JP2018108612A - Polishing pad - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、研磨パッド並びにそれを用いた研磨方法及びハードディスク用基板の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a polishing pad, a polishing method using the same, and a method for manufacturing a hard disk substrate.
近年のメモリハードディスクドライブには、高容量・小径化が求められ、記録密度を上げるために磁気ヘッドの浮上量を低下させて、単位記録面積を小さくすることが求められている。それに伴い、ハードディスク用基板の製造工程においても研磨後に要求される表面品質は年々厳しくなってきている。即ち、ヘッドの低浮上化に応じて、表面粗さ、微小うねり、ロールオフ及び突起を低減する必要があり、単位記録面積の減少に応じて、許容される基板面当たりのスクラッチ数は少なく、その大きさと深さはますます小さくなってきている。 Recent memory hard disk drives are required to have a high capacity and a small diameter, and in order to increase the recording density, the flying height of the magnetic head is reduced to reduce the unit recording area. Accordingly, the surface quality required after polishing in the manufacturing process of the hard disk substrate is becoming stricter year by year. That is, it is necessary to reduce the surface roughness, micro waviness, roll-off and protrusions according to the low flying height of the head, and the allowable number of scratches per substrate surface is small according to the decrease in the unit recording area, Its size and depth are getting smaller and smaller.
さらに半導体分野においても、高集積化と高速化が進んでおり、特に高集積化では配線の微細化が要求されている。その結果、半導体基板の製造プロセスにおいては、フォトレジストに露光する際の焦点深度が浅くなり、より一層の表面平滑性が望まれている。 Further, in the semiconductor field, high integration and high speed are advancing. In particular, miniaturization of wiring is required for high integration. As a result, in the manufacturing process of a semiconductor substrate, the depth of focus when exposing to a photoresist becomes shallow, and further surface smoothness is desired.
このような要求に対して、基板表面の平坦性向上と、研磨後の基板表面に生じる傷(スクラッチ)の低減を図るべく、種々の研磨パッドが提案されている(特許文献1〜6)。 In response to such demands, various polishing pads have been proposed in order to improve the flatness of the substrate surface and reduce scratches (scratches) generated on the substrate surface after polishing (Patent Documents 1 to 6).
従来の研磨パッドでは、基板表面を平坦化するために、研磨層の硬度を大きくすると、研磨の際に生じる異物(研磨屑や砥粒等)によりスクラッチが発生しやすくなる傾向にあった。そして、スクラッチの発生を抑制するために、研磨層の硬度を小さくすると、研磨パッド全体が軟質化して、基板表面の平坦性が悪くなるだけでなく、パッドライフが短くなる傾向にあった。 In the conventional polishing pad, if the hardness of the polishing layer is increased in order to flatten the substrate surface, scratches tend to be generated due to foreign matters (polishing waste, abrasive grains, etc.) generated during polishing. When the hardness of the polishing layer is reduced in order to suppress the occurrence of scratches, the entire polishing pad is softened, and not only the flatness of the substrate surface is deteriorated, but also the pad life tends to be shortened.
そこで、本開示は、研磨後の基板表面のスクラッチを低減できる研磨パッドを提供する。 Therefore, the present disclosure provides a polishing pad that can reduce scratches on the substrate surface after polishing.
本開示は、研磨層を有する研磨パッドであって、前記研磨層のガラス転移温度Tgが、−10℃超16℃未満である、研磨パッドに関する。 The present disclosure relates to a polishing pad having a polishing layer, wherein the polishing layer has a glass transition temperature Tg of more than −10 ° C. and less than 16 ° C.
本開示は、本開示に係る研磨パッドの製造方法であって、研磨層を形成する樹脂を溶媒に溶解した樹脂含有溶液を調製する調製工程と、前記樹脂含有溶液を湿式凝固法により基材上に成膜させ、研磨層となる樹脂フィルムを形成する形成工程を含む、研磨パッドの製造方法に関する。 The present disclosure is a method for producing a polishing pad according to the present disclosure, comprising: a preparation step of preparing a resin-containing solution in which a resin forming a polishing layer is dissolved in a solvent; and the resin-containing solution on a substrate by a wet coagulation method. It is related with the manufacturing method of a polishing pad including the formation process formed into a film and forming the resin film used as a polishing layer.
本開示は、本開示に係る研磨パッドを用いて被研磨基板を研磨する研磨工程を含み、前記被研磨基板は、ハードディスク用基板の製造に用いられる基板である、研磨方法に関する。 The present disclosure relates to a polishing method including a polishing step of polishing a substrate to be polished using the polishing pad according to the present disclosure, and the substrate to be polished is a substrate used for manufacturing a substrate for a hard disk.
本開示は、本開示に係る研磨パッドを用いて被研磨基板を研磨する研磨工程を含む、ハードディスク用基板の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a hard disk substrate, including a polishing step of polishing a substrate to be polished using the polishing pad according to the present disclosure.
本開示よれば、研磨後の基板表面のスクラッチを低減できる研磨パッドを提供できる。そして、本開示に係る研磨パッドを用いることで、スクラッチが低減された基板の生産性を維持しつつ、基板収率を向上しうる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a polishing pad that can reduce scratches on the substrate surface after polishing. By using the polishing pad according to the present disclosure, it is possible to improve the substrate yield while maintaining the productivity of the substrate with reduced scratches.
本開示は、ガラス転移温度が−10℃超16℃未満の研磨層を有する研磨パッドを用いることで、研磨後の基板表面のスクラッチを低減できるという知見に基づく。
一般に、ハードディスク用基板の製造において、スクラッチが低減できれば基板収率が向上する傾向にある。よって、本開示によれば、ハードディスク用基板の製造において、本開示の研磨パッドを用いることで、生産性を維持しつつ、基板収率を向上できると考えられる。
また、従来、特開2014−065119号公報(特許文献4)の[0003]段落に記載のように、成形体の硬度や弾性率を下げることでスクラッチを低減する方法が採用されている。ここで、成形体の硬度とはポアを含んだパッド全体の硬さを示す。しかし、成形体の硬度や弾性率がある程度まで低くなると、成形体の硬度(例えば、Asker−C硬度)や弾性率(例えば、貯蔵弾性率)とスクラッチとの間に明確な相関関係は見らなくなるため、上記従来の方法では更なるスクラッチの低減が難しいことが分かった。そこで、本開示は、樹脂そのものの運動性を示すガラス転移温度を樹脂硬さの指標として用いることで、貯蔵弾性率やAsker−C硬度によらずスクラッチを大幅に低減できることを見出した。
The present disclosure is based on the finding that scratches on the substrate surface after polishing can be reduced by using a polishing pad having a polishing layer having a glass transition temperature of more than −10 ° C. and less than 16 ° C.
Generally, in the manufacture of a hard disk substrate, if the scratch can be reduced, the substrate yield tends to be improved. Therefore, according to the present disclosure, it is considered that the substrate yield can be improved while maintaining the productivity by using the polishing pad of the present disclosure in the manufacture of the substrate for the hard disk.
Conventionally, as described in paragraph [0003] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-065119 (Patent Document 4), a method of reducing scratches by reducing the hardness and elastic modulus of a molded body has been adopted. Here, the hardness of the molded body indicates the hardness of the entire pad including the pores. However, when the hardness and elastic modulus of the molded body are lowered to some extent, no clear correlation is found between the hardness (for example, Asker-C hardness) or elastic modulus (for example, storage elastic modulus) of the molded body and scratch. Therefore, it has been found that it is difficult to further reduce scratches by the conventional method. Therefore, the present disclosure has found that the scratch can be greatly reduced regardless of the storage elastic modulus and Asker-C hardness by using the glass transition temperature indicating the mobility of the resin itself as an index of the resin hardness.
すなわち、本開示は、研磨層を有する研磨パッドであって、前記研磨層のガラス転移温度Tgが、−10℃超16℃未満である、研磨パッド(以下、「本開示に係る研磨パッド」ともいう)に関する。本開示に係る研磨パッドによれば、研磨後の基板表面のスクラッチを低減できるという効果を奏し得る。 That is, the present disclosure is a polishing pad having a polishing layer, wherein the polishing layer has a glass transition temperature Tg of more than −10 ° C. and less than 16 ° C. (hereinafter also referred to as “polishing pad according to the present disclosure”). Say). According to the polishing pad according to the present disclosure, an effect of reducing scratches on the substrate surface after polishing can be achieved.
本開示において「スクラッチ」とは、主に、研磨後の残留砥粒、砥粒付着、及び砥粒突き刺さりに由来すると考えられる基板表面の欠陥のことをいう。基板表面の突起欠陥は、例えば、研磨後に得られる基板表面の顕微鏡観察、走査型電子顕微鏡観察等、表面欠陥検査装置により評価することができ、具体的には実施例に記載した方法で評価できる。 In the present disclosure, “scratch” mainly refers to defects on the substrate surface that are considered to be derived from residual abrasive grains after polishing, adhesion of abrasive grains, and abrasive sticking. The protrusion defect on the substrate surface can be evaluated by a surface defect inspection apparatus such as microscopic observation or scanning electron microscope observation of the substrate surface obtained after polishing, and can be specifically evaluated by the method described in the examples. .
[研磨層]
本開示における研磨層は、スクラッチ低減の観点から、ポリウレタン樹脂、ポリノルボルネン樹脂、トランス−ポリイソプレン樹脂、及びスチレン−ブタジエン樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂を含むことが好ましく、ポリウレタン樹脂がより好ましく、熱可塑性ポリウレタン樹脂がさらに好ましい。
[Polishing layer]
The polishing layer in the present disclosure preferably includes at least one resin selected from a polyurethane resin, a polynorbornene resin, a trans-polyisoprene resin, and a styrene-butadiene resin, and more preferably a polyurethane resin, from the viewpoint of reducing scratches. A thermoplastic polyurethane resin is more preferable.
熱可塑性ポリウレタン樹脂としては、例えば、ポリエステル系ポリウレタン樹脂、ポリエーテル系ポリウレタン樹脂、及びポリカーボネート系ポリウレタン樹脂が挙げられ、これらは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the thermoplastic polyurethane resin include a polyester-based polyurethane resin, a polyether-based polyurethane resin, and a polycarbonate-based polyurethane resin. These may be used alone or in combination of two or more.
熱可塑性ポリウレタン樹脂は、Tg等の所望の特性を有する樹脂を公知の方法により合成してもよいし、市販品を用いてもよい。市販品の熱可塑性ポリウレタン樹脂としては、「クリスボン」(DIC社製商品名)、「サンプレン」(三洋化成工業社製商品名)、「レザミン」(大日精化工業社製商品名)等が挙げられる。例えば、熱可塑性ポリウレタン樹脂は、高分子ジオール、有機ジイソシアネート、及び鎖伸長剤を反応させることにより得ることができる。 As the thermoplastic polyurethane resin, a resin having desired characteristics such as Tg may be synthesized by a known method, or a commercially available product may be used. Examples of commercially available thermoplastic polyurethane resins include “Chris Bon” (trade name, manufactured by DIC), “Samprene” (trade name, manufactured by Sanyo Chemical Industries), “Rezamin” (trade name, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.), etc. It is done. For example, a thermoplastic polyurethane resin can be obtained by reacting a polymer diol, an organic diisocyanate, and a chain extender.
高分子ジオールとしては、例えば、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオールなどが挙げられる。これらの高分子ジオールは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、スクラッチ低減の観点から、ポリエーテルジオールを使用することが好ましい。 Examples of the polymer diol include polyether diol, polyester diol, and polycarbonate diol. These polymer diols may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use polyether diol from the viewpoint of reducing scratches.
ポリエーテルジオールとしては、例えば、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(プロピレングリコール)、ポリ(テトラメチレングリコール)、ポリ(メチルテトラメチレングリコール)などが挙げられる。これらのポリエーテルジオールは、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the polyether diol include poly (ethylene glycol), poly (propylene glycol), poly (tetramethylene glycol), poly (methyltetramethylene glycol) and the like. These polyether diols may be used alone or in combination of two or more.
ポリエステルジオールとしては、例えば、ジカルボン酸またはそのエステル、無水物等のエステル形成性誘導体と低分子ジオールとを直接エステル化反応またはエステル交換反応させることにより製造できる。 The polyester diol can be produced, for example, by directly esterifying or transesterifying an ester-forming derivative such as dicarboxylic acid or its ester or anhydride with a low molecular weight diol.
ポリエステルジオールを構成するジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、2−メチルコハク酸、2−メチルアジピン酸、3−メチルアジピン酸、3−メチルペンタン二酸、2−メチルオクタン二酸、3,8−ジメチルデカン二酸、3,7−ジメチルデカン二酸等の炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸等の芳香族ジカルボン酸;等が挙げられる。これらのジカルボン酸は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the dicarboxylic acid constituting the polyester diol include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, 2-methylsuccinic acid, 2-methyladipic acid, 3- Aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms such as methyladipic acid, 3-methylpentanedioic acid, 2-methyloctanedioic acid, 3,8-dimethyldecanedioic acid, 3,7-dimethyldecanedioic acid; terephthalic acid And aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid and orthophthalic acid. These dicarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
ポリエステルジオールを構成する低分子ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール等の脂肪族ジオール;シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール等の脂環式ジオール;等が挙げられる。これらの低分子ジオールは、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。低分子ジオールの炭素数としては、例えば、6以上12以下が挙げられる。 Examples of the low-molecular diol constituting the polyester diol include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, and 1,5-pentane. Diol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decane Aliphatic diols such as diols; Alicyclic diols such as cyclohexanedimethanol and cyclohexanediol; and the like. These low molecular diols may be used alone or in combination of two or more. Examples of the carbon number of the low-molecular diol include 6 or more and 12 or less.
ポリカーボネートジオールとしては、低分子ジオールとカーボネート化合物との反応により得られるものを使用できる。ポリカーボネートジオールを構成する低分子ジオールとしては、ポリエステルジオールの構成成分として先に例示した低分子ジオールを用いることができる。また、カーボネート化合物としては、例えば、ジアルキルカーボネート、アルキレンカーボネート等が挙げられる。ジアルキルカーボネートとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等が挙げられる。アルキレンカーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート等が挙げられる。 As polycarbonate diol, what is obtained by reaction of a low molecular diol and a carbonate compound can be used. As the low molecular weight diol constituting the polycarbonate diol, the low molecular weight diol exemplified above as a constituent component of the polyester diol can be used. Examples of the carbonate compound include dialkyl carbonate and alkylene carbonate. Examples of the dialkyl carbonate include dimethyl carbonate and diethyl carbonate. Examples of the alkylene carbonate include ethylene carbonate.
高分子ジオールの数平均分子量としては、スクラッチ抑制の観点から、例えば、1400〜5000であることが好ましい。本開示において「数平均分子量」は、JIS K 1557に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出できる。 The number average molecular weight of the polymer diol is preferably 1400 to 5000, for example, from the viewpoint of suppressing scratches. In the present disclosure, the “number average molecular weight” can be calculated based on a hydroxyl value measured according to JIS K1557.
有機ジイソシアネートとしては、通常の熱可塑性ポリウレタンの製造に用いられている有機ジイソシアネートを用いることができ、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。これらの有機ジイソシアネートは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 As the organic diisocyanate, organic diisocyanates used in the production of ordinary thermoplastic polyurethanes can be used. For example, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, Examples include isophorone diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, and 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate. These organic diisocyanates may be used alone or in combination of two or more.
鎖伸長剤としては、通常の熱可塑性ポリウレタンの製造に使用されている公知の鎖伸長剤を用いることができる。鎖伸長剤としては、例えば、イソシアネート基と反応し得る活性水素原子を分子中に2個以上有する分子量300以下の低分子化合物が挙げられ、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−シクロヘキサンジオール、ビス−(β−ヒドロキシエチル)テレフタレート、1,9−ノナンジオール等のジオール類等が挙げられる。これらの鎖伸長剤は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 As the chain extender, a known chain extender used in the production of ordinary thermoplastic polyurethane can be used. Examples of the chain extender include low molecular weight compounds having a molecular weight of 300 or less having two or more active hydrogen atoms capable of reacting with an isocyanate group in the molecule, such as ethylene glycol, propylene glycol, and 1,4-butanediol. 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene, 1,4-cyclohexanediol, bis- (β-hydroxyethyl) terephthalate, And diols such as 9-nonanediol. These chain extenders may be used alone or in combination of two or more.
ポリノルボルネン樹脂は、常法により合成してもよいし、市販品を入手してもよい。市販品のポリノルボルネン樹脂としては、例えば、「ノーソレックス」(日本ゼオン社製商品名)が挙げられる。 The polynorbornene resin may be synthesized by a conventional method, or a commercially available product may be obtained. Examples of commercially available polynorbornene resins include “Nosolex” (trade name, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.).
トランス−ポリイソプレン樹脂は、常法により合成してもよいし、市販品を入手してもよい。市販品のトランス−ポリイソプレン樹脂としては、例えば、「クラレTPI」(クラレ社製商品名)が挙げられる。 The trans-polyisoprene resin may be synthesized by a conventional method, or a commercially available product may be obtained. Examples of commercially available trans-polyisoprene resins include “Kuraray TPI” (trade name, manufactured by Kuraray Co., Ltd.).
スチレン−ブタジエン樹脂は、常法により合成してもよいし、市販品を入手してもよい。市販品のスチレン−ブタジエン樹脂としては、例えば、「アスマー」(旭化成社製商品名)が挙げられる。 The styrene-butadiene resin may be synthesized by a conventional method, or a commercially available product may be obtained. Examples of commercially available styrene-butadiene resins include “Asmer” (trade name, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.).
研磨層中の樹脂の含有量は、研磨層の全質量に対して、50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましい。 The content of the resin in the polishing layer is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more with respect to the total mass of the polishing layer.
本開示における研磨層は、上述した樹脂以外の他の成分をさらに含有することができる。他の成分としては、例えば、架橋剤、充填剤、架橋促進剤、架橋助剤、軟化剤、粘着付与剤、老化防止剤、発泡剤、加工助剤、密着性付与剤、無機充填剤、有機フィラー、耐熱安定剤、帯電防止剤、着色剤、難燃剤、増粘剤、酸化防止剤、導電剤等が挙げられる。 The polishing layer in the present disclosure can further contain components other than the above-described resin. Other components include, for example, crosslinking agents, fillers, crosslinking accelerators, crosslinking aids, softeners, tackifiers, anti-aging agents, foaming agents, processing aids, adhesion promoters, inorganic fillers, organic Examples include fillers, heat stabilizers, antistatic agents, colorants, flame retardants, thickeners, antioxidants, and conductive agents.
研磨層のガラス転移温度Tgは、スクラッチ低減及びパッドライフ向上の観点から、−10℃超であって、−5℃以上が好ましく、0℃以上がより好ましく、パッドライフ向上の観点から、5℃以上がさらに好ましく、7.6℃以上がさらに好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、16℃未満であって、12℃未満が好ましく、10℃未満が好ましく、9℃以下がより好ましく、8℃以下がさらに好ましい。ガラス転移温度Tgは、実施例に記載の方法により測定できる。 The glass transition temperature Tg of the polishing layer is more than −10 ° C. from the viewpoint of reducing scratches and improving the pad life, preferably −5 ° C. or higher, more preferably 0 ° C. or higher, and 5 ° C. from the viewpoint of improving the pad life. The above is more preferable, 7.6 ° C. or more is more preferable, and from the viewpoint of scratch reduction, it is less than 16 ° C., preferably less than 12 ° C., preferably less than 10 ° C., more preferably 9 ° C. or less, more preferably 8 ° C. The following is more preferable. The glass transition temperature Tg can be measured by the method described in the examples.
本開示において「パッドライフ」とは、研磨パッドの耐久性のことをいう。一般的に、研磨パッドの平均開孔径は、研磨に使用されるほど大きくなる傾向にある。そして、平均開孔径が大きくなるほど、研磨パッド表面のうねりが大きくなり、接触する基板表面の品質が劣化する傾向にあることが知られている。よって、本開示における研磨パッドの耐久性は、例えば、研磨パッドの平均開孔径が所定値以上となったときの研磨回数により評価することができ、実施例に記載した方法で評価できる。 In this disclosure, “pad life” refers to the durability of the polishing pad. Generally, the average opening diameter of a polishing pad tends to increase as it is used for polishing. It is known that the larger the average aperture diameter, the larger the waviness of the polishing pad surface, and the quality of the contacting substrate surface tends to deteriorate. Therefore, the durability of the polishing pad in the present disclosure can be evaluated by, for example, the number of polishings when the average hole diameter of the polishing pad is equal to or greater than a predetermined value, and can be evaluated by the method described in the examples.
本開示において、ガラス転移温度Tgは、特表2015−531420号、特表2014−525868号、特表昭62−502693号に記載されている方法により制御することができ、例えば、ポリオール、可塑剤等の薬剤を用いて制御することができる。さらに、Tgは、研磨パッドの成形後にこれらの薬剤により制御することもできる。例えば、これらの薬剤を所定の濃度含む研磨剤で所定の時間、ならし研磨を行うことで研磨パッドのTgを自在に制御することができる。ポリオールとしては、例えば、上述の熱可塑性ポリウレタン樹脂の合成に用いられる高分子ジオールが挙げられる。可塑剤としては、例えば、パラフィン系オイル、フタル酸系可塑剤、アジピン酸系可塑剤、グリコール系可塑剤、アルキルアミド系可塑剤等が挙げられる。アルキルアミド系可塑剤としては、N−ブチルベンゼンスルホン酸アミドが好ましく挙げられる。 In the present disclosure, the glass transition temperature Tg can be controlled by the methods described in JP-A-2015-53420, JP-A-2014-525868, JP-A-62-502893, and examples thereof include polyols and plasticizers. It can be controlled using a drug such as Furthermore, Tg can be controlled by these agents after molding of the polishing pad. For example, the Tg of the polishing pad can be freely controlled by performing leveling polishing with an abrasive containing these chemicals at a predetermined concentration for a predetermined time. Examples of the polyol include polymer diols used for the synthesis of the above-described thermoplastic polyurethane resin. Examples of the plasticizer include paraffinic oil, phthalic acid plasticizer, adipic acid plasticizer, glycol plasticizer, and alkylamide plasticizer. Preferred examples of the alkylamide plasticizer include N-butylbenzenesulfonic acid amide.
研磨層のAsker−C硬度は、パッドライフ向上、基板表面の平坦性向上、及びスクラッチ低減の観点から、60以上が好ましく、64以上がより好ましく、68以上がさらに好ましく、そして、同様の観点から、90以下が好ましく、80以下がより好ましく、75以下がさらに好ましい。Asker−C硬度は、実施例に記載の方法により測定できる。 The Asker-C hardness of the polishing layer is preferably 60 or more, more preferably 64 or more, still more preferably 68 or more, and the same viewpoint from the viewpoints of improving pad life, improving the flatness of the substrate surface, and reducing scratches. 90 or less, more preferably 80 or less, and even more preferably 75 or less. Asker-C hardness can be measured by the method described in Examples.
研磨層の25℃における貯蔵弾性率は、スクラッチ低減の観点から、3MPa以下が好ましく、2.6MPa以下がより好ましく、2.2MPa以下がさらに好ましい。貯蔵弾性率は、実施例に記載の方法により測定できる。 The storage elastic modulus at 25 ° C. of the polishing layer is preferably 3 MPa or less, more preferably 2.6 MPa or less, and further preferably 2.2 MPa or less from the viewpoint of reducing scratches. A storage elastic modulus can be measured by the method as described in an Example.
研磨層の圧縮率は、うねり低減及びスクラッチ低減の観点から、0.5%以上が好ましく、1.25%以上がより好ましく、2.0%以上がさらに好ましく、そして、平坦性向上の観点から、60%以下が好ましく、40%以下がより好ましく、20%以下がさらに好ましい。圧縮率は、例えば、日本工業規格(JIS) L1096の圧縮率測定方法に基づき、圧縮試験機により測定でき、具体的には、実施例に記載の方法により測定できる。圧縮率は、例えば、研磨層の基材側の気孔径サイズ、あるいは基材の材質等によって制御できる。 The compressibility of the polishing layer is preferably 0.5% or more, more preferably 1.25% or more, further preferably 2.0% or more, from the viewpoint of reducing waviness and scratching, and from the viewpoint of improving flatness. 60% or less is preferable, 40% or less is more preferable, and 20% or less is more preferable. The compression rate can be measured by a compression tester based on, for example, the compression rate measurement method of Japanese Industrial Standard (JIS) L1096, and specifically, can be measured by the method described in the examples. The compression rate can be controlled by, for example, the pore size size on the substrate side of the polishing layer, the material of the substrate, or the like.
研磨層の密度は、スクラッチ低減及びパッドライフ向上の観点から、0.15g/cm3以上が好ましく、0.3g/cm3以上がより好ましく、0.45g/cm3以上がさらに好ましく、そして、スクラッチ低減及びうねり低減の観点から、1.0g/cm3以下が好ましく、0.8g/cm3以下がより好ましく、0.6g/cm3以下がさらに好ましい。密度は、実施例に記載の方法により測定できる。 The density of the polishing layer, from the viewpoint of reducing scratches and pad life improvement, 0.15 g / cm 3 or more preferably, 0.3 g / cm 3 or more, and further preferably 0.45 g / cm 3 or more, and, From the viewpoint of reducing scratches and waviness, 1.0 g / cm 3 or less is preferable, 0.8 g / cm 3 or less is more preferable, and 0.6 g / cm 3 or less is more preferable. The density can be measured by the method described in the examples.
研磨層の平均開孔径は、研磨速度確保及びスクラッチ低減の観点から、1μm以上が好ましく、2μm以上がより好ましく、3μm以上がさらに好ましく、そして、うねり低減及びスクラッチ低減の観点からは、70μm以下が好ましく、65μm以下がより好ましく、50μm以下がさらに好ましく、30μm以下がさらに好ましく、パッドライフ確保の観点からは、65μm未満が好ましく、50μm以下がより好ましく、40μm以下がさらに好ましく、30μm以下がさらに好ましい。平均開孔径は、例えば、発泡を促進させる親水性活性剤、熱可塑性ポリウレタンの湿式凝固を安定化させる疎水性活性剤等の添加剤を添加することにより制御できる。本開示において、平均開孔径は、研磨パッドの研磨への使用を開始する時点(研磨時)での値であり、例えば、実施例に記載の方法により測定できる。 The average pore diameter of the polishing layer is preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, more preferably 3 μm or more, from the viewpoint of securing the polishing rate and scratch reduction, and from the viewpoint of reducing waviness and scratching, 70 μm or less. Preferably, 65 μm or less is more preferable, 50 μm or less is further preferable, 30 μm or less is more preferable, and from the viewpoint of ensuring the pad life, it is preferably less than 65 μm, more preferably 50 μm or less, further preferably 40 μm or less, and further preferably 30 μm or less. . The average pore diameter can be controlled, for example, by adding additives such as a hydrophilic active agent that promotes foaming and a hydrophobic active agent that stabilizes the wet coagulation of thermoplastic polyurethane. In the present disclosure, the average pore diameter is a value at the time of starting use of the polishing pad for polishing (during polishing), and can be measured by, for example, the method described in the examples.
研磨層の厚みは、スクラッチ低減及びうねり低減の観点から、0.5mm以上が好ましく、0.7mm以上がより好ましく、0.9mm以上がさらに好ましく、そして、平坦性向上の観点から、1.5mm以下が好ましく、1.2mm以下がより好ましく、0.9mm以下がさらに好ましい。 The thickness of the polishing layer is preferably 0.5 mm or more, more preferably 0.7 mm or more, further preferably 0.9 mm or more from the viewpoint of reducing scratches and waviness, and 1.5 mm from the viewpoint of improving flatness. The following is preferable, 1.2 mm or less is more preferable, and 0.9 mm or less is further preferable.
研磨層としては、研磨屑の排出性の観点から、連続発泡タイプのものが好適に使用される。連続発砲タイプの研磨層としては、通常の湿式凝固法により形成される気泡を有する層が挙げられ、例えば、研磨パッドの基材に対して略垂直な紡錘状気孔を有する研磨層が挙げられ、具体的には、ポリウレタン樹脂発泡体が挙げられる。例えば、本開示に係る研磨パッドとしては、基材と、基材に対して略垂直な紡錘状気孔を有する研磨層とを有するスエードタイプの研磨パッドが挙げられる。基材としては、当該技術分野で通常用いられる基材を用いることができ、例えば、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム等が挙げられる。 As the polishing layer, a continuous foaming type is preferably used from the viewpoint of discharging of polishing scraps. Examples of the continuous firing type polishing layer include a layer having bubbles formed by a normal wet coagulation method, for example, a polishing layer having spindle-shaped pores substantially perpendicular to the substrate of the polishing pad, Specifically, a polyurethane resin foam is mentioned. For example, the polishing pad according to the present disclosure includes a suede type polishing pad having a base material and a polishing layer having spindle-shaped pores substantially perpendicular to the base material. As a base material, the base material normally used in the said technical field can be used, For example, a polyester film, a polyolefin film, etc. are mentioned.
本開示に係る研磨パッドは、研磨層のみからなる単層構造であってもよいし、研磨層の研磨面とは反対側の面に他の層を貼り合わせた複層構造であってもよい。他の層としては、研磨定盤の微小な凹凸が研磨面の形状に影響することを回避する観点、及び、被研磨基板の平坦性向上の観点から、研磨層よりも硬い層が好ましい。 The polishing pad according to the present disclosure may have a single-layer structure including only a polishing layer, or may have a multilayer structure in which another layer is bonded to a surface opposite to the polishing surface of the polishing layer. . As the other layer, a layer harder than the polishing layer is preferable from the viewpoint of avoiding minute unevenness of the polishing platen from affecting the shape of the polishing surface and improving the flatness of the substrate to be polished.
本開示に係る研磨パッドが複層構造の場合、複数の層同士を両面テープや接着剤等を用いて、必要により加圧しながら接着すればよい。両面テープや接着剤としては特に限定されず、例えば、当該技術分野で用いられている公知の両面テープや接着剤が挙げられる。 When the polishing pad according to the present disclosure has a multilayer structure, a plurality of layers may be bonded to each other using a double-sided tape, an adhesive, or the like while applying pressure as necessary. It does not specifically limit as a double-sided tape and an adhesive agent, For example, the well-known double-sided tape and adhesive agent used in the said technical field are mentioned.
本開示における研磨層は、砥粒を含むことができるが、スクラッチ低減、特にハードディスク用基板のスクラッチ低減の観点から、砥粒を含まないことが好ましい。 The polishing layer in the present disclosure can contain abrasive grains, but preferably does not contain abrasive grains from the viewpoint of reducing scratches, in particular, reducing scratches on hard disk substrates.
[研磨パッドの製造方法]
本開示は、研磨層を形成する樹脂(例えば、熱可塑性ポリウレタン樹脂)を溶媒に溶解した樹脂含有溶液を調製する調製工程、及び前記樹脂含有溶液を湿式凝固法により基材上に成膜させて樹脂フィルム(研磨層)を形成する形成工程を含む、研磨パッドの製造方法(以下、「本開示に係る研磨パッド製造方法」ともいう)に関する。
[Production method of polishing pad]
In the present disclosure, a preparation step of preparing a resin-containing solution in which a resin (for example, a thermoplastic polyurethane resin) forming a polishing layer is dissolved in a solvent, and the resin-containing solution is formed on a substrate by a wet coagulation method. The present invention relates to a polishing pad manufacturing method (hereinafter also referred to as “a polishing pad manufacturing method according to the present disclosure”) including a forming step of forming a resin film (polishing layer).
研磨層を形成する樹脂を溶解する溶媒としては、水と有機溶媒との混合液が挙げられる。前記有機溶媒としては、研磨層を形成する樹脂を溶解することができ、かつ水混和性であればよく、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N−メチルピロリドン(NMP)、アセトン等が挙げられる。 Examples of the solvent that dissolves the resin that forms the polishing layer include a mixed solution of water and an organic solvent. The organic solvent may be any resin that can dissolve the resin forming the polishing layer and is miscible with water. For example, N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), Tetrahydrofuran (THF), dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methylpyrrolidone (NMP), acetone and the like can be mentioned.
前記形成工程は、例えば、樹脂含有溶液を基材上に塗布する塗布工程と、樹脂含有溶液が塗布された基材を凝固液に浸漬して樹脂含有溶液を凝固させ樹脂フィルムを得る凝固工程と、樹脂フィルムを洗浄、乾燥する洗浄乾燥工程とを含むことができる。凝固液としては、水、水と上述した有機溶媒との混合溶液等が挙げられる。洗浄乾燥工程の洗浄に用いられる洗浄液としては、水が挙げられる。 The forming step includes, for example, an application step of applying a resin-containing solution onto a substrate, and a coagulation step of immersing the substrate on which the resin-containing solution is applied in a coagulating liquid to coagulate the resin-containing solution to obtain a resin film. And a washing and drying step of washing and drying the resin film. Examples of the coagulation liquid include water, a mixed solution of water and the organic solvent described above, and the like. Water is mentioned as a washing | cleaning liquid used for the washing | cleaning of a washing | cleaning drying process.
本開示に係る研磨パッド製造方法は、前記形成工程後、研磨層のガラス転移温度Tgを−10℃超16℃未満に調整する工程をさらに含むことができる。調整には、上述した薬剤が挙げられる。 The polishing pad manufacturing method according to the present disclosure may further include a step of adjusting the glass transition temperature Tg of the polishing layer to more than −10 ° C. and less than 16 ° C. after the forming step. Examples of the adjustment include the aforementioned drugs.
本開示に係る研磨パッド製造方法は、溝加工やエンボス加工を表面に施す工程をさらに含むことができる。 The polishing pad manufacturing method according to the present disclosure may further include a step of performing grooving or embossing on the surface.
本開示に係る研磨パッド製造方法は、研磨層の研磨面及び/又はその裏面を研削処理する工程を含むことができる。研削処理としては、特に限定されず、公知の方法により研削することができ、例えば、サンドペーパーによる研削等が挙げられる。 The polishing pad manufacturing method according to the present disclosure may include a step of grinding the polishing surface and / or the back surface of the polishing layer. The grinding treatment is not particularly limited, and grinding can be performed by a known method, and examples thereof include sandpaper grinding.
本開示に係る研磨パッド製造方法は、基材及び/又は粘着層等を研磨層と貼り合わせる工程を含むことができる。 The polishing pad manufacturing method according to the present disclosure can include a step of bonding a base material and / or an adhesive layer or the like to the polishing layer.
[被研磨基板]
本開示に係る研磨パッドにより研磨加工される被研磨基板としては、例えば、ハードディスク用基板の製造に用いられる基板が挙げられる。ハードディスク用基板としては、例えば、Ni−Pメッキされたアルミニウム合金基板、ガラス基板等が挙げられ、本開示の効果が発揮される観点から、Ni−Pメッキされたアルミニウム合金基板が好ましい。
[Polished substrate]
Examples of the substrate to be polished by the polishing pad according to the present disclosure include a substrate used for manufacturing a hard disk substrate. Examples of the hard disk substrate include a Ni—P plated aluminum alloy substrate, a glass substrate, and the like. From the viewpoint of exhibiting the effects of the present disclosure, a Ni—P plated aluminum alloy substrate is preferable.
[ハードディスク用基板の製造方法]
本開示は、本開示に係る研磨パッドを用いて被研磨基板を研磨する研磨工程(以下、「本開示に係る研磨工程」ともいう)を含む、ハードディスク用基板の製造方法(以下、「本開示に係る基板製造方法」ともいう)に関する。本開示の製造方法によれば、スクラッチが低減されたハードディスク用基板を高い基板収率で、生産性よく製造できるという効果が奏されうる。被研磨基板としては上述した基板を用いることができる。
[Method of manufacturing hard disk substrate]
The present disclosure includes a method for manufacturing a substrate for a hard disk (hereinafter referred to as “the present disclosure”) including a polishing step (hereinafter, also referred to as “a polishing step according to the present disclosure”) for polishing a substrate to be polished using the polishing pad according to the present disclosure. It is also referred to as a “substrate manufacturing method”. According to the manufacturing method of the present disclosure, an effect that a hard disk substrate with reduced scratches can be manufactured with high substrate yield and high productivity can be achieved. The substrate described above can be used as the substrate to be polished.
一般に、ハードディスク用基板の基となる基材が、形状加工工程、粗研削工程、精研削工程、粗研磨工程、仕上げ研磨工程等を経ることにより、ハードディスク用基板が製造されうる。そして、ハードディスク用基板は、例えば、さらに記録部形成工程を経ることで磁気ハードディスクとなりうる。本開示に係る研磨パッドは、仕上げ研磨工程の研磨に好適に用いられうる。 Generally, a hard disk substrate can be manufactured by a base material that is a base of a hard disk substrate being subjected to a shape processing step, a rough grinding step, a fine grinding step, a rough polishing step, a final polishing step, and the like. Then, the hard disk substrate can be a magnetic hard disk, for example, through a recording part forming step. The polishing pad according to the present disclosure can be suitably used for polishing in the final polishing step.
本開示に係る研磨工程では、研磨パッドを使用するときは、例えば、研磨層の研磨面が被研磨基板と向き合うように研磨パッドを研磨機の研磨定盤に設置し、研磨液組成物を被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に本開示に係る研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び前記被研磨基板の少なくとも一方を動かすことにより、前記研磨対象面を研磨することができる。研磨液組成物中の研磨砥粒としては、シリカ、アルミナ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素等が挙げられ、本開示に係る研磨工程が仕上げ研磨工程である場合、基板表面の平坦性、スクラッチ低減の観点から、シリカが好ましい。 In the polishing step according to the present disclosure, when using a polishing pad, for example, the polishing pad is placed on a polishing surface plate of a polishing machine so that the polishing surface of the polishing layer faces the substrate to be polished, and the polishing composition is applied. Supplying the polishing target surface of the polishing substrate, bringing the polishing pad according to the present disclosure into contact with the polishing target surface, and polishing the polishing target surface by moving at least one of the polishing pad and the substrate to be polished. it can. Examples of the abrasive grains in the polishing composition include silica, alumina, cerium oxide, zirconium oxide, silicon carbide, and the like. When the polishing process according to the present disclosure is a final polishing process, the substrate surface flatness, scratches, etc. From the viewpoint of reduction, silica is preferable.
[研磨方法]
本開示は、本開示に係る研磨工程を含む、研磨方法(以下、「本開示に係る研磨方法」ともいう)に関する。本開示の研磨方法を使用することにより、スクラッチが低減されたハードディスク用基板を高い基板収率で、生産性よく製造できるという効果が奏されうる。
[Polishing method]
The present disclosure relates to a polishing method (hereinafter, also referred to as “polishing method according to the present disclosure”) including a polishing step according to the present disclosure. By using the polishing method of the present disclosure, an effect that a hard disk substrate with reduced scratches can be manufactured with high substrate yield and high productivity can be achieved.
以下、実施例により本開示をさらに詳細に説明するが、これらは例示的なものであって、本開示はこれら実施例に制限されるものではない。 Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail by way of examples. However, these examples are illustrative, and the present disclosure is not limited to these examples.
1.研磨パッド
熱可塑性ポリウレタン樹脂:30質量%、及び有機溶媒(DMF):70質量%を混合することにより、樹脂含有溶液を調製した。調製した樹脂含有溶液を基材(ポリエステルフィルム、厚さ:0.2mm)上に塗布した。そして、樹脂含有溶液が塗布された基材を凝固液(水)に浸漬し、樹脂含有溶液を凝固させた後、洗浄、乾燥させた。これにより、基材上に樹脂フィルム(研磨層)が形成された研磨パッドを得た。
実施例1〜5、7及び比較例1〜4のパッドのTgは、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂の組成を変えることにより調整した。
実施例6及び8の研磨パッドは、比較例2及び4の研磨パッドをそれぞれ、後述する仕上げ研磨の研磨液組成物に可塑剤(N−ブチルベンゼンスルホン酸アミド、300ppm)を配合したものを研磨液として用い、後述する仕上げ研磨の研磨条件で12回研磨(ならし研磨)することにより得た。
1. Polishing pad Thermoplastic polyurethane resin: 30% by mass and organic solvent (DMF): 70% by mass were mixed to prepare a resin-containing solution. The prepared resin-containing solution was applied on a substrate (polyester film, thickness: 0.2 mm). Then, the substrate coated with the resin-containing solution was immersed in a coagulation liquid (water) to coagulate the resin-containing solution, and then washed and dried. Thereby, a polishing pad having a resin film (polishing layer) formed on the substrate was obtained.
Tg of the pads of Examples 1 to 5, 7 and Comparative Examples 1 to 4 was adjusted by changing the composition of the thermoplastic polyurethane resin.
The polishing pads of Examples 6 and 8 were prepared by polishing the polishing pads of Comparative Examples 2 and 4 each containing a plasticizer (N-butylbenzenesulfonic acid amide, 300 ppm) in a polishing composition for finishing polishing described later. It was used as a liquid and obtained by polishing 12 times (leveling polishing) under the polishing conditions for finish polishing described later.
2.物性
[圧縮率]
研磨パッドの研磨層である樹脂フィルム10cm×10cmに100g/cm2で30秒加圧し、厚さA0を測定する。その後、1100g/cm2で5分間加圧し、厚さA1を測定する。そして、下記式により圧縮率を算出する。算出結果を表1に示す。
圧縮率(%)=(A0―A1)/A0×100
2. Physical properties
[Compression rate]
The resin film 10 cm × 10 cm, which is the polishing layer of the polishing pad, is pressed at 100 g / cm 2 for 30 seconds, and the thickness A0 is measured. Then, it pressurizes for 5 minutes at 1100 g / cm < 2 >, and measures thickness A1. Then, the compression rate is calculated by the following formula. The calculation results are shown in Table 1.
Compression rate (%) = (A0−A1) / A0 × 100
[圧縮弾性率]
研磨パッドの研磨層である樹脂フィルム(10cm×10cm)の上記圧縮率の測定後、加圧を解除する。該加圧の解除から5分後に、100g/cm2で30秒加圧し、厚さA2を測定する。そして、下記式により圧縮弾性率を算出する。算出結果を表1に示す。
圧縮弾性率(%)=(A2−A1)/(A0−A1)×100
[Compressive modulus]
After measuring the compression rate of the resin film (10 cm × 10 cm) which is the polishing layer of the polishing pad, the pressure is released. Five minutes after the release of the pressurization, pressurization is performed at 100 g / cm 2 for 30 seconds, and the thickness A2 is measured. Then, the compression elastic modulus is calculated by the following formula. The calculation results are shown in Table 1.
Compression modulus (%) = (A2−A1) / (A0−A1) × 100
[Asker−C硬度]
研磨パッドの研磨層である樹脂フィルムを3枚重ねたものを試験片とし、5ケ所で測定し、平均値をAsker−C硬度として算出した。押針は試験片測定面に垂直になるようにし、1000gの荷重で接触させ、3秒後のメモリの値を測定した。測定結果は表1に示した。
<測定条件>
Asker−C硬度計:押針形(高分子計器株式会社製のアスカーゴム硬度計C型)
押針形状:半球形、直径5.08mm
[Asker-C hardness]
A test piece was obtained by stacking three resin films as polishing layers of the polishing pad, measured at five locations, and the average value was calculated as Asker-C hardness. The push needle was made to be perpendicular to the test piece measurement surface, contacted with a load of 1000 g, and the value of the memory after 3 seconds was measured. The measurement results are shown in Table 1.
<Measurement conditions>
Asker-C hardness meter: push needle type (Asker rubber hardness meter C type manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.)
Needle shape: hemispherical, diameter 5.08mm
[ガラス転移温度Tg及び貯蔵弾性率G’]
研磨パッドの研磨層である樹脂フィルムを直径24mmの円盤状に打ち抜き、イオン交換水にて2回(10秒間)洗浄し、乾燥した後に動的粘弾性測定により求めた。測定結果は表1に示した。
<測定条件>
DMS測定装置:ARES−G2 (TA Instrument Japan Inc.)
DMS測定条件:歪み:0.01%
周波数:10Hz
変調温度領域:−100℃〜200℃
Tgは、tanδのピーク値、G’は25℃における値を読み取った。
[Glass transition temperature Tg and storage modulus G ′]
The resin film as the polishing layer of the polishing pad was punched into a disk shape having a diameter of 24 mm, washed twice with ion exchange water (10 seconds), dried, and then determined by dynamic viscoelasticity measurement. The measurement results are shown in Table 1.
<Measurement conditions>
DMS measuring device: ARES-G2 (TA Instrument Japan Inc.)
DMS measurement conditions: Strain: 0.01%
Frequency: 10Hz
Modulation temperature range: -100 ° C to 200 ° C
Tg was a peak value of tan δ, and G ′ was a value at 25 ° C.
[平均開孔径]
まず、研磨パッドの表面をダイヤモンドドレッサー(KINIK社製、SPD−32)を用い、ドレッサー荷重50g/cm2、回転数27rpmで所定の平均開孔径になるよう時間を調整してドレス処理した。ただし、比較例4では、比較例2のドレス処理前の研磨パッドを用い、ダイヤモンドドレッサーとして、「SPD−32」に代えて、KINIK社製「SPD−02」を用いて、ドレス処理を行った。そして、ドレス処理後の研磨パッド表面を走査型電子顕微鏡で観察し、開孔径を20点測定し、その平均値を平均開孔径とした。測定結果は表1に示した。
[Average hole diameter]
First, the surface of the polishing pad was dressed by using a diamond dresser (SPIN-32, manufactured by KINIK Co., Ltd.), adjusting the time so as to obtain a predetermined average opening diameter at a dresser load of 50 g / cm 2 and a rotation speed of 27 rpm. However, in Comparative Example 4, the polishing pad before the dressing process of Comparative Example 2 was used, and the dressing process was performed using “SPD-02” manufactured by KINIK instead of “SPD-32” as the diamond dresser. . Then, the surface of the polishing pad after the dressing treatment was observed with a scanning electron microscope, the pore diameter was measured at 20 points, and the average value was taken as the average pore diameter. The measurement results are shown in Table 1.
3.研磨試験
実施例1〜8及び比較例1〜4の研磨パッドを用いて、以下に示す研磨条件にて被研磨基板の仕上げ研磨を行い、純水で15秒間洗浄して評価用基板とした。
3. Polishing Test Using the polishing pads of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4, the substrate to be polished was subjected to final polishing under the following polishing conditions, and washed with pure water for 15 seconds to obtain an evaluation substrate.
[被研磨基板]
被研磨基板として、Ni−Pメッキされたアルミニウム合金基板を予めアルミナ砥粒を含有する研磨液組成物で粗研磨した基板を用いた。この被研磨基板は、厚さが1.27mm、外径が95mm、内径が25mmであり、AFM(Digital Instrument NanoScope IIIa Multi Mode AFM)により測定した中心線平均粗さRaが1nm、長波長うねり(波長0.4〜2mm)の振幅は2nm、短波長うねり(波長50〜400μm)の振幅は2nmであった。
[Polished substrate]
As the substrate to be polished, a substrate obtained by rough polishing an aluminum alloy substrate plated with Ni-P in advance with a polishing composition containing alumina abrasive grains was used. The substrate to be polished has a thickness of 1.27 mm, an outer diameter of 95 mm, and an inner diameter of 25 mm. The center line average roughness Ra measured by AFM (Digital Instrument Nanoscope IIIa Multi Mode AFM) is 1 nm, and a long wavelength undulation ( The amplitude of the wavelength 0.4-2 mm was 2 nm, and the amplitude of the short wavelength waviness (wavelength 50-400 μm) was 2 nm.
[仕上げ研磨に用いる研磨液組成物の調製]
砥粒(コロイダルシリカ)、酸(硫酸又はリン酸)、過酸化水素水(濃度:35質量%)及び水(イオン交換水)を混合し撹拌することにより、仕上げ研磨に用いる研磨液組成物(pH1.5)を調製した。pHは、pHメータを用いて測定した(東亜ディーケーケー社製)。電極を研磨液組成物へ浸漬して2分後の数値を採用した。
コロイダルシリカには、平均粒径22nmの球状シリカ粒子を用いた。各研磨液組成物中の各成分の含有量は、砥粒:5質量%、酸が硫酸の場合は0.5質量%、酸がリン酸の場合は1.0質量%、過酸化水素水:0.4質量%であった。
[Preparation of polishing composition used for finish polishing]
Polishing liquid composition used for final polishing by mixing and stirring abrasive grains (colloidal silica), acid (sulfuric acid or phosphoric acid), hydrogen peroxide solution (concentration: 35% by mass) and water (ion exchange water) ( pH 1.5) was prepared. The pH was measured using a pH meter (manufactured by TOA DK Corporation). The numerical value after 2 minutes after the electrode was immersed in the polishing composition was adopted.
As the colloidal silica, spherical silica particles having an average particle diameter of 22 nm were used. The content of each component in each polishing composition is 5% by weight of abrasive grains, 0.5% by weight when the acid is sulfuric acid, 1.0% by weight when the acid is phosphoric acid, and hydrogen peroxide solution. : 0.4% by mass.
[研磨条件(仕上げ研磨)]
研磨試験機:両面研磨機(スピードファム社製、「両面9B研磨機」)
研磨パッド:スエードタイプ(実施例1〜8及び比較例1〜4)
研磨液:仕上げ研磨用の研磨液組成物
研磨液組成物供給量:100mL/分(被研磨基板1cm2あたりの供給速度:0.076mL/分)
下定盤回転数:32.5rpm
研磨荷重:11.8kPa
研磨時間:5分間
投入した基板の枚数:10枚
[Polishing conditions (finish polishing)]
Polishing tester: Double-sided polishing machine (“Surface Fam Co.,“ Double-sided 9B polishing machine ”)
Polishing pad: Suede type (Examples 1-8 and Comparative Examples 1-4)
Polishing liquid: Polishing liquid composition for finish polishing Abrasive liquid composition supply amount: 100 mL / min (supply rate per 1 cm 2 of substrate to be polished: 0.076 mL / min)
Lower platen rotation speed: 32.5 rpm
Polishing load: 11.8kPa
Polishing time: Number of substrates loaded for 5 minutes: 10
4.評価方法
[スクラッチ数の測定及び評価]
測定機器:Candela Instruments社製、「OSA7100」
評価:研磨試験機に投入した基板のうち、無作為に4枚を選択し、各々の基板を10000rpmにてレーザーを照射してスクラッチを測定した。その4枚の基板の各々両面にあるスクラッチ数(本)の合計を8で除して、基板面当たりのスクラッチ数を算出した。その結果を、表1に、比較例2を100とした相対値として示す。ただし、平均開孔径が65μmの実施例8及び比較例4については、比較例4のスクラッチ数を100とした相対値である。
<評価基準>
スクラッチ数(相対値):評価
95未満 :極めて発生が抑制され、基板収率向上が期待できる
95以上110未満 :実生産可能
110以上125未満:実生産には改良が必要
125以上 :基板収率が大幅に低下する
4). Evaluation method [Measurement and evaluation of the number of scratches]
Measuring instrument: “OSA7100” manufactured by Candela Instruments
Evaluation: Four substrates were randomly selected from the substrates put into the polishing tester, and each substrate was irradiated with a laser at 10,000 rpm to measure scratches. The total number of scratches (both) on each of the four substrates was divided by 8 to calculate the number of scratches per substrate surface. The results are shown in Table 1 as relative values with Comparative Example 2 taken as 100. However, Example 8 and Comparative Example 4 having an average aperture diameter of 65 μm are relative values with the number of scratches of Comparative Example 4 being 100.
<Evaluation criteria>
Number of scratches (relative value): Evaluation Less than 95: Generation is extremely suppressed and improvement in substrate yield can be expected 95 to less than 110: Real production possible 110 to less than 125: Improvement required for actual production 125 or more: Substrate yield Is significantly reduced
[パッドライフの測定及び評価]
評価:上記研磨試験において、前記研磨条件にて50回の研磨を行う毎に研磨パッドの研磨後の平均開孔径を算出した。ここでは、研磨に使用した研磨パッド表面を走査型電子顕微鏡で観察し、開孔径を20点測定し、その平均値を研磨後の平均開孔径として算出した。そして、研磨パッドの研磨後の平均開孔径が40μm以上になったときの研磨回数をパッドライフとして下記基準により評価した。研磨時間は、1回あたり5分とした。
<評価基準>
研磨回数:評価
100回未満:コスト高く、実生産に不向き
100回以上500回未満:実生産可能
500回以上:実生産性良好
[Measurement and evaluation of pad life]
Evaluation: In the above polishing test, the average pore diameter after polishing of the polishing pad was calculated every time 50 polishings were performed under the above polishing conditions. Here, the surface of the polishing pad used for polishing was observed with a scanning electron microscope, the aperture diameter was measured at 20 points, and the average value was calculated as the average aperture diameter after polishing. And the frequency | count of grinding | polishing when the average hole diameter after grinding | polishing of a polishing pad became 40 micrometers or more was evaluated by the following reference | standard as a pad life. The polishing time was 5 minutes per time.
<Evaluation criteria>
Polishing frequency: Evaluation Less than 100 times: High cost, unsuitable for actual production 100 times or more and less than 500 times: Real production possible 500 times or more: Good actual productivity
5.結果
表1に示すとおり、研磨層のTgが−10℃超16℃未満である実施例1〜8の研磨パッドを用いた場合、研磨層のTgが16℃以上である比較例1〜4の研磨パッドを用いた場合に比べて、研磨後の基板表面のスクラッチを低減できていた。また、実施例1〜7の研磨パッドは、パッドライフの減少が実生産可能な範囲に抑制されていた。 As shown in Table 1, when the polishing pads of Examples 1 to 8 in which the Tg of the polishing layer is more than −10 ° C. and less than 16 ° C. are used, the polishing of Comparative Examples 1 to 4 in which the Tg of the polishing layer is 16 ° C. or more. Compared with the case where a pad was used, scratches on the surface of the substrate after polishing could be reduced. Moreover, the polishing pad of Examples 1-7 was restrained in the range which can reduce a pad life actually.
本開示に係る研磨パッドは、研磨後の基板表面のスクラッチを低減できるから、ハードディスク用基板の生産性を維持しつつ基板収率を向上できる。本開示は、ハードディスク用基板の製造に好適に用いられうる。 Since the polishing pad according to the present disclosure can reduce scratches on the substrate surface after polishing, the substrate yield can be improved while maintaining the productivity of the hard disk substrate. The present disclosure can be suitably used for manufacturing a hard disk substrate.
Claims (12)
前記研磨層のガラス転移温度Tgが、−10℃超16℃未満である、研磨パッド。 A polishing pad having a polishing layer,
The polishing pad whose glass transition temperature Tg of the said polishing layer is more than -10 degreeC and less than 16 degreeC.
研磨層を形成する樹脂を溶媒に溶解した樹脂含有溶液を調製する調製工程と、
前記樹脂含有溶液を湿式凝固法により基材上に成膜させ、研磨層となる樹脂フィルムを形成する形成工程を含む、研磨パッドの製造方法。 A method for producing a polishing pad according to any one of claims 1 to 7,
A preparation step of preparing a resin-containing solution in which a resin forming the polishing layer is dissolved in a solvent;
A method for producing a polishing pad, comprising a forming step of forming the resin-containing solution on a substrate by a wet coagulation method to form a resin film to be a polishing layer.
前記被研磨基板は、ハードディスク用基板の製造に用いられる基板である、研磨方法。 A polishing step of polishing the substrate to be polished using the polishing pad according to claim 1;
The polishing method, wherein the substrate to be polished is a substrate used for manufacturing a substrate for a hard disk.
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