CN110709208A

CN110709208A - 研磨布

Info

Publication number: CN110709208A
Application number: CN201880037093.1A
Authority: CN
Inventors: 山本惠司; 岳田孝司; 伊藤栄直
Original assignee: Nida Haas Co Ltd
Current assignee: Nida Haas Co Ltd; Nitta DuPont Inc
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2020-01-17
Also published as: JP2019025549A; KR20200034952A; TWI775900B; KR102586673B1; TW201908061A; JP6951895B2; WO2019021897A1

Abstract

本发明提供一种研磨布，该研磨布具备无纺布和浸渍该无纺布的树脂作为形成材料，从厚度方向中央部到一个表面的上述形成材料的存在比例为30～60％，并且，上述厚度方向的上述存在比例的最大值与最小值之差为10％以下。

Description

研磨布

相关申请的相互参照

本申请主张日本特愿2017－143436号的优先权，通过引用将其纳入本申请说明书的记载中。

技术领域

本发明涉及一种研磨布。

背景技术

以往，在研磨硅晶片等被研磨物时，使用具备无纺布和浸渍该无纺布的树脂作为形成材料的研磨布(例如专利文献1)。

这里，已知在研磨布这点上会发生端部塌陷。

若增加树脂的浸渍量以使研磨布变硬，则可以防止端部塌陷，但这种情况下研磨面中形成研磨布的形成材料的存在比例变高。

研磨被研磨物时，不存在形成材料的部分(空隙)会成为切屑的收纳空间，因此若过度增加树脂的浸渍量，则容易发生堵塞。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－43811号公报。

发明内容

技术问题

因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够抑制堵塞和端部塌陷的研磨布。

解决问题的方案

本发明所涉及的研磨布具备无纺布和浸渍该无纺布的树脂作为形成材料，从厚度方向中央部到一个表面的上述形成材料的存在比例为30～60％，并且，上述厚度方向中的上述存在比的最大值与最小值之差为10％以下。

附图说明

图1示出了实施例和比较例的研磨布的截面中的形成材料的存在比例。

图2示出了在通风阻力值(APR)的测定中使用的装置的示意图。

图3示出了使用实施例和比较例的研磨布研磨晶片时的研磨速度。

图4示出了实施例1的研磨布的截面的SEM图像(50倍)。

图5示出了实施例1的研磨布的表面的SEM图像(50倍)。

图6示出了比较例1的研磨布的截面的SEM图像(50倍)。

图7示出了比较例1的研磨布的表面的SEM图像(50倍)。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一个实施方式进行说明。

本实施方式所涉及的研磨布具备无纺布和浸渍该无纺布的树脂作为形成材料。

另外，本实施方式所涉及的研磨布中，重要的是：从厚度方向中央部到一个表面的上述形成材料的存在比例为30～60％，并且，上述厚度方向的上述存在比例的最大值与最小值之差为10％以下。

从上述厚度方向中央部到一个表面的上述形成材料的存在比例为30～60％。

此外，上述一个表面成为研磨面。

“从厚度方向中央部到一个表面的形成材料的存在比例”和“上述厚度方向的形成材料的存在比例的最大值与最小值之差”可以如下操作而求得。

即，从一个表面到厚度方向中央部每100μm对截面进行观察，在各截面中测定形成材料的存在比例。

而且，以所测定的形成材料的存在比例的算术平均值作为“从厚度方向中央部到一个表面的形成材料的存在比例”，以所测定的形成材料的存在比例中的从最大值中减去最小值而得到的值作为“上述厚度方向的形成材料的存在比例的最大值与最小值之差”。

此外，各截面中的形成材料的存在比例是指，在各截面的观察部分中，以观察部分的面积整体作为100％时，形成材料存在的部分的面积的比例。

另外，上述厚度方向的上述存在比例的最大值与最小值之差可以是0.0％，也可以是0.1～10％。

在上述测定中，通过CT－扫描拍摄研磨布。

具体而言，从研磨布的一个表面到厚度方向中央部获得每100μm的截面图像。然后，在截面图像中，通过进行分成空隙和空隙以外的部分(存在形成材料的部分)的二值化处理，测定各截面中的上述形成材料的存在比例(面积比例)。

作为CT装置，可以使用Yamato科学株式会社制造的三维测量X射线CT装置(TDM1000H－1)。

另外，作为CT图像处理软件，可以使用Volume Graphics株式会社制造的图像处理软件VGStudio Max 2.1。

而且，作为计算形成材料的存在比例(面积比例)的图像分析软件，可以使用三谷商事株式会社制造的WinRoof。

所观察的各截面的面积可以设为1,300μm×1,300μm。

例如，在如下所述的条件下测定各截面中的上述形成材料的存在比例(面积比例)。

在上述测定中，按照以下的视野大小连续测定研磨布的截面。

视野的大小(纵×横×高)：2,000μm×2,000μm×厚度方向整个区域

另外，上述测定的条件如下。

每次旋转的视野数：1500；

帧数/视野：10；

X射线管电压〔KV〕：25.000；

放大轴位置〔mm〕：10.000；

重建的像素尺寸X〔mm〕：0.003880；

重建的像素尺寸Y〔mm〕：0.003880；

重建的像素尺寸Z〔mm〕：0.003880。

由通过上述测定得到的图像确定研磨布的厚度方向中央的方法如下。

首先，在CT图像处理软件“VGStudio Max”上，利用坐标标示功能(体积坐标系模式)，以mm单位表示研磨布的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向各自的坐标值。

接下来，利用记录功能调整上述软件中的斜率，使研磨布的厚度方向与X、Y和Z轴的任一轴的方向一致。

然后，由研磨布的一个表面的厚度方向的坐标值和另一个表面的厚度方向的坐标值求出厚度方向的坐标值的平均值，从而确定研磨布的厚度方向中央的位置。

在截面图像中，分成空隙和空隙以外的部分(存在形成材料的部分)的二值化处理如下。

在二值化处理中，为了使用VGStudio Max分成空隙和空隙以外的部分(存在形成材料的部分)，对截面图像进行对比度的调整。

对比度的调整以Ramp模式进行。

在对比度调整中，使得空隙与空隙以外的部分(存在形成材料的部分)的差异明确。

在VGStudio Max中，对比度的调整标示为“不透明度调整”。

具体而言，在VGStudio Max的不透明度调整的画面中，将灰度值的下限值设为峰，接着将灰度值的上限值设为“该峰的峰值+100±5”的范围。此外，由于透光率根据材料的不同而不同，因此对比度的调整范围未必是该范围。

相对于进行了上述对比度调整的2D图像，获得从研磨布的一个表面到厚度方向中央部每100μm的截面图像。

接下来，通过WinRoof测定上述获得的每100μm的截面图像中的材料存在率。

WinRoof中的测定范围设为“1,300μm×1,300μm”，以“在各截面的观察部分中，以观察部分的面积整体作为100％时的形成材料存在的部分的面积比例”作为“各截面中的形成材料的存在比例”。

此外，在WinRoof的二值化处理中，以灰度等级范围达到“127”～“255”范围的部分作为空隙以外的部分(存在形成材料的部分)。

此外，关于存在比例，虽然对一个面进行了阐述，但对于另一个面也优选达到与一个面同样的存在比例。

即，本实施方式所涉及的研磨布优选：从厚度方向中央部到另一个表面的上述形成材料的存在比例为30～60％，并且，上述厚度方向的上述存在比例的最大值与最小值之差为10％以下。

本实施方式所涉及的研磨布的Asker－C硬度优选80以上，更优选为85～95。

因本实施方式所涉及的研磨布的Asker－C硬度为80以上，故具有可抑制被研磨物(例如晶片等)的端部塌陷的优点。另外，因本实施方式所涉及的研磨布的Asker－C硬度为95以下，故具有可抑制被研磨物的缺陷(例如瑕疵等)的优点。

此外，Asker－C硬度是指按照SRIS0101(日本橡胶协会标准规格)的规定测定的值。另外，Asker－C硬度在上述一个表面进行测定。换言之，Asker－C硬度在研磨面进行测定。

本实施方式所涉及的研磨布的厚度优选0.8～2.0mm，更优选为1.0～1.5mm。

因本实施方式所涉及的研磨布的厚度为0.8mm以上，故具有容易缓解研磨机的平台状态对研磨性能的不良影响的优点。由此，例如还具有容易稳定地使被研磨物变得平坦的优点。

另外，因本实施方式所涉及的研磨布的厚度为2.0mm以下，故可以减少研磨时的研磨布的变形量，其结果，具有可抑制被研磨物的端部塌陷的优点。

作为构成上述无纺布的纤维，可以列举：聚酯纤维、尼龙纤维等。

上述无纺布的克重优选为200～600g/m²。

因本实施方式所涉及的研磨布的无纺布克重为200g/m²以上，故硬度容易变高，其结果，具有可抑制被研磨物的端部塌陷的优点。另外，因本实施方式所涉及的研磨布的无纺布克重为200～600g/m²，故在研磨面易于具有适宜比例的空隙部分。其结果，本实施方式所涉及的研磨布通过这样的构成，具有易于抑制因研磨屑等引起的空隙堵塞而导致的研磨性能的变化的优点。

作为上述树脂，可以列举：聚氨酯树脂等。

作为使用本实施方式所涉及的研磨布进行研磨的被研磨物，可以列举：硅晶片等。

本实施方式所涉及的研磨布如上构成，接下来，对本实施方式所涉及的研磨布的制造方法进行说明。

以下，关于本实施方式所涉及的研磨布的制造方法，列举进行两阶段浸渍处理：使聚氨酯树脂湿式浸渍无纺布，再使聚氨酯树脂干式浸渍无纺布的方法为例进行说明。

在湿式浸渍中，将聚氨酯树脂溶解于水溶性有机溶剂，得到第1浸渍液。

作为水溶性有机溶剂，可以列举：二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、二甲基乙酰胺等。

此外，第1浸渍液可以含有填充剂。作为该填充剂，可以列举炭黑等。另外，第1浸渍液可以含有分散稳定剂。作为该分散稳定剂，可以列举表面活性剂等。

接下来，将无纺布浸在第1浸渍液中，将浸有第1浸渍液的无纺布浸在水中。由此，附着于无纺布的第1浸渍液中的水溶性有机溶剂被置换成水，聚氨酯树脂凝固，在无纺布的表面附着聚氨酯树脂。

在干式浸渍中，将具有异氰酸酯基作为末端基团的预聚物、作为具有活性氢的有机化合物的固化剂和有机溶剂混合，得到第2浸渍液。

作为上述有机溶剂，可以列举：丁酮、丙酮、醇、乙酸乙酯等。

然后，将湿式浸渍后的无纺布浸在第2浸渍液中，将浸有第2浸渍液的无纺布用干燥炉加热。由此，有机溶剂蒸发，预聚物与固化剂发生固化反应，形成聚氨酯树脂，其结果，在无纺布的表面进一步附着聚氨酯树脂。

本实施方式所涉及的研磨布由于是以上述方式构成，故具有以下优点。

即，本实施方式所涉及的研磨布具备无纺布和浸渍该无纺布的树脂作为形成材料。另外，本实施方式所涉及的研磨布从其厚度方向中央部到一个表面的上述形成材料的存在比例为30～60％，并且，上述厚度方向的上述存在比例的最大值与最小值之差为10％以下。

这样的研磨布从上述厚度方向中央部到一个表面的上述形成材料的存在比例为60％以下，从而具有许多空隙，因此即使切屑稍微堵塞空隙，研磨速度的下降也会得到抑制。

另外，虽然研磨布在制造方法上是形成材料的存在比例从厚度方向中央部到表面变大，但本实施方式所涉及的研磨布在上述厚度方向的上述存在比例的最大值与最小值之差为10％以下，从而在研磨布的表面容易存在许多空隙，其结果，即使切屑稍微堵塞空隙，研磨速度的下降也会得到抑制。而且，这样的研磨布通过这样的构成，从厚度方向中央部到一个表面上述存在比例的变化变小，即使被修整，研磨速度的变化也会得到抑制。

而且，这样的研磨布从上述厚度方向中央部到一个表面的上述形成材料的存在比例为30％以上，从而存在材料的位置增多，成为硬度高的研磨布，其结果，可抑制端部塌陷。

由以上可知：根据本实施方式，能够提供可抑制堵塞和端部塌陷的研磨布。

此外，本发明所涉及的研磨布并不限于上述实施方式。另外，本发明所涉及的研磨布并不限于上述的作用效果。本发明所涉及的研磨布在不脱离本发明要点的范围可以进行各种变更。

例如，在本实施方式中，虽然是通过进行两阶段浸渍处理的方法得到研磨布，但仅通过湿式浸渍或干式浸渍也可得到研磨布。

实施例

接下来，列举实施例和比较例，以进一步具体说明本发明。

制作了达到图1和表1所示的形成材料的存在比例，且显示出表2所示物理性质的实施例1、2的研磨布。另外，准备了达到图1和表1所示的形成材料的存在比例、且显示出表2所示物理性质的比较例1的研磨布(市售品)。

此外，形成材料的存在比例和硬度按照上述方法进行测定。

另外，图1的“表面”是指“一个表面(后述的研磨面)”。另外，在实施例和比较例的研磨布的形成材料的存在比例的测定中，从一个表面到厚度方向中央部每100μm进行截面观察时，对从一个表面到厚度600μm进行了观察。

而且，表1的“从厚度100μm到厚度600μm的形成材料的存在比例的平均值”是指“从厚度方向中央部到一个表面的形成材料的存在比例”，表1的“从厚度100μm到厚度600μm的形成材料的存在比例的最大值与最小值之差”是指“厚度方向的形成材料的存在比例的最大值与最小值之差”。

另外，压缩率和压缩弹性模量按照JIS L1096：2010中记载的方法进行测定。

另外，通气阻力值(APR)是指使用图2所示的装置使空气通过研磨布的厚度方向时(空气流量：30L/分钟、空气压力：100Pa)损失的压力。

表1

表2

	实施例1	实施例2	比较例1
				厚度(mm)	1.28	1.26	1.28
硬度(Asker－C)(－)	85	82	84
				压缩率(％)	3.1	3.5	2.9
压缩弹性模量(％)	90	88	85
				APR(mmH<sub>2</sub>O)	22	16	56

测定了使用实施例和比较例的研磨布研磨晶片时的研磨速度。

测定研磨速度时的研磨条件如下所示。在以下的研磨条件下实施了8次40分钟的研磨。每研磨40分钟(每轮)测定晶片的重量，由研磨前的晶片重量与研磨后的晶片重量之差求出研磨速度(去除率(RR))。结果见图3和表3。

此外，表3所示的“RR下降率”是指去除率(RR)的下降率，通过下式求得。

RR下降率(％)＝(RR最大值－RR最小值)/RR最大值×100(％)；

另外，在每轮之间未进行去除堵塞这样的处理(例如用刷子进行的处理)等。

而且，在研磨速度的测定中，以上述的一个表面作为研磨面。

研磨机：Strasbaugh 6CA；

晶片：8”(P－)；

研磨液：将NP6502(Nitta Haas株式会社制造)稀释了20倍的稀释液；

研磨液流量：100mL/分钟；

研磨时间：40分钟/轮。

另外，实施例1和比较例1的研磨布的表面和截面的SEM图像见图4～7。

表3

如图3和表3所示，与比较例相比，使用实施例的研磨布时研磨速度(RR)的下降得到了抑制。

另外，如表3所示，使用比较例1的研磨布时“RR最大值－RR最小值”为0.53μm/分钟，相对于此，使用实施例1、2的研磨布时“RR最大值－RR最小值”为0.06μm/分钟、0.09μm/分钟，是相当小的值。

而且，如表3所示，使用比较例1的研磨布时“RR下降率”为59％，相对于此，使用实施例1、2的研磨布时“RR下降率”为8％、11％，是相当小的值。

Claims

1.一种研磨布，其中，

具备无纺布和浸渍于该无纺布的树脂作为形成材料，

从厚度方向中央部到一个表面的所述形成材料的存在比例为30～60％，并且，所述厚度方向的所述存在比例的最大值与最小值之差为10％以下。

2.根据权利要求1所述的研磨布，其中，

所述研磨布的厚度为0.8～2.0mm。

3.根据权利要求1或2所述的研磨布，其中，

所述研磨布的Asker－C硬度为80以上。