JP7269062B2 - Holding pad and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は保持パッド及びその製造方法に関する。特には、湿式成膜法により形成される涙型気泡を内部に有し且つ被研磨物を保持するための保持面を有するポリウレタンシートを含む保持パッド及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a holding pad and method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a holding pad including a polyurethane sheet having therein tear-shaped bubbles formed by a wet film-forming method and having a holding surface for holding an object to be polished, and a method for producing the same.
従来半導体ウェハ、ガラス基板、磁気ディスク等の材料（被研磨物）では、高精度な平坦性が要求されるため、研磨パッドを用いた研磨加工が行われている。通常、これらの被研磨物の研磨加工には、被研磨物の両面を同時に研磨加工する両面研磨機や被研磨物を片面研磨加工する片面研磨機が使用されている。
片面研磨機を使用した研磨加工では、保持定盤および研磨パッド間の平行度のバラツキや研磨加工中に発生する偏荷重を吸収し、被研磨物を保持定盤に略平坦に保持する目的で、保持定盤に保持パッドが装着されている。例えば、保持パッドとして、湿式成膜法で形成されたポリウレタン樹脂製の発泡シートが使用されている。湿式成膜法では、ポリウレタン樹脂を水混和性の有機溶媒に溶解させた樹脂溶液をシート状の成膜基材に塗布後、水系凝固液中に浸漬することで樹脂がシート状に凝固再生される。得られた発泡シートでは、被研磨物と接触する面（保持面）側にスキン層を有し、スキン層より内側に厚さ方向に縦長で、スキン層の反対の面側で拡径された複数の気泡（涙型気泡）と、当該涙型気泡の大きさより小さい多数の微細孔で連続状に形成された構造を有している。このような構造を有することで、研磨加工中にクッション性が発揮され、被研磨物を略平坦に保持することができる。スキン層は、表面が平坦で被研磨物との接触性に優れ、水張り吸着により固定することで被研磨物を確実に保持できる。つまり、スキン層の表面が被研磨物を保持するための保持面となる。
Conventionally, materials (objects to be polished) such as semiconductor wafers, glass substrates, and magnetic disks are required to have highly precise flatness, and therefore are polished using a polishing pad. Generally, for polishing these objects to be polished, a double-side polishing machine for polishing both surfaces of the object to be polished at the same time and a single-side polishing machine for polishing one side of the object to be polished are used.
In the polishing process using a single-side polisher, it absorbs the unevenness in the parallelism between the holding surface plate and the polishing pad and the uneven load that occurs during polishing, and holds the object to be polished almost flat on the holding surface plate. , a holding pad is attached to the holding surface plate. For example, a polyurethane resin foam sheet formed by a wet film forming method is used as the holding pad. In the wet film-forming method, a resin solution in which a polyurethane resin is dissolved in a water-miscible organic solvent is applied to a sheet-like film-forming base material, and then immersed in a water-based coagulating liquid to solidify and regenerate the resin into a sheet-like form. be. The resulting foamed sheet has a skin layer on the surface (holding surface) that comes into contact with the object to be polished, is elongated in the thickness direction inside the skin layer, and is expanded in diameter on the side opposite to the skin layer. It has a structure in which a plurality of bubbles (teardrop-shaped bubbles) and a large number of micropores smaller than the size of the teardrop-shaped bubbles are continuously formed. By having such a structure, cushioning properties are exhibited during polishing, and the object to be polished can be held substantially flat. The skin layer has a flat surface and is excellent in contact with the object to be polished. That is, the surface of the skin layer serves as a holding surface for holding the object to be polished.
片面研磨機を使用した一般的な化学機械研磨（ＣＭＰ）法では、被研磨物の研磨面とは反対側の面（保持面）を保持パッドで保持しつつ、研磨パッドを回転させながら被研磨物の研磨面を研磨する。このとき、研磨砥粒を含むスラリーが被研磨物と研磨パッドとの間に入り込むことで、研磨パッドを高速回転させながら安定的に被研磨物を研磨することができる。 In a general chemical mechanical polishing (CMP) method using a single-side polisher, the surface (holding surface) of the object to be polished opposite to the surface to be polished is held by a holding pad, and the object to be polished is rotated while the polishing pad is held. Polish the polished surface of an object. At this time, slurry containing abrasive grains enters between the object to be polished and the polishing pad, so that the object to be polished can be stably polished while rotating the polishing pad at high speed.
しかしながら、従来の保持パッドを用いた場合、研磨中に保持面の被研磨物周縁部分にスラリーが凝集して、その凝集部に被研磨物の端部が乗り上げてしまうことがあった。また、凝集したスラリーが保持面から剥がれ落ち、異物として被研磨物の被研磨面に付着することがあった。その結果、研磨枚数が増えるにつれて、保持力の低下や、スクラッチや研磨ムラなどの欠点が生じるという問題があった。この凝集したスラリーは洗浄することで除去が可能ではあるものの、この洗浄工程自体が保持パッドの表面を劣化させることがあり、製品寿命の低下にも繋がっていた。 However, when a conventional holding pad is used, the slurry aggregates on the peripheral portion of the object to be polished on the holding surface during polishing, and the edge of the object to be polished may run on the aggregated portion. In addition, the aggregated slurry may come off from the holding surface and adhere to the surface of the object to be polished as a foreign substance. As a result, there is a problem that as the number of polishing sheets increases, defects such as a decrease in holding power, scratches, and uneven polishing occur. Although this aggregated slurry can be removed by washing, the washing process itself may deteriorate the surface of the holding pad, leading to a shortened product life.
スラリーの問題に対処し得る保持パッドとして、特許文献１には、保持面にエンボス加工を施すことにより、水との接触角を制御し、被研磨物と保持材の間に研磨液が浸入することを防止する保持材が開示されている。
また、特許文献２には、ポリウレタン含有溶液１００重量部に対して０．０１～２．００重量部の界面活性剤を含む発泡層組成物から得られる保持材を用いることにより、研磨時に発生する界面活性剤由来の泡を抑制することができることが開示されている。
As a holding pad that can deal with the problem of slurry,
Further, in
しかしながら、特許文献１の保持材は、被研磨物と保持材の間に研磨液が浸入することは防ぐことはできても、保持面の被研磨物周縁部にスラリー（研磨液）が凝集するのを十分に抑制することはできない。
また、特許文献２の保持材は、界面活性剤由来の泡の発生を抑制することはできるものの、保持面の被研磨物周縁部に生じるスラリー凝集の問題や、研磨枚数が増えるにつれて生じる保持力の低下やスクラッチ、研磨ムラなどの問題には着目していない。また、特許文献２の実施例で開示されている保持パッドを構成する樹脂は、ポリオール及びジアミンが使用されていることから、より正確にはポリウレタンポリウレア樹脂である。ウレア結合はスラリー凝集を促進する方向に機能する傾向にあるが、特許文献２は、このスラリー凝集に起因する保持力の低下や、スクラッチや研磨ムラなどの欠点を低減する手段を提供していない。
従って、保持面の被研磨物周縁部に発生するスラリー凝集を抑制することのできる保持パッドに対する高い需要が存在する。
However, although the holding material of
In addition, although the holding material of
Therefore, there is a high demand for a holding pad capable of suppressing slurry agglomeration occurring on the peripheral edge of the object to be polished on the holding surface.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、被研磨物を保持して研磨したときに保持面の被研磨物周縁部に発生するスラリー凝集に起因する保持力の低下や、スクラッチや研磨ムラなどの欠点を抑制することのできる保持パッドを提供することを目的とする。また、本発明は、保持面の被研磨物周縁部に発生するスラリー凝集を抑制することで、製品寿命を向上させることができる保持パッドを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems. It is an object of the present invention to provide a holding pad capable of suppressing defects such as polishing unevenness. Another object of the present invention is to provide a holding pad capable of extending the life of the product by suppressing slurry agglomeration occurring on the peripheral edge of the object to be polished on the holding surface.
本発明者は、上記課題に対し鋭意検討した結果、保持パッドの保持面を構成するポリウレタンシートをスラリー中に浸漬した後の浸漬部と非浸漬部の色差が５０以下と小さい場合に、保持面の被研磨物周縁部に発生するスラリー凝集を抑制することができ、その結果被研磨物のスクラッチや研磨ムラなどの欠点を低減することができ、製品寿命が向上することを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下を提供する。
As a result of intensive studies on the above-mentioned problems, the present inventors have found that when the color difference between the immersed portion and the non-immersed portion of the polyurethane sheet that constitutes the holding surface of the holding pad is as small as 50 or less after being immersed in the slurry, the holding surface As a result, defects such as scratches and uneven polishing of the object to be polished can be reduced, and the product life is improved. completed.
That is, the present invention provides the following.
〔１〕 複数の涙形状気泡を有し且つ被研磨物を保持するための保持面を有するポリウレタンシートを有する保持パッドであって、
前記ポリウレタンシートの一部を酸化セリウムを１０質量％含むスラリー中に４５℃で２４時間浸漬したときの前記ポリウレタンシートの浸漬部と非浸漬部の色差が５０以下である、前記保持パッド。
〔２〕 前記ポリウレタンシートを構成するポリウレタン樹脂が実質的にウレア結合を含まない、〔１〕に記載の保持パッド。
〔３〕 前記ポリウレタンシートが、コハク酸又はコハク酸誘導体を含む、〔１〕又は〔２〕に記載の保持パッド。
〔４〕 前記ポリウレタンシートが、ポリビニル系化合物を含まない、〔１〕～〔３〕のいずれか１項に記載の保持パッド。
〔５〕 前記ポリウレタンシートが、カーボンブラックを含む、〔１〕～〔４〕のいずれか１項に記載の保持パッド。
〔６〕 前記ポリウレタンシートが、ポリウレタン樹脂１００質量部に対して１～５０質量部の量のカーボンブラックを含む、〔５〕に記載の保持パッド。
〔７〕 前記ポリウレタンシートは、その保持面側にスキン層を含む、〔１〕～〔６〕のいずれか１項に記載の保持パッド。
〔８〕 ポリウレタン樹脂１００質量部に対してコハク酸又はコハク酸誘導体を０．１～５．０質量部の割合で含む溶液を凝固浴処理して得られるポリウレタンシートを含む、〔１〕～〔７〕のいずれか１項に記載の保持パッド。
〔９〕 ポリウレタン樹脂を含む溶液を調製する工程、
ポリウレタン樹脂を含む溶液を凝固液に浸漬してポリウレタン樹脂を凝固させ、ポリウレタンシートを得る工程、
を含む、〔１〕～〔８〕のいずれか１項に記載の保持パッドの製造方法であって、
前記ポリウレタンシートは、前記ポリウレタンシートの一部を酸化セリウムを１０質量％含むスラリー中に４５℃で２４時間浸漬したときの浸漬部と非浸漬部の色差が５０以下である、前記製造方法。
〔１０〕 前記ポリウレタン樹脂が実質的にウレア結合を含まない、〔９〕に記載の製造方法。
〔１１〕 ポリウレタン樹脂１００質量部に対してコハク酸又はコハク酸誘導体を０．１～５．０質量部の割合で添加する工程を含む、〔９〕又は〔１０〕に記載の製造方法。
〔１２〕 前記ポリウレタン樹脂の１００質量％に対し、撥水剤を０．５～５．０質量％を添加する工程を含む、〔９〕～〔１１〕のいずれか１項に記載の保持パッドの製造方法。
〔１３〕 被研磨物を保持するための保持面を有するポリウレタンシートを含む保持パッドの製造方法であって、
前記ポリウレタンシートの一部を酸化セリウムを１０質量％含むスラリー中に４５℃で２４時間浸漬し、浸漬部と非浸漬部の色差を測定する工程、及び
前記色差が５０以下である保持パッドを選別する工程、
を含む、前記保持パッドの製造方法。
[1] A holding pad comprising a polyurethane sheet having a plurality of teardrop-shaped cells and a holding surface for holding an object to be polished,
The holding pad, wherein the color difference between the immersed portion and the non-immersed portion of the polyurethane sheet is 50 or less when a portion of the polyurethane sheet is immersed in a slurry containing 10% by mass of cerium oxide at 45° C. for 24 hours.
[2] The holding pad according to [1], wherein the polyurethane resin constituting the polyurethane sheet does not substantially contain urea bonds.
[3] The holding pad of [1] or [2], wherein the polyurethane sheet contains succinic acid or a succinic acid derivative.
[4] The holding pad according to any one of [1] to [3], wherein the polyurethane sheet does not contain a polyvinyl compound.
[5] The holding pad according to any one of [1] to [4], wherein the polyurethane sheet contains carbon black.
[6] The holding pad of [5], wherein the polyurethane sheet contains carbon black in an amount of 1 to 50 parts by mass based on 100 parts by mass of the polyurethane resin.
[7] The holding pad according to any one of [1] to [6], wherein the polyurethane sheet includes a skin layer on its holding surface side.
[8] Polyurethane sheets obtained by subjecting a solution containing 0.1 to 5.0 parts by mass of succinic acid or a succinic acid derivative to 100 parts by mass of polyurethane resin to a coagulating bath, [1] to [ 7] The holding pad according to any one of the above items.
[9] a step of preparing a solution containing a polyurethane resin;
a step of immersing a solution containing a polyurethane resin in a coagulating liquid to coagulate the polyurethane resin to obtain a polyurethane sheet;
The method for manufacturing a holding pad according to any one of [1] to [8], comprising
The above manufacturing method, wherein the polyurethane sheet has a color difference of 50 or less between the immersed portion and the non-immersed portion when part of the polyurethane sheet is immersed in a slurry containing 10% by mass of cerium oxide at 45° C. for 24 hours.
[10] The production method of [9], wherein the polyurethane resin does not substantially contain a urea bond.
[11] The production method according to [9] or [10], which includes the step of adding 0.1 to 5.0 parts by mass of succinic acid or a succinic acid derivative with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin.
[12] The holding pad according to any one of [9] to [11], which includes a step of adding 0.5 to 5.0% by mass of a water repellent to 100% by mass of the polyurethane resin. manufacturing method.
[13] A method for manufacturing a holding pad including a polyurethane sheet having a holding surface for holding an object to be polished,
A step of immersing a portion of the polyurethane sheet in a slurry containing 10% by mass of cerium oxide at 45° C. for 24 hours to measure the color difference between the immersed portion and the non-immersed portion, and selecting holding pads having a color difference of 50 or less. the process of
A method of manufacturing the holding pad, comprising:
本発明の保持パッドは、従来の保持パッドに比べて、保持パッド表面へのスラリー凝集を抑制することができる。これにより、被研磨物のスクラッチや研磨ムラなどの欠点の低減でき、製品寿命を向上させることができる。 The holding pad of the present invention can suppress slurry agglomeration on the surface of the holding pad compared to conventional holding pads. As a result, defects such as scratches and uneven polishing on the object to be polished can be reduced, and the life of the product can be improved.
以下、本発明を実施するための形態を説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments for carrying out the present invention will be described below.
＜＜保持パッド＞＞
本発明の保持パッドは、複数の涙形状気泡を有し且つ被研磨物を保持するための保持面を有するポリウレタンシートを有する保持パッドであって、前記ポリウレタンシートの一部を酸化セリウムを１０質量％含むスラリー中に４５℃で２４時間浸漬したときの前記ポリウレタンシートの浸漬部と非浸漬部の色差が５０以下である、前記保持パッドである。
<<Holding pad>>
A holding pad of the present invention is a holding pad having a polyurethane sheet having a plurality of teardrop-shaped cells and a holding surface for holding an object to be polished, wherein part of the polyurethane sheet contains 10 masses of cerium oxide. % of the polyurethane sheet, the color difference between the immersed portion and the non-immersed portion of the polyurethane sheet is 50 or less when immersed in the slurry at 45° C. for 24 hours.
＜ポリウレタンシート＞
ポリウレタンシートは、複数の涙形状（teardrop-shaped）気泡を有する。涙形状気泡は、湿式成膜法によってポリウレタンシート内部に形成される気泡（異方性があり、樹脂シートの上部から下部（基材と接する側）に向けて径が大きい構造を有する気泡）を意図するものであり、モールド法によって形成される略球状の気泡と区別するために用いられる。従って、本発明の複数の涙形状気泡を有するポリウレタンシートは、湿式成膜法により形成されたポリウレタンシートと言い換えることができる。湿式成膜法とは、成膜する樹脂を有機溶媒に溶解させ、その樹脂溶液をシート状の基材に塗布後、該有機溶媒は溶解するが該樹脂は溶解しない凝固液中に通して該有機溶媒を置換し、凝固させ、乾燥して発泡層を形成する方法を意味する。通常、湿式成膜法によりポリウレタンシートを製造すると、ポリウレタンシート内部に略涙形状のマクロ気泡（涙形状気泡）が複数生じる。
本明細書及び特許請求の範囲において、ポリウレタンシートとは、ポリウレタン樹脂を主成分（５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、さらにより好ましくは８５質量％以上）とするシートを意味しており、他の樹脂（シリコン樹脂など）を主成分とするシートとは明確に区別される。
<Polyurethane sheet>
The polyurethane sheet has a plurality of teardrop-shaped cells. Teardrop-shaped bubbles are bubbles formed inside a polyurethane sheet by a wet film-forming method (anisotropic bubbles with a structure that increases in diameter from the top of the resin sheet to the bottom (the side in contact with the substrate)). It is intended and is used to distinguish it from the generally spherical bubbles formed by the molding process. Therefore, the polyurethane sheet having a plurality of teardrop-shaped cells of the present invention can be rephrased as a polyurethane sheet formed by a wet film-forming method. In the wet film forming method, a resin to be formed into a film is dissolved in an organic solvent, the resin solution is applied to a sheet-like substrate, and then passed through a coagulating liquid in which the organic solvent dissolves but the resin does not dissolve. It means a method of replacing the organic solvent, solidifying and drying to form a foam layer. Generally, when a polyurethane sheet is produced by a wet film-forming method, a plurality of substantially teardrop-shaped macrobubbles (teardrop-shaped bubbles) are generated inside the polyurethane sheet.
In the present specification and claims, a polyurethane sheet is a polyurethane resin as a main component (50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and even more preferably 85% by mass or more). It is clearly distinguished from sheets mainly composed of other resins (such as silicone resins).
ポリウレタン樹脂の種類に特に制限はなく、種々のポリウレタン樹脂の中から使用目的に応じて選択すればよい。例えば、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系、又はそれら混合系の樹脂を用いることができる。
ポリエステル系の樹脂としては、エチレングリコールやブチレングリコール等とアジピン酸等とのポリエステルポリオールと、ジフェニルメタン－４，４’－ジイソシアネート等のジイソシアネートとの重合物が挙げられる。
ポリエーテル系の樹脂としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコールやポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールと、ジフェニルメタン－４，４’－ジイソシアネート等のイソシアネートとの重合物が挙げられる。
ポリカーボネート系の樹脂としては、ポリカーボネートポリオールと、ジフェニルメタン－４，４’－ジイソシアネート等のイソシアネートとの重合物が挙げられる。
これらの樹脂は、ＤＩＣ（株）製の商品名「クリスボン」や、三洋化成工業（株）製の商品名「サンプレン」、大日精化工業（株）製の商品名「レザミン」など、市場で入手可能な樹脂を用いてもよく、所望の特性を有する樹脂を自ら製造してもよい。
The type of polyurethane resin is not particularly limited, and may be selected from among various polyurethane resins according to the purpose of use. For example, polyester-based, polyether-based, polycarbonate-based, or mixed resins thereof can be used.
Examples of polyester-based resins include polymers of polyester polyols such as ethylene glycol, butylene glycol, and adipic acid, and diisocyanates such as diphenylmethane-4,4'-diisocyanate.
Examples of polyether-based resins include polymers of polyether polyols such as polytetramethylene ether glycol and polypropylene glycol and isocyanates such as diphenylmethane-4,4'-diisocyanate.
Polycarbonate-based resins include polymers of polycarbonate polyols and isocyanates such as diphenylmethane-4,4'-diisocyanate.
These resins are available on the market under the trade name “Crisbon” manufactured by DIC Corporation, “Samplen” manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., and “Lezamin” manufactured by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd. Available resins may be used, or resins may be produced in-house with the desired properties.
本発明の保持パッドは、ポリウレタンシートを構成するポリウレタン樹脂が、ウレタン結合以外の結合（例えば、ウレア結合）を含んでいても含んでいなくてもよいが、実質的に又は完全にウレア結合を含まないことが好ましい。実質的にウレア結合を含まないとは、ポリウレタン樹脂の原料中に不純物としてポリアミン化合物が含まれていることによって、結果としてウレア結合が含まれることになる場合を除いて、ウレア結合を含まないことを意味する。ウレア結合は、ポリイソシアネート化合物とポリアミン化合物との重合により生じる。このウレア結合は水素結合により隣接分子の当該セグメントと強い凝集力を及ぼし、保持面へのスラリー凝集を促進させる場合がある。ポリウレタン樹脂が、その構成成分（構成単位）としてポリアミン化合物を実質的に又は完全に含まないことにより、保持面へのスラリー凝集を低減させやすくなる。 In the holding pad of the present invention, the polyurethane resin constituting the polyurethane sheet may or may not contain bonds other than urethane bonds (for example, urea bonds), but may substantially or completely contain urea bonds. preferably not included. Substantially free of urea bonds means free of urea bonds, except in cases where polyamine compounds are contained as impurities in raw materials of the polyurethane resin, resulting in the inclusion of urea bonds. means A urea bond is produced by polymerization of a polyisocyanate compound and a polyamine compound. This urea bond exerts a strong cohesive force with the relevant segment of adjacent molecules through hydrogen bonding, and may promote slurry cohesion on the holding surface. When the polyurethane resin does not substantially or completely contain a polyamine compound as its constituent component (constituent unit), it becomes easier to reduce slurry aggregation on the holding surface.
（色差）
本発明の保持パッドは、ポリウレタンシートの一部を、酸化セリウムを１０質量％含むスラリー中に４５℃で２４時間浸漬した後の、前記ポリウレタンシートの浸漬部と非浸漬部の色差が５０以下である。なお、スラリー中の溶媒は水であることが好ましい。スラリーは、酸化セリウムを水中に１０質量％含むスラリーであることが好ましく、酸化セリウムを水中に１０質量％含み且つ酸化セリウム以外の研磨材成分を含まないスラリーがより好ましく、酸化セリウムと水とからなるスラリーがより好ましい。
本明細書及び特許請求の範囲において、ポリウレタンシートをスラリー中に浸漬したときの浸漬部と非浸漬部の「色差」とは、スラリー中に浸漬していたポリウレタンシートをスラリーから取り出し、浸漬部と非浸漬部のＲＧＢ値を測定することによって求められるポリウレタンシートの浸漬部と非浸漬部の色差のことをいう。従って、「ポリウレタンシートの一部を酸化セリウムを１０質量％含むスラリー中に４５℃で２４時間浸漬したときの前記ポリウレタンシートの浸漬部と非浸漬部の色差」とは、ポリウレタンシートの一部を酸化セリウムを１０質量％含むスラリー中に４５℃で２４時間浸漬した後、前記ポリウレタンシートをスラリーから取り出して浸漬部と非浸漬部のＲＧＢ値を測定し、得られたＲＧＢ値から求められるポリウレタンシートの浸漬部と非浸漬部の色差のことをいう。
浸漬部及び非浸漬部の測定領域は、それぞれ浸漬部と非浸漬部の境界線から浸漬部側に０～２０ｍｍの領域及び該境界線から非浸漬部側に０～２０ｍｍの領域であることが好ましい。従って、ポリウレタンシートのうち、少なくとも２０ｍｍは浸漬させない（非浸漬部を設ける）ことが好ましい。
色差は、画像解析により算出できる。ここでいう色差は、画像からＲＧＢ値（０～２５５）の平均値を各々算出し、下記式より試料間の色差を算出できる。なお、画像の解像度（画素数）については、色差は対象範囲の平均値を用いて算出するため、浸漬部及び非浸漬部が区別できればよい。例えば、７０ｐｉｘｅｌ角以上とすることができる。
より具体的には、色差は、２４時間スラリーに浸漬した保持パッド（ポリウレタンシート）をスラリーから取り出し、光度５００ルクスの環境下で浸漬部及び非浸漬部を撮影して得られた画像から、対象範囲のＲＧＢ値の平均を算出した後、下記式に従って求めることができる。
In the holding pad of the present invention, a part of the polyurethane sheet is immersed in a slurry containing 10% by mass of cerium oxide at 45° C. for 24 hours, and the color difference between the immersed part and the non-immersed part of the polyurethane sheet is 50 or less. be. It should be noted that the solvent in the slurry is preferably water. The slurry is preferably a slurry containing 10% by mass of cerium oxide in water, more preferably a slurry containing 10% by mass of cerium oxide in water and containing no abrasive component other than cerium oxide. is more preferred.
In the present specification and claims, the "color difference" between the immersed portion and the non-immersed portion when the polyurethane sheet is immersed in the slurry means that the polyurethane sheet immersed in the slurry is removed from the slurry and It means the color difference between the immersed part and the non-immersed part of the polyurethane sheet obtained by measuring the RGB values of the non-immersed part. Therefore, "the color difference between the immersed part and the non-immersed part of the polyurethane sheet when part of the polyurethane sheet is immersed in a slurry containing 10% by mass of cerium oxide at 45°C for 24 hours" means that part of the polyurethane sheet is After being immersed in a slurry containing 10% by mass of cerium oxide at 45° C. for 24 hours, the polyurethane sheet was removed from the slurry and the RGB values of the immersed and non-immersed portions were measured. It means the color difference between the immersed part and the non-immersed part.
The measurement areas of the immersed part and the non-immersed part are 0 to 20 mm from the boundary line between the immersed part and the non-immersed part to the immersed part side and 0 to 20 mm from the boundary line to the non-immersed part side. preferable. Therefore, it is preferable that at least 20 mm of the polyurethane sheet is not immersed (a non-immersed portion is provided).
Color difference can be calculated by image analysis. The color difference referred to here can be calculated by calculating the average values of RGB values (0 to 255) from the image, and calculating the color difference between samples from the following formula. Regarding the resolution (number of pixels) of the image, since the color difference is calculated using the average value of the target range, it is sufficient that the immersed portion and the non-immersed portion can be distinguished. For example, it can be 70 pixels square or more.
More specifically, the color difference is obtained by taking out a holding pad (polyurethane sheet) that has been immersed in the slurry for 24 hours from the slurry, and photographing the immersed part and the non-immersed part in an environment with a light intensity of 500 lux. After calculating the average of the RGB values of the range, it can be determined according to the following formula.
本発明の保持パッドは、前記ポリウレタンシートの上記浸漬試験による浸漬部と非浸漬部の色差が５０以下である。色差は、４０以下であることが好ましく、３０以下であることがより好ましく、２０以下であることがさらにより好ましく、１５以下であることがさらにより好ましく、１２以下であることがさらにより好ましく、１０以下であることがさらにより好ましく、８以下であることがさらにより好ましく、６以下であることがさらにより好ましい。色差は低い方が好ましいため、最も好ましい色差は０である。
本発明の保持パッドは、色差が上記範囲内であることにより、保持パッド表面へのスラリー凝集を抑制することができる。その結果、被研磨物のスクラッチや研磨ムラなどの欠点の低減でき、製品寿命を向上させることができる。
色差（スラリー凝集）は、様々な要素が相互作用的に影響するものと考えられる。例えば、保持パッドに整泡剤や成膜助剤として用いられる界面活性剤や疎水剤、親水剤、油分等の添加剤にはスラリーの凝集を促進させる場合があるため、その場合は添加量を減らす、又は変更することで色差を低くすることができる傾向にある。加えて、保持パッドの樹脂組成や表面状態、発泡構造等が影響する可能性があり、これらの要素は相互的に作用すると考えられる。このように調整しつつ色差が上記範囲内の保持パッドを製造することにより、保持パッド表面へのスラリー凝集を抑制することができる。
In the holding pad of the present invention, the color difference between the immersed portion and the non-immersed portion of the polyurethane sheet is 50 or less in the immersion test. The color difference is preferably 40 or less, more preferably 30 or less, even more preferably 20 or less, even more preferably 15 or less, even more preferably 12 or less, It is even more preferably 10 or less, even more preferably 8 or less, and even more preferably 6 or less. The most preferable color difference is 0, since lower color difference is preferable.
The holding pad of the present invention can suppress slurry aggregation on the surface of the holding pad because the color difference is within the above range. As a result, defects such as scratches and uneven polishing on the object to be polished can be reduced, and the life of the product can be extended.
Color difference (slurry aggregation) is thought to be influenced interactively by various factors. For example, additives such as surfactants, hydrophobic agents, hydrophilic agents, and oils used as foam stabilizers and film formation aids in the holding pad may promote aggregation of the slurry. There is a tendency that the color difference can be lowered by reducing or changing. In addition, the resin composition, surface condition, foam structure, etc. of the holding pad may have an effect, and it is believed that these factors interact with each other. By manufacturing a holding pad having a color difference within the above range while making adjustments in this manner, it is possible to suppress slurry aggregation on the surface of the holding pad.
（親水性界面活性剤）
本発明の保持パッドは、ポリウレタンシートを製造する際において、ポリウレタン樹脂１００質量部に対して０．１～５．０質量部の量の親水性界面活性剤を添加することが好ましく、０．５～４．０質量部の親水性界面活性剤を添加することがより好ましく、１．０～３．５質量部の親水性界面活性剤を添加することがさらにより好ましく、１．５～３．０質量部の親水性界面活性剤を添加することがさらにより好ましく、２．０～２．２．５質量部の親水性界面活性剤を添加することがさらにより好ましい。
親水性界面活性剤の一部又は多くは、ポリウレタンシートの成膜時（湿式凝固処理時）に溶媒とともに流出するが、親水性界面活性剤の添加量が上記範囲内であると、色差を５０以内に制御しやすくなる。これにより、保持パッド表面へのスラリー凝集を抑制することができる。また、成膜安定性や発泡制御の観点から被研磨物のスクラッチや研磨ムラなどの欠点の低減でき、製品寿命を向上させることができる。さらには、保持パッドとしての使用に耐え得る保持パッドを得ることができる。
製造後のポリウレタンシートには、親水性界面活性剤が含まれていてもよく、含まれていなくてもよい。ポリウレタンシートは、ポリウレタン樹脂１００質量部に対して親水性界面活性剤を０～５．０質量部含んでいてもよく、０．１～４．０質量部含んでいてもよく、０．１～３．０質量部含んでいてもよく、０．１～２．５質量部含んでいてもよい。
親水性界面活性剤の量を制御することにより、保持パッド表面へのスラリー凝集を抑制し、被研磨物のスクラッチや研磨ムラなどを低減しやすくなる理由は定かではないが、親水性界面活性剤がスラリー成分の保持パッド表面への付着に関与する場合があるのではないかと考えられる。
親水性界面活性剤としては、親水性のイオン性界面活性剤がより好ましく、アニオン性界面活性剤又はカチオン性界面活性剤がさらにより好ましい。また、親水性界面活性剤としては、親水性親油性バランス（ＨＬＢ値）（好ましくは、グリフィン法による）が１０～２０である親水性界面活性剤が好ましい。
親水性界面活性剤としてカルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、燐酸エステル塩等のアニオン界面活性剤、親水性のエステル系、エーテル系、エステル・エーテル系、アミド系等のノニオン界面活性剤が挙げられ、より具体的には、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸、コハク酸、ドデシルスルフェート、及びそれらの誘導体、ラウリル硫酸ナトリウム等が挙げられるが、色差を５０以内に制御しやすくする観点からコハク酸及びその誘導体が好ましい。コハク酸誘導体としては、例えば、コハク酸カリウム、コハク酸ナトリウム、ジへキシルスルホコハク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、コハク酸アンモニウムが挙げられる。
親水性界面活性剤は１種類を用いてもよく、２種類以上を組み合わせてもよい。
(Hydrophilic surfactant)
When producing the polyurethane sheet of the holding pad of the present invention, it is preferable to add a hydrophilic surfactant in an amount of 0.1 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin, and 0.5 parts by mass. It is more preferable to add a hydrophilic surfactant of up to 4.0 parts by mass, and it is even more preferable to add a hydrophilic surfactant of 1.0 to 3.5 parts by mass, and 1.5 to 3.5 parts by mass. It is even more preferred to add 0 parts by weight of hydrophilic surfactant, and even more preferred to add 2.0 to 2.2.5 parts by weight of hydrophilic surfactant.
Part or most of the hydrophilic surfactant flows out together with the solvent when the polyurethane sheet is formed (during the wet coagulation process). It will be easier to control within. As a result, slurry aggregation on the holding pad surface can be suppressed. In addition, from the viewpoint of film formation stability and foaming control, defects such as scratches on the object to be polished and uneven polishing can be reduced, and the life of the product can be extended. Furthermore, a holding pad that can withstand use as a holding pad can be obtained.
The polyurethane sheet after production may or may not contain a hydrophilic surfactant. The polyurethane sheet may contain 0 to 5.0 parts by mass, or 0.1 to 4.0 parts by mass, of a hydrophilic surfactant with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin. It may contain 3.0 parts by mass, or may contain 0.1 to 2.5 parts by mass.
It is not clear why controlling the amount of the hydrophilic surfactant suppresses slurry aggregation on the surface of the holding pad and makes it easier to reduce scratches on the object to be polished and uneven polishing. may be involved in the adhesion of slurry components to the surface of the holding pad.
As the hydrophilic surfactant, a hydrophilic ionic surfactant is more preferred, and an anionic surfactant or a cationic surfactant is even more preferred. As the hydrophilic surfactant, a hydrophilic surfactant having a hydrophilic-lipophilic balance (HLB value) (preferably according to the Griffin method) of 10 to 20 is preferred.
Anionic surfactants such as carboxylates, sulfonates, sulfates, and phosphates as hydrophilic surfactants, and nonionic surfactants such as hydrophilic esters, ethers, esters/ethers, and amides. More specifically, for example, dodecylbenzenesulfonic acid, succinic acid, dodecylsulfate, derivatives thereof, sodium lauryl sulfate, and the like. Acids and their derivatives are preferred. Succinic acid derivatives include, for example, potassium succinate, sodium succinate, sodium dihexylsulfosuccinate, sodium dioctylsulfosuccinate, and ammonium succinate.
One type of hydrophilic surfactant may be used, or two or more types may be combined.
（コハク酸又はコハク酸誘導体）
本発明の保持パッドは、ポリウレタン樹脂１００質量部に対してコハク酸又はコハク酸誘導体を０．１～５．０質量部、より好ましくは０．５～４．０質量部、さらにより好ましくは１．０～３．５質量部、さらにより好ましくは１．５～３．０質量部、特に好ましくは２．０～２．５質量部の割合で含む溶液を凝固浴処理して得られるポリウレタンシートを含むことが好ましい。
コハク酸又はコハク酸誘導体の添加量が上記範囲内であると、色差を５０以内に制御しやすくなる。これにより、保持パッド表面へのスラリー凝集を抑制することができる。また、成膜安定性や発泡制御の観点から被研磨物のスクラッチや研磨ムラなどの欠点の低減でき、製品寿命を向上させることができる。さらには、保持パッドとしての使用に耐え得る保持パッドを得ることができる。
コハク酸又はコハク酸誘導体の添加量が上記範囲内であると色差を５０以内に制御しやすくなる理由は明らかではないが、以下のように推測される。一般に、凝固浴処理を行うと、ポリウレタン樹脂溶液を構成する溶媒が凝固液に置換されつつ凝固浴中に放出される。これにより、ポリウレタン樹脂の内部に気泡が形成され、ポリウレタンシートが形成される。本発明の保持パッドは、ポリウレタン樹脂溶液中に上記範囲量のコハク酸又はコハク酸誘導体が含まれるため、成膜や発泡形成の安定性に寄与しつつも、そのうちの一部が成膜後の樹脂中に残留してもスラリー凝集に寄与しにくい性質を示し、結果的にスラリーの凝集を引き起こしにくいポリウレタンシートが得られるのではないかと推測される。
(succinic acid or succinic acid derivative)
The holding pad of the present invention contains 0.1 to 5.0 parts by mass, more preferably 0.5 to 4.0 parts by mass, and even more preferably 1 part by mass of succinic acid or a succinic acid derivative per 100 parts by mass of polyurethane resin. 0 to 3.5 parts by mass, more preferably 1.5 to 3.0 parts by mass, and particularly preferably 2.0 to 2.5 parts by mass of a solution containing a coagulating bath to obtain a polyurethane sheet. is preferably included.
When the amount of succinic acid or succinic acid derivative to be added is within the above range, it becomes easier to control the color difference within 50. As a result, slurry aggregation on the holding pad surface can be suppressed. In addition, from the viewpoint of film formation stability and foaming control, defects such as scratches on the object to be polished and uneven polishing can be reduced, and the life of the product can be extended. Furthermore, a holding pad that can withstand use as a holding pad can be obtained.
The reason why the color difference can be easily controlled within 50 when the amount of succinic acid or succinic acid derivative is within the above range is not clear, but is presumed as follows. Generally, when a coagulating bath treatment is performed, the solvent constituting the polyurethane resin solution is replaced with a coagulating liquid and discharged into the coagulating bath. As a result, air bubbles are formed inside the polyurethane resin to form a polyurethane sheet. In the holding pad of the present invention, the polyurethane resin solution contains succinic acid or a succinic acid derivative in the above range. Even if it remains in the resin, it exhibits a property that it does not easily contribute to slurry aggregation.
本発明の保持パッドは、ポリウレタン樹脂１００質量部に対して親水性界面活性剤を０．１～５．０質量部、より好ましくは０．５～４．０質量部、さらにより好ましくは１．０～３．５質量部、さらにより好ましくは１．５～３．０質量部、特に好ましくは２．０～２．５質量部の割合で含む溶液を凝固浴処理して得られるポリウレタンシートを含むことが好ましい。また、前記溶液に含まれる親水性界面活性剤は、親水性界面活性剤の全量１００質量％に対して、コハク酸又はコハク酸誘導体を３０質量％以上含むことが好ましく、４０質量％以上含むことがより好ましく、５０質量％以上含むことがさらにより好ましく、７０質量％以上含むことがさらにより好ましく、９０質量％以上含むことがさらにより好ましい。
親水性界面活性剤の添加量やコハク酸又はコハク酸誘導体の割合が上記範囲内であると、色差を５０以内に制御しやすくなる。これにより、保持パッド表面へのスラリー凝集を抑制することができる。また、成膜安定性や発泡制御の観点から被研磨物のスクラッチや研磨ムラなどの欠点の低減でき、製品寿命を向上させることができる。さらには、保持パッドとしての使用に耐え得る保持パッドを得ることができる。
親水性界面活性剤の添加量やコハク酸又はコハク酸誘導体の割合が上記範囲内であると色差を５０以内に制御できる理由は明らかではないが、以下のように推測される。一般に、凝固浴処理を行うと、ポリウレタン樹脂溶液を構成する溶媒が凝固液に置換されつつ凝固浴中に放出される。これにより、ポリウレタン樹脂の内部に気泡が形成され、ポリウレタンシートが形成される。本発明の保持パッドは、ポリウレタン樹脂溶液中に上記量の親水性界面活性剤（コハク酸又はコハク酸誘導体）が含まれるため、成膜や発泡形成の安定性に寄与しつつも、そのうちの一部が成膜後の樹脂中に残留してもスラリー凝集を寄与しにくい性質を示し、結果的にスラリーの凝集を引き起こしにくいポリウレタンシートが得られるのではないかと推測される。
The holding pad of the present invention contains 0.1 to 5.0 parts by mass, more preferably 0.5 to 4.0 parts by mass, still more preferably 1.0 part by mass of a hydrophilic surfactant per 100 parts by mass of polyurethane resin. A polyurethane sheet obtained by subjecting a solution containing 0 to 3.5 parts by mass, preferably 1.5 to 3.0 parts by mass, and particularly preferably 2.0 to 2.5 parts by mass to a coagulation bath. preferably included. In addition, the hydrophilic surfactant contained in the solution preferably contains 30% by mass or more, preferably 40% by mass or more, of succinic acid or a succinic acid derivative with respect to the total amount of the hydrophilic surfactant of 100% by mass. is more preferable, more preferably 50% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more.
When the amount of hydrophilic surfactant added and the ratio of succinic acid or succinic acid derivative are within the above ranges, it becomes easier to control the color difference within 50. As a result, slurry aggregation on the holding pad surface can be suppressed. In addition, from the viewpoint of film formation stability and foaming control, defects such as scratches on the object to be polished and uneven polishing can be reduced, and the life of the product can be extended. Furthermore, a holding pad that can withstand use as a holding pad can be obtained.
The reason why the color difference can be controlled within 50 when the amount of hydrophilic surfactant added and the ratio of succinic acid or succinic acid derivative are within the above range is not clear, but is presumed as follows. Generally, when a coagulating bath treatment is performed, the solvent constituting the polyurethane resin solution is replaced with a coagulating liquid and discharged into the coagulating bath. As a result, air bubbles are formed inside the polyurethane resin to form a polyurethane sheet. Since the holding pad of the present invention contains the above amount of hydrophilic surfactant (succinic acid or succinic acid derivative) in the polyurethane resin solution, it contributes to the stability of film formation and foam formation, while It is presumed that even if the portion remains in the resin after film formation, it does not easily contribute to slurry aggregation, and as a result, a polyurethane sheet that hardly causes slurry aggregation can be obtained.
（ポリビニル系化合物）
本発明の保持パッドは、ポリウレタンシートが、ポリビニル系化合物を含まないことが好ましい。ポリビニル系化合物は、ポリマーを構成するモノマー単位がビニル化合物のみからなるポリマー化合物か、あるいはポリマーを構成するモノマー単位がビニル化合物及び他のモノマーを含み且つ全モノマー単位のうちビニル化合物が最も多くの割合（モノマー数）を占めるポリマー化合物をいう。
ポリビニル系化合物としては、成膜助剤として使用される化合物が挙げられ、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等と、それらの共重合体などが挙げられる。
ポリビニル系化合物を含まないことにより、色差を５０以内に制御しやすくなる。これにより、保持パッド表面へのスラリー凝集を抑制することができる。また、被研磨物のスクラッチや研磨ムラなどの欠点の低減でき、製品寿命を向上させることができる。
(polyvinyl compound)
In the holding pad of the present invention, the polyurethane sheet preferably does not contain a polyvinyl compound. Polyvinyl-based compounds are polymer compounds in which the monomer units constituting the polymer consist only of vinyl compounds, or the monomer units constituting the polymer contain vinyl compounds and other monomers, and vinyl compounds account for the largest proportion of all monomer units. A polymer compound that occupies (the number of monomers).
Polyvinyl-based compounds include compounds used as film-forming aids, such as polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, and copolymers thereof.
By not containing a polyvinyl-based compound, it becomes easier to control the color difference within 50. As a result, slurry aggregation on the holding pad surface can be suppressed. In addition, defects such as scratches on the object to be polished and uneven polishing can be reduced, and the life of the product can be improved.
（カーボンブラック）
成膜を制御する観点から、本発明の保持パッドは、ポリウレタンシートが、カーボンブラックを含むことが好ましい。また、本発明の保持パッドは、ポリウレタンシートが、ポリウレタン樹脂１００質量部に対して１～５０質量部の量のカーボンブラックを含むことが好ましく、５～４０質量部のカーボンブラックを含むことがより好ましく、１０～３０質量部のカーボンブラックを含むことがさらにより好ましく、１５～２５質量部のカーボンブラックを含むことがさらにより好ましい。
(Carbon black)
From the viewpoint of controlling film formation, the polyurethane sheet of the holding pad of the present invention preferably contains carbon black. In the holding pad of the present invention, the polyurethane sheet preferably contains carbon black in an amount of 1 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 40 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyurethane resin. Preferably, it contains 10 to 30 parts by weight of carbon black, even more preferably 15 to 25 parts by weight of carbon black.
（疎水性整泡剤）
本発明の保持パッドは、ポリウレタンシートが、疎水性整泡剤を含んでいてもよい。疎水性整泡剤を含む場合、ポリウレタンシート中のポリウレタン樹脂１００質量部に対して０．１～２０質量部の量の疎水性整泡剤を含むことが好ましく、０．５～１０質量部の疎水性整泡剤を含むことがより好ましく、１～８質量部の疎水性整泡剤を含むことがさらにより好ましい。
疎水性整泡剤としては、アルコール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイルなどのシリコーン系化合物が挙げられる。
疎水性整泡剤は１種類を用いてもよく、２種類以上を組み合わせてもよい。
(Hydrophobic foam stabilizer)
In the holding pad of the present invention, the polyurethane sheet may contain a hydrophobic foam stabilizer. When a hydrophobic foam stabilizer is included, it is preferably included in an amount of 0.1 to 20 parts by mass, and 0.5 to 10 parts by mass based on 100 parts by mass of the polyurethane resin in the polyurethane sheet. It more preferably contains a hydrophobic foam stabilizer, and even more preferably contains 1 to 8 parts by mass of a hydrophobic foam stabilizer.
Hydrophobic foam stabilizers include alcohol-modified silicone oil, amino-modified silicone oil, epoxy-modified silicone oil, methacryl-modified silicone oil, mercapto-modified silicone oil, phenol-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, carbinol-modified silicone oil, etc. and silicone compounds.
One type of hydrophobic foam stabilizer may be used, or two or more types may be used in combination.
（撥水剤）
本発明の保持パッドは、ポリウレタンシートが、撥水剤を含んでいても含んでいなくてもよいが、撥水剤を含んでいることが好ましい。本発明の保持パッドは、撥水剤を、ポリウレタン樹脂１００質量部に対して０．５～５．０質量部、より好ましくは１．０～４．５質量部、さらに好ましくは１．５～４．０質量部の割合で含む溶液を凝固浴処理して得られるポリウレタンシートを含むことが好ましい。
撥水剤の添加量が上記範囲内であると、保持パッド内部へのスラリー吸収を抑えつつ、十分な成膜性及び保持面形成能を確保することが出来る。これにより、保持パッド表面へのスラリー凝集低減に貢献することができる。
撥水剤としては、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系撥水剤などが挙げられる。
撥水剤は１種類を用いてもよく、２種類以上を組み合わせてもよい。
(Water repellent agent)
In the holding pad of the present invention, the polyurethane sheet may or may not contain a water repellent agent, but preferably contains a water repellent agent. The holding pad of the present invention contains 0.5 to 5.0 parts by mass, more preferably 1.0 to 4.5 parts by mass, more preferably 1.5 to 5.0 parts by mass of the water repellent agent per 100 parts by mass of the polyurethane resin. It preferably contains a polyurethane sheet obtained by subjecting a solution containing 4.0 parts by mass to a coagulation bath.
When the amount of the water repellent added is within the above range, it is possible to ensure sufficient film-forming properties and holding surface forming properties while suppressing slurry absorption into the inside of the holding pad. This can contribute to reducing slurry aggregation on the holding pad surface.
Examples of water repellents include fluorine-based water repellents having perfluoroalkyl groups.
One type of water repellent agent may be used, or two or more types may be used in combination.
（スキン層）
ポリウレタンシートは、被研磨物を保持する保持面側にスキン層を有することが好ましい。スキン層とは、湿式成膜法によってポリウレタンシート表面（保持面側表面）に形成される、ポリウレタンシート内部よりも気泡の少ない緻密な層のことである。スキン層は、ポリウレタンシート内部に比べて気泡が少ない（或いは気泡サイズが小さい）ため、シート内部よりも密度が大きくなっている。従って、スキン層は、湿式成膜法によって形成されるポリウレタンシート表面（保持面側表面）に形成されている緻密層と言い換えることができる。スキン層を有することにより、被研磨物を保持面に吸着させやすくなる。
なお、上記のとおり、スキン層は、ポリウレタンシート中に存在する高密度で緻密な層であり、ポリウレタンシートと同一原料から得られるものである。スキン層は、ポリウレタンシート上に積層されたポリウレタンシートとは異なる層ではない。
(skin layer)
The polyurethane sheet preferably has a skin layer on the holding surface side for holding the object to be polished. The skin layer is a dense layer with fewer air bubbles than inside the polyurethane sheet, which is formed on the surface of the polyurethane sheet (surface on the holding surface side) by a wet film-forming method. Since the skin layer has fewer cells (or cell sizes are smaller) than the inside of the polyurethane sheet, it has a higher density than the inside of the sheet. Therefore, the skin layer can be rephrased as a dense layer formed on the surface of the polyurethane sheet (surface on the holding surface side) formed by the wet film-forming method. By having the skin layer, it becomes easy to cause the object to be polished to be adsorbed to the holding surface.
As described above, the skin layer is a dense and dense layer present in the polyurethane sheet, and is obtained from the same raw material as the polyurethane sheet. The skin layer is not a different layer than the polyurethane sheet laminated on the polyurethane sheet.
（厚み）
ポリウレタンシートの厚みに特に制限はないが、０．３～３ｍｍであることが好ましく、０．５～２．５ｍｍであることがより好ましく、０．５～２ｍｍであることがさらにより好ましい。
(thickness)
The thickness of the polyurethane sheet is not particularly limited, but is preferably 0.3 to 3 mm, more preferably 0.5 to 2.5 mm, even more preferably 0.5 to 2 mm.
（他の層）
本発明の保持パッドは、ポリウレタンシート表面（保持面）が被研磨物と接触することを前提としたものである。従ってポリウレタンシートの保持面上に他の樹脂層が存在しないことが好ましい。
その一方で、本発明の保持パッドは、ポリウレタンシートの被研磨物を保持する面（保持面）とは反対側の面には、他の樹脂層（下層、支持層）が貼り合わせられていてもよく、他の樹脂層が貼り合わされていなくてもよい。他の樹脂層の特性は特に限定されるものではないが、ポリウレタンシートよりも硬い（Ａ硬度の高い）層が貼り合わされていることが好ましい。ポリウレタンシートよりも硬い層が設けられることにより、作業性が向上する。
(other layers)
The holding pad of the present invention is based on the premise that the polyurethane sheet surface (holding surface) is in contact with the object to be polished. Therefore, it is preferable that no other resin layer is present on the holding surface of the polyurethane sheet.
On the other hand, in the holding pad of the present invention, another resin layer (lower layer, support layer) is attached to the surface of the polyurethane sheet opposite to the surface that holds the object to be polished (holding surface). It is also possible that the other resin layer is not attached. The properties of the other resin layer are not particularly limited, but it is preferable that a layer harder than the polyurethane sheet (higher A hardness) is laminated. Workability is improved by providing a layer harder than the polyurethane sheet.
（用途）
本発明の保持パッドは、シリコン、ガラス、ＳｉＣ、サファイア、金属などの被研磨物を研磨する際の保持パッドとして好適に用いることができる。これらの中でも、本発明の保持パッドは、ガラス基板（特にフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス基板やカバーガラス基板）の保持パッドとして、好適に用いることが出来る。
(Application)
The holding pad of the present invention can be suitably used as a holding pad for polishing an object to be polished such as silicon, glass, SiC, sapphire and metal. Among these, the holding pad of the present invention can be suitably used as a holding pad for a glass substrate (especially a flat panel display (FPD) glass substrate or a cover glass substrate).
本発明の保持パッドは、例えば、下記の方法により製造することができる。 The holding pad of the present invention can be manufactured, for example, by the following method.
＜＜保持パッドの製造方法１＞＞
本発明の保持パッドの製造方法は、ポリウレタン樹脂を含む溶液を調製する工程、ポリウレタン樹脂を含む溶液を凝固液に浸漬してポリウレタン樹脂を凝固させ、ポリウレタンシートを得る工程を含む、保持パッドの製造方法であって、前記ポリウレタンシートは、前記ポリウレタンシートの一部を酸化セリウムを１０質量％含むスラリー中に４５℃で２４時間浸漬したときの浸漬部と非浸漬部の色差が５０以下である、保持パッドの製造方法である。
以下、各工程について詳しく説明する。
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A method for manufacturing a holding pad according to the present invention includes the steps of preparing a solution containing a polyurethane resin, and immersing the solution containing a polyurethane resin in a coagulating liquid to coagulate the polyurethane resin, thereby obtaining a polyurethane sheet. In the method, the polyurethane sheet has a color difference of 50 or less between the immersed portion and the non-immersed portion when part of the polyurethane sheet is immersed in a slurry containing 10% by mass of cerium oxide at 45° C. for 24 hours. It is a manufacturing method of a holding pad.
Each step will be described in detail below.
＜（１）ポリウレタン樹脂を含む溶液を調製する工程＞
ポリウレタンシートの原料となるポリウレタン樹脂を、ポリウレタン樹脂を溶解することのできる水混和性の有機溶媒に溶解することにより、ポリウレタン樹脂を含む溶液（以下、単にポリウレタン樹脂含有溶液ということがある）を調製する。また、有機溶媒に溶解後、得られた溶液を減圧下で脱泡してもよい。
<(1) Step of preparing solution containing polyurethane resin>
A solution containing a polyurethane resin (hereinafter sometimes referred to simply as a polyurethane resin-containing solution) is prepared by dissolving a polyurethane resin, which is a raw material for a polyurethane sheet, in a water-miscible organic solvent capable of dissolving the polyurethane resin. do. After dissolving in the organic solvent, the resulting solution may be degassed under reduced pressure.
（Ａ）ポリウレタン樹脂
ポリウレタン樹脂の種類に特に制限はなく、種々のポリウレタン樹脂の中から使用目的に応じて選択すればよい。例えば、上記保持パッドの項で例示したポリエステル系、ポリエーテル系、又はポリカーボネート系の樹脂を用いることができる。
ポリウレタン樹脂は、ポリウレタン樹脂含有溶液中に含まれる全固形分に対して５０～９８質量％含まれることが好ましく、６０～９５質量％含まれることがより好ましく、７０～９０質量％含まれることがさらにより好ましい。
ポリウレタン樹脂は、ウレタン結合以外の結合（例えば、ウレア結合）を含んでいても含んでいなくてもよいが、実質的に又は完全にウレア結合を含まないことが好ましい。実質的にウレア結合を含まないとは、ポリウレタン樹脂の原料中に不純物としてポリアミン化合物が含まれていることによって、結果としてウレア結合が含まれることになる場合を除いて、ウレア結合を含まないことを意味する。ウレア結合は、ポリイソシアネート化合物とポリアミン化合物との重合により生じる。このウレア結合は水素結合により隣接分子の当該セグメントと強い凝集力を及ぼし、保持面へのスラリー凝集を促進させる場合がある。ポリウレタン樹脂が、その構成成分（構成単位）としてポリアミン化合物を実質的に又は完全に含まないことにより、保持面へのスラリー凝集を低減させやすくなる。
(A) Polyurethane resin The type of polyurethane resin is not particularly limited, and may be selected from among various polyurethane resins according to the purpose of use. For example, polyester-based, polyether-based, or polycarbonate-based resins exemplified in the section on the holding pad can be used.
The polyurethane resin is preferably contained in an amount of 50 to 98% by mass, more preferably 60 to 95% by mass, and more preferably 70 to 90% by mass with respect to the total solid content contained in the polyurethane resin-containing solution. Even more preferred.
The polyurethane resin may or may not contain bonds other than urethane bonds (eg, urea bonds), but is preferably substantially or completely free of urea bonds. Substantially free of urea bonds means free of urea bonds, except in cases where polyamine compounds are contained as impurities in raw materials of the polyurethane resin, resulting in the inclusion of urea bonds. means A urea bond is produced by polymerization of a polyisocyanate compound and a polyamine compound. This urea bond exerts a strong cohesive force with the relevant segment of adjacent molecules through hydrogen bonding, and may promote slurry cohesion on the holding surface. When the polyurethane resin does not substantially or completely contain a polyamine compound as its constituent component (constituent unit), it becomes easier to reduce slurry aggregation on the holding surface.
（モジュラス）
モジュラスとは、樹脂の硬さを表す指標であり、無発泡の樹脂シートを１００％伸ばしたとき（元の長さの２倍に伸ばしたとき）に掛かる荷重を単位面積で割った値である（以下、１００％モジュラスと呼ぶことがある。）。この値が高い程、硬い樹脂である事を意味する。
ポリウレタン樹脂は、１～２０ＭＰａの樹脂モジュラスを有することが好ましく、２～１０ＭＰａであることがより好ましく、３～８ＭＰａであることがさらにより好ましい。樹脂モジュラスが上記範囲内であると、研磨後の被研磨物の平坦性を良好にでき、かつ被保持物に対する吸着性を上げることができる。
(modulus)
Modulus is an index representing the hardness of resin, and is the value obtained by dividing the load applied when a non-foamed resin sheet is stretched 100% (when stretched to twice its original length) by the unit area. (Hereinafter, it may be called 100% modulus.). A higher value means that the resin is harder.
The polyurethane resin preferably has a resin modulus of 1-20 MPa, more preferably 2-10 MPa, even more preferably 3-8 MPa. When the resin modulus is within the above range, the flatness of the object to be polished after polishing can be improved, and the adsorption to the object to be held can be improved.
（Ｂ）親水性界面活性剤
ポリウレタン樹脂含有溶液は、親水性界面活性剤を含むことが好ましい。従って、調製工程は、親水性界面活性剤をポリウレタン樹脂又はポリウレタン樹脂含有溶液に添加する工程を含むことが好ましい。親水性界面活性剤としては、上記保持パッドの説明の中で挙げたものを用いることができる。親水性界面活性剤は、ポリウレタン樹脂１００質量部に対して０．１～５．０質量部の量で添加することが好ましく、０．５～４．０質量部の量がより好ましく、１．０～３．５質量部の量がさらにより好ましく、１．５～３．０質量部の量がさらにより好ましく、２．０～２．５質量部の量がさらにより好ましい。
また、親水性界面活性剤は、親水性界面活性剤の全量１００質量％に対して、コハク酸又はコハク酸誘導体を３０質量％以上含むことが好ましく、４０質量％以上含むことがより好ましく、５０質量％含むことがさらにより好ましく、７０質量％以上含むことがさらにより好ましく、９０質量％以上含むことがさらにより好ましい。
（Ｂ’）コハク酸又はコハク酸誘導体
また、ポリウレタン樹脂含有溶液は、コハク酸又はコハク酸誘導体を含むことが好ましい。従って、調製工程は、コハク酸又はコハク酸誘導体をポリウレタン樹脂又はポリウレタン樹脂含有溶液に添加する工程を含むことが好ましい。コハク酸又はコハク酸誘導体は、ポリウレタン樹脂１００質量部に対して０．１～５．０質量部の量で添加することが好ましく、０．５～４．０質量部の量がより好ましく、１．０～３．５質量部の量がさらにより好ましく、１．５～３．０質量部の量がさらにより好ましく、２．０～２．５質量部の量がさらにより好ましい。
(B) Hydrophilic Surfactant The polyurethane resin-containing solution preferably contains a hydrophilic surfactant. Therefore, the preparation step preferably includes a step of adding a hydrophilic surfactant to the polyurethane resin or polyurethane resin-containing solution. As the hydrophilic surfactant, those mentioned in the explanation of the holding pad can be used. The hydrophilic surfactant is preferably added in an amount of 0.1 to 5.0 parts by mass, more preferably 0.5 to 4.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyurethane resin. An amount of 0 to 3.5 parts by weight is even more preferred, an amount of 1.5 to 3.0 parts by weight is even more preferred, and an amount of 2.0 to 2.5 parts by weight is even more preferred.
In addition, the hydrophilic surfactant preferably contains 30% by mass or more of succinic acid or a succinic acid derivative, more preferably 40% by mass or more, based on the total amount of the hydrophilic surfactant of 100% by mass. It is even more preferable to contain 70% by mass or more, and it is still more preferable to contain 90% by mass or more.
(B') Succinic Acid or Succinic Acid Derivative Further, the polyurethane resin-containing solution preferably contains succinic acid or a succinic acid derivative. Therefore, the preparation step preferably includes the step of adding succinic acid or a succinic acid derivative to the polyurethane resin or polyurethane resin-containing solution. Succinic acid or a succinic acid derivative is preferably added in an amount of 0.1 to 5.0 parts by mass, more preferably 0.5 to 4.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyurethane resin. An amount of .0 to 3.5 parts by weight is even more preferred, an amount of 1.5 to 3.0 parts by weight is even more preferred, and an amount of 2.0 to 2.5 parts by weight is even more preferred.
（Ｃ）ポリビニル系化合物
ポリウレタン樹脂含有溶液は、ポリビニル系化合物を含まないことが好ましい。従って、調製工程は、ポリビニル系化合物をポリウレタン樹脂又はポリウレタン樹脂含有溶液に添加する工程を含まないことが好ましい。ポリビニル系化合物としては、上記保持パッドの説明の中で記載したものが挙げられる。
(C) Polyvinyl-based compound The polyurethane resin-containing solution preferably does not contain a polyvinyl-based compound. Therefore, the preparation step preferably does not include the step of adding the polyvinyl compound to the polyurethane resin or the polyurethane resin-containing solution. Examples of the polyvinyl-based compound include those described in the explanation of the holding pad.
（Ｄ）カーボンブラック
上記調製工程において、ポリウレタン樹脂又はポリウレタン樹脂含有溶液にカーボンブラックを添加することが好ましい。カーボンブラックは、ポリウレタン樹脂１００質量部に対して１～５０質量部の量で添加することが好ましく、５～４０質量部の量がより好ましく、１０～３０質量部の量がさらにより好ましく、１５～２５質量部の量がさらにより好ましい。
(D) Carbon black In the preparation process described above, carbon black is preferably added to the polyurethane resin or the polyurethane resin-containing solution. Carbon black is preferably added in an amount of 1 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 40 parts by mass, even more preferably 10 to 30 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyurethane resin. An amount of ~25 parts by weight is even more preferred.
（Ｅ）疎水性整泡剤
上記調製工程において、ポリウレタン樹脂又はポリウレタン樹脂含有溶液に疎水性整泡剤を添加してもよい。疎水性整泡剤を添加する場合、ポリウレタン樹脂１００質量部に対して０．１～２０質量部の量で添加することが好ましく、０．５～１０質量部の量がより好ましく、１～８質量部の量がさらにより好ましい。疎水性整泡剤としては、上記保持パッドの説明の中で記載したものが挙げられる。
(E) Hydrophobic Foam Stabilizer A hydrophobic foam stabilizer may be added to the polyurethane resin or the polyurethane resin-containing solution in the preparation step. When a hydrophobic foam stabilizer is added, it is preferably added in an amount of 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass, and 1 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin. Amounts in parts by weight are even more preferred. Hydrophobic foam stabilizers include those described in the description of the holding pad.
（Ｆ）有機溶媒
前記有機溶媒としては、ポリウレタン樹脂を溶解することができ且つ水混和性であれば特に制限なく用いることが出来る。例としては、Ｎ、Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、メチルエチルケトン(ＭＥＫ)、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、アセトン、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン（ＤＭＩ）などが挙げられる。これらの中でも、ＤＭＦ又はＤＭＡｃが好ましく用いられる。
ポリウレタン樹脂含有溶液中の固形分濃度は、好ましくは１０～４０質量％、より好ましくは１５～３５質量％である。上記範囲内の濃度であれば、ポリウレタン樹脂含有溶液が適度な流動性を有し、後の塗布工程において成膜基材に均一に塗布することができる。
(F) Organic Solvent Any organic solvent that can dissolve the polyurethane resin and is miscible with water can be used without particular limitation. Examples include N,N-dimethylformamide (DMF), methylethylketone (MEK), N,N-dimethylacetamide (DMAc), tetrahydrofuran (THF), dimethylsulfoxide (DMSO), N-methylpyrrolidone (NMP), acetone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI) and the like. Among these, DMF or DMAc is preferably used.
The solid content concentration in the polyurethane resin-containing solution is preferably 10 to 40% by mass, more preferably 15 to 35% by mass. If the concentration is within the above range, the polyurethane resin-containing solution has appropriate fluidity and can be uniformly applied to the film-forming substrate in the subsequent coating step.
（Ｇ）撥水剤
上記調製工程において、ポリウレタン樹脂又はポリウレタン樹脂含有溶液に撥水剤を添加しても添加しなくてもよいが、添加することが好ましい。撥水剤は、ポリウレタン樹脂１００質量部に対して０．５～５．０質量部の量で添加することが好ましく、１．０～４．５質量部の量がより好ましく、１．５～４．０質量部の量がさらに好ましい。
(G) Water Repellent Agent In the preparation process described above, a water repellent agent may or may not be added to the polyurethane resin or the polyurethane resin-containing solution, but it is preferable to add it. The water repellent agent is preferably added in an amount of 0.5 to 5.0 parts by mass, more preferably 1.0 to 4.5 parts by mass, more preferably 1.5 to 5.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyurethane resin. An amount of 4.0 parts by weight is more preferred.
また、ポリウレタン樹脂含有溶液は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記成分以外の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、孔形成剤、顔料、親水性添加剤、疎水性添加剤などが挙げられる。 In addition, the polyurethane resin-containing solution may contain components other than the components described above within a range that does not impair the effects of the present invention. Other ingredients include pore formers, pigments, hydrophilic additives, hydrophobic additives, and the like.
（ｉｉ）塗布
上記で得られたポリウレタン樹脂含有溶液を、ナイフコーター、リバースコーター等により成膜基材上に略均一となるように、連続的に塗布する。このとき、ナイフコーター等と成膜基材との間隙（クリアランス）を調整することで、ウレタン樹脂溶液の塗布厚さ（塗布量）が調整される。成膜基材としては、本技術分野で通常用いられる基材であれば特に制限なく用いることができる。例としては、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム等の可撓性のある高分子フィルム、弾性樹脂を含浸固着させた不織布等が挙げられ、中でもポリエステルフィルムが好ましく用いられる。
(ii) Coating The polyurethane resin-containing solution obtained above is continuously coated by a knife coater, a reverse coater, or the like so as to be substantially uniform on the film-forming substrate. At this time, the coating thickness (coating amount) of the urethane resin solution is adjusted by adjusting the gap (clearance) between the knife coater or the like and the film forming substrate. As the film-forming substrate, any substrate that is commonly used in this technical field can be used without particular limitation. Examples thereof include flexible polymer films such as polyester films and polyolefin films, non-woven fabrics impregnated with elastic resin, and the like, among which polyester films are preferably used.
（ｉｉｉ）凝固浴処理
ポリウレタン樹脂含有溶液が塗布された基材を、ポリウレタン樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする凝固液（凝固浴）に浸漬する。
凝固液としては、水、水とＤＭＦ等の極性有機溶媒との混合溶液などが用いられる。極性有機溶媒としては、ポリウレタン樹脂を溶解するのに用いた水混和性の有機溶媒、例えばＤＭＦ、ＤＭＡｃ、ＴＨＦ、ＤＭＳＯ、ＮＭＰ、アセトンが挙げられる。また、混合溶媒中の極性有機溶媒の濃度は０～２０質量％が好ましい。これらの中でも、凝固液としては、水又は水とＤＭＦとの混合液が好ましく、水とＤＭＦとの混合液（混合液中のＤＭＦの割合は１～２０質量％が好ましく、５～１５質量％がより好ましい）がより好ましい。
凝固液の温度や浸漬時間に特に制限はなく、例えば１０～６０℃（好ましくは１５～５０℃）で５～１２０分間浸漬すればよい。
凝固液中では、まず、ウレタン樹脂溶液の凝固浴との界面に緻密なスキン層が形成される。その後、スキン層を通じてウレタン樹脂溶液中の溶媒と凝固液との置換が進行し、ウレタン樹脂が成膜基材上にシート状に凝固再生されて内部に涙形状気泡が複数形成された樹脂シートが形成される。
(iii) Coagulation bath treatment The base material coated with the polyurethane resin-containing solution is immersed in a coagulation liquid (coagulation bath) mainly composed of water, which is a poor solvent for the polyurethane resin.
As the coagulating liquid, water, a mixed solution of water and a polar organic solvent such as DMF, or the like is used. Polar organic solvents include water-miscible organic solvents used to dissolve the polyurethane resin, such as DMF, DMAc, THF, DMSO, NMP, and acetone. Moreover, the concentration of the polar organic solvent in the mixed solvent is preferably 0 to 20% by mass. Among these, the coagulation liquid is preferably water or a mixture of water and DMF, and a mixture of water and DMF (the ratio of DMF in the mixture is preferably 1 to 20% by mass, preferably 5 to 15% by mass). is more preferred) is more preferred.
There are no particular restrictions on the temperature of the coagulating liquid and the immersion time, and for example, immersion at 10 to 60° C. (preferably 15 to 50° C.) for 5 to 120 minutes is sufficient.
In the coagulating liquid, first, a dense skin layer is formed at the interface between the urethane resin solution and the coagulating bath. Thereafter, the replacement of the solvent in the urethane resin solution with the coagulating liquid progresses through the skin layer, and the urethane resin is coagulated and regenerated in a sheet form on the film-forming base material, resulting in a resin sheet in which a plurality of teardrop-shaped bubbles are formed. It is formed.
（ｉｖ）洗浄乾燥
凝固浴で凝固させて得られたシート状のポリウレタン樹脂を成膜基材から剥離した後又は剥離せずに、洗浄、乾燥処理を行う。
洗浄処理により、ポリウレタン樹脂中に残留する有機溶媒が除去される。洗浄に用いられる洗浄液としては、水が挙げられる。
洗浄後、ポリウレタン樹脂を乾燥処理する。乾燥処理は従来行われている方法で行えばよく、例えば８０～１５０℃で５～６０分程度乾燥機内で乾燥させればよい。上記の工程を経て、ポリウレタンシートを得ることができる。
(iv) Washing and Drying Washing and drying are performed after the sheet-like polyurethane resin obtained by coagulating in the coagulating bath is peeled off from the film-forming substrate or without being peeled off.
The washing treatment removes the organic solvent remaining in the polyurethane resin. A cleaning liquid used for cleaning includes water.
After washing, the polyurethane resin is dried. The drying treatment may be carried out by a conventional method, for example, it may be dried in a dryer at 80 to 150° C. for about 5 to 60 minutes. A polyurethane sheet can be obtained through the above steps.
本発明の保持パッドの製造方法は、ポリウレタンシートの製造後、ポリウレタンシートの被研磨物を保持するための保持面とは逆の面を研削処理してもよい。研削処理の方法に特に制限はなく、公知の方法により研削することができる。具体的には、サンドペーパーによる研削が挙げられる。また、研削処理には、バフ機やスライス機等を用いることができる。これにより、成膜樹脂の厚みが概ね均一化されたポリウレタンシートが得られる。また、ポリウレタンシートの被研磨物を保持する面とは反対側の面に他の層（下層、支持層）を貼り合わせる工程を有していてもよい。他の層の特性は特に限定されるものではないが、ポリウレタンシートよりも硬い（Ａ硬度の高い）層が貼り合わされていることが好ましい。ポリウレタンシートよりも硬い層が設けられることにより、作業性が向上する。 In the manufacturing method of the holding pad of the present invention, after manufacturing the polyurethane sheet, the surface of the polyurethane sheet opposite to the holding surface for holding the object to be polished may be ground. The method of grinding treatment is not particularly limited, and grinding can be performed by a known method. Specifically, grinding with sandpaper is mentioned. A buffing machine, a slicing machine, or the like can be used for the grinding process. As a result, a polyurethane sheet in which the film-forming resin has a substantially uniform thickness is obtained. In addition, a step of bonding another layer (lower layer, support layer) to the surface of the polyurethane sheet opposite to the surface holding the object to be polished may be provided. Although the properties of the other layers are not particularly limited, it is preferable that a layer harder than the polyurethane sheet (higher A hardness) is laminated. Workability is improved by providing a layer harder than the polyurethane sheet.
複層構造を有する場合には、複数の層同士を両面テープや接着剤などを用いて、必要により加圧しながら接着・固定すればよい。この際用いられる両面テープや接着剤に特に制限はなく、当技術分野において公知の両面テープや接着剤の中から任意に選択して使用することが出来る。 In the case of having a multi-layer structure, a plurality of layers may be adhered and fixed by using a double-sided tape, an adhesive, or the like while applying pressure as necessary. There are no particular restrictions on the double-sided tapes and adhesives used in this case, and any double-sided tapes and adhesives known in the art can be used.
＜＜研磨方法＞＞
本発明の研磨方法は、保持パッドを用いて被研磨物を保持しながら、前記被研磨物を研磨パッドで研磨する工程を有する、被研磨物の研磨方法である。
被研磨物（被保持物）としては、例えば、シリコン、ガラス、ＳｉＣ、サファイア、金属などの被研磨物、が挙げられる。これらの中でも、被研磨物としては、ガラス基板（特にＦＰＤ用ガラス基板やカバーガラス基板）が好ましい。
被研磨物を研磨する方法としては、例えば、酸化セリウム、コロイダルシリカなどから選ばれる研磨材を含む研磨液を用いて、ガラス基板の表面を研磨する方法が挙げられる。
<<polishing method>>
A polishing method according to the present invention is a method for polishing an object to be polished, comprising the step of polishing the object to be polished with a polishing pad while holding the object to be polished using a holding pad.
Examples of the object to be polished (object to be held) include objects to be polished such as silicon, glass, SiC, sapphire, and metal. Among these, glass substrates (particularly FPD glass substrates and cover glass substrates) are preferable as the object to be polished.
Examples of the method of polishing the object to be polished include a method of polishing the surface of a glass substrate using a polishing liquid containing an abrasive selected from cerium oxide, colloidal silica, and the like.
＜＜保持パッドの製造方法２＞＞
本発明の製造方法は、被研磨物を保持するための保持面を有するポリウレタンシートを含む保持パッドの製造方法であって、前記ポリウレタンシートの一部を酸化セリウムを１０質量％含むスラリー中に４５℃で２４時間浸漬し、前記保持パッドの浸漬部と非浸漬部の色差を測定する工程、及び前記色差が５０以下である保持パッドを選別する工程を含む、前記保持パッドの製造方法である。当該製造方法は、保持パッドの選別方法でもある。
本製造方法を用いることにより、被研磨物を保持して研磨した時に保持面上にスラリーが凝集するのを抑制できる保持パッドを容易に製造することができる。
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The manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing a holding pad including a polyurethane sheet having a holding surface for holding an object to be polished, wherein a part of the polyurethane sheet is placed in a slurry containing 10% by mass of cerium oxide. C. for 24 hours, measuring the color difference between the immersed portion and the non-immersed portion of the holding pad, and selecting the holding pads having the color difference of 50 or less. The manufacturing method is also a selection method for holding pads.
By using this manufacturing method, it is possible to easily manufacture a holding pad capable of suppressing aggregation of slurry on the holding surface when an object to be polished is held and polished.
＜＜作用・効果＞＞
本発明の保持パッドは、従来の保持パッドに比べて、保持パッド表面へのスラリー凝集を抑制することができ、その結果被研磨物のスクラッチや研磨ムラなどの欠点の低減でき、製品寿命を向上させることができる。その理由は定かではないが、以下のように推測される。被研磨物を保持パッドの保持面上に保持しつつ研磨パッドで研磨する場合、スラリーが用いられる。スラリーには酸化セリウムなどの固形分が含まれ、この固形分の一部が保持パッドの表面、特に保持パッド表面の被研磨物周縁部分に付着し、研磨枚数が増えるにつれて付着量は増大する。本件発明の保持パッドは、スラリー浸漬部と非浸漬部の色差が５０以下と小さいため、スラリーと長時間接していても保持パッド表面へのスラリー成分の付着を抑制し、浸漬前の状態を高度に維持しているものと考えられる。その結果、保持パッド表面へのスラリー凝集が生じにくくなり、被研磨物のスクラッチや研磨ムラなどを低減でき、製品寿命を向上させることができるものと考えられる。
<<Action/Effect>>
Compared to conventional holding pads, the holding pad of the present invention can suppress slurry aggregation on the surface of the holding pad. As a result, defects such as scratches on the object to be polished and uneven polishing can be reduced, and the product life can be improved. can be made Although the reason is not clear, it is presumed as follows. Slurry is used when polishing with a polishing pad while holding an object to be polished on the holding surface of the holding pad. The slurry contains solids such as cerium oxide, and some of these solids adhere to the surface of the holding pad, especially to the periphery of the object to be polished on the surface of the holding pad. Since the holding pad of the present invention has a small color difference of 50 or less between the portion immersed in the slurry and the portion not immersed in the slurry, the adhesion of the slurry components to the surface of the holding pad is suppressed even if it is in contact with the slurry for a long time, and the state before immersion is highly improved. It is considered to be maintained at As a result, it is believed that slurry aggregation on the surface of the holding pad is less likely to occur, scratches on the object to be polished and uneven polishing can be reduced, and product life can be extended.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
各実施例及び比較例において、特段の指定のない限り、「部」とは「質量部」を意味するものとする。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
In each example and comparative example, "parts" means "mass parts" unless otherwise specified.
［実施例１］
ポリウレタン樹脂として、ポリエステルＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）ポリウレタン樹脂（モジュラス：６．０ＭＰａ）を用いた。
このポリウレタン樹脂を３０質量％の割合で溶解させた溶液の１００部に対して、溶媒のＤＭＦの５０部、顔料としてカーボンブラックの３０質量％を含むＤＭＦ分散液の２０部を添加した。また、親水性界面活性剤としてコハク酸誘導体０．７部、撥水剤としてフッ素系撥水剤１．０部を添加した。
上記により得られたポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に塗布した後、凝固液（組成：水）中に２０℃で１００分間浸漬してポリウレタン樹脂を凝固させ、厚み０．８ｍｍの保持パッドを得た。
[Example 1]
Polyester MDI (diphenylmethane diisocyanate) polyurethane resin (modulus: 6.0 MPa) was used as the polyurethane resin.
50 parts of DMF as a solvent and 20 parts of a DMF dispersion containing 30% by mass of carbon black as a pigment were added to 100 parts of a solution in which this polyurethane resin was dissolved at a rate of 30% by mass. Further, 0.7 part of a succinic acid derivative as a hydrophilic surfactant and 1.0 part of a fluorine-based water repellent as a water repellent were added.
After the polyurethane resin solution obtained above was applied to the film-forming substrate, it was immersed in a coagulating solution (composition: water) at 20°C for 100 minutes to coagulate the polyurethane resin to obtain a holding pad with a thickness of 0.8 mm. rice field.
［実施例２］
ポリウレタン樹脂として、ポリエステルＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）ポリウレタン樹脂を用いた。
このポリウレタン樹脂を３０質量％の割合で溶解させた溶液の１００部に対して、溶媒のＤＭＦの５０部、顔料としてカーボンブラックの３０質量％を含むＤＭＦ分散液の２０部を添加した。また、親水性界面活性剤としてコハク酸誘導体０．７部、疎水性整泡剤（変性シリコーン）２．０部、撥水剤としてフッ素系撥水剤１．０部を添加した。
上記により得られたポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に塗布した後、実施例１と同様の方法でポリウレタン樹脂を凝固させ、厚み０．８ｍｍの保持パッドを得た。
[Example 2]
A polyester MDI (diphenylmethane diisocyanate) polyurethane resin was used as the polyurethane resin.
50 parts of DMF as a solvent and 20 parts of a DMF dispersion containing 30% by mass of carbon black as a pigment were added to 100 parts of a solution in which this polyurethane resin was dissolved at a rate of 30% by mass. Also added were 0.7 parts of a succinic acid derivative as a hydrophilic surfactant, 2.0 parts of a hydrophobic foam stabilizer (modified silicone), and 1.0 part of a fluorine-based water repellent as a water repellent.
After the polyurethane resin solution obtained above was applied to the film-forming substrate, the polyurethane resin was solidified in the same manner as in Example 1 to obtain a holding pad with a thickness of 0.8 mm.
［比較例１］
親水性界面活性剤及びフッ素系撥水剤を添加しなかったこと以外は実施例１と同様の方法により、比較例１の保持パッドを得た。
[Comparative Example 1]
A holding pad of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1, except that neither the hydrophilic surfactant nor the fluorine-based water repellent was added.
［比較例２］
ポリウレタン樹脂として、ポリエステルＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）ポリウレタン樹脂を用いた。
このポリウレタン樹脂を３０質量％の割合で溶解させた溶液の１００部に対して、溶媒のＤＭＦの５０部、顔料としてカーボンブラックの３０質量％を含むＤＭＦ分散液の２０部を添加した。また、親水性界面活性剤としてコハク酸誘導体０．８部、成膜助剤としてポリビニル系化合物を０．４部、撥水剤としてフッ素系撥水剤１．０部添加した。
上記により得られたポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に塗布した後、実施例１と同様の方法でポリウレタン樹脂を凝固させ、厚み０．８ｍｍの保持パッドを得た。
[Comparative Example 2]
A polyester MDI (diphenylmethane diisocyanate) polyurethane resin was used as the polyurethane resin.
50 parts of DMF as a solvent and 20 parts of a DMF dispersion containing 30% by mass of carbon black as a pigment were added to 100 parts of a solution in which this polyurethane resin was dissolved at a rate of 30% by mass. Also added were 0.8 parts of a succinic acid derivative as a hydrophilic surfactant, 0.4 parts of a polyvinyl compound as a film forming aid, and 1.0 part of a fluorine-based water repellent as a water repellent.
After the polyurethane resin solution obtained above was applied to the film-forming substrate, the polyurethane resin was solidified in the same manner as in Example 1 to obtain a holding pad with a thickness of 0.8 mm.
実施例１、比較例１～２の保持パッドに含まれるポリウレタン樹脂１００質量部に対する親水性界面活性剤としてのコハク酸誘導体、ポリビニル系化合物、カーボンブラック、疎水性整泡剤及び撥水剤の量を表１に示す。 Amounts of succinic acid derivative, polyvinyl-based compound, carbon black, hydrophobic foam stabilizer and water repellent as a hydrophilic surfactant with respect to 100 parts by mass of polyurethane resin contained in the holding pads of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1.
＜保持パッドとしての適格性＞
実施例１～２及び比較例１～２のうち、比較例１の保持パッドは発泡構造が不均一であり、被研磨物を保持できず、保持パッドとしての使用に耐えうるものではないため、色差測定及び研磨試験の評価対象から除外した。
<Eligibility as a holding pad>
Among Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the holding pad of Comparative Example 1 has a non-uniform foam structure, cannot hold the object to be polished, and cannot withstand use as a holding pad. Excluded from evaluation targets for color difference measurement and polishing test.
＜色差＞
実施例１～２及び比較例２の保持パッドについて、色差を測定した。具体的な色差の測定方法は以下のとおりである。
（色差の測定）
実施例１～２および比較例２の保持パッドから採取した短冊形サンプルを、スラリーに４５℃で２４時間浸漬した。このとき、比較のために少なくとも２０ｍｍはスラリーに浸漬しないようにした。２４時間浸漬した後、浸漬部と非浸漬部の境界線から浸漬部側２０ｍｍ、非浸漬部側２０ｍｍの領域（各々２０ｍｍ角の範囲）を含む領域について光度５００ルクスの環境下で撮影した。得られた画像から、浸漬部と非浸漬部の境界線から浸漬部側２０ｍｍ、非浸漬部側２０ｍｍの領域（各々２０ｍｍ角の範囲）について、それぞれのＲＧＢ値の平均を算出し、下記式に従って色差を求めた。
サンプル幅：２０ｍｍ
浸漬深さ：６０ｍｍ
スラリー温度：４５℃（研磨中のスラリー温度を想定）
スラリー：水および酸化セリウムの混合液スラリー(スラリー中の酸化セリウム１０質量％)
その結果を表１及び図１に示す。
<color difference>
The color difference was measured for the holding pads of Examples 1-2 and Comparative Example 2. A specific method for measuring the color difference is as follows.
(Measurement of color difference)
Strip samples taken from the retaining pads of Examples 1-2 and Comparative Example 2 were immersed in the slurry at 45° C. for 24 hours. At this time, at least 20 mm was not immersed in the slurry for comparison. After immersion for 24 hours, an area including 20 mm on the immersed part side and 20 mm on the non-immersed part side from the boundary line between the immersed part and the non-immersed part (each area of 20 mm square) was photographed under an environment with a light intensity of 500 lux. From the obtained image, the average of each RGB value was calculated for each area (20 mm square range) of 20 mm on the immersed part side and 20 mm on the non-immersed part side from the boundary line between the immersed part and the non-immersed part, and calculated according to the following formula. I asked for the color difference.
Sample width: 20mm
Immersion depth: 60mm
Slurry temperature: 45°C (assuming slurry temperature during polishing)
Slurry: Mixed liquid slurry of water and cerium oxide (10% by mass of cerium oxide in the slurry)
The results are shown in Table 1 and FIG.
＜研磨試験＞
次に、実施例１～２及び比較例２の保持パッドについて、下記の方法により、被研磨物を保持して研磨したときの耐久性を評価した。なお、試験は、スラリー凝集により被研磨物にスクラッチ又は研磨ムラの欠点が発生するまでに研磨した被研磨物の枚数を測定した。
・被保持物（被研磨物）：ガラス基板（厚さ１ｍｍ）
・研磨パッド：フジボウ愛媛株式会社製 ＰＯＬＹＰＡＳ ＴＭ７
・使用研磨機：スピードファム社製 ＳＰ１２００
・研磨速度（回転数）：４０ｒｐｍ
・加工圧力：１００ｇｆ／ｃｍ2
・スラリ：水および酸化セリウム（平均一次粒子径１．０μｍ）の混合液スラリー(スラリー中の酸化セリウム１０質量％)
その結果を表１に示す。
<Polishing test>
Next, the holding pads of Examples 1 and 2 and Comparative Example 2 were evaluated for durability when holding and polishing an object to be polished by the following method. In the test, the number of objects to be polished until defects such as scratches or uneven polishing occurred on the object to be polished due to slurry agglomeration was measured.
・Object to be held (object to be polished): glass substrate (
・ Polishing pad: POLYPAS TM7 manufactured by Fujibo Ehime Co., Ltd.
・Grinding machine used: Speedfam SP1200
・Polishing speed (number of revolutions): 40 rpm
・Processing pressure: 100 gf/cm 2
・ Slurry: Mixed liquid slurry of water and cerium oxide (average primary particle size 1.0 μm) (10% by mass of cerium oxide in the slurry)
Table 1 shows the results.
＜結果＞
研磨試験の結果、色差が５０以下である実施例１～２の保持パッドは、スラリー凝集により被研磨物に欠点が発生するまでに約１３００枚のガラス基板を研磨することができた。一方、色差が５０を超える比較例２の保持パッドは、約１０００枚を研磨した時点でスラリー凝集が生じ、被研磨物に欠点が観察された。
以上の結果から、本発明の保持パッドは、保持パッド表面へのスラリー凝集を抑制させることで、被研磨物のスクラッチや研磨ムラなどの欠点の低減し、その結果製品寿命を向上できることが分かった。
<Results>
As a result of the polishing test, the holding pads of Examples 1 and 2 having a color difference of 50 or less were able to polish about 1,300 glass substrates before defects occurred in the object to be polished due to slurry aggregation. On the other hand, with the holding pad of Comparative Example 2 having a color difference of more than 50, slurry agglomeration occurred when about 1000 sheets were polished, and a defect was observed in the object to be polished.
From the above results, it was found that the holding pad of the present invention can reduce defects such as scratches on the object to be polished and uneven polishing by suppressing slurry aggregation on the surface of the holding pad, and as a result, can improve the product life. .
本発明の保持パッドは、従来の保持パッドに比べて、保持パッド表面へのスラリー凝集を抑制させることができる。よって、本発明の保持パッド、その製造方法及びその選別方法は、産業上極めて有用である。 The holding pad of the present invention can suppress slurry agglomeration on the surface of the holding pad compared to conventional holding pads. Therefore, the holding pad of the present invention, its manufacturing method, and its screening method are industrially extremely useful.
Claims (10)
前記ポリウレタンシートの一部を、平均一次粒子径１．０μｍの酸化セリウムを１０質量％含む、水と酸化セリウムの混合液スラリー中に４５℃で２４時間浸漬したときの前記ポリウレタンシートの浸漬部と非浸漬部の色差が５０以下である、
前記ポリウレタンシートが、ポリエステルＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）ポリウレタン樹脂、カーボンブラック、コハク酸誘導体、及びフッ素系撥水剤を含み、ポリビニル系化合物を含まない、前記保持パッド。 A holding pad having a polyurethane sheet having a plurality of teardrop-shaped cells and a holding surface for holding an object to be polished,
a part of the polyurethane sheet is immersed in a mixed solution slurry of water and cerium oxide containing 10% by mass of cerium oxide having an average primary particle size of 1.0 μm at 45° C. for 24 hours; and The color difference of the non-immersed part is 50 or less,
The holding pad, wherein the polyurethane sheet contains a polyester MDI (diphenylmethane diisocyanate) polyurethane resin, carbon black, a succinic acid derivative, and a fluorine-based water repellent, and does not contain a polyvinyl-based compound.
ポリウレタン樹脂を含む溶液を凝固液に浸漬してポリウレタン樹脂を凝固させ、ポリウレタンシートを得る工程、
を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の保持パッドの製造方法であって、
前記ポリウレタンシートは、前記ポリウレタンシートの一部を平均一次粒子径１．０μｍの酸化セリウムを１０質量％含む、水と酸化セリウムの混合液スラリー中に４５℃で２４時間浸漬したときの浸漬部と非浸漬部の色差が５０以下である、前記製造方法。 preparing a solution containing a polyurethane resin;
a step of immersing a solution containing a polyurethane resin in a coagulating liquid to coagulate the polyurethane resin to obtain a polyurethane sheet;
A method for manufacturing a holding pad according to any one of claims 1 to 5 , comprising
A part of the polyurethane sheet is immersed in a mixed solution slurry of water and cerium oxide containing 10% by mass of cerium oxide having an average primary particle diameter of 1.0 μm at 45° C. for 24 hours. The manufacturing method, wherein the non-immersed portion has a color difference of 50 or less.
前記ポリウレタンシートの一部を、平均一次粒子径１．０μｍの酸化セリウムを１０質量％含む、水と酸化セリウムの混合液スラリー中に４５℃で２４時間浸漬し、浸漬部と非浸漬部の色差を測定する工程、及び
前記色差が５０以下である保持パッドを選別する工程、
を含み、
前記ポリウレタンシートが、ポリエステルＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）ポリウレタン樹脂、カーボンブラック、コハク酸誘導体、及びフッ素系撥水剤を含み、ポリビニル系化合物を含まない、前記保持パッドの製造方法。 A method for manufacturing a holding pad including a polyurethane sheet having a holding surface for holding an object to be polished,
A portion of the polyurethane sheet was immersed in a mixed liquid slurry of water and cerium oxide containing 10% by mass of cerium oxide having an average primary particle size of 1.0 μm at 45° C. for 24 hours, and the color difference between the immersed portion and the non-immersed portion and selecting holding pads having a color difference of 50 or less;
including
The method for manufacturing the holding pad, wherein the polyurethane sheet contains a polyester MDI (diphenylmethane diisocyanate) polyurethane resin, carbon black, a succinic acid derivative, and a fluorine-based water repellent, but does not contain a polyvinyl-based compound.
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