JP2011212779A - Polishing pad and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研磨パッドおよび研磨パッドの製造方法に係り、特に、湿式成膜法により内部に厚さ方向に縦長の多数の発泡が連続状に形成され、被研磨物を研磨加工するための研磨面を有するシート状の発泡体を備えた研磨パッドおよび該研磨パッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a polishing pad and a manufacturing method of the polishing pad, and in particular, polishing for polishing an object to be polished, in which a number of vertically long foams are continuously formed in the thickness direction by a wet film forming method. The present invention relates to a polishing pad provided with a sheet-like foam having a surface and a method of manufacturing the polishing pad.
従来、レンズ、平行平面板、反射ミラー等の光学材料、ハードディスク用ガラスディスク、フォトマスク、シリコンウエハ、液晶ディスプレイ用ガラス基板等の電子部品材料(被研磨物)では、高精度な平坦性が要求されるため、研磨パッドを使用した研磨加工が行われている。このような被研磨物の研磨加工では、平坦性の向上を図るために一度研磨加工(一次研磨)した後に仕上げ加工(二次研磨)が広く行われている。研磨加工時には、被研磨物および研磨パッド間に研磨粒子を含む研磨液(スラリ)が供給される。 Conventionally, optical parts materials such as lenses, plane parallel plates, reflection mirrors, glass disks for hard disks, photomasks, silicon wafers, glass substrates for liquid crystal displays, etc. require high precision flatness. Therefore, a polishing process using a polishing pad is performed. In such a polishing process of an object to be polished, a finishing process (secondary polishing) is widely performed after a polishing process (primary polishing) once in order to improve flatness. During the polishing process, a polishing liquid (slurry) containing abrasive particles is supplied between the object to be polished and the polishing pad.
一般に、研磨パッドには、湿式成膜法で形成されたポリウレタン樹脂製のシート状の発泡体が使用されている。湿式成膜法では、水混和性の有機溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液をシート状の成膜基材に塗布後、水系凝固液中で樹脂を凝固再生させる。得られた発泡体では、内部にポリウレタン樹脂の凝固再生に伴う多数の発泡が連続状に形成され、発泡体の表面には緻密な微多孔が形成された厚さ数μm程度のスキン層が形成される。このような湿式成膜法で形成された発泡体を備えた研磨パッドでは、研磨加工時に供給されるスラリが加工面で不均一に分散することを抑制するために、発泡体の表面側に溝加工等を施すことがある。これにより、研磨加工中にスラリが溝を通して加工面を移動することができるため、加工面全体にスラリを均一に分散させ、研磨レートを向上させることができる。ところが、発泡体に形成された溝の形状が被研磨物の加工面に転写されてしまい、被研磨物の平坦性が損なわれることがある。 In general, a polyurethane resin sheet-like foam formed by a wet film forming method is used for a polishing pad. In the wet film forming method, a resin solution in which a resin is dissolved in a water-miscible organic solvent is applied to a sheet-shaped film forming substrate, and then the resin is coagulated and regenerated in an aqueous coagulating liquid. In the obtained foam, a large number of foams accompanying the solidification regeneration of the polyurethane resin are continuously formed in the inside, and a skin layer having a thickness of about several μm is formed on the surface of the foam. Is done. In a polishing pad provided with a foam formed by such a wet film forming method, a groove is formed on the surface side of the foam in order to prevent the slurry supplied at the time of polishing processing from being unevenly distributed on the processing surface. Processing may be performed. Thus, since the slurry can move through the groove during the polishing process, the slurry can be uniformly distributed over the entire processed surface and the polishing rate can be improved. However, the shape of the groove formed in the foam may be transferred to the processed surface of the object to be polished, and the flatness of the object to be polished may be impaired.
一方、被研磨物の種類、一次研磨や二次研磨等のレベルに合わせて、発泡体のスキン層側にドレス処理(軽度なサンディング)やバフ処理等の研削処理を施し、表面(研磨面)に開口を形成することもある。研磨面に開口が形成された研磨パッドでは、研磨加工時にかかる押圧力により発泡が伸縮するため、スラリが発泡内へ保持されつつ、流出入することで安定した研磨レートで被研磨物が研磨加工される。また、研磨中に生じたスラッジ(研磨屑)等の異物は発泡内に貯留されるため、被研磨物表面におけるスクラッチ等の発生が抑制可能である。 On the other hand, the surface (polishing surface) is subjected to grinding treatment such as dressing (light sanding) or buffing on the skin layer side of the foam according to the type of object to be polished and the level of primary polishing or secondary polishing. In some cases, an opening is formed. In a polishing pad with an opening formed on the polishing surface, foaming expands and contracts due to the pressing force applied during polishing, so that the object to be polished is polished at a stable polishing rate by flowing in and out while the slurry is held in the foam. Is done. In addition, since foreign matters such as sludge (polishing waste) generated during polishing are stored in the foam, generation of scratches on the surface of the object to be polished can be suppressed.
スキン層側にドレス処理が施された研磨パッドとして、例えば、内部の発泡を開口させずに微多孔のみを開口させ、発泡の開口による表面硬度の低下を抑制することで、被研磨物の微少うねりを改善させる技術が開示されている(特許文献1参照)。また、スキン層を除去し内部の発泡を開口させ、従来のものより開口径の大きい発泡体を形成することで、スラリの流入、保持、排出の円滑化を図る技術が開示されている(特許文献2参照)。更には、発泡体の外周部および中央部の周速差により生じる被研磨物の平坦性の精度差を解消するために、中央部に基材を貼付せずに外周部のみに基材を貼付させ、発泡体の研磨面側にバフ処理を施し、外周部に開口径の大きい開口を、中央部に開口径の小さい開口を形成することで、被研磨物の加工面全体での研磨量の均一化を図る技術も開示されている(特許文献3参照)。 As a polishing pad that has been dressed on the skin layer side, for example, by opening only the micropores without opening the internal foam, and suppressing the decrease in surface hardness due to the opening of the foam, A technique for improving waviness is disclosed (see Patent Document 1). In addition, a technique for facilitating the inflow, retention, and discharge of the slurry by removing the skin layer and opening the foam inside to form a foam having a larger opening diameter than the conventional one (patent) Reference 2). Furthermore, in order to eliminate the difference in accuracy of the flatness of the object to be polished caused by the difference in peripheral speed between the outer peripheral part and the central part of the foam, the base material is applied only to the outer peripheral part without attaching the base material to the central part. Buffing is performed on the polishing surface side of the foam, an opening having a large opening diameter is formed in the outer peripheral portion, and an opening having a small opening diameter is formed in the central portion, thereby reducing the amount of polishing on the entire processed surface of the object to be polished. A technique for achieving uniformity is also disclosed (see Patent Document 3).
しかしながら、特許文献1の技術では、内部の発泡が開口せず微多孔が開口しているため、開口径が小さく研磨加工が進行するにつれて、樹脂が引き伸ばされ開口が閉塞される。また、研磨砥粒や研磨屑が原因で開口に目詰まりが起こり、被研磨物に対するスクラッチの発生が増大することがある。これらの問題を解消するために、ドレス処理を施すと、内部の大きな発泡が開口し、うねりの改善を達成できなくなる。また、発泡体の厚さバラツキがスキン層の厚さより大きいことから、スキン層が除去されない程度のドレス処理を施しても、発泡体の厚みバラツキを解消することができず、被研磨物を略平坦に研磨加工することが難しくなる。特許文献2の技術では、開口径が大きく発泡体のかさ密度が低いため、研磨加工中の押圧力により発泡の圧縮変形が大きくなり永久歪みが生じやすくなる。永久歪みが生じると、発泡の変形を回復させる弾性が損なわれ元に戻りにくくなる。この結果、研磨加工が進行するにつれ、研磨性能の変化が生じ、被研磨物の平坦性が低下してしまう。特許文献3の技術では、内周部に基材を貼付せずに、発泡体の外周部のみに基材を貼付するため、基材で発泡体の全面が支持されず、基材と発泡体との接着面積が不十分となるため、研磨加工時にスラリが基材との接着面にまで浸透することで、基材と発泡体とが剥離しやすくなる。
However, in the technique of Patent Document 1, since the internal foam is not opened and the microporous is opened, the resin is stretched and the opening is closed as the opening diameter is small and the polishing process proceeds. Further, the opening may be clogged due to abrasive grains and polishing debris, and the generation of scratches on the object to be polished may increase. When dressing is performed in order to solve these problems, large foaming in the inside opens, and improvement of undulation cannot be achieved. In addition, since the thickness variation of the foam is larger than the thickness of the skin layer, even if dressing is performed to such an extent that the skin layer is not removed, the thickness variation of the foam cannot be eliminated, and the object to be polished is substantially omitted. It becomes difficult to polish the surface flatly. In the technique of
本発明は上記事案に鑑み、研磨レートを改善し被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッドおよび該研磨パッドの製造方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a polishing pad capable of improving the polishing rate and improving the flatness of an object to be polished, and a method for manufacturing the polishing pad, in view of the above-mentioned cases.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様は、湿式成膜法により内部に厚さ方向に縦長の多数の発泡が連続状に形成され、被研磨物を研磨加工するための研磨面を有するシート状の発泡体を備えた研磨パッドにおいて、前記発泡体は、前記研磨面に、前記発泡の開口が形成された第1の領域と、前記第1の領域の開口より開口径の大きい開口が形成された第2の領域とを有しており、前記第1および第2の領域がパターンを形成するように配されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the first aspect of the present invention is polishing for polishing a workpiece by forming a number of vertically long foams in the thickness direction in a continuous manner by a wet film formation method. In a polishing pad including a sheet-like foam having a surface, the foam has a first region in which the foaming opening is formed on the polishing surface, and an opening diameter larger than the opening in the first region. And a second region having a large opening, and the first and second regions are arranged so as to form a pattern.
第1の態様では、第1の領域の開口径が第2の領域の開口径より小さいため、研磨加工時に研磨面における樹脂部分の面積が確保されるため、被研磨物を確実に研磨加工でき、第2の領域の開口径が第1の領域の開口径より大きいため、研磨加工時にかかる押圧力で発泡が伸縮しやすく、発泡内のスラリの流出入が促進される。第1の態様によれば、確実に被研磨物を研磨加工する第1の領域およびスラリの流出入を促進させる第2の領域がパターンを形成するように配されたことで、研磨レートを改善し被研磨物の平坦性を向上させることができる。 In the first aspect, since the opening diameter of the first region is smaller than the opening diameter of the second region, the area of the resin portion on the polishing surface is ensured during the polishing process, so that the object to be polished can be reliably polished. Since the opening diameter of the second region is larger than the opening diameter of the first region, the foaming is easily expanded and contracted by the pressing force applied during the polishing process, and the inflow and outflow of the slurry in the foaming is promoted. According to the first aspect, the polishing rate is improved by arranging the first region for reliably polishing the workpiece and the second region for promoting the inflow and outflow of the slurry so as to form a pattern. The flatness of the object to be polished can be improved.
第1の態様において、第1の領域には開口径が30μm以下の開口が形成されており、第2の領域には開口径が50μm以上の開口が形成されていることが好適である。第1および第2の領域の合計の幅は、10μm〜100μmの範囲であることが好ましい。また、第1の領域の開口率は、第2の領域の開口率より小さいことが好適である。パターンは、ストライプ状、格子状、同心円状とすることができる。 In the first aspect, it is preferable that an opening having an opening diameter of 30 μm or less is formed in the first region, and an opening having an opening diameter of 50 μm or more is formed in the second region. The total width of the first and second regions is preferably in the range of 10 μm to 100 μm. In addition, the aperture ratio of the first region is preferably smaller than the aperture ratio of the second region. The pattern can be striped, latticed, or concentric.
本発明の第2の態様は、第1の態様の研磨パッドの製造方法であって、水混和性有機溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液を基材に凹部と凸部とが隣り合うように塗布量を変えて塗布する塗布ステップと、前記塗布ステップで基材に凹凸状に塗布された樹脂溶液を、水を主成分とする凝固液中で凝固させシート状に再生させる凝固再生ステップと、前記凝固再生ステップで再生されたシートの前記基材と反対面側に該シートの厚さが一様となるようにバフ処理またはスライス処理を施す研削処理ステップと、を含む。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a polishing pad manufacturing method according to the first aspect, wherein a resin solution in which a resin is dissolved in a water-miscible organic solvent is used as a base so that the concave and convex portions are adjacent to each other. A coating step for coating at a different coating amount; a coagulation regeneration step for coagulating the resin solution applied to the base material in the coating step in a concavo-convex manner in a coagulating liquid containing water as a main component and regenerating it into a sheet; A grinding process step of buffing or slicing the sheet regenerated in the coagulation regeneration step so that the thickness of the sheet becomes uniform on the side opposite to the substrate.
本発明の第3の態様は、第1の態様の研磨パッドの製造方法であって、水混和性有機溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液を、凸部および凹部のパターンが形成された基材に表面が平坦になるように塗布する塗布ステップと、前記塗布ステップで前記基材に塗布された樹脂溶液を、水を主成分とする凝固液中で凝固させシート状に再生させる凝固再生ステップと、前記凝固再生ステップで再生されたシートを前記基材から剥離し、該シートの前記基材が剥離された面側に平坦な面を押しつけて、該シートの厚さが一様となるように表面をバフ処理またはスライス処理を施す研削処理ステップと、を含む。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a polishing pad manufacturing method according to the first aspect, wherein a resin solution in which a resin is dissolved in a water-miscible organic solvent is formed on a substrate on which a pattern of convex portions and concave portions is formed. An application step for applying a flat surface to the substrate, and a coagulation regeneration step for coagulating the resin solution applied to the base material in the application step in a coagulating liquid containing water as a main component to regenerate the sheet. The sheet regenerated in the coagulation regeneration step is peeled from the substrate, and a flat surface is pressed against the surface of the sheet from which the substrate is peeled, so that the thickness of the sheet becomes uniform. And a grinding step for buffing or slicing the surface.
本発明によれば、確実に被研磨物を研磨加工する第1の領域およびスラリの流出入を促進させる第2の領域がパターンを形成するように配されたことで、研磨レートを改善し被研磨物の平坦性を向上させることができる、という効果を得ることができる。 According to the present invention, the first region for reliably polishing the object to be polished and the second region for promoting the inflow and outflow of the slurry are arranged so as to form a pattern. The effect that the flatness of the polished product can be improved can be obtained.
以下、図面を参照して、本発明を適用した研磨パッドの実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a polishing pad to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
(構成)
図1に示すように、本実施形態の研磨パッド10は、湿式成膜法によりポリウレタン樹脂で形成された発泡体2を備えている。発泡体2は、被研磨物を研磨加工するための略平坦な研磨面Pを有している。
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the
発泡体2は、湿式成膜法によりポリウレタン樹脂でシート状に形成されている。本例においては、湿式成膜時に形成された表面層(スキン層)がバフ処理により除去され、その表面に研磨面Pが構成されている。発泡体2には、発泡体2の厚さ方向に沿って縦長の丸みを帯びた断面三角形状の発泡3および発泡5が形成されている。発泡3および発泡5はいずれも研磨面P側の径の大きさが、研磨面Pと反対の面側より小さく形成されている。すなわち、発泡3および発泡5は、研磨面P側で縮径されている。発泡5の大きさは、発泡3の大きさより大きく形成されている。発泡体2では、バフ処理によりスキン層が除去され、発泡3および発泡5が研磨面Pで開口することで、開口径が30μm以下の開口4および開口径が50μm以上の開口6が形成されている。発泡3および発泡5の間のポリウレタン樹脂中には、発泡3や発泡5より小さい微多孔が形成されているが、図1ではそれらの小さい微多孔が省略されている。発泡3、発泡5および微多孔は、不図示の連通孔で網目状につながっている。すなわち、発泡体2は、湿式成膜法により形成された連続状の発泡構造を有している。
The
発泡体2の研磨面Pに、開口径が30μm以下の開口4が主として形成された領域2aと、開口径が50μm以上の開口6が主として形成された領域2bとを有している。領域2aの開口率は領域2bの開口率より小さくなるように形成されている。領域2aおよび領域2bの開口率は、研磨面Pのうち、それぞれの領域全体の面積に対する、領域の開口面積の割合を示している。領域2aおよび領域2bの間には、開口径が30μm〜50μmの範囲の開口が段階的に形成されている。
The polishing surface P of the
図2に示すように、研磨面Pにおいて、領域2aと領域2bとがストライプ状となるように規則性を保ったパターンで配されている。このとき、領域2aは、1つの領域aの一側の端と、この領域2aと領域2bを介して隣り合う領域2aの他側の端との最短距離が、1〜10mmの範囲で離間している。また、研磨面Pに対する領域2aの面積比は、1/3〜9/10の範囲に調整されている。研磨面Pに対する領域2aの面積比は、樹脂部分と開口部分とを合わせた領域全体の面積比を示している。「規則性を保ったパターン」とは、厳密な幾何学上の規則的構造を意味するものではなく、構造的に規則性が認められた状態、すなわち、開口径や開口の分布状態がランダムに形成されたものではないことを意味している。従って、開口の形状、大きさ、間隔等に若干の乱れ(バラツキ)が生じても、規則性を保ったパターンに含まれる。
As shown in FIG. 2, on the polishing surface P, the
また、研磨パッド10は、研磨面Pと反対の面側に、研磨機に研磨パッド10を装着するための両面テープ7の一面側が貼り合わされている。両面テープ7は、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記する。)等の基材を有しており、その両表面に粘着剤が塗布されている。両面テープ7の他面側(最下面側)に剥離紙8を有している。
Further, the
(製造)
研磨パッド10は、ポリウレタン樹脂を溶解させた樹脂溶液を準備する準備工程、樹脂溶液を成膜基材に連続的に凹凸状に塗布する塗布工程(塗布ステップ)、水系凝固液中でポリウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる凝固再生工程(凝固再生ステップ)、凝固再生したポリウレタン樹脂を洗浄し乾燥させる洗浄・乾燥工程、乾燥後の発泡体2の研磨面P側に、厚みを均一化させるように研削処理を施す研削処理工程(研削処理ステップ)、発泡体2に両面テープ7を貼付するラミネート加工工程を経て製造される。以下、工程順に説明する。
(Manufacturing)
The
準備工程では、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒のN,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと略記する。)および添加剤を混合してポリウレタン樹脂を溶解させる。水混和性の有機溶媒としては、水と任意の割合で混ざり合う有機溶媒であればよく、DMF以外に、例えばN,N−ジメチルアセトアミド等を用いてもよい。ポリウレタン樹脂には、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等の樹脂から用い、例えば、ポリウレタン樹脂が30重量%となるようにDMFに溶解させる。添加剤としては、発泡3および発泡5の厚さ方向の長さや単位体積あたりの個数を制御するため、カーボンブラック等の顔料、発泡の生成を促進させる親水性活性剤及びポリウレタン樹脂の凝固再生を安定化させる疎水性活性剤等を用いることができる。得られた溶液を減圧下で脱泡してポリウレタン樹脂溶液を得る。このとき、使用されるポリウレタン樹脂溶液は、B型粘度計により測定した粘度が10,000cp以上となるように調製されている。ポリウレタン樹脂溶液の粘度は、溶液の濃度やポリウレタン樹脂の数平均分子量を変化させることで調整することができる。
In the preparation step, N, N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF), which is a water-miscible organic solvent capable of dissolving the polyurethane resin, and an additive are mixed to dissolve the polyurethane resin. The water-miscible organic solvent may be any organic solvent that is miscible with water at an arbitrary ratio. For example, N, N-dimethylacetamide or the like may be used in addition to DMF. For the polyurethane resin, a polyester-based, polyether-based, or polycarbonate-based resin is used. For example, the polyurethane resin is dissolved in DMF so as to be 30% by weight. As additives, in order to control the length of
塗布工程では、準備工程で得られたポリウレタン樹脂溶液を常温下でナイフコータ等の塗布装置により帯状の成膜基材に凹部と凸部とが隣り合って配されるように、塗布厚さ(塗布量)を変えて連続的に塗布する。このとき、ナイフコータ等と成膜基材との間隙(クリアランス)を周期的に変えながら塗布することで、ポリウレタン樹脂溶液の塗布厚さが調整される。本例では、領域2aと領域2bとがストライプ状となるように塗布厚さを調整する。すなわち、領域2aが形成される部分では塗布厚さを小さくすることで凹状に、領域2bが形成される部分では塗布厚さを大きくすることで凸状にし、凹部と凸部との高低差が50〜200μmの範囲となるようにポリウレタン樹脂溶液を塗布する。本例では、ポリウレタン樹脂溶液の凹部と凸部との高低差が100μmとなるように凸部の厚みを750μm、凹部の厚みを650μmに調整する。成膜基材にはPET樹脂等の樹脂製の不織布やフィルムを用いることができるが、本例では、成膜基材としてPET製フィルムが用いられる。
In the coating process, the polyurethane resin solution obtained in the preparation process is applied at a normal temperature with a coating device such as a knife coater so that the concave and convex portions are arranged next to each other on the belt-shaped film forming substrate. Apply continuously by changing the amount. At this time, the coating thickness of the polyurethane resin solution is adjusted by coating while periodically changing the gap (clearance) between the knife coater or the like and the film forming substrate. In this example, the coating thickness is adjusted so that the
凝固再生工程では、成膜基材に塗布されたポリウレタン樹脂溶液が、凹凸状のままポリウレタン樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする凝固液(水系凝固液)に案内される。まず、塗布された樹脂溶液の表面側に微多孔が形成され厚さ数μm程度のスキン層が形成される。その後、混合液中のDMFと凝固液との置換の進行によりポリウレタン樹脂が成膜基材上に凹凸状に凝固再生する。DMFが混合液から脱溶媒し、DMFと凝固液とが置換することで、スキン層より内側のポリウレタン樹脂中に発泡3、発泡5および図示を省略した発泡が形成され、発泡3、発泡5および図示を省略した発泡が網目状に連通する。ポリウレタン樹脂の凸部には発泡5のような発泡が形成され、凹部には発泡3のような発泡が形成される。すなわち、発泡3および発泡5は、ポリウレタン樹脂の塗布厚さ全体に亘り形成されるため、凸部に形成された発泡5の大きさは、凹部に形成された発泡3の大きさより大きく形成される。このとき、成膜基材のPETシートが水を浸透させないため、混合液の表面側(スキン層側)で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きな発泡3および発泡5が形成される。
In the coagulation regeneration step, the polyurethane resin solution applied to the film forming substrate is guided to a coagulation liquid (water-based coagulation liquid) whose main component is water, which is a poor solvent for the polyurethane resin, in an uneven shape. First, micropores are formed on the surface side of the applied resin solution, and a skin layer having a thickness of about several μm is formed. Thereafter, the polyurethane resin coagulates and regenerates in a concavo-convex shape on the film-forming substrate as the substitution of the DMF and the coagulating liquid in the liquid mixture proceeds. When DMF is desolvated from the mixed liquid and DMF and the coagulating liquid are replaced,
洗浄・乾燥工程では、凝固再生工程で凝固再生したシート状のポリウレタン樹脂(以下、成膜樹脂という。)を成膜基材から剥離し、水等の洗浄液中で洗浄して成膜樹脂中に残留するDMFを除去する。洗浄後、成膜樹脂をシリンダ乾燥機で乾燥させる。シリンダ乾燥機は内部に熱源を有するシリンダを備えている。成膜樹脂がシリンダの周面に沿って通過することで乾燥する。乾燥後の成膜樹脂は、ロール状に巻き取られる。 In the cleaning / drying process, the sheet-like polyurethane resin solidified and regenerated in the coagulation regeneration process (hereinafter referred to as a film-forming resin) is peeled off from the film-forming substrate, washed in a cleaning solution such as water and washed into the film-forming resin. Residual DMF is removed. After cleaning, the film forming resin is dried with a cylinder dryer. The cylinder dryer includes a cylinder having a heat source therein. The film-forming resin is dried by passing along the peripheral surface of the cylinder. The film-forming resin after drying is wound up in a roll shape.
研削処理工程では、表面が凹凸状に形成された成膜樹脂の厚みが一様となるように成膜樹脂の表面に形成されたスキン層側に研削処理を施す。成膜樹脂の厚みの大きな部分に形成された発泡5の大きさは、厚みの小さな部分に形成された発泡3の大きさより大きく、発泡3および発泡5はいずれもスキン層側で縮径されている。このため、基材を剥離した面から一定の厚さ位置でみると、発泡5の発泡径が発泡3の発泡径より大きくなる。従って、スキン層側に研削処理を施すことで、成膜樹脂の内部に形成された発泡3および発泡5は、それぞれ研磨面Pで開口して開口径が30μm以下の開口4および開口径が50μm以上の開口6が形成される。研削処理には、バフ機やスライス機等を用いることができる。これにより、凹凸状に形成された成膜樹脂の厚みが均一化され、発泡体2が得られる。
In the grinding treatment step, grinding treatment is performed on the skin layer side formed on the surface of the film-forming resin so that the thickness of the film-forming resin whose surface is unevenly formed is uniform. The size of the
ラミネート加工工程では、得られた発泡体2の研磨面Pと反対側の面に両面テープ7の一面側を貼り合わせる。両面テープ7の他面側は剥離紙8で覆われている。そして、所望の形状、サイズに裁断し、汚れや異物等の付着がないことを確認する等の検査を行い、研磨パッド10を完成させる。
In the laminating process, one surface of the double-
(作用)
次に、本実施形態の研磨パッド10の作用等について説明する。
(Function)
Next, the operation and the like of the
本実施形態の研磨パッド10では、発泡体2の研磨面Pに、開口径が30μm以下の開口4が主として形成された領域2aと開口径が50μm以上の開口6が主として形成された領域2bとを有している。このため、領域2bでは、研磨加工時にかかる押圧力により発泡5が伸縮しやすく、発泡内のスラリの流出入が促進される。また、研磨加工中に生じたスラッジ等の異物が発泡内に貯留しやすくなり、被研磨物表面におけるスクラッチ等の発生を抑制することができる。領域2aの開口径や開口率は、領域2bの開口径や開口率より小さくなるように形成されている。このため、領域2aでは、研磨加工時に研磨面Pの樹脂部分の面積が確保され、被研磨物を確実に研磨加工することができる。
In the
また、本実施形態の研磨パッド10では、研磨加工を確実に行う領域2aおよび発泡内のスラリの流出入を促進させる領域2bがパターンを形成するようにストライプ状に配されている。また、領域2aおよび領域b2の合計の幅が10〜100mmの範囲となるように調整されている。このため、研磨加工時に、加工面全体にスラリをムラなく、略均一に分散させることができるため、研磨レートが向上し、被研磨物を平坦化させることができる。領域2aおよび領域2bの合計の幅が10mmより小さい範囲で離間していると、加工面でスラリのムラができやすくスラリの分散状態が不均一化し、略平坦に被研磨物を研磨加工しにくくなる。反対に、領域2aおよび領域2bの合計の幅が100mmより大きい範囲で離間していると、被研磨物を確実に研磨加工する領域2aが減少するため、研磨レートを改善することができなくなる。
Further, in the
更に、本実施形態の研磨パッド10では、研磨面Pに対する領域2a面積比が、1/3〜9/10の範囲に調整されている。このため、領域2aの研磨加工を確実に行う作用と、領域2bの発泡内のスラリの流出入を促進する作用とをバランスよく発揮させることができる。研磨面Pに対する領域2aの面積比が1/3より小さくなると、スラリの分散状態は均一化されるものの、被研磨物を確実に研磨加工する領域2aが減少するため、研磨レートを改善することができなくなる。反対に、研磨面Pに対する領域2aの面積比が、9/10より大きくなると、加工面全体にスラリが供給されにくくムラができ、スラリの分散状態が悪化する。
Furthermore, in the
また更に、本実施形態の研磨パッド10では、発泡体2がポリウレタン樹脂製であり、発泡体2の製造に使用する樹脂溶液の粘度が10,000cp以上に調整されている。このため、塗布工程で基材に凹凸状に塗布された樹脂溶液を、凹凸を保ったまま凝固液中で凝固再生させることができる。樹脂溶液の粘度が10,000cpに満たない場合、塗布工程で基材に凹凸状に樹脂溶液を塗布しても、凝固再生工程までに樹脂溶液の表面が平らな状態となり、凹凸が形成されないまま凝固再生されることとなるため、領域2aや領域2bを配することができなくなる。
Furthermore, in the
なお、本実施形態では、樹脂製発泡体としてポリウレタン樹脂製のものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の樹脂を使用してもよい。例えば、ポリエステル樹脂等を使用してもよい。ポリウレタン樹脂を用いるようにすれば、湿式成膜法により連続状の発泡構造を容易に形成することができる。 In addition, in this embodiment, although the thing made from a polyurethane resin was illustrated as a resin-made foam, this invention is not limited to this, You may use another resin. For example, a polyester resin or the like may be used. If a polyurethane resin is used, a continuous foam structure can be easily formed by a wet film forming method.
また、本実施形態では、発泡体2の作製時に、塗布工程でポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に凹凸状に塗布する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、成膜樹脂の厚みが所定パターンの凹凸状となるように凝固再生させることができればよい。例えば、塗布工程で凸部と凹部とが隣り合うように形成された成膜基材に、ポリウレタン樹脂溶液を表面が平坦になるように塗布してもよい。この場合でも、凝固再生後に再生したシートを成膜基材から剥離し、シートの基材が剥離された面側に平坦な面を押しつけて、厚さが一様となるように表面にバフ処理等の研削処理を施すようにすればよい。
Further, in the present embodiment, an example in which the polyurethane resin solution is applied to the film-forming substrate in a concavo-convex shape in the application process at the time of producing the
更に、本実施形態では、発泡体2の作製時に、発泡体2の研磨面Pと反対側面に両面テープ7を貼り合わせる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、両面テープ7と発泡体2との間に更に支持体を貼り合わせてもよい。支持体を貼り合わせることで、発泡体2が全面で支持されるため、研磨パッド10を研磨定盤に安定して固定させることができる。
Further, in the present embodiment, the example in which the double-
また更に、本実施形態では、領域2aおよび領域2bがストライプ状に配されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、領域2aおよび領域2bが規則性を保ったパターンで隣り合うように配されていればどのような形状で配されていてもよい。例えば、図3(A)に示すように、同心円状に配されていてもよく、図3(B)に示すように、格子状に配されていてもよい。領域2aないし領域2bを同心円状や格子状に配する場合、塗布工程において、ポリウレタン樹脂を成膜基材に表面が平坦となるように塗布後、凸部を配する部分にポリウレタン樹脂をノズルでスポット状に更に塗布することで、発泡体を製造することができる。領域2aおよび領域2bがこれらを含むどのような形状で配されていても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the example in which the
更にまた、本実施形態では、研磨面Pに開口径が30μm以下の開口4が主として形成された領域2aと、開口径が50μm以上の開口6が主として形成された領域2bとを有している例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、領域2bに形成された開口6のうち開口径の異なる開口が形成された2つ以上の領域に、領域2bを更に分割することができる。この場合、塗布工程において、樹脂溶液の塗布厚さの異なる2つ以上の凸部が形成されるように塗布することで発泡体を製造することが可能である。
Furthermore, in this embodiment, it has the area |
以下、本実施形態に準じて製造した研磨パッドの実施例について説明する。なお、比較のために製造した比較例の研磨パッドについても併記する。 Hereinafter, examples of polishing pads manufactured according to the present embodiment will be described. A comparative polishing pad manufactured for comparison is also shown.
(実施例1)
実施例1では、発泡体2の作製にポリウレタン樹脂として、ポリエステルMDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)ポリウレタン樹脂を用いた。このポリウレタン樹脂を溶解させた30重量%の溶液100部に対して、溶媒のDMFの45部、顔料としてカーボンブラックの30重量%を含むDMF分散液の40部を添加し混合してポリウレタン樹脂溶液を調製した。B型粘度計により測定したポリウレタン樹脂溶液の粘度は12,408cpであった。得られたポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に凹凸状に塗布した後、凝固液中でシート状のポリウレタン樹脂溶液を凝固再生させた。ポリウレタン樹脂はストライプ状の凹凸が形成され、凹部の厚みは650μm、幅は45mmで、凸部の厚みは750μm、幅は5mmであった。洗浄・乾燥させた後、ポリウレタン樹脂の厚さが一様に600μmとなるようにスキン層側に研削処理を施した。両面テープ7を貼り合わせ、領域2aおよび領域2bがストライプ状のパターンを形成するように配された実施例1の研磨パッド10を製造した。
Example 1
In Example 1, polyester MDI (diphenylmethane diisocyanate) polyurethane resin was used as the polyurethane resin for producing the
(比較例1)
比較例1では、成膜基材にポリウレタン樹脂溶液を表面が平坦になるように塗布し、厚さが650μmのポリウレタン樹脂を形成した後、研磨面に平均開口径が30μmの開口が形成されるように研削処理量を50μmとして、スキン層側に研削処理を施したこと以外は実施例1と同様にして比較例1の研磨パッドを製造した。すなわち、図6(A)に示すように、比較例1の研磨パッドは、実施例1の領域aのみを有する研磨パッドである。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a polyurethane resin solution was applied to a film forming substrate so as to have a flat surface, and after forming a polyurethane resin having a thickness of 650 μm, an opening having an average opening diameter of 30 μm was formed on the polished surface. Thus, the polishing pad of Comparative Example 1 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the grinding amount was 50 μm and the skin layer side was ground. That is, as shown in FIG. 6A, the polishing pad of Comparative Example 1 is a polishing pad having only the region a of Example 1.
(比較例2)
比較例2では、成膜基材にポリウレタン樹脂溶液を表面が平坦になるように塗布し、厚さが750μmのポリウレタン樹脂を形成した後、研磨面に平均開口径が50μmの開口が形成されるように研削処理量を150μmとして、スキン層側に研削処理を施したこと以外は実施例1と同様にして比較例2の研磨パッドを製造した。すなわち、図6(A)に示すように、比較例2の研磨パッドは、実施例1の領域bのみを有する研磨パッドである。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, a polyurethane resin solution was applied to the film-forming substrate so that the surface was flat, and after forming a polyurethane resin having a thickness of 750 μm, an opening having an average opening diameter of 50 μm was formed on the polished surface. Thus, the polishing pad of Comparative Example 2 was manufactured in the same manner as Example 1 except that the grinding amount was 150 μm and the skin layer side was ground. That is, as shown in FIG. 6A, the polishing pad of Comparative Example 2 is a polishing pad having only the region b of Example 1.
(研磨加工)
各実施例および比較例の研磨パッドを用いて、以下の研磨条件でハードディスク用のアルミニウム基板の研磨加工を行い、研磨レートおよびうねりを測定した。研磨レートは、研磨効率を示す数値の一つであり、一分間あたりの研磨量を厚さで表したものである。研磨加工前後のアルミニウム基板の重量減少から求めた研磨量、アルミニウム基板の研磨面積および比重から算出した。うねりは、被研磨物に対する表面精度(平坦性)を評価するための測定項目の一つであり、光学式非接触表面粗さ計で観察した単位面積当たりの表面像のうねり量を、オングストローム(Å)単位で表したものである。試験評価機として、Zygo New View 5022で80μm~500μmの波長を透過するフィルタを使用して評価した。測定結果の数値が低いと、被研磨物のうねりが少なく、より平坦な研磨面であることとなる。下表1に研磨レートおよびうねり評価結果を示す。
(研磨条件)
使用研磨機:スピードファム社製、9B−5Pポリッシングマシン
研磨速度(回転数):30rpm
加工圧力:100g/cm2
スラリ:コロイダルシリカスラリ(pH:1.5)
スラリ供給量:100cc/min
被研磨物:ハードディスク用アルミニウム基板
(Polishing)
Using the polishing pads of the examples and comparative examples, the hard disk aluminum substrate was polished under the following polishing conditions, and the polishing rate and waviness were measured. The polishing rate is one of the numerical values indicating the polishing efficiency, and represents the polishing amount per minute in terms of thickness. It calculated from the grinding | polishing amount calculated | required from the weight reduction of the aluminum substrate before and behind grinding | polishing processing, the grinding | polishing area of an aluminum substrate, and specific gravity. Waviness is one of the measurement items for evaluating the surface accuracy (flatness) of an object to be polished, and the amount of waviness of the surface image per unit area observed with an optical non-contact surface roughness meter is measured in angstroms ( Ii) Expressed in units. Evaluation was performed using a Zygo New View 5022 filter as a test evaluator that transmits wavelengths of 80 μm to 500 μm. When the numerical value of the measurement result is low, the undulation of the object to be polished is small, and the polishing surface is flatter. Table 1 below shows the polishing rate and waviness evaluation results.
(Polishing conditions)
Polishing machine used: Speedfam, 9B-5P polishing machine Polishing speed (rotation speed): 30 rpm
Processing pressure: 100 g / cm 2
Slurry: Colloidal silica slurry (pH: 1.5)
Slurry supply amount: 100cc / min
Object to be polished: Aluminum substrate for hard disk
表1に示すように、平均開口径が50μmの開口が形成された比較例2ではうねりは4.6Åで示した。これに対して、平均開口径が30μmの開口が形成された比較例1ではうねりは3.1Åを示し、開口径が30μm以下の領域2aと、開口径が50μm以上の領域2bとがパターンを形成するように配された実施例1では、うねりは3.0Åを示した。これは、比較例2の研磨パッドは、研磨面における樹脂部分の面積が小さく研磨加工中にかかる押圧力を受けやすいため、被研磨物の平坦性が損なわれ、うねりが悪化したと考えられる。
As shown in Table 1, in Comparative Example 2 in which an opening having an average opening diameter of 50 μm was formed, the waviness was 4.6 mm. On the other hand, in Comparative Example 1 in which an opening having an average opening diameter of 30 μm is formed, the undulation is 3.1 mm, and a pattern is formed in the
一方、比較例1では研磨レートが0.08μm/minを示し、比較例2では研磨レートが0.07μm/min示した。これらに対して、実施例1では研磨レートが0.11μm/minで、実施例1の研磨レートが比較例1および比較例2の研磨レートを超える値を示した。これは、実施例1の研磨パッド10では、確実に被研磨物を研磨加工できる領域2aおよびスラリの流出入を促進させる領域2bがストライプ状のパターンを形成するように配されているため、研磨加工中に加工面全体でスラリの分散状態が均一化され、被研磨物のうねりを比較例1と同程度となるように仕上げつつ、研磨レートを向上させることができたと考えられる。このような研磨パッド10では、高度な平坦性精度を要求される被研磨物の研磨加工に好適に使用することができる。
On the other hand, in Comparative Example 1, the polishing rate was 0.08 μm / min, and in Comparative Example 2, the polishing rate was 0.07 μm / min. On the other hand, in Example 1, the polishing rate was 0.11 μm / min, and the polishing rate of Example 1 showed a value exceeding the polishing rates of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. This is because in the
本発明は、研磨レートを改善し被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッドおよび該研磨パッドの製造方法を提供するものであるため、研磨パッドの製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。 The present invention provides a polishing pad capable of improving the polishing rate and improving the flatness of an object to be polished and a method for manufacturing the polishing pad, and contributes to the manufacture and sales of the polishing pad. With the above applicability.
P 研磨面
2 発泡体
2a 領域(第1の領域)
2b 領域(第2の領域)
3、5 発泡
4、6 開口
10 研磨パッド
P polished
2b region (second region)
3, 5 Foam 4, 6
Claims (7)
水混和性有機溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液を基材に凸部と凹部とが隣り合うように塗布量を変えて塗布する塗布ステップと、
前記塗布ステップで基材に凹凸状に塗布された樹脂溶液を、水を主成分とする凝固液中で凝固させシート状に再生させる凝固再生ステップと、
前記凝固再生ステップで再生されたシートの前記基材と反対面側に該シートの厚さが一様となるようにバフ処理またはスライス処理を施す研削処理ステップと、
を含むことを特徴とする製造方法。 It is a manufacturing method of the polishing pad according to claim 1,
An application step of applying a resin solution obtained by dissolving a resin in a water-miscible organic solvent while changing the application amount so that the convex portion and the concave portion are adjacent to the substrate,
A coagulation regeneration step in which the resin solution applied to the substrate in the coating step in a concavo-convex manner is coagulated in a coagulation liquid mainly composed of water and regenerated into a sheet;
A grinding step for buffing or slicing so that the thickness of the sheet is uniform on the side opposite to the substrate of the sheet regenerated in the coagulation regeneration step;
The manufacturing method characterized by including.
水混和性有機溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液を、凸部および凹部のパターンが形成された基材に表面が平坦になるように塗布する塗布ステップと、
前記塗布ステップで前記基材に塗布された樹脂溶液を、水を主成分とする凝固液中で凝固させシート状に再生させる凝固再生ステップと、
前記凝固再生ステップで再生されたシートを前記基材から剥離し、該シートの前記基材が剥離された面側に平坦な面を押しつけて、該シートの厚さが一様となるように表面側にバフ処理またはスライス処理を施す研削処理ステップと、
を含むことを特徴とする製造方法。 It is a manufacturing method of the polishing pad according to claim 1,
An application step of applying a resin solution obtained by dissolving a resin in a water-miscible organic solvent to a substrate on which a pattern of convex portions and concave portions is formed so that the surface becomes flat,
A coagulation regeneration step in which the resin solution applied to the substrate in the application step is coagulated in a coagulation liquid containing water as a main component and regenerated into a sheet;
The sheet regenerated in the coagulation regeneration step is peeled from the substrate, and a flat surface is pressed against the surface of the sheet from which the substrate is peeled, so that the thickness of the sheet is uniform. Grinding step for buffing or slicing on the side;
The manufacturing method characterized by including.
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