TWI763675B - 研磨墊及其製造方法、以及研磨物的製造方法 - Google Patents
研磨墊及其製造方法、以及研磨物的製造方法Info
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Abstract
本發明係一種研磨墊,其係具有以經編(Warp knitting)或緯編(Weft Knitting)構成的編織物(Knitted fabric)、與含浸在該編織物之樹脂,並具有將前述編織物之面方向所切斷的剖面作為研磨面。
Description
本發明係關於研磨墊及其製造方法以及研磨物的製造方法。
近年來,作為下一世代功率半導體元件材料,正注目在寬帶間隙(Wide band gap)半導體之碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)、鑽石(C)、藍寶石(Al2O3)及氮化鋁(AlN)等之材料。例如,碳化矽(SiC)與矽(Si)半導體相比較,係具有帶間隙為3倍,絕緣破壞電場強度約7倍等優異之物性值,與現在之矽半導體比較高溫動作性優異,以小型且節能效果亦高的點來看優異。又,針對藍寶石晶圓,從其化學安定性、光學特性(透明性)、機械性強度、熱學特性(熱傳導性)等,具有光學性要素之電子設備,例如作為高性能投影機用零 件之重要性越來越高。朝向此等之下一世代電能裝置的全面性普及,已進展基板之大口徑化暨量產化,伴隨此亦增加基板加工技術的重要性。
於其加工製程,係與矽(Si)相同,藉由切片晶圓所使用之圓柱狀單晶(Ingot)而切出圓盤狀。其次,雖平坦化經切片之圓盤狀單晶的表面,但首先為了大概除掉其表面的粗糙度,使用精削平台進行1次精削(粗精削)、2次精削(拋光精削)。然後,更加提昇經切片之圓盤狀單晶之表面的平坦性,且去除表面之微細的傷痕,進行用以鏡面化之1次研磨(粗研磨)、2次研磨(拋光研磨)。
以往,在一般之Si半導體晶圓等之加工,於毛毯狀纖維質薄片使用有含浸熱塑性聚胺基甲酸乙酯樹脂之半導體晶圓研磨用布、或發泡聚胺基甲酸乙酯研磨墊等(例如參照專利文獻1)。又,已知有尤其是作為與Si相比較,更為硬質之SiC等之高硬度材料用的精削加工,使用銅及錫等之金屬系平台,組合其平台與鑽石研磨粒之精削加工(以下亦稱為「鑽石精削」)(例如參照專利文獻2)。
又,作為1次研磨(粗研磨)、2次研磨(拋光研磨)之具體的研磨方法,一般而言,係採用化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing:CMP)。作為CMP所使用之研磨墊,例如,已知有藉由樹脂含浸不織布或發泡聚胺基甲酸乙酯(例如參照專利文獻3)、樹脂而固定 之複數纖維構件的一端,以在研磨被加工物之研磨面露出的方式形成之研磨墊(例如參照專利文獻4)。
專利文獻1:日本特開平5-8178號公報
專利文獻2:日本特開2007-61961號公報
專利文獻3:日本特開2001-205555號公報
專利文獻4:日本特開2015-221462號公報
然而,由於金屬系平台重,難以操作,又,有嵌入鑽石研磨粒之平台表面的維修等、使用後之維持管理耗費勞力的問題點。又,將Si之研磨加工所使用之一般研磨用布採用在SiC等之加工時,有精削速度降低,並不實用的問題。進而,除了SiC之外,藍寶石亦具有僅次於鑽石、SiC之修正莫氏硬度,對於藥品之耐性高,加工極為困難。因此,除了一般之Si半導體晶圓等之外,在期待作為下一世代功率半導體元件材料的材料,尤其是在高硬度之難加工材料的精削加工,期待操作性優異,且精削速度亦優異之精削材料。
又,如專利文獻3所揭示之樹脂含浸不織布或 發泡聚胺基甲酸乙酯,在期待作為下一世代功率半導體元件材料的材料,尤其是在高硬度之難加工材料的研磨加工,有研磨速度低的問題。進而,針對樹脂含浸不織布,由於基材係由短纖維所構成之不織布,故亦有因纖維彼此的糾結少,以研磨中所離脫之纖維導致於被加工件(Work)(被研磨物)產生刮傷,表面品質劣化的缺點。
而且,於如專利文獻4所揭示之化學性機械性研磨用之研磨墊,無纖維彼此的糾結,且與不織布進行比較,進而有纖維易離脫研磨面變不均勻,又有因經脫落之纖維而導致於被加工件產生刮傷,表面品質劣化的問題。
本發明係鑑於上述事情而完成者,以提供一種研磨速度優異,所得之被研磨物的表面品質亦優異之研磨墊及其製造方法以及使用研磨墊之研磨物的製造方法作為目的。尚,本發明之研磨墊可對於如1次精削(粗精削)、2次精削(拋光精削)、1次研磨(粗研磨)、2次研磨(拋光研磨)及兼具此等複數之精削或研磨者等之加工(以下,總結亦單稱為「研磨」)進行使用。又,並未特別限定1次精削、2次精削、1次研磨及2次研磨的區別,且記載為「研磨速度」的情況下,於「研磨速度」成為亦包含「精削速度」。
本發明者們為了解決上述課題進行努力研 究。其結果,發現若為具備將編織物往面方向成為切片(切斷)之基材的研磨墊,可解決上述課題,而終至完成本發明。
亦即,本發明係如以下。
〔1〕一種研磨墊,其係具有以經編或緯編構成的編織物、與含浸在該編織物之樹脂,並具有將前述編織物之面方向所切斷的剖面作為研磨面。
〔2〕如〔1〕之研磨墊,其中,構成前述編織物之纖維中之至少一部分為假自捻紗。
〔3〕如〔1〕或〔2〕之研磨墊,其中,前述樹脂係包含第1樹脂、與和該第1樹脂不同之第2樹脂,前述第2樹脂為NCO當量450以下之胺基甲酸乙酯預聚物與硬化劑的反應物。
〔4〕如〔1〕~〔3〕中任一項之研磨墊,其中,前述樹脂係包含第1樹脂、與和該第1樹脂不同之第2樹脂,前述編織物的含量相對於前述編織物、前述第1樹脂及前述第2樹脂的總量為30~60質量%。
〔5〕如〔1〕~〔4〕中任一項之研磨墊,其中,構成前述編織物之單絲的數平均直徑為3~30μm。
〔6〕如〔1〕~〔5〕中任一項之研磨墊,其中,構成前述編織物之單絲纖度為0.1~10dtex。
〔7〕如〔1〕~〔6〕中任一項之研磨墊,其中,壓縮率為0.5~20%。
〔8〕如〔1〕~〔7〕中任一項之研磨墊,其中,壓 縮彈性率為50~98%。
〔9〕如〔1〕~〔8〕中任一項之研磨墊,其中,A硬度為50~98°。
〔10〕如〔1〕~〔9〕中任一項之之研磨墊,其中,厚度為0.5~5.0mm。
〔11〕如〔1〕~〔10〕中任一項之研磨墊,其中,前述編織物係包含併線具有不同熔點之2種以上的纖維而構成之併線針織紗。
〔12〕如〔11〕之研磨墊,其中,構成前述編織物之表內面的針織紗係包含前述併線針織紗。
〔13〕如〔11〕或〔12〕之研磨墊,其中,前述具有不同熔點之2種以上的纖維當中,熔點最低之纖維的熔點為50~180℃。
〔14〕如〔11〕~〔13〕中任一項之研磨墊,其中,前述具有不同熔點之2種以上的纖維當中,熔點最高之纖維的熔點為200~400℃。
〔15〕一種研磨墊的製造方法,其係具有:藉由於以經編或緯編構成之編織物含浸包含第1樹脂之樹脂溶液,進行濕式凝固,而得到樹脂含浸編織物之1次含浸步驟、與將前述樹脂含浸編織物浸漬在包含可溶前述第1樹脂之溶劑的浸漬液之浸漬步驟、與將該浸漬步驟後之前述樹脂含浸編織物,往前述編織物的面方向切斷之切斷步驟、 與將該切斷步驟後之前述樹脂含浸編織物,含浸在包含NCO當量450以下之胺基甲酸乙酯預聚物與硬化劑之溶液的2次含浸步驟。
〔16〕如〔15〕之研磨墊的製造方法,其中,前述編織物係包含併線具有不同熔點之2種以上的纖維而構成之併線針織紗之以經編或緯編編成之編織物,於前述1次含浸步驟前,進一步具有以前述具有不同熔點之2種以上的纖維當中,熔點最低之纖維的軟化點以上且未滿熔點的溫度進行加熱之熱設定步驟。
〔17〕如〔15〕或〔16〕之研磨墊的製造方法,其中,前述第1樹脂係可溶於選自由N,N-二甲基甲醛、二甲基乙醯胺、甲基乙基酮及二甲基亞碸所構成之群組中之1種以上。
〔18〕如〔15〕~〔17〕中任一項之研磨墊的製造方法,其中,前述溶劑係包含選自由N,N-二甲基甲醛、二甲基乙醯胺、甲基乙基酮及二甲基亞碸所構成之群組中之1種以上的溶劑。
〔19〕一種研磨物的製造方法,其係具有使用如〔1〕~〔14〕中任一項之研磨墊,研磨被研磨物之研磨步驟。
根據本發明,可提供一種研磨速度優異,所得之被研磨物的表面品質亦優異之研磨墊及其製造方法以 及使用研磨墊之研磨物的製造方法。
1‧‧‧樹脂含浸編織物
2‧‧‧研磨面
2’‧‧‧端面
[圖1]係表示在本實施形態之研磨墊的製造方法之切斷步驟的概念圖。
以下,如有必要邊參照圖面,並且邊針對本實施方式(以下,單稱為「本實施形態」)進行詳細說明。又,上下左右等之位置關係除非另有規定,係根據圖面所示之位置關係。進而,圖面之尺寸比率並非被限定於圖示之比率。尚,在本實施形態,所謂「纖維」,係指複數集合單絲(Monofilament)之長絲(多絲)。又,所謂「針織紗」,係指供給於製造編織物時之給料口的纖維,例示有併線具有不同熔點之2種以上的纖維而構成之併線針織紗、與由1種之纖維所構成之併線針織紗以外的針織紗。
本實施形態之研磨墊,其係具有以經編或緯編構成的編織物、與含浸在該編織物之樹脂,並具有將前述編織物之面方向的剖面作為研磨面。本實施形態之研磨墊,藉由以經編或緯編構成的編織物往面方向切斷的狀態具備,成 為在研磨面,纖維端面均勻分布,且抑制纖維的脫離者。因此,研磨速度變得更為優異,可以確保研磨表面品質。又,規則性纖維端面的分布可使研磨粒有效果地作用,可助於研磨速度的提昇。進而,規則性纖維端面的分布,變成可更均質之研磨,可助於表面品質優異之研磨的達成。尚,編織物之面方向的剖面可為全部被覆在樹脂之研磨面,亦可為其至少一部分已被覆在樹脂,由未被覆在樹脂之剖面與被覆剖面之樹脂表面所構成之研磨面,又,亦可為全部未被覆在樹脂之研磨面。
又,本實施形態之研磨墊由於具有編織物與樹脂,與金屬系平台相比較較輕,操作性及維持管理性優異。又,藉由使用以經編或緯編構成的編織物,較含浸樹脂於不織布之研磨墊研磨速度更優異。此係藉由使用編構造為規則性之以經編或緯編構成的編織物,研磨墊之內部構造更為均勻,又,雖認為是源自研磨墊的表面(研磨面)具有規則性凹凸圖型,但理由並非被限定於此。
雖並未特別限定,但本實施形態之研磨墊可適合使用在1次精削(粗精削)、2次精削(拋光精削)、1次研磨(粗研磨)、2次研磨(拋光研磨)等之化學性機械研磨(CMP)。尤其是藉由變更編織物之織法等,變成可輕易構成因應成為必要之研磨速度及表面品質的研磨墊。
研磨墊之壓縮率較佳為0.5~20%,更佳為1~10%,再更佳為1~7%。藉由壓縮率為0.5%以上,有更加 提昇被研磨物的表面品質,更加提昇研磨墊與被研磨物的密著性的傾向。又,藉由壓縮率為20%以下,有更加提昇研磨速度,可更抑制研磨墊之變形的傾向。尚,壓縮率可藉由實施例所記載之方法測定。又,壓縮率係例如,藉由在後述之較佳製造方法,以降低所得之研磨墊的密度的方式進行調整,有提高的傾向。
研磨墊之壓縮彈性率較佳為50~98%,更佳為50~95%,再更佳為50~90%。藉由壓縮彈性率為50%以上,有更加提昇研磨速度,可更抑制研磨墊之變形的傾向。又,藉由壓縮彈性率為98%以下,有更提昇與被研磨物之密著性的傾向。尚,壓縮彈性率可藉由實施例所記載之方法測定。又,壓縮彈性率,係例如藉由在後述之較佳製造方法,第2樹脂的含有率,有提高的傾向。
研磨墊之A硬度較佳為50~98°,更佳為60~95°,再更佳為70~95°。藉由A硬度為50°以上,有可更加抑制研磨墊之變形的傾向。又,藉由A硬度為98°以下,有更加提昇與被研磨物之密著性的傾向。尚,A硬度可藉由實施例所記載之方法測定。又,A硬度係例如,藉由在後述之較佳製造方法,提高第2樹脂的含有率,有提高的傾向。
研磨墊的密度較佳為0.35~0.70,更佳為0.35~0.60,再更佳為0.35~0.60。藉由密度為0.35以上,有可更加抑制研磨墊之永久變形、與因被研磨物之接觸面積的增大導致作用點的壓力降低的傾向。又,藉由密度為 0.70以下,有更提昇漿料保持性的傾向。尚,密度可藉由實施例所記載之方法測定。又,密度,例如藉由在後述之較佳製造方法,提高相對於編織物之第1樹脂及第2樹脂的含有率,有提高的傾向。
研磨墊的厚度較佳為0.5~5.0mm,更佳為1.0~2.0mm,再更佳為1.0~1.5mm。藉由厚度為0.5mm以上,有更提昇對被研磨物的軌跡追蹤的傾向。又,藉由厚度為5.0mm以下,有更安定提昇被研磨物之變形(膨脹或面形狀)的傾向。尚,厚度可藉由實施例所記載之方法測定。又,厚度例如可藉由選擇編織物之織法來調整。
編織物係以經編或緯編構成者。與不織布相比較,由於以經編或緯編構成的編織物係編構造為規則性,在研磨面之纖維端面的分布及研磨墊的內部構造變更均勻。因此,含浸之樹脂的分布狀態易容易均勻化,可達成研磨速度的提昇。又,規則性之纖維端面的分布可使研磨粒有效果地作用,可有助於研磨速度的提昇。進而,規則性之纖維端面的分布,可進行更均質之研磨,有助於表面品質優異之研磨的達成。
本實施形態之研磨墊,雖亦可使用研磨加工及精削加工之任一者,但較佳為使用在1次研磨用途及/或2次研磨用途。尤其是藉由變更編織物之織法,變成可輕易構成因應成為必要之研磨速度及表面品質的研磨墊。
尚,作為經編,雖並未特別限定,但例如可列舉單梳櫛經編(Single tricot)、雙梳櫛經編(Double tricot)等之經編;單拉舍爾經編(Rushell)、雙拉舍爾經編(Rushell)等之拉舍爾經編(Rushell);及米蘭尼斯經編(Milanese)。經編當中,從更有效果地發揮本發明的效果的觀點來看,較佳為拉舍爾經編。
又,作為緯編,雖並未特別限定,但例如可列舉單編、雙編等之圓編;羅紋編(Rib stitch)、雙面編、雙頭編等之橫編。又,作為單編,雖並未特別限定,但例如可列舉沉片頂圓編、掛編、Tompkin編。作為雙編,雖並未特別限定,但例如可列舉羅紋編(fraise stitch)、雙羅紋編、紙板編。緯編當中,從更有效果地發揮本發明的效果的觀點來看,較佳為圓編,更佳為紙板編。
又,作為構成編織物之纖維,雖並未特別限定,但例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯、聚丁烯對苯二甲酸酯、聚乳酸等之聚酯系纖維;尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12、尼龍610等之聚醯胺基系纖維;聚乙烯、聚丙烯等之聚烯烴類系纖維。其中,較佳為聚酯系纖維。
構成編織物之纖維中之至少一部分較佳為假自捻紗。藉由使用假自捻紗,編織物之內部構造具有規則性之編構造,並且纖維間的空隙與未使用假自捻紗者相比較,成為具有空隙較小之構造。藉此,纖維間的空隙減少,且變成易含浸在捻樹脂之纖維中。因此,在將編織物 往面方向切斷(切片)所得之剖面的纖維端面之分布及研磨墊的內部構造,構成編織物之纖維與樹脂更均勻分布。作為其結果,有剖面之纖維端面的分布直接或間接所反映之研磨面的凹凸之分布及研磨墊的內部構造更均勻化,更加提昇研磨速度的傾向。又,藉由使用假自捻紗,亦有更加提昇對編織物之樹脂的含浸性的傾向。
又,主要構成編織物表內面之纖維、與主要構成編織物之中構造(表內面之間的構造)之纖維的種類可彼此相同,亦可彼此相異。主要構成編織物表內面之纖維、與主要構成編織物之中構造之纖維的種類,可藉由織法與纖維的選擇適當調整。例如,作為主要構成編織物之中構造的纖維,藉由使用假自捻紗,如上述有研磨面之纖維端面的分布及研磨墊的內部構造更均勻化,更提昇研磨速度的傾向。
構成編織物之單絲的數平均直徑較佳為3~30μm,更佳為5~25μm,再更佳為10~20μm。藉由構成編織物之單絲的數平均直徑為上述範圍內,有絲或編織物的製造變更容易的傾向。
構成編織物之單絲纖度較佳為0.1~10dtex,更佳為0.3~6dtex,再更佳為0.9~4dtex。藉由構成編織物之單絲纖度為上述範圍內,有絲或編織物的製造變更容易的傾向。
構成編織物之纖維纖度較佳為30~300dtex,更佳為40~250dtex,再更佳為50~200dtex。藉由構成編 織物之纖維纖度為上述範圍內,有絲或編織物的製造變更容易的傾向。於此所謂「纖維」,係指複數長絲集合單絲(Monofilament)之多絲。
構成編織物之每一纖維的長絲數較佳為10~100,更佳為15~75,再更佳為20~50。藉由每一纖維的長絲數為上述範圍內,有絲或編織物的製造變更容易的傾向。
又,本實施形態之上述研磨墊可為包含前述編織物併線具有不同熔點之2種以上的纖維而構成之併線針織紗(以下,亦單稱為「併線針織紗」)者。編織物係具有一般加上面方向的張力時容易延伸容易變形的特性。因此,使用編織物之研磨墊在其製造步驟等,有因可加入之張力、或硬化含浸之樹脂時之收縮暨膨脹等導致容易變形的問題。如此之變形,使所得之研磨墊之內部構造的均勻性或研磨面之凹凸圖型的規則性降低,作為結果,亦對研磨速度或所得之被研磨物的表面品質帶來影響。對此,於本實施形態之研磨墊,藉由包含併線具有不同熔點之2種以上的纖維而構成之併線針織紗,變成可熱設定(熱固定)熔點低之纖維彼此,變成可於編織物中多數導入熔合熔點低之纖維彼此的交點之熔合點。藉由如此之熔合點的導入,可抑制編織物之變形,作為結果,變成可進一步提昇研磨速度或所得之被研磨物的表面品質。
併線針織紗所包含之纖維當中,熔點最低之纖維(以下,亦稱為「低熔點纖維」)雖相對於熱等之外 在要因易受到影響,但藉由加熱比較容易軟化,可彼此進行熔合。另一方面,熔點最高之纖維(以下,亦稱為「高熔點纖維」),相對於熱等之外在要因不易受到影響,可提昇研磨墊的硬度等。藉此,藉由熱固定熔點低之纖維彼此,變成可抑制編織物的變形,變成可消除加入面方向的張力時容易延伸容易變形之編織物的問題點。尚,併線針織紗包含具有不同熔點之3種類以上的纖維的情況下,將具有最低熔點者定為低熔點纖維,具有最高熔點者定為高熔點纖維。
作為構成編織物之針織紗,可僅使用併線針織紗,亦可併用併線針織紗、與併線針織紗以外之針織紗(以下,亦稱為「非併線針織紗」)。
又,作為構成針織紗之纖維,雖並未特別限定,但例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(熔點255~260℃)、聚丁烯對苯二甲酸酯(熔點232~267℃)、聚乳酸(熔點170℃)等之聚酯系纖維;低熔點尼龍(熔點110~120℃)、尼龍6(熔點225℃)、尼龍66(熔點265℃)、尼龍11(熔點187℃)、尼龍12(熔點176℃)、尼龍610(熔點225℃)、尼龍612(熔點220℃)等之聚醯胺基系纖維;低密度聚乙烯(熔點95~130℃)、高密度聚乙烯(熔點120~140℃)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(熔點65~90℃)聚丙烯(熔點165℃)等之聚烯烴類系纖維;丙烯醯基纖維(熔點317℃)。尚,上述括號內之熔點為參考值,構成各纖維之樹脂的熔點並非限定於上述,可適當 使用市售品。
構成併線針織紗之具有不同熔點之2種以上的纖維當中,低熔點纖維的熔點較佳為50~180℃,更佳為75~170℃,再更佳為100~150℃。藉由低熔點纖維的熔點為180℃以下,可抑制編織物的變形,作為結果,有更加提昇研磨速度或所得之被研磨物的表面品質的傾向。又,藉由低熔點纖維的熔點為50℃以上,有更提昇研磨墊的硬度等之物性的傾向。作為如此之纖維,雖並未特別限定,但例如可列舉聚乳酸(熔點170℃)、低熔點聚對苯二甲酸乙二酯(熔點130~180℃)、低熔點尼龍(熔點100~130℃)、尼龍12(熔點176℃)、低密度聚乙烯(熔點95~130℃)、高密度聚乙烯(熔點120~140℃)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(熔點65~90℃)、聚丙烯(熔點165℃)等。
構成併線針織紗之具有不同熔點之2種以上的纖維當中,高熔點纖維的熔點較佳為200~400℃,更佳為210~380℃,再更佳為220~360℃。藉由高熔點纖維的熔點為上述範圍內,有更提昇研磨墊的硬度等之物性的傾向。作為如此之纖維,雖並未特別限定,但例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(熔點255~260℃)、聚丁烯對苯二甲酸酯(熔點232~267℃)、尼龍610(熔點225℃)、尼龍612(熔點220℃)丙烯醯基纖維(熔點317℃)等。
構成併線針織紗之高熔點纖維的纖維纖度較佳為30~300dtex,更佳為40~250dtex,再更佳為50~ 200dtex。藉由構成併線針織紗之高熔點纖維的纖維纖度為上述範圍內,有絲或編織物的製造變更容易的傾向。
構成併線針織紗之低熔點纖維的纖維纖度較佳為3~30dtex,更佳為4~25dtex,再更佳為5~20dtex。藉由構成併線針織紗之低熔點纖維的纖維纖度為上述範圍內,有絲或編織物的製造變更容易的傾向。
併線針織紗中,低熔點纖維的纖維纖度相對於高熔點纖維的纖維纖度,較佳為5~20%,更佳為5~17.5%,再更佳為7.5~15%。藉由低熔點纖維的纖維纖度相對於高熔點纖維的纖維纖度為5%以上,有低熔點纖維彼此的熔合變更強,更抑制編織物的變形的傾向。又,藉由低熔點纖維的纖維纖度相對於高熔點纖維的纖維纖度為20%以下,有提昇研磨墊的物性、含浸之樹脂的附著量、空隙率等之平衡,更提昇研磨速度的傾向。
構成非併線針織紗之纖維的纖維纖度較佳為30~300dtex,更佳為40~250dtex,再更佳為50~200dtex。藉由構成非併線針織紗之纖維的纖維纖度為上述範圍內,有絲或編織物的製造變更容易的傾向。
構成併線針織紗之高熔點纖維每1纖維的長絲數較佳為10~100,更佳為15~75,再更佳為20~50。藉由構成併線針織紗之高熔點纖維每1纖維的長絲數為上述範圍內,有絲或編織物的製造變更容易的傾向。
構成併線針織紗之低熔點纖維每1纖維的長絲數較佳為1~10,更佳為2~7,再更佳為2~5。藉由構成 併線針織紗之低熔點纖維每1纖維的長絲數為上述範圍內,有絲或編織物的製造變更容易的傾向。
構成非併線針織紗之纖維每1纖維的長絲數較佳為10~100,更佳為15~75,再更佳為20~50。藉由構成非併線針織紗之纖維每1纖維的長絲數為上述範圍內,有絲或編織物的製造變更容易的傾向。
作為使用併線針織紗之編織物,可列舉主要構成編織物表內面之針織紗為併線針織紗,主要構成編織物之中構造(表內面之間的構造)的針織紗為非併線針織紗的編織物;主要構成編織物表內面之針織紗與主要構成編織物之中構造(表內面之間的構造)的針織紗,一同為併線針織紗之編織物;主要構成編織物表內面之針織紗為非併線針織紗,主要構成編織物之中構造(表內面之間的構造)的針織紗為併線針織紗之編織物。其中,較佳為主要構成編織物表內面之針織紗為包含併線針織紗之編織物,更佳為主要構成編織物表內面之針織紗為併線針織紗,主要構成編織物之中構造(表內面之間的構造)的針織紗為非併線針織紗之編織物。藉由使用如此之編織物,有不損害編織物的特性,抑制變形更提昇編織物構造的均勻性的傾向。
又,主要構成編織物表內面之纖維、與主要構成編織物之中構造(表內面之間的構造)之纖維的種類可彼此相異。主要構成編織物表內面之纖維、與主要構成編織物之中構造之纖維的種類,可藉由織法與纖維的選擇 適當調整。進而,作為主要構成編織物之中構造的纖維,藉由使用假自捻紗,如上述有研磨面之纖維端面的分布及研磨墊的內部構造更均勻化,更提昇研磨速度的傾向。
作為編織物所含浸之樹脂,雖並未特別限定,但例如可列舉聚胺基甲酸乙酯、聚胺基甲酸乙酯聚脲等之聚胺基甲酸乙酯系樹脂;聚丙烯酸酯、聚丙烯腈等之丙烯醯基系樹脂;聚氯化乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氟化亞乙烯等之乙烯系樹脂;聚碸、聚醚碸等之聚碸系樹脂;乙醯基化纖維素、丁醯基化纖維素等之醯基化纖維素系樹脂;聚醯胺基系樹脂;及聚苯乙烯系樹脂。
其中,作為編織物所含浸之樹脂,較佳為包含聚胺基甲酸乙酯系樹脂。作為聚胺基甲酸乙酯系樹脂,雖並未被限定於以下,但例如可列舉聚酯系聚胺基甲酸乙酯樹脂、聚醚系聚胺基甲酸乙酯樹脂及聚碳酸酯系聚胺基甲酸乙酯樹脂。藉由使用如此之樹脂,有更提昇研磨速度的傾向。
編織物所含浸之樹脂可1種單獨使用,亦可併用2種以上。其中,作為本實施形態之較佳態樣,作為樹脂較佳為包含第1樹脂、與和第1樹脂不同之第2樹脂。
作為第1樹脂,亦即若為可用可濕式凝固之樹脂含浸在編織物者,則並未特別限定,可適用各種周知者。作為如此之樹脂之例,雖並未被限定於以下,但可列 舉聚胺基甲酸乙酯系樹脂、丙烯醯基系樹脂、乙烯基系樹脂、聚碸系樹脂、醯基化纖維素系樹脂、聚醯胺基系樹脂及聚苯乙烯系樹脂。作為聚胺基甲酸乙酯系樹脂,雖並未被限定於以下,但例如可列舉聚酯系聚胺基甲酸乙酯樹脂、聚醚系聚胺基甲酸乙酯樹脂及聚碳酸酯系聚胺基甲酸乙酯樹脂。尚,所謂「濕式凝固」,係指藉由將溶解樹脂之樹脂溶液含浸在編織物,將此浸漬在凝固液(相對於樹脂為貧溶劑)之槽,使含浸之樹脂溶液中之樹脂凝固再生者。藉由取代樹脂溶液中之溶劑與凝固液,凝聚樹脂溶液中之樹脂而凝固。尚,從濕式凝固所使用的觀點來看,以第1樹脂可溶於選自由N,N-二甲基甲醛、二甲基乙醯胺、甲基乙基酮及二甲基亞碸所構成之群組中之1種以上較佳。
第1樹脂在23±2℃之100%係數較佳為5MPa~30MPa,更佳為5MPa~20MPa。100%係數係將由該樹脂所構成之薄片拉伸至100%時,亦即拉伸至原本長度的2倍時,將所負擔之荷重除以單位面積之值。
作為第2樹脂,亦即為可用可乾式凝固之樹脂含浸在編織物者,若為NCO當量450以下之胺基甲酸乙酯預聚物與硬化劑的反應物,則並未特別限定,可適用各種周知者。尚,所謂「乾式凝固」,係指將包含預聚物與硬化劑之液含浸在編織物,使預聚物與硬化劑進行反應而形成樹脂。此時,亦可於液中包含溶劑。
於此,作為胺基甲酸乙酯預聚物,雖並未特 別限定,但例如可列舉六亞甲基二異氰酸鹽與己烷三醇的加成物;2,4-甲苯二異氰酸酯與兒茶酚(Brenz Catechol)的加成物;甲苯二異氰酸酯與己烷三醇的加成物;甲苯二異氰酸酯與三羥甲丙烷的加成物;苯二甲基二異氰酸鹽與三羥甲丙烷的加成物;六亞甲基二異氰酸鹽與三羥甲丙烷的加成物;及異氰脲酸與六亞甲基二異氰酸鹽的加成物。胺基甲酸乙酯預聚物可1種單獨使用,亦可併用2種以上。
胺基甲酸乙酯預聚物之NCO當量較佳為450以下,更佳為220~400,再更佳為250~320。藉由胺基甲酸乙酯預聚物之NCO當量為上述範圍內,有更提昇研磨速度的傾向。尚,在本說明書中,所謂「NCO當量」,係意指該樹脂溶液中之胺基甲酸乙酯預聚物之平均NCO當量。又,NCO當量可用周知之方法測定,例如可依JIS K 7301(1995)測定。
又,作為硬化劑,雖並未特別限定,但例如可列舉3,3’-二氯-4,4’-二胺基二苯基甲烷、4-甲基-2,6-雙(甲硫基)-1,3-苯二胺、2-甲基-4,6-雙(甲硫基)-1,3-苯二胺、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙[3-(異丙基胺基)-4-羥基苯基]丙烷、2,2-雙[3-(1-甲基丙基胺基)-4-羥基苯基]丙烷、2,2-雙[3-(1-甲基戊基胺基)-4-羥基苯基]丙烷、2,2-雙(3,5-二胺基-4-羥基苯基)丙烷、2,6-二胺基-4-甲基酚、三甲基乙烯雙-4-胺基苯甲酸酯及聚氧化四亞甲基-di-p-胺基苯甲酸酯等之胺化合物;乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三亞甲基甘醇、四乙二醇、三乙 二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-丁二醇、3-甲基-1,2-丁二醇、1,2-戊烷二醇、1,4-戊烷二醇、2,4-戊烷二醇、2,3-二甲基三亞甲基甘醇、四亞甲基甘醇、3-甲基-4,3-戊烷二醇、3-甲基-4,5-戊烷二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊烷二醇、1,6-已二醇、1,5-已二醇、1,4-已二醇、2,5-已二醇、1,4-環己烷二甲醇、新戊二醇、甘油、三羥甲丙烷、三羥甲基乙烷及三羥甲基甲烷等之多元醇化合物。硬化劑可1種單獨使用,亦可併用2種以上。
作為溶劑,雖並未特別限定,但例如可列舉N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺及甲基乙基酮等。
在樹脂包含第1樹脂與和該第1樹脂不同之第2樹脂的情況下,編織物的含量,相對於編織物、第1樹脂及第2樹脂的總量,較佳為30~60質量%,更佳為30~55質量%。藉由編織物的含量為上述範圍內,有更提昇研磨速度的傾向。
尚,編織物、第1樹脂及第2樹脂之各含量,利用對極性溶劑之溶解性(極性)的差異、或胺分解性的差異,可由溶出之成分的質量或殘渣的質量求得。又,分別測定後述之1次含浸步驟後之研磨墊的密度、與後述之浸漬步驟後之研磨墊的密度、與後述之2次含浸步驟後之研磨墊的密度,亦可從密度差算出。尚,密度的測定係與上述同樣進行來測定。
研磨墊除了上述之編織物及樹脂之外,因應目的,可包含通常之研磨墊所包含之各種添加劑。作為如此之添加劑,雖並未被限定於以下,但例如可列舉碳黑等之顏料或填料、親水性添加劑及疏水性添加劑。
作為親水性添加劑,雖並未特別限定,但例如可列舉如月桂基硫酸鈉、羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽、磷酸酯鹽之陰離子界面活性劑;如親水性之酯系化合物、醚系化合物、酯暨醚系化合物、醯胺基系化合物之非離子界面活性劑。
又,作為疏水性添加劑,雖並未特別限定,但例如可列舉加成如聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、全氟烷基氧化乙烯加成物、甘油脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯之碳數3以上的烷基鏈之非離子系界面活性劑。
進而,研磨墊中可殘存在該製造過程中所使用之溶劑等之各種材料。
本實施形態之研磨墊的製造方法若為具有對於編織物使樹脂含浸,使其固形化之步驟、與往編織物的面方向切斷之步驟的方法,則並未特別限定。例如複數種使用樹脂的情況下,可具有多階段的含浸步驟,該多階段的含浸步驟係可混合複數之樹脂,將一度含浸在編織物,且一部分之樹脂含浸在編織物並使其固化後,使殘留之樹脂含浸在 編織物而使其固化。又,切斷的時間點亦並未特別限制,可使用預先往面方向切斷之編織物,亦可切斷含浸全部樹脂之編織物,亦可切斷含浸一部分樹脂之編織物,進而含浸殘留之樹脂。
作為使用上述第1樹脂及第2樹脂,進行多階段之含浸步驟的方法,雖並未特別限定,但例如可列舉具有下述步驟之方法,藉由於以經編或緯編構成之編織物含浸包含第1樹脂之樹脂溶液,進行濕式凝固,而得到樹脂含浸編織物之1次含浸步驟、與將前述樹脂含浸編織物浸漬在包含可溶前述第1樹脂之溶劑的浸漬液之浸漬步驟、與將該浸漬步驟後之前述樹脂含浸編織物,往前述編織物的面方向切斷之切斷步驟、與將該切斷步驟後之前述樹脂含浸編織物,含浸在包含NCO當量450以下之胺基甲酸乙酯預聚物與硬化劑之溶液的2次含浸步驟。
使用以經編或緯編編成之編織物的情況下,該編織物係包含併線具有不同熔點之2種以上的纖維而構成之併線針織紗,本實施形態之研磨墊的製造方法,其係於前述1次含浸步驟前,可進一步具有以前述具有不同熔點之2種以上的纖維當中,熔點最低之纖維的軟化點以上且未滿熔點的溫度進行加熱之熱設定步驟。藉由以經編或緯編編成之編織物,該編織物係包含併線具有不同熔點之2種以上的纖維而構成之併線針織紗,以低熔點纖維之軟化點以上 且未滿熔點的溫度進行加熱,而成為經軟化之低熔點纖維彼此存在以其交點熔合之熔合點的狀態。藉此,可抑制編織物往面方向延伸或變形。
係藉由於編織物含浸包含第1樹脂之樹脂溶液,進行濕式凝固,而得到樹脂含浸編織物之步驟。於編織物含浸樹脂溶液之下,使用濕式凝固法的情況下,於凝固液中,於附著在編織物之纖維之樹脂溶液的表面,藉由樹脂溶液的溶劑與凝固液的取代之進行,樹脂凝固再生於纖維的表面。
作為上述1次含浸步驟的具體例係如以下。首先,如混合如上述之第1樹脂、與可溶解該第1樹脂,且混和在後述之凝固液之溶劑、與如有必要之其他添加劑,進而如有必要於減壓下脫泡準備樹脂溶液。作為上述溶劑,雖並未特別限定,但例如可列舉N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAC)、甲基乙基酮(MEK)及二甲基亞碸(DMSO)。從選擇對於樹脂之良溶劑的觀點,進而從對於凝固浴使其均勻混和使濕式凝固更為容易的觀點來看,第1樹脂較佳為可溶在選自由N,N-二甲基甲醛、二甲基乙醯胺、甲基乙基酮及二甲基亞碸所構成之群組中之1種以上的溶劑。同樣,上述溶劑較佳為包含選自由N,N-二甲基甲醛、二甲基乙醯胺、甲基乙基酮及二甲基亞碸所構成之群組中之1種以上的溶劑。
從含浸通過編織物的全體之樹脂的觀點及從充分確保樹脂之含浸量的觀點來看,針對上述樹脂溶液,使用B型回轉黏度計於20℃所測定之黏度較佳為8000cp以下,更佳為100cp~5000cp,再更佳為400cp~3000cp。從得到如此之黏度的數值範圍之樹脂溶液的觀點來看,例如可將聚胺基甲酸乙酯樹脂,以相對於樹脂溶液的全體量為5~25質量%的範圍,更佳為8~20質量%的範圍溶解在溶劑。由於樹脂溶液的黏性亦依存在所使用之樹脂的種類及分子量,故總合考慮此等,較佳為進行樹脂的選定、濃度設定等。
其次,編織物充分浸漬於樹脂溶液後,從附著樹脂溶液之編織物,藉由使用可加壓於1對輥間之軋輥,擠出樹脂溶液,將樹脂溶液對編織物的附著量調整在所期望的量,均勻或略均勻含浸樹脂溶液於編織物。其次,藉由將含浸樹脂溶液之編織物浸漬在相對於樹脂之貧溶劑,例如將水作為主成分之凝固液中,使樹脂(以下,將濕式凝固之樹脂稱為「濕式樹脂」)凝固再生。凝固液中,為了調整樹脂之再生速度,可添加樹脂溶液中之溶劑以外之極性溶劑等之有機溶劑。又,凝固液的溫度若為可凝固樹脂之溫度,則並未特別限定,例如可為15~60℃。
在本實施形態,較佳為進行上述之濕式凝固後,供於如以下之洗淨暨乾燥步驟。首先,將凝固再生濕式樹脂之編織物於水等之洗淨液中洗淨,去除殘存於編織物中之DMF等之溶劑。洗淨後,可將編織物從洗淨液撈 出,使用軋輥等擠出多餘的洗淨液。然後,將編織物於100℃~150℃之乾燥機中乾燥。又,上述乾燥之後,從將所得之樹脂含浸編織物進一步供於藉由切片、磨光(Buff)等之加工,去除表層之皮層,成為預定之厚度,提高下一步驟之浸漬步驟的均勻性的觀來看較佳。
浸漬步驟係藉由將樹脂含浸編織物,浸漬於包含可溶前述第1樹脂之溶劑的浸漬液,使該濕式樹脂部分性再溶解於溶劑的步驟。認為係藉由浸漬步驟,減少樹脂含浸編織物內部之氣泡(例如閉氣孔及開口部小的開氣孔),來提昇編織物與濕式樹脂的密著性。作為浸漬步驟所使用之溶劑,雖並未特別限定,但例如可列舉N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAC)、甲基乙基酮(MEK)及二甲基亞碸(DMSO)。又,作為浸漬時之溫度條件,從減少第1樹脂之氣泡,且防止對溶劑之樹脂的溶出的觀點來看,較佳為15.0~25.0℃,作為浸漬時間,從相同的觀點來看,較佳為5~30秒。尚,較佳為於上述之浸漬步驟後,設置乾燥步驟。
切斷步驟係將浸漬步驟後之樹脂含浸編織物往編織物的面方向切斷之步驟。可藉由切斷步驟,形成往編織物的面方向切斷的剖面作為研磨面。於圖1表示切斷步驟之概 念圖。圖1係將浸漬步驟後之樹脂含浸編織物1往編織物的面方向切斷時之截面圖。如圖1所示,在本實施形態,將編織物往面方向切斷,作成研磨面2(2次含浸前)。研磨面2係於面方向均勻分布纖維的端面。又,在研磨面2,纖維的端面2’沒必要露出,接著可藉由2次含浸步驟等,以樹脂被覆研磨面。
尚,切斷方法並未特別限制,可使用帶狀裁刀等切斷。
2次含浸步驟係將切斷步驟後之樹脂含浸編織物,含浸在包含NCO當量450以下之胺基甲酸乙酯預聚物與硬化劑之溶液的步驟。推測係藉由2次含浸步驟,於上述之濕式樹脂的表面形成樹脂(以下,亦將此樹脂稱為「乾式樹脂」)。
作為2次含浸步驟之具體例,首先,準備包含於末端具有異氰酸鹽基之胺基甲酸乙酯預聚物、與硬化劑、與可溶解該等之溶劑的溶液。於此,胺基甲酸乙酯預聚物、硬化劑及溶劑可使用與上述例示者相同者。
其次,於上述溶液浸漬浸漬步驟之後之樹脂含浸編織物後,藉由從附著溶液之樹脂含浸編織物,使用可加壓於1對輥間之軋輥擠出溶液,將溶液對樹脂含浸編織物的附著量調整在所期望的量,均勻或略均勻含浸溶液於樹脂含浸編織物。其次,將含浸溶液之樹脂含浸編織物 於乾燥機內乾燥。藉此,藉由胺基甲酸乙酯預聚物與硬化劑進行聚合,於樹脂含浸編織物得到含浸乾式樹脂之本實施形態的研磨墊。作為乾燥溫度,例如可為100℃~140℃。尚,可將藉由2次含浸步驟所得之研磨墊的研磨面進一步以磨光等處理。
藉由經過上述之1次含浸步驟、浸漬步驟及2次含浸步驟,得到具有本實施形態之所期望構成的研磨墊。此研磨墊雖並非限定於以下所說明之內容的趣旨,但推測係具有如以下之構成者。亦即,藉由經過1次含浸步驟,於編織物的表面形成濕式樹脂。尤其是藉由於1次含浸步驟採用濕式凝固,濕式樹脂均勻附著於編織物內。惟,於此階段,在所得之樹脂含浸編織物的樹脂內部,源自濕式凝固法之微細氣泡多,編織物與濕式樹脂的密著性及強度無法說足夠。其次,藉由經過浸漬步驟,於濕式樹脂之微細氣泡填充浸漬溶液,藉由以乾燥之加溫再溶解濕式樹脂,減少樹脂含浸編織物內部之微細氣泡(例如閉氣孔及開口部小之開氣孔)的同時,由於編織物所含浸之樹脂(濕式樹脂)於纖維周邊進行高密度化,提昇編織物之纖維與濕式樹脂的密著性,同時亦提昇強度。又,藉由減少微細氣泡,與在2次含浸步驟之乾式樹脂之含浸的均勻化或強度提昇相關。進而,藉由經過2次含浸步驟,於編織物纖維上之濕式樹脂之層的表面,進一步形成乾式樹脂之層。又,藉由經過熱設定步驟,成為於編織物,軟化之低熔點纖維彼此存在於其交點熔合之熔合點的狀態。
藉由本實施形態時,在浸漬步驟,由於氣泡減少,在2次含浸步驟,確保可含浸之空隙,同時改善通氣性,侵入乾式樹脂,且減少困難的地點,增加乾式樹脂所存在的區域。因此,乾式樹脂可均勻含浸。又,由於未直接附著於編織物之部分的濕式樹脂減少,可抑制研磨時研磨墊內之樹脂的剝離,延長壽命。如此,推測在本實施形態之研磨墊,係將編織物作為基材,於該編織物上形成濕式樹脂之層,於該濕式樹脂之層上形成乾式樹脂之層。又,推測作為研磨墊的全體,編織物與濕式樹脂之層之間的密著性及濕式樹脂之層與乾式樹脂之層的密著性皆良好。從上述的觀點來看,認為本實施形態之研磨墊可確保充分的強度。
如上述進行所得之研磨墊,然後如有必要可裁斷成圓形等之所期望形狀、尺寸,可實施確認無污漬或異物等之附著等之檢査。
又,在藉由經過切斷步驟,所得之研磨墊,編織物的面方向之剖面至少一部分被覆在樹脂(乾式樹脂),未被覆在該樹脂的剖面、與被覆剖面之樹脂的表面可成為研磨面。於如此之研磨墊,在將以經編或緯編構成的編織物往面方向切斷所得之剖面,由於纖維端面均勻分布,於剖面直接成為研磨面的部分,直接反映該纖維端面的分布,於剖面被覆在樹脂的部分,間接反映該纖維端面的分布。其結果,由於除了如上述之研磨墊的內部構造之均勻化,研磨面之凹凸的分布亦更均勻化,有更提昇研磨 速度的傾向。又,剖面以樹脂被覆的部分,抑制纖維的脫離。此等之結果,本實施形態之研磨墊變成研磨速度更優異,可確保研磨表面品質。
使用本實施形態之研磨墊研磨被研磨物(以下,亦稱為「被加工件」)的情況下,可預先於與研磨墊的研磨面相反側的面,貼合於研磨機之研磨平台用以貼著研磨墊之雙面膠(具備黏著層及剝離紙者)。
尚,考慮研磨加工時之漿料的供給或研磨屑的排出,可於研磨墊的研磨面實施溝加工或壓紋加工。作為在溝的研磨面之平面形狀(圖型),例如可列舉放射狀、格子狀及螺旋狀。又,作為溝之剖面形狀,例如可列舉矩形狀、U字狀、V字狀及半圓狀。進而,溝之間距、寬度及深度若研磨屑之排出或漿料的移動可能即可,並非被特別限制者。
本實施形態之研磨物的製造方法,若為具有使用上述研磨墊,研磨被研磨物之研磨步驟的方法,則並未特別限定。研磨步驟中,係包含1次精削(粗精削)、2次精削(拋光精削)、1次研磨(粗研磨)、2次研磨(拋光研磨)及兼具此等複數之研磨者。
作為被研磨物,雖並未特別限定,但例如可列舉半導體裝置、電子零件等之材料,尤其是Si基板(矽晶圓)、SiC(碳化矽)基板、GaAs(鎵砷)基板、玻 璃、硬碟或LCD(液晶顯示器)用基板等之薄型基板(被研磨物)。其中,本實施形態之研磨物的製造方法可適用在電能裝置、LED等之材料,例如可適合作為藍寶石、SiC、GaN及鑽石等、研磨加工之困難的難加工材料的製造方法使用。
作為研磨方法,可使用以往周知之方法,並未特別限定。以下,於研磨粒的存在下藉由研磨墊於例說明於被研磨物實施研磨加工之方法。
首先,於研磨機之研磨平台安裝研磨墊並進行固定。而且,藉由將保持在以與研磨平台對向的方式配置之保持平台之被研磨物對研磨墊之研磨面側擠壓的同時,於被加工件與研磨墊之間邊供給漿料邊相對性回轉研磨平台及/或保持平台,於被研磨物的加工面實施研磨加工。
漿料可包含在化學機械研磨所使用之強氧化劑、溶劑、研磨粒子。作為強氧化劑,雖並未特別限定,但例如可列舉過錳酸鉀、過錳酸鈉等。作為溶劑,例如可列舉水及有機溶劑。作為有機溶劑,較佳為烴,更佳為具有高沸點之烴。作為烴,雖並未特別限定,但例如可列舉石臘系烴、烯烴類系烴、芳香族系烴及脂環式烴。作為具有高沸點之烴,例如可列舉初餾點220℃以上的石油系烴。溶劑可1種單獨或組合2種以上使用。
又,漿料中如有必要可包含其他添加劑。作為如此之添加劑,例如可列舉非離子界面活性劑、陰離子 界面活性劑、羧酸酯、羧酸醯胺基及羧酸等。
被研磨物若為以往實施研磨加工者,則並未特別限定,例如可列舉半導體晶圓、磁氣碟及光學玻璃等。此等當中,從可更有效活用藉由本實施形態之研磨墊之作用效果的觀點來看,較佳為半導體晶圓,更佳為SiC基板、藍寶石基板或GaN基板。作為其材質,SiC單晶及GaN單晶等之難削材雖較佳,但亦可為藍寶石、氮化矽、氮化鋁之單晶等。
以下,將本發明使用實施例及比較例更具體說明。本發明並非藉由以下之實施例而有任何限定者。
透過彈簧於厚度4.5mm以上的試驗片表面,從壓附壓頭(厚薄規)30秒後之壓頭的按壓深度,測定研磨墊之A硬度。作為測定裝置,係使用A型硬度計。將此進行3次從算術平均值求得A硬度。具體而言,將研磨墊切出10cm×10cm,作為試料片,以厚度成為4.5mm以上的方式重疊複數片來測定。
使用肖伯爾型厚度測定器(加壓面:直徑1cm之圓形),依據日本工業規格(JIS L 1021),測定研磨墊之 壓縮率及壓縮彈性率。具體而言,測定以初荷重加壓30秒後之厚度t0,其次以最終荷重原本測定放置5分鐘後之厚度t1。去除全部之荷重,測定放置1分鐘後,再度以初荷重加壓30秒後之厚度t0’。此時,初荷重為100g/cm2、最終荷重為1120g/cm2。壓縮率係以下述數式(1)算出,壓縮彈性率係以下述數式(2)算出。
數式(1):壓縮率(%)=(t0-t1)/t0×100
數式(2):壓縮彈性率(%)=(t0’-t1)/(t0-t1)×100
使用肖伯爾型厚度測定器(加壓面:直徑1cm之圓形),依據日本工業規格(JIS K 6505),測定研磨墊的厚度。具體而言,準備3片將研磨墊切出10cm×10cm之試料片,於各試料片每一片設定在厚度測定器預定位置後,將施加480g/cm2荷重之加壓面載放於試料片的表面,於經過5秒後測定厚度。每1片之試料片,測定5處的厚度算出算術平均值,進而求得3片試料片之算術平均值。
將研磨墊切出10cm×10cm作為試料片,測定其質量,從由上述尺寸求得之體積與上述質量,算出研磨墊的密度(體積密度)(g/cm3)。
將研磨墊貼附在研磨機(SPEEDFAM公司製、32英寸)的平台,邊以900mL/min供給水邊修整加工(加壓1.3kPa、時間:10min)研磨墊的研磨面。此時,作為鑽石修整器,係使用旭鑽石工業股份有限公司製「鑽石修整器(#100)」。其次,對於被研磨物之SiC晶圓(直徑3英寸×厚度420μm),係使用上述研磨墊,在下述所示之研磨條件進行研磨。
漿料:Sinmat公司製、製品名SC1AJ。
漿料流量:5mL/min
回轉數:35rpm
研磨時間:120min/BT
研磨壓:450gf/cm2
除了將被研磨物變更為藍寶石晶圓(直徑2英寸×厚度375μm),作為下述所示之研磨條件之外,其他與研磨試驗1同樣進行研磨。
漿料:係使用將富士股份有限公司製、製品名「COMPOL80」與水以2:1的比率混合者。
漿料流量:3L/min(循環)
回轉數:70rpm
研磨時間:180min/BT
研磨壓:400gf/cm2
研磨速度(單位:μm/hr)係從由在上述研磨試驗1及2之加工前後之被研磨物的質量減少所求得之研磨量、被研磨物的研磨面積及比重,算出藉由研磨去除的厚度,作為每一小時所去除的厚度進行評估。尚,在研磨試驗1,將對被研磨物6片進行研磨時之平均值定為研磨速度,在研磨試驗2,將對被研磨物64片進行研磨時之平均值定為研磨速度。
針對上述研磨試驗1或2後之被研磨物5片,在目視確認被研磨面的刮傷。如以下,將大量承認刮傷等之缺陷的情況定為「2」,將幾乎未觀察到刮傷等之缺陷的情況定為「1」,將未觀察到刮傷等之缺陷的情況定為「0」,求得被研磨物5片之評估的加權平均。尚,研磨試驗後之被研磨物表面成為鏡面狀。於上述所謂未觀察到刮傷等之缺陷,係藉由於包含大小之鏡面狀的被研磨物表面是否觀察到刮傷等來判斷。
0:未觀察到刮傷等之缺陷
1:幾乎未觀察到刮傷等之缺陷
2:大量承認刮傷等之缺陷
準備藉由聚對苯二甲酸乙二酯纖維而構成之編織物A~B與不織布A。於下述表1記載各編織物的構成。尚,在經編及圓編,分成構成編織物表內面之纖維、與構成編織物之中構造(表面與內面之間)之纖維來記載。
尚,編織物A係以具有L1~L6之給料口的雙拉舍爾經編機編成之由下述編織物組織而成之經編織(雙拉舍爾經編),L3、4為假自捻紗,L1、2、5、6為原絲。
L1:4-4-4-4/0-0-0-0//
L2:0-1-1-1/1-0-0-0//
L3:0-1-1-2/1-0-2-1//
L4:1-2-0-1/2-1-1-0//
L5:0-0-0-1/1-1-1-0//
L6:0-0-4-4/4-4-0-0//
又,編織物B係以具有F1~F6之給料口的圓編機編成之由下述編織物組織所成之圓編織(紙板針織)。
F1:黏性(tack)(奇數編號之圓筒針與偶數編號之針盤針的黏性組織(覆蓋次編成與編成))
F2:半針盤(圓筒未編成僅奇數編號之針盤針編成)
F3:半圓筒(針盤未編成僅偶數編號之圓筒針編成)
F4:黏性針織(與F1相反,偶數編號之圓筒針與奇數編號之針盤針的黏性組織)
F5:半針盤(與F2相反,圓筒未編成僅偶數編號之針盤針編成)
F6:半圓筒(與F3相反,針盤未編成僅偶數編號之圓筒針編成)
混合聚碳酸酯系胺基甲酸乙酯樹脂(DIC公司製、商品名「CrisbonS705」)56.7質量份、與N,N-二甲基甲醯胺43.3質量份,調製樹脂溶液。藉由於所得之樹脂溶液浸漬編織物A,使用軋輥擠出多餘的樹脂溶液,略均勻含浸樹脂溶液於編織物A。其次,藉由於由18℃之水所構成之凝固液中浸漬編織物A,使1次含浸樹脂凝固再生,而得到樹脂含浸編織物。然後,將樹脂含浸編織物從凝固液取出使 其乾燥,而得到藉由磨光去除表面的皮層之樹脂含浸編織物。
其次,於將N,N-二甲基甲醯胺與純水以65對35混合之浸漬溶劑,浸漬上述所得之樹脂含浸編織物。然後,進行乾燥,而得到浸漬步驟後之樹脂含浸編織物。
然後,乾燥樹脂含浸編織物,使用帶狀裁刀型之切片機,以上下的厚度成為均等的方式往面方向切片。
進而,混合胺基甲酸乙酯預聚物(DIC公司製、商品名「PANDEX TM363」、NCO當量:286)24.11質量份、與硬化劑(DIC公司製、商品名「PANDEX E」)10.91質量份與N,N-二甲基甲醯胺60.04質量份,來調製樹脂溶液。於所得之樹脂溶液,浸漬切斷步驟後之樹脂含浸編織物後,以研磨墊的密度成為0.36g/cm3的方式調整軋輥之壓料(Nip)條件,擠出樹脂溶液。然後,進行洗淨暨乾燥,而得到實施例1之研磨墊。相對於研磨墊全體,編織物含量為37質量%。尚,上述之NCO當量係依據JIS K 7301(1995)測定(以下相同)。
除了以研磨墊的密度成為0.41g/cm3的方式調整軋輥的壓料條件之外,其他藉由與實施例1相同的方法,而得到實施例2之研磨墊。相對於研磨墊全體,編織物含量為32質量%。
除了取代編織物A改使用不織布A,以研磨墊的密度成為0.37g/cm3的方式調整軋輥之壓料條件之外,其他藉由與實施例1相同的方法,而得到比較例1之研磨墊。相對於研磨墊全體,不織布含量為34質量%。
除了於研磨面設置間距30mm、寬度2mm、深度0.5mm之剖面U字狀之溝之外,其他藉由與實施例2相同的方法,而得到實施例3之研磨墊。相對於研磨墊全體,編織物含量為32質量%。
除了取代編織物A改使用編織物B,以研磨墊的密度成為0.56g/cm3的方式調整軋輥之壓料條件之外,於研磨面設置間距30mm、寬度2mm、深度0.4mm之剖面U字狀之溝之外,其他藉由與實施例1相同的方法,而得到實施例4之研磨墊。相對於研磨墊全體,編織物含量為53質量%。
除了以研磨墊的密度成為0.42g/cm3的方式調整軋輥之壓料條件之外,其他藉由與比較例1相同之方法,而得到比較例2之研磨墊。相對於研磨墊全體,不織布含量為30質量%。
於表2表示於實施例1~4及比較例1~2所得之各研磨墊的硬度、壓縮率、壓縮彈性率、厚度及密度。又,表示以上述研磨試驗1~2的條件進行時之研磨速度及表面品質的評估結果。
準備使用於聚對苯二甲酸乙二酯纖維併線低熔點尼龍纖維之併線針織紗作為構成表內面之針織紗、使用聚對苯 二甲酸乙二酯纖維之經編雙拉舍爾經編編織物A1、與除了未併線低熔點尼龍纖維之外,其他與編織物A1同樣進行之經編雙拉舍爾經編編織物A2作為構成中構造之針織紗、使用於聚對苯二甲酸乙二酯纖維併線低熔點尼龍纖維之併線針織紗作為構成表內面之針織紗、使用聚對苯二甲酸乙二酯纖維之針織紗之圓編紙板針織編織物B1、與除了未併線低熔點尼龍纖維之外,其他與編織物B1同樣進行之圓編紙板針織編織物B2作為構成中構造。於下述表1記載各編織物之構成。尚,分成構成編織物表內面之纖維、與構成編織物之中構造(表面與內面之間)之纖維記載。
尚,編織物A1及A2係以具有L1~L6之給料口的雙拉舍爾經編機編成之由下述編織物組織而成之經編織(雙拉舍爾經編),L3、4為假自捻紗,L1、L2、L5、L6 為原絲。尚,在編織物A1為併線絲之低熔點尼龍纖維的給料口係如表1所述。
L1:4-4-4-4/0-0-0-0//
L2:0-1-1-1/1-0-0-0//
L3:0-1-1-2/1-0-2-1//
L4:1-2-0-1/2-1-1-0//
L5:0-0-0-1/1-1-1-0//
L6:0-0-4-4/4-4-0-0//
又,編織物B1及B2係以具有L1~L6之給料口的圓編機編成之由下述編織物組織而成之圓編織(紙板針織)。尚,在編織物B1為併線絲之低熔點尼龍纖維的給料口係如表1所述。
F1:黏性(奇數編號之圓筒針與偶數編號之針盤針的黏性組織(覆蓋次編成與編成))
F2:半針盤(圓筒未編成僅奇數編號之針盤針編成)
F3:半圓筒(針盤未編成僅偶數編號之圓筒針編成)
F4:黏性針織(與F1相反,偶數編號之圓筒針與奇數編號之針盤針的黏性組織)
F5:半針盤(與F2相反,圓筒未編成僅偶數編號之針盤針編成)
F6:半圓筒(與F3相反,針盤未編成僅偶數編號之圓筒針編成)
對於如上述進行所編成之編織物A1、編織物A2、編織物B1及編織物B2,使用熱風乾燥器,以100℃、 10分鐘的條件實施熱設定處理。藉此,具有併線低熔點尼龍纖維之併線針織紗的編織物A1及編織物B1,成為低熔點尼龍纖維彼此以其交點熔合的狀態。以下,在實施例及比較例,使用熱設定處理後之各編織物。
混合聚碳酸酯系胺基甲酸乙酯樹脂(DIC公司製、商品名「Crisbon S705」)56.7質量份、與N,N-二甲基甲醯胺43.3質量份,來調製樹脂溶液。藉由於所得之樹脂溶液浸漬編織物A1,使用軋輥擠出多餘的樹脂溶液,略均勻含浸樹脂溶液於編織物A1。其次,藉由於由18℃之水所構成之凝固液中浸漬編織物A,使1次含浸樹脂凝固再生,而得到樹脂含浸編織物。然後,將樹脂含浸編織物從凝固液取出使其乾燥,而得到藉由磨光去除表面的皮層之樹脂含浸編織物。
其次,於將N,N-二甲基甲醯胺與純水以65對35混合之浸漬溶劑,浸漬上述所得之樹脂含浸編織物。然後,進行乾燥,而得到浸漬步驟後之樹脂含浸編織物。
然後,乾燥樹脂含浸編織物,使用帶狀裁刀型之切片 機,以上下的厚度成為均等的方式往面方向切片。
進而,混合胺基甲酸乙酯預聚物(DIC公司製、商品名「PANDEX TM363」、NCO當量:286)24.11質量份、與硬化劑(DIC公司製、商品名「PANDEX E」)10.91質量份與N,N-二甲基甲醯胺60.04質量份,來調製樹脂溶液。於所得之樹脂溶液,浸漬切斷步驟後之樹脂含浸編織物後,以研磨墊的密度成為0.36g/cm3的方式調整軋輥之壓料條件,擠出樹脂溶液。然後,進行洗淨暨乾燥,而得到實施例5之研磨墊。相對於編織物100質量%,樹脂的附著量為198質量%。尚,上述之NCO當量係依據JIS K 7301(1995)測定(以下相同)。
除了取代編織物A1改使用編織物A2之外,其他藉由與實施例5相同的方法,而得到比較例3之研磨墊。相對於編織物100質量%,樹脂的附著量為198質量%。
除了去除編織物A1改使用編織物B1之外,其他藉由與實施例5相同的方法,而得到實施例6之研磨墊。相對於編織物100質量%,樹脂的附著量為89質量%。
除了取代編織物B1改使用編織物B2之外,其他藉由與實施例6相同的方法,而得到比較例4之研磨墊。相對於編織物100質量%,樹脂的附著量為89質量%。
於表3,表示於實施例5~6及比較例3~4所得之各研磨墊的硬度、壓縮率、壓縮彈性率、厚度及密度。又,表示以上述研磨試驗1~2的條件進行時之研磨速度及表面品質的評估結果。
本發明作為研磨墊尤其是難削材用之研磨墊,係具有產業上之可利用性。
Claims (18)
- 一種研磨墊,其係具有以經編(Warp knitting)或緯編(Weft Knitting)構成的編織物(Knitted fabric)、與含浸在該編織物之樹脂,並具有將前述編織物之面方向所切斷的剖面作為研磨面,前述編織物係包含併線具有不同熔點之2種以上的纖維而構成之併線針織紗。
- 如請求項1之研磨墊,其中,構成前述編織物之纖維中之至少一部分為假自捻紗。
- 如請求項1或2之研磨墊,其中,前述樹脂係包含第1樹脂、與和該第1樹脂不同之第2樹脂,前述第2樹脂為NCO當量450以下之胺基甲酸乙酯預聚物與硬化劑的反應物。
- 如請求項1或2之研磨墊,其中,前述樹脂係包含第1樹脂、與和該第1樹脂不同之第2樹脂,前述編織物的含量相對於前述編織物、前述第1樹脂及前述第2樹脂的總量為30~60質量%。
- 如請求項1或2之研磨墊,其中,構成前述編織物之單絲的數平均直徑為3~30μm。
- 如請求項1或2之研磨墊,其中,構成前述編織物之單絲纖度為0.1~10dtex。
- 如請求項1或2之研磨墊,其中,壓縮率為0.5~20%。
- 如請求項1或2之研磨墊,其中,壓縮彈性率為50~98%。
- 如請求項1或2之研磨墊,其中,A硬度為50~98°。
- 如請求項1或2之研磨墊,其中,厚度為0.5~5.0mm。
- 如請求項1之研磨墊,其中,構成前述編織物之表內面的針織紗係包含前述併線針織紗。
- 如請求項1之研磨墊,其中,前述具有不同熔點之2種以上的纖維當中,熔點最低之纖維的熔點為50~180℃。
- 如請求項1之研磨墊,其中,前述具有不同熔點之2種以上的纖維當中,熔點最高之纖維的熔點為200~400℃。
- 一種研磨墊的製造方法,其係具有:藉由於以經編或緯編構成之編織物含浸包含第1樹脂之樹脂溶液,進行濕式凝固,而得到樹脂含浸編織物之1次含浸步驟、與將前 述樹脂含浸編織物浸漬在包含可溶前述第1樹脂之溶劑的浸漬液之浸漬步驟、與將該浸漬步驟後之前述樹脂含浸編織物,往前述編織物的面方向切斷之切斷步驟、與將該切斷步驟後之前述樹脂含浸編織物,含浸在包含NCO當量450以下之胺基甲酸乙酯預聚物與硬化劑之溶液的2次含浸步驟。
- 如請求項14之研磨墊的製造方法,其中,前述編織物係包含併線具有不同熔點之2種以上的纖維而構成之併線針織紗之以經編或緯編編成之編織物,於前述1次含浸步驟前,進一步具有以前述具有不同熔點之2種以上的纖維當中,熔點最低之纖維的軟化點以上且未滿熔點的溫度進行加熱之熱設定步驟。
- 如請求項14或15之研磨墊的製造方法,其中,前述第1樹脂係可溶於選自由N,N-二甲基甲醛、二甲基乙醯胺、甲基乙基酮及二甲基亞碸所構成之群組中之1種以上。
- 如請求項14或15之研磨墊的製造方法,其中,前述溶劑係包含選自由N,N-二甲基甲醛、二甲基乙醯胺、甲基乙基酮及二甲基亞碸所構成之群組中之1種以上的溶劑。
- 一種研磨物的製造方法,其係具有使用如請求項1~13中任一項之研磨墊,研磨被研磨物之研磨步驟。
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