JPH1190836A - 研磨布 - Google Patents

研磨布

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JPH1190836A
JPH1190836A JP27052997A JP27052997A JPH1190836A JP H1190836 A JPH1190836 A JP H1190836A JP 27052997 A JP27052997 A JP 27052997A JP 27052997 A JP27052997 A JP 27052997A JP H1190836 A JPH1190836 A JP H1190836A
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JP
Japan
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polishing
nonwoven fabric
thermoplastic resin
resin
synthetic fibers
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JP27052997A
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English (en)
Inventor
Koji Nakagawa
浩司 中川
Tokuichi Yoshida
徳一 吉田
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Kanebo Ltd
Original Assignee
Kanebo Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】研磨布において、硬質の樹脂は合成繊維との接
着性が十分でないことから耐磨耗性が不十分であり、樹
脂が硬質であるが故に、ドレッシング作業によって表面
の粗さが増加し、被研磨物であるシリコンウエハーの表
面粗さが生じる欠点をも有している。 【解決手段】本発明は、以上の課題を解決すべく種々検
討し、合成繊維からなる不織布と熱可塑性樹脂から成る
研磨布において、不織布と同一組成の熱可塑性樹脂が、
熱可塑性樹脂比率30重量%以上含む組成にて構成され
た研磨布によって本課題を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板、例え
ば高純度シリコンや化合物半導体からなるウエハーある
いは、ガラスディスク、フォトマスク等の鏡面仕上げ研
磨に好適な研磨布に係わり、研磨布の組成に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】合成繊維からなる不織布に樹脂類を結合
させた研磨布は、その高い研磨能力を応用して、半導体
基板例えば、高純度シリコンや、化合物半導体ウエハー
の鏡面研磨、レンズ、板ガラス、フォトマスクのガラス
製品の仕上げ研磨等、広い分野で用いられている。さら
には近年、Dynamic Randam Acces
s Memory(DRAM)に用いられる回路におい
ては、その集積度が向上しているが故に、基板となるウ
エハーにはより高い平坦度が要求されている。
【0003】高い平坦度を実現するために硬い研磨布を
用いる事が有効であり、特開平2−218562では、
不織布にポリウレタン溶剤を含浸、湿式法にて凝固、水
洗、乾燥した後に反応性メラミン水溶液を2次含浸する
方法が提案されている。特開平5−8178では、1次
含浸の熱可塑性ポリウレタンより硬質の熱硬化性ポリウ
レタンを2次含浸する方法が提案されている。特公平8
−5014では不織布にポリサルホン酸多孔体を結合し
た研磨布が提案されている。
【0004】これらの硬質研磨布を使用し一般的な研磨
方法、すなわち研磨布を研磨機定盤に圧着し、SiO2
微粒子を含有する研磨液を供給しながら被研磨物を研磨
する方法に於いて、初期段階は目的の平坦度は達成され
るものの、加工時間が長くなるに従い平坦度の悪化が顕
著となる。
【0005】これは、研磨布の研磨液の目詰まりによる
研磨性能の低下を防止するために、研磨加工の合間に、
研磨布表面をナイロン製のブラシあるいはダイヤモンド
を埋め込んだ砥石などにより研削し、研磨液の目詰まり
部を除去する作業(ドレッシング作業)を行うが、それ
に伴い不織布と樹脂の結合が徐々に破壊されることで研
磨布表面の平滑性が損なわれ、その結果被研磨物の平坦
度が悪化するのである。
【0006】特に、硬質の樹脂は合成繊維との接着性が
十分でなく、ドレッシング作業によってこの傾向が顕著
に発現する欠点を有している。更に、樹脂が硬質である
が故に、ドレッシング作業によって表面の粗さが増加
し、後工程研磨での付加がかかりすぎる欠点をも有して
いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、上述の
如き問題点に鑑み、鋭意研究した結果、本発明を完成し
たものであり、本発明の目的は、不織布と樹脂が強固に
接着、結合し、耐摩耗性に優れ、被研磨物の高い平坦
度、低い表面粗さを長く維持する研磨布を提供するもの
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】合成繊維からなる不織布
と熱可塑性樹脂から成る研磨布において、不織布と同一
組成の熱可塑性樹脂が、熱可塑性樹脂比率30重量%以
上含む組成にて構成された研磨布により、課題を解決し
た。
【0009】
【発明の実施の形態】上記目的を達成するための不織布
としては、研磨に必要な硬度を達成できる範囲内の合成
繊維であれば特にこれを限定しないが、ポリエステル、
ナイロン、アクリル繊維などが好適であり、変性繊維や
異型断面繊維の使用も可能であり、この時単独で用いて
も混合で用いてもよい。
【0010】また、本発明に係る不織布の製造方法は特
に限定されるものでは無く、例えばランダムウェーバー
方式、クロスラッピング方式等のニードルパンチングに
て絡合させる方法、ウォータージェットニードリング方
法、あるいはスパンボンド方法等の公知の適宜名方法で
可能である。
【0011】本発明は、不織布を結合させる熱可塑性樹
脂として、合成繊維と強固に接着、結合する合成繊維と
同一組成の樹脂を使用することを特徴とする。接着力は
分子構造に依存し、その構造が近いものは極めて強固に
結合する。他樹脂との混合使用した場合、少なくとも熱
可塑性樹脂比率30重量%以上の同一組成熱可塑性樹脂
が必要である。例えば、他樹脂としてポリエステル系ポ
リウレタン樹脂を用い、それに対し不織布と同じ素材の
ポリエステル樹脂(商品名バイロン)を用いた場合、固
形分比にて70:30以上の割合、即ち少なくとも30
重量%以上の同一組成熱可塑性樹脂が必要である。30
重量%以下では接着力が不十分であり摩耗性が悪く、研
磨加工やドレッシング作業で繊維と樹脂が剥がれ、早期
に研磨布の表面平滑性が悪化し、被研磨物の平坦度が低
下する。
【0012】熱可塑性樹脂における不織布の素材と同一
でない他の混合樹脂としては、ポリウレタン、ポリカー
ボネート、ポリ塩化ビニル、ナイロン他、特に限定され
る物ではないが、研磨性能面からポリウレタンが好適で
ある。
【0013】本発明の製造方法は、公知の製造方法で製
造可能であり、特に限定されない。一般的には、不織布
を、それと同一素材の熱可塑性樹脂とポリウレタンの混
合溶剤溶液を含浸、被溶媒中にて凝固、水洗、乾燥する
いわゆる湿式方、不織布に直接含浸の後、乾燥するいわ
ゆる乾式法、湿式法と乾式法の2段方法等、目的の硬度
が達成できる範囲で選択が可能である。
【0014】本発明の内、合成繊維からなる不織布と熱
可塑性樹脂の構成重量比は特に限定しないが、好ましく
は20:80〜80:20、さらに好ましくは40:6
0〜60:40である。
【0015】さらに、製品密度は0.20g/cm3
0.60g/cm3 、さらに好ましくは0.30g/c
3 〜0.50g/cm3 である。製品密度が0.20
g/cm3 以下では研磨布としての硬度を達成できず、
また、0.60g/cm3 以上では研磨砥粒が目詰まり
を起こし、長時間に渡る研磨が困難である。
【0016】
【発明の効果】本発明の研磨布は、不織布と熱可塑性樹
脂が強固に接着、結合することで、耐摩耗性に優れ、高
い平坦度及び低い面粗さが長く維持され、そのことによ
って、被研磨物の品質の均一性を低下させる事無く大量
に研磨できる。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例により更
に具体的に説明する。この時、実施例及び比較例の
「部」及び「%」は特に断らない限り「重量部」及び
「重量%」を意味する。また、以下の測定法で研磨布を
評価した。
【0018】摩耗性評価:JIS−L1096テーハー
摩耗試験方法に準じた。この時、砥石はH−22を使用
し、研磨布表面を1000回摩耗して、摩耗前と摩耗後
の、厚み減量(減厚み:単位mm)、重量減量(減量:
単位g)を測定した。
【0019】研磨レート評価:減厚みを研磨時間で割り
かえし、単位当たりの研削量(単位μm/min)を求
めた。
【0020】平坦度評価:ZYGO GPI/XP 平
坦度測定機(ザイゴ社製)を用い、実際に研磨したウエ
ハーの全面の厚みを測定して、その最大値、最小値の差
(平坦度:単位μm)を求めた。
【0021】表面粗さ:ZYGO NEW VIEW2
00(×50倍レンズ)表面粗さ計(ザイゴ社製)に
て、表面粗さ(Ra:単位、オングストローム(A))
を測定した。
【0022】(実施例1〜4)まず、ポリエチレンアジ
ペートとジフェニルメタン−4,4’−ジイスシアネー
トを原料としたポリエステル系ポリウレタン樹脂に対
し、ポリエステル樹脂(商品名バイロン)を、固形分比
にて70:30、50:50、30:70、0:100
の割合、即ち熱可塑性樹脂比率(%)が30(実施例
1)、50(実施例2)、70(実施例3)、100
(実施例4)となる様に混合し、各実施例に用いる樹脂
を調製した。
【0023】調製した各樹脂を、ジメチルホルムアミド
(以下DMFと略記)にて樹脂固形分20%溶液に調整
し、その中へ3.0デニール、51mmのポリエステル
短繊維からなるニードリング不織布(目付け300g/
2 、厚さ2.0mm、密度0.15g/cm3 )を含
浸させた。樹脂に含浸した不織布を非溶媒浴(水:DM
F=95:5)により凝固させ、その後水洗した。乾燥
の後、表皮層を#120のサンドペーパーにて研削し、
厚さ1.3mm、450g/m2 、密度0.35g/c
3 の各実施例の研磨布を作製した。作製した研磨布
の、減厚み、減量を表1に示す。
【0024】(比較例1、2)ポリエステル樹脂比率が
0%(比較例1)、20%(比較例2)の樹脂を用い
て、実施例1と同様の方法で、各比較例の研磨布を作製
した。作製した研磨布の、減厚み、減量を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】実施例1〜4に示す如く、ポリエステル樹
脂率が30%以上である研磨布(実施例1〜4)は、磨
耗による減厚み及び減量は、含有していないもの(比較
例1)と比べ、半分以下であり、良好な耐磨耗性を示
す。
【0027】さらに、実施例1〜4、及び比較例1、2
の研磨布を用いて、4インチシリコンウエハーの研磨試
験を行った。即ち、研磨試験を行う各研磨布を36SP
AW(スピードファーム社製)研磨機に装着し、平均粒
径0.05μmのコロイダルシリカ/スノーテックス
(日産化学社製)を水で10倍に希釈した研磨剤を用
い、定盤回転数100rpm、加工温度45℃、加工圧
力280g/cm2 の条件下で、1回に5枚の4インチ
シリコンウエハーを30分間研磨した。1回目の研磨作
業はダミー研磨として研磨性能評価せず、2回目を初期
の研磨性能とし、初期の研磨性能と、30時間後の研磨
性能を、各研磨したシリコンウエハーの表面の状態よ
り、研磨レート、平坦度、表面粗さで評価した。研磨レ
ートは、1枚のウエハーに付き5箇所の減厚みの平均値
を得、その値の5枚分の平均値とした。平坦度は、1枚
のウエハーにおける最大値と最小値の差を求め、その差
の5枚分の平均値とした。表面粗さは、1枚のウエハー
に付き5箇所の表面粗さの平均値を得、その値の5枚分
の平均値とした。その結果を表2に示す。
【0028】
【表2】
【0029】実施例1〜4の研磨布は、30時間研磨加
工使用後におけるものを用いてシリコンウエハーを研磨
しても、そのシリコンウエハーの平坦度や表面粗さを高
める事はなく良好な研磨性能を示す。それに対し、比較
例1、2の研磨布は、30時間研磨加工使用後における
ものを用いてシリコンウエハーを研磨すると、研磨した
シリコンウエハーの平坦度や表面粗さは高値を示し、研
磨状態は低下する。
【0030】(実施例5、6)まず、ポリエチレンアジ
ペートとジフェニルメタン−4,4’−ジイスシアネー
トを原料としたポリエステル系ポリウレタン樹脂に対
し、ナイロン樹脂(商品名ラッカマイド)を、固形分比
にて70:30、50:50の割合、即ち熱可塑性樹脂
比率(%)が30(実施例5)、50(実施例6)とな
る様に混合し、各実施例に用いる樹脂を調製した。
【0031】調製した各樹脂を、ジメチルホルムアミド
(以下DMFと略記)にて樹脂固形分18%溶液に調整
し、その中へ1.5デニール、51mmのポリエステル
短繊維からなるウオータージェットニードリング不織布
(目付け300g/m 2 、厚さ1.5mm、密度0.2
0g/cm 3 )を含浸させた。樹脂に含浸した不織布を
非溶媒浴(水:DMF=90:10)により凝固させ、
その後水洗した。乾燥の後、表皮層を#100のサンド
ペーパーにて研削し、厚さ1.2mm、460g/
2 、密度0.38g/cm 3 の各実施例の研磨布を作
製した。作製した研磨布の、減厚み、減量を表3に示
す。
【0032】(比較例3)ナイロン樹脂比率が0%(比
較例3)の樹脂を用いて、実施例5と同様の方法で、比
較例の研磨布を作製した。作製した研磨布の、減厚み、
減量を表3に示す。
【0033】
【表3】
【0034】実施例5、6に示す如く、ナイロン樹脂率
が30%以上である研磨布(実施例5、6)は、磨耗に
よる減厚み及び減量は、含有していないもの(比較例
3)と比べ、半分以下であり、良好な耐磨耗性を示す。
【0035】
【表4】
【0036】実施例5、6の研磨布は、30時間研磨加
工使用後におけるものを用いてシリコンウエハーを研磨
しても、そのシリコンウエハーの平坦度や表面粗さを高
める事はなく、良好な研磨性能を示す。それに対し、比
較例3の研磨布は、30時間研磨加工使用後におけるも
のを用いてシリコンウエハーを研磨すると、研磨したシ
リコンウエハーの平坦度や表面粗さは高値を示し、研磨
状態は低下する。
【手続補正書】
【提出日】平成9年11月7日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】(実施例5、6)まず、ポリエチレンアジ
ペートとジフェニルメタン−4,4’−ジイスシアネー
トを原料としたポリエステル系ポリウレタン樹脂に対
し、ナイロン樹脂(商品名ラッカマイド(大日本インキ
株式会社製))を、固形分比にて70:30、50:5
0の割合、即ち熱可塑性樹脂比率(%)が30(実施例
5)、50(実施例6)となる様に混合し、各実施例に
用いる樹脂を調製した。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】調製した各樹脂を、ジメチルホルムアミド
(以下DMFと略記)にて樹脂固形分18%溶液に調製
し、その中へ1.5デニール、51mmのナイロン短繊
からなるウオータージェットニードリング不織布(目
付け300g/m2 、厚さ1.5mm、密度0.20g
/cm3 )を含浸させた。樹脂に含浸した不織布を非溶
媒浴(水:DMF=90:10)により凝固させ、その
後水洗した。乾燥の後、表皮層を#100のサンドペー
パーにて研削し、厚さ1.2mm、460g/m2 、密
度0.38g/cm3 の各実施例の研磨布を作製した。
作製した研磨布の、減厚み、減量を表3に示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】合成繊維からなる不織布と熱可塑性樹脂か
    ら成る研磨布において、不織布と同一組成の熱可塑性樹
    脂が、熱可塑性樹脂比率30重量%以上含む組成にて構
    成された研磨布
JP27052997A 1997-09-16 1997-09-16 研磨布 Pending JPH1190836A (ja)

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