TW202204094A - 研磨墊、研磨單元、研磨裝置及研磨墊的製造方法 - Google Patents

研磨墊、研磨單元、研磨裝置及研磨墊的製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202204094A
TW202204094A TW110110750A TW110110750A TW202204094A TW 202204094 A TW202204094 A TW 202204094A TW 110110750 A TW110110750 A TW 110110750A TW 110110750 A TW110110750 A TW 110110750A TW 202204094 A TW202204094 A TW 202204094A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
polishing
base material
diameter
material layer
Prior art date
Application number
TW110110750A
Other languages
English (en)
Inventor
立野哲平
松岡立馬
栗原浩
鳴島早月
高見沢大和
Original Assignee
日商富士紡控股股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2020056515A external-priority patent/JP2021154427A/ja
Priority claimed from JP2020056517A external-priority patent/JP7404129B2/ja
Priority claimed from JP2020056516A external-priority patent/JP2021154428A/ja
Application filed by 日商富士紡控股股份有限公司 filed Critical 日商富士紡控股股份有限公司
Publication of TW202204094A publication Critical patent/TW202204094A/zh

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • B24B37/20Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • B24B37/12Lapping plates for working plane surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • B24B37/20Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/205Lapping pads for working plane surfaces provided with a window for inspecting the surface of the work being lapped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • B24B37/20Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/22Lapping pads for working plane surfaces characterised by a multi-layered structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/022Mechanical properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092Apparatus for mechanical treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

本發明提供一種研磨單元,可減少研磨漿料向基材層的滲透,且防止研磨性能的降低。本發明的第一態樣的研磨單元(10a)包括:具有研磨層(101)及基材層(103)的研磨墊(100a)、以及壓盤(150),基材層(103)的直徑比研磨層(101)的直徑小且比壓盤(150)的直徑大。

Description

研磨墊、研磨單元、研磨裝置及研磨墊的製造方法
本發明是有關於一種研磨墊、研磨單元、研磨裝置及研磨墊的製造方法。
一般而言,研磨墊成為利用雙面膠帶將與被研磨材料接觸的研磨層、以及支撐研磨層且平面形狀及大小與研磨層相同的基材層貼合而成的積層結構。於研磨步驟中,藉由向研磨墊的中央部供給研磨漿料並使被研磨材料與研磨墊相對移動來進行研磨,但存在研磨漿料自基材層的外周側面滲透至內部而雙面膠帶自基材層剝離的問題。作為用於消除該問題的技術,於專利文獻1中揭示了一種為包括研磨層及下層的研磨墊且對下層實施了撥水處理的研磨墊。另外,於專利文獻2中揭示了一種於尺寸比墊本體小的基底層的周側面設置有防水層的研磨墊。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2004-311722號公報 [專利文獻2]日本專利特開2002-36097號公報
[發明所欲解決之課題] 然而,於專利文獻1中記載的發明中,藉由於下層表面實施撥水處理而存在下層與雙面膠帶的接著性降低的問題。另外,於專利文獻2中記載的發明中,於將研磨墊貼附於研磨裝置的壓盤時,由於墊本體比基底層大,因此無法藉由目視確認與壓盤接著的基底層。因此,有時於研磨墊自壓盤偏離的狀態下貼合。於研磨墊自壓盤偏離的狀態下進行研磨的情況下,由於重心偏離,因此存在研磨性能降低的問題。
另外,於專利文獻2中記載的發明中,於使用雙面接著膠帶作為防水層的情況下,難以與基底層的外周側面完全密接,有時製造上花費工夫。於塗佈彈性體或橡膠作為防水層的情況下,有時無法完全堵塞形成於基底層的空隙。因此,存在研磨漿料自無法堵塞的空隙滲透至基底層的問題。
另外,於專利文獻2中記載的發明中,於塗佈彈性體或橡膠作為防水層的情況下,無法完全堵塞形成於基底層的空隙。另外,於將研磨墊貼合於研磨裝置時,有時由於對研磨墊施加的力防水層會出現裂紋。因此,存在由於無法堵塞的空隙以及無法承受彎曲而產生的裂紋而研磨漿料滲透至基底層的問題。
本發明的第一態樣的目的在於提供一種研磨墊及研磨單元,可減少研磨漿料向基材層的滲透,且防止研磨性能的降低。另外,本發明的第二態樣的目的在於提供一種研磨墊,即使是未實施撥水處理的基材層,亦可減少研磨漿料向基材層的滲透。另外,本發明的第三態樣的目的在於提供一種研磨墊及其製造方法,對彎曲的耐久性高,且可減少研磨漿料向基材層的滲透。 [解決課題之手段]
為了解決所述課題,本發明的第一態樣的研磨墊由研磨層、第一接著層、包含不織布的基材層及第二接著層依次積層於同心圓上而成,所述基材層的直徑比所述研磨層的直徑小。
為了解決所述課題,本發明的第一態樣的研磨單元是一種包括研磨墊及壓盤的研磨單元,所述研磨墊由研磨層、第一接著層、包含不織布的基材層及第二接著層依次積層而成,所述研磨墊經由所述第二接著層貼附於所述壓盤,所述基材層的直徑比所述研磨層的直徑小且比所述壓盤的直徑大,於自所述壓盤側俯視時,所述基材層以收納於相較於所述研磨層而言更靠內側的方式配置,所述壓盤以收納於相較於所述基材層而言更靠內側的方式配置。
為了解決所述課題,本發明的第二態樣的研磨墊是一種經由第一接著層貼合研磨層與包含不織布的基材層而成的研磨墊,所述基材層的直徑比所述研磨層的直徑小,環狀的框體被覆所述基材層的外周側面。
為了解決所述課題,本發明的第三態樣的研磨墊是一種經由第一接著層貼合研磨層與包含不織布的基材層的研磨墊,所述基材層的直徑比所述研磨層的直徑小,由含有光硬化性樹脂的材料形成的密封部被覆所述基材層的外周側面、以及所述接著層的所述基材層側的面中的與所述基材層不接觸的區域,於頻率0.16 Hz的條件下測定的動態黏彈性試驗的彎曲模式測定中,所述密封部的40℃下的損失彈性係數E''(S)是所述研磨層的損失彈性係數E''(P)的1倍~10倍。
為了解決所述課題,本發明的一態樣的研磨墊的製造方法是一種具有研磨層及基材層的研磨墊的製造方法,所述研磨墊的製造方法包括:積層步驟,獲得研磨片、第一接著片、包含不織布的基材片及第二接著片依次積層而成的積層墊;以及裁切步驟,將沖裁模自所述第二接著片側插入所述積層墊,裁切所述積層墊,所述沖裁模於基盤上具有將所述積層墊裁切成所述研磨層的形狀的裁切刀、以及於所述積層墊中於所述基材層的形狀切入切口的切口刀,所述切口刀設置於相較於所述裁切刀而言更靠內側,所述裁切刀的高度為所述積層墊的厚度以上,所述切口刀的高度為所述基材片的厚度與所述第二接著片的厚度的合計厚度以上,且所述裁切刀與所述切口刀的高度之差和所述研磨片的厚度或所述研磨片的厚度與所述第一接著片的厚度的合計厚度相同,進而包括剝落步驟,所述剝落步驟藉由自裁切成所述研磨層的形狀的所述積層墊將相較於所述切口而言更靠外側部分的所述基材片及所述第二接著片剝落,而獲得所述研磨墊。 [發明的效果]
根據本發明的一態樣,可提供一種研磨單元,可減少研磨漿料向基材層的滲透,且防止研磨性能的降低。另外,根據本發明的一態樣,可提供一種研磨墊,即使是未實施撥水處理的基材層,亦可降低研磨漿料向基材層的滲透。另外,根據本發明的一態樣,可提供一種研磨墊及其製造方法,對彎曲的耐久性高,且可減少研磨漿料向基材層的滲透。
以下,對本發明的實施方式進行詳細說明。
〔實施方式1〕 [研磨裝置] 圖1是表示本實施方式的研磨裝置的結構的示意圖。如圖1所示,研磨裝置1包括研磨單元10a、保持單元20、以及研磨漿料供給部30。
研磨單元10a是用於對保持於保持單元20的被研磨材料40進行研磨的單元。保持單元20配置於研磨單元10a的上方,是用於保持被研磨材料40的單元。研磨漿料供給部30是向研磨單元10a的研磨層101的表面、即研磨面101a上供給研磨漿料的構件。
被研磨材料40以進行研磨的面與研磨單元10a接觸且被夾持於研磨單元10a與保持單元20之間的方式被保持單元20保持。於該狀態下,藉由研磨單元10a及保持單元20旋轉,研磨單元10a可對被研磨材料40進行研磨。
研磨裝置1可用於例如光學材料、半導體元件、以及硬碟用基板等的研磨,尤其是可較佳地用於在半導體晶圓上形成有氧化物層及金屬層等的元件的研磨。
(研磨單元) 圖2是表示本實施方式的研磨單元10a的結構的剖面圖。如圖2所示,研磨單元10a包括研磨墊100a及壓盤150。另外,研磨墊100a具有研磨層101、第一接著層102、基材層103及第二接著層104依次積層而成的結構。研磨墊100a經由第二接著層104貼附於壓盤150。
如圖2所示,基材層103的直徑比研磨層101的直徑小,於自壓盤150側俯視時,基材層103以收納於相較於研磨層101而言更靠內側的方式配置。藉由為該結構,和研磨層與基材層的直徑相同的情況相比,於研磨過程中到達基材層103的側面的研磨漿料的量減少。因此,即使不對基材層103實施撥水處理,亦可減少研磨漿料向基材層103的滲透。藉由減少研磨漿料向基材層103的滲透,可維持基材層103與第一接著層102的接著、基材層103與第二接著層104的接著。就減少研磨漿料向基材層103的滲透的觀點而言,基材層103的直徑與研磨層101的直徑之差較佳為1 mm以上,更佳為1.5 mm以上,進而佳為2 mm以上。另外,就研磨層101難以自基材層103剝離的觀點而言,該差較佳為10 mm以下,更佳為7.5 mm以下,進而佳為5 mm以下。
另外,於本實施方式中,研磨層101與基材層103積層於同心圓上。藉由為該結構,自研磨層101的邊緣至基材層103的距離變得均勻,可均勻地防止研磨漿料到達基材層103。
基材層103的直徑比壓盤150的直徑大。其是為了消除將研磨墊100a貼合於壓盤150時的問題而採用的結構。即,藉由為該結構,於將研磨墊100a貼合於壓盤150時,可防止壓盤150與研磨墊100a的偏離。就防止壓盤150與研磨墊100a的貼合的偏離的觀點而言,基材層103的直徑與壓盤150的直徑之差較佳為1 mm以上,更佳為2 mm以上,進而佳為3 mm以上。另外,就研磨墊100a難以自壓盤150剝離的觀點而言,該差較佳為20 mm以下,更佳為17 mm以下,進而佳為13 mm以下。
於自壓盤150側俯視時,壓盤150以收納於相較於基材層103而言更靠內側的方式配置。藉由為該結構,可使研磨墊100a難以自壓盤150剝離。另外,於自壓盤150側俯視時,壓盤150與基材層103成為同心圓。然而,本發明並不限定於此,於自壓盤150側俯視時,若壓盤150以收納於相較於基材層103而言更靠內側的方式配置,則壓盤150的中心與基材層103的中心亦可偏離。
(研磨墊) 研磨墊100a可與一般的研磨墊同樣地使用。例如,亦可一邊旋轉研磨墊100a一邊將研磨層101按壓至被研磨材料40來進行研磨,亦可一邊旋轉被研磨材料40一邊按壓至研磨層101來進行研磨。
(研磨層) 研磨層101是對被研磨材料40進行研磨的層。研磨層101於研磨單元10a中配置於與被研磨材料40直接接觸的位置。於研磨層101的表面、即研磨面101a,亦可形成用於使研磨漿料容易滯留的孔或槽、或者用於使研磨漿料容易排出的槽。
研磨層101的材質只要為可研磨被研磨材料40的材質即可,可根據被研磨材料40的種類適宜選擇。例如,就可較佳地研磨光學材料、半導體元件及硬碟用基板等的觀點而言,研磨層101的材質較佳為發泡聚胺基甲酸酯樹脂。
研磨層101的直徑可根據作為研磨對象的被研磨材料40的大小適宜選擇,例如可為700 mm以上或750 mm以上,可為850 mm以下或800 mm以下。
研磨層101的厚度可根據作為研磨對象的被研磨材料40的材料以及研磨製程所要求的壽命等適宜選擇,例如可為1.0 mm以上或1.2 mm以上,可為3.0 mm以下或2.0 mm以下。
(基材層) 基材層103使用不織布而形成。本實施方式中的不織布並無特別限定,可採用各種公知的不織布。作為不織布的例子,可列舉聚烯烴系、聚醯胺系及聚酯系等不織布。另外,作為於獲得不織布時使纖維交織的方法,亦無特別限定,例如可為針刺,亦可為水流交織。不織布可自所述中單獨使用一種,亦可將兩種以上組合使用。不織布本來纖維之間的間隙多而富有吸水性,但藉由含浸樹脂,間隙被樹脂充滿,導致吸水性降低。
基材層103較佳為包含含浸樹脂而成的含浸不織布。作為樹脂,較佳為可列舉:聚胺基甲酸酯及聚胺基甲酸酯聚脲等聚胺基甲酸酯系、聚丙烯酸酯及聚丙烯腈等丙烯酸系、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯及聚偏二氟乙烯等乙烯基系、聚碸及聚醚碸等聚碸系、乙醯化纖維素及丁醯化纖維素等醯化纖維素系、聚醯胺系以及聚苯乙烯系等。不織布的密度於樹脂含浸前的狀態(網的狀態)下較佳為0.3 g/cm3 以下,更佳為0.1 g/cm3 ~0.2 g/cm3 。另外,樹脂含浸後的不織布的密度較佳為0.7 g/cm3 以下,更佳為0.3 g/cm3 ~0.5 g/cm3 。藉由樹脂含浸前及樹脂含浸後的不織布的密度為所述上限以下,加工精度提高。另外,藉由樹脂含浸前及樹脂含浸後的不織布的密度為所述下限以上,可減少研磨漿料滲透至基材層103。樹脂對不織布的附著率以相對於不織布的重量而言的所附著的樹脂的重量表示,較佳為50重量%以上,更佳為75重量%~200重量%。藉由樹脂對不織布的附著率為所述上限以下,可具有作為基材層的所期望的緩衝性。另外,藉由樹脂對不織布的附著率為所述下限以上,可減少研磨漿料滲透至基材層103。
基材層103的直徑只要是與研磨層101的直徑對應、且基材層103的直徑與研磨層101的直徑之差為所述範圍內的大小即可。
基材層103的厚度可根據作為研磨對象的被研磨材料40的材料以及研磨製程所要求的研磨特性等適宜選擇,例如可為0.5 mm以上或1.0 mm以上,可為2.0 mm以下或1.5 mm以下。
(接著層) 第一接著層102是將研磨層101與基材層103接著的層。第二接著層104是將研磨墊100a與壓盤150接著的層。第一接著層102與第二接著層104可為相同者,亦可為不同者。第一接著層102及第二接著層104可為於基材的兩面塗佈了接著劑的雙面膠帶,亦可為僅包含接著劑的接著劑層。
作為雙面膠帶的基材,例如可列舉:聚醯亞胺系樹脂、聚酯系樹脂、聚胺基甲酸酯系樹脂、聚乙烯系樹脂(例如聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET))、聚丙烯系樹脂、纖維素系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚偏二氯乙烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂及丙烯酸系樹脂、以及該些的兩種以上的積層體樹脂等。
可用作第一接著層102的雙面膠帶的研磨層101側的接著劑及接著劑層的接著劑較佳為熱熔接著劑。其他接著劑可為熱熔接著劑,亦可為其他種類(例如感壓型)的接著劑。所謂其他接著劑,具體而言為可用作第一接著層102的雙面膠帶的基材層103側的接著劑、以及可用作第二接著層104的雙面膠帶的基材層103側的接著劑、雙面膠帶的壓盤150側的接著劑以及接著劑層的接著劑。
熱熔接著劑包含熱塑性樹脂。作為熱塑性樹脂,例如可列舉:丙烯酸系樹脂、乙烯乙酸乙烯酯系樹脂、烯烴系樹脂、合成橡膠系樹脂、聚醯胺系樹脂及聚酯系樹脂等。作為其他種類的接著劑,例如可列舉:橡膠系接著劑、矽酮系接著劑、胺基甲酸酯系接著劑、環氧系接著劑及苯乙烯-二烯嵌段共聚物系接著劑等。接著劑的成分不限於一種成分,亦可為含有兩種成分以上的混合類型者。
第一接著層102的直徑若可將研磨層101與基材層103接著,則並無限定,例如為基材層103的直徑以上且研磨層101的直徑以下。第二接著層104的直徑若可將基材層103與壓盤150接著,則並無限定,例如為壓盤的直徑以上且基材層103的直徑以下。
第一接著層102及第二接著層104的厚度例如可為0.01 mm以上或0.02 mm以上,可為0.5 mm以下或0.2 mm以下。
(壓盤) 壓盤150是支撐研磨墊100a的、研磨裝置所包括的構件。壓盤150的直徑只要是與基材層103的直徑對應、且基材層103的直徑與壓盤150的直徑之差為所述範圍內的大小即可。
[研磨墊100a的製造方法] 如上所述,本實施方式的研磨墊100a為基材層103的直徑比研磨層101的直徑小的結構。此種研磨墊100a可使用後述的特別的沖裁模而較佳地製造。以下,參照圖3~圖5對研磨墊100a的製造方法進行說明。圖3是表示本實施方式的研磨墊100a的製造方法中使用的沖裁模50的俯視圖。圖4是圖3的虛線A-A'處的剖面圖。圖5是表示本實施方式的研磨墊100a的製造方法的各步驟的示意圖。本實施方式的研磨墊100a的製造方法包括積層步驟、裁切步驟及剝落步驟。
(積層步驟) 於積層步驟中,獲得研磨片111、第一接著片112、基材片113及第二接著片114依次積層而成的積層墊110(圖5的第一階段)。只要可獲得各片按照所述順序積層而成的積層墊110,則積層的方法並無特別限制。例如,可為依次積層各片而成者,亦可為將層壓有研磨片111及第一接著片112的片與層壓有基材片113及第二接著片114的片重合而成者。積層墊110的平面的大小只要根據所期望的研磨層101的平面的形狀及大小適宜選擇即可。例如,積層墊110的平面形狀可列舉多邊形(例如四邊形等)、圓形、橢圓形等。另外,作為一例,於積層墊110為正方形的情況下,積層墊110的一邊長度只要為所期望的研磨層101的直徑以上即可。再者,亦可於第二接著片114的與基材片113的接著面為相反側的面進一步積層剝離片。關於各片的製造方法將後述。
(裁切步驟) 於裁切步驟中,使用沖裁模50裁切積層墊110,且於基材片113及第二接著片114切入切口121,獲得切口墊120(圖5的第二階段及第三階段)。
首先,最初參照圖3及圖4說明沖裁模50。如圖3及圖4所示,沖裁模50具有基盤501、設置於基盤501上的裁切刀502、第一切口刀503(切口刀)以及兩個第二切口刀504。裁切刀502是用於將積層墊110裁切成研磨層101的形狀的刀。第一切口刀503是用於將基材片113成形為基材層103的形狀的刀。
裁切刀502被設計成距基盤501的高度h1為積層墊110的厚度以上。第一切口刀503於自裁切刀502的刀尖側俯視時配置於相較於裁切刀502而言更靠內側。第一切口刀503被設計成距基盤501的高度h2為基材片113的厚度與第二接著片114的厚度的合計厚度以上。裁切刀502的高度h1與第一切口刀503的高度h2之差h1-h2被設計成與研磨片111的厚度相同,或者與研磨片111的厚度和第一接著片的厚度的合計厚度相同。於自裁切刀502的刀尖側俯視時,裁切刀502及第一切口刀503的形狀為圓形。具體而言,裁切刀502與第一切口刀503成為同心圓。即,第一切口刀503被設置成距裁切刀502的距離變得均勻。第二切口刀504的距基盤501的高度與第一切口刀503的高度h2相同。第二切口刀504配置於裁切刀502與第一切口刀503之間。
只要將裁切刀502的內周的直徑d1設為所期望的研磨層101的直徑,且將第一切口刀503的內周的直徑d2設為所期望的基材層103的直徑即可。
於裁切步驟中,將沖裁模50自第二接著片114側插入積層墊110。由於裁切刀502的高度被設計成積層墊110的整體的高度以上,因此藉由裁切刀502可裁切積層墊110整體。另一方面,第一切口刀503的高度h1與裁切刀502的高度h2之差h1-h2被設計成與研磨片111的厚度相同或與研磨片111的厚度和第一接著片112的厚度的合計厚度相同。因此,藉由第一切口刀503,僅於積層墊110中的基材片113及第二接著片114切入切口。如此,獲得沖裁出研磨層101的形狀、且獲得具有基材層103形狀的切口121的切口墊120。再者,圖5中圖示了裁切刀502的高度h1與積層墊110的整體的厚度相同,且第一切口刀503的高度h2與基材片113的厚度和第二接著片114的厚度的合計厚度相同的情況(裁切刀502的高度h1與第一切口刀503的高度h2之差h1-h2和研磨片111的厚度與第一接著片112的厚度的合計厚度相同的情況)。於使裁切刀502的高度h1比積層墊110的整體的厚度大的情況下,於積層墊110的表面、即研磨面111a朝下的狀態下靜置於作業台。然後,將沖裁模50自第二接著片114側插入積層墊110至裁切刀502的刀尖接觸作業台為止。藉此,與圖5同樣地,可裁切積層墊110的整體以及僅於基材片113及第二接著片114切入切口121(未圖示)。
再者,沖裁模50不僅具有第一切口刀503,而且具有第二切口刀504,藉此不僅可於兩個部位切入切口121,而且可於兩個部位切入自切口121向外側延伸的進一步的切口(未圖示)。因此,於後述的剝落步驟中,可容易地剝落相較於切口121而言更靠外側部分的基材片及第二接著片。
藉由使用此種結構的沖裁模50,和將研磨層101與基材層103分別裁切後進行積層的方法相比,可容易地製造各層配置成同心圓狀的研磨墊。
再者,於將於第二接著片114的與基材片113的接著面為相反側的面進一步積層有剝離片的積層墊裁切的情況下,第一切口刀503的高度h2設為亦考慮了剝離片的厚度的高度。具體而言,第一切口刀503的高度h2被設計成基材片113的厚度、第二接著片114的厚度與剝離片的合計厚度以上。於裁切步驟中,藉由裁切刀裁切積層墊,且藉由第一切口刀及第二切口刀於基材片113、第二接著片114及剝離片切入切口,而獲得切口墊。
(剝落步驟) 於剝落步驟中,將切口墊120中的相較於切口121而言更靠外側部分的基材片及第二接著片剝落,獲得研磨墊100a(圖5的第四階段)。剝落方法並無特別限定。例如只要沿著藉由第一切口刀503及第二切口刀504而切入的切口,利用手去除基材片及第二接著片的多餘的區域即可。
再者,於將積層有剝離片的積層墊裁切的情況下,於剝落步驟中,只要剝落切口墊中的相較於切口而言更靠外側的基材片、第二接著片以及剝離片即可。如此,獲得研磨層101、第一接著層102、基材層103、第二接著層104及剝離層依次積層而成的研磨墊。
再者,於使用包含剝離層的研磨墊的情況下,只要於剝離剝離層後將剝離了剝離層的研磨墊貼合於壓盤即可。
[各片的製造方法] (研磨片) 研磨片111可藉由一般已知的模具成形及板坯成形等製造方法製作。首先,藉由該些製造方法形成聚胺基甲酸酯的塊(block),藉由切片等將塊製成片狀,成形為由聚胺基甲酸酯樹脂形成的研磨片111。作為研磨片111的表面的研磨面111a的形狀及研磨片111的厚度依照(研磨層)中進行的說明。
研磨片111藉由製備含有聚異氰酸酯化合物及多元醇化合物的聚胺基甲酸酯樹脂硬化性組成物並使該聚胺基甲酸酯樹脂硬化性組成物硬化而成形。
研磨片111包含發泡聚胺基甲酸酯樹脂。發泡可使含有中空微粒子的發泡劑分散於聚胺基甲酸酯樹脂中進行。於該情況下,藉由製備含有聚異氰酸酯化合物、多元醇化合物及發泡劑的聚胺基甲酸酯樹脂發泡硬化性組成物並使聚胺基甲酸酯樹脂發泡硬化性組成物發泡硬化而成形。
聚胺基甲酸酯樹脂硬化性組成物例如亦可設為將含有聚異氰酸酯化合物的A液及含有其他成分的B液混合而製備的雙液型組成物。可設為將含有其他成分的B液進一步分割成多種液體並混合三種液體以上的液體而構成的組成物。
聚異氰酸酯化合物亦可包含本技術領域中經常使用的藉由聚異氰酸酯化合物與多元醇化合物的反應而製備的預聚物。預聚物於本發明中亦可使用含有未反應的異氰酸酯基的本行業中一般使用的預聚物。
(異氰酸酯成分) 作為異氰酸酯成分,例如可列舉:間苯二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-Tolylene Diisocyanate,2,6-TDI)、2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-TDI)、萘-1,4-二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯(Diphenyl methane diisocyanate,MDI)、4,4'-亞甲基-雙(環己基異氰酸酯)(氫化MDI)、3,3'-二甲氧基-4,4'-聯苯二異氰酸酯、3,3'-二甲基二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、伸二甲苯基-1,4-二異氰酸酯、4,4'-二苯基丙烷二異氰酸酯、三亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、丙烯-1,2-二異氰酸酯、丁烯-1,2-二異氰酸酯、伸環己基-1,2-二異氰酸酯、伸環己基-1,4-二異氰酸酯、對苯二異硫代氰酸酯、伸二甲苯基-1,4-二異硫代氰酸酯及次乙基二異硫代氰酸酯等。
(多元醇成分) 作為多元醇成分,例如可列舉:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇及1,6-己二醇等二醇;聚四亞甲基二醇(Polytetramethylene Glycol,PTMG)、聚乙二醇及聚丙二醇等聚醚多元醇;乙二醇與己二酸的反應物及丁二醇與己二酸的反應物等聚酯多元醇;聚碳酸酯多元醇;以及聚己內酯多元醇等。
(硬化劑) 硬化劑可利用多胺系硬化劑。作為多胺,例如可列舉二胺,該二胺可列舉:乙二胺、丙二胺及六亞甲基二胺等伸烷基二胺;異佛爾酮二胺及二環己基甲烷-4,4'-二胺等具有脂肪族環的二胺;3,3'-二氯-4,4'-二胺基二苯基甲烷(別名:亞甲基雙-鄰氯苯胺)等具有芳香族環的二胺;以及2-羥基乙基乙二胺、2-羥基乙基丙二胺、二-2-羥基乙基乙二胺、二-2-羥基乙基丙二胺、2-羥基丙基乙二胺及二-2-羥基丙基乙二胺等具有羥基的二胺、尤其是羥基烷基伸烷基二胺等。另外,亦可使用三官能的三胺化合物、四官能以上的多胺化合物。
硬化劑亦可利用多胺系硬化劑以外的硬化劑。作為其他硬化劑,可列舉:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇及1,6-己二醇等低分子量二醇、以及聚(氧四亞甲基)二醇、聚乙二醇及聚丙二醇等高分子量的多元醇化合物等多元醇硬化劑。
(硬化劑的使用量) 研磨片111的物性亦可根據硬化劑的化學結構及使用量進行調節。硬化劑的量較佳為相對於存在於預聚物的末端的異氰酸酯基而言硬化劑中存在的活性氫基(胺基或羥基)以當量比計設為0.60~1.40,更佳為0.70~1.20,進而佳為0.80~1.10。
(氣泡) 研磨片111中亦可形成用於改善研磨特性的氣泡等。氣泡可利用使用中空微粒子的發泡、化學發泡或機械發泡等而形成。所謂中空微粒子,是指具有空隙的微小球體,包含球狀、橢圓狀及與該些形狀接近的形狀的微粒子。作為中空微粒子的例子,可列舉使包含含有熱塑性樹脂的外殼(聚合物殼)、及外殼中內含的低沸點烴的未發泡的加熱膨脹性微小球狀體加熱膨脹而成的微粒子。作為聚合物殼,如日本專利特開昭57-137323號公報等所揭示般,例如可使用丙烯腈-偏二氯乙烯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物及氯乙烯-乙烯共聚物等熱塑性樹脂。同樣地,作為聚合物殼中內含的低沸點烴,例如可使用異丁烷、戊烷、異戊烷及石油醚等。
(基材片) 基材片113可藉由於不織布中含浸樹脂來製造。不織布的種類、樹脂的種類、樹脂含浸前後的不織布的密度、樹脂對不織布的附著率以及基材片113的厚度依照(基材層)中進行的說明。
(接著片) 第一接著片112及第二接著片114的材質及厚度依照(接著層)中進行的說明。
[研磨單元的製造方法] 如上所述,本實施方式的研磨單元10a成為基材層103的直徑比研磨層101的直徑小且比壓盤150的直徑大的結構。此種研磨單元10a可藉由將利用所述研磨墊的製造方法製造的研磨墊100a貼附於具有比基材層103的直徑小的直徑的壓盤150來製造。於研磨單元10a的製造方法中,於自壓盤150側俯視時,只要以壓盤150收納於相較於基材層103而言更靠內側的方式,經由第二接著層將研磨墊100a貼附於壓盤150即可。
〔實施方式2〕 以下參照圖6對本發明的另一實施方式進行說明。再者,為了便於說明,對具有與所述實施方式中說明的構件相同功能的構件標注相同的符號,不重覆其說明。
圖6是表示本實施方式的研磨單元10b的結構的剖面圖。如圖6所示,研磨單元10b包括研磨墊100b及壓盤150。另外,研磨墊100b除了實施方式1的研磨墊100a的結構以外,進而具有環狀的框體105。
如圖6所示,本實施方式的研磨墊100b具有研磨層101、以及直徑比研磨層101小的基材層103。經由第一接著層102貼合研磨層101與基材層103。另外,於基材層103的與研磨層101為相反側的面設置有第二接著層104。進而,於基材層103的外周側面103a設置有環狀的框體105。
如圖6所示,基材層103的直徑比研磨層101的直徑小,基材層103以收納於相較於研磨層101而言更靠內側的方式配置。於為框體未被覆基材層的外周側面的研磨墊的情況下,若基材層的直徑比研磨層的直徑小,則和研磨層與基材層的直徑相同的情況相比,於研磨過程中到達基材層的外周側面的研磨漿料的量減少。本實施方式的研磨墊100b於基材層103的直徑比研磨層101的直徑小的基礎上,框體105進而被覆基材層103的外周側面103a。因此,於研磨過程中到達基材層103的外周側面103a的研磨漿料的量進一步減少。
另外,於本實施方式中,研磨層101與基材層103積層於同心圓上。藉由為該結構,自研磨層101的邊緣至基材層103的距離變得均勻,可均勻地防止研磨漿料到達基材層103。
(環狀的框體) 進而,於本實施方式中,框體105包圍基材層103的外周側面103a及第二接著層104的外周側面104a。其結果,框體105被覆基材層103的外周側面103a、第二接著層104的外周側面104a、以及第一接著層102的基材層103側的面102a中與基材層103不接觸的區域102b、即自基材層103露出的區域102b。藉由具有此種框體105,和研磨層與基材層的直徑相同的情況相比,可更確實地防止研磨漿料到達基材層103。其結果,可進一步減少研磨漿料向基材層103的滲透。藉由減少研磨漿料向基材層103的滲透,可維持基材層103與第一接著層102的接著、基材層103與第二接著層104的接著。另外,以與經被覆的面之間不產生間隙的方式進行被覆。
就進一步減少研磨漿料向基材層103的滲透的觀點而言,框體105較佳為不具有自外周側面連通至內周面的空隙。於框體105由樹脂形成的情況下,框體105例如是於樹脂內形成的氣泡為不連通的獨立發泡的樹脂成形體,或者是無發泡的樹脂成形體。就可有效利用研磨層101的材料的觀點而言,框體105的材質較佳為與研磨層101的材質相同。
於壓盤150的直徑為基材層103的直徑以下的情況下,通常被研磨材料的研磨於研磨面101a的中央部進行,被研磨材料不會通過研磨面101a的外緣部。再者,此處,所謂研磨面101a的中央部,是指於自研磨面101a側俯視時,與壓盤150的相較於外周而言更靠內側的區域重疊的研磨層101的區域。另外,所謂研磨面101a的外緣部,是指於自研磨面101a側俯視時,與壓盤150的相較於外周而言更靠外側的區域重疊的研磨面101a的區域。如此,於壓盤150的直徑為基材層103的直徑以下的情況下,於自研磨面101a側俯視時,框體105處於與研磨面101a的外緣部重疊的位置。如上所述,由於被研磨材料不通過研磨面101a的外緣部,因此可不考慮框體105的緩衝性。另外,框體105的高度只要為基材層103的厚度與第二接著層104的厚度的合計厚度以上即可。於框體105的高度比基材層103的厚度與第二接著層104的厚度的合計厚度大的情況下,在將研磨墊100b貼合於壓盤150時,框體105成為導件,可進一步防止貼合的偏離。於本實施方式中,框體105的高度和基材層103的厚度與第二接著層104的厚度的合計厚度相同。
框體105的內徑與基材層103的直徑相同。框體105的較佳的內徑的大小依照(基材層)中進行的基材層103的較佳的直徑的說明。
框體105的外徑較佳為比壓盤150的直徑大且為研磨層101的直徑以下。於本實施方式中,框體105的外徑與研磨層101的直徑相同。
[研磨墊100b的製造方法] 如上所述,本實施方式的研磨墊100b成為框體105被覆基材層103的外周側面的結構。此種研磨墊100b可使用後述的模具而較佳地製造。以下,參照圖7~圖9對研磨墊100b的製造方法進行說明。
圖7是表示本實施方式的研磨墊100b的製造方法中使用的模具60a的俯視圖。圖8是圖7的點劃線B-B'處的剖面圖。圖9是表示本實施方式的研磨墊100b的製造方法中的接著步驟的示意圖。本實施方式的研磨墊100b的製造方法包括上部層製作步驟、下部層製作步驟、框體準備步驟及接著步驟。
(上部層製作步驟) 於上部層製作步驟中,將層壓有研磨片及第一接著片的上部片裁切成研磨層101的形狀,獲得上部層130。上部片例如只要藉由利用輥對輥層壓研磨片及第一接著片來製作即可。積層有研磨片及第一接著片的上部片的寬度及長度只要為研磨層101的所期望的直徑以上即可。於上部層製作步驟中,只要使用具有研磨層101的所期望的形狀的沖裁模裁切上部片即可。關於各片的製造方法將後述。
(下部層製作步驟) 於下部層製作步驟中,將層壓有包含不織布的基材片及第二接著片的下部片裁切成基材層103的形狀,獲得下部層。下部片例如只要藉由利用輥對輥層壓基材片及第二接著片來製作即可。積層有基材片及第二接著片的下部片的寬度及長度只要為基材層103的所期望的直徑以上即可。於下部層製作步驟中,只要使用具有基材層103的所期望的形狀的沖裁模裁切下部片即可。關於各片的製造方法將後述。
(框體準備步驟) 於框體準備步驟中,準備內徑與基材層103的外徑相同的環狀的框體105。於框體準備步驟中,裁切框體片,獲得內徑與基材層103的外徑相同的環狀的框體105。於框體準備步驟中,於上部層製作步驟中使用的研磨片的厚度與下部片的厚度相同的情況下,作為框體片,亦可使用該研磨片或上部片。藉此,可使框體105與研磨層101的材質相同,且可有效利用上部層製作步驟中使用的研磨層101的材料。關於框體片的製造方法將後述。
於框體準備步驟中,只要將框體片裁切成所期望的環狀而獲得框體105即可。於框體準備步驟中,可按照多個部件的每個部件裁切框體片,將多個部件組合而獲得框體105,亦可以獲得一個環狀的框體105的方式進行裁切。於組合多個部件製成環狀的框體105的情況下,亦可於部件的高度方向(框體片的厚度方向)上,裁切成於組合多個部件時各部件的端部彼此嵌合的形狀。藉由組合裁切成此種形狀的多個部件來製成環狀的框體105,加工性變得良好。於上部層製作步驟中使用的研磨片的厚度與下部片的厚度相同的情況下,作為框體片,亦可裁切上部片的上部層130,使用多餘的剩餘的部分按照多個部件的每個部件進行裁切。藉此,可有效利用該剩餘的部分。
(接著步驟) 於接著步驟中,於框體105的內側嵌入下部層140,以基材層103及框體105與第一接著層102接著的方式,使框體105及下部層140與上部層130接著,而獲得研磨墊100b。另外,於接著步驟中,於自第二接著層104側俯視時,以研磨層101收納於相較於基材層103而言更靠內側且基材層103及框體105與第一接著層102接著的方式,使框體105及下部層140與上部層130接著。具體而言,於自第二接著層104側俯視時,以基材層103與研磨層101成為同心圓的方式,且以基材層103及框體105與第一接著層102接著的方式,使框體105及下部層140與上部層130接著。
於接著步驟中,較佳為使用圖7及圖8所示的模具60a來進行。模具60a具有孔601a。孔601a的直徑d1被設計成與框體105的外徑及上部層130的直徑相同。孔601a的高度h1被設計成下部層140的厚度以上。再者,於圖8中,孔601a成為貫通孔,但亦可具有底面。
參照圖9對接著步驟的一態樣進行說明。首先,將框體105嵌入模具60a的孔601a內(圖9的第一階段)。繼而,將下部層140以第二接著層104朝下的方式嵌入框體105的內側(圖9的第二階段)。然後,以與嵌入的框體105及下部層140的上表面接觸的方式,將上部層130以第一接著層102朝下且第一接著層102與框體105及基材層103接著的方式嵌入孔601a內(圖9的第三階段)。如此,可獲得各層及框體105配置於同心圓上的研磨墊100b。另外,於框體105的外徑與研磨層101的直徑相同的情況下,藉由使用此種結構的模具60a,與不使用模具進行積層的方法相比,可容易地製造各層配置於同心圓上的研磨墊。再者,為了使研磨層101與基材層103充分接著,亦可於自模具60a中取出研磨墊後進行熱壓。溫度、壓力及時間只要根據第一接著層102及第二接著層104的種類來適宜設定即可。
作為接著步驟的另一態樣,可使用相同的模具60a,更換嵌入孔601a的構件的順序來進行。首先,將上部層130嵌入模具60a的孔601a內。繼而,將框體105以與所嵌入的上部層130的第一接著層102接著的方式嵌入模具60a的孔601a內。然後,以與所嵌入的上部層130的上表面及框體105的內周面接觸的方式,將下部層140以基材層103朝下、且第一接著層與基材層103接著的方式嵌入所嵌入的框體105的內側。如此可獲得各層及框體105配置於同心圓上的研磨墊100b。
(片) 研磨片、基材片及接著片的製造方法、材質及厚度依照實施方式1的[各片的製造方法]中進行的說明。框體片的材質及厚度依照(環狀的框體)中進行的說明。
〔實施方式3〕 以下對本發明的另一實施方式進行說明。再者,為了便於說明,對具有與所述實施方式中說明的構件相同功能的構件標注相同的符號,不重覆其說明。
圖10是表示本實施方式的研磨墊100d的結構的剖面圖。如圖10所示,研磨墊100d包括研磨層101、第一接著層102、基材層203、第二接著層204及環狀的框體205。基材層203、第二接著層204及框體205的直徑分別比實施方式2的研磨墊100b中的基材層103、第二接著層104及框體105的直徑小且比壓盤150的直徑大。框體205的外徑比研磨層101的直徑小。框體205被覆基材層203的外周側面203a、第二接著層204的外周側面204a、以及第一接著層102的基材層203側的面102a中的與基材層203不接觸的區域102b的一部分。如此,即使是框體205的外徑比研磨層101的直徑小的結構,只要框體205至少被覆基材層203的外周側面203a即可。和研磨層101與基材層203的直徑相同的情況相比,於研磨過程中到達基材層203的外周側面203a的研磨漿料的量減少。因此,可減少研磨漿料向基材層203的滲透。
[研磨墊100d的製造方法] 以下,參照圖11及圖12對本實施方式的研磨墊100d的製造方法進行說明。圖11是表示本實施方式的研磨墊100d的製造方法中使用的模具60b的剖面圖。圖12是表示本實施方式的研磨墊100d的製造方法中的接著步驟的示意圖。本實施方式的研磨墊100d的製造方法中的上部層製作步驟、下部層製作步驟及框體準備步驟與所述研磨墊100b的製造方法中的各步驟相同。以下對接著步驟中的不同的方面進行說明。
(接著步驟) 於接著步驟中,較佳為使用圖11所示的模具60b來進行。模具60b具有孔601b,該孔601b由第一嵌入部6011與第二嵌入部6012於高度方向上鄰接而成。第一嵌入部6011的直徑d2被設計成與框體205的直徑相同。另外,第一嵌入部6011的高度h2被設計成下部層240的厚度以下。第二嵌入部6012的直徑d3被設計成與上部層130的直徑相同。孔601b整體的高度(第一嵌入部6011的高度與第二嵌入部6012的高度的合計高度)h3被設計成下部層240的厚度以上。於自第一嵌入部6011側的開口部俯視時,第一嵌入部6011與第二嵌入部6012成為同心圓。再者,於圖11中,孔601b成為貫通孔,但亦可於第一嵌入部6011側具有孔601b的底面。
參照圖12對接著步驟的一態樣進行說明。首先,將框體205嵌入模具60b的孔601b的第一嵌入部6011內(圖12的第一階段)。繼而,將下部層240以第二接著層204朝下的方式嵌入框體205的內側(圖12的第二階段)。然後,以與所嵌入的框體205及下部層240的上表面接觸的方式,將上部層130以第一接著層102朝下、且第一接著層102與框體205及基材層203接著的方式嵌入孔601b的第二嵌入部6012內(圖12的第三階段)。如此,可獲得各層及框體205配置於同心圓上的研磨墊100d。另外,藉由於框體205的外徑比研磨層101的直徑小的情況下使用此種結構的模具60b,與不使用模具進行積層的方法相比,可容易地製造各層配置於同心圓上的研磨墊。
〔實施方式4〕 以下參照圖13對本發明的另一實施方式進行說明。再者,為了便於說明,對具有與所述實施方式中說明的構件相同功能的構件標注相同的符號,不重覆其說明。
圖13是表示本實施方式的研磨單元10c的結構的剖面圖。如圖13所示,研磨單元10c包括研磨墊100c及壓盤150。另外,研磨墊100c除了實施方式1的研磨墊100a的結構以外,進而具有密封部106。
如圖13所示,本實施方式的研磨墊100c具有研磨層101及直徑比研磨層101小的基材層103。研磨層101與基材層103經由第一接著層102貼合。另外,於基材層103的與研磨層101為相反側的面設置有第二接著層104。進而,於基材層103的外周側面103a形成有密封部106。
如圖13所示,基材層103的直徑比研磨層101的直徑小,基材層103以收納於相較於研磨層101而言更靠內側的方式配置。於密封部未被覆基材層的外周側面的研磨墊的情況下,若基材層的直徑比研磨層的直徑小,則和研磨層與基材層的直徑相同的情況相比,於研磨過程中到達基材層的外周側面的研磨漿料的量減少。本實施方式的研磨墊100c於基材層103的直徑比研磨層101的直徑小的基礎上,密封部106進而被覆基材層103的外周側面103a。因此,於研磨過程中到達基材層103的外周側面103a的研磨漿料的量進一步減少。
(密封部) 密封部106是為了防止漿料向基材層103的滲透而被覆基材層103的外周側面103a的、由樹脂形成的保護構件。如圖13所示,密封部106除了基材層103的外周側面103a以外,亦被覆第一接著層102的基材層103側的面102a中的與基材層103不接觸的區域102b、即自基材層103露出的區域102b、以及第二接著層104的外周側面104a。藉此,可防止漿料自第一接著層102與基材層103的界面及第二接著層104與基材層103的界面滲透。藉由減少研磨漿料向基材層103的滲透,可維持基材層103與第一接著層102的接著、基材層103與第二接著層104的接著。另外,以與經被覆的面之間不產生間隙的方式進行被覆。於壓盤150的直徑為基材層103的直徑以下的情況下,通常被研磨材料的研磨於研磨面101a的中央部進行,被研磨材料不會通過研磨面101a的外緣部。再者,此處,所謂研磨面101a的中央部,是指於自研磨面101a側俯視時,與壓盤150的相較於外周而言更靠內側的區域重疊的研磨層101的區域。另外,所謂研磨面101a的外緣部,是指於自研磨面101a側俯視時,與壓盤150的相較於外周而言更靠外側的區域重疊的研磨面101a的區域。如此,於壓盤150的直徑為基材層103的直徑以下的情況下,於自研磨面101a側俯視時,密封部106處於與研磨面101a的外緣部重疊的位置。如上所述,由於被研磨材料不通過研磨面101a的外緣部,因此可不考慮密封部106的緩衝性。
於頻率0.16 Hz的條件下測定的動態黏彈性試驗的彎曲模式測定中的、本實施方式的密封部106的40℃下的損失彈性係數E''(S)較佳為研磨層101的40℃下的損失彈性係數E''(P)以上。另外,密封部106的40℃下的損失彈性係數E''(S)更佳為研磨層101的40℃下的損失彈性係數E''(P)的1倍~10倍,進而佳為1.2倍~5倍。即,E''(S)/E''(P)更佳為1~10,進而佳為1.2~5。作為具體的數值,密封部106的40℃下的損失彈性係數E''(S)較佳為10 MPa~1000 MPa,更佳為12 MPa~500 MPa。
另外,於頻率0.16 Hz的條件下測定的動態黏彈性試驗的彎曲模式測定中的、本實施方式的密封部106的40℃下的儲存彈性係數E'(S)較佳為與研磨層101的40℃下的儲存彈性係數E'(P)為同等程度。另外,本實施方式的密封部106的40℃下的儲存彈性係數E'(S)更佳為研磨層101的40℃下的儲存彈性係數E'(P)的0.1倍~10倍,進而佳為0.25倍~1倍。即,E'(S)/E'(P)更佳為0.1~10,進而佳為0.25~1。作為具體的數值,密封部106的40℃下的儲存彈性係數E'(S)較佳為10 MPa~5000 MPa,更佳為25 MPa~500 MPa。
另外,於頻率0.16 Hz的條件下測定的動態黏彈性試驗的彎曲模式測定中的、本實施方式的密封部106的40℃下的tanδ(S)較佳為研磨層101的40℃下的tanδ(P)以上,具體而言,tanδ(S)/tanδ(P)更佳為1~10,tanδ(S)/tanδ(P)進而佳為1.5~7。作為具體的數值,密封部106的40℃下的tanδ(S)較佳為0.2~1.0,更佳為0.3~0.7。
藉由密封部106的動態黏彈性試驗的彎曲模式測定中的測定值為所述範圍內,即密封部106的損失彈性係數E''(S)為研磨層101的儲存彈性係數E''(P)以上且密封部106的儲存彈性係數E'(S)與研磨層101的儲存彈性係數E'(P)為同等程度,於將研磨墊100c貼合於壓盤150時,可防止由於對研磨墊100c施加的力而於密封部106產生龜裂或破壞。其結果,可更確實地防止漿料通過密封部106向基材層103滲透。
再者,動態黏彈性試驗的彎曲模式測定中的密封部106的損失彈性係數E''(S)、儲存彈性係數E'(S)以及tanδ(S)是使用由與密封部106相同的材料形成的試驗片測定的值。動態黏彈性試驗的彎曲模式測定中的研磨層101的損失彈性係數E''(P)、儲存彈性係數E'(P)以及tanδ(P)是使用由與研磨層101相同的材料形成的試驗片測定的值。
如後所述,密封部106藉由光照射使塗佈於基材層103的外周側面等的含有光硬化性樹脂的材料硬化而形成。因此,密封部106使用含有光硬化性樹脂的材料而形成。另外,密封部106較佳為使用含有與第一接著層102、基材層103及第二接著層104接著而難以剝離的光硬化性樹脂的材料而形成。藉由使用含有接著性高的光硬化性樹脂的材料形成密封部106,可防止於密封部106與第一接著層102、基材層103及第二接著層104之間產生間隙。因此,密封部106藉由使用含有光硬化性樹脂的材料而形成,可更確實地減少研磨漿料向基材層103的滲透。形成密封部106的樹脂只要是可獲得所述動態黏彈性試驗特性的光硬化性樹脂,則並無特別限制,例如可列舉紫外線硬化型樹脂。作為紫外線硬化型樹脂,例如可列舉丙烯酸胺基甲酸酯系樹脂。作為丙烯酸胺基甲酸酯系樹脂,例如可列舉多官能胺基甲酸酯丙烯酸酯。作為多官能胺基甲酸酯丙烯酸酯,例如可列舉盧克西迪(LUXYDIR)(註冊商標)V4260(DIC股份有限公司製造,三官能胺基甲酸酯丙烯酸酯)。另外,亦可使用藉由混合一部分此種光硬化性樹脂而可獲得所述動態黏彈性試驗特性的樹脂材料。
基材層103的直徑比壓盤150的直徑大。其是為了消除將研磨墊100c貼合於壓盤150時的問題而採用的結構。即,藉由為該結構,於將研磨墊100c貼合於壓盤150時,可防止壓盤150與研磨墊100c的偏離。就防止壓盤150與研磨墊100c的貼合的偏離的觀點而言,基材層103的直徑與壓盤150的直徑之差較佳為1 mm以上,更佳為2 mm以上,進而佳為3 mm以上。另外,就研磨墊100c難以自壓盤150剝離的觀點而言,該差較佳為20 mm以下,更佳為17 mm以下,進而佳為13 mm以下。壓盤150的直徑只要是與基材層103的直徑對應且基材層103的直徑與壓盤150的直徑之差為所述範圍內的大小即可。
[研磨墊100c的製造方法] 如上所述,本實施方式的研磨墊100c於基材層103的外周側面103a形成有密封部106。如後所述,此種研磨墊100c可藉由一邊塗佈光硬化性樹脂一邊利用光照射使塗佈的光硬化性樹脂硬化來製造。另外,如上所述,本實施方式的研磨墊100c成為基材層103的直徑比研磨層101的直徑小的結構。此種研磨墊100c可使用實施方式1中的[研磨墊100a的製造方法]中說明的特別的沖裁模來較佳地製造。以下,參照圖14及圖15對研磨墊100c的製造方法進行說明。圖14是表示本實施方式的研磨墊100c的製造方法的示意圖。圖15是表示本實施方式的研磨墊100c的製造方法中的塗佈步驟的示意圖。本實施方式的研磨墊100c的製造方法包括積層步驟、裁切步驟、剝落步驟及塗佈步驟。積層步驟、裁切步驟及剝落步驟依照[研磨墊100a的製造方法]中進行的說明。
(塗佈步驟) 塗佈步驟是藉由一邊照射光一邊於積層體(實施方式1的研磨墊)100a塗佈含有光硬化性樹脂的樹脂組成物106a而獲得包括樹脂組成物106a硬化了的密封部106的研磨墊100c的步驟(圖14的第五階段及圖15)。藉由一邊照射光一邊於積層體100a塗佈樹脂組成物106a,可於樹脂組成物106a進入基材層103的空隙之前使塗佈的樹脂組成物106a立即硬化。因此,可於將樹脂組成物106a維持於基材層103的外周側面103a的狀態下使其硬化。於在樹脂組成物106a進入基材層103的空隙後使其硬化的情況下,有時密封部未成為所期望的厚度,或者基材層露出。根據本實施方式的方法,可防止該情況,可獲得能夠更確實地減少研磨漿料向基材層103的滲透的研磨墊。
積層體100a中的塗佈樹脂組成物106a的區域是基材層103的外周側面103a、第二接著層104的外周側面104a、以及第一接著層102的基材層側的面102a中的與基材層103不接著的區域102b、即自基材層103露出的區域。
如圖15所示,樹脂組成物106a的塗佈是一邊以研磨層101的研磨面101a與旋轉台3接觸的方式將積層體100a載置於旋轉台3上進行旋轉一邊來進行。另外,樹脂組成物106a的塗佈使用包括泵41及頭42的塗佈裝置4來進行。具體而言,藉由泵41對頭42送入樹脂組成物106a,自頭42噴出樹脂組成物106a,塗佈於積層體100a。
光的照射只要使用可照射能夠使光硬化性樹脂硬化的光的光照射裝置2來進行即可。作為光照射裝置2,例如可列舉可照射紫外線的紫外線照射裝置。作為紫外線照射裝置,例如可列舉金屬鹵素燈。紫外線的波長例如較佳為200 nm以上且450 nm以下。
旋轉速度只要是可將樹脂組成物106a確實地塗佈於積層體100a並使其硬化的速度即可,較佳為0.1 rpm以上,更佳為1 rpm以上。另外,旋轉速度較佳為10 rpm以下,更佳為5 rpm以下。
樹脂組成物106a的供給速度只要是可將樹脂組成物106a確實地塗佈於積層體100a的速度即可,較佳為0.1 g/min以上,更佳為1 g/min以上。另外,樹脂組成物106a的供給速度較佳為10 g/min以下,更佳為5 g/min以下。
光照射裝置2的位置只要是可對塗佈於積層體100a的樹脂組成物106a照射光的位置即可,且只要設置於對旋轉的積層體100a的樹脂組成物106a的塗佈部位的一部分或全部進行照射的位置即可。較佳為藉由相對於旋轉方向而言於剛塗佈樹脂組成物106a後的位置設置光照射裝置2,樹脂組成物106a可於流動之前硬化。
樹脂組成物106a除了所述光硬化性樹脂以外,亦可含有稀釋劑及光起始劑。樹脂組成物106a中的光硬化性樹脂的含量較佳為10重量%以上,更佳為20重量%以上,進而佳為30重量%以上。另外,該含量較佳為70重量%以下,更佳為60重量%以下,進而佳為50重量%以下。
作為稀釋劑,例如可列舉單官能壬基苯酚丙烯酸酯。作為單官能壬基苯酚丙烯酸酯,例如可列舉阿羅尼斯(Aronix)(註冊商標)M-111(東亞合成股份有限公司製造)。光硬化性樹脂組成物中的稀釋劑的含量較佳為30重量%以上,更佳為40重量%以上,進而佳為50重量%以上。另外,該含量較佳為90重量%以下,更佳為80重量%以下,進而佳為70重量%以下。
作為光起始劑,例如可列舉α-羥基苯烷基酮。作為α-羥基苯烷基酮,例如可列舉豔佳固(Irgacure)(註冊商標)184(IGM樹脂B.V.(IGM Resins B.V.)製造)。光硬化性樹脂組成物中的光起始劑的含量較佳為0.1重量%以上,更佳為0.3重量%以上,進而佳為0.5重量%以上。另外,該含量較佳為3重量%以下,更佳為2重量%以下,進而佳為1重量%以下。
本發明並不限定於所述各實施方式,可於請求項所示的範圍內進行各種變更,將不同的實施方式分別揭示的技術手段適宜組合而獲得的實施方式亦包含於本發明的技術範圍內。 [實施例]
以下對本發明的一實施例進行說明。 (實施例1) 按照研磨片、第一接著片、基材片及第二接著片的順序積層,製作815 mm見方的積層墊。作為研磨片,使用了於硬質聚胺基甲酸酯樹脂(TDI系預聚物+芳香族二胺硬化劑)中內添中空球(balloon)(中空微粒子)的研磨片(厚度1.3 mm)。作為第一接著片,使用了PET基材的兩面為丙烯酸系樹脂的雙面膠帶(厚度0.1 mm)。作為基材片,使用了於包含聚酯纖維的不織布(密度:0.16 g/cm3 )中含浸聚胺基甲酸酯樹脂的基材片(厚度1.3 mm,密度:0.31 g/cm3 ,聚胺基甲酸酯樹脂對不織布的附著率:100重量%)。作為第二接著片,使用了PET基材的兩面為丙烯酸系樹脂的雙面膠帶(厚度0.1 mm)。
使用如圖3及圖4所示般的沖裁模,裁切所得的積層墊,且於基材片及第二接著片切入切口,獲得切口墊。沖裁模中,裁切刀的高度h1為2.8 mm,第一切口刀的高度h2為1.4 mm,第二切口刀的高度為1.4 mm。裁切刀的內周的直徑d1為762 mmΦ,第一切口刀503的內周的直徑d2為758 mmΦ。於自裁切刀的刀尖側俯視時,裁切刀與第一切口刀成為同心圓。
其次,剝落所得的切口墊中的相較於切口而言更靠外側的基材片及第二接著片,獲得研磨墊。所得的研磨墊依次積層有研磨層(直徑762 mmΦ)、第一接著層(直徑762 mmΦ)、基材層(直徑758 mmΦ)、第二接著層(直徑758 mmΦ)。
經由第二接著層將所得的研磨墊貼合於研磨裝置所包括的750 mmΦ的壓盤。於自壓盤側俯視時可以壓盤收納於相較於基材層而言更靠內側的方式容易地進行貼附。具體而言,進行30次貼合作業後,30次全部可以壓盤收納於相較於基材層而言更靠內側的方式容易地進行貼附。其中,將使用於自壓盤側俯視時以壓盤與研磨墊成為同心圓的方式貼附時的研磨裝置的結果於以下示出。
(實施例2) 藉由輥對輥層壓研磨片與第一接著片,製作上部片。作為研磨片,使用了於硬質聚胺基甲酸酯樹脂(TDI系預聚物+芳香族二胺硬化劑)中內添中空球(中空微粒子)的研磨片(厚度1.3 mm)。作為第一接著片,使用PET基材的兩面為丙烯酸系樹脂的雙面片(厚度0.1 mm)。
藉由輥對輥層壓基材片與第二接著片,製作下部片。作為基材片,使用了於包含聚酯纖維的不織布(密度:0.16 g/cm3 )中含浸聚胺基甲酸酯樹脂的基材片(厚度1.3 mm,密度:0.31 g/cm3 ,聚胺基甲酸酯樹脂對不織布的附著率:100重量%)。作為第二接著片,使用了PET基材的兩面為丙烯酸系樹脂的雙面片(厚度0.1 mm)。
將上部片裁切成815 mm見方。使用直徑為762 mmΦ的沖裁模,裁切815 mm見方的上部片,獲得積層有研磨層與第一接著層的上部層(直徑:762 mmΦ、厚度1.4 mm)。
使用直徑為756 mmΦ的沖裁模,裁切下部片,獲得積層有基材層與第二接著層的下部層(直徑:756 mmΦ、厚度1.4 mm)。
使用外徑為762 mmΦ、內徑為756 mmΦ的沖裁模,裁切厚度為1.4 mm的框體片,獲得環狀的框體(外徑:762 mmΦ、內徑:756 mmΦ、高度1.4 mm)。作為框體片,使用了除了厚度以外與研磨片相同的材料。
將框體嵌入具有直徑為762 mmΦ、高度為3 mm的孔的模具中。繼而,於框體的內側,以基材層成為上側的方式嵌入下部層。繼而,於框體及下部層上,以研磨層成為上側的方式嵌入上部層,使基材層及框體與第二接著層接著,獲得研磨墊。提起模具,並自研磨墊移開,進行熱壓。所得的研磨墊依次積層有研磨層(直徑762 mmΦ、厚度1.3 mm)、第一接著層(直徑762 mmΦ、厚度0.1 mm)、基材層(直徑756 mmΦ、厚度1.3 mm)及第二接著層(直徑756 mmΦ、厚度0.1 mm)。另外,於所得的研磨墊中,框體和基材層的周緣部、第二接著層的周緣部、以及第一接著層的與研磨層的接著面相向的面中與基材層不接觸的區域接觸。
經由第二接著層將所得的研磨墊貼合於研磨裝置所包括的750 mmΦ的壓盤。於自壓盤側俯視時可以壓盤收納於相較於基材層而言更靠內側的方式容易地進行貼附。具體而言,進行30次貼合作業後,30次全部可以壓盤收納於相較於基材層而言更靠內側的方式容易地進行貼附。其中,將使用於自壓盤側俯視時以壓盤與研磨墊成為同心圓的方式貼附時的研磨裝置的結果於以下示出。
(比較例1) 使用直徑750 mmΦ的沖裁模,裁切與實施例1同樣地獲得的積層墊,獲得各層的直徑為750 mmΦ的研磨墊。
於自壓盤側俯視時以壓盤與研磨墊成為同心圓的方式將所得的研磨墊貼合於與實施例1相同的研磨裝置所包括的750 mmΦ的壓盤。
(比較例2) 按照研磨片、第一接著片、基材片及第二接著片的順序積層,製作815 mm見方的積層墊。各片使用了與實施例1相同的材料。使用直徑為750 mmΦ的沖裁模,裁切積層墊,獲得研磨墊(直徑:750 mmΦ)。所得的研磨墊依次積層有研磨層(厚度1.3 mm)、第一接著層(厚度0.1 mm)、基材層(厚度1.3 mm)及第二接著層(厚度0.1 mm)。
以壓盤與第二接著層成為同心圓的方式將所得的研磨墊貼合於與實施例2相同的研磨裝置所包括的750 mmΦ的壓盤。
(實施例3) 按照研磨片、第一接著片、基材片及第二接著片的順序積層,製作815 mm見方的積層墊。作為研磨片,使用了於硬質聚胺基甲酸酯樹脂(TDI系預聚物+芳香族二胺硬化劑)中內添中空球(中空微粒子)的研磨片(厚度1.3 mm)。作為第一接著片,使用了PET基材的兩面為丙烯酸系樹脂的雙面膠帶(厚度0.1 mm)。作為基材片,使用了於包含聚酯纖維的不織布(密度:0.16 g/cm3 )中含浸聚胺基甲酸酯樹脂的基材片(厚度1.3 mm,密度:0.31 g/cm3 ,聚胺基甲酸酯樹脂對不織布的附著率:100重量%)。作為第二接著片,使用了PET基材的兩面為丙烯酸系樹脂的雙面膠帶(厚度0.1 mm)。
使用如圖3及圖4所示的沖裁模,裁切所得的積層墊,且於基材片及第二接著片切入切口,獲得切口墊。沖裁模中,裁切刀的高度h1為2.8 mm,第一切口刀的高度h2為1.4 mm,第二切口刀的高度為1.4 mm。裁切刀的內周的直徑d1為762 mmΦ,第一切口刀503的內周的直徑d2為758 mmΦ。於自裁切刀的刀尖側俯視時,裁切刀與第一切口刀成為同心圓。
其次,剝落所得的切口墊中的相較於切口而言更靠外側的基材片及第二接著片,獲得積層體。所得的積層體依次積層有研磨層(直徑762 mmΦ)、第一接著層(直徑762 mmΦ)、基材層(直徑758 mmΦ)及第二接著層(直徑758 mmΦ)。
其次,將樹脂、稀釋劑及光起始劑以3:7:0.5的重量比混合而獲得樹脂組成物。作為樹脂,使用了作為紫外線硬化型樹脂的盧克西迪(LUXYDIR)(註冊商標)V4260(DIC股份有限公司製造,三官能胺基甲酸酯丙烯酸酯)。作為稀釋劑,使用了阿羅尼斯(Aronix)(註冊商標)M-111(東亞合成股份有限公司製造)。作為光起始劑,使用了豔佳固(Irgacure)(註冊商標)184(IGM樹脂B.V.(IGM Resins B.V.)製造)。
使用金屬鹵素燈(快速金屬鹵素燈(quickly metal halide lamp),日動工業製造)照射波長200 nm~450 nm的紫外線,同時且將積層體以研磨層的研磨面與旋轉台接觸的方式載置於旋轉台上並以0.5 rpm的旋轉速度旋轉,同時將樹脂組成物塗佈於積層體。藉由泵將樹脂組成物送入頭,將自頭噴出的樹脂組成物塗佈於積層體。供給速度設為2 g/min。具體而言,塗佈於積層體中的基材層的外周側面、第二接著層的外周側面、以及第一接著層的基材層側的面中的與基材層不接著的區域。再者,以紫外線的照射位置成為相對於旋轉方向而言剛塗佈樹脂組成物後的位置的方式,配置金屬鹵素燈。
(比較例3) 將所述積層體作為比較例3的研磨墊。
(比較例4) 除了不照射紫外線,使用氟薩福(Fluorosurf)(註冊商標)FG-3650C-30(氟化科技(Fluoro Technology)股份有限公司製造)作為樹脂組成物以外,與實施例1同樣地將樹脂組成物塗佈於積層體100a。於室溫(20℃)下靜置3天,藉由使樹脂組成物乾燥而使其硬化,從而獲得研磨墊。
(比較例5) 除了使用氟薩福(Fluorosurf)(註冊商標)FS-6130(氟化科技(Fluoro Technology)股份有限公司製造)作為樹脂組成物以外,與比較例4同樣地獲得研磨墊。
(比較例6) 除了使用耐克特(Neocoat)#33(大智化學產業公司製造)作為樹脂組成物以外,與比較例4同樣地獲得研磨墊。
將實施例3及比較例3、比較例4中製作的研磨墊將所得的研磨墊貼合於研磨裝置所包括的750 mmΦ的壓盤。可以壓盤收納於相較於第二接著層的周圍而言更靠內側的方式容易地進行貼附。具體而言,進行30次貼合作業後,30次全部可以壓盤收納於相較於第二接著層的周圍而言更靠內側的方式容易地進行貼附。其中,將使用以壓盤與第二接著層成為同心圓的方式貼附時的研磨裝置的結果於以下示出。
〔研磨試驗〕 使用實施例1、實施例2、實施例3及比較例1、比較例2製作的研磨裝置,對表面形成有熱氧化膜的晶圓進行研磨。使用實施例1中製作的研磨裝置及比較例1中製作的研磨裝置,分別研磨了85枚晶圓。將研磨試驗的條件於以下示出。
(研磨條件) 研磨壓力:3.5 psi 研磨漿料:CLS-9044C(1:60)(平面解決方案(Planar Solutions)製造)※無H2 O2 修整器:金剛石修整器、型號「A188」(3M公司製造) 墊-磨合(break in)條件:32 N×20分鐘、修整器轉速72 rpm、壓盤轉速80 rpm、超純水供給量500 mL/分鐘 調整:非原位(Ex-situ)、32 N、2次掃描、16秒 研磨:壓盤轉速85 rpm、研磨頭轉速86 rpm、研磨漿料流量200 mL/分鐘 研磨時間:5分鐘
於研磨結束後,使壓盤旋轉5分鐘使水分飛散,然後將研磨墊自壓盤剝離。自第二接著層側觀察剝離的研磨墊,比較研磨漿料向基材層的滲透程度。
比較例1的研磨墊中,研磨漿料於基材層中自邊緣向中心遍及整周滲透了3 cm。相對於此,實施例1的研磨墊中,可將研磨漿料於基材層中自邊緣向中心的滲透抑制在1.5 cm以下。可知,研磨層比基材層大的研磨墊相較於研磨層與基材層的大小相同的比較例1的研磨墊而言,可減少研磨漿料向基材層的滲透。
比較例2的研磨墊中,研磨漿料於基材層中自邊緣向中心遍及整周滲透了3 cm。相對於此,實施例2的研磨墊中,可將研磨漿料於基材層中自邊緣向中心的滲透抑制在1.0 cm以下。可知,研磨層比基材層大的研磨墊相較於研磨層與基材層的大小相同的比較例2的研磨墊而言,可減少研磨漿料向基材層的滲透。
比較例3的研磨墊中,研磨漿料於基材層中自邊緣向中心遍及整周滲透了3 cm。比較例4的研磨墊中,未觀察到研磨漿料滲透至基材層的整周,但確認了研磨漿料部分性地自邊緣向中心滲透1 cm左右。認為其是由於如下原因:於將比較例4的研磨墊的密封部貼合於研磨層的壓盤時密封部的彎曲強度弱,因此部分性地產生裂紋,藉此研磨漿料自該裂紋滲透。認為若產生此種裂紋,則由於毛細管現象,自該裂紋進行預計以上的研磨漿料的滲透。相對於此,實施例3的研磨墊的整周未觀察到研磨漿料向基材層的滲透,另外亦未確認到密封部的裂紋,因此可完全抑制研磨漿料向基材層的滲透。
可知,研磨層比基材層大的研磨墊和研磨層與基材層的大小相同的比較例3的研磨墊相比,可減少研磨漿料向基材層的滲透。另外,可知,與不照射光而於積層體塗佈氟系樹脂組成物或丙烯酸胺基甲酸酯系樹脂並藉由乾燥使其硬化的研磨墊相比,實施例3的研磨墊可減少研磨漿料向基材層的滲透。
〔密封部的研究〕 關於實施例3及比較例4~比較例6的研磨墊,評價了與雙面膠帶的接著性、與基材層的接著性、於基材層表面的撥水效果及於雙面膠帶表面的撥水效果。再者,關於於基材層表面的撥水效果,於用於實施例3及比較例4~比較例6的研磨墊中的基材層的表面分別塗佈實施例3及比較例4~比較例6中使用的樹脂組成物並使其硬化,於所得的樣品中滴加水,觀察此時的情況並進行評價。將各評價指標於以下示出。
(與雙面膠帶的接著性的評價指標) ○:即使於硬化後,密封部亦未自雙面膠帶剝離。 △:於塗佈樹脂組成物的階段與雙面膠帶接著,但硬化後密封部自雙面膠帶剝離。 ×:於塗佈樹脂組成物的階段無法與雙面膠帶接著。
(與基材層的接著性的評價指標) ○:即使於硬化後,密封部亦未自基材層剝離。 △:於塗佈樹脂組成物的階段與基材層接著,但硬化後密封部自基材層剝離。 ×:於塗佈樹脂組成物的階段無法與基材層接著。
(於基材層表面的撥水效果的評價指標) ○:即使於滴加水後經過24小時後,亦未觀察到向基材層的滲入。 △:於滴加水後,經時地觀察到向基材層的滲入。 ×:於剛滴加水後立刻觀察到向基材層的滲入。
(於雙面膠帶表面的撥水效果) ○:即使於滴加水後經過24小時後,亦未觀察到向基材層的滲入。 △:於滴加水後,經時地觀察到向基材層的滲入。 ×:於剛滴加水後立刻觀察到向基材層的滲入。
將各評價結果示於表1中。
[表1]
  實施例3 比較例4 比較例5 比較例6
樹脂材料 盧克西迪(LUXYDIR)V4260 氟薩福(Fluorosurf)FG-3650C-30 氟薩福(Fluorosurf)FS-6130 耐克特(Neocoat)#33
樹脂的種類 紫外線硬化型丙烯酸胺基甲酸酯系樹脂 氟系樹脂 氟系樹脂 胺基甲酸酯系樹脂
樹脂材料中所含的溶劑的種類 - 氟系溶劑 水、乙醇、異丙醇
稀釋劑 阿羅尼斯(Aronix)M-111 - - -
光起始劑 豔佳固(Irgacure)184 - - -
顏色 透明 透明 透明 白色
黏度(mPa·s) 3000 100 100以下 100以下
雙面膠帶上的皮膜形成 良好 良好 良好 需要乾燥
與雙面膠帶的接著性 ×
與基材層的接著性 ×
於基材層表面的撥水效果 ×
於雙面膠帶表面的撥水效果 ×
(動態黏彈性試驗的彎曲模式測定) 另外,關於實施例及比較例的密封部中使用的各樹脂組成物、以及實施例及比較例的研磨層,製作縱5 cm×橫0.5 cm×厚0.125 cm的樣品,進行了基於彎曲模式的動態黏彈性測定。將測定條件於以下示出。另外,將動態黏彈性試驗的彎曲模式測定的結果示於表2中。 (測定條件) 測定裝置:RSA3(TA儀器(TA Instruments)公司製造) 樣品:縱5 cm×橫0.5 cm×厚0.125 cm 試驗長:- 樣品的預處理:於溫度23℃、相對濕度50%下保持40小時 試驗模式:彎曲 頻率:0.16 Hz(1 rad/sec) 溫度範圍:30℃~50℃ 升溫速度:1.5℃/min 應變範圍:0.30% 初始負荷:- 測定間隔:2點(point)/℃
[表2]
  研磨層 實施例3 比較例4 比較例5 比較例6
40℃下的損失彈性係數E''(MPa) 24.9 42.8 0.82 0.76 7.53
E''(S)/E''(P) - 1.72 0.033 0.031 0.302
40℃下的儲存彈性係數E'(MPa) 226.7 72.0 10.9 9.7 53.8
E'(S)/E'(P) - 0.32 0.048 0.043 0.237
40℃下的tanδ 0.110 0.594 0.075 0.078 0.140
tanδ(S)/tanδ(P) - 5.40 0.68 0.71 1.28
實施例及比較例中使用的研磨層的40℃下的損失彈性係數E''(P)、儲存彈性係數E'(P)及tanδ(P)分別為24.9(MPa)、226.7(MPa)及0.110。再者,一般而言,作為研磨層,經常使用40℃下的損失彈性係數E''(P)為10 MPa~100 MPa、儲存彈性係數E'(P)為100 MPa~1000 MPa、40℃下的tanδ(P)為0.05~0.20的數值範圍的研磨層。
實施例3中,與比較例4~比較例6相比,40℃下的損失彈性係數E''(S)、儲存彈性係數E'(S)及tanδ(S)均高,尤其是具有比研磨層的損失彈性係數E''(P)大的損失彈性係數E''(P)。認為藉由密封部的40℃下的損失彈性係數E''(S)是研磨層的損失彈性係數E''(P)的1倍~10倍,具有抗彎曲的強度。再者,關於為使用了與實施例3相同種類的光硬化性樹脂的樣品且40℃下的儲存彈性係數E'(P)與40℃下的研磨層的儲存彈性係數E'(S)為相同程度(200 MPa左右)、並且40℃下的損失彈性係數E''(S)為120 MPa的樣品,與實施例3同樣地具有抗彎曲的強度。 [產業上的可利用性]
本發明的一態樣的研磨墊及研磨單元可用於光學材料、半導體元件及硬碟用基板等的研磨,尤其可較佳地用於在半導體晶圓上形成有氧化物層及金屬層等的元件的研磨。
1:研磨裝置 2:光照射裝置 3:旋轉台 4:塗佈裝置 10a、10b、10c:研磨單元 20:保持單元 30:研磨漿料供給部 40:被研磨材料 41:泵 42:頭 50:沖裁模 60a、60b:模具 100a、100b、100c、100d:研磨墊 101:研磨層 101a、111a:研磨面 102:第一接著層 102a:第一接著層的基材層側的面 102b:第一接著層的基材層側的面中與基材層不接觸的區域、即自基材層露出的區域 103、203:基材層 103a、203a:基材層的外周側面 104、204:第二接著層 104a、204a:第二接著層的外周側面 105:框體 106:密封部 106a:樹脂組成物 110:積層墊 111:研磨片 112:第一接著片 113:基材片 114:第二接著片 120:切口墊 121:切口 130:上部層 140、240:下部層 150:壓盤 205:環狀的框體 501:基盤 502:裁切刀 503:第一切口刀(切口刀) 504:第二切口刀 601a、601b:孔 6011:第一嵌入部 6012:第二嵌入部 d1~d3:直徑 h1~h3:高度
圖1是表示本發明的實施方式1的研磨裝置的結構的示意圖。 圖2是表示本發明的實施方式1的研磨單元的結構的剖面圖。 圖3是表示本發明的實施方式1的研磨墊的製造方法中使用的沖裁模的俯視圖。 圖4是本發明的實施方式1的研磨墊的製造方法中使用的沖裁模的剖面圖。 圖5是表示本發明的實施方式1的研磨墊的製造方法的示意圖。 圖6是表示本發明的實施方式2的研磨單元的結構的剖面圖。 圖7是表示本發明的實施方式2的研磨墊的製造方法中使用的模具的俯視圖。 圖8是本發明的實施方式2的研磨墊的製造方法中使用的模具的剖面圖。 圖9是表示本發明的實施方式2的研磨墊的製造方法中的接著步驟的示意圖。 圖10是表示本發明的實施方式3的研磨墊的結構的剖面圖。 圖11是表示本發明的實施方式3的研磨墊的製造方法中使用的模具的剖面圖。 圖12是表示本發明的實施方式3的研磨墊的製造方法中的接著步驟的示意圖。 圖13是表示本發明的實施方式4的研磨單元的結構的剖面圖。 圖14是表示本發明的實施方式4的研磨墊的製造方法的示意圖。 圖15是表示本發明的實施方式4的研磨墊的製造方法中的塗佈步驟的示意圖。
1:研磨裝置
10a:研磨單元
20:保持單元
30:研磨漿料供給部
40:被研磨材料
100a:研磨墊
101:研磨層
101a:研磨面
102:第一接著層
103:基材層
104:第二接著層
150:壓盤

Claims (26)

  1. 一種研磨墊,是研磨層、第一接著層、包含不織布的基材層及第二接著層依次積層於同心圓上而成, 所述基材層的直徑比所述研磨層的直徑小。
  2. 一種研磨墊,經由第一接著層貼合研磨層與包含不織布的基材層而成, 所述基材層的直徑比所述研磨層的直徑小, 環狀的框體被覆所述基材層的外周側面。
  3. 如請求項2所述的研磨墊,其中所述框體不具有自外周側面連通至內周面的空隙。
  4. 如請求項2所述的研磨墊,其中所述框體的材質與所述研磨層的材質相同。
  5. 如請求項2所述的研磨墊,其中所述基材層的直徑與所述研磨層的直徑之差為1 mm以上且10 mm以下。
  6. 如請求項2所述的研磨墊,其中於所述基材層的與所述研磨層側的面為相反側的面具有第二接著層, 所述框體進而被覆所述第二接著層的外周側面。
  7. 如請求項6所述的研磨墊,其中所述框體的高度,與所述基材層的厚度和所述第二接著層的厚度的合計相同。
  8. 一種研磨墊,經由第一接著層貼合研磨層與包含不織布的基材層而成, 所述基材層的直徑比所述研磨層的直徑小, 由含有光硬化性樹脂的材料形成的密封部被覆所述基材層的外周側面、以及所述接著層的所述基材層側的面中的與所述基材層不接觸的區域, 於頻率0.16 Hz的條件下測定的動態黏彈性試驗的彎曲模式測定中,所述密封部的40℃下的損失彈性係數E''(S)是所述研磨層的損失彈性係數E''(P)的1倍~10倍。
  9. 如請求項8所述的研磨墊,其中所述密封部的40℃下的損失彈性係數E''(S)為10 MPa~1000 MPa。
  10. 如請求項8所述的研磨墊,其中於頻率0.16 Hz的條件下測定的動態黏彈性試驗的彎曲模式測定中,所述密封部的40℃下的儲存彈性係數E'(S)是所述研磨層的40℃下的儲存彈性係數E'(P)的0.1倍~10倍。
  11. 如請求項8所述的研磨墊,其中所述密封部的40℃下的儲存彈性係數E'(S)為10 MPa~5000 MPa。
  12. 如請求項8所述的研磨墊,其中所述基材層的直徑與所述研磨層的直徑之差為1 mm以上且10 mm以下。
  13. 如請求項8所述的研磨墊,其中於所述基材層的與所述研磨層側的面為相反側的面具有第二接著層,所述密封部進而被覆所述第二接著層的外周側面。
  14. 一種研磨單元,包括研磨墊及壓盤, 所述研磨墊由研磨層、第一接著層、包含不織布的基材層及第二接著層依次積層而成, 所述研磨墊經由所述第二接著層貼附於所述壓盤, 所述基材層的直徑比所述研磨層的直徑小且比所述壓盤的直徑大, 於自所述壓盤側俯視時,所述基材層以收納於相較於所述研磨層而言更靠內側的方式配置,所述壓盤以收納於相較於所述基材層而言更靠內側的方式配置。
  15. 如請求項14所述的研磨單元,其中所述基材層的直徑與所述壓盤的直徑之差為1 mm以上且20 mm以下。
  16. 如請求項14所述的研磨單元,其中所述基材層的直徑與所述研磨層的直徑之差為1 mm以上且10 mm以下。
  17. 如請求項14所述的研磨單元,其中所述研磨墊進而具有包圍所述基材層的外周側面與所述第二接著層的外周側面的環狀的框體及密封部中的任一者, 所述框體及所述密封部中的任一者被覆所述基材層的外周側面、所述第二接著層的外周側面、以及所述第一接著層的所述基材層側的面中的與所述基材層不接觸的區域。
  18. 一種研磨單元,包括如請求項2至請求項13中任一項所述的研磨墊、以及壓盤, 所述基材層的直徑與所述壓盤的直徑之差為1 mm以上且20 mm以下。
  19. 一種研磨裝置,包括如請求項14至請求項17中任一項所述的研磨單元。
  20. 一種研磨墊的製造方法,是具有研磨層及基材層的研磨墊的製造方法,所述研磨墊的製造方法包括: 積層步驟,獲得研磨片、第一接著片、包含不織布的基材片及第二接著片依次積層而成的積層墊;以及 裁切步驟,將沖裁模自所述第二接著片側插入所述積層墊,裁切所述積層墊,所述沖裁模於基盤上具有將所述積層墊裁切成所述研磨層的形狀的裁切刀、以及於所述積層墊中於所述基材層的形狀切入切口的切口刀, 所述切口刀設置於相較於所述裁切刀而言更靠內側,所述裁切刀的高度為所述積層墊的厚度以上,所述切口刀的高度為所述基材片的厚度與所述第二接著片的厚度的合計厚度以上,且所述裁切刀與所述切口刀的高度之差和所述研磨片的厚度或所述研磨片的厚度與所述第一接著片的厚度的合計厚度相同, 進而包括剝落步驟,所述剝落步驟藉由自裁切成所述研磨層的形狀的所述積層墊將相較於所述切口而言更靠外側部分的所述基材片及所述第二接著片剝落,而獲得所述研磨墊。
  21. 如請求項20所述的研磨墊的製造方法,其中所述切口刀被設置成距所述裁切刀的距離變得均勻。
  22. 一種研磨墊的製造方法,是製造如請求項7所述的研磨墊的方法,所述研磨墊的製造方法包括: 上部層製作步驟,將層壓有研磨片與第一接著片的上部片裁切成所述研磨層的形狀而獲得上部層; 下部層製作步驟,將層壓有包含不織布的基材片與第二接著片的下部片裁切成所述基材層的形狀而獲得下部層; 框體準備步驟,準備內徑與所述基材層的外徑相同的環狀的框體;以及 接著步驟,於所述框體的內側嵌入所述下部層,且以所述基材層及所述框體與所述第一接著層接著的方式使所述框體及所述下部層與所述上部層接著,而獲得研磨墊。
  23. 如請求項22所述的研磨墊的製造方法,其中所述研磨墊是所述研磨層的直徑與所述框體的外徑相同的研磨墊, 所述接著步驟使用具有直徑與所述框體的外徑及所述上部層的直徑相同且高度為所述下部層的厚度以上的孔的模具來進行, 於所述接著步驟中,(i)將所述框體嵌入所述孔,將所述下部層嵌入所述框體的內側,繼而將所述上部層嵌入所述孔,或者(ii)將所述上部層及所述框體依次嵌入所述模具的所述孔,繼而將所述下部層嵌入所述框體的內側。
  24. 如請求項22所述的研磨墊的製造方法,其中所述研磨墊是所述框體的外徑比所述研磨層的直徑小的研磨墊, 所述接著步驟使用具有孔的模具進行,所述孔是直徑與所述框體的直徑相同且高度為所述下部層的厚度以下的第一嵌入部及直徑與所述上部層的直徑相同的第二嵌入部於高度方向上鄰接而成的孔,且所述孔整體的高度為所述下部層的厚度以上, 於所述接著步驟中,將所述框體嵌入所述孔的所述第一嵌入部,將所述下部層嵌入所述框體的內側,繼而將所述上部層嵌入所述孔的所述第二嵌入部。
  25. 一種研磨墊的製造方法,是製造如請求項8至請求項13中任一項所述的研磨墊的方法,所述研磨墊的製造方法包括如下步驟: 一邊於所述基材層的外周側面、以及所述第一接著層的所述基材層側的面中的與所述基材層未接著的區域塗佈光硬化性樹脂,一邊藉由光照射使所塗佈的所述光硬化性樹脂硬化,從而形成所述密封部。
  26. 如請求項25所述的研磨墊的製造方法,其中所述光是紫外線, 所述光硬化性樹脂為紫外線硬化型的丙烯酸胺基甲酸酯系樹脂。
TW110110750A 2020-03-26 2021-03-25 研磨墊、研磨單元、研磨裝置及研磨墊的製造方法 TW202204094A (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020056515A JP2021154427A (ja) 2020-03-26 2020-03-26 研磨ユニット、研磨装置、研磨パッド、及び研磨パッドの製造方法
JP2020-056515 2020-03-26
JP2020-056516 2020-03-26
JP2020056517A JP7404129B2 (ja) 2020-03-26 2020-03-26 研磨パッド、研磨ユニット、及び研磨パッドの製造方法
JP2020-056517 2020-03-26
JP2020056516A JP2021154428A (ja) 2020-03-26 2020-03-26 研磨パッド、研磨ユニット、及び研磨パッドの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202204094A true TW202204094A (zh) 2022-02-01

Family

ID=77891782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110110750A TW202204094A (zh) 2020-03-26 2021-03-25 研磨墊、研磨單元、研磨裝置及研磨墊的製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230173637A1 (zh)
KR (1) KR20220156580A (zh)
CN (1) CN115397614A (zh)
TW (1) TW202204094A (zh)
WO (1) WO2021193468A1 (zh)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09277163A (ja) * 1996-04-16 1997-10-28 Sony Corp 研磨方法と研磨装置
JP4686010B2 (ja) * 2000-07-18 2011-05-18 ニッタ・ハース株式会社 研磨パッド
JP2003145414A (ja) * 2001-11-13 2003-05-20 Toyobo Co Ltd 研磨パッド及びその製造方法
US7201647B2 (en) * 2002-06-07 2007-04-10 Praxair Technology, Inc. Subpad having robust, sealed edges
JP4526778B2 (ja) 2003-04-07 2010-08-18 ニッタ・ハース株式会社 研磨パッドおよび研磨パッドの製造方法
JP4842923B2 (ja) * 2005-03-08 2011-12-21 三井・デュポンポリケミカル株式会社 太陽電池封止材
WO2008120578A1 (ja) * 2007-03-20 2008-10-09 Kuraray Co., Ltd. 金属膜研磨用パッドおよびそれを用いる金属膜の研磨方法
JP2012238824A (ja) * 2011-05-10 2012-12-06 Toho Engineering Kk 断熱性を有するcmp装置用補助板及び回転定盤
JP7176839B2 (ja) * 2017-10-11 2022-11-22 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド
JP7092526B2 (ja) * 2018-03-14 2022-06-28 マクセル株式会社 バックグラインド用粘着テープ
JP7026943B2 (ja) * 2018-05-08 2022-03-01 丸石産業株式会社 研磨パッド及び該研磨パッドによる研磨方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230173637A1 (en) 2023-06-08
WO2021193468A1 (ja) 2021-09-30
CN115397614A (zh) 2022-11-25
KR20220156580A (ko) 2022-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4593643B2 (ja) 研磨パッド
KR101399516B1 (ko) 연마 패드 및 그 제조 방법
KR101181885B1 (ko) 연마 패드
TWI363064B (zh)
JP5248152B2 (ja) 研磨パッド
JP5393434B2 (ja) 研磨パッド及びその製造方法
KR101532990B1 (ko) 연마 패드
JP7176839B2 (ja) 研磨パッド
JP4986129B2 (ja) 研磨パッド
JP2007260827A (ja) 研磨パッドの製造方法
KR101399519B1 (ko) 연마 패드 및 그 제조 방법, 및 반도체 디바이스의 제조 방법
JP5306677B2 (ja) 研磨パッド
JP5350309B2 (ja) 研磨パッドおよびその製造方法、ならびに半導体デバイスの製造方法
TW202204094A (zh) 研磨墊、研磨單元、研磨裝置及研磨墊的製造方法
JP4237800B2 (ja) 研磨パッド
JP7404129B2 (ja) 研磨パッド、研磨ユニット、及び研磨パッドの製造方法
JP2009214221A (ja) 研磨パッド
JP2021154428A (ja) 研磨パッド、研磨ユニット、及び研磨パッドの製造方法
JP2021154427A (ja) 研磨ユニット、研磨装置、研磨パッド、及び研磨パッドの製造方法
JP5184200B2 (ja) 研磨パッド
JP5465578B2 (ja) 研磨パッドおよびその製造方法、ならびに半導体デバイスの製造方法
TWI790295B (zh) 研磨墊及研磨墊之製造方法
JP4970963B2 (ja) 研磨パッドの製造方法
WO2021065575A1 (ja) 研磨パッドとその製造方法
JP7123721B2 (ja) 研磨パッド