JP5629266B2 - 研磨パッド及びケミカルメカニカル研磨方法 - Google Patents

研磨パッド及びケミカルメカニカル研磨方法 Download PDF

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Description

本発明は、被研磨基材の平坦化や鏡面化に用いられる研磨パッド、及び、それを用いたケミカルメカニカル研磨方法に関する。詳しくは、例えば、半導体ウエハの表面の表面研磨や、配線基板の研磨等に好ましく用いられる、不織布タイプの研磨パッドに関する。
近年、集積回路の高集積化及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い平坦度が求められている。
半導体ウエハを研磨するための研磨法としては、ケミカルメカニカル研磨(CMP)が広く用いられている。CMPは、回転する被研磨基材の表面に研磨スラリーを滴下しながら、遊星歯車状に回転する研磨パッドを接触させることにより研磨する方法である。
CMPに用いられる研磨パッドとしては、下記特許文献1〜4に開示されているような独立気泡構造を有する高分子の発泡成形体からなる研磨パッドや、下記特許文献5〜18に開示されているような不織布タイプの研磨パッドが知られている。
発泡成形体からなる研磨パッドは、例えば、2液硬化型ポリウレタンを注型発泡成形することによって製造される。このような研磨パッドは不織布タイプの研磨パッドよりも高い剛性を有する。そのために、研磨時に被研磨基材の凸部に対して選択的に荷重が掛かりやすくなるために、研磨レート(研磨速度)が比較的高い。しかしながら発泡成形体からなる研磨パッドは、次のような欠点を有する。凝集した砥粒が研磨面に存在する場合には、凝集した砥粒に対しても荷重が選択的に掛かるために、研磨面にスクラッチが付きやすくなる。従って、非特許文献1にも記載されているように、スクラッチが付き易い銅配線を有する基材や、界面の接着性が弱い低誘電率材料を研磨する場合には、傷や界面剥離が特に発生しやすくなるという欠点があった。また、注型発泡成形においては、均質に発泡された発泡成形体を得ることが難しいために、研磨面内における研磨不均一性が高くなりやすいという欠点があった。
一方、不織布タイプの研磨パッドは、例えば、不織布と、不織布の内部に付与されたポリウレタン樹脂等の高分子弾性体とを含む。このような不織布タイプの研磨パッドは、発泡成形体からなる研磨パッドよりも柔軟性に優れている。そのために凝集した砥粒が研磨面に存在する場合でも、凝集した砥粒に荷重が選択的に掛かりにくく、研磨面にスクラッチが付きにくい。しかしながら、不織布タイプの研磨パッドは、充分に高い平坦化性能が得られないという問題があった。これは、不織布タイプの研磨パッドは柔軟であるために、研磨時に、被研磨基材の表面形状に追従して変形したり、研磨特性が経時的に変化したり、繊維が存在する部分に局部的に応力が集中したりすることが原因であると思われる。また、不織布タイプの研磨パッドは、研磨レートが低いという問題もあった。
また、下記特許文献15〜18は、従来よりも高精度な研磨加工を実現することを目的とした、極細繊維の繊維束から形成された不織布を用いた不織布タイプの研磨パッドを開示する。具体的には、例えば、特許文献15は、平均繊度が0.0001〜0.01デシテックスのポリエステル極細繊維の繊維束が絡合してなる不織布と、その不織布の内部空間に存在するポリウレタンを主成分とした高分子弾性体とから構成されるシート状物からなる研磨パッドを開示する。
特開2000−178374号公報 特開2000−248034号公報 特開2001−89548号公報 特開平11−322878号公報 特開2002−9026号公報 特開平11−99479号公報 特開2005−212055号公報 特開平3−234475号公報 特開平10−128674号公報 特開2004−311731号公報 特開平10−225864号公報 特表2005−518286号公報 特開2003−201676号公報 特開2005−334997号公報 特開2007−54910号公報 特開2003−170347号公報 特開2004−130395号公報 特開2002−172555号公報
柏木正弘ら、「CMPのサイエンス」、株式会社サイエンスフォーラム、1997年8月20日、p.113〜119
上述したように、発泡成形体からなる研磨パッドを用いたCMPは、研磨レートに優れているが、スクラッチがつきやすく、研磨面内における研磨不均一性が高くなりやすいという問題があった。また、不織布タイプの研磨パッドを用いたCMPは、スクラッチはつきにくいが、研磨レートが低く、また、耐磨耗性が低いために寿命が短いという問題があった。
本発明はこのような問題を解決すべく、高い研磨レートが得られ、研磨面内における研磨不均一性が低く、また、スクラッチがつきにくいCMPを実現できる、耐摩耗性に優れた不織布タイプの研磨パッドを提供することを目的とする。
本発明の一局面は、平均横断面積0.1〜30μmである極細繊維の繊維束から形成された不織布と、不織布の内部に付与された高分子弾性体とを含む研磨パッドであって、厚さ方向の縦断面において、第一の表面から厚さ方向に20%以内の厚み領域における、繊維束の横断面の平均数密度Dが1000〜5000個/mmであり、Dと、第一の表面に対向する第二の表面から厚さ方向に20%以内の厚み領域における繊維束の横断面の平均数密度Dとの比(D/D)が1.3〜5である、研磨パッドである。
また、本発明の他の一局面は、基材のケミカルメカニカル研磨方法であって、基材の表面に研磨スラリーを滴下しながら、上記研磨パッドの第一の表面を基材の表面に接触させて研磨するケミカルメカニカル研磨方法である。
本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明及び添付する図面により、より明白となる。
本発明の研磨パッドを用いて基材表面を研磨することにより、高い研磨レートで高精度な研磨加工を実現することができる。また、研磨された基材の表面には、スクラッチが残りにくい。さらに、研磨パッドの研磨面の耐磨耗性が高い。
本実施形態の研磨パッド10の模式縦断面図である。 本実施形態の研磨パッド10の部分拡大摸式図である。 本実施形態のケミカルメカニカル研磨に用いたCMC装置20の概略図である。
本発明に係る研磨パッドの一実施形態について、図面を参照しながら、詳しく説明する。図1は、本実施形態の研磨パッド10の模式縦断面図である。図1中、1は平均横断面積0.1〜30μmである極細繊維1aの繊維束1bから形成された不織布、2は不織布1の内部に付与された高分子弾性体、3は研磨パッド10の第一の表面である研磨面、4は研磨パッド10の第二の表面である固定面である。また、Rは研磨面3の表面から厚さ方向に20%以内の厚み領域であり、Rは研磨面3に対向する固定面4の表面から厚さ方向に20%以内の厚み領域である。また、Rは研磨面3の表面から厚さ方向に40〜60%の厚み領域である。なお、研磨面3は、研磨時において被研磨基材に接触する面であり、固定面4は、CMP装置の回転定盤に両面粘着テープ等を用いて固定される面である。
研磨パッド10は、図1に示すように、極細繊維1aの繊維束1bから形成された不織布1と、不織布1の内部に付与された高分子弾性体2とを含む複合シートである。研磨パッドの厚みは、用途に応じて適宜選択されるが、例えば、0.5〜3mm、さらには0.7〜2mm程度であることが好ましい。そして、研磨パッド10の厚さ方向の縦断面において、研磨面3の表面から厚さ方向に20%以内の厚み領域における、繊維束の横断面の平均数密度Dが1000〜5000個/mmである。また、平均数密度 Dと、研磨面3に対向する固定面4の表面から厚さ方向に20%以内の厚み領域における繊維束の横断面の平均数密度Dと、の比(D/D)が1.3〜5である。このように、研磨パッド10の研磨面3の表面近傍に存在する繊維束1bの密度は固定面4の表面近傍に存在する繊維束1bの密度よりも高い。研磨面3の表面近傍に存在する繊維束1bの密度を高密度にすることにより、研磨面3の側の剛性及び硬度を固定面4の側に比べて高くすることができる。そして、研磨面3の側の剛性が高くなることにより、被研磨基材の表面に対して砥粒を押し込むための圧力が高くなって研磨レートが高くなり、また、耐摩耗性も向上する。また、固定面4の表面近傍に存在する繊維束1bの密度を低密度にすることにより、被研磨基材の表面に対する追従性やフィット性が適度に維持されるために、表面にスクラッチが発生しにくくなる。
研磨パッド10の厚さ方向の縦断面における平均数密度 Dは、次のようにして算出される。研磨パッド10をカッター刃を用いて厚さ方向に平行に切断し、その切断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で100〜1000倍で観察し、撮影する。なお、この際、切断面を酸化オスミウム等の染料で染色してもよい。また、縦断面は、平均的な断面が選択される。そして、撮影された画像から、研磨面3の表面から厚さ方向に20%以内の厚み領域Rに観察される所定面積あたりの繊維束1bの横断面の個数を数え、単位面積あたりの繊維束1bの横断面の個数である数密度(個/mm)を算出する。なお、研磨面が立毛処理されている場合には、立毛されている極細繊維または繊維束の根元から厚さ方向に20%以内の厚み領域で数密度を算出する。また、研磨パッドの表面に溝や穴が形成されている場合には、溝や穴が形成されていない部分で数密度を算出する。このような数密度を数箇所(例えば、5箇所)で満遍なく算出し、得られた数密度の数平均を平均数密度Dとする。同様に、平均数密度 Dは、固定面4の表面から厚さ方向に20%以内の厚み領域Rに観察される所定面積あたりの繊維束の横断面の数を数え、単位面積あたりの横断面の個数である数密度(個/mm)を算出する。このような数密度を数箇所(例えば、5箇所)で満遍なく算出し、得られた数密度の数平均を平均数密度Dとする。
研磨パッド10の平均数密度 Dは1000〜5000個/mmであり、好ましくは1000〜4500個/mm、さらに好ましくは、1100〜4000個/mm、特に好ましくは1200〜3000個/mmの範囲である。Dが1000個/mm未満の場合には、研磨面3の表面近傍の剛性が低くなることにより、被研磨基材に対して砥粒が押し込まれにくくなることにより研磨レートが低下したり、耐摩耗性が低下したりする。また、Dが5000個/mmを超える場合は、研磨面3の表面近傍の剛性が高くなりすぎることにより、スクラッチが発生しやすくなる。
また、研磨パッド10の平均数密度 Dは、200〜3500個/mm、さらには300〜3000個/mm、とくには、500〜2500個/mmの範囲であることが好ましい。Dが低すぎる場合には、被研磨基材に対する追従性やフィット性が高くなりすぎること及び研磨パッドの全体としての剛性が低下することにより、平坦化性能が低下する傾向がある。ここで、平坦化性能とは、被研磨基材に高い平坦度を有する研磨面を形成する能力を意味する。平均数密度Dが高すぎる場合には、被研磨基材に対する追従性やフィット性が低くなることにより、研磨面内における研磨不均一性が高くなる傾向がある。また、研磨パッドの内部の研磨スラリーの保持性が低下するために研磨レートが低下する傾向がある。
研磨パッド10は、その平均数密度 Dとその平均数密度 Dとの比(D/D)が1.3〜5であり、好ましくは1.4〜3.7、さらに好ましくは1.5〜2.6の範囲である。D/Dが1.3未満の場合には、剛性を高くすることで、研磨レートは向上するが、被研磨基材に対する追従性が低くなりすぎることにより、研磨不均一性が高くなるとともに耐磨耗性が低下する。一方、D/Dが5を超える場合には、被研磨基材に対する追従性が高くなりすぎることにより研磨レートが低下し、また、研磨パッドの研磨面3側と固定面4側との密度差が大きすぎて研磨面3側と固定面4側の追従性に差が生じることにより、平坦化性能が低下する。
また、研磨パッド10は、平均数密度 Dと、平均数密度 Dと、研磨面3の表面から厚さ方向に40〜60%の領域Rにおける繊維束の横断面の平均数密度Dとが、D>D>Dの関係にあることが好ましい。このような関係にある場合には、研磨パッド1の内部の研磨スラリーの保持性に優れるために、より高い研磨レートが実現される。また、研磨パッドの剛性と被研磨基材に対する追従性とのバランスにも優れる。その結果、平坦化性能や研磨レートがより高くなるとともに、耐摩耗性も高くなる傾向がある。
また、D/Dが1〜1.4の範囲である場合には、不織布内部の剛性バランスがより適切になり、砥粒の被研磨基材に対する押し込み硬さが高くなり、高い研磨レートが得られる傾向がある。また、D/Dが1.4〜3の範囲である場合には被研磨基材への追従性がより適度である点から好ましい。
繊維束を形成する極細繊維の平均横断面積は0.1〜30μmであり、10〜15μmであることが好ましい。平均横断面積0.1μm未満の極細繊維からなる繊維束の場合には、研磨の際に繊維が切れて脱落し、脱落した繊維に砥粒が凝集してスクラッチを発生させやすくなる。また、平均横断面積30μmを超える極細繊維からなる繊維束の場合には、極細繊維の表面積が大きくなり、研磨面近傍の繊維束の密度を充分に高めることが困難になる。
また、繊維束の平均横断面積は40〜400μm、さらには、40〜350μmであることが好ましい。繊維束の平均横断面積が40μm以上の場合には、研磨パッドの強度や耐磨耗性が向上し、また、不織布の製造時のニードルパンチ処理による繊維切れも起こりにくくなる。また、繊維束の平均横断面積が400μm以下の場合には、研磨面近傍の繊維束の密度を充分に高めることができるために、研磨レートをさらに向上させることができる。なお、一つの繊維束を形成する極細繊維の本数は5〜4000本、さらには、5〜30本であることが好ましい。
極細繊維を形成するポリマーは特に限定されない。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PET、スルホイソフタル酸変性PET、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の芳香族ポリエステル類およびその共重合体;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の脂肪族ポリエステルおよびその共重合体;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン10、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6−12などのポリアミド類およびその共重合体;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等のポリオレフィン類およびその共重合体;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;およびポリウレタン系、ナイロン系、ポリエステル系などのエラストマーが挙げられる。これらは単独で、または、二種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、極細繊維を形成するポリマーとしては、ガラス転移温度(Tg)が50〜300℃、さらには60〜150℃であって、50℃で飽和吸水させたときの吸水率が0.2〜2質量%のポリマーがとくに好ましい。
ガラス転移温度が上記範囲である場合には、より高い剛性を維持することができるために研磨パッドの平坦化性能がさらに高くなり、また、研磨の際に剛性が経時的に低下しにくくなる。また、50℃で飽和吸水させたときの吸水率が上記範囲である場合には、研磨パッドが研磨スラリーを適度な範囲で吸収するために、研磨レートや研磨均一性がさらに良好になる。また、研磨スラリーを吸収し過ぎないために、研磨パッドの剛性の経時的な低下が及び平坦化性能の経時的な変動が抑制される。
このようなポリマーの具体例としては、例えば、PET(Tg 77℃、吸水率 1質量%)、イソフタル酸変性PET(Tg 67〜77℃、吸水率 1質量%)、スルホイソフタル酸変性PET(Tg 67〜77℃、吸水率1〜3質量%)、ポリブチレンナフタレート(Tg 85℃、吸水率1質量%)、ポリエチレンナフタレート(Tg 124℃、吸水率 1質量%)等から形成される芳香族ポリエステル系繊維;テレフタル酸とノナンジオールとメチルオクタンジオール共重合ポリアミド(Tg125〜140℃、吸水率 1〜3質量%)等から形成される半芳香族ポリアミド系繊維等が挙げられる。特に、芳香族成分をモノマー単位の1成分として含むPET等や変性PET等の半芳香族ポリエステル系ポリマーが特に好ましい。半芳香族ポリエステル系ポリマーを用いた場合には、研磨シートの剛性を高めやすく、研磨の際に水分による経時変化も発生しにくく、また、緻密で高密度の不織布を形成しやすい点から特に好ましい。
また、本実施形態における不織布は、極細繊維発生型繊維の長繊維(所謂、フィラメントと称する。)からなる長繊維ウェブに由来する極細繊維の繊維束から形成されていることが、形態安定性に優れ、さらに、繊維の素抜けが少なくなる点から好ましい。このような不織布は、例えば、溶融紡糸と直結したいわゆるスパンボンド法によって海島型複合繊維のような極細繊維発生型繊維からなる長繊維ウェブを製造し、この長繊維ウェブを絡合処理して絡合ウェブにした後、極細繊維発生型繊維を極細繊維に変換することにより製造される。なお、フィラメントとは、繊維長が10〜50mm程度の短繊維のように意図的に切断されたステープルではない、長い繊維長を有する繊維である。具体的には、例えば、極細繊維発生型繊維の繊維長は100mm以上が好ましく、技術的に製造可能であり、かつ、物理的に切れない限り、数m、数百m、数kmの繊維長であってもよい。
また、本実施形態における不織布は、形態安定性を向上させる目的で編織物を絡合一体化した絡合不織布であってもよい。なお、絡合不織布を用いる場合、繊維束の平均数密度は編織物を除外した不織布のみの厚さを基準として算出される。
研磨パッド10は、極細繊維1aの繊維束1bから形成された不織布1の内部に高分子弾性体2が付与されて複合化された構造を有する。
不織布1と高分子弾性体2との含有比率(不織布/高分子弾性体;質量比)は55/45〜95/5、さらには、60/40〜90/10、とくには、70/30〜90/10の範囲であることが好ましい。このような範囲の場合には、剛性が適度である研磨パッドが得られる。高分子弾性体の含有比率が少なすぎる場合には、研磨パッドの剛性が低くなる傾向がある。また、高分子弾性体の含有比率が高すぎる場合には、研磨パッドの剛性が高くなりすぎる傾向がある。
また、図2に示すように、研磨パッド10においては、繊維束1bを形成する極細繊維1aは高分子弾性体2で結着されて集束されていることが好ましい。ここで、極細繊維1aが集束されているとは、繊維束1b内部に存在する極細繊維1aの大部分が、繊維束1bの内部に侵入した高分子弾性体2により結着されて拘束されている状態を意味する。このように、極細繊維1aが集束されることにより、研磨パッド10の剛性が高くなるとともに、極細繊維1aの抜けを抑制する。極細繊維1aが集束されていない場合には、極細繊維が動くために、研磨パッドが柔軟になる傾向がある。
また、図2に示すように、複数の繊維束1b同士は、繊維束1bの外側に存在する高分子弾性体2により結着されて、塊(バルク)状に存在していることが好ましい。このように、繊維束同士が結着されてい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。なお、極細繊維の集束状態及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確認することができる。
極細繊維の内部に侵入した高分子弾性体および極細繊維束同士を結着している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多数の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、微細な独立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。集束または結着している高分子弾性体が非多孔質状である場合には、研磨安定性が高くなり、また、研磨時のスラリー屑やパッド屑が空隙に堆積しにくくなるために、摩耗しにくく、高い研磨レートを長時間維持することができる。更に、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より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、平坦化性能により優れた研磨パッドが得られる。
研磨パッド10の研磨面3におけるD硬度は25〜50、さらには30〜49、とくには31〜47であることが好ましい。D硬度がこのような範囲である場合には、被研磨基材の表面形状の影響を受け難い、平坦化性能の点から最適な剛性を有する研磨パッドが得られる。
次に、不織布の内部に付与される高分子弾性体について詳しく説明する。
不織布の内部に付与される高分子弾性体の種類は特に限定されない。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、ポリエステル系樹脂からなる弾性体が挙げられる。高分子弾性体は、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な水素結合性高分子弾性体が特に好ましい。なお、水素結合性高分子弾性体は、水素結合により結晶化あるいは凝集する高分子弾性体であり、極細繊維に対する集束性及び極細繊維束に対する拘束結着性が高い。また、ポリウレタン系樹脂が、極細繊維を集束したり、繊維束同士を結着したりするための接着性にとくに優れており、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とくに好ましい。
高分子弾性体のガラス転移温度は、−10℃以下、さらには−15℃以下であることが好ましい。ガラス転移温度が高すぎる場合には、高分子弾性体が脆いために研磨中に脱落するおそれがある。ガラス転移温度は、動的粘弾性測定における引張モードでの損失弾性率のピーク温度から算出される。ガラス転移温度は、高分子弾性体のα分散のピーク温度に依存する。例えば、ポリウレタン系樹脂の場合、軟質成分となるポリオールの組成や硬質成分と軟質成分の比率を調整することにより、ガラス転移温度を−10℃以下にすることができる。
また、高分子弾性体は、次のような弾性を有することが好ましい。高分子弾性体の23℃および50℃における貯蔵弾性率(G´)が90〜900MPa、さらには、200〜800MPaであることが研磨パッドの剛性が高くなり、また、弾性にも優れる点から好ましい。また、23℃における貯蔵弾性率(G23´)と50℃における貯蔵弾性率(G50´)の比(G23´/G50´)が4以下、さらには、3以下であり、1/3以上であることが研磨安定性に優れる点から好ましい。
また、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%、さらには、0.5〜3質量%であることが、研磨スラリーの保液性及び研磨安定性に優れる点から好ましい。
ここで、高分子弾性体の代表例としてポリウレタン系樹脂について詳しく説明する。ポリウレタン系樹脂は、高分子ポリオールと、有機ポリイソシアネ−トと、鎖伸長剤等とを、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。
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。
また、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、炭素数5以下特には炭素数3以下のポリアルキレングリコール基などの親水性基を有するポリオール成分を樹脂構成単位として含有させることにより水性媒体に対する分散性や、研磨スラリーに対する濡れ性を向上させることができる。
カルボキシル基を有するポリオール成分の具体例としては、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が挙げられる。また、炭素数5以下のポリアルキレングリコール基を有するポリオール成分の具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびその共重合体が例示できる。
なお、ポリオール成分としては、−10℃以下、さらには−20℃以下のガラス転移温度を有するポリカーボネート系ポリオールを用いることが、ポリウレタン系樹脂のガラス転移温度を−10℃以下とし、また、弾性率を高めやすいことからとくに好ましい。このようなポリオール成分としては、脂環式ポリカーボネート系ポリオール、直鎖状ポリカーボネート系ポリオール等のポリカーボネート系ポリオール、その中でも特に、融点が0℃以下である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全量の60〜100質量%を含有することが好ましい。このようなポリカーボネート系ポリオールを原料とするポリウレタン系樹脂は、耐摩耗性が高く、吸水性や貯蔵弾性率も適度である点から好ましい。
融点が0℃以下である非晶性ポリカーボネート系ポリオールの具体例としては、例えば、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(メチル−1,8−オクタ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(メチル−1,8−オクタメチレンカーボネート)ジオール等の、分岐を有するポリカーボネートポリオール;ポリヘキサメ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等のポリカーボネート系ポリオールが挙げられる。
ポリオール成分は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリウレタン系樹脂中のポリオール成分に由来する構成単位の含有割合としては、30〜65質量%、さらには40〜60質量%、とくには45〜55質量%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。
なお、親水性基を有するポリオール成分に由来する構成単位を含有するポリウレタン系樹脂は、研磨スラリーに対する濡れ性が向上するが、吸水率が高くなりすぎる傾向がある。上述した50℃で飽和吸水させたときの吸水率が0.2〜5質量%になるようなポリウレタン系樹脂を得るためには、親水性基を有するポリオール成分の共重合割合を0.1〜10質量%、更には、0.5〜5質量%にすることが好ましい。このような含有割合で親水性基を有するポリオール成分を構成単位として含有させることにより、吸水による膨潤軟化を最小限に抑えつつ、吸水率や濡れ性を高めることができる。また、吸水率が高くなりすぎることを抑制するためには、吸水性の低いポリオール成分と組み合わせて用いることが好ましい。このようなポリオールの具体例としては、例えば、ポリブチレンセバケートジオール、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(3−メチル−1,5−ペン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(3−メチル−1,5−ペン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、ポリヘキサメ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を共重合するポリカーボネートポリオール等が挙げられる。
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等の脂環式ジイソシアネートまたは芳香族ジイソシアネートが、極細繊維に対する接着性が高く、極細繊維の集束力が向上すること、また、硬度が高い研磨パッドが得られる点から好ましい。
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、硬度が適度な研磨パッドが得られる点から好ましい。また、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。そして、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出来る。
ポリウレタン系樹脂は、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により架橋構造を形成することも好ましい。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。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、ポリウレタン系樹脂に対して、架橋剤の有効成分が1〜20質量%であることが好ましく、1.5〜10質量%であることがより好ましい。
ポリウレタン系樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲内で、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、無機微粒子などをさらに含有してもよい。
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。
(1)ウェブ製造工程
本製造方法においては、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。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を用いたが、海島型複合繊維の代わりに、多層積層型断面繊維等の従来から知られた極細繊維発生型繊維を用いてもよい。
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、0.5〜3デシテックス、さらには0.8〜2.5デシテックスであることが好ましい。
水溶性熱可塑性樹脂は、水またはアルカリ水溶液、酸水溶液などの水溶液により、加熱条件下や加圧条件下で、溶解除去または分解除去されるポリマーである。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(PVA)、PVA系共重合体、ポリエチレンオキシドポリエチレングリコールおよび/またはスルホン酸アルカリ金属塩を含有する化合物などを共重合した変性ポリエステル、などが挙げられる。これらの中では、PVAやPVA系共重合体が水に対する溶解性に優れている点から好ましい。
また、非水溶性熱可塑性樹脂としては、上述した極細繊維を形成するための各種ポリマーが特に限定なく用いられうる。なお、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、抗菌剤、防ダニ剤、無機微粒子等が挙げられる。
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、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。
はじめに、水溶性熱可塑性樹脂及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。海島型複合繊維における島数は5〜4000島/繊維、さらには10〜1000島/繊維にすることが、単繊維の断面積を小さくし易く、繊維密度の高い繊維束が得られる点から好ましい。
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になるように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。長繊維ウェブの目付量は、20〜500g/mの範囲であることが工業性の点から好ましい。
(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絡合ウェブを形成するウェブ絡合工程について説明する。絡合ウェブは、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により長繊維ウェブに絡合処理することにより得られる。
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。その後、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絡合ウェブが得られる。ニードルパンチにおいては、表面側と裏面側とのニードルパンチ条件を変えることにより、表面側と裏面側との繊維束の密度に差をつけることができる。
ニードルパンチにおける、油剤の種類や量、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、研磨面になる表面側の繊維束の密度と、固定面になる裏面側の繊維束の密度とが、適切な密度差になるように適宜選択される。
ニードルのバーブ数は、例えば、1〜9バーブの中から選ばれ、針折れが生じない範囲で多い方が好ましい。また、ニードルの突き刺し深度は、ウェブ表面にニードルパンチ後の模様が強くでない範囲で設定することが好ましい。具体的には、例えば、初期には6〜9バーブのニードルで深度を5〜25mmの深さでパンチング処理し、後半は3〜6バーブのニードルで深度を0.1〜15mmにして表面側の繊維を集中的に絡合するような条件が挙げられる。また、ニードルパンチ数は、ニードル形状、油剤の種類及び使用量等により適宜選択されるが、具体的には、500〜5000パンチ/cm程度が好ましく、また、裏面側からのパンチング数に対して、表面側からのパンチング数を1.5〜2倍以上で処理することが好ましい。また、表面側は裏面側よりも、ニードルのバーブ数の多いニードルが用いられることが好ましく、ニードルの突き刺し深度は浅い方が好ましい。また、パンチ数を高くして、表面側の繊維をニードルのバーブにより選択的に絡合させることが好ましい。
また、ニードルパンチ後の絡合ウェブの目付が、ニードルパンチ前の長繊維ウェブの目付の1.2倍以上、さらには、1.5倍以上となるようにすることが繊維密度が高い絡合ウェブが得られる点から好ましい。絡合ウェブの目付は、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、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。
また、絡合ウェブの層間剥離力は、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、繊維密度が高い絡合ウェブ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以下程度であることが好ましい。
(3)湿熱収縮処理工程
次に、絡合ウェブを湿熱収縮させることにより、絡合ウェブの繊維密度及び絡合度合いを高める。なお、本工程においては、長繊維を含有する絡合ウェブを湿熱収縮させることにより、短繊維を含有する絡合ウェブを湿熱収縮させる場合に比べて、絡合ウェブ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。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75%以上、さらには相対湿度80%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、絡合ウェブを高収縮率で収縮させることができる点から好ましい。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。
湿熱収縮処理は、絡合ウェブの面積収縮率が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、繊維密度が緻密になる。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%程度であることが好ましい。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。
このように湿熱収縮処理された絡合ウェブは、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されることにより、さらに、繊維密度が高められてもよい。このとき、表面側と裏面側とに異なる条件で加熱プレスすることにより、繊維束の密度勾配を形成させることもできる。加熱ロールによるプレス条件としては、例えば、ロール温度110〜150℃、ロール圧力0.05〜0.4Mpaの条件が挙げられる。収縮処理前の絡合ウェブの目付に対する収縮処理後の絡合ウェブの目付は、1.2〜4倍、さらには、1.5〜4倍であることが好ましい。
(4)高分子弾性体充填工程 I
収縮処理された絡合ウェブの海島型複合繊維の極細繊維化処理を行う前に、絡合ウェブの内部に高分子弾性体を付与することにより海島型複合繊維を結着させてもよい。このように極細繊維化処理を行う前に絡合ウェブに高分子弾性体を付与することにより、絡合ウェブの形態安定性を高め、また、得られる研磨パッドの繊維束の密度勾配を調整することができる。
本工程は、収縮処理された絡合ウェブに高分子弾性体の水性液を含浸させた後、高分子弾性体を凝固させることにより、絡合ウェブの内部に高分子弾性体を含浸付与する。
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分散させた水性分散液、または、高分子弾性体を形成する成分を水系媒体に溶解させた水性溶液である。高分子弾性体の水性液の固形分濃度としては、10質量%以上、さらには、15質量%以上であることが好ましい。
高分子弾性体の水性分散液は、高濃度でも粘度が低く、含浸浸透性にも優れているために、絡合ウェブに高充填しやすく、繊維に対する接着性も優れている。従って、本工程により含浸付与された高分子弾性体は海島型複合繊維を強く拘束することができ、また、研磨パッドの見掛け密度を高めやすい。また、高分子弾性体の水性分散液を凝固して得られる高分子弾性体は水に対する濡れ性が高いために、砥粒を均一且つ多量に保持することができる研磨パッドが得られる。
水性分散液には、サスペンジョン及びエマルジョンが含まれる。水性分散液に分散した高分子弾性体の平均粒子径は、0.01〜0.2μm程度であることが好ましい。
水性分散液を調製する方法は、特に限定されない。例えば、ポリウレタン系樹脂の場合、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、炭素数5以下特には炭素数3以下のポリアルキレングリコール基などの親水性基を有するモノマー単位を樹脂構成単位として含有させることにより水性媒体に対する分散性を付与することができる。このような親水性基を有するモノマー単位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、吸水率や濡れ性を高めることができる点から好ましい。
また、界面活性剤を用いることにより、ポリウレタン系樹脂の粒子を水系媒体に乳化又は懸濁させることもできる。乳化又は懸濁に用いられる界面活性剤の具体例としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体などのノニオン性界面活性剤などが挙げられる。また、反応性を有する、いわゆる反応性界面活性剤を用いてもよい。また、界面活性剤の曇点を適宜選ぶことにより、ポリウレタン樹脂に感熱ゲル化性を付与することもできる。
絡合ウェブ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。そして、高分子弾性体の水性液が含浸された絡合ウェブ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。なお、絡合ウェブに高分子弾性体の水性液を含浸させた後乾燥する場合、絡合ウェブの表層から水分が蒸発することにより水性液が表層にマイグレーションする。このマイグレーションを促進する条件で乾燥させることにより、高分子弾性体を表層に偏在させて繊維束の密度勾配を形成させることが好ましい。熱風乾燥機の熱処理温度の具体例としては、例えば、130〜170℃、さらには140〜170℃が好ましい。このような方法を用いて、研磨面側の密度を、繊維束の密度差だけではなく、高分子弾性体による密度差により高くすることにより、研磨面側がさらに緻密になることにより、耐磨耗性がさらに高い研磨パッドが得られる。
(5)極細繊維形成工程
海島型複合繊維中の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について、詳しく説明する。
海島型複合繊維中の水溶性熱可塑性樹脂は、水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液等を用いて溶解除去または分解除去される。
本工程においては、はじめに、絡合ウェブまたは、高分子弾性体を付与された絡合ウェブは、水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液等の熱水中に浸漬されて熱水処理される。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。なお、固定面の繊維束を低密度にするために、高速水流や機械により揉み処理を行うことにより調整してもよい。
なお、湿熱収縮処理工程(3)を行わずに、本工程において絡合ウェブの収縮処理と、海島型複合繊維の極細繊維化を同時に行ってもよい。このような、収縮処理と極細繊維化とを同時に行う方法の具体例としては、例えば、絡合ウェブを、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秒間処理する条件が挙げられる。
(6)高分子弾性体充填工程 II
次に、極細繊維を集束し、また、極細繊維束同士をさらに拘束するために、高分子弾性体を付与する工程について説明する。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極細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付与することにより、極細繊維を集束する。また、同時に、極細繊維束同士もさらに高分子弾性体により拘束される。なお、極細繊維が繊維束を形成している場合には、毛細管現象により繊維束の内部に高分子弾性体の水性液が容易に吸収される。なお、本工程に用いられる、高分子弾性体の水性液は、高分子弾性体充填工程Iで説明した水性液と同様のものが用いられうる。また、高分子弾性体を充填及び凝固させる方法も、高分子弾性体充填工程 Iで説明した方法と同様の方法が用いられうる。このようにして、研磨パッド前駆体が形成される。
(7)仕上げ工程
得られた研磨パッド前駆体に平坦化処理を施すことにより、本実施形態の研磨パッドが得られる。平坦化処理は、例えば、研磨パッド前駆体を所定の厚さに熱プレス成形したり、サンドペーパー、針布、ダイヤモンド等により表面を研磨することにより、表面を平滑に仕上げるとともに、厚みを調整するための処理である。このようにして、仕上げられた研磨パッドの厚さとしては、0.5〜3mm程度であることが好ましい。
また、研磨パッドの表面は起毛処理されてもよい。起毛処理することにより、研磨パッドの研磨面と被研磨基材との接触面積が大きくなり、また、研磨スラリーとの濡れ性が向上する。起毛処理は、研磨パッドの表面をサンドペーパーでバフィング処理する方法が用いられる。サンドペーパーは、例えば、砥粒番手が#40番〜#80番のものを用いることが好ましい。起毛処理の具体例としては、例えば、コンタクトタイプのバフィング機による連続起毛処理や、エメリータイプのバフィング処理や、コンタクトタイプとエメリータイプとを組み合わせたバフィング処理等が挙げられる。また、均一な起毛状態にするために、研磨パッドの起毛処理された表面をプレスしてもよい。
また、より平坦化性能を向上させるために、研磨パッドの表面に同心円状、らせん状、格子状等の溝や穴を形成するための表面加工を施してもよい。このような表面加工を施すことにより、研磨スラリーを研磨面により均一に行き渡らせることができる。
次に、本実施形態の研磨パッドを用いたケミカルメカニカル研磨方法について図3を参照しながら詳しく説明する。図3は本実施形態の研磨パッド10を用いたケミカルメカニカル研磨方法の実施の様子を示す側面図である。
本実施形態の研磨パッド10を用いたケミカルメカニカル研磨方法においては、例えば、図3に示すような円形の回転定盤11と、スラリー供給ノズル12と、キャリア13と、パッドコンディショナー14とを備えたCMP装置20が用いられる。回転定盤11の表面に、研磨パッド10が両面テープによりその固定面4で貼付けられている。また、キャリア13は被研磨基材15を支持している。
CMP装置20においては、回転定盤11は図略のモータにより矢印に示す方向に回転する。また、キャリア13は、回転定盤11の面内において遊星歯車状に、図略のモータにより例えば矢印に示す方向に回転する。パッドコンディショナー14も回転定盤11の面内において遊星歯車状に、図略のモータにより例えば矢印に示す方向に回転する。
はじめに、回転定盤11に固定されて回転する研磨パッド10の表面に蒸留水を流しながら研磨パッド10の表面に回転するパッドコンディショナー14を押し当てて、研磨パッド10の表面のコンディショニングを行う。次に、回転する研磨パッド10の表面にスラリー供給ノズル12から各種化学成分および硬質の微細な砥粒を含む研磨スラリー16が供給される。そして、研磨スラリー16が満遍なく行き渡った研磨パッド10に、キャリア13に固定されて回転する被研磨基材15を押し当てる。そして、所定の平坦度が得られるまで、研磨処理が続けられる。研磨時に作用させる押し付け力や回転定盤11とキャリア13との相対運動の速度を調整することにより、仕上がり品質が影響を受ける。
本実施形態のケミカルメカニカル研磨方法においては、研磨パッド10は、回転定盤11の表面に固定面4で固定されている。固定面4で研磨パッド10を固定することにより、繊維束の数密度が高く剛性が高い研磨面3が外表面になるために、研磨レート及び耐磨耗性が高くなり、また、研磨面内における研磨不均一性が低くなる。また、回転定盤11に固定されている固定面4側の表層は繊維束の数密度が低く剛性が低いために、被研磨基材15の表面に対する適度な追従性やフィット性を維持できる。
研磨スラリー16の成分は、被研磨基材15の種類によって適宜選択される。砥粒の具体例としては、例えば、数十nm〜数百nmの粒子径を有するSiO2,Al2O3,CeO2,Mn2O3,ダイヤモンド粒子等が挙げられる。また化学成分の具体例としては、例えば、酸・アルカリなど被研磨面を改質する成分や界面活性剤等が挙げられる。
このような本実施形態のケミカルメカニカル研磨方法は、各種基材の研磨に用いられうる。基材の具体例としては、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材料;銅、アルミニウム、タングステンなどの導電材料;タンタル、チタン、窒化タンタル、窒化チタンなどのバリア材料、等が挙げられる。また、その用途の具体例としては、例えば、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)基材等の研磨が挙げられる。なお、研磨は、一次研磨、二次研磨(調整研磨)、仕上げ研磨、鏡面研磨等何れであってもよい。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明の範囲は実施例の記載により何ら限定されるものではない。
はじめに、本実施例で用いた評価方法をまとめて説明する。
[評価方法]
(1)極細繊維束の平均数密度(D、D、D)、単繊維の平均断面積、及び、繊維束の平均断面積の測定
研磨パッドをカッター刃を用いて厚さ方向に平行に切断することにより、厚さ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、切断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で100〜1000倍で観察し、その画像を撮影した。そして、得られた画像からランダムに選択した100個の極細繊維束の断面積を求め、その平均値を極細繊維束の平均断面積とした。また、極細繊維束を形成する100本の極細繊維の断面積を求め、その平均値を極細繊維の単繊維の平均断面積とした。
また、得られた画像から、研磨パッドの表面から厚さ方向に20%以内の厚み領域において満遍なく0.1mm四方の領域を5箇所選択し、各箇所における極細繊維束の個数を数えた。その結果から1mm当たりに存在する極細繊維束の個数を算出した。5箇所の平均をDとした。
また、得られた画像から、研磨パッドの裏面から厚さ方向に20%以内の厚み領域において満遍なく0.1mm四方の領域を5箇所選択し、各箇所における極細繊維束の個数を数えた。その結果から1mm当たりに存在する極細繊維束の個数を算出した。5箇所の平均をDとした。
また、得られた画像から、研磨パッドの表面から厚さ方向に50%付近の部分において、満遍0.1mm四方の領域を5箇所選択し、各箇所における極細繊維束の個数を数えた。その結果から1mm当たりに存在する極細繊維束の個数を算出した。5箇所の平均をDとした。
(2)絡合ウェブの層間剥離強力
得られた絡合ウェブから、縦23cm、巾2.5cmの長方形上の試験片を作製した。そして、試験片の一端で、厚み方向のほぼ中央にカミソリ刃で切れ目を入れた。そして、端から約10cmを手で引っ張って剥離した。そして、剥離された両片の端をそれぞれ引張試験機のチャックに固定した。そして、引張試験機で引張り、応力−ひずみ曲線(SS曲線)を得、その平坦部分の応力から剥離強力を求めた。なお、引張速度は100mm/分で行った。なお、得られた結果は、3個の試験片の平均値である。
(3)研磨パッドのD硬度の測定方法
研磨パッドの研磨面のD硬度を硬度計D型(高分子計器株式会社製)を用いて、JIS K 6253に準拠して測定した。なお、荷重は5kgに設定した。
(4)磨耗減量
直径13cmの円形に切断した研磨パッドの研磨面のテーバー磨耗を、JIS K5600−5−9に準拠した方法により測定した。なお、磨耗輪:H−22、荷重:500g、回転数:1000回の条件で測定した。測定前重量と測定後重量との差である減量(mg)を求めた。
(5)高分子弾性体のガラス転移温度(Tg)の測定
研磨パッドを構成する高分子弾性体からなる縦4cm×横0.5cm×厚さ400μm±100μmのフィルムを作成した。そして、フィルムの厚さをマイクロメーターで測定後、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℃/分での条件で動的粘弾性の測定を行い、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。
(6)高分子弾性体の23℃および50℃における貯蔵弾性率測定方法
研磨パッドを構成する高分子弾性体を縦4cm×横0.5cm×厚さ400μm±100μmのフィルムを作成した。そして、フィルムの厚さをマイクロメーターで測定後、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℃/分での条件で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。
(7)高分子弾性体の飽和吸水率測定方法
研磨パッドを構成する高分子弾性体を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。そして、20℃、65%RHの条件下に3日間放置した。そして、このときの乾燥時の質量を測定した。そして、50℃の水に、乾燥させたフィルムを2日間浸漬した。そして50℃の水から取り出した直後、フィルムの最表面の余分な水滴等を拭き取り、吸水後の質量を測定した。そして次の式により、飽和吸水率を算出した。
飽和吸水率(%)=[(吸水後の質量−乾燥時の質量)/乾燥時の質量]×100
(8)研磨パッドの研磨性能
研磨パッドの固定面に両面粘着テープを貼り付けて、CMP研磨装置(株式会社野村製作所製「PP0−60S」)の回転定盤に固定した。そして、番手#200のダイヤモンドドレッサー(三菱マテリアル(株)製のMEC200L)を用いて、圧力177kPa、ドレッサー回転数110回転/分の条件で、蒸留水を120mL/分の速度で流しながら18分間研磨パッド表面を研削することによりコンディショニング(シーズニング)を行った。
次に、回転定盤に固定した研磨パッドの表面に研磨スラリーを供給した。研磨スラリーとしては、キャボット社製砥粒スラリーSS25を蒸留水で2倍に希釈したものを用いた。また、研磨スラリーの供給量は120ml/分とした。そして、プラテン回転数50回転/分、ヘッド回転数49回転/分、研磨圧力35kPaの条件で、酸化膜表面を有する直径8インチのシリコンウエハを100秒間研磨した。
そして、研磨前および研磨後の酸化膜の膜厚をシリコンウエハ面内で49点測定し、各点における研磨された厚さを研磨時間で除することにより、研磨レート(nm/分)を求めた。また、49点の研磨レートの平均値を平均研磨レート(R)とし、さらに、研磨レートの標準偏差(σ)を求めた。そして、
式(1):不均一性(%)=(σ/R)×100 ・・・(1)、により、不均一性を算出した。不均一性の値が小さいほど、研磨面内で均一に研磨されていることを示す。そして、高精度な研磨加工を実現することができる。
また、式(2):研磨レート安定性(%)=(研磨レート最大値−研磨レート最小値)/研磨レート平均値×100 ・・・(2)により、研磨レート安定性を算出した。
さらに、研磨後の酸化膜を有するシリコンウエハの表面に存在する0.16μm以上の大きさの傷の数をウエハ表面検査装置Surfscan SP1(KLA−Tencor社製)を用いて、測定することによりスクラッチ性を評価した。
[実施例1]
島成分としてPVA樹脂、海成分として変性度6モル%のイソフタル酸変性PETを用いた。なお、イソフタル酸変性PETは、50℃で飽和吸水させたときの吸水率が1質量%であり、そのガラス転移温度は77℃であった。PVA樹脂とイソフタル酸変性PETとを25:75(質量比)の割合で25島/繊維の溶融複合紡糸用口金(口金温度 260℃)から吐出させることにより、海島型複合繊維のストランドを形成した。そして、口金から吐出されたストランドを、口金直下に設置したエアジェット吸引装置により延伸して細化しながら冷却することにより平均繊度2.0dtexの海島型複合フィラメントを紡糸した。なおエアジェット吸引装置の吸引力は、単位時間辺りの吐出量と、得られる長繊維の繊度の比率から間接的に求められる紡糸速度が4000m/minとなるように調整された。そして、海島型複合フィラメントをエアジェット吸引装置の直下に設置した移動式ネット上に連続的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)を得た。
次に、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枚重ねることにより、総目付が480g/mのウェブ積層体を作製した。そして、得られたウェブ積層体に、針折れ防止油剤がスプレーされた。次に、ウェブ積層体は、ニードル番手42番,バーブ数3個のニードル針、及びニードル番手42番,バーブ数6個のニードル針を順に用いて、その第一の表面側から針深度5〜25mmの深さでパンチ数1500パンチ/cmの条件でニードルパンチ処理され、さらに、第二の表面側から針深度0〜15mmの深さでパンチ数500パンチ/cmの条件でニードルパンチ処理された。ニードルパンチによるウェブ積層体の面積収縮率は30%であった。このようなニードルパンチ処理により、目付600g/m、層間剥離強力11.0kg/2.5cmの絡合ウェブが得られた。
次に、得られた絡合ウェブを70℃の熱水中に90秒間浸漬して島成分を応力緩和させることにより面積を43%収縮させ、さらに95℃の熱水中に10分間浸漬してPVA樹脂を溶解除去させた。なお、熱水処理による絡合ウェブの面積収縮率は、乾燥状態において、45%であった。熱水処理により、極細繊維の繊維束からなる不織布が得られた。不織布の目付は780g/mであり、見掛け密度は0.55g/cmであった。
そして、得られた不織布に、固形分濃度25質量%に調整されたポリウレタン弾性体Aの水性エマルジョンを含浸させた。なお、水性エマルジョン中のポリウレタン弾性体Aの平均粒径は0.05μmであった。
なお、ポリウレタン弾性体Aは次のような高分子である。ポリウレタン弾性体Aは、高分子ジオール50質量%に対して、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートと短鎖アミンと短鎖ジオールと2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸を1.5質量%を共重合した合計量50質量%を反応させたポリカーボネート系無黄変型ポリウレタン樹脂100質量部を、カルボジイミド系架橋剤5質量部で架橋させた架橋ポリウレタン樹脂である。なお、高分子ジオールは、非晶性ポリカーボネート系ポリオールであるヘキサメチレンカーボネートとペンタメチレンカーボネートとの共重合ポリオールと、炭素数2〜3のポリアルキレングリコールとを99.9:0.1(モル比)で混合した混合物である。
ポリウレタン弾性体Aは、吸水率 2質量%、23℃における貯蔵弾性率 450MPa、50℃における貯蔵弾性率 300MPa、及び、ガラス転移温度 −25℃であった。また、水性エマルジョンは、ポリウレタン弾性体Aの固形分換算で、不織布の質量に対して15質量%含浸された。次に、水性エマルジョンが含浸された不織布を90℃、50%RH雰囲気下で凝固処理し、さらに、150℃で乾燥処理し、さらに、150℃で熱プレスすることにより、研磨パッド前駆体A0が得られた。研磨パッド前駆体A0は、目付量910g/m、見掛け密度0.62g/cm、厚さ1.45mmであった。また、不織布とポリウレタン弾性体Aとの質量比率は87/13であった。
そして、研磨パッド前駆体A0をバフィング研削加工することにより、平坦化された研磨パッドA1が得られた。研磨パッドA1の断面を電子顕微鏡で観察したところ、極細繊維束の平均存在密度Dが約2500個/mmであり、極細繊維束の平均存在密度Dが約1200個/mmであり、D/Dが約2.1であった。また、その断面において、平均断面積が約11μmの極細繊維からなる平均断面積が約320μmの極細繊維束が観察された。そして、極細繊維は極細繊維束の内部に侵入したポリウレタン弾性体により集束されており、また、極細繊維束同士もポリウレタン弾性体により結着されていた。研磨パッドA1は、目付量 750g/m、見掛け密度 0.61g/cm、厚さ 1.23mm、D硬度 37であった。
得られた研磨パッドA1は、直径51cmの円形状に切断され、さらに、主面に幅2.0mm、深さ1.0mm、間隔15.0mmの格子状の溝を形成する加工が施された。このような研磨パッドA1の研磨性能を上述した評価方法により評価した。結果を表1に示す。
Figure 0005629266
[実施例2]
実施例1で得られた絡合ウェブを、雰囲気温度60℃、相対湿度80%、500秒間の条件でスチーム加熱を行った。そして、スチーム加熱処理された絡合ウェブに対して、120℃の熱ロールでその表面のみをプレス処理した。このスチーム加熱処理及びプレス処理による、絡合ウェブの面積収縮率は、乾燥状態において、40%であった。そして、上記処理後の絡合ウェブに固形分濃度15質量%のポリウレタン弾性体Aの水性エマルジョンを含浸させた。次に、水性エマルジョンが含浸された絡合ウェブを90℃、50%RH雰囲気下で凝固処理し、さらに、150℃で乾燥処理することにより、絡合ウェブとポリウレタン弾性体Aとの複合体(絡合ウェブ複合体)を形成した。なお、水性エマルジョンは、ポリウレタン弾性体Aの固形分換算で、絡合ウェブ複合体の全質量に対して7質量%含浸された。そして、得られた絡合ウェブ複合体を95℃の熱水中に10分間浸漬することによりPVA樹脂を溶解除去させ、さらに、乾燥することにより極細繊維の繊維束からなる不織布とポリウレタン弾性体Aとの複合体(不織布複合体)が形成された。
そして、不織布複合体に、固形分濃度25質量%に調整されたポリウレタン弾性体Aの水性エマルジョンをさらに含浸させた。水性エマルジョンは、ポリウレタン弾性体Aの固形分換算で、不織布複合体の全質量に対して15質量%含浸された。次に、水性エマルジョンが含浸された不織布複合体を90℃、50%RH雰囲気下で凝固処理し、さらに、150℃で乾燥処理し、さらに、150℃で熱プレスすることにより、研磨パッド前駆体B0が得られた。研磨パッド前駆体B0は、目付量730g/m、見掛け密度0.58g/cm、厚さ1.26mmであった。また、不織布とポリウレタン弾性体Aとの質量比率は80/20であった。
そして、研磨パッド前駆体B0をバフィング研削加工することにより、平坦化された研磨パッドB1が得られた。研磨パッドB1の断面を電子顕微鏡で観察したところ、極細繊維束の平均存在密度Dが約2450個/mmであり、極細繊維束の平均存在密度Dが約1260個/mmであり、D/Dが約1.9であった。また、その断面において、平均断面積が約12μmの極細繊維からなる平均断面積が約325μmの極細繊維束が観察された。そして、極細繊維は極細繊維束の内部に侵入したポリウレタン弾性体により集束されていた。また、研磨パッドB1は、目付量 614g/m、見掛け密度 0.58g/cm、厚さ 1.06mm、D硬度 36であった。そして、得られた研磨パッドB1は、実施例1と同様に加工され、評価された。結果を表1に示す。
[実施例3]
実施例1で得られた絡合ウェブを、雰囲気温度80℃、相対湿度80%、500秒間の条件でスチーム加熱を行った。そして、スチーム加熱処理された絡合ウェブに対して、120℃の熱ロールでその表面のみをプレス処理した。このスチーム加熱処理及びプレス処理による、絡合ウェブの面積収縮率は、乾燥状態において、50%であった。そして、上記処理後の絡合ウェブに固形分濃度15質量%のポリウレタン弾性体Aの水性エマルジョンを含浸させた。次に、水性エマルジョンが含浸された絡合ウェブを90℃、50%RH雰囲気下で凝固処理し、さらに、150℃で乾燥処理することにより、絡合ウェブとポリウレタン弾性体Aとの絡合ウェブ複合体を形成した。なお、水性エマルジョンは、ポリウレタン弾性体Aの固形分換算で、絡合ウェブ複合体の全質量に対して7質量%含浸された。そして、絡合ウェブ複合体を95℃の熱水中に10分間浸漬することによりPVA樹脂を溶解除去させ、さらに、乾燥することにより極細繊維の繊維束からなる不織布とポリウレタン弾性体Aとの不織布複合体が形成された。
そして、不織布複合体に、固形分濃度25質量%に調整されたポリウレタン弾性体Aの水性エマルジョンをさらに含浸させた。水性エマルジョンは、ポリウレタン弾性体Aの固形分換算で、不織布複合体の全質量に対して15質量%含浸された。次に、水性エマルジョンが含浸された不織布複合体を90℃、50%RH雰囲気下で凝固処理し、さらに、150℃で乾燥処理し、さらに、150℃で熱プレスすることにより、研磨パッド前駆体C0が得られた。研磨パッド前駆体C0は、目付量790g/m、見掛け密度0.63g/cm、厚さ1.25mmであった。また、不織布とポリウレタン弾性体Aとの質量比率は80/20であった。
そして、研磨パッド前駆体C0をバフィング研削加工することにより、平坦化された研磨パッドC1が得られた。研磨パッドC1の断面を電子顕微鏡で観察したところ、極細繊維束の平均存在密度Dが約2840個/mmであり、極細繊維束の平均存在密度Dが約1890個/mmであり、D/Dが約1.5であった。また、その断面において、平均断面積が約13μmの極細繊維からなる平均断面積が約325μmの極細繊維束が観察された。そして、極細繊維は極細繊維束の内部に侵入したポリウレタン弾性体により集束されていた。また、研磨パッドC1は、目付量 650g/m、見掛け密度 0.63g/cm、厚さ 1.03mm、D硬度 37であった。そして、得られた研磨パッドC1は、実施例1と同様に加工され、評価された。結果を表1に示す。
[実施例4]
実施例1で得られたのと同様のスパンボンドシートをクロスラッピングにより12枚重ねることにより、総目付が480g/mのウェブ積層体を作製した。そして、得られたウェブ積層体に、針折れ防止油剤がスプレーされた。次に、ウェブ積層体は、ニードル番手42番,バーブ数1個のニードル針、及びニードル番手42番,バーブ数6個のニードル針を順に用いて、その第一の表面側から針深度5〜25mmの深さでパンチ数1200パンチ/cmの条件でニードルパンチ処理され、さらに、第二の表面側から針深度0〜10mmの深さでパンチ数300パンチ/cmの条件でニードルパンチ処理された。ニードルパンチによるウェブ積層体の面積収縮率は20%であった。このようなニードルパンチ処理により、目付560g/m、層間剥離強力9.0kg/2.5cmの絡合ウェブが得られた。
得られた絡合ウェブを、雰囲気温度60℃、相対湿度70%、500秒間の条件でスチーム加熱を行った。そして、スチーム加熱処理された絡合ウェブに対して、110℃の熱ロールでその表面のみをプレス処理した。このスチーム加熱処理及びプレス処理による、絡合ウェブの面積収縮率は、乾燥状態において、35%であった。そして、上記処理後の絡合ウェブに固形分濃度15質量%のポリウレタン弾性体Aの水性エマルジョンを含浸させた。次に、水性エマルジョンが含浸された絡合ウェブを90℃、50%RH雰囲気下で凝固処理し、さらに、150℃で乾燥処理することにより、絡合ウェブとポリウレタン弾性体Aとの絡合ウェブ複合体を形成した。なお、水性エマルジョンは、ポリウレタン弾性体Aの固形分換算で、絡合ウェブ複合体の全質量に対して7質量%含浸された。そして、得られた絡合ウェブ複合体を95℃の熱水中に10分間浸漬することによりPVA樹脂を溶解除去させ、乾燥することにより極細繊維の繊維束からなる不織布とポリウレタン弾性体Aとの不織布複合体が形成された。
そして、不織布複合体に、固形分濃度25質量%に調整されたポリウレタン弾性体Aの水性エマルジョンをさらに含浸させた。水性エマルジョンは、ポリウレタン弾性体Aの固形分換算で、不織布複合体の全質量に対して15質量%含浸された。次に、水性エマルジョンが含浸された不織布複合体を90℃、50%RH雰囲気下で凝固処理し、さらに、150℃で乾燥処理し、さらに、150℃で熱プレスすることにより、研磨パッド前駆体E0が得られた。研磨パッド前駆体E0は、目付量 665g/m、見掛け密度 0.53g/cm、厚さ 1.25mmであった。また、不織布とポリウレタン弾性体Aとの質量比率は80/20であった。
そして、研磨パッド前駆体E0をバフィング研削加工することにより、平坦化された研磨パッドE1が得られた。研磨パッドE1の断面を電子顕微鏡で観察したところ、極細繊維束の平均存在密度Dが約2300個/mmであり、極細繊維束の平均存在密度Dが約540個/mmであり、D/Dが約4.3であった。また、その断面において、平均断面積が約11μmの極細繊維からなる平均断面積が約325μmの極細繊維束が観察された。そして、極細繊維は極細繊維束の内部に侵入したポリウレタン弾性体により集束されていた。また、研磨パッドE1は、目付量 559g/m、見掛け密度 0.53g/cm、厚さ 1.05mm、D硬度 34であった。そして、得られた研磨パッドE1は、実施例1と同様に加工され、評価された。結果を表1に示す。
[比較例1]
実施例1で得られたのと同様のスパンボンドシートをクロスラッピングにより12枚重ねることにより、総目付が480g/mのウェブ積層体を作製した。そして、得られたウェブ積層体に、針折れ防止油剤がスプレーされた。次に、ウェブ積層体は、ニードル番手42番,バーブ数6個のニードル針を用いて、その第一の表面側及びその第二の表面側からそれぞれ、針深度10〜15mmの深さでパンチ数900パンチ/cmの条件で合計1800パンチ/cmのニードルパンチ処理が行われた。ニードルパンチによるウェブ積層体の面積収縮率は30%であった。このようなニードルパンチ処理により、目付600g/m、層間剥離強力11.0kg/2.5cmの絡合ウェブが得られた。以下は実施例1と同様の条件で、絡合ウェブを熱水処理することによりPVA樹脂を溶解除去させ、さらに、ポリウレタン弾性体Aを含浸付与し、さらに、150℃で熱プレスすることにより、研磨パッド前駆体F0が得られた。研磨パッド前駆体F0は、目付量740g/m、見掛け密度0.63g/cm、厚さ1.17mmであった。また、不織布とポリウレタン弾性体Aとの質量比率は87/13であった。
そして、研磨パッド前駆体F0をバフィング研削加工することにより、平坦化された研磨パッドF1が得られた。研磨パッドF1の断面を電子顕微鏡で観察したところ、極細繊維束の平均存在密度Dが約2550個/mmであり、極細繊維束の平均存在密度Dが約2340個/mmであり、D/Dが約1.1であった。また、その断面において、平均断面積が約14μmの極細繊維からなる平均断面積が約350μmの極細繊維束が観察された。そして、極細繊維は極細繊維束の内部に侵入したポリウレタン弾性体により集束されており、また、極細繊維束同士もポリウレタン弾性体により結着されていた。研磨パッドF1は、目付量 613g/m、見掛け密度 0.63g/cm、厚さ 0.98mm、D硬度 38であった。そして、得られた研磨パッドF1は、実施例1と同様に加工され、評価された。結果を表1に示す。
[比較例2]
実施例1で得られたのと同様のスパンボンドシートをクロスラッピングにより12枚重ねることにより、総目付が480g/mのウェブ積層体を作製した。そして、得られたウェブ積層体に、針折れ防止油剤がスプレーされた。次に、ウェブ積層体は、ニードル番手42番,バーブ数1個のニードル針、及びニードル番手42番,バーブ数6個のニードル針を順に用いて、その第一の表面側から針深度5〜25mmの深さでパンチ数1200パンチ/cmの条件でニードルパンチ処理され、さらに、第二の表面側から針深度0〜5mmの深さでパンチ数300パンチ/cmの条件でニードルパンチ処理された。ニードルパンチによるウェブ積層体の面積収縮率は20%であった。このようなニードルパンチ処理により、目付560g/m、層間剥離強力9.4kg/2.5cmの絡合ウェブが得られた。
得られた絡合ウェブを、雰囲気温度60℃、相対湿度70%、500秒間の条件でスチーム加熱を行った。そして、スチーム加熱処理された絡合ウェブに対して、110℃の熱ロールでその表面のみをプレス処理した。このスチーム加熱処理及びプレス処理による、絡合ウェブの面積収縮率は、乾燥状態において、35%であった。そして、上記処理後の絡合ウェブに固形分濃度15質量%のポリウレタン弾性体Aの水性エマルジョンを含浸させた。次に、水性エマルジョンが含浸された絡合ウェブを90℃、50%RH雰囲気下で凝固処理し、さらに、150℃で乾燥処理することにより、絡合ウェブとポリウレタン弾性体Aとの絡合ウェブ複合体を形成した。なお、水性エマルジョンは、ポリウレタン弾性体Aの固形分換算で、絡合ウェブ複合体の全質量に対して7質量%含浸された。そして、絡合ウェブ複合体を95℃の熱水中に10分間浸漬することによりPVA樹脂を溶解除去させ、乾燥することにより極細繊維の繊維束からなる不織布とポリウレタン弾性体Aとの不織布複合体が形成された。
そして、不織布複合体に、固形分濃度25質量%に調整されたポリウレタン弾性体Aの水性エマルジョンをさらに含浸させた。水性エマルジョンは、ポリウレタン弾性体Aの固形分換算で、不織布複合体の全質量に対して15質量%含浸された。次に、水性エマルジョンが含浸された不織布複合体を90℃、50%RH雰囲気下で凝固処理し、さらに、150℃で乾燥処理し、さらに、150℃で熱プレスすることにより、研磨パッド前駆体G0が得られた。研磨パッド前駆体G0は、目付量665g/m、見掛け密度0.53g/cm、厚さ1.25mmであった。また、不織布とポリウレタン弾性体Aとの質量比率は80/20であった。
そして、研磨パッド前駆体G0をバフィング研削加工することにより、平坦化された研磨パッドG1が得られた。研磨パッドG1の断面を電子顕微鏡で観察したところ、極細繊維束の平均存在密度Dが約2400個/mmであり、極細繊維束の平均存在密度Dが約400個/mmであり、D/Dが約6.0であった。また、その断面において、平均断面積が約11μmの極細繊維からなる平均断面積が約325μmの極細繊維束が観察された。そして、極細繊維は極細繊維束の内部に侵入したポリウレタン弾性体により集束されていた。また、研磨パッドG1は、目付量559g/m、見掛け密度 0.53g/cm、厚さ1.05mm、D硬度 34であった。そして、得られた研磨パッドG1は、実施例1と同様に加工が施され、評価された。結果を表1に示す。
[比較例3]
実施例1と同様にして口金から吐出された海島型複合繊維のストランドを3000m/minで巻き取ることにより、フィラメントを得た。そして、得られたフィラメントをクリンプ及びカットすることにより、カット長さ30mmのステープルを得た。そして、得られたステープルを実施例1と同等の条件でニードルパンチした。このようなニードルパンチ処理により、目付600g/m、層間剥離強力7.5kg/2.5cmの短繊維絡合不織布が得られた。なお、ニードルパンチによるステープルからなるシートの面積収縮率は25%であった。絡合ウェブの代わりに、得られた短繊維絡合不織布を用い、実施例1と同様の条件で、短繊維絡合不織布を熱水処理することによりPVA樹脂を溶解除去させ、見掛け密度 0.35g/cmの不織布を得た。なお、PVA樹脂を溶解除去する際に、短繊維絡合不織布が大きく伸びることにより、極細繊維の素抜けが頻繁に起こった。そして、得られた不織布に、ポリウレタン弾性体Aを含浸付与し、さらに、150℃で熱プレスすることにより、研磨パッド前駆体H0が得られた。研磨パッド前駆体H0は、目付量 480g/m、見掛け密度 0.43g/cm、厚さ 1.15mmであった。また、不織布とポリウレタン弾性体Aとの質量比率は87/13であった。
そして、研磨パッド前駆体H0をバフィング研削加工することにより、平坦化された研磨パッドH1が得られた。研磨パッドH1の断面を電子顕微鏡で観察したところ、極細繊維束の平均存在密度Dが約350個/mmであり、極細繊維束の平均存在密度Dが約350個/mmであり、D/Dが約1.0であった。また、その断面において、平均断面積が約16μmの極細繊維からなる平均断面積が約350μmの極細繊維束が観察された。そして、極細繊維は極細繊維束の内部に侵入したポリウレタン弾性体により集束されていた。また、研磨パッドH1は、目付量 397g/m、見掛け密度 0.42g/cm、厚さ 0.95mm、D硬度 27であった。そして、得られた研磨パッドH1は、実施例1と同様に加工された。なお、短繊維絡合不織布が大きく伸びることにより、極細繊維の素抜けが頻繁に起こった状態のため、研磨評価は省略した。
[比較例4]
実施例1と同様にして口金から吐出された海島型複合繊維のストランドを3000m/minで巻き取ることにより、フィラメントを得た。そして、得られたフィラメントをクリンプ及びカットすることにより、カット長さ30mmのステープルを得た。そして、得られたステープルを実施例1と同等の条件でニードルパンチした。このようなニードルパンチ処理により、目付600g/m、層間剥離強力7kg/2.5cmの短繊維絡合不織布が得られた。なお、ニードルパンチによるステープルからなる層の面積収縮率は25%であった。
得られた短繊維絡合不織布を、実施例2と同様の条件で、スチーム加熱処理及びプレス処理を行った。そして、実施例2と同様の条件で、上記処理後の短繊維絡合不織布にポリウレタン弾性体Aを含浸付与し、PVA樹脂を溶解除去させ、さらに、ポリウレタン弾性体Aを含浸付与し、乾燥及び150℃で熱プレスすることにより、研磨パッド前駆体I0が得られた。研磨パッド前駆体I0は、目付量 730g/m、見掛け密度 0.58g/cm、厚さ 1.25mmであった。また、不織布とポリウレタン弾性体Aとの質量比率は80/20であった。
そして、研磨パッド前駆体I0をバフィング研削加工することにより、平坦化された研磨パッドI1が得られた。研磨パッドI1の断面を電子顕微鏡で観察したところ、極細繊維束の平均存在密度Dが約1010個/mmであり、極細繊維束の平均存在密度Dが約930個/mmであり、D/Dが約1.1であった。また、その断面において、平均断面積が約16μmの極細繊維からなる平均断面積が約350μmの極細繊維束が観察された。そして、極細繊維は極細繊維束の内部に侵入したポリウレタン弾性体により集束されていた。また、研磨パッドI1は、目付量 613g/m、見掛け密度 0.58g/cm、厚さ 1.06mm、D硬度 35であった。そして、得られた研磨パッドI1は、実施例1と同様に加工が施され、評価された。結果を表1に示す。
[比較例5]
溶融複合紡糸用口金(口金温度 260℃)からイソフタル酸変性PETを吐出させることにより、イソフタル酸変性PETのストランドを形成した。そして、口金から吐出されたストランドを、口金直下に設置したエアジェット吸引装置により延伸して細化しながら冷却することにより平均繊度0.2dtexのイソフタル酸変性PETフィラメントを紡糸した。そして、PETフィラメントをエアジェット吸引装置の直下に設置した移動式ネット上に連続的に捕集することにより、目付30g/mのPETのスパンボンドシート(長繊維ウェブ)を得た。
次に、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枚重ねることにより、総目付が 360g/mのウェブ積層体を作製した。そして、実施例1と同様にして、得られたウェブ積層体をニードルパンチ処理することにより、不織布を得た。そして、得られた不織布を70℃の熱水中に90秒間浸漬して応力緩和させることにより面積を7%収縮させた。このような熱水処理された不織布の見掛け密度は0.25g/cmであった。
そして、熱水処理された不織布に、実施例1と同様の条件で、ポリウレタン弾性体Aを含浸付与し、さらに、150℃で熱プレスすることにより、研磨パッド前駆体J0が得られた。研磨パッド前駆体J0は、目付量 390g/m、見掛け密度 0.25g/cm、厚さ1.55mmであった。また、不織布とポリウレタン弾性体Aとの質量比率は88/12であった。
そして、研磨パッド前駆体J0をバフィング研削加工することにより、平坦化された研磨パッドJ1が得られた。研磨パッドJ1の断面を電子顕微鏡で観察したところ、繊維束を形成していない平均断面積が約20μmの極細繊維が観察された。また、極細繊維の横断面の平均存在密度Dが約300個/mmであり、極細繊維の横断面の平均存在密度Dが約300個/mmであり、D/Dが約1.0であった。また、研磨パッドJ1は、目付量 315g/m、見掛け密度 0.25g/cm、厚さ 1.25mm、D硬度 28であった。そして、得られた研磨パッドJ1は、実施例1と同様に加工された。なお、磨耗減量測定の結果、減量が大きいことから研磨評価は省略した。
表1の結果から、本発明に係る実施例1〜4の研磨パッドは、いずれも、研磨レート、研磨均一性、耐摩耗性、平坦化性能、耐スクラッチ性に優れていた。一方、D/Dが1.1である比較例1の研磨パッドの場合、剛性が高いために研磨レートは優れているが、追従性が低いために研磨均一性が劣り、また、耐摩耗性も低かった。一方、D/Dが6である比較例2の研磨パッドの場合、剛性が低いために研磨レートが低く、また、追従性が高すぎて平坦化性能に劣っていた。また、海島型複合繊維のステープルを用いて得られた比較例3及び比較例4の研磨パッドの場合、繊維の高密度化ができなかった。そのため剛性の低い研磨パッドしか得られず、耐摩耗性が低かった。また、スパンボンド法により直接形成された極細繊維の不織布を用いて得られた比較例5の研磨パッドの場合も、繊維の高密度化ができなかった。そのため剛性の低い研磨パッドしか得られず、耐摩耗性が低かった。
本発明に係る研磨パッドは、平坦化や鏡面化が行われる各種デバイス、各種基板等の各種製品、例えば、半導体基板、半導体デバイス、化合物半導体デバイス、化合物半導体基板、化合物半導体製品、LED基板、LED製品、シリコンウエハ、ハードディスク基板、ガラス基板、ガラス製品、金属基板、金属製品、プラスチック基板、プラスチック製品、セラミック基板、セラミック製品等を研磨するための研磨パッドとして用いることができる。
1 不織布
1a 極細繊維
1b 極細繊維の繊維束
2 高分子弾性体
3 研磨面(第一の表面)
4 固定面(第二の表面)
10 研磨パッド
研磨面3の表面から厚さ方向に20%以内の厚み領域
固定面4の表面から厚さ方向に20%以内の厚み領域
研磨面3の表面から厚さ方向に40〜60%の厚み領域
11 回転定盤
12 スラリー供給ノズル
13 キャリア
14 パッドコンディショナー
15 被研磨基材
16 研磨スラリー
20 CMP装置

Claims (12)

  1. 平均横断面積0.1〜30μm2である極細繊維の繊維束から形成された不織布と、前記不織布の内部に付与された高分子弾性体とを含み、
    研磨面を第一の表面、固定面を第二の表面とした場合、
    厚さ方向の縦断面において、前記第一の表面から厚さ方向に20%以内の厚み領域における、前記繊維束の横断面の平均数密度D1が1000〜5000個/mm2であり、
    1と前記第一の表面に対向する前記第二の表面から厚さ方向に20%以内の厚み領域における、前記繊維束の横断面の平均数密度D2との比(D1/D2)が1.3〜5である、研磨パッド。
  2. 前記D1と、前記D2と、前記第一の表面から厚さ方向に40〜60%の厚み領域における前記繊維束の横断面の平均数密度D3とが、D1>D3>D2の関係である請求項1に記載の研磨パッド。
  3. 前記D1と前記D3との比(D1/D3)が1〜1.4である請求項2に記載の研磨パッド。
  4. 前記D2と前記D3との比(D3/D2)が1.4〜3である請求項2または3に記載の研磨パッド。
  5. 前記D2が200〜3500個/mm2である請求項1〜4のいずれか1項に記載の研磨パッド。
  6. 前記繊維束の平均横断面積が40〜400μm2である請求項1〜5のいずれか1項に記載の研磨パッド。
  7. 前記極細繊維がフィラメントである請求項1〜6のいずれか1項に記載の研磨パッド。
  8. 前記高分子弾性体が、−10℃以下のガラス転移温度を有し、23℃および50℃における貯蔵弾性率が90〜900MPaであり、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1〜7のいずれか1項に記載の研磨パッド。
  9. 前記不織布と前記高分子弾性体との質量比率(不織布/高分子弾性体)が、95/5〜55/45である請求項1〜8のいずれか1項に記載の研磨パッド。
  10. 前記第一の表面のD硬度が25〜50である請求項1〜9のいずれか1項に記載の研磨パッド。
  11. 前記第二の表面に研磨定盤に貼り合わせるための粘着テープが被着されている請求項1〜10のいずれか1項に記載の研磨パッド。
  12. 基材のケミカルメカニカル研磨方法であって、
    基材の表面に研磨スラリーを滴下しながら、請求項1〜11のいずれか1項に記載の研磨パッドの前記第一の表面を前記基材の表面に接触させて研磨する、ケミカルメカニカル研磨方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101848165B1 (ko) * 2016-10-28 2018-04-11 현대제철 주식회사 탄소 섬유 강화 플라스틱에 함유된 탄소 섬유 토우의 분석 방법

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040260034A1 (en) 2003-06-19 2004-12-23 Haile William Alston Water-dispersible fibers and fibrous articles
US7892993B2 (en) 2003-06-19 2011-02-22 Eastman Chemical Company Water-dispersible and multicomponent fibers from sulfopolyesters
US8513147B2 (en) 2003-06-19 2013-08-20 Eastman Chemical Company Nonwovens produced from multicomponent fibers
US8512519B2 (en) 2009-04-24 2013-08-20 Eastman Chemical Company Sulfopolyesters for paper strength and process
US20120183861A1 (en) 2010-10-21 2012-07-19 Eastman Chemical Company Sulfopolyester binders
US8882963B2 (en) 2012-01-31 2014-11-11 Eastman Chemical Company Processes to produce short cut microfibers
US9617685B2 (en) 2013-04-19 2017-04-11 Eastman Chemical Company Process for making paper and nonwoven articles comprising synthetic microfiber binders
JP6180873B2 (ja) * 2013-08-30 2017-08-16 株式会社クラレ 繊維複合シート、研磨パッド及びその製造方法
US9605126B2 (en) 2013-12-17 2017-03-28 Eastman Chemical Company Ultrafiltration process for the recovery of concentrated sulfopolyester dispersion
US9598802B2 (en) 2013-12-17 2017-03-21 Eastman Chemical Company Ultrafiltration process for producing a sulfopolyester concentrate
JP6355429B2 (ja) * 2014-05-22 2018-07-11 株式会社ディスコ 研磨パッドの製造方法
TWI610389B (zh) * 2016-09-05 2018-01-01 詠巨科技有限公司 研磨墊修整方法、研磨墊修整裝置及化學機械研磨設備
JP7224128B2 (ja) * 2018-08-09 2023-02-17 株式会社荏原製作所 基板用洗浄具、基板洗浄装置、基板処理装置、基板処理方法および基板用洗浄具の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002224945A (ja) * 2001-01-31 2002-08-13 Toray Ind Inc 研磨布
JP2008207325A (ja) * 2007-02-01 2008-09-11 Kuraray Co Ltd 研磨パッド及び研磨パッドの製造方法
JP2009083093A (ja) * 2007-09-13 2009-04-23 Toray Ind Inc 研磨布
JP2009214275A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 研磨パッド

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3901939B2 (ja) * 2000-12-05 2007-04-04 帝人コードレ株式会社 研磨用基布および研磨方法
EP2123400B1 (en) * 2007-02-01 2012-10-10 Kuraray Co., Ltd. Polishing pad and process for production of polishing pad
US20100075143A1 (en) * 2007-03-07 2010-03-25 Toray Industries, Inc. Fiber structure and method for production thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002224945A (ja) * 2001-01-31 2002-08-13 Toray Ind Inc 研磨布
JP2008207325A (ja) * 2007-02-01 2008-09-11 Kuraray Co Ltd 研磨パッド及び研磨パッドの製造方法
JP2009083093A (ja) * 2007-09-13 2009-04-23 Toray Ind Inc 研磨布
JP2009214275A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 研磨パッド

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101848165B1 (ko) * 2016-10-28 2018-04-11 현대제철 주식회사 탄소 섬유 강화 플라스틱에 함유된 탄소 섬유 토우의 분석 방법

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