JPH06114742A - 研磨用パッドおよびそれを用いた研磨方法 - Google Patents

研磨用パッドおよびそれを用いた研磨方法

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JPH06114742A
JPH06114742A JP29801692A JP29801692A JPH06114742A JP H06114742 A JPH06114742 A JP H06114742A JP 29801692 A JP29801692 A JP 29801692A JP 29801692 A JP29801692 A JP 29801692A JP H06114742 A JPH06114742 A JP H06114742A
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JP
Japan
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polishing
polishing pad
pad
abrasive particles
base material
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JP29801692A
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Naohiro Hotta
尚宏 堀田
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】初期の研磨力が高く、また、この研磨力を長時
間持続させるとともに、目づまりのない研磨用パッドを
得る。 【構成】研磨用パッド1の母地10は、研磨材粒子30
を40重量%の割合で含有しており、スラリー中の砥粒
を捕獲するための発泡気孔20を有するとともにブロッ
ク状に成形された研磨用パッド1となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体、ガラス、セラ
ミック等の素子の表面を研磨する研磨用パッドおよび研
磨方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体、ガラス、セラミック等の素子の
表面研磨加工には、酸化セリウムあるいは酸化ジルコニ
ウム等を含有させたポリウレタン製の研磨用パッドが市
販されており、このような研磨用パッドを用いて研磨加
工が行われている。また、これらの研磨用パッドは、フ
ェルトポリッシャや不織布等に比較して高い研磨速度が
実現でき、かつ、高い平坦性を持つ基盤の製造を可能と
していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような市販されている研磨用パッドは研磨材が含有され
ているものもあればされていないものもあるが、含有さ
れているものであってもその含有の割合は30重量%程
度であり、この研磨材の含有の割合が30重量%程度の
市販されている研磨用パッドでは充分な研磨力を得るこ
とができなかった。具体的には、市販されているポリウ
レタンの研磨用パッドを用いて、ある一定条件の下で研
磨を行った場合、その中に含有されている研磨材の有無
にかかわらず、研磨力には10〜20%程度の差しか見
出せなかった。
【0004】さらに、連続研磨加工にこの市販されてい
る研磨用パッドを用いると、そのパッド表面には研磨材
による目づまりが生じてしまい、加工速度の鈍化、加工
表面精度の劣化(例えば表面の粗さ等)等の不都合が生
じてしまうといった欠点を有していた。
【0005】また、研磨用パッドの表面に、ひとたび目
づまりが生じてしまった場合、目立てによってパッド内
の研磨材を掃き出すか、新しいパッドに交換しなければ
ならず、加工時間の低下を招き、稼働率は非常に悪いも
のとなってしまっていた。
【0006】本発明の目的は、従来技術が有していた前
述の欠点を解決しようとするものであり、従来知られて
いなかった研磨用パッドおよびそれを用いた研磨方法を
新規に提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するためになされたものであり、あらかじめ母地に
研磨材粒子が含有され、砥粒を含むスラリーを供給する
穴および溝を有してなる研磨用パッドにおいて、含有さ
れる研磨材粒子の含有量が40〜50重量%であること
を特徴とする研磨用パッドを提供するものである。
【0008】また、あらかじめ母地に40〜50重量%
の研磨材粒子が含有されている研磨用パッドに砥粒を含
むスラリーを供給する穴および溝を設けて研磨機の定盤
に固定し、被研磨体を反対側の定盤に固定して、前記研
磨用パッドに含有されている研磨材粒子と同種の砥粒を
水に溶かしたスラリーを前記研磨用パッドに供給しつつ
研磨を行うことを特徴とする研磨方法を提供するもので
ある。
【0009】ここで、本発明に用いられる母地の材料と
しては、ポリウレタン樹脂、フェルト樹脂、アスファル
ト樹脂等が用いられ、研磨材粒子を含有させることが製
造上容易である点、母材自体の研磨力が高い(同じ砥粒
を用いた同一条件において研磨を行った場合、他のもの
に比較して研磨力が高い)という点でポリウレタン製の
樹脂を使用することが好ましい。また、このポリウレタ
ン樹脂は硬度を下げて被研磨物の表面凹凸に沿って追従
させる(なじませる)という点から、さらには砥粒を捕
獲しやすいという点から、発泡構造にしておくことが好
ましい。
【0010】さらに、この母地の理想的な物性としては
通常研磨用パッドに用いられる樹脂の物性にしたがうも
のであり、JIS規格でJA硬度(針硬度)が70〜8
5度、好ましくは75度で、C硬度が75〜90度、好
ましくは80度であり、反発弾性率が8〜10%程度の
ものが望ましい。発泡後のかさ比重としては0.3g/
cm3 以上、特に0.3〜0.5g/cm3 程度のもの
が好ましい。また、本発明における研磨パッドの厚さ
は、被研磨体の種類や研磨機の種類によって適宜決定さ
れ得るものであるが、被研磨体の凹凸に適度になじむ弾
性率を得るために1.5mm程度のものが好ましい。
【0011】また、この母地となる樹脂に含有させる研
磨材粒子としては、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、
酸化アルミニウム、炭化珪素、ダイヤモンド、酸化第二
鉄、酸化クロム等が用いられ、また、これらを複数種含
んで用いてもよいが、特に、被研磨体がガラスである場
合に、ガラス表面の水和層との反応性が一番高いという
点から酸化セリウムが好ましい。また、これらの粒子径
は、20〜30μm程度の過大なものであると研磨傷の
原因となるため、5μm以下の粒子を使用することが好
ましい。
【0012】
【実施例】以下、本発明における実施例を説明する。
【0013】図1は、本発明による研磨用パッドの一例
を示す概略断面斜視図であり、ポリウレタンゴムからな
る母地10は、平均粒径1.5μmの酸化セリウムから
なる研磨材粒子30を45重量%の割合で含有してお
り、発泡気孔20を有するとともにブロック状に成形さ
れている。研磨用パッド1は、このブロック状の研磨材
粒子30を含有した母地10がスライシングマシンによ
って1.5mmの厚さに切断されたものであり、砥粒を
含むスラリー供給用穴41がパッドの表裏を貫き、砥粒
を含むスラリー供給用溝42が研磨表面に設けられてい
る。なお、このときの研磨用パッド1の研磨材粒子30
の比容積は10%である。
【0014】次に、このポリウレタンパッドを用いて研
磨する方法について説明する。切断されたポリウレタン
パッドは、オスカー式研磨機の定盤にボンドあるいは粘
着テープで貼り付けられる。このオスカー式研磨機の反
対側の定盤にガラス板からなる被研磨体を貼り付け、ポ
リウレタンパッドに含有させた研磨材粒子と同じ酸化セ
リウム砥粒を水に溶き、12ボーメの粘性のスラリーを
研磨用パッドに供給しながら研磨を行う。この際の研磨
条件としては、オスカー式研磨機において、下定盤(パ
ッド側)回転数が120rpm、揺動回転数が15rp
m、加工圧力が150gf/cm2 、加工時間が4分と
なるように定める。なお、上定盤(被研磨体側)には研
磨機からの回転は与えられずに、回転に関して自由にし
てあり、上定盤自体は強制的に首振り揺動させられる。
また、パッドと被研磨体の位置関係は、パッド側の定盤
が回転するものであれば、特にこれに限定されるもので
はない。
【0015】図2は、上記の条件の下で、連続30バッ
チ(120分)の研磨を行ったときの、累積研磨時間に
対する被研磨体の研磨厚さ(図2(a))と、累積研磨
時間に対する研磨用パッドの厚さ(図2(b))を表し
たものである。本発明による研磨用パッドを用いて被研
磨体の研磨を行った際に、被研磨体の研磨厚さは、30
バッチ(120分)の連続研磨の後でもほとんど変わら
ず、きわめて高い研磨力が得られ、また、その研磨力が
保持された。さらに、30バッチ(120分)の連続研
磨の後では、研磨用パッドの厚さはその使用にともなっ
て削れるためにその厚さは薄くなり、研磨用パッドには
目づまりが生じなかった。
【0016】さらに、図2には本発明の実施例に対する
比較例の、累積研磨時間に対する被研磨体の研磨厚さと
研磨用パッドの厚さとを同時に示した。この比較例とし
ては、本発明の実施例と同様に平均粒径1.5μmの酸
化セリウムからなる研磨材粒子を研磨用パッドに含有さ
せた、含有量が30重量%、比容積が6%、比重が0.
45g/cm3 となるような研磨用ポリウレタンパッド
によって、本発明の実施例と同様の連続30バッチの研
磨を行い、また、一般に従来から市販されていた米国ロ
ーデス社製の発泡ポリウレタンパッド、LP−66(含
有研磨材粒子を平均粒径1.5μmの酸化セリウム、含
有量を23重量%、比容積を3.9%、比重を0.41
g/cm3 とする)によって、やはり本発明の実施例と
同様の連続30バッチの研磨を行った。なお、比較対照
のため、表1にこれらの物性をまとめて示すこととす
る。
【0017】この比較例にかかる研磨用パッドでは、初
期の研磨厚さが小さく、30バッチの連続研磨の後では
さらに研磨厚さは小さくなり、研磨力の保持が得られな
かった。また、この連続研磨の後では研磨用パッドに目
づまりが生じてしまい、研磨用パッドの厚さは使用前の
厚さとほとんど変わらなかった。さらに、LP−66を
使用した従来例では、30バッチの連続研磨の後での研
磨厚さは比較例にかかる研磨用パッドよりももっと小さ
くなり、連続研磨の後の研磨用パッドの厚さも使用前の
厚さとほとんど変わらなかった。
【0018】
【表1】
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、研磨用パッドの母材と
して発泡樹脂を用い、この母材に研磨材粒子を40重量
%以上、すなわち比容積が6%より大きくなるように含
有せしめて、これまでの研磨用パッドに含有する研磨材
粒子の量よりも多くしているので、初期の研磨力が高
く、またこの研磨力を長時間持続させることができる。
【0020】さらに、本発明による研磨パッドは、研磨
材粒子の含有量が多くなっているために研磨用パッド自
体の脆性が増して、研磨加工を行うにしたがってこの研
磨用パッドが消耗し、スラリー中の砥粒によるパッドの
目づまりを防ぐことができる。そのために、目たての必
要がなくなるかあるいは目たての必要に迫られるまでの
間隔が長くなり、目たてに費やされる時間も減らすこと
ができ、研磨加工の稼働率の低下を防ぐことができる。
さらに、パッドの目づまりが起こりにくくなることによ
って研磨の際の不要な傷を防止することができ、優れた
研磨加工を行うことができる。
【0021】さらにまた、本発明によれば、その母材に
用いる発泡樹脂の硬度の制御という簡易な方法によっ
て、被研磨体の種類に応じた所望の研磨力の研磨用パッ
ドや目づまり防止に最適な研磨用パッドを得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による研磨用パッドの一例を示す概略断
面図
【図2】本発明の実施例と比較例と従来例にかかる研磨
用パッドを用いた研磨累積研磨時間に対する被研磨体の
研磨厚さと研磨用パッドの厚さを示すグラフ
【符号の説明】
1:研磨用パッド 10:母地 20:発泡気孔 30:研磨材粒子 41:スラリー供給用穴 42:スラリー供給用溝

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】あらかじめ母地に研磨材粒子が含有され、
    砥粒を含むスラリーを供給する穴および溝を有してなる
    研磨用パッドにおいて、含有される研磨材粒子の含有量
    が40〜50重量%であることを特徴とする研磨用パッ
    ド。
  2. 【請求項2】あらかじめ母地に研磨材粒子が含有されて
    なる研磨用パッドが多数の発泡気孔を有することを特徴
    とする請求項1の研磨用パッド。
  3. 【請求項3】母地のバルクの比重が1.0〜1.5g/
    cm3 であり、発泡させた研磨用パッドのかさ比重が
    0.3〜0.5g/cm3 でその発泡気孔の粒径が0.
    01〜10mmであることを特徴とする請求項2の研磨
    用パッド。
  4. 【請求項4】あらかじめ母地に研磨材粒子が含有されて
    なる研磨用パッドの母地が、ポリウレタン製樹脂である
    ことを特徴とする請求項1または2または3の研磨用パ
    ッド。
  5. 【請求項5】あらかじめ母地に含有される研磨材が酸化
    セリウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、炭化
    珪素、ダイヤモンド、酸化第二鉄、酸化クロムのうち、
    少なくとも一種以上含んでいることを特徴とする請求項
    1または2または3または4の研磨用パッド。
  6. 【請求項6】研磨用パッドと被研磨体とが対向するよう
    に研磨機の定盤にそれぞれ固定し、砥粒を水に溶かした
    スラリーを前記研磨用パッドに供給しながら前記研磨用
    パッドを用いて被研磨体を研磨する研磨方法において、
    前記研磨用パッドが請求項1の研磨用パッドであること
    を特徴とする研磨方法。
  7. 【請求項7】前記研磨用パッドに供給するスラリーが、
    前記研磨用パッドに含有されている研磨材粒子と同種の
    砥粒を水に溶かしたスラリーであることを特徴とする請
    求項6の研磨方法。
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