KR101181885B1

KR101181885B1 - 연마 패드

Info

Publication number: KR101181885B1
Application number: KR1020097004683A
Authority: KR
Inventors: 다케시 후쿠다; 사토시 마루야마; 준지 히로세; 겐지 나카무라; 마사토 도우라
Original assignee: 도요 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2012-09-11
Also published as: CN101511537A; US8167690B2; JP2008290244A; KR20090041422A; TW200812748A; MY161030A; US20100029182A1; WO2008029538A1; TWI321078B; CN101511537B

Abstract

본 발명은 내구성이 우수한 연마 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 연마 패드는, 기재층(基材層) 상에 연마층이 설치되어 있고, 상기 기재층은, 평균 기포 직경 35～300 ㎛의 실질적으로 연속 기포를 포함하는 열경화성 폴리우레탄 발포체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

연마 패드{POLISHING PAD}

본 발명은 렌즈, 반사 미러 등의 광학 재료나 실리콘 웨이퍼, 하드 디스크용의 유리 기판, 및 알루미늄 기판 등의 표면을 연마할 때 사용되는 연마 패드(거친 연마용 또는 마무리 연마용) 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 연마 패드는, 마무리용 연마 패드로서 바람직하게 사용된다.

일반적으로, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼, 렌즈 및 유리 기판 등의 경면(鏡面) 연마에는, 평탄도 및 면 내 균일도의 조정을 주목적으로 하는 거친 연마와 표면 거칠기의 개선 및 스크래치의 제거를 주 목적으로 하는 마무리 연마가 있다.

전술한 마무리 연마는, 통상적으로 회전 가능한 정반(定盤) 상에 연질 발포 우레탄으로 이루어지는 스웨이드(suede) 질감의 인공 피혁을 부착하고, 그 위에 알칼리 베이스 수용액에 콜로이달 실리카를 함유한 연마제를 공급하면서, 웨이퍼를 문지름으로써 행해진다(특허 문헌 1).

마무리 연마에 사용되는 마무리용 연마 패드로서는, 전술한 것 외에 다음과 같은 것도 제안되어 있다.

폴리우레탄 수지에, 발포제를 이용하여 두께 방향으로 형성된 가늘고 긴 미 세한 구멍(냅)이 다수 형성된 칩 층과 칩 층을 보강하는 기포(基布)로 이루어지는 스웨이드 질감의 마무리 연마 패드가 제안되어 있다(특허 문헌 2).

또한, 스웨이드 질감을 가지고, 표면 거칠기가 산술 평균 거칠기(Ra)로 5㎛이하인 마무리 연마용 연마포가 제안되어 있다(특허 문헌 3).

또한, 기재부(基材部)와 이 기재부 상에 형성된 표면층(냅 층)을 포함하고, 상기 표면층에 폴리 할로겐화 비닐 또는 할로겐화 비닐 공중합체를 함유시킨 마무리 연마용 연마포가 제안되어 있다(특허 문헌 4).

종래의 마무리용 연마 패드는, 이른바 습식 경화법에 의해 제조되고 있다. 습식 경화법은, 우레탄 수지를 디메틸포름아미드 등의 수용성 유기 용매에 용해시킨 우레탄 수지 용액을 기재 상에 도포하고, 이것을 수중에서 처리하고 습식 응고시켜서 다공질 은면층(銀面層)을 형성하고, 수세 건조 후에 상기 은면층 표면을 연삭하여 표면층(냅 층)을 형성하는 방법이다. 예를 들면, 특허 문헌 5에서는, 평균 직경이 1～30㎛인 실질적으로 구형의 구멍을 가지는 마무리용 연마포를 습식 경화법에 의해 제조하고 있다.

그러나, 종래의 마무리용 연마 패드는, 기포가 가늘고 긴 구조를 가지거나 또는 표면층의 재료 자체의 기계적 강도가 낮기 때문에, 내구성이 부족하고, 평탄화 특성이 점점 나빠지거나, 연마 속도의 안정성이 뒤떨어지는 문제가 있었다.

[특허 문헌 1]: 일본 특허출원 공개번호 2003-37089호 공보

[특허 문헌 2]: 일본 특허출원 공개번호 2003-100681호 공보

[특허 문헌 3]: 일본 특허출원 공개번호 2004-291155호 공보

[특허 문헌 4]: 일본 특허출원 공개번호 2004-335713호 공보

[특허 문헌 5]: 일본 특허출원 공개번호 2006-75914호 공보

[발명이 해결하려고 하는 과제]

본 발명은, 내구성이 우수한 연마 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명자들은, 전술한 과제를 해결하기 위해 검토를 거듭한 결과, 이하에 기술하는 연마 패드에 의해 전술한 목적을 달성할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 기재층 상에 연마층이 설치되어 있는 연마 패드에 있어서, 상기 연마층은, 평균 기포 직경 35～300㎛인 실질적으로 구형의 연속 기포를 가지는 열경화성 폴리우레탄 발포체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마 패드에 관한 것이다.

종래의 마무리용 연마 패드는, 기포가 가늘고 긴 구조를 하고 있거나, 또는 연마층의 재료 자체의 기계적 강도가 낮기 때문에, 연마층에 반복적으로 압력이 가해지면 "피로"가 생겨 내구성이 결여된다고 여겨진다. 한편, 전술한 바와 같이, 평균 기포 직경 35～300㎛인 실질적으로 구형의 연속 기포를 가지는 열경화성 폴리우레탄 발포체로 연마층을 형성함으로써, 연마층의 내구성을 향상시킬 수 있다. 그러므로, 본 발명의 연마 패드를 사용할 경우, 장기간 평탄화 특성을 높게 유지할 수 있고, 연마 속도의 안정성도 향상된다. 여기서, 실질적으로 구형은, 구형 및 타원 구형을 일컫는다. 타원 구형의 기포는 장경 L과 단경 S의 비율(L/S)이 5 이하의 것이며, 바람직하게는 3 이하, 보다 바람직하게는 15 이하의 것이다.

또한, 본 발명의 열경화성 폴리우레탄 발포체는 연속 기포 구조를 가지고 있으며, 기포 표면에는 미세한 구멍이 형성되어 있으므로, 적당한 보수성(保水性)을 가진다.

상기 열경화성 폴리우레탄 발포체는, 기재 층에 자기접착(自己接着)되어 있는 것이 바람직하다.

이로써, 연마중에 연마층과 기재층이 박리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 기재층은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리우레탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 수지를 포함하는 발포 플라스틱 필름인 것이 바람직하다. CMP에서는, 연마 패드와 웨이퍼 등의 연마 대상물이 함께 자전?공전하고, 가압 하에서의 마찰에 의해 연마가 실행된다. 연마중에는, 연마 패드에 다양한(특히, 수평 방향의) 힘이 작용하고 있기 때문에 쉽게 변형되며, 이에 따라 연마 대상물에 연마 불균일이나 스크래치가 생길 우려가 있다. 상기 발포 플라스틱 필름으로 이루어지는 기재 층을 사용함으로써, 연마 시의 기재 층의 신축을 억제할 수 있고, 연마 패드의 변형을 억제할 수 있다.

상기 기재층은, 두께가 20～1000 ㎛인 것이 바람직하다. 두께가 20㎛ 미만일 경우 마무리용 연마 패드의 강도가 부족하고, 연마 시에 쉽게 변형되는 경향이 있다. 한편, 10OO ㎛를 초과하는 경우에는, 유연성이 없어지는 경향이 있다.

또한, 본 발명은, 상기 연마 패드를 사용하여 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 공정을 포함하는 반도체 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 실시예 1에서의 연마 패드의 현미경 사진(SEM 사진)이다.

도 2는 비교실시예 1에서의 연마 패드의 현미경 사진(SEM 사진)이다.

도 3은 CMP 연마에서 사용하는 연마 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

[부호의 설명]

1: 연마 패드

2: 연마 정반(定盤)

3: 연마제(슬러리)

4: 연마 대상물(반도체 웨이퍼, 렌즈, 유리판)

5: 지지대(폴리싱 헤드)

6, 7: 회전축

본 발명의 연마 패드는, 평균 기포 직경 35～300㎛의 실질적으로 구형의 연속 기포를 포함하는 열경화성 폴리우레탄 발포체(이하, 폴리우레탄 발포체라고 함)으로 이루어지는 연마층과, 기재층을 포함한다.

폴리우레탄 수지는 내마모성이 우수하며, 원료 조성을 다양하게 변경함으로써 원하는 물성을 가지는 폴리머를 용이하게 얻을 수 있고, 또한 기계 발포법[메커 니컬프로스(mechanical froth)법을 포함]에 의해 실질적으로 구형의 미세 기포를 용이하게 형성할 수 있으므로 연마층의 형성 재료로서 바람직하다.

폴리우레탄 수지는, 이소시아네이트 성분, 폴리올 성분(고분자량 폴리올, 저

분자량 폴리올 등) 및 사슬 연장제로 이루어진다.

이소시아네이트 성분으로서는, 폴리우레탄 분야에 있어서 공지된 화합물을 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 예를 들면, 2, 4-톨루엔디이소시아네이트, 2, 6-톨루엔디이소시아네이트, 2, 2'-디페닐메탄디이소시아네이트, 2, 4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 4, 4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 중합(polymeric) MDI, 카르보디이미드 변성 MDI(예를 들면, 상품명 미리오네이트 MTL, 일본폴리우레탄공업 제품), 1, 5-나프탈렌디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, m-페닐렌디이소시아네이트, p-크실릴렌디이소시아네이트, m-크실릴렌디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트, 에틸렌디이소시아네이트, 2, 2, 4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 1, 6-헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트, 1, 4-시클로헥산디이소시아네이트, 4, 4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 노르보르난디이소시아네이트 등의 지환식 디이소시아네이트를 들 수 있다. 이들을 1종류 사용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

이소시아네이트 성분으로서는, 전술한 디이소시아네이트 화합물 외에, 3관능성 이상의 다관능성 폴리이소시아네이트 화합물도 사용할 수 있다. 다관능 이소시아네이트 화합물로서는, 데스모듈-N(바이엘사 제품)이나 상품명 듀라네이트(아사히카세이공업사 제품)로서, 일련의 디이소시아네이트 어덕트체 화합물이 시판되고 있 다.

전술한 이소시아네이트 성분 중, 4, 4'-디페닐메탄디이소시아네이트 또는 카르보디이미드 변성 MDI를 사용하는 것이 바람직하다.

고분자량 폴리올로서는, 폴리우레탄의 기술 분야에서, 통상적으로 사용되는 것을 예로 들 수 있다. 예를 들면, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등으로 대표되는 폴리에테르폴리올, 폴리부틸렌 아디페이트로 대표되는 폴리에스테르폴리올, 폴리카프로락톤폴리올, 폴리카프로락톤과 같은 폴리에스테르 글리콜과 알킬렌카보네이트와의 반응물 등으로 예시되는 폴리에스테르 폴리카보네이트 폴리올, 에틸렌 카보네이트를 다가 알코올과 반응시키고, 이어서 얻을 수 있는 반응 혼합물을 유기 디카르복시산과 반응시킨 폴리에스테르 폴리카보네이트 폴리올, 폴리 히드록실 화합물과 아릴 카보네이트와의 에스테르 교환 반응에 의해 얻어지는 폴리카보네이트 폴리올, 폴리머 입자를 분산시킨 폴리에테르 폴리올인 폴리머 폴리올 등을 예로 들 수 있다. 이들을 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

폴리우레탄 발포층을 연속 기포 구조로 하려면, 폴리머 폴리올을 사용하는 것이 바람직하고, 특히 아크릴로니트릴 및/또는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체로 이루어지는 폴리머 입자를 분산시킨 폴리머 폴리올을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 폴리머 폴리올은, 사용하는 전체 고분자량 폴리올 중에 20～100 중량%를 함유하는 것이 바람직하고, 30～60 중량%를 함유하는 것이 더 바람직하다. 상기 고분자량 폴리올(폴리머 폴리올을 포함)은, 활성 수소 함유 화합물 중에 60～85 중량% 를 함유하는 것이 바람직하고, 70～80 중량%를 함유하는 것이 더 바람직하다. 상기 고분자량 폴리올을 특정량만큼 사용함으로써 기포막이 쉽게 파괴되어, 연속 기포 구조를 형성하기 용이하게 된다.

상기 고분자량 폴리올 중, 수산기가가 20～100 mgKOH/g인 고분자량 폴리올을 사용하는 것이 바람직하다. 수산기가는 25～60 mgKOH/g인 것이 더 바람직하다. 수산기가가 20mgKOH/g 미만일 경우, 폴리우레탄의 하드 세그먼트량이 적어져서 내구성이 저하되는 경향이 있고, 100 mgKOH/g을 초과하는 경우, 폴리우레탄 발포체의 가교도가 지나치게 높아져서 너무 약해지는 경향이 있다.

고분자량 폴리올의 수평균 분자량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 얻어지는 폴리우레탄의 탄성 특성 등의 관점에서 보면 1500～6000인 것이 바람직하다. 수평균 분자량이 1500 미만이면, 이것을 사용한 폴리우레탄은 충분한 탄성 특성을 가지지 못하여, 폴리머가 약해지지 쉽다. 그러므로, 이 폴리우레탄 발포체로 이루어지는 연마층은 너무 딱딱해지고, 연마 대상물의 표면에 쉽게 스크래치가 발생한다. 한편, 수평균 분자량이 6000을 넘으면, 이를 사용한 폴리우레탄은 너무 연성이 된다. 그러므로, 이 폴리우레탄 발포체로 이루어지는 연마층은 내구성이 나빠지는 경향이 있다.

고분자량 폴리올과 함께, 에틸렌글리콜, 1, 2-프로필렌글리콜, 1, 3-프로필렌글리콜, 1, 2-부탄디올, 1, 3-부탄디올, 1, 4-부탄디올, 2, 3-부탄디올, 1, 6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1, 4-시클로헥산디메탄올, 3-메틸-1, 5-펜탄디올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1, 4-비스(2-히드록시에톡시)벤젠, 트리메티롤프로 판, 글리세린, 1, 2, 6-헥산트리올, 펜타에리스리톨, 테트라메티롤시클로헥산, 메틸글루코시드, 소르비톨, 만니톨, 둘시톨, 수크로오스, 2, 2, 6, 6-테트라키스(히드록시메틸)시크로헥사놀, 디에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, 및 트리에탄올아민 등의 저분자량 폴리올을 병용할 수 있다. 또한, 에틸렌디아민, 톨릴렌디아민, 디페닐메탄디아민, 및 디에틸렌트리아민 등의 저분자량 폴리아민을 병용할 수도 있다. 또한, 모노에탄올아민, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올, 및 모노프로판올아민 등의 알코올아민을 병용할 수도 있다. 이들 저분자량 폴리올, 저분자량 폴리아민 등을 1종류 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다.

이들 중, 수산기가가 400～1830 mgKOH/g인 저분자량 폴리올 및/또는 아민 가가 400～1870 mgKOH/g인 저분자량 폴리아민을 사용하는 것이 바람직하다. 수산기가는 700～1250 mgKOH/g인 것이 더 바람직하고, 아민 가는 400～950 mgKOH/g인 것이 더 바람직하다. 수산기가가 400 mgKOH/g 미만 또는 아민 가가 400mg KOH/g 미만일 경우, 연속 기포화의 향상 효과를 충분히 얻을 수 없는 경향이 있다. 한편, 수산기가가 1830 mgKOH/g을 초과할 경우 또는 아민 가가 1870 mgKOH/g을 초과할 경우, 웨이퍼 표면에 스크래치가 쉽게 발생하는 경향이 있다. 특히, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 또는 1, 4-부탄디올을 사용하는 것이 바람직하다.

폴리우레탄 발포체를 연속 기포 구조로 하려면, 저분자량 폴리올, 저분자량 폴리아민 및 알코올 아민은, 활성 수소 함유 화합물 중에 합계 2～15 중량% 함유되는 것이 바람직하고, 5～10 중량% 함유되는 것이 더 바람직하다. 상기 저분자량 폴리올 등을 특정량 사용함으로써 기포막이 쉽게 파괴되어, 연속 기포를 형성하기 용이할 뿐만 아니라, 폴리우레탄 발포체의 기계적 특성이 양호하게 된다.

폴리우레탄 수지를 프리폴리머법에 의해 제조하는 경우, 이소시아네이트 말단 프리폴리머의 경화에는 사슬 연장제를 사용한다. 사슬 연장제는, 적어도 2개 이상의 활성 수소기를 가지는 유기 화합물이며, 활성 수소기로서는, 수산기, 제1 급 또는 제2 급 아미노기, 티올기(SH) 등을 예시할 수 있다. 구체적으로는, 4, 4'-메틸렌비스(o-클로로아닐린)(MOCA), 2, 6-디클로로-p-페닐렌디아민, 4, 4'-메틸렌비스(2, 3-디클로로아닐린), 3, 5-비스(메틸티오)-2, 4-톨루엔디아민, 3, 5-비스(메틸티오)-2, 6-톨루엔디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 6-디아민, 트리메틸렌글리콜-디-p-아미노벤조에이트, 1, 2-비스(2-아미노페닐티오)에탄, 4, 4'-디아미노-3, 3'-디에틸-5, 5'-디메틸디페닐메탄, N, N'-디-sec-부틸-4, 4'-디아미노디페닐메탄, 3, 3'-디에틸-4, 4'-디아미노디페닐메탄, m-크실릴렌디아민, N, N'-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 및 p-크실릴렌디아민 등으로 예시되는 폴리아민류, 혹은 전술한 저분자량 폴리올이나 저분자량 폴리아민 등을 예로 들 수 있다. 이들을 1종류 사용해도 되고, 2종류 이상을 혼합해도 된다.

이소시아네이트 성분, 폴리올 성분 및 사슬 연장제의 비율은, 각각의 분자량이나 폴리우레탄 발포체의 원하는 물성 등에 의해 다양하게 달라질 수 있다. 원하는 특성을 가지는 발포체를 얻기 위해서는, 폴리올 성분과 사슬 연장제의 합계 활성 수소기(수산기 + 아미노기)수에 대한 이소시아네이트 성분의 이소시아네이트 기수는 0.80～1.20인 것이 바람직하고, 0.99～1.15인 것이 더 바람직하다. 이소시아 네이트기수가 전술한 범위 외의 경우에는, 경화 불량이 생겨 요구되는 비중, 경도 및 압축률 등을 얻을 수 없는 경향이 있다.

폴리우레탄 수지는, 용융법, 용액법 등 공지의 우레탄화 기술을 응용하여 제조할 수 있지만, 비용 및 작업 환경 등을 고려할 경우, 용융법으로 제조하는 것이 바람직하다.

폴리우레탄 수지의 제조는, 프리폴리머법, 원샷법(one shot method) 중 어느 방법도 가능하지만, 사전에 이소시아네이트 성분과 폴리올 성분으로부터 이소시아네이트 말단 프리폴리머를 합성해 두고, 여기에 사슬 연장제를 반응시키는 프리폴리머법이, 얻어지는 폴리우레탄 수지의 물리적 특성이 우수하여 매우 적합하다.

그리고, 프리폴리머법의 경우, 이소시아네이트 말단 프리폴리머는, 분자량 800～5000 정도의 것이 가공성 및 물리적 특성 등이 우수하여 매우 적합하다.

상기 폴리우레탄 수지의 제조는, 이소시아네이트기 함유 화합물을 포함하는 제1 성분, 및 활성 수소기 함유 화합물을 포함하는 제2 성분을 혼합하여 경화시킨다. 프리폴리머법에서는, 이소시아네이트 말단 프리폴리머가 이소시아네이트기 함유 화합물로 되고, 사슬 연장제가 활성 수소기 함유 화합물로 된다. 원샷법에서는, 이소시아네이트 성분이 이소시아네이트기 함유 화합물로 되고, 사슬 연장제 및 폴리올 성분이 활성 수소기 함유 화합물로 된다.

본 발명의 연마층의 형성 재료인 폴리우레탄 발포체는, 기계 발포법(메커니컬프로스법을 포함)에 의해 제조될 수 있다.

특히, 폴리알킬실록산과 폴리에테르의 공중합체인 실리콘계 계면활성제를 사 용한 기계 발포법이 바람직하다. 전술한 실리콘계 계면활성제로서는, SH-192 및 L-5340(도레이다우코닝실리콘사 제품) 등이 바람직한 화합물로서 예시된다.

그리고, 필요에 따라 산화 방지제 등의 안정제, 윤활제, 안료, 충전제, 대전 방지제 및 그 외의 첨가제를 첨가해도 된다.

연마층을 구성하는 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법의 예에 대하여 이하에서 설명한다. 전술한 폴리우레탄 발포체의 제조 방법은, 이하의 공정을 포함한다.

(1) 이소시아네이트 성분 및 고분자량 폴리올 등을 반응시켜서 이루어지는 이소시아네이트 말단 프리폴리머에 실리콘계 계면활성제를 첨가한 제1 성분을, 비반응성 기체의 존재 하에서 기계 교반하고, 비반응성 기체를 미세 기포로서 분산시켜 기포 분산액을 만든다. 그리고, 상기 기포 분산액에 고분자량 폴리올이나 저분자량 폴리올 등의 활성 수소 함유 화합물을 포함하는 제2 성분을 첨가하고, 혼합하여 기포 분산 우레탄 조성물을 조제한다. 제2 성분에는, 촉매, 카본 블랙 등의 충전제(filler)를 적절하게 첨가해도 된다.

(2) 이소시아네이트 성분(또는 이소시아네이트 말단 프리폴리머)을 포함하는 제1 성분, 및 활성 수소 함유 화합물을 포함하는 제2 성분 중 적어도 한쪽에 실리콘계 계면활성제를 첨가하고, 실리콘계 계면활성제를 첨가한 성분을 비반응성 기체의 존재 하에서 기계 교반하고, 비반응성 기체를 미세 기포로서 분산시켜 기포 분산액을 만든다. 그리고, 상기 기포 분산액에 나머지 성분을 첨가하고, 혼합하여 기포 분산 우레탄 조성물을 조제한다.

(3) 이소시아네이트 성분(또는 이소시아네이트 말단 프리폴리머)을 포함하는 제1 성분, 및 활성 수소 함유 화합물을 포함하는 제2 성분 중 적어도 한쪽에 실리콘계 계면활성제를 첨가하고, 상기 제1 성분 및 제2 성분을 비반응성 기체의 존재 하에서 기계 교반하고, 비반응성 기체를 미세 기포로서 분산시켜서 기포 분산 우레탄 조성물을 조제한다.

또한, 기포 분산 우레탄 조성물은, 메커니컬프로스법으로 조제해도 된다. 메커니컬프로스법은, 원료 성분을 믹싱 헤드의 혼합실 내에 넣고, 비반응성 기체를 혼입시키며, 오크스 믹서 등의 믹서로 혼합 교반함으로써, 비반응성 기체를 미세 기포 상태로 만들어 원료 혼합물 중에 분산시키는 방법이다. 메커니컬프로스법은, 비반응성 기체의 혼입량을 조절함으로써, 폴리우레탄 발포체의 밀도를 용이하게 조정할 수 있으므로 바람직한 방법이다. 또한, 평균 기포 직경 35～300㎛의 미세 기포를 포함하는 폴리우레탄 발포체를 연속 성형할 수 있으므로 제조 효율이 양호하다.

그 후, 기포 분산 우레탄 조성물을 금형에 유입시키고(주형 공정), 기포 분산 우레탄조성물을 가열하여 반응 및 경화시킨다(경화 공정).

상기 미세 기포를 형성하기 위해 사용되는 비반응성 기체로서는, 가연성이 아닌 것이 바람직하며, 구체적으로는 질소, 산소, 탄산 가스, 헬륨이나 아르곤 등의 희가스나 이들의 혼합 기체가 예시되고, 건조시켜서 수분을 제거한 공기를 사용하는 것이 비용적인 면에서도 가장 바람직하다.

비반응성 기체를 미세 기포 상으로 하여 분산시키는 교반 장치로서는, 공지 의 교반 장치를 특별히 한정하지 않고 사용 가능하며, 구체적으로는 호모지나이저, 디졸루 바, 2축 유성형 믹서(planetary mixer), 메커니컬프로스 발포기 등이 예시된다. 교반 장치의 교반 날개의 형상도 특별히 한정되지 않지만, 휘퍼형(whipper type)의 교반 날개의 사용에 의해 미세 기포를 얻을 수 있어서 바람직하다. 목적하는 폴리우레탄 발포층을 얻기 위해서는, 교반 날개의 회전수는 500～2000 rpm인 것이 바람직하고, 800～1500 rpm인 것이 더 바람직하다. 또한, 교반 시간은 목적하는 밀도에 따라 적절하게 조정한다.

그리고, 발포 공정에서 기포 분산액을 조제하는 교반과, 제1 성분과 제2 성분을 혼합시키는 교반은, 상이한 교반 장치를 사용하는 것도 바람직한 태양이다. 혼합 공정에서의 교반은 기포를 형성하는 교반이 아니라도 되고, 큰 기포를 혼입하지 않는 교반 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 교반 장치로서는, 유성형 믹서가 적합하다. 기포 분산액을 조제하는 발포 공정과 각 성분을 혼합하는 혼합 공정의 교반 장치로서 동일한 교반 장치를 사용해도 되며, 필요에 따라 교반 날개의 회전 속도를 조정하는 등의 교반 조건의 조정을 행하여 사용하는 것도 바람직하다.

폴리우레탄 발포체의 제조 방법에 있어서는, 기포 분산 우레탄 조성물을 금형에 유입시키고 유동하지 않게 될 때까지 반응한 발포체를, 가열, 포스트큐어링하는 것은, 발포체의 물리적 특성을 향상시키는 효과가 있으므로, 매우 바람직하다. 금형에 기포 분산 우레탄 조성물을 유입시켜고 즉시 가열 오븐 내에 넣어 포스트큐어링을 행하는 조건으로 하더라도, 이와 같은 조건 하에서도 바로 반응 성분에 열 이 전달되지 않기 때문에, 기포 직경이 커지는 경우는 없다. 경화 반응은, 상압(常壓)에서 행하면 기포 형상이 안정되므로 바람직하다.

폴리우레탄 발포체에 있어서, 제3 급 아민계 등의 공지의 폴리우레탄 반응을 촉진시키는 촉매를 사용해도 된다. 촉매의 종류 및 첨가량은, 혼합 공정 후, 소정 형상의 금형에 유입시키는 유동 시간을 고려하여 선택한다.

또한, 기포 분산 우레탄 조성물을 소정의 크기의 금형에 유입시켜서 블록을 제작하고, 이 블록을 포장, 또는 띠톱(bandsaw)형의 슬라이서를 사용하여 슬라이싱하는 방법, 또는 전술한 주형 단계에서, 얇은 시트형으로 만들어도 된다. 연마층의 두께의 불균일을 억제하기 위하여, 시트형의 폴리우레탄 발포체의 표면을 버핑해 두는 것이 바람직하다.

기재층은 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리우레탄 등의 발포 플라스틱 필름, 폴리에스테르 부직포, 나일론 부직포, 아크릴 부직포 등의 섬유 부직포, 폴리우레탄을 함침한 폴리에스테르 부직포와 같은 수지 함침 부직포, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무 등의 고무성 수지, 감광성 수지 등을 예로 들 수 있다. 이들 중, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리우레탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 수지를 포함하는 발포 플라스틱 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

기재층은, 마무리용 연마 패드에 인성(靭性)을 부여하기 위해 폴리우레탄 발포체와 동등한 경도, 또는 그 이상의 경도를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 기재층의 두께는 특별히 한정되지는 않지만, 강도, 가요성 등의 관점에서 20～1000 ㎛ 인 것이 바람직하고, 50～800 ㎛인 것이 더 바람직하다.

폴리우레탄 발포체로 이루어지는 연마층과 기재층을 접합시키는 수단으로서는, 예를 들면 연마층과 기재층을 양면 테이프를 사이에 두고 프레스하는 방법이 있다.

상기 양면 테이프는, 부직포나 필름 등의 지지재의 양면에 접착층을 설치한 일반적인 구성을 가진다. 기재층으로의 슬러리의 침투 등을 방지하는 것을 고려하면, 지지재에 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 접착층의 조성물로서는, 예를 들면 고무계 접착제나 아크릴계 접착제 등이 있다.

또한, 본 발명에서는, 전술한 방법으로 조제한 기포 분산 우레탄 조성물을 기재층 상에 도포하고, 상기 기포 분산 우레탄 조성물을 경화시켜서, 기재층 상에 직접 폴리우레탄 발포체(연마층)를 형성하는 것이 바람직하다.

기포 분산 우레탄 조성물을 기재층 상에 도포하는 방법으로서는, 예를 들면 그라비아(gravure), 키스, 콤마 등의 롤 코터, 슬롯, 판텐 등의 다이 코터, 스퀴즈 코터, 커텐 코터 등의 도포 방법을 채용할 수 있지만, 기재층 상에 균일한 도막을 형성할 수 있으면 어떠한 방법을 채용해도 된다.

기포 분산 우레탄 조성물을 기재층 상에 도포하여 유동하지 않게 될 때까지 반응시킨 폴리우레탄 발포체를 가열하고, 포스트큐어링하는 것은, 폴리우레탄 발포체의 물리적 특성을 향상시키는 효과가 있으므로, 매우 적합하다. 포스트 큐어링은, 40～70℃에서 10～60분간 행하는 것이 바람직하고, 또한 상압에서 행하면 기포 형상이 안정되므로 바람직하다.

본 발명의 연마 패드의 제조는, 각 성분을 계량하여 용기에 투입하고, 기계 교반하는 배치(batch) 방식으로 행해도 되며, 또한 교반 장치에 각 성분과 비반응성 기체를 연속적으로 공급하여 기계 교반하고, 기포 분산 우레탄 조성물을 기재층 상으로 송출하여 성형품을 제조하는 연속 생산 방식으로 행해도 된다.

또한, 기재층 상에 폴리우레탄 발포체를 형성한 후, 또는 폴리우레탄 발포체를 형성함과 동시에, 폴리우레탄 발포체의 두께를 균일하게 조정해 두는 것이 바람직하다. 폴리우레탄 발포체의 두께를 균일하게 조정하는 방법은 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 연마재로 버프가공(buffing)하는 방법, 프레스판으로 프레스하는 방법 등을 예로 들 수 있다.

한편, 전술한 방법으로 조제한 기포 분산 우레탄 조성물을 기재층 상에 도포하고, 상기 기포 분산 우레탄 조성물 상에 이형 시트를 적층한다. 그 후, 가압 수단에 의해 두께를 균일하게 하면서 기포 분산 우레탄 조성물을 경화시켜서 폴리우레탄 발포층을 형성할 수도 있다.

이형 시트의 형성 재료는 특별히 한정되지는 않고, 일반적인 수지나 종이 등을 예로 들 수 있다. 이형 시트는, 열에 의한 치수 변화가 작은 것이 바람직하다. 그리고, 이형 시트의 표면은 이형 처리가 행해져 있어도 된다.

기재층, 기포 분산 우레탄 조성물(기포 분산 우레탄층), 및 이형 시트로 이루어지는 샌드위치 시트의 두께를 균일하게 하는 가압 수단은 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들면 코터 롤, 닙롤(nip roll) 등에 의해 일정한 두께로 압축하는 방법이 있다. 압축 후에 발포층 중의 기포가 1.2～2배 정도 커지는 것을 고려하여, 압축 시에, (코터 또는 닙의 클리어런스) - (기재층 및 이형 시트의 두께) = (경화 후의 폴리우레탄 발포층의 두께의 50～85%)로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 전술한 샌드위치 시트의 두께를 균일하게 한 후에, 유동하지 않게 될 때까지 반응한 폴리우레탄 발포체를 가열하고, 포스트 큐어링하여 폴리우레탄 발포층을 형성한다. 포스트 큐어링의 조건은 전술한 바와 동일하다.

그 후, 폴리우레탄 발포층 상의 이형 시트를 박리하여 연마 패드를 얻는다. 이 경우, 폴리우레탄 발포층 상에는 스킨층이 형성되어 있으므로, 이형 시트를 박리한 후에 폴리우레탄 발포층에 대해 버프가공 등을 행함으로써 스킨층을 제거한다.

본 발명의 연마 패드의 형상은 특별히 한정되지는 않고, 길이 수m 정도의 장척형이라도 되고, 직경 수십cm의 라운드형이라도 된다.

폴리우레탄 발포체의 평균 기포 직경은, 35～300 ㎛일 필요가 있으며, 35～100 ㎛인 것이 바람직하며, 40～80 ㎛인 것이 더 바람직하다. 전술한 범위로부터 벗어나는 경우에는, 연마 속도가 저하되거나, 내구성이 저하된다.

폴리우레탄 발포체의 비중은 0.2～0.5인 것이 바람직하다. 비중이 O.2 미만일 경우에는, 연마층의 내구성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 0.5보다 큰 경우에는, 어느 일정한 탄성률로하기 위하여 재료를 저가교 밀도로 할 필요가 있다. 이 경우, 영구 왜곡이 증대하고, 내구성이 나빠지는 경향이 있다.

폴리우레탄 발포체의 경도는, 아스카-C 경도계로, 10～5O 도인 것이 바람직하며, 15～35 도인 것이 더 바람직하다. 아스카 C 경도가 10 도 미만일 경우, 연 마층의 내구성이 저하되거나, 연마 후의 피연마재의 표면 평활성이 나빠지는 경향이 있다. 한편, 50 도를 초과하는 경우에는, 피연마재의 표면에 스크래치가 쉽게 발생하게 된다.

연마층의 표면은, 슬러리를 유지?갱신하기 위한 요철 구조를 가지고 있어도 된다. 발포체로 이루어지는 연마층은, 연마 표면에 많은 개구를 가지고, 슬러리를 유지?갱신하는 기능을 가지고 있지만, 연마 표면에 요철 구조를 형성함으로써, 슬러리의 유지와 갱신을 더욱 효율적으로 행할 수 있고, 또한 연마 대상물과의 흡착에 의한 연마 대상물의 파괴를 방지할 수 있다. 요철 구조는, 슬러리를 유지?갱신할 수 있는 형상이면 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들면, XY 격자 홈, 동심원형 홈, 관통 구멍, 관통하고 있지 않은 구멍, 다각기둥, 원기둥, 나선형 홈, 편심원형 홈, 방사형 홈, 및 이들 홈을 조합한 것을 예로 들 수 있다. 또한, 이들 요철 구조는 규칙성이 있는 것이 일반적이지만, 슬러리의 유지?갱신성을 바람직한 것으로 하기 위하여, 소정의 범위마다 홈 피치, 홈 폭, 홈 깊이 등을 변화시킬 수도 있다.

상기 요철 구조의 제작 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 소정 크기의 바이트와 같은 지그를 이용하여 기계 절삭하는 방법, 소정의 표면 형상을 가진 금형에 수지를 유입시켜서 경화시킴으로써 제작하는 방법, 소정의 표면 형상을 가진 프레스판으로 수지를 프레스하여 제작하는 방법, 포토리소그래피를 사용하여 제작하는 방법, 인쇄 방법을 이용하여 제작하는 방법, 탄산 가스 레이저 등을 사용한 레이저광에 의한 제작 방법 등이 있다.

연마층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 0.2～1.2 mm 정도이며, 0.3～0.8 mm인 것이 바람직하다.

본 발명의 연마 패드는, 플라텐과 접착하는 면에 양면 테이프가 설치되어 있어도 된다.

반도체 디바이스는, 상기 연마 패드를 사용하여 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 공정을 거쳐 제조된다. 반도체 웨이퍼는, 일반적으로 실리콘 웨이퍼 상에 배선 금속 및 산화막을 적층시킨 것이다. 반도체 웨이퍼의 연마 방법, 연마 장치는 특별히 한정되지는 않고, 예를 들면 도 3에 나타낸 바와 같이 연마 패드(1)를 지지하는 연마 정반(2)과, 반도체 웨이퍼(4)를 지지하는 지지대(폴리싱 헤드)(5)로 웨이퍼에 대한 균일한 가압을 행하기 위한 패킹재와, 연마제(3)의 공급 기구를 구비한 연마 장치 등을 사용하여 행해진다. 연마 패드(1)는, 예를 들면 양면 테이프를 부착함으로써 연마 정반(2)에 장착된다. 연마 정반(2)과 지지대(5)는, 각각에 지지된 연마 패드(1)와 반도체 웨이퍼(4)가 대향하도록 배치되고, 각각에 회전축(6, 7)을 구비하고 있다. 또한, 지지대(5) 측에는, 반도체 웨이퍼(4)를 연마 패드(1)에 가압하기 위한 가압 기구가 설치되어 있다. 연마 시에는, 연마 정반(2)과 지지대(5)를 회전시키면서 반도체 웨이퍼(4)를 연마 패드(1)에 가압하고, 슬러리를 공급하면서 연마를 행한다. 슬러리의 유량, 연마 하중, 연마 정반 회전수 및 웨이퍼 회전수는 특별히 한정되지는 않고, 적절하게 조정하여 행한다.

이로써, 반도체 웨이퍼(4)의 표면의 표면 거칠기가 개선되어 스크래치가 제거된다. 그 후, 다이싱, 본딩, 패키징 등을 행함으로써 반도체 디바이스가 제조된 다. 반도체 디바이스는, 연산 처리 장치나 메모리 등에 사용된다. 또한, 렌즈나 하드디스크용의 유리 기판도 전술한 바와 마찬가지의 방법으로 마무리 연마를 행할 수 있다.

[실시예]

이하, 본 발명을 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[측정, 평가 방법]

(평균 기포 직경의 측정)

제작된 폴리우레탄 발포체를 두께 1mm 이하로 되도록 가능한 한 얇은 면도날로 평행하게 잘라낸 것을 샘플로 하였다. 샘플을 슬라이드 글라스 상에 고정하고, SEM[S-3500N, 히타치사이언스(주)]를 사용하여 200배로 관찰했다. 얻어진 화상을 화상 해석 소프트웨어[WinRoof, 미타니상사(주)]를 사용하여, 임의 범위의 전체 기포 직경을 측정하여, 평균 기포 직경을 산출하였다. 다만, 타원 구형의 기포의 경우에는, 그 면적을 원의 면적으로 환산하여, 원에 해당하는 직경을 기포 직경으로 하였다.

(비중의 측정)

JIS Z8807-1976에 준거하여 행하였다. 제작된 폴리우레탄 발포체를 4cm×5cm의 단책(短冊)형(두께: 임의)으로 자른 것을 샘플로 하고, 온도 23℃±2℃, 습도 50%±5%의 환경에서 16시간 정치시켰다. 비중계[싸토리우스(sartorius)사 제품]를 사용하여 비중을 측정하였다.

(경도의 측정)

JIS K-7312에 준거하여 행하였다. 제작된 폴리우레탄 발포체를 5cm×5cm(두께: 임의)의 크기로 자른 것을 샘플로 하고, 온도 23℃±2℃, 습도 50%±5%의 환경에서 16시간 정치시켰다. 측정 시에는, 샘플을 중첩시켜서 두께 10mm 이상으로 하였다. 경도계(고분자계기사 제품, 아스카-C 경도계, 가압면 높이: 3mm)를 사용하고, 가압면을 접촉시키고 30초 후의 경도를 측정하였다.

(연마 속도 안정성의 평가)

연마 장치로서 SPP600S(오카모토공작기계사 제품)를 사용하여, 제작된 연마 패드의 연마 속도 안정성의 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 연마 조건은 하기와 같다.

?유리판: 6인치φ, 두께 1.1mm(광학 유리, BK7)

?슬러리: 세리아 슬러리(쇼와전공 GPL C1010)

?슬러리량: 10O ml/min

?연마 가공 압력: 10 kPa

?연마 정반 회전수: 55 rpm

?유리판 회전수: 50 rpm

?연마 시간: 10 min/장

?연마한 유리판의 개수: 500장

먼저, 연마된 유리판 1장마다의 연마 속도(Å/min)를 산출한다. 산출 방법은 하기와 같다.

연마 속도={연마 전후의 유리판의 중량 변화량[g]/(유리판 밀도[g/cm³]×유리판의 연마 면적[cm²]×연마 시간[min])}×10⁸

연마 속도 안정성(%)은, 유리판 1장째부터 처리 장수(100장, 300장, 또는 500장)까지의 최대 연마 속도, 최소 연마 속도, 및 전체 평균 연마 속도(1장째부터 처리 장수까지의 각 연마 속도의 평균값)를 구하여, 그 값을 하기 식에 대입함으로써 산출한다. 연마 속도 안정성(%)은 수치가 낮을수록, 다수의 유리판을 연마해도 연마 속도가 쉽게 변화하지 않는 것을 나타낸다. 본 발명에서는, 500장 처리한 후의 연마 속도 안정성이 10% 이내인 것이 바람직하다.

연마 속도 안정성(%)={(최대 연마 속도-최소 연마 속도)/전체 평균 연마 속도}×100

[실시예 1]

용기에 POP36/28(미쓰이화학가부시키가이야 제품, 폴리머폴리올, 수산기가: 28 mgKOH/g) 45 중량부, ED-37A(미쓰이화학가부시키가이야 제품, 폴리에테르폴리올, 수산기가: 38 mgKOH/g) 40 중량부, PCL305[다이셀화학(주) 제품, 폴리에스테르폴리올, 수산기가: 305 mgKOH/g] 10 중량부, 디에틸렌글리콜 5 중량부, 실리콘계 계면활성제(SH-192, 도레이?다우코닝?실리콘사 제품) 5.5 중량부, 및 촉매(No.25, 가오 제품) 0.25 중량부를 넣어서 혼합하였다. 그리고, 교반 날개를 사용하여, 회전수 900 rpm으로 반응계 내에 기포가 생기도록 약 4분간 강하게 교반을 행하였다. 그 후, 미리오네이트 MTL(일본폴리우레탄공업 제품) 31.57 중량부를 첨 가하고, 약 1분간 교반하여 기포 분산 우레탄 조성물 A를 조제했다.

조제된 기포 분산 우레탄 조성물 A를, 버프가공하여 두께를 0.8mm로 조정한 기재층[도레이사 제품, 상품명 페프(pef), 폴리에틸렌 폼, 비중 0.18, 아스카 C 경도 50] 상에 도포하여 기포 분산 우레탄층을 형성하였다. 그리고, 상기 기포 분산 우레탄층 상에 이형 처리한 이형 시트(폴리에틸렌테레프탈레이트, 두께: 0.2mm)를 피복했다. 닙 롤에 의해 기포 분산 우레탄층을 두께 1.0mm로 만들고, 그 후 70℃에서 40분간 큐어링하여 폴리우레탄 발포체(평균 기포 직경: 70㎛, 평균 장경/평균 단경= 1.3, 비중: 0.34, C 경도: 23도)를 형성하였다. 그 후, 폴리우레탄 발포층체 상의 이형 시트를 박리하였다. 다음에, 버핑기(아미텍사 제품)를 사용하여 폴리우레탄 발포체의 표면을 버핑 처리하여 두께를 0.8mm로 만들고, 두께 정밀도를 조정하였다. 그 후, 기재층 표면에 라미기를 사용하여 양면 테이프[더블택(double tack) 테이프, 세키스이화학공업사 제품]를 부착하여 연마 패드를 제작하였다. 도 1에 상기 연마 패드의 단면의 현미경 사진을 나타낸다. 폴리우레탄 발포층 중에 실질적으로 구형의 연속 기포가 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

[실시예 2]

용기에 POP36/28(45 중량부), ED-37A(37.5 중량부), PCL305(10 중량부), 디에틸렌글리콜 7.5 중량부, SH-192(5.6 중량부), 카본 블랙 0.5 중량부, 및 촉매(No.25) 0.22 중량부를 넣어서 혼합하였다. 그리고, 교반 날개를 사용하여, 회전수 900 rpm으로 반응계 내에 기포가 생기도록 약 4분간 강하게 교반을 행하였다. 그 후, 미리오네이트 MTL(38.8 중량부)을 첨가하고, 약 1분간 교반하여 기포 분산 우레탄 조성물 B를 조제했다.

기포 분산 우레탄 조성물 A 대신 기포 분산 우레탄 조성물 B를 사용한 점 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 패드를 제작하였다. 상기 연마 패드의 단면을 현미경으로 관찰한 바에 의하면, 폴리우레탄 발포층(평균 기포 직경: 66㎛, 평균 장경/평균 단경=1.4, 비중: 0.35, C 경도: 29도) 중에 실질적으로 구형의 연속 기포가 형성되어 있었다.

[실시예 3]

용기에 POP36/28(45 중량부), ED-37A(35 중량부), PCL305(10 중량부), 디에틸렌글리콜 10 중량부, SH-192(6.2 중량부), 카본 블랙 0.5 중량부, 및 촉매(No.25) 0.2 중량부를 넣어서 혼합하였다. 그리고, 교반 날개를 사용하여, 회전수 900 rpm으로 반응계 내에 기포가 발생하도록 약 4분간 강하게 교반을 행하였다. 그 후, 미리오네이트 MTL(46.04 중량부)를 첨가하고, 약 1분간 교반하여 기포 분산 우레탄 조성물 C를 조제했다.

기포 분산 우레탄 조성물 A 대신 기포 분산 우레탄 조성물 C를 사용한 점 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 패드를 제작하였다. 상기 연마 패드의 단면을 현미경으로 관찰한 바에 의하면, 폴리우레탄 발포층(평균 기포 직경: 75㎛, 평균 장경/평균 단경=1.3, 비중: 0.35, C 경도: 32도) 중에 실질적으로 구형의 연속 기포가 형성되어 있었다.

[실시예 4]

용기에 POP36/28(45 중량부), ED-37A(30 중량부), PCL305(10 중량부), 디에 틸렌글리콜 15 중량부, SH-192(6.6 중량부), 카본 블랙 0.5 중량부, 및 촉매(No.25) 0.15 중량부를 넣어서 혼합하였다. 그리고, 교반 날개를 사용하여, 회전수 900 rpm으로 반응계 내에 기포가 발생하도록 약 4분간 강하게 교반을 행하였다. 그 후, 미리오네이트 MTL(60.51 중량부)를 첨가하고, 약 1분간 교반하여 기포 분산 우레탄 조성물 D를 조제했다.

기포 분산 우레탄 조성물 A 대신 기포 분산 우레탄 조성물 D를 사용한 점 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 패드를 제작하였다. 상기 연마 패드의 단면을 현미경으로 관찰한 바에 의하면, 폴리우레탄 발포층(평균 기포 직경: 78㎛, 평균 장경/평균 단경= 1.3, 비중: 0.35, C 경도: 31도) 중에 실질적으로 구형의 연속 기포가 형성되어 있었다.

[비교실시예 1]

열가소성 우레탄(레자민 7285, 다이니치세카 제품) 10 중량부를 디메틸포름아미드 90 중량부에 용해시켜서 우레탄 용액을 조제했다. 상기 우레탄 용액을, 버프가공에 의해 두께를 0.8mm로 조정된 기재층(도요방적사 제품, 볼란스 4211N, 아스카 C 경도 22) 상에 도포하여 우레탄막을 형성하였다. 그 후, 우레탄막-기재층을 DMF-물혼합액(DMF/물=30/70)에 30분간 침지하고, 물(水) 중에 24시간동안 더 침지하여 디메틸포름아미드를 물로 치환하여 폴리우레탄 발포층(비중: 0.26, C 경도: 27도)을 형성하였다. 다음에, 버핑기를 사용하여 폴리우레탄 발포층 표면을 버핑 처리하여 두께를 0.8mm로 만들어서, 두께 정밀도를 조정하였다. 그 후, 기재층 표면에 라미기를 사용하여 양면 테이프(더블택 테이프, 세키스이화학공업 제품)를 부 착하여 연마 패드를 제작하였다. 도 2에 상기 연마 패드의 단면의 현미경 사진을 나타낸다. 폴리우레탄 발포층 중에 가늘고 긴 물방울 모양의 기포가 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

[표 1]

표 1로부터, 본 발명의 연마 패드는, 기포가 실질적으로 구형이며, 연마층의 재료로서 열경화성 폴리우레탄을 사용하기 때문에, 내구성 및 연마 속도의 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.

Claims

기재층(基材層) 상에 연마층이 설치되어 있는 연마 패드에 있어서,

상기 연마층은, 평균 기포 직경 35～300 ㎛의 구형의 연속 기포를 가지는 열경화성 폴리우레탄 발포체로 이루어지고,

상기 열경화성 폴리우레탄 발포체는 이소시아네이트 성분과 활성 수소 함유 화합물을 원료 성분으로서 포함하며,

상기 활성 수소 함유 화합물은, 수산기가가 20～100 mgKOH/g인 고분자량 폴리올을 60～85 중량% 함유하고, 또한 수산기가가 400~1830 mgKOH/g인 저분자량 폴리올 및 아민가가 400~1870 mgKOH/g인 저분자량 폴리아민 중 하나 이상을 총 2~15 중량% 함유하는, 연마 패드.
제1항에 있어서,

상기 열경화성 폴리우레탄 발포체는, 상기 기재층에 자기(自己) 접착되어 있는, 연마 패드.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 기재층은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리우레탄으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종류의 수지를 포함하는 발포 플라스틱 필름인, 연마 패드.
제1항에 있어서,

상기 기재층은, 두께가 20～1000 ㎛인, 연마 패드.
제1항에 기재된 연마 패드를 사용하여 반도체 웨이퍼의 표면을 연마하는 공정을 포함하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
제1항에 기재된 연마 패드를 사용하여 기판의 표면을 연마하는 공정을 포함하는 하드 디스크용 기판의 제조 방법.