JP7502592B2 - Polishing Pad - Google Patents

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JP7502592B2 JP2019180493A JP2019180493A JP7502592B2 JP 7502592 B2 JP7502592 B2 JP 7502592B2 JP 2019180493 A JP2019180493 A JP 2019180493A JP 2019180493 A JP2019180493 A JP 2019180493A JP 7502592 B2 JP7502592 B2 JP 7502592B2
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Description

本発明は研磨パッドに関し、より詳しくは、被研磨物の加工時に加工の終点を検出するための終点検出用窓を備えた研磨パッドに関する。 The present invention relates to a polishing pad, and more specifically, to a polishing pad equipped with an end point detection window for detecting the end point of processing when processing a workpiece.

従来、被研磨物としてのウエハを研磨するための研磨パッドは知られており、さらに、ウエハを研磨加工する際の終点を検出するために、検査光を透過させる透明な終点検出用窓を備えた研磨パッドは知られている(例えば特許文献1~特許文献3)。
こうした従来の研磨パッドにおいては、本体部となる研磨層に貫通孔を設けるとともに、研磨に用いられる研磨液(スラリー)の漏出を防ぐため、そこに終点検出用窓となる透明な窓用部材を取り付ける構成となっている。具体的には、特許文献1の研磨パッドにおいては、終点検出用窓となる窓用部材を研磨層の貫通孔に嵌め込んで光硬化性接着剤で接着するようにしてあり、特許文献2の研磨パッドにおいては、研磨層の貫通孔に終点検出用窓となる窓用部材を接着剤なしで嵌合している。さらに、特許文献3の研磨パッドにおいては、研磨層の貫通孔の内周面に単一の凹部を形成する一方、終点検出用窓となる窓用部材の外周面に上記凹部と係合する凸部を形成している。
Conventionally, polishing pads for polishing a wafer as an object to be polished have been known, and further, polishing pads having a transparent end point detection window that transmits inspection light in order to detect the end point when polishing a wafer have been known (for example, Patent Documents 1 to 3).
In such conventional polishing pads, a through hole is provided in the polishing layer which is the main body, and a transparent window member which serves as an end point detection window is attached thereto to prevent leakage of the polishing liquid (slurry) used in polishing. Specifically, in the polishing pad of Patent Document 1, the window member which serves as the end point detection window is fitted into the through hole of the polishing layer and bonded with a photocurable adhesive, and in the polishing pad of Patent Document 2, the window member which serves as the end point detection window is fitted into the through hole of the polishing layer without adhesive. Furthermore, in the polishing pad of Patent Document 3, a single recess is formed on the inner peripheral surface of the through hole of the polishing layer, while a protrusion which engages with the recess is formed on the outer peripheral surface of the window member which serves as the end point detection window.

特開2004-343090号公報JP 2004-343090 A 特開2004-134539号公報JP 2004-134539 A 特開2006-110686号公報JP 2006-110686 A

ところで、上述した従来の研磨パッドにおいては、それぞれ以下のような問題があった。
すなわち、上記特許文献1の研磨パッドにおいては、ウエハを研磨中において光硬化性の接着剤がウエハの被研磨面と接触するため、ウエハの被研磨面にスクラッチ等が生じて研磨性能が低下するという問題があった。また、特許文献2の研磨パッドにおいては、研磨層の貫通孔への終点検出用窓(窓用部材)の嵌合が不十分となりやすく、ウエハの研磨中に研磨層の貫通孔から終点検出用窓が脱落する恐れがあった。
さらに、特許文献3の研磨パッドにおいては、研磨パッドの使用に伴って研磨パッドの研磨層及び終点検出用窓が磨滅することで、終点検出用窓の外周面に形成されていた凸部が消滅すると、その後のウエハの研磨中に終点検出用窓が貫通孔から容易に脱落する恐れがあった。
そこで、本発明の目的は、研磨性能の低下を防止し、しかも研磨層から終点検出用窓が脱落するのを防止可能な研磨パッドを提供することである。
However, the above-mentioned conventional polishing pads have the following problems.
That is, in the polishing pad of Patent Document 1, the photocurable adhesive comes into contact with the polished surface of the wafer during polishing, causing scratches on the polished surface of the wafer and deteriorating the polishing performance. Also, in the polishing pad of Patent Document 2, the end point detection window (window member) is likely to be insufficiently fitted into the through hole of the polishing layer, and there is a risk that the end point detection window will fall off from the through hole of the polishing layer during polishing of the wafer.
Furthermore, in the polishing pad of Patent Document 3, as the polishing pad is used, the polishing layer and the end point detection window of the polishing pad wear away, causing the convex portion formed on the outer peripheral surface of the end point detection window to disappear, and there was a risk that the end point detection window would easily fall off from the through hole during subsequent polishing of the wafer.
SUMMARY OF THE PRESENT EMBODIMENT An object of the present invention is to provide a polishing pad which prevents deterioration of polishing performance and also prevents the end point detection window from falling off from the polishing layer.

上述した事情に鑑み、本発明は、被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層と、該研磨層の貫通孔に設けられて、検査光及び被研磨物からの反射光を透過させる終点検出用窓とを備える研磨パッドにおいて、
上記終点検出用窓の側部に、上記研磨面と直交方向において複数の凸部が形成されており、
上記研磨層の貫通孔の内周面に、上記終点検出用窓の凸部と係合する複数の凹部が形成されており、
接着剤を用いることなく上記複数箇所の凸部と凹部が隙間なく係合しており、
上記研磨層の研磨面に、スラリーを保持及び/又は排出する溝が形成されており、少なくとも1つの凸部と凹部が上記溝の底部の高さよりも下方に係合した状態で設けられており、
さらに、上記凸部のピッチが0.2~0.5mmであり、
上記凸部の高さが0.15~0.5mmであることを特徴とするものである。
In view of the above circumstances, the present invention provides a polishing pad comprising a polishing layer having a polishing surface for polishing an object to be polished, and an end point detection window provided in a through hole of the polishing layer and allowing an inspection light and a reflected light from the object to pass therethrough, the end point detection window comprising:
a plurality of protrusions are formed on the side of the end point detection window in a direction perpendicular to the polishing surface;
a plurality of recesses that engage with the protrusions of the end point detection window are formed on an inner peripheral surface of the through hole of the polishing layer;
The plurality of protrusions and recesses are engaged without gaps without using adhesive,
a groove for holding and/or discharging a slurry is formed on the polishing surface of the polishing layer, and at least one protrusion and a recess are provided in a state of engagement below the height of a bottom of the groove;
Furthermore, the pitch of the convex portions is 0.2 to 0.5 mm,
The height of the projections is 0.15 to 0.5 mm .

このような構成によれば、接着剤を用いることなく、複数箇所の凹凸が相互に隙間なく係合した状態で終点検出用窓は貫通孔に取り付けられる。そのため、被研磨物の研磨加工の際に、被加工面が接着剤によって悪影響を受けることがなく、しかも上記複数の凹部と凸部が係合しているので、被研磨物の研磨中に終点検出用窓が研磨層の貫通孔から脱落するのを防止することができる。
また、少なくとも1つの凸部と凹部が上記研磨面の溝の底部の高さよりも下方に係合した状態で設けられているので、研磨面が磨滅して上記溝が消滅して研磨層の交換が必要になった状態においても、少なくとも1つの凸部と凹部が残留することになるため、終点検出用窓が研磨層の貫通孔から脱落するのを確実に防止することができる。
According to this configuration, the end point detection window is attached to the through hole with the multiple projections and recesses tightly engaged with each other without using adhesive, so that the surface to be polished is not adversely affected by the adhesive when the workpiece is polished, and since the multiple projections and recesses are engaged with each other, it is possible to prevent the end point detection window from falling off the through hole of the polishing layer while the workpiece is being polished.
Furthermore, since at least one convex portion and concave portion are arranged in an engaged state below the height of the bottom of the groove in the polishing surface, even when the polishing surface wears away and the groove disappears, making it necessary to replace the polishing layer, at least one convex portion and concave portion will remain, thereby reliably preventing the end point detection window from falling off from the through hole in the polishing layer.

本発明の一実施例を示す概略の斜視図。1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the present invention; 図1のII―II線に沿う要部の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part taken along line II-II in FIG. 図2の要部の拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2 . 図3に示す研磨パッドの研磨層の製造工程を示す図。4A to 4C are diagrams showing the manufacturing process of the polishing layer of the polishing pad shown in FIG. 3 . 図2の要部の断面図であり、図5(a)は研磨パッドの使用前の状態を示し、図5(b)は使用後の状態を示している。5A and 5B are cross-sectional views of the main part of FIG. 2, in which FIG. 5A shows the polishing pad in a state before use and FIG. 5B shows the polishing pad in a state after use. 本発明の他の実施例を示す断面図であり、図6(a)は研磨パッドの使用前の状態を示し、図6(b)は使用後の状態を示している。6A and 6B are cross-sectional views showing another embodiment of the present invention, in which FIG. 6A shows a polishing pad in a state before use, and FIG. 6B shows a state after use. 本発明の他の実施例を示す断面図であり、図7(a)は研磨パッドの使用前の状態を示し、図7(b)は使用後の状態を示している。7A and 7B are cross-sectional views showing another embodiment of the present invention, in which FIG. 7A shows a polishing pad in a state before use, and FIG. 7B shows a state after use.

以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1ないし図2において、1は研磨装置であり、この研磨装置1は、薄板状の被研磨物2(例えば半導体ウエハ)を研磨パッド3によって研磨するようになっている。また、この研磨装置1は、被研磨物2を研磨する研磨加工を行う際に被研磨物2の被研磨面2Aに検査光L1を照射し、その反射光を検出機構7(受光部7B)で受光することで、研磨加工の進捗状況と加工終了となる終点を検出できるようになっている。
研磨装置1は、下方側に位置して上面に研磨パッド3が固定される研磨定盤4と、上方側に位置して下面に被研磨物2を保持する保持定盤5と、被研磨物2と研磨パッド3との間にスラリーを供給するスラリー供給機構6と、検査光L1を用いて被研磨物2の研磨加工の進捗状況と加工の終点を検出する検出機構7を備えている。
研磨装置1による研磨加工の対象となる被研磨物2は、光学材料、シリコンウェハ、液晶用ガラス基板、半導体基板の他、ガラス、金属、セラミック等の板状物である。また、スラリー供給機構6が供給するスラリーとしては、対象となる被研磨物2および求められる加工精度に応じて従来公知の好適な物を使用することができる。
上記研磨定盤4および保持定盤5はそれぞれ略円盤状となっており、それぞれ図示しない駆動機構によって矢印方向に回転するようになっており、また、上記保持定盤5は昇降可能に設けられている。
被研磨物2に研磨加工を行う際には、保持定盤5によって被研磨物2の被研磨面(下面)2Aを研磨パッド3の研磨面3Aに設定圧力で押し当てた状態で、それらが相対的に回転されるとともに、スラリー供給機構6からスラリーが被研磨物2の被研磨面2Aと研磨パッド3の研磨面3Aとの間に供給されるようになっている。
1 and 2, reference numeral 1 denotes a polishing apparatus which polishes a thin plate-like object to be polished 2 (e.g., a semiconductor wafer) with a polishing pad 3. When performing polishing of the object to be polished 2, the polishing apparatus 1 irradiates a polishing surface 2A of the object to be polished 2 with an inspection light L1 and receives the reflected light with a detection mechanism 7 (light receiving section 7B), thereby making it possible to detect the progress of the polishing process and the end point of the process.
The polishing apparatus 1 comprises a polishing platen 4 located on the lower side and having a polishing pad 3 fixed on its upper surface, a holding platen 5 located on the upper side and holding the workpiece 2 on its lower surface, a slurry supply mechanism 6 that supplies slurry between the workpiece 2 and the polishing pad 3, and a detection mechanism 7 that uses an inspection light L1 to detect the progress of polishing of the workpiece 2 and the end point of the processing.
The workpiece 2 to be polished by the polishing device 1 is an optical material, a silicon wafer, a glass substrate for liquid crystal, a semiconductor substrate, and a plate-like object such as glass, metal, ceramic, etc. As the slurry to be supplied by the slurry supply mechanism 6, a suitable conventionally known material can be used depending on the workpiece 2 to be polished and the required processing accuracy.
The polishing platen 4 and the holding platen 5 are each substantially disk-shaped and are adapted to rotate in the direction of the arrow by a drive mechanism (not shown). The holding platen 5 is also provided so as to be movable up and down.
When polishing the object to be polished 2, the holding platen 5 presses the polished surface (lower surface) 2A of the object to be polished 2 against the polishing surface 3A of the polishing pad 3 at a set pressure while they are rotated relative to one another, and slurry is supplied from a slurry supply mechanism 6 between the polished surface 2A of the object to be polished 2 and the polishing surface 3A of the polishing pad 3.

ところで、被研磨物2の研磨加工を行う際には、該被研磨物2の研磨加工の進捗状況と加工終了となる終点を検出する必要がある。そこで、この研磨装置1は、下方側から上方に向けて検査光L1を照射して、被研磨物2の被研磨面2Aからの反射光を基にして研磨加工の進捗状況と加工終点を検出する検出機構7を備えている。また、研磨パッド3の所定位置には、上記検査光L1を透過させ、かつ被研磨物2の被研磨面2Aからの反射光を透過させる透明な終点検出用窓3Bが設けられている。
研磨パッド3は、上方側に位置する円板状の研磨層3Cと、研磨層3Cの下面に接着剤で接着された円板状の支持層3Dとを備えている。研磨層3Cの所定位置に透明な終点検出用窓3Bが設けられており、その下方側となる支持層3Dの位置には、検査光L1及び被研磨物2からの反射光を通過させるための貫通孔3Daが穿設されている。
終点検出用窓3Bの上面3Bbと研磨層3Cの上面である研磨面3Aは同一平面となっている。また、終点検出用窓3Bの下面3Bcと研磨層3Cの下面は同一平面となっており、そこに接着剤により支持層3Dの上面が接着されている。そして、上下で一体となった研磨層3Cと支持層3Dからなる研磨パッド3は、その下面(支持層3Dの下面)を両面テープや接着剤等によって研磨定盤4の上面4Aに固定されている。
When polishing the workpiece 2, it is necessary to detect the progress of the polishing of the workpiece 2 and the end point of the polishing. Therefore, the polishing device 1 is provided with a detection mechanism 7 that irradiates an inspection light L1 from below toward above and detects the progress of the polishing and the end point of the polishing based on the light reflected from the polished surface 2A of the workpiece 2. In addition, a transparent end point detection window 3B is provided at a predetermined position of the polishing pad 3, which transmits the inspection light L1 and the light reflected from the polished surface 2A of the workpiece 2.
The polishing pad 3 includes a disk-shaped polishing layer 3C located on the upper side, and a disk-shaped support layer 3D bonded with an adhesive to the lower surface of the polishing layer 3C. A transparent end point detection window 3B is provided at a predetermined position of the polishing layer 3C, and a through hole 3Da is drilled at the position of the support layer 3D below the end point detection window 3B to allow the inspection light L1 and the reflected light from the workpiece 2 to pass therethrough.
The upper surface 3Bb of the end point detection window 3B and the polishing surface 3A, which is the upper surface of the polishing layer 3C, are flush with each other. The lower surface 3Bc of the end point detection window 3B and the lower surface of the polishing layer 3C are flush with each other, and the upper surface of the support layer 3D is bonded thereto with an adhesive. The polishing pad 3, which is made up of the polishing layer 3C and the support layer 3D integrated vertically, has its lower surface (the lower surface of the support layer 3D) fixed to the upper surface 4A of the polishing table 4 with double-sided tape, adhesive, or the like.

研磨層3Cは、硬質ウレタンにより形成されている。硬質ウレタンは、ポリオール成分とイソシアネート成分との反応中間体であるウレタンプレポリマーを用い、ジアミン類又はジオール類等の硬化剤(鎖延長剤)、発泡剤、触媒等を添加混合して得られるポリウレタンポリウレア樹脂を硬化させるプレポリマー法により製造される。なお、以下に研磨層や終点検出用窓をポリウレタンポリウレア樹脂として説明するが、ポリウレタン樹脂やポリウレア樹脂を用いてもよい。 The polishing layer 3C is made of hard urethane. Hard urethane is produced by a prepolymer method in which a urethane prepolymer, which is a reaction intermediate between a polyol component and an isocyanate component, is used to harden the polyurethane polyurea resin obtained by adding and mixing a hardener (chain extender) such as a diamine or diol, a foaming agent, a catalyst, etc. Note that although the polishing layer and the end point detection window are described below as being made of polyurethane polyurea resin, polyurethane resin or polyurea resin may also be used.

研磨層3Cの製造方法としては、例えば、少なくともプレポリマーとしてのポリウレタン結合含有イソシアネート化合物、硬化剤、中空体を準備する準備工程;少なくとも、上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物、硬化剤を混合して成形体成形用の混合液を得る混合工程;上記成形体成形用混合液からポリウレタンポリウレア樹脂成形体を成形する成形体成形工程;および上記ポリウレタンポリウレア樹脂成形体から、上記研磨面を有する研磨層を形成する研磨層形成工程、を含むことが挙げられる。 The manufacturing method of the polishing layer 3C may include, for example, a preparation step of preparing at least a polyurethane bond-containing isocyanate compound as a prepolymer, a curing agent, and a hollow body; a mixing step of mixing at least the polyurethane bond-containing isocyanate compound and the curing agent to obtain a mixture for molding a molded body; a molded body molding step of molding a polyurethane polyurea resin molded body from the mixture for molding a molded body; and a polishing layer formation step of forming a polishing layer having the polishing surface from the polyurethane polyurea resin molded body.

上記準備工程として、上記研磨層3Cの製造には、ポリウレタンポリウレア樹脂成形体の原料として、例えば、ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物、硬化剤、中空体が用いられる。更にポリオール化合物を上記成分とともに用いてもよく、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の成分を併せて用いてもよい。 In the preparation process, for example, a polyurethane bond-containing isocyanate compound, a curing agent, and a hollow body are used as raw materials for the polyurethane polyurea resin molded body in the manufacture of the polishing layer 3C. Furthermore, a polyol compound may be used together with the above components, and components other than the above may be used together as long as the effects of the present invention are not impaired.

上記準備工程で準備される上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物は、下記ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを、通常用いられる条件で反応させることにより得られる化合物であり、ポリウレタン結合とイソシアネート基を分子内に含むものである。また、本発明の効果を損なわない範囲内で、他の成分がポリウレタン結合含有イソシアネート化合物に含まれていてもよい。
上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物としては、市販されているものを用いてもよく、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させて合成したものを用いてもよい。上記反応に特に制限はなく、ポリウレタン樹脂の製造において公知の方法および条件を用いて付加重合反応すればよい。
例えば、40℃に加温したポリオール化合物に、窒素雰囲気にて撹拌しながら50℃に加温したポリイソシアネート化合物を添加し、30分後に80℃まで昇温させ更に80℃にて60分間反応させるといった方法で製造することが出来る。
The polyurethane bond-containing isocyanate compound prepared in the preparation step is a compound obtained by reacting the following polyisocyanate compound with a polyol compound under commonly used conditions, and contains a polyurethane bond and an isocyanate group in the molecule. In addition, other components may be contained in the polyurethane bond-containing isocyanate compound within the range that does not impair the effects of the present invention.
The polyurethane bond-containing isocyanate compound may be a commercially available product, or may be a product synthesized by reacting a polyisocyanate compound with a polyol compound. The reaction is not particularly limited, and addition polymerization may be performed using a method and conditions known in the art for producing polyurethane resins.
For example, the polyisocyanate compound heated to 50°C is added to a polyol compound heated to 40°C while stirring in a nitrogen atmosphere, and the mixture is heated to 80°C after 30 minutes and then reacted at 80°C for 60 minutes.

まず、上記ポリイソシアネート化合物とは、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する化合物を意味する。またポリイソシアネート化合物としては、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有していれば特に制限されるものではない。
例えば、分子内に2つのイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物としては、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート(2,6-TDI)、2,4-トリレンジイソシアネート(2,4-TDI)、ナフタレン-1,4-ジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート(MDI)、4,4’-メチレン-ビス(シクロヘキシルイソシアネート)(水添MDI)、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ビフェニルジイソシアネート、3,3’-ジメチルジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、キシリレン-1,4-ジイソシアネート、4,4’-ジフェニルプロパンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、プロピレン-1,2-ジイソシアネート、ブチレン-1,2-ジイソシアネート、シクロヘキシレン-1,2-ジイソシアネート、シクロヘキシレン-1,4-ジイソシアネート、p-フェニレンジイソチオシアネート、キシリレン-1,4-ジイソチオシアネート、エチリジンジイソチオシアネート等を挙げることができる。
さらに、ポリイソシアネート化合物としては、ジイソシアネート化合物が好ましく、中でも2,4-TDI、2,6-TDI、MDIがより好ましく、2,4-TDI、2,6-TDIが特に好ましい。
これらのポリイソシアネート化合物は、単独で用いてもよく、複数のポリイソシアネート化合物を組み合わせて用いてもよい。
First, the polyisocyanate compound means a compound having two or more isocyanate groups in the molecule. The polyisocyanate compound is not particularly limited as long as it has two or more isocyanate groups in the molecule.
For example, diisocyanate compounds having two isocyanate groups in the molecule include m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), naphthalene-1,4-diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI), 4,4'-methylene-bis(cyclohexyl isocyanate) (hydrogenated MDI), 3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenyl diisocyanate, 3,3'-dimethyl- Examples of the diisocyanate include diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, xylylene-1,4-diisocyanate, 4,4'-diphenylpropane diisocyanate, trimethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, propylene-1,2-diisocyanate, butylene-1,2-diisocyanate, cyclohexylene-1,2-diisocyanate, cyclohexylene-1,4-diisocyanate, p-phenylene diisothiocyanate, xylylene-1,4-diisothiocyanate, and ethylidine diisothiocyanate.
Furthermore, as the polyisocyanate compound, a diisocyanate compound is preferable, among which 2,4-TDI, 2,6-TDI and MDI are more preferable, and 2,4-TDI and 2,6-TDI are particularly preferable.
These polyisocyanate compounds may be used alone, or a plurality of polyisocyanate compounds may be used in combination.

次に上記ポリオール化合物とは、分子内に2つ以上のアルコール性水酸基(OH)を有する化合物を意味する。
上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物の合成に用いられるポリオール化合物としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール(DEG)、ブチレングリコール等のジオール化合物、トリオール化合物等;ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール(又はポリテトラメチレンエーテルグリコール)(PTMG)等のポリエーテルポリオール化合物;エチレングリコールとアジピン酸との反応物やブチレングリコールとアジピン酸との反応物等のポリエステルポリオール化合物;ポリカーボネートポリオール化合物、ポリカプロラクトンポリオール化合物等を挙げることができる。
また、エチレンオキサイドを付加した3官能性プロピレングリコールを用いることもできる。これらの中でも、PTMG、又はPTMGとDEGの組み合わせが好ましい。
上記ポリオール化合物は単独で用いてもよく、複数のポリオール化合物を組み合わせて用いてもよい。
Next, the above-mentioned polyol compound means a compound having two or more alcoholic hydroxyl groups (OH) in the molecule.
Examples of the polyol compound used in the synthesis of the polyurethane bond-containing isocyanate compound include diol compounds, triol compounds, and the like, such as ethylene glycol, diethylene glycol (DEG), butylene glycol, and the like; polyether polyol compounds, such as poly(oxytetramethylene) glycol (or polytetramethylene ether glycol) (PTMG), and the like; polyester polyol compounds, such as a reaction product of ethylene glycol and adipic acid, or a reaction product of butylene glycol and adipic acid, and the like; polycarbonate polyol compounds, polycaprolactone polyol compounds, and the like.
Also usable is a trifunctional propylene glycol having ethylene oxide added thereto. Among these, PTMG or a combination of PTMG and DEG is preferred.
The above polyol compounds may be used alone or in combination of two or more polyol compounds.

ここで、NCO基1個当たりのプレポリマーの分子量を示すプレポリマーのNCO当量としては、200~800であることが好ましく、300~700であることがより好ましく、400~600であることがさらにより好ましい。
具体的に上記プレポリマーのNCO当量は以下のようにして求めることができる。
プレポリマーのNCO当量=(ポリイソシアネート化合物の質量部+ポリオール化合物の質量部)/[(ポリイソシアネート化合物1分子当たりの官能基数×ポリイソシアネート化合物の質量部/ポリイソシアネート化合物の分子量)-(ポリオール化合物1分子当たりの官能基数×ポリオール化合物の質量部/ポリオール化合物の分子量)]
Here, the NCO equivalent of the prepolymer, which indicates the molecular weight of the prepolymer per NCO group, is preferably 200-800, more preferably 300-700, and even more preferably 400-600.
Specifically, the NCO equivalent of the prepolymer can be determined as follows.
NCO equivalent of prepolymer=(parts by mass of polyisocyanate compound+parts by mass of polyol compound)/[(number of functional groups per molecule of polyisocyanate compound×parts by mass of polyisocyanate compound/molecular weight of polyisocyanate compound)−(number of functional groups per molecule of polyol compound×parts by mass of polyol compound/molecular weight of polyol compound)]

上記硬化剤としては、例えば、ポリアミン化合物および/又はポリオール化合物を用いることができる。
ポリアミン化合物とは、分子内に2つ以上のアミノ基を有する化合物を意味し、脂肪族や芳香族のポリアミン化合物、特にはジアミン化合物を使用することができる。
例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジアミン、3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタン(メチレンビス-o-クロロアニリン)(以下、MOCAと略記する。)、MOCAと同様の構造を有するポリアミン化合物等を挙げることができる。
また、ポリアミン化合物が水酸基を有していてもよく、このようなアミン系化合物として、例えば、2-ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2-ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2-ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等を挙げることができる。
ポリアミン化合物としては、ジアミン化合物が好ましく、MOCA、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンがより好ましく、MOCAが特に好ましい。
ポリアミン化合物は、単独で用いてもよく、複数のポリアミン化合物を組み合わせて用いてもよい。
ポリアミン化合物は、他の成分と混合し易くするためおよび/又は後の成形体形成工程における気泡径の均一性を向上させるために、必要により加熱した状態で減圧下脱泡することが好ましい。減圧下での脱泡方法としては、ポリウレタンの製造において公知の方法を用いればよく、例えば、真空ポンプを用いて0.1MPa以下の真空度で脱泡することができる。
硬化剤として固体の化合物を用いる場合は、加熱により溶融させつつ、減圧下脱泡することができる。
As the curing agent, for example, a polyamine compound and/or a polyol compound can be used.
The polyamine compound means a compound having two or more amino groups in the molecule, and an aliphatic or aromatic polyamine compound, particularly a diamine compound, can be used.
Examples of the compound include ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, dicyclohexylmethane-4,4'-diamine, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (methylenebis-o-chloroaniline) (hereinafter abbreviated as MOCA), and polyamine compounds having the same structure as MOCA.
Furthermore, the polyamine compound may have a hydroxyl group, and examples of such amine compounds include 2-hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, di-2-hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, and di-2-hydroxypropylethylenediamine.
As the polyamine compound, a diamine compound is preferable, MOCA, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone are more preferable, and MOCA is particularly preferable.
The polyamine compound may be used alone or in combination of two or more polyamine compounds.
In order to facilitate mixing with other components and/or to improve the uniformity of the bubble diameter in the subsequent molding process, the polyamine compound is preferably degassed under reduced pressure while being heated as necessary. As a method for degassing under reduced pressure, any method known in the production of polyurethanes may be used, and for example, degassing can be performed using a vacuum pump at a vacuum degree of 0.1 MPa or less.
When a solid compound is used as the curing agent, it can be melted by heating and degassed under reduced pressure.

また、硬化剤としてのポリオール化合物としては、ジオール化合物やトリオール化合物等の化合物であれば特に制限なく用いることができる。また、プレポリマーを形成するのに用いられるポリオール化合物と同一であっても異なっていてもよい。
具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオールなどの低分子量ジオール、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの高分子量のポリオール化合物などが挙げられる。
上記ポリオール化合物は単独で用いてもよく、複数のポリオール化合物を組み合わせて用いてもよい。
The polyol compound used as the curing agent is not particularly limited as long as it is a diol compound, a triol compound, etc. The polyol compound may be the same as or different from the polyol compound used to form the prepolymer.
Specific examples include low molecular weight diols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, and 1,6-hexanediol; and high molecular weight polyol compounds such as poly(oxytetramethylene) glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol.
The above polyol compounds may be used alone or in combination of two or more polyol compounds.

ここで、上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物の末端に存在するイソシアネート基に対する、硬化剤に存在する活性水素基(アミノ基および水酸基)の当量比であるR値が、0.60~1.40となるよう、各成分を混合する。R値は、0.65~1.30が好ましく、0.70~1.20がより好ましい。 Here, the components are mixed so that the R value, which is the equivalent ratio of the active hydrogen groups (amino groups and hydroxyl groups) present in the curing agent to the isocyanate groups present at the ends of the polyurethane bond-containing isocyanate compound, is 0.60 to 1.40. The R value is preferably 0.65 to 1.30, and more preferably 0.70 to 1.20.

上記中空体とは、空隙を有する微小球体を意味する。微小球体には、球状、楕円状、およびこれらに近い形状のものが含まれる。中空体の例としては、熱可塑性樹脂からなる外殻(ポリマー殻)と、外殻に内包される低沸点炭化水素とからなる未発泡の加熱膨張性微小球状体や未発泡の加熱膨張性微小球状体を加熱膨張させたものが挙げられる。
上記ポリマー殻としては、特開昭57-137323号公報等に開示されているように、例えば、アクリロニトリル-塩化ビニリデン共重合体、アクリロニトリル-メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニル-エチレン共重合体などの熱可塑性樹脂を用いることができる。同様に、ポリマー殻に内包される低沸点炭化水素としては、例えば、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、石油エーテル等を用いることができる。
なお、上記中空体を用いる他、水発泡等の化学的発泡や機械的な撹拌による発泡を用いて気泡を形成しても良く、これらの方法を組み合わせても良い。
The hollow body means a microsphere having a void. The microsphere includes a spherical shape, an elliptical shape, and shapes similar thereto. Examples of hollow bodies include unfoamed heat-expandable microspheres having an outer shell (polymer shell) made of a thermoplastic resin and a low-boiling point hydrocarbon contained in the outer shell, and bodies obtained by thermally expanding unfoamed heat-expandable microspheres.
As disclosed in JP-A-57-137323, etc., the polymer shell may be made of a thermoplastic resin such as an acrylonitrile-vinylidene chloride copolymer, an acrylonitrile-methyl methacrylate copolymer, or a vinyl chloride-ethylene copolymer. Similarly, the low-boiling point hydrocarbon encapsulated in the polymer shell may be, for example, isobutane, pentane, isopentane, petroleum ether, etc.
In addition to using the hollow bodies, bubbles may be formed by chemical foaming such as water foaming or foaming due to mechanical stirring, or these methods may be combined.

次に混合工程について説明すると、当該混合工程では、上記準備工程で準備した、プレポリマーとしてのポリウレタン結合含有イソシアネート化合物、硬化剤および中空体を、混合機内に供給して攪拌・混合する。混合工程は、上記各成分の流動性を確保できる温度に加温した状態で行われる。
混合順序に特に制限はないが、ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物と中空体とを混合した混合液と、硬化剤および必要に応じて他の成分を混合した混合液とを用意し、両混合液を混合器内に供給して混合撹拌することが好ましい。このようにして、成形体成形用の混合液が調製される。
Next, the mixing step will be described. In the mixing step, the polyurethane bond-containing isocyanate compound as a prepolymer, the curing agent, and the hollow bodies prepared in the preparation step are fed into a mixer and stirred and mixed. The mixing step is performed in a state where the components are heated to a temperature at which the fluidity of each component can be ensured.
Although there is no particular restriction on the order of mixing, it is preferable to prepare a mixed liquid obtained by mixing a polyurethane bond-containing isocyanate compound and a hollow body, and a mixed liquid obtained by mixing a curing agent and other components as necessary, and to supply both mixed liquids into a mixer and mix and stir them. In this way, a mixed liquid for molding a molded body is prepared.

次に成形体成形工程では、上記混合工程で調製された成形体成形用の混合液を50~100℃の型枠内に流し込み、プレポリマー、硬化剤が反応してポリウレタンポリウレア樹脂を形成することにより該混合液は硬化し、ポリウレタンポリウレア樹脂成形体を成形する。 Next, in the molding process, the mixture prepared in the mixing process is poured into a mold at 50 to 100°C, and the prepolymer and hardener react to form a polyurethane polyurea resin, which hardens the mixture and forms a polyurethane polyurea resin molded body.

そして、研磨層形成工程では、上記成形体成形工程により得られたポリウレタンポリウレア樹脂成形体をシート状にスライスするとともに、スライスした樹脂シートを所定形状に裁断する。
このようにして得られた状の樹脂シートは表面及び/又は裏面を研削処理する。一方の面が上記研磨面となり、当該研磨面に対して所要のカッターを用いて切削加工等を行うことで、任意のピッチ、幅、深さを有する溝を形成することができ、これにより研磨層3Cが得られることとなる。
In the abrasive layer forming step, the polyurethane polyurea resin molded body obtained in the molded body molding step is sliced into sheets, and the sliced resin sheets are cut into a predetermined shape.
The resin sheet thus obtained is subjected to grinding treatment on the front and/or back surface. One surface becomes the polished surface, and by performing cutting processing or the like on the polished surface using a required cutter, grooves having a desired pitch, width, and depth can be formed, thereby obtaining the polishing layer 3C.

支持層3Dには、樹脂を含浸してなる含浸不織布、ポリエチレンフォームやポリウレタンフォームなどの発泡体、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の支持基材を用いることができる。
含浸不織布を支持層3Dとする場合、支持層3Dを製造するためには、少なくなくとも不織布基体に含浸した樹脂を湿式凝固させる工程、湿式凝固した繊維集合体の両面をバフ処理する工程、を含むことが挙げられる。本実施例の不織布基体は、特に限定されるものではなく、種種公知のものを採用できる。
不織布基体の例としては、ポリオレフイン系、ポリアミド系、ポリエステル系などの不織布を挙げることができる。また、不織布基体を得る際に繊維を交絡させる方法としても特に限定されず、例えば、ニードルパンチであってもよく、水流交絡であってもよい。
不織布基体は上述した中から1種を単独で用いることができ、2種以上を組み合わせて用いることもできる。不織布基体は繊維の間の隙間が多く吸水性に富むが、樹脂を含浸させることにより隙間が樹脂で満たされるため吸水性が低下する。
For the support layer 3D, a support base material such as a resin-impregnated nonwoven fabric, a foam such as polyethylene foam or polyurethane foam, or polyethylene terephthalate (PET) can be used.
When the impregnated nonwoven fabric is used as the support layer 3D, the manufacturing process of the support layer 3D includes at least a step of wet-coagulating the resin impregnated in the nonwoven fabric substrate and a step of buffing both sides of the wet-coagulated fiber assembly. The nonwoven fabric substrate of this embodiment is not particularly limited, and various known nonwoven fabrics can be used.
Examples of the nonwoven fabric substrate include nonwoven fabrics of polyolefin, polyamide, polyester, etc. The method of entangling fibers when obtaining the nonwoven fabric substrate is not particularly limited, and may be, for example, needle punching or hydroentanglement.
The nonwoven fabric substrate may be one of the above-mentioned types, or a combination of two or more types. The nonwoven fabric substrate has many gaps between the fibers and is highly water-absorbent, but by impregnating the nonwoven fabric substrate with resin, the gaps are filled with resin, decreasing the water-absorbency.

不織布基体に含浸させる樹脂は、ポリウレタン、ポリウレタンポリウレアなどのポリウレタン系、ポリアクリレート、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデンなどのビニル系、ポリサルホン、ポリエーテルサルホンなどのポリサルホン系、アセチル化セルロース、ブチリル化セルロース等のアシル化セルロース系、ポリアミド系及びポリスチレン系などが挙げられる。 Resins to be impregnated into the nonwoven fabric substrate include polyurethane-based resins such as polyurethane and polyurethane polyurea, acrylic-based resins such as polyacrylate and polyacrylonitrile, vinyl-based resins such as polyvinyl chloride, polyvinyl acetate and polyvinylidene fluoride, polysulfone-based resins such as polysulfone and polyethersulfone, acylated cellulose-based resins such as acetylated cellulose and butyrylated cellulose, polyamide-based resins and polystyrene-based resins.

不織布の密度は、樹脂含浸前の状態(ウェッブの状態)で、好ましくは0.3g/cm3以下であり、より好ましくは0.1~0.2g/cm3である。また、樹脂含浸後の不織布の密度は、好ましくは0.5g/cm3以下であり、より好ましくは0.3~0.4g/cm3である。不織布の密度が高すぎると加工精度が悪化する傾向があり、低すぎると比較的吸水しやすくなる傾向がある。
また不織布に対する樹脂の付着率は、不織布の重量に対する付着させた樹脂の重量で表され、好ましくは50%以上であり、より好ましくは75~200%である。樹脂の付着率が大きすぎると支持層3Dとしての所望のクッション性を示さなくなる傾向があり、低すぎると支持層3Dが吸水してしまい、研磨特性に影響を及ぼす。
The density of the nonwoven fabric before resin impregnation (web state) is preferably 0.3 g/cm3 or less, more preferably 0.1 to 0.2 g/cm3. The density of the nonwoven fabric after resin impregnation is preferably 0.5 g/cm3 or less, more preferably 0.3 to 0.4 g/cm3. If the density of the nonwoven fabric is too high, the processing accuracy tends to deteriorate, and if it is too low, it tends to absorb water relatively easily.
The adhesion rate of the resin to the nonwoven fabric is expressed as the weight of the resin adhered to the weight of the nonwoven fabric, and is preferably 50% or more, and more preferably 75 to 200%. If the adhesion rate of the resin is too high, the support layer 3D tends not to exhibit the desired cushioning properties, and if it is too low, the support layer 3D absorbs water, which affects the polishing characteristics.

不織布基体に樹脂を含浸させ湿式凝固する例としてポリウレタン樹脂を用いた場合を説明する。ポリウレタン樹脂と、ポリウレタン樹脂を溶解可能であって、後述の凝固液に混和する溶媒と、必要に応じてその他の添加剤とを混合し、更に必要に応じて減圧下で脱泡してポリウレタン樹脂溶液を準備する。溶媒としては、特に限定されないが、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、イソプロピルアルコール(IPA)及びN,N-ジメチルアセトアミドが挙げられる。例えば、ポリウレタン樹脂を、ポリウレタン樹脂溶液の全体量に対して5~25質量%の範囲、より好ましくは8~15質量%の範囲で溶媒に溶解させてもよい。上記の範囲の場合、不織布基体に全体に行き渡らせやすくすることができる。 As an example of impregnating a nonwoven fabric substrate with a resin and wet coagulating it, a case where a polyurethane resin is used will be described. A polyurethane resin is mixed with a solvent capable of dissolving the polyurethane resin and which is miscible with the coagulation liquid described below, and other additives as necessary, and the mixture is degassed under reduced pressure as necessary to prepare a polyurethane resin solution. The solvent is not particularly limited, but examples include N,N-dimethylformamide (DMF), isopropyl alcohol (IPA), and N,N-dimethylacetamide. For example, the polyurethane resin may be dissolved in the solvent in a range of 5 to 25% by mass, more preferably 8 to 15% by mass, based on the total amount of the polyurethane resin solution. In the above range, it is possible to easily distribute the polyurethane resin throughout the nonwoven fabric substrate.

次に、ポリウレタン樹脂溶液にシート状の不織布を浸漬した後、1対のローラ間を加圧可能なマングルローラを用いて樹脂溶液を絞り落とすことで所望の樹脂溶液付着量に調整し、不織布基体に樹脂溶液を略均一に含浸させる。次いで、樹脂溶液を含浸した不織布基体を、樹脂に対する貧溶媒、例えば水、を主成分とする凝固液中に浸漬することにより、ポリウレタン樹脂を凝固再生させる。凝固液には、樹脂の再生速度を調整するために、樹脂溶液中の溶媒以外の極性溶媒等の有機溶媒を添加してもよい。また、凝固液の温度は、樹脂を凝固できる温度であれば特に限定されず、例えば、15~60℃であってもよい。その後、必要に応じて、樹脂を含浸した不織布内に残存する溶媒を従来知られている洗浄液を用いて除去し、さらに、マングルローラを用いたり乾燥したりすることにより洗浄液を除去してもよい。このようにして、樹脂が湿式凝固した繊維集合体を得ることができる。その後、繊維集合体の両面にバフ処理を行い、繊維集合体の厚さを調整する。 Next, the sheet-shaped nonwoven fabric is immersed in the polyurethane resin solution, and then the resin solution is squeezed out by using a mangle roller that can apply pressure between a pair of rollers to adjust the amount of resin solution to be applied, so that the nonwoven fabric base is impregnated with the resin solution approximately uniformly. Next, the nonwoven fabric base impregnated with the resin solution is immersed in a coagulation liquid mainly composed of a poor solvent for the resin, such as water, to coagulate and regenerate the polyurethane resin. In order to adjust the regeneration speed of the resin, an organic solvent such as a polar solvent other than the solvent in the resin solution may be added to the coagulation liquid. The temperature of the coagulation liquid is not particularly limited as long as it is a temperature at which the resin can be coagulated, and may be, for example, 15 to 60°C. Thereafter, if necessary, the solvent remaining in the nonwoven fabric impregnated with the resin is removed using a conventionally known cleaning liquid, and the cleaning liquid may be removed by using a mangle roller or drying. In this way, a fiber aggregate in which the resin has been wet-coagulated can be obtained. Then, both sides of the fiber aggregate are buffed to adjust the thickness of the fiber aggregate.

厚みが調整された繊維集合体は、所定位置に厚み方向に貫通孔が形成される。貫通孔は孔開け加工等により形成することができる。これにより、支持層3Dが得られることとなる。 Through holes are formed in the fiber aggregate, whose thickness has been adjusted, in the thickness direction at predetermined positions. The through holes can be formed by a drilling process or the like. This results in the support layer 3D.

支持層3Dには、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)の透明な基材も用いることができる。ポリエチレンテレフタレートの基材の両面に両面テープや接着剤などを用いて、必要により加圧することにより研磨層3Cと接着・固定することができる。研磨層3Cとの接着に用いる両面テープや接着剤に特に制限はなく、当技術分野において公知の両面テープや接着剤の中から任意に選択して使用することができる。なお、基材が透明である場合は検査光が透過するため、貫通孔を設けなくてもよい。 A transparent substrate made of, for example, polyethylene terephthalate (PET) can be used for the support layer 3D. The support layer 3D can be attached and fixed to the polishing layer 3C by using double-sided tape or adhesive on both sides of the polyethylene terephthalate substrate and applying pressure as necessary. There are no particular restrictions on the double-sided tape or adhesive used for adhesion to the polishing layer 3C, and any double-sided tape or adhesive known in the art can be selected and used. Note that if the substrate is transparent, the inspection light can pass through, so there is no need to provide a through hole.

終点検出用窓3Bは、研磨層と同様の材料を用いることができ、例えば硬質ウレタンにより形成されている。終点検出用窓3Bの硬質ウレタンは、ウレタンプレポリマーを用い、ジアミン類又はジオール類等の硬化剤(鎖延長剤)、添加剤、触媒等を添加混合して得られるポリウレタンポリウレア樹脂を硬化させるプレポリマー法により製造される。 The end point detection window 3B can be made of the same material as the polishing layer, for example, hard urethane. The hard urethane of the end point detection window 3B is manufactured by a prepolymer method in which a polyurethane polyurea resin obtained by adding and mixing a urethane prepolymer with a hardener (chain extender) such as diamines or diols, additives, catalysts, etc. is hardened.

終点検出用窓に用いるウレタンプレポリマーは、研磨層と同様の、例えばポリウレタン結合含有イソシアネート化合物を用いることができる。上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物としては、市販されているものを用いてもよく、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させて合成したものを用いてもよい。上記反応に特に制限はなく、ポリウレタン樹脂の製造において公知の方法および条件を用いて付加重合反応すればよい。また、本発明の効果を損なわない範囲内で、他の成分がポリウレタン結合含有イソシアネート化合物に含まれていてもよい。
ポリイソシアネート化合物としては、ジイソシアネート化合物が好ましく、研磨層で用いるジイソシアネート化合物を使用することができる。ジイソシアネート化合物の中でも、2,4-TDI、2,6-TDI、MDIがより好ましく、2,4-TDI、2,6-TDIが特に好ましい。これらのポリイソシアネート化合物は、単独で用いてもよく、複数のポリイソシアネート化合物を組み合わせて用いてもよい。
The urethane prepolymer used in the end point detection window may be the same as that used in the polishing layer, for example, a polyurethane bond-containing isocyanate compound. The polyurethane bond-containing isocyanate compound may be a commercially available product, or may be a product synthesized by reacting a polyisocyanate compound with a polyol compound. There is no particular restriction on the reaction, and addition polymerization may be performed using a method and conditions known in the manufacture of polyurethane resins. In addition, other components may be contained in the polyurethane bond-containing isocyanate compound within a range that does not impair the effects of the present invention.
As the polyisocyanate compound, a diisocyanate compound is preferable, and the diisocyanate compound used in the polishing layer can be used. Among the diisocyanate compounds, 2,4-TDI, 2,6-TDI, and MDI are more preferable, and 2,4-TDI and 2,6-TDI are particularly preferable. These polyisocyanate compounds may be used alone, or multiple polyisocyanate compounds may be used in combination.

上記ポリウレタン結合含有イソシアネート化合物の合成に用いられるポリオール化合物も、研磨層で用いるポリオール化合物を使用することができる。ポリオール化合物の中でも、PTMG、又はPTMGとDEGの組み合わせが好ましい。上記ポリオール化合物は単独で用いてもよく、複数のポリオール化合物を組み合わせて用いてもよい。 The polyol compound used in the synthesis of the polyurethane bond-containing isocyanate compound can also be the polyol compound used in the polishing layer. Among the polyol compounds, PTMG or a combination of PTMG and DEG is preferred. The polyol compounds may be used alone or in combination.

終点検出用窓に用いるプレポリマーについて、NCO基1個当たりのプレポリマーの分子量を示すプレポリマーのNCO当量としては、200~800であることが好ましく、300~700であることがより好ましく、400~600であることがさらにより好ましい。 For the prepolymer used in the end point detection window, the NCO equivalent of the prepolymer, which indicates the molecular weight of the prepolymer per NCO group, is preferably 200 to 800, more preferably 300 to 700, and even more preferably 400 to 600.

上記硬化剤としては、研磨層で用いられる化合物と同様の、例えば、ポリアミン化合物および/又はポリオール化合物を用いることができる。ポリアミン化合物としては、ジアミン化合物が好ましく、MOCA、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンがより好ましく、MOCAが特に好ましい。ポリアミン化合物は、単独で用いてもよく、複数のポリアミン化合物を組み合わせて用いてもよい。
終点検出用窓に用いるポリアミン化合物は、研磨層のときと同様に、他の成分と混合し易くするためおよび/又は気泡を除去するために、必要により加熱した状態で減圧下脱泡することが好ましい。
As the curing agent, the same compound as that used in the polishing layer, for example, polyamine compound and/or polyol compound can be used.As the polyamine compound, diamine compound is preferable, MOCA, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone are more preferable, and MOCA is particularly preferable.The polyamine compound can be used alone, or a combination of multiple polyamine compounds can be used.
As in the case of the polishing layer, the polyamine compound used in the endpoint detection window is preferably degassed under reduced pressure, if necessary while being heated, in order to facilitate mixing with other components and/or to remove air bubbles.

また、終点検出用窓に用いる硬化剤としてのポリオール化合物としては、ジオール化合物やトリオール化合物等の化合物であれば特に制限なく用いることができる。また、終点検出用窓に用いるプレポリマーを形成するのに用いられるポリオール化合物と同一であっても異なっていてもよい。上記ポリオール化合物は単独で用いてもよく、複数のポリオール化合物を組み合わせて用いてもよい。 The polyol compound used as the curing agent for the end point detection window can be any compound, such as a diol compound or a triol compound, without any particular restrictions. The polyol compound may be the same as or different from the polyol compound used to form the prepolymer used for the end point detection window. The polyol compound may be used alone or in combination with multiple polyol compounds.

ここで、終点検出用窓に用いるポリウレタン結合含有イソシアネート化合物の末端に存在するイソシアネート基に対する、終点検出用窓に用いる硬化剤に存在する活性水素基(アミノ基および水酸基)の当量比であるR値が、0.60~1.40となるよう、各成分を混合する。R値は、0.65~1.30が好ましく、0.70~1.20がより好ましい。 Here, the components are mixed so that the R value, which is the equivalent ratio of the active hydrogen groups (amino groups and hydroxyl groups) present in the curing agent used in the end point detection window to the isocyanate groups present at the ends of the polyurethane bond-containing isocyanate compound used in the end point detection window, is 0.60 to 1.40. The R value is preferably 0.65 to 1.30, and more preferably 0.70 to 1.20.

終点検出用窓には添加剤として、公知の酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤を用いることができる。これらの添加剤を用いることにより、終点検出用窓の黄変や劣化等を抑制することができる。 The endpoint detection window can contain additives such as known antioxidants, ultraviolet absorbers, and light stabilizers. By using these additives, yellowing and deterioration of the endpoint detection window can be suppressed.

研磨定盤4には、上記研磨パッド3の終点検出用窓3B及び支持層3Dの貫通孔3Daの下方位置に、検査光L1を鉛直上方へ照射する発光部7A及び被研磨物2からの反射光を受光する受光部7Bが設けられている。検査機構7は、これら発光部7A、受光部7Bと、それらの作動を制御し、かつ、研磨加工時における加工の進捗状況と加工終了となる終点を検出する制御部7Cを備えている。
被研磨物2を研磨加工中においては、検査機構7の発光部7Aから検査光L1が上方に向けて照射されるので、該検査光L1は透明な終点検出用窓3Bを透過して被研磨物2の被研磨面2Aに照射される。すると、検査光L1は被研磨物2の被研磨面2Aによって下方に向けて反射され、その反射光は透明な終点検出用窓3を透過して受光部7Bによって検出される。受光部7Bで検出した反射光は制御部7Cへ伝達されるようになっている。
そして、被研磨物2の研磨加工が進行して、被研磨物2の被研磨面2Aが徐々に研磨されることに伴って、受光部7Bによって検出される反射光の強度等が変化する。制御部7Cは、受光部7Bによって検出された反射光の強度等が、予め登録された強度等になると、被研磨面2Aが加工終点になったものと判定して、研磨加工を停止させるようになっている。すると、駆動機構が停止されるので研磨定盤4及び保持定盤5の回転が停止するとともに、スラリー供給機構6からのスラリーの供給も停止されるようになっている。
検出機構7は、このようにして被研磨物2の研磨加工が行われる際に研磨加工の終点を検出するようになっている。なお、このような検査光L1を用いた検出機構7の構成は上述した特許文献1~3により公知である。
The polishing table 4 is provided, below the end point detection window 3B of the polishing pad 3 and the through hole 3Da of the support layer 3D, with a light-emitting unit 7A that irradiates inspection light L1 vertically upward and a light-receiving unit 7B that receives reflected light from the polished object 2. The inspection mechanism 7 includes the light-emitting unit 7A, the light-receiving unit 7B, and a control unit 7C that controls their operation and detects the progress of polishing and the end point at which polishing ends.
While the workpiece 2 is being polished, inspection light L1 is emitted upward from the light-emitting unit 7A of the inspection mechanism 7, and the inspection light L1 passes through the transparent end-point detection window 3B and is irradiated onto the polished surface 2A of the workpiece 2. The inspection light L1 is then reflected downward by the polished surface 2A of the workpiece 2, and the reflected light passes through the transparent end-point detection window 3 and is detected by the light-receiving unit 7B. The reflected light detected by the light-receiving unit 7B is transmitted to the control unit 7C.
As the polishing of the workpiece 2 progresses and the polished surface 2A of the workpiece 2 is gradually polished, the intensity of the reflected light detected by the light-receiving unit 7B changes. When the intensity of the reflected light detected by the light-receiving unit 7B reaches a preregistered intensity, the control unit 7C determines that the polished surface 2A has reached the end point of polishing, and stops the polishing. Then, the drive mechanism is stopped, so that the rotation of the polishing platen 4 and the holding platen 5 stops, and the supply of slurry from the slurry supply mechanism 6 is also stopped.
The detection mechanism 7 detects the end point of the polishing process when the workpiece 2 is polished in this manner. The configuration of the detection mechanism 7 using the inspection light L1 is publicly known from the above-mentioned Patent Documents 1 to 3.

しかして、本実施例は、研磨層3Cに設けた終点検出用窓3B及びその取り付け箇所等を以下のように改良したことが特徴であり、それによって終点検出用窓3Bが研磨層3Cから加工中に脱落するのを防止したものである。
図3に示すように、研磨層3Cの所定位置には上下方向の貫通孔3Caが形成されており、そこに略円柱状の終点検出用窓3Bが隙間なく係合した状態で設けられている。
終点検出用窓3Bは、軸方向寸法と外径が略同じとなる短い円柱状に形成されている。終点検出用窓3Bの側面となる外周部には、軸方向に所定間隔を維持してフランジ状の膨出部3Baが2箇所に形成されている。つまり、研磨面3Aと直交方向において、終点検出用窓3Bの外周部の2箇所に、凸部としての膨出部3Baが形成されている。終点検出用窓3Bは、ウレタンプレポリマーと硬化剤を混合したものを硬化させて作製されており、光を透過させることができるようになっている。なお、終点検出用窓3Bを円柱状であることを説明したが、四角柱状等の角柱状であってもよい。
各膨出部3Baの厚さ(軸方向寸法)及び外方への膨出長さは同じである。膨出部の長さ(高さ)は、0.1~0.5mmであることが好ましい。膨出部の長さが0.1~0.5mmとすることで、膨出部の強度を確保できつつ、終点検出用窓の脱落防止の効果を得ることができる。また、上下の膨出部3Baが隔てた距離(ピッチ)は、それらの厚さと略同じ程度の寸法となっている。膨出部3Baのピッチは、0.2~0.5mmであることが好ましい。膨出部3Baのピッチが0.2~0.5mmとすることにより、研磨層3Cの材料となる樹脂溶液が行き渡りやすく、膨出部を複数形成(加工)しやすくなるとともに、膨出部の強度を確保することができる。
また、上方側の膨出部3Baは、研磨面3Aと同じ上面3Bbから膨出部3Baの厚さよりも短い寸法だけ下方側に位置しており、下方側の膨出部3Baは、下面3Bcよりも膨出部3Baの厚さの半分程度上方側に位置している。なお、本発明の他の実施例として後述する膨出部3Baがねじ山(螺旋)を構成する場合は、膨出部3Bが上面3Bbから下面3Bcにかけて連続して位置する。
他方、研磨層3Cの貫通孔3Caは、上記終点検出用窓3Bの本来の外周面3Bd及び膨出部3Baと隙間なく係合されるように形成されている。
つまり、貫通孔3Caの本来の内周面には、終点検出用窓3Bの本来の外周面3Bdが隙間なく嵌合されている。また、貫通孔3Caの内周面の所定位置には、上記終点検出用窓3Bの各膨出部3Baの形状と寸法に合わせて、2箇所の凹部3Cbが形成されている。そして、終点検出用窓3Bの各膨出部3Baは、それらに対応する貫通孔3Caの凹部3Cbに隙間なく係合されている。
このように、本実施例の終点検出用窓3Bは、その外周部に脱落防止用の膨出部3Baが2箇所形成されており、他方、研磨層3Cの貫通孔3Caには、上記膨出部3Baが隙間なく係合される凹部3Cbが2箇所形成されている。
そして、終点検出用窓3Bの上面3Bdは研磨層3Cの研磨面3Aと同一平面となっており、終点検出用窓3の下面3Bcは研磨層3Cの下面3Ccと同一平面となっている。
研磨層3Cの上面が、被研磨物2の被研磨面2Aと摺動する研磨面3Aとなっており、その研磨面3Aの所定位置には、溝3Cdが形成されている。この溝3Cdは、研磨面3A面に格子状、同心円状、放射状等に形成されている。この溝3Cdの深さは全て同じとなっている。また、これらの溝3Cdの深さは、上記終点検出用窓3Bの上側の膨出部3Baよりも深く、かつ、下側の膨出部3Baよりも浅くなる深さに設定されている。この溝3Cdは、スラリーを保持又は排出するようになっている。本実施例の研磨パッド3における研磨層3C及び終点検出用窓3Bは以上のように構成されている。
The present embodiment is characterized in that the end point detection window 3B provided in the polishing layer 3C and its mounting location, etc., have been improved as described below, thereby preventing the end point detection window 3B from falling off the polishing layer 3C during processing.
As shown in FIG. 3, a through hole 3Ca is formed in a predetermined position of the polishing layer 3C in the vertical direction, and a substantially cylindrical end point detection window 3B is provided in the through hole with no gap therein.
The end point detection window 3B is formed in a short cylindrical shape with an axial dimension and an outer diameter that are approximately the same. On the outer periphery of the side surface of the end point detection window 3B, flange-like bulges 3Ba are formed at two locations with a predetermined distance in the axial direction. That is, in the direction perpendicular to the polishing surface 3A, the bulges 3Ba are formed as convex portions at two locations on the outer periphery of the end point detection window 3B. The end point detection window 3B is made by curing a mixture of urethane prepolymer and a curing agent, and is capable of transmitting light. Although the end point detection window 3B has been described as being cylindrical, it may be a prismatic shape such as a square prism.
The thickness (axial dimension) and outward bulging length of each bulging portion 3Ba are the same. The length (height) of the bulging portion is preferably 0.1 to 0.5 mm. By making the length of the bulging portion 0.1 to 0.5 mm, it is possible to obtain the effect of preventing the end point detection window from falling off while ensuring the strength of the bulging portion. In addition, the distance (pitch) between the upper and lower bulging portions 3Ba is approximately the same as their thickness. The pitch of the bulging portions 3Ba is preferably 0.2 to 0.5 mm. By making the pitch of the bulging portions 3Ba 0.2 to 0.5 mm, the resin solution that is the material of the polishing layer 3C can be easily spread, making it easier to form (process) multiple bulging portions, and ensuring the strength of the bulging portions.
The upper bulge 3Ba is located below the upper surface 3Bb, which is the same as the polishing surface 3A, by a distance shorter than the thickness of the bulge 3Ba, and the lower bulge 3Ba is located above the lower surface 3Bc by about half the thickness of the bulge 3Ba. In addition, in the case where the bulge 3Ba forms a screw thread (spiral), which will be described later as another embodiment of the present invention, the bulge 3B is located continuously from the upper surface 3Bb to the lower surface 3Bc.
On the other hand, the through hole 3Ca of the polishing layer 3C is formed so as to engage with the original outer peripheral surface 3Bd and the bulging portion 3Ba of the end point detection window 3B without any gap.
That is, the original outer peripheral surface 3Bd of the end point detection window 3B fits snugly into the original inner peripheral surface of the through hole 3Ca. In addition, two recesses 3Cb are formed in predetermined positions on the inner peripheral surface of the through hole 3Ca in accordance with the shapes and dimensions of the bulges 3Ba of the end point detection window 3B. The bulges 3Ba of the end point detection window 3B are engaged snugly with the corresponding recesses 3Cb of the through hole 3Ca.
In this manner, the end point detection window 3B in this embodiment has two bulging portions 3Ba formed on its outer periphery to prevent it from falling off, while the through hole 3Ca of the polishing layer 3C has two recesses 3Cb formed therein into which the bulging portions 3Ba engage without any gaps.
An upper surface 3Bd of the end-point detection window 3B is flush with the polishing surface 3A of the polishing layer 3C, and a lower surface 3Bc of the end-point detection window 3B is flush with a lower surface 3Cc of the polishing layer 3C.
The upper surface of the polishing layer 3C is the polishing surface 3A that slides against the polished surface 2A of the workpiece 2, and grooves 3Cd are formed at predetermined positions on the polishing surface 3A. The grooves 3Cd are formed in a lattice pattern, concentric circles, radial patterns, etc. on the polishing surface 3A. The depths of the grooves 3Cd are all the same. The depths of the grooves 3Cd are set to be deeper than the upper bulge 3Ba of the end point detection window 3B and shallower than the lower bulge 3Ba. The grooves 3Cd are adapted to hold or discharge the slurry. The polishing layer 3C and the end point detection window 3B in the polishing pad 3 of this embodiment are configured as described above.

次に、以上のように構成された研磨パッド3の研磨層3Cの製造方法の一態様について図4により説明する。
すなわち、先ず、所要の外径と軸方向長さを有する柱状素材100を製作する。本実施例の態様では、円柱状の柱状素材を記載しているが、角柱状の柱状素材としてもよい。この柱状素材100が後に上記終点検出用窓3Bとなる窓用部材となる。本実施例では、柱状素材の材料として、ウレタンプレポリマーと硬化剤を準備し、それらを混合させてから窓用の型枠に流し入れて硬化させることで柱状素材100を製作している(図4(a)参照)。
次に、柱状素材100の外周部に、軸方向に等ピッチでフランジ状をした複数の膨出部100Aを形成する。本実施例では、柱状素材100の外周部を切削することにより、所定の幅(上下方向寸法)と深さ(半径方向寸法)を有する膨出部100Aを軸方向の複数箇所に形成している(図4(b)参照)。換言すると、この工程では、柱状素材100の外周部に複数の凸部としての膨出部100Aを形成する。
次に、図示しない長方形の箱型をした型枠101を用意し、その型枠101内の所定位置に、上記複数の膨出部100Aが形成された柱状素材100を鉛直方向となるように設置する。
その後、研磨層3Cの材料となるウレタンプレポリマーと硬化剤を混合した混合液を型枠101内に流し入れて固める。これにより、柱状素材100が埋設された状態で、型枠101の内部空間と同一形状のポリウレタンポリウレア樹脂成形体102が作製される(図4(c)参照)。このポリウレタンポリウレア樹脂成形体102が上記研磨層3Cの部分となる。
研磨層3Cの材料となるウレタンプレポリマーと硬化剤を混合した混合液は当初は液状となっているので、型枠101内に設置された柱状素材100の外周面及び複数の膨出部100Aの表面まで隙間なく混合液が充填されて固まるようになっている。
次に、上記ポリウレタンポリウレア樹脂成形体102を型枠101から取り外した後に、該ポリウレタンポリウレア樹脂成形体102における柱状素材100が埋設された箇所を、所定の厚さで水平面に沿って薄く切断して複数のシート状部材103として切り出す(図4(d)参照)。
そして、該シート状部材103における上面及び下面を平滑となるように研磨する。この後、研磨面3Aと反対側の面にある研磨層3Cの下面に両面テープ等を貼り付ける。研磨面3Aとなる上面の所要位置に、スラリーの排出や保持をする溝が形成されるようになっている。これにより、図3に示した本実施例の研磨パッド3の研磨層3Cが完成する(図4(d)参照)。
このようにして、研磨パッド3の研磨層3Cが作製されたことになり、該研磨層3Cにおける上記柱状素材100の箇所が終点検出用窓3Bとなる。終点検出用窓3Bの外周部には、上下方向(軸方向)において少なくとも2箇所の膨出部3Baが維持されており、それらは隣接位置の研磨層3C側の貫通孔3Caに隙間なく係合した状態となっている。
このようにして研磨層3Cが作製されたら、予め貫通孔3Daを形成した支持層3Dを研磨層3Cの下面に貼り付ける。これにより、本実施例の研磨パッド3の製造が完了する(図4(e))。
そして、このようにして製造された研磨パッド3は、その下面(支持層3Dの下面)が両面テープや接着剤等によって上記研磨定盤4の上面に固着されるようになっている。
なお、膨出部の形成方法として、柱状素材の外周部を切削する例を説明したがこれに限定されない。他の例としては、終点検出用窓の膨出部に対応する凹部が形成された窓用の型枠に混合した柱状素材の材料を流し入れ、柱状素材の材料が硬化したら、窓用の型枠を取り外し、硬化した柱状素材を取り出す方法がある。さらに他の例としては、柱状素材を埋設せずポリウレタンポリウレア樹脂成形体を作製し、ポリウレタンポリウレア樹脂成形体の所定位置に貫通孔を形成してねじ切り加工等を施すことにより凹部を備えた貫通孔を形成する。その後、凹部を備えた貫通孔にウレタンプレポリマーと硬化剤を混合した混合液を流し入れて硬化することによっても柱状素材に膨出部を形成することができる。
Next, one embodiment of a method for manufacturing the polishing layer 3C of the polishing pad 3 configured as above will be described with reference to FIG.
That is, first, a columnar material 100 having a required outer diameter and axial length is produced. In the embodiment, a cylindrical columnar material is described, but a rectangular columnar material may also be used. This columnar material 100 becomes a window member that will later become the end point detection window 3B. In this embodiment, a urethane prepolymer and a hardener are prepared as the materials for the columnar material, and the mixture is poured into a window mold and hardened to produce the columnar material 100 (see FIG. 4(a)).
Next, a plurality of flange-shaped bulging portions 100A are formed at equal pitches in the axial direction on the outer periphery of the columnar material 100. In this embodiment, the outer periphery of the columnar material 100 is cut to form the bulging portions 100A having a predetermined width (vertical dimension) and depth (radial dimension) at a plurality of locations in the axial direction (see FIG. 4(b)). In other words, in this process, the bulging portions 100A are formed as a plurality of convex portions on the outer periphery of the columnar material 100.
Next, a rectangular box-shaped formwork 101 (not shown) is prepared, and the columnar material 100 having the above-mentioned multiple bulges 100A formed thereon is placed in a predetermined position within the formwork 101 so that it is oriented vertically.
Thereafter, a mixture of urethane prepolymer and a hardener, which are materials for the polishing layer 3C, is poured into the mold 101 and hardened. This produces a polyurethane-polyurea resin molded body 102 having the same shape as the internal space of the mold 101 with the columnar material 100 embedded therein (see FIG. 4(c)). This polyurethane-polyurea resin molded body 102 becomes part of the polishing layer 3C.
The mixture of urethane prepolymer and a hardener, which are the materials for the polishing layer 3C, is initially in liquid form, so that the mixture fills the outer peripheral surface of the columnar material 100 placed within the formwork 101 and the surfaces of the multiple bulges 100A without leaving any gaps, and then hardens.
Next, after removing the polyurethane-polyurea resin molded body 102 from the formwork 101, the portions of the polyurethane-polyurea resin molded body 102 where the columnar materials 100 are embedded are thinly cut along a horizontal plane at a predetermined thickness to cut out multiple sheet-like members 103 (see Figure 4 (d)).
The upper and lower surfaces of the sheet-like member 103 are then polished to be smooth. After this, double-sided tape or the like is attached to the lower surface of the polishing layer 3C on the side opposite the polishing surface 3A. Grooves for discharging and retaining the slurry are formed at required positions on the upper surface that will become the polishing surface 3A. This completes the polishing layer 3C of the polishing pad 3 of this embodiment shown in FIG. 3 (see FIG. 4(d)).
In this way, the polishing layer 3C of the polishing pad 3 is produced, and the portion of the polishing layer 3C where the columnar material 100 is located becomes the end point detection window 3B. At least two bulging portions 3Ba are maintained in the vertical direction (axial direction) on the outer periphery of the end point detection window 3B, and these are tightly engaged with the through holes 3Ca on the polishing layer 3C side at adjacent positions.
After the polishing layer 3C has been produced in this manner, a support layer 3D having through holes 3Da formed therein is attached to the lower surface of the polishing layer 3C, thereby completing the manufacture of the polishing pad 3 of this embodiment (FIG. 4(e)).
The polishing pad 3 thus manufactured has its lower surface (the lower surface of the support layer 3D) fixed to the upper surface of the polishing platen 4 by means of double-sided tape, adhesive or the like.
In addition, as a method for forming the bulging portion, an example of cutting the outer periphery of the columnar material has been described, but the present invention is not limited to this. As another example, the mixed material of the columnar material is poured into a window mold in which a recess corresponding to the bulging portion of the end point detection window is formed, and when the material of the columnar material hardens, the window mold is removed and the hardened columnar material is taken out. As yet another example, a polyurethane-polyurea resin molded body is produced without embedding a columnar material, and a through hole is formed at a predetermined position of the polyurethane-polyurea resin molded body and threaded to form a through hole with a recess. Then, a mixture of a urethane prepolymer and a curing agent is poured into the through hole with the recess and hardened, whereby a bulging portion can also be formed in the columnar material.

本実施例においては、以上のようにして研磨パッド3の研磨層3Cを製作し、それに支持層3Dを両面テープや接着剤等で接着して、研磨パッド3を製作するようにしている。
本実施例の研磨パッド3の研磨層3Cは、接着剤を用いることなく終点検出用窓3Bが研磨層3Cの貫通孔3Caに隙間なく係合した状態で取り付けられている。そのため、被研磨物2の被研磨面2Aに研磨層3Cの研磨面3Aが摺動する研磨加工中において、研磨面2Aに接着剤が混ざり込むことがなく、接着剤による被研磨物2への悪影響(スクラッチ等)を防止することができる。
また、本実施例においては、終点検出用窓3Bにおける少なくとも2箇所の膨出部3Baが、研磨層3Cの貫通孔3Caの凹部3Cbに隙間なく係合している。そのため、被研磨物2の研磨加工中において、終点検出用窓3Bが研磨層3Cの貫通孔3Caから脱落するのを防止することができる。
さらに、図5(a)ないし図5(b)に示すように、被研磨物2に対する研磨加工が繰り返されることに伴って、研磨パッド3における研磨層3Cの研磨面3Aが、図5(a)に示す当初の状態から図5(b)に示した交換すべき限度まで磨滅した状態となる。
研磨面3Aが磨滅することで、溝3Cdの深さが相対的に浅くなり、所定の限度まで溝3Cdの深さが浅くなると、研磨層3Cを取り換える交換時期となる(図5(b)の状態)。その状態においても、溝3Cdの底部よりも下方側となる1箇所の膨出部3Baは磨滅することなく残存して凹部3Cbと係合している。換言すると、研磨層3Cを交換すべき時点においても、終点検出用窓3Bには少なくとも1つの膨出部3Baが残存するようになっている。したがって、本実施例によれば、被研磨物2の研磨加工中において、終点検出用窓3Bが研磨層3Cの貫通孔3Caから脱落するのを確実に防止することができる。
In this embodiment, the polishing layer 3C of the polishing pad 3 is produced as described above, and the support layer 3D is attached thereto with double-sided tape, adhesive or the like to produce the polishing pad 3.
The polishing layer 3C of the polishing pad 3 of this embodiment is attached without using adhesive, with the end point detection window 3B tightly engaged with the through hole 3Ca of the polishing layer 3C. Therefore, during the polishing process in which the polishing surface 3A of the polishing layer 3C slides against the polished surface 2A of the polished object 2, the adhesive does not get mixed into the polishing surface 2A, and adverse effects (such as scratches) on the polished object 2 caused by the adhesive can be prevented.
In this embodiment, at least two bulges 3Ba in the end point detection window 3B are fitted tightly into the recesses 3Cb in the through holes 3Ca in the polishing layer 3C, preventing the end point detection window 3B from falling off the through holes 3Ca in the polishing layer 3C during polishing of the workpiece 2.
Furthermore, as shown in Figures 5(a) and 5(b), as the polishing process on the workpiece 2 is repeated, the polishing surface 3A of the polishing layer 3C of the polishing pad 3 wears down from the initial state shown in Figure 5(a) to the limit at which it needs to be replaced as shown in Figure 5(b).
As the polishing surface 3A wears away, the depth of the groove 3Cd becomes relatively shallow, and when the depth of the groove 3Cd reaches a predetermined limit, it is time to replace the polishing layer 3C (the state shown in FIG. 5(b)). Even in this state, one bulge 3Ba below the bottom of the groove 3Cd remains without being worn away and engages with the recess 3Cb. In other words, even when the polishing layer 3C needs to be replaced, at least one bulge 3Ba remains in the end point detection window 3B. Therefore, according to this embodiment, it is possible to reliably prevent the end point detection window 3B from falling off from the through hole 3Ca of the polishing layer 3C during the polishing process of the workpiece 2.

次に、図6(a)は、研磨パッド3の研磨層3Cに関する第2実施例を示したものである。この第2実施例においては、終点検出用窓3Bの外周面におねじ3Bfを形成してあり、それに合わせて、研磨層3Cの貫通孔3Caの内周面に、上記おねじ3Bfと隙間なく係合するめねじ3Cfが形成されている。なお、この第2実施例の研磨層3Cの製造方法は、図4に示した第1の実施例の製造方法と同じである。
おねじ3Bfの凸部としてのネジ山は、軸方向(上下方向)において3か所以上、存在しており、溝3Cdが交換の限度まで浅くなった状態であっても、少なくとも1つのネジ山が残存するようになっている。その他の構成は、図3、及び図5(a)に示した第1の実施例と同じである。
この第2実施例においても、研磨層3Cの研磨面3Aが図6(a)に示す当初の状態から図6(b)に示した交換すべき限度まで磨滅した状態となっても、おねじ3Bfの凸部としてのネジ山が複数残存するようになっている。
したがって、この図6(a)に示した第2実施例の研磨層3Cを備えた研磨パッド3であっても、上記第1の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
Next, Fig. 6(a) shows a second embodiment of the polishing layer 3C of the polishing pad 3. In this second embodiment, a male thread 3Bf is formed on the outer peripheral surface of the end point detection window 3B, and a female thread 3Cf that fits snugly with the male thread 3Bf is formed on the inner peripheral surface of the through hole 3Ca of the polishing layer 3C. The manufacturing method of the polishing layer 3C of this second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in Fig. 4.
The male thread 3Bf has three or more threads as convex portions in the axial direction (vertical direction), so that even if the groove 3Cd becomes shallow enough to be replaced, at least one thread remains. The other configurations are the same as those of the first embodiment shown in Fig. 3 and Fig. 5(a).
In this second embodiment, even when the polishing surface 3A of the polishing layer 3C is worn down from the initial state shown in FIG. 6(a) to the point where it needs to be replaced as shown in FIG. 6(b), multiple threads remain as convex portions of the male screw 3Bf.
Therefore, even with the polishing pad 3 having the polishing layer 3C of the second embodiment shown in FIG. 6(a), it is possible to obtain the same functions and effects as those of the first embodiment.

次に図7(a)は、研磨パッド3の研磨層3Cに関する第3実施例を示したものである。この第3実施例においては、終点検出用窓3Bの外周面に角ネジ状のらせん状突起3Bgを形成してあり、それに合わせて、研磨層3Cの貫通孔3Caの内周面に、らせん状凹部3Cgが形成されており、それらは隙間なく係合した状態となっている。
らせん状突起3Bgによって形成される凸部は、軸方向(上下方向)の縦断面において2か所以上、形成されている。また、溝3Cdの底部よりも下方側には、らせん状突起3Bgによる凸部が少なくとも1つ形成されている。その他の構成は、図3及び図5(a)に示した第1の実施例と同じである。この第3実施例の研磨層3Cの製造方法も図4に示した第1の実施例の製造方法と同じである。
この第3実施例においても、研磨層3Cの研磨面3Aが、図7(a)に示す当初の状態から図7(b)に示した交換すべき限度まで磨滅した状態となっても、らせん状突起3Bgの複数の凸部が残存するようになっている。
したがって、この図7(a)に示す第3実施例の研磨層3Cを備えた研磨パッド3であっても、上記各実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
7A shows a third embodiment of the polishing layer 3C of the polishing pad 3. In this third embodiment, a square-threaded spiral protrusion 3Bg is formed on the outer peripheral surface of the end-point detection window 3B, and in conjunction with this, a spiral recess 3Cg is formed on the inner peripheral surface of the through hole 3Ca of the polishing layer 3C, and they are engaged with each other without any gap.
The convex portion formed by the helical protrusion 3Bg is formed at two or more places in the longitudinal section in the axial direction (vertical direction). In addition, at least one convex portion formed by the helical protrusion 3Bg is formed below the bottom of the groove 3Cd. The other configurations are the same as those of the first embodiment shown in Figures 3 and 5(a). The manufacturing method of the polishing layer 3C of this third embodiment is also the same as that of the first embodiment shown in Figure 4.
In this third embodiment, even when the polishing surface 3A of the polishing layer 3C is worn down from the initial state shown in Figure 7(a) to the point where it needs to be replaced as shown in Figure 7(b), multiple convex portions of the spiral projection 3Bg remain.
Therefore, even with the polishing pad 3 having the polishing layer 3C of the third embodiment shown in FIG. 7A, it is possible to obtain the same functions and effects as those of the above-mentioned embodiments.

なお、図3に示した第1の実施例においては、終点検出用窓3Bに複数の膨出部3Baを形成し、それに対応させて研磨層3Cの貫通孔3Caの内周面に凹部3Cbを形成しているが、それらの凹凸の関係は逆の構成であってもよい。つまり、終点検出用窓3Bの外周部に複数の凹部を形成し、それに対応させて研磨層3Cの貫通孔3Caの内周面に膨出部を形成しても良い。この関係は、上記図6、図7に開示した各実施例についても同様である。 In the first embodiment shown in FIG. 3, multiple bulges 3Ba are formed in the end point detection window 3B, and corresponding recesses 3Cb are formed in the inner circumferential surface of the through hole 3Ca in the polishing layer 3C, but the relationship between the protrusions and recesses may be reversed. In other words, multiple recesses may be formed in the outer circumferential portion of the end point detection window 3B, and corresponding bulges may be formed in the inner circumferential surface of the through hole 3Ca in the polishing layer 3C. This relationship is similar for each of the embodiments disclosed in FIG. 6 and FIG. 7 above.

1‥研磨装置 2‥被研磨物
3‥研磨パッド 3A‥研磨面
3B‥終点検出用窓 3Ba‥膨出部
3C‥研磨層 3Ca‥貫通孔
3Cb‥凹部 L1‥検査光
Reference Signs List 1: Polishing device 2: Object to be polished 3: Polishing pad 3A: Polishing surface 3B: Window for detecting end point 3Ba: Bulging portion 3C: Polishing layer 3Ca: Through hole 3Cb: Recess L1: Inspection light

Claims (3)

被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層と、該研磨層の貫通孔に設けられて、検査光及び被研磨物からの反射光を透過させる終点検出用窓とを備える研磨パッドにおいて、
上記終点検出用窓の側部に、上記研磨面と直交方向において複数の凸部が形成されており、
上記研磨層の貫通孔の内周面に、上記終点検出用窓の凸部と係合する複数の凹部が形成されており、
接着剤を用いることなく上記複数箇所の凸部と凹部が隙間なく係合しており、
上記研磨層の研磨面に、スラリーを保持及び/又は排出する溝が形成されており、少なくとも1つの凸部と凹部が上記溝の底部の高さよりも下方に係合した状態で設けられており、
さらに、上記凸部のピッチが0.2~0.5mmであり、
上記凸部の高さが0.15~0.5mmであることを特徴とする研磨パッド。
A polishing pad comprising: a polishing layer having a polishing surface for polishing an object to be polished; and an end point detection window provided in a through hole of the polishing layer and allowing an inspection light and a reflected light from the object to pass therethrough,
a plurality of protrusions are formed on the side of the end point detection window in a direction perpendicular to the polishing surface;
a plurality of recesses that engage with the protrusions of the end point detection window are formed on an inner peripheral surface of the through hole of the polishing layer;
The plurality of protrusions and recesses are engaged without gaps without using adhesive,
a groove for holding and/or discharging a slurry is formed on the polishing surface of the polishing layer, and at least one protrusion and a recess are provided in a state of engagement below the height of a bottom of the groove;
Furthermore, the pitch of the convex portions is 0.2 to 0.5 mm,
The polishing pad is characterized in that the height of the convex portions is 0.15 to 0.5 mm .
上記凸部は、終点検出用窓の側部に形成された膨出部からなり、上記凹部は、研磨層の貫通孔の内周面に形成された凹部からなることを特徴とする請求項1に記載の研磨パッド。 2. The polishing pad according to claim 1, wherein the convex portion is a bulge formed on the side of the end point detection window, and the concave portion is a concave portion formed on the inner surface of the through hole of the polishing layer. 上記凸部がおねじであり、上記凹部がめねじであることを特徴とする請求項1に記載の研磨パッド。 2. The polishing pad according to claim 1 , wherein the convex portion is a male thread and the concave portion is a female thread.
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