KR20120073200A - Supporting pad - Google Patents
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Abstract
유지면의 평탄성 정밀도를 높여 피연마물의 면내 균일성을 향상시킬 수 있는 유지 패드를 제공한다. 유지 패드(10)는 우레탄 시트(2)를 구비하고 있다. 우레탄 시트(2)는 습식 응고법에 의해 형성되어 있고, 피연마물을 유지하기 위한 유지면(Sh)을 가지고 있다. 우레탄 시트(2)는 미세한 다공 구조의 스킨층(2a)을 가지고, 스킨층(2a)으로부터 내측으로 두께의 거의 전체에 걸친 다수의 발포(3)가 형성되어 있다. 우레탄 시트(2)에서는, 두께(t)로 했을 때, 이면(Sr)으로부터 0.1t 의 두께만큼 내측까지의 범위에 발포(3)의 저부가 형성되어 있다. 이면(Sr)으로부터 0.1t 의 두께만큼 내측에서 이면(Sr)과 평행하는 단면과 0.4t 의 두께만큼 내측에서 이면(Sr)과 평행하는 단면 사이에 끼워진 하층부(Pr)에서, 발포(3)에 의한 공극률이 75~95% 의 범위로 조정되어 있다. 연마 가공 시에 하층부(Pr)에서의 압축 변형량이 증대한다.The holding pad which can improve the flatness precision of a holding surface, and can improve the in-plane uniformity of a to-be-polished object. The holding pad 10 is provided with the urethane sheet 2. The urethane sheet 2 is formed by the wet coagulation method, and has the holding surface Sh for holding a to-be-polished object. The urethane sheet 2 has a skin layer 2a having a fine porous structure, and a plurality of foams 3 covering almost the entire thickness are formed inward from the skin layer 2a. In the urethane sheet 2, when it is set as thickness t, the bottom part of foam 3 is formed in the range from the back surface Sr to the inner side by thickness of 0.1t. In the lower layer portion Pr sandwiched between a cross section parallel to the back surface Sr on the inside by a thickness of 0.1t from the back surface Sr and a cross section parallel to the back surface Sr on the inside by a thickness of 0.4t, on the foam 3 Porosity is adjusted to a range of 75 to 95%. The amount of compressive strain in the lower layer portion Pr increases during polishing.
Description
본 발명은 유지 패드에 관한 것으로, 특히, 습식 응고법에 의해 수직형 발포(vertical foam)가 형성되고 피연마물을 유지하기 위한 유지면을 가지는 수지 시트를 구비한 유지 패드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a holding pad, and more particularly, to a holding pad provided with a resin sheet having a holding surface for forming a vertical foam by a wet coagulation method and for holding a polished object.
반도체용 웨이퍼(WF), 평판 디스플레이(FPD)용 유리 기판이나 하드 디스크용 기판 등의 각종 재료(피연마물)의 표면(가공면)에서는, 평탄성을 향상시키기 위해 대향 배치된 2개의 정반을 구비한 연마기를 이용한 연마 가공을 하고 있다. 이들 피연마물 중에서도, 예를 들어, 반도체용 WF에서는 사용되는 휴대기기 등의 소형화에 따라 효율적으로 기판을 제조하기 위해 연마 가공에 공급되는 피연마물이 대형화하는 경향이다. 또 FPD용 유리 기판에서는, FPD 자체의 대형화, 박육화(薄肉化)에 대응하기 위해 피연마물인 유리기판이 대형화, 박육화하는 경향이 있다. 이러한 대형화, 박육화한 피연마물에 대해서도 평탄성에 대한 요구도가 점점 높아지고 있다.On the surface (processed surface) of various materials (abrasives), such as a semiconductor wafer WF, a glass substrate for a flat panel display (FPD), and a substrate for a hard disk, two surface plates are disposed to face each other in order to improve flatness. Polishing using a polishing machine is performed. Among these abrasives, for example, in the semiconductor WF, the abrasives supplied to the polishing process tend to increase in size in accordance with the miniaturization of portable devices to be used. In addition, in the glass substrate for FPD, in order to cope with the enlargement and thickness of FPD itself, there exists a tendency for the glass substrate which is a to-be-polished to enlarge and thin. There is an increasing demand for flatness even for such large and thinned abrasives.
피연마물을, 예를 들면, 한 면을 연마 가공할 때는, 연마기의 일측 정반에 연마 패드가 장착되고, 타측의 정반에 피연마물이 연마 패드와 대향하도록 유지된다. 연마 가공 시에는, 피연마물과 연마 패드 사이에 연마 입자[砥砬]를 포함하는 연마 슬러리가 공급되고, 피연마물에 연마압(가압력)이 가해진다. 피연마물이 정반과의 접촉으로 인해 손상되는 것을 방지하기 위해, 통상, 피연마물을 유지하는 정반에는 유지 패드가 장착되어 있다. 즉, 유지 패드로는, 연마 과정에서 피연마물을 일시적으로 유지할 수 있다. When polishing the object to be polished, for example, one surface, a polishing pad is mounted on one surface plate of the polishing machine, and the polishing object is held on the other surface plate to face the polishing pad. At the time of grinding | polishing processing, the grinding | polishing slurry containing abrasive grains is supplied between a to-be-grinded object and a polishing pad, and a polishing pressure (pressing force) is applied to a to-be-grinded object. In order to prevent the to-be-damaged object from being damaged by contact with the surface plate, a holding pad is usually attached to the surface plate holding the object to be polished. That is, as the holding pad, the to-be-polished material can be temporarily held in the polishing process.
유지 패드로서는, 습식 응고법에 의해 형성된 발포 구조를 갖는 연질의 우레탄 필름(수지 시트)을 구비한 유지 패드가 사용되고 있다(예를 들면, 일본공개특허공보 제2006-62059호 참조). 습식 응고법에 의해 형성되는 우레탄 필름에서는, 표면층(스킨층)의 표면(유지면)이 평활성을 가지기 때문에 피연마물의 유지성이 뛰어나다. 또 표면층으로부터 내측으로는 두께의 거의 전체에 걸친 크기의 수직형 발포가 형성되어 있다. 때문에, 연마 가공 시의 연마압에 의해 압축되었을 때 쿠션성을 발휘할 수 있다. 쿠션성이 너무 낮으면 연마압에 의해 피연마물이 받는 응력에 불균일이 발생하기 때문에, 유지 패드 측으로 함몰된 피연마물의 돌출부에 응력이 집중되고, 이 응력 집중 부분이 과잉 연마되어 연마 불균일이 발생한다. 반대로, 쿠션성이 높아지면 피연마물이 받는 응력에 불균일이 발생하기 어려워져, 피연마물의 표면 평활성이 향상되지만, 함몰이 커져 유지 패드 자체가 연삭될 가능성이 있다. 따라서 통상 습식 응고법에서는 수지의 선정이나 각종 첨가제에 의해 발포의 크기나 형성 상태가 조정되어 있다.As the holding pad, a holding pad provided with a soft urethane film (resin sheet) having a foam structure formed by a wet coagulation method is used (see, for example, JP 2006-62059 A). In the urethane film formed by the wet coagulation method, since the surface (oil level) of the surface layer (skin layer) has smoothness, it is excellent in the retention of a to-be-polished object. Moreover, from the surface layer, the vertical foaming of the magnitude | size over almost the thickness is formed inside. Therefore, the cushioning property can be exhibited when compressed by the polishing pressure during polishing. If the cushioning property is too low, unevenness occurs in the stress applied to the polished object by the polishing pressure, so that stress is concentrated on the protrusions of the polished object recessed to the holding pad side, and the stress concentration portion is excessively polished to generate polishing unevenness. On the contrary, when cushioning property becomes high, it becomes difficult to produce a nonuniformity in the stress which a to-be-polished object carries, and the surface smoothness of a to-be-polished object improves, but recession may become large and the holding pad itself may be ground. Therefore, in the wet coagulation method, the size and formation state of foaming are adjusted by selection of resin and various additives.
그러나, 종래의 습식 응고법에 의해 얻어진 우레탄 필름에서는 수직형 발포가 형성되기 때문에 발포가 형성된 부분과 발포 사이의 수지 부분에서 밀도 불균일이 발생된다는 문제가 있다. 때문에 발포 형성 부분과 수지 부분에서는 연마 가공 시에 연마압이 가해졌을 때의 압축 변형량이 다르고, 상기 서술한 바와 같은 박육화, 대형화하는 피연마물에 대한 고도의 평탄도 요구를 만족시키기에는 충분하다고 할 수 없다. 즉, 유지 패드에 밀도 불균일이 있으면 피연마물에 가해진 응력의 크기가 국소적으로 다르기 때문에 가공면을 전체 영역에 걸쳐 균일하게 연마 가공하기 어려워져 면내 균일성이 손상된다. 압축 변형량의 불균일을 저감하여 유지면의 평탄성 정밀도를 높일 수 있으면, 피연마물에 대한 고도의 면내 균일성 요구를 만족시키는 것이 가능해진다. However, in the urethane film obtained by the conventional wet coagulation method, since vertical foaming is formed, there exists a problem that density nonuniformity arises in the resin part between foaming part and foaming. Therefore, the amount of compressive deformation at the time of applying the polishing pressure at the time of polishing processing is different between the foamed forming portion and the resin portion, and it is sufficient to satisfy the high flatness requirement for the thinned and enlarged polished materials as described above. none. In other words, if there is a density nonuniformity in the holding pad, since the magnitude of the stress applied to the object to be polished is locally different, it is difficult to uniformly grind the processed surface over the entire area, thereby impairing the in-plane uniformity. If the nonuniformity of the amount of compression deformation can be reduced and the flatness accuracy of a holding surface can be improved, it becomes possible to satisfy the high in-plane uniformity requirement with respect to a to-be-grinded object.
본 발명은 상기 사안을 감안하여, 유지면의 평탄성 정밀도를 높이고 피연마물의 면내 균일성을 향상시킬 수 있는 유지 패드를 제공하는 것을 과제로 한다.This invention makes it a subject to provide the holding pad which can raise the flatness precision of a holding surface, and can improve the in-plane uniformity of a to-be-polished object in view of the said case.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 습식 응고법에 의해 수직형 발포가 형성되고, 피연마물을 유지하기 위한 유지면을 갖는 수지 시트를 구비한 유지 패드에 있어서, 상기 수지 시트는 상기 유지면의 배면으로부터 두께 전체의 10% 만큼 내측까지의 범위에 상기 발포의 저부가 형성되어 있고, 한편, 상기 배면으로부터 상기 두께 전체의 10% 만큼 내측에서 상기 배면과 평행하는 단면(斷面)과 40% 만큼 내측에서 상기 배면과 평행하는 단면 사이에 끼워진 하층부의 공극률이 70% 이상 95% 이하인 것을 특징으로 한다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention is a holding pad provided with the resin sheet which has a holding | maintenance surface for holding | maintenance of a to-be-formed type | mold foaming by the wet coagulation | solidification method, and the said resin sheet is the back surface of the said holding surface. The bottom of the foam is formed in the range from to the inner side by 10% of the whole thickness, while the cross section parallel to the rear side and the inner side by 40% from the rear side by 10% of the entire thickness from the rear side. The porosity of the lower layer portion sandwiched between the cross sections parallel to the rear surface is 70% or more and 95% or less.
본 발명에서는, 수지 시트 유지면의 배면측에서의 일정 두께만큼의 하층부의 공극률이 70% 이상 95% 이하이기 때문에, 하층부에 의해 쿠션성이 확보됨으로써 피연마물에 가해지는 부하가 분산되고, 연마 가공에 의해 압축되었을 때에 하층부에서의 발포 형상이 변화됨으로써 피연마물에 대한 부담이 경감되므로, 유지면의 평탄성 정밀도를 높여 피연마물의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.In the present invention, since the porosity of the lower layer portion by the predetermined thickness on the back side of the resin sheet holding surface is 70% or more and 95% or less, the cushioning force is ensured by the lower layer portion, so that the load applied to the polished object is dispersed and compressed by polishing. Since the burden on the to-be-polished material is reduced by changing the foam shape in the lower layer part, the in-plane uniformity of a to-be-polished object can be improved by raising the flatness precision of a holding surface.
이 경우에 있어서, 수지 시트가, 유지면으로부터 두께 전체의 10% 만큼 내측에서 유지면과 평행하는 단면에 발포로 형성된 구멍의 평균 구경을 A로 하고, 하층부에서의 유지면과 평행하는 단면에 발포로 형성된 구멍의 최대 구경을 B로 했을 때, 비 B/A가 20~50의 범위인 것이 바람직하다. 또, 수지 시트의 유지면으로부터 두께 전체의 10% 만큼 내측에서 유지면과 평행하는 단면과, 40% 만큼 내측에서 유지면과 평행하는 단면 사이에 끼워진 상층부의 공극률을 35% 이상 55% 이하로 할 수 있다. 수지 시트의 하층부의 공극률을 75% 이상 90% 이하, 상층부의 공극률을 40% 이상 50% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 수지 시트의 하층부에서, 유지면과 평행하는 단면 중 단위면적당 발포로 형성된 구멍의 총면적의 비율이 최대를 나타내는 단면에서 비율의 최대치를 80% 이상 95% 이하로 할 수 있다. 수지 시트를 폴리우레탄 수지로 형성해도 좋다. 수지 시트의 발포 사이의 폴리우레탄 수지가 미세한 다공 형상으로 형성되어 있어도 좋다. 이때, 폴리우레탄 수지의 100% 모듈러스를 20㎫ 보다 작게 하는 것이 바람직하다. 또한 수지 시트의 배면측에 연마기에 장착하기 위한 점착재가 도포되어 있어도 좋다. 이때, 수지 시트와 점착재의 사이에 추가로 수지 시트를 지지하기 위한 지지재를 접합하도록 할 수 있다.In this case, the resin sheet is foamed in a cross section parallel to the holding surface in the lower layer, with the average diameter of the hole formed by foaming in the cross section parallel to the holding surface in the inner side by 10% of the entire thickness from the holding surface. When the maximum diameter of the hole formed by B is made into B, it is preferable that ratio B / A is the range of 20-50. In addition, the porosity of the upper layer portion sandwiched between the cross section parallel to the holding surface from the inside by 10% of the entire thickness from the holding surface of the resin sheet and the cross section parallel to the holding surface from the inside by 40% may be 35% or more and 55% or less. Can be. The porosity of the lower layer portion of the resin sheet is preferably 75% or more and 90% or less, and the porosity of the upper layer portion is preferably 40% or more and 50% or less. Moreover, in the lower layer part of a resin sheet, the maximum value of a ratio can be made into 80% or more and 95% or less in the cross section which the ratio of the total area of the hole formed by foaming per unit area among the cross sections parallel to a holding surface shows the maximum. You may form a resin sheet with a polyurethane resin. The polyurethane resin between foaming of a resin sheet may be formed in the fine porous shape. At this time, it is preferable to make 100% modulus of polyurethane resin smaller than 20 Mpa. Moreover, the adhesive material for attaching to a grinder may be apply | coated to the back side of a resin sheet. At this time, the support material for supporting a resin sheet can be further bonded between a resin sheet and an adhesive material.
본 발명에 의하면, 수지 시트 유지면의 배면측에서의 일정 두께만큼의 하층부의 공극률이 70% 이상 95% 이하이기 때문에, 하층부에 더욱 쿠션성이 확보됨으로써 피연마물에 가해지는 부하가 분산되고, 연마 가공에 수반하여 압축되었을 때에 하층부에서의 발포 형상이 변화함으로써 피연마물에 대한 부담이 경감되므로, 유지면의 평탄성 정밀도를 높여 피연마물의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, since the porosity of the lower layer portion by the predetermined thickness on the back side of the resin sheet holding surface is 70% or more and 95% or less, the cushioning property is further secured so that the load applied to the polished object is dispersed, which is accompanied by polishing. The pressure on the polished object is reduced by changing the foam shape at the lower layer when compressed, so that the effect of improving the flatness accuracy of the holding surface and improving the in-plane uniformity of the polished object can be obtained.
도 1은 본 발명을 적용한 실시형태의 유지 패드를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 실시형태의 유지 패드를 구성하는 우레탄 시트에 있어서의 발포의 형성 상태를 모식적으로 나타내는 것으로, (A)는 우레탄 시트의 두께 방향의 단면도이고, (B)는 (A)의 B-B선 단면에 발포로 형성된 구멍을 모식적으로 나타내는 설명도이고, (C)는 (A)의 C-C선 단면에 발포로 형성된 구멍을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 3은 종래의 유지 패드를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 종래의 유지 패드를 구성하는 우레탄 시트에 있어서의 발포의 형성 상태를 모식적으로 나타내는 것으로, (A)는 우레탄 시트의 두께 방향의 단면도이고, (B)는 (A)의 B-B선 단면에 발포로 형성된 구멍을 모식적으로 나타내는 설명도이고, (C)는 (A)의 C-C선 단면에 발포로 형성된 구멍을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 5는 유지 패드를 구성하는 우레탄 시트의 유지면으로부터의 두께에 대한 그 두께마다의 단면에 발포로 형성된 구멍의 개구율을 나타내는 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows typically the holding pad of embodiment to which this invention is applied.
FIG. 2: shows typically the formation state of foaming in the urethane sheet which comprises the holding pad of embodiment, (A) is sectional drawing of the thickness direction of a urethane sheet, (B) is B- of (A) It is explanatory drawing which shows typically the hole formed by foaming in B line cross section, (C) is explanatory drawing which shows typically the hole formed by foaming in C-C line cross section of (A).
3 is a cross-sectional view schematically showing a conventional holding pad.
FIG. 4: shows typically the formation state of foaming in the urethane sheet which comprises the conventional holding pad, (A) is sectional drawing of the thickness direction of a urethane sheet, (B) is B-B of (A) It is explanatory drawing which shows typically the hole formed by foaming in the cross section, and (C) is explanatory drawing which shows typically the hole formed by foaming in C-C line cross section of (A).
It is a graph which shows the opening ratio of the hole formed by foaming in the cross section for every thickness with respect to the thickness from the holding surface of the urethane sheet which comprises a holding pad.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 유지 패드의 실시형태에 대해 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of the holding pad which applied this invention with reference to drawings is demonstrated.
(구성)(Configuration)
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 유지 패드(10)는, 폴리우레탄 수지로 제조된 수지 시트로서의 우레탄 시트(2)를 구비하고 있다. 우레탄 시트(2)는, 습식 응고법에 의해 형성되어 있고, 피연마물을 유지하기 위한 유지면(Sh)을 가지고 있다.As shown in FIG. 1, the
우레탄 시트(2)는, 유지면(Sh)의 바로 아래에서 수㎛ 정도의 두께에 걸쳐 치밀한 미세한 다공이 형성된 스킨층(2a)을 가지고 있다. 즉, 스킨층(2a)은 미세한 다공 구조를 가지고 있다. 우레탄 시트(2)의 스킨층(2a)으로부터 내측(내부)으로는, 다수의 발포(3)가 대략 균등하게 분산된 상태로 형성되어 있다. 발포(3)는, 우레탄 시트(2) 두께의 거의 전체에 걸친 크기를 가지고 있고, 두께 방향으로 세로로 길고 둥그스름한 원추형으로 형성되어 있다. 우레탄 시트(2)가 스킨층(2a)을 가지기 때문에, 유지면(Sh)에는, 발포(3)의 개구는 형성되어 있지 않다. 또, 우레탄 시트(2)에서는, 유지면(Sh)의 배면(이하, 이면(Sr)이라고 함)으로부터 두께 전체의 10% 만큼 내측까지의 범위에 발포(3)의 저부가 형성되어 있다. 발포(3)끼리의 사이의 폴리우레탄 수지 중에는 발포(3)보다 작은 미세한 다공(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 우레탄 시트(2)에서는, 스킨층(2a)의 미세한 다공, 발포(3) 및 미세한 다공이 그물코 모양으로 연통하고 있고, 발포가 연속 발포형상으로 형성된 연속 발포 구조를 가지고 있다.The
우레탄 시트(2)에서는, 이면(Sr)으로부터 두께 전체의 10% 만큼 내측에서 이면(Sr)과 평행하는 단면과, 40% 만큼 내측에서 이면(Sr)과 평행하는 단면 사이에 끼워진 하층부(Pr)의 공극률이 70% 이상 95% 이하로 조정되어 있다. 즉, 우레탄 시트(2)의 두께 t로 했을 때, 이면(Sr)으로부터 0.1t 의 두께만큼 내측의 단면과 0.4t 의 두께만큼 내측의 단면 사이에 끼워진 하층부(Pr)에서는, 발포(3)에 의한 공극률이 75~95% 의 범위이다. 이에 대해, 유지면(Sh)으로부터 두께 전체의 10% 만큼 내측에서 유지면(Sh)과 평행하는 단면과, 40% 만큼 내측에서 유지면(Sh)과 평행하는 단면 사이에 끼워진 상층부(Ph)의 공극률이 35% 이상 55% 이하로 조정되어 있다. 즉, 유지면(Sh)으로부터 0.1t 의 두께만큼 내측의 단면과 0.4t 의 두께만큼 내측의 단면 사이에 끼워진 상층부(Ph)에서는, 발포(3)에 의한 공극률이 35~55% 의 범위이다. 이러한 상층부(Ph), 하층부(Pr)의 공극률은, 사용하는 폴리우레탄 수지의 선정이나 습식 응고법의 조건 설정에 의해 조정할 수 있다(이하에 상세하게 설명).In the
또, 우레탄 시트(2)에서는, 유지면(Sh)으로부터 두께 전체의 10% 만큼 내측에서 유지면(Sh)과 평행하는 단면에 발포(3)에 의해 형성되는 구멍의 평균 구경을 A로 하고, 하층부(Pr)에서의 이면(Sr)과 평행하는 단면 중 단위면적당 발포(3)에 의해 형성되는 구멍의 총면적의 비율(이하, 개구율이라고 함.)이 최대치를 나타내는 단면에 형성된 구멍의 최대 구경을 B로 했을 때, 평균 구경(A)에 대한 최대 구경(B)의 비 B/A가 20~50의 범위로 조정되어 있다. 즉, 유지면(Sh) 근방에 형성된 발포의 평균 구경에 대해서 20~50배 크기의 발포 직경을 가지는 발포가 하층부(Pr)에서의 개구율이 최대치를 나타내는 단면에 형성되어 있다. 또, 개구율의 최대치는 80% 이상 95% 이하로 조정되어 있다.Moreover, in the
이러한 우레탄 시트(2)에서는, 유지면(Sh) 근방에서 유지면(Sh)과 평행하는 단면에 형성된 구멍에 비해, 이면(Sr) 근방에서 이면(Sr)과 평행하는 단면에 형성된 구멍이 근접하도록 형성되어 있다. 도 2A에 도시한 바와 같이, 유지면(Sh) 근방을 유지면(Sh)으로부터 우레탄 시트(2)의 두께(t)의 10% 만큼, 즉, 0.1t 만큼 내측의 위치(화살표 B의 위치), 이면(Sr) 근방을 이면(Sr)으로부터 0.1t 만큼 내측의 위치(화살표 C의 위치)로 한다. 이 경우, 도 2B에 도시하는 바와 같이, 유지면(Sh) 근방의 B-B선 단면에서는, 발포(3)에 의해 형성되는 구멍이 서로 이격하도록 형성되어 있다. 이에 대해, 도 2C에 도시하는 바와 같이, 이면(Sr) 근방의 C-C선 단면에서는 발포(3)에 의해 형성되는 구멍이 근접하도록 형성되어 있다.In this
또, 유지 패드(10)는, 우레탄 시트(2)의 이면(Sr) 측에, 연마기에 유지 패드(10)를 장착하기 위한 점착재로서의 양면 테이프(7)가 접합되어 있다. 양면 테이프(7)는, 도시하지 않는 기재를 가지고 있고, 기재의 양면에 아크릴계 점착제 등의 감압형 점착제 층(도시하지 않음)이 각각 형성되어 있다. 기재에는, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(이하, PET로 약칭함.)제 필름 등의 가요성 필름이 사용되고 있다. 양면 테이프(7)는, 기재의 일면측의 점착제층에서 우레탄 시트(2)와 접합되어 있고, 타면측(우레탄 시트(2)와 반대측)의 점착제층이 표면을 박리지(8)로 덮고 있다. 또한, 본 예에서는 이 양면 테이프(7)의 기재가 우레탄 시트(2)를 지지하기 위한 지지재도 겸하고 있다.Moreover, as for the
(제조) (Produce)
유지 패드(10)는, 습식 응고법에 의해 형성된 우레탄 시트(2)와 양면 테이프(7)를 접합하여 제조된다. 즉, 폴리우레탄 수지 용액을 준비하는 준비 공정, 성막 기재에 폴리우레탄 수지 용액을 도포하고, 응고액 중에서 폴리우레탄 수지 용액을 응고시키고 폴리우레탄 수지를 재생시키는 응고 재생 공정, 시트형의 폴리우레탄 수지를 세정하고 건조시키는 세정?건조 공정, 얻어진 우레탄 시트(2)와 양면 테이프(7)를 접합하는 라미네이트 공정을 거쳐 유지 패드(10)가 제조된다. 이하, 공정 순서대로 설명한다.The holding
준비 공정에서는, 폴리우레탄 수지, 폴리우레탄 수지를 용해 가능한 수혼화성 유기 용매 및 첨가제를 혼합하여 폴리우레탄 수지를 용해시킨다. 유기 용매 로서는 N,N-디메틸포름아미드(이하, DMF라고 약칭함.)나 N,N-디메틸아세트아미드(DMAc) 등을 예로 들 수 있지만, 본 예에서는 DMF를 사용한다. 폴리우레탄 수지는, 폴리에스테르계, 폴리에테르계, 폴리카보네이트계 등의 수지로부터 선택하여 이용할 수 있지만, 상기 서술한 발포 구조를 형성하기 위해, DMF에 폴리우레탄 수지를 20중량% 로 용해시킨 수지 용액에 대해, B형 회전 점도계를 사용하여 25℃에서 측정한 점도가 5~10㎩?s의 범위의 수지를 선정하여 사용한다. 또, 사용하는 폴리우레탄 수지가 20㎫ 보다 작은 100% 모듈러스를 가지는 것이 바람직하다. 이 폴리우레탄 수지를 10~30중량% 의 범위가 되도록 DMF에 용해시킨다. 또 첨가제로서는 발포(3)의 크기나 양(개수)을 제어하기 위해, 카본 블랙 등의 안료, 발포를 촉진시키는 친수성 첨가제, 폴리우레탄 수지의 재생을 안정시키는 소수성 첨가제 등을 사용할 수 있다. 얻어진 용액을 감압하에서 탈포하여 폴리우레탄 수지 용액을 얻는다.In the preparation step, the polyurethane resin is dissolved by mixing a polyurethane resin, a water miscible organic solvent which can dissolve the polyurethane resin, and an additive. Examples of the organic solvent include N, N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc) and the like, but DMF is used in this example. The polyurethane resin can be selected from resins such as polyesters, polyethers, and polycarbonates. However, in order to form the above-mentioned foamed structure, a resin solution in which a polyurethane resin is dissolved at 20% by weight in DMF is used. About the resin, the resin of the range of 5-10 Pa.s of the viscosity measured at 25 degreeC using the Brookfield rotational viscometer is selected and used. Moreover, it is preferable that the polyurethane resin to be used has 100% modulus smaller than 20 Mpa. This polyurethane resin is melt | dissolved in DMF so that it may become the range of 10-30 weight%. Moreover, in order to control the size and quantity (number) of
응고 재생 공정에서는, 준비 공정에서 얻어진 폴리우레탄 수지 용액을 상온 하에서 나이프 코터(knife coater) 등의 도포장치에 의해 띠 모양의 성막 기재에 시트형으로 대략 균일하게 도포한다. 이때, 나이프 코터 등과 성막 기재의 간극(클리어런스)을 조정함으로써, 폴리우레탄 수지 용액의 도포 두께(도포량)를 조정한다. 성막 기재로서는 수지제 필름, 포백(布帛), 부직포 등을 사용할 수 있지만, 본 예에서는 PET제 필름이 사용된다.In the solidification regeneration step, the polyurethane resin solution obtained in the preparation step is uniformly applied in a sheet form to a strip-shaped film-forming base material by a coating apparatus such as a knife coater at room temperature. At this time, application | coating thickness (coating amount) of a polyurethane resin solution is adjusted by adjusting the clearance (clearance) of a knife coater etc. and a film-forming base material. As the film-forming substrate, a resin film, a fabric, a nonwoven fabric, or the like can be used, but in this example, a PET film is used.
성막 기재에 도포된 폴리우레탄 수지 용액을, 폴리우레탄 수지에 대해서 빈용매인 물을 주성분으로 하는 응고액(수계 응고액) 중에 연속적으로 안내한다. 응고액에는, 폴리우레탄 수지의 재생 속도를 조정하기 위해서, DMF나 DMF 이외의 극성 용매 등의 유기 용매 를 첨가해도 좋지만, 본 예에서는 물을 사용한다. 응고액 중에서는, 우선, 폴리우레탄 수지 용액과 응고액의 계면에 피막이 형성되고, 피막의 바로 아래의 폴리우레탄 수지 중에 스킨층(2a)을 구성하는 무수의 미세한 다공이 형성된다. 그 후, 폴리우레탄 수지 용액 중의 DMF의 응고액 중으로의 확산과, 폴리우레탄 수지 중으로의 물의 침입의 협조 현상에 의해 연속 발포 구조를 가지는 폴리우레탄 수지의 재생이 진행된다. 이때, 성막 기재의 PET제 필름이 물(응고액)을 침투시키지 않기 때문에, DMF와 물의 치환이 스킨층(2a) 측에서 발생하여 성막 기재 측이 스킨층(2a) 측보다 큰 발포(4)가 형성된다.The polyurethane resin solution applied to the film-forming substrate is continuously guided into a coagulation solution (aqueous coagulation solution) mainly containing water as a poor solvent with respect to the polyurethane resin. In order to adjust the regeneration rate of a polyurethane resin, you may add organic solvent, such as a polar solvent other than DMF and DMF, to a coagulation liquid, but water is used in this example. In the coagulation solution, a film is first formed at the interface between the polyurethane resin solution and the coagulation solution, and anhydrous fine pores constituting the skin layer 2a are formed in the polyurethane resin immediately below the film. Thereafter, the regeneration of the polyurethane resin having a continuous foam structure proceeds due to the cooperative phenomenon of diffusion of DMF into the coagulating solution of the polyurethane resin solution and intrusion of water into the polyurethane resin. At this time, since the PET film of the film forming base material does not penetrate water (coagulation liquid), the substitution of DMF and water occurs on the skin layer 2a side, and the film forming base material side is larger than the skin layer 2a side foam 4 Is formed.
여기서, 폴리우레탄 수지의 재생에 수반되는 발포 형성에 대해 설명한다. 폴리우레탄 수지에서는 응집력이 커지기 때문에 피막 바로 아래의 폴리우레탄 수지 중에서 급속히 재생이 진행되어 스킨층(2a)이 형성된다. 본 예에서는, 100% 모듈러스가 20㎫ 보다 작은 폴리우레탄 수지가 사용된다. 또 폴리우레탄 수지 용액의 점도가 5~10㎩?s의 범위를 나타낸다. 즉 저모듈러스의 폴리우레탄 수지를 저점도가 되도록 용해시킨 폴리우레탄 수지 용액이 사용된다. 때문에, 스킨층(2a)이 형성된 후에는, 응고 전의 폴리우레탄 수지 용액 중의 폴리우레탄 수지가 스킨층(2a) 측으로 이동하여 응집되게 된다. 이에 수반하여 성막 기재 측에서는, 폴리우레탄 수지량이 감소하기 때문에, 스킨층(2a) 측과 비교해 비대화한 발포(3)가 형성된다. 바꾸어 말하면, 상층부(Ph)와 비교해 하층부(Pr)에서는, 발포(3)가 비대화함으로써 공극률이 커진다. 또, DMF의 폴리우레탄 수지 용액으로부터의 탈용매, 즉, DMF와 물의 치환에 의해, 스킨층(2a), 발포(3) 및 미세한 다공이 형성되고, 스킨층(2a)의 미세한 다공, 발포(3) 및 미세한 다공이 그물코 모양으로 연통한다. 또한 폴리우레탄 수지가 성막 기재 상에서 재생되는 점에서, 성막 기재의 표면에 접촉하여 형성된 이면(Sr)에서는, 발포(3)의 개구는 형성되어 있지 않다.Here, the foam formation accompanying the regeneration of the polyurethane resin will be described. In the polyurethane resin, since the cohesive force becomes large, regeneration is rapidly progressed in the polyurethane resin immediately under the coating to form the skin layer 2a. In this example, a polyurethane resin having a 100% modulus of less than 20 MPa is used. Moreover, the viscosity of a polyurethane resin solution shows the range of 5-10 Pa.s. That is, the polyurethane resin solution which melt | dissolved the low modulus polyurethane resin so that it may become low viscosity is used. Therefore, after the skin layer 2a is formed, the polyurethane resin in the polyurethane resin solution before solidification moves to the skin layer 2a side and aggregates. In connection with this, since the amount of polyurethane resin reduces on the film-forming base material side, the foaming 3 which enlarged compared with the skin layer 2a side is formed. In other words, as compared with the upper layer Ph, in the lower layer Pr, as the
세정?건조 공정에서는, 재생 공정에서 재생한 폴리우레탄 수지를 물 등의 세정액 중에서 세정하여 폴리우레탄 수지 중에 잔류하는 DMF를 제거한 후, 건조시킨다. 폴리우레탄 수지의 건조에는, 본 예에서는 내부에 열원을 가지는 실린더를 구비한 실린더 건조기를 사용한다. 폴리우레탄 수지가 실린더의 둘레면을 따라 통과함으로써 건조된다. 얻어진 우레탄 시트(2)를 롤 형태로 감는다.In the washing and drying step, the polyurethane resin regenerated in the regeneration step is washed in a washing solution such as water to remove DMF remaining in the polyurethane resin and then dried. In drying of a polyurethane resin, in this example, the cylinder dryer provided with the cylinder which has a heat source inside is used. The polyurethane resin is dried by passing along the circumferential surface of the cylinder. The
라미네이트 공정에서는, 습식 응고법으로 제작된 우레탄 시트(2)와 양면 테이프(7)를 접합한다. 이때, 우레탄 시트(2)의 이면(Sr)과 양면 테이프(7)를 접합한다. 그리고, 원형이나 각형 등의 원하는 형상, 사이즈로 재단한 후, 흠집이나 오염, 이물 등의 부착이 없음을 확인하는 등의 검사를 하여 유지 패드(10)를 완성시킨다.In the lamination process, the
(작용 등)(Action, etc.)
다음으로, 본 실시형태의 유지 패드(10)의 작용 등에 대해 설명한다.Next, operation | movement etc. of the
알기 쉽게 설명하기 위해서, 종래 습식 응고법에 의해 형성되는 우레탄 시트의 발포 구조에 대해 설명한다. 종래 습식 응고법에서는, PET제 필름 등의 성막 기재 상에 도포된 폴리우레탄 수지 용액이 물 등의 응고액 중에서 응고된다. 때문에, 도 3에 도시한 바와 같이, 종래의 유지 패드(20)를 구성하는 우레탄 시트(12)에서는, 습식 응고 시의 초기에 형성된 스킨층(12a)으로부터 내측으로, 우레탄 시트(12) 두께의 거의 전체에 걸친 다수의 발포(13)가 형성된다. 이 발포(13)는, 유지면(Sh) 측이 이면(Sr) 측보다 직경이 축소되어 있고, 두께 방향을 따르듯이 수직 방향으로 형성되어 있다.In order to demonstrate easily, the foam structure of the urethane sheet formed by the conventional wet coagulation method is demonstrated. In the conventional wet coagulation method, a polyurethane resin solution coated on a film formation substrate such as a PET film is solidified in a coagulation solution such as water. Therefore, as shown in FIG. 3, in the
또, 우레탄 시트(12)에서는, 유지면(Sh) 부근에서 유지면(Sh)과 평행하는 단면에 형성된 구멍과, 이면(Sr) 부근에서 이면(Sr)과 평행하는 단면에 형성된 구멍이 모두 이격되도록 형성되어 있다. 발포(13)의 구경이 유지면(Sh) 측보다 이면(Sr) 측에서 커지기 때문에, 이격되는 정도로서는 유지면(Sh) 측이 커진다. 즉, 도 4A에 도시한 바와 같이, 유지면(Sh) 근방을 유지면(Sh)으로부터 우레탄 시트(12) 두께의 10% 만큼 내측의 위치(화살표 B의 위치), 이면(Sr) 근방을 이면(Sr)으로부터 우레탄 시트(12)의 두께의 10% 만큼 내측의 위치(화살표 C의 위치)로 한다. 이 경우, 도 4B에 도시한 바와 같이, 유지면(Sh) 근방의 B-B선 단면에서 발포(13)에 의해 형성되는 구멍이 이격되게 형성되어 있다. 도 4C에 도시한 바와 같이, 이면(Sr) 근방의 C-C선 단면에서 발포(13)에 의해 형성된 구멍에서도 이격되어 형성되어 있다. C-C선 단면에 형성된 구멍에서는, B-B선 단면에 형성된 구멍보다 근접하지만, 상기 서술한 유지 패드(10)를 구성하는 우레탄 시트(2)의 이면(Sr) 근방의 단면에 형성된 구멍과 비교해 이격되어 형성되어 있다(도 2C 참조). 이러한 우레탄 시트(12)에서는, 상기 서술한 우레탄 시트(2)에 있어서의 상층부(Ph), 하층부(Pr)와 동일한 영역을 고려하면, 상층부의 공극률이 30~45% 정도, 하층부의 공극률이 70% 이하 정도이다.Moreover, in the
우레탄 시트(12)를 이용한 종래의 유지 패드(20)에서는, 발포(13)가 형성된 부분과 발포(13)간의 수지 부분에서 밀도 불균일이 발생하게 된다. 때문에, 발포 형성 부분과 수지 부분에서는, 연마 가공 시에 연마압이 가해졌을 때의 압축 변형량이 다르고, 피연마물에 대한 고도의 평탄도 요구를 만족시키기 어려워진다. 즉, 유지 패드(20)에서는, 밀도 불균일이 발생하여, 피연마물에 가해지는 응력의 크기가 국소적으로 다르기 때문에, 피연마물의 가공면을 전체 영역에 걸쳐서 균일하게 연마 가공하는 것이 어려워진다. 따라서, 유지 패드(20)에서는, 대형화, 박육화하는 경향에 있는 반도체용 WF나 FPD용 유리 기판에서 요구되는 고정밀도의 평탄성을 만족시키기에는 충분하다고 할 수 없다.In the
이것에 대해, 본 실시형태에서는, 유지 패드(10)를 구성하는 우레탄 시트(2)의 이면(Sr)으로부터 두께(t)의 10% 만큼(0.1t 만큼) 내측에서 이면(Sr)과 평행하는 단면과 40% 만큼(0.4t 만큼) 내측에서 이면(Sr)과 평행하는 단면 사이에 끼워진 하층부(Pr)의 공극률이 70% 이상 95% 이하로 조정되어 있다. 또, 유지면(Sh)으로부터 두께 전체의 10% 만큼 내측에서 유지면(Sh)과 평행하는 단면에 발포(3)에 의해 형성되는 구멍의 평균 구경(A)에 대한, 하층부(Pr)에 있어서의 이면(Sr)과 평행하는 단면 중 개구율이 최대치를 나타내는 단면에 형성된 구멍의 최대 구경(B)의 비 B/A가 20~50의 범위로 조정되어 있다. 즉, 유지면(Sh) 근방에 형성된 발포의 평균 구경에 대해서 20~50배의 크기의 발포 직경을 가지는 발포가 하층부(Pr)에 있어서의 개구율이 최대치를 나타내는 단면에 형성되어 있다. 때문에, 유연하고 발포(3)가 풍부하게 형성된 하층부(Pr)가 에어 쿠션 작용을 하여, 피연마물에 가해지는 압력(연마압)을 쉽게 분산시킬 수 있다. 또, 연마 가공에 수반하여 압축되었을 때, 피연마물에 가해지는 압력에 따라 하층부(Pr)에서의 발포 형상이 압축 변형됨으로써, 피연마물의 휨이나 기복에 맞추어 피연마물에 대한 부담(반발 응력)을 저감할 수 있으므로, 피연마물의 평탄성을 고도로 향상시킬 수 있다. 하층부(Pr)에서의 압축 변형량의 확보를 고려하면, 하층부(Pr)의 공극률을 75~90% 의 범위로 조정하는 것이 바람직하다.On the other hand, in this embodiment, it is parallel with the back surface Sr from the back surface Sr of the
또, 본 실시형태에서는, 하층부(Pr)에 있어서의 이면(Sr)과 평행하는 단면 중, 단위면적당 발포(3)에 의해 형성되는 구멍의 총면적의 비율을 나타내는 개구율의 최대치가 80% 이상 95% 이하로 조정되어 있다. 때문에, 하층부(Pr), 특히 이면(Sr) 근방에서 발포(3)의 직경이 비대화하여 충분한 쿠션성을 확보할 수 있다. 이것에 의해, 연마 가공 시에 피연마물에 대한 응력이 균등화되므로, 평탄성 향상을 도모할 수 있다. 하층부(Pr)의 공극률과 마찬가지로, 압축 변형량의 확보를 고려하면, 개구율을 82~90% 의 범위로 조정하는 것이 바람직하다.Moreover, in this embodiment, the maximum value of the opening ratio which shows the ratio of the total area of the hole formed by foaming 3 per unit area among the cross sections parallel to the back surface Sr in lower layer part Pr is 80% or more and 95%. It is adjusted to the following. Therefore, the diameter of the
또한, 본 실시형태에서는, 우레탄 시트(2)의 유지면(Sh)으로부터 두께(t)의 10% 만큼 (0.1t 만큼) 내측에서 유지면(Sh)과 평행하는 단면과, 40% 만큼 (0.4t 만큼) 내측에서 유지면(Sh)과 평행하는 단면 사이에 끼워진 상층부(Ph)의 공극률이 35% 이상 55% 이하로 조정되어 있다. 때문에, 하층부(Pr)와 비교해 폴리우레탄 수지의 격벽이 두꺼워져 강성(剛性)이 확보되므로, 연마 가공 시에 피연마물의 유지 패드 측으로의 함몰을 억제할 수 있다. 유지 패드의 강성이 불충분하여 피연마물의 함몰이 커지면, 연마 가공 시에 유지 패드(우레탄 시트) 자체가 연삭되어 버리는 경우가 있다. 이에 대해서, 유지 패드(10)에서는, 피연마물의 함몰이 억제되므로, 우레탄 시트(2)가 연삭되는 일 없이 연마 가공을 계속할 수 있다. 상층부(Ph)의 공극률이 35% 미만에서는, 강성이 높아지지만 경도가 높아지기 때문에, 오히려, 평탄성을 향상시키기 어려워진다. 평탄성 향상의 관점에서 강성을 확보하는 것을 고려하면, 상층부(Ph)의 공극률을 40~50% 의 범위로 조정하는 것이 바람직하다.In the present embodiment, from the holding surface Sh of the
또 추가로, 본 실시형태에서는, 우레탄 시트(2)가 상기 서술한 발포 구조를 가지기 때문에 상층부(Ph)에서 피연마물의 함몰 억제에 필요한 강성이 확보되고, 하층부(Pr)에서 피연마물에 대한 응력의 균등화에 필요한 쿠션성이 확보되므로, 1장의 우레탄 시트(2)에 의해 강성과 쿠션성을 양립시킬 수 있다. 강성을 가지는 수지 시트와 쿠션성을 가지는 수지 시트를 접합하여 구성하는 것도 가능하지만, 이 경우에는 연마 가공 시에 2장의 수지 시트가 박리되는 경우가 있다. 따라서, 유지 패드(10)에서는, 우레탄 시트(2)가 강성, 쿠션성을 겸비함으로써, 피연마물의 평탄성 향상을 도모할 수 있다.Furthermore, in this embodiment, since the
또한, 본 실시형태에서는, 폴리우레탄 수지제의 우레탄 시트(2)를 구비한 유지 패드(10)를 예시했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 폴리우레탄 수지 대신에, 예를 들면, 폴리에틸렌 등의 수지를 사용해도 좋고, 습식 응고법에 의해 상기 서술한 발포 구조를 형성할 수 있는 수지이면 특별히 제한은 없다.In addition, in this embodiment, although the
또, 본 실시형태에서는, 우레탄 시트(2)와 기재를 가지는 양면 테이프(7)를 접합하여 구성한 유지 패드(10)를 예시했지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 유지 패드로서는, 우레탄 시트(2)와, 연마기에 장착하기 위한 점착재를 구비하고 있으면 되고, 예를 들면, 양면 테이프(7) 대신에, 여러 가지의 점착제만을 우레탄 시트(2)(의 이면(Sr))에 도포하도록 해도 좋다. 또, 본 실시형태에서는, 양면 테이프(7)의 기재가 유지 패드(10)의 지지재를 겸하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 우레탄 시트(2)와 양면 테이프(7) 사이에 다른 지지재를 접합하도록 해도 좋다. 이러한 지지재로서는, 특별히 제한되지 않고, PET제 등의 필름이나 부직포 등을 예로 들 수 있다.Moreover, in this embodiment, although the
더욱이, 본 실시형태에서는, 특별히 언급하지 않지만, 습식 응고법에 의해 형성된 우레탄 시트(2)의 두께 불균일이 커졌을 때는, 유지면(Sh)과 이면(Sr)이 평행이 되도록, 이면(Sr) 측을 버프(buff)나 슬라이스 등의 방법에 의해 평활하게 해 두는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 유지면(Sh)의 평탄성을 더욱 향상시킬 수 있다.Moreover, in this embodiment, although not specifically mentioned, when the thickness nonuniformity of the
실시예Example
다음으로, 본 실시형태에 따라 제조한 유지 패드(10)의 실시예에 대해 설명한다. 또한 비교를 위해 제조한 비교예에 대해서도 함께 설명한다.Next, the Example of the
(실시예 1) (Example 1)
실시예 1에서는, 우레탄 시트(2)의 제작에 100% 수지 모듈러스가 10㎫ 의 폴리에스테르 MDI(디페닐 메탄 디이소시아네이트) 폴리우레탄 수지를 사용하고, DMF에 18중량% 의 비율로 용해시킨 다음, 폴리우레탄 수지에 대해 1중량% 의 친수성 첨가제, 및 폴리우레탄 수지에 대해 5중량% 의 카본블랙을 첨가하고, B형 회전 점도계로 3.3㎩?s의 점도를 갖는 폴리우레탄 수지 용액을 조제했다. 폴리우레탄 수지 용액을 도포할 때에 도포 장치의 클리어런스를 0.7㎜ 로 설정했다. PET제 필름의 성막 기재에 폴리우레탄 수지 용액을 도포한 후, 온도 25℃의 물(응고액)에 침지하여 폴리우레탄 수지를 완전히 재생시켰다. 세정, 건조 후, 얻어진 우레탄 시트(2)의 이면(Sr) 측을 버핑하고, 버프면에 양면 테이프(7)를 접합하여 유지 패드(10)를 제조했다.In Example 1, 100% resin modulus was used to prepare the
(실시예 2) (Example 2)
실시예 2에서는, 실시예 1과 동일한 폴리우레탄 수지를 DMF에 20중량% 의 비율로 용해시킨 다음, 폴리우레탄 수지에 대해 1중량% 의 친수성 첨가제, 및 폴리우레탄 수지에 대해 5중량% 의 카본블랙을 첨가하고, B형 회전 점도계로 5.3㎩?s의 점도를 갖는 폴리우레탄 수지 용액을 조제했다. 도포 장치의 클리어런스를 1.0㎜ 로 설정하고, 성막 기재에 폴리우레탄 수지 용액을 도포한 후, 온도 10℃의 물에 침지하여 폴리우레탄 수지를 완전히 재생시켰다. 세정, 건조 후, 얻어진 우레탄 시트(2)의 이면(Sr) 측을 버핑하고, 버프면에 양면 테이프(7)를 접합하여 유지 패드(10)를 제조했다.In Example 2, the same polyurethane resin as in Example 1 was dissolved in DMF in a proportion of 20% by weight, and then 1% by weight of hydrophilic additive based on the polyurethane resin, and 5% by weight of carbon black based on the polyurethane resin. Was added and the polyurethane resin solution which has a viscosity of 5.3 Pa * s was prepared with the B-type rotational viscometer. The clearance of the coating device was set to 1.0 mm, the polyurethane resin solution was applied to the film-forming substrate, and then immersed in water at a temperature of 10 ° C. to completely regenerate the polyurethane resin. After washing and drying, the back surface (Sr) side of the obtained
(실시예 3) (Example 3)
실시예 3에서는, 실시예 1과 동일한 폴리우레탄 수지를 DMF에 21중량% 의 비율로 용해시킨 다음, 폴리우레탄 수지에 대해 3중량% 의 친수성 첨가제, 및 폴리우레탄 수지에 대해 5중량% 의 카본블랙을 첨가하고, B형 회전 점도계로 8.2㎩?s의 점도를 갖는 폴리우레탄 수지 용액을 조제했다. 도포 장치의 클리어런스를 1.0㎜ 로 설정하고, 성막 기재에 폴리우레탄 수지 용액을 도포한 후, 온도 10℃의 물에 침지하여 폴리우레탄 수지를 완전히 재생시켰다. 세정, 건조 후, 얻어진 우레탄 시트(2)의 이면(Sr) 측을 버핑하고, 버프면에 양면 테이프(7)를 접합하여 유지 패드(10)를 제조했다.In Example 3, the same polyurethane resin as in Example 1 was dissolved in DMF in a proportion of 21% by weight, then 3% by weight of hydrophilic additive based on the polyurethane resin, and 5% by weight of carbon black based on the polyurethane resin Was added and the polyurethane resin solution which has a viscosity of 8.2 Pa.s was prepared with the B-type rotational viscometer. The clearance of the coating device was set to 1.0 mm, the polyurethane resin solution was applied to the film-forming substrate, and then immersed in water at a temperature of 10 ° C. to completely regenerate the polyurethane resin. After washing and drying, the back surface (Sr) side of the obtained
(실시예 4) (Example 4)
실시예 4에서는, 실시예 1과 동일한 폴리우레탄 수지를 DMF에 21중량% 의 비율로 용해시킨 다음, 폴리우레탄 수지에 대해 5중량% 의 친수성 첨가제, 및 폴리우레탄 수지에 대해 5중량% 의 카본블랙을 첨가하고, B형 회전 점도계로 7.9㎩?s의 점도를 갖는 폴리우레탄 수지 용액을 조제했다. 도포 장치의 클리어런스를 1.0㎜ 로 설정하고, 성막 기재에 폴리우레탄 수지 용액을 도포한 후, 온도 25℃의 물에 침지하여 폴리우레탄 수지를 완전히 재생시켰다. 세정, 건조 후, 얻어진 우레탄 시트(2)의 이면(Sr) 측을 버핑하고, 버프면에 양면 테이프(7)를 접합하여 유지 패드(10)를 제조했다.In Example 4, the same polyurethane resin as in Example 1 was dissolved in DMF in a proportion of 21% by weight, and then 5% by weight of hydrophilic additive based on the polyurethane resin, and 5% by weight of carbon black based on the polyurethane resin. Was added and the polyurethane resin solution which has a viscosity of 7.9 Pa * s was prepared with the B-type rotational viscometer. The clearance of the coating device was set to 1.0 mm, the polyurethane resin solution was applied to the film-forming substrate, and then immersed in water at a temperature of 25 ° C. to completely regenerate the polyurethane resin. After washing and drying, the back surface (Sr) side of the obtained
(실시예 5) (Example 5)
실시예 5에서는, 실시예 1과 동일한 폴리우레탄 수지를 DMF에 21.5중량% 의 비율로 용해시킨 다음, 폴리우레탄 수지에 대해 1중량% 의 친수성 첨가제, 및 폴리우레탄 수지에 대해 5중량% 의 카본블랙을 첨가하고, B형 회전 점도계로 9.5㎩?s의 점도를 갖는 폴리우레탄 수지 용액을 조제했다. 도포 장치의 클리어런스를 1.2㎜ 로 설정하고, 성막 기재에 폴리우레탄 수지 용액을 도포한 후, 온도 10℃의 물에 침지하여 폴리우레탄 수지를 완전히 재생시켰다. 세정, 건조 후, 얻어진 우레탄 시트(2)의 이면(Sr) 측을 버핑하고, 버프면에 양면 테이프(7)를 접합하여 유지 패드(10)를 제조했다.In Example 5, the same polyurethane resin as in Example 1 was dissolved in DMF at a ratio of 21.5% by weight, then 1% by weight of hydrophilic additive based on the polyurethane resin, and 5% by weight of carbon black based on the polyurethane resin. Was added and the polyurethane resin solution which has a viscosity of 9.5 Pa * s was prepared with the B-type rotational viscometer. The clearance of the coating device was set to 1.2 mm, the polyurethane resin solution was applied to the film-forming substrate, and then immersed in water having a temperature of 10 ° C. to completely regenerate the polyurethane resin. After washing and drying, the back surface (Sr) side of the obtained
(비교예 1) (Comparative Example 1)
비교예 1에서는, 실시예 1과 동일한 폴리우레탄 수지를 DMF에 21중량% 의 비율로 용해시킨 다음, 폴리우레탄 수지에 대해 1중량% 의 친수성 첨가제, 및 폴리우레탄 수지에 대해 5중량% 의 카본블랙을 첨가하고, B형 회전 점도계로 8.2㎩?s의 점도를 갖는 폴리우레탄 수지 용액을 조제했다. 도포 장치의 클리어런스를 0.7㎜ 로 설정하고, 성막 기재에 폴리우레탄 수지 용액을 도포한 후, 온도 25℃의 물에 침지하여 폴리우레탄 수지를 완전히 재생시켰다. 세정, 건조 후, 얻어진 우레탄 시트(12)의 이면(Sr) 측을 버핑하고, 버프면에 양면 테이프(7)를 접합하여 유지 패드(20)를 제조했다. 즉, 비교예 1의 유지 패드(20)는 종래의 유지 패드이다(도 3 참조).In Comparative Example 1, the same polyurethane resin as in Example 1 was dissolved in DMF at a ratio of 21% by weight, and then 1% by weight of hydrophilic additive based on the polyurethane resin, and 5% by weight of carbon black based on the polyurethane resin. Was added and the polyurethane resin solution which has a viscosity of 8.2 Pa.s was prepared with the B-type rotational viscometer. The clearance of the coating device was set to 0.7 mm, the polyurethane resin solution was applied to the film-forming substrate, and then immersed in water at a temperature of 25 ° C. to completely regenerate the polyurethane resin. After washing and drying, the back surface (Sr) side of the obtained
(평가 1)(Rating 1)
얻어진 각 실시예 및 비교예의 우레탄 시트에 대해 상층부(Ph) 및 하층부(Pr)의 공극률, 개구율의 최대치, 최소 발포 직경에 대한 최대 발포 직경의 비를 나타내는 발포 직경비(Max/Min)를 측정했다. 공극률의 측정은 다음과 같이 실시했다. 즉, 삼차원 계측 X선 CT장치(야마토과학 제조, TDM1000-IS/SP)를 이용하여 단면을 스캔하고, 유지면(Sh)으로부터 10㎛ 간격의 연속 단층 화상을 얻었다. 얻어진 각 단층 화상을 SEM용 화상 해석 소프트웨어「Scandium」(Olympus Soft-Imaging Solutions 사 제조)에 의해 화상 처리하여 각각 농담이 있는 화상을 얻었다. 농담이 있는 화상의 각각에 대해, 농도가 진한 부분을 개구부로서 농도 범위(역치)를 화상과 일치하도록 눈으로 설정하고, 개구부로서 적산함으로써, 관측 면적당 차지하는 총 개구 면적의 비율을 개구율로서 구했다. 계속하여, 상층부(Ph), 하층부(Pr)의 영역에 있어서의 단층 화상으로부터 구한 개구율의 합을 각각 구하고, 상층부(Ph), 하층부(Pr)의 관측 면적의 합으로 나눈 백분율을 공극률로 했다. 이러한 공극률은, 간편법으로서 우레탄 시트의 표면으로부터 버핑이나 슬라이스에 의해 일정 두께만큼씩 연삭하고, 연삭 가공 표면을 SEM나 현미경 등으로 관찰함으로써 공극률을 구할 수도 있다. 개구율의 최대치는, 공극률의 측정에서 구한 개구율로부터 구했다. 발포 직경비는 다음과 같이 하여 구했다. 즉, 유지면(Sh)으로부터 두께 전체의 10% 만큼 내측에서 유지면(Sh)과 평행하는 단면에서의 3.3㎟ 의 범위에 형성된 개구의 평균 개구직경을 "스칸듐(Scandium)"를 이용해 산출하여 최소 발포 직경으로 했다. 하층부(Pr)의 영역에서 개구율의 최대치를 나타내는 단면에서의 3.3㎟ 의 범위에 형성되고 관측 영역의 경계에 접하지 않은 개구 중 최대의 개구직경을 "스칸듐(Scandium)」를 이용해 산출하여 최대 발포 직경으로 했다. 최소 발포 직경에 대한 최대 발포 직경의 비를 발포 직경비로서 구했다. 최소 발포 직경, 최대 발포 직경이 각각 상기 서술한 평균 구경(A), 최대 구경(B)에 대응하기 때문에, 발포 직경비는 상기 서술한 비 B/A를 나타내고 있다. 공극률, 개구율의 최대치, 발포 직경비의 측정 결과를 아래 표 1에 나타낸다.About the urethane sheet of each obtained Example and a comparative example, the foam diameter ratio (Max / Min) which shows the ratio of the porosity of the upper layer part (Ph) and the lower layer part (Pr), the maximum value of an opening ratio, and the maximum foam diameter with respect to a minimum foam diameter was measured. . The porosity was measured as follows. That is, the cross section was scanned using the three-dimensional measurement X-ray CT apparatus (manufactured by Yamato Scientific, TDM1000-IS / SP), and a continuous tomographic image of 10 µm interval was obtained from the holding surface Sh. Each obtained tomographic image was image-processed by SEM image analysis software "Scandium" (made by Olympus Soft-Imaging Solutions), and each had an image with a tint. For each of the shaded images, the portion having a higher density was set as an opening so that the density range (threshold value) was coincident with the image, and integrated as the opening, whereby the ratio of the total opening area occupied per observation area was determined as the opening ratio. Subsequently, the sum of the aperture ratios obtained from the tomographic images in the regions of the upper layer Ph and the lower layer Pr was respectively obtained, and the percentage divided by the sum of the observation areas of the upper layer Ph and the lower layer Pr was defined as the porosity. As a simple method, such a porosity can be calculated by buffing or slicing from the surface of the urethane sheet by a predetermined thickness, and the porosity can be obtained by observing the grinding surface by SEM or microscope. The maximum value of the aperture ratio was calculated from the aperture ratio determined by the measurement of the porosity. Foam diameter ratio was calculated | required as follows. That is, the average opening diameter of the opening formed in the range of 3.3 mm2 in the cross section parallel to the holding surface Sh from the holding surface Sh to the inside of 10% of the entire thickness is calculated by using "Scandium" to minimize the opening. It was made into the foam diameter. Maximum opening diameter formed by using "Scandium" in the range of 3.3 mm <2> in the cross section which shows the maximum value of an opening ratio in the area | region of lower layer part Pr, and which does not contact the boundary of an observation area, using "Scandium" The ratio of the maximum foam diameter to the minimum foam diameter was obtained as the foam diameter ratio, since the minimum foam diameter and the maximum foam diameter correspond to the above-described average aperture A and maximum aperture B, respectively. The cost represents the ratio B / A described above, and the measurement results of the porosity, the maximum value of the opening ratio, and the foam diameter ratio are shown in Table 1 below.
표 1에 나타내는 바와 같이, 비교예 1의 우레탄 시트에서는, 상층부(Ph)의 공극률이 41.4% , 하층부(Pr)의 공극률이 68.6% 였다. 또, 도 5에서 명확한 바와 같이, 표면으로부터의 두께가 커질수록, 즉, 이면(Sr)에 가까워질수록 개구율이 커지지만, 그 개구율은 최대 75% 정도이다. 이것에 대해서, 실시예 1~실시예 5의 각 우레탄 시트(2)에서는, 상층부(Ph)의 공극률이 38.3% ~50.2% 의 범위, 하층부(Pr)의 공극률이 77.2~88.3% 의 범위였다. 또, 실시예 1의 우레탄 시트(2)에서는, 도 5에서 명확한 바와 같이, 하층부(Pr)의 두께 영역 내의 100㎛이상의 두께에 걸치는 단면에서 연속하여 80% 를 초과하는 개구율을 나타내고 있다. 이것으로부터, 각 실시예의 우레탄 시트(2)에서는, 상층부(Ph)의 공극률은 비교예 1과 동등한 정도이면서도, 하층부(Pr)의 공극률이 큰 것이 판명되었다. 또한 발포 직경비의 측정 결과로부터, 비교예 1에서는 하층부(Pr)에서의 최대 발포 직경이 유지면(Sh) 근방의 평균 개구직경에 대해서 18.7배였던 것에 대해, 각 실시예에서는 34.0~38.2배의 크기를 나타내는 것이 명확해졌다As shown in Table 1, in the urethane sheet of the comparative example 1, the porosity of the upper layer part Ph was 41.4%, and the porosity of the lower layer part Pr was 68.6%. As is apparent from Fig. 5, the larger the thickness from the surface, that is, the closer to the back surface Sr, the larger the opening ratio, but the opening ratio is about 75% at maximum. On the other hand, in each
(평가 2) (Evaluation 2)
각 실시예 및 비교예의 유지 패드를 이용하여, 이하의 연마 조건으로 액정 디스플레이용 유리 기판(470㎜ ×370㎜ ×0.7㎜ )의 연마 가공을 실시하고, 일본공업규격(JIS B 0601:'82))에 준하는 방법으로, 여파 중심 기복으로부터 평탄도(a)를 구했다. 평탄도(a)의 측정에서는, 표면 조도 형상 측정기(주식회사 토쿄정밀 제조, SURFCOM480 A)를 사용하여, 이하의 측정 조건으로 측정했다. 기판 표면의 요철에 기인해 얻어지는 측정 곡선으로부터 서로 인접하는 볼록부(산(山)부)와 볼록부 사이의 폭(W) 및, 볼록부와 오목부(골부)의 높이(S)를 산출하고, 폭(W)을 가로축, 높이(S)를 세로축으로 한 분포도를 작성하였다. 분포도로부터, 일차식 S=aW의 근사 직선을 구하고, 경사도(a)를 연마 가공 후의 최종 평탄도(a)로 했다. 평탄성이 높아질수록 폭(W)이 커지고, 높이(S)가 작아지기 때문에, 경사도(a)가 작을수록 평탄성이 뛰어나는 것을 나타내는 것이 된다. 평탄도(a)의 측정 결과를 표 1에 함께 나타냈다Using the holding pad of each Example and a comparative example, the glass substrate (470 mm x 370 mm x 0.7 mm) for liquid crystal displays is grind | polished on the following polishing conditions, and Japanese Industrial Standards (JIS B 0601: '82) Flatness (a) was calculated | required from the filter center undulation by the method according to). In the measurement of flatness (a), it measured on the following measurement conditions using the surface roughness shape measuring instrument (Tokyo Precision Co., Ltd. product, SURFCOM480A). From the measurement curve obtained due to the irregularities of the substrate surface, the width W between the convex portions (mountains) and the convex portions adjacent to each other, and the height S of the convex portions and the concave portions (bones) are calculated. , And the distribution chart which made width W the horizontal axis and height S the vertical axis was created. From the distribution chart, the approximate straight line of linear equation S = aW was calculated | required and the inclination a was made into the final flatness a after grinding | polishing process. As the flatness increases, the width W increases and the height S decreases, so that the smaller the inclination a, the better the flatness. The measurement result of flatness (a) was shown in Table 1 together.
(연마 조건) (Polishing condition)
사용연마기:오스카 연마기(스피드팜(SpeedFam)사 제조, SP-1200) Grinding machine used: Oscar polishing machine (SP-Palm, SP-1200)
연마 속도(회전수):61rpmPolishing Speed (Rotation Speed): 61rpm
가공 압력:76gf/cm2 Working pressure : 76gf / cm 2
슬러리:세륨슬러리Slurry: Cerium Slurry
연마 시간:30min Polishing time: 30min
(여파 중심 기복 측정 조건) (Filter center relief measurement conditions)
평가 길이:90㎜ Evaluation length: 90mm
측정 속도:3.0㎜ /s Measurement speed: 3.0mm / s
컷 오프값:0.8~8.0㎜ Cut-off value: 0.8-8.0mm
필터 종류:2RC Filter type: 2RC
측정 범위:±40.0㎛ Measurement range: ± 40.0μm
경사 보정:스프라인Tilt correction: Spline
표 1에 나타낸 바와 같이 비교예 1의 유지 패드(20)를 사용한 연마 가공에서는 가공 후의 유리 기판의 평탄도(a)가 0.0007를 나타냈다. 이에 대해, 실시예 1~실시예 5의 각 유지 패드(10)를 사용한 연마 가공에서는 평탄도(a)가 0.0003~0.0005를 나타냈으며, 모두 비교예 1에 비해 우수한 결과를 나타냈다. 따라서, 습식 응고법에 의해 형성된 발포(3)가, 상부층(Ph)에서의 공극률이 35~55% 의 범위에서 형성되고, 하부층(Pr)에서의 공극률이 70~95% 의 범위에서 형성된 우레탄 시트(2)를 구비한 유지 패드(10)를 사용함으로써, 유지면(Sh)의 평탄성 정밀도를 높임과 함께, 피연마물의 면내 균일성을 향상시킬 수 있는 것이 분명해졌다.As shown in Table 1, in the grinding | polishing process using the
산업상 이용가능성Industrial availability
본 발명은 유지면의 평탄성 정밀도를 높이고 피연마물의 면내 균일성을 향상시킬 수 있는 유지 패드를 제공하는 것이기 때문에, 유지 패드의 제조, 판매에 기여하므로, 산업상의 이용 가능성을 가진다.
Since this invention provides the holding pad which can raise the flatness precision of a holding surface, and can improve the in-plane uniformity of a to-be-polished object, since it contributes to manufacture and sale of a holding pad, it has industrial applicability.
Claims (10)
상기 수지 시트는, 상기 유지면으로부터 상기 두께 전체의 10% 만큼 내측에서 상기 유지면과 평행하는 단면에 상기 발포로 형성된 구멍의 평균 구경을 A로 하고, 상기 하층부에서의 상기 유지면과 평행하는 단면에 상기 발포로 형성된 구멍의 최대 구경을 B로 했을 때, 비 B/A가 20~50의 범위인 것을 특징으로 하는 유지 패드.The method of claim 1,
The said resin sheet has the average diameter of the hole formed by the said foaming in the cross section parallel to the said holding surface inside by 10% of the said whole thickness from the said holding surface as A, and is a cross section parallel to the said holding surface in the said lower layer part. A holding pad, wherein the ratio B / A is in the range of 20 to 50 when the maximum aperture of the hole formed by the foaming is set to B.
상기 수지 시트는, 상기 유지면으로부터 두께 전체의 10% 만큼 내측에서 상기 유지면과 평행하는 단면과 40% 만큼 내측에서 상기 유지면과 평행하는 단면 사이에 끼워진 상층부의 공극률이 35% 이상 55% 이하인 것을 특징으로 하는 유지 패드.The method of claim 2,
The resin sheet has a porosity of 35% or more and 55% or less between a cross section parallel to the holding surface at an inner side by 10% of the entire thickness from the holding surface and a cross section parallel to the holding surface at an inner side by 40%. A holding pad, characterized in that.
상기 수지 시트는, 상기 하층부의 공극률이 75% 이상 90% 이하이고, 상기 상층부의 공극률이 40% 이상 50% 이하인 것을 특징으로 하는 유지 패드.The method of claim 3, wherein
The said resin sheet has the porosity of 75% or more and 90% or less of said lower layer part, and the retention pad of 40% or more and 50% or less of said upper layer part.
상기 수지 시트의 하층부에서는, 상기 유지면과 평행하는 단면 중 단위면적당 상기 발포로 형성된 구멍의 총면적의 비율이 최대를 나타내는 단면에서 상기 비율의 최대치가 80% 이상 95% 이하인 것을 특징으로 하는 유지 패드.The method of claim 2,
In the lower layer part of the said resin sheet, the holding pad of Claim 1 which is 80%-95% of the maximum of the said ratio in the cross section in which the ratio of the total area of the hole formed by the said foaming per unit area among the cross sections parallel to the said holding surface shows the maximum.
상기 수지 시트는, 폴리우레탄 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 유지 패드.The method of claim 3, wherein
The said resin sheet is formed with the polyurethane resin, The holding pad characterized by the above-mentioned.
상기 수지 시트는, 상기 발포간의 폴리우레탄 수지가 미세한 다공 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유지 패드.The method according to claim 6,
The said resin sheet is a holding pad characterized by the polyurethane resin between the said foams being formed in fine pore shape.
상기 폴리우레탄 수지는 100% 모듈러스가 20㎫ 보다 작은 것을 특징으로 하는 유지 패드.The method of claim 7, wherein
The polyurethane resin has a holding pad, characterized in that 100% modulus is less than 20MPa.
추가로 상기 수지 시트의 상기 배면 측에 연마기에 장착하기 위한 점착재가 도포된 것을 특징으로 하는 유지 패드.The method of claim 1,
And a pressure-sensitive adhesive material for mounting to a polishing machine on the rear side of the resin sheet.
상기 수지 시트와 상기 점착재 사이에 추가로 상기 수지 시트를 지지하기 위한 지지재가 접합된 것을 특징으로 하는 유지 패드.
The method of claim 9,
A holding pad for bonding the resin sheet to the resin sheet and the pressure-sensitive adhesive is further bonded.
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