JP2002301657A - 被研磨物保持材 - Google Patents

被研磨物保持材

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JP2002301657A
JP2002301657A JP2001104296A JP2001104296A JP2002301657A JP 2002301657 A JP2002301657 A JP 2002301657A JP 2001104296 A JP2001104296 A JP 2001104296A JP 2001104296 A JP2001104296 A JP 2001104296A JP 2002301657 A JP2002301657 A JP 2002301657A
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holding material
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JP2001104296A
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Hirotaka Hananouchi
裕隆 花之内
Masanobu Takeda
昌信 武田
Masao Seki
昌夫 関
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、研磨作業中の駆動用のギア部が破断
しにくく、被研磨物の研磨面を傷つけない被研磨物保持
材を提供せんとするものである。 【解決手段】本発明の被研磨物保持材は、有機繊維から
なる布帛と熱硬化性樹脂とからなるシート状物が積層さ
れた被研磨物保持材において、前記熱硬化性樹脂は前記
有機繊維布帛に接合されており、かつ、硬化後の被研磨
物保持材の厚みが0.5〜1.5mmであり、かつ、J
IS K6911に準拠する3点曲げ試験において、少
なくとも一方向の弾性率が2500〜5500N/mm
2であることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐久性、耐破断性
に優れた被研磨物保持材に関する。詳しくはシリコンウ
ェハ、ハードディスクなどの被研磨物表面を摩擦して、
汚れ除去、研削、研磨、切削などを行う際の被研磨物保
持材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、シリコンウェハ、ハードディスク
などの研磨加工は、被研磨物を両面研磨機の上下定盤の
間に配置し、上下定盤を一定圧力で加圧して被研磨物を
挟み込み、酸化アルミなどの砥粒を水などの液体に分散
した遊離砥粒を供給した後、上下定盤および被研磨物を
遊星回転運動させることにより被研磨物の表面を研磨し
ている。この際、被研磨物保持材は、駆動用のギアを周
囲に形成した円盤に、被研磨物が研磨加工で動かないよ
うに該被研磨物保持材に貫通穴を1個ないし複数個あ
け、被研磨物をはめ込んで保持する。
【0003】かかる被研磨物保持材としては、一般に、
ガラス繊維織物を基材とし、該基材にエポキシ樹脂を含
浸したシートを積層した積層板が多用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかるガラス
繊維織物−エポキシ樹脂積層板を用いると、研磨作業中
に駆動用のギアの一部が破断しやすく、折れや摩耗が発
生し、その摩耗粉が研磨砥粒中に混入して被研磨物の研
磨面を傷付けるという問題がある。
【0005】本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、
研磨作業中の駆動用のギア部が破断しにくく、被研磨物
の研磨面を傷つけない被研磨物保持材を提供せんとする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の被研磨物保持材は、有機繊維か
らなる布帛と熱硬化性樹脂とからなるシート状物が積層
された被研磨物保持材において、前記熱硬化性樹脂は前
記有機繊維布帛に接合されており、かつ、硬化後の被研
磨物保持材の厚みが0.5〜1.5mmであり、かつ、
JIS K6911に準拠する3点曲げ試験において、
少なくとも一方向の弾性率が2500〜5500N/m
2であることを特徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり、研
磨作業中の駆動用のギア部が破断しにくく、被研磨物の
研磨面を傷つけない被研磨物保持材について鋭意検討し
たところ、有機繊維布帛を使用し、かつ、曲げ弾性率を
特定することにより、上述課題を一挙に解決することを
究明したものである。
【0008】本発明でいう熱硬化性樹脂とは、フェノー
ル樹脂、レゾルシノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、シリコーン樹脂、キシレン樹脂などを用いること
ができるが、強度、電気絶縁性、耐酸性、耐熱性、耐水
性、成型性などからエポキシ樹脂がさらに好ましく使用
できる。かかる熱硬化性樹脂には、工業的にその目的、
用途、製造工程や加工工程での生産性あるいは特性改善
のため通常使用されている各種添加剤を含んでもよい。
例えば、変性剤、可塑剤、充填剤、離型剤、着色剤、希
釈剤などを含有せしめることができる。
【0009】本発明における布帛を構成する有機繊維と
は、木綿、羊毛、絹などの天然繊維、またはナイロン、
ビニロン、ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエステ
ル、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウ
レタン、ポリクラールなどの合成繊維を単独または混合
して使用することができるが、吸水性が低く、寸法安定
性に優れ、かつ安価なポリエステル、ナイロン、ポリエ
チレン、ポリプロピレンが好ましく、さらにポリエステ
ルが好ましい。かかる繊維には、原糸の製造工程や加工
工程での生産性あるいは特性改善のために通常使用され
ている各種添加剤を含んでもよい。例えば熱安定剤、酸
化防止剤、光安定剤、平滑剤、耐電防止剤、可塑剤、増
粘剤、顔料、難燃剤などを含有せしめることができる。
また、該有機繊維の引張強度は、標準条件(温度20
℃、相対湿度65%)下で、2〜12g/dが好ましく、
4〜10g/dがさらに好ましい。2g/d未満であれば、積
層板としたときの機械物性が満足できなく、12g/d以
上であれば、被研磨物保持材のギア部が破断しやすくな
る。
【0010】本発明でいう布帛とは、織物、編物、不織
布、フェルトなどであり、寸法安定性などから織物およ
び不織布が好ましく使用される。また、該不織布として
は、抄紙法によるペーパーや乾式法によるレジンボン
ド、サーマルボンド、ニードルパンチ、スパンボンド、
スパンレース、メルトブローなどを用いることができ
る。該布帛の単糸繊度は、1.5〜5.5dtexが好
ましい。1.5dtex未満であると強度が低くなり破
断しやすくなる。また、5.5dtex以上であると、
被研磨物保持材の層間で剥離しやすくなる。該布帛の厚
みは、0.05〜0.7mmが好ましく、0.1〜0.
6mmがさらに好ましい。厚みが0.05mm未満であ
ると、熱硬化性樹脂の付着性が悪く、0.7mm以上で
あると、被研磨物保持板の厚み調整が困難となる。該織
物や不織布の目付としては、それぞれ、織物では150
〜500g/m2 、不織布では40〜300g/m2
範囲のものが、被研磨物保持材の強度、生産性などの点
から好ましく使用される。また、該織物の織り密度とし
ては、25〜65本/2.54cmが好ましく、さらに
30〜60本/2.54cmが好ましい。織り密度が2
5本/2.54cm未満であれば、樹脂の付着性が悪
く、また、成型後の被研磨物保持材の表面平滑性に劣
る。織り密度が65本/2.54cmを越えると、織物
表面が平滑となるため、層間で剥離しやすくなる。該被
研磨物保持材を構成する複数の布帛層の内、芯材として
織物を使用することが好ましい。芯材が織物であれば、
糸の均一な経緯配列による方向性によって、屈曲時の破
断性能が向上し、特に経緯方向でのギア部が破断しにく
い。さらに、該織物に熱処理を施したものを使用する
と、被研磨物保持材成型時の寸法安定性が向上する。ま
た、表層に不織布を配置することによって、被研磨物保
持材の表面平滑性が良好となる。
【0011】本発明での布帛に熱硬化性樹脂を付着する
方法としては、特に限定されるものではないが、熱硬化
性樹脂を溶剤に溶解してワニスに調製し、該布帛をワニ
ス漕に通しバーコーターにて余分な樹脂を掻き取る手段
が好ましく採用される。該布帛に対する熱硬化性樹脂の
付着比率は、布帛の重量に対して30〜80%が好まし
く、さらに40〜60%が好ましい。布帛の重量に対し
て熱硬化性樹脂の付着比率が30%未満であれば、樹脂
付着量が少ないため、被研磨物保持板の層間剥離がおこ
りやすくなる。逆に付着比率が80%を超えると、熱硬
化性樹脂が付着した布帛の厚みのばらつきが大きくなり
品質が不安定となる。
【0012】このようにして得られた熱硬化性樹脂を含
浸した織編物および不織布から選ばれた少なくとも1種
を用い、目標厚みとなるように積層枚数を2枚以上で調
整、積層し、加熱加圧成型することによって、硬化した
被研磨物保持材を得る。また、被研磨物保持材の厚みに
ついては、現在のハードディスクの厚みとの関係から
0.5〜1.5mmの範囲のものが使用されているが、
これに限られるものではない。該被研磨物保持材の有機
繊維の比率は30重量%〜70重量%が好ましい。30
重量%未満であれば、機械物性が低下し、70重量%を
越えると、層間での接着性が低下する。
【0013】このようにして得られた被研磨物保持材
を、下記の3点曲げ試験にて測定した。 A.3点曲げ試験 JIS K6911に準拠して測定した。該JIS規格
では、厚み1mm未満の測定の記載がなかったため、試
料(寸法)、試験方法(支点間距離、荷重速度)につい
て規定した。
【0014】試験器 :クロスヘッド移動速度を一定に
保てる適当な材料試験器 試料 :長さ100mm×幅25mmに成形したもの
を用いた。
【0015】測定方法:支点間距離を40mmに設定
し、試料を支え、その中央に加圧くさびで荷重を加え
(荷重速度50mm/min)、試料が折れたときの荷
重を測定する。なお、測定時には荷重−たわみ曲線を作
図する。
【0016】データ処理:曲げ弾性率を次式により算出
する。
【0017】E=L3/4Wh3・F/Y E:曲げ弾性率(N/mm2) L:支点間距離(mm) W:試料の幅(mm) h:試料の高さ(厚み)(mm) F/Y:荷重−たわみ曲線の直線部分の勾配(N/m
m)。
【0018】該3点曲げ試験において、被研磨物保持材
の少なくとも一方向における曲げ弾性率が2500〜5
500N/mm2であることが好ましい。2500N/
mm2未満であれば、ギア部にかかる力に耐えられな
く、満足に研磨作業ができない。5500N/mm2
越えると、ギア部に亀裂や剥離が起こった場合、一気に
破断してしまう。
【0019】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。なお、本発明は実施例の記載により限定される
ものではない。
【0020】実施例1 布帛に厚み0.24mm、目付60g/m2のポリエス
テル不織布(スパンボンド)及び0.50mm、目付3
11g/m2、織り密度44・35本/2.54cm
(経糸・緯糸)のポリエステルスパン織物を使用した。
該布帛に対するエポキシ樹脂の付着比率を、布帛の重量
に対し40〜50%となるように付着し、110℃で2
〜3分乾燥させた。樹脂が付着した布帛を、不織布/ス
パン織物/不織布の構成に積層し、5kg/cm2の圧力
で、128℃、40分加熱加圧成型を行い、厚み0.6
6mmの被研磨物保持材を得た。
【0021】実施例2 布帛に厚み0.24mm、目付60g/m2のポリエス
テル不織布(スパンボンド)及び0.60mm、目付3
95g/m2、織り密度57・35本/2.54cmの
ポリエステルスパン織物を使用した。該布帛に対するエ
ポキシ樹脂の付着比率を、布帛の重量に対し40〜50
%となるように付着し、110℃で2〜3分乾燥させ
た。樹脂が付着した布帛を、不織布/スパン織物/不織
布の構成に積層し、5kg/cm2の圧力で、128℃、
40分加熱加圧成型を行い、厚み0.85mmの被研磨
物保持材を得た。
【0022】実施例3 布帛に厚み0.53mm、目付200g/m2のポリエ
ステル不織布(スパンボンド)及び実施例1のポリエス
テルスパン織物を使用した。該布帛に対するエポキシ樹
脂の付着比率を、布帛の重量に対し40〜50%となる
ように付着し、110℃で2〜3分乾燥させた。樹脂が
付着した布帛を、不織布/スパン織物/不織布の構成に
積層し、5kg/cm2の圧力で、128℃、40分加熱
加圧成型を行い、厚み1.22mmの被研磨物保持材を
得た。
【0023】実施例4 布帛に厚み0.14mm、目付103g/m2のポリエ
ステルペーパー及び実施例1のポリエステルスパン織物
を使用した。該布帛に対するエポキシ樹脂の付着比率
を、布帛の重量に対し40〜50%となるように付着
し、110℃で2〜3分乾燥させた。樹脂が付着した布
帛を、ペーパー/スパン織物/ペーパーの3枚の構成に
積層し、5kg/cm2の圧力で、128℃、40分加熱
加圧成型を行い、厚さ0.68mmの被研磨物保持材を
得た。
【0024】実施例5 布帛に厚み0.14mm、目付103g/m2のポリエ
ステルペーパーを使用した。該布帛に対するエポキシ樹
脂の付着比率を、布帛の重量に対し40〜50%となる
ように付着し、110℃で2〜3分乾燥させた。樹脂が
付着した布帛を、ペーパーの5枚の構成に積層し、5k
g/cm2の圧力で、128℃、40分加熱加圧成型を行
い、厚さ0.69mmの被研磨物保持材を得た。
【0025】比較例1 布帛に厚み0.11mm、目付70g/m2のアラミド
ペーパーを使用した。該布帛に対するエポキシ樹脂の付
着比率を、布帛の重量に対し40〜50%となるように
付着し、110℃で2〜3分乾燥させた。樹脂が付着し
た布帛を、ペーパーの5枚の構成に積層し、5kg/cm
2の圧力で、128℃、40分加熱加圧成型を行い、厚
さ0.68mmの被研磨物保持材を得た。
【0026】比較例2 布帛にアラミドペーパーとポリエステルスパン織物を使
用し、樹脂が付着した布帛を表層にアラミドペーパー、
芯材にポリエステルスパン織物の構成で積層、加熱加圧
成型し、厚さ0.58mmの被研磨物保持材を得た。
【0027】比較例3 布帛にガラス繊維織物を使用し、樹脂が付着した布帛
を、単独の構成で積層、加熱加圧成型し、厚さ0.60
mmの被研磨物保持材を得た。作製した被研磨物保持材
は、SHIMADZU社製AG−5000を使用し、本
文中記載の3点曲げ試験によって評価を行った。
【0028】表1に、実施例1〜5及び比較例1〜3の
結果をまとめて示す。
【0029】
【表1】
【0030】表1から明らかなように実施例1〜5の被
研磨物保持板は、比較例1〜3に比べ、ギア部の破断の
防止に優れている。また、研磨加工後の被研磨物表面の
傷付きもない。
【0031】
【発明の効果】以上のようにして得られた被研磨物保持
板材は、ギア部が破断しにくく、被研磨物の研磨面を傷
つけないという優れた効果を有する。
フロントページの続き Fターム(参考) 3C058 AA07 AA18 AB04 CB01 CB06 DA06 DA17 4F072 AA07 AB02 AB05 AB28 AB29 AB30 AB31 AD23 AG03 AL09

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 標準条件での引張強度が2〜12g/dで
    ある有機繊維からなる布帛と熱硬化性樹脂とからなるシ
    ート状物が積層された被研磨物保持材において、前記熱
    硬化性樹脂は前記有機繊維布帛に接合されており、か
    つ、硬化後の被研磨物保持材の厚みが0.5〜1.5m
    mであり、かつ、JIS K6911に準拠する3点曲
    げ試験において、少なくとも一方向の弾性率が2500
    〜5500N/mm2であることを特徴とする被研磨物
    保持材。
  2. 【請求項2】前記布帛が、織編物および不織布から選ば
    れた少なくとも1種からなる積層シートであることを特
    徴とする請求項1記載の被研磨物保持材。
  3. 【請求項3】 前記布帛が、織物であり、かつ、該織物
    の織り密度が25〜65本/2.54cmであることを
    特徴とする請求項1または2記載の被研磨物保持材。
  4. 【請求項4】 前記布帛が、不織布であり、かつ、該不
    織布の目付が40〜300g/m2であること特徴とす
    る請求項1または2記載の被研磨物保持材。
  5. 【請求項5】 前記被研磨物保持材中の有機繊維の含有
    量が30重量%〜70重量%であることを特徴とする請
    求項1〜4のいずれかに記載の被研磨物保持材。
  6. 【請求項6】 前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂であ
    ることを特徴とする請求項1記載の被研磨物保持材。
  7. 【請求項7】 前記有機繊維が、ポリエステルであるこ
    とを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の被研磨
    物保持材。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007096019A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Fujitsu Ltd 研磨装置、試料台パッド及び研磨方法

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