JP2019106446A - 研磨パッド及び研磨加工物の製造方法 - Google Patents
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Description
〔1〕
被研磨物を研磨するための研磨面を有する無発泡の樹脂シートを備え、
前記研磨面が、織物又は編物の表面の凹凸形状に対応する凸凹形状を有する、
研磨パッド。
〔2〕
前記樹脂シートを構成する樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリエステル系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、
〔1〕に記載の研磨パッド。
〔3〕
前記樹脂シートのASTM D570に基づく吸水率が、0.050%以下である、
〔1〕又は〔2〕に記載の研磨パッド。
〔4〕
前記研磨面が、織物の表面の凹凸形状に対応する凸凹形状を有するものである、
〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔5〕
前記織物が、平織組織、綾織組織、又は朱子織組織を有するものである、
〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔6〕
前記織物の経糸間又は緯糸間の目開きが、100〜5000μmである、
〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔7〕
前記織物又は編物の繊維径が、20〜1000μmである、
〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔8〕
前記織物の目開き率が、30〜80%である、
〔1〕〜〔7〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔9〕
前記樹脂シートのD硬度が、20〜60度である、
〔1〕〜〔8〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔10〕
研磨スラリーの存在下、〔1〕〜〔9〕のいずれか1項に記載の研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する研磨工程を有する、
研磨加工物の製造方法。
本実施形態の研磨パッドは、被研磨物を研磨するための研磨面を有する無発泡の樹脂シートを備え、前記研磨面が、織物又は編物の表面の凹凸形状に対応する凸凹形状を有する。
樹脂シートを構成する樹脂は、特に制限されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びエチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、及びポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリ(メタ)アクリレート、ポリアクリロニトリル、及びこれらの共重合体等のポリアクリル系樹脂;ポリスチレン系樹脂:又はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体などの上記樹脂を構成するモノマー同士の共重合体が挙げられる。このなかでも、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体が好ましく、ポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体がより好ましい。このような樹脂を用いることにより、研磨スラリーに対する耐薬品性がより向上し、研磨パッドの研磨レートもより向上する傾向にある。また、後述する製造方法において、凸凹形状の成形性がより向上する傾向にある。なお、これらの樹脂は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
吸水率(%)=(24時間浸漬後の試験片の重量−浸漬前の試験片の重量)/浸漬前の試験片の重量×100
樹脂シートは、被研磨物を研磨するための研磨面を有し、その研磨面は、織物又は編物の表面の凹凸形状に対応する凸凹形状を有する。本実施形態の凸凹形状について、これに対応する凹凸形状を備える織物の織り方や編物の編み方の種類、繊維の太さ、織物の目開き及び目開き率、編物のゲージや密度、並びに、1inch当たりの打ち込み本数の観点から、以下説明する。
織物の経糸間又は緯糸間の目開き(μm)=25400/(1inchあたりの経糸又は緯糸の数)−(1inchあたりの経糸又は緯糸の総径)
織物の目開き率(%)=(経糸間及び緯糸間の目開き)2/(目経糸間及び緯糸間の目開き+経糸又は緯糸の総径)2×100
次いで、本実施形態の研磨パッドの研磨面に形成される凹部の形態について以下説明する。上記のとおり凸凹形状の凹部の一つ一つは、一本の繊維の起伏に対応する形状となり、研磨面と平行な面から見れば、扁平率の大きい楕円に近い形状を有するものとなり、略半楕円体を有する溝と理解することができる(図1(b)、(c))。
本実施形態の研磨パッドは、樹脂シートの研磨面と反対側の面に、発泡樹脂からなるクッション層を備えてもよい。
本実施形態の研磨パッドは、研磨装置と対抗する面に、研磨装置に研磨パッドを設置するための接着層を有してもよい。接着層としては、従来知られている研磨パッド用の接着剤又は粘着剤を使用することができる。このような接着剤等としては、特に制限されないが、例えば、アクリル系接着剤、ニトリル系接着剤、ニトリルゴム系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、シリコーン系接着剤等の各種熱可塑性接着剤が挙げられる。また、両面テープを接着層として用いてもよい。
本実施形態の研磨パッドの製造方法としては、特に制限されないが、例えば、樹脂シートを成形する成形工程と、前記樹脂シートの表面と織物又は編物の表面とを圧接させて、前記樹脂シートの表面に織物又は編物の表面の凹凸形状に対応する凸凹形状を形成する圧接工程と、樹脂シートと前記織物又は編物とを分離する分離工程と、を有する方法が挙げられる。当該方法においては、主に、樹脂シートの表面と織物又は編物の表面との圧接により、凸凹形状を形成することを目的とし、当該目的の範囲において、圧接工程時の樹脂シートの温度や、圧接圧力を調整することができる。
本実施形態の研磨加工物の製造方法は、研磨スラリーの存在下、上記研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する研磨工程を有する方法であれば、特に限定されない。本実施形態の研磨加工物の製造方法における研磨工程は、被研磨物の表面の粗さを大まかに取り除くための1次ラッピング(粗ラッピング)、2次ラッピング(仕上げラッピング)であってもよいし、その後、被研磨物の表面の平坦性を更に向上させ、かつ、表面の微細な傷を除去して鏡面化するための1次研磨(粗研磨)、2次研磨(仕上げ研磨)であってもよく、これらのうち複数の研磨を兼ねるものであってもよい。このなかでも、本実施形態の研磨加工物の製造方法は、研磨スラリーの存在下、被研磨物を研磨する1次研磨(粗研磨)及び/又は2次研磨(仕上げ研磨)であることが好ましく、具体的な研磨方法として、化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing:CMP)を採用することがより好ましい。
研磨工程は、研磨スラリーの存在下、上記研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する工程である。研磨方法としては、1次ラッピング(粗ラッピング)、2次ラッピング(仕上げラッピング)、1次研磨(粗研磨)、及び2次研磨(仕上げ研磨)において従来公知の方法を用いることができ、特に限定されない。
吸水率の測定はASTM D570に準じて行った。3.18mm厚に成形した樹脂シートの試験片を、室温(23℃)、24時間水中に浸漬し、浸漬前の試験片の重量および24時間浸漬後の試験片の重量を測定し、以下式に従い算出した。
吸水率(%)=(24時間浸漬後の試験片の重量−浸漬前の試験片の重量)/浸漬前の試験片の重量×100
D硬度の測定はJIS K6253に準じて行った。測定に際しては、研磨パッドの下に金属版を敷いて、実際の研磨工程と同様の条件(研磨パッドを研磨装置の金属定盤に貼付した状態)でテクロック社製D硬度計を用いて測定した。
研磨パッドを研磨装置の所定位置に両面テープを介して設置し、被研磨物である炭化珪素(SiC)ウエハに対して、下記条件にて研磨を施す研磨試験を行った。なお、以下に示す実施例及び比較例については、研磨試験の際には、まず、下記ドレス条件に示す条件にて研磨パッドのドレスエ程を行い、下記研磨条件に示す条件にて研磨を実施した。
(ドレス条件)
ドレス番手 :#270
回転数 :70rpm
ドレス圧 :350gf/cm2
ドレス時間 :30分
(研磨条件)
装置 :ハイテクノス社 HT15
定盤回転数 :公転100rpm、自転30rpm
面圧力 :495gf/cm2
研磨スラリー:過マンガン酸カリウム系スラリー(FUJIMI社:DSC−201)pH2に調整したもの
スラリー流量:5ml/min
研磨パッドを研磨装置の所定位置に両面テープを介して設置し、被研磨物である炭化珪素(SiC)ウエハに対して、下記条件にて研磨を施す研磨試験を行った。なお、以下に示す実施例及び比較例については、研磨試験の際には、まず、下記ドレス条件に示す条件にて研磨パッドのドレスエ程を行い、下記研磨条件に示す条件にて研磨を実施した。
(ドレス条件)
ドレス番手 :#270
回転数 :70rpm
ドレス圧 :350gf/cm2
ドレス時間 :5分
(研磨条件)
装置 :ハイテクノス社 HT15
定盤回転数 :公転100rpm、自転27rpm
面圧力 :495gf/cm2
研磨スラリー:ルブリカント(共栄社化学社 PD1126L)に多結晶ダイヤモンド砥粒(粒径7μm)を0.3wt%配合したもの
スラリー流量:2.5ml/min
CMPの研磨レート(単位:μm/h)は、上記CMP研磨試験前後における被研磨物の質量減少から求めた研磨量、被研磨物の研磨面積及び比重から、研磨により除去された厚さを算出し、時間当たりの除去された厚さとして評価した。また、DMPの研磨レート(単位:μm/h)は、上記DMP研磨試験前後における被研磨物の厚さから、研磨により除去された厚さを算出し、時間当たりの除去された厚さとして評価した。なお、研磨試験は、3枚の炭化珪素(SiC)ウエハに対して行い、その加重平均を研磨レートとした。
面品位は、上記CMP及びDMP研磨試験後の被研磨物の表面に傷(スクラッチ)等の欠陥がないかを目視で確認して評価した。
○:各々の試験においてスクラッチ等の欠陥が見られなかった(個数:0)
△:各々の試験においてスクラッチ等の欠陥がほぼ見られなかった(個数:1〜5)
×:各々の試験においてスクラッチ等の欠陥が複数認められた(個数:6〜)
耐汚染性は、上記CMP研磨試験後の研磨パッドを水とブラシを用いて洗浄し、洗浄後の研磨パッドに研磨スラリーが浸潤しているかを目視で確認して評価した。なお、図4に実施例1の洗浄後の研磨パッドを示し、図5に比較例3の洗浄後の研磨パッドを示す。
○:洗浄後において、研磨パッドに研磨スラリーが浸潤していない
×:洗浄後において、研磨パッドに研磨スラリーが浸潤している
成形機にポリエチレンを投入し、溶融したポリエチレンを押出成形より樹脂シートを成形した。成形した樹脂シートの表面とポリエチレンのメッシュクロス(PE14目)とを圧接させた後、樹脂シートとメッシュクロスとを分離することにより、樹脂シートの表面にメッシュクロスの表面の凹凸形状に対応する凸凹形状を形成した。その後、樹脂シートの研磨面と反対側に接着層として両面テープ(3M社、フィルム基材両面粘着テープ 442JS)を貼り付けて、実施例1の研磨パッドを得た。なお、ポリエチレンのメッシュクロスPE14目は、平織組織を有し、目開きが1572μm、繊維径が545μm、目開き率が55%、メッシュが12本/inchのものを使用した。
圧接工程及び分離工程を行わなかったこと以外は、実施例1と同様の方法により比較例1の研磨パッドを得た。
分離工程を行わず、樹脂シートとメッシュクロス(PE14目)とを圧接させて一体化した状態のもの作製したこと以外は、実施例1と同様の方法により比較例2の研磨パッドを得た。なお、比較例2の研磨パッドにおいては、メッシュクロス面側を研磨面として用いた。
注型によりブロック状のポリウレタン樹脂発泡体を形成し、そのポリウレタン樹脂発泡体をスライスして、樹脂シートを作製した。ポリウレタン製の樹脂シートには同心円状の凹部を形成した後、樹脂シートの研磨面と反対側に接着層として両面テープ(3M社、フィルム基材両面粘着テープ 442JS)を貼り付けて、比較例3の研磨パッドを得た。
感光性樹脂層及び該感光性樹脂層を挟む支持体と、該支持体に積層されたマスクと、を備える版材(日本電子精機社製)を用意し、そのマスク側から感光性樹脂層側へ光を照射した。そして、光が照射されなかった部分を取り除くことにより凹凸パターンを形成した凹凸版を作製した。得られた凹凸版に形成された凹凸パターンに対して、シリコーンゴム(信越シリコン社製)を接触させた状態で、シリコーンゴムを硬化させ、その硬化物から凹凸版を剥離することにより、凹凸パターンが転写されたシリコーンゴムを作製した。さらに、凹凸パターンが形成されたシリコーンゴムに不飽和ポリエステル樹脂と硬化剤を混合して硬化させ、その硬化物からシリコーンゴムを剥離することにより、樹脂シートを作製した。その後、その後、樹脂シートの研磨面と反対側に接着層として両面テープ(3M社、フィルム基材両面粘着テープ 442JS)を貼り付けて、比較例4の研磨パッドを得た。
成形機に熱可塑性ポリウレタンを投入し、溶融した熱可塑性ポリウレタンに所定の温度及び圧力下で二酸化炭素ガスを注入し押出成形より樹脂シートを成形した(超臨界ガス発泡法)。成形した樹脂シートの表面とメッシュクロス(PE14目)とを圧接させた後、樹脂シートとメッシュクロスPE14目とを分離することにより、樹脂シートの表面にメッシュクロスの表面の凹凸形状に対応する凸凹形状を形成した。その後、樹脂シートの研磨面と反対側に接着層として両面テープ(3M社、フィルム基材両面粘着テープ 442JS)を貼り付けて、比較例5の研磨パッドを得た。
*2:耐汚染性に著しく劣ったため、試験を中断した。
Claims (10)
- 被研磨物を研磨するための研磨面を有する無発泡の樹脂シートを備え、
前記研磨面が、織物又は編物の表面の凹凸形状に対応する凸凹形状を有する、
研磨パッド。 - 前記樹脂シートを構成する樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリエステル系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、
請求項1に記載の研磨パッド。 - 前記樹脂シートのASTM D570に基づく吸水率が、0.050%以下である、
請求項1又は2に記載の研磨パッド。 - 前記研磨面が、織物の表面の凹凸形状に対応する凸凹形状を有するものである、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の研磨パッド。 - 前記織物が、平織組織、綾織組織、又は朱子織組織を有するものである、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の研磨パッド。 - 前記織物の経糸間及び緯糸間の目開きが、100〜5000μmである、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の研磨パッド。 - 前記織物又は編物の繊維径が、20〜1000μmである、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の研磨パッド。 - 前記織物の目開き率が、30〜80%である、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の研磨パッド。 - 前記樹脂シートのD硬度が、20〜60度である、
請求項1〜8のいずれか一項に記載の研磨パッド。 - 研磨スラリーの存在下、請求項1〜9のいずれか1項に記載の研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する研磨工程を有する、
研磨加工物の製造方法。
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