JP2003211363A

JP2003211363A - 研磨布紙

Info

Publication number: JP2003211363A
Application number: JP2002009336A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Shimada; 浩之島田
Original assignee: Sankyo-Rikagaku Co Ltd
Current assignee: Sankyo-Rikagaku Co Ltd
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2003-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な研磨性能ができるだけ長く持続する研
磨布紙を提供する。【解決手段】その表面２ａに規則的かつ連続的な凹凸
を有する基材２と、該基材２の前記凹凸表面２ａに沿っ
て付着させられて該凹凸表面２ａ上にそれより小さな凹
凸を形成する多数の粒状クッション材３，３，３・・・
と、該多数の粒状クッション材３，３，３・・・上にそ
の表面の凹凸にならうように形成された研磨材層４０
と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨加工に用いら
れる研磨布紙に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハやハードディスク等を高い
精度で研磨加工するための研磨布紙として、種種の構成
のものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記研磨布紙の品質と
しては、一般に、できるだけ長時間にわたってできるだ
け安定した研磨力が持続することが要求される。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、良好な研磨性能ができるだけ長く持続する研
磨布紙を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明に係る研磨布紙は、その表面に規則的かつ連
続的な凹凸を有する基材と、該基材の前記凹凸表面に沿
って付着させられて該凹凸表面上にそれより小さな凹凸
を形成する多数の粒状クッション材と、該多数の粒状ク
ッション材上にその表面の凹凸にならうように形成され
た研磨材層と、を備えたことを特徴としている（請求項
１）。

【０００６】本発明によれば、前記基材と前記研磨材層
との間に、前記粒状クッション材が介在しているので、
研磨時に、前記研磨布紙の研磨面が被研磨面になじみや
すい。このため、研磨性能が良好である。

【０００７】また、本発明では、前記粒状クッション材
が、前記基材の前記凹凸表面上にそれより小さな凹凸を
形成し、その小さな凹凸にならうように、前記研磨材層
が形成されている。このため、該研磨材層の表面には、
小さな多数の凸部が形成され、その多数の凸部の頂部の
高さは、様々に異なることになる。ゆえに、前記研磨布
紙の表面（研磨面）は、被研磨面にドット状に接触し、
且つ、研磨に中心的に関与する研磨材が、前記被研磨面
に近い位置にあるものから遠い位置にあったものへと次
々に交代しながら研磨が行われることになる。よって、
研磨性能が急激に落ちることがなく、良好な研磨性能が
長時間持続することになる。しかも、前記粒状クッショ
ン材によって形成される凹凸は細かいので、高い精度の
研磨となる。

【０００８】さらに、本発明によれば、前記研磨材層の
表面に、前記基材の規則的かつ連続的な凹凸に起因する
比較的大きな凹凸が存在しているので、研磨により生ず
る切屑（研磨屑）が、その比較的大きな凹部に集積され
つつ、その凹部を通って効率的に排出される。このた
め、前記研磨布紙の研磨面が目詰まりしにくいほか、前
記切屑による研磨傷の発生も防止することができる。

【０００９】前記研磨布紙において、前記基材として
は、平織りの布を採用すると好適である（請求項２）。
平織りの布は、縦糸と横糸を一本ずつ交わらせて織って
あるので、その表面には、必然的に規則的かつ連続的な
凹凸があり、前記基材に要求される構成をそのまま備え
ているからである。

【００１０】本発明の実施の一形態として、平織りの布
からなる基材の凹凸を有する表面上に、前記基材を構成
する繊維の径よりはるかに小さな粒径の多数の粒状クッ
ション材を前記基材の前記凹凸の輪郭が残るように付着
させ、前記多数の粒状クッション材上にその表面の凹凸
にならうように研磨材層を形成した研磨布紙とすること
もできる（請求項３）。この場合にも、前記と同様の作
用効果が奏される。

【００１１】前記研磨布紙において、前記多数の粒状ク
ッション材のそれぞれとしては、合成樹脂を角のない立
体形状に発泡させたものを採用すると好適である（請求
項４）。この場合、発泡させてあるので、個々の粒のク
ッション性が良好であり、且つ、角のない立体形状を有
しているので、前記基材への付着工程での伸びが良く、
前記基材の前記凹凸表面に塗布し易い利点がある。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の好適な一実施の形態について説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施の形態に係る研磨
布紙の一部拡大断面図、図２は、図１に示す研磨布紙の
研磨時の状態を示す一部拡大断面図である。これらの図
においては、本実施の形態に係る研磨布紙の構造および
作用の特徴を分かりやすくするため、単純化して、且つ
誇張して図示している。

【００１４】図１に示すように、本実施の形態に係る研
磨布紙１は、その表面２ａに規則的かつ連続的な凹凸を
有する基材２と、該基材２の前記凹凸表面２ａに沿って
付着させられて該凹凸表面上にそれより小さな凹凸を形
成する多数の粒状クッション材３，３，３・・・と、該
多数の粒状クッション材３，３，３・・・上にその表面
の凹凸にならうように形成された研磨材層４０と、を備
えている。

【００１５】前記研磨布紙１は、例えば、次のようにし
て作製することができる。

【００１６】前記基材２として、平織りの布、特に、柔
軟性が良く、良好なクッション性を有する平織りの布を
使用する。例えば、テトロン長繊維を平織りにしたテト
ロンタフタを、前記基材２として使用することができ
る。平織りの布は、縦糸と横糸を一本ずつ交わらせて織
ってあるので、その表面２ａには、必然的に規則的かつ
連続的な凹凸がある。このため、前記基材２として用い
るのに適している。

【００１７】前記基材２の前記凹凸表面２ａに沿って、
前記多数の粒状クッション材３，３，３・・・を付着さ
せる。それぞれの粒状クッション材３は、前記基材２を
構成する繊維５の径よりはるかに小さな粒径を有してい
る。例えば、前記基材２の前記繊維５の径を１５０〜５
００μｍとすると、前記粒状クッション材３の粒径は、
２０〜１００μｍ程度とされる。

【００１８】前記粒状クッション材３としては、合成樹
脂を角のない立体形状に発泡させたものを採用すると好
適である。これは、第一に、発泡させてある（発泡体で
ある）ことから、個々の粒のクッション性（弾性）が特
に良好だからである。第二に、角のない立体形状を有し
ているので、粒状クッション材を付着させる工程におい
て、前記基材２の表面上での伸びが良く、前記基材２の
前記凹凸表面２ａに均一に塗布し易いからである。

【００１９】前記粒状クッション材３の具体例として
は、例えば、ウレタン系の樹脂を球状に発泡させたもの
が挙げられ、より具体的には、ニトリル系発泡性マイク
ロカプセルを使用することができる。

【００２０】前記基材２の前記凹凸表面２ａに前記多数
の粒状クッション材３，３，３・・・を付着させるに
は、多数の粒状クッション材３，３，３・・・を、樹脂
系の接着剤や適宜の溶剤と混合させて塗工液を作製し、
この塗工液を、前記基材２の前記凹凸表面２ａに塗布す
る。その際、個々の粒状クッション材３が、前記基材２
の前記凹凸表面２ａを覆うように分布して、前記接着剤
を介して前記基材２の前記凹凸表面２ａ上にくっつき、
その凹凸表面２ａ上に、その凹凸より小さな凹凸が形成
されるように、前記多数の粒状クッション材３，３，３
・・・を付着させることが必要である。

【００２１】具体的な付着方法としては、例えば、前記
多数の粒状クッション材３，３，３・・・を含む前記塗
工液の固形分を低くしておくことにより、前記基材２の
前記凹凸が前記粒状クッション材３で埋められてその凹
凸がなくなってしまうことを防止することができる。

【００２２】次の工程として、前記多数の粒状クッショ
ン材３，３，３・・・からなる粒状クッション材層３０
上に、前記研磨材層４０を形成する。該研磨材層４０を
形成するには、研磨材４と樹脂系の接着剤６とを混合し
てできた塗工液を、前記粒状クッション材層３０上に塗
布する。前記塗工液には、必要に応じて、例えば、可塑
剤や滑剤を添加しておくこともできる。前記可塑剤は、
塗工液中における前記研磨材の分散性を良くしたり、前
記塗工液の粘度を調整したりするために添加され、前記
滑剤は、前記塗工液の伸びを良くして前記塗工液の塗り
ムラを防止する目的で添加される。

【００２３】前記研磨材４としては、ダイヤモンド砥
粒、アルミナ砥粒、酸化クロム砥粒、酸化鉄砥粒、酸化
珪素砥粒、酸化セシウム砥粒、炭化珪素砥粒等を用いる
ことができ、前記接着剤６としては、アクリル系、エポ
キシ系、ウレタン系のもの等を用いることができる。前
記研磨材の粒径は、必要とされる研磨精度に応じた適宜
の大きさのものを選択することができる。

【００２４】前記基材２の裏面には、接着剤層７が形成
されている。このため、前記研磨布紙１の研磨パッド等
への取り付けが容易となる。前記基材２は、その裏面に
も凹凸を有しているので、前記接着剤層７も、それにな
らった凹凸を有するものとなる。したがって、前記研磨
布紙１を研磨パッド等に接着しても、テトロンタフタの
柔軟性が失われてしまうことがない。前記接着剤層７
は、剥離可能なカバーシート８で覆われて保護されてい
る。

【００２５】次に、図２を参照して、前記研磨布紙１を
用いて被研磨材（被削材）１０の研磨を行う場合の、前
記研磨布紙１の作用・効果について説明する。

【００２６】前記研磨布紙１は、その裏面の前記カバー
シート８を剥がし、前記接着剤層７を利用して、例え
ば、適宜の研磨機の研磨パッド１１に取り付けて使用す
る。前記研磨布紙１を、シリコンウエハー等の被研磨材
１０に対して相対的に押し付けて擦ると、前記研磨材層
４０によって、前記被研磨材１０の被研磨面１０ａが研
磨される。

【００２７】前記研磨布紙１において、前記基材２と前
記研磨材層４０との間には、前記多数の粒状クッション
材３，３，３・・・が介在している。このため、研磨時
に、前記研磨布紙１の研磨面１ａが前記被研磨面１０ａ
になじみやすい。よって、研磨性能が良好である。

【００２８】また、前記研磨布紙１においては、前記多
数の粒状クッション材３，３，３・・・が、前記基材２
の前記凹凸表面２ａ上にそれより小さな凹凸を形成し、
その小さな凹凸にならうように、前記研磨材層４０が形
成されている。よって、該研磨材層４０の表面１ａに
は、前記基材２の前記凹凸に起因する比較的大きな凹凸
があり、その大きな凹凸の表面上に、さらに、前記多数
の粒状クッション材３，３，３・・・に起因する小さな
凹凸があることになる。その結果、前記研磨布紙１の表
面（研磨面）１ａには、小さな多数の凸部１ｂ，１ｂ，
１ｂ・・・が形成され、その小凸部１ｂ，１ｂ，１ｂ・
・・の頂部の高さは、様々に異なることになる。ゆえ
に、前記研磨布紙１の前記研磨面１ａは、前記被研磨面
１０ａにドット状に接触し、且つ、研磨に中心的に関与
する研磨材４が、研磨時間の経過とともに、前記被研磨
面１０ａに近い位置にあるものから当初遠い位置にあっ
たものへと次々に交代しながら研磨が行われることにな
る。

【００２９】すなわち、前記被研磨面１０ａに近い位置
にある前記小凸部１ｂの研磨材４ほど、前記被研磨面１
０ａへの接触圧が大きいので研磨作用が大きく、その結
果、研磨による摩耗度が大きい。そして、研磨の継続に
より、当初研磨に主体的に関与していた前記小凸部１ｂ
の前記研磨材４が摩耗する（前記小凸部１ｂがすり減
る）と、押圧により前記被研磨面１０ａが前記研磨布紙
１の前記研磨面１ａに相対的に接近し、その次に当初前
記被研磨面１０ａに近い位置にあった小凸部１ｂの研磨
材４が、前記被研磨面１０ａに強く接触し始め、自然に
研磨に中心的に関与し始める。

【００３０】このように、前記研磨布紙１によれば、研
磨に中心的に関与する研磨材４が、前記被研磨面１０ａ
に近い位置にあるものものから当初遠い位置にあったも
のへと次々に交代しながら研磨が行われるので、研磨性
能が急激に落ちることがなく、良好な研磨性能が長時間
持続することになる。しかも、前記多数の粒状クッショ
ン材３，３，３・・・によって前記基材２の前記凹凸表
面２ａ上に形成される凹凸は細かいので、高い精度の研
磨となる。

【００３１】さらに、前記研磨布紙１によれば、前記粒
状クッション材３が付着させられているとは言え、前記
研磨面１ａに、前記基材２の規則的かつ連続的な凹凸に
起因する比較的大きな凹凸の輪郭は残っているので、研
磨により生ずる切屑（研磨屑）が、その比較的大きな凹
部１ｃに集積されつつ、その凹部１ｃを通って効率的に
排出される。このため、前記研磨布紙１の前記研磨面１
ａが目詰まりしにくいほか、前記切屑により前記被研磨
面１０ａが損傷することも防止される。

【００３２】なお、前記研磨材４の平均粒径が異なる複
数種類の研磨布紙を、粗目のものから細目のものへと順
番に使用することにより、効率的に、研磨粗さがごく小
さい、仕上がりの良い研磨を行うことが可能となる。よ
って、従来のスラリー研磨の代替方法として用いること
も可能となり、その場合には、従来のスラリー研磨に比
べて、研磨時間が大幅に短縮される利点がある。

【００３３】比較実験によれば、前記研磨布紙１を用い
て研磨を行った場合、従来の研磨布紙による研磨に比べ
て、研磨布紙としての寿命（研磨性能持続時間）が少な
くとも三倍に伸び、被研磨面上のスクラッチ数が少なく
とも十分の一に低減し、研磨粗さの数値（例えば、中心
線基準粗さ）が半分以下になることが確認された。これ
らの実験結果からも、前記研磨布紙１により、安定した
研磨性能が長時間持続することが明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る研磨布紙の一部拡
大断面図である。

【図２】図１に示す研磨布紙の研磨時の状態を示す一部
拡大断面図である。

【符号の説明】

２基材２ａ凹凸表面３粒状クッション材５繊維４０研磨材層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】その表面（２ａ）に規則的かつ連続的な
凹凸を有する基材（２）と、該基材（２）の前記凹凸表
面（２ａ）に沿って付着させられて該凹凸表面（２ａ）
上にそれより小さな凹凸を形成する多数の粒状クッショ
ン材（３，３，３・・・）と、該多数の粒状クッション
材（３，３，３・・・）上にその表面の凹凸にならうよ
うに形成された研磨材層（４０）と、を備えている、研
磨布紙。
【請求項２】前記基材（２）が平織りの布である、請
求項１に記載の研磨布紙。
【請求項３】平織りの布からなる基材（２）の凹凸を
有する表面（２ａ）上に、前記基材（２）を構成する繊
維（５）の径よりはるかに小さな粒径の多数の粒状クッ
ション材（３，３，３・・・）を前記基材（２）の前記
凹凸の輪郭が残るように付着させ、前記多数の粒状クッ
ション材（３，３，３・・・）上にその表面の凹凸にな
らうように研磨材層（４０）を形成してある、研磨布
紙。
【請求項４】前記多数の粒状クッション材（３，３，
３・・・）のそれぞれが、合成樹脂を角のない立体形状
に発泡させたものである、請求項１，２または３に記載
の研磨布紙。