JP2001277101A

JP2001277101A - 研磨布

Info

Publication number: JP2001277101A
Application number: JP2000089967A
Authority: JP
Inventors: Tadao Morigami; 忠雄森上; Keiji Hirata; 圭司平田; Shinichi Matsumura; 進一松村; Shinichi Haba; 真一羽場; Terunao Ito; 栄直伊藤
Original assignee: Rodel Nitta Inc
Current assignee: Nitta DuPont Inc
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨布自体にドレッシング性を持たせ、研磨
寿命を長くすることができる研磨布を提供すること。【解決手段】ポリウレタン組成物よりなり、テーバー
摩耗試験による摩耗量が１５０ｍｇ〜３５０ｍｇである
研磨布。ポリウレタン組成物が、ポリオール成分とし
て、ポリプロピレングリコール、ポリジエチレンアジペ
ート、ポリジプロピレンアジペート、ポリネオペンチレ
ンアジペート、およびポリ（１，２−ブタジエン）、ポ
リ（１，４−ブタジエン）からなる群から選択される少
なくとも一種を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、電子部品
等の被研磨部材の研磨加工において使用される研磨布に
関し、特にＳｉ基板、ＧａＡｓ基板、ガラス、ハードデ
イスク、ＬＣＤ基板等の薄型基板用の研磨布に関する。

【０００２】

【従来の技術】発泡ウレタン研磨布を用いて、シリコン
ウエハを研磨する場合、連続で研磨を行っていくと、研
磨布の表層において研磨布の発泡孔へのスラリー、研磨
くずの目詰まりが発生したり、スラリー等による研磨布
の劣化が発生する。そのため、従来では、研磨処理を中
断し、ドレッシングツールを用いて研磨布表面を強制ド
レッシングし、つまり、研磨布の劣化した表層を除去し
て新しい表層を露出させ、その後、再び研磨加工を行っ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の実状に
着目してなされたものであって、その目的とするところ
は、研磨布自体にドレッシング性を持たせ、研磨寿命を
長くすることができる研磨布を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の研磨布は、ポリ
ウレタン組成物よりなり、テーバー摩耗試験による摩耗
量が１５０ｍｇ〜３５０ｍｇであり、そのことにより上
記目的が達成される。

【０００５】一つの実施態様では、前記ポリウレタン組
成物が、ポリオール成分として、ポリプロピレングリコ
ール、ポリジエチレンアジペート、ポリジプロピレンア
ジペート、ポリネオペンチレンアジペート、およびポリ
（１，２−ブタジエン）、ポリ（１，４−ブタジエン）
からなる群から選択される少なくとも一種を含有する。

【０００６】本発明の作用は次の通りである。

【０００７】研磨布に耐摩耗性の劣るポリオール成分を
配合することにより、研磨布自体のドレッシング性を向
上することができる。つまり、表層における研磨布の発
泡孔へスラリー、研磨くず等の目詰まりが発生したとし
ても、また研磨布の劣化が生じたとしても、研磨加工す
る際に研磨布の表層が徐々に除去されることにより、常
に新しい表層が露出されるために研磨寿命を延ばすこと
ができる。

【０００８】本明細書において、テーバー摩耗試験は、
ＪＩＳＫ７３１２（熱硬化性ポリウレタンエラストマ
ーの成形物の物理試験方法）に準じて行った。摩耗輪
は、Ｈ−１８、測定加重は５００ｇ、回転数は４０００
ｒｐｍで測定した。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。

【００１０】本発明の研磨布はポリウレタン組成物から
製造され、いわゆるプレポリマー法やワンショット法で
製造することができる。

【００１１】プレポリマー法とは、ポリオール成分とイ
ソシアネート成分との反応物であるウレタンプレポリマ
ーを用い、ジアミン類又はジオール類、発泡剤、触媒を
添加混合して得られるウレタン組成物を硬化させる方法
である。ワンショット法とは、ポリオール成分、イソシ
アネート成分、ジアミン類又はジオール類、そして発泡
剤、触媒等を混合して得られるウレタン組成物を硬化さ
せる方法である。

【００１２】上記ウレタンプレポリマーとしては、ポリ
エーテル系ウレタンプレポリマー、ポリエステル系ウレ
タンプレポリマー、ポリエステルエーテル系ウレタンプ
レポリマーのいずれも使用することができる。

【００１３】ウレタンプレポリマー法において各ウレタ
ンプレポリマーの製造に使用されるポリオール成分とし
て、またワンショット法において使用されるポリオール
成分として、本発明では、作成された研磨布の耐摩耗性
が従来のものに比べて劣る成分を使用する。つまり、研
磨布のテーバー摩耗試験による摩耗量が１５０ｍｇ〜３
５０ｍｇとなるようなポリオール成分Ａを使用する。そ
のような好ましいポリオール成分Ａとしては、ポリプロ
ピレングリコール、ポリジエチレンアジペート、ポリジ
プロピレンアジペート、ポリネオペンチレンアジペー
ト、およびポリ（１，２−ブタジエン）、ポリ（１，４
−ブタジエン）等があげられ、これらの１種または２種
以上が使用される。

【００１４】ポリオール成分Ａは、典型的には側鎖を有
するポリオールであり、ポリオール成分Ａを配合するこ
とにより研磨布の耐摩耗性を低下させ、研磨布自体のド
レッシング性を向上することができる。

【００１５】本発明では、ポリオール成分Ａ以外に、そ
の他のポリオール成分Ｂも使用することができる。その
ようなポリオール成分Ｂとしては、ポリエチレングリコ
ール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレンア
ジペート、ポリテトラメチレンアジペート、ポリヘキサ
メチレンアジペートがあげられる。

【００１６】上記ポリオール成分Ａとイソシアネート成
分の重合体及びポリオール成分Ｂとイソシアネート成分
の重合体を併用する場合は、前者の重合体を全重合体に
対して２０重量％以上使用するのが好ましい。

【００１７】特に好ましい配合は次の通りである。

【００１８】ポリオール成分Ａとイソシアネート成分の
重合物１０〜９０重量部と、ポリオール成分Ｂとイソシ
アネート成分の重合物９０〜１０重量部との混合物。

【００１９】上記イソシアネート成分としては、例え
ば、４、４'−ジフェニルメタンジイソシアネート、
２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレン
ジイソシアネート等が挙げられる。

【００２０】上記ジアミン類としては、４，４’−メチ
レン−ビス（２−クロロアニリン）等があり、ジオール
類としてはエチレングリコール、１、４−ブタンジオー
ル、プロピレングリコール等があげられる。また、硬化
剤として、トリメチロールプロパン等のトリオール類お
よびこれらの混合物を用いてもよい。

【００２１】上記発泡剤、触媒は従来より公知のものが
使用され、例えば、発泡剤として水またはアゾビスイソ
ブチロニトリルなどの有機発泡剤があり、触媒としてト
リメチレンジアミン等がある。また、シリコーン整泡
剤、充填材が任意に配合される。充填剤としては、たと
えばシリカ（疎水性を含む）、カーボン粉末、含水ケイ
酸カルシウム、含水ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネ
シウム、炭酸カルシウム、酸化セリウム、炭酸マグネシ
ウムなどの一種以上を挙げることができる。

【００２２】上記各成分を混合してウレタン組成物が得
られ、このウレタン組成物を硬化発泡させて本発明の研
磨布が得られる。

【００２３】得られた研磨布の硬度は、ＪＩＳＡ硬度
において７０〜１００が好ましく、圧縮率は１．５〜
５．０％が好ましく、また密度は０．３０〜０．８０ｇ
／ｃｍ ³が好ましい。

【００２４】また、研磨布のテーバー摩耗試験による摩
耗量は、上記したように、１５０ｍｇ〜３５０ｍｇが好
ましい。さらに好ましくは２００ｍｇ〜３００ｍｇであ
る。研磨布の摩耗量が１５０ｍｇ未満では、ドレッシン
グ性が悪く、使用可能期間が短い。研磨布の摩耗量が３
５０ｍｇを越えると、研磨布の機械的強度が低下するた
めに好ましくない。

【００２５】なお、研磨布の発泡性（孔の径や発泡倍率
等）は上記発泡剤、シリコーン系整泡剤等の配合量を変
えることにより、調整することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。（実施例１）ウレタンプレポリマーＡ（ポリプロピレングリコールと２，４−トリレンジイソシアネートとの重合体）２５重量部ウレタンプレポリマーＢ（ポリテトラメチレングリコールと２，４−トリレンジイソシアネートとの重合体）７５重量部３、３’ジクロロ−４，４’ジアミノジフェニルメタン２０重量部トリエチレンジアミン（触媒）０．０５重量部水（発泡剤）０．２重量部シリコーン整泡剤（硬質ウレタンフォーム用）０．５重量部上記各成分を混合して得られるウレタン組成物を発泡硬
化させて、シート状の研磨布を得た。

【００２７】得られた研磨布のＪＩＳＡ硬度を測定し
たところ８９であった。

【００２８】圧縮率は２．８％、密度は０．５４ｇ／ｃ
ｍ³であった。またTaber 摩耗試験（ＪＩＳＫ７３１
２に準ずる）での摩耗量は２６０ｍｇであった。（比較例１）実施例１で用いたウレタンプレポリマーＡ
とウレタンプレポリマーＢの混合に代えて、ウレタンプ
レポリマーＢのみを１００重量部用いたこと以外は、実
施例１と同様にしてシート状の研磨布を得た。

【００２９】この研磨布について実施例１と同様に物性
を試験したところ以下の通りであった。硬度８８、圧縮
率は２．６％、密度は０．５４ｇ／ｃｍ³、Taber 摩耗
試験での摩耗量は６０ｍｇであった。（比較例２）実施例１で用いたウレタンプレポリマーＡ
を１０重量部、ウレタンプレポリマーＢを９０重量部用
いたこと以外は、実施例１と同様にしてシート状の研磨
布を得た。

【００３０】この研磨布について実施例１と同様に物性
を試験したところ以下の通りであった。硬度８８，圧縮
率は２．６％、密度は０．５２ｇ／ｃｍ³、Taber 摩耗
試験での摩耗量は１００ｍｇであった。（比較例３）実施例１で用いたウレタンプレポリマーＡ
とウレタンプレポリマーＢの混合に代えて、ウレタンプ
レポリマーＡのみを１００重量部用いたこと以外は、実
施例１と同様にしてシート状の研磨布を得た。

【００３１】この研磨布について実施例１と同様に物性
を試験したところ以下の通りであった。硬度８８，圧縮
率は２．８％、密度は０．５３ｇ／ｃｍ³、Taber 摩耗
試験での摩耗量は３６０ｍｇであった。

【００３２】次に、従来品（比較例１の研磨布）でシリ
コンウエハを研磨している条件で、上記の実施例１およ
び比較例２〜３の研磨布を用いて研磨試験を行った。

【００３３】その結果、比較例２のものでは、研磨ライ
フの向上はほとんどなかった。実施例１の研磨布では、
研磨布ライフが２０％向上し、かつ研磨速度が１０％上
昇した。

【００３４】比較例３の研磨布は、機械的強度が弱すぎ
るため、研磨布のドレッシング時の機械的作用に耐えら
れなかった。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、特定のポリオール成分
を用いたので、静的物性を維持しながら、摩耗性が改良
された研磨布を得ることができ、従来の研磨布に比べて
ドレッシング性を向上させることができる。すなわち、
研磨時に研磨布の表層自体が摩耗されることにより、強
制ドレッシングの回数が減少した。さらに、従来品と静
物性の値がほぼ同等であったため、研磨仕上がり状態も
同等であった。従って、研磨布の目詰まり、劣化が生じ
たときの研磨布表面状態の改善のための強制ドレッシン
グの回数が減少し、スループットが大幅に改善された。

【図面の簡単な説明】

【図１】研磨布のTaber摩耗試験結果を示すグラフであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松村進一奈良県大和郡山市池沢町172 ロデール・ニッタ株式会社奈良工場内 (72)発明者羽場真一奈良県大和郡山市池沢町172 ロデール・ニッタ株式会社奈良工場内 (72)発明者伊藤栄直奈良県大和郡山市池沢町172 ロデール・ニッタ株式会社奈良工場内Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA09 AA19 BC02 CA01 CB03 3C063 AA10 BE01 BE03 EE10 FF30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリウレタン組成物よりなり、テーバー
摩耗試験による摩耗量が１５０ｍｇ〜３５０ｍｇである
研磨布。
【請求項２】前記ポリウレタン組成物が、ポリオール
成分として、ポリプロピレングリコール、ポリジエチレ
ンアジペート、ポリジプロピレンアジペート、ポリネオ
ペンチレンアジペート、およびポリ（１，２−ブタジエ
ン）、ポリ（１，４−ブタジエン）からなる群から選択
される少なくとも一種を含有する請求項１に記載の研磨
布。