JP2019198932A

JP2019198932A - 研磨加工用シートの製造方法

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Publication number: JP2019198932A
Application number: JP2018095424A
Authority: JP
Inventors: 正孝高木; Masataka Takagi; 智浩岩尾; Tomohiro Iwao
Original assignee: Fujibo Holdins Inc
Current assignee: Fujibo Holdins Inc
Priority date: 2018-05-17
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2019-11-21
Anticipated expiration: 2038-05-17
Also published as: JP7089170B2

Abstract

【課題】ブロッキング現象の発生を防止することができる研磨パット又は保持パッドとして用いられる研磨加工用シートの製造方法の提供。【解決手段】成膜基材フィルム１に成膜樹脂を塗布して成膜基材フィルム１上に成膜樹脂シート４を形成し、次に成膜基材フィルム１から成膜樹脂シート４を剥離して成膜樹脂シート４を単体で洗浄する。成膜樹脂シート４を洗浄したら、洗浄が終了した成膜樹脂シートに付着防止用フィルム１５を積層させてロール１４に巻き取る。その後、ロール１４から成膜樹脂シート４を引き出して成膜樹脂シートにバフ加工が施される製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は研磨加工用シートの製造方法に関し、より詳しくは、研磨パット又は保持パッドとして用いられる研磨加工用シートの製造方法に関する。

従来、半導体ウェハ基板や磁気ディスク基板の仕上げ用途として、湿式成膜されたポリウレタンシートが研磨パッドとして使用されている（特許文献１）。
また、それらの基板や大型、かつ、または薄型の液晶用ガラス基板を片面研磨機で仕上げ研磨する際には、湿式成膜されたポリウレタンシートで基板を吸着保持する保持パッドが使用されている（特許文献２）。
上記研磨パッドや保持パッドとして用いられる研磨加工用シートを製造する湿式成膜法においては、成膜基材フィルムにポリウレタン樹脂溶液（成膜樹脂）を塗布して成膜基材フィルム上に成膜樹脂シートを形成し、次に成膜基材フィルムから成膜樹脂シートを剥離して成膜樹脂シートを洗浄した後ロールに巻き取り、さらにロールから成膜樹脂シートを引き出して成膜樹脂シートにバフ加工を施している。

特許第５５６７２８０号公報特許第５５０１５６１号公報

上記湿式成膜法による研磨加工用シートにおいては、成膜樹脂に添加された溶媒及び成膜助剤を洗浄するよう、成膜基材フィルムから成膜樹脂シートを剥離した状態で成膜樹脂シートを洗浄するようにしており、したがって成膜樹脂シートは単体でロールに巻き取られている。
このようにバフ加工前、成膜樹脂シートは単体でロールとして保管されているが、特に１００％樹脂モジュラスが１０ＭＰａ以下の柔軟性の高い樹脂シートの場合、単体でロールに捲回すると、いわゆるブロッキング現象が発生しやすくなる。すなわち、捲回され積層状態となった成膜樹脂シートは、軟質で両表面が平坦であるため密着しやすく、粘着性を有するためシート同士が剥がれにくくなってしまうブロッキング現象を生じてしまうことがある。
ブロッキング現象が生じると、バフ加工時に成膜樹脂シートをロールからスムーズに引き出すことができず、軟質なシートの場合にはシートが伸びて厚みムラや密度ムラが生じ研磨加工用シートの品質にばらつきが生じてしまう。添加剤としてカーボンブラックの添加量が少ない場合に、このブロッキング現象がより発生しやすい状況となり、製造工程におけるトラブル発生の原因となっていた。
本発明はそのような事情に鑑み、ブロッキング現象の発生を防止することができる研磨加工用シートの製造方法を提供するものである。

請求項１の発明は、成膜基材フィルムに成膜樹脂を塗布して成膜基材フィルム上に成膜樹脂シートを形成し、次に成膜基材フィルムから成膜樹脂シートを剥離して成膜樹脂シートを洗浄後、ロールに巻き取り、さらにロールから成膜樹脂シートを引き出して成膜樹脂シートにバフ加工を施すようにした研磨加工用シートの製造方法において、
上記成膜樹脂シートを洗浄後、洗浄が終了した成膜樹脂シートに付着防止用フィルムを積層させて上記ロールに巻き取ることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、成膜基材フィルムから成膜樹脂シートを剥離して成膜樹脂シートを単体で洗浄しているので、該成膜樹脂シートを良好に洗浄することができる。そして洗浄が終了した成膜樹脂シートに付着防止用フィルムを積層させてロールに巻き取っているので、ロールに巻き取った成膜樹脂シート同士の間に付着防止用フィルムが介在されることになり、したがって成膜樹脂シート同士が密着して生じるブロッキング現象の発生を防止してバフ加工時にロールから成膜樹脂シートを円滑に引き出すことができる。

成膜樹脂シート４を製造してこれをロール１４に巻き取るまでに用いられる成膜装置の概略構成を示す正面図。図１で上記ロール１４に巻き取った成膜樹脂シート４にバフ加工を施すのに用いられる成膜装置の概略構成を示す正面図。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、成膜基材フィルム１はロール状に巻き取られてロール２として形成されている。上記成膜基材フィルム１はロール２から引き出され、その表面に慣用のコーター３（例えば、ナイフコータ、リバースコータ）により成膜樹脂が塗布されて、成膜基材フィルム１上に成膜樹脂シート４が形成される。
上記成膜基材フィルム１としては、例えばポリエチレンテレフタレート製フィルム（ＰＥＴ）等の可撓性フィルムが用いられる。
また成膜樹脂としては、例えばポリウレタン樹脂が用いられ、該ポリウレタン樹脂としては、１００％モジュラスが２０ＭＰａ以下のポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等の樹脂から選択して用いられる。そして該ポリウレタン樹脂は、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。）及び添加剤に混合されて、ポリウレタン樹脂が３０％となるように溶解されている。
上記添加剤としては、発泡の大きさや量（個数）を制御するため、カーボンブラック等の顔料、発泡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が用いられる。そして得られた溶液を濾過することで凝集塊等を除去した後、真空下で脱泡してポリウレタン樹脂溶液が得られる。

ポリウレタン樹脂シートの１００％樹脂モジュラスが１０ＭＰａ以下の場合、ブロッキング現象が起きやすい。また、カーボンブラックは、ポリウレタン樹脂溶液中に含まれる全固形分に対して０〜１０質量％含まれることが好ましく、０〜８質量％含まれることがより好ましく、０〜６質量％含まれることがさらにより好ましい。被研磨物に対しスクラッチ等のキズ発生を抑制するためにカーボンブラックの添加量は少ないほど好ましく、０質量％であることが最も好ましいが、上記範囲内で含んでいるとブロッキング現象は発生しやすくなり、カーボンブラックの添加量が少ないほどブロッキング現象により接する面同士の吸着力が増す。

上記ポリウレタン樹脂溶液は、常温下で上述したコーター３などの塗布装置により成膜基材フィルム１の表面に略均一に塗布される。このとき、コーター３と成膜基材フィルム１との間隙を調整することで、ポリウレタン樹脂溶液の塗布厚みが調整される。
上記成膜基材フィルム１上に塗布された成膜樹脂シート４は、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槽５内の凝固液（水系凝固液）に浸漬される。
凝固液中では、まず、塗布されたポリウレタン樹脂溶液の表面側に厚さ数μｍ程度のスキン層が形成される。その後、ポリウレタン樹脂溶液中の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フィルム１の表面にシート状に凝固再生され、成膜基材フィルム１上に成膜樹脂シート４が形成される。このとき、ＤＭＦがポリウレタン樹脂溶液から脱溶媒し、ＤＭＦと凝固液とが置換することにより、従来周知のようにスキン層の内側（ポリウレタン樹脂中）に図示しないセルおよび発泡が形成され、セルおよび発泡を網目状に連通する不図示の連通孔が形成される。

表面に成膜樹脂シート４が形成された成膜基材フィルム１は上記凝固槽５内から引き出され、凝固槽５の上方に配置した一対のマングルローラ６の間を通過される際に、凝固再生後のポリウレタン樹脂が脱水処理される。上記マングルローラ６間を通過した成膜基材フィルム１および成膜樹脂シート４は分離ローラ７によって相互に分離され、成膜基材フィルム１はロール８に巻き取られる。
他方、上記成膜基材フィルム１から分離された成膜樹脂シート４は、洗浄槽１１内に貯溜された水等の洗浄液内に浸漬され、成膜樹脂シート４中に残留するＤＭＦや成膜助剤（界面活性剤）が洗浄液中に溶出される。この際、成膜樹脂シート４は成膜基材フィルム１から分離されて単体で洗浄液内に浸漬されるので、成膜樹脂シート４の表面及び裏面より効率的に洗浄が行われる。
洗浄が終了した成膜樹脂シート４は上記洗浄槽１１内から引き出され、洗浄槽１１の上方に配置した一対のマングルローラ１２の間を通過される際に、洗浄液が脱水処理される。洗浄後、成膜樹脂シート４はシリンダ乾燥機１３で乾燥される。シリンダ乾燥機１３は内部に熱源を有するシリンダを備えており、成膜樹脂シート４がシリンダの周面に沿って通過することで乾燥される。

上記シリンダ乾燥機１３によって乾燥された成膜樹脂シート４はロール１４として巻き取られるが、この際、成膜樹脂シート４の一側表面に付着防止用フィルム１５が積層されるようになり、成膜樹脂シート４と付着防止用フィルム１５とが積層された状態で上記ロール１４として巻き取られる。上記付着防止用フィルム１５はロール１６に巻き取られており、該ロール１６から上記ロール１４に供給されるようになっている。
この状態では、ロール１４として巻き取られた成膜樹脂シート４間に付着防止用フィルム１５が介在されるので、巻き取られた成膜樹脂シート４同士が相互に密着することはなく、次にロール１４から成膜樹脂シート４と付着防止用フィルム１５とを引き出す際に円滑に引き出すことができる。

上記付着防止用フィルム１５としては、ポリオレフィンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリエステルフィルム、紙から選択することができる。また付着防止用フィルム１５はシリコーン系剥離剤、あるいは非シリコーン系剥離剤で離型処理されていることが望ましく、非シリコーン系剥離剤としては、ポリオレフィン、イソシアネートおよびポリオレフィンポリオールを少なくとも含有する、ポリオレフィン系剥離剤をもちいることが望ましい。
さらに、付着防止用フィルム１５の成膜樹脂シート表面と接する面の表面粗さが５μｍ以下であることが好ましく、また坪量は４０〜２００ｇ／ｍ^２の範囲であることが好ましい。表面粗さが５μｍ以下であると、成膜樹脂シートの表面粗さを悪化させることなく適度な滑り性が得られるため好ましい。坪量が４０〜２００ｇ／ｍ^２の範囲であると、バフ処理前のロール体が嵩張らないため好ましい。また、軟質な成膜樹脂シートに余分なテンションやテンション斑を与えることなくバフ機へ送りだすことができるため好ましい。

図２に示すように、積層された状態で上記ロール１４に巻き取られた成膜樹脂シート４と付着防止用フィルム１５とは、該ロール１４から相互に分離されながら引き出され、付着防止用フィルム１５はロール２１に巻き取られる。この際、上述したように巻き回された成膜樹脂シート４同士は相互に密着しておらず、その間に付着防止用フィルム１５が介在されているので、成膜樹脂シート４に無理な負荷を加えることなく該成膜樹脂シート４を円滑にロール１４から引き出すことができる。
上記ロール１４から引き出された成膜樹脂シート４は、バフ機２２によってバフ加工される。上記バフ機２２は、成膜樹脂シート４のバフ加工する表面とは反対側となる裏面を支持する圧接ローラ２３と、該圧接ローラ２３と対向させて配置した、成膜樹脂シート４の表面側をバフ加工するためのバフローラ２４とを備えており、圧接ローラ２３は図示しない駆動手段によって成膜樹脂シート４の搬送方向に回転駆動され、バフローラ２４は図示しない駆動手段によって成膜樹脂シート４の搬送方向とは逆方向に回転駆動されるようになっている。

上記圧接ローラ２３の表層には、ゴム等の弾性材で弾性層２３ａが設けられて、成膜樹脂シート４を略平坦に支持することができるようになっている。またバフローラ２４の表面には、バフシートとしてのサンドペーパー２４ａが貼付されている。
上記サンドペーパー２４ａは、可撓性の基材を有している。基材としては、ＰＥＴ、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニールから選択される１種の樹脂製フィルムや紙、綿布、合成布などを用いることができ、基材の表面には、砥粒がにかわや合成樹脂などの接着剤により固定されている。

上記成膜樹脂シート４の裏面が圧接ローラ２３の弾性層２３ａの表面に圧接され、該成膜樹脂シート４が弾性層２３ｓの表面で略平坦に支持された状態で、表面側にバフローラ２４でバフ加工が施される。
この際、成膜樹脂シート４を研磨パッドとして用いる場合には、成膜樹脂シート４のスキン層側表面がバフ加工され、バフ加工されたスキン層側表面が研磨面として用いられる。他方、成膜樹脂シート４を保持パッドとして用いる場合には、成膜樹脂シート４の裏面側がバフ加工され、スキン層側表面が保持面として用いられる。
バフ加工が施されて厚みのバラツキの低減が図られた成膜樹脂シート４は、上記研磨パット又は保持パッドとして用いられる研磨加工用シート４Ａとしてロール２５に巻き取られる。
この際、圧接ローラ２３からロール２５までの搬送中に、バフ加工で研磨加工用シート４Ａに付着したバフ屑は除去されるようになる。
上記ロール２５に巻き取られた研磨加工用シート４Ａは、研磨加工用シート４Ａ同士が接触するようになるが、その表面にバフ加工が施されているので、次にロール２５から研磨加工用シート４Ａを引き出す際に、研磨加工用シート４Ａ同士が接着することによる引き出しトラブルを発生させることはない。そして研磨加工用シート４Ａは、この後、用途に応じて研磨パットとして、又は保持パッドとして完成される。研磨加工用シート４Ａを研磨パット又は保持パッドとして製造することは従来既に周知であるので、その説明は省略する。

なお、上記実施例では成膜樹脂シート４の表面側のみをバフ加工しているが、必要に応じて両面をバフ加工してもよい。
また、上記実施例では成膜樹脂シート４と付着防止用フィルム１５とを分離させているが、両者を一体のまま引き出して、分離させることなく成膜樹脂シート４の表面にバフ加工を施すようにしてもよい。成膜樹脂シート４と付着防止用フィルム１５とを分離させずにバフ加工を行うと、バフ処理をしていない面に対し、バフにより生じる研削屑の付着や、ロール体とした時にバフ処理をしていない面にバフにより生じた開口が接触し開口の跡が転写されてしまうことを防止でき、バフ処理をしていない面を保持面として使用する保持パッドに対し特に有用である。

１成膜基材フィルム２、８、１４、１６、２１、２５ロール
４成膜樹脂シート４Ａ研磨加工用シート
５凝固槽７分離ローラ
１１洗浄槽１３シリンダ乾燥機
１５付着防止用フィルム２２バフ機

Claims

成膜基材フィルムに成膜樹脂を塗布して成膜基材フィルム上に成膜樹脂シートを形成し、次に成膜基材フィルムから成膜樹脂シートを剥離して成膜樹脂シートを洗浄後、ロールに巻き取り、さらにロールから成膜樹脂シートを引き出して成膜樹脂シートにバフ加工を施すようにした研磨加工用シートの製造方法において、
上記成膜樹脂シートを洗浄後、洗浄が終了した成膜樹脂シートに付着防止用フィルムを積層させて上記ロールに巻き取ることを特徴とする研磨加工用シートの製造方法。
上記ロールから成膜樹脂シートと付着防止用フィルムとを引き出したのち、成膜樹脂シートと付着防止用フィルムとを分離させて、成膜樹脂シートにバフ加工を施すことを特徴とする請求項１に記載の研磨加工用シートの製造方法。
上記ロールから成膜樹脂シートと付着防止用フィルムとを積層状態のまま引き出して、付着防止用フィルムが積層された成膜樹脂シートにバフ加工を施すことを特徴とする請求項１に記載の研磨加工用シートの製造方法。
上記付着防止用フィルムは、ポリオレフィンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリエステルフィルム、紙から選択されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の研磨加工用シートの製造方法。
付着防止用フィルムは、シリコーン系剥離剤、あるいは非シリコーン系剥離剤で離型処理されており、非シリコーン系剥離剤としては、ポリオレフィン、イソシアネートおよびポリオレフィンポリオールを少なくとも含有する、ポリオレフィン系剥離剤が用いられることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の研磨加工用シートの製造方法。
付着防止用フィルムの成膜樹脂シート表面と接する面の表面粗さが５μｍ以下であり、かつ坪量が４０〜２００ｇ／ｍ^２の範囲であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の研磨加工用シートの製造方法。