JP5534694B2 - Polishing pad and method of manufacturing polishing pad - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、研磨パッドおよび研磨パッドの製造方法に係り、特に、湿式成膜法により作製され被研磨物を研磨加工するための研磨面を有する樹脂シートを備えた研磨パッドおよび該研磨パッドの製造方法に関する。The present invention relates to a polishing padand a method formanufacturing the polishing pad,and in particular, a polishing pad provided with a resin sheet having a polishing surface for polishing an object to be polished that is manufactured by a wet film forming method, and manufacturing the polishing pad. Regarding themethod .

従来、レンズ、平行平面板、反射ミラー等の光学材料、ハードディスク用基板、シリコンウエハ、液晶ディスプレイ用ガラス基板等の材料（被研磨物）では、高精度に平坦性が要求されるため、研磨パッドを使用した研磨加工が行われている。このような被研磨物の研磨加工では、平坦性の向上を図るために一度研磨加工（一次研磨）した後に仕上げ加工（二次研磨）が広く行われている。研磨加工時には、被研磨物および研磨パッド間に研磨粒子を含む研磨液が供給される。  Conventionally, optical materials such as lenses, plane-parallel plates and reflecting mirrors, hard disk substrates, silicon wafers, glass substrates for liquid crystal displays, etc. (substances to be polished) require flatness with high accuracy, and therefore polishing pads. Polishing processing using is performed. In such a polishing process of an object to be polished, a finishing process (secondary polishing) is widely performed after a polishing process (primary polishing) once in order to improve flatness. During the polishing process, a polishing liquid containing abrasive particles is supplied between the object to be polished and the polishing pad.

一般に、軟質研磨パッドには、湿式成膜法で形成されたポリウレタン樹脂製の樹脂シートが使用されている。湿式成膜法では、樹脂を水混和性の有機溶媒に溶解させた樹脂溶液をシート状の成膜基材に塗布後、水系凝固液中で樹脂を凝固再生させる。製造された樹脂シートの表面には緻密な微小気泡が形成された厚さ０．５μｍ程度の表面層が形成されている。表面層では緻密に形成された微小気泡が形成されているため、表面層の表面はミクロな平坦性を有している。このため、表面層側が被研磨物の仕上げ加工に好適に使用されている。  Generally, a resin sheet made of polyurethane resin formed by a wet film forming method is used for a soft polishing pad. In the wet film forming method, a resin solution in which a resin is dissolved in a water-miscible organic solvent is applied to a sheet-shaped film forming substrate, and then the resin is coagulated and regenerated in an aqueous coagulating liquid. On the surface of the manufactured resin sheet, a surface layer having a thickness of about 0.5 μm in which fine microbubbles are formed is formed. Since the fine bubbles formed densely are formed in the surface layer, the surface of the surface layer has micro flatness. For this reason, the surface layer side is used suitably for the finishing process of a to-be-polished object.

ところが、湿式成膜法では、樹脂溶液が粘性を有するため、成膜基材への塗布時に厚みバラツキが生じると共に、凝固再生時の有機溶媒と水系凝固液との置換により厚みバラツキが生じやすい。このため、樹脂シート自体の表面のマクロな平坦性が損なわれ大きく波打った表面となる。厚みバラツキが生じた樹脂シートを使用した研磨パッドで被研磨物の研磨加工を行うと、樹脂シートの厚みの大きな部分で被研磨物にかかる圧力が大きくなるため、当該部分の加工面が大きく研磨されて平坦性を損なうこととなる。更に、ミクロな平坦性を有する表面層は厚さ０．５μｍ程度の薄膜であるため、研磨加工により短時間で摩耗してしまう。また、凝固再生された状態の樹脂シートでは表面層の表面が平滑性も有している。このため、研磨加工時に研磨液保持性が不十分となり、研磨効率を損なうこととなる。従って、被研磨物の平坦性を向上させるためには、仕上げ加工に好適な表面層のミクロな平坦性を残したまま樹脂シート自体の厚みバラツキを減少させてマクロな平坦性を向上させると共に、研磨液の保持性を改善することが重要である。  However, in the wet film formation method, since the resin solution has viscosity, thickness variation occurs when applied to the film formation substrate, and thickness variation is likely to occur due to replacement of the organic solvent and the aqueous coagulation liquid during solidification regeneration. For this reason, the macro flatness of the surface of the resin sheet itself is impaired, resulting in a greatly undulating surface. When polishing a workpiece with a polishing pad that uses a resin sheet with a variation in thickness, the pressure applied to the workpiece increases at the thick portion of the resin sheet, so the processed surface of the portion is greatly polished. As a result, the flatness is impaired. Furthermore, since the surface layer having micro flatness is a thin film having a thickness of about 0.5 μm, it is worn out in a short time by polishing. In addition, the surface of the surface layer of the resin sheet that has been solidified and regenerated has smoothness. For this reason, polishing liquid retainability becomes insufficient at the time of polishing processing, and polishing efficiency is impaired. Therefore, in order to improve the flatness of the object to be polished, while reducing the thickness variation of the resin sheet itself while leaving the micro flatness of the surface layer suitable for finishing, the macro flatness is improved. It is important to improve the retention of the polishing liquid.

湿式成膜法で作製された樹脂シートの厚さのバラツキを減少させてマクロな平坦性を向上させ、研磨液の保持性を向上させるため、樹脂シートの製造後に表面層に種々の加工が施されている。例えば、樹脂シートの多孔層のセルが開孔しないように表面層のミクロな平坦性を残して微細に表面バフ処理した研磨パッドが開示されている（特許文献１参照）。また、仕上げ研磨による摩擦を低減するため表面層が部分的に除去された研磨パッドが開示されている（特許文献２参照）。更に、表面層に条痕を施し多孔層のセルと外部と通気させた研磨パッドが開示されている（特許文献３参照）。  Various processes are applied to the surface layer after the resin sheet is manufactured in order to improve the macro flatness by reducing the variation in the thickness of the resin sheet produced by the wet film formation method and improve the retention of the polishing liquid. Has been. For example, there has been disclosed a polishing pad that has been subjected to a fine surface buffing process while leaving the micro-flatness of the surface layer so that the cells of the porous layer of the resin sheet do not open (see Patent Document 1). In addition, a polishing pad from which a surface layer is partially removed to reduce friction due to finish polishing is disclosed (see Patent Document 2). Furthermore, a polishing pad is disclosed in which striations are provided on the surface layer and the porous layer cells and the outside are vented (see Patent Document 3).

特開２００１−６２７０４号公報JP 2001-62704 A特開２００２−２６４００６号公報JP 2002-264006 A特開２００４−１３６４３２号公報JP 2004-136432 A

しかしながら、特許文献１の研磨パッドでは、表面バフ処理で表面層の厚さが薄くなるため、仕上げ加工中に短時間で表面層が摩耗して開孔が大きくなり、研磨パッドの表面粗さが悪化する。また、特許文献２の技術では、表面層が部分的に除去されることにより、研磨時の摩擦が低減されるものの、表面層を除去した部分の平坦性は悪化する。また、表面層が完全に取り除かれる部分があるため、仕上げ加工用としては寿命が短くなる。特許文献３の技術では、表面層に条痕を施すことで研磨液保持性を高めることができるが、元々薄膜の表面層の厚さが変わらないため、表面層の仕上げ加工用としての寿命が十分とはいえない。  However, in the polishing pad of Patent Document 1, the thickness of the surface layer is reduced by the surface buffing process, so that the surface layer wears in a short time during the finishing process and the opening becomes large, and the surface roughness of the polishing pad is reduced. Getting worse. In the technique ofPatent Document 2, although the surface layer is partially removed, friction during polishing is reduced, but the flatness of the portion from which the surface layer is removed is deteriorated. Moreover, since there is a part from which the surface layer is completely removed, the service life is shortened for finishing. In the technique ofPatent Document 3, the retention property of the polishing liquid can be improved by making a streak on the surface layer. However, since the thickness of the surface layer of the thin film does not change from the original, the life for finishing the surface layer is reduced. Not enough.

本発明は上記事案に鑑み、仕上げ加工用として長寿命化を図り、被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッドおよび該研磨パッドの製造方法を提供することを課題とする。An object of the present invention is to provide apolishing pad and a method of manufacturing the polishing pad that can extend the life for finishingand can improve the flatness of an object to be polished.

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、湿式成膜法により作製され被研磨物を研磨加工するための研磨面を有する樹脂シートを備えた研磨パッドにおいて、前記樹脂シートは、前記研磨面からの厚さが２．０μｍ〜５．０μｍの範囲で微小気泡が形成された表面層と、前記表面層より厚さ方向の内側に連続して配され、前記表面層に形成された微小気泡より大きな気泡径のセルが前記厚さ方向と交差する方向に連続状に形成された多孔層と、を有しており、厚さが０．４ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲であり、有機溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液の少なくとも表層に含まれる前記有機溶媒の一部が５０℃〜８０℃の範囲の加熱雰囲気下、１０分〜６０分間の範囲で気化され、水を主成分とする凝固液中で凝固されたものであることを特徴とする。また、本発明の第２の態様は、第１の態様の研磨パッドの製造方法であって、有機溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液を基材に塗布する塗布工程と、前記基材に塗布された樹脂溶液の少なくとも表層に含まれる前記有機溶媒の一部を５０℃〜８０℃の範囲の加熱雰囲気下、１０分〜６０分間の範囲で気化させる気化工程と、水を主成分とする凝固液中で前記樹脂溶液を凝固させる凝固工程と、を含むことを特徴とする。In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is a polishing pad comprising a resin sheet having a polishing surface for polishing an object to be polished, which is produced by a wet film forming method, wherein the resin sheet is And a surface layer in which microbubbles are formed in a thickness range of 2.0 μm to 5.0 μm from the polished surface, and are continuously arranged on the inner side in the thickness direction from the surface layer, and formed on the surface layer A cell having a cell diameter larger than the formed microbubbles is continuously formed in a direction intersecting the thickness direction, and the thickness is in a range of 0.4 mm to 1.0 mm.A part of the organic solvent contained in at least the surface layer of the resin solution in which the resin is dissolved in the organic solvent is vaporized in the range of 10 minutes to 60 minutes in a heating atmosphere in the range of 50 ° C. to 80 ° C. JP ander Rukotothose coagulated in the coagulation solution containing as a main component It is a sign. The second aspect of the present invention is a method for producing a polishing pad according to the first aspect, in which a resin solution in which a resin is dissolved in an organic solvent is applied to a base material, and the base material is applied A vaporization step of evaporating at least a part of the organic solvent contained in the surface layer of the resin solution ina heating atmosphere inthe range of 50 ° C. to 80 ° C. in the range of10 minutes to 60 minutes; And a coagulation step for coagulating the resin solution in a liquid.

第１の態様において、樹脂シートの多孔層に形成されたセルの平均気泡径は１００μｍ〜２００μｍの範囲であることが好適である。また、樹脂シートをポリウレタン樹脂製とすることができる。In the first aspect, the average cell diameter of the cells formed inthe porous layer of the resin sheet is preferably in the range of 100 μm to 200 μm. Further, the resin sheet can be made of polyurethane resin.

本発明によれば、有機溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液の少なくとも表層に含まれる前記有機溶媒の一部が５０℃〜８０℃の範囲の加熱雰囲気下、１０分〜６０分間の範囲で気化され、水を主成分とする凝固液中で凝固されたことで、樹脂シートの厚さ０．４ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲のうち、微小気泡が形成された表面層の研磨面からの厚さが２．０μｍ〜５．０μｍの範囲のため、従来表面層の厚さが０．５μｍ程度であったことと比べて、研磨加工に伴う摩耗の許容量が大きくなるので、表面層を仕上げ加工用として長く使用することができ、多孔層に表面層の微小気泡より大きな気泡径のセルが厚さ方向と交差する方向に連続状に形成されたことで、クッション性が発揮され被研磨物が略均等に押圧されるので、被研磨物の平坦性向上を図ることができる、という効果を得ることができる。According to the present invention,at least a part of the organic solvent contained in the surface layer of a resin solution obtained by dissolving a resin in an organic solvent is vaporized in a heating atmosphere in a range of 50 ° C. to 80 ° C. in a range of 10 minutes to 60 minutes. The thickness of the surface layer from which the microbubbles are formed in the thickness range of 0.4 mm to 1.0 mm ofthe resin sheetby being solidified in a coagulating liquid containing water as a main component. Since the thickness of the surface layer is 2.0 μm to 5.0 μm, compared with the conventional surface layer thickness of about 0.5 μm, the allowable amount of wear associated with polishing increases, so the surface layer is finished. It can be used for a long time, and cells with a larger cell diameter than the microbubbles in the surface layer are formed continuously in the direction intersecting the thickness direction in the porous layer, so that cushioning properties are exhibited and the object to be polished is Since it is pressed almost evenly, it improves the flatness of the workpiece. Can Rukoto, effect it is possible to obtain that.

本発明を適用した実施形態の研磨パッドを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the polishing pad of embodiment to which this invention is applied.実施形態の研磨パッドの製造工程の概略を示す工程図である。It is process drawing which shows the outline of the manufacturing process of the polishing pad of embodiment.

以下、図面を参照して、本発明を適用した研磨パッドの実施の形態について説明する。  Hereinafter, embodiments of a polishing pad to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

（構成）
図１に示すように、本実施形態の研磨パッド１０は、被研磨物を研磨加工するための研磨面Ｐを有する樹脂シートとしてのウレタンシート２を備えている。(Constitution)
As shown in FIG. 1, thepolishing pad 10 of this embodiment includes aurethane sheet 2 as a resin sheet having a polishing surface P for polishing an object to be polished.

ウレタンシート２は、湿式成膜法によりポリウレタン樹脂でシート状に形成されており、厚さが０．４ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲である。ウレタンシート２は、研磨面Ｐ側に、緻密な微小気泡６を有する表面層４が形成されており、ミクロな平坦性を有している。表面層４の厚さは２．０μｍ以上である。ウレタンシート２の表面層４より厚さ方向の内側には、多孔層７が連続して形成されている。多孔層７には、ウレタンシート２の厚さ方向に沿って丸みを帯びた断面三角状のセル３が略均等に分散した状態で、厚さ方向と交差する方向に連続状に形成されている。セル３は、研磨面Ｐ側の気泡径が研磨面Ｐと反対の面側より小さく形成されている。すなわち、セル３は研磨面Ｐ側で縮径されている。セル３の間のポリウレタン樹脂中には、図示を省略したセルが形成されている。セル３及び図示を省略したセルの平均気泡径は、微小気泡６より大きく、１００μｍ〜２００μｍの範囲である。ウレタンシート２のセル３、微小気泡６及び図示を省略したセルは、不図示の連通孔で網目状に連通されている。すなわち、ウレタンシート２は、連続状のセル構造を有している。なお、図１では、説明をわかりやすくするため、微小気泡６の大きさ及び表面層４の厚さを誇張して模式的に示している。  Theurethane sheet 2 is formed into a sheet shape with a polyurethane resin by a wet film forming method, and has a thickness in the range of 0.4 mm to 1.0 mm. Theurethane sheet 2 is formed with asurface layer 4 havingdense microbubbles 6 on the polishing surface P side, and has micro flatness. The thickness of thesurface layer 4 is 2.0 μm or more. Aporous layer 7 is continuously formed on the inner side in the thickness direction from thesurface layer 4 of theurethane sheet 2. Theporous layer 7 is continuously formed in a direction intersecting the thickness direction in a state where thecells 3 having a triangular cross section rounded along the thickness direction of theurethane sheet 2 are substantially evenly dispersed. . Thecell 3 is formed so that the bubble diameter on the polishing surface P side is smaller than the surface side opposite to the polishing surface P. That is, thecell 3 is reduced in diameter on the polishing surface P side. In the polyurethane resin between thecells 3, cells not shown are formed. The average bubble diameter of thecells 3 and cells not shown is larger than themicrobubbles 6 and is in the range of 100 μm to 200 μm. Thecells 3, themicrobubbles 6, and the cells not shown in the drawing of theurethane sheet 2 are communicated in a mesh shape through communication holes (not shown). That is, theurethane sheet 2 has a continuous cell structure. In FIG. 1, the size of themicrobubbles 6 and the thickness of thesurface layer 4 are schematically shown exaggerated for easy understanding.

また、研磨パッド１０は、ウレタンシート２の研磨面Ｐの反対面側（図１の下面側）に基材５ａを有している。基材５ａには、少なくともポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記する。）製フィルム等の可撓性フィルム、不織布及び織布等から選択される１種が用いられており、ウレタンシート２の製造時に成膜基材として使用されたものである。本例では、基材５ａにはＰＥＴ製フィルムが用いられている。基材５ａの下面側（ウレタンシート２と反対側）には、研磨機に研磨パッド１０を装着するための両面テープ５ｂが貼り合わされている。両面テープ５ｂの下面側（最下面側）が図示しない剥離紙で覆われている。  Moreover, thepolishing pad 10 has the base material 5a on the opposite surface side (lower surface side in FIG. 1) of the polishing surface P of theurethane sheet 2. As the base material 5a, at least one selected from a flexible film such as a polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET) film, a nonwoven fabric, a woven fabric, and the like is used. It is used as a film-forming substrate. In this example, a PET film is used for the substrate 5a. A double-sided tape 5b for attaching thepolishing pad 10 to the polishing machine is bonded to the lower surface side (the side opposite to the urethane sheet 2) of the substrate 5a. The lower surface side (lowermost surface side) of the double-sided tape 5b is covered with a release paper (not shown).

（製造）
研磨パッド１０は、図２に示すように、ポリウレタン樹脂を溶解させた樹脂溶液を準備する準備工程、樹脂溶液を成膜基材に連続的に塗布する塗布工程、加熱雰囲気下で有機溶媒の一部を気化させる気化工程、水系凝固液中で樹脂溶液を凝固させる凝固工程、凝固により再生したポリウレタン樹脂を洗浄・乾燥させる洗浄・乾燥工程、ポリウレタン樹脂と両面テープとを貼り合わせるラミネート加工工程を経て作製される。以下、工程順に説明する。(Manufacturing)
As shown in FIG. 2, thepolishing pad 10 includes a preparation step for preparing a resin solution in which a polyurethane resin is dissolved, a coating step for continuously applying the resin solution to a film-forming substrate, and an organic solvent in a heated atmosphere. Through a vaporization process that vaporizes the part, a coagulation process that coagulates the resin solution in an aqueous coagulation liquid, a cleaning and drying process that cleans and dries the polyurethane resin regenerated by coagulation, and a laminating process that bonds the polyurethane resin and double-sided tape together Produced. Hereinafter, it demonstrates in order of a process.

準備工程では、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒のＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと略記する。）及び添加剤を混合してポリウレタン樹脂を溶解させる。ポリウレタン樹脂には、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等の樹脂から選択して用い、例えば、ポリウレタン樹脂が３０重量％となるようにＤＭＦに溶解させ、粘度が５０〜３００ｃＰの範囲となるようにする。これは、塗布工程においてポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に均一塗布する際に適度な流動性を必要とするためである。添加剤としては、セル３の大きさや数量（個数）を制御するため、カーボンブラック等の顔料、セルの形成を促進させる親水性活性剤及びポリウレタン樹脂の凝固再生を安定化させる疎水性活性剤等を用いることができる。得られた溶液を減圧下で脱泡してポリウレタン樹脂溶液を得る。  In the preparation step, polyurethane resin, N, N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF), which is a water-miscible organic solvent capable of dissolving polyurethane resin, and an additive are mixed to dissolve the polyurethane resin. As the polyurethane resin, a polyester resin, a polyether resin, a polycarbonate resin, or the like is selected and used. For example, the polyurethane resin is dissolved in DMF so as to be 30% by weight, and the viscosity is in the range of 50 to 300 cP. To. This is because an appropriate fluidity is required when the polyurethane resin solution is uniformly applied to the film forming substrate in the application step. Examples of additives include pigments such as carbon black, hydrophilic activators that promote the formation of cells, and hydrophobic activators that stabilize the coagulation and regeneration of polyurethane resins in order to control the size and quantity (number) of thecells 3. Can be used. The resulting solution is degassed under reduced pressure to obtain a polyurethane resin solution.

塗布工程では、準備工程で調製されたウレタン樹脂溶液が常温下でナイフコータ等の塗布装置により帯状の成膜基材に略均一に塗布される。このとき、ナイフコータと成膜基材との間隙を調整することで、ウレタン樹脂溶液の塗布厚み（塗布量）が調整される。本例では、ウレタンシート２の厚さが０．４ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲となるように塗布量が調整されている。成膜基材には、可撓性フィルム、不織布、織布等を用いることができる。不織布、織布を用いる場合は、ウレタン樹脂溶液の塗布時に成膜基材内部へのウレタン樹脂溶液の浸透を抑制するため、予め水またはＤＭＦ水溶液（ＤＭＦと水との混合液）等に浸漬する前処理（目止め）が行われる。成膜基材としてＰＥＴ樹脂等の可撓性フィルムを用いる場合は、液体の浸透性を有していないため、前処理が不要となる。以下、本例では、成膜基材をＰＥＴ製フィルムとして説明する。  In the application step, the urethane resin solution prepared in the preparation step is applied substantially uniformly to the belt-shaped film forming substrate at a normal temperature by an application device such as a knife coater. At this time, the application thickness (application amount) of the urethane resin solution is adjusted by adjusting the gap between the knife coater and the film forming substrate. In this example, the coating amount is adjusted so that the thickness of theurethane sheet 2 is in the range of 0.4 mm to 1.0 mm. A flexible film, a nonwoven fabric, a woven fabric, etc. can be used for the film-forming substrate. When using a nonwoven fabric or a woven fabric, in order to suppress the penetration of the urethane resin solution into the film-forming substrate during application of the urethane resin solution, it is preliminarily immersed in water or a DMF aqueous solution (mixed solution of DMF and water). Preprocessing (sealing) is performed. In the case where a flexible film such as a PET resin is used as the film formation substrate, pretreatment is not necessary because it does not have liquid permeability. Hereinafter, in this example, the film forming substrate is described as a PET film.

気化工程では、塗布工程で成膜基材に塗布されたポリウレタン樹脂溶液を、５０℃〜８０℃の加熱雰囲気下に案内し、１０分〜６０分間熱処理を施す。これにより、ポリウレタン樹脂溶液の表層部に含まれる有機溶媒の一部が気化される。表面層４の厚さは、気化工程での熱処理条件により決定される。換言すれば、気化工程での熱処理条件を変えることにより、被研磨物に合わせて表面層４の厚さを調整することができる。  In the vaporization step, the polyurethane resin solution applied to the film formation substrate in the application step is guided in a heated atmosphere at 50 ° C. to 80 ° C. and heat-treated for 10 minutes to 60 minutes. Thereby, a part of organic solvent contained in the surface layer part of the polyurethane resin solution is vaporized. The thickness of thesurface layer 4 is determined by the heat treatment conditions in the vaporization step. In other words, the thickness of thesurface layer 4 can be adjusted in accordance with the object to be polished by changing the heat treatment conditions in the vaporization step.

凝固工程では、ポリウレタン樹脂溶液が塗布された成膜基材が、ポリウレタン樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする凝固液（水系凝固液）に案内される。凝固液中では、まず、塗布されたウレタン樹脂溶液の表面側に微小気泡６を有し研磨面Ｐからの厚さが２．０μｍ以上にわたり表面層４が形成される。その後、ポリウレタン樹脂溶液中のＤＭＦと凝固液との置換の進行によりポリウレタン樹脂が成膜基材の片面にシート状に凝固再生する。ＤＭＦがウレタン樹脂溶液から脱溶媒し、ＤＭＦと凝固液とが置換することで、表面層４より厚さ方向の内側に連続して多孔層７が形成される。すなわち、多孔層７には、微小気泡６より大きな気泡径のセル３及び図示しないセルが、厚さ方向と交差する方向に形成される。更に、セル３、微小気泡６及び図示しないセルを網目状に連通する不図示の連通孔が形成される。このとき、成膜基材のＰＥＴ製フィルムが水を浸透させないため、ウレタン樹脂溶液の表面側で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きなセル３が形成される。  In the coagulation step, the film-forming substrate coated with the polyurethane resin solution is guided to a coagulation liquid (water-based coagulation liquid) whose main component is water, which is a poor solvent for the polyurethane resin. In the coagulating liquid, first, thesurface layer 4 is formed so as to havemicrobubbles 6 on the surface side of the applied urethane resin solution and have a thickness of 2.0 μm or more from the polishing surface P. Thereafter, the polyurethane resin coagulates and regenerates in a sheet form on one side of the film forming substrate by the progress of substitution between the DMF in the polyurethane resin solution and the coagulating liquid. By removing DMF from the urethane resin solution and replacing DMF and the coagulating liquid, theporous layer 7 is continuously formed on the inner side in the thickness direction from thesurface layer 4. That is, in theporous layer 7,cells 3 having a larger bubble diameter than themicrobubbles 6 and cells not shown are formed in a direction intersecting the thickness direction. Furthermore, a communication hole (not shown) that connects thecells 3, themicrobubbles 6 and the cells (not shown) in a mesh shape is formed. At this time, since the PET film of the film formation substrate does not permeate water, desolvation occurs on the surface side of the urethane resin solution, andcells 3 having a larger film formation substrate side than the surface side are formed.

洗浄・乾燥工程では、凝固工程で凝固再生したシート状のポリウレタン樹脂が成膜基材と共に、水等の洗浄液中で洗浄されてポリウレタン樹脂中に残留するＤＭＦが除去される。洗浄後、ポリウレタン樹脂を乾燥させることで、ＰＥＴ製フィルム上に形成されたウレタンシート２が得られる。すなわち、成膜基材に用いたＰＥＴ製フィルムが基材５ａとなる。  In the washing / drying step, the sheet-like polyurethane resin coagulated and regenerated in the coagulation step is washed together with the film-forming substrate in a washing solution such as water to remove DMF remaining in the polyurethane resin. After washing, the polyurethane resin is dried to obtain theurethane sheet 2 formed on the PET film. That is, the PET film used for the film forming substrate becomes the substrate 5a.

ラミネート加工工程では、基材５ａのウレタンシート２と反対側の面に両面テープ５ｂを貼り合わせる。そして、キズや汚れ、異物等の付着がないことを確認する等の検査を行い、研磨パッド１０を完成させる。  In the laminating process, the double-sided tape 5b is bonded to the surface of the substrate 5a opposite to theurethane sheet 2. Then, thepolishing pad 10 is completed by performing an inspection such as confirming that there is no adhesion of scratches, dirt, foreign matter, and the like.

（作用）
次に、本実施形態の研磨パッド１０の作用等について説明する。(Function)
Next, the operation and the like of thepolishing pad 10 of this embodiment will be described.

本実施形態の研磨パッド１０を構成するウレタンシート２では、製造時の気化工程で熱処理が施されることにより成膜基材に塗布されたポリウレタン樹脂溶液の表層部分の樹脂濃度が上昇する。樹脂濃度が上昇した表層部分の厚さ分でミクロな平坦性を有する表面層４が形成される。これにより、従来表面層の厚さが０．５μｍ程度の薄膜であったことに比べ、表面層４が厚さ２．０μｍ以上にわたり形成されるため、仕上げ研磨加工に伴う摩耗の許容量が大きくなる。従って、得られる研磨パッド１０では、表面層４を仕上げ加工用として長く使用することができる。  In theurethane sheet 2 constituting thepolishing pad 10 of the present embodiment, the resin concentration in the surface layer portion of the polyurethane resin solution applied to the film-forming substrate is increased by being subjected to heat treatment in the vaporization process during production. Thesurface layer 4 having micro flatness is formed by the thickness of the surface layer portion where the resin concentration is increased. As a result, thesurface layer 4 is formed over a thickness of 2.0 μm or more compared to the conventional thin film having a thickness of about 0.5 μm, so that the tolerance for wear associated with finish polishing is large. Become. Therefore, in thepolishing pad 10 obtained, thesurface layer 4 can be used for a long time for finishing.

また、本実施形態の研磨パッド１０では、緻密な微小気泡６が形成された表面層４の厚さが２．０μｍ以上にわたり形成される。そのため、表面層４を仕上げ加工用として従来よりも長く使用できる。通常、湿式成膜法では、表面層の表面が平滑に形成されるため、研磨加工前には、研磨液保持性を改善するためにドレス処理が必要となる。従来の研磨パッドでは、このドレス処理により表面層が部分的に消失してしまうことがある。これに対して、研磨パッド１０では、表面層４の厚さが大きく形成されたことで均一なドレス処理を行うことができる。  Moreover, in thepolishing pad 10 of this embodiment, the thickness of thesurface layer 4 in which theminute microbubbles 6 are formed is formed over 2.0 μm or more. Therefore, thesurface layer 4 can be used for finishing longer than before. In general, in the wet film forming method, the surface of the surface layer is formed smoothly, and therefore dressing is required before polishing to improve the retention of the polishing liquid. In a conventional polishing pad, the surface layer may be partially lost by this dressing process. In contrast, thepolishing pad 10 can perform uniform dressing because thesurface layer 4 has a large thickness.

更に、本実施形態の研磨パッド１０を構成するウレタンシート２では、製造時の気化工程で、成膜基材に塗布されたポリウレタン樹脂溶液に５０℃〜８０℃の範囲の雰囲気下で１０分〜６０分間の範囲で熱処理が施される。熱処理で少なくともポリウレタン樹脂溶液の表層部に含まれるＤＭＦの一部が気化することにより、表層部の樹脂濃度が上昇する。そのため、凝固工程で樹脂溶液内の樹脂濃度が上昇した表層側に、緻密な微小気泡６が形成される。このとき、気化工程で熱処理を施す条件を変えることにより、表面層４の厚さを被研磨物に合わせて調整することが可能である。本実施形態の研磨パッド１０では、５０℃〜８０℃の範囲の雰囲気下で１０分〜６０分間の範囲で熱処理を施すことで、樹脂シートの厚さ０．４ｍｍ〜１．０ｍｍのうち、表面層の厚さを２．０μｍ〜５．０μｍの範囲に調整することができる。  Furthermore, in theurethane sheet 2 constituting thepolishing pad 10 of the present embodiment, the polyurethane resin solution applied to the film-forming substrate in the vaporization step at the time of manufacture is 10 minutes in an atmosphere in the range of 50 ° C to 80 ° C. Heat treatment is performed for 60 minutes. When at least a part of DMF contained in the surface layer portion of the polyurethane resin solution is vaporized by the heat treatment, the resin concentration in the surface layer portion increases. Therefore,dense microbubbles 6 are formed on the surface layer side where the resin concentration in the resin solution has increased in the coagulation step. At this time, it is possible to adjust the thickness of thesurface layer 4 according to the object to be polished by changing the conditions for performing the heat treatment in the vaporization step. In thepolishing pad 10 of this embodiment, the surface of the resin sheet having a thickness of 0.4 mm to 1.0 mm is obtained by performing heat treatment in an atmosphere in the range of 50 ° C. to 80 ° C. in the range of 10 minutes to 60 minutes. The thickness of the layer can be adjusted in the range of 2.0 μm to 5.0 μm.

また更に、本実施形態の研磨パッド１０では、表面層４に微小気泡６が形成されており、多孔層７に微小気泡６より大きなセル３が形成されている。すなわち、表面層４より厚さ方向の内側に連続して配された多孔層７に、平均気泡径が１００μｍ〜２００μｍの範囲のセル３及び図示を省略したセルが厚さ方向と交差する方向に連続状に形成されている。そのため、研磨加工時にクッション性が発揮され被研磨物が略均等に押圧されるので、被研磨物の平坦性を向上させることができる。  Furthermore, in thepolishing pad 10 of this embodiment, themicrobubbles 6 are formed in thesurface layer 4, and thecells 3 larger than themicrobubbles 6 are formed in theporous layer 7. That is, in theporous layer 7 continuously arranged on the inner side in the thickness direction from thesurface layer 4, thecell 3 having an average cell diameter in the range of 100 μm to 200 μm and the cell not shown in the direction intersecting the thickness direction. It is formed continuously. Therefore, cushioning properties are exhibited during polishing and the object to be polished is pressed substantially evenly, so that the flatness of the object to be polished can be improved.

なお、本実施形態では、樹脂シートとしてポリウレタン樹脂製のウレタンシート２を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の樹脂を使用してもよい。例えば、ポリエスエル樹脂等を使用してもよい。ポリウレタン樹脂を用いるようにすれば、湿式成膜法により連続状のセル構造を容易に形成することができる。  In addition, in this embodiment, although theurethane sheet 2 made from a polyurethane resin was illustrated as a resin sheet, this invention is not limited to this, You may use another resin. For example, a polyester resin or the like may be used. If a polyurethane resin is used, a continuous cell structure can be easily formed by a wet film forming method.

更に、本実施形態では、ウレタンシート２の作製時の成膜基材をそのまま基材５ａとする例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、ポリウレタン樹脂を凝固再生させた後、成膜基材を剥離して、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の別の基材を基材５ａとして貼り合わせてもよい。  Furthermore, in this embodiment, although the example which uses the film-forming base material at the time of preparation of theurethane sheet 2 as the base material 5a was shown, this invention is not restrict | limited to this. For example, after the polyurethane resin is solidified and regenerated, the film forming substrate may be peeled off and another substrate such as polypropylene (PP) or polyvinyl chloride (PVC) may be bonded as the substrate 5a.

以下、本実施形態に従い製造した研磨パッド１０の実施例について説明する。なお、比較のため製造した比較例の研磨パッドについても併記する。  Hereinafter, examples of thepolishing pad 10 manufactured according to the present embodiment will be described. A comparative polishing pad manufactured for comparison is also shown.

（実施例１）
実施例１では、ウレタンシート２の作製にポリウレタン樹脂として、ポリエステルＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）ポリウレタン樹脂を用いた。このポリウレタン樹脂を溶解させた３０重量％の溶液１００部に対して、溶媒のＤＭＦの４５部、顔料としてカーボンブラックの３０重量％を含むＤＭＦ分散液の４０部を添加し混合してポリウレタン樹脂溶液を調製した。ポリウレタン樹脂溶液の粘度は１００ｃＰであった。得られたポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に塗布した後、６０℃の雰囲気下で２０分間熱処理を施し、凝固液中でシート状のポリウレタン樹脂溶液を凝固再生させた。洗浄・乾燥させた後、両面テープ５ｂを貼り合わせ、実施例１の研磨パッド１０を製造した。Example 1
In Example 1, a polyester MDI (diphenylmethane diisocyanate) polyurethane resin was used as the polyurethane resin for producing theurethane sheet 2. To 100 parts of a 30% by weight solution in which this polyurethane resin is dissolved, 45 parts of DMF as a solvent and 40 parts of a DMF dispersion containing 30% by weight of carbon black as a pigment are added and mixed to obtain a polyurethane resin solution. Was prepared. The viscosity of the polyurethane resin solution was 100 cP. After the obtained polyurethane resin solution was applied to the film-forming substrate, heat treatment was performed for 20 minutes in an atmosphere at 60 ° C., and the sheet-like polyurethane resin solution was coagulated and regenerated in the coagulating liquid. After washing and drying, the double-sided tape 5b was bonded to produce thepolishing pad 10 of Example 1.

（比較例１）
比較例１では、凝固再生前に熱処理を施さないこと以外は実施例１と同様にして比較例１の研磨パッドを製造した。すなわち、従来の研磨パッドである。(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a polishing pad of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that heat treatment was not performed before solidification regeneration. That is, it is a conventional polishing pad.

（比較例２）
比較例２では、凝固再生前に、９０℃の雰囲気下で５分間熱処理を施し、凝固液中でシート状のポリウレタン樹脂溶液を凝固再生させた。それ以外は実施例１と同様にして比較例２の研磨パッドを製造した。(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, before coagulation regeneration, heat treatment was performed in an atmosphere at 90 ° C. for 5 minutes to coagulate and regenerate the sheet-like polyurethane resin solution in the coagulation liquid. Otherwise, the polishing pad of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1.

（評価）
実施例１、比較例１及び比較例２について、湿式成膜後のウレタンシートの断面を電子顕微鏡にて観察することにより、表面層の厚さを測定した。(Evaluation)
About Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, the thickness of the surface layer was measured by observing the cross section of the urethane sheet after wet film formation with an electron microscope.

（研磨加工）
また、実施例１、比較例１及び比較例２の研磨パッドを用いて、研磨機に研磨パッドを貼り付け、ドレッサーを用いて研磨パッドの表面の平坦化を行った。以下の研磨条件でアルミニウム基板の研磨加工を行い、うねりにより研磨性能を評価した。うねりの測定では、研磨加工後の被研磨物について単位面積当たりの表面像のうねり量をオングストローム（Å）単位で求めた。うねりの試験評価機としては、Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ５０２２（Ｚｙｇｏ社製）を用いた。また、研磨後のアルミニウム基板について、目視でアルミニウム基板の表面に対するキズ発生の有無を外観評価した。表面層の厚さ及びうねりの評価結果を下表１に示す。
（研磨条件）
使用研磨機：スピードファム社製、９Ｂ−５Ｐポリッシングマシン
研磨速度（回転数）：３０ｒｐｍ
加工圧力：９０ｇ／ｃｍ^２
スラリ：コロイダルシリカスラリ（平均粒子径：０．８μｍ）
スラリ供給量：１００ｃｃ／ｍｉｎ
被研磨物：９５ｍｍφハードディスク用アルミニウム基板
研磨時間：３００秒(Polishing)
Further, the polishing pad of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was used, the polishing pad was attached to a polishing machine, and the surface of the polishing pad was planarized using a dresser. The aluminum substrate was polished under the following polishing conditions, and the polishing performance was evaluated by waviness. In the measurement of waviness, the amount of waviness of the surface image per unit area of the object to be polished after polishing was determined in angstroms (単 位). A New View 5022 (manufactured by Zygo) was used as a swell test evaluation machine. Further, the appearance of the polished aluminum substrate was visually evaluated for the presence or absence of scratches on the surface of the aluminum substrate. Table 1 shows the evaluation results of the thickness and waviness of the surface layer.
(Polishing conditions)
Polishing machine used: Speedfam, 9B-5P polishing machine Polishing speed (rotation speed): 30 rpm
Processing pressure: 90 g / cm²
Slurry: colloidal silica slurry (average particle size: 0.8 μm)
Slurry supply amount: 100cc / min
Object to be polished: 95 mmφ hard disk aluminum substrate polishing time: 300 seconds

表１に示すように、比較例１の研磨パッドでは、表面層の厚さが０．５μｍであった。これに対して、比較例２の研磨パッドでは、表面層の厚さが２０μｍであり、実施例１の研磨パッド１０では、表面層の厚さは３．５μｍであった。比較例１の従来の研磨パッドの表面層と比較し、熱処理を施した比較例２の研磨パッドの表面層と、本発明で得られた実施例１の研磨パッド１０の表面層４の厚さが大きいため、研磨加工に伴う摩耗の許容量が大きくなる。従って、凝固再生前に熱処理を施すことにより、表面層の厚さが大きくなり、表面層を仕上げ加工用として、長く使用できることが期待できる。  As shown in Table 1, in the polishing pad of Comparative Example 1, the thickness of the surface layer was 0.5 μm. In contrast, in the polishing pad of Comparative Example 2, the thickness of the surface layer was 20 μm, and in thepolishing pad 10 of Example 1, the thickness of the surface layer was 3.5 μm. Compared to the surface layer of the conventional polishing pad of Comparative Example 1, the thickness of the surface layer of the polishing pad of Comparative Example 2 subjected to heat treatment and thesurface layer 4 of thepolishing pad 10 of Example 1 obtained by the present invention Therefore, the allowable amount of wear associated with the polishing process increases. Therefore, it can be expected that the heat treatment before the solidification regeneration increases the thickness of the surface layer, and the surface layer can be used for a long time for finishing.

また、比較例１の研磨パッドでは、研磨によるアルミニウム基板の表面でのうねりが２．２Åであった。比較例２の研磨パッドでは、研磨によるアルミニウム基板の表面でのうねりが２．８Åであった。これに対して、実施例１の研磨パッド１０では、うねりが２．０Åであり、平坦性に優れるアルミニウム基板を得ることができた。これは、実施例１の研磨パッド１０では、多孔層７に表面層４に形成された微小気泡６より大きな気泡径のセル３が厚さ方向と交差する方向に連続状に形成されているため、クッション性が発揮され被研磨物が略均等に押圧されるので、被研磨物の平坦性が向上したためと考えられる。  Further, in the polishing pad of Comparative Example 1, the waviness on the surface of the aluminum substrate by polishing was 2.2 mm. In the polishing pad of Comparative Example 2, the waviness on the surface of the aluminum substrate by polishing was 2.8 mm. On the other hand, in thepolishing pad 10 of Example 1, the undulation was 2.0 mm, and an aluminum substrate excellent in flatness could be obtained. This is because in thepolishing pad 10 of Example 1, thecells 3 having a larger bubble diameter than themicrobubbles 6 formed in thesurface layer 4 are continuously formed in theporous layer 7 in the direction intersecting the thickness direction. This is considered to be because the flatness of the object to be polished was improved because the cushioning property was exhibited and the object to be polished was pressed substantially evenly.

更に、実施例１、比較例１の研磨パッドによる研磨加工では、いずれもアルミニウム基板の表面にキズは認められなかった。比較例２の研磨パッドによる研磨加工では、基板表面にキズが見られた。これは、凝固再生前の熱処理を、実施例１と比べて高い温度で短時間に行ったことから、表面層の厚さは大きくなるものの、比較例２の研磨パッドの多孔層のセルの平均孔径が５０μｍであり、実施例１や比較例１のセルと比較して小さく、セルが偏在しているため、クッション性に劣るためと考えられる。従って、実施例１では、うねりが改善され高い研磨性能が得られることが判明した。  Furthermore, in the polishing process using the polishing pad of Example 1 and Comparative Example 1, no scratch was observed on the surface of the aluminum substrate. In the polishing process using the polishing pad of Comparative Example 2, scratches were observed on the substrate surface. This is because the heat treatment before solidification regeneration was performed in a short time at a higher temperature than in Example 1, so that the thickness of the surface layer was increased, but the average cell of the porous layer of the polishing pad of Comparative Example 2 The pore diameter is 50 μm, which is smaller than the cells of Example 1 and Comparative Example 1, and the cells are unevenly distributed, which is considered to be inferior in cushioning properties. Therefore, in Example 1, it became clear that waviness was improved and high polishing performance was obtained.

本発明は、仕上げ加工用として長寿命化を図り、被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッドおよび該研磨パッドの製造方法を提供するものであるため、研磨パッドの製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。The present invention provides a polishing pad capable of extending the life for finishing and improving the flatness of an object to be polished,and a method formanufacturing the polishing pad. Since it contributes, it has industrial applicability.

２ ウレタンシート（樹脂シート）
３ セル
４ 表面層
６ 微小気泡
７ 多孔層
１０ 研磨パッド2 Urethane sheet (resin sheet)
3cells 4surface layer 6microbubbles 7porous layer 10 polishing pad

Claims (4)

Translated fromJapanese

湿式成膜法により作製され被研磨物を研磨加工するための研磨面を有する樹脂シートを備えた研磨パッドにおいて、前記樹脂シートは、
前記研磨面からの厚さが２．０μｍ〜５．０μｍの範囲で微小気泡が形成された表面層と、
前記表面層より厚さ方向の内側に連続して配され、前記表面層に形成された微小気泡より大きな気泡径のセルが前記厚さ方向と交差する方向に連続状に形成された多孔層と、
を有しており、厚さが０．４ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲であり、
有機溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液の少なくとも表層に含まれる前記有機溶媒の一部が５０℃〜８０℃の範囲の加熱雰囲気下、１０分〜６０分間の範囲で気化され、水を主成分とする凝固液中で凝固されたものであることを特徴とする研磨パッド。In a polishing pad provided with a resin sheet having a polishing surface for polishing an object to be polished produced by a wet film formation method, the resin sheet is:
A surface layer in which microbubbles are formed in a thickness range from 2.0 μm to 5.0 μm from the polished surface;
A porous layer that is continuously arranged in the thickness direction from the surface layer, and in which cells having a cell diameter larger than the microbubbles formed in the surface layer are formed continuously in a direction intersecting the thickness direction; ,
The has,Ri range der thickness is0.4Mm～1.0Mm,
A part of the organic solvent contained in at least the surface layer of the resin solution obtained by dissolving the resin in the organic solvent is vaporized in the range of 10 minutes to 60 minutes in a heating atmosphere in the range of 50 ° C. to 80 ° C., and water is the main component. polishing pad, characterized inder Rukotothose coagulated in the coagulation fluid and. 前記樹脂シートは、前記多孔層に形成されたセルの平均気泡径が１００μｍ〜２００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。  The polishing pad according to claim 1, wherein the resin sheet has an average cell diameter of cells formed in the porous layer in a range of 100 μm to 200 μm. 前記樹脂シートはポリウレタン樹脂製であることを特徴とする請求項２に記載の研磨パッド。The polishing pad according to claim2 , wherein the resin sheet is made of a polyurethane resin. 請求項１に記載の研磨パッドの製造方法であって、
有機溶媒に樹脂を溶解させた樹脂溶液を基材に塗布する塗布工程と、
前記基材に塗布された樹脂溶液の少なくとも表層に含まれる前記有機溶媒の一部を５０℃〜８０℃の範囲の加熱雰囲気下、１０分〜６０分間の範囲で気化させる気化工程と、
水を主成分とする凝固液中で前記樹脂溶液を凝固させる凝固工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。It is a manufacturing method of the polishing pad according to claim 1,
An application step of applying a resin solution in which a resin is dissolved in an organic solvent to a substrate;
A vaporization step of vaporizing a part of the organic solvent contained in at least a surface layer of the resin solution applied to the substrate ina heating atmosphere ina range of 50 ° C. to 80 ° C. in a range of10 minutes to 60 minutes ;
A coagulation step for coagulating the resin solution in a coagulation liquid containing water as a main component;
The manufacturing method characterized by including.

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