JP2018535104A - 研磨パッド及びシステム、並びにその製造方法及び使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
i)作業面及び作業面とは反対側を向いた第2の表面を有する研磨層であって、その作業面が、ランド領域と、複数の正確に成形された細孔及び複数の正確に成形された突起のうちの少なくとも一方とを含み、ランド領域の厚さが約5mm未満であり、研磨層はポリマーを含む、研磨層、ii)第1主面、反対側を向いた第2主面、及び複数の中空部を有する多孔質基材、並びにiii)研磨層のポリマーの一部が、多孔質基材の複数の中空部の少なくとも一部に埋め込まれている、境界面領域。
前述の研磨パッドのうちの任意の1つに従う研磨パッドを準備することと、
基材を準備することと、
研磨パッドの作業面を基材表面に接触させることと、
研磨パッドの作業面と基材表面との間を接触させたまま、研磨パッド及び基材を互いに対して動かすことと
を含み、研磨は研磨溶液を用いて実行される。
ポリマーを準備することと、
複数の中空部を有し、ポリマーに隣接する多孔質基材を準備することと、
ポリマーの表面をエンボス加工して、作業面を有する研磨層を形成することであって、作業面は、ランドと、複数の正確に成形された細孔及び複数の正確に成形された突起のうちの少なくとも一方とを含み、エンボス加工は、研磨層のポリマーの一部が多孔質基材の複数の中空部の少なくとも一部に埋め込まれている境界面領域を形成する、ことと
を含む、研磨パッドを製造する方法を提供する。
本明細書で使用する場合、単数形「a」、「an」及び「the」は、その内容について特に明確な断りがない限り、複数の指示対象を含むものとする。本明細書及び添付の実施形態において使用される場合、用語「又は」は、その内容が特に明確に指示しない限り、一般的に「及び/又は」を包含する意味で用いられる。
i)作業面及び作業面とは反対側を向いた第2の表面を有する研磨層であって、作業面が、ランド領域と、複数の正確に成形された細孔及び複数の正確に成形された突起のうちの少なくとも一方とを含み、ランド領域の厚さが約5mm未満であり、研磨層がポリマーを含む、研磨層、ii)第1主面、反対側を向いた第2主面、及び複数の中空部を有する多孔質基材、及びiii)研磨層のポリマーの一部が多孔質基材の中空部の少なくとも一部に埋め込まれている境界面領域、を含む研磨パッドを提供する。
作業面は、ランド領域と、複数の正確に成形された細孔及び複数の正確に成形された突起のうちの少なくとも一方とを含み、
ランド領域の厚さは5mm未満であり、研磨層はポリマーを含み、
研磨層は、正確に成形された突起の表面と、正確に成形された細孔の表面と、ランド領域の表面とのうちの少なくとも1つの上の、ナノメートルサイズの複数のトポグラフィ的特徴部を含み、
少なくとも1つの第2の研磨層が、作業面及び作業面とは反対側を向いた第2の表面を有し、
作業面が、ランド領域と、複数の正確に成形された細孔及び複数の正確に成形された突起のうちの少なくとも一方とを含み、
ランド領域の厚さが訳5mm未満であり、研磨層がポリマーを含み、
少なくとも1つの第2の研磨層が、正確に成形された突起の表面と、正確に成形された細孔の表面と、ランド領域の表面とのうちの少なくとも1つの上に、ナノメートルサイズの複数のトポグラフィ的特徴部を含む。
作業面は、ランド領域と、複数の正確に成形された細孔及び複数の正確に成形された突起のうちの少なくとも一方とを含み、
ランド領域の厚さは約5mm未満であり、研磨層はポリマーを含み、
作業面は、第2の表面層及びバルク層を含み、第2の表面層の後退接触角と前進接触角とのうちの少なくとも1つが、対応するバルク層の後退接触角又は前進接触角よりも少なくとも約20°小さく、
少なくとも1つの第2の研磨層が、作業面及び作業面とは反対側を向いた第2の表面を有し、
作業面は、ランド領域と、複数の正確に成形された細孔及び複数の正確に成形された突起のうちの少なくとも一方とを含み、
ランド領域の厚さが約5mm未満であり、研磨層はポリマーを含み、
少なくとも1つの第2の研磨層の作業面は、第2の表面層及びバルク層を含み、第2の表面層の後退接触角と前進接触角とのうちの少なくとも1つは、対応するバルク層の後退接触角又は前進接触角よりも少なくとも20°小さい。
作業面は、ランド領域と、複数の正確に成形された細孔及び複数の正確に成形された突起のうちの少なくとも1つとを含み、
ランド領域の厚さは約5mm未満であり、研磨層はポリマーを含み、
作業面は第2の表面層及びバルク相を含み、作業面の後退接触角は約50°未満であり、
少なくとも1つの第2の研磨層が、作業面及び作業面とは反対側を向いた第2の表面を有し、
作業面は、ランド領域と、複数の正確に成形された細孔及び複数の正確に成形された突起のうちの少なくとも一方とを含み、
ランド領域の厚さが約5mm未満であり、研磨層はポリマーを含み、
少なくとも1つの第2の研磨層の作業面は、第2の表面層及びバルク層を含み、少なくとも1つの第2の研磨層の作業面における後退接触角が、約50°未満である。
作業面及び作業面とは反対側を向いた第2の表面を有する研磨層であって、作業面は、ランド領域と、複数の正確に成形された細孔及び複数の正確に成形された突起のうちの少なくとも一方とを含み、ランド領域の厚さは約5mm未満であり、ポリマーを含む研磨層と、
第1主面、反対側を向いた第2主面、及び複数の中空部を有する多孔質基材と、
研磨層のポリマーの一部は、多孔質基材の複数の中空部の少なくとも一部に埋め込まれている、境界面領域とを含む、研磨パッドを提供する。
第1〜21実施形態のいずれか1つに記載の研磨パッドを準備することと、
基材を準備することと、
研磨パッドの作業面を基材表面に接触させることと、
研磨パッドの作業面と基材表面との間の接触を維持しながら、研磨パッドと基材とを互いに対して移動させることとを含み、
研磨は研磨溶液の存在下で実行される、基材を研磨する方法を提供する。
ポリマーを準備することと、
ポリマーに隣接し、複数の中空部を有する多孔質基材を準備することと、
ポリマーの表面をエンボス加工して、作業面を有する研磨層を形成することであって、作業面が、ランド領域と、複数の正確に成形された細孔及び複数の正確に成形された突起のうちの少なくとも一方とを含み、エンボス加工により、多孔質基材の複数の中空部の少なくとも一部に埋め込まれた、研磨層のポリマー部分を有する境界面領域が形成されることとを含む、研磨パッドの製造方法を提供する。
パッドのトポグラフィ形状の試験方法
突起特徴部の高さ、並びに個々のセルの平坦性の両方を含む、最終的なパッドのトポグラフィ形状を計測するために、Bruker Contour GT−X装置を使用した。5倍の対物レンズを使用して突起特徴部を有する個々のセルを走査し、パッド構造のトポグラフィ的画像又は高さ画像を形成するために、分析ソフトウェアで個々の走査を1つにまとめる。これらのトポグラフィ的画像から、個々の形状を抽出して、任意の必要な方向に沿ったパッドの高さのデータを得ることができる。図7Aは、個々のセル要素、及びサンプルの比較のための形状データを抽出するために用いた斜め方向を示す。図7Bは、完璧な平坦性を有する素朴なパッドのセル全体を走査した、形状の仮定的な表示を示す。これらの形状データ走査から、個々のパッドのセルの平坦性を示すデータを生成するために、セル全体の突起高さの差異が表にされる。完璧な平坦性を有すると仮定する場合、この差異はゼロである。実際の例では、この差異を、平坦性の質についての尺度とする。トポグラフィ画像からの差異の計測値を得るために、マウンテンマップソフトウェアを使用して、斜め形状に沿った、初めの30個の突起ピークの高さを計測した。マウンテンマップから得たデータ値の範囲(最小から最大)を、平坦性の差異と呼ばれる差異の尺度として用いた。30個の突起ピークの高さの標準偏差も計算され、表1に示される。
例8からのパッドのサンプルは、イリノイ州オーロラのCabot Microelectronics社から入手可能な、商品名WIN W7300 Series Tungsten buff slurryのスラリーに24時間浸し、パッドの多孔質基材(不織基材)へのスラリーの浸透状況を外観検査した。基材内へのスラリーの浸透が、多孔質基材内にスラリーが認められないことを意味する「浸透せず」、又は多孔質基材全体にわたってスラリーが浸透したことを意味する「100%浸透」として報告される。
図6による研磨層を有する研磨パッドが、下記のように用意された。ポリカーボネートのシートが、米国特許第6,285,001号に記載の手順に従ってレーザーアブレイトされ、ポジティブマスターツール、すなわち研磨層10に必要な表面トポグラフィとほぼ同じ表面トポグラフィを有するツールを形成する。図6に見られるように、本発明の全ての例に含まれる研磨パッドは、ランド領域(14)、正確に成形された細孔(16)、及び正確に成形された突起(18)を伴う作業面(12)を有する研磨層(例えば10)を含む。突起の径は50μm、突起の間隔は90μm、細孔の径は60μmである。得られる支持面積は、この例のパターンでは概ね24%である。この場合の突起の高さは19μm、及び細孔の深さは30μmである。次に、ポリカーボネートのマスターツールに、従来の技法を用いてニッケルめっきを3回繰り返し、ニッケルのネガティブを形成した。18インチ幅である単一のニッケルのネガティブが、この方法で形成されると共に微細溶接され、約34インチ幅のエンボス加工のロールを形成するために、より大きいニッケルのネガティブを製造した。次にそのロールは、米国特許出願公開第2010/0188751号に記載されたものと同様の、エンボス加工プロセスに使用され、テクスチャー化した研磨層を形成した。それは薄いフィルムであり、ロール状に巻かれた。研磨層を形成するためのエンボス加工プロセスに使用されたポリマー材料は、Huntsman社(テキサス州ザウッドランズのHuntsman Advanced Materials)で、商品名Irogran A95P樹脂として入手可能な、熱可塑性ポリウレタンであった。ポリウレタンは、ショアDで約65のデュロメータで、研磨層は約17mil(0.432mm)の厚さであった。エンボス加工プロセスの間、固体PET基材は、研磨層の裏面に接触させ、接着させた。この比較例は、多孔性基材の所定の代わりに標準的な固体PETフィルム基材を使用する。
実施例2は、比較例1と同一の方法及び樹脂を用いて準備されたが、固体PETフィルム基材は不織基材に交換した。PGI社(ノースカロライナ州シャーロットのPolymer Group Inc.)からWW−229として入手可能なこの不織材料は、基本重量84.8gsmのPET/Pulp湿式材料である。得られた押し出し成形品は、樹脂が不織材料に拡散した境界面領域をもたらす。図8Aは、パッドの全断面のSEM画像を示し、図8Bは、パッドの境界面領域をより大きく拡大して示す。
比較例3は、Irogaran A95P樹脂を、Desmopan790樹脂(ペンシルバニア州ピッツバーグの、前Bayer MaterialScience社であったConvestro社で入手可能)に交換した以外は、比較例1と同一の方法を用いて準備した。
実施例4は、PETフィルム基材を不織材料シート(PGI社のWW−229)と交換した以外は、比較例3と同様に準備した。
実施例5は、Irogran A95P樹脂をEstane58277(オハイオ州ウィクリフのLubizol Corp社)と交換し、かつPETフィルム基材を穴開きPETフィルム基材と交換した以外は、比較例1と同様に準備した。穴開きPETフィルム基材は、概ね径300μm及び1mmピッチの中空部サイズの方形配列で、ウェブにわたって規則的に間隔をあけた円形中空部(すなわち貫通穴)を有するように、パターン化した。
実施例6は、実施例5と同様であるが、穴開きPETフィルム基材を、穴開きポリカーボネートのフィルム基材に交換して準備した。この穴開きポリカーボネートのフィルム基材は、方形配列で200μmピッチの、100μm平方の成形された中空部(すなわち貫通穴)を有する。
比較例7は、穴開きPETフィルム基材を固体PETフィルム基材と交換した以外は、実施例5と同様に準備した。
径30.5インチの研磨パッドが、固体PETフィルム基材を不織基材と交換した以外は比較例1と同様に準備された。PGI社(ノースカロライナ州シャーロットのPolymer Group Inc.)から商品名REEMAY2295として入手可能な、この不織基材は、厚さ18.5mil(0.470mm)を有する単位重量2.95osyのスパンボンドポリエステル材料であった。サブパッドが研磨パッドに積層された。サブパッドは、発泡体層及びPETg層から構成した。コネチカット州ウッドストックのROGERS Corporation社から商品名Poron4701−60−20062004−54T−URとして入手可能な発泡体層が、研磨パッドの被作業面側(非テクスチャー化側)に積層された。ミネソタ州プリマスのCrown Plastics社から入手可能な、0.30インチ(0.76mm)×36インチ(91cm)×36インチ(91cm)のシート形態のPETg層が、発泡体層の露出した主表面に積層された。ミネソタ州セントポールの3M Company社から商品名3M DOUBLE COATED TAPE 442DLとして入手可能な接着剤を、発泡体及びPETg層の両方の貼り合わせ用接着剤として使用した。径4インチ(102cm)の5枚の円形ディスクを、サブパッドを有する30.5研磨パッドからダイカットした。5枚のディスクのうちの4枚の周縁部は、縁部シール溶液(縁部シール混合物前駆体)を使用して封止した。縁部封止溶液は、オハイオ州ウィクリフのLubrizol Corporation社から商品名PEARLSTICK 46−10/12として入手可能な、ポリウレタンペレットを溶解することによって準備した。4つの封止溶液は、重量で2%、3%、4%、及び5%のポリウレタン濃度で準備した。単一のディスクの周縁部を、縁部シール溶液の1つでコーティングし、その後溶媒を室温で1時間乾燥させ、不織基材の多孔質縁部を封止する縁部シール混合物を形成した。5枚目のディスクは、対照として使用した。
Claims (25)
- 作業面及び前記作業面とは反対側を向いた第2の表面を有する研磨層であって、前記作業面は、ランド領域と、複数の正確に成形された細孔及び複数の正確に成形された突起のうちの少なくとも一方とを含み、前記ランド領域の厚さが約5mm未満であり、前記研磨層はポリマーを含む、研磨層と、
第1主面、反対側を向いた第2主面、及び複数の中空部を有する多孔質基材と、
前記研磨層の前記ポリマーの一部が、前記多孔質基材の前記複数の中空部の少なくとも一部に埋め込まれている、境界面領域と
を含む研磨パッド。 - 前記多孔質基材が、複数の穴及び複数の貫通穴のうちの少なくとも一方を有するフィルム基材と、織基材又は不織基材と、連続気泡発泡体とのうちの少なくとも1つである、請求項1に記載の研磨パッド。
- 前記多孔質基材が連続気泡発泡体を含まない、請求項1に記載の研磨パッド。
- 前記研磨層が、少なくとも1つのマクロチャネルを更に含む、請求項1に記載の研磨パッド。
- 前記境界面領域は、前記研磨パッドの厚さを介して、前記少なくとも1つのマクロチャネルと位置が整合している、請求項4に記載の研磨パッド。
- 前記研磨層が、複数の独立したマクロチャネルを更に含む、請求項1に記載の研磨パッド。
- 前記境界面領域は、前記研磨パッドの厚さを介して、前記複数の独立したマクロチャネルと位置が整合している、請求項6に記載の研磨パッド。
- 前記研磨層が、複数の相互接続したマクロチャネルを更に含む、請求項1に記載の研磨パッド。
- 前記境界面領域は、前記研磨パッドの厚さを介して、前記複数の相互接続したマクロチャネルと位置が整合している、請求項8に記載の研磨パッド。
- 前記多孔質基材が、前記多孔質基材の周縁部の少なくとも一部を封止する縁部シール混合物を含む、請求項1に記載の研磨パッド。
- 前記縁部シール混合物が、前記多孔質基材の前記周縁部の少なくとも約30%を封止している、請求項10に記載の研磨パッド。
- 前記縁部シール混合物が、前記多孔質基材の前記周縁部の少なくとも約70%を封止している、請求項10に記載の研磨パッド。
- 前記研磨層の前記ポリマーが、熱可塑性物質及び熱可塑性エラストマーのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の研磨パッド。
- 前記研磨層が、ナノメートルサイズの複数のトポグラフィ的特徴部を、前記正確に成形された突起の表面、前記正確に成形された細孔の表面、及び前記ランド領域の表面のうちの少なくとも1つ上に含む、請求項1に記載の研磨パッド。
- 前記作業面が、第2の表面層及びバルク層を含み、前記第2の表面層の後退接触角及び前進接触角のうちの少なくとも1つが、対応する前記バルク層の後退接触角又は前進接触角よりも少なくとも約20°小さい、請求項1に記載の研磨パッド。
- 前記作業面が、第2の表面層及びバルク層を含み、前記作業面の後退接触角が約50°未満である、請求項1に記載の研磨パッド。
- 前記境界面領域の少なくとも一部の厚さが約10μm〜約5mmである、請求項1に記載の研磨パッド。
- 前記多孔質基材の前記複数の中空部の容積が、前記多孔質基材の前記複数の中空部の前記少なくとも一部に埋め込まれた、前記研磨層の前記ポリマーの前記一部の体積の、少なくとも100%である、請求項1に記載の研磨パッド。
- 請求項1に記載の研磨パッド、及び研磨溶液を含む、研磨システム。
- 前記研磨溶液がスラリーである、請求項19に記載の研磨システム。
- 基材を研磨する方法であって、
請求項1に記載の研磨パッドを準備することと、
基材を準備することと、
前記研磨パッドの前記作業面を前記基材の表面に接触させることと、
前記研磨パッドの前記作業面と前記基材の表面との間の接触を維持しながら、前記研磨パッドと前記基材とを互いに対して移動させることと
を含み、
研磨は研磨溶液の存在下で実行される、基材を研磨する方法。 - 前記研磨溶液がスラリーである、請求項21に記載の基材を研磨する方法。
- ポリマーを準備することと、
複数の中空部を有し、前記ポリマーに隣接する多孔質基材を準備することと、
前記ポリマーの表面をエンボス加工して、作業面を有する研磨層を形成することであって、前記作業面が、ランド領域と、複数の正確に成形された細孔及び複数の正確に成形された突起のうちの少なくとも一方とを含み、前記エンボス加工は、前記研磨層の前記ポリマーの一部が前記多孔質基材の前記複数の中空部の前記少なくとも一部に埋め込まれている境界面領域を形成する、ことと
を含む、研磨パッドの製造方法。 - 前記多孔質基材が、複数の穴及び複数の貫通穴のうちの少なくとも一方を有するフィルム基材と、織基材又は不織基材と、連続気泡発泡体とのうちの少なくとも1つである、請求項23に記載の研磨パッドの製造方法。
- 前記ランド領域の厚さが約5mm未満である、請求項23に記載の研磨パッドの製造方法。
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