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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Abrasivum sowie ein Schleif- bzw. Polierverfahren unter Verwendung
desselben. Insbesondere betrifft sie ein Abrasivum, das durch Härten von
Ausgangsmaterialien, die mindestens (1) ein organisches Polyisocyanat
und mindestens einen Bestandteil, ausgewählt aus einem organischen Polyol
und einem organischen Polyamin, als Harzmatrixausgangsmaterialien
und (2) ein Partikel bzw. Teilchen mit einer Hydroxygruppe oder
kolloidales Siliziumdioxid und dergleichen als ein abrasives Teilchen enthalten,
mittels einer Polymerisationsreaktion erhalten worden ist, sowie
ein Polierverfahren unter Verwendung dieses Abrasivums.
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Stand der
Technik
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Es gibt ein bekanntes CMP (chemisch-mechanisches
Polieren)-Verfahren unter Verwendung eines aus Faservlies bestehenden
Polierkissens und einer Polierflüssigkeit,
welche freie abrasive Körner
enthält.
In jüngster
Zeit ist ein ökologisches
CMP gewünscht,
um die Kosten der Polierbehandlung zu reduzieren und ein Problem
zu lösen,
z.B. die Beseitigung bzw. Entsorgung von Polierflüssigkeitsabfall.
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Das vorstehende CMP unter Verwendung
einer Polierflüssigkeit,
welche freie abrasive Körner
bzw. Schleifkörner
enthält,
weist ein Problem auf, dass ein einfaches Flüssigkeitsabfallentsorgungsverfahren
nicht verwendet werden kann, da die meisten der verwendeten freien
Schleifkörner
(z.B. Siliziumdioxid oder dergleichen) in den flüssigen Abfall abgegeben werden.
Im allgemeinen beträgt
der Verbrauch der Schleifkörner,
die durch Abnutzung während
des Polierens verbraucht werden, etwa 3 bis 4 Gew.-% von der Gesamtheit
und die meisten der Schleifkörner
werden ohne unmittelbares Beitragen zum Polieren verschwendet. Daher
ist es mit CMP unter Verwendung einer Polierflüssigkeit, welche freie Schleifkörner enthält, schwierig
gewesen, die Kosten der Verarbeitung zu reduzieren und Umweltschutzmaßnahmen
zu ergreifen.
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Im Hinblick auf die vorstehende Situation
sind Untersuchungen bezüglich
der Verbesserung des CMP unter Verwendung eines Polierkissens, welches
Schleifkörner
enthält,
ohne Verwendung einer Polierflüssigkeit,
die freie Schleifkörner
enthält,
durchgeführt
worden. Bei diesem verbesserten CMP kann, da die meisten Schleifkörner (z.B.
Siliziumdioxid oder dergleichen) sich abgenutzt haben und durch
Beitragen zum Polieren verbraucht sind, die Menge an Schleifkörnern, die
in den Polierflüssigkeitsabfall
abzugeben sind, reduziert werden und daher kann die Polierflüssigkeit,
welche zum Polieren benutzt worden ist, durch Filtration rückgeführt werden.
Da die Schleifkörner
nicht verschwendet werden, kann eine große Reduktion in den laufenden Kosten
des Polierschritts erwartet werden.
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Da das herkömmliche Polierkissen mit fixiertem
Schleifkorn keine spontane "edging"-Funktion aufweist, verringert sich jedoch
die Poliereffizienz (Polierrate) in einer verhältnismäßig kurzen Zeitperiode, wodurch
es unmöglich
wird, ein kontinuierliches Langzeitpolieren auszuführen. Daher
müssen
Schleifkörner
häufig
aufbereitet werden, wodurch eine Reduktion in der Produktivität verursacht
wird.
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Beispielsweise offenbart die JP 5-8178A
ein Halbleiterwafer-Poliertuch, welches durch Imprägnieren eines
Verbundsubstrats erhalten wird, das durch Imprägnieren einer filzartigen,
faserigen Lage mit einem linearen thermoplastischen Polyurethanharz
und durch dessen Verfestigung mit einem Harz härter als das thermoplastische
Polyurethanharz und Erwärmen
und Trocknen des Harzes hergestellt wird. Das Poliervermögen dieses
Poliertuchs wird nicht durch Beanspruchung in einer kurzen Zeitperiode
reduziert, jedoch ist seine Betriebsdauer bestenfalls etwa 60 Stunden.
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JP 8-216034A offenbart ein Abrasivum,
das 60 bis 90 Gew.-% einer weichen Polyurethanharzmatrix mit einer
Härte von
50 bis 85 und 10 bis 40 Gew.-% mindestens eines Typs von Schleifkörnern aufweist,
die aus der Gruppe ausgewählt
sind, die aus Siliziumdioxid, Aluminiumoxid und Siliziumcarbid besteht,
und die in der vorstehenden Matrix dispergiert sind, wobei dieses
Abrasivum ein Expansionsverhältnis
von 1,5 bis 5,0 aufweist. Obwohl dieses Abrasivum eine hervorragende
Oberflächenglätte für einen
Halbleiterwafer nach dem Polieren ergibt und ein Oberflächendurchbiegungsphänomen unterdrücken kann,
hat dieses Abrasivum eine Schwierigkeit insofern, als es nicht möglich ist,
ein kontinuierliches Langzeitpolieren mit diesem durchzuführen.
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Weiterhin offenbart JP 11-204467A
eine Halbleiterherstellungsvorrichtung, welche ein Polierkissen zum
Ausführen
des mechanischen Feinschleifens bzw. Polierens der Oberfläche eines
Halbleitersubstrats mit einer Differenz im Niveau an der Oberfläche und
eine Vorrichtung zum Zuführen
einer Lösung
zum Ausführen des
chemischen Polierens der Oberfläche
des Halbleitersubstrats aufweist, wobei Teilchen mit einer Härte höher als
das Halbleitersubstrat enthalten sind. Diese Veröffentlichung offenbart, dass
das Polierkissen aus einem Gemisch von Urethan und Siliziumdioxidteilchen
als ein Ausgangsmaterial geformt wird. Die Verwendung der vorstehenden
Vorrichtung weist die charakteristischen Merkmale auf, dass im Rahmen
der Geschwindigkeit des Polierens ein auf dem Substrat gebildeter
isolierender Films und das Ausmaß des Polierens an bzw. auf
der gesamten Oberfläche
des Substrats gleichmäßig gestaltet
werden kann und die Zufuhr einer übermäßigen Menge an Polieremulsion unnötig wird.
Jedoch kann das kontinuierliche Polieren nach wie vor nicht für eine lange
Zeit ausgeführt
werden und ein Aufbereiten muss regelmäßig ausgeführt werden.
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Um ein kontinuierliches Polieren
für eine
lange Zeit auszuführen,
musste im Hinblick auf die vorstehende Situation eine Polierflüssigkeit,
die freie Schleifkörner
enthält,
verwendet werden, um ein zu polierendes Werkstück zu polieren.
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Im allgemeinen muss bezüglich der
Erfordernisse für
ein Abrasivum zum Polieren eines Verbund-Halbleiterwafers oder dergleichen
das polierte Werkstück
eine hochgenaue Oberflächenglattheit
aufweisen, die Poliergeschwindigkeit muss hoch sein und ein Oberflächendurchbiegungsphänomen (welches
ein Phänomen
ist, dass der Umfangsbereich der polierten Oberfläche dünner als
der mittlere Bereich wird) darf nicht auftreten, und zwar zusätzlich zu
einem kontinuierlichen Langzeitpolieren.
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Darüber hinaus muss die Harzmatrix
des Abrasivums eine hohe Elastizität aufweisen, so dass sie sich an
die unebene Oberfläche
des zu polierendes Werkstücks
anpassen kann.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Abrasivum, welches ein kontinuierliches Langzeit-Polieren
ermöglicht,
hohe Poliergeschwindigkeit ergibt und das polierte Werkstück mit einer
hochgenauen Oberflächenglattheit
versieht und kein Oberflächendurchbiegungsphänomen verursacht,
sowie ein Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn bereitzustellen,
welches das vorstehende Abrasivum umfasst.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren zum Schleifen bzw. Polieren eines zu polierenden
Werkstücks
unter Verwendung des vorstehenden Abrasivums bereitzustellen.
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung
haben Untersuchungen durchgeführt,
um die vorstehenden Probleme zu lösen, und sie haben festgestellt,
dass ein Abrasivum bzw. Poliermittel, welches ein kontinuierliches
Langzeitpolieren ermöglicht,
hohe Poliergeschwindigkeit ergibt und das polierte Werkstück mit einer hochgenauen
Oberflächenglattheit
versieht und kein Oberflächendurchbiegungsphänomen verursacht,
durch Verwendung von einem Teilchen mit einer Hydroxygruppe oder
von kolloidalem Siliziumdioxid oder dergleichen als ein abrasives
Teilchen in einem Abrasivum erhalten werden kann, das durch Härten von
Ausgangsmaterialien, welche mindestens (1) ein organisches Polyisocyanat
und mindestens einen Bestandteil, der aus einem organischen Polyol
und einem organischen Polyamin ausgewählt ist, als Harzmatrix-Ausgangsmaterialien
und (2) ein abrasives Teilchen enthalten, mittels einer Polymerisationsreaktion
erhalten werden kann. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage
dieser Feststellung ausgeführt
worden.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird somit ein Abrasivum bereitgestellt, welches durch
Härten
von Ausgangsmaterialien, enthaltend mindestens (1) ein organisches
Polyisocyanat (Komponente A) und mindestens einen Bestandteil, ausgewählt aus
einem organischen Polyol (Komponente B) und einem organischen Polyamin
(Komponente C), als Ausgangsmaterialien einer Harzmatrix und (2)
ein abrasives Teilchen (Komponente E), mittels einer Polymerisationsreaktion
erhalten wird, wobei das Teilchen (Komponente E) (a) ein Teilchen
(Komponente E1) mit einer Hydroxygruppe in einer Menge von 0,001
mmol/g oder mehr (gemessen durch Neutralisationstitration, was im
nachfolgenden angewendet werden soll) und/oder (b) mindestens ein
Bestandteil (Komponente E2) ist, der aus synthetischem Quarzglas
bzw. Quarzstaub, kolloidalem Siliziumdioxid, Aluminiumoxidpuder
bzw. Edelkorund, kolloidalem Aluminiumoxid, Boehmit und Bayerit ausgewählt ist.
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Bei dem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist es erwünscht,
dass
- (1) die Harzmatrix (Harz F) ein Harz mit
mindestens einer Urethanbindung sein soll,
- (2) die Harzmatrix-Ausgangsmaterialien ein organisches Polyisocyanat
(Komponente A), mindestens einen Bestandteil, der aus einem organischen
Polyol (Komponente B) und einem organischen Polyamin (Komponente
C) ausgewählt
ist, und ein Schaummittel bzw. Treibmittel (Komponente D) enthalten,
- (3) die Harzmatrix-Ausgangsmaterialien ein organisches Polyisocyanat
(Komponente A), mindestens ein Bestandteil, der aus einem organischen
Polyol (Komponente B) und einem organischen Polyamin (Komponente
C) ausgewählt
ist, und eine organische Polycarbonsäure (Komponente J) sein sollen,
- (4) die Harzmatrix (Harz F) ein Harz mit mindestens einer der
folgenden, nämlich
Urethanbindung, Harnstoffbindung und Amidbindung sein soll,
- (5) das Expansionsverhältnis
1,1 bis 5 sein soll,
- (6) das Teilchen (Komponente E) kolloidales Siliziumdioxid sein
soll,
- (7) die Menge der Hydroxygruppe in dem Teilchen (Komponente
E1) 0,01 bis 6 mmol/g sein soll,
- (8) das Teilchen (Komponente E1) mindestens ein Bestandteil
sein soll, der aus Diamant, kubischem Bornitrid, Zirkoniumdioxid,
Cerdioxid, Manganoxid, Titanoxid, Calciumcarbonat, Bariumcarbonat,
Magnesiumoxid, Aluminiumoxid-Siliziumdioxid
und Siliziumcarbid ausgewählt
ist, wobei alle von diesen mit einer Hydroxygruppe versehen sind,
- (9) die Harzmatrix (Harz F) in dem Abrasivum in einer Menge
von 60 bis 95 Gew.-% enthalten sein soll,
- (10) das Abrasivum ein geschäumtes
Material sein soll, das durch Härten
von Ausgangsmaterialien, welche eine organische Polyisocyanatverbindung
(Komponente A), mindestens einen Bestandteil, der aus einem organischen
Polyol (Komponente B) und einem organischen Polyamin (Komponente
C) ausgewählt
ist, ein Treibmittel (Komponente D), einen Katalysator und ein Teilchen
(Komponente E) einschließen,
mittels einer Polymerisationsreaktion erhalten wird,
- (11) das Abrasivum ein geschäumtes
Material sein soll, das durch Hinzufügen einer organischen Polyisocyanatverbindung
(Komponente A) zu einem Gemisch aus mindestens einem Bestandteil,
der aus einem organischen Polyol (Komponente B) und einem organischen
Polyamin (Komponente C) ausgewählt
ist, einem Treibmittel (Komponente D), einem Katalysator und einem Teilchen
(Komponente E), deren Zusammenmischen unter Rühren und Härten und Formen des Gemisches
mittels einer Polymerisationsreaktion erhalten wird, und
- (12) das Abrasivum ein geschäumtes
Material sein soll, das durch Hinzufügen eines Gemisches aus mindestens
einem Bestandteil, der aus einem organischem Polyol (Komponente
B) und einem organischen Polyamin (Komponente C) ausgewählt ist,
und einem Teilchen (Komponente E) zu einem Gemisch aus einer organischen
Polyisocyanatverbindung (Komponente A), einem Treibmittel (Komponente
D) und einem Katalysator, deren Zusammenmischen unter Rühren und
Härten
und Formen des Gemisches mittels einer Polymerisationsreaktion erhalten
wird.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird ein Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn
(„fixed
abrasive grain polishing pad")
bereitgestellt, das ein Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn (Polierkissen
G) ist, welches aus einem Abrasivum aufgebaut ist, umfassend eine
Harzmatrix (Harz F) mit einer Urethanbindung und erhalten durch
die Polymerisationsreaktion von Ausgangsmaterialien, die mindestens
ein organisches Polyisocyanat (Komponente A), mindestens einen Bestandteil,
der aus einem organischen Polyol (Komponente B) und einem organischen
Polyamin (Komponente C) ausgewählt
ist, als Ausgangsmaterialien einer Harzmatrix und das vorgenannte
Teilchen (Komponente E) enthalten, wobei das Polierkissen mit fixiertem
Schleifkorn an einem Poliertisch angebracht ist, der zum Polieren
eines zu polierenden Werkstücks
durch die relativen Bewegungen des Werkstücks und des Polierkissens mit
fixiertem Schleifkorn (Polierkissen G) verwendet wird, während das
Werkstück
zwischen das Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn (Polierkissen
G) und einen Werkstückhaltebereich
gedrückt
wird und eine Polierflüssigkeit
bzw. abrasive Flüssigkeit
(Polierflüssigkeit
H) zwischen dem Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn (Polierkissen
G) und dem Werkstück
zugeführt wird.
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Bei dem zweiten Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist es erwünscht,
dass
- (1) das Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn
(Polierkissen G) Nuten aufweisen soll, die sich radial von dem Mittelpunkt
in Richtung zu der Umfangsrichtung erstrecken, und
- (2) das Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn (Polierkissen
G) gitterartige Nuten aufweisen soll.
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Entsprechend einem dritten Aspekt
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Schleifen bzw. Polieren
eines Werkstücks
bereitgestellt, umfassend das Anbringen des Polierkissens mit fixiertem
Schleifkorn (Polierkissen G), das aus dem vorstehenden Abrasivum
aufgebaut ist, an einem Poliertisch, Drücken bzw. Pressen des Werkstücks zwischen
das Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn (Polierkissen G) und
einen Werkstückhaltebereich
und Polieren des Werkstücks
durch die relativen Bewegungen des Polierkissens mit fixiertem Schleifkorn
(Polierkissen G) und des Werkstücks,
während
eine Polierflüssigkeit
(Polierflüssigkeit
H) zwischen dem Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn (Polierkissen)
und dem Werkstück
zugeführt
wird.
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Bei dem dritten Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist es erwünscht,
dass
- (1) die Polierflüssigkeit (Polierflüssigkeit
H) eine alkalische wässrige
Lösung
sein soll, und
- (2) die vorstehende alkalische wässrige Lösung einen pH von 10 oder höher aufweisen
soll.
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Selbst wenn das Werkstück mit dem
Abrasivum der vorliegenden Erfindung für eine lange Zeit kontinuierlich
poliert wird, sinkt die Polierfunktion des Abrasivums selten ab.
Obwohl die Teilchen (Komponente (E)), die als die abrasiven Teilchen
vermischt sind, in der Harzmatrix (Harz F) nach der Polymerisationsreaktion
dispergiert bzw. verteilt sind und als die Schleifkörner (Schleifkörner I)
vorhanden sind, sind die Schleifkörner (Schleifkörner I)
selten verschlissen bzw. abgenutzt. Da die Menge der Schleifkörner (Schleifkörner I),
die in den Polierflüssigkeitsabfall
abgegeben werden, erheblich vermindert ist, kann die Polierflüssigkeit
durch einfache Filtrationsmittel oder dergleichen zurückgeführt werden,
ohne einen schlechten Einfluss auf die Umgebung auszuüben.
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Der konkrete Mechanismus des kontinuierlichen
Langzeitpolierens des Werkstücks
durch Verwenden des Abrasivums der vorliegenden Erfindung ist nicht
vollständig
klar, jedoch wird angenommen, dass eine chemische Bindungskraft
zwischen der Isocyanatgruppe (-CNO) des organischen Polyisocyanats
(Komponente A) und der Hydroxygruppe des Teilchens (Komponente E)
entwickelt wird, wenn das Abrasivum der vorliegenden Erfindung gehärtet und
mittels einer Polymerisationsreaktion geformt wird.
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Es wird daher angenommen, dass das
Wasserstoffatom der Hydroxygruppe des Teilchens (Komponente E) auf
die Isocyanatgruppe des organischen Polyisocyanats (Komponente A)
als aktiver Wasserstoff wirkt, das aktive Wasserstoffatom zu dem
Stickstoffatom der Isocyanatgruppe (-CNO) hinzugefügt wird
und dass das Sauerstoffatom der Hydroxygruppe ohne das Wasserstoffatom
an das Kohlenstoffatom der Isocyanatgruppe (-CNO) gebunden wird,
wodurch eine chemische Bindung erzeugt wird [(Harzmatrixseite)-NH-CO-O-(Schleifkornseite)].
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Es wird angenommen, dass mit der
Konsequenz der Entwicklung der chemischen Bindung zwischen der Harzmatrix
(Harz F) und den Schleifkörnern
(Schleifkörner
I) die Menge der Schleifkörner
(Schleifkörner
I), welche aus der Harzmatrix (Harz F) herausfallen, erheblich reduziert
wird, wodurch ein kontinuierliches Langzeitpolieren möglich gemacht
wird.
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Es wird angenommen, dass bei dem
Abrasivum gemäß dem Stand
der Technik die Hydroxygruppe selten existierte oder in sehr kleinen
Mengen in dem verwendeten Teilchen existierte und daher die Schleifkörner in
der Harzmatrix nur physikalisch gehalten wurden, wodurch die meisten
der Schleifkörner
leicht herausfielen.
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Da die chemische Bindungskraft sich
an der Grenze zwischen der Harzmatrix (Harz F) und den Schleifkörnern (Schleifkörner I)
entwickelt, werden nicht nur die Schleifkörner (Schleifkörner I),
die an der Polierfläche
des Abrasivums vorhanden sind, sondern auch die gesamte Fläche des
Abrasivums behandelte Flächen.
Dementsprechend wird in Betracht gezogen, dass die Polierrate bzw.
-geschwindigkeit sich nicht vermindert, selbst in dem Falle des
kontinuierlichen Langzeitpolierens.
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Aufgrund dieser Gründe wird
ein kontinuierliches Langzeitpolieren möglich gemacht, selbst wenn
die spontane "edging"-Funktion des Abrasivums
nicht aufgezeigt bzw. bewiesen ist.
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[Erster Aspekt der vorliegenden
Erfindung]
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Das Abrasivum der vorliegenden Erfindung
ist ein Abrasivum, das durch Härten
von Ausgangsmaterialien, die mindestens ein organisches Polyisocyanat
(Komponente A) und mindestens einen Bestandteil, der aus einem organischen
Polyol (Komponente B) und einem organischen Polyamin (Komponente
C) ausgewählt ist,
als Harzmatrix-Ausgangsmaterialien und das vorstehende Teilchen
(Komponente E) als ein abrasives Teilchen enthalten, mittels einer
Polymerisationsreaktion erhalten wird, wobei die Harzmatrix (Harz
F) eine Urethanbindung und/oder eine Harnstoffbindung aufweist.
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Die Harzmatrix-Ausgangsmaterialien
können
gegebenenfalls ein Schaum- bzw. Treibmittel (Komponente D), einen
Katalysator oder einen Schaumstabilisator zusätzlich zu dem organischen Polyisocyanat (Komponente
A), dem organischen Polyol (Komponente B) und dem organischen Polyamin
(Komponente C) enthalten.
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Das Teilchen (Komponente E), das
als ein abrasives Teilchenmaterial verwendet wird, kann ein Teilchen
mit einer spezifischen Menge einer Hydroxygruppe, ein Teilchen mit
einer Hydroxygruppe, z.B. kolloidalem Siliziumdioxid oder dergleichen,
welches später
beschrieben wird, oder Zirkoniumdioxid, das mit einer Hydroxygruppe
versehen ist, sein.
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Die organische Polyisocyanatverbindung
(Komponente A), welche eines der Harzmatrix-Ausgangsmaterialien
ist, ist eine Verbindung mit zwei oder mehr Isocyanat-Gruppen in dem Molekül, und es
kann ein Polyisocyanat, das im allgemeinen zum Herstellen eines
Polyurethanharzes verwendet wird, ohne Einschränkung verwendet werden.
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Zur Erläuterung dienende Beispiele
der organischen Polyisocyanatverbindung (Komponente A) schließen Tolylendiisocyanat
(TDI), 4,4-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), polymeres MDI, Xylylendiisocyanat (XDI),
Naphthylendiisocyanat (NDI), Paraphenylendiisocyanat (PPDI), Hexamethylendiisocyanat
(HDI), Dicyclohexylmethandiisocyanat (HMDI), Isophorondiisocyanat
(IPDI), Lysindiisocyanat (LDI), Tolysindiisocyanat (TODI), hydriertes
Xylylendiisocyanat, modifizierte Produkte aus diesen Polyisocyanaten
und Präpolymerisate ein,
welche durch Reaktion eines Polyols mit Polyisocyanat im Voraus
erhalten werden, so dass eine Isocyanatgruppe an dem Ende verbleibt.
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Der Gehalt der NCO-Gruppe der organischen
Polyisocyanatverbindung (Komponente A) beträgt vorzugsweise 20 bis 48 Gew.-%,
noch mehr bevorzugt 20 bis 40 Gew.-%, noch viel mehr bevorzugt 25
bis 38 Gew.-%. Innerhalb dieses Bereichs kann ein Abrasivum mit
hervorragender Haltbarkeit und hervorragender Abriebfestigkeit erhalten
werden.
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Diese organischen Polyisocyanatverbindungen
(Komponente A) können
allein oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
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Von diesen werden Polyloldiisocyanat
(TDI) und 4,4-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) bevorzugt.
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Als das organische Polyol (Komponente
B) kann irgendeine organische Verbindung mit zwei oder mehr Hydroxygruppen
in dem Molekül
verwendet werden, z.B. ein mehrwertiger Alkohol, ein Polyol auf
Polyetherbasis, ein Polyesterpolyol oder polymere Polyole.
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Zur Erläuterung dienende Beispiele
des organischen Polyols (Komponente B) schließen Polyalkohole, z.B. Ethylenglycol,
Propylenglycol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,5-Pentandiol,
Neopentylglycol, 1,6-Hexandiol, 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan, Bisphenol
A, Hydroxypivalylhydroxypivalat, Trimethylolethan, Trimethylolpropan,
2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol, Glycerin und Hexantriol; Polyetherglykole,
z.B. Polyoxyethylenglykol, Polyoxypropylenglykol, Polyoxyethylen,
Polyoxypropylen und Polyoxytetramethylenglykol; modifizierte Polyetherpolyole,
welche durch die Ringöffnungspolymerisation
des vorstehenden mehrwertigen Alkohols und Ethylenoxid, Propylenoxid,
Tetrahydrofuran, Ethylglycidylether, Propylglycidylether, Butylglycidylether,
Phenylglycidylether oder Allylglycidylether erhalten werden; Polyesterpolyole,
die durch die Cokondensation von mindestens einem der vorstehenden
mehrwertigen Alkohole bzw. Polyalkohole und einer Polycarbonsäure erhalten
werden, z.B. Bernsteinsäure,
Maleinsäure,
Adipinsäure,
Glutarsäure,
Pimelinsäure,
Suberinsäure,
Azelainsäure,
Sebazinsäure,
Phthalsäure,
Isophthalsäure
oder Terephthalsäure;
Polyesterpolyole auf Lactonbasis, die durch die Polykondensationsreaktion
von mindestens einem der vorstehenden Polyalkohole und einem Lacton
erhalten werden, z.B. ε-Caprolacton, δ-Valerolacton
oder 3-Methyl-δ-Valerolacton; epoxymodifizierte
Polyesterpolyole, die durch Verwendung mindestens einer Epoxyverbindung
erhalten werden, z.B. Bisphenol-A-Epoxyverbindung, hydrierte Bisphenol-A-Epoxyverbindung,
Glycidylether von einwertigem und/oder mehrwertigem Alkohol bzw.
Alkoholen oder Glycidylester einer einbasischen Säure und/oder
einer mehrbasigen Säure
zu dem Zeitpunkt der Synthese eines Polyesterpolyols; Polyesterpolyamidpolyol,
Polycarbonatpolyol, Polybutadienpolyol, Polypentadienpolyol, Rhizinusöl, Rhizinusölderivate,
hydriertes Rhizinusöl, hydrierte
Rhizinusölderivate
und Hydroxygruppen-enthaltende Acrylcopolymere ein.
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Das vorstehende organische Polyol
(Komponente B) weist einen Hydroxylwert von vorzugsweise 100 bis
1.800, insbesondere vorzugsweise 200 bis 1.200 auf.
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Die vorstehenden organischen Polyole
(Komponente B) können
allein oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
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Das Mischungsverhältnis der organischen Polyisocyanatverbindung
(Komponente A) zu dem organischen Polyol (Komponente B) beträgt 0,8 bis
1,2, vorzugsweise 1 bis 1,2 hinsichtlich des funktionellen Gruppenverhältnisses
([aktiven Wasserstoffenthaltende Verbindung]/[Isocyanat]).
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Bei der vorliegenden Erfindung kann
das organische Polyamin (Komponente C) anstelle eines Teils oder
des gesamten des organischen Polyols (Komponente B) verwendet werden.
Das Polyamin, das verwendet werden kann, ist ein bekanntes Diamin,
Triamin oder ein Gemisch hiervon, das im allgemeinen dazu verwendet
wird, um ein Polyurethanharz zu erzeugen. Typische Beispiele hiervon
schließen
1,2-Ethylendiamin, Bis-(3-aminopropyl)amin,
Hydrazin, Hydrazin-2-ethanol, Bis-(2-methylaminoethyl)methylamin, 1,4-Diaminocyclohexan,
3-Amino-1-methylaminopropan,
N-Methyl-bis-(3-aminopropyl)amin, Tetraethylendiamin, Hexamethylendiamin,
1-Aminoethyl-1,2-ethylendiamin, Bis-(N,N'-aminoethyl)-1,2-ethylendiamin, Diethylentriamin, Tetraethylenpentamin,
Pentaethylenhexamin, Phenylendiamin, Tolylendiamin, 2,4,6-Triaminotoluoltrihydrochlorid,
1,3,6-Triaminonaphthalin,
Isophorondiamin, Xylylendiamin, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, hydriertes 4,4'-Diaminodiphenylmethan
und Derivate dieser Polyaminmonomere ein.
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Das organische Polyamin (Komponente
C) weist einen Aminwert von vorzugsweise 56 bis 560 (mgKOH/g), insbesondere
vorzugsweise 80 bis 400 (mgKOH/g) auf. Innerhalb dieses Bereichs
kann ein Abrasivum mit einer hervorragenden Dauerhaftigkeit und
hervorragenden Schleifeigenschaften erhalten werden.
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Darüber hinaus kann bei der vorliegenden
Erfindung eine organische Polycarbonsäure (Komponente J) anstelle
des vorstehenden organischen Polyols (Komponente B) und/oder des
organischen Polyamins (Komponente C) verwendet werden. In diesem
Falle wird die Harzmatrix (Harz F) ein Harz mit mindestens einer
der folgenden, nämlich
Urethanbindung, Harnstoffbindung und Amidbindung.
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Beispiele der organischen Polycarbonsäure (Komponente
J) schließen
aromatische Carbonsäuren, z.B.
Phthalsäure
und aliphatische Carbonsäuren
ein, z.B. Adipinsäure.
Vorzugsweise funktionieren sie als ein Stabilisator für einen
Aushärtungskatalysator
und weisen keinen Geruch auf.
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Das Treibmittel (Komponente D), das
für eine
Reaktion zwischen der organischen Polyisocyanatverbindung (Komponente
A) und mindestens einem Bestandteil verwendet werden kann, der aus
dem organischen Polyol (Komponente B) und dem organischen Polyamin
(Komponente C) ausgewählt
ist, ist ein Gemisch von einem oder zwei oder mehr Bestandteilen
von Wasser, Trichlormonofluormethan, Dichlordifluormethan, Methylenchlorid,
Trichlorfluorethan und Trichlorethan.
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Das Expansionsverhältnis zu
dem Zeitpunkt, wenn die Harzmatrix (Harz F) geformt wird, beträgt vorzugsweise
1,1 bis 5.
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Der Ausdruck "Expansionsverhältnis", wie er hierin verwendet wird, wird
durch D1/D2 dargestellt,
worin D1 eine Schüttdichte ist, die aus dem Gewicht
und dem Volumen eines ungeschäumten,
gehärteten
Produkts berechnet wird, das ohne Mischen eines Treibmittels (Komponente
D) mit Ausgangsmaterialien, welche die Harzmatrix-Ausgangsmaterialien
und ein abrasives Teilchen (Komponente E) enthalten, erzeugt wird,
und D2 eine Schüttdichte ist, die aus dem Gewicht
und dem Volumen eines geschäumten,
gehärteten
Produkts berechnet wird, das durch Mischen eines Treibmittels (Komponente
D) mit Ausgangsmaterialien erzeugt wird, welche das gleiche abrasive
Teilchen (Komponente E) enthalten.
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Obwohl ein Abrasivum mit einem Expansionsverhältnis von
höher als
5,0 eine hohe Poliergeschwindigkeit ergibt, da seine Blasenstruktur
rauh bzw. grob ist, rauht es die Oberfläche eines zu polierenden Werkstücks, z.B.
eines Wafers, an bzw. auf und reduziert die Oberflächenglattheit
des Werkstücks
nach dem Polieren.
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Auf der anderen Seite steigert ein
Abrasivum mit einem Expansionsverhältnis von weniger als 1,1 die Oberflächenglattheit
eines Wafers oder dergleichen, da seine Blasenstruktur dicht ist,
jedoch ergibt es eine geringe Poliergeschwindigkeit und re duziert
die Polierproduktivität.
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Der Katalysator, der für die Reaktion
zwischen der organischen Polyisocyanatverbindung (Komponente A)
und dem organischen Polyol (Komponente B) oder dergleichen verwendet
werden kann, ist im einzelnen nicht beschränkt, und ein Katalysator auf
Aminbasis oder ein Katalysator auf Basis eines organischen Metalls können verwendet
werden. Beispiele des Katalysators auf Aminbasis schließen Triethylendiamin,
Triethylamin, Tripropylamin, Triisopropanolamin, Tributylamin, Trioctylamin,
N-Methylmorpholin
und N-Ethylmorpholin ein. Beispiele des Katalysators auf organischer
Metallbasis schließen
Zinnoctylat, Zinnlaurat und Dibutylzinndilaurat ein. Außer diesen
werden Katalysatoren auf Aminbasis bevorzugt.
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Die Menge des Katalysators ist nicht
im speziellen beschränkt,
beträgt
jedoch im allgemeinen etwa 0,01 bis 0,5 Gewichtsteile basierend
auf 100 Gewichtsteilen der Gesamtheit der organischen Polyisocyanatverbindung
(Komponente A) und des organischen Polyols (Komponente B).
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Als der Schaumstabilisator kann ein
in herkömmlicher
Weise bekanntes grenzflächenaktives
Mittel auf Organosilikonbasis verwendet werden. Beispiele des grenzflächenaktiven
Mittels auf Organosilikonbasis schließen L-520, L-523, L-540, L-544,
L-3550, L-5740S,
L-5740M und L-6202 von Nippon Unicar Co., Ltd.; SH-190, SH-192,
SH-193, SH-194, SRX-294 und SRX-298 von Toray Silicone Co., Ltd.;
und F-114, F-121, F-122,
F-230, F-258, F-260B, F-317, F-341, F-601 und F-606 von Shin-Etsu
Silicon Co., Ltd. ein.
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Gegebenenfalls können ein Flammschutzmittel,
ein Entwässerungs-
bzw. Trockenmittel und ein Bewitterungsmittel weiter zu der Ausgangsmaterialzusammensetzung
hinzugefügt
werden.
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Beispiele des Flammschutzmittels
schließen
Aluminiumhydroxid, Phosphate, Melamin, roten Phosphor und expandierten
Graphit auf. Beispiele des Entwässerungsmittels
schließen
Calciumsilikat, Calciumcarbonat, Magnesiumsulfat und syntheti schen
Zeolith ein. Beispiele des Bewitterungsmittels schließen Ultraviolettlichtabsorber,
optische Stabilisatoren und Antioxidantien ein, welche im allgemeinen
für Polyurethanharze verwendet
werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann
als das abrasive Teilchen (Komponente E) (a) ein Teilchen mit einer
Hydroxygruppe in einer Menge von 0,001 mmol/g (Komponente E1) und/oder
(b) mindestens ein Bestandteil (Komponente E2), der aus synthetischem
Quarzglas („fumed
silica"), kolloidalem
Siliziumdioxid, Edelkorund („fused
alumina"), kolloidalem
Aluminiumoxid, Boehmit und Bayerit ausgewählt ist, verwendet werden.
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Wenn das vorstehende Teilchen (Komponente
E1) als das abrasive Teilchen verwendet wird, beträgt die Menge
der Hydroxygruppe des Teilchens mit einer Hydroxygruppe (Komponente
E1) 0,001 mmol/g oder mehr, wenn durch die folgende Neutralisationstitration
gemessen. Wenn die Menge der Hydroxygruppe 0,001 mmol/g oder mehr
ist, kann eine chemische Bindungskraft zwischen der Harzmatrix (Harz
F) und den Schleifkörnern
(Schleifkörner
I) nach dem Aushärten
der Harzmatrix (Harz F) entwickelt werden, was die Wirkung der vorliegenden
Erfindung ist.
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Die Menge der Hydroxygruppe ist vorzugsweise
0,01 mmol/g oder mehr, insbesondere vorzugsweise 0,05 mmol/g oder
mehr.
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Obwohl es keine obere Grenze für die Menge
der Hydroxygruppe des Teilchens (Komponente E1) gibt, ist, wenn
sie zu groß ist,
das Teilchen (Komponente E1) dazu geneigt, mit der Harzmatrix bedeckt
zu werden, und daher kann eine Wirkung, die durch Erhöhen der
Menge der Hydroxygruppe erhalten wird, nicht erwartet werden. Die
Menge der Hydroxygruppe des Teilchens (Komponente E1) beträgt vorzugsweise
20 mmol/g oder weniger, mehr bevorzugt 10 mmol/g oder weniger, insbesondere
bevorzugt 6 mmol/g oder weniger.
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Das Verfahren zum Messen der Menge
der in dem abrasiven Teilchen (Komponente E) enthaltenen Hydroxygruppe
ist wie folgt. 2,00 g der Teilchenprobe wird gewogen (W g) und in
einen 100 ml-Erlenmeyerkolben eingebracht, 80 ml einer 0,05 N wässrigen
Lösung
von NaOH werden zu diesem Kolben hinzugefügt und der Kolben wird mit
einer Gummikappe dicht verschlossen und unter Rühren für 12 Stunden gelassen, wie
er ist. Darauffolgend werden das Teilchen und die Lösung durch
eine Trennschleuder bzw. Separator voneinander getrennt und 10 ml
der Lösung
werden von dieser Lösung
in eine Pipette eingegeben und mit einer 0,05 N wässrigen
Lösung
aus HCl zur Neutralisation titriert. Die Menge der wässrigen
HCl-Lösung,
die für
die Neutralisation erforderlich ist, wird durch A ml dargestellt.
Die gleiche Operation wird ohne Hinzufügung des Teilchens ausgeführt und
die Menge einer wässrigen
HCl-Lösung,
die zur Neutralisation erforderlich ist, wird durch B ml dargestellt.
Die Menge (X mmol/g) der OH-Gruppe pro Einheitsgewicht des Teilchens
wird aus der folgenden Gleichung berechnet: X
= [(B-A) × 0,05 × 8]/W
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Der Messwert der Menge der Hydroxygruppe
ist der Messwert der Menge der Hydroxygruppe, die relativ nahe an
der Oberfläche
des Teilchens (Komponente E) vorhanden ist. Bei der vorliegenden
Erfindung wird, da die Hydroxygruppe, die verhältnismäßig nahe an der Oberfläche des
Teilchens (Komponente E) vorhanden ist, es ermöglicht, eine chemische Bindungskraft
zwischen der Harzmatrix (Harz F) und dem Teilchen tatsächlich zu
entwickeln, das vorstehende Messverfahren verwendet und sein Messwert
wird den Umständen gemäß als die
Menge der Hydroxygruppe des Teilchens (Komponente E) genommen.
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Zur Erläuterung dienende Beispiele
des Teilchens mit einer Hydroxygruppe (Komponente E1) schließen alle
Teilchen ein, die in bekannten anorganischen Schleifkörnern, z.B.
Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder dergleichen verwendet werden.
Weiterhin schließen
Beispiele des Teilchens, das mit einer Hydroxygruppe (Komponente
E1) versehen ist, Metalloxide, z.B. Titanoxid, ein, die durch eine
Hydratationsreaktion mit einer Hydroxygruppe versehen sind. Weiterhin
gibt es Verfahren zum Herstellen eines Kompositteilchens durch Anwenden
von mechanischer Energie auf eine Mehrzahl bzw. Vielzahl von unterschiedlichen
Ausgangsmaterialteilchen, um eine mechanisch-chemische Reaktion
zu verursachen (Einbringen einer Hydroxygruppe durch Konjugieren
eines Teilchens, das eine Hydroxygruppe aufweist, mit einem Teilchen,
das keine Hydroxygruppe aufweist). Folglich kann die Hydroxygruppe
durch verschiedene Verfahren in Abhängigkeit von dem Typ des Teilchens
vorgesehen werden.
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Beispiele des vorstehenden Teilchens
schließen
Diamant, kubisches Bornitrid, Zirkoniumdioxid, Cerdioxid, Manganoxid,
Titanoxid, Calciumcarbonat, Bariumcarbonat, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid-Siliziumdioxid
und Siliziumcarbid, wobei alle von diesen mit einer Hydroxygruppe
versehen sind, ein.
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Als das abrasive Teilchen (Komponente
E2) kann mindestens ein Bestandteil verwendet werden, der aus synthetischem
Quarzglas („fumed
silica"), kolloidalem
Siliziumdioxid, Edelkorund („fused
alumina"), kolloidalem
Aluminiumoxid, Boehmit und Bayerit ausgewählt ist.
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Da diese abrasiven Teilchen (Komponente
E2) im allgemeinen eine Hydroxygruppe an der Oberfläche aufweisen,
können
sie allein oder in Kombination verwendet werden, ohne die Menge
der Hydroxygruppe in Betracht zu ziehen, ungleich zu dem vorstehenden
Teilchen (Komponente E1). Von diesen wird kolloidales Siliziumdioxid
bevorzugt.
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Wenn synthetisches Quarzglas und
Edelkorund eine große
Anzahl von Si-Cl-Bindungen
an der Oberfläche
aufweisen, werden sie vorzugsweise auf etwa 200 bis 800°C bei Anwesenheit
von Wasser erhitzt, um diese Si-Cl-Bindungen in Si-OH-Bindungen vor der
Anwendung umzuwandeln.
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Das Verfahren zum Herstellen des
vorstehenden kolloidalen Siliziumdioxids ist nicht spezifisch beschränkt. Beispielsweise
kann kolloidales Siliziumdioxid verwendet werden, das durch bekannte
Herstellungsverfahren hergestellt wird, die in JP 4-2602A, JP 4-231319A,
JP 5-97422A, JP 2003-89786A und JP 2003-100678A offenbart sind.
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Das vorstehende kolloidale Siliziumdioxid
und das synthetische Quarzglas weisen eine große Anzahl von Hydroxygruppen
in der Form von Si-OH (Silanolgruppe) an der Oberfläche auf
(Endgruppen der Struktur), was vorteilhaft ist, wenn sie an die
Harzmatrix (Harz F) chemisch gebunden werden.
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Vorzugsweise sind diese abrasiven
Teilchen (Komponente E) im Durchmesser gleichmäßig und weisen einen kleinen
Durchmesser auf, um die Oberfläche
des Werkstücks
daran zu hindern, durch Schleifkörner verkratzt
zu werden, und um eine durch Präzipitation
während
der Lagerung verursachte Änderung
in der Zusammensetzung zu verhindern. Der Teilchendurchmesser des
abrasiven Teilchens (Komponente E) kann durch ein Rasterelektronenmikroskop
beobachtet werden. Der Teilchendurchmesser ist vorzugsweise in dem Bereich
von 0,005 bis 50 μm.
Wenn der Teilchendurchmesser kleiner als 0,005 μm ist, ist es schwierig, die hohe
Poliergeschwindigkeit zu erhalten, während, wenn der Teilchendurchmesser
größer als
50 μm ist,
die Oberfläche
des Werkstücks
dazu neigt, in nachteiliger Weise verkratzt zu werden.
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Das Abrasivum der vorliegenden Erfindung
enthält
in erwünschter
Weise 60 bis 95 Gew.-% der Harzmatrix (Harz F).
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Wenn der Gehalt der Harzmatrix (Harz
F) in dem Abrasivum höher
als 95 Gew.-% ist (d.h., der Gehalt des abrasiven Teilchens ist
geringer als 5 Gew.-%), wird die Poliergeschwindigkeit gering und
eine hohe Produktivität
kann nicht aufrechterhalten werden. Wenn der Gehalt geringer als
60 Gew.-% ist (d.h., der Gehalt des abrasiven Teilchens ist höher als
40 Gew.-%), vermindert sich die Fluidität bzw. Fließfähigkeit eines flüssigen Polyurethanharzes
als eine Matrix zu dem Zeitpunkt des Herstellens eines Abrasivums
erheblich, wodurch das Formen schwierig gemacht wird.
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Das Abrasivum der vorliegenden Erfindung
wird durch die Polymerisationsreaktion von Ausgangsmaterialien erhalten,
die ein organisches Polyisocyanat (Komponente A), mindestens einen
Bestandteil, der aus einem organischen Polyol (Komponente B) und
einem organischen Polyamin (Komponente C) (in manchen Fällen wird
eine organische Polycarbonsäure
hinzugefügt,
wenn erforderlich) ausgewählt
ist, als Harzmatrix-Ausgangsmaterialien und ein abrasives Teilchen
(Komponente E) enthalten.
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Wie oben beschrieben, können ein
Katalysator, ein Treibmittel (Komponente D) und ein Schaumstabilisator
gegebenenfalls hinzugemischt werden.
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Ein Gemisch der vorstehenden Ausgangsmaterialien
kann durch eine Polymerisationsreaktion in Übereinstimmung mit einem Injektionsreaktionsverfahren
oder Gießverfahren
ausgehärtet
und geformt werden.
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[Zweiter Aspekt der vorliegenden
Erfindung]
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Das Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn
(Polierkissen G), das aus dem vorstehenden Abrasivum aufgebaut ist,
wird an dem Poliertisch angebracht, und das Werkstück wird
gegen die Oberfläche
der Polierplatte bzw. des Polierkissens mit fixiertem Schleifkorn
(Polierkissen G) gepresst und durch die relativen Bewegungen des
Polierkissens mit fixiertem Schleifkorn (Polierkissen G) und des
Werkstücks
poliert.
-
Wenn eine Polierflüssigkeit
verwendet wird, sind in erwünschter
Weise Nuten in dem Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn (Polierkissen
G) radial von dem Mittelpunkt in Richtung zu der Umfangsrichtung
oder in einer Gitterform vorgesehen, um die Polierflüssigkeit
insgesamt über
die Fläche
bzw. Oberfläche
des Polierkissens mit fixiertem Schleifkorn (Polierkissen G) gleichmäßig zu verteilen.
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[Dritter Aspekt der vorliegenden
Erfindung]
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Der dritte Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zum Schleifen bzw. Polieren eines Werkstücks, umfassend
das Anbringen des Polierkissens mit fixiertem Schleifkorn (Polierkissen
G), das aus dem Abrasivum aufgebaut ist, an einem Poliertisch, Pressen
bzw. Drücken
eines Werkstücks
zwischen das Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn (Polierkissen
G) und einen Werkstückhaltebereich
und Polieren des Werkstücks
durch die relativen Bewegungen des Polierkissens mit fixiertem Schleifkorn
(Polierkissen G) und des Werkstücks,
während
die Polierflüssigkeit
bzw. abrasive Flüssigkeit
(Polierflüssigkeit
H) zwischen dem Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn (Polierkissen
G) und dem Werkstück
zugeführt
wird.
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Das vorstehende Polierverfahren ermöglicht ein
chemisches-mechanisches Polieren, ergibt eine hohe Poliergeschwindigkeit
und ermöglicht
es, ein Werkstück
mit einer hochgenauen Oberflächenglattheit
zu erhalten, wenn eine wässrige
Alkalilösung
als die Polierflüssigkeit
(Polierflüssigkeit
H) verwendet wird.
-
Die vorstehende Polierflüssigkeit
(Polierflüssigkeit
H) ist eine wässrige
Lösung
aus Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniumhydroxid oder dergleichen
und weist vorzugsweise einen pH von 10 oder höher auf, um eine chemische
Polierfunktion zu erhalten.
-
Durch Verwenden des Polierverfahrens
der vorliegenden Erfindung kann eine Reduktion in der Polierrate
bzw. -geschwindigkeit selbst dann unterdrückt werden, wenn ein Polieren
für eine
lange Zeit kontinuierlich ausgeführt
wird. Weil eine alkalische, wässrige
Lösung
als die Polierflüssigkeit
(Polierflüssigkeit
H) verwendet wird und die Menge an Schleifkörnern (Schleifkörner I),
die von dem Abrasivum herausfallen, extrem gering ist, kann die
Polierflüssigkeit
(Polierflüssigkeit
H) lediglich durch deren Filtern mit einer einfachen Wiedergewinnungs-
bzw. Wiederaufbereitungsvorrichtung rückgeführt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung des Umrisses
einer Schleif- bzw. Poliervorrichtung unter Verwendung eines Abrasivums
entsprechend einer ersten Ausführungsform
als eine Polierplatte bzw. ein Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn;
-
2 ist
eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Ausbildung
eines Polierkissens mit fixiertem Schleifkorn entsprechend einer
zweiten Ausführungsform;
und
-
3 ist
eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Beziehung
zwischen der Polierzeit und der Poliereffizienz in Beispiel 1.
-
BESTER MODUS
ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
-
(Erste Ausführungsform)
-
Das Abrasivum der vorliegenden Erfindung
kann wie folgt hergestellt werden:
Ein Gemisch aus der wie
oben beschriebenen organischen Polyisocyanatverbindung (Komponente
A), einem organischen Polyol (Komponente B), einem Treibmittel (Komponente
D), einem Katalysator und einem Schaumstabilisator und dem Teilchen
(Komponente E) wird gerührt,
um das Teilchen (Komponente E) in der flüssigen Ausgangsmaterialzusammensetzung
gleichmäßig zu verteilen.
-
In diesem Falle wird es insbesondere
bevorzugt, dass die organische Polyisocyanatverbindung (Komponente
A) zu einem Gemisch aus dem organischen Polyol mit einem durchschnittlichen
Molekulargewicht von 250 bis 4.000 (Komponente B), dem Treibmittel
(Komponente D), dem Katalysator, dem Schaumstabilisator und dem
Teilchen (Komponente E) hinzugefügt
und zusammen gerührt
und gemischt wird.
-
Es wird ebenfalls bevorzugt, dass
die Ausgangsmaterialien (mit Ausnahme des Teilchens (Komponente
E) und des organischen Polyols (Komponente B)) in vorbestimmten
Mengen zusammengemischt werden, um eine flüssige Zusammensetzung herzustellen,
und dass ein Lösungsgemisch,
das durch vollständiges
Zusammenmischen und -rühren
des chemisch stabilen, organischen Polyols (Komponente B) und des
Teilchens (Komponente E) hergestellt wird, zu der vorstehenden Zusammensetzung
hinzugefügt
wird.
-
Die Ausgangsmaterialzusammensetzung
wird sodann in eine Form mit vorbestimmter Größe und Gestalt eingebracht
und für
eine vorbestimmte Zeitperiode erwärmt. Die Ausgangsmaterialzusammensetzung wird
zu der gleichen Zeit geschäumt
und gehärtet.
Nach dem Härten
wird das geschäumte
Abrasivum aus der Form entnommen, wonach das Abrasivum der vorliegenden
Erfindung erhalten wird.
-
Wenn ein Reaktions-Einspritzformverfahren
verwendet wird, wird ein Gemisch der Ausgangsmaterialien in die
Form von einer Harzeinfüllöffnung eingespritzt
und in der Form durch Erwärmen
für eine
verhältnismäßig kurze
Zeitperiode gehärtet,
um ein geformtes Produkt zu erhalten.
-
Die in JIS K6253-1997/ISO7619 spezifizierte
Shore-D-Oberflächenhärte von
20 bis 85 in einem Temperaturbereich von 20 bis 150°C ist für das Abrasivum
geeignet. Wenn die Shore-D-Härte
geringer als 20 ist, verschlechtert sich die Poliergeschwindigkeit,
und wenn die Shore-D-Härte
höher als
85 ist, erfolgt leicht Verkratzen (aufgrund der Rauhigkeit).
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(Zweite Ausführungsform)
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Wie in 2 gezeigt,
sind Nuten 16a oder 16b an der Fläche bzw.
Oberfläche
des Polierkissens mit fixiertem Schleifkorn 16 entsprechend
der zweiten Ausführungsform
gebildet. Diese Nuten sind gebildet, um die Polierflüssigkeit über die
gesamte Oberfläche
(insbesondere den mittleren Bereich) des Polierkissens mit fixiertem
Schleifkorn effizient und gleichmäßig zu verteilen. Dies ermöglicht es,
die Oberfläche
eines Wafers zu glätten,
die Poliergeschwindigkeit zu verbessern und Wärmeausdehnung zu verhindern,
die durch einen örtlichen
Temperaturanstieg verursacht ist. Beispielsweise können radiale
Nuten, wie in 2(A) gezeigt,
und Nuten vom Gittertyp, wie in 2(B) gezeigt,
gebildet werden.
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Um die radialen Nuten 16a in
dem Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn 16, wie in 2(A) gezeigt, zu bilden,
wird das Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn 16 vor zugsweise
in 16 bis 32 Abschnitte unterteilt, wobei von dem Mittelpunkt radial
begonnen wird (unter einem Mittelpunktswinkel von 22,5 bis 11,25°). Vorzugsweise
beträgt
die Breite jeder Nut beispielsweise etwa 1 bis 2 mm und die Tiefe
jeder Nut beträgt
beispielsweise 1 bis 2 mm. Es wird bevorzugt, dass Nuten in einem
vorbestimmten Bereich von dem Mittelpunkt (z.B. 100 mm oder weniger
von dem Mittelpunkt) nicht gebildet werden sollen, um die übermäßige Konzentration der
Nuten 16a um den Mittelpunkt des Polierkissens mit fixiertem
Schleifkorn 16 herum zu verhindern.
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Um die gitterartigen Nuten 16b in
dem Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn 16, wie in 2(B) gezeigt, zu bilden,
werden die Nuten vorzugsweise mit Intervallen bzw. Zwischenräumen von
beispielsweise 15 bis 30 mm gebildet.
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Bei der vorstehenden Ausführungsform
dient die Bildung von radialen oder gitterartigen Nuten in dem Polierkissen
mit fixiertem Schleifkorn als Beispiel, jedoch ist die vorliegende
Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Hexagonale, wellige Nuten
und dergleichen können
in geeigneter Weise gebildet werden. Während die Querschnittsform
jeder Nut als quadratisch (rechteckförmig) beschrieben worden ist,
kann sie kreisförmig,
V-förmig
oder U-förmig
sein.
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(Dritte Ausführungsform)
-
Eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird in Einzelheiten unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. In dieser Beschreibung und den Zeichnungen
werden elementaren Bauelementen mit im wesentlichen den gleichen
Funktionen die gleichen Bezugsziffern verliehen, um die Wiederholungen
ihrer Beschreibungen zu vermeiden.
-
Unter Bezugnahme auf 1 wird die Ausbildung einer Schleif-
bzw. Poliervorrichtung, welche ein Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn
entsprechend der dritten Ausführungsform
aufweist, zuerst beschrieben. 1 ist
eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Ausbildung
der Poliervorrichtung, welche eine Po tierplatte bzw. ein Polierkissen
mit fixiertem Schleifkorn entsprechend dieser Ausführungsform
aufweist.
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Wie in 1 gezeigt,
ist die Poliervorrichtung 10 unter Verwendung eines Polierkissens
mit fixiertem Schleifkorn bezüglich
dieser Ausführungsform
durch einen Poliertisch 14, der durch einen Motor 12 in
Rotation versetzt bzw. gedreht werden kann, ein Polierkissen mit
fixiertem Schleifkorn 16, das an dem Poliertisch 14 angebracht
ist, einen Substrathaltebereich 20 zum Pressen bzw. Drücken der
zu polierenden Fläche
bzw. Oberfläche
des gehaltenen Substrats 30 gegen das Polierkissen mit
fixiertem Schleifkorn 16, ein Substrathaltebereichantriebsmittel 18 zum
Drehen und Antreiben des Substrathaltebereichs 20 unter
Druck und eine Polierflüssigkeitszuführöffnung 24 zum
Zuführen
einer Polierflüssigkeit 25 zu
dem Poliertisch 14 aufgebaut.
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Der Poliertisch 14 ist ein
im wesentlichen scheibenartiger Tisch, der aus nichtrostendem Stahl
oder Keramik gebildet ist und eine glatte, horizontale, obere Fläche aufweist.
Dieser Poliertisch 14 dreht sich mit einer vorbestimmten
Drehzahl (z.B. 40 Upm) in einer durch einen fetten Pfeil in 1 gezeigten Richtung, wenn
beispielsweise die Antriebskraft des Motors 12, der in
der Vorrichtung unterhalb des Tisches vorgesehen ist, über eine
Welle 26 und ein (nicht gezeigtes) Getriebe übertragen
wird.
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Das Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn 16 ist
an dem Poliertisch 14 in einer solchen Art und Weise befestigt
bzw. festsitzend angebracht, dass es so flach bzw. eben wie möglich wird,
und es wird relativ zu dem Substrat 30 in eine rotierende
Bewegung versetzt, wenn der Poliertisch 14 gedreht wird,
wodurch die Polieroberfläche
des Substrats 30 mit Hilfe der Polierflüssigkeit 25 poliert
wird, die von der Polierflüssigkeitszuführöffnung 24 zugeführt wird.
Es folgt nunmehr eine detaillierte Beschreibung des Polierkissens
mit fixiertem Schleifkorn 16.
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Das Substrathaltebereichantriebsmittel 18 dreht
den Substrathaltebereich 20, während Druck auf den Bereich
durch eine Stange bzw. Stab 28 aufgebracht wird, und ist
z.B. aus einem Motor, einem Zylinder und dergleichen (nicht gezeigt)
aufgebaut. Der Substrathaltebereich 20, der das Substrat 30 hält, kann
somit gegen das Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn 16 z.B.
in einer vertikalen Richtung durch den Zylinder als eine Druckbeaufschlagungseinheit
gedrückt
werden und zu der gleichen Zeit wird er in einer Richtung, die durch einen
dünnen
Pfeil in 1 gezeigt ist,
durch den Motor als eine rotierende bzw. sich drehende Einheit gedreht.
Das Substrathaltebereichantriebsmittel 18 kann so ausgebildet
sein, dass der Substrathaltebereich 20 in einer im wesentlichen
horizontalen Richtung geschwenkt bzw. hin- und herbewegt werden
kann.
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Der Substrathaltebereich 20 (ebenfalls
als "Polierkopf
oder -träger" bezeichnet) weist
eine im wesentlichen säulenförmige Gestalt
als ein ganzes auf und ist oberhalb des Poliertisches 14 drehbar
angebracht. Der Substrathaltebereich 20 ist mit dem Haltebereichantriebsmittel 18 über die
Stange 28 verbunden und weist einen Ring (Haltering) zum
Verhindern eines horizontalen Gleitens bzw. Verschiebens des Substrats 30 an
der unteren Fläche
auf.
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Während
eines regelmäßigen Polierens
drückt
der Substrathaltebereich 20 die zu polierende Fläche bzw.
Oberfläche
des Substrats 30 gegen das Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn 16,
während
er sich in einem Zustand des Haltens des Substrats 30 dreht.
Das Substrat 30, welches folglich gegen das Polierkissen mit
fixiertem Schleifkorn 16 gedrückt wird, wird durch das Polierkissen
mit fixiertem Schleifkorn 16 bidirektional geschliffen,
welches sich in der entgegengesetzten Richtung dreht, so dass seine
gesamte Polierfläche
gleichförmig
bzw. gleichmäßig poliert
wird.
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Die Polierflüssigkeitszuführdüse 24 führt die
Polierflüssigkeit 25 zu
dem sich drehenden Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn 16 während des
Polierens des Substrats 30 zu. Die Polierflüssigkeit 25 ist
eine Lösung,
die eine chemisch reagierende Substanz enthält, und tritt in den Spalt
zwischen dem Substrat 30 und dem Polierkissen mit fixiertem
Schleifkorn 16 während
des Polierens ein, um die Polierfläche des Substrats 30 mit
hoher Genauigkeit zu glätten
bzw. glattzuschleifen, während
diese Lösung
mit der zu polierenden Fläche chemisch
reagiert.
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Bei der Poliervorrichtung nach dieser
Ausführungsform
sind der Substrathaltebereich (Polierkopf) 20, der Poliertisch 14 und
die Polierflüssigkeitszuführdüse 24 jeweils
mit einem (nicht gezeigten) Temperaturregler versehen und die Temperatur
jeder der vorstehenden Einheiten wird auf einen bevorzugten Wert
in geeigneter Weise eingestellt, um das Polieren in einer noch mehr
bevorzugten Art und Weise auszuführen.
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Die Polierflüssigkeit ist vorzugsweise eine
alkalische wässrige
Lösung
mit einem pH von 10 oder höher.
Wenn eine Polierflüssigkeit
mit einem pH von niedriger als 10 verwendet wird, wie in Beispiel
2 gezeigt, vermindert sich die Poliergeschwindigkeit erheblich.
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Da die alkalische Lösung folglich
als die Polierflüssigkeit
bei dieser Ausführungsform
verwendet wird, kann die alkalische Lösung nur durch Filtern mit
einer einfachen Wiedergewinnungsvorrichtung zurückgeführt werden. Wenn eine aus Natriumhydroxid
oder Kaliumhydroxid hergestellte alkalische Lösung verwendet wird, wird beispielsweise
eine Neutralisierungsvorrichtung verwendet, um die Entsorgung des
flüssigen
Abfalls leichter auszuführen.
Da das Rückführen der
Polierflüssigkeit
leicht durchgeführt
wird, kann dies zum Umweltschutz beitragen. Die Polierflüssigkeit
(alkalische Lösung)
bei dieser Ausführungsform
kann beispielsweise aus Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Amin, Ammoniak
und dergleichen hergestellt werden. Vorzugsweise wird die Polierflüssigkeit
in einem Temperaturbereich von 20 bis 150°C hergestellt und zum Polieren
in einem Temperaturbereich von 20 bis 150°C verwendet.
-
Beispiele
-
Die Poliergeschwindigkeit und dergleichen
eines zu polierenden Werkstücks
(Siliziumwafer) werden durch Herstellen verschiedener Polyurethan-Polierkissen
und durch Verwenden verschiedener Polierflüssigkeiten basierend auf den
vorstehenden Ausführungsformen
bewertet und werden im nachfolgenden spezifisch beschrieben.
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Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele
1 und 2
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Ein Polyurethan-Polierkissen gemäß der vorliegenden
Erfindung wurde im Beispiel 1 verwendet, ein Polyurethan-Polierkissen,
welches Aluminiumoxid-Schleifkörner
enthielt, wurde im Vergleichsbeispiel 1 verwendet und ein herkömmliches,
im Handel erhältliches
Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn wurde im Vergleichsbeispiel
2 als das Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn verwendet.
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Das im Beispiel 1 verwendete Polierteilchen
war kolloidales Siliziumdioxid (von Fuso Chemical Co., Ltd., unter
dem Handelsnamen Quartron SP-4B hergestellt) und das im Vergleichsbeispiel
1 verwendete Polierteilchen war Aluminiumoxid (von Fujimi Incorporated
unter dem Handelsnamen WA#3000 hergestellt). Das im Handel erhältliche
Polierkissen mit fixiertem Schleifkorn des Vergleichsbeispiels 2
wurde von Noritake Co., Ltd., hergestellt (Handelsname: FARD pad).
-
Die Ausgangsmaterialzusammensetzungen
und physikalischen Eigenschaften der Polierkissen in Beispiel 1
und in Vergleichsbeispiel 1 sind in Tabelle 1 angegeben.
-
-
Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurden
das Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von 250 bis 5.000 und
2 bis 3 funktionellen Gruppen (hergestellt von Sanyo Kasei Co.,
Ltd., unter dem Handelsnamen Sanix), Polyisocyanat (Gehalt an NCO-Gruppe:
31 Gew.-%, hergestellt von Dow Polyurethane Systems Co., Ltd., unter
dem Handelsnamen PAPI 135) Wasser, Katalysator auf Aminbasis (hergestellt
von Tosoh Corporation, unter dem Handelsnamen TOYOCAT-ET), Silikon-Schaumstabilisator
(hergestellt von Nippon Unicar Co., Ltd., unter dem Handelsnamen
L-5309) und das vorstehende abrasive Teilchenmaterial in einem in
Tabelle 1 gezeigten Verhältnis
(Gewichtsteile) miteinander gemischt, um ein flüssiges Gemisch herzustellen.
Dieses flüssige
Gemisch wurde in eine Form injiziert und bei 20 bis 30°C für 24 Stunden
gelassen, um geschäumt
und gehärtet
zu werden, wodurch ein Polyurethan-Polierkissen hergestellt wurde.
-
Dieses Polyurethan-Polierkissen wurde
an dem Tisch einer Poliermaschine mittels eines Klebebandes befestigt
und die Fläche
bzw. Oberfläche
des Polyurethan-Polierkissens
wurde mit einem Korrekturring mit galvanisch niedergeschlagenem
Diamant korrigiert, um ein 9 mm dickes Polyurethan-Polierkissen
mit einer an dessen Oberfläche
ausgesetzten bzw. freigelegten geschäumten Struktur zu erhalten.
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Das im Vergleichsbeispiel 1 verwendete
Polierkissen wurde auf die gleiche Art und Weise wie im Beispiel
1 erhalten, mit der Ausnahme, dass Aluminiumoxid anstelle von kolloidalem
Siliziumdioxid im Beispiel 1 verwendet wurde.
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Wie in 1 gezeigt,
wurde das zu polierende Werkstück
(Siliziumwafer) gegen das Polyurethan-Polierkissen gedrückt und
durch die relativen Bewegungen des Polyurethan-Polierkissens und
des Werkstücks (Siliziumwafer)
poliert, während
die Polierflüssigkeit
zwischen dem Polyurethan-Polierkissen und dem Werkstück zugeführt wurde.
-
Die Polierbedingungen werden nachfolgend
angegeben.
Polierdruck: 300 g/cm2
Umdrehung
des Tisches: 40 Upm
-
Die Härte des Polyurethan-Polierkissens
wurde mit einem Shore-D-Härtemesser
gemessen, der in JIS K6253-1997/ISO7619 spezifiziert ist. Das Expansionsverhältnis wurde
durch D1/D2 dargestellt,
worin D1 die Dichte eines nichtgeschäumten, gehärteten Produkts
ist und D2 die Dichte des im Beispiel 1
hergestellten Polyurethan-Polierkissens
ist.
-
Die Poliergeschwindigkeit wurde aus
einer Änderung
in der Dicke berechnet, welche durch Messen einer Gewichtsänderung
pro Minute während
des Polierens erhalten wurde. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit einem
Oberflächenrauhigkeitsmesser
gemessen (hergestellt von Kosaka Laboratory Ltd., unter dem Handelsnamen
Surfcoder SE 3500 K).
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Bezüglich der Bewertung des flüssigen Abfalls
wurde der flüssige
Abfall mit einem qualitativen Filter mit einem beibehaltenen Teilchendurchmesser
von 1 μm
gefiltert, um den Zustand des gefilterten, flüssigen Abfalls zu beobachten.
Der gefilterte, flüssige
Abfall wurde in eine Test- bzw. Prüfröhre mit einem Durchmesser von
10 mm eingegeben und als zufriedenstellend bewertet, wenn Buchstaben
auf Zeitungspapier von der gegenüberliegenden
Seite aus gelesen werden konnten, und als nichtzufriedenstellend,
wenn sie nicht gelesen werden konnten.
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Die Bewertungsresultate sind in
3 und in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle
2
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Wie in 3 und
Tabelle 2 gezeigt, war in dem Falle des Siliziumdioxid-Schleifkörner enthaltenden Polyurethan-Polierkissens
gemäß der vorliegenden
Erfindung selbst nach 333 Stunden kontinuierlichen Polierens die
Poliergeschwindigkeit konstant. Es konnte nicht bestätigt werden,
ob Schleifkörner
zu dem Zeitpunkt des Polierens herausfielen. Da die Polierzeit des
Siliziumwafers im allgemeinen 10 Minuten beträgt, können, wenn kontinuierliches
Polieren für
333 Stunden ausgeführt
wird, etwa 2.000 Siliziumwafer kontinuierlich poliert werden.
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Das Bewertungsergebnis des flüssigen Abfalls
war zufriedenstellend.
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In dem Falle des Aluminiumoxid-Schleifkörner enthaltenden
Polyurethan-Polierkissens
gemäß dem Vergleichsbeispiel
1 verminderte sich die Poliergeschwindigkeit mit dem Ablauf der
Polierzeit und Polieren wurde nach 80 Stunden unmöglich. Der
erste Siliziumwafer konnte normal poliert werden, jedoch verminderte sich
die Poliergeschwindigkeit des zweiten Siliziumwafers außerordentlich.
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In dem Falle des herkömmlichen
Polierkissens mit fixiertem Schleifkorn des Vergleichsbeispiels
2 fiel sofort mit dem Beginn des Polierens die Poliergeschwindigkeit
steil ab und Polieren wurde nach 10 Stunden unmöglich. Der erste Siliziumwafer
konnte normal poliert werden, jedoch war die Poliergeschwindigkeit
des zweiten Siliziumwafers beinahe Null.
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Wenn ein Polierkissen mit fixiertem
Schleifkorn durch Verwendung von kolloidalem Siliziumdioxid als ein
abrasives Teilchenmaterial und Urethan als eine Harzmatrix in dem
vorstehenden Beispiel 1 verwendet wurde, wurde bestätigt, dass
die Poliergeschwindigkeit selbst nach 333 Stunden kontinuierlichen
Polierens auf einem konstanten Pegel aufrechterhalten wurde. Wenn
in Betracht gezogen wird, dass nach 10 Minuten des Polierens bei
dem Verfahren unter Verwendung des herkömmlichen Polierkissens mit
fixiertem Schleifkorn ein Aufbereiten erforderlich ist, so versteht
es sich, dass die Zeit kontinuierlichen Polierens beträchtlich
verbessert ist. Weiterhin wurde die Dicke des Polierkissens mit
fixiertem Schleifkorn nicht vermindert und die Schleifkörner fallen überhaupt
nicht heraus. Da nur Silizium als das Material des zu polierenden
Werkstücks
und die alkalische Lösung
in den flüssigen
Abfall nach Polieren abgegeben wurden, kann daher die Entsorgung
des flüssigen
Abfalls ohne Ausübung
irgendeines schlechten Einflusses auf die Umgebung leicht ausgeführt werden.
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Beispiel 2
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Es wurden ein Polyetherpolyol auf
Glycerinbasis mit einem Molekulargewicht von 600 (hergestellt von Sanyo
Kasei Co., Ltd., unter dem Handelsnamen GP-600) als Polyol A, ein
Polyetherpolyol auf Glycerinbasis mit einem Molekulargewicht von
3.000 (hergestellt von Sanyo Kasei Co., Ltd., unter dem Handelsnamen GP-3000)
als Polyol B und ein organisches Polyisocyanat (hergestellt von
Dow Polyurethane Systems Co., Ltd., unter dem Handelsnamen PARI
135) verwendet, und es wurden ein Katalysator (hergestellt von Tosoh Corporation,
unter dem Handelsnamen TOYOKAT-ET), Schaumstabilisator (hergestellt
von Nippon Unicar Co., Ltd., unter dem Handelsnamen L-5309) und
das gleiche kolloidale Siliziumdioxid wie in Beispiel 1 als ein abrasives
Teilchen verwendet. Sie wurden in einem in Tabelle 3 gezeigten Verhältnis miteinander
gemischt und bei normaler Temperatur durch ein Gießverfahren
gehärtet,
um ein Abrasivum zu erhalten. Das Expansionsverhältnis, die Härte und
die Rauhigkeit des erhaltenen Abrasivums sind in Tabelle 3 gezeigt.
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Das zu polierende Werkstück (Siliziumwafer)
wurde mit Hilfe einer Polierflüssigkeit
mit einem pH von 9,5 bis 13,5 unter den folgenden Bedingungen poliert.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
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Die Schleifbedingungen werden unten
angegeben.
Polierdruck: 300 g/cm
2 Umdrehung
des Tisches: 40 Upm Tabelle
3
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Aus Tabelle 3 ist zu erkennen, dass
der pH der Polierflüssigkeit
vorzugsweise 10 oder höher
ist. Wenn eine Polierflüssigkeit
mit einem pH von weniger als 10 verwendet wird, vermindert sich
die Poliergeschwindigkeit beträchtlich.
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Die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind oben beschrieben worden, jedoch
ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt.
Es ist für
den Fachmann offensichtlich, dass Änderungen und Abwandlungen
erfolgen können,
ohne von dem Umfang und dem technischen Ge danken abzuweichen, wie
in den beigefügten
Ansprüchen
angegeben, und es versteht sich selbstverständlich, dass Änderungen
und Modifikationen in den technischen Umfang der vorliegenden Endung
miteinbezogen sind.
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Industrielle
Ausführbarkeit
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Da eine chemische Bindung zwischen
der Harzmatrix und den Schleifkörnern
bei dem Abrasivum gemäß der vorliegenden
Erfindung vorhanden ist, verbessert sich die Bindungskraft zwischen
der Harzmatrix und den Schleifkörnern
beträchtlich
und infolgedessen fallen die Schleifkörner selten aus der Harzmatrix.
Dies ermöglicht
ein kontinuierliches Langzeitpolieren, ohne die spontane "edging"-Funktion des Abrasivums
zu erhalten. Selbst wenn Polieren kontinuierlich für eine lange
Zeit ausgeführt
wird, werden die Schleifkörner
schwerlich vergeudet und sind in dem flüssigen Abfall (Polierflüssigkeit)
kaum enthalten. Daher kann die Polierflüssigkeit durch einfache Filtrationsmittel
leicht rückgeführt werden,
ohne einen schlechten Einfluss auf die Umgebung auszuüben.
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Zusammenfassung
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Es wird ein Abrasivum durch Härten von
Ausgangsmaterialien, die mindestens (1) ein organisches Polyisocyanat
und mindestens einen Bestandteil, der aus einem organischen Polyol
und einem organischen Polyamin ausgewählt ist, als Harzmatrixmaterialien
und (2) ein Teilchen, das eine vorbestimmte Menge einer Hydroxygruppe
enthält,
und/oder kolloidales Siliziumdioxid und dergleichen als ein abrasives
Teilchen enthalten, mittels einer Polymerisationsreaktion erhalten,
wobei die Harzmatrix ein Harz mit einer Urethanbindung und/oder
einer Harnstoffbindung ist.
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Das Abrasivum ermöglicht ein kontinuierliches
Langzeitpolieren eines zu polierenden Werkstücks, ohne einen schlechten
Einfluss auf die Umgebung auszuüben.
