JP2021053765A - Polishing pad - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は研磨パッドに関し、より詳しくは、被研磨物の加工時に加工の終点を検出するための終点検出用窓を備えた研磨パッドに関する。 The present invention relates to a polishing pad, and more particularly to a polishing pad provided with a window for detecting an end point for detecting the end point of processing at the time of processing an object to be polished.
従来、被研磨物としてのウエハを研磨するための研磨パッドは知られており、さらに、ウエハを研磨加工する際の終点を検出するために、検査光を透過させる透明な終点検出用窓を備えた研磨パッドは知られている(例えば特許文献1〜特許文献3)。
こうした従来の研磨パッドにおいては、本体部となる研磨層に貫通孔を設けるとともに、研磨に用いられる研磨液(スラリー)の漏出を防ぐため、そこに終点検出用窓となる透明な窓用部材を取り付ける構成となっている。具体的には、特許文献1の研磨パッドにおいては、終点検出用窓となる窓用部材を研磨層の貫通孔に嵌め込んで光硬化性接着剤で接着するようにしてあり、特許文献2の研磨パッドにおいては、研磨層の貫通孔に終点検出用窓となる窓用部材を接着剤なしで嵌合している。さらに、特許文献3の研磨パッドにおいては、研磨層の貫通孔の内周面に単一の凹部を形成する一方、終点検出用窓となる窓用部材の外周面に上記凹部と係合する凸部を形成している。
Conventionally, a polishing pad for polishing a wafer as an object to be polished has been known, and further, in order to detect the end point when polishing the wafer, a transparent end point detection window for transmitting inspection light is provided. Polishing pads are known (for example, Patent Documents 1 to 3).
In such a conventional polishing pad, a through hole is provided in the polishing layer as the main body, and a transparent window member serving as an end point detection window is provided therein in order to prevent leakage of the polishing liquid (slurry) used for polishing. It is configured to be attached. Specifically, in the polishing pad of Patent Document 1, a window member serving as an end point detection window is fitted into a through hole of a polishing layer and adhered with a photocurable adhesive. In the polishing pad, a window member serving as an end point detection window is fitted into a through hole of the polishing layer without an adhesive. Further, in the polishing pad of
ところで、上述した従来の研磨パッドにおいては、それぞれ以下のような問題があった。
すなわち、上記特許文献1の研磨パッドにおいては、ウエハを研磨中において光硬化性の接着剤がウエハの被研磨面と接触するため、ウエハの被研磨面にスクラッチ等が生じて研磨性能が低下するという問題があった。また、特許文献2の研磨パッドにおいては、研磨層の貫通孔への終点検出用窓(窓用部材)の嵌合が不十分となりやすく、ウエハの研磨中に研磨層の貫通孔から終点検出用窓が脱落する恐れがあった。
さらに、特許文献3の研磨パッドにおいては、研磨パッドの使用に伴って研磨パッドの研磨層及び終点検出用窓が磨滅することで、終点検出用窓の外周面に形成されていた凸部が消滅すると、その後のウエハの研磨中に終点検出用窓が貫通孔から容易に脱落する恐れがあった。
そこで、本発明の目的は、研磨性能の低下を防止し、しかも研磨層から終点検出用窓が脱落するのを防止可能な研磨パッドを提供することである。
By the way, each of the above-mentioned conventional polishing pads has the following problems.
That is, in the polishing pad of Patent Document 1, since the photocurable adhesive comes into contact with the surface to be polished of the wafer during polishing of the wafer, scratches or the like occur on the surface to be polished of the wafer and the polishing performance is deteriorated. There was a problem. Further, in the polishing pad of
Further, in the polishing pad of
Therefore, an object of the present invention is to provide a polishing pad capable of preventing deterioration of polishing performance and preventing the end point detection window from falling off from the polishing layer.
上述した事情に鑑み、本発明は、被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層と、該研磨層の貫通孔に設けられて、検査光及び被研磨物からの反射光を透過させる終点検出用窓とを備える研磨パッドにおいて、
上記終点検出用窓の側部に、上記研磨面と直交方向において複数の凸部が形成されており、
上記研磨層の貫通孔の内周面に、上記終点検出用窓の凸部と係合する複数の凹部が形成されており、
上記複数箇所の凸部と凹部とが係合することを特徴とするものである。
In view of the above circumstances, the present invention is provided in a polishing layer having a polishing surface for polishing an object to be polished and an end point detection provided in a through hole of the polishing layer to transmit inspection light and reflected light from the object to be polished. In a polishing pad with a window
A plurality of convex portions are formed on the side portion of the end point detection window in a direction orthogonal to the polished surface.
A plurality of concave portions that engage with the convex portion of the end point detection window are formed on the inner peripheral surface of the through hole of the polishing layer.
It is characterized in that the convex portions and the concave portions at the plurality of locations are engaged with each other.
このような構成によれば、接着剤を用いることなく、複数箇所の凹凸が相互に係合した状態で終点検出用窓は貫通孔に取り付けられる。そのため、被研磨物の研磨加工の際に、被加工面が接着剤によって悪影響を受けることがなく、しかも上記複数の凹部と凸部が係合しているので、被研磨物の研磨中に終点検出用窓が研磨層の貫通孔から脱落するのを防止することができる。 According to such a configuration, the end point detection window is attached to the through hole in a state where the irregularities at a plurality of locations are engaged with each other without using an adhesive. Therefore, during the polishing process of the object to be polished, the surface to be processed is not adversely affected by the adhesive, and the plurality of concave portions and the convex portions are engaged with each other. It is possible to prevent the detection window from falling out of the through hole of the polishing layer.
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1ないし図2において、1は研磨装置であり、この研磨装置1は、薄板状の被研磨物2(例えば半導体ウエハ)を研磨パッド3によって研磨するようになっている。また、この研磨装置1は、被研磨物2を研磨する研磨加工を行う際に被研磨物2の被研磨面2Aに検査光L1を照射し、その反射光を検出機構7(受光部7B)で受光することで、研磨加工の進捗状況と加工終了となる終点を検出できるようになっている。
研磨装置1は、下方側に位置して上面に研磨パッド3が固定される研磨定盤4と、上方側に位置して下面に被研磨物2を保持する保持定盤5と、被研磨物2と研磨パッド3との間にスラリーを供給するスラリー供給機構6と、検査光L1を用いて被研磨物2の研磨加工の進捗状況と加工の終点を検出する検出機構7を備えている。
研磨装置1による研磨加工の対象となる被研磨物2は、光学材料、シリコンウェハ、液晶用ガラス基板、半導体基板の他、ガラス、金属、セラミック等の板状物である。また、スラリー供給機構6が供給するスラリーとしては、対象となる被研磨物2および求められる加工精度に応じて従来公知の好適な物を使用することができる。
上記研磨定盤4および保持定盤5はそれぞれ略円盤状となっており、それぞれ図示しない駆動機構によって矢印方向に回転するようになっており、また、上記保持定盤5は昇降可能に設けられている。
被研磨物2に研磨加工を行う際には、保持定盤5によって被研磨物2の被研磨面(下面)2Aを研磨パッド3の研磨面3Aに設定圧力で押し当てた状態で、それらが相対的に回転されるとともに、スラリー供給機構6からスラリーが被研磨物2の被研磨面2Aと研磨パッド3の研磨面3Aとの間に供給されるようになっている。
Hereinafter, the present invention will be described with respect to the illustrated examples. In FIGS. 1 to 2, 1 is a polishing device, and the polishing device 1 polishes a thin plate-shaped object 2 (for example, a semiconductor wafer) with a
The polishing apparatus 1 includes a polishing surface plate 4 located on the lower side and having a
The
The polishing surface plate 4 and the
When polishing the object to be polished 2, the
ところで、被研磨物2の研磨加工を行う際には、該被研磨物2の研磨加工の進捗状況と加工終了となる終点を検出する必要がある。そこで、この研磨装置1は、下方側から上方に向けて検査光L1を照射して、被研磨物2の被研磨面2Aからの反射光を基にして研磨加工の進捗状況と加工終点を検出する検出機構7を備えている。また、研磨パッド3の所定位置には、上記検査光L1を透過させ、かつ被研磨物2の被研磨面2Aからの反射光を透過させる透明な終点検出用窓3Bが設けられている。
研磨パッド3は、上方側に位置する円板状の研磨層3Cと、研磨層3Cの下面に接着剤で接着された円板状の支持層3Dとを備えている。研磨層3Cの所定位置に透明な終点検出用窓3Bが設けられており、その下方側となる支持層3Dの位置には、検査光L1及び被研磨物2からの反射光を通過させるための貫通孔3Daが穿設されている。
終点検出用窓3Bの上面3Bbと研磨層3Cの上面である研磨面3Aは同一平面となっている。また、終点検出用窓3Bの下面3Bcと研磨層3Cの下面は同一平面となっており、そこに接着剤により支持層3Dの上面が接着されている。そして、上下で一体となった研磨層3Cと支持層3Dからなる研磨パッド3は、その下面(支持層3Dの下面)を両面テープや接着剤等によって研磨定盤4の上面4Aに固定されている。
By the way, when polishing the object to be polished 2, it is necessary to detect the progress of the polishing process of the object to be polished 2 and the end point at which the process ends. Therefore, this polishing device 1 irradiates the inspection light L1 from the lower side to the upper side, and detects the progress status of the polishing process and the processing end point based on the reflected light from the
The
The upper surface 3Bb of the end
研磨層3Cは、硬質ウレタンにより形成されている。硬質ウレタンは、ポリオール成分とイソシアネート成分との反応中間体であるウレタンプレポリマーを用い、ジアミン類又はジオール類等の硬化剤(鎖延長剤)、発泡剤、触媒等を添加混合して得られるポリウレタンポリウレア樹脂を硬化させるプレポリマー法により製造される。なお、以下に研磨層や終点検出用窓をポリウレタンポリウレア樹脂として説明するが、ポリウレタン樹脂やポリウレア樹脂を用いてもよい。
The polishing
研磨層3Cの製造方法としては、例えば、少なくともプレポリマーとしてのポリウレタン結合含有イソシアネート化合物、硬化剤、中空体を準備する準備工程;少なくとも、上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物、硬化剤を混合して成形体成形用の混合液を得る混合工程;上記成形体成形用混合液からポリウレタンポリウレア樹脂成形体を成形する成形体成形工程;および上記ポリウレタンポリウレア樹脂成形体から、上記研磨面を有する研磨層を形成する研磨層形成工程、を含むことが挙げられる。
As a method for producing the
上記準備工程として、上記研磨層3Cの製造には、ポリウレタンポリウレア樹脂成形体の原料として、例えば、ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物、硬化剤、中空体が用いられる。更にポリオール化合物を上記成分とともに用いてもよく、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の成分を併せて用いてもよい。
As the preparatory step, for the production of the
上記準備工程で準備される上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物は、下記ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを、通常用いられる条件で反応させることにより得られる化合物であり、ポリウレタン結合とイソシアネート基を分子内に含むものである。また、本発明の効果を損なわない範囲内で、他の成分がポリウレタン結合含有イソシアネート化合物に含まれていてもよい。
上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物としては、市販されているものを用いてもよく、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させて合成したものを用いてもよい。上記反応に特に制限はなく、ポリウレタン樹脂の製造において公知の方法および条件を用いて付加重合反応すればよい。
例えば、40℃に加温したポリオール化合物に、窒素雰囲気にて撹拌しながら50℃に加温したポリイソシアネート化合物を添加し、30分後に80℃まで昇温させ更に80℃にて60分間反応させるといった方法で製造することが出来る。
The polyurethane bond-containing isocyanate compound prepared in the preparation step is a compound obtained by reacting the following polyisocyanate compound and a polyol compound under commonly used conditions, and contains a polyurethane bond and an isocyanate group in the molecule. It is a compound. Further, other components may be contained in the polyurethane bond-containing isocyanate compound as long as the effects of the present invention are not impaired.
As the polyurethane bond-containing isocyanate compound, a commercially available compound may be used, or a compound synthesized by reacting a polyisocyanate compound with a polyol compound may be used. The above reaction is not particularly limited, and the addition polymerization reaction may be carried out using a method and conditions known in the production of polyurethane resin.
For example, a polyisocyanate compound heated to 50 ° C. while stirring in a nitrogen atmosphere is added to a polyol compound heated to 40 ° C., and after 30 minutes, the temperature is raised to 80 ° C. and further reacted at 80 ° C. for 60 minutes. It can be manufactured by such a method.
まず、上記ポリイソシアネート化合物とは、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する化合物を意味する。またポリイソシアネート化合物としては、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有していれば特に制限されるものではない。
例えば、分子内に2つのイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物としては、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、ナフタレン−1,4−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、4,4’−メチレン−ビス(シクロヘキシルイソシアネート)(水添MDI)、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニルジイソシアネート、3,3’−ジメチルジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、キシリレン−1,4−ジイソシアネート、4,4’−ジフェニルプロパンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、プロピレン−1,2−ジイソシアネート、ブチレン−1,2−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−1,2−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−1,4−ジイソシアネート、p−フェニレンジイソチオシアネート、キシリレン−1,4−ジイソチオシアネート、エチリジンジイソチオシアネート等を挙げることができる。
さらに、ポリイソシアネート化合物としては、ジイソシアネート化合物が好ましく、中でも2,4−TDI、2,6−TDI、MDIがより好ましく、2,4−TDI、2,6−TDIが特に好ましい。
これらのポリイソシアネート化合物は、単独で用いてもよく、複数のポリイソシアネート化合物を組み合わせて用いてもよい。
First, the polyisocyanate compound means a compound having two or more isocyanate groups in the molecule. The polyisocyanate compound is not particularly limited as long as it has two or more isocyanate groups in the molecule.
For example, examples of the diisocyanate compound having two isocyanate groups in the molecule include m-phenylenediocyanate, p-phenylenediocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), and 2,4-tolylene diisocyanate (2). , 4-TDI), naphthalene-1,4-diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI), 4,4'-methylene-bis (cyclohexylisocyanate) (hydrogenated MDI), 3,3'-dimethoxy -4,4'-biphenyldiisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, xylylene-1,4-diisocyanate, 4,4'-diphenylpropanediisocyanate, trimethylenediisocyanate, hexamethylenediisocyanate, propylene -1,2-diisocyanate, butylene-1,2-diisocyanate, cyclohexylene-1,2-diisocyanate, cyclohexylene-1,4-diisocyanate, p-phenylenediisothiocianate, xylylene-1,4-diisocyanate, Ethilidine diisocyanate and the like can be mentioned.
Further, as the polyisocyanate compound, a diisocyanate compound is preferable, among them, 2,4-TDI, 2,6-TDI and MDI are more preferable, and 2,4-TDI and 2,6-TDI are particularly preferable.
These polyisocyanate compounds may be used alone or in combination of a plurality of polyisocyanate compounds.
次に上記ポリオール化合物とは、分子内に2つ以上のアルコール性水酸基(OH)を有する化合物を意味する。
上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物の合成に用いられるポリオール化合物としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール(DEG)、ブチレングリコール等のジオール化合物、トリオール化合物等;ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール(又はポリテトラメチレンエーテルグリコール)(PTMG)等のポリエーテルポリオール化合物;エチレングリコールとアジピン酸との反応物やブチレングリコールとアジピン酸との反応物等のポリエステルポリオール化合物;ポリカーボネートポリオール化合物、ポリカプロラクトンポリオール化合物等を挙げることができる。
また、エチレンオキサイドを付加した3官能性プロピレングリコールを用いることもできる。これらの中でも、PTMG、又はPTMGとDEGの組み合わせが好ましい。
上記ポリオール化合物は単独で用いてもよく、複数のポリオール化合物を組み合わせて用いてもよい。
Next, the polyol compound means a compound having two or more alcoholic hydroxyl groups (OH) in the molecule.
Examples of the polyol compound used for synthesizing the polyurethane bond-containing isocyanate compound include diol compounds such as ethylene glycol, diethylene glycol (DEG) and butylene glycol, triol compounds and the like; poly (oxytetramethylene) glycol (or polytetramethylene ether glycol). Polyether polyol compounds such as (PTMG); polyester polyol compounds such as a reaction product of ethylene glycol and adipic acid and a reaction product of butylene glycol and adipic acid; polycarbonate polyol compound, polycaprolactone polyol compound and the like can be mentioned.
Further, trifunctional propylene glycol to which ethylene oxide is added can also be used. Among these, PTMG or a combination of PTMG and DEG is preferable.
The above polyol compound may be used alone, or a plurality of polyol compounds may be used in combination.
ここで、NCO基1個当たりのプレポリマーの分子量を示すプレポリマーのNCO当量としては、200〜800であることが好ましく、300〜700であることがより好ましく、400〜600であることがさらにより好ましい。
具体的に上記プレポリマーのNCO当量は以下のようにして求めることができる。
プレポリマーのNCO当量=(ポリイソシアネート化合物の質量部+ポリオール化合物の質量部)/[(ポリイソシアネート化合物1分子当たりの官能基数×ポリイソシアネート化合物の質量部/ポリイソシアネート化合物の分子量)−(ポリオール化合物1分子当たりの官能基数×ポリオール化合物の質量部/ポリオール化合物の分子量)]
Here, the NCO equivalent of the prepolymer, which indicates the molecular weight of the prepolymer per NCO group, is preferably 200 to 800, more preferably 300 to 700, and further preferably 400 to 600. More preferred.
Specifically, the NCO equivalent of the prepolymer can be determined as follows.
NCO equivalent of prepolymer = (mass part of polyisocyanate compound + mass part of polyol compound) / [(number of functional groups per molecule of polyisocyanate compound x mass part of polyisocyanate compound / molecular weight of polyisocyanate compound)-(polyisocyanate compound) Number of functional groups per molecule x mass part of polyol compound / molecular weight of polyol compound)]
上記硬化剤としては、例えば、ポリアミン化合物および/又はポリオール化合物を用いることができる。
ポリアミン化合物とは、分子内に2つ以上のアミノ基を有する化合物を意味し、脂肪族や芳香族のポリアミン化合物、特にはジアミン化合物を使用することができる。
例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジアミン、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(メチレンビス−o−クロロアニリン)(以下、MOCAと略記する。)、MOCAと同様の構造を有するポリアミン化合物等を挙げることができる。
また、ポリアミン化合物が水酸基を有していてもよく、このようなアミン系化合物として、例えば、2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等を挙げることができる。
ポリアミン化合物としては、ジアミン化合物が好ましく、MOCA、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンがより好ましく、MOCAが特に好ましい。
ポリアミン化合物は、単独で用いてもよく、複数のポリアミン化合物を組み合わせて用いてもよい。
ポリアミン化合物は、他の成分と混合し易くするためおよび/又は後の成形体形成工程における気泡径の均一性を向上させるために、必要により加熱した状態で減圧下脱泡することが好ましい。減圧下での脱泡方法としては、ポリウレタンの製造において公知の方法を用いればよく、例えば、真空ポンプを用いて0.1MPa以下の真空度で脱泡することができる。
硬化剤として固体の化合物を用いる場合は、加熱により溶融させつつ、減圧下脱泡することができる。
As the curing agent, for example, a polyamine compound and / or a polyol compound can be used.
The polyamine compound means a compound having two or more amino groups in the molecule, and an aliphatic or aromatic polyamine compound, particularly a diamine compound, can be used.
For example, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, dicyclohexylmethane-4,4'-diamine, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (methylenebis-o-chloroaniline) (hereinafter, MOCA). ), Polyamine compounds having the same structure as MOCA, and the like can be mentioned.
Further, the polyamine compound may have a hydroxyl group, and examples of such amine compounds include 2-hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, and di-2-hydroxy. Examples thereof include ethyl propylenediamine, 2-hydroxypropyl ethylenediamine, di-2-hydroxypropyl ethylenediamine and the like.
As the polyamine compound, a diamine compound is preferable, MOCA, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone are more preferable, and MOCA is particularly preferable.
The polyamine compound may be used alone or in combination of a plurality of polyamine compounds.
The polyamine compound is preferably defoamed under reduced pressure in a heated state, if necessary, in order to facilitate mixing with other components and / or to improve the uniformity of the bubble diameter in the subsequent molding step. As a defoaming method under reduced pressure, a method known in the production of polyurethane may be used, and for example, defoaming can be performed at a vacuum degree of 0.1 MPa or less using a vacuum pump.
When a solid compound is used as the curing agent, it can be defoamed under reduced pressure while being melted by heating.
また、硬化剤としてのポリオール化合物としては、ジオール化合物やトリオール化合物等の化合物であれば特に制限なく用いることができる。また、プレポリマーを形成するのに用いられるポリオール化合物と同一であっても異なっていてもよい。
具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどの低分子量ジオール、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの高分子量のポリオール化合物などが挙げられる。
上記ポリオール化合物は単独で用いてもよく、複数のポリオール化合物を組み合わせて用いてもよい。
Further, as the polyol compound as a curing agent, any compound such as a diol compound and a triol compound can be used without particular limitation. It may also be the same as or different from the polyol compound used to form the prepolymer.
Specific examples include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, pentanediol, 3 Examples thereof include low molecular weight diols such as -methyl-1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol, and high molecular weight polyol compounds such as poly (oxytetramethylene) glycol, polyethylene glycol and polypropylene glycol.
The above polyol compound may be used alone, or a plurality of polyol compounds may be used in combination.
ここで、上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物の末端に存在するイソシアネート基に対する、硬化剤に存在する活性水素基(アミノ基および水酸基)の当量比であるR値が、0.60〜1.40となるよう、各成分を混合する。R値は、0.65〜1.30が好ましく、0.70〜1.20がより好ましい。 Here, the R value, which is the equivalent ratio of the active hydrogen groups (amino groups and hydroxyl groups) present in the curing agent to the isocyanate groups present at the ends of the polyurethane bond-containing isocyanate compound, is 0.60 to 1.40. So, mix each component. The R value is preferably 0.65 to 1.30, more preferably 0.70 to 1.20.
上記中空体とは、空隙を有する微小球体を意味する。微小球体には、球状、楕円状、およびこれらに近い形状のものが含まれる。中空体の例としては、熱可塑性樹脂からなる外殻(ポリマー殻)と、外殻に内包される低沸点炭化水素とからなる未発泡の加熱膨張性微小球状体や未発泡の加熱膨張性微小球状体を加熱膨張させたものが挙げられる。
上記ポリマー殻としては、特開昭57−137323号公報等に開示されているように、例えば、アクリロニトリル−塩化ビニリデン共重合体、アクリロニトリル−メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニル−エチレン共重合体などの熱可塑性樹脂を用いることができる。同様に、ポリマー殻に内包される低沸点炭化水素としては、例えば、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、石油エーテル等を用いることができる。
なお、上記中空体を用いる他、水発泡等の化学的発泡や機械的な撹拌による発泡を用いて気泡を形成しても良く、これらの方法を組み合わせても良い。
The hollow body means a microsphere having a void. Microspheres include spherical, elliptical, and similar shapes. Examples of the hollow body are an unexpanded heat-expandable microsphere composed of an outer shell (polymer shell) made of a thermoplastic resin and a low boiling point hydrocarbon contained in the outer shell, and an unexpanded heat-expandable microsphere. Examples thereof include those obtained by heating and expanding a spherical body.
Examples of the polymer shell include acrylonitrile-vinylidene chloride copolymer, acrylonitrile-methylmethacrylate copolymer, vinyl chloride-ethylene copolymer and the like, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-137323. A thermoplastic resin can be used. Similarly, as the low boiling point hydrocarbon contained in the polymer shell, for example, isobutane, pentane, isopentane, petroleum ether and the like can be used.
In addition to using the above hollow body, bubbles may be formed by using chemical foaming such as water foaming or foaming by mechanical stirring, or these methods may be combined.
次に混合工程について説明すると、当該混合工程では、上記準備工程で準備した、プレポリマーとしてのポリウレタン結合含有イソシアネート化合物、硬化剤および中空体を、混合機内に供給して攪拌・混合する。混合工程は、上記各成分の流動性を確保できる温度に加温した状態で行われる。
混合順序に特に制限はないが、ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物と中空体とを混合した混合液と、硬化剤および必要に応じて他の成分を混合した混合液とを用意し、両混合液を混合器内に供給して混合撹拌することが好ましい。このようにして、成形体成形用の混合液が調製される。
Next, the mixing step will be described. In the mixing step, the polyurethane bond-containing isocyanate compound as a prepolymer, the curing agent and the hollow body prepared in the above preparation step are supplied into the mixer and stirred / mixed. The mixing step is performed in a state of being heated to a temperature at which the fluidity of each of the above components can be ensured.
The mixing order is not particularly limited, but a mixed solution in which a polyurethane bond-containing isocyanate compound and a hollow body are mixed and a mixed solution in which a curing agent and other components are mixed if necessary are prepared, and both mixed solutions are mixed. It is preferable to supply the mixture into the vessel and mix and stir. In this way, a mixed solution for molding a molded product is prepared.
次に成形体成形工程では、上記混合工程で調製された成形体成形用の混合液を50〜100℃の型枠内に流し込み、プレポリマー、硬化剤が反応してポリウレタンポリウレア樹脂を形成することにより該混合液は硬化し、ポリウレタンポリウレア樹脂成形体を成形する。 Next, in the molded body molding step, the mixed solution for molding body molding prepared in the above mixing step is poured into a mold at 50 to 100 ° C., and the prepolymer and the curing agent react to form a polyurethane polyurea resin. The mixed solution is cured by the above method to form a polyurethane polyurea resin molded product.
そして、研磨層形成工程では、上記成形体成形工程により得られたポリウレタンポリウレア樹脂成形体をシート状にスライスするとともに、スライスした樹脂シートを所定形状に裁断する。
このようにして得られた状の樹脂シートは表面及び/又は裏面を研削処理する。一方の面が上記研磨面となり、当該研磨面に対して所要のカッターを用いて切削加工等を行うことで、任意のピッチ、幅、深さを有する溝を形成することができ、これにより研磨層3Cが得られることとなる。
Then, in the polishing layer forming step, the polyurethane polyurea resin molded body obtained by the molded body molding step is sliced into a sheet, and the sliced resin sheet is cut into a predetermined shape.
The front surface and / or the back surface of the resin sheet obtained in this manner is ground. One surface becomes the polished surface, and by performing cutting or the like on the polished surface using a required cutter, grooves having an arbitrary pitch, width, and depth can be formed, thereby polishing.
支持層3Dには、樹脂を含浸してなる含浸不織布、ポリエチレンフォームやポリウレタンフォームなどの発泡体、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の支持基材を用いることができる。
含浸不織布を支持層3Dとする場合、支持層3Dを製造するためには、少なくなくとも不織布基体に含浸した樹脂を湿式凝固させる工程、湿式凝固した繊維集合体の両面をバフ処理する工程、を含むことが挙げられる。本実施例の不織布基体は、特に限定されるものではなく、種種公知のものを採用できる。
不織布基体の例としては、ポリオレフイン系、ポリアミド系、ポリエステル系などの不織布を挙げることができる。また、不織布基体を得る際に繊維を交絡させる方法としても特に限定されず、例えば、ニードルパンチであってもよく、水流交絡であってもよい。
不織布基体は上述した中から1種を単独で用いることができ、2種以上を組み合わせて用いることもできる。不織布基体は繊維の間の隙間が多く吸水性に富むが、樹脂を含浸させることにより隙間が樹脂で満たされるため吸水性が低下する。
For the
When the impregnated non-woven fabric is used as the
Examples of the non-woven fabric substrate include non-woven fabrics such as polyolefine-based, polyamide-based, and polyester-based. Further, the method of entwining the fibers when obtaining the non-woven fabric substrate is not particularly limited, and may be, for example, needle punching or water flow entanglement.
As the non-woven fabric substrate, one of the above-mentioned types can be used alone, and two or more types can be used in combination. The non-woven fabric substrate has many gaps between fibers and is rich in water absorption, but the gaps are filled with the resin by impregnating with the resin, so that the water absorption is lowered.
不織布基体に含浸させる樹脂は、ポリウレタン、ポリウレタンポリウレアなどのポリウレタン系、ポリアクリレート、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデンなどのビニル系、ポリサルホン、ポリエーテルサルホンなどのポリサルホン系、アセチル化セルロース、ブチリル化セルロース等のアシル化セルロース系、ポリアミド系及びポリスチレン系などが挙げられる。 The resin to be impregnated in the non-woven substrate is polyurethane such as polyurethane and polyurethane polyurea, acrylic such as polyacrylate and polyacrylonitrile, vinyl such as polyvinyl chloride, polyvinyl acetate and polyvinylidene fluoride, polysulfone and polyethersulfone. Examples thereof include polysulfone-based, acetylated cellulose, acylated cellulose-based such as butyrylized cellulose, polyamide-based and polystyrene-based.
不織布の密度は、樹脂含浸前の状態(ウェッブの状態)で、好ましくは0.3g/cm3以下であり、より好ましくは0.1〜0.2g/cm3である。また、樹脂含浸後の不織布の密度は、好ましくは0.5g/cm3以下であり、より好ましくは0.3〜0.4g/cm3である。不織布の密度が高すぎると加工精度が悪化する傾向があり、低すぎると比較的吸水しやすくなる傾向がある。
また不織布に対する樹脂の付着率は、不織布の重量に対する付着させた樹脂の重量で表され、好ましくは50%以上であり、より好ましくは75〜200%である。樹脂の付着率が大きすぎると支持層3Dとしての所望のクッション性を示さなくなる傾向があり、低すぎると支持層3Dが吸水してしまい、研磨特性に影響を及ぼす。
The density of the non-woven fabric is preferably 0.3 g / cm3 or less, more preferably 0.1 to 0.2 g / cm3 in the state before resin impregnation (web state). The density of the non-woven fabric after impregnation with the resin is preferably 0.5 g / cm3 or less, and more preferably 0.3 to 0.4 g / cm3. If the density of the non-woven fabric is too high, the processing accuracy tends to deteriorate, and if it is too low, water absorption tends to be relatively easy.
The adhesion rate of the resin to the non-woven fabric is represented by the weight of the attached resin with respect to the weight of the non-woven fabric, and is preferably 50% or more, more preferably 75 to 200%. If the adhesion rate of the resin is too large, it tends not to exhibit the desired cushioning property as the
不織布基体に樹脂を含浸させ湿式凝固する例としてポリウレタン樹脂を用いた場合を説明する。ポリウレタン樹脂と、ポリウレタン樹脂を溶解可能であって、後述の凝固液に混和する溶媒と、必要に応じてその他の添加剤とを混合し、更に必要に応じて減圧下で脱泡してポリウレタン樹脂溶液を準備する。溶媒としては、特に限定されないが、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、イソプロピルアルコール(IPA)及びN,N−ジメチルアセトアミドが挙げられる。例えば、ポリウレタン樹脂を、ポリウレタン樹脂溶液の全体量に対して5〜25質量%の範囲、より好ましくは8〜15質量%の範囲で溶媒に溶解させてもよい。上記の範囲の場合、不織布基体に全体に行き渡らせやすくすることができる。 A case where a polyurethane resin is used as an example of impregnating a non-woven fabric substrate with a resin and performing a wet solidification will be described. The polyurethane resin, a solvent that can dissolve the polyurethane resin and is mixed with the coagulation liquid described later, and other additives as necessary are mixed, and if necessary, defoamed under reduced pressure to obtain the polyurethane resin. Prepare the solution. The solvent is not particularly limited, and examples thereof include N, N-dimethylformamide (DMF), isopropyl alcohol (IPA), and N, N-dimethylacetamide. For example, the polyurethane resin may be dissolved in a solvent in the range of 5 to 25% by mass, more preferably 8 to 15% by mass, based on the total amount of the polyurethane resin solution. In the case of the above range, it is possible to easily spread the non-woven fabric substrate throughout.
次に、ポリウレタン樹脂溶液にシート状の不織布を浸漬した後、1対のローラ間を加圧可能なマングルローラを用いて樹脂溶液を絞り落とすことで所望の樹脂溶液付着量に調整し、不織布基体に樹脂溶液を略均一に含浸させる。次いで、樹脂溶液を含浸した不織布基体を、樹脂に対する貧溶媒、例えば水、を主成分とする凝固液中に浸漬することにより、ポリウレタン樹脂を凝固再生させる。凝固液には、樹脂の再生速度を調整するために、樹脂溶液中の溶媒以外の極性溶媒等の有機溶媒を添加してもよい。また、凝固液の温度は、樹脂を凝固できる温度であれば特に限定されず、例えば、15〜60℃であってもよい。その後、必要に応じて、樹脂を含浸した不織布内に残存する溶媒を従来知られている洗浄液を用いて除去し、さらに、マングルローラを用いたり乾燥したりすることにより洗浄液を除去してもよい。このようにして、樹脂が湿式凝固した繊維集合体を得ることができる。その後、繊維集合体の両面にバフ処理を行い、繊維集合体の厚さを調整する。 Next, after immersing the sheet-shaped non-woven fabric in the polyurethane resin solution, the resin solution is squeezed out using a mangle roller capable of pressurizing between the pair of rollers to adjust the amount of the resin solution to adhere to the non-woven fabric substrate. Is impregnated with the resin solution substantially uniformly. Next, the polyurethane resin is coagulated and regenerated by immersing the non-woven fabric substrate impregnated with the resin solution in a coagulating liquid containing a poor solvent for the resin, for example, water as a main component. An organic solvent such as a polar solvent other than the solvent in the resin solution may be added to the coagulating liquid in order to adjust the regeneration rate of the resin. The temperature of the coagulating liquid is not particularly limited as long as it can coagulate the resin, and may be, for example, 15 to 60 ° C. Then, if necessary, the solvent remaining in the non-woven fabric impregnated with the resin may be removed by using a conventionally known cleaning liquid, and further, the cleaning liquid may be removed by using a mangle roller or drying. .. In this way, a fiber aggregate in which the resin is wet-coagulated can be obtained. After that, both sides of the fiber aggregate are buffed to adjust the thickness of the fiber aggregate.
厚みが調整された繊維集合体は、所定位置に厚み方向に貫通孔が形成される。貫通孔は孔開け加工等により形成することができる。これにより、支持層3Dが得られることとなる。
In the fiber aggregate whose thickness has been adjusted, through holes are formed at predetermined positions in the thickness direction. The through hole can be formed by drilling or the like. As a result, the
支持層3Dには、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)の透明な基材も用いることができる。ポリエチレンテレフタレートの基材の両面に両面テープや接着剤などを用いて、必要により加圧することにより研磨層3Cと接着・固定することができる。研磨層3Cとの接着に用いる両面テープや接着剤に特に制限はなく、当技術分野において公知の両面テープや接着剤の中から任意に選択して使用することができる。なお、基材が透明である場合は検査光が透過するため、貫通孔を設けなくてもよい。
For the
終点検出用窓3Bは、研磨層と同様の材料を用いることができ、例えば硬質ウレタンにより形成されている。終点検出用窓3Bの硬質ウレタンは、ウレタンプレポリマーを用い、ジアミン類又はジオール類等の硬化剤(鎖延長剤)、添加剤、触媒等を添加混合して得られるポリウレタンポリウレア樹脂を硬化させるプレポリマー法により製造される。
The end
終点検出用窓に用いるウレタンプレポリマーは、研磨層と同様の、例えばポリウレタン結合含有イソシアネート化合物を用いることができる。上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物としては、市販されているものを用いてもよく、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させて合成したものを用いてもよい。上記反応に特に制限はなく、ポリウレタン樹脂の製造において公知の方法および条件を用いて付加重合反応すればよい。また、本発明の効果を損なわない範囲内で、他の成分がポリウレタン結合含有イソシアネート化合物に含まれていてもよい。
ポリイソシアネート化合物としては、ジイソシアネート化合物が好ましく、研磨層で用いるジイソシアネート化合物を使用することができる。ジイソシアネート化合物の中でも、2,4−TDI、2,6−TDI、MDIがより好ましく、2,4−TDI、2,6−TDIが特に好ましい。これらのポリイソシアネート化合物は、単独で用いてもよく、複数のポリイソシアネート化合物を組み合わせて用いてもよい。
As the urethane prepolymer used for the end point detection window, for example, a polyurethane bond-containing isocyanate compound similar to the polishing layer can be used. As the polyurethane bond-containing isocyanate compound, a commercially available compound may be used, or a compound synthesized by reacting a polyisocyanate compound with a polyol compound may be used. The above reaction is not particularly limited, and the addition polymerization reaction may be carried out using a method and conditions known in the production of polyurethane resin. Further, other components may be contained in the polyurethane bond-containing isocyanate compound as long as the effects of the present invention are not impaired.
As the polyisocyanate compound, a diisocyanate compound is preferable, and a diisocyanate compound used in the polishing layer can be used. Among the diisocyanate compounds, 2,4-TDI, 2,6-TDI and MDI are more preferable, and 2,4-TDI and 2,6-TDI are particularly preferable. These polyisocyanate compounds may be used alone or in combination of a plurality of polyisocyanate compounds.
上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物の合成に用いられるポリオール化合物も、研磨層で用いるポリオール化合物を使用することができる。ポリオール化合物の中でも、PTMG、又はPTMGとDEGの組み合わせが好ましい。上記ポリオール化合物は単独で用いてもよく、複数のポリオール化合物を組み合わせて用いてもよい。 As the polyol compound used for the synthesis of the polyurethane bond-containing isocyanate compound, the polyol compound used in the polishing layer can also be used. Among the polyol compounds, PTMG or a combination of PTMG and DEG is preferable. The above polyol compound may be used alone, or a plurality of polyol compounds may be used in combination.
終点検出用窓に用いるプレポリマーについて、NCO基1個当たりのプレポリマーの分子量を示すプレポリマーのNCO当量としては、200〜800であることが好ましく、300〜700であることがより好ましく、400〜600であることがさらにより好ましい。 Regarding the prepolymer used for the end point detection window, the NCO equivalent of the prepolymer indicating the molecular weight of the prepolymer per NCO group is preferably 200 to 800, more preferably 300 to 700, and 400. It is even more preferably ~ 600.
上記硬化剤としては、研磨層で用いられる化合物と同様の、例えば、ポリアミン化合物および/又はポリオール化合物を用いることができる。ポリアミン化合物としては、ジアミン化合物が好ましく、MOCA、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンがより好ましく、MOCAが特に好ましい。ポリアミン化合物は、単独で用いてもよく、複数のポリアミン化合物を組み合わせて用いてもよい。
終点検出用窓に用いるポリアミン化合物は、研磨層のときと同様に、他の成分と混合し易くするためおよび/又は気泡を除去するために、必要により加熱した状態で減圧下脱泡することが好ましい。
As the curing agent, for example, a polyamine compound and / or a polyol compound similar to the compound used in the polishing layer can be used. As the polyamine compound, a diamine compound is preferable, MOCA, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone are more preferable, and MOCA is particularly preferable. The polyamine compound may be used alone or in combination of a plurality of polyamine compounds.
The polyamine compound used for the end point detection window may be defoamed under reduced pressure in a heated state as necessary to facilitate mixing with other components and / or to remove air bubbles, as in the case of the polishing layer. preferable.
また、終点検出用窓に用いる硬化剤としてのポリオール化合物としては、ジオール化合物やトリオール化合物等の化合物であれば特に制限なく用いることができる。また、終点検出用窓に用いるプレポリマーを形成するのに用いられるポリオール化合物と同一であっても異なっていてもよい。上記ポリオール化合物は単独で用いてもよく、複数のポリオール化合物を組み合わせて用いてもよい。 Further, as the polyol compound as a curing agent used for the end point detection window, any compound such as a diol compound or a triol compound can be used without particular limitation. Further, it may be the same as or different from the polyol compound used for forming the prepolymer used for the end point detection window. The above polyol compound may be used alone, or a plurality of polyol compounds may be used in combination.
ここで、終点検出用窓に用いるポリウレタン結合含有イソシアネート化合物の末端に存在するイソシアネート基に対する、終点検出用窓に用いる硬化剤に存在する活性水素基(アミノ基および水酸基)の当量比であるR値が、0.60〜1.40となるよう、各成分を混合する。R値は、0.65〜1.30が好ましく、0.70〜1.20がより好ましい。 Here, the R value which is the equivalent ratio of the active hydrogen groups (amino groups and hydroxyl groups) present in the curing agent used in the end point detection window to the isocyanate group existing at the end of the polyurethane bond-containing isocyanate compound used in the end point detection window. , Each component is mixed so as to be 0.60 to 1.40. The R value is preferably 0.65 to 1.30, more preferably 0.70 to 1.20.
終点検出用窓には添加剤として、公知の酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤を用いることができる。これらの添加剤を用いることにより、終点検出用窓の黄変や劣化等を抑制することができる。 Known antioxidants, ultraviolet absorbers, and light stabilizers can be used as additives for the end point detection window. By using these additives, it is possible to suppress yellowing and deterioration of the end point detection window.
研磨定盤4には、上記研磨パッド3の終点検出用窓3B及び支持層3Dの貫通孔3Daの下方位置に、検査光L1を鉛直上方へ照射する発光部7A及び被研磨物2からの反射光を受光する受光部7Bが設けられている。検査機構7は、これら発光部7A、受光部7Bと、それらの作動を制御し、かつ、研磨加工時における加工の進捗状況と加工終了となる終点を検出する制御部7Cを備えている。
被研磨物2を研磨加工中においては、検査機構7の発光部7Aから検査光L1が上方に向けて照射されるので、該検査光L1は透明な終点検出用窓3Bを透過して被研磨物2の被研磨面2Aに照射される。すると、検査光L1は被研磨物2の被研磨面2Aによって下方に向けて反射され、その反射光は透明な終点検出用窓3を透過して受光部7Bによって検出される。受光部7Bで検出した反射光は制御部7Cへ伝達されるようになっている。
そして、被研磨物2の研磨加工が進行して、被研磨物2の被研磨面2Aが徐々に研磨されることに伴って、受光部7Bによって検出される反射光の強度等が変化する。制御部7Cは、受光部7Bによって検出された反射光の強度等が、予め登録された強度等になると、被研磨面2Aが加工終点になったものと判定して、研磨加工を停止させるようになっている。すると、駆動機構が停止されるので研磨定盤4及び保持定盤5の回転が停止するとともに、スラリー供給機構6からのスラリーの供給も停止されるようになっている。
検出機構7は、このようにして被研磨物2の研磨加工が行われる際に研磨加工の終点を検出するようになっている。なお、このような検査光L1を用いた検出機構7の構成は上述した特許文献1〜3により公知である。
On the polishing surface plate 4, reflection from the
During the polishing process of the object to be polished 2, the inspection light L1 is emitted upward from the
Then, as the polishing process of the object to be polished progresses and the
The
しかして、本実施例は、研磨層3Cに設けた終点検出用窓3B及びその取り付け箇所等を以下のように改良したことが特徴であり、それによって終点検出用窓3Bが研磨層3Cから加工中に脱落するのを防止したものである。
図3に示すように、研磨層3Cの所定位置には上下方向の貫通孔3Caが形成されており、そこに略円柱状の終点検出用窓3Bが隙間なく係合した状態で設けられている。
終点検出用窓3Bは、軸方向寸法と外径が略同じとなる短い円柱状に形成されている。終点検出用窓3Bの側面となる外周部には、軸方向に所定間隔を維持してフランジ状の膨出部3Baが2箇所に形成されている。つまり、研磨面3Aと直交方向において、終点検出用窓3Bの外周部の2箇所に、凸部としての膨出部3Baが形成されている。終点検出用窓3Bは、ウレタンプレポリマーと硬化剤を混合したものを硬化させて作製されており、光を透過させることができるようになっている。なお、終点検出用窓3Bを円柱状であることを説明したが、四角柱状等の角柱状であってもよい。
各膨出部3Baの厚さ(軸方向寸法)及び外方への膨出長さは同じである。膨出部の長さ(高さ)は、0.1〜0.5mmであることが好ましい。膨出部の長さが0.1〜0.5mmとすることで、膨出部の強度を確保できつつ、終点検出用窓の脱落防止の効果を得ることができる。また、上下の膨出部3Baが隔てた距離(ピッチ)は、それらの厚さと略同じ程度の寸法となっている。膨出部3Baのピッチは、0.2〜0.5mmであることが好ましい。膨出部3Baのピッチが0.2〜0.5mmとすることにより、研磨層3Cの材料となる樹脂溶液が行き渡りやすく、膨出部を複数形成(加工)しやすくなるとともに、膨出部の強度を確保することができる。
また、上方側の膨出部3Baは、研磨面3Aと同じ上面3Bbから膨出部3Baの厚さよりも短い寸法だけ下方側に位置しており、下方側の膨出部3Baは、下面3Bcよりも膨出部3Baの厚さの半分程度上方側に位置している。なお、本発明の他の実施例として後述する膨出部3Baがねじ山(螺旋)を構成する場合は、膨出部3Bが上面3Bbから下面3Bcにかけて連続して位置する。
他方、研磨層3Cの貫通孔3Caは、上記終点検出用窓3Bの本来の外周面3Bd及び膨出部3Baと隙間なく係合されるように形成されている。
つまり、貫通孔3Caの本来の内周面には、終点検出用窓3Bの本来の外周面3Bdが隙間なく嵌合されている。また、貫通孔3Caの内周面の所定位置には、上記終点検出用窓3Bの各膨出部3Baの形状と寸法に合わせて、2箇所の凹部3Cbが形成されている。そして、終点検出用窓3Bの各膨出部3Baは、それらに対応する貫通孔3Caの凹部3Cbに隙間なく係合されている。
このように、本実施例の終点検出用窓3Bは、その外周部に脱落防止用の膨出部3Baが2箇所形成されており、他方、研磨層3Cの貫通孔3Caには、上記膨出部3Baが隙間なく係合される凹部3Cbが2箇所形成されている。
そして、終点検出用窓3Bの上面3Bdは研磨層3Cの研磨面3Aと同一平面となっており、終点検出用窓3の下面3Bcは研磨層3Cの下面3Ccと同一平面となっている。
研磨層3Cの上面が、被研磨物2の被研磨面2Aと摺動する研磨面3Aとなっており、その研磨面3Aの所定位置には、溝3Cdが形成されている。この溝3Cdは、研磨面3A面に格子状、同心円状、放射状等に形成されている。この溝3Cdの深さは全て同じとなっている。また、これらの溝3Cdの深さは、上記終点検出用窓3Bの上側の膨出部3Baよりも深く、かつ、下側の膨出部3Baよりも浅くなる深さに設定されている。この溝3Cdは、スラリーを保持又は排出するようになっている。本実施例の研磨パッド3における研磨層3C及び終点検出用窓3Bは以上のように構成されている。
Therefore, this embodiment is characterized in that the end
As shown in FIG. 3, a through hole 3Ca in the vertical direction is formed at a predetermined position of the
The end
The thickness (axial dimension) and the outward bulging length of each bulging portion 3Ba are the same. The length (height) of the bulging portion is preferably 0.1 to 0.5 mm. By setting the length of the bulging portion to 0.1 to 0.5 mm, it is possible to secure the strength of the bulging portion and obtain the effect of preventing the end point detection window from falling off. Further, the distance (pitch) between the upper and lower bulging portions 3Ba is substantially the same as their thickness. The pitch of the bulging portion 3Ba is preferably 0.2 to 0.5 mm. By setting the pitch of the bulging portion 3Ba to 0.2 to 0.5 mm, the resin solution used as the material of the
Further, the bulging portion 3Ba on the upper side is located on the lower side from the same upper surface 3Bb as the
On the other hand, the through hole 3Ca of the
That is, the original outer peripheral surface 3Bd of the end
As described above, the end
The upper surface 3Bd of the end
The upper surface of the
次に、以上のように構成された研磨パッド3の研磨層3Cの製造方法の一態様について図4により説明する。
すなわち、先ず、所要の外径と軸方向長さを有する柱状素材100を製作する。本実施例の態様では、円柱状の柱状素材を記載しているが、角柱状の柱状素材としてもよい。この柱状素材100が後に上記終点検出用窓3Bとなる窓用部材となる。本実施例では、柱状素材の材料として、ウレタンプレポリマーと硬化剤を準備し、それらを混合させてから窓用の型枠に流し入れて硬化させることで柱状素材100を製作している(図4(a)参照)。
次に、柱状素材100の外周部に、軸方向に等ピッチでフランジ状をした複数の膨出部100Aを形成する。本実施例では、柱状素材100の外周部を切削することにより、所定の幅(上下方向寸法)と深さ(半径方向寸法)を有する膨出部100Aを軸方向の複数箇所に形成している(図4(b)参照)。換言すると、この工程では、柱状素材100の外周部に複数の凸部としての膨出部100Aを形成する。
次に、図示しない長方形の箱型をした型枠101を用意し、その型枠101内の所定位置に、上記複数の膨出部100Aが形成された柱状素材100を鉛直方向となるように設置する。
その後、研磨層3Cの材料となるウレタンプレポリマーと硬化剤を混合した混合液を型枠101内に流し入れて固める。これにより、柱状素材100が埋設された状態で、型枠101の内部空間と同一形状のポリウレタンポリウレア樹脂成形体102が作製される(図4(c)参照)。このポリウレタンポリウレア樹脂成形体102が上記研磨層3Cの部分となる。
研磨層3Cの材料となるウレタンプレポリマーと硬化剤を混合した混合液は当初は液状となっているので、型枠101内に設置された柱状素材100の外周面及び複数の膨出部100Aの表面まで隙間なく混合液が充填されて固まるようになっている。
次に、上記ポリウレタンポリウレア樹脂成形体102を型枠101から取り外した後に、該ポリウレタンポリウレア樹脂成形体102における柱状素材100が埋設された箇所を、所定の厚さで水平面に沿って薄く切断して複数のシート状部材103として切り出す(図4(d)参照)。
そして、該シート状部材103における上面及び下面を平滑となるように研磨する。この後、研磨面3Aと反対側の面にある研磨層3Cの下面に両面テープ等を貼り付ける。研磨面3Aとなる上面の所要位置に、スラリーの排出や保持をする溝が形成されるようになっている。これにより、図3に示した本実施例の研磨パッド3の研磨層3Cが完成する(図4(d)参照)。
このようにして、研磨パッド3の研磨層3Cが作製されたことになり、該研磨層3Cにおける上記柱状素材100の箇所が終点検出用窓3Bとなる。終点検出用窓3Bの外周部には、上下方向(軸方向)において少なくとも2箇所の膨出部3Baが維持されており、それらは隣接位置の研磨層3C側の貫通孔3Caに隙間なく係合した状態となっている。
このようにして研磨層3Cが作製されたら、予め貫通孔3Daを形成した支持層3Dを研磨層3Cの下面に貼り付ける。これにより、本実施例の研磨パッド3の製造が完了する(図4(e))。
そして、このようにして製造された研磨パッド3は、その下面(支持層3Dの下面)が両面テープや接着剤等によって上記研磨定盤4の上面に固着されるようになっている。
なお、膨出部の形成方法として、柱状素材の外周部を切削する例を説明したがこれに限定されない。他の例としては、終点検出用窓の膨出部に対応する凹部が形成された窓用の型枠に混合した柱状素材の材料を流し入れ、柱状素材の材料が硬化したら、窓用の型枠を取り外し、硬化した柱状素材を取り出す方法がある。さらに他の例としては、柱状素材を埋設せずポリウレタンポリウレア樹脂成形体を作製し、ポリウレタンポリウレア樹脂成形体の所定位置に貫通孔を形成してねじ切り加工等を施すことにより凹部を備えた貫通孔を形成する。その後、凹部を備えた貫通孔にウレタンプレポリマーと硬化剤を混合した混合液を流し入れて硬化することによっても柱状素材に膨出部を形成することができる。
Next, one aspect of the method for manufacturing the
That is, first, a
Next, a plurality of bulging
Next, a rectangular box-shaped formwork 101 (not shown) is prepared, and the
After that, a mixed solution of a urethane prepolymer used as a material for the
Since the mixed solution of the urethane prepolymer used as the material of the
Next, after removing the polyurethane polyurea resin molded
Then, the upper surface and the lower surface of the sheet-shaped
In this way, the
After the
The lower surface (lower surface of the
As a method of forming the bulging portion, an example of cutting the outer peripheral portion of the columnar material has been described, but the present invention is not limited to this. As another example, the mixed columnar material is poured into the window formwork in which the recess corresponding to the bulge of the end point detection window is formed, and when the columnar material is cured, the window formwork is used. There is a method of removing and taking out the cured columnar material. As yet another example, a polyurethane polyurea resin molded body is produced without embedding a columnar material, a through hole is formed at a predetermined position of the polyurethane polyurea resin molded body, and a through hole is provided by thread cutting or the like. To form. After that, a bulging portion can be formed in the columnar material by pouring a mixed solution of a urethane prepolymer and a curing agent into a through hole provided with a recess and curing the mixture.
本実施例においては、以上のようにして研磨パッド3の研磨層3Cを製作し、それに支持層3Dを両面テープや接着剤等で接着して、研磨パッド3を製作するようにしている。
本実施例の研磨パッド3の研磨層3Cは、接着剤を用いることなく終点検出用窓3Bが研磨層3Cの貫通孔3Caに隙間なく係合した状態で取り付けられている。そのため、被研磨物2の被研磨面2Aに研磨層3Cの研磨面3Aが摺動する研磨加工中において、研磨面2Aに接着剤が混ざり込むことがなく、接着剤による被研磨物2への悪影響(スクラッチ等)を防止することができる。
また、本実施例においては、終点検出用窓3Bにおける少なくとも2箇所の膨出部3Baが、研磨層3Cの貫通孔3Caの凹部3Cbに隙間なく係合している。そのため、被研磨物2の研磨加工中において、終点検出用窓3Bが研磨層3Cの貫通孔3Caから脱落するのを防止することができる。
さらに、図5(a)ないし図5(b)に示すように、被研磨物2に対する研磨加工が繰り返されることに伴って、研磨パッド3における研磨層3Cの研磨面3Aが、図5(a)に示す当初の状態から図5(b)に示した交換すべき限度まで磨滅した状態となる。
研磨面3Aが磨滅することで、溝3Cdの深さが相対的に浅くなり、所定の限度まで溝3Cdの深さが浅くなると、研磨層3Cを取り換える交換時期となる(図5(b)の状態)。その状態においても、溝3Cdの底部よりも下方側となる1箇所の膨出部3Baは磨滅することなく残存して凹部3Cbと係合している。換言すると、研磨層3Cを交換すべき時点においても、終点検出用窓3Bには少なくとも1つの膨出部3Baが残存するようになっている。したがって、本実施例によれば、被研磨物2の研磨加工中において、終点検出用窓3Bが研磨層3Cの貫通孔3Caから脱落するのを確実に防止することができる。
In this embodiment, the
The
Further, in this embodiment, at least two bulging portions 3Ba in the end
Further, as shown in FIGS. 5A to 5B, as the polishing process on the object to be polished 2 is repeated, the polishing
When the polishing
次に、図6(a)は、研磨パッド3の研磨層3Cに関する第2実施例を示したものである。この第2実施例においては、終点検出用窓3Bの外周面におねじ3Bfを形成してあり、それに合わせて、研磨層3Cの貫通孔3Caの内周面に、上記おねじ3Bfと隙間なく係合するめねじ3Cfが形成されている。なお、この第2実施例の研磨層3Cの製造方法は、図4に示した第1の実施例の製造方法と同じである。
おねじ3Bfの凸部としてのネジ山は、軸方向(上下方向)において3か所以上、存在しており、溝3Cdが交換の限度まで浅くなった状態であっても、少なくとも1つのネジ山が残存するようになっている。その他の構成は、図3、及び図5(a)に示した第1の実施例と同じである。
この第2実施例においても、研磨層3Cの研磨面3Aが図6(a)に示す当初の状態から図6(b)に示した交換すべき限度まで磨滅した状態となっても、おねじ3Bfの凸部としてのネジ山が複数残存するようになっている。
したがって、この図6(a)に示した第2実施例の研磨層3Cを備えた研磨パッド3であっても、上記第1の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
Next, FIG. 6A shows a second embodiment regarding the
There are three or more threads as convex portions of the male thread 3Bf in the axial direction (vertical direction), and at least one thread is present even when the groove 3Cd is shallow to the limit of replacement. Is supposed to remain. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 3 and 5 (a).
In this second embodiment as well, even if the
Therefore, even the
次に図7(a)は、研磨パッド3の研磨層3Cに関する第3実施例を示したものである。この第3実施例においては、終点検出用窓3Bの外周面に角ネジ状のらせん状突起3Bgを形成してあり、それに合わせて、研磨層3Cの貫通孔3Caの内周面に、らせん状凹部3Cgが形成されており、それらは隙間なく係合した状態となっている。
らせん状突起3Bgによって形成される凸部は、軸方向(上下方向)の縦断面において2か所以上、形成されている。また、溝3Cdの底部よりも下方側には、らせん状突起3Bgによる凸部が少なくとも1つ形成されている。その他の構成は、図3及び図5(a)に示した第1の実施例と同じである。この第3実施例の研磨層3Cの製造方法も図4に示した第1の実施例の製造方法と同じである。
この第3実施例においても、研磨層3Cの研磨面3Aが、図7(a)に示す当初の状態から図7(b)に示した交換すべき限度まで磨滅した状態となっても、らせん状突起3Bgの複数の凸部が残存するようになっている。
したがって、この図7(a)に示す第3実施例の研磨層3Cを備えた研磨パッド3であっても、上記各実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
Next, FIG. 7A shows a third embodiment regarding the
The convex portions formed by the spiral protrusions 3Bg are formed at two or more positions in the vertical cross section in the axial direction (vertical direction). Further, at least one convex portion formed by the spiral protrusion 3Bg is formed below the bottom portion of the groove 3Cd. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 3 and 5 (a). The manufacturing method of the
Also in this third embodiment, even if the
Therefore, even the
なお、図3に示した第1の実施例においては、終点検出用窓3Bに複数の膨出部3Baを形成し、それに対応させて研磨層3Cの貫通孔3Caの内周面に凹部3Cbを形成しているが、それらの凹凸の関係は逆の構成であってもよい。つまり、終点検出用窓3Bの外周部に複数の凹部を形成し、それに対応させて研磨層3Cの貫通孔3Caの内周面に膨出部を形成しても良い。この関係は、上記図6、図7に開示した各実施例についても同様である。
In the first embodiment shown in FIG. 3, a plurality of bulging portions 3Ba are formed in the end
1‥研磨装置 2‥被研磨物
3‥研磨パッド 3A‥研磨面
3B‥終点検出用窓 3Ba‥膨出部
3C‥研磨層 3Ca‥貫通孔
3Cb‥凹部 L1‥検査光
1
Claims (6)
上記終点検出用窓の側部に、上記研磨面と直交方向において複数の凸部が形成されており、
上記研磨層の貫通孔の内周面に、上記終点検出用窓の凸部と係合する複数の凹部が形成されており、
上記複数箇所の凸部と凹部とが係合することを特徴とする研磨パッド。 In a polishing pad provided with a polishing layer having a polishing surface for polishing an object to be polished and an end point detection window provided in a through hole of the polishing layer to transmit inspection light and reflected light from the object to be polished.
A plurality of convex portions are formed on the side portion of the end point detection window in a direction orthogonal to the polished surface.
A plurality of concave portions that engage with the convex portion of the end point detection window are formed on the inner peripheral surface of the through hole of the polishing layer.
A polishing pad characterized in that the convex portions and the concave portions at a plurality of locations are engaged with each other.
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