JPH1199479A - Polishing pad - Google Patents

Polishing pad

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Publication number
JPH1199479A
JPH1199479A JP26599897A JP26599897A JPH1199479A JP H1199479 A JPH1199479 A JP H1199479A JP 26599897 A JP26599897 A JP 26599897A JP 26599897 A JP26599897 A JP 26599897A JP H1199479 A JPH1199479 A JP H1199479A
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JP
Japan
Prior art keywords
polishing pad
polishing
nonwoven fabric
woven fabric
heat
Prior art date
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Pending
Application number
JP26599897A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masatsugu Enomori
正嗣 榎森
Toshio Nishihara
利雄 西原
Tadaaki Araki
忠昭 荒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1199479A publication Critical patent/JPH1199479A/en
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  • Nonwoven Fabrics (AREA)
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a polishing pad which has satisfactory hardness and wet strength and by which clogging is eliminated by specifying the hardness of the polishing pad surface formed by a non-woven fabric impregnated with high molecular elastic polymer. SOLUTION: A non-woven fabric for forming a polishing pad is not especially liminted if it is formed by a fiber. To heighten the flatness required by a polishing pad for CMP, the hardness of the obtained polishing pad surface (JIS K6301 A type) is set from 85 deg. to 99 deg. both inclusive, preferably from 88 deg. to 98 deg. both inclusive. The apparent density of the non-woven fabric is preferably from 0.2 to 0.5 both inclusive. If the apparent density of the non-woven fabric is smaller than 0.2, the hardness of the obtained non-woven fabric becomes low. If it is larger than 0.5, the obtained non-woven fabric is of so close texture that the liquid permeability is deteriorated and retention and liquid discharge of slurry is deteriorated. The obtained non-woven fabric is impregnated with high molecular elastic polymer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明発明は、半導体ウエハ
ー用、液晶ガラス用、ハードディスク用等の精密研磨用
研磨パッドに関するものである。更に詳しくは、半導体
デバイスの製造工程における多層配線形成工程で用いら
れる化学的機械研磨(以下、「CMP」という。)用の
研磨パッドに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing pad for precision polishing for a semiconductor wafer, a liquid crystal glass, a hard disk or the like. More specifically, the present invention relates to a polishing pad for chemical mechanical polishing (hereinafter, referred to as “CMP”) used in a multilayer wiring forming step in a semiconductor device manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、精密研磨用研磨パッドに関して
は、いくつかの提案がある。例えば、特開平2−232
173号公報、特開平4−115875号公報には、そ
れぞれ半導体ウエハー用、板ガラス製品用の研磨パッド
としてポリウレタンの発泡体からなる研磨パッドが記載
されている。研磨パッドの一般的要求特性としては、研
磨速度の速さ、研磨性能の安定性、研磨精度としての面
内均一性等が挙げられるが、CMP用研磨パッドの場
合、特に面内のグローバルな領域における段差平坦性が
重要となる。該段差平坦性を満足するためにはパッドを
硬くすることが必要とされることから、従来、酸化膜の
CMP用研磨パッドとしては、硬いポリウレタン樹脂の
発泡シートよりなる研磨パッドが使用されている。しか
しながら、該研磨パッドは、長時間研磨していると、研
磨するときに使用する研磨剤や研磨くずが該研磨パッド
表面の独立気泡の穴につまってしまい、数回使用するた
びに該研磨パッド表面をダイアモンド等で削りドレッシ
ングしなければならないという不便があった。また、こ
の用途には、レーヨンからなる不織布に合成樹脂を含浸
させた研磨パッドも使用されているが、該研磨パッド
は、不織布の湿潤強度が弱いため、長時間の使用に絶え
られず、更に、硬度が低く、半導体ウエハーの平坦性を
十分に満足することはできなかった。一方、特開平3−
59157号公報には、芳香族ポリアミド繊維からなる
不織布を熱収縮硬化させた研磨パッドが記載されてい
る。しかしながら、該研磨パッドは、硬度(JIS K
6301 A型)82°であり、半導体ウエハーの平坦
性を満足するには不十分であった。
2. Description of the Related Art There have been several proposals for polishing pads for precision polishing. For example, JP-A-2-232
JP-A-173-173 and JP-A-4-115875 describe polishing pads made of polyurethane foam as polishing pads for semiconductor wafers and flat glass products, respectively. The general required characteristics of the polishing pad include high polishing speed, stability of polishing performance, in-plane uniformity as polishing accuracy, and the like. In the case of a polishing pad for CMP, in particular, a global region in the surface. Is important. In order to satisfy the step flatness, it is necessary to harden the pad. Therefore, as a polishing pad for CMP of an oxide film, a polishing pad made of a foamed sheet of a hard polyurethane resin has conventionally been used. . However, if the polishing pad is polished for a long time, the polishing agent or polishing debris used for polishing is clogged in the holes of the closed cells on the surface of the polishing pad. There was an inconvenience that the surface had to be dressed with diamond or the like. In this application, a polishing pad obtained by impregnating a synthetic resin into a nonwoven fabric made of rayon is also used.However, since the polishing pad has a low wet strength, it cannot be used for a long time. And the hardness was low, and the flatness of the semiconductor wafer could not be sufficiently satisfied. On the other hand,
Japanese Patent No. 59157 describes a polishing pad obtained by heat shrink-hardening a nonwoven fabric made of an aromatic polyamide fiber. However, the polishing pad has a hardness (JIS K
6301 A type) of 82 °, which was insufficient to satisfy the flatness of the semiconductor wafer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、半導体ウエハー用、液晶ガラス用、ハードディスク
用等の精密研磨用研磨パッド、特にCMP用研磨パッド
に関して、十分な硬度と湿潤強度を有し、かつ、ダイア
モンド砥石を用いて研削をおこなうドレッシングを行わ
なくても、剛毛ブラッシング等の簡易ドレッシングのみ
で目詰まりを解消することができる研磨パッドを提供す
ることを目的に鋭意検討を重ねた結果、本発明を見出
し、精密研磨用、特にCMP用として優れた研磨パッド
を完成するに至った。
Accordingly, the present inventors have developed a polishing pad for precision polishing such as a semiconductor wafer, a liquid crystal glass, and a hard disk, particularly a polishing pad for CMP, which has sufficient hardness and wet strength. In addition, the results of intensive studies aimed at providing a polishing pad that can eliminate clogging with only a simple dressing such as bristle brushing without performing dressing that performs grinding using a diamond whetstone The present invention has been found, and an excellent polishing pad for precision polishing, particularly for CMP has been completed.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、高
分子弾性重合体を含浸させた不織布からなる研磨パッド
において、研磨パッド表面の硬度が85°以上99°以
下であることを特徴とする研磨パッドである。
That is, the present invention is characterized in that a polishing pad made of a nonwoven fabric impregnated with a high-molecular elastic polymer has a polishing pad surface hardness of 85 ° to 99 °. It is a polishing pad.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下本発明について、詳細に説明
する。本発明の研磨パッドを構成する不織布は、繊維か
らなるものであれば特に限定はないが、CMP用研磨パ
ッドに求められる平坦性を高めるために、得られる研磨
パッド表面の硬度(JIS K6301 A型)を85
°以上99°以下、好ましくは88°以上98°以下と
しなければならないこと、および、研磨スラリーの強酸
・強アルカリ等に耐えられる耐薬品性を必要とすること
から、合成繊維からなることが望ましく、熱融着繊維と
非熱融着繊維とからなり、かつ高密度であることが特に
好ましい。ここで、用いられる合成繊維の成分として
は、繊維形成性の樹脂であれば特に限定はないが、例え
ば、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン等が挙
げられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. The nonwoven fabric constituting the polishing pad of the present invention is not particularly limited as long as it is made of fiber. However, in order to enhance the flatness required for the polishing pad for CMP, the hardness of the obtained polishing pad surface (JIS K6301 A type) ) To 85
° to 99 °, preferably from 88 ° to 98 °, and since the polishing slurry needs to have chemical resistance to withstand the strong acid, strong alkali and the like, it is desirable to be made of synthetic fiber. It is particularly preferable that the heat-fusible fibers and the non-heat-fusible fibers be used and have a high density. Here, the synthetic fiber component used is not particularly limited as long as it is a fiber-forming resin, and examples thereof include polyester, polyamide, and polyolefin.

【0006】熱融着繊維とは、非熱融着繊維に比較して
融点が低ければ特に限定はないが、融点180℃以下の
繊維形成性の樹脂であることが好ましい。また、繊維の
構造としては、例えば、繊維全体が一種類の低融点樹脂
からなるものであってもよいし、二種以上からなる芯鞘
型複合繊維の構造をしており、その鞘の部分のみが低融
点樹脂からなるものであってもよい。低融点の繊維形成
性樹脂としては、共重合したポリエステルコポリマー、
ポリアミドコポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン
等が挙げられるが、共重合したポリエステルコポリマー
を用いることが好ましい。
The heat-fused fiber is not particularly limited as long as it has a lower melting point than the non-heat-fused fiber, but is preferably a fiber-forming resin having a melting point of 180 ° C. or less. Further, as the structure of the fiber, for example, the whole fiber may be composed of one kind of low-melting point resin, or the structure of a core-sheath composite fiber composed of two or more kinds, and the sheath part Only the low melting point resin may be used. As the low melting point fiber-forming resin, a copolymerized polyester copolymer,
Examples thereof include polyamide copolymer, polyethylene, and polypropylene, and it is preferable to use a copolymerized polyester copolymer.

【0007】非熱融着繊維としては、ポリエステル繊
維、ポリアミド繊維、ポリウレタン繊維等が挙げられる
が、ポリエステル繊維を用いることが好ましい。また、
非熱融着繊維として熱収縮性を有する繊維を用いること
が、不織布の密度および硬度を調整する上で好ましい。
ここで、用いる熱収縮性繊維としては、70℃の温水中
で30%以上90%以下収縮する繊維であることが好ま
しく、35%以上70%以下収縮する繊維であることが
特に好ましい。更に、ポリエステル繊維を用いる場合
は、研磨剤スラリーとの馴染みを良くするため、親水化
処理を施し、吸水速度を高めることが好ましい。不織布
を構成する上で、該熱融着繊維と該非熱融着繊維との割
合は、10〜50重量%:50〜90重量%であること
が好ましい。該熱融着繊維の割合が10重量%より少な
いと、後に行う熱処理を行っても得られる研磨パッドの
硬度が不充分となり、該熱融着繊維の割合が50重量%
より多いと、熱処理の際に融着が進みすぎ研磨スラリー
の通液性が悪くなり、研磨安定性が劣る。
The non-heat-fused fibers include polyester fibers, polyamide fibers, polyurethane fibers and the like, and it is preferable to use polyester fibers. Also,
It is preferable to use a heat-shrinkable fiber as the non-heat-fused fiber in order to adjust the density and hardness of the nonwoven fabric.
Here, the heat-shrinkable fiber used is preferably a fiber that shrinks by 30% or more and 90% or less in hot water at 70 ° C., and particularly preferably a fiber that shrinks by 35% or more and 70% or less. Further, when polyester fibers are used, it is preferable to increase the water absorption rate by performing a hydrophilic treatment in order to improve the compatibility with the abrasive slurry. In forming the nonwoven fabric, the ratio between the heat-fused fibers and the non-heat-fused fibers is preferably 10 to 50% by weight: 50 to 90% by weight. When the proportion of the heat-fused fiber is less than 10% by weight, the hardness of the polishing pad obtained even after heat treatment performed later becomes insufficient, and the proportion of the heat-fused fiber is 50% by weight.
If the amount is larger than the above, the fusion proceeds too much during the heat treatment, so that the liquid permeability of the polishing slurry is deteriorated, and the polishing stability is deteriorated.

【0008】上記繊維から不織布を作成する方法は、例
えば、ニードルパンチ法、スパンボンド法、スパンレー
ス法,ケミカルボンド法等、従来公知の方法が用いられ
る。例えば、上記熱融着繊維と非熱融着繊維とからなる
不織布を作成するには、この2種類の繊維を適当な長さ
にカットした短繊維を混綿し、ローラーカード,フラッ
トカード等を使用して開綿し、紡出した繊維を機械的に
積層するか、空気流を使って積層する。その後、ニード
ルロッカー等によりバーブ付針でパンチングするか、高
圧水流を利用して絡合処理し、不織布を得る。かかる不
織布の見掛け密度は、0.2以上0.5以下であること
が好ましく、0.25以上0.4以下であることが特に
好ましい。不織布の見掛け密度が0.2より小さいと得
られた不織布の硬度が低くなり、0.5より大きいと得
られた不織布の目がつまりすぎて通液性が悪くなり、ス
ラリーの保持あるいは放液が悪くなる。ここで、見掛け
密度とは、不織布の目付(単位面積当たりの重量)を厚さ
で除して算出する。
As a method for producing a nonwoven fabric from the above fibers, conventionally known methods such as a needle punch method, a spunbond method, a spunlace method, and a chemical bond method are used. For example, in order to prepare a nonwoven fabric composed of the above-mentioned heat-fused fibers and non-heat-fused fibers, short fibers obtained by cutting these two types of fibers into appropriate lengths are mixed, and a roller card, a flat card, or the like is used. Then, the spun fibers are laminated mechanically or using an air stream. Thereafter, punching is performed with a needle with a barb using a needle rocker or the like, or entanglement treatment is performed using a high-pressure water stream to obtain a nonwoven fabric. The apparent density of such a nonwoven fabric is preferably from 0.2 to 0.5, particularly preferably from 0.25 to 0.4. When the apparent density of the nonwoven fabric is smaller than 0.2, the hardness of the obtained nonwoven fabric is low, and when it is larger than 0.5, the obtained nonwoven fabric is too clogged to deteriorate the liquid permeability and retains or discharges the slurry. Gets worse. Here, the apparent density is calculated by dividing the basis weight (weight per unit area) of the nonwoven fabric by the thickness.

【0009】得られた不織布には、高分子弾性重合体が
含浸される(以下、高分子弾性重合体が含浸された不織
布を「基材」という)。ここで、用いられる高分子弾性
重合体としては、特に限定はないが、例えばポリウレタ
ン樹脂、ポリエステルエラストマー樹脂、ポリウレア樹
脂、ポリウレタン・ポリウレア樹脂、ポリアクリル酸樹
脂、アクリロニトリル・ブタジエン樹脂、スチレン・ブ
タジエン樹脂等が挙げられるが、なかでもポリウレタン
樹脂、ポリウレアポリウレア樹脂、ポリウレタン・ポリ
ウレア樹脂等のポリウレタン系樹脂が好ましく、ポリウ
レタン樹脂であることが特に好ましい。ポリウレタン樹
脂の種類としては特に限定はなく、具体的にはエステル
系、エーテル系、エステルエーテル系、エーテルカーボ
ネート系等が挙げられる。これらポリウレタン系樹脂
は、平均分子量500〜4000のポリエーテルグリコ
ール、ポリエステルグリコール、ポリエステル・エーテ
ルグリコール、ポリカプロラクトングリコール、ポリカ
ーボネートグリコール等から選ばれた、一種または二種
以上のポリマーグリコールと、4,4’−ジフェニルメ
タンジイソシアネート、キシリレジンイソシアネート、
トリレジンイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジ
イソシアネート、イソフォロンジイソシアネート等の有
機ジイソシアネートと、低分子グリコール、ジアミン、
ヒドラジン、または有機酸ヒドラジッド、アミノ酸ヒド
ラジッド等のヒドラジン誘導体等から選ばれた鎖伸長剤
とを反応させて得られたものである。
The obtained nonwoven fabric is impregnated with a polymer elastic polymer (hereinafter, the nonwoven fabric impregnated with the polymer elastic polymer is referred to as “base material”). Here, the polymer elastic polymer used is not particularly limited. For example, polyurethane resin, polyester elastomer resin, polyurea resin, polyurethane polyurea resin, polyacrylic acid resin, acrylonitrile-butadiene resin, styrene-butadiene resin, etc. Among them, a polyurethane resin such as a polyurethane resin, a polyurea polyurea resin, or a polyurethane / polyurea resin is preferable, and a polyurethane resin is particularly preferable. The type of the polyurethane resin is not particularly limited, and specific examples thereof include an ester type, an ether type, an ester ether type, and an ether carbonate type. These polyurethane-based resins include one or more polymer glycols selected from polyether glycol, polyester glycol, polyester ether glycol, polycaprolactone glycol, polycarbonate glycol and the like having an average molecular weight of 500 to 4000, and 4,4 ′. -Diphenylmethane diisocyanate, xylylene resin isocyanate,
Organic diisocyanates such as triresin isocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, and isophorone diisocyanate, low-molecular-weight glycols, diamines,
It is obtained by reacting with a chain extender selected from hydrazine or a hydrazine derivative such as an organic acid hydrazide or an amino acid hydrazide.

【0010】ここで、用いられる樹脂は線状の樹脂であ
ることが好ましく、更に、用いられる樹脂の100%モ
ジュラスが100kgf/cm2以上500kgf/c
2以下であることが好ましく、101kgf/cm2
上400kgf/cm2以下であることが更に好まし
い。樹脂の100%モジュラスの高いものを用いること
によって、該基材を用いて得られた研磨パッド表面の硬
度を高くすることができる。
Here, the resin used is preferably a linear resin, and the resin used has a 100% modulus of 100 kgf / cm 2 or more and 500 kgf / c.
m 2 or less, more preferably 101 kgf / cm 2 or more and 400 kgf / cm 2 or less. By using a resin having a high 100% modulus, the hardness of the surface of the polishing pad obtained by using the substrate can be increased.

【0011】また前記高分子弾性重合体を不織布中に含
浸させるためには、通常、該高分子弾性重合体を有機溶
剤溶液または分散液(水性エマルジョンを含む)の形で
不織布に含浸させる。ここで、高分子弾性重合体の溶剤
を含む溶液としては、ジメチルホルムアミド、ジエチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフ
ラン等の高分子弾性重合体の良溶媒からなる溶液、ある
いは、メチルエチルケトン等の貧溶媒に水を分散したよ
うな分散溶液、または、これらに更に高分子弾性重合体
を混合した溶液等が好ましく用いられる。これらの高分
子弾性重合体の溶剤を含む溶液は、前記高分子弾性重合
体の一部を溶解、または、膨潤させる必要があることか
ら、高分子弾性重合体の溶剤を少なくとも50%以上、
好ましくは60%以上含有することが好ましい。含浸さ
せる高分子弾性重合体の濃度は、溶液の粘度等の点か
ら、0.1〜40%であることが好ましく、1〜30%
であること特に好ましい。濃度が0.1%より低いと、
高分子弾性重合体の不織布への固着量が少なくなり、必
要とする硬度が得られ難くなる。一方、濃度40%より
高いと、高分子弾性重合体の溶液粘度が高くなりすぎて
不織布への含浸ができなくなるという欠点がある。含浸
させる高分子弾性重合体は、不織布の重量に対して20
%〜100%範囲で選定することが好ましい。この割合
が20%より少ないと、樹脂が繊維の交絡点および外周
部に、薄くあるいは部分的に付着するだけとなり、最終
的に得られる研磨パッドの硬度が低くなる。また、10
0%より多いと基材の構造が緻密になりすぎ、空孔が充
填されすぎて研磨パッドとして用いた場合、遊離してい
る微粒子や研磨屑の流通が阻害され、目詰まりを起こし
易くなる。
In order to impregnate the high-molecular elastic polymer into the nonwoven fabric, the non-woven fabric is usually impregnated with the high-molecular elastic polymer in the form of an organic solvent solution or dispersion (including an aqueous emulsion). Here, as the solution containing the solvent of the polymer elastic polymer, a solution composed of a good solvent of the polymer elastic polymer such as dimethylformamide, diethylformamide, dimethylacetamide, or tetrahydrofuran, or water in a poor solvent such as methyl ethyl ketone is used. A dispersion solution in which the polymer is dispersed, a solution in which a high-molecular elastic polymer is further mixed, or the like is preferably used. Since the solution containing the solvent for the polymer elastic polymer needs to dissolve or swell a part of the polymer elastic polymer, the solvent for the polymer elastic polymer is at least 50% or more.
Preferably, the content is 60% or more. The concentration of the polymer elastic polymer to be impregnated is preferably from 0.1 to 40%, from the viewpoint of the viscosity of the solution, and is preferably from 1 to 30%.
Is particularly preferred. If the concentration is lower than 0.1%,
The amount of the polymer elastic polymer fixed to the nonwoven fabric is reduced, and it becomes difficult to obtain the required hardness. On the other hand, when the concentration is higher than 40%, there is a disadvantage that the solution viscosity of the high-molecular elastic polymer becomes too high and impregnation of the nonwoven fabric cannot be performed. The polymer elastic polymer to be impregnated has a weight of 20% with respect to the weight of the nonwoven fabric.
% Is preferably selected in the range of 100%. If this ratio is less than 20%, the resin will thinly or only partially adhere to the entanglement points and the outer peripheral portion of the fibers, and the hardness of the polishing pad finally obtained will be low. Also, 10
If it is more than 0%, the structure of the base material becomes too dense, and if used as a polishing pad because the pores are filled too much, the flow of free fine particles and polishing debris is hindered and clogging is liable to occur.

【0012】また、得られた基材の乾燥は、40℃〜1
50℃で、1分〜60分、空気または窒素雰囲気下で行
う。該乾燥条件を外れる場合、不織布に含浸した高分子
弾性重合体が不織布の下層側に移動して局在化したり、
使用した溶剤の蒸発の激しい方へ移行してしまい、不織
布中への高分子弾性重合体の均一な含浸が妨げられる。
得られた基材には、親水性を付与することが好ましい。
CMPは、研磨スラリーを用いるため水に濡れた状態で
行われ、基材と研磨スラリーとの馴染みを良くするため
基材の吸水速度を挙げることが好ましい。ここで、基材
の吸水速度を挙げるため、用いられる基材に親水性処理
を行うが、用いられる親水性処理剤としては、例えば、
被研磨物であるウエハーを金属汚染しないノニオン性の
もの等が挙げられる。具体的には、アルキルおよびアリ
ルポリオキシエチレンエ−テル、アルキルアリルホルム
アルデヒド縮合ポリオキシエチレンエ−テル、ポリオキ
シエチレンポリオキシプロピルアルキルエ−テル、グリ
セリンエステルのポリオキシエチレンエ−テル、ポリエ
チレングリコ−ル脂肪酸エステル、ジメチルポリシロキ
サン−ポリオキシアルキレン共重合体等が好ましく挙げ
られる。基材に該処理を施す方法としては、例えば、基
材を親水性処理剤に含浸し、次いでニップロールで絞る
方法、あるいは基材にメッシュロールで親水性処理剤を
塗布する方法等が好ましく用いられる。該処理を行った
後の基材の吸水速度は、パッド表面に研磨スラリーを1
ミリリットル落とした場合の吸収時間が1秒以上60秒
以内であることが好ましく、15秒以上40秒以内であ
ることが特に好ましい。一般的な研磨工程では、研磨ス
ラリーをパッド上に流しはじめてから約1分以内に研磨
が開始されるので、吸収時間は早いほど好ましい。また
該親水性付与の処理は不織布の状態で行ってもよい。
The obtained substrate is dried at 40 ° C. to 1 ° C.
Performed at 50 ° C. for 1 minute to 60 minutes under an air or nitrogen atmosphere. When the drying conditions are not satisfied, the high molecular elastic polymer impregnated in the nonwoven fabric moves to the lower layer side of the nonwoven fabric and is localized,
The solvent used shifts to a direction where evaporation of the solvent is intense, and uniform impregnation of the high-molecular elastic polymer into the nonwoven fabric is prevented.
It is preferable to impart hydrophilicity to the obtained substrate.
The CMP is performed in a state of being wet with water because a polishing slurry is used, and it is preferable to increase the water absorption rate of the substrate in order to improve the familiarity between the substrate and the polishing slurry. Here, in order to raise the water absorption rate of the substrate, a hydrophilic treatment is performed on the substrate to be used. As the hydrophilic treatment agent to be used, for example,
Non-ionic ones that do not contaminate the wafer to be polished with metal can be used. Specifically, alkyl and allyl polyoxyethylene ethers, alkyl allyl formaldehyde condensed polyoxyethylene ethers, polyoxyethylene polyoxypropyl alkyl ethers, polyoxyethylene ethers of glycerin esters, polyethylene glycol- Fatty acid esters, dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene copolymers, and the like. As a method of applying the treatment to the substrate, for example, a method of impregnating the substrate with a hydrophilic treatment agent and then squeezing with a nip roll, or a method of applying the hydrophilic treatment agent to the substrate with a mesh roll is preferably used. . The water absorption rate of the substrate after the treatment was as follows.
It is preferable that the absorption time when dropped by milliliter is 1 second or more and 60 seconds or less, and it is particularly preferable that the absorption time is 15 seconds or more and 40 seconds or less. In a general polishing step, polishing is started within about 1 minute after the polishing slurry is started to flow on the pad. Therefore, the absorption time is preferably as fast as possible. The treatment for imparting hydrophilicity may be performed in a non-woven fabric state.

【0013】更に、本発明の不織布は、湿潤状態での長
時間の使用に耐えるため、湿潤強度の優れたものである
ことが好ましい。
Furthermore, the nonwoven fabric of the present invention preferably has excellent wet strength in order to withstand long-term use in a wet state.

【0014】また、本発明では、不織布表面にロ−ルと
の滑りを良くする、あるいは研磨パッドの面平滑性を良
くする等の目的のため、ポリマ−溶液をメッシュロ−ル
等で塗布しても良い。
Further, in the present invention, a polymer solution is applied with a mesh roll or the like for the purpose of improving the slip with the roll on the surface of the nonwoven fabric or improving the surface smoothness of the polishing pad. Is also good.

【0015】次いで、得られた不織布に熱処理を施す。
熱処理は、プレス機あるいは熱ローラー等で圧力を加え
る方法、あるいは不織布を加熱した後、ローラーで加圧
する方法等が用いられる。不織布の表面および内部を適
当な温度で熱加圧することにより、用途に応じた所望の
基布を得ることが可能となる。熱処理温度は、例えば、
70〜200℃が好ましく、100〜180℃が特に好
ましい。熱処理時間は、30秒〜5分間程度である。か
かる熱処理は、一段で行っても、二段以上の多段で行っ
てもよい。
Next, the obtained nonwoven fabric is subjected to a heat treatment.
For the heat treatment, a method of applying pressure with a press or a heat roller or the like, or a method of heating the nonwoven fabric and then pressing with a roller is used. By subjecting the surface and the inside of the nonwoven fabric to heat and pressure at an appropriate temperature, it is possible to obtain a desired base fabric according to the application. The heat treatment temperature is, for example,
70-200 ° C is preferable, and 100-180 ° C is particularly preferable. The heat treatment time is about 30 seconds to 5 minutes. Such heat treatment may be performed in one stage or in two or more stages.

【0016】本発明は、上記不織布を用いて、裏面への
粘着剤テープの積層や、所定の円板サイズに裁断する等
の後加工を行い、研磨パッドとする。ここで、得られた
研磨パッド表面の硬度(JIS K6301 A型)は
85°以上99°以下、好ましくは88°以上98°以
下である。また、該研磨パッドは、その製造工程の途
中、例えば、不織布を構成する繊維の段階、あるいは不
織布を製造した段階等で、親水化処理を施し、得られた
研磨パッドの吸水速度を、1秒/ml〜60秒/mlと
することが好ましく、15秒/ml〜40秒/mlとす
ることが特に好ましい。
In the present invention, a polishing pad is obtained by performing post-processing such as lamination of an adhesive tape on the back surface or cutting to a predetermined disk size using the nonwoven fabric. Here, the hardness (JIS K6301 A type) of the obtained polishing pad surface is 85 ° or more and 99 ° or less, preferably 88 ° or more and 98 ° or less. The polishing pad is subjected to a hydrophilization treatment in the course of its manufacturing process, for example, at the stage of the fiber constituting the nonwoven fabric, or at the stage of manufacturing the nonwoven fabric, and the water absorption rate of the obtained polishing pad is set to 1 second. / Ml to 60 seconds / ml, preferably 15 seconds / ml to 40 seconds / ml.

【0017】該研磨パッドは、更に必要に応じてパッド
表面にパンチング(穴あけ)加工、グルービング(溝切り)
加工等の2次加工を施してもよい。
The polishing pad may be further subjected to punching (drilling) and grooving (grooving) on the pad surface as required.
Secondary processing such as processing may be performed.

【0018】該研磨パッドは、それ単独でも充分な研磨
速度を達成することができるが、更に高速の研磨速度を
達成するために、特開平6−21028号公報、特開平
6−77185号公報に記載されているように、基材の
下層に弾性層を積層して研磨パッドを作成してもよい。
弾性層を積層することは、被研磨物および研磨液膜を介
して、研磨パッドに伝わる研磨圧力を圧接面内におい
て、垂直かつ等分に伝え、研磨パッド自体の圧力変形を
できるだけ小さく、かつ、均一に起こすことができると
いう点で、高い研磨速度と精度のよい面内均一性を達成
し、ウエハーの面ダレおよびフチダレを防ぐのに好まし
い。ここで用いられる弾性層としては、ウレタンフォー
ム材料、不織布、ウレタンを含浸させた不織布等が好ま
しく用いられる。
Although the polishing pad alone can achieve a sufficient polishing rate by itself, it has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-21028 and 6-77185 in order to achieve a higher polishing rate. As described, the polishing pad may be made by laminating an elastic layer below the substrate.
By laminating the elastic layer, the polishing pressure transmitted to the polishing pad is vertically and equally transmitted within the pressure contact surface through the polishing object and the polishing liquid film, and the pressure deformation of the polishing pad itself is minimized, and It is preferable to achieve a high polishing rate and accurate in-plane uniformity and prevent the wafer from sagging and bordering, since it can be uniformly generated. As the elastic layer used here, a urethane foam material, a nonwoven fabric, a nonwoven fabric impregnated with urethane, or the like is preferably used.

【0019】[0019]

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。な
お、実施例中以下の値は、下記測定方法によって求め
た。 (1)不織布の見掛け密度 不織布の目付(単位面積あたりの重量)を厚さを除して算
出した。 (2)研磨パッドの硬度 スプリング式硬さ試験A型を用いて、研磨パッド1枚を
用いて測定する以外はJIS Kー6301に準拠して
行った。 (3)湿潤強度 用意したサンプルを1分間水道水につけた後、JIS
K−6550に準拠して引っ張り強度を測定した。 (4)吸水速度 研磨パッドの表面に、水1mlを落としたときの吸水時
間を測定した。
The present invention will be described below with reference to examples.
The present invention is not limited to these examples. In the examples, the following values were determined by the following measurement methods. (1) Apparent density of nonwoven fabric The basis weight (weight per unit area) of the nonwoven fabric was calculated by dividing the thickness. (2) Hardness of polishing pad A spring-type hardness test was performed in accordance with JIS K-6301 except that measurement was performed using one polishing pad using a type A spring test. (3) Wet strength After immersing the prepared sample in tap water for 1 minute, JIS
The tensile strength was measured according to K-6550. (4) Water Absorption Rate The water absorption time when 1 ml of water was dropped on the surface of the polishing pad was measured.

【0020】[実施例1] ・熱融着繊維 イソフタル酸成分を35モル%共重合させた融点130
℃のポリエチレンテレフタレート共重合体を鞘部、固有
粘度0.6のポリエチレンテレフタレートを芯部とした
単糸繊度4デニール、繊維長51mmの芯鞘型複合繊維
を、熱融着繊維として使用した。
Example 1 Heat-fused fiber Melting point 130 obtained by copolymerizing 35 mol% of isophthalic acid component
A core-sheath type composite fiber having a denier of 4 denier and a fiber length of 51 mm and having a core of polyethylene terephthalate copolymer having a core of polyethylene terephthalate copolymer having an intrinsic viscosity of 0.6 was used as the heat fusion fiber.

【0021】・非熱融着繊維 固有粘度0.6のポリエチレンテレフタレートを290
℃で溶融紡糸して得た未延伸糸を、63℃の温水溶中で
2.3倍に延伸し、次いで油剤を付与した後、押込型捲
縮機によってクリンプをかけ、得られた単糸繊度2.0
デニールの繊維を繊維長51mmにカットした。得られた
繊維は、70℃の温水浴中に2分間浸漬したところ収縮
率50%であった。この繊維を非熱融着繊維として使用
した。
Non-heat-fused fiber: 290 polyethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.6
The undrawn yarn obtained by melt-spinning at a temperature of 63 ° C. is drawn 2.3 times in a warm water solution of 63 ° C., and after applying an oil agent, it is crimped by a press-type crimping machine. Fineness 2.0
The denier fiber was cut into a fiber length of 51 mm. When the obtained fiber was immersed in a 70 ° C. warm water bath for 2 minutes, the shrinkage was 50%. This fiber was used as a non-fusible fiber.

【0022】・不織布の製造 上記熱融着繊維と非熱融着繊維とを33/67の重量比
率で混合し、ローラーカードにかけて、ウエブとなし、
キックアップバーブを9個有する針を装着したニードル
ロッカールームで、800本/cm2の打ち込み数でパ
ンチングした。続いて、69℃の温水に1分間浸漬し、
160℃の加熱ロールを2分間加熱し、目付600g/
2、見掛密度0.34の緻密な不織布を得た。
Production of non-woven fabric The above-mentioned heat-fusible fibers and non-heat-fusible fibers are mixed in a weight ratio of 33/67, and are rolled to form a web.
In a needle locker room equipped with a needle having nine kick-up barbs, punching was performed at a rate of 800 needles / cm 2 . Subsequently, it was immersed in hot water of 69 ° C. for 1 minute,
A heating roll at 160 ° C. was heated for 2 minutes, and a basis weight of 600 g /
A dense nonwoven fabric having m 2 and an apparent density of 0.34 was obtained.

【0023】・高分子弾性重合体の含浸 得られた不織布に、ポリエチレングリコール変性ポリシ
リコンオイル0.5部を加えた15重量%の100%モ
ジュラス100kgf/cm2のポリウレタン樹脂溶液
100部を含浸した。該不織布を圧力3kgf/cm2
のニップロール間を通して絞り、次いで、100℃の温
風乾燥機中に10分間放置して乾燥し、基材を得た。得
られた基材中における樹脂の繊維に対する重量比率は3
6%であった。
Impregnation of high-molecular elastic polymer The resulting nonwoven fabric was impregnated with 100 parts of a 15% by weight 100% polyurethane resin solution having a modulus of 100 kgf / cm 2 and 0.5 parts of polyethylene glycol-modified polysilicon oil. . The nonwoven fabric is pressed at a pressure of 3 kgf / cm 2
, Squeezed through a nip roll, and then allowed to dry in a hot air drier at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a substrate. The weight ratio of the resin to the fiber in the obtained base material was 3
6%.

【0024】・研磨パッドの製造 得られた基材を160℃に加熱したロールに2分間接触
して加熱処理し、得られた基材の裏面に両面粘着テープ
を積層して研磨パッドを得た。該表面の硬度は91°、
吸水速度は40秒/ml、湿潤強度は22.0kg/c
mであった。該研磨パッドを用いて、半導体ウエハーの
CMPを行ったところ、従来の発泡硬質ポリウレタンの
研磨パッドに比べて、研磨速度は、1.2倍であった。
また、研磨パッド表面をダイアモンドで研削するドレッ
シングは不要で、ナイロン剛毛糸によるブラッシングの
みで安定した研磨加工を継続できた。更に、被研磨物で
ある半導体ウエハーの研磨平坦性も良好であり、研磨パ
ッドの寿命も十分であった。
Production of polishing pad The obtained substrate was heated for 2 minutes by contacting it with a roll heated to 160 ° C., and a double-sided adhesive tape was laminated on the back surface of the obtained substrate to obtain a polishing pad. . The hardness of the surface is 91 °,
Water absorption rate is 40 seconds / ml, wet strength is 22.0 kg / c
m. When a semiconductor wafer was subjected to CMP using the polishing pad, the polishing rate was 1.2 times that of a conventional polishing pad made of foamed hard polyurethane.
In addition, dressing for grinding the polishing pad surface with diamond was unnecessary, and stable polishing could be continued only by brushing with nylon bristle yarn. Furthermore, the polishing flatness of the semiconductor wafer to be polished was good, and the life of the polishing pad was sufficient.

【0025】[実施例2]実施例1で得られた基材を用
いて、平板プレスを用いて圧力40kgf/cm2、9
0秒間加熱加圧処理し、得られた基材の裏面に両面粘着
テープを積層して研磨パッドを得た。該表面の硬度は9
5°、吸水速度は39秒/ml、湿潤強度は20.5k
g/cmであった。該研磨パッドを用いて、半導体ウエ
ハーのCMPを行ったところ、従来の発泡硬質ポリウレ
タンの研磨パッドに比べて、研磨速度は、1.1倍であ
った。また、研磨パッド表面をダイアモンドで研削する
ドレッシングは不要で、ナイロン剛毛糸によるブラッシ
ングのみで安定した研磨加工を継続できた。更に、被研
磨物である半導体ウエハーの研磨平坦性も良好であり、
研磨パッドの寿命も十分であった。
Example 2 Using the base material obtained in Example 1, a pressure of 40 kgf / cm 2 , 9 using a flat plate press.
Heat and pressure treatment was performed for 0 seconds, and a double-sided pressure-sensitive adhesive tape was laminated on the back surface of the obtained base material to obtain a polishing pad. The hardness of the surface is 9
5 °, water absorption rate 39 seconds / ml, wet strength 20.5k
g / cm. When a semiconductor wafer was subjected to CMP using the polishing pad, the polishing rate was 1.1 times that of a conventional polishing pad made of foamed hard polyurethane. In addition, dressing for grinding the polishing pad surface with diamond was unnecessary, and stable polishing could be continued only by brushing with nylon bristle yarn. Furthermore, the polishing flatness of the semiconductor wafer to be polished is also good,
The life of the polishing pad was also sufficient.

【0026】[比較例1]実施例1で用いたポリウレタ
ン樹脂と親水性ポリシリコンオイルを塗布した不織布
を、表面を60℃に加熱したロールにして2分間加熱処
理を行い、表面の硬度が80°、吸水速度20秒/m
l、湿潤強度20.5kg/cmである研磨パッドを得
た。得られた研磨パッドを用いて、半導体ウエハーのC
MPを行ってみると、従来の発泡硬質ポリウレタンの研
磨パッドに比べて、研磨速度は、0.4倍であった。
[Comparative Example 1] The nonwoven fabric coated with the polyurethane resin and the hydrophilic polysilicon oil used in Example 1 was subjected to a heat treatment for 2 minutes using a roll whose surface was heated to 60 ° C, and the surface hardness was 80. °, water absorption speed 20 seconds / m
1) A polishing pad having a wet strength of 20.5 kg / cm was obtained. Using the obtained polishing pad, C of the semiconductor wafer
When the MP was performed, the polishing rate was 0.4 times higher than that of a conventional polishing pad made of foamed hard polyurethane.

【0027】[比較例2]レーヨンからなる不織布に合
成樹脂を含浸させた、表面の硬度が79°、吸水速度6
4秒/ml、湿潤強度0.18kg/cmの研磨パッド
を用いて、半導体ウエハーのCMPを行った。
Comparative Example 2 A nonwoven fabric made of rayon was impregnated with a synthetic resin, the surface hardness was 79 °, and the water absorption rate was 6
The semiconductor wafer was subjected to CMP using a polishing pad having a wet strength of 0.18 kg / cm for 4 seconds / ml.

【0028】その結果、ウエハー55枚の研磨で破れ、
パッドの寿命が実用上の要求に耐えられないものであり
ことがわかった。
As a result, the wafer was broken by polishing 55 wafers,
It was found that the life of the pad could not withstand practical requirements.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、半導体ウエハー用、液
晶ガラス用、ハードディスク用等の精密研磨用、特にC
MP用研磨パッドとして十分な硬度と湿潤強度を有し、
かつ、簡易ドレッシングを行うことによって簡単に目詰
まりを解消することが可能な優れた研磨パッドを提供す
ることができる。
According to the present invention, precision polishing for semiconductor wafers, liquid crystal glass, hard disks, etc.,
Having sufficient hardness and wet strength as a polishing pad for MP,
In addition, it is possible to provide an excellent polishing pad capable of easily eliminating clogging by performing simple dressing.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高分子弾性重合体を含浸させた不織布か
らなる研磨パッドにおいて、研磨パッド表面の硬度が8
5°以上99°以下であることを特徴とする研磨パッ
ド。
1. A polishing pad comprising a nonwoven fabric impregnated with a high-molecular elastic polymer, wherein the surface of the polishing pad has a hardness of 8%.
A polishing pad characterized by being at least 5 ° and at most 99 °.
【請求項2】 不織布が、熱融着繊維と非熱融着繊維と
からなる不織布である請求項1記載の研磨パッド。
2. The polishing pad according to claim 1, wherein the non-woven fabric is a non-woven fabric comprising heat-fused fibers and non-heat-fused fibers.
【請求項3】 不織布を構成する熱融着繊維と非熱融着
繊維との割合が、10〜50重量%:50〜90重量%
である請求項2記載の研磨パッド。
3. The ratio of the heat-fusible fibers and the non-heat-fusible fibers constituting the nonwoven fabric is 10 to 50% by weight: 50 to 90% by weight.
The polishing pad according to claim 2, which is:
【請求項4】 非熱融着繊維が、70℃の温水中で30
%以上90%以下収縮する繊維である請求項2または3
記載の研磨パッド。
4. The method according to claim 1, wherein the non-heat-fused fibers are in a hot water at 70 ° C.
% Or more and 90% or less.
The polishing pad as described.
【請求項5】 不織布の見掛け密度が、0.2以上0.
5以下である請求項1〜4いずれか1項記載の研磨パッ
ド。
5. The nonwoven fabric has an apparent density of 0.2 or more.
The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing pad is 5 or less.
【請求項6】 高分子弾性重合体が線状であり、その1
00%モジュラスが100kg/cm2〜500kg/
cm2である請求項1〜5いずれか1項記載の研磨パッ
6. The high molecular elastic polymer is linear.
00% modulus is 100 kg / cm 2 to 500 kg /
The polishing pad of claim 1 to 5 any one of claims is cm 2
【請求項7】 研磨パッドの吸水速度が、1秒/ml〜
60秒/mlである請求項1〜6いずれか1項記載の研
磨パッド。
7. The water absorption rate of the polishing pad is 1 second / ml or more.
The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing rate is 60 seconds / ml.
【請求項8】 研磨パッドが、精密研磨用である請求項
1〜7いずれか1項記載の研磨パッド。
8. The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing pad is for precision polishing.
【請求項9】 該精密研磨用が、化学的機械研磨用であ
る請求項1〜8いずれか1項記載の研磨パッド。
9. The polishing pad according to claim 1, wherein the precision polishing is for chemical mechanical polishing.
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