JP6856340B2 - 研磨パッドの製造方法及び研磨パッドの製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、基板、デバイス等の研磨に利用される研磨パッドの製造方法及び研磨パッドの製造装置に関する。
光学材料、半導体デバイス、又は、ハードディスク用ガラス基板等の研磨には研磨パッドが用いられる。例えば、研磨パッドは、半導体ウエハ上に酸化物層や金属層が形成されたデバイスの研磨に用いられる。研磨パッドは、ポリウレタン等の合成樹脂からなり、合成樹脂中には空隙が形成されている。研磨の際に、空隙は研磨パッドの表面で開口しており、この開口に研磨スラリーが保持されることにより、被研磨物の研磨が進行する。従って、研磨パッドの研磨特性は、合成樹脂の物性又は／及び合成樹脂中に形成された空隙の分布等によって決定される。
上記空隙の形成方法としては、ポリウレタンの原料であるイソシアネート化合物と水との反応により生じる炭酸ガスで発泡させる方法、合成樹脂中に微細な空気を混入する方法、合成樹脂中に微小中空球体を混合する方法などがある。そのなかでも微小中空球体は研磨パッドに含有させることにより、空隙の大きさを均一にすることができると共に、微小中空球体の投入量によって研磨パッドの研磨特性を調整することが可能である。例えば、特許文献１には、研磨パッドの原料であるイソシアネート末端プレポリマーに微小中空球体を予め混合させて、この液体を硬化させて研磨パッドを製造する方法が開示されている。
しかしながら、上記のように、プレポリマーに微小中空球体を予め混合して研磨パッドを形成する方法では、予め微小中空球体をプレポリマーに混合させない方法に比べて、研磨パッド内に異物が混入する可能性が高くなる。異物としては、微小中空球体に付着した微量の水分とプレポリマーとの反応生成物、微小中空球体が複数凝集した凝集物及び中空微粒子の製造工程に使用された触媒や製造装置の容器や配管等から混入した金属成分などがある。これらの異物により、研磨パッドが所望の特性を示さなくなる可能性がある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、所望の特性を有する研磨パッドを製造することが可能な研磨パッドの製造方法及び研磨パッド製造装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る研磨パッドの製造方法は、微小中空球体とプレポリマーとを含む液体がストレイナに通過されることを含む。上記ストレイナは、上記液体に含まれ上記微小中空球体の径よりも大きい異物を除去する。上記液体に硬化剤を混合して研磨材料が形成される。上記研磨材料を硬化させて研磨層が形成される。
このような研磨パッドの製造方法によって、上記微小中空球体の径よりも大きい上記異物が上記ストレイナによって除去され、上記研磨パッド中に上記異物が混入されることが抑制される。これにより、所望の特性を有する研磨パッドが形成される。
このような研磨パッドの製造方法によって、上記微小中空球体の径よりも大きい上記異物が上記ストレイナによって除去され、上記研磨パッド中に上記異物が混入されることが抑制される。これにより、所望の特性を有する研磨パッドが形成される。
上記の研磨パッドの製造方法においては、上記異物は、上記プレポリマーが硬化した粒子又は上記微小中空球体が複数凝集した粒子であってもよい。
このような粒子が上記ストレイナによって除去されることにより、研磨パッド中に異物が混入されることが抑制される。
このような粒子が上記ストレイナによって除去されることにより、研磨パッド中に異物が混入されることが抑制される。
上記の研磨パッドの製造方法においては、上記ストレイナによって、上記液体に含まれる金属成分が除去されてもよい。
このような金属成分が上記ストレイナによって除去されることにより、研磨パッド中に金属成分が混入されることが抑制される。
このような金属成分が上記ストレイナによって除去されることにより、研磨パッド中に金属成分が混入されることが抑制される。
上記の研磨パッドの製造方法においては、上記微小中空球体は、熱可塑性樹脂からなる外殻を有してもよい。
このような熱可塑性樹脂に付着した水とプレポリマーとが反応して生成した異物が上記ストレイナによって除去されることにより、研磨パッド中に異物が混入されることが抑制される。
このような熱可塑性樹脂に付着した水とプレポリマーとが反応して生成した異物が上記ストレイナによって除去されることにより、研磨パッド中に異物が混入されることが抑制される。
上記の研磨パッドの製造方法においては、上記プレポリマーはイソシアネート化合物であってもよい。
このようなイソシアネート化合物と水とが反応して生成した異物が上記ストレイナによって除去されることにより、研磨パッド中に異物が混入されることが抑制される。
このようなイソシアネート化合物と水とが反応して生成した異物が上記ストレイナによって除去されることにより、研磨パッド中に異物が混入されることが抑制される。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る研磨パッド製造装置は、第１の槽と、第２の槽と、混合容器と、第１のポンプと、第２のポンプと、ストレイナと、型とを具備する。上記第１の槽は、微小中空球体とプレポリマーとを含む液体を収容する。上記第２の槽は、上記プレポリマーを硬化させる硬化剤を収容する。上記混合容器は、上記液体と上記硬化剤とを混合して研磨材料を形成する。上記第１のポンプは、上記第１の槽から上記混合容器に上記液体を供給する。上記第２のポンプは、上記第２の槽から上記混合容器に上記硬化剤を供給する。上記ストレイナは、前記液体が前記混合容器に供給される前に、上記液体に含まれ上記微小中空球体の径よりも大きい異物を除去する。上記型は、上記混合容器から上記研磨材料を受容し上記研磨材料から研磨層を形成する。
このような製造装置によって、上記微小中空球体の径よりも大きい上記異物が上記ストレイナによって除去され、上記研磨パッド中に上記異物が混入されることが抑制される。これにより、所望の特性を有する研磨パッドが形成される。
このような製造装置によって、上記微小中空球体の径よりも大きい上記異物が上記ストレイナによって除去され、上記研磨パッド中に上記異物が混入されることが抑制される。これにより、所望の特性を有する研磨パッドが形成される。
以上述べたように、本発明によれば、所望の特性を有する研磨パッドを製造することが可能な研磨パッドの製造方法及び研磨パッド製造装置が提供される。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。
図１（ａ）は、本実施形態に係る研磨パッド１００を示す模式的斜視図である。
研磨パッド１００は、研磨層１０１、接着層１０２及びクッション層１０３を具備する。
研磨パッド１００は、研磨層１０１、接着層１０２及びクッション層１０３を具備する。
研磨層１０１は、被研磨物に当接し、研磨を行う層である。以下、研磨層１０１の表面を研磨面１０１ａとする。研磨面１０１ａには、スラリー液の流れをよくするための溝及び孔（不図示）が形成されてもよい。
接着層１０２は、研磨層１０１とクッション層１０３を接着する層であり、例えば粘着テープである。
クッション層１０３は、研磨層１０１の被研磨物への当接をより均一にする層である。クッション層１０３は、不織布や合成樹脂等の可撓性を有する材料からなるものとすることができる。
研磨パッド１００は、クッション層１０３に配設された粘着テープ等によって研磨装置に貼付される。研磨パッド１００の大きさ（径）は研磨装置のサイズ等に応じて決定することができ、例えば、直径１０ｃｍ〜１ｍ程度とすることができる。なお、研磨パッド１００の形状は円板状に限られず、帯状等であってもよい。
研磨パッド１００は、研磨装置によって被研磨物に押圧された状態で回転駆動され、被研磨物を研磨する。その際、研磨パッド１００と被研磨物の間には、スラリー液が供給される。スラリー液は溝又は孔を介して研磨面１０１ａに供給され、排出される。
［研磨層の構成］
図１（ｂ）は、本実施形態に係る研磨パッド１００の模式的断面図である。
研磨パッド１００において、研磨層１０１は、ポリマー１１０及び中空微粒子（微小中空球体）１１１を含む。
図１（ｂ）は、本実施形態に係る研磨パッド１００の模式的断面図である。
研磨パッド１００において、研磨層１０１は、ポリマー１１０及び中空微粒子（微小中空球体）１１１を含む。
ポリマー１１０は、研磨材料の主な構成材料である。ポリマー１１０は、プレポリマーと硬化剤の重合反応によって生成するポリマーであるものとすることができる。このようなポリマーとしては、ポリウレタンが挙げられる。ポリウレタンは、入手性及び加工性がよく、好適な研磨特性を有するため、ポリマー１１０として好適である。
プレポリマーは、イソシアネート基末端を有する化合物（以下、イソシアネート化合物）とすることができ、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを、通常用いられる条件で反応させることにより得られる化合物であり、ポリウレタン結合とイソシアネート基を分子内に含むものである。また、本発明の効果を損なわない範囲内で、他の成分がポリウレタン結合含有イソシアネート化合物に含まれてもよい。
ポリイソシアネート化合物は、分子内に２つ以上のイソシアネート基を有する化合物を意味し、例えばジフェニルメタンジイソシアートを用いることができる。
この他にもポリイソシアネート化合物としては、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、ナフタレン−１，４−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアネート、３，３'−ジメトキシ−４，４'−ビフェニルジイソシアネート、３，３'−ジメチルジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアネート、キシリレン−１，４−ジイソシアネート、４，４'−ジフェニルプロパンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソフォロンジイソシアネート、プロピレン−１，２−ジイソシアネート、ブチレン−１，２−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，２−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，４−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４'−ジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソチオシアネート、キシリレン−１，４−ジイソチオシアネート及びエチリジンジイソチオシアネートが挙げられる。これらの１種又は２種以上を用いることができる。
また、ポリオール化合物とは、分子内に２つ以上のアルコール性水酸基（ＯＨ）を有する化合物を意味し、例えば、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール（又はポリテトラメチレンエーテルグリコール）（ＰＴＭＧ）やジエチレングリコール（ＤＥＧ）を用いることができる。
この他にもポリオール化合物としては、エチレングリコール、ブチレングリコール等のジオール化合物、トリオール化合物等；ＰＴＭＧなどのポリエーテルポリオール化合物；エチレングリコールとアジピン酸との反応物やブチレングリコールとアジピン酸との反応物等のポリエステルポリオール化合物；ポリカーボネートポリオール化合物、ポリカプロラクトンポリオール化合物等を挙げられる。これらの１種又は２種以上を用いることができる。
硬化剤は、ポリアミン系硬化剤を利用することができる。ポリアミン系硬化剤は、２つ以上のアミノ基を有する物質であり、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などのアルキレンジアミン；イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−４，４'−ジアミンなどの脂肪族環を有するジアミン；ＭＯＣＡ（３，３−ジクロロ−４，４−ジアミノジフェニルメタン）などの芳香族環を有するジアミン；２−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、２−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−２−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−２−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、２−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ−２−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等の水酸基を有するジアミン、特にヒドロキシアルキルアルキレンジアミン；などを用いることができる。また、３官能のトリアミン化合物、４官能以上のポリアミン化合物も使用可能である。
また、硬化剤は、ポリオール系硬化剤を利用することもできる。ポリオール系硬化剤は２つ以上のヒドロキシル基を有する物質であり、例えば、エチレングリコール又はポリエーテルポリオールとすることができる。
この他にも、ポリオール系硬化剤として、ブチレングリコール及びヘキサンジオール等の低分子量のポリオール化合物、並びに、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エーテルグリコール（ＰＴＭＧ）、ビスフェノールＡとプロピレンオキサイドとの反応物等のポリエーテルポリオール化合物、エチレングリコールとアジピン酸との反応物、ブチレングリコールとアジピン酸との反応物等のポリエステルポリオール化合物、ポリカーボネートポリオール化合物及びポリカプロラクトンポリオール化合物等の高分子量のポリオール化合物が挙げられる。
硬化剤は、ポリアミン系硬化剤とポリオール系硬化剤のうちの１種又は複数種を利用することが可能である。
ここで、プレポリマーの末端に存在するイソシアネート基に対する、硬化剤に存在するアミノ基又はヒドロキシル基活性水素基の当量比であるＲ値が、０．７０〜１．２０となるよう、各成分を混合する。Ｒ値は、０．７０〜１．２０が好ましく、０．８０〜１．００がより好ましく、さらに好ましくは０．８５〜０．９５である。Ｒ値を１以下とすることで、過剰となったイソシアネート基が後述する架橋反応に用いられる。
中空微粒子１１１は、ポリマー１１０に分散されている。中空微粒子１１１は、中空の球体状の物体である。研磨面１０１ａにおいて露出している半球状の中空微粒子１１１は、研磨層１０１を形成した後に、切断加工によって表出したものである。
図１（ｃ）は、本実施形態に係る中空微粒子１１１の模式的断面図である。
中空微粒子１１１は、熱可塑性樹脂からなる球殻状の外殻１１１ａと、外殻１１１ａに囲まれた内部空間１１１ｂを有する。中空微粒子１１１は、液状の低沸点炭化水素を熱可塑性樹脂の殻で包み、加熱することによって形成されたものとすることができる。中空微粒子１１１としては、既に加熱され膨張されている既膨張タイプのものが用いられてもよく、上記ポリウレタンの生成反応に伴う生成熱により膨張される未膨張タイプのものが用いられてもよい。
中空微粒子１１１は、熱可塑性樹脂からなる球殻状の外殻１１１ａと、外殻１１１ａに囲まれた内部空間１１１ｂを有する。中空微粒子１１１は、液状の低沸点炭化水素を熱可塑性樹脂の殻で包み、加熱することによって形成されたものとすることができる。中空微粒子１１１としては、既に加熱され膨張されている既膨張タイプのものが用いられてもよく、上記ポリウレタンの生成反応に伴う生成熱により膨張される未膨張タイプのものが用いられてもよい。
加熱によって熱可塑性樹脂が軟化すると共に低沸点炭化水素が気体に変化し、気体の圧力によって熱可塑性樹脂が膨張することにより中空微粒子１１１が形成される。低沸点炭化水素は例えばイソブタンやペンタン等が用いられ、熱可塑性樹脂は例えば塩化ビニリデンやアクリロニトリルが用いられる。
中空微粒子１１１は、市販品を利用することも可能である。例えばマツモトマイクロスフェアーシリーズ（松本油脂製薬株式会社製）やエクスパンセルシリーズ（ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ社製）を中空微粒子１１１として利用することができる。
中空微粒子１１１の大きさは特に限定されないが、直径２０μｍ〜２００μｍ程度とすることができ、また径の異なる中空微粒子を２種類以上用いることもできる。研磨材料における中空微粒子１１１の含有割合は、研磨材料に対して、１０〜６０体積％が好適であり、１５〜４５体積％であるとより好適である。中空微粒子１１１は、研磨層１０１が研磨によって磨耗すると研磨面１０１ａに露出し、研磨面１０１ａの研磨特性に影響する。
［研磨パッドの製造装置］
研磨パッド１００の製造方法を説明する前に、研磨パッド１００の製造する製造装置について説明する。
研磨パッド１００の製造方法を説明する前に、研磨パッド１００の製造する製造装置について説明する。
図２は、本実施形態に係る研磨パッド１００の製造に用いられる製造装置２００の模式図である。
製造装置２００は、第１貯槽２０１（第１の槽）、第２貯槽２０２（第２の槽）、撹拌槽２０３（混合容器）、型２０４、容器２１２、ストレイナ４００、ポンプ４０１（第１のポンプ）、ポンプ４０２（第２のポンプ）、切替弁４１０、切替弁４２０、流路５０１ａ、流路５０１ｂ、流路５０１ｃ、流路５０２ａ、流路５０２ｂ、流路５０２ｃ及び流路５０３を具備する。
製造装置２００は、第１貯槽２０１（第１の槽）、第２貯槽２０２（第２の槽）、撹拌槽２０３（混合容器）、型２０４、容器２１２、ストレイナ４００、ポンプ４０１（第１のポンプ）、ポンプ４０２（第２のポンプ）、切替弁４１０、切替弁４２０、流路５０１ａ、流路５０１ｂ、流路５０１ｃ、流路５０２ａ、流路５０２ｂ、流路５０２ｃ及び流路５０３を具備する。
第１貯槽２０１は、中空微粒子１１１とプレポリマーとを含む内容物（液体）を収容することができる。中空微粒子１１１は、第１貯槽２０１の上に設けられた容器２１２に予め収容される。中空微粒子１１１は、流路５０３を介して容器２１２から第１貯槽２０１に投入される。このような流路５０３を介して中空微粒子１１１を容器２１２から第１貯槽２０１に投入することにより、中空微粒子１１１の第１貯槽２０１外への飛散が抑制される。第２貯槽２０２は、プレポリマーを硬化する硬化剤を収容することができる。撹拌槽２０３は、中空微粒子１１１とプレポリマーとを含む液体と、硬化剤とを混合して研磨材料３０１を形成する。
このような樹脂製の中空微粒子１１１を研磨層１０１に分散させることにより、研磨層１０１中の空隙の大きさを均一にすることができる。さらに、中空微粒子１１１の投入量によって研磨パッド１００の研磨特性を調整できる。
ポンプ４０１は、中空微粒子１１１とプレポリマーとを含む液体を第１貯槽２０１から撹拌槽２０３に供給することができる。ポンプ４０１は、流路５０１ａの途中に設けられている。切替弁４１０によって流路５０１ａと流路５０１ｂとが連通し、ポンプ４０１が作動すると、流路５０１ａ、５０１ｂを介して、中空微粒子１１１とプレポリマーとを含む液体が第１貯槽２０１から撹拌槽２０３に供給される。
ポンプ４０２は、硬化剤を第２貯槽２０２から撹拌槽２０３に供給することができる。ポンプ４０２は、流路５０２ａの途中に設けられている。切替弁４２０によって流路５０２ａと流路５０２ｂとが連通し、ポンプ４０２が作動すると、流路５０２ａ、５０２ｂを介して、硬化剤が第２貯槽２０２から撹拌槽２０３に供給される。
また、製造装置２００においては、切替弁４１０によって流路５０１ａと流路５０１ｃとが連通し、ポンプ４０１が作動すると、流路５０１ａ、５０１ｃを介して、中空微粒子１１１とプレポリマーとを含む液体が第１貯槽２０１とポンプ４０１との間で循環する。また、切替弁４２０によって流路５０２ａと流路５０２ｃとが連通し、ポンプ４０２が作動すると、流路５０２ａ、５０２ｃを介して、硬化剤が第２貯槽２０２とポンプ４０２との間で循環する。型２０４は、撹拌槽２０３から研磨材料３０１を受容し研磨材料３０１から研磨層１０１を形成する。
ストレイナ４００は、中空微粒子１１１とプレポリマーとを含む液体が撹拌槽２０３に供給される前に、この液体に含まれる異物を除去することができる。ストレイナ４００としては、流路に接続可能で異物を除去するフィルタを有しているものであれば特に限定されないが、例えば、Ｙ型、Ｕ型又はＷ型の形状のものが用いられ、管接続方式として、ねじ込み式、フランジ式、ソルダー式又はソケット式などのものが用いられる。ストレイナ４００が設けられる位置としては、例えば、流路５０１ａの途中で、ポンプ４０１の上流とすることができる。異物としては、中空微粒子１１１の直径よりも大きいものが考えられ、例えば２００μｍより粒子径が大きいものが挙げられる。中空微粒子１１１の径は、例えば、レーザ回折式粒度分布測定装置、電子顕微鏡像等から算出される。
ストレイナ４００内には、フィルタ４００ｆが設けられている。フィルタ４００ｆは、例えば、複数の貫通孔を有する。フィルタ４００ｆは、例えば、メッシュ部材、ポーラス状の板材等で構成される。フィルタ４００ｆは、ストレイナ４００内において複数配置されてもよい。中空微粒子１１１とプレポリマーとは、この貫通孔を通過し、中空微粒子１１１の径よりも大きい異物は、フィルタ４００ｆを通過することができない。すなわち、異物は、ストレイナ４００によって除去される。貫通孔の目開きとしては、用いる中空微粒子１１１によって、適宜選択することができ、例えば、１００μｍ〜２ｍｍ、より好ましくは１５０μｍ〜１ｍｍ、さらに好ましくは２００μｍ〜５００μｍとすることができる。貫通孔の目開きが小さすぎると中空微粒子１１１が通過できない虞があり、貫通孔の目開きが大きすぎると異物も通過可能となってしまうため、上記範囲とするのが好ましい。
本実施形態において、異物とは、例えば、イソシアネート化合物と中空微粒子１１１に付着した微量の水との反応により生じたタンク壁面や液面に形成されるゲル状の膜又は粒子状の反応生成物である。又は、異物とは、中空微粒子１１１が複数凝集した凝集物である。このような異物が研磨層１０１に混入すると研磨層１０１の研磨特性が著しく低減する。例えば、研磨層１０１内での中空微粒子１１１の分散が不均一になったり、研磨層１０１内に混入した異物が被研磨物に損傷を与えたりする。
ここで、中空微粒子１１１に付着した水については、中空微粒子１１１を第１貯槽２０１に投入する前に、充分に脱水して除去する方法もある。脱水方法としては、例えば、加熱乾燥がある。しかし、加熱乾燥を行うと、熱により中空構造の中空微粒子１１１が変形したり、又は中空微粒子１１１が破裂したりする場合がある。また、有機溶剤によって中空微粒子１１１を事前に洗浄する方法もある。但し、中空微粒子１１１は熱可塑性樹脂により構成されているため、中空微粒子１１１が有機溶剤に触れると、中空微粒子１１１が変形したり、溶解したりする。
また、中空微粒子１１１に付着した水とイソシアネート化合物との反応を避けるために、中空微粒子１１１を第２貯槽２０２に投入する方法もある。しかし、第１貯槽２０１に収容される液体の容量は、第２貯槽２０２に収容される液体の容量に比べて、数倍（例えば、３倍程度）大きい。これにより、中空微粒子１１１をより均一に研磨材料３０１に分散させるには、より容量が大きい第１貯槽２０１に中空微粒子１１１を投入することが望ましい。
従って、中空微粒子１１１が投入された第１貯槽２０１内においては、異物が発生する可能性が大きくなっている。このような異物は、硬化剤と混合される前にストレイナ４００によって取り除かれることが望ましい。
さらに、中空微粒子１１１には、中空微粒子の形成時に使用された触媒の金属成分が付着している場合もある。このような金属成分も、異物となって第１貯槽２０１内の液体に混在している場合がある。さらに、容器２１２の内壁の少なくとも一部、流路５０３の内壁の少なくとも一部又は第一貯槽２０１の内壁の少なくとも一部が金属で構成されている場合には、該内壁から金属成分が第１貯槽２０１内に混入する場合もある。
このような金属成分を除去するために、ストレイナ４００は、金属成分を除去できる金属吸着機構を有してもよい。例えば、ポーラス状又は繊維状の金属吸着体や磁力を用いて金属を吸着するもの、金属に配位結合可能な配位子により化学的に吸着するものなどが挙げられる。金属吸着機構はストレイナ４００内に設けられてもよく、フィルタ４００ｆの上流に設けられてもよく、フィルタ４００ｆの下流に設けられてもよい。
又は、金属吸着機構は、ストレイナ４００内ではなく、ストレイナ４００外の流路５０１ａ中に設けられてもよい。つまり、フィルタ４００ｆと金属吸着機構とは、流路５０１ａの途中で多段的に設けられてもよい。又は、フィルタ４００ｆ自体が金属吸着機構を有してもよい。さらに、流路５０１ａの内壁が金属吸着機構で構成されてもよい。また、ストレイナ４００は、ポンプ４０１の下流に設けられてもよいが、ストレイナ４００がポンプ４０１の上流に設けられたことにより、ポンプ４０１内への異物の流入が抑制され、ポンプ４０１にダメージが与えられにくくなる。
［研磨パッドの製造方法］
次に、研磨パッド１００の製造方法を説明する。
次に、研磨パッド１００の製造方法を説明する。
例えば、第１貯槽２０１にプレポリマーと中空微粒子１１１とが投入される。プレポリマーは、イソシアネート化合物とすることができる。第２貯槽２０２には、硬化剤が投入される。硬化剤は、ポリオール系硬化剤及びポリアミン系硬化剤の両方又は一方である。各原料の流動性を安定させるために、第１貯槽２０１及び第２貯槽２０２は所定温度に加熱される。
次に、第１貯槽２０１から第１貯槽２０１内の内容物（以下、第１溶液）がストレイナ４００を通過して撹拌槽２０３に送出される。これにより、第１溶液が撹拌槽２０３に送出される前に、第１溶液から異物が除去される。ストレイナ４００を通過する際に、第１溶液にかかる圧力は中空微粒子１１１が変形しない程度の圧力とするのが好ましく、具体的には５ＭＰａ以下とするのが好ましい。また、ストレイナ４００を通過する前後での圧力損失が大きすぎる場合には、ストレイナ４００内のフィルタ４００ｆの貫通孔の目開きを超えて異物が通過してしまう可能性があるため、１ＭＰａ以下とするのが好ましい。なお、ストレイナ通過後の圧力が０．５ＭＰａ以上、好ましくは０．７ＭＰａ以上あると、型２０４に第１溶液を供給する注型の送液ムラが抑制されて安定した注型が可能となるため、送液圧と目開き、圧力損失が上述の範囲内になるよう、適宜調整される。第２貯槽２０２からは、第２貯槽２０２の内容物（以下、第２溶液）が撹拌槽２０３に送出される。これにより、撹拌槽２０３において第１溶液及び第２溶液が混合した流体状の研磨材料３０１が形成される。
次に、研磨材料３０１が型２０４に流し込まれ、注型が行われる。研磨材料３０１においては、プレポリマーと硬化剤が重合反応する。この際、型２０４は加熱されてもよい。重合反応の進行と共に混合物は硬化し、ポリマーからなるブロック状物が形成される。
得られたブロック状物を加熱し、ポリマーの架橋反応を進行させる。さらに、ブロック状物をスライスすることにより、研磨層１０１が得られる。研磨層１０１に接着層１０２及びクッション層１０３を積層して所望の形状に裁断し、研磨パッド１００が形成される。必要に応じて研磨層１０１には溝等が形成されてもよい。
このように、本実施形態によれば、上述した異物がストレイナ４００によって除去され、研磨パッド１００の研磨層１０１中に異物が混入されることが抑制される。これにより、所望の特性を有する研磨パッドが形成される。
なお、中空微粒子１１１は、細かな微粒子であり、中空微粒子１１１を第１貯槽２０１の上方から第１貯槽２０１に投入すると、第１貯槽２０１内で舞い上がり、第１貯槽２０１の内壁に中空微粒子１１１に付着する可能性がある。この結果、中空微粒子１１１が効率よくプレポリマー中に分散されない可能性がある。従って、中空微粒子１１１は、第１貯槽２０１の下側から流路を介して投入されてもよい。これにより、中空微粒子１１１は、第１貯槽２０１に投入直後から第１貯槽２０１の底に溜ったプレポリマーに直接的に混入される。
また、上記説明においては、中空微粒子１１１は、第１貯槽２０１に投入されるとしたが、中空微粒子１１１は、第２貯槽２０２に投入されてもよい。この場合も第１貯槽２０１に投入する方法と同様に、第２貯槽２０２の下側から流路を利用して中空微粒子１１１を第２貯槽２０２に投入することができる。
さらに、上記説明においては中空微粒子１１１をプレポリマー１１２に投入する方法について説明したが、中空微粒子以外にも、比重が小さく飛散する可能性がある微粒子、例えば酸化セリウム等の砥粒やフィラー等を上記方法によって投入することも可能である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。
１００…研磨パッド
１０１ａ…研磨面
１０１…研磨層
１０２…接着層
１０３…クッション層
１１０…ポリマー
１１１…中空微粒子
１１１ａ…外殻
１１１ｂ…内部空間
１１２…プレポリマー
２００…製造装置
２０１…第１貯槽
２０２…第２貯槽
２０３…撹拌槽
２０４…型
２０５…吸引管
２０５ａ、２０５ｂ…開口
２０６…バルブ
２０７…投入口
２０８…蓋
２０９…撹拌翼
２１０…真空ポンプ
２１１…配管
２１２…容器
３０１…研磨材料
４００…ストレイナ
４００ｆ…フィルタ
４０１、４０２…ポンプ
４１０、４２０…切替弁
５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０３…流路
１０１ａ…研磨面
１０１…研磨層
１０２…接着層
１０３…クッション層
１１０…ポリマー
１１１…中空微粒子
１１１ａ…外殻
１１１ｂ…内部空間
１１２…プレポリマー
２００…製造装置
２０１…第１貯槽
２０２…第２貯槽
２０３…撹拌槽
２０４…型
２０５…吸引管
２０５ａ、２０５ｂ…開口
２０６…バルブ
２０７…投入口
２０８…蓋
２０９…撹拌翼
２１０…真空ポンプ
２１１…配管
２１２…容器
３０１…研磨材料
４００…ストレイナ
４００ｆ…フィルタ
４０１、４０２…ポンプ
４１０、４２０…切替弁
５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０３…流路
Claims (4)
- 微小中空球体とイソシアネート化合物を含むプレポリマーとを含む液体を、前記液体に含まれ、前記イソシアネート化合物と前記微小中空球体に付着した水との反応により生じた反応生成物であって前記微小中空球体の径よりも大きい異物を除去するストレイナに通過させる工程と、
前記液体を前記ストレイナに通過させた後に前記液体に硬化剤を混合して研磨材料を形成する工程と、
前記研磨材料を硬化させて研磨層を形成する工程と
を含み、
前記液体は、ポンプにより送液され、前記ストレイナは前記ポンプよりも上流に設けられている
研磨パッドの製造方法。 - 請求項１に記載された研磨パッドの製造方法であって、
前記ストレイナによって、前記液体に含まれる金属成分が除去される
研磨パッドの製造方法。 - 請求項１または２に記載の研磨パッドの製造方法であって、
前記微小中空球体は、熱可塑性樹脂からなる外殻を有する
研磨パッドの製造方法。 - 微小中空球体とイソシアネート化合物を含むプレポリマーとを含む液体を収容する第１の槽と、
前記プレポリマーを硬化させる硬化剤を収容する第２の槽と、
前記液体と前記硬化剤とを混合して研磨材料を形成する混合容器と、
前記第１の槽から前記混合容器に前記液体を供給する第１のポンプと、
前記第２の槽から前記混合容器に前記硬化剤を供給する第２のポンプと、
前記液体が前記混合容器に供給される前に、前記液体に含まれ、前記イソシアネート化合物と前記微小中空球体に付着した水との反応により生じた反応生成物であって前記微小中空球体の径よりも大きい異物を除去し、前記第１のポンプよりも上流側に設けられたストレイナと、
前記混合容器から前記研磨材料を受容し前記研磨材料から研磨層を形成する型と
を具備する研磨パッド製造装置。
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