洗浄液中で洗浄されて成膜樹脂中に残留するDMFが除去される。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、スキン層側にバフ処理またはスライス処理を施すことでスキン層が除去され、開孔9が形成される。このとき、開孔9の開孔径が20〜100μmの範囲となるように、バフ処理またはスライス処理で除去される量が調整される。得られた研磨シート2はロール状に巻き取られる。
In the washing and drying process, the polyurethane resin solidified and regenerated in the coagulation regeneration process (hereinafter referred to as film forming resin) is peeled off from the film forming substrate, washed in a cleaning liquid such as water, and DMF remaining in the film forming resin is removed. Removed. After cleaning, the film forming resin is dried with a cylinder dryer. The cylinder dryer includes a cylinder having a heat source therein. The film-forming resin is dried by passing along the peripheral surface of the cylinder. The dried film-forming resin is subjected to buffing or slicing on the skin layer side to remove the skin layer and form an
次に、クッションシート3の形成について説明する。ポリウレタンシート3a、3bは、上述した研磨シート2と同様の湿式成膜で作製される。本例では、用いるポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂溶液の組成、凝固再生時の条件等を研磨シート2の作製と同じに設定した。
Next, formation of the
ポリウレタンシート3a、3bでは、ポリウレタン樹脂が凝固再生することにより、それぞれスキン層が各シートの上部に形成される。スキン層より内側にはスキン層の微多孔より大きい孔径の発泡7および不図示の発泡が略均等に形成され、スキン層の微多孔、発泡7および不図示の発泡が立体網目状に連通する。ポリウレタンシート3aのスキン層と反対側の面に、ポリウレタンシート3bのスキン層側の面が弾性を有する接着層5を介して貼り合わされ、クッションシート3が形成される。すなわち、ポリウレタンシート3a、3bは、上下方向が同じ配置となるように貼り合わされる。本例では、接着層5の成分としては、DMFに少量のポリウレタン樹脂を溶解させた樹脂溶液が用いられる。この樹脂溶液は、ポリウレタンシート3a、3bと同質のため、強固な接着力を得ることができ、弾性を有しており、クッションシート3のクッション性を阻害しないことから、ポリウレタンシート3a、3bの貼り合わせに好適に使用することができる。このポリウレタン樹脂には、ポリウレタンシート3a、3bと同じポリウレタン樹脂が使用される。ポリウレタン樹脂の溶解量は、ポリウレタンシート3a、3bの接合が可能であればよく、例えば、1〜5%程度でよい。また、樹脂溶液の塗布量を、溶媒のDMFの揮発後に形成される接着層5の厚さが0.5mm以下となるように調整する。ポリウレタンシート3a、3bを、接合溶液を介して接触させ加圧しながら加熱する。DMFを揮発させることでポリウレタンシート3a、3bがポリウレタン樹脂を介して接合される。なお、接着層5としては、樹脂溶液に限られるものではなく、弾性を有した樹脂製で、クッションシート3のクッション性を阻害しない接着剤、例えばウレタン系接着剤等の感圧型接着剤などを使用することができる。また、接着剤が基材に塗布された接着テープ等では、基材がクッションシート3のクッション性を阻害するため好ましくない。
In the
湿式成膜された研磨シート2と、湿式成膜されたポリウレタンシート3a、3bを貼り合わせて構成されたクッションシート3とが接着剤層6を介して貼り合わされる。接着剤層6の接着剤としては、アクリル系接着剤等の感圧型接着剤が用いられる。このとき、クッションシート3を形成するポリウレタンシート3aのスキン層側の面が、研磨シート2の研磨面Pと反対側の面と貼り合わされる。また、接着剤層6の厚さが0.5mm以下となるように接着剤の塗布量が調整される。その後、クッションシート3の研磨シート2と反対側の面に基材8を有する両面テープが貼り合わされる。そして、円形や角形等の所望の形状に裁断した後、汚れや異物等の付着が無いことを確認する等の検査を行い、研磨パッド10を完成させる。
The polishing
(作用等)
次に、本実施形態の研磨パッド10の作用等についてクッションシート3を中心に説明する。
(Action etc.)
Next, the operation and the like of the
従来湿式成膜された研磨シートを有する研磨パッドには、例えば、クッションシートを有していない研磨パッドや、クッション性が不十分な研磨パッド、湿式成膜で厚さを大きくしたポリウレタンシートをクッションシートとする研磨パッドがある。クッションシートを有していない研磨パッドとしては、例えば、PET製などの剛性基材上に湿式凝固法により研磨シートを形成した研磨パッドを挙げることができる。また、クッション性が不十分な研磨パッドとしては、ポリエステル系の不織布にポリウレタン樹脂を含浸させた高剛性のクッションシート上に湿式凝固法により研磨シートを形成した研磨パッドを挙げることができる。 Conventional polishing pads having a wet-formed polishing sheet include, for example, a polishing pad that does not have a cushion sheet, a polishing pad that has insufficient cushioning properties, and a polyurethane sheet that has been thickened by wet film formation. There is a polishing pad as a sheet. As a polishing pad which does not have a cushion sheet, the polishing pad which formed the polishing sheet by the wet coagulation method on the rigid base materials made from PET etc. can be mentioned, for example. Moreover, as a polishing pad with insufficient cushioning properties, a polishing pad in which a polishing sheet is formed by a wet coagulation method on a highly rigid cushion sheet obtained by impregnating a polyester-based nonwoven fabric with a polyurethane resin can be used.
これらのクッション性を有していない、または、クッション性が不十分な研磨パッドを研磨加工に使用した場合、被研磨物のうねり(被研磨物の平坦性を評価するための測定項目の一つであり、光学式非接触表面粗さ計で測定されるものである。)に追従することができず、また、被研磨物で沈み込むように研磨パッドが変形することができないため、被研磨物の加工面全体を略均一に平坦化することが難しい。また、研磨加工により研磨シートが磨耗していくにつれ、研磨シートの圧縮性が消失し、高剛性の基材やクッションシートの影響が大きくなるため、研磨パッド全体の剛性が増すことから、スクラッチの発生率が高くなり、被研磨物の平坦性を低下させることとなる。更に、研磨加工により、研磨シートの発泡が押しつぶされた部分に高剛性の基材やクッションシートが沈み込むため、研磨パッド表面(研磨面)、ひいては、被研磨物に研磨ヘッド(研磨機の定盤)から受ける研磨圧力が略均等に負荷されず、研磨ムラが発生する。 When a polishing pad that does not have cushioning properties or has insufficient cushioning properties is used for polishing, waviness of the workpiece (one of the measurement items for evaluating the flatness of the workpiece) And measured with an optical non-contact surface roughness meter.) And the polishing pad cannot be deformed so as to sink in the object to be polished. It is difficult to flatten the entire processed surface of an object substantially uniformly. In addition, as the polishing sheet wears due to the polishing process, the compressibility of the polishing sheet disappears and the influence of the highly rigid base material and cushion sheet increases, so the rigidity of the polishing pad as a whole increases. The occurrence rate is increased, and the flatness of the object to be polished is lowered. Further, since the highly rigid base material or cushion sheet sinks into the portion where foaming of the polishing sheet is crushed by the polishing process, the polishing pad surface (polishing surface), and eventually the polishing head (fixed by the polishing machine) The polishing pressure received from the disk) is not applied substantially evenly, resulting in uneven polishing.
また、図3(A)に示すように、湿式成膜で厚さを大きくしたクッションシート23では、内部に粗大発泡27が形成されているため、図3(B)に示すように研磨加工時にかかる圧力(外力)により発泡形状が歪みを生じやすくなる。このため、上述したクッションシート3に代えてクッションシート23を用いた研磨パッドでは、クッションシート23の変形自由度(変形量)が大きくなり、研磨面Pを有する研磨シート2を有効に支持することができなくなる。また、厚さを大きくしたことにより湿式成膜時に凝固再生が不十分となる可能性がある。このため、研磨パッドの品質安定性を確保することができず、製品ロット間のバラツキが大きくなってしまう。これを解決するためには、発泡形成の時間(凝固再生時間)を長くしたり、製造工程を増やしたりすることが必要となり、生産性を低下させることとなる。更に、これら従来の研磨パッドでは、加圧および除圧を繰り返したときに、圧縮弾性率が低下する、すなわち、へたりが生じるため、研磨加工の繰り返しに伴い、被研磨物に対する押圧力が均等化されなくなり、被研磨物の平坦性を損なうこととなる。従って、薄化ないし脆化した被研磨物では、低荷重での研磨加工において十分な研磨性能を得ることが難しくなる。本実施形態は、これらの問題を解決することができるクッションシートを備えた研磨パッドである。
Further, as shown in FIG. 3 (A), in the
本実施形態のクッションシート3では、ショアA硬度が10〜40度の範囲、圧縮率が30〜75%の範囲、圧縮弾性率が90%以上、かさ密度が0.2〜0.6g/cm3の物性値を示す。高圧縮率および高圧縮弾性率を示すので、研磨加工時に研磨圧力を小さくしてもクッションシート3のクッション性を十分に発揮させることができる。また、加圧した後除圧する操作を少なくとも200回繰り返したときの圧縮弾性率の維持率が70%以上となる特性を有している。このため、加圧、除圧を繰り返してもクッションシート3のクッション性が長期にわたり維持される。
In the
ここで、クッションシート3の各物性値と研磨性能との関係について説明する。ショアA硬度が10度未満の場合、または、圧縮率が75%を超える場合は、研磨加工時に研磨パッド10の沈み込みが大きくなりすぎるため、被研磨物の平坦性を得ることが難しくなる。また、ショアA硬度が40度を超える場合、圧縮弾性率が90%未満、または、圧縮率が30%未満の場合は、クッション性が不足するため、被研磨物にスクラッチの発生や破損等を生じる可能性がある。とりわけ、圧縮率が30%未満では、研磨圧力を小さくしたときに、変形せず、被研磨物全体に均一な荷重をかけることができなくなり、反対に、圧縮率が大きすぎると要求される被研磨物の平坦化精度が得られなくなる。このため、圧縮率を30〜75%の範囲とすることが好ましい。また、圧縮弾性率が90%未満では、弾性の低下(へたり)により要求される被研磨物の平坦化精度が得られなくなる。加圧および除圧を繰り返した後の圧縮弾性率が63%未満では、連続的な加圧に弱く、永久歪みが発生しやすくなり、クッションシートの劣化が速くなる。このため、加圧および除圧を繰り返したときの圧縮弾性率の維持率を70%以上とすることが好ましい。また、かさ密度が0.2g/cm3に満たないと、圧縮弾性率が低下してしまい、反対に0.6g/cm3を超えると硬くなりすぎてクッション性が不足してしまう。このため、かさ密度は0.2〜0.6g/cm3の範囲とすることが好ましい。
Here, the relationship between each physical property value of the
また、本実施形態のクッションシート3では、図2(A)に示すように、ポリウレタンシート3a、3bで形成され、ポリウレタンシート3a、3bがそれぞれ内部に発泡7が形成された連続発泡構造を有している。1枚のポリウレタンシートの厚さを大きくすると、湿式成膜時の凝固再生が不十分となるが、2枚のポリウレタンシート3a、3bを貼り合わせてクッションシート3の厚さを大きくするため、品質を安定化させ、製品ロット間のバラツキを小さくすることができる。また、ポリウレタンシート3a、3bのそれぞれで厚さを大きくすることを要しないため、発泡形成(凝固再生)に要する時間の短縮を図ることができ、生産性を向上させることができる。更に、クッションシート3は、研磨加工時にかかる研磨圧力で変形するが、図2(B)に示すように、ポリウレタンシート3a、3bの各層で研磨圧力が分散され、クッションシート3の全体として変形量を小さく抑えることができる。これにより、ポリウレタンシート3a、3bの圧縮・回復による弾性疲労を低減させることができ、クッションシート3の寿命を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 2 (A), the
更に、本実施形態のクッションシート3では、ポリウレタンシート3a、3bの厚さがいずれも0.2〜1.5mmの範囲、接着層5の厚さが0.5mm以下に調整されており、クッションシート3全体の厚さが1.0〜3.5mmの範囲に調整されている。このため、研磨パッド10では、クッションシート3がクッション性を有効に発揮することができ、研磨機の駆動に起因する振動や研磨パッドが装着される定盤表面の粗さもカバーすることができる。クッションシート3のクッション性を有効に発揮させることを考慮すれば、ポリウレタンシート3a、3bの厚さをそれぞれ0.5〜1.5mmの範囲とすることが好ましく、0.7〜1.5mmの範囲とすることがより好ましい。
Furthermore, in the
また更に、本実施形態のクッションシート3では、ポリウレタンシート3a、3bが弾性を有するウレタン系樹脂の接着層5で貼り合わされている。接着層5が基材等を有しておらず、弾性を有しているので、貼り合わせたことによるクッション性の低下を抑えることができ、かつ、ポリウレタンシート3a、3bの圧縮・回復による弾性疲労を低減させることができる。従って、クッションシート3に上述したクッション性を発揮させることができる。更に、通常、湿式成膜で得られるポリウレタンシートでは厚さバラツキが生じるが、クッションシート3ではポリウレタンシート3a、3bを貼り合わせたため、湿式成膜時に生じた厚さバラツキが緩衝される。このため、研磨パッド10自体の平坦性を向上させ、被研磨物の平坦性向上を図ることができる。
Furthermore, in the
更にまた、本実施形態の研磨パッド10では、上述したようにクッションシート3がクッション性を発揮し、長期にわたりクッション性が維持される。このため、薄化ないし脆化した被研磨物に対する低圧研磨加工において研磨面Pが被研磨物の表面に追従することができる。これにより、被研磨物に対する押圧力が均等化されるので、低圧研磨加工でも長期にわたり被研磨物の平坦性向上を図ることができる。また、研磨パッド10では、クッションシート3がクッション性を発揮し、研磨加工による経時的な物性変化が抑制され、寿命を向上させることができる。
Furthermore, in the
また、本実施形態の研磨パッド10は、研磨シート2とクッションシート3とが貼り合わされた状態において、研磨面Pでの硬度がショアA硬度10〜40度のため、スクラッチの要因となる研磨屑などの異物が研磨面P側で吸収されることから、スクラッチを抑制することができる。更に、研磨シート2では、湿式成膜による連続発泡構造を有するため、適度な弾力性が付与され、研磨レートを高め生産性を向上させることができる。
Further, the
更に、本実施形態の研磨パッド10では、研磨面Pに開孔径が20〜100μmの範囲の開孔9が形成されている。開孔径が20μm未満ではスラリの保持能力が不十分となり研磨性能が低下してしまい、開孔径が100μmを超えると研磨面Pの凹凸が大きくなり被研磨物を高度に平坦化することができなくなる。開孔径を20〜100μmの範囲とすることで、スラリ保持性能と、研磨面Pの平坦性とが確保されるので、研磨性能を向上させ、被研磨物の平坦性を向上させることができる。
Furthermore, in the
なお、本実施形態では、クッションシート3をポリウレタンシート3a、3bで形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、ポリウレタンに代えてポリエチレンやポリエステル等を用いてもよく、湿式成膜で連続発泡構造が形成されるようにすればよい。また、本実施形態では、研磨シート2およびポリウレタンシート3a、3bにいずれも湿式成膜された同質のシートを用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリウレタン樹脂の組成や発泡4、7の大きさ等が異なるようにしてもよい。更に、湿式成膜された研磨シート2に代えて反応硬化により形成されたプラスチックシートを用いることも可能である。このようなプラスチックシートとしては、例えば、イソシアネート基含有化合物と、ポリアミン化合物やポリオール化合物等の鎖伸長剤とを型枠内で反応硬化させたポリウレタン成形体にスライス処理や表面研削処理を施すことで得られたポリウレタンシートを挙げることができる。このようなポリウレタンシートの場合は、水や球状微粒子等により(独立)発泡構造とすることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、クッションシート3を2枚のポリウレタンシート3a、3bで形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。クッションシート3が3枚以上のポリウレタンシートで形成されていてもよく、例えば、4枚を貼り合わせるようにしてもよい。複数のポリウレタンシートを貼り合わせることを考慮すれば、2〜4枚のポリウレタンシートで形成することが作業効率の点で好ましい。とりわけ、定盤の平坦性などの研磨機の精度が不足している場合は、3〜4枚のポリウレタンシートを積層することでクッション性が有効に発揮されることから、被研磨物に対する研磨精度を上げることができる。一方、5枚以上のポリウレタンシートを積層する、または、クッションシート3の厚さが4mmを超える場合は、厚さが大きすぎるため、研磨加工時の研磨機による揺動運動で、研磨底部(定盤に対する接着面)と研磨面Pとのずれ(せん断ひずみ)が大きくなる。この変形(ずれ)の回復にも時間がかかるため被研磨物に一貫して略均一な研磨圧力を負荷することができなくなり、研磨ムラを招くこととなる。クッションシート3の厚さを1.0mm以下とし5枚のポリウレタンシートを積層した場合は、接着剤の影響が大きく出てしまい、圧縮率や柔軟性が損なわれ、クッション性が低下することとなる。従って、クッションシート3の厚さを1.0〜3.5mmの範囲とすることが好ましい。
Moreover, although the example which forms the
更に、本実施形態では、クッションシート3を形成するポリウレタンシート3a、3bがスキン層を有する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリウレタンシート3a、3b共にスキン層を除去してもよく、ポリウレタンシート3a、3bのいずれか一方のみのスキン層を除去してもよい。また、本実施形態では、ポリウレタンシート3aのスキン層と反対側の面がポリウレタンシート3bのスキン層の面と貼り合わされる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリウレタンシート3aのスキン層側の面がポリウレタンシート3bのスキン層側の面と貼り合わされてもよく、ポリウレタンシート3aのスキン層側の面がポリウレタンシート3bのスキン層と反対側の面と貼り合わされてもよい。
Furthermore, in this embodiment, although the
また更に、本実施形態では、クッションシート3が、ショアA硬度10〜40度の範囲、圧縮率30〜75%の範囲、圧縮弾性率90%以上、かさ密度0.2〜0.6g/cm3の範囲にそれぞれ設定される例を示した。クッションシート3のクッション性を向上させ、研磨シート2を確実に支持することを考慮すれば、ショアA硬度を15〜30度の範囲、圧縮率を30〜60%の範囲、圧縮弾性率を95%以上、かさ密度を0.2〜0.3g/cm3の範囲、にそれぞれ設定することが好ましい。
Furthermore, in this embodiment, the
更にまた、本実施形態では、クッションシート3の研磨シート2と反対側の面に両面テープを貼り合わせ、両面テープの基材8が研磨パッド10の基材を兼ねる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、基材8を用いることなく接着剤のみをクッションシート3の研磨シート2と反対側の面に配しておくことで、研磨機の定盤への装着を行うことができる。また、両面テープの基材8に代えて別の基材を貼り合わせるようにしてもよい。研磨シート2やクッションシート3が柔軟性を有していることを考慮すれば、研磨パッド10の搬送時や定盤への装着時の取扱いを容易にするため、基材を有していることが好ましい。
Furthermore, in the present embodiment, an example is shown in which a double-sided tape is bonded to the surface of the
また、本実施形態では、クッションシート3の厚さbが研磨シート2の厚さaの3〜5倍の範囲に調整されている例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。クッションシート3の厚さが研磨シート2に対し十分に大きくなると、研磨パッド10が被研磨物に追従しやすくなり、うねりを改善することができる。更に、被研磨物にかかる圧力が均等化(過剰負荷が緩和)されるので、過研磨を抑制することができる。また、クッションシート3のクッション性向上により、被研磨物に対する研磨負荷をコントロールしやすくなり、低圧研磨加工における低荷重の負荷でもクッションシート3が圧縮・回復を示すのでスクラッチを抑制することができる。クッションシート3の厚さbが研磨シート2の厚さaの3倍より薄くなる場合は、クッションシート3の厚さが不足するため、被研磨物にかかる圧力が均等化されなくなる。このため、過研磨が生じ、被研磨物の平坦性が損なわれてしまう。クッションシート3の厚さbが研磨シート2の厚さaの5倍より厚くなる場合は、研磨応力は集中しないものの、被研磨物を有効に研磨加工する研磨圧力のコントロールが難しく、研磨ムラが生じやすくなる。従って、クッションシート3の厚さbが研磨シート2の厚さaの3〜5倍の範囲に調整されていることが好ましい。
In the present embodiment, the example in which the thickness b of the
以下、本実施形態に従い製造したクッションシート3を用いた研磨パッド10の実施例について説明する。なお、比較のために製造した比較例の研磨パッドについても併記する。
Hereinafter, the Example of the
(実施例1)
実施例1では、研磨シート2およびクッションシート3を形成するポリウレタンシート3a、3bの作製にポリエステルMDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)ポリウレタン樹脂を用い、湿式成膜によりスウェード調のポリウレタンシートを作製した。得られたポリウレタンシートから研磨シート2およびポリウレタンシート3a、3bを切り出し、ポリウレタンシート3aのスキン層と反対側の面をポリウレタンシート3bのスキン層側の面と貼り合わせてクッションシート3を準備した。研磨シート2は研磨面Pに開孔9を形成させるため、スキン層側をバフ処理により開孔9の開孔径が50μm程度となるように、除去した。研磨シート2とクッションシート3とを貼り合せた後、クッションシート3の研磨シート2と反対側の面にPET製の基材8を有する両面テープを貼り付け研磨パッド10を製造した。
Example 1
In Example 1, a polyester MDI (diphenylmethane diisocyanate) polyurethane resin was used for producing the
(比較例1)
比較例1では、実施例1と同様に湿式成膜した1枚のポリウレタンシートをPET製の基材と貼り合わせた研磨パッドを準備した。すなわち、比較例1の研磨パッドは、クッションシートを有していない従来の湿式成膜された研磨パッドである。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a polishing pad was prepared in which one polyurethane sheet, which was wet-formed as in Example 1, was bonded to a PET substrate. That is, the polishing pad of Comparative Example 1 is a conventional wet-formed polishing pad that does not have a cushion sheet.
(比較例2)
比較例2では、クッションシート3を形成するポリウレタンシート3a、3bをPET製の基材を有する両面テープで接着した以外は実施例1と同様にして研磨パッドを製造した。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, a polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the
(評価1)
各実施例および比較例の研磨パッドと、クッションシートとについて、厚さ、かさ密度、圧縮率、圧縮弾性率、硬度をそれぞれ測定した。厚さの測定では、ダイヤルゲージ(最小目盛り0.01mm)を使用し荷重100g/cm2をかけて測定した。硬度の測定では、日本工業規格(JIS K 6253)に従い、バネを介して試験片表面へ押し付けられた押針の押し込み深さからショアA硬度を求めた。かさ密度の測定では、所定サイズの大きさに切り出した試料の重量を測定し、サイズから求めた体積と測定した重量から算出した。圧縮率および圧縮弾性率は、日本工業規格(JIS L 1021)に従い、ショッパー型厚さ測定器(加圧面:直径1cmの円形)を使用して求めた。具体的には、無荷重状態から初荷重を30秒間かけた後の厚さt0を測定し、次に、厚さt0の状態から最終圧力を30秒間かけた後の厚さt1を測定した。厚さt1の状態から全ての荷重を除き、5分間放置(無荷重状態とした)後、再び初荷重を30秒間かけた後の厚さt0’を測定した。圧縮率は、圧縮率(%)=100×(t0−t1)/t0の式で算出し、圧縮弾性率は、圧縮弾性率(%)=100×(t0’−t1)/(t0−t1)の式で算出した。このとき、初荷重は100g/cm2、最終圧力は1120g/cm2であった。厚さ、かさ密度、圧縮率、圧縮弾性率、硬度の各測定結果を下表1に示す。なお、研磨パッドにおける物性値は研磨シートまたはクッションシート上面から両面テープの離型紙までの測定値を示している。表1中の密度はかさ密度を示している。
(Evaluation 1)
The thickness, bulk density, compression rate, compression elastic modulus, and hardness of each of the polishing pads and cushion sheets of each Example and Comparative Example were measured. The thickness was measured using a dial gauge (minimum scale 0.01 mm) and applying a load of 100 g / cm 2 . In the measurement of hardness, the Shore A hardness was determined from the indentation depth of the push needle pressed against the surface of the test piece via a spring in accordance with Japanese Industrial Standard (JIS K 6253). In the measurement of the bulk density, the weight of the sample cut into a predetermined size was measured, and calculated from the volume obtained from the size and the measured weight. The compressibility and the compressive elastic modulus were determined using a shopper type thickness measuring instrument (pressure surface: circular shape with a diameter of 1 cm) in accordance with Japanese Industrial Standard (JIS L 1021). Specifically, the thickness t 0 after over 30 seconds initial load from a no-load state is measured, then the thickness t 1 after applying a final pressure 30 seconds from the state of the thickness t 0 It was measured. Except for all loads from the thickness t 1 state, after allowed to stand for 5 minutes (to the no-load state), the thickness was measured t 0 'after over 30 seconds initial load again. The compression rate is calculated by the equation of compression rate (%) = 100 × (t 0 −t 1 ) / t 0 , and the compression modulus is calculated by compressive modulus (%) = 100 × (t 0 ′ −t 1 ). / (T 0 −t 1 ) At this time, the initial load was 100 g / cm 2 and the final pressure was 1120 g / cm 2 . Table 1 shows the measurement results of thickness, bulk density, compression rate, compression modulus, and hardness. In addition, the physical property value in a polishing pad has shown the measured value from the upper surface of a polishing sheet or a cushion sheet to the release paper of a double-sided tape. The density in Table 1 indicates the bulk density.
表1に示すように、ポリウレタンシート3a、3bを基材を有する両面テープで貼り合わせた比較例2のクッションシートでは、厚さが2.36mmを示した。これに対して、ポリウレタンシート3a、3bを基材のない接着層5で貼り合わせた実施例1のクッションシート3では、厚さが2.17mmとなり、基材の分で比較例2より小さくなった。また、比較例2のクッションシートでは、基材を有するため、実施例1のクッションシート3と比べて、硬度が高くなり、圧縮率が小さくなった。一方、クッションシートを有していない比較例1の研磨パッドでは、硬度が45.0度、密度が0.38g/cm3、圧縮率が38.6%、圧縮弾性率が87.4%をそれぞれ示した。また、比較例2では、研磨パッドの硬度が39.5度、密度が0.34g/cm3、圧縮率が29.5%、圧縮弾性率が91.3%をそれぞれ示し、クッションシートの硬度が43.5度、密度が0.39g/cm3、圧縮率が24.3%、圧縮弾性率が93.8%をそれぞれ示した。これに対して、実施例1では、研磨パッド10の硬度が15.5度、密度が0.25g/cm3、圧縮率が46.3%、圧縮弾性率が96.5%をそれぞれ示し、クッションシート3の硬度が19.0度、密度が0.30g/cm3、圧縮率が40.7%、圧縮弾性率が97.6%をそれぞれ示した。これらの結果から、基材を有していない粘着層5を介してポリウレタンシート3a、3bを貼り合わせて構成したクッションシート3を用いることで、研磨パッド全体としてクッション性を向上させることができることが判った。
As shown in Table 1, the cushion sheet of Comparative Example 2 in which the
(評価2)
また、各実施例および比較例のクッションシートを用い、クッションシートの寿命を評価した。ここでは、上述した評価1での圧縮弾性率の測定条件に対して、荷重を大きくし、時間を短くすることで、加圧−除圧を繰り返したときにクッションシートにかかる負荷を大きくした加速試験で評価した。すなわち、それぞれのクッションシート表面を直径1cmの平面圧子にて1mm/分の速度で500gf/cm2の荷重を負荷して25秒間圧縮し、その後荷重を除いて25秒間放置するという加圧−除圧サイクル試験を350回繰り返し、圧縮弾性率を測定した。このサイクル試験で用いた荷重は従来の研磨圧力(100g/cm2程度)より大きくしたものであり、耐久性を比較するために過酷な条件を採用したものである。
(Evaluation 2)
Moreover, the cushion sheet life of each example and comparative example was evaluated. Here, with respect to the measurement conditions of the compression elastic modulus in the
図4に示すように、比較例1、2のクッションシートと比べ、実施例1のクッションシートは(少なくとも200回を満たす)350回のサイクル試験後においても、70%以上の圧縮弾性率を維持しており、製品寿命の延長が明らかであることが判明した。 As shown in FIG. 4, compared to the cushion sheets of Comparative Examples 1 and 2, the cushion sheet of Example 1 maintains a compressive modulus of 70% or more even after 350 cycle tests (which satisfy at least 200 times). It was found that the extension of the product life was obvious.
本発明は低荷重でもクッション性を発揮し、長期にわたりクッション性を維持することができる研磨パッド用のクッションシートを提供するため、研磨パッドの製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。 Since the present invention provides a cushion sheet for a polishing pad that exhibits cushioning properties even at low loads and can maintain the cushioning properties for a long period of time, it contributes to the manufacture and sale of polishing pads, so that it can be used industrially. Have
3 クッションシート
3a ポリウレタンシート(樹脂シート)
3b ポリウレタンシート(樹脂シート)
5 接着層(弾性接着層)
10 研磨パッド
3
3b Polyurethane sheet (resin sheet)
5 Adhesive layer (elastic adhesive layer)
10 Polishing pad
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008250980A JP2010082703A (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Cushion sheet for polishing pad |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008250980A JP2010082703A (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Cushion sheet for polishing pad |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010082703A true JP2010082703A (en) | 2010-04-15 |
Family
ID=42247174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008250980A Pending JP2010082703A (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Cushion sheet for polishing pad |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010082703A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013235042A (en) * | 2012-05-07 | 2013-11-21 | Hoya Corp | Method for producing substrate for mask blank, method for producing mask blank, and method for producing mask for transfer |
| JP2013235041A (en) * | 2012-05-07 | 2013-11-21 | Hoya Corp | Method for producing substrate for mask blank, method for producing mask blank, and method for producing mask for transfer |
| CN110877304A (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-13 | 爱思开矽得荣株式会社 | Polishing pad for wafer polishing apparatus |
-
2008
- 2008-09-29 JP JP2008250980A patent/JP2010082703A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013235042A (en) * | 2012-05-07 | 2013-11-21 | Hoya Corp | Method for producing substrate for mask blank, method for producing mask blank, and method for producing mask for transfer |
| JP2013235041A (en) * | 2012-05-07 | 2013-11-21 | Hoya Corp | Method for producing substrate for mask blank, method for producing mask blank, and method for producing mask for transfer |
| CN110877304A (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-13 | 爱思开矽得荣株式会社 | Polishing pad for wafer polishing apparatus |
| JP2020040198A (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-19 | エスケイ・シルトロン・カンパニー・リミテッド | Polishing pad for wafer polishing apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5222070B2 (en) | Polishing pad | |
| US8557376B2 (en) | Polishing pad | |
| US7897250B2 (en) | Polishing pad | |
| KR101627897B1 (en) | Method for polishing a semiconductor wafer | |
| KR101163836B1 (en) | Cushion for polishing pad and polishing pad using the cushion | |
| JP5061694B2 (en) | Polishing pad manufacturing method, polishing pad, and wafer polishing method | |
| KR20140056046A (en) | Rectangular mold-forming substrate | |
| JP5091417B2 (en) | Polishing cloth | |
| JP5072072B2 (en) | Polishing pad | |
| JP6584261B2 (en) | Polishing object holding material and polishing object holder | |
| JP2016190313A (en) | Polishing pad | |
| JP2010082703A (en) | Cushion sheet for polishing pad | |
| JP4566660B2 (en) | Polishing cloth for finish polishing and method for manufacturing polishing cloth | |
| JP5324998B2 (en) | Holding pad | |
| JP2006062059A (en) | Holding pad and method of manufacturing the holding pad | |
| JP5436959B2 (en) | Workpiece holding material manufacturing method | |
| JP2019055462A (en) | Polishing pad and polishing pad manufacturing method | |
| JP6626694B2 (en) | Polishing pad and method of manufacturing the same | |
| JP4514199B2 (en) | Polishing pad and semiconductor device manufacturing method | |
| JP5976623B2 (en) | Workpiece holding material | |
| JP5916982B2 (en) | Workpiece holding material | |
| TWI428362B (en) | Polishing pad and its manufacturing method (2) | |
| JP5534768B2 (en) | Polishing pad | |
| JP2011200952A (en) | Holding material | |
| JP7198395B2 (en) | polishing sheet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110316 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121109 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121218 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130208 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130409 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131203 |