JP5522929B2 - Polishing pad and polishing method - Google Patents

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本発明は、研磨パッドを用いてウエハの表面を平坦化するために、電解液を供給し、ウエハと研磨パッドとの間に電圧を印加することにより、ウエハ表面に被着された金属膜を電気分解しながらウエハを研磨する方法(電解CMP法)及びそれに用いられる研磨パッドに関する。   The present invention provides a metal film deposited on a wafer surface by supplying an electrolyte and applying a voltage between the wafer and the polishing pad in order to planarize the surface of the wafer using the polishing pad. The present invention relates to a method for polishing a wafer while being electrolyzed (electrolytic CMP method) and a polishing pad used therefor.

近年、集積回路の高集積化および多層配線化に伴い、集積回路が形成される半導体ウエハには、高精度の平坦性が求められている。   In recent years, with high integration of integrated circuits and multilayer wiring, semiconductor wafers on which integrated circuits are formed are required to have high precision flatness.

半導体ウエハを研磨するための研磨方法としては、砥粒と薬液を含むスラリーを供給しながら研磨パッドをウエハに押し付けて、ウエハの表面を化学的及び機械的に平坦化するケミカルメカニカル研磨方法(CMP)が知られている。   As a polishing method for polishing a semiconductor wafer, a chemical mechanical polishing method (CMP) in which a polishing pad is pressed against the wafer while supplying a slurry containing abrasive grains and a chemical solution to chemically and mechanically planarize the surface of the wafer. )It has been known.

CMPにおいては、独立気泡構造を有するポリウレタン製の研磨パッドが広く用いられている。このようなポリウレタン製の研磨パッドを用いて、表面に銅膜(Cu膜)が形成されたウエハを研磨する場合、銅膜の硬度が低いためにスクラッチなどの表面欠陥が生じやすいという問題があった。このような表面欠陥の発生を低減するためには、研磨の際の押圧力を低下させたり、研磨時に用いるスラリーの量を少なくしたりする方法が考えられる。しかしながら、これらの方法によれば、研磨レートが低下するという問題があった。   In CMP, a polishing pad made of polyurethane having a closed cell structure is widely used. When polishing a wafer having a copper film (Cu film) formed thereon using such a polyurethane polishing pad, there is a problem that surface defects such as scratches are likely to occur due to the low hardness of the copper film. It was. In order to reduce the occurrence of such surface defects, it is conceivable to reduce the pressing force during polishing or reduce the amount of slurry used during polishing. However, these methods have a problem that the polishing rate is lowered.

このような問題を解決する方法として、下記特許文献1〜4には、導電膜付きウエハと定盤との間に電圧を印加することにより、ウエハ表面に形成された導電膜を電気分解しながら除去する電解CMP法が記載されている。このような電解CMP法を以下に具体的に説明する。   As a method for solving such a problem, in Patent Documents 1 to 4 below, a voltage is applied between a wafer with a conductive film and a surface plate to electrolyze the conductive film formed on the wafer surface. An electrolytic CMP method for removal is described. Such an electrolytic CMP method will be specifically described below.

ウエハ表面に形成された導電膜と研磨パッドとの間に電圧を印加することにより、導電膜と研磨パッドとの間に電位差が生じる。そして、この電位差により、導電膜と電解質である電解液との間に電子の授受が生じ、ウエハ表面に形成された導電膜、例えばCu膜は、陽極としてCu→Cu2++2eとなり、イオン化して電解液中に溶出する。このようにして、ウエハ表面に形成された導電膜が容易に分解除去される。 By applying a voltage between the conductive film formed on the wafer surface and the polishing pad, a potential difference is generated between the conductive film and the polishing pad. Then, due to this potential difference, electrons are transferred between the conductive film and the electrolytic solution, and the conductive film formed on the wafer surface, for example, the Cu film, becomes Cu → Cu 2+ + 2e as an anode, and is ionized. Elutes into the electrolyte. In this way, the conductive film formed on the wafer surface is easily decomposed and removed.

ウエハと研磨パッドとの間に電圧を印加するための電極間ギャップは、定盤にマイナスの電位を、ウエハにプラスの電位を印加することにより形成される。この場合において、電解CMP法に用いられる研磨パッドは、通常、絶縁材料から形成されるために、研磨パッドの厚み分、例えば、1〜3mmの厚み分の絶縁箇所が電極間に存在することになる。この絶縁箇所は、充分な通電を阻害する。   The inter-electrode gap for applying a voltage between the wafer and the polishing pad is formed by applying a negative potential to the surface plate and a positive potential to the wafer. In this case, since the polishing pad used in the electrolytic CMP method is usually formed of an insulating material, an insulating portion corresponding to the thickness of the polishing pad, for example, a thickness of 1 to 3 mm exists between the electrodes. Become. This insulating portion hinders sufficient energization.

このような絶縁材料からなる研磨パッドに対し、下記特許文献5には、導電性を付与するために、導電性を有する繊維を含有させた研磨パッドが開示されている。しかし、必要な導電性を付与するために多量の導電材料を添加した場合には、研磨パッドの寿命が短くなったり、繊維が解れてウエハに傷を発生させやすくなったりするという問題があった。   In contrast to such a polishing pad made of an insulating material, Patent Document 5 below discloses a polishing pad containing conductive fibers in order to impart conductivity. However, when a large amount of conductive material is added to provide the necessary conductivity, there are problems that the life of the polishing pad is shortened or the fibers are broken and the wafer is easily damaged. .

また、研磨パッドの中には、繊維のみから構成された繊維タイプの研磨パッドも知られているが、これらは、曲げ弾性率が低すぎて研磨レートが低かった。
特開2003−197585号公報 特開2004−134734号公報 特開2005−139480号公報 特開2008−62324号公報 特開2004−111940号公報
Further, among the polishing pads, fiber type polishing pads composed only of fibers are also known, but these have a low bending elastic modulus and a low polishing rate.
JP 2003-197585 A JP 2004-134734 A JP-A-2005-139480 JP 2008-62324 A JP 2004-111940 A

本発明は、研磨レートに優れた電解CMP法及びそれに用いられる研磨パッドを提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the electrolytic CMP method excellent in the polishing rate, and the polishing pad used therefor.

本発明の研磨パッドは、表面に金属膜が被着されたウエハに、電解液を供給しながら研磨パッドを押し付け、かつ、前記ウエハと前記研磨パッドとの間に電圧を印加することにより前記金属膜を電気分解しながらウエハを研磨する、電解化学的機械研磨方法に用いられる研磨パッドであって、平均繊度0.01〜0.8dtexの範囲の極細繊維を含有する極細繊維絡合体と高分子弾性体とが一体化されてなり、曲げ弾性率が150〜650MPaの範囲であり、空隙率が25〜65体積%の範囲であり、連通孔を有することを特徴とするものである。このような研磨パッドによれば、連通孔に電解液を保液することができるために、研磨パッドの表面と裏面とを電解液により充分に導通させることができ、それにより、ウエハと研磨パッドとの間に適度な電位差を確保することができる。その結果、優れた研磨レートを与える電解CMPが実現できる。   The polishing pad of the present invention is configured such that the polishing pad is pressed against a wafer having a metal film deposited on the surface thereof while supplying an electrolytic solution, and a voltage is applied between the wafer and the polishing pad. A polishing pad used in an electrolytic chemical mechanical polishing method for polishing a wafer while electrolyzing a film, and an ultrafine fiber entangled body and polymer containing ultrafine fibers having an average fineness of 0.01 to 0.8 dtex The elastic body is integrated, the bending elastic modulus is in the range of 150 to 650 MPa, the porosity is in the range of 25 to 65% by volume, and has communication holes. According to such a polishing pad, since the electrolytic solution can be retained in the communication hole, the front surface and the back surface of the polishing pad can be sufficiently conducted by the electrolytic solution. An appropriate potential difference can be ensured between the two. As a result, electrolytic CMP that provides an excellent polishing rate can be realized.

前記極細繊維は、5〜70本の範囲で集束された繊維束として存在し、該繊維束が前記高分子弾性体により集束されていることが好ましい。このような場合には、繊維密度をより高めることができるために、曲げ強度を充分に向上させることができ、また、電解液の保液率を向上させることができる。   It is preferable that the ultrafine fibers exist as a bundle of fibers bundled in a range of 5 to 70, and the bundle of fibers is bundled by the polymer elastic body. In such a case, since the fiber density can be further increased, the bending strength can be sufficiently improved, and the liquid retention rate of the electrolytic solution can be improved.

また、前記高分子弾性体が非多孔質状ポリウレタン系樹脂であることが、充分な曲げ強度と極細繊維に対する高い結着性を有する点から好ましい。   The polymer elastic body is preferably a non-porous polyurethane resin from the viewpoint of sufficient bending strength and high binding property to ultrafine fibers.

また、本発明のウエハの電解化学的機械研磨方法は、表面に金属膜が被着されたウエハに、電解液を供給しながら上記研磨パッドを押し付け、かつ、前記ウエハと前記研磨パッドとの間に電圧を印加することにより前記金属膜を電気分解しながらウエハを研磨することを特徴とする。このような方法によれば、優れた研磨レートを与える電解CMPが実現できる。   The method of electrochemical chemical mechanical polishing of a wafer according to the present invention includes pressing the polishing pad against a wafer having a metal film deposited on the surface while supplying an electrolytic solution, and between the wafer and the polishing pad. The wafer is polished while electrolyzing the metal film by applying a voltage to the substrate. According to such a method, it is possible to realize electrolytic CMP that provides an excellent polishing rate.

本発明の研磨パッドによれば、優れた研磨レートを与える電解CMP法が実現できる。   According to the polishing pad of the present invention, an electrolytic CMP method that provides an excellent polishing rate can be realized.

はじめに、本実施形態の研磨パッドを図1を参照して説明する。   First, the polishing pad of this embodiment will be described with reference to FIG.

図1は本実施形態の研磨パッド10の模式断面図であり、図1中、1は平均繊度0.01〜0.8dtexの範囲の極細繊維を含有する極細繊維絡合体であり、2は高分子弾性体であり、3は連通孔である。高分子弾性体2は極細繊維絡合体1に含浸一体化されて研磨パッド10を構成している。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a polishing pad 10 of the present embodiment. In FIG. 1, 1 is an ultrafine fiber entangled body containing ultrafine fibers having an average fineness of 0.01 to 0.8 dtex, and 2 is a high The molecular elastic body 3 is a communication hole. The polymer elastic body 2 is impregnated and integrated with the ultrafine fiber entangled body 1 to constitute a polishing pad 10.

極細繊維絡合体1は、平均繊度が0.01〜0.8dtex、好ましくは、0.05〜0.5dtex、特に好ましくは0.07〜0.1dtexの範囲の極細繊維を含有する。極細繊維の平均繊度が0.01dtex未満の場合には、極細繊維を充分に分繊することが困難になるために毛細管現象による電解液の保持力が低下し、研磨均一性や研磨効率が低下する。一方、極細繊維の平均繊度が0.8dtexを超える場合には、研磨の際に応力が掛かりすぎてスクラッチが発生しやすくなる。   The ultrafine fiber entangled body 1 contains ultrafine fibers having an average fineness of 0.01 to 0.8 dtex, preferably 0.05 to 0.5 dtex, and particularly preferably 0.07 to 0.1 dtex. When the average fineness of the ultrafine fibers is less than 0.01 dtex, it becomes difficult to sufficiently separate the ultrafine fibers, so that the holding power of the electrolytic solution due to the capillary phenomenon is reduced, and the polishing uniformity and polishing efficiency are reduced. To do. On the other hand, when the average fineness of the ultrafine fibers exceeds 0.8 dtex, the stress is excessively applied during polishing, and scratches are likely to occur.

なお、極細繊維は、5〜70本程度、さらには10〜50本程度の極細繊維が集束してなる繊維束として研磨パッド中に存在することが好ましい。本実施形態の研磨パッドが、極細繊維を繊維束の状態で含有する場合には、一束の繊維束が、あたかも一本の繊維のような特性を発現することにより、高い強度や曲げ弾性率を維持することができる一方、実質的な繊度は低いために、応力により容易に分繊するためにスクラッチが発生しにくくなる。さらに、上記繊維束によれば、研磨パッドの単位体積あたりの繊維密度を高くすることができるために、繊維束が形成する隙間による毛細管現象により電解液を充分に保持することができる。繊維束1束当たりにおける、極細繊維の本数が多すぎる場合には、繊維密度が高くなりすぎて電解液の保持力が低下する傾向がある。また、繊維束1束当たりの、極細繊維の本数が少な過ぎる場合には、充分な曲げ弾性率が得られない傾向がある。   In addition, it is preferable that an ultrafine fiber exists in a polishing pad as a fiber bundle formed by focusing about 5 to 70, and further about 10 to 50 ultrafine fibers. When the polishing pad of this embodiment contains ultrafine fibers in the form of a fiber bundle, the bundle of fiber bundles expresses the characteristics of a single fiber, resulting in high strength and flexural modulus. On the other hand, since the substantial fineness is low, it is difficult to generate scratches because it is easily separated by stress. Furthermore, according to the fiber bundle, since the fiber density per unit volume of the polishing pad can be increased, the electrolytic solution can be sufficiently retained by the capillary phenomenon due to the gap formed by the fiber bundle. If the number of ultrafine fibers per bundle is too high, the fiber density tends to be too high and the electrolyte holding power tends to decrease. Further, when the number of ultrafine fibers per bundle is too small, there is a tendency that sufficient bending elastic modulus cannot be obtained.

極細繊維を形成する繊維の具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、イソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレート、スルホイソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート等から形成される芳香族ポリエステル繊維;ポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリヒドロキシブチレート−ポリヒドロキシバリレート共重合体等から形成される脂肪族ポリエステル繊維;ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド10、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド6−12等から形成されるポリアミド繊維;ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、塩素系ポリオレフィンなどのポリオレフィン繊維;エチレン単位を25〜70モル%含有する変性ポリビニルアルコール等から形成される変性ポリビニルアルコール繊維;およびポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマーなどのエラストマー等から形成されるエラストマー繊維等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of fibers forming ultrafine fibers include, for example, aromatic polyester fibers formed from polyethylene terephthalate (PET), isophthalic acid modified polyethylene terephthalate, sulfoisophthalic acid modified polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyhexamethylene terephthalate, and the like. An aliphatic polyester fiber formed from polylactic acid, polyethylene succinate, polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polyhydroxybutyrate-polyhydroxyvalerate copolymer, etc .; polyamide 6, polyamide 66, polyamide 10, Polyamide fibers formed from polyamide 11, polyamide 12, polyamide 6-12, etc .; polypropylene, polyethylene, polybutene, polymethylpentene, A polyolefin fiber such as a base polyolefin; a modified polyvinyl alcohol fiber formed from a modified polyvinyl alcohol containing 25 to 70 mol% of an ethylene unit; and an elastomer such as a polyurethane elastomer, a polyamide elastomer, and a polyester elastomer. And elastomer fibers. These may be used alone or in combination of two or more.

繊維束の平均長さは、特に限定されないが、100mm以上、さらには、200mm以上であることが、極細繊維の繊維密度を充分に高めることができる点、研磨パッドの剛性を充分に高めることができる点、及び繊維の抜けを抑制できる点から好ましい。前記繊維束の長さが短すぎる場合には、極細繊維の高密度化が困難で、また、充分に高い剛性が得られず、さらに、研磨中に極細繊維が抜けやすくなる傾向がある。上限は、特に限定されず、例えば、後述するスパンボンド法により製造された不織布に由来する繊維絡合体を含有する場合には、物理的に切れていない限り、数m、数百m、数kmあるいはそれ以上の繊維長が含まれてもよい。   The average length of the fiber bundle is not particularly limited, but 100 mm or more, further 200 mm or more can sufficiently increase the fiber density of the ultrafine fibers, and can sufficiently increase the rigidity of the polishing pad. It is preferable from the point which can be performed, and the point which can suppress omission of a fiber. When the length of the fiber bundle is too short, it is difficult to increase the density of the ultrafine fibers, sufficient rigidity is not obtained, and the ultrafine fibers tend to come off easily during polishing. An upper limit is not specifically limited, For example, when it contains the fiber entanglement body derived from the nonwoven fabric manufactured by the spunbond method mentioned later, unless it cut | disconnects physically, several m, several hundred m, several km Alternatively, longer fiber lengths may be included.

次に、極細繊維絡合体1と含浸一体化される高分子弾性体2について、詳しく説明する。   Next, the polymer elastic body 2 impregnated and integrated with the ultrafine fiber entangled body 1 will be described in detail.

本実施形態の研磨パッドにおいて用いられる高分子弾性体の具体例としては、例えば、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂、(メタ)アクリル酸エステル−スチレン系樹脂、(メタ)アクリル酸エステル−アクリロニトリル系樹脂、(メタ)アクリル酸エステル−オレフィン系樹脂、(メタ)アクリル酸系エステル−(水添)イソプレン系樹脂、(メタ)アクリル酸エステル−ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、スチレン−水添イソプレン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、(メタ)アクリル酸エステル−酢酸ビニル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、エチレン−オレフィン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、および、ポリエステル系樹脂等からなる弾性体が挙げられる。これらは、それぞれ単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂等のように、水素結合により結晶化あるいは凝集する高分子弾性体(水素結合性の高分子弾性体)が、極細繊維に対する結着性が高いために、繊維絡合体の形態保持性を向上させ、また、繊維の抜けを抑制する点から好ましい。とくには、ポリウレタン系樹脂が、極細繊維を集束したり、繊維束を拘束したり、繊維束同士を結着したりするための接着性に優れており、また、研磨パッドの硬度を高め、研磨での経時的安定性に優れている点から好ましい。さらには、カルボキシル基、スルホン酸基および炭素数3以下のポリアルキレングリコール基からなる群から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するポリウレタン系樹脂が、研磨パッドの剛性、濡れ性、および研磨の際の経時的安定性が高い点から好ましい。このような親水性基は高分子弾性体を製造する際のモノマー成分として、親水性基を有するモノマー成分を共重合することにより、高分子弾性体に導入することができる。このような親水性基を有するモノマー成分の共重合割合としては、0.1〜10質量%、更には、0.5〜5質量%であることが、吸水による膨潤軟化を最小限に抑えつつ、吸水率や濡れ性を適度に高めることができる点から好ましい。   Specific examples of the polymer elastic body used in the polishing pad of the present embodiment include, for example, a polyurethane resin, a polyamide resin, a (meth) acrylate ester resin, a (meth) acrylate ester-styrene resin, ( (Meth) acrylic acid ester-acrylonitrile resin, (meth) acrylic acid ester-olefin resin, (meth) acrylic acid ester- (hydrogenated) isoprene resin, (meth) acrylic acid ester-butadiene resin, styrene- Butadiene resin, styrene-hydrogenated isoprene resin, acrylonitrile-butadiene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene resin, vinyl acetate resin, (meth) acrylate ester-vinyl acetate resin, ethylene-vinyl acetate resin, Ethylene-olefin resin, silicone Resin, fluorine-based resins, and include an elastic body made of a polyester resin. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polymer elastic bodies (hydrogen-bonding polymer elastic bodies) that crystallize or aggregate by hydrogen bonding, such as polyurethane resins, polyamide resins, and polyvinyl alcohol resins, bind to ultrafine fibers. Since the wearing property is high, it is preferable from the viewpoint of improving the shape retention of the fiber entangled body and suppressing the fiber from coming off. In particular, the polyurethane resin has excellent adhesive properties for focusing ultrafine fibers, constraining fiber bundles, and binding fiber bundles. It is preferable from the viewpoint of excellent stability over time. Furthermore, the polyurethane-based resin having at least one hydrophilic group selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a polyalkylene glycol group having 3 or less carbon atoms is used for the rigidity, wettability, and polishing of the polishing pad. This is preferable because the stability over time is high. Such a hydrophilic group can be introduced into the polymer elastic body by copolymerizing a monomer component having a hydrophilic group as a monomer component for producing the polymer elastic body. The copolymerization ratio of the monomer component having such a hydrophilic group is 0.1 to 10% by mass, and further 0.5 to 5% by mass while minimizing swelling and softening due to water absorption. From the point that water absorption and wettability can be increased moderately.

なお、高分子弾性体としては、50℃で飽和吸水させたときの吸水率が0.2〜5質量%、さらには、0.5〜3質量%の高分子弾性体が特に好ましい。高分子弾性体の吸水率がこのような範囲である場合には、電解液の保液性が良好となり、これにより、高い研磨レートや、研磨均一性や研磨安定性を維持することができる。   The polymer elastic body is particularly preferably a polymer elastic body having a water absorption of 0.2 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass when saturated water absorption is performed at 50 ° C. When the water absorption rate of the polymer elastic body is within such a range, the liquid retainability of the electrolytic solution is improved, and thereby, a high polishing rate, polishing uniformity, and polishing stability can be maintained.

このような吸水率を有する高分子弾性体は、高分子弾性体を構成する高分子の組成、架橋密度の調整や、親水性の官能基量の選択等により得ることができる。   The polymer elastic body having such a water absorption rate can be obtained by adjusting the composition of the polymer constituting the polymer elastic body, adjusting the crosslinking density, selecting the hydrophilic functional group amount, and the like.

また、高分子弾性体は、23℃および50℃における貯蔵弾性率が90〜900MPa、さらには200〜800MPaの範囲であることが、研磨パッドの曲げ弾性率を本発明の範囲に調整し易い点で好ましい。23℃および50℃の範囲における高分子弾性体の貯蔵弾性率を90MPa以上とすることにより、研磨中の剛性が充分なものとなり、平坦化性能が向上する傾向がある。また、高分子弾性体が研磨中に電解液によって膨潤し難くなり経時的安定性が向上する傾向がある。23℃および50℃の貯蔵弾性率を900MPa以下とすることにより、高分子弾性体が研磨中に脱落し難くなって、スクラッチが発生し難くなる傾向がある。また、極細繊維の収束力が高くなり、研磨中の経時的な安定性が向上する。   The polymer elastic body has a storage elastic modulus at 23 ° C. and 50 ° C. of 90 to 900 MPa, more preferably 200 to 800 MPa, and it is easy to adjust the bending elastic modulus of the polishing pad within the range of the present invention. Is preferable. By setting the storage elastic modulus of the polymer elastic body in the range of 23 ° C. and 50 ° C. to 90 MPa or more, the rigidity during polishing becomes sufficient, and the planarization performance tends to be improved. In addition, the polymer elastic body is less likely to swell by the electrolytic solution during polishing, and the stability over time tends to be improved. By setting the storage elastic modulus at 23 ° C. and 50 ° C. to 900 MPa or less, the polymer elastic body is less likely to fall off during polishing, and scratches tend not to occur. In addition, the convergence force of the ultrafine fibers is increased, and the stability over time during polishing is improved.

本実施形態の研磨パッドは、図1の模式断面図に示すように、極細繊維絡合体に高分子弾性体が含浸一体化されて複合化された構造を有する。   As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 1, the polishing pad of this embodiment has a structure in which a polymer elastic body is impregnated and integrated into an ultrafine fiber entangled body and combined.

極細繊維絡合体を構成する極細繊維は、繊維束の状態で存在し、高分子弾性体が繊維束の内部に存在し、該繊維束を構成する極細繊維の一部或いは大部分が高分子弾性体の結着力により拘束されていることが研磨パッドの曲げ弾性率を調整し易い点から好ましい。繊維束が高分子弾性体によって拘束されて繊維束に剛性が付与されることにより、高い曲げ弾性率を有する研磨パッドが得られうる。また、繊維の抜けを防ぐことにより、抜けた繊維に砥粒が凝集することを防止することができる。それによりスクラッチの発生を抑制することができる。ここで、極細繊維が高分子弾性体によって拘束されているとは、繊維束内部に存在する極細繊維の大部分が、繊維束内部に存在する高分子弾性体により接着され結束されている状態を意味する。   The ultrafine fibers constituting the ultrafine fiber entangled body exist in the form of a fiber bundle, the polymer elastic body exists inside the fiber bundle, and a part or most of the ultrafine fibers constituting the fiber bundle are polymer elastic. It is preferable that it is restrained by the binding force of the body from the viewpoint that the bending elastic modulus of the polishing pad can be easily adjusted. A polishing pad having a high flexural modulus can be obtained by constraining the fiber bundle with the polymer elastic body to impart rigidity to the fiber bundle. Further, by preventing the fibers from coming off, it is possible to prevent the abrasive grains from aggregating on the removed fibers. Thereby, generation | occurrence | production of a scratch can be suppressed. Here, the ultrafine fibers are restrained by the polymer elastic body means a state in which most of the ultrafine fibers existing inside the fiber bundle are bonded and bound by the polymer elastic body existing inside the fiber bundle. means.

また、複数の繊維束同士は、繊維束の外側に存在する高分子弾性体により結着されて、塊(バルク)状に存在していることが曲げ弾性率が高い研磨パッドが得られやすい点から好ましい。このように繊維束同士が結着されることにより、研磨パッドの形態安定性が向上して、研磨安定性が向上する。   In addition, a plurality of fiber bundles are bound together by a polymer elastic body existing outside the fiber bundle, and it is easy to obtain a polishing pad having a high bending elastic modulus when present in a lump (bulk) shape. To preferred. By binding the fiber bundles in this way, the form stability of the polishing pad is improved and the polishing stability is improved.

極細繊維の集束・拘束状態および繊維束同士の結着状態は研磨パッドの断面の電子顕微鏡写真により容易に確認することができる。   The converging / restraining state of the ultrafine fibers and the binding state of the fiber bundles can be easily confirmed by an electron micrograph of the cross section of the polishing pad.

高分子弾性体は非多孔質状であることが好ましい。なお、非多孔質状とは、多孔質状、または、スポンジ状(以下、単に、多孔質状とも言う)の高分子弾性体が有するような空隙(独立気泡)を実質的に有さない状態を意味する。具体的には、例えば、溶剤系ポリウレタンを凝固させて得られるような、微細な気泡を多数有する高分子弾性体ではないことを意味する。非多孔質状の高分子弾性体を用いることにより、極細繊維の拘束力が高まるとともに、高い曲げ弾性率を有する研磨パッドが得られやすい。さらに、極細繊維に対する接着強度が高くなるために、繊維の抜けに起因するスクラッチの発生を抑制することができる。さらに、より高い剛性が得られるために、平坦化性能に優れた研磨パッドが得られる。なお、気泡を多数有する高分子弾性体を用いた場合には、研磨安定性が低くなり、また、研磨の際に、気泡に金属研磨屑やパッド屑が堆積しやすくなって、研磨パッドが摩耗しやすくなることにより、高い研磨レートを長時間維持しにくくなる傾向がある。   The polymer elastic body is preferably non-porous. The non-porous state is a state substantially free of voids (closed cells) as possessed by a porous or sponge-like (hereinafter also simply referred to as porous) polymer elastic body. Means. Specifically, it means that it is not a polymer elastic body having a large number of fine bubbles, for example, obtained by coagulating solvent-based polyurethane. By using a non-porous polymer elastic body, the binding force of the ultrafine fibers is increased, and a polishing pad having a high flexural modulus is easily obtained. Furthermore, since the adhesive strength with respect to the ultrafine fibers is increased, it is possible to suppress the occurrence of scratches due to the fiber coming off. Furthermore, since higher rigidity is obtained, a polishing pad having excellent planarization performance can be obtained. Note that when a polymer elastic body having a large number of bubbles is used, the polishing stability becomes low, and metal polishing debris and pad debris easily accumulate in the bubbles during polishing, and the polishing pad wears out. This tends to make it difficult to maintain a high polishing rate for a long time.

本実施形態の研磨パッドは、曲げ弾性率が150〜650MPaの範囲であり、空隙率は25〜65体積%の範囲であり、連通孔を有する。   The polishing pad of this embodiment has a flexural modulus in the range of 150 to 650 MPa, a porosity in the range of 25 to 65% by volume, and has communication holes.

研磨パッドの曲げ弾性率は150〜650MPaの範囲、好ましくは250〜600の範囲である。曲げ弾性率が150MPa未満の場合には、研磨の進行に伴い、研磨パッドの剛性が著しく低下する。その結果、研磨レートや、平坦化性能が低下する。また、曲げ弾性率が650MPaを超える場合には、剛性が高すぎることにより被研磨面にスクラッチが発生やすくなり、また、被研磨物への追従性が悪くなって研磨斑が生じやすくなり、さらに、必然的に空隙率が低くなるために通電パスとなる連通孔が充分に確保できなくなり、それにより研磨レートが低下する。   The flexural modulus of the polishing pad is in the range of 150 to 650 MPa, preferably in the range of 250 to 600. When the flexural modulus is less than 150 MPa, the rigidity of the polishing pad is significantly reduced as the polishing progresses. As a result, the polishing rate and planarization performance are reduced. In addition, when the flexural modulus exceeds 650 MPa, the rigidity is too high, the surface to be polished is likely to be scratched, the followability to the object to be polished is deteriorated, and polishing spots are easily generated. Since the porosity is inevitably low, it is impossible to secure a sufficient communication hole as an energization path, thereby reducing the polishing rate.

また、本実施形態の研磨パッドの空隙率は25〜65体積%であり、好ましくは40〜60体積%である。研磨パッドの空隙率が25体積%未満の場合には、電解液の保持が不充分になることにより、研磨効率や研磨均一性が低下する。また、研磨パッドの空隙率が65体積%を超える場合には、平坦化性能が低下し、また、研磨効率が低下する。   Moreover, the porosity of the polishing pad of this embodiment is 25-65 volume%, Preferably it is 40-60 volume%. When the porosity of the polishing pad is less than 25% by volume, the electrolytic solution is not sufficiently retained, and the polishing efficiency and the polishing uniformity are lowered. Further, when the porosity of the polishing pad exceeds 65% by volume, the planarization performance is lowered and the polishing efficiency is lowered.

本実施形態に用いられる研磨パッドは連通孔を有する。連通孔は電解液を充分に保持する作用をする。連通孔を有しない場合には、電解液を充分に保持できず、そのために、研磨均一性や研磨効率が低下する。ここで、連通孔とは、研磨パッドの表面から裏面へ連通している孔を意味する。このような連通孔の存在は、研磨パッドの表面に滴下した水が、研磨パッドの連通孔を通じて、研磨パッドの裏面に表出することにより確認できる。なお、独立気泡構造しか有さない研磨パッドの場合には、表面に存在する独立気泡のみにより電解液が保持されることになるために、電解液の保液量が少なくなる。   The polishing pad used in this embodiment has a communication hole. The communication hole acts to sufficiently hold the electrolytic solution. When the communication hole is not provided, the electrolytic solution cannot be sufficiently retained, and therefore, polishing uniformity and polishing efficiency are lowered. Here, the communication hole means a hole communicating from the front surface to the back surface of the polishing pad. Presence of such a communication hole can be confirmed by the water dripped on the surface of the polishing pad appearing on the back surface of the polishing pad through the communication hole of the polishing pad. In the case of a polishing pad having only a closed cell structure, the electrolyte solution is held only by the closed cells present on the surface, so that the amount of the electrolyte solution retained is reduced.

なお、本実施形態の研磨パッドは、空隙率が25〜65体積%の範囲であり、連通孔を有することにより、優れた吸水性を示す。吸水率としては、例えば、JIS L1907−1994に準拠したバイレック法吸水高さ試験において、60分後の水の吸水高さ(以下、単に吸水高さとも呼ぶ)が10mm以上、さらには20mm以上であることが好ましい。高い吸水性を有する研磨パッドによれば、電解液を充分に保持することができる。また、研磨パッドの研磨面の全面に渡って均一に電解液を保持させることができる。これにより、高い研磨レートや優れた研磨均一性及び研磨安定性が得られる。また、慣らし研磨を短くすることもできる。その上限は特に限定されないが、電解液の使用量の無駄を少なくする点からは500mm以下であることが好ましい。但し、定盤に貼り付けたパッドの縁に堰を設ければその限りではない。   In addition, the polishing pad of this embodiment has a porosity in the range of 25 to 65% by volume, and exhibits excellent water absorption by having communication holes. As the water absorption rate, for example, in the birec method water absorption height test in accordance with JIS L1907-1994, the water absorption height after 60 minutes (hereinafter also simply referred to as the water absorption height) is 10 mm or more, and further 20 mm or more. Preferably there is. According to the polishing pad having high water absorption, the electrolytic solution can be sufficiently retained. In addition, the electrolytic solution can be uniformly held over the entire polishing surface of the polishing pad. As a result, a high polishing rate and excellent polishing uniformity and polishing stability can be obtained. Also, the break-in polishing can be shortened. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 500 mm or less from the viewpoint of reducing waste of the amount of electrolyte used. However, this is not the case if weirs are provided on the edges of the pads attached to the surface plate.

また、吸水高さは研磨パッド中の極細繊維の繊維密度や高分子弾性体の種類にも影響される。吸水高さをより高めるためには、極細繊維を高密度に含有し、且つ、高分子弾性体がカルボキシル基、スルホン酸基および炭素数3以下のポリアルキレングリコール基からなる群から選ばれる少なくとも1種の親水性基を含有することがより好ましい。   The water absorption height is also affected by the fiber density of the ultrafine fibers in the polishing pad and the type of the polymer elastic body. In order to further increase the water absorption height, at least one selected from the group consisting of ultrafine fibers at a high density and a polymer elastic body comprising a carboxyl group, a sulfonic acid group and a polyalkylene glycol group having 3 or less carbon atoms. More preferably, it contains a seed hydrophilic group.

本実施形態の研磨パッドの見掛け密度は、0.4〜0.9g/cm、さらには、0.5〜0.8g/cmの範囲であることが電解液保持性と剛性とのバランスに優れている点から好ましい。見掛け密度が高すぎる場合には吸水高さが充分に高くならない傾向がある。 The apparent density of the polishing pad of the present embodiment is in the range of 0.4 to 0.9 g / cm 3 , and more preferably in the range of 0.5 to 0.8 g / cm 3. From the point which is excellent in it. If the apparent density is too high, the water absorption tends not to be sufficiently high.

研磨パッド中の極細繊維絡合体と高分子弾性体の合計量に対する、極細繊維絡合体の含有割合としては、55〜95質量%、さらには60〜90質量%であることが、150〜800MPaの範囲の曲げ弾性率、及び、空隙率20〜65体積%の範囲の研磨パッドが得られやすい点から好ましい。極細繊維絡合体の含有割合が低すぎる場合には、研磨中の経時的安定性が低下したり、研磨効率が低下したりする傾向がある。また、極細繊維絡合体の含有割合が高すぎる場合には、繊維束の内部における高分子弾性体の拘束力が低下して、平坦化性能及び研磨パッドの耐磨耗性が低下することによる経時的安定性が低下しやすくなる傾向がある。   The content ratio of the ultrafine fiber entangled body to the total amount of the ultrafine fiber entangled body and the polymer elastic body in the polishing pad is 55 to 95% by mass, more preferably 60 to 90% by mass, and 150 to 800 MPa. This is preferable from the viewpoint of easily obtaining a polishing pad having a flexural modulus in the range and a porosity in the range of 20 to 65 volume%. When the content ratio of the ultrafine fiber entangled body is too low, the temporal stability during polishing tends to decrease or the polishing efficiency tends to decrease. Further, when the content ratio of the ultrafine fiber entangled body is too high, the binding force of the polymer elastic body inside the fiber bundle is reduced, and the flattening performance and the wear resistance of the polishing pad are deteriorated over time. There is a tendency that the mechanical stability tends to decrease.

また、本実施形態の研磨パッドは、50℃の温水で飽和膨潤させたときの吸水率が20〜100質量%、さらには30〜80質量%であることが好ましい。前記吸水率が低すぎる場合には、電解液を保持しにくくなり、平坦化性能が低下する傾向がある。   In addition, the polishing pad of this embodiment preferably has a water absorption rate of 20 to 100% by mass, more preferably 30 to 80% by mass when saturated and swollen with hot water at 50 ° C. When the water absorption rate is too low, it is difficult to hold the electrolytic solution, and the planarization performance tends to be lowered.

本実施形態の研磨パッドは、バフィング等によるパッド平坦化処理や、ダイヤモンド等のパッドドレッシングを用いた研磨前のコンディショニング処理や、研磨時にコンディショニング処理を施すことにより、表面近傍に存在する繊維束を分繊、又はフィブリル化させることにより研磨パッドの表面に極細繊維を形成させることができる。研磨パッドの表面の極細繊維の繊維密度としては、600本/mm以上、さらには、1000本/mm以上、特には、2000本/mm以上であることが好ましい。前記繊維密度が低すぎる場合には、電解液の保持性が不充分になる傾向がある。前記繊維密度の上限は特に限定されないが、生産性の点から、1000000本/mm程度である。また、研磨パッド表面の極細繊維は立毛されていても、立毛されていなくても良い。極細繊維が立毛されている場合には、研磨パッドの表面がよりソフトになるためにスクラッチの低減効果がより高くなる。一方、極細繊維の立毛の程度が低い場合には、ミクロ平坦性を重視する用途に有利となる。このように用途に応じて表面状態を適宜選択することが好ましい。 The polishing pad according to the present embodiment separates the fiber bundle existing near the surface by performing a pad flattening process by buffing or the like, a conditioning process before polishing using a pad dressing such as diamond, or a conditioning process during polishing. Fine fibers can be formed on the surface of the polishing pad by forming fibers or fibrils. The fiber density of the ultrafine fibers on the surface of the polishing pad is preferably 600 fibers / mm 2 or more, more preferably 1000 fibers / mm 2 or more, and particularly preferably 2000 fibers / mm 2 or more. When the fiber density is too low, the retention of the electrolytic solution tends to be insufficient. The upper limit of the fiber density is not particularly limited, but is about 1,000,000 pieces / mm 2 from the viewpoint of productivity. Further, the ultrafine fibers on the surface of the polishing pad may be raised or not raised. When the ultrafine fibers are raised, the surface of the polishing pad becomes softer and the effect of reducing scratches becomes higher. On the other hand, when the degree of napping of the ultrafine fibers is low, it is advantageous for applications in which microflatness is important. Thus, it is preferable to appropriately select the surface state according to the application.

次に、本実施形態の研磨パッドの製造方法の一例について詳しく説明する。   Next, an example of the manufacturing method of the polishing pad of this embodiment will be described in detail.

本実施形態の研磨パッドは、例えば、水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂とを溶融紡糸して得られる海島型複合繊維からなる長繊維ウェブを製造するウェブ製造工程と、長繊維ウェブを複数枚重ねて絡合させることによりウェブ絡合シートを形成するウェブ絡合工程と、ウェブ絡合シートを湿熱収縮させる湿熱収縮処理工程と、ウェブ絡合シート中の水溶性熱可塑性樹脂を熱水中で溶解することにより、極細繊維からなる繊維絡合体を形成する繊維絡合体形成工程と、繊維絡合体に高分子弾性体の水性液を含浸および乾燥凝固させる高分子弾性体充填工程、とを備えるような研磨パッドの製造方法により得られうる。   The polishing pad of the present embodiment includes, for example, a web manufacturing process for manufacturing a long fiber web made of sea-island type composite fibers obtained by melt spinning a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin, and a long fiber web. A web entanglement step for forming a web entanglement sheet by entanglement with a plurality of sheets, a wet heat shrinkage treatment step for wet heat shrinkage of the web entanglement sheet, and heat the water-soluble thermoplastic resin in the web entanglement sheet A fiber entanglement forming step for forming a fiber entangled body made of ultrafine fibers by dissolving in water, and a polymer elastic body filling step for impregnating the fiber entangled body with an aqueous liquid of a polymer elastic body and drying and solidifying the fiber entangled body. It can obtain by the manufacturing method of a polishing pad provided with these.

前記製造方法においては、長繊維を含有するウェブ絡合シートを湿熱収縮させる工程を経ることにより、短繊維を含有するウェブ絡合シートを湿熱収縮させる場合に比べて、ウェブ絡合シートを大きく収縮させることができ、そのために、極細繊維の繊維密度が緻密になる。そして、ウェブ絡合シートの水溶性熱可塑性樹脂を溶解抽出することにより、繊維束からなる繊維絡合体が形成される。このとき、水溶性熱可塑性樹脂が溶解抽出された部分に空隙が形成される。そして、この空隙に高分子弾性体の水性液を含浸および乾燥凝固させることにより、繊維束を構成する極細繊維が集束されるとともに、繊維束同士も集束される。このようにして、繊維密度が高く、極細繊維が収束された剛性の高い研磨パッドが得られる。   In the above manufacturing method, the web entangled sheet containing the long fibers is subjected to the heat and heat shrinkage process, so that the web entangled sheet is largely contracted as compared with the case where the web entangled sheet containing the short fibers is subjected to the heat and heat shrinkage. For this reason, the fiber density of the ultrafine fibers becomes dense. And the fiber entanglement body which consists of a fiber bundle is formed by melt-extracting the water-soluble thermoplastic resin of a web entanglement sheet. At this time, voids are formed in the portion where the water-soluble thermoplastic resin is dissolved and extracted. Then, by impregnating and drying and solidifying an aqueous solution of a polymer elastic body in the void, the ultrafine fibers constituting the fiber bundle are focused and the fiber bundles are also focused. In this way, a highly rigid polishing pad with high fiber density and converged ultrafine fibers can be obtained.

以下に各工程について、詳しく説明する。   Each step will be described in detail below.

(1)ウェブ製造工程
本工程においては、はじめに、水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂とを溶融紡糸して得られる海島型複合繊維からなる長繊維ウェブを製造する。
(1) Web manufacturing process In this process, first, a long fiber web made of sea-island composite fibers obtained by melt spinning a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin is manufactured.

海島型複合繊維は、水溶性熱可塑性樹脂と、水溶性熱可塑性樹脂と相溶性が低い非水溶性熱可塑性樹脂とをそれぞれ溶融紡糸した後、複合化させることにより得られる。そして、このような海島型複合繊維から水溶性熱可塑性樹脂を溶解除去または分解除去することにより、極細繊維が形成される。海島型複合繊維の太さは、工業性の観点から、0.5〜3dtexであることが好ましい。   The sea-island type composite fiber is obtained by melt-spinning a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin having low compatibility with the water-soluble thermoplastic resin and then combining them. Then, the ultrafine fiber is formed by dissolving or removing the water-soluble thermoplastic resin from the sea-island type composite fiber. The thickness of the sea-island type composite fiber is preferably 0.5 to 3 dtex from the viewpoint of industrial properties.

なお、本実施形態においては、極細繊維を形成するための複合繊維として海島型複合繊維について詳しく説明するが、海島型繊維の代わりに多層積層型断面繊維等の公知の極細繊維発生型繊維を用いてもよい。   In this embodiment, the sea-island type composite fiber will be described in detail as the composite fiber for forming the ultra-fine fiber, but a known ultra-fine fiber generating type fiber such as a multilayer laminated cross-section fiber is used instead of the sea-island type fiber. May be.

水溶性熱可塑性樹脂としては、水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液等により、溶解除去または分解除去できる熱可塑性樹脂であって、溶融紡糸が可能な樹脂が好ましく用いられる。このような、水溶性熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール共重合体等のポリビニルアルコール系樹脂(PVA系樹脂);ポリエチレングリコール及び/又はスルホン酸アルカリ金属塩を共重合成分として含有する変性ポリエステル;ポリエチレンオキシド等が挙げられる。これらの中では、特に、PVA系樹脂が以下の理由により、好ましく用いられる。   As the water-soluble thermoplastic resin, a resin that can be dissolved or removed by water, an alkaline aqueous solution, an acidic aqueous solution, or the like and that can be melt-spun is preferably used. Specific examples of such a water-soluble thermoplastic resin include, for example, polyvinyl alcohol resins (PVA resins) such as polyvinyl alcohol and polyvinyl alcohol copolymers; copolymers of polyethylene glycol and / or alkali metal sulfonates. Modified polyesters contained as components; polyethylene oxide and the like. Among these, PVA-based resins are particularly preferably used for the following reasons.

PVA系樹脂を水溶性熱可塑性樹脂成分とする海島型複合繊維を用いた場合、PVA系樹脂を溶解することにより形成される極細繊維が大きく捲縮する。このことにより繊維密度が高い繊維絡合体が得られる。また、PVA系樹脂を水溶性熱可塑性樹脂成分とする海島型複合繊維を用いた場合、PVA系樹脂を溶解させるときに、形成される極細繊維や高分子弾性体は実質的に分解または溶解されないので、極細繊維や高分子弾性体の物性低下が起こりにくい。さらに、環境負荷も小さい。また、微量残存しても、研磨性能への悪影響は小さく、逆に、研磨パッドの濡れ性を高める傾向となることから、研磨パッドに残留するPVA系樹脂量としては、研磨パッド全量に対して0.01〜0.2質量%程度、好ましくは、0.02〜0.1質量%程度である。   When a sea-island type composite fiber having a PVA-based resin as a water-soluble thermoplastic resin component is used, the ultrafine fibers formed by dissolving the PVA-based resin are greatly crimped. As a result, a fiber entangled body having a high fiber density can be obtained. In addition, when a sea-island type composite fiber containing a PVA resin as a water-soluble thermoplastic resin component is used, when the PVA resin is dissolved, the formed ultrafine fibers and polymer elastic body are not substantially decomposed or dissolved. Therefore, the physical properties of the ultrafine fiber and the polymer elastic body are hardly lowered. Furthermore, the environmental load is small. Even if a small amount remains, the adverse effect on the polishing performance is small, and conversely, the wettability of the polishing pad tends to be increased. Therefore, the amount of PVA-based resin remaining on the polishing pad is relative to the total amount of the polishing pad It is about 0.01-0.2 mass%, Preferably, it is about 0.02-0.1 mass%.

PVA系樹脂は、ビニルエステル単位を主体とする共重合体をケン化することにより得られる。ビニルエステル単位を形成するためのビニル単量体の具体例としては、例えば、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニルおよびバーサティック酸ビニル等が挙げられる。これらは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、酢酸ビニルが工業性の点から好ましい。   The PVA-based resin can be obtained by saponifying a copolymer mainly composed of vinyl ester units. Specific examples of vinyl monomers for forming the vinyl ester unit include, for example, vinyl acetate, vinyl formate, vinyl propionate, vinyl valelate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, Examples include vinyl pivalate and vinyl versatate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, vinyl acetate is preferable from the viewpoint of industrial properties.

PVA系樹脂は、ビニルエステル単位のみからなるホモPVAであっても、ビニルエステル単位以外の共重合単量体単位を構成単位として含有する変性PVAであってもよい。溶融紡糸性、水溶性、繊維物性を制御できる点から、変性PVAがより好ましい。ビニルエステル単位以外の共重合単量体単位の具体例としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテンなどの炭素数4以下のα−オレフィン類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテルなどのビニルエーテル類等が挙げられる。ビニルエステル単位以外の共重合単量体単位の含有割合としては、1〜20モル%、さらには、4〜15モル%とくには、6〜13モル%の範囲であることが好ましい。これらの中ではエチレン単位を4〜15モル%、さらには、6〜13モル%含有するエチレン変性PVAが海島型複合繊維の物性が高くなる点から好ましい。   The PVA-based resin may be a homo PVA composed only of vinyl ester units or a modified PVA containing a comonomer unit other than the vinyl ester unit as a constituent unit. Modified PVA is more preferable from the viewpoint of controlling melt spinnability, water solubility, and fiber properties. Specific examples of the comonomer unit other than the vinyl ester unit include, for example, α-olefins having 4 or less carbon atoms such as ethylene, propylene, 1-butene and isobutene; methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether. And vinyl ethers such as isopropyl vinyl ether and n-butyl vinyl ether. The content ratio of the comonomer units other than the vinyl ester unit is preferably 1 to 20 mol%, more preferably 4 to 15 mol%, and particularly preferably 6 to 13 mol%. Among these, ethylene-modified PVA containing 4 to 15 mol%, more preferably 6 to 13 mol% of ethylene units is preferable from the viewpoint of improving the physical properties of the sea-island composite fibers.

PVA系樹脂の粘度平均重合度は、200〜500、さらには、230〜470、とくには、250〜450の範囲であることが、安定な海島構造が形成される点、溶融紡糸性に優れた溶融粘度を示す点および溶解時の溶解速度が速い点から好ましい。なお、前記重合度は、JIS−K6726に準じて測定される。すなわち、PVA樹脂を再ケン化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η]から次式により求められる。   The viscosity average degree of polymerization of the PVA-based resin is 200 to 500, more preferably 230 to 470, and particularly 250 to 450, so that a stable sea-island structure is formed and the melt spinnability is excellent. It is preferable from the point of showing melt viscosity and the high dissolution rate at the time of dissolution. The degree of polymerization is measured according to JIS-K6726. That is, after re-saponifying and purifying the PVA resin, it is obtained from the intrinsic viscosity [η] measured in water at 30 ° C. by the following equation.

粘度平均重合度P=([η]×103/8.29)(1/0.62)
PVA系樹脂のケン化度としては、90〜99.99モル%、さらには93〜99.98モル%、とくには、94〜99.97モル%、殊には、96〜99.96モル%の範囲であることが好ましい。前記ケン化度がこのような範囲である場合には、水溶性に優れ、熱安定性が良好で、溶融紡糸性に優れ、また、生分解性にも優れたPVA系樹脂が得られる。
Viscosity average degree of polymerization P = ([η] × 103 / 8.29) (1 / 0.62)
The saponification degree of the PVA-based resin is 90 to 99.99 mol%, more preferably 93 to 99.98 mol%, particularly 94 to 99.97 mol%, particularly 96 to 99.96 mol%. It is preferable that it is the range of these. When the saponification degree is in such a range, a PVA resin having excellent water solubility, excellent thermal stability, excellent melt spinnability, and excellent biodegradability can be obtained.

前記PVA系樹脂の融点としては、160〜250℃、さらには170〜227℃、特には175〜224℃、殊には180〜220℃の範囲であることが、機械的特性および熱安定性に優れる点ならびに溶融紡糸性に優れる点から好ましい。なお、前記PVA系樹脂の融点が高すぎる場合には、融点と分解温度が近づくために、溶融紡糸の際に分解を生じることにより、溶融紡糸性が低下する傾向がある。   The melting point of the PVA-based resin is 160 to 250 ° C., more preferably 170 to 227 ° C., particularly 175 to 224 ° C., particularly 180 to 220 ° C., in view of mechanical properties and thermal stability. It is preferable from the viewpoint of excellent point and melt spinnability. When the melting point of the PVA-based resin is too high, the melting point and the decomposition temperature are close to each other, so that the melt spinnability tends to be reduced by causing decomposition during melt spinning.

また、前記PVA系樹脂の融点が、前記非水溶性熱可塑性樹脂の融点に比べて低すぎる場合には、溶融紡糸性が低下する点から好ましくない。このような観点から、PVA系樹脂の融点は、前記非水溶性熱可塑性樹脂の融点に比べて60℃以上、さらには、30℃以上低すぎないことが好ましい。   Moreover, when the melting point of the PVA-based resin is too low as compared with the melting point of the water-insoluble thermoplastic resin, it is not preferable because the melt spinnability is lowered. From this point of view, it is preferable that the melting point of the PVA-based resin is not lower than 60 ° C. or even 30 ° C. or higher compared to the melting point of the water-insoluble thermoplastic resin.

非水溶性熱可塑性樹脂としては、水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液等により、溶解除去または分解除去されない熱可塑性樹脂であって、溶融紡糸が可能な樹脂が好ましく用いられる。   As the water-insoluble thermoplastic resin, a resin that can be melt-spun and is a thermoplastic resin that is not dissolved or removed by water, an alkaline aqueous solution, an acidic aqueous solution, or the like.

非水溶性熱可塑性樹脂の具体例としては、上述した、研磨パッドを構成する極細繊維を形成するために用いられる、各種熱可塑性樹脂が用いられうる。   As a specific example of the water-insoluble thermoplastic resin, various thermoplastic resins used to form the ultrafine fibers constituting the polishing pad described above can be used.

非水溶性熱可塑性樹脂は各種添加剤を含有してもよい。添加材の具体例としては、例えば、触媒、着色防止剤、耐熱剤、難燃剤、滑剤、防汚剤、蛍光増白剤、艶消剤、着色剤、光沢改良剤、制電剤、芳香剤、消臭剤、抗菌剤、防ダニ剤、無機微粒子、導電剤等が挙げられる。   The water-insoluble thermoplastic resin may contain various additives. Specific examples of additives include, for example, catalysts, anti-coloring agents, heat-resistant agents, flame retardants, lubricants, antifouling agents, fluorescent whitening agents, matting agents, coloring agents, gloss improvers, antistatic agents, and fragrances. , Deodorants, antibacterial agents, acaricides, inorganic fine particles, conductive agents and the like.

次に、水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂とを溶融紡糸して海島型複合繊維を形成し、得られた海島型複合繊維から長繊維ウェブを形成する方法について、詳しく説明する。   Next, a method for forming a sea-island type composite fiber by melt spinning a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin and forming a long fiber web from the obtained sea-island type composite fiber will be described in detail.

長繊維ウェブは、例えば、水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂とを溶融紡糸することにより複合化した後、スパンボンド法により、延伸後、堆積させることにより得られる。このように、スパンボンド法によりウェブを形成することにより、繊維の抜けが少なく、繊維密度が高く、形態安定性が良好な海島型複合繊維からなる長繊維ウェブが得られる。なお、長繊維とは、短繊維を製造するときのような切断工程を経ずに製造された繊維である。   The long fiber web is obtained, for example, by compounding by melt spinning a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin, and then stretching and depositing by a spunbond method. In this way, by forming the web by the spunbond method, a long fiber web made of sea-island type composite fibers with less fiber loss, high fiber density, and good shape stability can be obtained. In addition, a long fiber is a fiber manufactured without passing through a cutting process like manufacturing a short fiber.

海島型複合繊維の製造においては、水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂とがそれぞれ溶融紡糸され、複合化される。水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂との質量比としては、5/95〜50/50、さらには、10/90〜40/60の範囲であることが好ましい。水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂との質量比がこのような範囲である場合には、高密度の繊維絡合体が得られ、また、極細繊維の形成性にも優れる。   In the production of a sea-island type composite fiber, a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin are melt-spun and combined. The mass ratio of the water-soluble thermoplastic resin to the water-insoluble thermoplastic resin is preferably in the range of 5/95 to 50/50, more preferably 10/90 to 40/60. When the mass ratio of the water-soluble thermoplastic resin to the water-insoluble thermoplastic resin is within such a range, a high-density fiber entangled body can be obtained, and the formability of ultrafine fibers is excellent.

水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂とを溶融紡糸により複合化した後、スパンボンド法により、長繊維ウェブを形成する方法について、以下に詳しく説明する。   A method for forming a long fiber web by a spunbond method after combining a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin by melt spinning will be described in detail below.

はじめに、水溶性熱可塑性樹脂および非水溶性熱可塑性樹脂をそれぞれ別々の押出機により溶融混練し、それぞれ異なる紡糸口金から溶融樹脂のストランドを同時に吐出させる。そして、吐出されたストランドを複合ノズルで複合させた後、紡糸ヘッドのノズル孔から吐出させることにより海島型複合繊維を形成する。溶融複合紡糸においては、海島型複合繊維における島数は4〜4000島/繊維、さらには10〜1000島/繊維にすることが、単繊維繊度が小さく、繊維密度の高い繊維束が得られる点から好ましい。   First, a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin are melt-kneaded by separate extruders, and molten resin strands are discharged simultaneously from different spinnerets. Then, after the discharged strands are combined with the composite nozzle, the sea-island type composite fibers are formed by discharging from the nozzle holes of the spinning head. In melt composite spinning, the number of islands in a sea-island type composite fiber is 4 to 4000 islands / fiber, more preferably 10 to 1000 islands / fiber, so that a fiber bundle having a small single fiber fineness and a high fiber density can be obtained. To preferred.

海島型複合繊維は冷却装置で冷却された後、エアジェット・ノズルなどの吸引装置を用いて目的の繊度となるように1000〜6000m/分の引き取り速度に相当する速度の高速気流により延伸される。その後、延伸された複合繊維を移動式の捕集面の上に堆積することにより長繊維ウェブが形成される。なお、このとき、必要に応じて堆積された長繊維ウェブを、部分的に圧着してもよい。繊維ウェブの目付量は、20〜500g/mの範囲であることが均一な繊維絡合体が得られ、また、工業性の点から好ましい。 After the sea-island type composite fiber is cooled by a cooling device, it is drawn by a high-speed air flow at a speed corresponding to a take-up speed of 1000 to 6000 m / min so as to obtain a desired fineness using a suction device such as an air jet nozzle. . Thereafter, the stretched composite fibers are deposited on a movable collection surface to form a long fiber web. At this time, the long fiber web deposited may be partially crimped as necessary. The basis weight of the fiber web is preferably in the range of 20 to 500 g / m 2 , so that a uniform fiber entangled body can be obtained, and it is preferable from the viewpoint of industrial properties.

(2)ウェブ絡合工程
次に、得られた長繊維ウェブを複数枚重ねて絡合させることによりウェブ絡合シートを形成するウェブ絡合工程について説明する。
(2) Web entanglement process Next, the web entanglement process which forms a web entanglement sheet | seat by accumulating and intertwining a plurality of obtained long fiber webs is demonstrated.

ウェブ絡合シートは、ニードルパンチや高圧水流処理等の公知の不織布製造方法を用いて長繊維ウェブに絡合処理を行うことにより形成される。以下に、代表例として、ニードルパンチによる絡合処理について詳しく説明する。   The web entangled sheet is formed by performing an entanglement treatment on the long fiber web using a known nonwoven fabric manufacturing method such as needle punching or high-pressure water flow treatment. Below, the entanglement process by a needle punch is demonstrated in detail as a typical example.

はじめに、長繊維ウェブに針折れ防止油剤、帯電防止油剤、絡合向上油剤などのシリコーン系油剤または鉱物油系油剤を付与する。なお、目付ムラを低減させるために、2枚以上の繊維ウェブを、クロスラッパーにより重ね合わせ、油剤を付与してもよい。   First, a silicone oil agent or a mineral oil agent such as a needle breakage prevention oil agent, an antistatic oil agent, and an entanglement improving oil agent is applied to the long fiber web. In order to reduce unevenness in weight per unit area, two or more fiber webs may be overlapped with a cross wrapper and an oil agent may be applied.

その後、例えば、ニードルパンチにより三次元的に繊維を絡合させる絡合処理を行う。ニードルパンチ処理を行うことにより、繊維密度が高く、繊維の抜けを起こしにくいウェブ絡合シートが得られる。なお、ウェブ絡合シートの目付量は、目的とする研磨パッドの厚さ等に応じて適宜選択されるが、具体的には、例えば、100〜1500g/mの範囲であることが取扱い性に優れる点から好ましい。 Thereafter, for example, an entanglement process is performed in which the fibers are entangled three-dimensionally by a needle punch. By performing the needle punching process, a web entangled sheet having a high fiber density and hardly causing the fiber to come off can be obtained. The basis weight of the web-entangled sheet is appropriately selected according to the thickness of the target polishing pad, and specifically, for example, the handling property is in the range of 100 to 1500 g / m 2 . From the point which is excellent in it.

油剤の種類や量およびニードルパンチにおけるニードル形状、ニードル深度、パンチ数などのニードル条件は、ウェブ絡合シートの層間剥離力が高くなるような条件が適宜選択される。バーブ数は針折れが生じない範囲で多いほうが好ましく、具体的には、例えば、1〜9バーブの中から選ばれる。ニードル深度は重ね合わせたウェブ表面までバーブが貫通するような条件、かつ、ウェブ表面にニードルパンチ後の模様が強く出ない範囲で設定することが好ましい。また、ニードルパンチ数はニードル形状、油剤の種類と使用量等により調整されるが、具体的には、500〜5000パンチ/cmが好ましい。また、絡合処理後の目付量が、絡合処理前の目付量の質量比で1.2倍以上、さらには、1.5倍以上となるように絡合処理することが、繊維密度が高い繊維絡合体が得られ、また、繊維の抜けを低減できる点から好ましい。上限は特に限定されないが、処理速度の低下による製造コストの増大を避ける点で4倍以下であることが好ましい。 The conditions for increasing the delamination force of the web entangled sheet are appropriately selected as the needle conditions such as the type and amount of the oil agent, the needle shape in the needle punch, the needle depth, and the number of punches. The number of barbs is preferably as large as possible without causing needle breakage. Specifically, for example, the number of barbs is selected from 1 to 9 barbs. The needle depth is preferably set so that the barb penetrates to the overlapped web surface, and in a range where the pattern after needle punching does not appear strongly on the web surface. The number of needle punches is adjusted depending on the shape of the needle, the type and amount of oil used, and specifically, 500 to 5000 punches / cm 2 is preferable. In addition, the fiber density can be obtained by performing the entanglement process so that the basis weight after the entanglement process is 1.2 times or more by mass ratio of the basis weight before the entanglement process, and further 1.5 times or more A high fiber entangled body can be obtained, and it is preferable from the viewpoint that the loss of fibers can be reduced. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 4 times or less from the viewpoint of avoiding an increase in manufacturing cost due to a decrease in processing speed.

ウェブ絡合シートの層間剥離力は、2kg/2.5cm以上、さらには、4kg/2.5cm以上であることが、形態保持性が良好で、且つ、繊維の抜けが少なく、繊維密度が高い繊維絡合体が得られる点から好ましい。なお、層間剥離力は、三次元絡合の度合いの目安になる。層間剥離力が小さすぎる場合には、繊維絡合体の繊維密度が充分に高くない。また、絡合不織布の層間剥離力の上限は特に限定されないが、絡合処理効率の点から30kg/2.5cm以下であることが好ましい。   The delamination force of the web entangled sheet is 2 kg / 2.5 cm or more, more preferably 4 kg / 2.5 cm or more, the shape retention is good, the fibers are not easily pulled out, and the fiber density is high. This is preferable from the viewpoint of obtaining a fiber entangled body. Note that the delamination force is a measure of the degree of three-dimensional entanglement. When the delamination force is too small, the fiber density of the fiber entangled body is not sufficiently high. Moreover, although the upper limit of the delamination force of an entangled nonwoven fabric is not specifically limited, It is preferable that it is 30 kg / 2.5 cm or less from the point of an entanglement process efficiency.

また、研磨パッドの硬さを調節する目的で、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、上記のようにして得られた不織布であるウェブ絡合シートに、さらに極細繊維からなる編物または織物(編織物)を重ねて、ニードルパンチング処理および/または高圧水流処理により絡合処理を行うことにより、編織物が絡合一体化された絡合不織布、例えば、編織物/絡合不織布、絡合不織布/編織物/絡合不織布などの積層構造体をウェブ絡合シートとして用いてもよい。   In addition, for the purpose of adjusting the hardness of the polishing pad, the web entangled sheet, which is a nonwoven fabric obtained as described above, is further made of ultrafine fibers, as long as the effects of the present invention are not impaired. A knitted fabric or a woven fabric (knitted fabric) is entangled by needle punching and / or high-pressure water flow treatment, and the knitted fabric is entangled and integrated, for example, a knitted fabric / entangled nonwoven fabric. A laminated structure such as entangled nonwoven fabric / knitted fabric / entangled nonwoven fabric may be used as the web entangled sheet.

編織物を構成する極細繊維は、特に限定されない。具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエステルエラストマー等から形成されるポリエステル系繊維;ポリアミド6、ポリアミド66、芳香族ポリアミド、ポリアミドエラストマー等から形成されるポリアミド系繊維;ウレタン系ポリマー、オレフィン系ポリマー、アクリロニトリル系ポリマー等からなる繊維が好ましく用いられる。これらの中では、PET、PBT、ポリアミド6、ポリアミド66等から形成される繊維が、工業性の点から好ましい。   The ultrafine fibers constituting the knitted fabric are not particularly limited. Specifically, for example, polyester fiber formed from polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate (PBT), polyester elastomer, etc .; from polyamide 6, polyamide 66, aromatic polyamide, polyamide elastomer, etc. Polyamide fibers to be formed; fibers made of urethane polymers, olefin polymers, acrylonitrile polymers and the like are preferably used. In these, the fiber formed from PET, PBT, polyamide 6, polyamide 66 etc. is preferable from an industrial point.

また、編織物を形成するための海島型複合繊維の除去成分の具体例としては、例えば、ポリスチレンおよびその共重合体、ポリエチレン、PVA系樹脂、共重合ポリエステル、共重合ポリアミド等が挙げられる。これらの中では、溶解除去する際に大きな収縮を生じる点からPVA系樹脂が好ましく用いられる。   Specific examples of the removal component of the sea-island composite fiber for forming the knitted fabric include polystyrene and its copolymer, polyethylene, PVA resin, copolymer polyester, copolymer polyamide, and the like. Among these, PVA-based resins are preferably used because they cause large shrinkage when dissolved and removed.

(3)湿熱収縮処理工程
次に、ウェブ絡合シートを湿熱収縮させることにより、ウェブ絡合シートの繊維密度および絡合度合を高めるための湿熱収縮処理工程について説明する。なお、本工程においては、長繊維を含有するウェブ絡合シートを湿熱収縮させることにより、短繊維を含有するウェブ絡合シートを湿熱収縮させる場合に比べて、ウェブ絡合シートを大きく収縮させることができ、そのために、極細繊維の繊維密度が特に高くなる。
(3) Wet heat shrinkage treatment step Next, a wet heat shrinkage treatment step for increasing the fiber density and the degree of entanglement of the web entangled sheet by shrinking the web entangled sheet with heat and moisture will be described. In this step, the web-entangled sheet containing long fibers is contracted by wet heat, so that the web-entangled sheet is contracted greatly compared to the case where the web-entangled sheet containing short fibers is contracted by wet heat. As a result, the fiber density of the ultrafine fibers is particularly high.

湿熱収縮処理は、スチーム加熱により行うことが好ましい。スチーム加熱条件としては、雰囲気温度が60〜130℃の範囲で、相対湿度40%以上、さらには相対湿度50%以上で、60〜600秒間加熱処理することが好ましい。このような加熱条件の場合には、ウェブ絡合シートを高収縮率で収縮させることができるので好ましい。なお、相対湿度が低すぎる場合には、繊維に接触した水分が速やかに乾燥することにより、収縮が不充分になる傾向がある。   The wet heat shrinkage treatment is preferably performed by steam heating. As the steam heating condition, it is preferable to perform heat treatment for 60 to 600 seconds at an atmospheric temperature in the range of 60 to 130 ° C. and a relative humidity of 40% or more, and further a relative humidity of 50% or more. Such heating conditions are preferable because the web-entangled sheet can be shrunk at a high shrinkage rate. In addition, when relative humidity is too low, there exists a tendency for shrinkage | contraction to become inadequate because the water | moisture content which contacted the fiber dries rapidly.

湿熱収縮処理は、ウェブ絡合シートを面積収縮率が35%以上、さらには、40%以上になるように収縮させることが好ましい。このように高い収縮率で収縮させることにより、高い繊維密度が得られ、曲げ弾性率や空隙率を所望の範囲としやすくなる。面積収縮率の上限は特に限定されないが、収縮の限度や処理効率の点から80%以下程度であることが好ましい。   In the wet heat shrinkage treatment, the web entangled sheet is preferably shrunk so that the area shrinkage rate is 35% or more, and further 40% or more. By contracting at such a high contraction rate, a high fiber density can be obtained, and the flexural modulus and porosity can be easily set within a desired range. The upper limit of the area shrinkage rate is not particularly limited, but is preferably about 80% or less from the viewpoint of shrinkage limit and processing efficiency.

なお、面積収縮率(%)は、下記式(1):
(収縮処理前のシート面の面積−収縮処理後のシート面の面積)/収縮処理前のシート面の面積×100・・・(1)、により計算される。面積は、シートの表面の面積と裏面の面積の平均面積を意味する。
The area shrinkage rate (%) is expressed by the following formula (1):
(Area of sheet surface before shrinking process−Area of sheet surface after shrinking process) / Area of sheet surface before shrinking process × 100 (1) The area means an average area of the surface area and the back surface area of the sheet.

このように湿熱収縮処理されたウェブ絡合シートは、海島型複合繊維の熱変形温度以上の温度で加熱ロールや加熱プレスすることにより、さらに、繊維密度が高められてもよい。   The web entangled sheet thus subjected to the wet heat shrinkage treatment may be further increased in fiber density by heating roll or hot pressing at a temperature equal to or higher than the heat deformation temperature of the sea-island type composite fiber.

また、湿熱収縮処理前後におけるウェブ絡合シートの目付量の変化としては、収縮処理後の目付量が、収縮処理前の目付量に比べて、1.2倍(質量比)以上、さらには、1.5倍以上で、4倍以下、さらには3倍以下であることが好ましい。   In addition, as a change in the basis weight of the web-entangled sheet before and after the wet heat shrinkage treatment, the basis weight after the shrinkage treatment is 1.2 times (mass ratio) or more compared to the basis weight before the shrinkage treatment, It is preferably 1.5 times or more, 4 times or less, and more preferably 3 times or less.

(4)繊維束結着工程
ウェブ絡合シートの極細繊維化処理を行う前に、ウェブ絡合シートの形態安定性を高める目的や、得られる研磨パッドの空隙率を低減させることを目的として、必要に応じて、収縮処理されたウェブ絡合シートに高分子弾性体の水性液を含浸および乾燥凝固させることにより、予め、繊維束を結着させておいてもよい。
(4) Fiber bundle binding step Before the ultra-fine fiberization treatment of the web entangled sheet, for the purpose of increasing the form stability of the web entangled sheet and reducing the porosity of the resulting polishing pad, If necessary, a fiber bundle may be bound in advance by impregnating the web-entangled sheet subjected to the shrink treatment with an aqueous liquid of a polymer elastic body and drying and solidifying it.

本工程においては、収縮処理されたウェブ絡合シートに高分子弾性体の水性液を含浸させ、乾燥凝固させることにより、ウェブ絡合シートに高分子弾性体を充填する。水性液の状態で高分子弾性体を含浸させ、乾燥凝固させることにより、高分子弾性体を形成することができる。高分子弾性体の水性液は、高濃度で粘度が低く、含浸浸透性にも優れているために、高充填しやすい。また、繊維に対する接着性にも優れている。従って、本工程により充填された高分子弾性体は、長繊維の海島型複合繊維を強固に拘束する。なお、高分子弾性体の水性液とは、高分子弾性体を形成する成分を水系媒体に溶解した水性溶液、又は、高分子弾性体を形成する成分を水系媒体に分散させた水性分散液である。なお、水性分散液には、懸濁分散液及び乳化分散液が含まれる。特に、耐水性に優れている点から、水性分散液を用いることがより好ましい。   In this step, the web entangled sheet is filled with the polymer elastic body by impregnating the contracted web entangled sheet with the aqueous liquid of the polymer elastic body and drying and solidifying it. The polymer elastic body can be formed by impregnating the polymer elastic body in the state of an aqueous liquid and drying and coagulating it. Since the aqueous liquid of the polymer elastic body has a high concentration and a low viscosity and is excellent in impregnation permeability, it is easy to be filled with a high amount. Moreover, the adhesiveness with respect to a fiber is also excellent. Therefore, the polymer elastic body filled in this step firmly binds the long-sea sea-island composite fiber. The aqueous solution of the polymer elastic body is an aqueous solution in which the component forming the polymer elastic body is dissolved in the aqueous medium, or the aqueous dispersion liquid in which the component forming the polymer elastic body is dispersed in the aqueous medium. is there. The aqueous dispersion includes a suspension dispersion and an emulsion dispersion. In particular, it is more preferable to use an aqueous dispersion from the viewpoint of excellent water resistance.

高分子弾性体の水性液としては、電解液または砥粒を含有する電解液の濡れ性に優れる点から、水性ポリウレタン系樹脂が好ましい。   As the aqueous liquid of the polymer elastic body, an aqueous polyurethane resin is preferable from the viewpoint of excellent wettability of the electrolytic solution or the electrolytic solution containing abrasive grains.

ポリウレタン系樹脂を水性溶液または水性分散液にする方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。具体的には、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基などの親水性基を有するモノマー単位を含有させることにより、水性媒体に対する分散性をポリウレタン樹脂に付与する方法、または、ポリウレタン樹脂に界面活性剤を添加して、乳化又は懸濁させる方法が挙げられる。また、このような水性の高分子弾性体は水に対する濡れ性に優れていることにより、電解液を均一且つ多量に保持する特性に優れている。   The method for making the polyurethane resin into an aqueous solution or an aqueous dispersion is not particularly limited, and a known method can be used. Specifically, for example, by adding a monomer unit having a hydrophilic group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a hydroxyl group, a method of imparting dispersibility to an aqueous medium to a polyurethane resin, or a surface activity of the polyurethane resin. The method of emulsifying or suspending by adding an agent is mentioned. Further, such an aqueous polymer elastic body has excellent wettability with respect to water, and thus has an excellent property of holding a large amount of electrolyte solution.

ポリウレタン系樹脂としては、平均分子量200〜6000の高分子ポリオールと有機ポリイソシアネ−トと、鎖伸長剤とを、所定のモル比で反応させることにより得られる各種のポリウレタン系樹脂が挙げられる。   Examples of the polyurethane resin include various polyurethane resins obtained by reacting a polymer polyol having an average molecular weight of 200 to 6000, an organic polyisocyanate, and a chain extender in a predetermined molar ratio.

高分子ポリオールの具体例としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ(メチルテトラメチレングリコール)などのポリエーテル系ポリオールおよびその共重合体;ポリブチレンアジペートジオール、ポリブチレンセバケートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンアジペート)ジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンセバケート)ジオール、イソフタル酸共重合ポリオール、テレフタル酸共重合ポリオール、シクロヘキサノール共重合ポリオール、ポリカプロラクトンジオールなどのポリエステル系ポリオールおよびその共重合体;ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンカーボネート)ジオール、ポリペンタメチレンカーボネートジオール、ポリテトラメチレンカーボネートジオール、ポリ(メチル−1.8−オクタメチレンカーボネート)ジオール、ポリノナンメチレンカーボネートジオール、ポリシクロヘキサンカーボネートなどのポリカーボネート系ポリオールおよびその共重合体;ポリエステルカーボネートポリオール等が挙げられる。また、必要に応じて、トリメチロールプロパン等の3官能アルコールやペンタエリスリトール等の4官能アルコールなどの多官能アルコール、又は、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の短鎖アルコールを併用してもよい。これらは単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of the polymer polyol include, for example, polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, poly (methyltetramethylene glycol) and copolymers thereof; polybutylene adipate diol, polybutylene sebacate Diol, polyhexamethylene adipate diol, poly (3-methyl-1,5-pentylene adipate) diol, poly (3-methyl-1,5-pentylene sebacate) diol, isophthalic acid copolymer polyol, terephthalic acid co Polyester polyols such as polymerized polyol, cyclohexanol copolymer polyol, polycaprolactone diol, and copolymers thereof; polyhexamethylene carbonate diol, poly (3-methyl-1,5- Polycarbonate-type polyols such as butylene carbonate) diol, polypentamethylene carbonate diol, polytetramethylene carbonate diol, poly (methyl-1.8-octamethylene carbonate) diol, polynonamethylene carbonate diol, polycyclohexane carbonate, and their co-polymers Polyester carbonate polyol etc. are mentioned. If necessary, a trifunctional alcohol such as trimethylolpropane or a polyfunctional alcohol such as tetrafunctional alcohol such as pentaerythritol, or ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol. A short chain alcohol such as These may be used alone or in combination of two or more.

有機ポリイソシアネートの具体例としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂肪族あるいは脂環族ジイソシアネート等の無黄変型ジイソシアネート;2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートポリウレタン等の芳香族ジイソシアネート、等が挙げられる。また、必要に応じて、3官能イソシアネートや4官能イソシアネートなどの多官能イソシアネートを併用してもよい。これらは単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートが、繊維に対する接着性が高く、また、硬度が高い研磨パッドが得られる点から好ましい。   Specific examples of the organic polyisocyanate include, for example, non-yellowing diisocyanates such as aliphatic or alicyclic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornene diisocyanate, and 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate; 2,4-tri Examples thereof include aromatic diisocyanates such as range isocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, and xylylene diisocyanate polyurethane. Moreover, you may use together polyfunctional isocyanates, such as trifunctional isocyanate and tetrafunctional isocyanate, as needed. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, and xylylene diisocyanate have high adhesion to fibers, Moreover, it is preferable from the point by which a polishing pad with high hardness is obtained.

前記鎖伸長剤の具体例としては、例えば、ヒドラジン、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、ノナメチレンジアミン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ピペラジンおよびその誘導体、アジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジドなどのジアミン類;ジエチレントリアミンなどのトリアミン類;トリエチレンテトラミンなどのテトラミン類;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−シクロヘキサンジオールなどのジオール類;トリメチロールプロパンなどのトリオール類;ペンタエリスリトールなどのペンタオール類;アミノエチルアルコール、アミノプロピルアルコールなどのアミノアルコール類等が挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、ヒドラジン、ピペラジン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミンおよびその誘導体、エチレントリアミンなどのトリアミンの中から2種以上組み合わせて用いることが、繊維への接着性が高く、また、硬度が高い研磨パッドが得られる点から好ましい。また、鎖伸長反応時に、鎖伸長剤とともに、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミンなどのモノアミン類;4−アミノブタン酸、6−アミノヘキサン酸などのカルボキシル基含有モノアミン化合物;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのモノオール類を併用してもよい。   Specific examples of the chain extender include, for example, diamines such as hydrazine, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, nonamethylenediamine, xylylenediamine, isophoronediamine, piperazine and derivatives thereof, adipic acid dihydrazide, and isophthalic acid dihydrazide. Triamines such as diethylenetriamine; tetramines such as triethylenetetramine; ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene, 1, Diols such as 4-cyclohexanediol; Triols such as trimethylolpropane; Pentaols such as pentaerythritol; Aminoethyl alcohol, Aminopropyl alcohol Amino alcohols such as such as Le and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, hydrazine, piperazine, hexamethylenediamine, isophoronediamine and derivatives thereof, and triamines such as ethylenetriamine are used in combination of two or more to provide high adhesion to fibers and high hardness polishing. This is preferable because a pad can be obtained. In addition, during the chain extension reaction, together with the chain extender, monoamines such as ethylamine, propylamine, and butylamine; carboxyl group-containing monoamine compounds such as 4-aminobutanoic acid and 6-aminohexanoic acid; methanol, ethanol, propanol, butanol, etc. Monools may be used in combination.

また、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)吉草酸などのカルボキシル基含有ジオール等を併用して、ポリウレタン系弾性体の骨格にカルボキシル基などのイオン性基を導入することにより、水に対する濡れ性をさらに向上させることができる。   In addition, a polyurethane containing a carboxyl group-containing diol such as 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid, 2,2-bis (hydroxymethyl) butanoic acid, 2,2-bis (hydroxymethyl) valeric acid, etc. By introducing an ionic group such as a carboxyl group into the skeleton of the elastic body, the wettability to water can be further improved.

また、ポリウレタン系弾性体の吸水率や貯蔵弾性率を制御するために、ポリウレタンを形成するモノマー単位が有する官能基と反応し得る官能基を分子内に2個以上含有する架橋剤や、ポリイソシアネート系化合物、多官能ブロックイソシアネート系化合物等の自己架橋性の化合物を添加することのより、架橋構造を形成することが好ましい。   Moreover, in order to control the water absorption rate and storage elastic modulus of the polyurethane-based elastic body, a cross-linking agent containing two or more functional groups capable of reacting with the functional group of the monomer unit forming the polyurethane in the molecule, polyisocyanate It is preferable to form a crosslinked structure by adding a self-crosslinking compound such as a compound based on polyfunctional block isocyanates.

前記モノマー単位が有する官能基と架橋剤の官能基との組み合わせとしては、カルボキシル基とオキサゾリン基、カルボキシル基とカルボジイミド基、カルボキシル基とエポキシ基、カルボキシル基とシクロカーボネート基、カルボキシル基とアジリジン基、カルボニル基とヒドラジン誘導体又はヒドラジド誘導体などが挙げられる。これらの中では、カルボキシル基を有するモノマー単位とオキサゾリン基、カルボジイミド基またはエポキシ基を有する架橋剤との組み合わせ、水酸基またはアミノ基を有するモノマー単位とブロックイソシアネート基を有する架橋剤との組み合わせ、およびカルボニル基を有するモノマー単位とヒドラジン誘導体またはヒドラジド誘導体との組み合わせが、架橋形成が容易であり、得られる研磨パッドの剛性や耐磨耗性が優れる点から、特に好ましい。なお、架橋構造は、繊維絡合体にポリウレタン樹脂を付与した後の熱処理工程において形成することが、高分子弾性体の水性液の安定性を維持する点から好ましい。これらの中でも、架橋性能や水性液のポットライフ性が優れ、また安全面でも問題のないカルボジイミド基および/またはオキサゾリン基が特に好ましい。カルボジイミド基を有する架橋剤としては、例えば日清紡績株式会社製「カルボジライトE−01」、「カルボジライトE−02」、「カルボジライトV−02」などの水分散カルボジイミド系化合物を挙げることができる。また、オキサゾリン基を有する架橋剤としては、例えば日本触媒株式会社製「エポクロスK−2010E」、「エポクロスK−2020E」、「エポクロスWS−500」などの水分散オキサゾリン系化合物を挙げることができる。架橋剤の配合量としては、ポリウレタン樹脂に対して、架橋剤の有効成分が1〜20質量%であることが好ましく、1.5〜1質量%であることがより好ましく、2〜10質量%であることがさらに好ましい。   As a combination of the functional group of the monomer unit and the functional group of the crosslinking agent, carboxyl group and oxazoline group, carboxyl group and carbodiimide group, carboxyl group and epoxy group, carboxyl group and cyclocarbonate group, carboxyl group and aziridine group, Examples thereof include a carbonyl group and a hydrazine derivative or a hydrazide derivative. Among these, a combination of a monomer unit having a carboxyl group and a crosslinking agent having an oxazoline group, a carbodiimide group or an epoxy group, a combination of a monomer unit having a hydroxyl group or an amino group and a crosslinking agent having a blocked isocyanate group, and carbonyl A combination of a monomer unit having a group and a hydrazine derivative or a hydrazide derivative is particularly preferred because crosslinking is easy and the resulting polishing pad has excellent rigidity and wear resistance. The crosslinked structure is preferably formed in the heat treatment step after applying the polyurethane resin to the fiber entangled body from the viewpoint of maintaining the stability of the aqueous liquid of the polymer elastic body. Among these, a carbodiimide group and / or an oxazoline group are particularly preferable because they are excellent in crosslinking performance and pot life of an aqueous liquid and have no problem in safety. Examples of the crosslinking agent having a carbodiimide group include water-dispersed carbodiimide compounds such as “Carbodilite E-01”, “Carbodilite E-02”, and “Carbodilite V-02” manufactured by Nisshinbo Industries, Ltd. Examples of the crosslinking agent having an oxazoline group include water-dispersed oxazoline compounds such as “Epocross K-2010E”, “Epocross K-2020E”, and “Epocross WS-500” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. As a compounding quantity of a crosslinking agent, it is preferable that the active ingredient of a crosslinking agent is 1-20 mass% with respect to a polyurethane resin, It is more preferable that it is 1.5-1 mass%, 2-10 mass% More preferably.

ポリウレタン系樹脂中の高分子ポリオールの成分の含有率としては、65質量%以下、さらには、60質量%以下であり、40質量%以上、さらには、45質量%以上であることが適度な弾性を付与することによりスクラッチの発生を抑制することができる点から好ましい。   The content of the polymer polyol component in the polyurethane-based resin is 65% by mass or less, further 60% by mass or less, 40% by mass or more, and further 45% by mass or more. It is preferable from the point that generation | occurrence | production of a scratch can be suppressed by providing.

また、ポリウレタン系樹脂は、浸透剤、消泡剤、滑剤、撥水剤、撥油剤、増粘剤、増量剤、硬化促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防黴剤、発泡剤、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性高分子化合物、染料、顔料、無機微粒子、導電剤などをさらに含有してもよい。   Polyurethane resins are penetrants, antifoaming agents, lubricants, water repellents, oil repellents, thickeners, extenders, curing accelerators, antioxidants, UV absorbers, antifungal agents, foaming agents, polyvinyl You may further contain water-soluble high molecular compounds, such as alcohol and carboxymethylcellulose, dye, a pigment, an inorganic fine particle, a electrically conductive agent.

ウェブ絡合シートに高分子弾性体の水性液を含浸させる方法としては、例えば、ナイフコーター、バーコーター、又はロールコーターを用いる方法、または、ディッピングする方法等が挙げられる。   Examples of the method of impregnating the web entangled sheet with the aqueous polymer elastic liquid include a method using a knife coater, a bar coater, or a roll coater, or a dipping method.

そして、高分子弾性体の水性液が含浸されたウェブ絡合シートを乾燥することにより、高分子弾性体を凝固させることができる。乾燥方法としては、50〜200℃の乾燥装置中で熱処理する方法や、赤外線加熱の後に乾燥機中で熱処理する方法等が挙げられる。   The polymer elastic body can be solidified by drying the web entangled sheet impregnated with the aqueous liquid of the polymer elastic body. As a drying method, the method of heat-processing in a 50-200 degreeC drying apparatus, the method of heat-processing in a dryer after infrared heating, etc. are mentioned.

なお、ウェブ絡合シートに高分子弾性体の水性液を含浸させた後、乾燥する場合、水性液がウェブ絡合シートの表層に移行(マイグレーション)することにより、均一な充填状態が得られないことがある。このような場合には、水性液の高分子弾性体の粒径を調整すること;高分子弾性体のイオン性基の種類や量を調整すること、あるいは、pH等によってその安定性を調整すること;1価または2価のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩、ノニオン系乳化剤、会合型水溶性増粘剤、水溶性シリコーン系化合物などの会合型感熱ゲル化剤、水溶性ポリウレタン系化合物、または熱によってpHを変化させる有機物や無機物などを併用すること等により、40〜100℃程度における水分散安定性を低下させること;等によりマイグレーションを抑制することができる。なお、必要に応じて、高分子弾性体が表面に偏在するようにマイグレーションさせてもよい。   In addition, when the web entangled sheet is impregnated with the aqueous liquid of the polymer elastic body and then dried, the aqueous liquid migrates to the surface layer of the web entangled sheet, so that a uniform filling state cannot be obtained. Sometimes. In such a case, the particle size of the polymer elastic body of the aqueous liquid is adjusted; the kind and amount of ionic groups of the polymer elastic body are adjusted, or the stability is adjusted by pH or the like. Monovalent or divalent alkali metal salts or alkaline earth metal salts, nonionic emulsifiers, associative water-soluble thickeners, associative thermosensitive gelling agents such as water-soluble silicone compounds, water-soluble polyurethane compounds, Alternatively, migration can be suppressed by, for example, reducing the water dispersion stability at about 40 to 100 ° C. by using, for example, an organic substance or an inorganic substance whose pH is changed by heat. In addition, you may make it migrate so that a polymeric elastic body may be unevenly distributed on the surface as needed.

(5)極細繊維形成工程
次に、水溶性熱可塑性樹脂を熱水中で溶解することにより、極細繊維を形成する工程である、極細繊維形成工程について説明する。
(5) Ultrafine fiber formation process Next, the ultrafine fiber formation process, which is a process of forming ultrafine fibers by dissolving a water-soluble thermoplastic resin in hot water, will be described.

本工程は、水溶性熱可塑性樹脂を除去することにより極細繊維を形成する工程である。このとき、前記ウェブ絡合シートの水溶性熱可塑性樹脂が溶解抽出された部分に空隙が形成される。そして、この空隙に、後の高分子弾性体充填工程において、高分子弾性体を充填することにより、極細繊維が拘束される。   This step is a step of forming ultrafine fibers by removing the water-soluble thermoplastic resin. At this time, voids are formed in the portion of the web entangled sheet where the water-soluble thermoplastic resin is dissolved and extracted. Then, in this later step of filling the voids with the polymer elastic body, the ultrafine fibers are restrained by filling the polymer elastic body.

極細繊維化処理は、ウェブ絡合シート又は、ウェブ絡合シートと高分子弾性体との複合体を、水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液等で熱水加熱処理することにより、水溶性熱可塑性樹脂を溶解除去、または、分解除去する処理である。   The ultrafine fiber treatment is performed by hydrothermally treating a web entangled sheet or a composite of a web entangled sheet and a polymer elastic body with water, an aqueous alkaline solution, an acidic aqueous solution, etc. It is a process of dissolving and removing or decomposing and removing.

熱水加熱処理条件の具体例としては、例えば、第1段階として、65〜90℃の熱水中に5〜300秒間浸漬した後、さらに、第2段階として、85〜100℃の熱水中で100〜600秒間処理することが好ましい。また、溶解効率を高めるために、必要に応じて、ロールでのニップ処理、高圧水流処理、超音波処理、シャワー処理、攪拌処理、揉み処理等を行ってもよい。   As a specific example of the hot water heat treatment conditions, for example, as a first stage, after being immersed in hot water at 65 to 90 ° C. for 5 to 300 seconds, further as a second stage, hot water at 85 to 100 ° C. It is preferable to perform the treatment for 100 to 600 seconds. Moreover, in order to improve dissolution efficiency, you may perform the nip process by a roll, a high pressure water flow process, an ultrasonic process, a shower process, a stirring process, a stagnation process, etc. as needed.

本工程においては、海島型複合繊維から水溶性熱可塑性樹脂を溶解して極細繊維を形成する際に、極細繊維が大きく捲縮される。この捲縮により繊維密度が緻密になるために、高密度の繊維絡合体が得ら易く、曲げ弾性率を150〜650MPaの範囲にし易い。   In this step, the ultrafine fiber is greatly crimped when the ultrafine fiber is formed by dissolving the water-soluble thermoplastic resin from the sea-island type composite fiber. Since the fiber density becomes dense due to this crimp, it is easy to obtain a high-density fiber entangled body, and the bending elastic modulus is easily set in the range of 150 to 650 MPa.

(6)高分子弾性体充填工程
次に、極細繊維から形成される繊維束内部に高分子弾性体を充填することにより、前記極細繊維を拘束するとともに、繊維束を拘束し、かつ繊維束同士を結着する工程について説明する。
(6) Polymer elastic body filling step Next, the polymer elastic body is filled into the fiber bundle formed from the ultrafine fibers, thereby restraining the ultrafine fibers and restraining the fiber bundles, and between the fiber bundles. The process of binding the will be described.

極細繊維形成工程(5)において、海島型複合繊維に極細繊維化処理を施すことにより、水溶性熱可塑性樹脂が除去されて繊維束の内部に空隙が形成される。本工程においては、このような空隙に高分子弾性体を充填することにより、極細繊維を集束するとともに、繊維束を拘束し、かつ繊維束同士を結着することで、研磨パッドの空隙率を低下させ、所望の曲げ弾性率とし易い。なお、極細繊維が繊維束を形成している場合には、毛細管現象により高分子弾性体の水性液が含浸されやすいので極細繊維はより集束されて拘束されやすい。   In the ultrafine fiber forming step (5), the sea-island type composite fiber is subjected to ultrafine fiber treatment, whereby the water-soluble thermoplastic resin is removed and voids are formed inside the fiber bundle. In this step, by filling a polymer elastic body into such voids, the fine fibers are focused, the fiber bundles are constrained, and the fiber bundles are bound together, thereby reducing the porosity of the polishing pad. It is easy to decrease and to obtain a desired flexural modulus. When the ultrafine fibers form a fiber bundle, the ultrafine fibers are more easily focused and constrained because the aqueous polymer liquid is easily impregnated by capillary action.

本工程に用いられる高分子弾性体の水性液は、繊維束結着工程(4)で説明した高分子弾性体の水性液と同様のものが用いられうる。   The aqueous polymer liquid used in this step may be the same as the aqueous polymer elastic liquid described in the fiber bundle binding step (4).

本工程において極細繊維から形成される繊維束内部に高分子弾性体を充填する方法は、繊維束結着工程(4)で用いられる方法と同様の方法が適用できる。このようにして、研磨パッドが形成される。   A method similar to the method used in the fiber bundle binding step (4) can be applied to the method of filling the polymer elastic body into the fiber bundle formed from the ultrafine fibers in this step. In this way, a polishing pad is formed.

(7)研磨パッドの後加工
得られた研磨パッドは、必要に応じて、成形処理、平坦化処理、起毛処理、積層処理、表面処理、洗浄処理等の後加工処理が施されてもよい。
(7) Post-processing of the polishing pad The obtained polishing pad may be subjected to post-processing such as molding, flattening, raising, laminating, surface treatment, and washing as necessary.

前記成形処理、および平坦化処理は、得られた研磨パッドを研削により所定の厚みに熱プレス成形したり、所定の外形に切断したりする加工である。研磨パッドとしては、厚み0.5〜3mm程度に研削加工されたものであることが好ましい。   The molding process and the flattening process are processes in which the obtained polishing pad is hot press molded to a predetermined thickness by grinding or cut into a predetermined outer shape. The polishing pad is preferably ground to a thickness of about 0.5 to 3 mm.

前記起毛処理とは、サンドペーパー、針布、ダイヤモンド等により研磨パッド表面に機械的な摩擦力や研磨力を与えて、集束された極細繊維を分繊する処理である。このような起毛処理により、研磨パッド表層部に存在する繊維束がフィブリル化され、表面に多数の極細繊維が形成される。   The raising process is a process for separating the focused ultrafine fibers by applying mechanical frictional force or polishing force to the surface of the polishing pad with sandpaper, needle cloth, diamond or the like. By such raising treatment, the fiber bundle existing in the surface portion of the polishing pad is fibrillated, and a large number of ultrafine fibers are formed on the surface.

前記積層処理とは、得られた研磨パッドを基材に張り合わせて積層化することにより剛性を調整する処理である。例えば、研磨パッドを硬度の低い弾性体シートと積層することにより、被研磨面のグローバル平坦性(非研磨基材全体の平坦性)をさらに向上させることができる。なお、積層の際の接着は、溶融接着でも、接着剤や粘着剤を介した接着であってもよい。前記基材の具体例としては、例えば、ポリウレタン等からなる弾性スポンジ体;ポリウレタンを含浸した不織布(例えば、ニッタ・ハース(株)製の商品名Suba400);天然ゴム、ニトリルゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴムなどのゴムやポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマーからなる弾性樹脂フィルム;発泡プラスチック;編物、織物等のシート状基材が挙げられる。   The laminating process is a process of adjusting rigidity by laminating the obtained polishing pad on a base material. For example, by laminating the polishing pad with an elastic sheet having low hardness, the global flatness of the surface to be polished (flatness of the entire non-polishing substrate) can be further improved. The adhesion at the time of lamination may be fusion adhesion or adhesion via an adhesive or a pressure-sensitive adhesive. Specific examples of the substrate include, for example, an elastic sponge body made of polyurethane or the like; a nonwoven fabric impregnated with polyurethane (for example, trade name Suba400 manufactured by Nita Haas Co.); natural rubber, nitrile rubber, polybutadiene rubber, silicone Examples thereof include elastic resin films composed of rubbers such as rubber, thermoplastic elastomers such as polyester-based thermoplastic elastomers, polyamide-based thermoplastic elastomers, and fluorine-based thermoplastic elastomers; foamed plastics; sheet-like substrates such as knitted fabrics and woven fabrics.

また、前記表面処理は、電解液または砥粒を含有する電解液の保持性や排出性を調整するために研磨パッド表面に、格子状、同心円状、渦巻き状等の溝や孔を形成する処理である。   Further, the surface treatment is a treatment for forming grooves, holes such as lattices, concentric circles, spirals, etc. on the surface of the polishing pad in order to adjust the retention and discharge of the electrolytic solution or electrolytic solution containing abrasive grains. It is.

前記洗浄処理は、得られた研磨パッドに付着しているパーティクルや金属イオン等の不純物を、冷水或いは温水で洗浄したり、或いは、界面活性剤等の洗浄作用を有する添加剤を含んだ水溶液或いは溶剤で洗浄処理したりする加工である。   In the cleaning treatment, impurities such as particles and metal ions adhering to the obtained polishing pad are washed with cold water or warm water, or an aqueous solution containing an additive having a cleaning action such as a surfactant or the like. This is a process of washing with a solvent.

次に、本発明に係る電解CMP法の一実施形態を図面を参照しながら説明する。   Next, an embodiment of the electrolytic CMP method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図2は、本実施形態に用いられる研磨装置100の一例を説明するための模式図である。図2中、10は研磨パッド、12は定盤、13は研磨ヘッド、14は電圧印加手段、15は電解液供給管である。定盤12は、駆動手段M1により自転する。研磨パッド10は、定盤12の上面に、導電性の両面テープ16により貼着されている。研磨ヘッド13は、研磨加工されるウエハWを保持しており、駆動手段M2によって回転されながら、ウエハWの表面を研磨パッド10に押圧する。ウエハWの表面には、金属配線膜Lが形成されている。金属配線膜Lは、ウエハWの側面まで伸びており、その側面で導電性の両面テープ17と導通されている。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an example of the polishing apparatus 100 used in the present embodiment. In FIG. 2, 10 is a polishing pad, 12 is a surface plate, 13 is a polishing head, 14 is a voltage applying means, and 15 is an electrolyte supply pipe. The surface plate 12 rotates by the driving means M1. The polishing pad 10 is attached to the upper surface of the surface plate 12 with a conductive double-sided tape 16. The polishing head 13 holds the wafer W to be polished, and presses the surface of the wafer W against the polishing pad 10 while being rotated by the driving unit M2. A metal wiring film L is formed on the surface of the wafer W. The metal wiring film L extends to the side surface of the wafer W and is electrically connected to the conductive double-sided tape 17 on the side surface.

そして、電圧印加手段14により、ウエハWの金属配線膜Lには両面テープ17を介してプラスの電位が印加され、研磨パッド10には定盤12から両面テープ16を介してマイナス電位が印加される。   Then, a positive potential is applied to the metal wiring film L of the wafer W via the double-sided tape 17 by the voltage applying unit 14, and a negative potential is applied to the polishing pad 10 from the surface plate 12 via the double-sided tape 16. The

また、電解液供給管15は、研磨パッド10の上面に電解液18を供給する。なお、電解液18には、必要に応じて砥粒が分散されていてもよい。   The electrolytic solution supply pipe 15 supplies the electrolytic solution 18 to the upper surface of the polishing pad 10. In addition, abrasive grains may be dispersed in the electrolytic solution 18 as necessary.

電解液の具体例としては、例えば、硫酸、塩酸、リン酸、過水素酸、蟻酸、酢酸、乳酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、アスパラギン酸、スルホン酸、スルファミン酸、または、それらの電解質塩等が挙げられる。これらは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。電解質の濃度は特に限定されないが、電解研磨効率に優れている点から、0.1N以上、さらには1N以上であり、経時的な電解液の安定性の点から10N以下であることが好ましい。   Specific examples of the electrolyte include, for example, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, perhydrogen acid, formic acid, acetic acid, lactic acid, citric acid, succinic acid, malic acid, aspartic acid, sulfonic acid, sulfamic acid, or an electrolyte thereof. Examples include salts. These may be used alone or in combination of two or more. The concentration of the electrolyte is not particularly limited, but is preferably 0.1 N or more, more preferably 1 N or more from the viewpoint of excellent electrolytic polishing efficiency, and preferably 10 N or less from the viewpoint of the stability of the electrolytic solution over time.

また、砥粒としては、シリカ、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、ダイヤモンド等の研磨剤が用いられ電解液を含む分散媒中に分散される。   As the abrasive grains, an abrasive such as silica, aluminum oxide, cerium oxide, zirconium oxide, silicon carbide, diamond, etc. is used and dispersed in a dispersion medium containing an electrolytic solution.

なお、電解液には、必要に応じて、塩基、酸、界面活性剤などの成分をさらに配合してもよい。さらに、ディッシングの抑制を目的として、金属と錯体を形成することができるベンゾトリアゾール等の添加剤を添加することが好ましい。また、CMPを行うに際しては、必要に応じ、電解液と共に、潤滑油、冷却剤などを供給してもよい。   In addition, you may further mix | blend components, such as a base, an acid, and surfactant, with electrolyte solution as needed. Furthermore, for the purpose of suppressing dishing, it is preferable to add an additive such as benzotriazole capable of forming a complex with a metal. Moreover, when performing CMP, you may supply lubricating oil, a coolant, etc. with electrolyte solution as needed.

次に、このように構成された研磨装置100の作用について説明する。先ず、ウエハWを導電性の両面テープ17を介して研磨ヘッド13に保持させる。この際、ウエハWは、研磨加工される金属配線膜Lの反対面で両面テープ17により張り合わされる。そして、電圧印加手段14により、ウエハWの金属配線膜Lには両面テープ17を介してプラスの電位が印加され、研磨パッド10には定盤12から両面テープ16を介してマイナス電位が印加される。   Next, the operation of the polishing apparatus 100 configured as described above will be described. First, the wafer W is held on the polishing head 13 via the conductive double-sided tape 17. At this time, the wafer W is bonded to the opposite surface of the metal wiring film L to be polished by the double-sided tape 17. Then, a positive potential is applied to the metal wiring film L of the wafer W via the double-sided tape 17 by the voltage applying unit 14, and a negative potential is applied to the polishing pad 10 from the surface plate 12 via the double-sided tape 16. The

この状態で定盤12が回転されるとともに、電解液供給管15から研磨パッド10の上面に電解液18が供給される。そして、研磨パッド10は、その空隙に電解液18を保持する。このように保持された電解液により、研磨パッド10の表面と裏面とを導通させる。   In this state, the surface plate 12 is rotated and the electrolytic solution 18 is supplied from the electrolytic solution supply pipe 15 to the upper surface of the polishing pad 10. The polishing pad 10 holds the electrolytic solution 18 in the gap. The electrolytic solution held in this way makes the front surface and the back surface of the polishing pad 10 conductive.

一方、研磨ヘッド13に保持されたウエハWは、回転されながら研磨パッド10に押圧される。押圧されたウエハWの表面に形成された金属配線膜Lと研磨パッド10の上面とは、電解液18が介在するのみの極めて狭い間隔となっている。この狭い電極間ギャップの中で電解作用が働き、金属配線膜が電解溶出する。   On the other hand, the wafer W held by the polishing head 13 is pressed against the polishing pad 10 while being rotated. The metal wiring film L formed on the surface of the pressed wafer W and the upper surface of the polishing pad 10 have an extremely narrow space where only the electrolytic solution 18 is interposed. Electrolysis acts in the narrow gap between the electrodes, and the metal wiring film is electrolytically eluted.

なお、研磨の前、或いは研磨処理の間に、ダイヤモンドやブラシ等で研磨パッドの表面のコンディショニング処理を行うのも好適である。前記コンディショニング処理の番手は#50〜#1000が好ましく、#100〜#1000の範囲がより好ましく、#150〜#1000の範囲が、コンディショニング時の研磨パッド表面の厚さ方向の磨耗減量を少なくしつつ、表面の繊維が分繊して電解質液を均一に保液できることから好ましい。なお、コンディショニングはウエハWを研磨する前に行っても、研磨中に行ってもよい。また、ウエハWの研磨と研磨パッドのコンディショニングとを交互に行ってもよい。   It is also preferable to condition the surface of the polishing pad with diamond or a brush before or during polishing. The number of conditioning treatment is preferably # 50 to # 1000, more preferably in the range of # 100 to # 1000, and the range of # 150 to # 1000 reduces the wear loss in the thickness direction of the polishing pad surface during conditioning. On the other hand, it is preferable because the fibers on the surface can be separated to keep the electrolyte solution uniformly. Conditioning may be performed before polishing the wafer W or during polishing. Further, the polishing of the wafer W and the conditioning of the polishing pad may be performed alternately.

本実施形態の研磨パッドを半導体ウエハの研磨に用いる場合には、研磨パッドの表面を厚さ方向の磨耗減量0.3μm/min以下の範囲のように緩やかにコンディショニングすることにより、研磨パッドの研磨性能を長時間にわたって安定状態に維持できる点から好ましい。磨耗減量を上記範囲とするには、砥粒の番手を調整する以外に、水流を用いたコンディショニングを採用することが可能である。水流を用いたコンディショニング方法としては、例えば、高圧ジェット水洗浄、高圧マイクロジェット水洗浄、高圧バブルジェット水洗浄などの高圧水洗浄、および、水スプレー洗浄、超音波水洗浄、ナイロンブラシ等を用いたブラシ洗浄等が採用可能である。また、ブロッキータイプのダイヤモンドドレッサーを採用する方法、コンディショニング圧力を低い圧力で行う方法、コンディショニングの時間を短くする方法、ダイヤモンドドレッシング処理に比べて一般的に緩やかなコンディショニング処理である高圧ジェット洗浄、高圧マイクロジェット洗浄、高圧バブルジェット洗浄などの高圧水洗浄、スプレー洗浄、超音波洗浄、ブラシ洗浄なども、採用することができる。これらの中では、洗浄効率の点から、高圧水洗浄が好ましい。なお、研磨パッド表面の厚さ方向の磨耗減量については、コンディショニング前後のパッド厚さの差を200倍に拡大した10点の断面写真の平均から測定し、単位時間(分)で除した値から求める。   When the polishing pad of this embodiment is used for polishing a semiconductor wafer, the surface of the polishing pad is gently conditioned so that the wear loss in the thickness direction is 0.3 μm / min or less, thereby polishing the polishing pad. This is preferable because the performance can be maintained in a stable state for a long time. In order to make the wear loss within the above range, in addition to adjusting the count of the abrasive grains, it is possible to employ conditioning using a water flow. As a conditioning method using water flow, for example, high pressure water cleaning such as high pressure jet water cleaning, high pressure micro jet water cleaning, high pressure bubble jet water cleaning, and water spray cleaning, ultrasonic water cleaning, nylon brush, etc. were used. Brush cleaning or the like can be employed. In addition, a method that uses a blocky type diamond dresser, a method that uses a low conditioning pressure, a method that shortens the conditioning time, high-pressure jet cleaning, which is generally a gentle conditioning process compared to diamond dressing, and a high-pressure micro High pressure water cleaning such as jet cleaning and high pressure bubble jet cleaning, spray cleaning, ultrasonic cleaning, brush cleaning and the like can also be employed. Among these, high-pressure water cleaning is preferable from the viewpoint of cleaning efficiency. The wear loss in the thickness direction of the polishing pad surface was measured from the average of 10 cross-sectional photographs obtained by enlarging the difference in pad thickness before and after conditioning 200 times and divided by unit time (minutes). Ask.

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. In addition, this invention is not limited at all by the Example.

はじめに、研磨パッドの特性の評価方法を以下にまとめて説明する。
[評価方法]
(極細繊維の平均繊維径、及び極細繊維の集束状態の確認)
研磨パッドをカッター刃で厚み方向に切断することにより、厚み方向の切断面を形成した。そして、得られた切断面を酸化オスミウムで染色した。そして、染色された切断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で500〜1000倍で観察し、その画像を撮影した。そして、得られた画像から切断面に存在する極細繊維の平均断面積を求めた。なお、平均断面積は、画像中からランダムに選択した100個の断面積を平均した値とした。そして、得られた平均断面積と繊維を形成する樹脂の密度から繊度を算出した。また、得られた画像を観察し、繊維束の外周を構成する極細繊維のみならず、内部の極細繊維同士が高分子弾性体によって接着一体化されて集束されている場合を「集束有り」、繊維束の内部に高分子弾性体が存在していないか、あるいは、わずかしか存在しておらず、極細繊維同士が殆ど接着一体化されていない状態を「集束無し」と判断した。
First, a method for evaluating the characteristics of the polishing pad will be described together below.
[Evaluation method]
(Confirmation of average fiber diameter of ultrafine fibers and converging state of ultrafine fibers)
A cutting surface in the thickness direction was formed by cutting the polishing pad in the thickness direction with a cutter blade. The obtained cut surface was stained with osmium oxide. Then, the stained cut surface was observed with a scanning electron microscope (SEM) at 500 to 1000 times, and an image thereof was taken. And the average cross-sectional area of the ultrafine fiber which exists in a cut surface was calculated | required from the obtained image. The average cross-sectional area was a value obtained by averaging 100 cross-sectional areas randomly selected from the image. And the fineness was computed from the obtained average cross-sectional area and the density of resin which forms a fiber. In addition, by observing the obtained image, not only the ultrafine fibers constituting the outer periphery of the fiber bundle, but also the case where the internal ultrafine fibers are bonded and integrated by the polymer elastic body is “focused”, The state where the polymer elastic body was not present inside the fiber bundle or only a few were present and the ultrafine fibers were hardly bonded and integrated was judged as “no focusing”.

(曲げ弾性率)
万能試験機(AG-5000B、(株)島津製作所社製)を用いて、研磨パッドの曲げ弾性率を5回測定し、その平均値を曲げ弾性率とした。なお、各測定値は、研磨縦方向と横方向とを各々測定したときの平均値を用いた。なお、測定するサンプルは、表面を溝加工する場合には、溝加工前の研磨パッド前駆体について測定した。なお、測定条件は、次の通りである。(試験モード:シングル、試験種類:3点曲げ、コントロール:ストローク、ヘッドスピード:0.6mm/min、ロードセル:500kg、チャック間:2.2cm、試験個数:5個)
(Flexural modulus)
Using a universal testing machine (AG-5000B, manufactured by Shimadzu Corporation), the flexural modulus of the polishing pad was measured 5 times, and the average value was taken as the flexural modulus. In addition, each measured value used the average value when each grind | polishing longitudinal direction and a horizontal direction are measured. In addition, the sample to measure was measured about the polishing pad precursor before a groove process, when grooving the surface. Measurement conditions are as follows. (Test mode: single, test type: 3-point bending, control: stroke, head speed: 0.6 mm / min, load cell: 500 kg, between chucks: 2.2 cm, number of tests: 5)

(研磨パッドの見掛け密度及び研磨パッドの空隙率)
JIS K 7112に準じて、得られた研磨パッドの見掛け密度を測定した。また、研磨パッドを構成する各構成成分の構成比率と各構成成分の密度とから、空隙が存在しない場合の繊維絡合体と高分子弾性体との複合体の理論密度を算出した。そして、前記理論密度に対する前記見掛け密度の割合を、研磨パッド充填率(研磨パッドの空隙を除いた部分の体積割合)とした。そして、「研磨パッドの空隙率(%)=100%−研磨パッド充填率(%)」の式から、「研磨パッドの空隙率(%)」を求めた。なお、各成分の密度は、例えば、変性PET(1.38g/cm)、ポリウレタン弾性体(組成によって異なるが凡そ1.03〜1.15g/cm)、PVA系樹脂(1.25g/cm)を用いた。
(Apparent density of polishing pad and porosity of polishing pad)
The apparent density of the obtained polishing pad was measured according to JIS K7112. Further, the theoretical density of the composite of the fiber entangled body and the polymer elastic body in the absence of voids was calculated from the constituent ratio of each constituent constituting the polishing pad and the density of each constituent. Then, the ratio of the apparent density to the theoretical density was defined as a polishing pad filling rate (volume ratio of a portion excluding voids of the polishing pad). Then, the “porosity of polishing pad (%)” was determined from the formula “porosity of polishing pad (%) = 100% −polishing pad filling rate (%)”. The density of each component is, for example, modified PET (1.38 g / cm 3 ), polyurethane elastic body (varies depending on the composition, but approximately 1.03 to 1.15 g / cm 3 ), PVA resin (1.25 g / cm 2 ). cm 3 ) was used.

(連通孔の確認)
研磨パッドの両面を光学顕微鏡(200倍)で観察して孔が存在することを確認し、孔を確認した研磨パッドの表面に染料で着色し、必要に応じて界面活性剤を添加した水滴を滴下して裏面まで達することを確認した。
(Confirm communication holes)
Observe both sides of the polishing pad with an optical microscope (200x) to confirm the presence of pores, color the surface of the polishing pad with holes confirmed with a dye, and if necessary add water drops with a surfactant. It was confirmed that it dropped and reached the back surface.

(吸水高さ)
JIS L1907−1994に準拠したバイレック法吸水高さ試験において、60分後の水の吸水高さを測定した。測定サンプルは4回測定し、その平均値を吸水高さとした。
(Water absorption height)
In the birec method water absorption height test based on JIS L1907-1994, the water absorption height after 60 minutes was measured. The measurement sample was measured four times, and the average value was taken as the water absorption height.

(高分子弾性体のガラス転移温度、23℃及び50℃における貯蔵弾性率)
研磨パッドを構成する高分子弾性体を用いて、縦4cm×横0.5cm×厚み400μm±100μmのフィルムサンプルを作成した。そして、動的粘弾性測定装置(DVEレオスペクトラー、(株)レオロジー社製)を用いて、周波数11Hz、昇温速度3℃/分の条件で23℃および50℃における動的粘弾性率を測定し、貯蔵弾性率を算出した。また、23℃における損失弾性率の主分散ピーク温度をガラス転移温度とした。なお、2種の高分子弾性体を用いる場合は、それぞれ別々にサンプルを作成し測定し、それぞれの測定値に質量比率を乗じた値の和を求めた。
(Glass transition temperature of polymer elastic body, storage elastic modulus at 23 ° C and 50 ° C)
A film sample having a length of 4 cm, a width of 0.5 cm, and a thickness of 400 μm ± 100 μm was prepared using a polymer elastic body constituting the polishing pad. Then, using a dynamic viscoelasticity measuring device (DVE Rheospectr, manufactured by Rheology Co., Ltd.), the dynamic viscoelastic modulus at 23 ° C. and 50 ° C. under conditions of a frequency of 11 Hz and a temperature rising rate of 3 ° C./min. The storage modulus was measured and calculated. The main dispersion peak temperature of the loss elastic modulus at 23 ° C. was defined as the glass transition temperature. In addition, when using 2 types of polymer elastic bodies, the sample was created and measured separately, respectively, and the sum of the value which multiplied each measured value by the mass ratio was calculated | required.

(ポリウレタン弾性体の吸水率)
ポリウレタン弾性体を50℃で乾燥して得られた厚さ200μmのフィルムを、130℃で30分間熱処理した後、20℃、65%RHの条件下に3日間放置したものを乾燥サンプルとし、50℃の水に乾燥サンプルを2日間浸漬した。その後、50℃の水から取り出した直後のフィルムの最表面の余分な水滴等をJKワイパー150−S(株式会社クレシア製)にて拭き取った後のものを水膨潤サンプルとした。乾燥サンプルと水膨潤サンプルの質量を測定し、下記式に従って吸水率を求めた。なお、2種のポリウレタン弾性体を用いる場合は、それぞれ別々にサンプルを作成し測定し、質量比率に乗じた和を、ポリウレタン弾性体の吸水率の値とした。
吸水率(%)=[(水膨潤サンプルの質量−乾燥サンプルの質量)/乾燥サンプルの質量]×100
(Water absorption rate of polyurethane elastic body)
A film having a thickness of 200 μm obtained by drying a polyurethane elastic body at 50 ° C. was heat-treated at 130 ° C. for 30 minutes, and then allowed to stand at 20 ° C. and 65% RH for 3 days. The dried sample was immersed in water at 0 ° C. for 2 days. Then, the water-swollen sample was obtained after wiping off excess water droplets and the like on the outermost surface of the film immediately after being taken out of water at 50 ° C. with JK Wiper 150-S (manufactured by Crecia Corporation). The masses of the dried sample and the water-swelled sample were measured, and the water absorption rate was determined according to the following formula. In addition, when using 2 types of polyurethane elastic bodies, a sample was created and measured separately, respectively, and the sum which multiplied the mass ratio was made into the value of the water absorption rate of a polyurethane elastic body.
Water absorption (%) = [(mass of water swelled sample−mass of dried sample) / mass of dried sample] × 100

(水性ポリウレタンの平均粒径)
大塚化学株式会社製「ELS−800」を使用して動的光散乱法により測定し、キュムラント法(東京化学同人社発行「コロイド化学第IV巻コロイド化学実験法に記載」により解析して、高分子弾性体の水性分散液の平均粒子径を測定した。
(Average particle diameter of aqueous polyurethane)
Measured by dynamic light scattering method using “ELS-800” manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd. and analyzed by cumulant method (described in “Colloid Chemistry Vol. IV Colloid Chemistry Experimental Method” published by Tokyo Chemical Doujinsha) The average particle size of the aqueous dispersion of molecular elastic material was measured.

[実施例1]
水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール系樹脂(以下、PVA系樹脂という)と、変性度6モル%のイソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレ−ト(50℃で吸水飽和させたときの吸水率1質量%、ガラス転移温度77℃)(以下、変性PETという)とを20:80(質量比)の割合で溶融複合紡糸用口金から吐出することにより、海島型複合繊維を形成した。なお、溶融複合紡糸用口金は、島数が36島/繊維で、口金温度は260℃であった。そして、エジェクター圧力を紡糸速度3700m/minとなるように調整して、平均繊度2.4dtexの長繊維をネット上に捕集することにより、目付量40g/mのスパンボンドシート(長繊維ウェブ)が得られた。
[Example 1]
Water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol resin (hereinafter referred to as PVA resin) and isophthalic acid-modified polyethylene terephthalate having a degree of modification of 6 mol% (water absorption 1% by mass when saturated with water at 50 ° C., glass transition) (Temperature 77 ° C.) (hereinafter referred to as modified PET) was discharged from the melt composite spinning die at a ratio of 20:80 (mass ratio) to form a sea-island composite fiber. The base for melt composite spinning had 36 islands / fiber and the base temperature was 260 ° C. Then, by adjusting the ejector pressure to a spinning speed of 3700 m / min and collecting long fibers having an average fineness of 2.4 dtex on the net, a spunbond sheet (long fiber web) having a basis weight of 40 g / m 2 is collected. )was gotten.

得られたスパンボンドシートをクロスラッピングにより12枚重ねて、総目付が480g/mの重ね合わせウェブを作製した。そして、得られたウェブに、針折れ防止油剤をスプレーした。次に、バーブ数1個でニードル番手42番のニードル針およびバーブ数6個でニードル番手42番のニードル針を用いて、重ね合わせウェブを2000パンチ/cmでニードルパンチ処理して絡合させた。このときシートの目付量は770g/mであった。 The resulting spunbonded sheets stacked 12 sheets by cross lapping, the total basis weight was produced overlay web 480 g / m 2. And the needle | hook breaking prevention oil agent was sprayed on the obtained web. Next, using the needle needle of No. 42 with 1 barb and the needle needle of No. 42 with 6 barbs, the overlap web is entangled by needle punching at 2000 punch / cm 2. It was. At this time, the basis weight of the sheet was 770 g / m 2 .

次に、得られたシートを110℃、50%RHの条件で90秒間スチーム処理した。そして、120℃のオーブン中で乾燥させた後、120℃で熱プレスすることにより、目付量1300g/m、見掛け密度0.56g/cm、厚み2.3mmのウェブ絡合シートを得た。 Next, the obtained sheet was steam-treated for 90 seconds at 110 ° C. and 50% RH. And after drying in 120 degreeC oven, the web entanglement sheet | seat of the fabric weight 1300g / m < 2 >, apparent density 0.56g / cm < 3 >, and thickness 2.3mm was obtained by heat-pressing at 120 degreeC. .

次に、熱プレスされたウェブ絡合シートに、第1のポリウレタン弾性体として、ポリウレタン弾性体Aの水性分散液(固形分濃度12質量%)を含浸させた。なお、ポリウレタン弾性体Aは、非晶性ポリカーボネート系ポリオールと、炭素数2〜3のポリアルキレングリコールを、99.7:0.3(モル比)の割合で含有し、さらに、カルボキシル基含有モノマーを重量比で1.5wt%含有した非晶性ポリカーボネート系無黄変型ポリウレタン樹脂である。ポリウレタン弾性体Aの吸水率は3質量%、23℃における貯蔵弾性率は300MPa、50℃における貯蔵弾性率は150MPa、ガラス転移温度は−20℃、水分散液の平均粒径は0.03μmである。そして、水性分散液が含浸されたウェブ絡合シートを90℃、50%RH雰囲気下で乾燥凝固処理し、さらに、160℃で乾燥処理することにより、目付量1400g/m、見掛け密度0.80g/cm、厚み1.8mmのシートを得た。 Next, the hot-pressed web entangled sheet was impregnated with an aqueous dispersion of polyurethane elastic body A (solid content concentration 12 mass%) as the first polyurethane elastic body. The polyurethane elastic body A contains an amorphous polycarbonate polyol and a polyalkylene glycol having 2 to 3 carbon atoms in a ratio of 99.7: 0.3 (molar ratio), and further contains a carboxyl group-containing monomer. Is an amorphous polycarbonate non-yellowing polyurethane resin containing 1.5 wt% by weight. The polyurethane elastic body A has a water absorption rate of 3% by mass, a storage elastic modulus at 23 ° C. of 300 MPa, a storage elastic modulus at 50 ° C. of 150 MPa, a glass transition temperature of −20 ° C., and the average particle size of the aqueous dispersion is 0.03 μm. is there. The web-entangled sheet impregnated with the aqueous dispersion is dried and solidified in an atmosphere of 90 ° C. and 50% RH, and further dried at 160 ° C. to obtain a basis weight of 1400 g / m 2 and an apparent density of 0.1. A sheet having a thickness of 80 g / cm 3 and a thickness of 1.8 mm was obtained.

次に、ポリウレタン弾性体Aが充填されたウェブ絡合シートを95℃の熱水中に浸漬しながらニップ処理を10分間連続的に行うことによりPVA系樹脂を溶解除去し、さらに、乾燥することにより、極細繊維の平均繊度が0.08dtex、目付量1000g/m、見掛け密度0.54g/cm、厚み1.89mmである、ポリウレタン弾性体Aと繊維絡合体との複合体を得た。 Next, the PVA resin is dissolved and removed by continuously performing a nip treatment for 10 minutes while immersing the web entangled sheet filled with the polyurethane elastic body A in 95 ° C. hot water, and further drying. As a result, a composite of polyurethane elastic body A and fiber entangled body having an average fineness of ultrafine fibers of 0.08 dtex, a basis weight of 1000 g / m 2 , an apparent density of 0.54 g / cm 3 , and a thickness of 1.89 mm was obtained. .

そして、前記複合体に、第2のポリウレタン弾性体として、ポリウレタン弾性体B(固形分濃度15質量%)の水性分散液をさらに含浸させた。なお、ポリウレタン弾性体Bは非晶性ポリカーボネート系ポリオールをポリオール成分とし、カルボキシル基含有モノマーを1.7質量%含有する組成物から得られた無黄変型ポリウレタン樹脂100質量部にカルボジイミド系架橋剤3質量部を添加して、熱処理することにより架橋構造を形成させたポリウレタン樹脂である。ポリウレタン弾性体Bの吸水率は2質量%、23℃における貯蔵弾性率は450MPa、50℃における貯蔵弾性率は250MPa、ガラス転移温度は−25℃、水分散液の平均粒径は0.04μmであった。次に、水性分散液が含浸されたウェブ絡合シートを90℃、50%RH雰囲気下で凝固処理し、さらに、150℃で乾燥処理した。そして、それを160℃で熱プレスすることにより、研磨パッド前駆体が得られた。得られた研磨パッド前駆体は、目付量1000g/m、見掛け密度0.55g/cm、厚さ1.8mm、空隙率58%、曲げ弾性率420MPa、吸水高さ200mmであった。また、繊維束は集束されており、連通孔が存在することも確認された。 Then, the composite was further impregnated with an aqueous dispersion of polyurethane elastic body B (solid content concentration: 15% by mass) as the second polyurethane elastic body. The polyurethane elastic body B was obtained by adding 100 parts by mass of a non-yellowing polyurethane resin obtained from a composition containing an amorphous polycarbonate polyol as a polyol component and 1.7% by mass of a carboxyl group-containing monomer. It is a polyurethane resin having a crosslinked structure formed by adding a mass part and heat-treating it. The polyurethane elastic body B has a water absorption rate of 2% by mass, a storage elastic modulus at 23 ° C. of 450 MPa, a storage elastic modulus at 50 ° C. of 250 MPa, a glass transition temperature of −25 ° C., and the average particle size of the aqueous dispersion is 0.04 μm. there were. Next, the web entangled sheet impregnated with the aqueous dispersion was coagulated at 90 ° C. in an atmosphere of 50% RH, and further dried at 150 ° C. And the polishing pad precursor was obtained by hot-pressing it at 160 degreeC. The obtained polishing pad precursor had a basis weight of 1000 g / m 2 , an apparent density of 0.55 g / cm 3 , a thickness of 1.8 mm, a porosity of 58%, a flexural modulus of 420 MPa, and a water absorption height of 200 mm. It was also confirmed that the fiber bundles were bundled and communication holes existed.

得られた研磨パッド前駆体を、表面平坦化のための研削加工を行って、目付量750g/m、見掛け密度0.55g/cm、厚さ1.4mmとした。さらに、直径40cmの円形状に切断し、表面に幅2.0mm、深さ1.0mmの溝を格子状に15.0mm間隔で形成することにより、円形状の研磨パッドが得られた。研磨パッド中の繊維絡合体とポリウレタン弾性体との質量比率は84/16であり、ポリウレタン弾性体Aとポリウレタン弾性体Bとの比率は50:50であった。そして、以下の方法により研磨パッドの研磨性能評価を行った。 The obtained polishing pad precursor was ground for surface flattening to have a basis weight of 750 g / m 2 , an apparent density of 0.55 g / cm 3 , and a thickness of 1.4 mm. Further, a circular polishing pad was obtained by cutting into a circular shape with a diameter of 40 cm and forming grooves with a width of 2.0 mm and a depth of 1.0 mm on the surface in a lattice shape at intervals of 15.0 mm. The mass ratio of the fiber entangled body and the polyurethane elastic body in the polishing pad was 84/16, and the ratio of the polyurethane elastic body A to the polyurethane elastic body B was 50:50. Then, the polishing performance of the polishing pad was evaluated by the following method.

(研磨パッドの研磨性能評価方法)
図2に示したような研磨装置100を用いて研磨パッドの研磨性能を次のようにして評価した。円形状の研磨パッド10の裏面に導電性粘着テープ16を貼り付けた後、定盤12に装着した。そして、番手#200(ブロッキータイプ)のダイヤモンドドレッサーを用いて、蒸留水を50mL/分の速度で流しながら研磨パッド10の表面を18分間研削することによりコンディショニングを行った。
(Polishing pad polishing performance evaluation method)
The polishing performance of the polishing pad was evaluated as follows using the polishing apparatus 100 as shown in FIG. A conductive adhesive tape 16 was attached to the back surface of the circular polishing pad 10 and then mounted on the surface plate 12. Then, using a # 200 (blocky type) diamond dresser, conditioning was performed by grinding the surface of the polishing pad 10 for 18 minutes while flowing distilled water at a rate of 50 mL / min.

次に、定盤12の回転数(プラテン回転数)90rpmまたは60rpm、研磨圧力45g/cm(0.6psi)の条件下で、研磨パッド10の表面に、クエン酸5質量%、ベンゾトリアゾール0.3質量%の水溶液を30ml/分の速度で供給し、研磨ヘッド13と定盤12の間に10Vの電圧を印加しながら、15mm×15mmのCuプレート4枚を10分間研磨した。このとき研磨装置100が具備する研磨ヘッド13を、定盤12の回転数に応じて自転させた。研磨レート[μm/min]は、研磨前後のCuプレートの重量差を計量し、その重量差から研磨された厚みを換算し、その研磨厚みを研磨時間で除することにより求めた。研磨レートの判定は、5V印加時の研磨レートが30(nm/min.)以上で、かつ、10V印加時での研磨レートが60[nm/min]を超えた場合に○とし、それ以外を×とした。結果を表1に示す。 Next, on the surface of the polishing pad 10 under the conditions of the rotation speed of the platen 12 (platen rotation speed) of 90 rpm or 60 rpm and a polishing pressure of 45 g / cm 3 (0.6 psi), 5% by mass of citric acid, benzotriazole 0 A 3 mass% aqueous solution was supplied at a rate of 30 ml / min, and four 15 mm × 15 mm Cu plates were polished for 10 minutes while a voltage of 10 V was applied between the polishing head 13 and the surface plate 12. At this time, the polishing head 13 included in the polishing apparatus 100 was rotated according to the number of rotations of the surface plate 12. The polishing rate [μm / min] was determined by measuring the weight difference between the Cu plates before and after polishing, converting the polished thickness from the weight difference, and dividing the polished thickness by the polishing time. The determination of the polishing rate is ○ when the polishing rate when 5 V is applied is 30 (nm / min.) Or more and the polishing rate when 10 V is applied exceeds 60 [nm / min]. X. The results are shown in Table 1.

Figure 0005522929
Figure 0005522929

[実施例2]
ウェブ絡合シートの作製までは実施例1と同様に行った。
[Example 2]
The same process as in Example 1 was performed until the web entangled sheet was produced.

次に、熱プレスされたウェブ絡合シートをポリウレタン弾性体Aの水性分散液に含浸させずに、95℃の熱水中に10分間浸漬してPVA系樹脂を溶解除去することにより、極細繊維の繊維束からなる繊維絡合体を得た。そして、得られた繊維絡合体にポリウレタン弾性体Bの水性分散液(固形分濃度30質量%)を含浸させた。次に、水分散液が含浸された繊維絡合体を150℃で乾燥処理した後、さらに、160℃で熱プレスすることにより研磨パッド前駆体が得られた。そして、得られた研磨パッド前駆体は、実施例1と同様にして後加工され、目付量1170g/m、見掛け密度0.72g/cm、厚さ1.68mm、空隙率45%、曲げ弾性率550MPa、吸水高さ140mmの研磨パッドが得られた。また、繊維束は集束されており、連通孔が存在することも確認された。さらに、直径40cmの円形状に切断され、表面に幅2.0mm、深さ1.0mmの溝を格子状に15.0mm間隔で形成することにより、円形状の研磨パッドを得た。そして、実施例1と同様にして研磨パッドの研磨性能評価を行った。結果を表1に示す。 Next, without impregnating the hot-pressed web-entangled sheet with the aqueous dispersion of polyurethane elastic body A, the PVA-based resin is dissolved and removed by immersing in hot water at 95 ° C. for 10 minutes. A fiber entangled body consisting of a fiber bundle was obtained. Then, the obtained fiber entangled body was impregnated with an aqueous dispersion of polyurethane elastic body B (solid content concentration 30% by mass). Next, the fiber entangled body impregnated with the aqueous dispersion was dried at 150 ° C., and further hot pressed at 160 ° C. to obtain a polishing pad precursor. Then, the obtained polishing pad precursor was post-processed in the same manner as in Example 1, with a basis weight of 1170 g / m 2 , an apparent density of 0.72 g / cm 3 , a thickness of 1.68 mm, a porosity of 45%, a bending A polishing pad having an elastic modulus of 550 MPa and a water absorption height of 140 mm was obtained. It was also confirmed that the fiber bundles were bundled and communication holes existed. Furthermore, it was cut into a circular shape having a diameter of 40 cm, and grooves having a width of 2.0 mm and a depth of 1.0 mm were formed on the surface in a lattice shape at intervals of 15.0 mm, thereby obtaining a circular polishing pad. Then, the polishing performance of the polishing pad was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
ウェブ絡合シートの作成までは実施例1と同様に行った。
[Comparative Example 1]
The same process as in Example 1 was performed until the web entangled sheet was created.

次に、熱プレスされたウェブ絡合シートに、ポリウレタン弾性体Aの水性分散液(固形分濃度40質量%)を含浸させた。そして、水性分散液が含浸されたウェブ絡合シートを90℃、50%RH雰囲気下で乾燥凝固処理し、さらに、160℃で乾燥処理することにより、目付量1690g/m、見掛け密度0.94g/cm、厚み1.8mmのシートを得た。 Next, the hot-pressed web entangled sheet was impregnated with an aqueous dispersion of polyurethane elastic body A (solid content concentration 40% by mass). The web entangled sheet impregnated with the aqueous dispersion is dried and coagulated in an atmosphere of 90 ° C. and 50% RH, and further dried at 160 ° C. to obtain a basis weight of 1690 g / m 2 and an apparent density of 0.1. A sheet having a thickness of 94 g / cm 3 and a thickness of 1.8 mm was obtained.

次に、ポリウレタン弾性体Aが充填されたウェブ絡合シートを95℃の熱水中に浸漬しながらニップ処理を10分間連続的に行うことによりPVA系樹脂を溶解除去し、さらに、乾燥することにより、極細繊維の平均繊度が0.08dtex、目付量1300g/m、見掛け密度0.75g/cm、厚み1.8mmである、ポリウレタン弾性体Aと繊維絡合体との複合体を得た。 Next, the PVA resin is dissolved and removed by continuously performing a nip treatment for 10 minutes while immersing the web entangled sheet filled with the polyurethane elastic body A in 95 ° C. hot water, and further drying. Thus, a composite of the polyurethane elastic body A and the fiber entangled body having an average fineness of ultrafine fibers of 0.08 dtex, a basis weight of 1300 g / m 2 , an apparent density of 0.75 g / cm 3 , and a thickness of 1.8 mm was obtained. .

そして、前記複合体に、ポリウレタン弾性体Bの水性分散液(固形分濃度15質量%)を含浸させた。次に、水性分散液が含浸されたウェブ絡合シートを90℃、50%RH雰囲気下で凝固処理し、さらに、150℃で乾燥処理した。そして、それを160℃で熱プレスすることにより、研磨パッド前駆体が得られた。得られた研磨パッド前駆体は、目付量1500g/m、見掛け密度0.88g/cm、厚さ1.7mm、空隙率33%、曲げ弾性率700MPa、吸水高さ18mmであった。また、連通孔の存在は確認された。 Then, the composite was impregnated with an aqueous dispersion of polyurethane elastic body B (solid content concentration: 15% by mass). Next, the web entangled sheet impregnated with the aqueous dispersion was coagulated at 90 ° C. in an atmosphere of 50% RH, and further dried at 150 ° C. And the polishing pad precursor was obtained by hot-pressing it at 160 degreeC. The obtained polishing pad precursor had a basis weight of 1500 g / m 2 , an apparent density of 0.88 g / cm 3 , a thickness of 1.7 mm, a porosity of 33%, a flexural modulus of 700 MPa, and a water absorption height of 18 mm. In addition, the presence of communication holes was confirmed.

得られた研磨パッド前駆体を、表面平坦化のための研削加工を行って、表面に幅2.0mm、深さ1.0mmの溝を格子状に15.0mm間隔で形成することにより、円形状の研磨パッドを得た。研磨パッド中の繊維絡合体とポリウレタン弾性体との質量比率は74/26であり、ポリウレタン弾性体Aとポリウレタン弾性体Bの比率は55:45であった。そして、実施例1と同様にして研磨パッドの研磨性能評価を行った。結果を表1に示す。   The obtained polishing pad precursor is ground for surface flattening, and grooves having a width of 2.0 mm and a depth of 1.0 mm are formed on the surface in a lattice shape at intervals of 15.0 mm. A shaped polishing pad was obtained. The mass ratio of the fiber entangled body and the polyurethane elastic body in the polishing pad was 74/26, and the ratio of the polyurethane elastic body A to the polyurethane elastic body B was 55:45. Then, the polishing performance of the polishing pad was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

[比較例2]
繊度2dtexのポリエチレンテレフタレート繊維に溶剤系ポリウレタン樹脂を含浸させて製造されている不織布系研磨パッド(R&H社製SUBA400)を用いて実施例1と同様に研磨パッドの研磨性能評価を行った。なお、上記不織布系研磨パッドの見掛け密度は0.3g/cmであり、吸水高さは2mm、曲げ弾性率は50MPaであった。また、連通孔の存在が確認できた。結果を表1に示す。表1に示すように低電圧下での研磨レートが著しく低かった。
[Comparative Example 2]
The polishing performance of the polishing pad was evaluated in the same manner as in Example 1 using a non-woven polishing pad (SUBA400 manufactured by R & H) manufactured by impregnating polyethylene terephthalate fiber having a fineness of 2 dtex with a solvent-based polyurethane resin. The apparent density of the nonwoven fabric polishing pad was 0.3 g / cm 3 , the water absorption height was 2 mm, and the flexural modulus was 50 MPa. Moreover, the presence of the communication hole was confirmed. The results are shown in Table 1. As shown in Table 1, the polishing rate under a low voltage was remarkably low.

[比較例3]
研磨パッドとして、独立孔を有するポリウレタン系研磨パッド(R&H社製IC−1000)を用いた以外は、実施例1と同様に研磨パッドの研磨性能評価を行った。なお、上記ポリウレタン系研磨パッドは、連通孔を有さず、目付量960g/m、見掛け密度0.77g/cm、厚さ1.25mm、空隙率33%、曲げ弾性率430MPa、吸水高さ0mmであった。結果を表1に示す。表1に示すように全く研磨できなかった。
[Comparative Example 3]
The polishing performance of the polishing pad was evaluated in the same manner as in Example 1 except that a polyurethane polishing pad having independent holes (IC-1000 manufactured by R & H) was used as the polishing pad. The polyurethane polishing pad does not have communication holes, has a basis weight of 960 g / m 2 , an apparent density of 0.77 g / cm 3 , a thickness of 1.25 mm, a porosity of 33%, a flexural modulus of 430 MPa, and a high water absorption. It was 0 mm. The results are shown in Table 1. As shown in Table 1, no polishing was possible.

[比較例4]
電圧を印加せずに研磨する以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 4]
The same operation as in Example 1 was performed except that polishing was performed without applying a voltage. The results are shown in Table 1.

[比較例5]
電圧を印加せずに研磨する以外は実施例2と同様に行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 5]
The same procedure as in Example 2 was performed except that polishing was performed without applying a voltage. The results are shown in Table 1.

本発明の研磨パッドは、電解質液を用いて研磨を行うCu等の導電性材料膜などの研磨パッドとして好ましく用いられる。また、電解液に砥粒を分散させることにより、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、半導体ウエハ、半導体デバイス、液晶部材、光学素子、水晶、光学基板、電子回路基板、電子回路マスク基板、多層配線基板、ハードディスク、MEMS(マイクロ−エレクトロ−メカニカルシステムズ)基材等の研磨にも用いられる。半導体ウエハや半導体デバイスの具体例としては、例えば、シリコン、酸化シリコン、酸化フッ化シリコン、有機ポリマーなどの絶縁膜;銅、アルミニウム、タングステンなどの配線材金属膜;タンタル、チタン、窒化タンタル、窒化チタンなどのバリアメタル膜を表面に有する基材が挙げられる。   The polishing pad of the present invention is preferably used as a polishing pad for a conductive material film such as Cu that is polished using an electrolyte solution. Also, by dispersing abrasive grains in the electrolyte, silicon wafers, compound semiconductor wafers, semiconductor wafers, semiconductor devices, liquid crystal members, optical elements, crystals, optical substrates, electronic circuit substrates, electronic circuit mask substrates, multilayer wiring substrates, It is also used for polishing hard disks, MEMS (micro-electro-mechanical systems) substrates and the like. Specific examples of semiconductor wafers and semiconductor devices include, for example, insulating films such as silicon, silicon oxide, silicon oxyfluoride, and organic polymers; wiring material metal films such as copper, aluminum, and tungsten; tantalum, titanium, tantalum nitride, and nitride Examples thereof include a base material having a barrier metal film such as titanium on the surface.

研磨においては、一次研磨、二次研磨(調整研磨)、仕上げ研磨、鏡面研磨等何れの研磨にも用いられる。また、研磨部分としては、基材の表面、裏面、端面のいずれであってもよい。   In the polishing, it is used for any polishing such as primary polishing, secondary polishing (adjustment polishing), finish polishing, mirror polishing and the like. Moreover, as a grinding | polishing part, any of the surface of a base material, a back surface, and an end surface may be sufficient.

図1は実施形態の研磨パッド10の模式断面図を示す。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a polishing pad 10 according to an embodiment. 図2は実施形態で用いた研磨装置100の模式説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory view of the polishing apparatus 100 used in the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 極細繊維絡合体
2 高分子弾性体
3 連通孔
10 研磨パッド
12 定盤
13 研磨ヘッド
14 電圧印加手段
15 電解液供給管
16,17 導電性の両面テープ
18 電解液
100 研磨装置
W ウエハ
L 金属配線膜
M1,M2 駆動手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Superfine fiber entanglement body 2 Polymer elastic body 3 Communication hole 10 Polishing pad 12 Surface plate 13 Polishing head 14 Voltage application means 15 Electrolyte supply pipe 16, 17 Conductive double-sided tape 18 Electrolyte solution 100 Polishing apparatus W Wafer L Metal wiring M1, M2 drive means

Claims (6)

表面に金属膜が被着されたウエハに、電解液を供給しながら研磨パッドを押し付け、かつ、前記ウエハと前記研磨パッドとの間に電圧を印加することにより前記金属膜を電気分解しながらウエハを研磨する、電解化学的機械研磨方法に用いられる研磨パッドであって、
平均繊度0.01〜0.8dtexの範囲の極細繊維を含有する極細繊維絡合体と高分子弾性体とが一体化されてなり、
曲げ弾性率が150〜650MPaの範囲であり、空隙率が40〜60体積%の範囲であり、連通孔を有することを特徴とする研磨パッド。
A wafer having a metal film deposited on the surface is pressed against the polishing pad while supplying an electrolytic solution, and a voltage is applied between the wafer and the polishing pad to electrolyze the metal film and the wafer. A polishing pad used in an electrochemical chemical mechanical polishing method,
An ultrafine fiber entangled body containing ultrafine fibers having an average fineness of 0.01 to 0.8 dtex is integrated with a polymer elastic body,
A polishing pad having a bending elastic modulus in a range of 150 to 650 MPa, a porosity in a range of 40 to 60 % by volume, and a communication hole.
前記極細繊維が、5〜70本の範囲で集束された繊維束として存在し、該繊維束が前記高分子弾性体により集束されている請求項1に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1, wherein the ultrafine fibers are present as a bundle of fibers bundled in a range of 5 to 70, and the bundle of fibers is bundled by the polymer elastic body. 前記高分子弾性体が非多孔質状ポリウレタン系樹脂である請求項1または2に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1, wherein the polymer elastic body is a non-porous polyurethane resin. 前記高分子弾性体は、50℃で飽和吸水させたときの吸水率が0.2〜5質量%である請求項1〜3のいずれか1項に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1, wherein the polymer elastic body has a water absorption rate of 0.2 to 5 mass% when saturated water absorption is performed at 50 ° C. 5. 前記高分子弾性体は、23℃および50℃における貯蔵弾性率が90〜900MPaである請求項1〜4のいずれか1項に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymer elastic body has a storage elastic modulus of 90 to 900 MPa at 23 ° C and 50 ° C. 表面に金属膜が被着されたウエハに、電解液を供給しながら、請求項1〜5のいずれか1項に記載の研磨パッドを押し付け、かつ、前記ウエハと前記研磨パッドとの間に電圧を印加することにより前記金属膜を電気分解しながらウエハを研磨することを特徴とするウエハの電解化学的機械研磨方法。   The polishing pad according to any one of claims 1 to 5 is pressed against the wafer having a metal film deposited on the surface while supplying an electrolytic solution, and a voltage is applied between the wafer and the polishing pad. A method for electrolytically polishing a wafer by polishing the wafer while electrolyzing the metal film by applying
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5347825B2 (en) * 2009-08-11 2013-11-20 東洋紡株式会社 Pumped fiber structure
JP2014011408A (en) * 2012-07-02 2014-01-20 Toshiba Corp Method of manufacturing semiconductor device and polishing apparatus
JP6004966B2 (en) * 2013-02-22 2016-10-12 株式会社クラレ Polishing pad and polishing method
KR101853021B1 (en) * 2017-01-12 2018-04-30 에스케이씨 주식회사 Porous polyurethane polishing pad and preparation method thereof
JP6506797B2 (en) * 2017-06-09 2019-04-24 Towa株式会社 Grinding apparatus and grinding method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001522316A (en) * 1997-04-18 2001-11-13 キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション Polishing pad for semiconductor substrate
JP2002009025A (en) * 2000-06-21 2002-01-11 Toray Ind Inc Polishing pad
US6913517B2 (en) * 2002-05-23 2005-07-05 Cabot Microelectronics Corporation Microporous polishing pads
JP2004111940A (en) * 2002-08-26 2004-04-08 Tokyo Seimitsu Co Ltd Polishing pad, polishing apparatus and polishing method using the same
JP2004130395A (en) * 2002-10-08 2004-04-30 Toray Ind Inc Abrasive cloth for glass texture working, and method of manufacturing magnetic recording medium using the same
JP5204502B2 (en) * 2007-02-01 2013-06-05 株式会社クラレ Polishing pad and polishing pad manufacturing method

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