WO2017072919A1 - 研磨パッド、研磨パッドを用いた研磨方法及び該研磨パッドの使用方法 - Google Patents
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- B29K2105/041—Microporous
Definitions
- the tensile strength is 70 MPa to 90 MPa
- the bending strength is 120 MPa to 140 MPa
- the mechanical properties of the cell wall portion of the resin foam are expressed as mechanical properties of the resin sheet material before foaming.
- FIG. 2A and 2B are enlarged scanning electron microscope images of a part of the polishing pad 1 of the present invention.
- FIG. 2A is a surface on the polishing side ( ⁇ 200 times), and
- FIG. 2B is a cross section near the surface ( ⁇ 500 times).
- FIG. 3 is an enlarged electron microscope image of a part of a conventional suede-like polishing pad.
- (A) is a surface on the polishing side ( ⁇ 200 times), and (b) is a cross section near the surface ( ⁇ 500). Times).
- the polishing pads 1 and 2 are made of a resin foam, and no cushion layer is provided on any of these polishing pads.
- the polishing pads 1 and 2 are made of a hard urethane foam structure, and can be used without a cushion layer, thereby enabling high-speed polishing.
- a polishing pad may be comprised by the resin foam and the cushion layer arrange
- the molded body (resin sheet material) is heated and foamed, and the molded body is further cooled to obtain a resin foam. Details regarding these steps will be described later.
- the object D to be polished by the polishing pads 1 and 2 is made of a hard member, such as a hard disk drive glass plate, silicon wafer, liquid crystal glass, sapphire substrate, compound semiconductor, GaN substrate, and SiC substrate.
- the polishing pad of the present invention can be suitably used for such a hard member.
- the ratio of the average cell diameter to the average cell wall thickness needs to satisfy the range of 4 to 10. If this ratio is less than 4, the primary particles in the slurry in the cell is insufficient and the polishing rate is not stable, and if the ratio exceeds 10, the cell diameter becomes too large and the strength of the cell is insufficient. During the polishing, the microcells 61 are deformed and stable polishing cannot be performed, or secondary particles of abrasive grains are easily formed in the microcells 61. Therefore, the ratio of the average cell diameter to the average cell wall thickness is in the range of 4-10. Further, the ratio is more preferably in the range of 4-8. By setting the ratio of the average cell diameter to the average cell wall thickness within this range, as will be described later, the polishing start-up property and the steady-state polishing rate become more excellent.
- FIG. 5 (b) shows a cross section of the pad that has been reduced by a predetermined thickness due to wear of the polishing pad 1 after a predetermined time has elapsed since the start of polishing.
- end surfaces 63 a ′ of a plurality of different cell walls 62 ′ are exposed on the newly exposed upper surface of the polishing pad 1, and these end surfaces form the polishing surface 1 a ′ of the polishing pad 1. Since the three-dimensional cell structure of the polishing pad 1 is substantially constant in the thickness direction of the foam regardless of the position in the thickness direction, the three-dimensional cell in the vicinity of the top surface of the foam after a predetermined time has elapsed since the start of polishing.
- polishing pad and the polishing method according to this embodiment have been described above, the present invention is not limited to the described embodiment, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention.
- the fine waviness of the polished surface was measured for 10 polished surfaces on the glass surface using a surface shape measuring device (manufactured by Phase Shift, device name “Optiflat”).
- Optiflat surface shape measuring device
- the surface quality of a glass substrate for a storage medium with severe surface quality is required to have a microwaviness of 0.5 nm or less.
- the minute undulation refers to the arithmetic average undulation Wa in a wavelength region of 1.5 to 5.0 mm on the main surface.
- the resin foam constituting the polishing pads of Examples 1 to 7 is a PPS resin sheet (PPS (1)) having a tensile strength of 80 MPa, a tensile elastic modulus of 3300 MPa, a bending strength of 138 MPa, and a bending elastic modulus of 3900 MPa.
- PPS (1) PPS resin sheet
- the resin foam constituting the polishing pad of Example 8 has a tensile strength of 85 MPa, a tensile modulus of 3500 MPa
- PPS (2) PPS resin
- a bending strength of 138 MPa and a flexural modulus of 4100 MPa It was obtained by foaming another PPS resin (PPS (2)) having a bending strength of 138 MPa and a flexural modulus of 4100 MPa.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
Abstract
Description
(1)複数のセルとこれらのセルが相互に独立した区画を有するようにセル壁で区画されて構成された3次元セル構造をもつ、熱可塑性樹脂からなる樹脂発泡体を有し、前記樹脂発泡体の3次元セル構造を構成するセル壁の壁部の機械的特性を発泡前の樹脂シート材の機械的特性で表した値として引張強さが50MPa~90MPa、曲げ強さが90MPa~140MPaで、引張弾性率と曲げ弾性率がともに2400MPa以上を満足し、平均セル径が4μm~50μm、平均セル壁厚さが1μm~5μm、前記平均セル径の前記平均セル壁厚さに対する比率が4~10の範囲にあることを特徴とする研磨パッド。
(2)前記樹脂発泡体がポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリカーボネート樹脂のいずれかからなることを特徴とする、上記(1)記載の研磨パッド。
(3)前記樹脂発泡体がポリフェニレンサルファイド樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂のいずれかからなることを特徴とする、上記(2)記載の研磨パッド。
(4)前記樹脂発泡体のセル壁の壁部の機械的特性を発泡前の樹脂シート材の機械的特性で表した値として引張強さが70MPa~90MPa、曲げ強さ120MPa~140MPaで、引張弾性率、曲げ弾性率がともに3000MPa~4200MPaを満足することを特徴とする、上記(3)記載の研磨パッド。
(5)複数のセルとこれらのセルが相互に独立した区画を有するようにセル壁で区画されて構成された3次元セル構造をもつ、熱可塑性樹脂からなる樹脂発泡体を有し、前記樹脂発泡体が疎水性のポリフェニレンサルファイド樹脂からなり、前記樹脂発泡体のセル壁の壁部の機械的特性を発泡前の樹脂シート材の機械的特性で表した値として、引張弾性率が曲げ弾性率より大きく、引張弾性率が3000MPa~3500MPaで、さらに曲げ弾性率が3800MPa~4200MPaの範囲にあり、吸水による曲げ弾性率の低下がないかあるいは10%以下で、さらに平均セル径が4μm~50μm、平均セル壁厚さが1μm~5μm、前記平均セル径の前記平均セル壁厚さに対する比率が4~10の範囲にあることを特徴とする記載の研磨パッド。
(6)前記研磨パッドがクッション層無しで使用可能であり、さらに硬質ウレタン発泡構造体からなる研磨パッドよりも高速研磨が可能であることを特徴とする、上記(1)乃至(5)のいずれかに記載の研磨パッド。
(7)前記研磨パッドの吸水率が0.02~0.20%であり、再使用性に優れることを特徴とする、上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の研磨パッド。
(8)前記研磨パッド用発泡前の樹脂シート材の25℃、48時間浸漬試験における吸水前の曲げ弾性率に対する吸水後の曲げ弾性率の低下が20%以下であることを特徴とする、上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の研磨パッド。
(9)研磨処理が施される被処理体が、ハードディスクドライブ用ガラス板、シリコンウェハ、液晶ガラス、サファイア基板、化合物半導体、GaN基板およびSiC基板のいずれかの硬質材料であることを特徴とする、上記(1)乃至(8)のいずれかに記載の研磨パッド。
(10)前記樹脂発泡体の研磨面とは反対側に配置されたクッション層を更に備えることを特徴とする、上記(1)乃至(9)のいずれかに記載の研磨パッド。
(11)上記(10)に記載の研磨パッドにおいて、前記クッション層の圧縮弾性率が前記研磨パッドの圧縮弾性率よりも小さく、さらに、前記クッション層の厚さが、前記クッション層と前記樹脂発泡体の厚さの合計の10~40%以内の厚さであることを特徴とする研磨パッド。
(12)上記(1)乃至(9)のいずれかに記載の前記クッション層を有しない研磨パッドを用い、前記研磨パッドの樹脂発泡体と被処理体を圧接した状態で前記被処理体の表面を、砥粒を含有する研磨液を前記樹脂発泡体に供給しながら研磨することを特徴とする研磨方法。
(13)上記(10)または(11)に記載の前記クッション層を備える研磨パッドを用い、前記研磨パッドの樹脂発泡体と被処理体を圧接した状態で前記被処理体の表面を、砥粒を含有する研磨液を前記樹脂発泡体に供給しながら研磨することを特徴とする研磨方法。
(14)前記砥粒は、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、コロイダルシリカ粒子、セリア粒子のいずれかであることを特徴とする、上記(12)または(13)記載の研磨方法。
(15)上記(1)乃至(11)のいずれか1項に記載の研磨パッドの使用を一旦中断した後に再使用する場合において、前記研磨パッドの表面を洗浄するのみで、再研磨を行わずに再使用することを特徴とする、研磨パッドの使用方法。
本発明の研磨パッドを構成する硬質樹脂発泡体は、その3次元セル構造を構成するセル壁の壁部の機械的特性を発泡前の樹脂シート材の機械的特性で表した値として、引張強さが50MPa~90MPa、曲げ強さが90MPa~140MPaで、引張弾性率と曲げ弾性率がともに2400MPa以上を満足することが必要であり、好ましくは、引張強さが70MPa~90MPa、曲げ強さ120MPa~140MPaで、引張弾性率、曲げ弾性率がともに3000MPa~4200MPaを満足することである。
また、PPS樹脂を用いることで耐薬品性および耐熱性を向上することができる。PPS樹脂が特に好適に使用される理由は、構造体の剛性が高く吸水性が低いことにあり、特に吸水性が低いことから、セル内部のセル壁表面に研磨粒子としての砥粒が付着しにくく、また、2次粒子を形成しにくい。また、PPS樹脂からなる研磨パッドは、吸水性が著しく低いため、吸水による弾性率の低下がほとんどない。そのため、一端研磨を終了した後に再度研磨を行う場合に、硬質樹脂発泡体のセル内部に残留した2次粒子を除去することなく再利用することができ、また、弾性率が低下した層を除去するためのドレッシングなどの予備研磨を行うことなく再使用することが可能になる。なお、吸水性はPPS樹脂と同等でなくともよく、本発明の立体構造を形成しうる熱可塑性樹脂から成る硬質発砲体であればよく、吸水率が0.02~0.20%であれば研磨パッドとしては再使用可能であるが、好ましくは、吸水率が0.02~0.10%である。
(定常状態の研磨速度)
図4は、本発明の代表例として、後述する、実施例2、比較例5及び比較例7相当の研磨パッドを、研磨機10を用いて研磨処理を行った際の研磨時間と研磨速度との関係を示すグラフである。図中、定常状態における研磨速度が最も大きいグラフは、本発明における後述の実施例2(表1)相当の材料からなる硬質樹脂発泡体研磨パッド(図中の実線X)、定常状態における研磨速度が中間の値であるグラフは、後述する比較例7(表2)相当の硬質ウレタンからなる硬質ウレタン発泡体研磨パッド(図中の一点鎖線Y)、定常状態における研磨速度が最も小さいグラフは、後述する比較例5(表2)相当の材料からなる従来のスウェード状軟質ウレタン研磨パッド(図中の点線Z)をそれぞれ示す。なお、試験にあたっては、異なる研磨パットを使用したこと以外の研磨条件は、いずれの材料も同一条件で研磨速度を測定した。図4に示すように、研磨の定常状態では、本発明の硬質樹脂発泡体研磨パッドの研磨速度が最も大きく、次いで、硬質ウレタン発泡体研磨パッド、スウェード状軟質ウレタン研磨パッドの順に大きいことが分かる。
実施例2相当の硬質樹脂発泡体研磨パッドを使用した場合、研磨開始後15分で研磨速度が約1.30μm/分となり、その後、研磨時間が17時間を経過するまで、およそ1.35μm/minを維持している。特に図示しないが、他の実施例相当の研磨パッドでも、実施例2相当のものと同様の挙動を示した。一方、比較例5相当の従来のスウェード状軟質ウレタン研磨パッドを使用した場合、特に研磨開始後15分での研磨速度が約0.6μm/minと、本発明の研磨パッドを使用した場合と比較して大きな差が生じている。また、比較例7相当の硬質ウレタン発泡体研磨パッドを使用した場合については、研磨開始後15分での研磨速度が0.8μm/minであり、スウェード状軟質ウレタン研磨パッドを使用した場合と比べると、研磨開始後15分での研磨速度の立ち上がり性には優れるが、本発明の実施例2相当の硬質樹脂発泡体研磨パッドより研磨速度の立ち上がり性に劣ることが分かる。
各材料の初期段階における研磨速度の立ち上がり性に着目すると、本発明(実施例2)の硬質樹脂発泡体研磨パッドでは、研磨開始後、僅か15分(0.25時間)で研磨速度が約1.30μm/minとなり、その後30分までの間に、1.35μm/minとなっている(図中の実線X)。また、研磨開始から4時間が経過するまで、ほぼ上記研磨速度を維持している。
したがって本発明の硬質樹脂発泡体研磨パッドを用いると、研磨処理の初期段階において、研磨速度を急峻に増大することができ、研磨開始から比較的短時間で定常状態に達した研磨速度を得ることができると共に、研磨速度が一定である期間をより長く得られることが分かる。これにより、予備研磨を削減するとともに安定した研磨を実現できることが分かる。
この比率が4未満であると、セル内のスラリー中の1次粒子が不足し研磨速度が安定せず、比率が10を超えると、セル径が大きくなり過ぎて、セルの強度が不足し、研磨中に微小セル61が変形して安定した研磨を行うことができなくなるか、あるいは微小セル61内に砥粒の2次粒子を形成しやすくなる。このため、平均セル径の平均セル壁厚さに対する比率は4~10の範囲とする。さらには、この比率が4~8の範囲がより好ましい。平均セル径の平均セル壁厚さに対する比率をこの範囲にすることにより、後述するように研磨の立ち上がり性や定常状態の研磨速度がより優れたものとなる。
また、前記樹脂発泡体のセル壁の強度と引張弾性率が高いので、研磨時発泡体のセル壁が作る3次元セル構造の安定性が高く、さらに曲げ弾性率が高いことから、研磨時のセル構造体の先端部の研磨面位置におけるセル壁に係る曲げ歪みの発生量が少ないことから、安定した研磨状態を得ることができる。
先ず、後述する未発泡樹脂の成形体を準備し、この成形体を高圧容器中に封入した。次に、例えば、この高圧容器に不活性ガスを注入し、圧力60kg/cm2にて8時間、成形体に炭酸ガスを浸透させた。次いで、圧力容器内の圧力を解放した後、成形体を加熱して発泡させ、さらに成形体を冷却して、緻密な硬質樹脂発泡体を得た。また、上記の他、表1、表2に示すミクロ構造の異なる各実施例材、各比較例材を得るためには、前記ガス浸透時の圧力、圧力容器内の保持時間、圧力解放後の保持温度などを適宜調整することで、平均セル径(気泡の大きさ)とセル壁厚さの平均を種々変えたミクロ構造の異なるセル組織を有する発泡体を得て試験に供することができる。圧力開放後の加熱温度は、セル径の分布を安定させるためには、非晶性樹脂では、ガラス転移温度以下、結晶性樹脂では、各樹脂の結晶化温度以下ないしは結晶化温度を超えないような条件にて発泡体を成形するのが望ましい。尚、発泡によりセル径の大きな発泡体を得るには、ガス浸透時の圧力や圧力容器内の保持時間、圧力解放後の保持温度の調整だけでなく、例えば、2段発泡などの複数回発泡成形を行うことが望ましい。このように複数回発泡成形を行うことで、セル径が40μm~50μmを超える範囲の発泡体を得ることができる。ここで、2段発泡の場合は、1段発泡の場合と異なり、結晶化温度を超える高温で保持した方が発泡倍率を高めることができる。
上記のように得られた硬質樹脂発泡体を画像解析し、各材料について、任意の位置における所定視野内の平均セル径、セル壁の厚さの平均を測定し、さらに(平均セル径)/(平均セル壁厚さ)の比率を求めた。
実施例、比較例における引張強さ、引張弾性率、曲げ強さ、曲げ弾性率は、発泡前の各樹脂シートから所定形状の試験片を切り出し、引張試験と曲げ試験を行なうことにより求めた。引張試験はJIS K7161に準拠して行ない、曲げ試験はJIS K7171に基づいて行った。ここで、比較例5の材料は、市販の軟質ウレタンパッドを購入して使用したことから機械的特性は求めなかった。
(初期研磨速度、定常状態の研磨速度の測定)
なお、ここで、研磨速度は、分析用電子天秤(エーアンドディ社製、装置名「電子天秤GR-202」)により研磨前後のガラス板の重量を測定し、それぞれのガラス板の密度を用いて、研磨前後の厚さの変化量を算出した後、厚さの変化量を研磨時間で割った値を用いて算出した値であり、これを各3枚について求めて、その平均値を研磨速度とした。
また、ここで、定常状態での研磨速度を上記の方法により評価し、研磨速度が1.3μm/min以上1.4μm/min未満の場合には合格「◎」、定常状態での研磨速度が1.2μm/min以上1.3μm/min未満の場合には合格「○」、定常状態での研磨速度が1.2μm/min未満の場合には不合格「△」とした。
研磨後、ガラス表面の研磨面10箇所について、表面形状測定機(Phase Shift社製、装置名「Optiflat」)を用いて、研磨面の微小うねりを測定した。たとえば、表面研磨を必要とする硬質材料の中でも、表面品質が厳しい記憶媒体用ガラス基板の表面品質としては、微小うねりが0.5nm以下であることが必要とされる。ここで、微小うねりとは、主表面における波長1.5~5.0mmの領域における算術平均うねりWaのことを言う。
スクラッチの評価については、5枚のガラス板に対し、以下の評価を行った。スクラッチを発生し易くするため、研磨時の圧力を2倍に高くして、スラリーの流量も20%に絞って過酷条件にて研磨を行った。その後研磨をしたガラス板の表面の0.16μm以上の大きさの傷の数を、測定装置(KLA-Tencor社製、装置名「Surfscan SP1」)を用いて測定した。5枚のガラス板すべてにおいて、0.16μm以上の大きさの傷の数が、ガラス板1枚につき10個以下を合格「○」とした。5枚のガラス板のうち1枚でも、0.16μm以上の大きさの傷の数が10個を超えた場合を不合格「×」とした。
吸水率は、無発泡の樹脂ブロックを作製し、そのブロックから厚さ2mm×(20mm)sqのサンプル(樹脂シート)を切り出して試験片とし、前記サンプルを20℃の蒸留水に24時間浸漬し、浸漬前後の重量変化から下記のように吸水率を算出した。
吸水率(%)=[(浸漬後の重量)―(浸漬前の重量)/(浸漬前の重量)]×100とした。
吸水による曲げ弾性率の変化は、上記の無発泡の樹脂ブロックから、厚さ2mm×幅1mm×長さ3mmの大きさの材料を切り出し試験片とし、インストロン社製卓上型試験機システムを用いて、下記条件で曲げ弾性率を測定した。
曲げ弾性率の低下率(%)=[(浸漬前の曲げ弾性率-浸漬後の曲げ弾性率)/浸漬前の曲げ弾性率]
ここで、曲げ弾性率の低下率の評価としては、曲げ弾性率の低下がほとんどないか或いは10%以下ものを合格「◎」、曲げ弾性率の低下が10%を超えて20%未満であるものを合格「○」、曲げ弾性率の低下が20%以上であるものを不合格「×」とした。
研磨中に2次粒子を形成しにくく、パッド表面を水洗して再使用時に再研磨なく使用できる場合を合格「○」、研磨中に2次粒子を形成しやすく使用後にパッド表面の乾燥と研磨粒子としての砥粒の凝集を防止するため、パッドを流水中に保管して、さらに吸水による曲げ剛性の低下層を除去するため、再研磨して使用する場合を不合格「×」とした。
表1の結果より、実施例1~実施例12に示すように、前記硬質樹脂発泡体の3次元の連続セル構造を構成するセル壁の壁部の引張強さが52~85MPa、曲げ強さが92~138MPaで、引張弾性率と曲げ弾性率がともに2400MPa以上であり、該樹脂発泡体の平均セル径が4.8μm~46μm、平均セル壁厚さが1.1μm~4.9μm、平均セル径と平均セル壁厚さの比率が4.4~9.4の範囲に含まれる研磨パッドであると、研磨開始から30分以内の比較的短時間で研磨速度が定常状態に到達し、研磨速度の立ち上がり特性が良好となることが分かった。
(研磨の立ち上がり性)
実施例1~実施例8のPPS樹脂とPET樹脂である実施例10,実施例11の場合には、初期研磨時の立ち上がり時間がいずれも25分以下であり、実施例9のPET樹脂と実施例12のPC樹脂の場合は、強度と剛性が実施例1から実施例8の材料より劣るため、研磨の立ち上がり時間がそれぞれ26分および30分といずれも25分を超えるものの30分以下であった。以上のように、本発明の実施例1から実施例12の材料は、材料間で研磨の立ち上がり性に若干の差はあるものの、全体として、後述する比較例に比べて研磨の立ち上がり性に優れる結果となった。ここで、発泡前の材料が同一材料(PPS(1))である実施例1~実施例7の範囲では、平均セル径の平均セル壁厚さに対する比率が8を超える実施例3と、平均セル径が40μmを超えるとともに平均セル径の平均セル壁厚さに対する比率も8を超える実施例4の初期研磨時の立ち上がり時間は、その他の実施例での初期研磨時の立ち上がり時間が20分以下であるのに対して、20分を超えており、実施例3、4は初期研磨時の立ち上がり性が僅かに劣る結果となった。したがって、平均セル径は、4μm~40μmの範囲、平均セル径の平均セル壁厚さに対する割合は4~8の範囲がそれぞれ望ましいと考えられる。
また、定常状態の研磨速度も、実施例1から実施例8のPPS樹脂、実施例10、実施例11のPET樹脂の場合は、いずれも定常状態での研磨速度が1.30μm/min~1.4μm/minの範囲にあり、評価は合格「◎」、実施例9と実施例12の定常状態の研磨速度は、1.25μm/min、1.22μm/minでいずれも合格「○」の評価であり、実施例9、実施例12は、定常状態の研磨速度が他の実施例より少し劣る結果となった。
実施例材の研磨面の表面品質に関しては、実施例1~実施例12においては、前記表面の微小うねりの状態が0.5nm以下を満足し、均一な研磨面が得られている。この理由は、実施例1~実施例12の材料は、引張弾性率、曲げ弾性率などの剛性が高いためと考えられるが、微小セル構造の安定性の高さによるものと考えられる。特に、実施例1~実施例8に示すPPS樹脂は、樹脂材料の引張弾性率や曲げ弾性率がともに高く、研磨時の3次元セル構造の安定性が最も高いことによると考えられる。さらに、PPS樹脂は吸水率が著しく低いことから、研磨中のパッド表面の吸水による平坦度のばらつきが小さいことから、研磨面の表面品質が向上したものと考えられる。
25℃、48時間浸漬試験における吸水による曲げ弾性率の低下に関しては、実施例1から実施例11の材料のPPS樹脂、PET樹脂の場合は、曲げ弾性率の低下がほとんどなく、低下が認められる場合で10%以下である。これに対して、実施例12のPC樹脂の場合は、10%超え20%未満の範囲の曲げ弾性率の低下が認められたが、PC樹脂の場合は、硬質ウレタンパッドの場合と較べると、曲げ弾性率の低下量が少なく、曲げ弾性率が低下した吸水後も曲げ弾性率1920MPaを超える。ここで、硬質ウレタンパッドの曲げ弾性率は、1200MPaであることから、本発明の樹脂発泡体からなるパッドは、吸水により曲げ弾性率が低下した後も硬質ウレタンパッドの吸水前の曲げ弾性率よりも高い弾性率を維持している。よって再使用の際に十分な剛性を有しており、ドレシッングのための予備研磨を必要としなかった。
実施例1~実施例12の材料は、吸水性が低いことから、研磨を一度中断した後に再研磨を行う場合に、パッド表面を水洗するだけでよく、セル表面の乾燥に伴う表面張力により研磨粒子としての砥粒が凝集した2次粒子がセル内壁に吸着しにくい。実施例9~実施例11のPET樹脂および実施例12のPC樹脂は、実施例1~実施例7および実施例8のPPS樹脂の場合より、吸水性が高いものの、粒子が凝集し2次粒子が形成してセル壁に2次粒子が吸着したとしても、水洗のみで2次粒子を除去することができた。尚、2次粒子は、PPS樹脂、PET樹脂、PC樹脂の順で形成しにくい傾向が認められた。2次粒子の形成のし易さ並びに2次粒子の吸着の両者を総合すると、PPS樹脂が最も再使用性に優れるものと考えられる。
1a 研磨面
1a’ 研磨面
2 研磨パッド
10 研磨機
11 定盤
12 定盤
12a スラリー用孔
13 平歯車
13a 貫通孔
14 外歯車
15 配管
61 セル
61’ セル
62 セル壁
62’ セル壁
63a セル壁の端面
63a’ セル壁の端面
Claims (15)
- 複数のセルとこれらのセルが相互に独立した区画を有するようにセル壁で区画されて構成された3次元セル構造をもつ、熱可塑性樹脂からなる樹脂発泡体を有し、
前記樹脂発泡体の3次元セル構造を構成するセル壁の壁部の機械的特性を発泡前の樹脂シート材の機械的特性で表した値として、引張強さが50MPa~90MPa、曲げ強さが90MPa~140MPaで、引張弾性率と曲げ弾性率がともに2400MPa以上を満足し、
平均セル径が4μm~50μm、平均セル壁厚さが1μm~5μm、前記平均セル径の前記平均セル壁厚さに対する比率が4~10の範囲にあることを特徴とする研磨パッド。 - 前記樹脂発泡体がポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリカーボネート樹脂のいずれかからなることを特徴とする、請求項1記載の研磨パッド。
- 前記樹脂発泡体がポリフェニレンサルファイド樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂のいずれかからなることを特徴とする、請求項2記載の研磨パッド。
- 前記樹脂発泡体のセル壁の壁部の機械的特性を発泡前の樹脂シート材の機械的特性で表した値として、引張強さが70MPa~90MPa、曲げ強さ120MPa~140MPaで、引張弾性率、曲げ弾性率がともに3000MPa~4200MPaを満足することを特徴とする、請求項3記載の研磨パッド。
- 複数のセルとこれらのセルが相互に独立した区画を有するようにセル壁で区画されて構成された3次元セル構造をもつ、熱可塑性樹脂からなる樹脂発泡体を有し、
前記樹脂発泡体が疎水性のポリフェニレンサルファイド樹脂からなり、
前記樹脂発泡体のセル壁の壁部の機械的特性を発泡前の樹脂シート材の機械的特性であらわした値として、曲げ弾性率が引張弾性率より大きく、引張弾性率が3000MPa~3500MPaで、さらに曲げ弾性率が3800MPa~4200MPaの範囲にあり、吸水による曲げ弾性率の低下がないかあるいは10%以下であり、さらに平均セル径が4μm~50μm、平均セル壁厚さが1μm~5μm、前記平均セル径の前記平均セル壁厚さに対する比率が4~10の範囲にあることを特徴とする研磨パッド。 - 前記研磨パッドがクッション層無しで使用可能であり、さらに硬質ウレタン発泡構造体からなる研磨パッドよりも高速研磨が可能であることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の研磨パッド。
- 前記研磨パッドの吸水率が0.02~0.20%であり、再使用性に優れることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の研磨パッド。
- 前記研磨パッド用発泡前の樹脂シート材の25℃、48時間浸漬試験における吸水前の曲げ弾性率に対する吸水後の曲げ弾性率の低下が20%以下であることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の研磨パッド。
- 研磨処理が施される被処理体が、ハードディスクドライブ用板、シリコンウェハ、液晶ガラス、サファイア基板、化合物半導体、GaN基板およびSiC基板のいずれかの硬質材料であることを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の研磨パッド。
- 前記樹脂発泡体の研磨面とは反対側に配置されたクッション層を更に備えることを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の研磨パッド。
- 請求項10に記載の研磨パッドにおいて、前記クッション層の圧縮弾性率が前記研磨パッドの圧縮弾性率よりも小さく、さらに、前記クッション層の厚さが、前記クッション層と前記樹脂発泡体の厚さの合計の10~40%以内の厚さであることを特徴とする研磨パッド。
- 請求項1乃至9のいずれか1項に記載のクッション層を有しない研磨パッドを用い、前記研磨パッドの樹脂発泡体と被処理体を圧接した状態で前記被処理体の表面を、砥粒を含有する研磨液を前記樹脂発泡体に供給しながら研磨することを特徴とする研磨方法。
- 請求項10または請求項11に記載の前記クッション層を備える研磨パッドを用い、前記研磨パッドの樹脂発泡体と被処理体を圧接した状態で前記被処理体の表面を、砥粒を含有する研磨液を前記樹脂発泡体に供給しながら研磨することを特徴とする研磨方法。
- 前記砥粒は、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、コロイダルシリカ粒子及びセリア粒子のいずれかであることを特徴とする、請求項12または請求項13記載の研磨方法。
- 前記請求項1乃至11のいずれか1項に記載の研磨パッドの使用を一旦中断した後に再使用する場合において、前記研磨パッドの表面を洗浄するのみで、再研磨を行わずに再使用することを特徴とする、研磨パッドの使用方法。
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