JPH0392273A - 研磨布の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は合威繊維からなる不織布を基材とした研磨効率
がよく、かつ目づまりの少ない板ガラス、金属、半導体
、セラミックス等研磨に好適な研磨布の製造方法に関す
る。

（従来の技術） 従来、板ガラス、金属、半導体、セラξツクス等の表面
に超精密な平面性を得るための一次研磨布として、繊維
絡合体にポリウレタン溶剤溶液を含浸させ水中にて脱溶
媒凝固（湿式凝固）させることにより微細気孔を無数に
有する多孔質体を生威させたシートを適当な厚さにスラ
イスしたものが使用されている。これはポリウレタン多
孔質体の微細気孔が研磨砥粒を含む研磨材（液体）を保
持すると共に研磨屑を貫流排出せしめるのに適している
からである。しかしながら、単に繊維絡合体を骨格とし
て、ポリウレタン多孔ｔ♂一合させたシートでは充分な
硬度がなく、研磨中に被研磨体の周辺部が過剰に研磨さ
れる「縁だれ」現象を起し充分な面精度が得られないば
かりか、被研磨体の周辺部分に使用不能なロスを作る。

又、ポリウレタン多孔質体の気孔の径が小さい為、目づ
まりが早く、定の研磨効率を持続する為のドレッシング
周期が短いとか研磨布そのものの寿命が短い等の問題が
あり、研磨工程での生産性の点から種々不都合があった
。高圧、高速研磨が要求される場合、あるいは、被研磨
体の種類によっては、この傾向が一層明瞭に現れ、その
改善が強く望まれていた。

硬度を上げる為には予め不織布に熱硬化性樹脂を充填乾
燥、キュアリングして不織布の硬度を高めた上で、ポリ
ウレタンを含浸、湿式凝固させる方法とか、ポリウレタ
ンの付着量を多くする方法、あるいは含浸樹脂そのもの
を変える、即ち、ポリウレタンと他モノマーとの共重合
物に置きかえる方法等が提案検討されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、いずれの方法も湿式凝固ポリウレタン特
有の微細気孔を有する多孔質体に依存することに変わり
なく、目づまり、スクラッチ発生を起し、頻繁にドレッ
シングしなければならない欠点は解消されていない。ポ
リウレタンの付着量が多い程、目づまりの傾向は顕著と
なる。反面、極端に少なくすると、目づまりは解消され
るものの、研磨材（液体）の保持が不充分で研磨効率が
低下する。熱硬化性樹脂を予め付与して硬度を上げるに
しても、第２段のポリウレタンの生成では同様な問題を
呈するばかりでなく、第１段の熱硬化性樹脂による硬化
によっても、その後のポリウレタン含浸、スライシング
等の加工上取扱いにくいという問題を生ずる。いずれに
しても、前述の様な方法でポリウレタンを主体として使
用する以上、研磨効率を損なうことなく、目づまりを改
善する様な、適度な多孔質体を得ることは困難である。

本発明は研磨布として望まれる縁だれが少く、目づまり
しにくく、かつ研磨効率の良い研磨布を加工性（取扱い
性）容易にして工業的に製造する方法を提供するもので
ある． （課題を解決するための手段） 本発明は合或繊維よりなる高密度不織布にポリウレタン
溶剤溶液を含浸し、湿式凝固、乾燥して不織布が無数の
微細気孔を内在するポリウレタン多孔質体で一体的に固
定されたシートを形或し、所定の厚さにスライスした後
、ポリウレタンの溶剤とメラミン樹脂とを含む水性液を
付与して乾燥、キュアリングすることを特徴とする研磨
布の製造方法にある。

本発明におけるポリウレタンの溶剤とメラミン樹脂の付
与により、予め多孔質体に内在されていた微細気孔は部
分溶解され、気孔径が拡大すると共に独立気孔は連続化
され、通気度が大きくなる。この気孔径の拡大は研磨材
液体を適度に保持し研磨効率を損なうことなく、目づま
りを起しにくくする。又、メラξン樹脂によるポリウレ
タンの架橋効果によりキュアリング後のシートの硬度は
シタア硬度で８０”以上になり、縁だれは大幅に改善さ
れる．本発明に使用する高密度不織布はポリエステル、
ナイロン、アクリル等の合成繊維のステープル又はフィ
ラメントからなるもので、厚さは２〜８ｍ、目付量３０
０　〜２０００ｇ／ｎｆであることが望ましい。不織布
に含浸させるポリウレタン溶剤溶液のポリウレタンとし
てはポリエーテル系、ポリエステル系のポリウレタンが
使用されるが、研磨材（液体）がアルカリ性を呈するこ
とが多いことより耐アルカリ性のポリエーテル系ポリウ
レタンが好ましく用いられる。不織布に含ませるポリウ
レタン量は、ポリウレタン溶剤溶液中のポリウレタン濃
度と含浸後の絞り率によって決定される．使用目的に合
せ適宜選択されるポリウレタン付着量で不織布に対し２
５〜８０重量％とすることが好ましい。ポリウレタン溶
剤溶液を含浸した不織布は通常の湿式凝固、水洗、乾燥
を経て微細な気孔を無数に内在するポリウレタン多孔質
体一体的に結合固定したシートとなる。このシートの表
層面をスライス除去し、更に１〜３閣厚のシートに分割
する。尚、この場合、薄層のシートは分割しなくても良
い。

本発明においては、かかるポリウレタン多孔質体を含む
シートの片面又は両面に、例えばジメチルホルムアξド
、ジメチルアセトアξド、ジメチルスルホキシド、メチ
ルエチルケトン、ジオキサン等のポリウレタンを溶解す
る溶剤と、それにポリウレタンに架橋剤として作用する
と共に熱硬化皮膜を形成してポリウレタン多孔質体及び
不織布の構戒繊維を固定する様な、例えばトリメチロー
ルメラミン、ヘキサメチロールメラミン等のメラミン樹
脂（初期縮合物）を含む水性液を適量付与することにあ
る。これによって、ポリウレタン多孔質体に内在する微
細気孔は部分的に溶解され、気孔径が拡大すると共に、
独立気孔は連続化され、シートの通気度は未処理シート
に比し１．２〜５倍以上までも大きくなる。その後引続
き乾燥、１４０〜４６０℃で２〜１０分のキュアリング
を行ない、メラ≧ン樹脂の熱硬化とポリウレタンの架橋
によりシートの硬度を著しく大きくする。本発明によれ
ば、ショアー硬度８０”以上、通気度１５〜３０ｃｃ／
ａｆｓｅｃのシートとすることができ、研磨効率を損な
うことなく、縁だれ、目づまりが改善される。ここで、
水性液中の水の存在は処理濃度を適宜希釈して処理効果
を任意にコントロールする効果がある。前述の処理は連
続的に行なうことができ、その加工性は極めて高いもの
である。尚、ポリウレタンの溶剤、メラミン樹脂及び水
の構戒比率及び付着量は研磨布に望まれる多孔度、即ち
通気度及び望まれる硬度によって適宜変更されるが、構
或比率は溶剤／メラもン樹脂／水が３０〜９０重量％／
メラミン樹脂５〜４０重量％／水５〜６５重景％（溶剤
／メラミン樹脂／水合計量１００重景％）の範囲、付着
量は付着率２０〜１００重量％が望ましい。

尚、乾燥、キュアリングの方法としては、熱風乾燥、シ
リンダー乾燥よりは高周波加熱あるいは遠赤外加熱等の
内部加熱の方が本目的には効果的である。

（実施例） 以下、実施例により本発明を説明する。

実施例ｌ ポリエステル短繊維からなる厚さ３．　５　ｍｍ、目付
７５０ｇ／ｒｒｆＯ高密度不織布にジメチルホルムア逅
ド（ＤＭＦ）を溶剤とするポリエーテル系ポリウレタン
の１５重量％溶液を含浸し、絞り率を変えて各種付着量
（樹脂固形分で６０重量％、７５重量％、９０重量％）
とした。この含浸不織布を水中に含浸してポリウレタン
を湿式凝固させ、次いで水で洗浄脱溶剤したのち、１４
０゜Ｃで加熱、乾燥して微細気孔を無数含有する多孔質
体が結合固定されたシートを得た。このシートの表面層
をスライサーで除去し、更に２分割し、厚さ１．２５ｍ
ｍのシートを作った。このシートにＤＭＦ６０／｝リメ
チロールメラミン１３／水２７（重量％）の水性液をバ
ッディング法にて付与し（絞り率１００％）、連続して
１５０゜ＣでｌＯ分間のキュアリングを行なった。こう
して作った研磨布を用い、シリコンウエハーを研磨した
。第１表は本発明で得た研磨布の物性（硬度、通気度）
と研磨試験の結果（研磨効率、縁だれ、目づまり開始時
間）を示す。表中比較例はポリウレタン溶剤とメラ旦ン
樹脂の水性液で処理しなかったシートの物性、研磨試験
の結果である。

第 ｌ 表 研磨試験は前述の各種研磨布を用い、シリコンウエハー
を平均粒子径０．０５μのコロイダルシリカを含む研磨
液を循環させながら、圧力６００ｇ／ｃＩＩＩのもとで
研磨した。３０分間研磨後に被研磨体の縁だれ量（巾、
深さ）を計測し、更に被研磨体を複数交換して同様の計
測を行ない、その平均値を求めた。又、目づまりの評価
は、こうして研磨を継続して、被研磨体交換時に研磨布
の表面着色状態、表面平滑状態を肉眼観察し判定により
行い、目づまり発生までのランニング時間で示している
。研磨効率は単位時間当りの研磨量（厚さ）で示した。

実施例２ 実施例１におけるポリウレタン付着量７５ｗｔ％で作っ
た厚さ１．２５Ｍのスライスシ一トを用い、後処理とし
てジメチルホルムアミド／トリメチロールメラξン／水
の３戒分の構戒比率を変えた水性液を用いて、実施例１
と同様にしてパフディング処理（絞り率１００％）し、
乾燥、キュアリングを行なって作った研磨布について、
実施例１と同様の物性評価とシリコンウエハーでの研磨
試験評価を行なった．その結果を第２表に示す。

第 ２ 表 これらの結果からわかる通り、溶剤、メラミン樹脂及び
水の３成分の適量配合した水性液での処理により、研磨
布物性（通気度、硬度）が改善され、縁だれ、目づまり
が大幅に改善されることが確認された． （発明の効果） 以上、説明した通り、本発明は湿式凝固法によって形成
された高密度の合或繊維不織布が微細気孔を内在するポ
リウレタン多孔質体で一体的に固定されたシートをポリ
ウレタンの溶剤／メラミン樹脂／水の３戒分からなる水
性液で処理し、すでにポリウレタン多孔質体に内在する
微細気孔の部分溶解を行って気孔径の拡大と独立気孔の
連続化により通気度の増大を計ると共に、メラミン樹脂
による繊維固定とポリウレタンとの架橋によって、シー
トのショアー硬度を８０゜以上に上げることが出来る。

この結果、従来品に比較し、研磨中の縁だれ、目づまり
が著しく改善されると共に、均一な品質の研磨布が容易
に工業的に製造することが出来る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成繊維よりなる高密度不織布にポリウレタン溶
   剤溶液を含浸し、湿式凝固、乾燥して不織布が無数の微
   細気孔を内在するポリウレタン多孔質体で一体的に固定
   されたシートを形成し、所定の厚さにスライスした後、
   ポリウレタンの溶剤とメラミン樹脂とを含む水性液を付
   与して乾燥、キュアリングすることを特徴とする研磨布
   の製造方法。
2. （２）水性液がポリウレタンの溶剤３０〜９０重量％、
   メラミン樹脂５〜４０重量％及び水５〜６５重量％から
   構成されている請求項１記載の方法。