KR101410116B1 - Polishing pad and method for manufacturing the polishing pad - Google Patents
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Abstract
스크랫치를 잘 발생시키지 않고, 평탄화 성능이나 연마 안정성이 우수한 연마 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 일 국면은, 평균 섬도 0.01 ∼ 0.8 dtex 의 극세 섬유로 형성되는 극세 섬유 낙합체와 고분자 탄성체를 구비하고, 상기 고분자 탄성체는, 유리 전이 온도가 -10 ℃ 이하이고, 23 ℃ 에서 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 90 ∼ 900 ㎫ 이며, 또한 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율이 0.2 ∼ 5 질량% 인 것을 특징으로 하는 연마 패드이다. It is an object of the present invention to provide a polishing pad excellent in flatness and polishing stability without generating scratches. An aspect of the present invention is to provide a superfine fiber scaffold and a polymer elastic body formed of microfine fibers having an average fineness of 0.01 to 0.8 dtex and the polymer elastomer having a glass transition temperature of -10 占 폚 or less, Is 90 to 900 MPa, and the absorption rate when absorption saturated at 50 占 폚 is 0.2 to 5 mass%.
Description
본 발명은 연마 패드, 상세하게는, 평탄화나 경면화가 실시되는 각종 디바이스, 각종 기판 등의 각종 제품, 예를 들어, 반도체 기판, 반도체 디바이스, 화합물 반도체 디바이스, 화합물 반도체 기판, 화합물 반도체 제품, LED 기판, LED 제품, 베어 실리콘 웨이퍼, 실리콘 웨이퍼, 하드 디스크 기판, 유리 기판, 유리 제품, 금속 기판, 금속 제품, 플라스틱 기판, 플라스틱 제품, 세라믹 기판, 세라믹 제품 등을 연마하기 위한 연마 패드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing pad, and more particularly to various devices such as various devices and various substrates on which planarization or mirror-polishing is performed, such as semiconductor substrates, semiconductor devices, compound semiconductor devices, compound semiconductor substrates, , An abrasive pad for abrading an LED product, a bare silicon wafer, a silicon wafer, a hard disk substrate, a glass substrate, a glass substrate, a metal substrate, a metal product, a plastic substrate, a plastic substrate, a ceramic substrate, .
최근, 집적 회로의 고집적화 및 다층 배선화에 수반하여, 집적 회로가 형성되는 반도체 웨이퍼에는 고정밀도의 평탄성이 요구되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, along with the integration of integrated circuits and the multilayer wiring, a semiconductor wafer on which an integrated circuit is formed is required to have a high degree of flatness.
반도체 웨이퍼를 연마하기 위한 연마법으로서는, 케미컬 메카니컬 연마 (CMP) 가 알려져 있다. CMP 는, 피연마 기재 표면을 지립의 슬러리를 적하하면서 연마 패드에 의해 연마하는 방법이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Chemical mechanical polishing (CMP) is known as a polishing method for polishing semiconductor wafers. CMP is a method of polishing a surface of a substrate to be polished by a polishing pad while dropping a slurry of abrasive grains.
하기 특허문헌 1 ∼ 4 는, 2 액 경화형 폴리우레탄을 발포 성형함으로써 제조되고, 독립 기포 구조를 갖는 고분자 발포체로 이루어지는, CMP 에 사용되는 연마 패드를 개시한다. 이와 같은 연마 패드는, 후술하는 부직포 타입의 연마 패드에 비해 강성이 높기 때문에, 고정밀도의 평탄성이 요구되는 반도체 웨이퍼의 연마 등에 바람직하게 이용되고 있다. The following Patent Documents 1 to 4 disclose a polishing pad used for CMP, which is produced by foam-molding a two-liquid curing type polyurethane and is formed of a polymer foam having a closed cell structure. Such a polishing pad is preferably used for polishing a semiconductor wafer which requires high precision flatness because it has a higher rigidity than a non-woven type polishing pad which will be described later.
독립 기포 구조를 갖는 고분자 발포체로 이루어지는 연마 패드는, 예를 들어, 2 액 경화형 폴리우레탄을 주형 (注型) 발포 성형함으로써 제조된다. 이와 같은 연마 패드는 비교적 높은 강성을 갖기 때문에, 연마시에 피연마 기재의 볼록부에 대해 선택적으로 하중이 가해지기 쉬워져, 그 결과, 연마율 (연마 속도) 가 비교적 높아진다. 그러나, 응집한 지립이 연마면에 존재하는 경우에는, 응집한 지립에 대해서도 하중이 선택적으로 가해지기 때문에, 연마면에 흠집 (스크랫치) 이 생기기 쉬워진다. 특히, 비특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 스크랫치가 생기기 쉬운 구리 배선을 갖는 기재나 계면의 접착성이 약한 저유전율 재료를 연마하는 경우에는, 흠집이나 계면 박리가 특히 발생하기 쉬워진다. 또, 주형 발포 성형에 있어서는, 고분자 탄성체를 균질하게 발포시키기 어렵기 때문에, 피연마 기재의 평탄성이나 연마시의 연마율에 편차가 생기기 쉽다. 또한, 독립 구멍을 갖는 연마 패드에 있어서는, 독립 구멍에서 유래하는 공극에 지립이나 연마 부스러기가 클로깅된다. 그 결과, 장시간 사용한 경우에는, 연마가 진행함에 따라 연마율이 저하된다 (이와 같은 특성을 연마 안정성이라고도 한다).The polishing pad made of a polymer foam having a closed cell structure is produced by, for example, foam molding a two-liquid curing type polyurethane. Since such a polishing pad has a relatively high rigidity, a load is selectively applied to the convex portion of the substrate to be polished at the time of polishing, and as a result, the polishing rate (polishing rate) becomes relatively high. However, when the agglomerated abrasive grains are present on the abrasive surface, a load is selectively applied to the agglomerated abrasive grains, and scratches (scratches) are easily generated on the abrasive surface. Particularly, as described in Non-Patent Document 1, scratches and interface delamination are particularly likely to occur when polishing a substrate having a copper wiring easily scratched and a low dielectric constant material having poor adhesion at the interface. Further, in the mold expansion molding, it is difficult to uniformly foam the elastomeric polymer, so that the flatness of the substrate to be polished and the polishing rate at the time of polishing tend to be easily varied. Further, in the case of a polishing pad having independent holes, abrasive grains are clogged with voids derived from independent holes. As a result, when used for a long time, the polishing rate decreases as the polishing proceeds (this property is also referred to as polishing stability).
한편, 다른 타입의 연마 패드로서, 특허문헌 5 ∼ 14 는 폴리우레탄 수지를 부직포에 함침시키고, 습식 응고시킴으로써 얻어지는 부직포 타입의 연마 패드를 개시한다. 부직포 타입의 연마 패드는 유연성이 우수하다. 그로 인해, 피연마 기재의 연마면에 응집한 지립이 존재하는 경우에는, 연마 패드가 변형됨으로써 응집한 지립에 하중이 선택적으로 가해지는 것을 억제한다. 그러나, 부직포 타입의 연마 패드는, 경시적으로 연마 특성이 변화되기 쉬운 경향이 있어, 정밀한 평탄화 가공에는 사용하기 어려운 문제점을 갖는다. 또, 지나치게 유연하여 연마 패드가 피연마 기재의 표면 형상에 추종하여 변형되기 때문에 높은 평탄화 성능 (피연마 기재를 평탄하게 하는 특성) 이 얻어지기 어려운 문제나, 섬도가 2 ∼ 10 데시텍스로 크기 때문에 국부적인 응력 집중을 피할 수 없는 문제를 갖는다.On the other hand, as different types of polishing pads, Patent Documents 5 to 14 disclose a polishing pad of a nonwoven fabric type obtained by impregnating a polyurethane resin into a nonwoven fabric and wet-solidifying the same. Non-woven type polishing pads are excellent in flexibility. Therefore, when abrasive grains aggregated on the abrasive surface of the abrasive substrate exist, the abrasive pad is deformed, thereby suppressing the load selectively applied to the abrasive grains. However, the polishing pad of the nonwoven fabric type tends to change the polishing characteristics over time, which is difficult to use for precise planarization processing. Furthermore, since the polishing pad is excessively flexible and is deformed following the surface shape of the substrate to be polished, it is difficult to obtain a high leveling performance (a property of flattening the substrate to be polished) or a size of 2 to 10 decite Local stress concentration is inevitable.
이와 같은 부직포 타입의 연마 패드에 있어서, 최근, 보다 높은 평탄화 성능을 얻는 것 등을 목적으로 하는, 극세 섬유다발로 형성되는 부직포를 이용하여 얻어지는 부직포 타입의 연마 패드가 알려져 있다 (예를 들어, 하기 특허문헌 15 ∼ 18). 구체적으로는, 예를 들어, 특허문헌 15 에는, 평균 섬도가 0.0001 ∼ 0.01 dtex 인 폴리에스테르 극세 섬유다발이 낙합되어 이루어지는 부직포와, 그 부직포 내부 공간에 존재하는 폴리우레탄을 주성분으로 한 고분자 탄성체로 구성되는 시트 형상물로 이루어지는 연마 패드가 기재되어 있다. 이와 같은 연마 패드에 의하면, 종래보다 고정밀 연마 가공이 실현되는 것이 기재되어 있다. In recent years, there has been known a nonwoven fabric type polishing pad obtained by using a nonwoven fabric formed of a microfine fiber bundle for the purpose of achieving a higher leveling performance in recent years (see, for example, Patent Documents 15 to 18). Specifically, for example, Patent Document 15 discloses a nonwoven fabric consisting of a bundle of polyester microfine fibers having an average fineness of 0.0001 to 0.01 dtex and a polymeric elastomer containing polyurethane as a main component existing in the nonwoven fabric inner space A polishing pad made of a sheet-like material is disclosed. According to such a polishing pad, it is described that highly precise polishing processing can be realized.
그러나, 특허문헌 15 ∼ 18 에 기재된 바와 같은 연마 패드에 있어서는, 섬도가 작은 단섬유의 극세 섬유를 니들 펀치 처리함으로써 얻어지는 부직포를 이용하고 있기 때문에, 겉보기 밀도가 낮고, 공극률도 높았다. 그로 인해, 부드럽고 강성이 낮은 연마 패드밖에 얻을 수 없고, 그 때문에, 표면 형상에 추종하여 변형되기 때문에 높은 평탄화 성능이 충분히 얻어지지 않았다. However, in the polishing pads described in Patent Documents 15 to 18, since the nonwoven fabric obtained by needle punching the ultrafine fibers having the small fineness is used, the apparent density is low and the porosity is high. As a result, only a soft and low-rigidity polishing pad can be obtained, and the surface is deformed following the surface shape, so that a high leveling performance is not sufficiently obtained.
또, 이와 같은 부직포 타입의 연마 패드에 있어서, 고분자 탄성체의 상세에 대해서는 어떤 문헌에도 기재되어 있지 않고, 경시적인 안정성에 대한 기재도 충분하지 않다. Further, in such a nonwoven fabric type polishing pad, the details of the polymeric elastomer are not described in any literature, and the description of the stability with time is not sufficient.
본 발명은, 스크랫치를 잘 발생시키지 않고, 평탄화 성능과 연마 효율이 우수한 연마 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a polishing pad which is excellent in flatness performance and polishing efficiency without generating scratches well.
본 발명의 일 국면은, 평균 섬도 0.01 ∼ 0.8 dtex 의 극세 섬유로 형성되는 극세 섬유 낙합체와 고분자 탄성체를 구비하고, 상기 고분자 탄성체는, 유리 전이 온도가 -10 ℃ 이하이며, 23 ℃ 및 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 90 ∼ 900 ㎫ 이고, 또한 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율이 0.2 ∼ 5 질량% 인 것을 특징으로 하는 연마 패드이다. An aspect of the present invention is to provide a superfine fiber scaffold and a polymer elastic body formed of microfine fibers having an average fineness of 0.01 to 0.8 dtex and the polymeric elastomer having a glass transition temperature of -10 占 폚 or less, Is 90 to 900 MPa, and the absorption rate when absorption saturated at 50 占 폚 is 0.2 to 5 mass%.
본 발명의 목적, 특징, 국면 및 이점은, 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명백해진다.The objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description.
극세 섬유로 이루어지는 기재는 일반적으로, 표면적이 크고, 굽힘 탄성이 낮은 특성을 가지고 있다. 그로 인해, 종래부터 알려져 있는 극세 섬유로 이루어지는 부직포에 고분자 탄성체를 함침시킴으로써 얻어지는 연마 패드는, 피연마 기재와의 접촉 면적이 커져 소프트한 연마를 실시할 수 있지만, 강성이 낮은 것밖에 얻을 수 없어 평탄화 특성이나 경시적인 연마 안정성에 문제가 있었다. 또, 부직포는, 그 공극이 슬러리 고임으로 되어 지립 슬러리의 보액성이 높기 때문에 연마율을 높이기는 쉽지만, 공극이 겉보기 체적의 절반 이상을 차지하고 있기 때문에, 종래부터 알려져 있는 부직포에 고분자 탄성체를 함침시킴으로써 얻어지는 연마 패드는 효율성이 양호한 연마를 실시할 수 있지만, 강성이 낮아 평탄화성이나 경시적인 연마 안정성에 문제가 있었다. A substrate made of microfine fibers generally has a large surface area and low bending elasticity. Therefore, a polishing pad obtained by impregnating a nonwoven fabric made of microfine fibers with a polymeric elastomer in a conventional manner has a large contact area with a substrate to be polished, so that soft polishing can be carried out. However, only a low stiffness can be obtained, There was a problem in characteristics and time-dependent polishing stability. Since the pores of the nonwoven fabric are high in slurry, the abrasion rate can be easily increased because of the high liquid retentivity of the abrasive slurry. However, since the pores occupy more than half of the apparent volume, impregnation of a conventionally known nonwoven fabric with a polymeric elastomer The resulting polishing pad can be polished with good efficiency, but has low stiffness and has problems in flatness and time-dependent polishing stability.
본 발명자들은, 1) 극세 섬유로 이루어지는 극세 섬유 낙합체와 특정 유리 전이 온도, 저장 탄성률 및 흡수율을 갖는 고분자 탄성체를 사용함으로써, 높은 강성을 갖는 연마 패드를 얻을 수 있어 연마 중에도 그 구조가 유지되어 경시적인 연마 안정성이 향상되는 것, 2) 연마 패드 표면에 있어서, 연마시에 섬유가 피브릴화되기 쉬워져 피연마 기재와의 접촉 면적이 커짐과 함께 젖음성이 높아지기 때문에, 지립 슬러리의 유지성이 높아지고, 그 결과, 연마율이 높아지는 것, 3) 극세 섬유에 의해 연마 패드 표면이 소프트하게 접촉하기 때문에, 연마 처리시의 응력 집중을 잘 일어나지 않게 할 수 있고, 그로 인해, 피연마 기재에 스크랫치가 잘 발생하지 않게 되는 것을 찾아내어 본 발명에 이르렀다. 또한, 연마 패드의 공극률을 50 % 이상으로 함으로써 지립 슬러리의 유지성을 높이고, 또한 높은 강성을 겸비할 수 있어, 특히 베어 실리콘 웨이퍼 연마에 최적임을 알아냈다. The present inventors have found that (1) a polymeric elastomer having a specific glass transition temperature, a storage elastic modulus and a specific absorption rate is used as a microfine fiber embedding material composed of microfine fibers to obtain a polishing pad having high rigidity, 2) The fiber is easily fibrillated at the time of polishing on the surface of the polishing pad to increase the contact area with the substrate to be polished and the wettability to be high, so that the retention of the abrasive slurry is enhanced, As a result, the polishing rate is increased. (3) Since the surface of the polishing pad is softly contacted by the microfine fibers, the stress concentration during the polishing process can be prevented from being caused to occur. So that the present invention has been accomplished. Further, it has been found that the porosity of the polishing pad is 50% or more, which makes it possible to enhance the retention of the abrasive slurry and to have high rigidity, and is particularly suitable for bare silicon wafer polishing.
즉 본 실시 형태에 관련된 연마 패드는, 평균 섬도 0.01 ∼ 0.8 dtex 의 극세 섬유로 형성되는 극세 섬유 낙합체와 고분자 탄성체를 구비하고 있고, 상기 고분자 탄성체는, 유리 전이 온도가 -10 ℃ 이하이며, 23 ℃ 및 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 90 ∼ 900 ㎫ 이며, 또한 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율이 0.2 ∼ 5 질량% 인 것을 특징으로 하는 것이다. That is, the polishing pad according to the present embodiment comprises a microfine fiber sculpture formed of microfine fibers having an average fineness of 0.01 to 0.8 dtex and a polymeric elastomer. The polymeric elastomer has a glass transition temperature of -10 캜 or lower Deg.] C and 50 [deg.] C of 90 to 900 MPa, and an absorption rate when absorption saturated at 50 [deg.] C is 0.2 to 5 mass%.
이하에, 본 실시 형태의 연마 패드의 구성, 제조 방법 및, 그 사용 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, the structure, manufacturing method, and method of use of the polishing pad of the present embodiment will be described.
[연마 패드의 구성][Configuration of polishing pad]
극세 섬유 낙합체는, 평균 섬도가 0.01 ∼ 0.8 dtex 인 극세 섬유로 형성되어 있고, 바람직하게는 0.05 ∼ 0.5 dtex 의 범위이다. 상기 극세 섬유의 평균 섬도가 0.01 dtex 미만인 경우에는, 연마 패드의 표면 근방의 극세 섬유다발이 충분히 분섬 (分纖) 되지 않고, 그 결과, 지립 슬러리의 유지력이 저하되어 연마 효율이나 연마 균일성이 저하되기 쉬워진다. 한편, 상기 극세 섬유의 평균 섬도가 0.8 dtex 를 초과하는 경우에는, 연마 패드 표면이 지나치게 러프해져 연마율이 저하되고, 또, 섬유에 의한 연마에서의 응력이 커져 스크랫치가 발생하기 쉬워진다. The microfine fiber block is formed of microfine fibers having an average fineness of 0.01 to 0.8 dtex, preferably 0.05 to 0.5 dtex. When the average fineness of the microfine fibers is less than 0.01 dtex, the microfine fiber bundles near the surface of the polishing pad are not sufficiently divided, and as a result, the holding power of the abrasive slurry is lowered and the polishing efficiency and the polishing uniformity are lowered . On the other hand, when the average fineness of the microfine fibers exceeds 0.8 dtex, the surface of the polishing pad becomes excessively rough, the polishing rate decreases, and the stress in polishing by the fibers becomes large, and scratches tend to occur.
또, 극세 섬유 낙합체는, 극세 섬유가 5 ∼ 70 개 집속된 극세 섬유다발로 구성되어 있는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 50 개다. 극세 섬유의 집속 개수가 70 개를 초과하는 경우에는, 연마 패드의 표면 근방의 극세 섬유가 충분히 분섬되지 않고, 그 결과, 지립 슬러리의 유지력이 저하된다. 한편, 상기 극세 섬유다발의 개수가 5 개 미만인 경우에는, 실질적으로 섬도가 굵어지거나 표면의 섬유 밀도가 저하되기 쉽고, 연마 패드 표면이 지나치게 러프해져 연마율이 저하되고, 또, 섬유에 의한 연마에서의 응력이 커져 스크랫치가 발생하기 쉬워진다. The microfine fiber embedding body is preferably composed of microfine fiber bundles of 5 to 70 microfine fibers, more preferably 10 to 50 microfine fiber bundles. When the number of fines of the ultrafine fibers exceeds 70, the microfine fibers near the surface of the polishing pad are not sufficiently dispersed, and as a result, the holding power of the abrasive slurry is lowered. On the other hand, when the number of the microfine fiber bundles is less than 5, the fineness is substantially increased or the fiber density of the surface tends to be lowered, and the surface of the polishing pad becomes too rough and the polishing rate is lowered. So that the scratch value is liable to be generated.
극세 섬유의 구체예로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 이소프탈산 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트, 술포이소프탈산 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리헥사메틸렌테레프탈레이트 등으로 형성되는 방향족 폴리에스테르 섬유 ; 폴리락트산, 폴리에틸렌숙시네이트, 폴리부틸렌숙시네이트, 폴리부틸렌숙시네이트아디페이트, 폴리하이드록시부틸레이트-폴리하이드록시발리레이트 공중합체 등으로 형성되는 지방족 폴리에스테르 섬유 ; 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 10, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 6-12 등으로 형성되는 폴리아미드 섬유 ; 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐, 염소계 폴리올레핀 등의 폴리올레핀 섬유 ; 에틸렌 단위를 25 ∼ 70 몰% 함유하는 변성 폴리비닐알코올 등으로 형성되는 변성 폴리비닐알코올 섬유 ; 및 폴리우레탄계 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머 등의 엘라스토머 등으로 형성되는 엘라스토머 섬유 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 이용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 특히, 본 실시 형태의 극세 섬유가 폴리에스테르 섬유로 형성되는 경우에는, 치밀하고 고밀도의 섬유 낙합체를 형성할 수 있는 점에서 바람직하다. Specific examples of the superfine fiber include aromatic poly (ethylene terephthalate), polyethylene terephthalate (PET), isophthalic acid modified polyethylene terephthalate, sulfoisophthalic acid modified polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyhexamethylene terephthalate, Ester fibers; Aliphatic polyester fibers formed by polylactic acid, polyethylene succinate, polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polyhydroxybutylate-polyhydroxyvalerate copolymer and the like; A polyamide fiber formed of polyamide 6, polyamide 66, polyamide 10, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 6-12 or the like; Polyolefin fibers such as polypropylene, polyethylene, polybutene, polymethylpentene, and chlorinated polyolefin; A modified polyvinyl alcohol fiber formed by modified polyvinyl alcohol containing 25 to 70 mol% of ethylene units; And elastomer fibers formed of an elastomer such as a polyurethane-series elastomer, a polyamide-series elastomer, and a polyester-series elastomer. These may be used alone or in combination of two or more. Particularly, when the microfine fibers of this embodiment are formed of polyester fibers, they are preferable in that they can form dense, high-density fiber entangled bodies.
상기 극세 섬유 중에서도, 유리 전이 온도 (Tg) 가 50 ℃ 이상, 더욱 바람직하게는 60 ℃ 이상으로서, 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율이 0.2 ∼ 2 질량% 인 열가소성 수지로 형성되는 섬유가 바람직하다. 상기 열가소성 수지의 유리 전이 온도가 이와 같은 범위인 경우에는, 보다 높은 강성을 유지할 수 있기 때문에 평탄화 성능이 더욱 높아지고, 또, 연마시에도 강성이 경시적으로 저하되지 않아 연마 안정성이나 연마 균일성이 우수한 연마 패드가 얻어진다. 유리 전이 온도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 공업적인 제조상, 300 ℃ 이하, 나아가서는 150 ℃ 이하인 것이 바람직하다. As among the ultrafine fibers, and the glass transition temperature (T g) is more than 50 ℃, more preferably more than 60 ℃, the absorption rate of when sikyeoteul saturated absorbent fibers are preferably formed of a thermoplastic resin is 0.2 to 2% by weight at 50 ℃ Do. When the glass transition temperature of the thermoplastic resin is in this range, it is possible to maintain a higher rigidity, so that the planarization performance is further enhanced. In addition, the rigidity is not lowered with time even during polishing and excellent in polishing stability and polishing uniformity A polishing pad is obtained. The upper limit of the glass transition temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 300 deg. C or less, more preferably 150 deg.
또, 본 실시 형태의 극세 섬유는, 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율이 0.2 ∼ 2 질량% 인 열가소성 수지로 형성되는 것이 바람직하고, 바꾸어 말하면 극세 섬유를 형성하는 열가소성 수지를 50 ℃ 에서 포화흡수 시켰을 때의 흡수율이 0.2 ∼ 2 질량% 인 것이 바람직하다. 흡수율을 0.2 질량% 이상으로 함으로써, 연마 슬러리가 보액되기 쉬워져 연마 효율이나 연마 균일성이 향상되기 쉽다. 2 질량% 이하의 경우에는, 연마 패드가 지립 슬러리를 지나치게 흡수시키지 않음으로써 강성의 경시적인 저하가 보다 억제된다. 이와 같은 경우에는, 평탄화 성능의 경시적인 저하가 억제되고 또, 연마율이나 연마 균일성이 잘 변동되지 않는 연마 패드가 얻어진다. 흡수성과 더불어 입수성이나 제조성이 양호한 점에서, 본 발명의 극세 섬유를 형성하는 열가소성 수지는, 폴리에스테르계 폴리머, 특히, 방향족 성분을 원료의 1 성분으로 사용한 반방향족 폴리에스테르계 폴리머가 바람직하다. The microfine fibers of the present embodiment are preferably formed of a thermoplastic resin having an absorption rate of 0.2 to 2% by mass when absorbed and saturated at 50 占 폚. In other words, the thermoplastic resin forming the microfine fibers is preferably absorbed and saturated at 50 占 폚 It is preferable that the water absorption rate is 0.2 to 2% by mass. When the water absorption rate is 0.2 mass% or more, the polishing slurry is liable to liquefy, and the polishing efficiency and polishing uniformity are likely to be improved. When the amount is 2% by mass or less, the polishing pad does not excessively absorb the abrasive slurry, thereby further suppressing the degradation of the stiffness over time. In such a case, a polishing pad whose polishing rate and polishing uniformity are not varied well can be obtained, in which the degradation of the planarization performance over time is suppressed. The thermoplastic resin forming the microfine fibers of the present invention is preferably a polyester polymer, in particular, a semiaromatic polyester polymer in which an aromatic component is used as one ingredient of the raw material, in view of water absorption and good manufacturability in addition to water absorption .
열가소성 수지의 구체예로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET, Tg 77 ℃, 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율 (이하, 간단히 흡수율로 칭한다) 1 질량%), 이소프탈산 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Tg 67 ∼ 77 ℃, 흡수율 1 질량%), 술포이소프탈산 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Tg 67 ∼ 77 ℃, 흡수율 1 ∼ 3 질량%), 폴리부틸렌나프탈레이트 (Tg 85 ℃, 흡수율 1 질량%), 폴리에틸렌나프탈레이트 (Tg 124 ℃, 흡수율 1 질량%) 등으로 형성되는 방향족 폴리에스테르계 섬유 ; 테레프탈산과 노난디올과 메틸옥탄디올 공중합 폴리아미드 (Tg 125 ∼ 140 ℃, 흡수율 1 ∼ 3 질량%) 등으로 형성되는 반방향족 폴리아미드계 섬유 등을 들 수 있다. 특히, PET 및 이소프탈산 변성 PET 등의 변성 PET 는, 후술하는 해도 (海島) 형 복합 섬유로 이루어지는 웹 낙합 시트로부터 극세 섬유를 형성하는 습열 처리 공정에 있어서 크게 권축되기 때문에, 치밀하고 고밀도의 섬유 낙합체를 형성할 수 있는 것, 연마 시트의 강성을 높이기 쉬운 것 및, 연마시에 수분에 의한 경시 변화를 잘 발생시키지 않는 것 등의 점에서도 바람직하다. Specific examples of the thermoplastic resin, examples thereof include e.g., polyethylene terephthalate (PET, T g 77 ℃, referred to as the absorption rate at the time sikyeoteul saturated absorption at 50 ℃ (hereinafter simply absorption) 1% by mass), isophthalic acid-modified polyethylene terephthalate ( T g 67 ~ 77 ℃, water absorption of 1 mass%), sulfoisophthalic acid-modified polyethylene terephthalate (T g 67 ~ 77 ℃, absorption 1-3 mass%), polybutylene naphthalate (T g 85 ℃, absorption rate 1% by weight) , Polyethylene naphthalate (T g 124 deg. C, absorption rate: 1 mass%), and the like; Aromatic polyamide-based fibers formed from terephthalic acid, nonanediol and methyl octanediol copolymerized polyamide (T g 125 ° to 140 ° C., absorption rate: 1 to 3% by mass), and the like. In particular, modified PET such as PET and isophthalic acid modified PET is largely crimped in a wet heat treatment process for forming microfine fibers from a web entangled sheet made of sea-island type composite fibers to be described later, so that dense and high- It is preferable from the viewpoints of being capable of forming a coalesced body, being easy to increase the rigidity of the polishing sheet, and hardly causing change with time due to moisture at the time of polishing.
본 실시 형태에 관련된 연마 패드는, 바람직하게는 상기 극세 섬유가 집속된 극세 섬유다발로 형성되는 극세 섬유 낙합체와 고분자 탄성체를 구비한다.The polishing pad according to the present embodiment preferably comprises a microfine fiber embedding body and a polymer elastic body formed from a bundle of microfine fibers to which the microfine fibers are bundled.
본 실시 형태에 있어서 사용되는 고분자 탄성체의 구체예로서는, 후술하는 유리 전이 온도, 저장 탄성률, 흡수율을 만족하면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 폴리우레탄계 수지, 폴리아미드계 수지, (메타)아크릴산에스테르계 수지, (메타)아크릴산에스테르-스티렌계 수지, (메타)아크릴산에스테르-아크릴로니트릴계 수지, (메타)아크릴산에스테르-올레핀계 수지, (메타)아크릴산계 에스테르-(수첨)이소프렌계 수지, (메타)아크릴산에스테르-부타디엔계 수지, 스티렌-부타디엔계 수지, 스티렌-수첨 이소프렌계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌계 수지, 아세트산비닐계 수지, (메타)아크릴산에스테르-아세트산비닐계 수지, 에틸렌-아세트산비닐계 수지, 에틸렌-올레핀계 수지, 실리콘 계 수지, 불소계 수지 및, 폴리에스테르계 수지 등으로 이루어지는 탄성체를 들 수 있다. Specific examples of the polymeric elastomer used in the present embodiment are not particularly limited as long as they satisfy the glass transition temperature, storage elastic modulus and absorption rate described later, and examples thereof include polyurethane resins, polyamide resins, (meth) (Meth) acrylic ester-styrene resin, (meth) acrylic acid ester-acrylonitrile resin, (meth) acrylic acid ester-olefin resin, (meth) acrylic acid ester- (hydrogenated) isoprene- Styrene-butadiene-based resin, acrylonitrile-butadiene-based resin, acrylonitrile-butadiene-styrene-based resin, vinyl acetate-based resin, (meth) acrylic acid ester- Based resin, an ethylene-vinyl acetate-based resin, an ethylene-olefin-based resin, a silicone-based resin, a fluorine- By Lee ester-based resin and the like it may be made of a elastic material.
본 실시 형태의 고분자 탄성체로서는, 극세 섬유에 대한 집속성, 극세 섬유다발의 구속 결착성이 높은 점에서, 수소 결합성 고분자 탄성체가 바람직하다. 수소 결합성 고분자 탄성체를 형성하는 수지란, 예를 들어, 폴리우레탄계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리비닐알코올계 수지 등과 같이 수소 결합에 의해 결정화 혹은 응집하는 고분자 탄성체이다. 수소 결합성 고분자 탄성체는 접착성이 높아 섬유다발의 구속성을 높이고, 또 섬유의 빠짐을 억제한다. As the polymeric elastomer of the present embodiment, a hydrogen-bonding polymeric elastomer is preferable from the viewpoint of the aggregation property to microfine fibers and the constraint binding ability of a microfine fiber bundle. The resin forming the hydrogen-bonding polymeric elastomer is a polymeric elastomer which is crystallized or agglomerated by hydrogen bonding such as a polyurethane resin, a polyamide resin, a polyvinyl alcohol resin or the like. The hydrogen-bonding polymer elastomer has high adhesiveness to enhance the confinement of the fiber bundle and suppress the fiber from coming off.
본 실시 형태에서 사용하는 고분자 탄성체는, 유리 전이 온도가 -10 ℃ 이하이다. 유리 전이 온도가 -10 ℃ 보다 높아지는 경우에는, 고분자 탄성체가 취약해져 고분자 탄성체가 연마 중에 탈락되기 쉬워지고, 스크랫치가 발생하기 쉬워진다. 또, 고분자 탄성체에 의한 극세 섬유의 집속력이 약해져 연마 중의 경시적인 안정성이 악화되기 쉽다. 바람직하게는 유리 전이 온도는 -15 ℃ 이하이다. 하한에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 입수성 등에서 -100 ℃ 정도 이상이 바람직하다. 또한, 유리 전이 온도는 동적 점탄성 측정에 있어서의 인장 모드에서의 손실 탄성률의 피크 온도로부터 산출된다. 유리 전이 온도는, 고분자 탄성체의 α 분산의 피크 온도에 의존하기 때문에 고분자 탄성체의 유리 전이 온도를 -10 ℃ 이하로 하기 위해서는, 고분자 탄성체를 구성하는 성분을 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 고분자 탄성체로서 폴리우레탄계 수지를 사용하는 경우에는, 유리 전이 온도를 -10 ℃ 이하로 하기 위해서는, 연질 성분이 되는 폴리올의 조성이나, 경질 성분 (이소시아네이트 성분이나 사슬 신장제 성분) 과 연질 성분의 비율을 선택한다. 구체적으로는, 유리 전이 온도가 -10 ℃ 이하, 바람직하게는 -20 ℃ 이하의 폴리올을 선택하고, 폴리우레탄 중의 폴리올 성분의 질량 비율을 30 질량% 이상, 바람직하게는 40 질량% 이상의 구성으로 하는 것이 바람직하다. The polymeric elastomer used in the present embodiment has a glass transition temperature of -10 占 폚 or lower. When the glass transition temperature is higher than -10 占 폚, the polymeric elastomer becomes fragile, the polymeric elastomer tends to fall off during polishing, and scratches are likely to occur. Further, the gathering force of the superfine fiber by the polymeric elastomer is weakened, and the stability over time in the polishing tends to deteriorate. Preferably, the glass transition temperature is -15 占 폚 or lower. The lower limit is not particularly limited, but is preferably about -100 deg. C or higher in terms of availability. Further, the glass transition temperature is calculated from the peak temperature of the loss elastic modulus in the tensile mode in the dynamic viscoelasticity measurement. Since the glass transition temperature depends on the peak temperature of the? Dispersion of the polymeric elastomer, it is preferable to appropriately select the components constituting the elastomeric polymer so that the glass transition temperature of the polymeric elastomer is -10 占 폚 or lower. For example, in the case of using a polyurethane resin as the polymeric elastomer, in order to set the glass transition temperature to -10 캜 or lower, the composition of the polyol to be a soft component, the soft component (isocyanate component or chain extender component) Select the ratio of components. Specifically, a polyol having a glass transition temperature of -10 占 폚 or lower, preferably -20 占 폚 or lower is selected and the mass ratio of the polyol component in the polyurethane is set to 30 mass% or more, preferably 40 mass% or more .
또, 본 실시 형태에서 사용하는 고분자 탄성체는, 23 ℃ 및 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 90 ∼ 900 ㎫ 의 범위에 있다. 일반적인 폴리우레탄의 23 ℃ 및 50 ℃ 의 저장 탄성률은 90 ㎫ 미만인데, 23 ℃ 및 50 ℃ 의 범위에 있어서의 저장 탄성률이 90 ㎫ 미만인 경우에는, 섬유다발을 구속하고 있는 고분자 탄성체가 변형되기 쉬워져 연마에서의 패드 강성이 부족하여 평탄화성이 저하된다. 또, 고분자 탄성체가 연마 중에 슬러리 등에 의해 팽윤되기 쉬워져 경시적 안정성이 저하되는 경향이 된다. 23 ℃ 및 50 ℃ 의 범위에 있어서의 저장 탄성률이 900 ㎫ 을 초과하는 경우에는, 고분자 탄성체가 취약해져 고분자 탄성체가 연마 중에 탈락되기 쉬워지고, 스크랫치가 발생하기 쉬워진다. 또, 극세 섬유의 집속력이 저하되어 연마 중의 경시적인 안정성이 악화되기 쉽다. 바람직하게는 23 ℃ 및 50 ℃ 의 범위에 있어서의 저장 탄성률이 200 ∼ 800 ㎫ 이다. 고분자 탄성체의 저장 탄성률은, 고분자 탄성체의 조성, 요컨대 고분자 탄성체를 구성하는 경질 성분과 연질 성분 각각의 탄성률 및 그 질량 비율에 의존하기 때문에, 상기 범위의 저장 탄성률로 하기 위해서는, 경질 성분과 연질 성분의 조성 및 그 질량 비율을 선택하는 것이 바람직하다. In addition, the polymer elastic body used in the present embodiment has a storage elastic modulus at 23 占 폚 and 50 占 폚 in the range of 90 to 900 MPa. The storage elastic modulus at 23 占 폚 and 50 占 폚 of a general polyurethane is less than 90 MPa. When the storage elastic modulus at 23 占 폚 and 50 占 폚 is less than 90 MPa, the elastic polymer restraining the fiber bundle is easily deformed The pad rigidity in polishing is insufficient and the planarizing property is lowered. Further, the polymeric elastomer tends to be swelled by slurry or the like during polishing, and the stability over time tends to decrease. When the storage elastic modulus in the range of 23 占 폚 and 50 占 폚 exceeds 900 MPa, the polymeric elastomer becomes fragile, the polymeric elastomer tends to fall off during polishing, and scratches are likely to occur. In addition, the gathering force of the microfine fibers is deteriorated, and the stability over time during polishing tends to deteriorate. Preferably, the storage elastic modulus in the range of 23 占 폚 and 50 占 폚 is 200 to 800 MPa. Since the storage elastic modulus of the polymeric elastomer depends on the composition of the polymeric elastomer, that is, the elastic modulus and the mass ratio of each of the hard and soft components constituting the polymeric elastomer, in order to achieve the storage elastic modulus within the above range, It is preferable to select the composition and the mass ratio thereof.
예를 들어, 고분자 탄성체로서 폴리우레탄계 수지를 사용하는 경우에는, 연질 성분 (폴리올 성분) 으로서, 예를 들어, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리(메틸테트라메틸렌글리콜) 등의 폴리에테르계 폴리올 및 그 공중합체 ; 폴리부틸렌아디페이트디올, 폴리부틸렌세바케이트디올, 폴리헥사메틸렌아디페이트디올, 폴리(3-메틸-1,5-펜틸렌아디페이트)디올, 폴리(3-메틸-1,5-펜틸렌세바케이트)디올, 이소프탈산 공중합 폴리올, 테레프탈산 공중합 폴리올, 시클로헥사놀 공중합 폴리올, 폴리카프로락톤디올 등의 폴리에스테르계 폴리올 및 그 공중합체 ; 폴리헥사메틸렌카보네이트디올, 폴리(3-메틸-1,5-펜틸렌카보네이트)디올, 폴리펜타메틸렌카보네이트디올, 폴리테트라메틸렌카보네이트디올, 폴리(메틸-1.8-옥타메틸렌카보네이트)디올, 폴리노난메틸렌카보네이트디올, 폴리시클로헥산카보네이트 등의 폴리카보네이트계 폴리올 및 그 공중합체 ; 폴리에스테르카보네이트폴리올 등을 들 수 있다. 또, 필요에 따라, 트리메틸올프로판 등의 3 관능 알코올이나 펜타에리트리톨 등의 4 관능 알코올 등의 다관능 알코올, 또는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올 등의 단사슬 알코올을 병용해도 된다. 이들은 단독으로 이용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 특히, 지환식 폴리카보네이트계 폴리올, 직사슬형 폴리카보네이트계 폴리올이나 분기를 갖는 폴리카보네이트계 폴리올 등의 폴리카보네이트계 폴리올을 폴리올 성분 전체량의 60 ∼ 100 질량% 함유시키는 것, 특히, 융점이 0 ℃ 이하인 비정성(非晶性) 폴리카보네이트계 폴리올을 폴리올 성분 전체량의 60 ∼ 100 질량% 함유시키는 것이, 연마에서 사용하는 슬러리에 대한 내성이 높기 때문에 연마 중의 경시적인 안정성이 양호한 점 및, 흡수성이나 저장 탄성률을 상기 본 실시 형태의 범위로 하기 쉬운 점 등에서 바람직하다. For example, when a polyurethane resin is used as the polymeric elastomer, a poly (ethylene glycol) such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, poly (methyltetramethylene glycol) Ether-based polyols and copolymers thereof; Polybutylene adipate diol, polybutylene sebacate diol, polyhexamethylene adipate diol, poly (3-methyl-1,5-pentylene adipate) diol, poly (3-methyl-1,5- Sebacate) diol, isophthalic acid copolymerized polyol, terephthalic acid copolymerized polyol, cyclohexanol copolymerized polyol, polycaprolactone diol and the like, and copolymers thereof; (3-methyl-1,5-pentylene carbonate) diol, polypentamethylene carbonate diol, polytetramethylene carbonate diol, poly (methyl-1,8-octamethylene carbonate) diol, polynonan methylene carbonate Polycarbonate-based polyols such as diol and polycyclohexanecarbonate, and copolymers thereof; Polyester carbonate polyol and the like. If necessary, polyfunctional alcohols such as trifunctional alcohols such as trimethylolpropane and tetrafunctional alcohols such as pentaerythritol, and polyfunctional alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and the like Of a single chain alcohol may be used in combination. These may be used alone or in combination of two or more. Particularly, a polycarbonate-based polyol such as alicyclic polycarbonate-based polyol, linear polycarbonate-based polyol or branched polycarbonate-based polyol is contained in an amount of 60 to 100 mass% of the total amount of the polyol component, ° C. or less is contained in an amount of 60 to 100 mass% of the total amount of the polyol component, the stability against aging during polishing is good because of the high resistance to slurry used in polishing, Or a storage elastic modulus within the range of the present embodiment.
그리고, 23 ℃ 및 50 ℃ 의 범위에 있어서의 저장 탄성률을 90 ∼ 900 ㎫ 의 범위로 하는 위해서, 유리 전이 온도가 -10 ℃ 이하, 바람직하게는 -20 ℃ 이하의 폴리올을 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 구체적으로는, 상기한 분기를 갖는 폴리카보네이트계 폴리올 ; 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리(메틸테트라메틸렌글리콜) 등의 폴리에테르계 폴리올 및 그 공중합체 ; 폴리부틸렌세바케이트디올, 폴리(3-메틸-1,5-펜틸렌아디페이트)디올, 폴리(3-메틸-1,5-펜틸렌세바케이트)디올, 폴리카프로락톤디올 등의 폴리에스테르계 폴리올 및 그 공중합체 ; 폴리(3-메틸-1,5-펜틸렌카보네이트)디올, 폴리(메틸-1.8-옥타메틸렌카보네이트)디올 등의 폴리카보네이트계 폴리올 및 그 공중합체 ; 폴리에스테르카보네이트폴리올 등을 들 수 있다. 또, 상기한 폴리올 외에도, 공중합함으로써 유리 전이 온도를 -10 ℃ 이하로 한 폴리올도 예시할 수 있다. It is preferable to select a polyol having a glass transition temperature of -10 占 폚 or lower, preferably -20 占 폚 or lower, in order to set the storage elastic modulus in the range of 23 占 폚 and 50 占 폚 in the range of 90 to 900 MPa. Specifically, for example, a polycarbonate-based polyol having the aforementioned branch; Polyether polyols such as polypropylene glycol, polytetramethylene glycol and poly (methyltetramethylene glycol), and copolymers thereof; (3-methyl-1,5-pentylene adipate) diol, poly (3-methyl-1,5-pentylenecabicate) diol and polycaprolactone diol Polyols and copolymers thereof; Polycarbonate-based polyols such as poly (3-methyl-1,5-pentylene carbonate) diol and poly (methyl-1,8-octamethylene carbonate) diol; and copolymers thereof; Polyester carbonate polyol and the like. In addition to the above-mentioned polyols, polyols having a glass transition temperature of -10 占 폚 or lower by copolymerization may be exemplified.
또, 탄소수 5 이하, 특히 탄소수 3 이하의 폴리알킬렌글리콜기를 함유하는 폴리우레탄 수지는, 물에 대한 젖음성이 특히 양호해지는 점에서, 그러한 폴리알킬렌글리콜기를 0.1 ∼ 10 질량% 정도 함유하는 폴리우레탄 수지를 사용하는 것도 바람직하다. The polyurethane resin containing a polyalkylene glycol group having 5 or less carbon atoms, particularly 3 or less carbon atoms is preferably a polyurethane resin containing 0.1 to 10% by mass of such a polyalkylene glycol group from the standpoint that the wettability to water becomes particularly good. It is also preferable to use a resin.
-10 ℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 연질 성분 (폴리올 성분) 을 이용하여 폴리우레탄의 유리 전이 온도를 -10 ℃ 이하로 하고, 또, 그러한 폴리올 성분을 선택하여 폴리우레탄 중의 폴리올 성분의 질량 비율을 조정함으로써, 폴리우레탄의 23 ℃ 및 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률을 90 ∼ 900 ㎫ 의 범위로 할 수 있다.(Polyol component) having a glass transition temperature of -10 DEG C or lower is used to adjust the glass transition temperature of the polyurethane to -10 DEG C or lower and to select such polyol component so that the mass ratio of the polyol component in the polyurethane is The storage modulus of the polyurethane at 23 占 폚 and 50 占 폚 can be set in the range of 90 to 900 MPa.
고분자 탄성체로서 폴리우레탄계 수지를 사용하는 경우, 경질 성분 (이소시아네이트 성분이나 사슬 신장제 성분) 중 이소시아네이트 성분으로서는, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 노르보르넨디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트로 대표되는 지방족 혹은 지환식 디이소시아네이트의 무황변형 디이소시아네이트나 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트폴리우레탄으로 대표되는 방향족 디이소시아네이트를 사용할 수 있다. 또, 필요에 따라, 3 관능 이소시아네이트나 4 관능 이소시아네이트 등의 다관능 이소시아네이트를 병용해도 된다. 이들은 단독으로 이용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들의 중에서는, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트가, 극세 섬유에 대한 접착성이 높아 극세 섬유의 집속력이 향상되는 점, 또, 경도가 높은 연마 패드가 얻어지는 점에서 바람직하다. When a polyurethane resin is used as the polymeric elastomer, examples of the isocyanate component in the light component (isocyanate component or chain extender component) include hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexyl Non-substituted diisocyanates of aliphatic or alicyclic diisocyanates typified by methane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate poly An aromatic diisocyanate represented by urethane can be used. If necessary, a polyfunctional isocyanate such as trifunctional isocyanate or tetrafunctional isocyanate may be used in combination. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and xylylene diisocyanate, The adhesion to the microfine fibers is high, the microfine fiber is improved in the holding power, and the polishing pad with high hardness can be obtained.
또, 사슬 신장제 성분으로서는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,4-비스(β-하이드록시에톡시)벤젠, 1,4-시클로헥산디올 등의 디올류 ; 트리메틸올프로판 등의 트리올류 ; 펜타에리트리톨 등의 펜타올류 ; 아미노에틸알코올, 아미노프로필알코올 등의 아미노알콜류로 대표되는 단사슬 폴리올, 히드라진, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 자일릴렌디아민, 이소포론디아민, 피페라진 및 그 유도체, 아디프산디히드라지드, 이소플루산디히드라지드 등의 디아민류 ; 디에틸렌트리아민 등의 트리아민류 ; 트리에틸렌테트라민 등의 테트라민류로 대표되는 단사슬 폴리아민 등의 조합으로 이루어지는 응집성이 높고 탄성률이 높은 경질 성분을 선택할 수 있다. 또, 사슬 신장 반응시에, 사슬 신장제와 함께 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민 등의 모노아민류 ; 4-아미노부탄산, 6-아미노헥산산 등의 카르복실기 함유 모노아민 화합물 ; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 모노올류를 병용해도 되고, 2,2-비스(하이드록시메틸)프로피온산, 2,2-비스(하이드록시메틸)부탄산, 2,2-비스(하이드록시메틸)발레르산 등의 카르복실기 함유 디올 등을 병용하여, 폴리우레탄계 탄성체의 골격에 카르복실기 등의 이온성기를 도입함으로써 물에 대한 젖음성을 더욱 향상시킬 수 있다. Examples of the chain extender component include diols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,4-bis (? -Hydroxyethoxy) benzene and 1,4-cyclohexanediol; Triols such as trimethylolpropane; Pentaols such as pentaerythritol; Mono-chain polyols typified by amino alcohols such as methyl ethyl ketone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, methyl ethyl ketone, Diamines such as isophthalic acid dihydrazide; Triamines such as diethylenetriamine; And a short chain polyamine represented by tetramines such as triethylenetetramine, etc., can be selected as a hard component having high cohesiveness and high elasticity. In the chain extension reaction, monoamines such as ethylamine, propylamine and butylamine together with a chain extender; Amino group-containing monoamine compounds such as 4-aminobutanoic acid and 6-aminohexanoic acid; (Hydroxymethyl) propionic acid, 2,2-bis (hydroxymethyl) butanoic acid, 2,2-bis (hydroxymethyl) propanoic acid, and the like may be used in combination with monohydric alcohols such as methanol, ethanol, ) Valeric acid-containing diols or the like can be used in combination to further improve the wettability to water by introducing an ionic group such as a carboxyl group into the skeleton of the polyurethane-based elastomer.
그리고, 폴리우레탄의 23 ℃ 및 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률을 90 ∼ 900 ㎫ 의 범위로 하는 관점에서는, 연질 성분 (폴리올 성분) 의 비율을 40 ∼ 65 질량% 로 하는 것이 바람직하고, 45 ∼ 60 질량% 가 보다 바람직하다. 연질 성분의 양이 40 질량% 미만에서는, 23 ℃ 및 50 ℃ 의 범위에 있어서의 저장 탄성률의 온도 의존성이 높아져 90 ∼ 900 ㎫ 의 범위가 되기 어렵다. 반대로, 연질 성분의 양이 65 질량% 를 초과하면, 저장 탄성률이 90 ㎫ 미만이 되기 쉽다. The proportion of the soft component (polyol component) is preferably from 40 to 65 mass%, more preferably from 45 to 60 mass%, from the viewpoint of keeping the storage elastic modulus of the polyurethane at 23 占 폚 and 50 占 폚 in the range of 90 to 900 MPa % By mass is more preferable. When the amount of the soft component is less than 40% by mass, the temperature dependency of the storage modulus in the range of 23 占 폚 and 50 占 폚 becomes high, and it is difficult to be in the range of 90 to 900 MPa. On the other hand, when the amount of the soft component exceeds 65% by mass, the storage elastic modulus tends to be less than 90 MPa.
연질 성분으로서는, 폴리우레탄의 저장 탄성률을 높이기 쉬운 점에서, 특히 분기를 갖는 폴리카보네이트폴리올 ; 폴리(3-메틸-1,5-펜틸렌카보네이트)디올, 폴리(메틸-1.8-옥타메틸렌카보네이트)디올, 혹은, 폴리(3-메틸-1,5-펜틸렌카보네이트)디올, 폴리(메틸-1.8-옥타메틸렌카보네이트)디올, 폴리헥사메틸렌카보네이트디올, 폴리펜타메틸렌카보네이트디올, 폴리테트라메틸렌카보네이트디올, 폴리노난메틸렌카보네이트디올, 폴리시클로헥산카보네이트 등의 폴리카보네이트계 폴리올을 공중합하는 폴리카보네이트폴리올 등으로 대표되는 폴리카보네이트계 폴리올이 바람직하다. As the soft component, a polycarbonate polyol having a branch particularly in view of easily increasing the storage modulus of the polyurethane; Poly (3-methyl-1,5-pentylene carbonate) diol, poly (methyl-1,8-octamethylenecarbonate) 1,8-octamethylene carbonate), polycarbonate polyol copolymerizing polycarbonate polyol such as polyhexamethylene carbonate diol, polypentamethylene carbonate diol, polytetramethylene carbonate diol, polynonan methylene carbonate diol, polycyclohexanecarbonate, etc. Representative polycarbonate-based polyols are preferred.
또한 본 실시 형태의 고분자 탄성체는, 23 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률과 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 비 (23 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률/50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률) 가 4 이하인 것이 바람직하다. 23 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률과 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 비 (23 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률/50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률) 를 4 이하로 함으로써, 연마 중의 온도 변화가 일어나는 경우에도 저장 탄성률의 변화가 잘 일어나지 않아 연마 중의 경시적인 안정성이 향상된다. 특히, 23 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률과 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 비 (23 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률/50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률) 가 3 이하인 것이 바람직하다. 또 하한치에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 연마 중의 온도에 의한 저장 탄성률 변화가 잘 일어나지 않는 점에서 1/3 이상이 바람직하다. Further, the polymeric elastomer of the present embodiment preferably has a ratio of a storage elastic modulus at 23 占 폚 and a storage elastic modulus at 50 占 폚 (storage elastic modulus at 23 占 폚 / storage elastic modulus at 50 占 폚) of 4 or less. When the ratio of the storage elastic modulus at 23 占 폚 and the storage elastic modulus at 50 占 폚 (storage elastic modulus at 23 占 폚 / storage elastic modulus at 50 占 폚) is 4 or less, And the stability over time during polishing is improved. In particular, it is preferable that the ratio of the storage elastic modulus at 23 ° C and the storage elastic modulus at 50 ° C (storage elastic modulus at 23 ° C / storage elastic modulus at 50 ° C) is 3 or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1/3 or more from the viewpoint that the storage modulus change due to the temperature during polishing hardly occurs.
상기 범위로 하려면, 전술한 저장 탄성률의 범위로 하기 위한 연질 성분이나 경질 성분을 적절히 조정함으로써 달성 가능하다. The above range can be attained by suitably adjusting the soft component or the hard component for the range of the storage elastic modulus.
예를 들어, 고분자 탄성체로서 폴리우레탄계 수지를 사용하는 경우에는, -10 ℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 연질 성분 (폴리올 성분) 을 이용하여 폴리우레탄의 유리 전이 온도를 -10 ℃ 로 하고, 경질 성분 (이소시아네이트 성분이나 사슬 신장제 성분) 으로서는, 지환식 디이소시아네이트나 방향족 디이소시아네이트와, 디올류, 트리올류, 펜타올류로 대표되는 단사슬 폴리올, 디아민류, 트리아민류, 테트라민류로 대표되는 단사슬 폴리아민 등의 조합으로 이루어지는 응집성이 높고 탄성률이 높은 사슬 신장제 성분을 선택하고, 연질 성분의 비율을 40 ∼ 65 질량%, 보다 바람직하게는 45 ∼ 60 질량% 로 하는 것이 바람직하다. 또, 연질 성분으로서는, 폴리우레탄의 탄성률을 높이기 쉬운 점에서, 연질 성분으로서는 폴리카보네이트계 폴리올이 바람직하다. For example, when a polyurethane-based resin is used as the polymeric elastomer, a soft component (polyol component) having a glass transition temperature of -10 占 폚 or lower is used, the glass transition temperature of the polyurethane is set to -10 占 폚, (Isocyanate component or chain extender component), alicyclic diisocyanates or aromatic diisocyanates and mono-chain polyamines such as diols, triols and pentahols, diamines, triamines, and tetramines, , And the ratio of the soft component is preferably from 40 to 65% by mass, more preferably from 45 to 60% by mass. As the soft component, a polycarbonate-based polyol is preferable as the soft component in that the modulus of elasticity of the polyurethane can easily be increased.
고분자 탄성체로서는, 연마 패드의 성능이나 제조성 등의 조절을 위해 2 종 이상의 고분자 탄성체를 함유해도 되는데, 그 경우의 고분자 탄성체의 23 ℃ ∼ 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률은, 각 고분자 탄성체의 저장 탄성률에 질량 분율을 곱한 값의 합으로 하여 이론상 산출할 수 있다. As the polymeric elastomer, two or more kinds of elastomeric polymers may be contained in order to control the performance of the polishing pad and the composition. In this case, the storage elastic modulus of the elastomeric polymer at 23 DEG C to 50 DEG C, And the value obtained by multiplying the mass fraction by the mass fraction.
또, 본 실시 형태의 고분자 탄성체는, 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율이 0.2 ∼ 5 질량% 이다. 흡수율이 0.2 질량% 미만인 경우에는, 연마 슬러리를 유지하기 곤란해져 연마 효율이나 연마 균일성이 저하되기 쉽다. 5 질량% 를 초과하는 경우에는, 섬유다발을 구속하고 있는 고분자 탄성체가 흡수 연화되는 것에 기인하여 연마 중의 경시적 변화가 커지기 쉽다. 그리고, 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율은 0.5 ∼ 3 질량% 의 범위가 바람직하다. 고분자 탄성체의 흡수율이 이와 같은 범위인 경우에는, 연마시에 연마 패드에 대한 지립 슬러리의 높은 젖음성이 유지됨과 함께, 강성이 경시적으로 저하되는 것을 보다 억제할 수 있다. 이로써, 높은 연마율이 연마 균일성이나 연마 안정성을 유지할 수 있다. The polymeric elastomer of the present embodiment has an absorption rate of 0.2 to 5% by mass when absorbed and saturated at 50 占 폚. When the water absorption rate is less than 0.2 mass%, it is difficult to maintain the polishing slurry and the polishing efficiency and polishing uniformity are liable to be lowered. If it exceeds 5% by mass, a change with time in the abrasion tends to increase due to absorption softening of the elastomeric polymer restraining the fiber bundle. The absorption rate when absorbed and saturated at 50 占 폚 is preferably in the range of 0.5 to 3 mass%. When the water absorption rate of the polymeric elastomer is in this range, the high wettability of the abrasive slurry with respect to the polishing pad at the time of polishing can be maintained, and the stiffness can be further suppressed from being lowered over time. As a result, a high polishing rate can maintain polishing uniformity and polishing stability.
또한, 고분자 탄성체의 흡수율이란, 자세한 것은 후술하겠지만, 건조 처리한 고분자 탄성체 필름을 실온의 물에 침지시켜 포화 팽윤시켰을 때의 흡수율이다. 또, 2 종 이상의 고분자 탄성체를 함유하는 경우에는, 각 고분자 탄성체의 흡수율에 질량 분율을 곱한 값의 합으로 하여 이론상 산출할 수 있다. The absorption rate of the polymeric elastomer is, as will be described later in detail, the rate of absorption when the polymeric elastomer film dried is dipped in water at room temperature and saturated and swollen. When two or more polymeric elastomers are contained, theoretically can be calculated as the sum of values obtained by multiplying the absorption rate of each polymeric elastomer by the mass fraction.
이와 같은 흡수율을 갖는 고분자 탄성체는, 고분자 탄성체를 구성하는 고분자의 조성, 가교 밀도를 조정하는 것, 친수성 관능기를 도입하는 것 및, 그 양을 선택하는 것 등에 의해 달성할 수 있다. The polymeric elastomer having such a water absorption rate can be achieved by adjusting the composition and cross-linking density of the polymer constituting the polymeric elastomer, introducing a hydrophilic functional group, and selecting the amount.
예를 들어, 고분자 탄성체에, 카르복실기, 술폰산기 및 탄소수 3 이하의 폴리알킬렌글리콜기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 친수성기를 도입함으로써 흡수율이나 친수성을 조정할 수 있다. 이로써, 연마시의 연마 패드의 지립 슬러리에 대한 젖음성을 향상시킬 수 있다. 이와 같은 친수성기는 고분자 탄성체를 제조할 때의 모노머 성분으로서, 친수성기를 갖는 모노머 성분을 공중합함으로써 고분자 탄성체에 도입할 수 있다. 이와 같은 친수성기를 갖는 모노머 성분의 공중합 비율로서는, 0.1 ∼ 10 질량%, 나아가서는 0.5 ∼ 5 질량% 인 것이, 흡수에 의한 팽윤 연화를 최소한으로 억제하면서 흡수율이나 젖음성을 높일 수 있는 점에서 바람직하다. For example, the water absorption and hydrophilicity can be adjusted by introducing at least one hydrophilic group selected from the group consisting of carboxyl group, sulfonic acid group and polyalkylene glycol group having 3 or less carbon atoms into the polymeric elastomer. Thus, the wettability of the polishing pad to the abrasive slurry at the time of polishing can be improved. Such a hydrophilic group can be introduced into a polymeric elastomer by copolymerizing a monomer component having a hydrophilic group as a monomer component in producing a polymeric elastomer. The copolymerization ratio of the monomer component having such a hydrophilic group is preferably from 0.1 to 10 mass%, more preferably from 0.5 to 5 mass% from the viewpoint of increasing the water absorption and wettability while minimizing the swelling softening due to absorption.
고분자 탄성체는, 각각 단독으로 이용해도 되고 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서는, 폴리우레탄계 수지가, 극세 섬유를 집속하거나 섬유다발끼리를 구속, 결착하거나 하기 위한 접착성이 우수하고, 또, 연마 패드의 경도를 높여 연마에서의 경시적 안정성이 우수한 점에서 바람직하다. 또, 카르복실기, 술폰산기 및, 탄소수 3 이하의 폴리알킬렌글리콜기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 친수성기를 갖는 폴리우레탄계 수지가, 연마 패드의 강성, 젖음성 및 연마시의 경시적 안정성이 높은 점에서 바람직하다. The polymeric elastomer may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyurethane-based resins are preferable because they are excellent in adhesiveness for bundling ultrafine fibers or binding and binding together bundles of fibers, and are excellent in long-term stability in polishing by increasing the hardness of the polishing pad . It is preferable that the polyurethane resin having at least one hydrophilic group selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonic acid group and a polyalkylene glycol group having 3 or less carbon atoms has a high stiffness, wettability and stability over time during polishing .
고분자 탄성체가 폴리우레탄계 수지인 경우에는, 카르복실기의 구체예로서는, 2,2-비스(하이드록시메틸)프로피온산, 2,2-비스(하이드록시메틸)부탄산, 2,2-비스(하이드록시메틸)발레르산 등의 카르복실기를 들 수 있으며, 이들 카르복실기를 함유하는 디올 등을 병용하여, 폴리우레탄계 탄성체의 골격에 카르복실기를 도입할 수 있다. 탄소수 3 이하의 폴리알킬렌글리콜기의 구체예로서는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 및 그 공중합체를 예시할 수 있다. 카르복실기, 술폰산기 및, 탄소수 3 이하의 폴리알킬렌글리콜기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 친수성기를 갖는 폴리우레탄계 수지는, 젖음성이 향상되는 장점이 있기는 하지만 흡수율이 높아지는 경향이 있어, 일반적으로 흡수율은 5 ∼ 15 질량% 이다. 따라서, 본 실시 형태의 0.2 ∼ 5 질량% 의 흡수율로 하기 위해서는, 카르복실기, 술폰산기 및 탄소수 3 이하의 폴리알킬렌글리콜기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 친수성기의 양을 0.1 ∼ 10 질량% 로 하는 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 5 질량% 로 하는 것이 더욱 바람직하고, 나아가서는 폴리올로서, 흡수성이 낮은 성분, 예를 들어, 상기 서술한 폴리에스테르계 폴리올이나 폴리카보네이트폴리올 등을 사용하는 것이 바람직하다. When the polymeric elastomer is a polyurethane resin, specific examples of the carboxyl group include 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid, 2,2-bis (hydroxymethyl) butanoic acid, 2,2-bis (hydroxymethyl) Valeric acid, and the like, and diols containing these carboxyl groups can be used in combination to introduce a carboxyl group into the skeleton of the polyurethane-based elastomer. Specific examples of the polyalkylene glycol group having 3 or less carbon atoms include polyethylene glycol, polypropylene glycol and copolymers thereof. A polyurethane resin having at least one hydrophilic group selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonic acid group and a polyalkylene glycol group having 3 or less carbon atoms tends to have an increased water absorption, but tends to have an increased water absorption, The water absorption is 5 to 15 mass%. Therefore, in order to achieve an absorption rate of 0.2 to 5% by mass in the present embodiment, the amount of at least one hydrophilic group selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonic acid group and a polyalkylene glycol group having 3 or less carbon atoms is preferably 0.1 to 10% , More preferably from 0.5 to 5% by mass, and further, as the polyol, it is preferable to use a component having low water absorption, for example, the above-mentioned polyester-based polyol or polycarbonate polyol.
예를 들어, 고분자 탄성체가, 폴리올 성분으로서 비정성 폴리카보네이트계 디올에 카르복실기 함유 디올을 병용하고, 디이소시아네이트 성분으로서 지환식 디이소시아네이트를 이용하여 얻어지는 폴리우레탄계 수지인 경우에는, 그 고분자 탄성체의 유리 전이 온도를 -10 ℃ 이하로 하고, 23 ℃ 및 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률을 90 ∼ 900 ㎫ 로 하고, 또한 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율을 0.2 ∼ 5 질량% 로 하기 쉬운 점에서, 그러한 고분자 탄성체를 사용하는 것이 바람직하다. For example, when the polymeric elastomer is a polyurethane-based resin obtained by using a polycarbonate-based diol as a polyol component and a carboxyl-containing diol as a diol component and using an alicyclic diisocyanate as a diisocyanate component, the glass transition of the polymeric elastomer It is easy to set the temperature to -10 占 폚 or less, the storage elastic modulus at 23 占 폚 and 50 占 폚 to 90 to 900 MPa, and the absorption rate when absorption saturated at 50 占 폚 to 0.2 to 5 mass% It is preferable to use a polymeric elastomer.
본 발명에 사용하는 폴리우레탄계 수지의 경질 성분 (이소시아네이트 성분이나 사슬 신장제 성분) 으로서는, 예를 들어, 상기 이소시아네이트 성분과 응집성이 높은 상기 사슬 신장제 성분을 선택할 수 있다. 그리고, 연질 성분 (폴리올 성분) 의 비율은 65 질량% 이하, 보다 바람직하게는 60 질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 연질 성분의 양이 65 질량% 를 초과하면, 흡수율이 높아지기 쉽다. 그리고 고분자 탄성체가 수성 폴리우레탄인 경우, 0.2 ∼ 5 질량% 의 흡수율로 하려면, 그 수성 폴리우레탄이 0.01 ∼ 0.2 ㎛ 인 평균 입경을 갖는 것이 바람직하다. 0.01 ㎛ 이하 혹은 0.2 ㎛ 이상인 경우에는, 흡수율이 5 질량% 를 초과하기 쉽다. As the hard component (isocyanate component or chain extender component) of the polyurethane resin used in the present invention, for example, the chain extender component having high cohesiveness with the isocyanate component can be selected. The proportion of the soft component (polyol component) is preferably 65% by mass or less, more preferably 60% by mass or less. If the amount of the soft component exceeds 65% by mass, the water absorption rate tends to be high. When the polymeric elastomer is an aqueous polyurethane, the water-soluble polyurethane preferably has an average particle diameter of 0.01 to 0.2 탆 in order to obtain an absorption rate of 0.2 to 5% by mass. When the thickness is 0.01 μm or less or 0.2 μm or more, the water absorption rate tends to exceed 5% by mass.
또, 고분자 탄성체가 폴리우레탄 수지인 경우, 그 흡수율이나 저장 탄성률을 제어하기 위해서, 폴리우레탄을 형성하는 모노머 단위가 갖는 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 분자 내에 2 개 이상 함유하는 가교제나, 폴리이소시아네이트계 화합물, 다관능 블록이소시아네이트계 화합물 등의 자기 가교성 화합물을 첨가함으로써 가교 구조를 형성하는 것도 바람직하다.When the polymeric elastomer is a polyurethane resin, a crosslinking agent containing two or more functional groups capable of reacting with the functional group of the monomer unit forming the polyurethane in the molecule or a crosslinking agent containing a polyisocyanate It is also preferable to form a crosslinked structure by adding a self-crosslinking compound such as a system compound or a polyfunctional block isocyanate compound.
상기 모노머 단위가 갖는 관능기와 가교제의 관능기의 조합으로서는, 카르복실기와 옥사졸린기, 카르복실기와 카르보디이미드기, 카르복실기와 에폭시기, 카르복실기와 시클로카보네이트기, 카르복실기와 아지리딘기, 카르보닐기와 히드라진 유도체 또는 히드라지드 유도체 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 카르복실기를 갖는 모노머 단위와 옥사졸린기, 카르보디이미드기 또는 에폭시기를 갖는 가교제의 조합, 수산기 또는 아미노기를 갖는 모노머 단위와 블록이소시아네이트기를 갖는 가교제의 조합 및, 카르보닐기를 갖는 모노머 단위와 히드라진 유도체 또는 히드라지드 유도체의 조합이 가교 형성이 용이하고, 얻어지는 연마 패드의 강성이나 내마모성이 우수한 점에서 특히 바람직하다. 또한, 가교 구조는, 섬유 낙합체에 폴리우레탄 수지의 수성액을 함침시킨 후의 열처리 공정에 있어서 형성하는 것이, 고분자 탄성체의 수성액의 안정성을 유지하는 점에서 바람직하다. 이들 중에서도, 가교 성능이나 수성액의 포트라이프성이 우수하고, 또 안전면에서도 문제가 없는 카르보디이미드기 및/또는 옥사졸린기가 특히 바람직하다. 카르보디이미드기를 갖는 가교제로서는, 예를 들어 닛신 방적 주식회사 제조 「카르보디라이트 E-01」, 「카르보디라이트 E-02」, 「카르보디라이트 V-02」 등의 수분산 카르보디이미드계 화합물을 들 수 있다. 또, 옥사졸린기를 갖는 가교제로서는, 예를 들어 닛폰 촉매 주식회사 제조 「에포크로스 K-2010E」, 「에포크로스 K-2020E」, 「에포크로스 WS-500」 등의 수분산 옥사졸린계 화합물을 들 수 있다. 가교제의 배합량으로서는, 폴리우레탄 수지에 대해 가교제의 유효 성분이 1 ∼ 20 질량% 인 것이 바람직하고, 1.5 ∼ 10 질량% 인 것이 보다 바람직하다. The combination of the functional group of the monomer unit and the functional group of the crosslinking agent includes a combination of a carboxyl group and an oxazoline group, a carboxyl group and a carbodiimide group, a carboxyl group and an epoxy group, a carboxyl group and a cyclocarbonate group, a carboxyl group and an aziridine group, a carbonyl group and a hydrazide derivative or a hydrazide derivative And the like. Among these, a combination of a monomer unit having a carboxyl group and a crosslinking agent having an oxazoline group, a carbodiimide group or an epoxy group, a combination of a monomer unit having a hydroxyl group or an amino group and a crosslinking agent having a block isocyanate group and a combination of a monomer unit having a carbonyl group with a hydrazine A derivative or a hydrazide derivative is particularly preferable because it is easy to form a crosslink and the rigidity and abrasion resistance of the obtained polishing pad are excellent. It is preferable that the crosslinked structure is formed in the heat treatment step after impregnating the fiber entangled body with the aqueous solution of the polyurethane resin in order to maintain the stability of the aqueous liquid of the elastomeric polymer. Among them, a carbodiimide group and / or an oxazoline group which is excellent in the crosslinking performance and the port life of the aqueous liquid and does not cause any problems in terms of safety are particularly preferable. As the crosslinking agent having a carbodiimide group, for example, a water-dispersed carbodiimide compound such as "Carbodilite E-01", "Carbodite E-02", "Carbodilite V- . Examples of the cross-linking agent having an oxazoline group include water-dispersed oxazoline compounds such as "Epochros K-2010E", "Epochros K-2020E" and "Epocross WS-500" manufactured by Nippon Catalysts Co., have. The blending amount of the crosslinking agent is preferably from 1 to 20 mass%, more preferably from 1.5 to 10 mass%, of the effective component of the crosslinking agent with respect to the polyurethane resin.
또, 극세 섬유와의 접착성을 높여 섬유다발의 강성을 높이는 것이나, 유리 전이 온도를 -10 ℃ 이하로 하는 것, 23 ℃ 및 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률을 90 ∼ 900 ㎫ 의 범위로 하는 것, 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율을 0.2 ∼ 5 질량% 로 하는 것 등을 조정하기 쉬운 점에서, 폴리우레탄 수지 중의 폴리올 성분의 함유율로서는, 65 질량% 이하, 나아가서는 60 질량% 이하인 것이 바람직하다. 또, 40 질량% 이상, 나아가서는 45 질량% 이상인 것이 적당한 탄성을 부여함으로써 스크랫치의 발생을 억제할 수 있는 점에서 바람직하다.It is also possible to increase the rigidity of the fiber bundle by increasing the adhesiveness with the ultrafine fibers, to set the glass transition temperature to -10 占 폚 or lower, to set the storage modulus at 23 占 폚 and 50 占 폚 in the range of 90 to 900 MPa , And that the absorption rate when absorbed and saturated at 50 占 폚 is 0.2 to 5 mass% is easily adjusted, the content of the polyol component in the polyurethane resin is preferably 65 mass% or less, more preferably 60 mass% or less Do. Further, it is preferable that the content is 40 mass% or more, and more preferably 45 mass% or more, because the generation of scratches can be suppressed by giving appropriate elasticity.
또, 폴리우레탄계 수지는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서, 침투제, 소포제, 활제, 발수제, 발유제, 증점제, 증량제, 경화 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 방미제, 발포제, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 수용성 고분자 화합물, 염료, 안료, 무기 미립자 등을 추가로 함유해도 된다. The polyurethane resin can be incorporated with various additives such as a penetrating agent, an antifoaming agent, a lubricant, a water repellent agent, a bleaching agent, a thickener, an extender, a curing accelerator, an antioxidant, an ultraviolet absorber, Alcohol, carboxymethylcellulose, and other water-soluble polymer compounds, dyes, pigments, inorganic fine particles, and the like.
고분자 탄성체는, 극세 섬유 낙합체를 형성하고 있는 평균 섬도 0.01 ∼ 0.8 dtex 이하의 극세 섬유가 5 ∼ 70 개 집속된 극세 섬유다발 내부에 존재하는 것이 바람직하다. 그리고, 극세 섬유는, 극세 섬유다발 내부에 존재하는 고분자 탄성체에 의해 집속되고, 극세 섬유가 집속됨으로써 섬유다발 내부의 일부 혹은 전체가 집속됨과 함께 극세 섬유다발이 구속된다. 극세 섬유가 집속됨과 함께 극세 섬유다발이 구속되는 것은, 연마 패드의 강성을 높여 평탄화 성능이나 연마 균일성이나 경시 안정성을 향상시키는 점에서 바람직하다. It is preferable that the polymeric elastomer be present in the microfine fiber bundles in which 5 to 70 microfine fibers having an average fineness of 0.01 to 0.8 dtex or less forming microfine fiber embryos are bundled. The microfine fibers are collected by the elastic polymer existing inside the microfine fiber bundle. When the microfine fibers are collected, a part or the whole of the fiber bundle is collected and the microfine fiber bundle is confined. It is preferable that the superfine fiber bundle is constrained while the superfine fiber bundle is concentrated because it increases the rigidity of the polishing pad and improves the planarization performance, the polishing uniformity and the stability over time.
또, 연마 패드에는, 공극을 제외한 부분의 체적 비율 (이하, 연마 패드 충전율이라고도 한다) 이 40 ∼ 95 % 의 범위, 즉, 공극률이 5 ∼ 60 % 가 되는 범위에서 공극이 존재하고 있는 것이 연마 패드의 적당한 강성과 보액성을 겸비하는 점에서 바람직하다. The presence of voids in the polishing pad in a range of 40 to 95%, that is, a porosity of 5 to 60%, in terms of the volume ratio of the portion excluding the void (hereinafter also referred to as the polishing pad filling rate) In view of having both adequate stiffness and liquid retention.
이 경우에 있어서, 상기 고분자 탄성체를 함침시킨 연마 패드의 공극률이 50 % 이상이면, 슬러리 보액성과 적당한 강성과 추가로 쿠션성을 겸비하기 때문에 베어 실리콘 웨이퍼 연마가 우수한 점에서 바람직하고, 그 경우의 상한은 70 % 이하인 것이, 베어 실리콘 웨이퍼 연마 등으로 대표되는 조연마에 있어서의 연마율과 평탄성이 우수한 점에서 바람직하다. In this case, if the porosity of the polishing pad impregnated with the polymeric elastomer is 50% or more, it is preferable from the viewpoint of excellent slurry lubrication property, moderate rigidity and further cushioning property in view of excellent bare silicon wafer polishing, Is preferably 70% or less in view of excellent polishing rate and flatness in rough polishing represented by bare silicon wafer polishing.
그리고, 공극의 일부는, 연마 패드의 내부를 연통하는 연통 구멍을 형성하고 있는 것이 슬러리 보액성이 향상되는 점에서 보다 바람직하다. It is more preferable that a part of the voids form a communication hole communicating with the inside of the polishing pad because the slurry lyophobicity is improved.
또, 고분자 탄성체는, 연마 슬러리의 젖음성이 양호한 점에서, 수성 폴리우레탄이 바람직하고, 그 수성 폴리우레탄이 0.01 ∼ 0.2 ㎛ 의 평균 입경을 갖는 것이 바람직하다. 평균 입경이 0.01 ㎛ 이상인 경우에는, 내수성이 양호하고, 연마 중의 경시적인 안정성이 우수하다. 평균 입경이 0.2 ㎛ 이하인 경우에는, 섬유다발의 구속력이 향상되어 평탄화성이 우수하고, 연마 중의 패드 수명이 길어져 경시적인 안정성이 우수하다. 또, 상기한 입경을 조정하려면, 예를 들어, 고분자 탄성체가 카르복실기, 술폰산기 및, 탄소수 3 이하의 폴리알킬렌글리콜기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 친수성기를 함유하는 것이 바람직하다.The polymeric elastomer is preferably an aqueous polyurethane in view of good wettability of the polishing slurry, and the aqueous polyurethane preferably has an average particle diameter of 0.01 to 0.2 μm. When the average particle diameter is 0.01 탆 or more, the water resistance is good and the stability over time during polishing is excellent. When the average particle diameter is 0.2 占 퐉 or less, the binding force of the fiber bundle is improved and the planarizing property is excellent, and the life of the pad during polishing is prolonged, and the stability over time is excellent. In order to adjust the particle diameter, it is preferable that the polymeric elastomer contains at least one kind of hydrophilic group selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonic acid group and a polyalkylene glycol group having 3 or less carbon atoms.
그리고, 상기 극세 섬유 낙합체와 상기 고분자 탄성체의 비율 (극세 섬유 낙합체/고분자 탄성체) 은, 질량비로 55/45 ∼ 95/5 인 것이 바람직하다. 상기 극세 섬유 낙합체의 상기 질량 비율이 55 % 이상인 경우에는, 연마 중의 경시적인 안정성이 우수하고, 연마 효율이 향상되는 경향이 있다. 상기 극세 섬유 낙합체의 질량 비율이 95 % 이하인 경우에는, 섬유다발 내부에 있어서의 고분자 탄성체의 구속력이 유지되고, 평탄화성이 우수하여 연마 중의 패드 마모가 작아진다. 특히, 상기 극세 섬유 낙합체와 상기 고분자 탄성체의 비율은, 질량비로 60/40 ∼ 90/10 의 범위가 바람직하다. The ratio of the microfine fiber embedding body and the polymer elastomer (microfine fiber entanglement / polymer elastomer) is preferably 55/45 to 95/5 by mass ratio. When the mass ratio of the microfine fiber embroidery body is 55% or more, the stability over time during polishing is excellent, and the polishing efficiency tends to be improved. When the mass ratio of the microfine fiber ambipacity is 95% or less, the binding force of the polymer elastic body in the fiber bundle is maintained, and the flatness is excellent and the pad wear during polishing is reduced. Particularly, the ratio of the microfine fiber scaffold to the polymeric elastomer is preferably in the range of 60/40 to 90/10 by mass ratio.
본 실시 형태의 연마 패드의 겉보기 밀도는, 슬러리 유지성을 양호하게 유지하는 점 및 강성을 높은 상태로 유지하는 점에서, 0.4 ∼ 1.2 g/㎤, 나아가서는 0.5 ∼ 1.0 g/㎤ 의 범위인 것이 바람직하다. 또, 베어 실리콘 웨이퍼 연마 용도의 경우에는, 연마율의 향상과 평탄성을 겸비하는 점에서, 0.3 ∼ 0.75 g/㎤ 인 것이 바람직하고, 0.4 ∼ 0.65 g/㎤ 인 것이 바람직하다. The apparent density of the polishing pad of the present embodiment is preferably in the range of 0.4 to 1.2 g / cm 3, more preferably 0.5 to 1.0 g / cm 3, in view of keeping the slurry retainability favorable and keeping the rigidity high Do. In the case of bare silicon wafer polishing, it is preferably 0.3 to 0.75 g / cm 3, more preferably 0.4 to 0.65 g / cm 3, in view of enhancing the polishing rate and having flatness.
본 실시 형태에 있어서, 극세 섬유다발의 평균 길이는, 특별히 한정되지 않지만, 100 ㎜ 이상, 나아가서는 200 ㎜ 이상인 것이, 극세 섬유의 섬유 밀도를 용이하게 높일 수 있는 점, 연마 패드의 강성을 용이하게 높일 수 있는 점 및, 섬유의 빠짐을 억제할 수 있는 점에서 바람직하다. 상기 섬유다발의 길이가 지나치게 짧은 경우에는, 극세 섬유의 고밀도화가 곤란하고, 또, 충분히 높은 강성이 얻어지지 않고, 또한 연마 중에 극세 섬유가 빠지기 쉬워지는 경향이 있다. 상한은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 후술하는 스판본드법에 의해 제조된 부직포에서 유래하는 섬유 낙합체를 함유하는 경우에는, 물리적으로 끊어지지 않은 한, 수 m, 수백 m, 수 km 혹은 그 이상의 섬유 길이가 포함되어도 된다. In the present embodiment, the average length of the microfine fiber bundles is not particularly limited, but it is preferably 100 mm or more, more preferably 200 mm or more, to easily increase the fiber density of the microfine fibers, It is preferable from the viewpoint that it is possible to increase the tensile strength and to prevent the fiber from coming off. When the length of the fiber bundle is too short, it is difficult to increase the density of the superfine fiber, and a sufficiently high rigidity can not be obtained, and the superfine fiber tends to be easily removed during polishing. The upper limit is not particularly limited. For example, in the case of containing a fibrous article derived from a nonwoven fabric produced by a spunbond method described below, the upper limit is preferably in the range of several meters, several hundred meters, Further fiber lengths may be included.
본 실시 형태의 연마 패드는, 상기 섬유 낙합체에 고분자 탄성체가 충전되어 복합화된 구조를 갖는 것이 바람직하다. The polishing pad of the present embodiment preferably has a structure in which the fibrous article is filled with a polymeric elastomer and compounded.
본 실시 형태의 연마 패드에 있어서는, 고분자 탄성체가 극세 섬유다발 내부에 존재하는 것이 연마 패드의 강성을 높이는 점에서 바람직하고, 극세 섬유다발을 형성하는 극세 섬유는 고분자 탄성체에 의해 집속되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이, 극세 섬유가 집속되어 있음으로써 연마 패드의 강성이 보다 높아진다. 극세 섬유가 집속됨으로써 극세 섬유 각각이 잘 움직이지 않게 되어 연마 패드의 강성이 높아지기 때문에 높은 평탄화 성능이 얻어지기 쉽다. 또, 섬유의 빠짐이 감소하여, 빠진 섬유에 지립이 응집하는 것을 방지할 수 있고, 그로 인해 스크랫치가 잘 발생하지 않게 된다. 여기서, 극세 섬유가 집속되어 있다라는 것은, 극세 섬유다발 내부에 존재하는 극세 섬유의 대부분 (바람직하게는 개수로 10 % 이상, 보다 바람직하게는 20 % 이상, 더욱 바람직하게는 50 % 이상, 가장 바람직하게는 60 % 이상) 이, 극세 섬유다발 내부에 존재하는 고분자 탄성체에 의해 접착되어 구속되어 있는 상태를 의미한다. In the polishing pad of the present embodiment, it is preferable that the polymeric elastomer be present in the microfine fiber bundle from the standpoint of enhancing the rigidity of the polishing pad, and it is more preferable that the microfine fibers forming the microfine fiber bundle are collected by the polymeric elastomer Do. As described above, the rigidity of the polishing pad is further increased because the microfine fibers are concentrated. Each of the microfine fibers does not move smoothly due to the concentration of the microfine fibers, and the rigidity of the polishing pad is increased, so that high planarization performance tends to be obtained. In addition, it is possible to prevent the aggregation of the abrasive grains on the missing fibers due to the decrease of the fiber dropout, thereby preventing the scratches from being generated well. Here, the fact that the microfine fibers are collected means that most of the microfine fibers existing in the microfine fiber bundle (preferably at least 10%, more preferably at least 20%, more preferably at least 50% Or more, more than 60%) is adhered and bound by a polymeric elastomer present in the microfine fiber bundle.
또, 복수의 극세 섬유다발끼리는 극세 섬유다발 외측에 존재하는 고분자 탄성체에 의해 결착되어, 덩어리 (벌크) 형상으로 존재하고 있는 것도 바람직하다. 이와 같이, 극세 섬유다발끼리 결착됨으로써 연마 패드의 형태 안정성이 향상되고 연마 안정성이 향상된다.It is also preferable that a plurality of microfine fiber bundles are bound to each other by a polymeric elastomer existing outside the microfine fiber bundles and exist in a lump (bulk) form. As described above, by bonding the microfine fiber bundles together, the shape stability of the polishing pad is improved and the polishing stability is improved.
극세 섬유의 집속·구속 상태 및 극세 섬유다발끼리의 결착 상태는 연마 패드 단면의 전자 현미경 사진에 의해 확인할 수 있다. The focusing and constraining states of the microfine fibers and the binding state between the microfine fiber bundles can be confirmed by electron micrographs of the cross section of the polishing pad.
극세 섬유를 집속하고 있는 고분자 탄성체 및 극세 섬유다발끼리를 결착하고 있는 고분자 탄성체는 비다공질 형상인 것이 바람직하다. 또한, 비다공질 형상이란, 다공질 형상, 또는, 스펀지 형상 (이하, 간단히 다공질 형상이라고도 한다) 의 고분자 탄성체가 갖는 바와 같은 공극 (독립 기포) 을 실질적으로 갖지 않는 상태를 의미한다. 구체적으로는, 예를 들어, 용제계 폴리우레탄을 응고시켜 얻어지는, 미세한 기포를 다수 갖는 고분자 탄성체가 아닌 것을 의미한다. 집속 또는 결착되어 있는 고분자 탄성체가 비다공질 형상인 경우에는, 연마 안정성이 높아지고, 또, 연마시의 슬러리 부스러기나 패드 부스러기가 공극에 잘 퇴적되지 않게 되기 때문에, 잘 마모되지 않아 높은 연마율을 장시간 유지할 수 있다. 또한, 극세 섬유에 대한 접착 강도가 높아지기 때문에, 섬유의 빠짐에 기인하는 스크랫치의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 보다 높은 강성이 얻어지기 때문에, 평탄화 성능이 우수한 연마 패드가 얻어진다. The polymeric elastomer body which bundles the ultrafine fibers and the polymeric elastomer body which binds the ultrafine fiber bundles are preferably non-porous. In addition, the non-porous shape means a state in which substantially no voids (independent bubbles) are present as in the porous shape or the polymer elastic body of the sponge shape (hereinafter simply referred to as porous shape). Specifically, it means that it is not a polymeric elastomer having many fine bubbles, for example, obtained by solidifying a solvent-based polyurethane. In the case where the polymeric elastomer that is focused or bound is nonporous, the polishing stability is enhanced and slurry debris or pad debris upon polishing does not deposit well on the pores. Therefore, the polymer is not abraded and a high polishing rate is maintained for a long time . In addition, since the bonding strength to the microfine fibers is high, it is possible to suppress the occurrence of scratches due to the fiber coming off. In addition, since a higher rigidity can be obtained, a polishing pad having excellent planarization performance can be obtained.
또, 본 실시 형태의 연마 패드는, 50 ℃ 의 온수로 포화 팽윤시켰을 때의 흡수율이 10 ∼ 80 질량%, 나아가서는 15 ∼ 70 질량% 인 것이 바람직하다. 상기 흡수율이 10 질량% 이상이면, 지립 슬러리를 유지하기 쉽고, 연마율이 향상되고, 또, 연마 균일성이 향상되는 경향이 있다. 상기 흡수율이 80 질량% 이하이면, 높은 연마율이 얻어지고, 또, 연마 중에 경도 등의 특성이 잘 변화되지 않게 되기 때문에, 평탄화 성능의 경시적 안정성이 우수한 경향이 있다.The polishing pad of the present embodiment preferably has a water absorption rate of 10 to 80% by mass, more preferably 15 to 70% by mass when swelled with hot water at 50 캜. When the water absorption rate is 10 mass% or more, the abrasive slurry is easily retained, the polishing rate is improved, and the polishing uniformity tends to be improved. When the water absorption rate is 80% by mass or less, a high polishing rate is obtained, and characteristics such as hardness are not changed during polishing, so that the stability of the planarization performance tends to be excellent over time.
본 실시 형태의 연마 패드는, 버핑 등에 의한 패드 평탄화 처리나, 다이아몬드 등의 패드 드레싱을 이용한 연마전 시즈닝 처리 (컨디셔닝 처리) 나, 연마시에 드레싱 처리를 실시함으로써, 표면 근방에 존재하는 극세 섬유다발을 분섬, 또는 피브릴화함으로써 연마 패드 표면에 극세 섬유를 형성시킬 수 있다. 연마 패드 표면의 극세 섬유의 섬유 밀도로서는, 600 개/㎟ 이상, 나아가서는 1000 개/㎟ 이상, 특히, 2000 개/㎟ 이상인 것이 바람직하다. 상기 섬유 밀도가 지나치게 낮은 경우에는, 지립의 유지성이 불충분해지는 경향이 있다. 상기 섬유 밀도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 생산성의 점에서 1000000 개/㎟ 정도이다. 또, 연마 패드 표면의 극세 섬유는 입모되어 있어도 되고, 입모되어 있지 않아도 된다. 극세 섬유가 입모되어 있는 경우에는, 연마 패드 표면이 보다 소프트해지기 때문에 스크랫치의 저감 효과가 보다 높아진다. 한편, 극세 섬유의 입모 정도가 낮은 경우에는, 미크로 평탄성을 중시하는 용도에 유리해진다. 이와 같이 용도에 따라 표면 상태를 적절히 선택하는 것이 바람직하다. The polishing pad of the present embodiment can be applied to various types of polishing apparatuses such as a pad flattening treatment by buffing or the like, a pre-polishing seasoning treatment (conditioning treatment) using a pad dressing such as a diamond or a dressing treatment at polishing, The fibrillated or fibrillated microfine fibers can be formed on the surface of the polishing pad. The fiber density of the superfine fiber on the surface of the polishing pad is preferably not less than 600 / mm 2, more preferably not less than 1,000 / mm 2, particularly not less than 2000 / mm 2. When the fiber density is too low, the retention of abrasive grains tends to become insufficient. The upper limit of the fiber density is not particularly limited, but is about 1,000,000 / mm 2 in terms of productivity. The microfine fibers on the surface of the polishing pad may be napped or not napped. When the superfine fibers are worn, the surface of the polishing pad is softened, so that the scratch reduction effect is further enhanced. On the other hand, when the degree of napping of microfine fibers is low, it is advantageous for applications emphasizing micro flatness. It is preferable to appropriately select the surface state depending on the application.
[연마 패드의 제조 방법][Manufacturing method of polishing pad]
다음으로, 본 실시 형태의 연마 패드의 제조 방법의 일례에 대해 상세하게 설명한다. Next, an example of a method of manufacturing the polishing pad of the present embodiment will be described in detail.
본 실시 형태의 연마 패드는, 예를 들어, 수용성 열가소성 수지와 비수용성 열가소성 수지를 용융 방사하여 얻어지는 해도형 복합 섬유로 이루어지는 장섬유 웹을 제조하는 웹 제조 공정과, 상기 장섬유 웹을 복수 장 겹쳐 낙합시킴으로써 웹 낙합 시트를 형성하는 웹 낙합 공정과, 상기 웹 낙합 시트를 습열 수축시킴으로써, 면적 수축률이 30 % 이상이 되도록 수축시키는 습열 수축 처리 공정과, 상기 웹 낙합 시트 중의 상기 수용성 열가소성 수지를 열수 중에서 용해시킴으로써, 극세 섬유로 이루어지는 섬유 낙합체를 형성하는 섬유 낙합체 형성 공정과, 상기 섬유 낙합체에 고분자 탄성체의 수성액을 함침 및 건조 응고시키는 고분자 탄성체 충전 공정을 구비하는 연마 패드의 제조 방법에 의해 얻을 수 있다. The polishing pad of the present embodiment can be produced by, for example, a web manufacturing process for producing a long-fiber web composed of sea-island composite fibers obtained by melt-spinning a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin, A wet heat shrink treatment step of shrinking the web misalignment sheet so that the area shrinkage ratio is 30% or more by shrinking the web misalignment sheet by wet heat; and a wet heat shrink treatment step of shrinking the web- And a polymeric elastomer filling step of impregnating and drying and solidifying the aqueous liquid of the elastomeric polymer in the fiber entangled body by a method of producing a polishing pad comprising the step of forming a fiber mantle composed of microfine fibers Can be obtained.
상기 제조 방법에 있어서는, 장섬유를 함유하는 웹 낙합 시트를 습열 수축시키는 공정을 거침으로써, 단섬유를 함유하는 웹 낙합 시트를 습열 수축시키는 경우에 비해 웹 낙합 시트를 크게 수축시킬 수 있고, 그로 인해, 극세 섬유의 섬유 밀도가 치밀해진다. 그리고, 웹 낙합 시트의 수용성 열가소성 수지를 용해 추출함으로써 극세 섬유다발로 이루어지는 섬유 낙합체가 형성된다. 이 때, 수용성 열가소성 수지가 용해 추출된 부분에 공극이 형성된다. 그리고, 이 공극에 고농도의 고분자 탄성체의 수성액을 충분히 함침시키고, 건조 응고시킴으로써, 극세 섬유다발을 구성하는 극세 섬유가 집속됨과 함께 극세 섬유다발끼리도 집속된다. 이와 같이 하여, 섬유 밀도가 높고, 공극률이 낮고, 극세 섬유가 집속된 강성이 높은 연마 패드가 얻어진다. In the above production method, by subjecting the web entangled sheet containing long fibers to a wet heat shrinkage process, the web entangled sheet can be shrunk to a large extent as compared with wet heat shrinking the web entangled sheet containing short fibers, , The fiber density of the microfine fibers becomes dense. Then, a water entangled thermoplastic resin of the web offset sheet is dissolved and extracted to form a fiber entangled body composed of microfine fiber bundles. At this time, voids are formed in the portion where the water-soluble thermoplastic resin is dissolved and extracted. By sufficiently impregnating this void with an aqueous solution of a high-molecular elastomer in a high concentration and drying and solidifying, the microfine fibers constituting the microfine fiber bundle are concentrated and the microfine fiber bundles are also concentrated. In this manner, a polishing pad having high fiber density, low porosity, and high rigidity, in which ultrafine fibers are gathered, is obtained.
또, 상기 수축 처리나 공극에 함침하는 고분자 탄성체의 양을 조정함으로써 연마 패드의 공극률을 50 % 이상으로 하고, 이로써, 적당한 강성과 지립 슬러리의 유지성과 쿠션성의 향상을 겸비한 베어 실리콘 웨이퍼에 적절한 연마 패드가 얻어진다. The porosity of the polishing pad is adjusted to not less than 50% by adjusting the amount of the elastic polymer impregnated in the shrinkage treatment or the gap so that the bare silicon wafer having proper stiffness and improvement in the retention and cushioning properties of the abrasive slurry, Is obtained.
이하에 각 공정에 대해 상세하게 설명한다. Each step will be described in detail below.
(1) 웹 제조 공정(1) Web manufacturing process
본 공정에 있어서는, 우선, 수용성 열가소성 수지와 비수용성 열가소성 수지를 용융 방사하여 얻어지는 해도형 복합 섬유로 이루어지는 장섬유 웹을 제조한다.In this step, first, a long-fiber web composed of sea-island conjugate fibers obtained by melt-spinning a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin is produced.
상기 해도형 복합 섬유는, 수용성 열가소성 수지와, 상기 수용성 열가소성 수지와 상용성이 낮은 비수용성 열가소성 수지를 각각 용융 방사한 후, 복합화시킴으로써 얻어진다. 그리고, 이와 같은 해도형 복합 섬유로부터 수용성 열가소성 수지를 용해 제거 또는 분해 제거함으로써 극세 섬유가 형성된다. 해도형 복합 섬유의 굵기는, 공업성의 관점에서 0.5 ∼ 3 데시덱스인 것이 바람직하다. The above-mentioned sea-island type conjugate fiber is obtained by melt spinning a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin having low compatibility with the water-soluble thermoplastic resin, and then compounding them. Then, the water-soluble thermoplastic resin is dissolved, removed or decomposed from the sea type conjugate fiber to form microfine fibers. The thickness of the sea-island composite fiber is preferably 0.5 to 3 decitex from the viewpoint of industrial efficiency.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 극세 섬유를 형성하기 위한 복합 섬유로서 해도형 복합 섬유에 대해 상세하게 설명하지만, 해도형 섬유 대신에 다층 적층형 단면 섬유 등의 공지된 극세 섬유 발생형 섬유를 사용해도 된다. In addition, in the present embodiment, the sea-island composite fiber as the composite fiber for forming the ultrafine fiber is described in detail, but a known ultrafine fiber-generating fiber such as multi-layer laminated cross-section fiber may be used in place of the sea- .
상기 수용성 열가소성 수지로서는, 물, 알칼리성 수용액, 산성 수용액 등에 의해 용해 제거 또는 분해 제거할 수 있는 열가소성 수지로서, 용융 방사가 가능한 수지가 바람직하게 사용된다. 이와 같은, 수용성 열가소성 수지의 구체예로서는, 예를 들어, 폴리비닐알코올, 폴리비닐알코올 공중합체 등의 폴리비닐알코올계 수지 (PVA 계 수지) ; 폴리에틸렌글리콜 및/또는 술폰산알칼리 금속염을 공중합 성분으로서 함유하는 변성 폴리에스테르 ; 폴리에틸렌옥사이드 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 특히 PVA 계 수지가 이하의 이유에 의해 바람직하게 사용된다.As the water-soluble thermoplastic resin, a resin capable of melt-spinning is preferably used as a thermoplastic resin that can be dissolved or removed by dissolution or decomposition with water, an alkaline aqueous solution, an acidic aqueous solution or the like. Specific examples of such water-soluble thermoplastic resins include polyvinyl alcohol resins (PVA resins) such as polyvinyl alcohol and polyvinyl alcohol copolymer; Modified polyesters containing polyethylene glycol and / or an alkali metal sulfonate as copolymer components; Polyethylene oxide, and the like. Of these, PVA resins are particularly preferably used for the following reasons.
PVA 계 수지를 수용성 열가소성 수지 성분으로 하는 해도형 복합 섬유를 사용한 경우, PVA 계 수지를 용해시킴으로써 형성되는 극세 섬유가 크게 권축된다. 이로 인해 섬유 밀도가 높은 섬유 낙합체가 얻어진다. 또, PVA 계 수지를 수용성 열가소성 수지 성분으로 하는 해도형 복합 섬유를 사용한 경우, PVA 계 수지를 용해시킬 때, 형성되는 극세 섬유나 고분자 탄성체는 실질적으로 분해 또는 용해되지 않기 때문에, 극세 섬유나 고분자 탄성체의 물성 저하가 잘 일어지 않는다. 또한, 환경 부하도 작다. When the sea-island composite fiber comprising the PVA-based resin as a water-soluble thermoplastic resin component is used, the ultrafine fibers formed by dissolving the PVA-based resin are largely crimped. As a result, fiber bundles having a high fiber density can be obtained. In the case of using a sea-island composite fiber comprising a PVA resin as a water-soluble thermoplastic resin component, the ultrafine fibers and the elastomeric polymer to be formed are not substantially decomposed or dissolved when the PVA resin is dissolved. The physical properties of the material do not deteriorate. Also, the environmental load is small.
PVA 계 수지는, 비닐에스테르 단위를 주체로 하는 공중합체를 비누화함으로써 얻어진다. 비닐에스테르 단위를 형성하기 위한 비닐 단량체의 구체예로서는, 예를 들어, 아세트산비닐, 포름산비닐, 프로피온산비닐, 발레르산비닐, 카프르산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐, 벤조산비닐, 피발린산비닐 및, 바사틱산비닐 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서는, 아세트산비닐이 공업성의 점에서 바람직하다. The PVA resin is obtained by saponifying a copolymer containing a vinyl ester unit as a main component. Specific examples of the vinyl monomer for forming the vinyl ester unit include vinyl monomers such as vinyl acetate, vinyl formate, vinyl propionate, vinyl valerate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, Vinyl, and vinyl palmitate. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, vinyl acetate is preferable from the viewpoint of industrial applicability.
PVA 계 수지는, 비닐에스테르 단위만으로 이루어지는 호모 PVA 여도 되고, 비닐에스테르 단위 이외의 공중합 단량체 단위를 구성 단위로서 함유하는 변성 PVA 여도 된다. 용융 방사성, 수용성, 섬유 물성을 제어할 수 있는 점에서 변성 PVA 가 보다 바람직하다. 비닐에스테르 단위 이외의 공중합 단량체 단위의 구체예로서는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐 등의 탄소수 4 이하의 α-올레핀류 ; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, n-프로필비닐에테르, 이소프로필비닐에테르, n-부틸비닐에테르 등의 비닐에테르류 등을 들 수 있다. 비닐에스테르 단위 이외의 공중합 단량체 단위의 함유 비율로서는, 1 ∼ 20 몰%, 나아가서는 4 ∼ 15 몰%, 특히 6 ∼ 13 몰% 의 범위인 것이 바람직하다. 이들 중에서는 에틸렌 단위를 4 ∼ 15 몰%, 나아가서는 6 ∼ 13 몰% 함유하는 에틸렌 변성 PVA 가 해도형 복합 섬유의 물성이 높아지는 점에서 바람직하다. The PVA resin may be a homo PVA comprising only a vinyl ester unit or a modified PVA containing a copolymer monomer unit other than a vinyl ester unit as a constituent unit. Modified PVA is more preferable in that it can control melt spinnability, water solubility, and fiber property. Specific examples of the copolymerizable monomer unit other than the vinyl ester unit include, for example,? -Olefins having 4 or less carbon atoms such as ethylene, propylene, 1-butene, and isobutene; And vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether and n-butyl vinyl ether. The content of the copolymerizable monomer unit other than the vinyl ester unit is preferably from 1 to 20 mol%, more preferably from 4 to 15 mol%, particularly preferably from 6 to 13 mol%. Among these, the ethylene-modified PVA containing 4 to 15 mol%, more preferably 6 to 13 mol% of ethylene units is preferable in that the physical properties of the sea-island conjugate fiber are enhanced.
PVA 계 수지의 점도 평균 중합도는, 200 ∼ 500, 나아가서는 230 ∼ 470, 특히 250 ∼ 450 의 범위인 것이, 안정적인 해도 구조가 형성되는 점, 용융 방사성이 우수한 용융 점도를 나타내는 점 및, 용해시의 용해 속도가 빠른 점에서 바람직하다. 또한, 상기 중합도는 JIS-K6726 에 준하여 측정된다. 즉, PVA 수지를 재비누화하고 정제한 후, 30 ℃ 의 수중에서 측정한 극한 점도 [η] 로부터 다음 식에 의해 구해진다. The viscosity average degree of polymerization of the PVA resin is preferably in the range of 200 to 500, more preferably in the range of 230 to 470, in particular in the range of 250 to 450. It is preferable that the PVA resin has a stable sea structure, It is preferable that the dissolution rate is high. The polymerization degree is measured according to JIS-K6726. Namely, after the PVA resin is re-saponified and purified, it is determined from the intrinsic viscosity [?] Measured in water at 30 ° C according to the following formula.
점도 평균 중합도 P = ([η]×103/8.29)(1/0.62) Viscosity average degree of polymerization P = ([?] X103 / 8.29) (1 / 0.62)
PVA 계 수지의 비누화도로서는, 90 ∼ 99.99 몰%, 나아가서는 93 ∼ 99.98 몰%, 특히 94 ∼ 99.97 몰%, 특히는 96 ∼ 99.96 몰% 의 범위인 것이 바람직하다. 상기 비누화도가 이와 같은 범위인 경우에는, 수용성이 우수하고, 열안정성이 양호하며, 용융 방사성이 우수하고, 또, 생분해성도 우수한 PVA 계 수지가 얻어진다. The degree of saponification of the PVA resin is preferably in the range of 90 to 99.99 mol%, more preferably 93 to 99.98 mol%, particularly 94 to 99.97 mol%, particularly 96 to 99.96 mol%. When the degree of saponification is in this range, a PVA resin excellent in water solubility, good in thermal stability, excellent in melt spinnability, and excellent in biodegradability can be obtained.
상기 PVA 계 수지의 융점으로서는, 160 ∼ 250 ℃, 나아가서는 170 ∼ 227 ℃, 특히 175 ∼ 224 ℃, 특히는 180 ∼ 220 ℃ 의 범위인 것이, 기계적 특성 및 열안정성이 우수한 점 및, 용융 방사성이 우수한 점에서 바람직하다. 또한, 상기 PVA 계 수지의 융점이 지나치게 높은 경우에는, 융점과 분해 온도가 가까워지기 때문에, 용융 방사시에 분해를 일으킴으로써 용융 방사성이 저하되는 경향이 있다. The melting point of the PVA resin is preferably in the range of 160 to 250 ° C, more preferably 170 to 227 ° C, particularly preferably 175 to 224 ° C, particularly preferably 180 to 220 ° C because of its excellent mechanical properties and thermal stability, It is preferable in terms of excellence. When the melting point of the PVA-based resin is too high, the melting point and the decomposition temperature are close to each other. Therefore, when the PVA-based resin is decomposed during melt spinning, the melt spinnability tends to decrease.
또, 상기 PVA 계 수지의 융점이, 상기 비수용성 열가소성 수지의 융점에 비해 지나치게 낮은 경우에는, 용융 방사성이 저하되는 점에서 바람직하지 않다. 이와 같은 관점에서, PVA 계 수지의 융점은, 상기 비수용성 열가소성 수지의 융점에 비해 60 ℃ 이상, 나아가서는, 30 ℃ 이상 지나치게 낮지 않은 것이 바람직하다. When the melting point of the PVA resin is too low as compared with the melting point of the water-insoluble thermoplastic resin, the melt spinnability is not preferable. From such a viewpoint, it is preferable that the melting point of the PVA-based resin is not higher than 60 占 폚, and furthermore, not lower than 30 占 폚 in excess of the melting point of the water-insoluble thermoplastic resin.
상기 비수용성 열가소성 수지로서는, 물, 알칼리성 수용액, 산성 수용액 등에 의해 용해 제거 또는 분해 제거되지 않는 열가소성 수지로서, 용융 방사가 가능한 수지가 바람직하게 사용된다.As the above-mentioned water-insoluble thermoplastic resin, a resin capable of melt-spinning is preferably used as a thermoplastic resin which is not dissolved, removed or decomposed by water, an alkaline aqueous solution, an acidic aqueous solution or the like.
상기 비수용성 열가소성 수지의 구체예로서는, 상기 서술한, 연마 패드를 구성하는 극세 섬유를 형성하기 위해서 사용되는 각종 열가소성 수지가 이용될 수 있다. As specific examples of the water-insoluble thermoplastic resin, various thermoplastic resins used for forming the microfine fibers constituting the polishing pad described above can be used.
상기 비수용성 열가소성 수지는 각종 첨가제를 함유해도 된다. 상기 첨가재의 구체예로서는, 예를 들어, 촉매, 착색 방지제, 내열제, 난연제, 활제, 방오제, 형광 증백제, 광택 제거제, 착색제, 광택 개량제, 제전제, 방향제, 방취제, 항균제, 방진드기제, 무기 미립자 등을 들 수 있다. The water-insoluble thermoplastic resin may contain various additives. Specific examples of the additive include, for example, a catalyst, a coloring preventing agent, a heat resistant agent, a flame retardant, a lubricant, an antifouling agent, a fluorescent whitening agent, a gloss removing agent, a colorant, a gloss improver, an antistatic agent, a fragrance, a deodorant, Inorganic fine particles, and the like.
다음으로, 상기 수용성 열가소성 수지와 상기 비수용성 열가소성 수지를 용융 방사하여 해도형 복합 섬유를 형성하고, 얻어진 해도형 복합 섬유로부터 장섬유 웹을 형성하는 방법에 대해 상세하게 설명한다. Next, a method of forming a sea-island composite fiber by melt-spinning the water-soluble thermoplastic resin and the water-insoluble thermoplastic resin, and forming a long-fiber web from the obtained sea-island composite fiber will be described in detail.
상기 장섬유 웹은, 예를 들어, 상기 수용성 열가소성 수지와 상기 비수용성 열가소성 수지를 용융 방사함으로써 복합화한 후, 스판본드법에 의해, 연신 후, 퇴적시킴으로써 얻어진다. 이와 같이, 스판본드법에 의해 웹을 형성함으로써, 섬유의 빠짐이 적고, 섬유 밀도가 높아 형태 안정성이 양호한 해도형 복합 섬유로 이루어지는 장섬유 웹이 얻어진다. 또한, 장섬유란, 단섬유를 제조할 때와 같은 절단 공정을 거치지 않고 제조된 섬유이다. The long-fiber web can be obtained, for example, by compounding the water-soluble thermoplastic resin and the water-insoluble thermoplastic resin by melt spinning, followed by stretching and depositing by the span bond method. Thus, by forming the web by the spunbond method, it is possible to obtain a long-fiber web composed of the sea-island conjugate fiber having less fiber dropout and higher fiber density and better shape stability. Also, the long fiber is a fiber produced without the cutting step as in the production of the staple fiber.
해도형 복합 섬유의 제조에 있어서는, 수용성 열가소성 수지와 비수용성 열가소성 수지가 각각 용융 방사되어 복합화된다. 수용성 열가소성 수지와 비수용성 열가소성 수지의 질량비로서는, 5/95 ∼ 50/50, 나아가서는 10/90 ∼ 40/60 의 범위인 것이 바람직하다. 수용성 열가소성 수지와 비수용성 열가소성 수지의 질량비가 이와 같은 범위인 경우에는, 고밀도의 섬유 낙합체가 얻어지고, 또, 극세 섬유의 형성성도 우수하다.In the production of sea-island composite fibers, the water-soluble thermoplastic resin and the water-insoluble thermoplastic resin are respectively melt-spun and composite. The mass ratio of the water-soluble thermoplastic resin and the water-insoluble thermoplastic resin is preferably in the range of 5/95 to 50/50, more preferably 10/90 to 40/60. When the mass ratio of the water-soluble thermoplastic resin and the water-insoluble thermoplastic resin is in this range, a high-density fiber entangled body is obtained, and the formation of microfine fibers is also excellent.
수용성 열가소성 수지와 비수용성 열가소성 수지를 용융 방사에 의해 복합화한 후, 스판본드법에 의해 장섬유 웹을 형성하는 방법에 대해, 이하에 상세하게 설명한다. A method of forming a long-fiber web by spunbonding after complexing a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin by melt spinning will be described in detail below.
우선, 수용성 열가소성 수지 및 비수용성 열가소성 수지를 각각 다른 압출기에 의해 용융 혼련하고, 각각 상이한 방사 구금으로부터 용융 수지의 스트랜드를 동시에 토출시킨다. 그리고, 토출된 스트랜드를 복합 노즐로 복합시킨 후, 방사 헤드의 노즐 구멍으로부터 토출시킴으로써 해도형 복합 섬유를 형성한다. 용융 복합 방사에 있어서는, 해도형 복합 섬유에 있어서의 도수 (島數) 는 4 ∼ 4000 도/섬유, 나아가서는 10 ∼ 1000 도/섬유로 하는 것이 단섬유 섬도가 작고, 섬유 밀도가 높은 섬유다발이 얻어지는 점에서 바람직하다. First, the water-soluble thermoplastic resin and the water-insoluble thermoplastic resin are melt-kneaded by different extruders, respectively, and the strands of the molten resin are simultaneously discharged from the different spinnerets. Then, the discharged strands are combined with a composite nozzle, and then discharged from a nozzle hole of the spinning head to form a sea-island composite fiber. In the melt-mixed spinning, the number of islands of the sea-island complex fiber is 4 to 4000 degrees / fiber, more preferably 10 to 1000 degrees / fiber, the fiber bundle having a small fiber fineness and a high fiber density Is preferable.
상기 해도형 복합 섬유는 냉각 장치에서 냉각된 후, 에어 제트·노즐 등의 흡인 장치를 이용하여 목적하는 섬도가 되도록 1000 ∼ 6000 m/분의 인취 속도에 상당하는 속도의 고속 기류에 의해 연신된다. 그 후, 연신된 복합 섬유를 이동식 포집면 위에 퇴적함으로써 장섬유 웹이 형성된다. 또한, 이 때, 필요에 따라 퇴적된 장섬유 웹을 부분적으로 압착해도 된다. 섬유 웹의 단위 면적당 중량은, 20 ∼ 500 g/㎡ 의 범위인 것이 균일한 섬유 낙합체가 얻어지고 또, 공업성의 점에서 바람직하다. The sea-island type conjugate fiber is cooled by a cooling device, and then drawn by a high-speed air stream at a speed corresponding to a take-off speed of 1000 to 6000 m / min so as to obtain a desired fineness using a suction device such as an air jet nozzle. Thereafter, the elongated composite fiber is deposited on the mobile collecting surface to form a long fiber web. At this time, the deposited long-fiber web may be partially pressed as needed. The weight per unit area of the fibrous web is preferably in the range of 20 to 500 g / m < 2 >
(2) 웹 낙합 공정(2) Web entangling process
다음으로, 얻어진 상기 장섬유 웹을 복수 장 겹쳐 낙합시킴으로써 웹 낙합 시트를 형성하는 웹 낙합 공정에 대해 설명한다. Next, a web entangling step of forming a web entangled sheet by making a plurality of the long webs thus obtained are entangled to each other will be described.
웹 낙합 시트는, 니들 펀치나 고압 수류 처리 등의 공지된 부직포 제조 방법을 이용하여 장섬유 웹에 낙합 처리를 실시함으로써 형성된다. 이하에, 대표예로서, 니들 펀치에 의한 낙합 처리에 대해 상세하게 설명한다. The web entangled sheet is formed by subjecting a long fiber web to entanglement treatment using a known nonwoven fabric manufacturing method such as needle punching and high pressure water treatment. Hereinafter, as a representative example, the entanglement process by the needle punch will be described in detail.
우선, 장섬유 웹에 바늘꺾임 방지 유제, 대전 방지 유제, 낙합 향상 유제 등의 실리콘계 유제 또는 광물유계 유제를 부여한다. 또한, 중량 불균일을 저감시키기 위해서, 2 장 이상의 섬유 웹을 크로스 래퍼에 의해 중첩하고 유제를 부여해도 된다. First, a long-fiber web is imparted with a silicone oil or mineral oil oil emulsion such as a needle-breaking anti-tack agent, an antistatic oil-repellent agent, Further, in order to reduce unevenness in weight, two or more fiber webs may be overlapped by a cross wrapper to give an emulsion.
그 후, 예를 들어, 니들 펀치에 의해 삼차원적으로 섬유를 낙합시키는 낙합 처리를 실시한다. 니들 펀치 처리를 실시함으로써 섬유 밀도가 높고, 섬유의 빠짐을 잘 일으키지 않는 웹 낙합 시트가 얻어진다. 또한, 웹 낙합 시트의 단위 면적당 중량은, 목적으로 하는 연마 패드의 두께 등에 따라 적절히 선택되는데, 구체적으로는, 예를 들어, 100 ∼ 1500 g/㎡ 의 범위인 것이 취급성이 우수한 점에서 바람직하다. Thereafter, for example, entanglement treatment for entangling fibers three-dimensionally by a needle punch is carried out. By performing the needle punching treatment, a web entangled sheet having a high fiber density and not causing fibers to be separated easily can be obtained. The weight per unit area of the web offset sheet is appropriately selected according to the intended polishing pad thickness and the like. Specifically, for example, a range of 100 to 1500 g / m 2 is preferable because of excellent handling properties .
유제의 종류나 양 및, 니들 펀치에 있어서의 니들 형상, 니들 심도, 펀치수 등의 니들 조건은, 웹 낙합 시트의 층간 박리력이 높아지는 조건이 적절히 선택된다. 바브수는 바늘꺾임이 발생하지 않는 범위에서 많은 편이 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들어, 1 ∼ 9 바브 중에서 선택된다. 니들 심도는 중첩한 웹 표면까지 바브가 관통하는 조건, 또한, 웹 표면에 니들 펀치 후의 모양이 강하게 나타나지 않는 범위에서 설정하는 것이 바람직하다. 또, 니들 펀치수는 니들 형상, 유제의 종류와 사용량 등에 따라 조정되는데, 구체적으로는 500 ∼ 5000 펀치/㎠ 가 바람직하다. 또, 낙합 처리 후의 단위 면적당 중량이, 낙합 처리전의 단위 면적당 중량의 질량비로 1.2 배 이상, 나아가서는 1.5 배 이상이 되도록 낙합 처리하는 것이 섬유 밀도가 높은 섬유 낙합체가 얻어지고, 또, 섬유의 빠짐을 저감시킬 수 있는 점에서 바람직하다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 처리 속도의 저하에 의한 제조 비용의 증대를 피하는 점에서 4 배 이하인 것이 바람직하다. The conditions such as the type and amount of the emulsion and the needle conditions such as the needle shape, the needle depth, and the number of punches in the needle punch are appropriately selected so that the delamination strength of the web entangled sheet is increased. The number of barbs is preferably in a range that does not cause needle breakage, and specifically, for example, it is selected from 1 to 9 barbs. The needle depth is preferably set in such a range that the bar passes through the overlapping web surface and the shape of the web surface after needle punching does not appear strongly. The number of needle punches is adjusted depending on the needle shape, the kind of emulsion, the amount of use, and the like. Specifically, it is preferably 500 to 5000 punch / cm 2. It is also possible to obtain a fibrous article having a high fiber density by performing entanglement treatment so that the weight per unit area after the entanglement treatment is 1.2 times or more, and more preferably 1.5 times or more, by mass per unit area before the entanglement treatment, Can be reduced. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 4 times or less in order to avoid an increase in manufacturing cost due to a decrease in processing speed.
또, 베어 실리콘 웨이퍼 연마용 연마 패드로 하는 경우에는, 연마 패드의 공극률을 50 % 이상으로 하는 것이 바람직하고, 그러기 위해서는 상기 섬유 밀도를 높이는 경우나 내리는 경우에 따라, 고분자 탄성체의 충전량으로 조정해도 된다.In the case of using a polishing pad for polishing a bare silicon wafer, it is preferable to set the porosity of the polishing pad to not less than 50%. For this purpose, the filling density of the polymeric elastomer may be adjusted depending on whether the fiber density is increased or decreased .
웹 낙합 시트의 층간 박리력은 2 ㎏/2.5 ㎝ 이상, 나아가서는 4 ㎏/2.5 ㎝ 이상인 것이 형태 유지성이 양호하고, 또한, 섬유의 빠짐이 적고, 섬유 밀도가 높은 섬유 낙합체가 얻어지는 점에서 바람직하다. 또한, 층간 박리력은 삼차원 낙합 정도의 기준이 된다. 층간 박리력이 지나치게 작은 경우에는, 섬유 낙합체의 섬유 밀도가 충분히 높지 않다. 또, 낙합 부직포의 층간 박리력의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 낙합 처리 효율의 점에서 30 ㎏/2.5 ㎝ 이하인 것이 바람직하다. The delamination strength of the web interlaced sheet is preferably 2 kg / 2.5 cm or more, more preferably 4 kg / 2.5 cm or more in view of good form retentivity, less fiber dropout and fiber density, Do. Further, the interlayer peeling force is a standard for the degree of three-dimensional misalignment. When the interlayer peeling force is too small, the fiber density of the fiber scraper is not sufficiently high. The upper limit of the interlayer peel strength of the entangled nonwoven fabric is not particularly limited, but is preferably 30 kg / 2.5 cm or less in terms of entanglement treatment efficiency.
또, 연마 패드의 경도를 조절할 목적으로, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 필요에 따라, 상기와 같이 하여 얻어진 부직포인 웹 낙합 시트에, 추가로 극세 섬유로 이루어지는 편물 또는 직물 (편직물) 을 겹쳐, 니들 펀칭 처리 및/또는 고압 수류 처리에 의해 낙합 처리를 실시함으로써, 편직물이 낙합 일체화된 낙합 부직포, 예를 들어, 편직물/낙합 부직포, 낙합 부직포/편직물/낙합 부직포 등의 적층 구조체를 웹 낙합 시트로서 사용해도 된다. For the purpose of controlling the hardness of the polishing pad, knitted fabrics or woven fabrics (knitted fabrics) made of ultrafine fibers may also be added to the web entangled sheet, which is a nonwoven fabric obtained as described above, And the laminated structure such as an entangled nonwoven fabric / knitted fabric / entangled nonwoven fabric, which is an entangled nonwoven fabric such as a knitted fabric / entangled nonwoven fabric and an entangled nonwoven fabric, It may be used as an entangled sheet.
상기 편직물을 구성하는 극세 섬유는, 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT), 폴리에스테르 엘라스토머 등으로 형성되는 폴리에스테르계 섬유 ; 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 방향족 폴리아미드, 폴리아미드 엘라스토머 등으로 형성되는 폴리아미드계 섬유 ; 우레탄계 폴리머, 올레핀계 폴리머, 아크릴로니트릴계 폴리머 등으로 이루어지는 섬유가 바람직하게 사용된다. 이들 중에서는, PET, PBT, 폴리아미드 6, 폴리아미드 66 등으로 형성되는 섬유가 공업성의 점에서 바람직하다. The ultrafine fibers constituting the knitted fabric are not particularly limited. Specifically, polyester-based fibers formed of, for example, polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate (PBT), polyester elastomer, or the like; Polyamide-based fibers formed of polyamide 6, polyamide 66, aromatic polyamide, polyamide elastomer, and the like; A urethane-based polymer, an olefin-based polymer, an acrylonitrile-based polymer, or the like is preferably used. Among them, fibers formed of PET, PBT, polyamide 6, polyamide 66, and the like are preferable from the industrial viewpoint.
또, 상기 편직물을 형성하는 해도형 복합 섬유의 제거 성분의 구체예로서는, 예를 들어, 폴리스티렌 및 그 공중합체, 폴리에틸렌, PVA 계 수지, 공중합 폴리에스테르, 공중합 폴리아미드 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 용해 제거할 때에 큰 수축을 발생시키는 점에서 PVA 계 수지가 바람직하게 사용된다.Specific examples of the removal component of the sea-island composite fibers forming the knitted fabric include polystyrene and its copolymers, polyethylene, PVA resins, copolymerized polyesters and copolymerized polyamides. Of these, PVA-based resins are preferably used because they cause large shrinkage upon dissolution and removal.
(3) 습열 수축 처리 공정(3) Heat shrinkage treatment process
다음으로, 웹 낙합 시트를 습열 수축시킴으로써, 웹 낙합 시트의 섬유 밀도 및 낙합 정도를 높이기 위한 습열 수축 처리 공정에 대해 설명한다. 또한, 본 공정에 있어서는, 장섬유를 함유하는 웹 낙합 시트를 습열 수축시킴으로써, 단섬유를 함유하는 웹 낙합 시트를 습열 수축시키는 경우에 비해 웹 낙합 시트를 크게 수축시킬 수 있고, 그로 인해, 극세 섬유의 섬유 밀도가 특히 높아진다. Next, the wet heat shrink treatment process for increasing the fiber density and the degree of entanglement of the web entangled sheet by wet heat shrinkage of the web entangled sheet will be described. Further, in the present step, by wet heat shrinking the web-entangled sheet containing long fibers, the web entangled sheet can be shrunk to a large extent as compared with the case where the web entangled sheet containing short fibers is subjected to wet heat shrinkage, Is particularly high.
습열 수축 처리는, 스팀 가열에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 스팀 가열 조건으로서는, 분위기 온도가 60 ∼ 130 ℃ 인 범위에서, 상대 습도 75 % 이상, 나아가서는 상대 습도 90 % 이상에서, 60 ∼ 600 초간 가열 처리하는 것이 바람직하다. 이와 같은 가열 조건의 경우에는, 웹 낙합 시트를 고수축률로 수축시킬 수 있어 바람직하다. 또한, 상대 습도가 지나치게 낮은 경우에는, 섬유에 접촉한 수분이 신속하게 건조됨으로써 수축이 불충분해지는 경향이 있다.The moist heat shrinkage treatment is preferably carried out by steam heating. As the steam heating condition, the heat treatment is preferably performed for 60 to 600 seconds at an ambient temperature of 60 to 130 DEG C, at a relative humidity of 75% or more, and furthermore, at a relative humidity of 90% or more. In the case of such a heating condition, the web offset sheet can be shrunk to a high shrinkage ratio, which is preferable. In addition, when the relative humidity is too low, the moisture in contact with the fibers tends to dry quickly, resulting in insufficient shrinkage.
습열 수축 처리는, 상기 웹 낙합 시트를 면적 수축률이 30 % 이상, 바람직하게는 35 % 이상, 나아가서는 40 % 이상이 되도록 수축시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 높은 수축률로 수축시킴으로써 높은 섬유 밀도가 얻어진다. 상기 면적 수축률의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 수축의 한도나 처리 효율의 점에서 80 % 이하 정도인 것이 바람직하다. The wet heat shrinkage treatment preferably shrinks the web interlocking sheet so that the area shrinkage ratio is 30% or more, preferably 35% or more, and more preferably 40% or more. By contracting at such a high shrinkage ratio, a high fiber density can be obtained. The upper limit of the area shrinkage ratio is not particularly limited, but is preferably about 80% or less from the viewpoint of the shrinkage limit and the treatment efficiency.
또한, 면적 수축률 (%) 은, 하기 식 (1) : The area shrinkage percentage (%) is represented by the following formula (1):
(수축 처리전 시트면의 면적-수축 처리 후 시트면의 면적)/수축 처리전 시트면의 면적×100 … (1) 에 의해 계산된다. 상기 면적은, 시트 표면의 면적과 이면 면적의 평균 면적을 의미한다. (Area of the sheet surface before the shrinkage treatment - area of the sheet surface after the shrinkage treatment) / area of the sheet surface before the shrinkage treatment x 100 ... (1). The area means the average area of the area of the sheet surface and the area of the back surface.
이와 같이 습열 수축 처리된 웹 낙합 시트는, 해도형 복합 섬유의 열변형 온도 이상의 온도에서 가열 롤이나 가열 프레스함으로써 공극률을 조정할 수 있고, 가열 프레스 조건을 강하게 함으로써 섬유 밀도를 높여 치밀화하는 것이 가능하다.The web entangled sheet having undergone the wet heat shrinkage treatment can adjust the porosity by heating roll or hot press at a temperature higher than the heat distortion temperature of the sea-island composite fiber, and by increasing the heat press condition, the fiber density can be increased and densified.
또, 습열 수축 처리 전후에 있어서의 웹 낙합 시트의 단위 면적당 중량의 변화로서는, 수축 처리 후의 단위 면적당 중량이, 수축 처리전의 단위 면적당 중량에 비해 1.2 배 (질량비) 이상, 나아가서는 1.5 배 이상으로서, 4 배 이하, 나아가서는 3 배 이하인 것이 바람직하다. The change in the weight per unit area of the web offset sheet before and after the wet heat shrinkage treatment is preferably such that the weight per unit area after the shrinkage treatment is 1.2 times (mass ratio) or more, more preferably 1.5 times or more, 4 times or less, and more preferably 3 times or less.
(4) 섬유다발 결착 공정(4) Fiber bundle binding process
웹 낙합 시트의 극세 섬유화 처리를 실시하기 전에, 웹 낙합 시트의 형태 안정성을 높이는 목적이나, 얻어지는 연마 패드의 공극률을 조정 혹은 저감시키는 것을 목적으로 하여, 필요에 따라, 수축 처리된 웹 낙합 시트에 고분자 탄성체의 수성액을 함침 및 건조 응고시킴으로써 미리 섬유다발을 결착시켜 두어도 된다.For the purpose of enhancing the morphological stability of the web misalignment sheet or adjusting or reducing the porosity of the resulting polishing pad prior to the microfibrous treatment of the web misalignment sheet, The fiber bundle may be stuck in advance by impregnating and drying and solidifying the aqueous liquid of the elastic body.
본 공정에 있어서는, 수축 처리된 웹 낙합 시트에 상기 고분자 탄성체의 수성액을 함침시키고, 건조 응고시킴으로써, 웹 낙합 시트에 고분자 탄성체를 충전한다. 고분자 탄성체의 수성액은, 고농도여도 점도가 낮고 함침 침투성도 우수하기 때문에, 웹 낙합 시트의 내부에 고충전하기 쉽다. 또, 섬유에 대한 접착성도 우수하다. 따라서, 본 공정을 실시함으로써 해도형 복합 섬유를 강고하게 구속하는 것이 가능하다. In the present step, the web-entangled sheet subjected to the shrinkage treatment is impregnated with the aqueous liquid of the polymeric elastomer, and then dried and solidified to fill the web entangled sheet with the polymeric elastomer. Since the aqueous liquid of the polymeric elastomer has a low viscosity even at a high concentration and is excellent in impregnation permeability, it is easily filled inside the web interlaced sheet. Also, it has excellent adhesion to fibers. Therefore, by carrying out this step, it is possible to strongly constrain the sea-island conjugate fiber.
고분자 탄성체의 수성액이란, 고분자 탄성체를 형성하는 성분을 수계 매체에 용해시킨 수성 용액, 또는, 고분자 탄성체를 형성하는 성분을 수계 매체에 분산시킨 수성 분산액이다. 또한, 수성 분산액에는 현탁 분산액 및 유화 분산액이 포함된다. 특히, 내수성이 우수한 점에서 수성 분산액을 사용하는 것이 보다 바람직하다. The aqueous liquid of a polymeric elastomer is an aqueous dispersion obtained by dissolving a component forming a polymeric elastomer in an aqueous medium or an aqueous dispersion in which a component forming a polymeric elastomer is dispersed in an aqueous medium. The aqueous dispersion also includes a suspension dispersion and an emulsion dispersion. Particularly, it is more preferable to use an aqueous dispersion because of its excellent water resistance.
폴리우레탄계 수지를 수성 용액 또는 수성 분산액으로 하는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 카르복실기, 술폰산기, 수산기 등의 친수성기를 갖는 모노머 단위를 함유시킴으로써, 수성 매체에 대한 분산성을 폴리우레탄 수지에 부여하는 방법, 또는, 폴리우레탄 수지에 계면 활성제를 첨가하여, 유화 또는 현탁시키는 방법을 들 수 있다. 또, 이와 같은 수성의 고분자 탄성체는 물에 대한 젖음성이 우수함으로써 지립을 균일 또한 다량으로 유지하는 특성이 우수하다.The method of using a polyurethane resin as an aqueous solution or an aqueous dispersion is not particularly limited and a known method can be used. Specifically, for example, a method of imparting dispersibility to an aqueous medium to a polyurethane resin by containing a monomer unit having a hydrophilic group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group or a hydroxyl group, or a method of adding a surfactant to a polyurethane resin Followed by emulsification or suspension. Such an aqueous polymeric elastomer is excellent in wettability to water, and thus has excellent properties of maintaining abrasive grains uniformly and in a large amount.
상기 유화 또는 현탁에 사용되는 계면 활성제의 구체예로서는, 예를 들어, 라우릴황산나트륨, 라우릴황산암모늄, 폴리옥시에틸렌트리데실에테르아세트산나트륨, 도데실벤젠술폰산나트륨, 알킬디페닐에테르디술폰산나트륨, 디옥틸술포숙신산나트륨 등의 아니온성 계면 활성제 ; 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 블록 공중합체 등의 노니온성 계면 활성제 등을 들 수 있다. 또, 반응성을 갖는, 이른바 반응성 계면 활성제를 사용해도 된다. 또, 계면 활성제의 흐림점을 적절히 선택함으로써, 폴리우레탄 수지에 감열 겔화성을 부여할 수도 있다. 단, 다량으로 계면 활성제를 사용한 경우에는, 연마 성능이나 그 경시 안정성에 악영향을 주는 경우도 있기 때문에, 필요 최소한으로 하는 것이 바람직하다. Specific examples of the surfactant used in the emulsification or suspension include, for example, sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate, sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate, Anionic surfactants such as sodium octylsulfosuccinate; And nonionic surfactants such as polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether and polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer. A so-called reactive surfactant having reactivity may also be used. In addition, by appropriately selecting the blur point of the surfactant, thermal gelling property can be imparted to the polyurethane resin. However, when a surfactant is used in a large amount, the polishing performance and stability with time may be adversely affected. Therefore, it is preferable that the surfactant is minimized.
고분자 탄성체의 수성액의 고형분 농도로서는, 10 질량% 이상, 나아가서는 15 질량% 이상으로 함으로써 공극률을 저하시킬 수 있다.The porosity can be lowered by setting the solid content concentration of the aqueous liquid of the polymeric elastomer to 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more.
상기 웹 낙합 시트에 고분자 탄성체의 수성액을 함침시키는 방법으로서는, 예를 들어, 나이프 코터, 바 코터, 또는 롤 코터를 사용하는 방법, 또는, 딥핑하는 방법 등을 들 수 있다. Examples of the method for impregnating the web offset sheet with an aqueous solution of a polymeric elastomer include a method using a knife coater, a bar coater, a roll coater, or a dipping method.
그리고, 고분자 탄성체의 수성액이 함침된 웹 낙합 시트를 건조시킴으로써, 고분자 탄성체를 응고시킬 수 있다. 건조 방법으로서는, 50 ∼ 200 ℃ 의 건조 장치 중에서 열처리하는 방법이나, 적외선 가열 후에 건조기 중에서 열처리하는 방법 등을 들 수 있다. The polymeric elastomer can be solidified by drying the web offset sheet impregnated with the aqueous solution of the polymeric elastomer. Examples of the drying method include a method of performing heat treatment in a drying apparatus at 50 to 200 ° C, a method of heating in an air dryer after infrared heating, and the like.
또한, 상기 웹 낙합 시트에 고분자 탄성체의 수성액을 함침시킨 후, 건조하는 경우, 그 수성액이 웹 낙합 시트의 표층으로 이행 (마이그레이션) 함으로써, 균일한 충전 상태가 얻어지지 않는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 수성액의 고분자 탄성체의 입경을 조정하는 것 ; 고분자 탄성체의 이온성기의 종류나 양을 조정하는 것, 혹은, pH 등에 의해 그 안정성을 조정하는 것 ; 1 가 또는 2 가의 알칼리 금속염이나 알칼리 토금속염, 노니온계 유화제, 회합형 수용성 증점제, 수용성 실리콘계 화합물 등의 회합형 감열 겔화제, 수용성 폴리우레탄계 화합물, 또는 열에 의해 pH 를 변화시키는 유기물이나 무기물 등을 병용하는 것 등에 의해, 40 ∼ 100 ℃ 정도에 있어서의 수분산 안정성을 저하시키는 것 ; 등에 의해 마이그레이션을 억제할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 고분자 탄성체가 표면에 편재되도록 마이그레이션시켜도 된다. Further, in the case where the web-entangled sheet is impregnated with an aqueous solution of a polymeric elastomer and then dried, the aqueous solution may migrate (migrate) to the surface layer of the web-entangled sheet, so that a uniformly charged state may not be obtained. In such a case, adjusting the particle diameter of the polymeric elastomer of the aqueous liquid; Adjusting the kind and amount of the ionic group of the polymeric elastomer, or adjusting the stability thereof by pH or the like; A combination type thermal gelling agent such as mono- or di-valent alkali metal salt or alkaline earth metal salt, nonionic emulsifier, associative water-soluble thickener and water-soluble silicone compound, water-soluble polyurethane compound or organic or inorganic substance changing pH by heat To lower the water dispersion stability at about 40 to 100 캜; The migration can be suppressed. If necessary, the polymeric elastomer may be migrated so as to be localized on the surface.
(5) 극세 섬유 형성 공정(5) Microfiber fiber formation process
다음으로, 수용성 열가소성 수지를 열수 중에서 용해시킴으로써, 극세 섬유를 형성하는 공정인 극세 섬유 형성 공정에 대해 설명한다. Next, the microfine fiber formation step, which is a step of forming microfine fibers by dissolving the water-soluble thermoplastic resin in hot water, will be described.
본 공정은, 수용성 열가소성 수지를 제거함으로써 극세 섬유를 형성하는 공정이다. 이 때, 상기 웹 낙합 시트의 수용성 열가소성 수지가 용해 추출된 부분에 공극이 형성된다. 그리고, 이 공극에, 나중의 고분자 탄성체 충전 공정에 있어서, 고분자 탄성체를 충전함으로써 극세 섬유가 집속된다. 또 극세 섬유다발이 구속된다. This step is a step of forming microfine fibers by removing the water-soluble thermoplastic resin. At this time, voids are formed in the portion where the water-soluble thermoplastic resin of the web misalignment sheet is dissolved and extracted. The superfine fibers are collected by filling the void with a polymeric elastomer in a polymeric elastomer filling step later. Also, bundles of microfine fibers are constrained.
극세 섬유화 처리는, 웹 낙합 시트 또는, 웹 낙합 시트와 고분자 탄성체의 복합체를, 물, 알칼리성 수용액, 산성 수용액 등으로 열수 가열 처리함으로써 수용성 열가소성 수지를 용해 제거, 또는, 분해 제거하는 처리이다. The ultrafine fibrous treatment is a treatment for dissolving, removing or decomposing a water-soluble thermoplastic resin by subjecting a web entangled sheet or a composite of a web entangled sheet and a polymeric elastomer to hot water heat treatment with water, an alkaline aqueous solution or an acidic aqueous solution.
열수 가열 처리 조건의 구체예로서는, 예를 들어, 제 1 단계로서 65 ∼ 90 ℃ 의 열수 중에 5 ∼ 300 초간 침지시킨 후, 또한 제 2 단계로서 85 ∼ 100 ℃ 의 열수 중에서 100 ∼ 600 초간 처리하는 것이 바람직하다. 또, 용해 효율을 높이기 위해서, 필요에 따라, 롤에 의한 닙 처리, 고압 수류 처리, 초음파 처리, 샤워 처리, 교반 처리, 주무름 처리 등을 실시해도 된다. As a specific example of the hot water heating treatment condition, for example, the first step is to immerse in hot water at 65 to 90 캜 for 5 to 300 seconds, and then as the second step for 100 to 600 seconds in hot water at 85 to 100 캜 desirable. In order to increase the dissolution efficiency, nip treatment with a roll, high-pressure water treatment, ultrasonic treatment, shower treatment, stirring treatment, kneading treatment and the like may be carried out if necessary.
본 공정에 있어서는, 해도형 복합 섬유로부터 수용성 열가소성 수지를 용해시켜 극세 섬유를 형성할 때에, 극세 섬유가 크게 수축된다. 이 수축에 의해 섬유 밀도가 치밀해지기 때문에, 고밀도의 섬유 낙합체가 얻어진다. In this step, when the water-soluble thermoplastic resin is dissolved from the sea-island conjugate fiber to form the superfine fiber, the superfine fiber shrinks greatly. This contraction causes the fiber density to be dense, so that a high density fiber entangled body is obtained.
(6) 고분자 탄성체 충전 공정(6) Polymer elastomer filling process
다음으로, 극세 섬유로 형성되는 극세 섬유다발 내부에 고분자 탄성체를 충전함으로써, 상기 극세 섬유를 집속함과 함께 극세 섬유다발을 구속하고, 또한 극세 섬유다발끼리를 더욱 결착하는 공정에 대해 설명한다. Next, a process of filling the superfine fiber bundle formed of the superfine fiber with the polymer elastic body to confine the superfine fiber bundle together with the superfine fiber bundle, and further bonding the superfine fiber bundles together will be described.
극세 섬유 형성 공정 (5) 에 있어서, 해도형 복합 섬유에 극세 섬유화 처리를 실시함으로써, 수용성 열가소성 수지가 제거되어 극세 섬유다발 내부에 공극이 형성된다. 본 공정에 있어서는, 이와 같은 공극에 고분자 탄성체를 적절히 충전함으로써, 극세 섬유를 집속함과 함께 극세 섬유다발을 구속하고, 또한 극세 섬유다발끼리를 결착함으로써 연마 패드의 공극률을 예를 들어 50 % 이하로 하는 것이 가능하다. 또 고분자 탄성체를 충분히 충전함으로써 공극률을 저하시켜 연마 패드를 치밀 구조로 할 수 있다. 또한, 극세 섬유가 극세 섬유다발을 형성하고 있는 경우에는, 모세관 현상에 의해 고분자 탄성체의 수성액이 함침되기 쉽기 때문에, 극세 섬유는 더 집속되어, 극세 섬유다발은 더 구속되기 쉽다. In the microfine fiber formation step (5), the water-soluble thermoplastic resin is removed by forming microfine fibers on the sea-island composite fiber to form pores inside microfine fiber bundles. In this step, by appropriately filling the voids with a polymeric elastomer, the microfine fibers are concentrated and the microfine fiber bundles are bundled together, and the microfine fiber bundles are stuck together to reduce the porosity of the polishing pad to, for example, 50% or less It is possible to do. In addition, by filling the polymeric elastomer sufficiently, the porosity can be lowered, and the polishing pad can have a dense structure. In addition, when the microfine fibers form microfine fiber bundles, the microfine fibers tend to be more concentrated, and the microfine fiber bundles are liable to be more constrained because the aqueous liquid of the polymer elastic body is easily impregnated by the capillary phenomenon.
본 공정에 사용되는 고분자 탄성체의 수성액은, 섬유다발 결착 공정 (4) 에서 설명한 고분자 탄성체의 수성액과 동일한 것을 사용할 수 있다. The aqueous liquid of the polymeric elastomer used in the present step may be the same as the aqueous liquid of the polymeric elastomer described in the fiber bundle binding step (4).
본 공정에 있어서 극세 섬유로 형성되는 극세 섬유다발 내부에 고분자 탄성체를 충전하는 방법은, 섬유다발 결착 공정 (4) 에서 사용되는 방법과 동일한 방법을 적용할 수 있다. 그리고, 섬유 결착 공정 (4) 와 고분자 탄성체 충전 공정 (6) 을 적절히 조합함으로써 원하는 공극률로 조정할 수 있다. 이와 같이 하여 연마 패드가 형성된다. The same method as that used in the fiber bundle binding step (4) can be applied to the method of filling the polymeric elastomer into the microfine fiber bundles formed of microfine fibers in the present step. The desired void ratio can be adjusted by properly combining the fiber binding step (4) and the polymeric elastomer filling step (6). In this manner, a polishing pad is formed.
[연마 패드의 후가공][Finishing of polishing pad]
얻어진 연마 패드는, 필요에 따라, 성형 처리, 평탄화 처리, 기모 (起毛) 처리, 적층 처리, 표면 처리, 세정 처리 등의 후가공 처리가 실시되어도 된다.The obtained polishing pad may be subjected to a post-treatment such as a forming treatment, a planarizing treatment, a bristling treatment, a lamination treatment, a surface treatment, and a cleaning treatment, if necessary.
상기 성형 처리 및, 평탄화 처리는, 얻어진 연마 패드를 연삭에 의해 소정의 두께로 열 프레스 성형하거나, 소정의 외형으로 절단하거나 하는 가공이다. 연마 패드로서는, 두께 0.5 ∼ 3 ㎜ 정도로 연삭 가공된 것인 것이 바람직하다. The above-described forming process and planarizing process are processes in which the obtained polishing pad is hot-pressed by grinding to a predetermined thickness or is cut into a predetermined outer shape. As the polishing pad, it is preferable that the polishing pad has a thickness of about 0.5 to 3 mm.
상기 기모 처리란, 사포, 침포 (針布), 다이아몬드 등에 의해 연마 패드 표면에 기계적 마찰력이나 연마력을 부여하여 집속된 극세 섬유를 분섬하는 처리이다. 이와 같은 기모 처리에 의해, 연마 패드 표층부에 존재하는 섬유다발이 피브릴화되어 표면에 다수의 극세 섬유가 형성된다. The brushed treatment is a treatment for imparting mechanical frictional force or polishing force to the surface of the polishing pad by sandpaper, cloth, diamond or the like to disperse the ultrafine fibers. By such brushed treatment, the fiber bundles existing in the surface layer of the polishing pad are fibrillated, and a large number of microfine fibers are formed on the surface.
상기 적층 처리란, 얻어진 연마 패드를 기재에 부착시켜 적층화함으로써 강성을 조정하는 처리이다. 예를 들어, 연마 패드를 경도가 낮은 탄성체 시트와 적층함으로써, 피연마면의 글로벌 평탄성 (비연마 기재 전체의 평탄성) 을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 적층시의 접착은 용융 접착이어도 되고, 접착제나 점착제를 개재한 접착이어도 된다. 상기 기재의 구체예로서는, 예를 들어, 폴리우레탄 등으로 이루어지는 탄성 스펀지체 ; 폴리우레탄을 함침시킨 부직포 (예를 들어, 닛타·하스 (주) 제조의 상품명 Suba400) ; 천연 고무, 니트릴 고무, 폴리부타디엔 고무, 실리콘 고무 등의 고무나 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머, 불소계 열가소성 엘라스토머 등의 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 탄성 수지 필름 ; 발포 플라스틱 ; 편물, 직물 등의 시트 형상 기재를 들 수 있다. The above-mentioned lamination treatment is a treatment for adjusting the rigidity by attaching the obtained polishing pad to a substrate to laminate them. For example, the global flatness of the surface to be polished (the flatness of the entire non-abrasive substrate) can be further improved by laminating the polishing pad with an elastic sheet having a low hardness. The bonding at the time of lamination may be a melt bonding or an adhesive bonding. Specific examples of the above-described substrate include, for example, an elastic sponge body made of polyurethane or the like; A nonwoven fabric impregnated with polyurethane (for example, a trade name: Suba400, manufactured by Nitta Haas Co., Ltd.); An elastic resin film composed of a rubber such as natural rubber, nitrile rubber, polybutadiene rubber or silicone rubber, or a thermoplastic elastomer such as polyester thermoplastic elastomer, polyamide thermoplastic elastomer or fluorine thermoplastic elastomer; Foam plastic; And a sheet-like base material such as a knitted fabric or a woven fabric.
또, 상기 표면 처리는, 지립 슬러리의 유지성이나 배출성을 조정하기 위해서 연마 패드 표면에, 격자 형상, 동심원 형상, 소용돌이 형상 등의 홈이나 구멍을 형성하는 처리이다. The surface treatment is a treatment for forming grooves or holes on the surface of the polishing pad in the form of a lattice, a concentric circle, a spiral or the like in order to adjust the retention and dischargeability of the abrasive slurry.
상기 세정 처리는, 얻어진 연마 패드에 부착되어 있는 파티클이나 금속 이온 등의 불순물을, 냉수 혹은 온수로 세정하거나, 혹은 계면 활성제 등의 세정 작용을 갖는 첨가제를 함유한 수용액 혹은 용제로 세정 처리하거나 하는 가공이다. The cleaning process is a process in which impurities such as particles and metal ions attached to the obtained polishing pad are cleaned with cold water or hot water or an aqueous solution or a solvent containing an additive having a cleaning action such as a surfactant to be.
본 실시 형태의 연마 패드는, 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 반도체 웨이퍼, 반도체 디바이스, 액정 부재, 광학 소자, 수정, 광학 기판, 전자 회로 기판, 전자 회로 마스크 기판, 다층 배선 기판, 하드 디스크, MEMS (마이크로-일렉트로-메커니컬 시스템즈) 기재 등의 연마에 바람직하게 사용된다. 또, 본 실시 형태의 연마 패드는, 연마 패드의 공극률을 50 % 이상으로 함으로써 베어 실리콘 웨이퍼의 연마에 특히 우수하다.The polishing pad of the present embodiment can be applied to various types of semiconductor devices such as a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, a semiconductor wafer, a semiconductor device, a liquid crystal member, an optical element, a quartz crystal substrate, an electronic circuit substrate, Micro-electro-mechanical systems) substrates and the like. The polishing pad of the present embodiment is particularly excellent in polishing a bare silicon wafer by setting the porosity of the polishing pad to 50% or more.
반도체 웨이퍼나 반도체 디바이스의 구체예로서는, 예를 들어, 실리콘, 산화 실리콘, 산화 불화 실리콘, 유기 폴리머 등의 절연막 ; 구리, 알루미늄, 텅스텐 등의 배선재 금속막 ; 탄탈, 티탄, 질화탄탈, 질화티탄 등의 배리어 메탈막을 표면에 갖는 기재를 들 수 있다. Specific examples of the semiconductor wafer and the semiconductor device include insulating films such as silicon, silicon oxide, silicon fluoride, and organic polymers; A wiring material metal film such as copper, aluminum, or tungsten; A substrate having a barrier metal film such as tantalum, titanium, tantalum nitride, or titanium nitride on its surface.
연마에 있어서는, 1 차 연마, 2 차 연마 (조정 연마), 마무리 연마, 경면 연마 등 어느 연마에나 사용된다. 또, 연마 부분으로서는, 기재의 표면, 이면, 단면 중 어느 면이어도 된다.In polishing, it is used for any polishing such as primary polishing, secondary polishing (controlled polishing), finish polishing, mirror polishing, and the like. The polishing portion may be any of a surface, a back surface, and a cross section of the substrate.
실시예Example
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 실시예에 의해 조금도 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. Further, the present invention is not limited by the embodiments.
[실시예 1][Example 1]
수용성 열가소성 폴리비닐알코올계 수지 (이하, PVA 계 수지라고 한다) 와, 변성도 6 몰% 의 이소프탈산 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트 (50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율 1 질량%, 유리 전이 온도 77 ℃) (이하, 변성 PET 라고 한다) 를 20 : 80 (질량비) 의 비율로 용융 복합 방사용 구금으로부터 토출시킴으로써 해도형 복합 섬유를 형성하였다. 또한, 용융 복합 방사용 구금은, 도수가 50 도/섬유이고, 구금 온도는 260 ℃ 이었다. 그리고, 이젝터-압력을 방사 속도 4000 m/min 가 되도록 조정하고, 평균 섬도 2.0 dtex 의 장섬유를 네트 상에 포집함으로써 단위 면적당 중량 40 g/㎡ 의 스판본드 시트 (장섬유 웹) 가 얻어졌다.A water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol-based resin (hereinafter referred to as PVA-based resin) and an isophthalic acid-modified polyethylene terephthalate having a degree of modification of 6 mol% (absorptivity of 1 mass% (Hereinafter referred to as modified PET) at a ratio of 20: 80 (mass ratio) was discharged from the molten composite spinneret to form a sea-island complex fiber. In addition, the molten composite spinneret had a frequency of 50 degrees / fiber and a spinning temperature of 260 deg. Then, the ejector-pressure was adjusted to a spinning speed of 4000 m / min, and long fibers having an average fineness of 2.0 dtex were collected on a net to obtain a spunbond sheet (long fiber web) having a weight per unit area of 40 g / m 2.
얻어진 스판본드 시트를 크로스 랩핑에 의해 12 장 겹쳐, 총 단위면적이 480 g/㎡ 인 중첩 웹을 제작하였다. 그리고, 얻어진 중첩 웹에 바늘꺾임 방지 유제를 스프레이하였다. 이어서, 바브수 1 개이고 니들 번수 42 번인 니들 바늘 및, 바브수 6 개이고 니들 번수 42 번인 니들 바늘을 이용하여, 중첩 웹을 1800 펀치/㎠ 로 니들 펀치 처리하여 낙합시킴으로써, 웹 낙합 시트를 얻었다. 얻어진 웹 낙합 시트의 단위 면적당 중량은 750 g/㎡ 였다. 또, 니들 펀치 처리에 의한 면적 수축률은 35 % 였다. Twelve sheets of the obtained spunbond sheet were cross-laminated to prepare an overlapped web having a total unit area of 480 g / m < 2 >. Then, the obtained overlapping web was sprayed with an anti-tack agent. Subsequently, the overlapped web was needle punched at 1,800 punch / cm < 2 > using needle needle having one barb number and needle number 42 and needle needle having six barbs and needle number 42 to obtain a web interlocked sheet. The weight per unit area of the resulting web entangled sheet was 750 g / m < 2 >. The area shrinkage ratio by the needle punching treatment was 35%.
다음으로, 얻어진 웹 낙합 시트를 70 ℃, 90 %RH 의 조건에서 90 초간 스팀 처리하였다. 이 때의 면적 수축률은 40 % 였다. 그리고, 140 ℃ 의 오븐 중에서 건조시킨 후, 140 ℃ 에서 열 프레스함으로써, 단위 면적당 중량 1250 g/㎡, 겉보기 밀도 0.65 g/㎤, 두께 1.9 ㎜ 의 웹 낙합 시트를 얻었다. 이 때, 열 프레스 후 웹 낙합 시트의 두께는, 열 프레스 전 두께의 0.80 배였다. Next, the obtained web of entangled sheet was steam-treated at 70 캜 and 90% RH for 90 seconds. The area shrinkage rate at this time was 40%. After drying in an oven at 140 deg. C, the web was subjected to hot pressing at 140 deg. C to obtain a web interlaced sheet having a weight per unit area of 1250 g / m2, an apparent density of 0.65 g / cm3, and a thickness of 1.9 mm. At this time, the thickness of the web offset sheet after hot pressing was 0.80 times the thickness of the hot press.
다음으로, 열 프레스된 웹 낙합 시트에, 제 1 폴리우레탄 탄성체로서 폴리우레탄 탄성체 A 의 수성 분산액 (고형분 농도 20 질량%) 을 함침시켰다. 또한, 폴리우레탄 탄성체 A 는, 비정성 폴리카보네이트계 폴리올(3-메틸-1,5-펜틸렌카보네이트와 헥사메틸렌카보네이트로 이루어지는 공중합 폴리올) 과 탄소수 2 ∼ 3 의 폴리알킬렌글리콜을, 99.7 : 0.3 (몰비) 으로 혼합하고, 추가로 카르복실기 함유 모노머(2,2-비스(하이드록시메틸)프로피온산) 을 중량비로 1.5 wt% 함유한 폴리올 성분을, 연질 성분으로서 55 질량% 이용하고, 이것에 경질 성분으로서 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 그리고 단사슬 폴리아민 및 단사슬 폴리올을 중합시킨, 비정성 폴리카보네이트계 무황변형 폴리우레탄 수지이다. 폴리우레탄 탄성체 A 의 흡수율은 3 질량%, 23 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률은 300 ㎫, 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률은 150 ㎫, 유리 전이 온도는 -20 ℃, 수분산액의 평균 입경은 0.03 ㎛ 이다. 이 때 수성 분산액의 고형분 부착량은 웹 낙합 시트의 질량에 대해 10 % 였다. 그리고, 수성 분산액이 함침된 웹 낙합 시트를 90 ℃, 50 %RH 분위기하에서 건조 응고 처리하고, 또한 140 ℃ 에서 건조 처리하였다. 그리고, 그것을 140 ℃ 에서 열 프레스함으로써, 단위 면적당 중량 1370 g/㎡, 겉보기 밀도 0.76 g/㎤, 두께 1.8 ㎜ 의 시트를 얻었다. Next, a hot-pressed web offset sheet was impregnated with an aqueous dispersion of polyurethane elastomer A (solid concentration 20% by mass) as the first polyurethane elastomer. The polyurethane elastomer A is obtained by mixing an amorphous polycarbonate-based polyol (a copolymerized polyol comprising 3-methyl-1,5-pentylene carbonate and hexamethylene carbonate) with a polyalkylene glycol having 2 to 3 carbon atoms in an amount of 99.7: 0.3 (Hydroxymethyl) propionic acid) in an amount of 1.5 wt% is used as a soft component in an amount of 55 wt%, and a hard component Is an amorphous polycarbonate-based, non-sulfur-modified polyurethane resin obtained by polymerizing 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate and a mono-chain polyamine and a mono-chain polyol. The polyurethane elastomer A had an absorption rate of 3 mass%, a storage elastic modulus at 23 占 폚 of 300 MPa, a storage elastic modulus at 50 占 폚 of 150 MPa, a glass transition temperature of -20 占 폚 and an average particle diameter of the aqueous dispersion of 0.03 占 퐉 . At this time, the amount of the solid content adhered to the aqueous dispersion was 10% with respect to the mass of the web misaligned sheet. Then, the web offset sheet impregnated with the aqueous dispersion was subjected to dry coagulation treatment at 90 占 폚 and 50% RH atmosphere, followed by drying treatment at 140 占 폚. Then, it was hot-pressed at 140 占 폚 to obtain a sheet having a weight per unit area of 1370 g / m2, an apparent density of 0.76 g / cm3, and a thickness of 1.8 mm.
다음으로, 폴리우레탄 탄성체 A 가 충전된 웹 낙합 시트를 닙 처리 및, 고압 수류 처리하면서 95 ℃ 의 열수 중에 10 분간 침지시킴으로써 PVA 계 수지를 용해 제거하고, 또한 건조시킴으로써, 극세 섬유의 평균 섬도가 0.05 dtex, 단위 면적당 중량 1220 g/㎡, 겉보기 밀도 0.66 g/㎤, 두께 1.85 ㎜ 인 폴리우레탄 탄성체 A 와 섬유 낙합체의 복합체를 얻었다. Next, the PVA resin was dissolved and removed by immersing the web entangled sheet filled with the polyurethane elastomer A in nip treatment and high-pressure water flow treatment at 95 DEG C for 10 minutes while the PVA resin was dissolved, and then dried to obtain an ultrafine fiber having an average fineness of 0.05 dtex, a weight per unit area of 1220 g / m 2, an apparent density of 0.66 g / cm 3, and a thickness of 1.85 mm.
그리고, 상기 복합체에, 제 2 폴리우레탄 탄성체로서, 폴리우레탄 탄성체 B (고형분 농도 30 질량%) 의 수성 분산액을 함침시켰다. 또한, 폴리우레탄 탄성체 B 는, 비정성 폴리카보네이트계 폴리올(헥사메틸렌카보네이트와 펜타메틸렌카보네이트로 이루어지는 공중합 폴리올) 과 탄소수 2 ∼ 3 의 폴리알킬렌글리콜을 99.9 : 0.1 (몰비) 로 혼합한 혼합물에, 카르복실기 함유 모노머(2,2-비스(하이드록시메틸)프로피온산) 을 1.5 질량% 함유하는 연질 성분을 50 질량% 이용하고, 이것에 경질 성분으로서 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트와 단사슬 아민 및 단사슬 디올을 중합시켜 얻은 폴리카보네이트계 무황변형 폴리우레탄 수지 100 질량부에, 카르보디이미드계 가교제 5 질량부를 첨가하고, 열처리함으로써 가교 구조를 형성시킨 폴리우레탄 수지이다. 폴리우레탄 탄성체 B 의 흡수율은 2 질량%, 23 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률은 450 ㎫, 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률은 300 ㎫, 유리 전이 온도는 -25 ℃, 수분산액의 평균 입경은 0.05 ㎛ 였다. 이 때 수성 분산액의 고형분 부착량은 상기 복합체의 질량에 대해, 15 질량% 였다. 다음으로, 수성 분산액이 함침된 상기 복합체를 90 ℃, 50 %RH 분위기하에서 응고 처리하고, 또한 140 ℃ 에서 건조 처리하였다. 그리고, 그것을 140 ℃ 에서 열 프레스함으로써, 연마 패드 전구체가 얻어졌다. 얻어진 연마 패드 전구체는, 단위 면적당 중량 1390 g/㎡, 겉보기 밀도 0.80 g/㎤, 두께 1.75 ㎜ 였다. Then, the composite was impregnated with an aqueous dispersion of polyurethane elastomer B (solid concentration 30% by mass) as the second polyurethane elastomer. The polyurethane elastomer B was prepared by mixing an unmodified polycarbonate-based polyol (a copolymerized polyol comprising hexamethylene carbonate and pentamethylene carbonate) with a polyalkylene glycol having 2 to 3 carbon atoms in a ratio of 99.9: 0.1 (molar ratio) 50% by mass of a soft component containing a carboxyl group-containing monomer (2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid) in an amount of 1.5% by mass was used. To this was added 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate Is a polyurethane resin having a crosslinked structure formed by adding 5 parts by mass of a carbodiimide-based crosslinking agent to 100 parts by mass of a polycarbonate-based, non-sulfur-modified polyurethane resin obtained by polymerization of an amine and a single- The absorption rate of the polyurethane elastomer B was 2 mass%, the storage elastic modulus at 23 占 폚 was 450 MPa, the storage elastic modulus at 50 占 폚 was 300 MPa, the glass transition temperature was -25 占 폚, and the average particle diameter of the aqueous dispersion was 0.05 占 퐉 . At this time, the amount of the solid content adhered to the aqueous dispersion was 15 mass% with respect to the mass of the composite. Next, the composite impregnated with the aqueous dispersion was coagulated at 90 DEG C under a 50% RH atmosphere, and further dried at 140 DEG C. [ Then, it was hot-pressed at 140 DEG C to obtain a polishing pad precursor. The obtained polishing pad precursor had a weight per unit area of 1390 g / m 2, an apparent density of 0.80 g / cm 3, and a thickness of 1.75 mm.
또, 얻어진 연마 패드 전구체는, 극세 섬유다발을 구성하는 극세 섬유 50 개 모두가 집속되고, 또한 고분자 탄성체가 극세 섬유다발 내부에 존재하여, 극세 섬유다발을 구속한 것이었다. The obtained polishing pad precursor was obtained by collecting all the 50 microfine fibers constituting the microfine fiber bundle, and the polymer elastic body was present in the microfine fiber bundle and restrained the microfine fiber bundle.
얻어진 연마 패드 전구체를, 표면 평탄화를 위한 연삭 가공을 실시하여, 단위 면적당 중량 1120 g/㎡, 겉보기 밀도 0.80 g/㎤, 두께 1.4 ㎜ 의 평탄화한 패드를 얻었다. 또한, 직경 51 ㎝ 의 원형 형상으로 절단하고, 표면에 폭 2.0 ㎜, 깊이 1.0 ㎜ 의 홈을 격자 형상으로 15.0 ㎜ 간격으로 형성함으로써, 원형 형상의 연마 패드가 얻어졌다. 섬유 낙합체와 폴리우레탄 탄성체의 질량 비율은 76/24 이며, 고분자 탄성체 A 와 고분자 탄성체 B 의 비율은 40/60 이었다. 얻어진 연마 패드를 후술하는 평가 방법에 의해 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. The obtained polishing pad precursor was subjected to a grinding process for surface planarization to obtain a planarized pad having a weight per unit area of 1120 g / m 2, an apparent density of 0.80 g / cm 3, and a thickness of 1.4 mm. Further, a circle-shaped polishing pad was obtained by cutting into a circular shape having a diameter of 51 cm and forming grooves having a width of 2.0 mm and a depth of 1.0 mm on the surface in lattice form at intervals of 15.0 mm. The mass ratio of the fiber scatters to the polyurethane elastomer was 76/24, and the ratio of the polymeric elastomer A to the polymeric elastomer B was 40/60. The obtained polishing pad was evaluated by an evaluation method to be described later. The results are shown in Table 1.
[실시예 2][Example 2]
웹 낙합 시트의 제작까지는 실시예 1 과 동일하게 실시하였다. 다음으로, 폴리우레탄 탄성체 A 를 함침시키지 않고 열 프레스된 웹 낙합 시트를, 95 ℃ 의 열수 중에 10 분간 침지시켜 PVA 계 수지를 용해 제거함으로써, 극세 섬유의 섬유다발로 이루어지는 섬유 낙합체를 얻었다. 그리고, 얻어진 섬유 낙합체에 폴리우레탄 탄성체 B 의 수성 분산액 (고형분 농도 40 질량%) 을 함침시켰다. 이 때 수분산액의 고형분 부착량은 섬유 낙합체의 질량에 대해, 20 질량% 였다. 다음으로, 수분산액이 함침된 섬유 낙합체를 90 ℃, 50 %RH 분위기하에서 응고 처리하였다. 그리고, 140 ℃ 에서 건조 처리한 후, 또한 140 ℃ 에서 열 프레스함으로써 연마 패드 전구체가 얻어졌다 그리고, 얻어진 연마 패드 전구체는, 실시예 1 과 동일하게 하여 후가공되어, 단위 면적당 중량 1080 g/㎡, 겉보기 밀도 0.77 g/㎤, 두께 1.4 ㎜ 의 평탄화한 패드를 얻고, 홈 가공을 실시하여 원형 형상의 연마 패드가 얻어졌다 얻어진 연마 패드는, 극세 섬유다발을 구성하는 극세 섬유 50 개 모두가 집속되고, 또한 고분자 탄성체가 극세 섬유다발 내부에 존재하여, 극세 섬유다발을 구속한 것이었다. 얻어진 연마 패드를 후술하는 평가 방법에 의해 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. The steps up to the production of the web-engaged sheet were carried out in the same manner as in Example 1. Next, the heat-pressed web entangled sheet without impregnating the polyurethane elastomer A was immersed in hot water at 95 캜 for 10 minutes to dissolve and remove the PVA resin to obtain a fiber entangled body composed of the fiber bundles of the ultrafine fibers. Then, the resulting fabric block was impregnated with an aqueous dispersion of polyurethane elastomer B (solid content concentration: 40% by mass). At this time, the solid content adhered amount of the aqueous dispersion was 20 mass% with respect to the mass of the fiber entangled body. Next, the fiber impregnated body impregnated with the aqueous dispersion was coagulated at 90 DEG C under a 50% RH atmosphere. Then, a polishing pad precursor was obtained by drying at 140 占 폚 and then hot pressing at 140 占 폚. Then, the obtained polishing pad precursor was subjected to post-treatment in the same manner as in Example 1 to give a weight per unit area of 1080 g / A planarized pad having a density of 0.77 g / cm 3 and a thickness of 1.4 mm was obtained and grooved to obtain a circular polishing pad. The polishing pad thus obtained had all 50 microfine fibers constituting the microfine fiber bundle focused, The polymeric elastomer was present in the bundle of microfine fibers and constrained microfine fiber bundles. The obtained polishing pad was evaluated by an evaluation method to be described later. The results are shown in Table 1.
[실시예 3][Example 3]
폴리우레탄 탄성체 A 를 함침시키기 전 및, 함침·건조시킨 후의 열 프레스 처리를 실시하지 않는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 얻었다. A polishing pad was obtained in the same manner as in Example 1 except that the hot press treatment was not performed before impregnating the polyurethane elastomer A and after impregnation and drying.
얻어진 연마 패드 전구체는, 단위 면적당 중량 1360 g/㎡, 겉보기 밀도 0.62 g/㎤, 두께 2.2 ㎜, 섬유 낙합체와 폴리우레탄 탄성체의 질량 비율은 70/30 이었다. 또, 얻어진 연마 패드 전구체는, 극세 섬유다발을 구성하는 극세 섬유 50 개 모두가 집속되고, 또한 고분자 탄성체가 극세 섬유다발 내부에 존재하여, 극세 섬유다발을 구속한 것이었다. 이것을 실시예 1 과 동일하게 평탄화, 홈 가공을 실시하여 얻어진 연마 패드를 후술하는 평가 방법에 의해 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. The obtained polishing pad precursor had a weight per unit area of 1360 g / m 2, an apparent density of 0.62 g / cm 3, a thickness of 2.2 mm, and a mass ratio of the fibrous entangled body and the polyurethane elastomer was 70/30. The obtained polishing pad precursor was obtained by collecting all the 50 microfine fibers constituting the microfine fiber bundle, and the polymer elastic body was present in the microfine fiber bundle and restrained the microfine fiber bundle. The polishing pad obtained by performing planarization and grooving in the same manner as in Example 1 was evaluated by an evaluation method described later. The results are shown in Table 1.
[실시예 4][Example 4]
제 1 폴리우레탄 탄성체로서 폴리우레탄 탄성체 A 대신에, 폴리에테르계 폴리알킬렌글리콜과 폴리카보네이트계 폴리올을 88 : 12 (몰비) 로 혼합하고, 카르복실기 함유 모노머(2,2-비스(하이드록시메틸)프로피온산) 을 중량비로 1.2 wt% 함유한 폴리올 성분을, 연질 성분으로서 58 질량% 이용하고, 이것에 경질 성분으로서 이소포론디이소시아네이트와 단사슬 폴리아민 및 단사슬 폴리올을 중합시킨 폴리카보네이트계 무황변형 폴리우레탄 탄성체 C (흡수율 4 %, 23 ℃ 의 저장 탄성률이 250 ㎫, 50 ℃ 의 저장 탄성률 100 ㎫, 유리 전이 온도 -30 ℃, 수분산액의 평균 입경은 0.03 ㎛) 를 이용하고, 제 2 폴리우레탄 탄성체로서 폴리우레탄 탄성체 B 대신에, 폴리우레탄 탄성체 B 의 폴리올 성분을 10 질량% 증대시켜, 폴리우레탄 탄성체에 대해 폴리올 성분을 60 질량% 로 하여 얻어진 폴리우레탄 탄성체 D (흡수율 4 %, 23 ℃ 의 저장 탄성률이 300 ㎫, 50 ℃ 의 저장 탄성률이 125 ㎫, 유리 전이 온도가 -30 ℃, 수분산액의 평균 입경은 0.05 ㎛) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제작하였다. 얻어진 연마 패드는, 극세 섬유다발을 구성하는 극세 섬유 50 개 모두가 집속되고, 또한 고분자 탄성체가 극세 섬유다발 내부에 존재하여, 극세 섬유다발을 구속한 것이었다. 그리고, 얻어진 연마 패드를 후술하는 평가 방법에 의해 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. As a first polyurethane elastomer, a polyether-based polyalkylene glycol and a polycarbonate-based polyol were mixed in a ratio of 88:12 (molar ratio) instead of the polyurethane elastomer A, and a monomer containing a carboxyl group (2,2-bis (hydroxymethyl) Propionic acid) in an amount of 1.2 wt% as a soft component was used as a soft component, and a polycarbonate-based, non-sulfur-modified polyurethane obtained by polymerizing isophorone diisocyanate and a mono-chain polyamine and a mono- (Elastic modulus: 4%, storage modulus at 23 占 폚 of 250 MPa, storage elastic modulus at 50 占 폚 of 100 MPa, glass transition temperature: -30 占 폚, average particle diameter of aqueous dispersion: 0.03 占 퐉), and as the second polyurethane elastomer Instead of the polyurethane elastomer B, the polyol component of the polyurethane elastomer B was increased by 10 mass%, the polyol component was adjusted to 60 mass% with respect to the polyurethane elastomer The obtained polyurethane elastomer D (absorption rate 4%, storage elastic modulus at 23 占 폚 of 300 MPa, storage elastic modulus at 50 占 폚 of 125 MPa, glass transition temperature of -30 占 폚, average particle diameter of aqueous dispersion: 0.05 占 퐉) A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1. The obtained polishing pad was such that all 50 of the microfine fibers constituting the microfine fiber bundle were concentrated, and the polymer elastic body was present in the microfine fiber bundle and restrained the microfine fiber bundle. Then, the obtained polishing pad was evaluated by an evaluation method to be described later. The results are shown in Table 1.
[실시예 5][Example 5]
PVA 계 수지와 변성 PET 를 20 : 80 (질량비) 의 비율로, 도수 9 도/섬유인 구금로부터 토출시켜 용융 방사한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 얻었다. 극세 섬유의 평균 섬도는 0.28 dtex 였다. 또, 얻어진 연마 패드는, 극세 섬유다발을 구성하는 극세 섬유 9 개 모두가 집속되고, 또한 고분자 탄성체가 극세 섬유다발 내부에 존재하여, 극세 섬유다발을 구속한 것이었다. 얻어진 연마 패드를 후술하는 평가 방법에 의해 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. A polishing pad was obtained in the same manner as in Example 1 except that the PVA resin and modified PET were melt-spun by discharging the PVA resin and modified PET at a ratio of 20:80 (mass ratio) from a nipple of 9 degrees / fiber. The average fineness of the microfine fibers was 0.28 dtex. Further, in the obtained polishing pad, all of the ultrafine fibers constituting the ultrafine fiber bundle were bundled together, and the elastic polymer body was present inside the ultrafine fiber bundle, so that the bundle of ultrafine fibers was restrained. The obtained polishing pad was evaluated by an evaluation method to be described later. The results are shown in Table 1.
[실시예 6][Example 6]
실시예 1 에서 얻어진 연마 패드를 이용하고, 후술하는 연마 패드의 연마 성능 평가에 있어서의 연마 조건을 이하와 같이 변경한 것 이외에는 동일하게 하여, 연마 패드의 연마 성능 평가를 실시하였다. 또한, 연마 조건은, 이하와 같다. The polishing performance of the polishing pad was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the polishing pad obtained in Example 1 was used and the polishing conditions in evaluation of the polishing performance of the polishing pad described later were changed as follows. The polishing conditions are as follows.
(1) 산화막을 갖는 실리콘 웨이퍼를 베어 실리콘 웨이퍼로 변경하고, 연마에 사용하는 슬러리를 후지미 제조 Glanzox1103 으로 변경한 것 이외에는 동일하게 평가하였다. (1) A silicon wafer having an oxide film was changed to a bare silicon wafer, and a slurry used for polishing was changed to Glanzox 1103 manufactured by Fuji Manufacturing Co., Ltd.
(2) 연마에 사용하는 슬러리를, 쇼와 전공 제조 연마 슬러리 GPL-C1010 으로 변경하고, 슬러리 유량을 200 ㎖ 로 변경한 것 이외에는 동일하게 평가하였다. (2) The slurry used in the polishing was changed to a polishing slurry GPL-C1010 manufactured by Showa Denko KK and the slurry flow rate was changed to 200 ml.
(3) 텅스텐 웨이퍼로 변경하고, 연마에 사용하는 슬러리를 캐보트 제조 W-2000 (슬러리 1030 g 에 대해 과산화수소 34 g 을 첨가) 으로 변경한 것 이외에는 동일하게 평가하였다. (3) a tungsten wafer, and the slurry used for polishing was changed to Cavot Manufacturing W-2000 (34 g of hydrogen peroxide was added to 1030 g of slurry).
(4) GaAs 웨이퍼로 변경하고, 연마에 사용하는 슬러리를 후지미 제조 INSEC-FP 로 변경하고, 연마 압력을 20 ㎪ 로 변경한 것 이외에는 동일하게 평가하였다. (4) GaAs wafers, the slurry used for polishing was changed to INSEC-FP manufactured by Fujimi, and the polishing pressure was changed to 20 ㎪.
결과를 표 3 에 나타낸다. The results are shown in Table 3.
[실시예 7][Example 7]
열 프레스된 웹 낙합 시트 (단위 면적당 중량 1280 g/㎡, 겉보기 밀도 0.56 g/㎤, 두께 2.3 ㎜) 의 내부에 폴리우레탄 탄성체 A 를 함침시켜 건조 응고될 때까지는 실시예 1 과 동일하게 실시하고, 가열 프레스를 실시하지 않고 단위 면적당 중량 1340 g/㎡, 겉보기 밀도 0.69 g/㎤, 두께 1.95 ㎜ 의 시트를 얻었다. A polyurethane elastomer A was impregnated in a heat-pressed web interlaid sheet (weight per unit area of 1280 g / m 2, apparent density of 0.56 g / cm 3, thickness of 2.3 mm) to perform dry coagulation, A sheet having a weight per unit area of 1340 g / m 2, an apparent density of 0.69 g / cm 3, and a thickness of 1.95 mm was obtained without performing a heating press.
다음으로, 폴리우레탄 탄성체 A 가 충전된 웹 낙합 시트를 닙 처리 및, 고압 수류 처리하면서 95 ℃ 의 열수 중에 10 분간 침지시킴으로써 PVA 계 수지를 용해 제거하고, 또한 건조시킴으로써, 극세 섬유의 평균 섬도가 0.05 dtex, 단위 면적당 중량 1050 g/㎡, 겉보기 밀도 0.57 g/㎤, 두께 1.85 ㎜ 인, 폴리우레탄 탄성체 A 와 섬유 낙합체의 복합체를 얻었다. Next, the PVA resin was dissolved and removed by immersing the web entangled sheet filled with the polyurethane elastomer A in nip treatment and high-pressure water flow treatment at 95 DEG C for 10 minutes while the PVA resin was dissolved, and then dried to obtain an ultrafine fiber having an average fineness of 0.05 dtex, a weight per unit area of 1050 g / m 2, an apparent density of 0.57 g / cm 3, and a thickness of 1.85 mm.
그리고, 상기 복합체에, 제 2 폴리우레탄 탄성체로서 폴리우레탄 탄성체 B 를 함침시켜 응고 건조시키고, 가열 프레스를 실시하지 않음으로써 연마 패드 전구체가 얻어졌다 얻어진 연마 패드 전구체는, 단위 면적당 중량 1170 g/㎡, 겉보기 밀도 0.60 g/㎤, 두께 1.95 ㎜ 였다. The composite was impregnated with a polyurethane elastomer B as a second polyurethane elastomer, coagulated and dried, and a hot press was not carried out to obtain a polishing pad precursor. The obtained polishing pad precursor had a weight per unit area of 1170 g / An apparent density of 0.60 g / cm 3, and a thickness of 1.95 mm.
얻어진 연마 패드 전구체를, 표면 평탄화를 위한 연삭 가공을 실시하여, 단위 면적당 중량 1000 g/㎡, 겉보기 밀도 0.57 g/㎤, 두께 1.75 ㎜ 의 평탄화한 패드를 얻었다. 또한, 직경 51 ㎝ 의 원형 형상으로 절단하고, 표면에 폭 2.0 ㎜, 깊이 1.0 ㎜ 의 홈을 격자 형상으로 15.0 ㎜ 간격으로 형성함으로써, 원형 형상의 연마 패드가 얻어졌다 섬유 낙합체와 폴리우레탄 탄성체의 질량 비율은 76/24 이고, 고분자 탄성체 A 와 고분자 탄성체 B 의 비율은 40/60 이었다. 얻어진 연마 패드를 후술하는 평가 방법에 의해 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. The obtained polishing pad precursor was ground for surface planarization to obtain a planarized pad having a weight per unit area of 1000 g / m 2, an apparent density of 0.57 g / cm 3, and a thickness of 1.75 mm. A circle-shaped polishing pad was obtained by cutting a circular shape having a diameter of 51 cm and forming grooves having a width of 2.0 mm and a depth of 1.0 mm on the surface at intervals of 15.0 mm in a lattice form. The polishing pad of a fibrous block and the polyurethane elastic body Mass ratio was 76/24, and the ratio of the polymeric elastomer A and the polymeric elastomer B was 40/60. The obtained polishing pad was evaluated by an evaluation method to be described later. The results are shown in Table 1.
[실시예 8][Example 8]
실시예 7 에서 얻어진 연마 패드를 이용하고, 후술하는 연마 패드의 연마 성능 평가에 있어서의 연마 조건을, 실시예 6 의 (1) ∼ (3) 과 같이 변경한 것 이외에는 동일하게 하여, 연마 패드의 연마 성능 평가를 실시하였다. Except that the polishing pad obtained in Example 7 was used and the polishing conditions in evaluation of the polishing performance of a polishing pad to be described later were changed as in (1) to (3) of Example 6, Polishing performance was evaluated.
결과를 표 4 에 나타낸다. The results are shown in Table 4.
[비교예 1][Comparative Example 1]
Ny6 을 용융 방사함으로써, 평균 섬도 2 dtex 의 Ny 장섬유를 용융 방사하고, 얻어진 장섬유를 네트 상에 포집함으로써 단위 면적당 중량 30 g/㎡ 의 스판본드 시트 (장섬유 웹) 를 얻었다. Ny6 was melt-spun by melt spinning Ny long fibers having an average fineness of 2 dtex, and the obtained long fibers were collected on a net to obtain a spunbond sheet (long-fiber web) having a weight per unit area of 30 g / m2.
얻어진 스판본드 시트로부터, 실시예 2 와 동일하게 하여 중첩 웹을 제작하였다. 그리고, 얻어진 중첩 웹을 실시예 1 과 마찬가지로, 니들 펀치 처리하여 낙합시킴으로써 웹 낙합 시트를 얻었다. 얻어진 웹 낙합 시트의 단위 면적당 중량은 800 g/㎡ 였다. 다음으로, 140 ℃ 에서 열 프레스함으로써, 겉보기 밀도 0.42 g/㎤, 두께 1.9 ㎜ 의 웹 낙합 시트를 얻었다. An overlapped web was produced from the obtained spunbond sheet in the same manner as in Example 2. [ Then, the obtained overlapped web was subjected to needle punching and entanglement in the same manner as in Example 1 to obtain a web entangled sheet. The weight per unit area of the web entangled sheet thus obtained was 800 g / m 2. Next, a web entangled sheet having an apparent density of 0.42 g / cm3 and a thickness of 1.9 mm was obtained by hot pressing at 140 占 폚.
다음으로, 열 프레스된 웹 낙합 시트에, 폴리우레탄 탄성체 B 의 수성 분산액 (고형분 농도 30 질량%) 을 함침시켰다. 이 때 수분산액의 고형분 부착량은 웹 낙합 시트의 질량에 대해, 20 질량% 였다. 그리고, 수분산액이 함침된 웹 낙합 시트를 90 ℃, 90 %RH 분위기 조건에서 응고 처리하고, 또한 140 ℃ 에서 건조 처리한 후, 140 ℃ 에서 열 프레스 처리를 실시하여, 단위 면적당 920 g/㎡, 겉보기 밀도 0.54 g/㎡, 두께 1.7 ㎜ 의 연마 패드 전구체를 얻었다. 그리고, 바핑 처리를 실시하여 표면과 이면을 평탄화하여, 연마 패드를 얻었다. 얻어진 연마 패드는 후술하는 평가 방법에 의해 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다. Next, a hot-pressed web offset sheet was impregnated with an aqueous dispersion of polyurethane elastomer B (solid concentration 30% by mass). At this time, the solid content adhered amount of the aqueous dispersion was 20 mass% with respect to the mass of the web misalignment sheet. Then, the web-entangled sheet impregnated with the aqueous dispersion was coagulated at 90 ° C and 90% RH atmosphere, dried at 140 ° C, and hot pressed at 140 ° C to obtain 920 g / An abrasive pad precursor having an apparent density of 0.54 g / m < 2 > and a thickness of 1.7 mm was obtained. Then, the surface and back surface were flattened by baffing treatment to obtain a polishing pad. The obtained polishing pad was evaluated by the following evaluation method. The results are shown in Table 2.
[비교예 2][Comparative Example 2]
고분자 탄성체로서, 폴리우레탄 탄성체 A 의 수성 분산액을 이용하여 폴리우레탄 탄성체를 형성하는 대신에, 폴리우레탄 탄성체 E (고형분 농도 20 질량%) 의 수성 분산액을 함침시켰다. 또한, 폴리우레탄 탄성체 E 는, 폴리에틸렌글리콜/폴리테트라메틸렌글리콜을 15/85 로 혼합한 폴리올 (폴리우레탄 탄성체에 대해 60 질량%) 에, 경질 성분으로서 이소포론디이소시아네이트 그리고 단사슬 폴리아민 및 단사슬 폴리올을 중합시킨 무황변형 폴리우레탄 수지이다. 폴리우레탄 탄성체 E 의 흡수율은 12 질량%, 23 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률은 200 ㎫, 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률은 80 ㎫, 유리 전이 온도는 -48 ℃, 수분산액의 평균 입경은 0.4 ㎛ 였다. 그 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 하여 연마 패드를 제작하였다. 얻어진 연마 패드를 후술하는 평가 방법에 의해 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다. As the polymeric elastomer, an aqueous dispersion of polyurethane elastomer E (solid content concentration 20% by mass) was impregnated instead of using the aqueous dispersion of polyurethane elastomer A to form a polyurethane elastomer. The polyurethane elastomer E was obtained by mixing polyol (60 mass% with respect to the polyurethane elastomer) in which polyethylene glycol / polytetramethylene glycol was mixed at 15/85, isophorone diisocyanate as a hard component and a short chain polyol Is a non-sulfur-modified polyurethane resin. The polyurethane elastomer E had an absorption rate of 12 mass%, a storage elastic modulus at 23 占 폚 of 200 MPa, a storage elastic modulus at 50 占 폚 of 80 MPa, a glass transition temperature of -48 占 폚 and an average particle diameter of the aqueous dispersion of 0.4 占 퐉 . A polishing pad was produced in the same manner as in Example 2 except for the above. The obtained polishing pad was evaluated by an evaluation method to be described later. The results are shown in Table 2.
[비교예 3][Comparative Example 3]
폴리우레탄 탄성체 B 의 폴리올 성분을 65 질량% 로 증대시켜 얻어진 폴리우레탄 탄성체 F (흡수율 8 %, 23 ℃ 의 저장 탄성률이 80 ㎫, 50 ℃ 의 저장 탄성률이 30 ㎫, 유리 전이 온도가 -32 ℃, 수분산액의 평균 입경은 0.02 ㎛) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 하여 연마 패드를 제작하였다. 얻어진 연마 패드를 후술하는 평가 방법에 의해 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다. A polyurethane elastic body F obtained by increasing the polyol component of the polyurethane elastomer B to 65 mass% (absorption rate 8%, storage elastic modulus at 23 캜 of 80 MPa, storage elastic modulus at 50 캜 of 30 MPa, glass transition temperature of -32 캜, And the average particle diameter of the aqueous dispersion was 0.02 占 퐉) was used as a polishing pad. The obtained polishing pad was evaluated by an evaluation method to be described later. The results are shown in Table 2.
[비교예 4] [Comparative Example 4]
폴리우레탄 탄성체 B 의 폴리올 성분을 헥사메틸렌카보네이트디올로 하여, 연질 (폴리올) 성분을 30 질량% 이용하고, 이것에 경질 성분으로서 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 그리고 단사슬 아민 및 단사슬 디올을 중합시킨 폴리우레탄 탄성체 G (흡수율 1 %, 23 ℃ 의 저장 탄성률이 1000 ㎫, 50 ℃ 의 저장 탄성률이 200 ㎫, 유리 전이 온도가 0 ℃, 수분산액의 평균 입경은 0.08 ㎛) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 하여 연마 패드를 제작하였다. 얻어진 연마 패드를 후술하는 평가 방법에 의해 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다. The polyol component of the polyurethane elastomer B is a hexamethylene carbonate diol, and 30% by mass of a soft (polyol) component is used, and 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate and a mono-chain amine A polyurethane elastic body G obtained by polymerizing diol (absorption rate 1%, storage elastic modulus at 23 캜 of 1000 ㎫, storage elastic modulus at 50 캜 of 200 ㎫, glass transition temperature of 0 캜, and average particle diameter of aqueous dispersion: 0.08 탆) A polishing pad was produced in the same manner as in Example 2 except for the above. The obtained polishing pad was evaluated by an evaluation method to be described later. The results are shown in Table 2.
얻어진 연마 패드는, 이하의 평가 방법에 의해 평가되었다. The obtained polishing pad was evaluated by the following evaluation method.
[평가 방법] [Assessment Methods]
(1) 극세 섬유의 평균 섬도 및, 섬유다발 내부의 극세 섬유의 집속 상태의 확인 (1) Determination of average fineness of microfine fibers and concentration state of microfine fibers in the fiber bundles
얻어진 연마 패드를 커터날을 이용하여 두께 방향으로 절단함으로써 두께 방향의 절단면을 형성하였다. 그리고, 얻어진 절단면을 산화오스뮴으로 염색하였다. 그리고, 상기 절단면을 주사형 전자 현미경 (SEM) 으로 500 ∼ 1000 배로 관찰하고, 그 화상을 촬영하였다. 그리고, 얻어진 화상으로부터 절단면에 존재하는 극세 섬유의 단면적을 구하였다. 랜덤하게 선택한 100 개의 단면적을 평균낸 값을 평균 단면적으로 하고, 섬유를 형성하는 수지의 밀도로부터 산출하였다. 또, 얻어진 화상을 관찰하여, 섬유다발 외주를 구성하는 극세 섬유뿐만 아니라, 내부의 극세 섬유끼리 고분자 탄성체에 의해 접착 일체화되고 있는 상태가 집속되고 있는 경우를 「집속」, 섬유다발 내부에 고분자 탄성체가 존재하고 있지 않거나, 혹은, 약간밖에 존재하고 있지 않아, 극세 섬유끼리 거의 접착 일체화되고 있지 않는 상태가 집속되고 있지 않는 경우를 「무」 로 판단하였다. The obtained polishing pad was cut in the thickness direction using a cutter blade to form a cut surface in the thickness direction. Then, the obtained cut surface was dyed with osmium oxide. Then, the cut surface was observed with a scanning electron microscope (SEM) at 500 to 1000 times, and the image was taken. Then, the sectional area of the ultrafine fibers existing on the cut surface was obtained from the obtained image. The average cross-sectional area of randomly selected 100 cross-sectional areas was taken as an average cross-sectional area, and the density was calculated from the density of the resin forming the fibers. In addition, a case in which not only superfine fibers constituting the outer periphery of the fiber bundle but also the inside superfine fibers are adhered and integrated by the polymer elastic body is focused is referred to as " focusing ", and a polymer elastic body And the state in which the microfine fibers are almost not adhered to each other and is not concentrated is determined as " no ".
(2) 고분자 탄성체의 23 ℃ 및 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률 (2) The storage elastic modulus of the elastomeric polymer at 23 캜 and 50 캜
연마 패드를 구성하는 고분자 탄성체를 세로 4 ㎝×가로 0.5 ㎝×두께 400 ㎛±100 ㎛ 의 필름 샘플을 제작하였다. 그리고, 샘플 두께를 마이크로미터로 측정 후, 동적 점탄성 측정 장치 (DVE 레오스펙트라, (주) 레올로지사 제조) 를 이용하고, 주파수 11 Hz, 승온 속도 3 ℃/분에서의 조건으로 23 ℃ 및 50 ℃ 에 있어서의 동적 점탄성률을 측정하여 저장 탄성률을 산출하였다. 또한, 2 종의 고분자 탄성체를 사용하는 경우에는, 각각 따로 따로 샘플을 제작하여 측정하고, 질량 비율에 곱한 합을 고분자 탄성체의 저장 탄성률로 하였다. A polymeric elastomer constituting the polishing pad was produced as a film sample having a length of 4 cm x width of 0.5 cm x thickness of 400 m 占 100 占 퐉. After measuring the sample thickness in micrometers, the sample was measured at 23 DEG C and 50 DEG C under the conditions of a frequency of 11 Hz and a temperature raising rate of 3 DEG C / min using a dynamic viscoelasticity measuring apparatus (DVE Rheospectra, Lt; 0 > C, the storage elastic modulus was calculated. In the case of using two kinds of polymeric elastomers, samples were separately prepared and measured, and the sum of the mass ratios was taken as the storage elastic modulus of the polymeric elastomer.
(3) 고분자 탄성체의 유리 전이 온도 (3) Glass transition temperature of polymer elastomer
연마 패드를 구성하는 고분자 탄성체를 세로 4 ㎝×가로 0.5 ㎝×두께 400 ㎛±100 ㎛ 의 필름을 제작하였다. 그리고, 샘플 두께를 마이크로미터로 측정 후, 동적 점탄성 측정 장치 (DVE 레오스펙트라, (주) 레올로지사 제조) 를 이용하고, 주파수 11 Hz, 승온 속도 3 ℃/분에서의 조건으로 동적 점탄성의 측정을 실시하여, 손실 탄성률의 주분산 피크 온도를 유리 전이 온도로 하였다. 또한, 2 종의 고분자 탄성체를 사용하는 경우에는, 각각 따로 따로 샘플을 제작하여 측정하고, 질량 비율에 곱한 합을 고분자 탄성체의 유리 전이 온도로 하였다. A polymer elastic body constituting the polishing pad was produced as a film having a length of 4 cm x width of 0.5 cm x thickness of 400 m 占 100 占 퐉. The dynamic viscoelasticity was measured at a frequency of 11 Hz and a heating rate of 3 DEG C / min using a dynamic viscoelasticity measuring device (DVE Rheospectra, manufactured by Rheology Co., Ltd.) after measuring the sample thickness in micrometers , And the main dispersion peak temperature of the loss elastic modulus was defined as the glass transition temperature. In the case of using two kinds of polymeric elastomers, samples were separately prepared and measured. The sum of the mass ratios was determined as the glass transition temperature of the polymeric elastomer.
(4) 고분자 탄성체를 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율 (4) Absorption rate when the polymer elastomer is absorbed and saturated at 50 캜
고분자 탄성체를 50 ℃ 에서 건조시켜 얻어진 두께 200 ㎛ 의 필름을, 130 ℃ 에서 30 분간 열처리한 후, 20 ℃, 65 %RH 의 조건하에 3 일간 방치한 것을 건조 샘플로 하여, 50 ℃ 의 물에 건조 샘플을 2 일간 침지시켰다. 그리고 50 ℃ 의 물로부터 꺼낸 직후, 필름 최표면의 여분의 물방울 등을 JK 와이퍼 150-S (주식회사 쿠레시아 제조) 로 닦아낸 후의 것을 물팽윤 샘플로 하였다. 건조 샘플과 물팽윤 샘플의 질량을 측정하고, 하기 식에 따라 흡수율을 구하였다. A film having a thickness of 200 占 퐉 obtained by drying the polymeric elastomer at 50 占 폚 was heat-treated at 130 占 폚 for 30 minutes and then allowed to stand under the conditions of 20 占 폚 and 65% RH for 3 days as a dry sample, The sample was soaked for two days. Immediately after the film was taken out from the water at 50 ° C, extra water droplets on the outermost surface of the film were wiped with a JK Wiper 150-S (manufactured by Kureha Co., Ltd.) to obtain a water swollen sample. The mass of the dried sample and the swollen water sample was measured, and the water absorption ratio was determined according to the following equation.
흡수율 (질량%) = [(물팽윤 샘플의 질량-건조 샘플의 질량)/건조 샘플의 질량]×100 Absorption rate (mass%) = [(mass of water swollen sample - mass of dried sample) / mass of dried sample] × 100
또한, 2 종의 고분자 탄성체를 사용하는 경우에는, 각각 따로 따로 샘플을 제작하여 측정하고, 중량 비율에 곱한 합을 고분자 탄성체의 흡수율로 하였다. In the case of using two kinds of polymeric elastomers, samples were separately prepared and measured, and the sum of the weight ratios was taken as the absorption rate of the polymeric elastomer.
(5) 극세 섬유를 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율 (극세 섬유를 구성하는 열가소성 수지를 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율)(5) Absorption rate when ultrafine fibers are absorbed and saturated at 50 占 폚 (absorptivity when absorbing and saturating the thermoplastic resin constituting the ultrafine fibers at 50 占 폚)
극세 섬유를 구성하는 열가소성 수지를 융점+20 ∼ 100 ℃ 의 온도에서 열 프레스하여 얻어진 두께 200 ㎛ 의 필름을, 130 ℃ 에서 30 분간 열처리하였다. 그 후, 20 ℃, 65 %RH 의 조건하에 3 일간 방치한 것을 건조 샘플로 하였다. 건조 샘플을 50 ℃ 의 물에 2 일간 침지시킨 후, 물로부터 꺼낸 직후의 필름 최표면의 여분의 물방울 등을 JK 와이퍼 150-S (주식회사 쿠레시아 제조) 로 닦아낸 후의 것을 물팽윤 샘플로 하였다. 건조 샘플과 물팽윤 샘플의 질량을 측정하고, 하기 식에 따라 흡수율을 구하였다. A film having a thickness of 200 占 퐉 obtained by hot pressing the thermoplastic resin constituting the superfine fiber at a temperature of the melting point + 20 to 100 占 폚 was heat-treated at 130 占 폚 for 30 minutes. Thereafter, the sample was allowed to stand under the conditions of 20 占 폚 and 65% RH for 3 days to obtain a dried sample. The dried sample was immersed in water at 50 占 폚 for 2 days, and then the surplus water droplet on the outermost surface of the film immediately after it was taken out from the water was wiped with JK Wiper 150-S (manufactured by Kureha Co., Ltd.) to obtain a water swollen sample. The mass of the dried sample and the swollen water sample was measured, and the water absorption ratio was determined according to the following equation.
흡수율 (질량%) = [(물팽윤 샘플의 질량-건조 샘플의 질량)/건조 샘플의 질량]×100Absorption rate (mass%) = [(mass of water swollen sample - mass of dried sample) / mass of dried sample] × 100
(6) 수성 폴리우레탄의 평균 입경(6) Average particle diameter of aqueous polyurethane
오츠카 화학 주식회사 제조 「ELS-800」 을 사용하여 동적 광산란법에 의해 측정하고, 큐물런트법 (토쿄 화학 동인사 발행 「콜로이드 화학 제 IV 권 콜로이드 화학 실험법에 기재」 에 의해 해석하여, 수분산 고분자 탄성체의 평균 입자경을 측정하였다. 또한, 2 종의 고분자 탄성체를 사용하는 경우에는, 각각 따로 따로 샘플을 측정하여, 질량 비율에 곱한 합을 고분자 탄성체의 평균 입경의 값으로 하였다. Was measured by a dynamic light scattering method using "ELS-800" manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd. and analyzed by the Quluntur method (described in "Colloidal Chemistry, Vol. IV, When two kinds of polymeric elastomers were used, the samples were separately measured, and the sum of the mass ratios was taken as the value of the average particle diameter of the polymeric elastomer.
(7) 연마 패드의 겉보기 밀도 및, 연마 패드의 공극률 (연마 패드의 공극 부분의 체적 비율) (7) The apparent density of the polishing pad and the porosity of the polishing pad (volume ratio of the void portion of the polishing pad)
JIS L1096 에 준하여, 얻어진 연마 패드의 겉보기 밀도를 측정하였다. 한편, 연마 패드를 구성하는 각 구성 성분의 구성 비율과 각 구성 성분의 밀도로부터, 공극이 존재하지 않는 경우의 섬유 낙합체와 고분자 탄성체의 복합체의 이론 밀도를 산출하였다. 그리고, 상기 이론 밀도에 대한 상기 겉보기 밀도의 비율을, 연마 패드의 충전 부분의 체적 비율로 간주하여, [1-(상기 이론 밀도에 대한 상기 겉보기 밀도의 비율)]×100 (%) 를 연마 패드의 공극률 (연마 패드의 공극 부분의 체적 비율) 로 하였다. 또한, 실시예 1 에서 사용한 각 성분의 밀도는, 변성 PET (1.38 g/㎤), 폴리우레탄 탄성체 (1.05 g/㎤), PVA 계 수지 (1.25 g/㎤) 이다. The apparent density of the obtained polishing pad was measured according to JIS L1096. On the other hand, the theoretical density of the complex of the fibrous scraped body and the polymeric elastomeric body in the case where no void is present was calculated from the composition ratio of each component constituting the polishing pad and the density of each component. Then, the ratio of the apparent density to the theoretical density is regarded as the volume ratio of the filled portion of the polishing pad, and [1- (ratio of the apparent density to the theoretical density)] × 100 (% (The volume ratio of the void portion of the polishing pad). The density of each component used in Example 1 was denatured PET (1.38 g / cm3), polyurethane elastomer (1.05 g / cm3), and PVA resin (1.25 g / cm3).
(8) 연마 패드의 연마 성능 평가(8) Evaluation of polishing performance of polishing pad
원형 형상 연마 패드의 이면에 점착 테이프를 첩부 (貼付) 한 후, CMP 연마 장치 (주식회사 노무라 제작소 제조 「PP0-60S」) 에 장착하였다. 그리고, 번수 #200 의 다이아몬드 드레서 (미츠비시 머티어리얼 주식회사 제조의 MEC200L) 를 이용하고, 압력 177 ㎪, 드레서 회전수 110 회전/분의 조건에서, 증류수를 120 mL/분의 속도로 흐르게 하면서 18 분간 연마 패드 표면을 연삭함으로써 컨디셔닝 (시즈닝) 을 실시하였다. After adhering an adhesive tape to the back surface of the circular shape polishing pad, the adhesive tape was mounted on a CMP polishing apparatus ("PP0-60S" manufactured by Nomura Manufacturing Co., Ltd.). Using a diamond dresser (MEC200L manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) having a number of # 200, distilled water was flown at a rate of 120 ml / min for 18 minutes at a pressure of 177 kPa and a dresser rotation speed of 110 rpm Conditioning (seasoning) was performed by grinding the surface of the polishing pad.
다음으로, 프라텐 회전수 50 회전/분, 헤드 회전수 49 회전/분, 연마 압력 35 ㎪ 의 조건에 있어서, 캐보트사 제조 지립 슬러리 SS12 를 120 ml/분의 속도로 공급하면서, 산화막 표면을 갖는 직경 6 인치의 실리콘 웨이퍼를 100 초간 연마하였다. 그리고, 연마 후의 산화막 표면을 갖는 실리콘 웨이퍼 면내의 임의 49 점의 두께를 측정하고, 각 점에 있어서의 연마된 두께를 연마 시간으로 나눔으로써 연마율 (nm/분) 를 구하였다. 그리고, 49 점의 연마율의 평균치를 연마율 (R) 로 하고, 또, 그 표준 편차 (σ) 를 구하였다. Next, under the conditions of a Pratten rotational speed of 50 rpm, a head rotational speed of 49 rpm, and a polishing pressure of 35 rpm, an abrasive slurry SS12 manufactured by Cabot Corp. was supplied at a rate of 120 ml / Having a diameter of 6 inches was polished for 100 seconds. Then, the thickness of any 49 points on the silicon wafer surface having the oxide film surface after polishing was measured, and the polishing rate (nm / minute) was obtained by dividing the polished thickness at each point by the polishing time. Then, the average value of the polishing rates at 49 points was taken as the polishing rate R, and the standard deviation (?) Thereof was determined.
그리고, 하기 식에 의해 평탄성을 평가하였다. 또한, 평탄성의 값이 작을수록 평탄화 성능이 우수함을 나타낸다. Then, flatness was evaluated by the following formula. Also, the smaller the value of the flatness, the better the planarization performance.
평탄성(%) = (σ/R)×100Flatness (%) = (? / R) 占 100
다음으로, 상기 연마한 연마 패드를 습윤 상태로 25 ℃ 에서 24 시간 방치하였다. 그리고, 그 후, 시즈닝을 실시한 후, 재차 동일하게 연마를 실시한 후의 연마율 (R) 및 평탄성을 구하였다. Next, the polished polishing pad was allowed to stand in a wet state at 25 DEG C for 24 hours. Thereafter, after the seasoning, the polishing rate (R) and flatness after the same polishing again were obtained.
또한 시즈닝과 연마를 번갈아 300 회 반복하고, 300 번째 연마시의 연마율 (R) 및 평탄성을 구하였다. The seasoning and polishing were alternately repeated 300 times, and the polishing rate (R) and flatness at the 300th polishing were determined.
또, 각 연마 후의 산화막을 갖는 실리콘 웨이퍼의 표면에 존재하는 0.16 ㎛ 이상의 크기의 흠집 수를 웨이퍼 표면 검사 장치 Surfscan SP1 (KLA-Tencor 사 제조) 을 이용하여 측정함으로써 스크랫치성을 평가하였다.The scratch resistance was evaluated by measuring the number of scratches having a size of 0.16 mu m or more existing on the surface of a silicon wafer having an oxide film after each polishing, using a wafer surface inspection apparatus Surfscan SP1 (manufactured by KLA-Tencor Corporation).
(9) 베어 실리콘 웨이퍼 연마에 있어서의 연마 패드의 연마 성능 평가 (9) Evaluation of polishing performance of polishing pad in bare silicon wafer polishing
원형 형상 연마 패드의 이면에 점착 테이프를 첩부한 후, CMP 연마 장치 (주식회사 노무라 제작소 제조 「PP0-60S」) 에 장착하였다. 그리고, 번수 #200 의 다이아몬드 드레서 (미츠비시 머티어리얼 주식회사 제조의 MEC200L) 를 이용하고, 압력 177 ㎪, 드레서 회전수 110 회전/분의 조건에서, 증류수를 120 mL/분의 속도로 흐르게 하면서 18 분간 연마 패드 표면을 연삭함으로써 컨디셔닝 (시즈닝) 을 실시하였다. After attaching the adhesive tape to the back surface of the circular shape polishing pad, it was mounted on a CMP polishing apparatus ("PP0-60S" manufactured by Nomura Manufacturing Co., Ltd.). Using a diamond dresser (MEC200L manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) having a number of # 200, distilled water was flown at a rate of 120 ml / min for 18 minutes at a pressure of 177 kPa and a dresser rotation speed of 110 rpm Conditioning (seasoning) was performed by grinding the surface of the polishing pad.
다음으로, 프라텐 회전수 50 회전/분, 헤드 회전수 49 회전/분, 연마 압력 35 ㎪ 의 조건에 있어서, 주식회사 후지미 인코포레이티드 제조 Glanzox1103 을 120 ml/분의 속도로 공급하면서, 직경 6 인치의 실리콘 웨이퍼를 100 초간 연마하였다. 그리고, 연마 후의 실리콘 웨이퍼의 임의 49 점의 두께를 측정하고, 각 점에 있어서의 연마된 두께를 연마 시간으로 나눔으로써 연마율 (nm/분) 을 구하였다. 그리고, 49 점의 연마율의 평균치를 연마율 (R) 로 하고, 또, 그 표준 편차 (σ) 를 구하였다. Next, while supplying Glanzox 1103 manufactured by Fujimi Inc., manufactured by Fujimi Inc., at a rate of 120 ml / min under conditions of a platen revolution speed of 50 revolutions per minute, a head revolution speed of 49 revolutions per minute, and a polishing pressure of 35 gallons, Inch silicon wafer was polished for 100 seconds. Then, the thickness of optional 49 points of the silicon wafer after polishing was measured, and the polishing rate (nm / minute) was obtained by dividing the polished thickness at each point by the polishing time. Then, the average value of the polishing rates at 49 points was taken as the polishing rate R, and the standard deviation (?) Thereof was determined.
그리고, 하기 식에 의해 평탄성을 평가하였다. 또한, 평탄성의 값이 작을수록 평탄화 성능이 우수함을 나타낸다. Then, flatness was evaluated by the following formula. Also, the smaller the value of the flatness, the better the planarization performance.
평탄성(%) = (σ/R)×100Flatness (%) = (? / R) 占 100
다음으로, 상기 연마한 연마 패드를 습윤 상태로 25 ℃ 에서 24 시간 방치하였다. 그리고, 그 후, 시즈닝을 실시한 후, 재차 동일하게 연마를 실시한 후의 연마율 (R) 및 평탄성을 구하였다. Next, the polished polishing pad was allowed to stand in a wet state at 25 DEG C for 24 hours. Thereafter, after the seasoning, the polishing rate (R) and flatness after the same polishing again were obtained.
또한 시즈닝과 연마를 번갈아 300 회 반복하고, 300 번째 연마시의 연마율 (R) 및 평탄성을 구하였다. The seasoning and polishing were alternately repeated 300 times, and the polishing rate (R) and flatness at the 300th polishing were determined.
실시예 1 ∼ 5 및 7 에 대한 결과를 표 1 에, 실시예 6 에 대한 결과를 표 3 에, 실시예 8 에 대한 결과를 표 4 에 및, 비교예 1 ∼ 4 에 대한 결과를 표 2 에 각각 나타낸다.The results for Examples 1 to 5 and 7 are shown in Table 1, the results for Example 6 are shown in Table 3, the results for Example 8 are shown in Table 4, and the results for Comparative Examples 1 to 4 are shown in Table 2 Respectively.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 국면은, 평균 섬도 0.01 ∼ 0.8 dtex 의 극세 섬유로 형성되는 극세 섬유 낙합체와, 고분자 탄성체를 구비하는 연마 패드로서, 상기 고분자 탄성체는, 유리 전이 온도가 -10 ℃ 이하이며, 23 ℃ 및 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 90 ∼ 900 ㎫ 이며, 또한 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율이 0.2 ∼ 5 질량% 인 것을 특징으로 하는 연마 패드이다. As described above, one aspect of the present invention is a polishing pad comprising a microfine fiber embedding body formed of microfine fibers having an average fineness of 0.01 to 0.8 dtex and a polymeric elastomer, wherein the polymeric elastomer has a glass transition temperature of -10 Deg.] C or less, a storage elastic modulus at 23 [deg.] C and 50 [deg.] C of 90 to 900 MPa, and an absorption rate when absorption saturated at 50 deg. C is 0.2 to 5 mass%.
상기 구성에 의하면, 스크랫치의 발생을 억제하면서, 높은 평탄성이 얻어지는 연마를, 장시간 안정적으로 실시할 수 있는 연마 패드가 얻어진다. According to the above configuration, a polishing pad capable of stably grinding for a long period of time while suppressing the occurrence of scratches and achieving high flatness can be obtained.
또, 상기 극세 섬유 낙합체는, 상기 극세 섬유가 5 ∼ 70 개 집속된 극세 섬유다발로 구성되어 있고, 상기 고분자 탄성체가 상기 극세 섬유다발 내부에 존재하는 것이 바람직하다. It is preferable that the microfine fiber embroidery body is composed of microfine fiber bundles in which 5 to 70 microfine fibers are bundled, and the polymer elastomer is present in the microfine fiber bundle.
상기 구성에 의하면, 극세 섬유는 고분자 탄성체에 의해 집속됨과 함께, 극세 섬유다발이 구속되기 때문에, 연마 패드의 강성이 높아져 평탄화 성능이나 연마 균일성이나 경시 안정성을 향상시킬 수 있다.According to the above configuration, the superfine fiber is concentrated by the elastic polymer body and the bundle of microfine fibers is restrained, so that the rigidity of the polishing pad is enhanced, and the planarization performance, polishing uniformity and stability over time can be improved.
상기 극세 섬유는, 폴리에스테르 섬유로 형성되는 것이, 치밀하고 고밀도의 섬유 낙합체를 형성할 수 있는 점에서 바람직하다. The microfine fibers are preferably formed of polyester fibers in that they can form dense and dense fiber entangled bodies.
또, 상기 극세 섬유는, 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율이 0.2 ∼ 2 질량% 인 열가소성 수지로 형성되는 것이 바람직하다. It is preferable that the microfine fibers are formed of a thermoplastic resin having an absorption rate of 0.2 to 2% by mass when absorbed and saturated at 50 캜.
상기 구성에 의하면, 평탄화 성능의 경시적인 저하가 억제되고, 또, 연마율이나 연마 균일성이 잘 변동되지 않는 연마 패드가 얻어진다. According to the above configuration, the polishing pad can be obtained in which degradation of the planarization performance over time is suppressed, and the polishing rate and polishing uniformity are not varied well.
상기 고분자 탄성체는, 폴리올과 폴리아민과 폴리이소시아네이트를 이용하여 얻어지는 폴리우레탄계 수지로서, 상기 폴리올의 60 ∼ 100 질량% 가 비정성 폴리카보네이트계 디올인 것이 바람직하다. The polymeric elastomer is a polyurethane resin obtained by using a polyol, a polyamine and a polyisocyanate. It is preferable that 60 to 100 mass% of the polyol is an amorphous polycarbonate-based diol.
상기 구성에 의하면, 연마에서 사용하는 슬러리에 대한 내성이 높기 때문에 연마 중의 경시적인 안정성을 양호하게 유지할 수 있다. According to the above structure, since the slurry used in polishing is highly resistant, the stability over time during polishing can be maintained satisfactorily.
또, 상기 고분자 탄성체는, 상기 폴리올로서 비정성 폴리카보네이트계 디올에 카르복실기 함유 디올을 병용하고, 상기 폴리이소시아네이트로서 지환식 디이소시아네이트를 이용하여 얻어지는 폴리우레탄계 수지인 것이 바람직하다.The polymeric elastomer is preferably a polyurethane resin obtained by using an amorphous polycarbonate-based diol as a polyol and a carboxyl-containing diol as the polyol, and using an alicyclic diisocyanate as the polyisocyanate.
상기 구성에 의하면, 고분자 탄성체의 유리 전이 온도를 -10 ℃ 이하로, 23 ℃ 및 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률을 90 ∼ 900 ㎫ 로, 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율을 0.2 ∼ 5 질량% 로 용이하게 조정할 수 있다. According to the above constitution, when the glass transition temperature of the polymeric elastomer is -10 占 폚 or less, the storage modulus at 23 占 폚 and 50 占 폚 is 90 to 900 MPa and the absorption rate when absorbed at 50 占 폚 is 0.2 to 5 mass% Can be easily adjusted.
상기 고분자 탄성체는, 23 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률과 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 비 (23 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률/50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률) 가 4 이하인 것이 바람직하다. The polymeric elastomer preferably has a storage elastic modulus at 23 ° C and a storage elastic modulus at 50 ° C (storage elastic modulus at 23 ° C / storage elastic modulus at 50 ° C) of 4 or less.
상기 구성에 의하면, 연마 중의 온도 변화시에도 저장 탄성률의 변화가 잘 일어나지 않기 때문에, 연마 중의 경시적인 안정성을 향상시킬 수 있다.According to the above configuration, the change of the storage elastic modulus does not occur even when the temperature during polishing changes, so that the stability over time during polishing can be improved.
또, 상기 고분자 탄성체는, 0.01 ∼ 0.2 ㎛ 의 평균 입경을 갖는 수성 폴리우레탄인 것이 양호한 내수성이 얻어지고, 또한 섬유다발의 구속력이 향상되는 점에서 바람직하다. The polymeric elastomer is preferably an aqueous polyurethane having an average particle diameter of 0.01 to 0.2 μm from the viewpoint that good water resistance is obtained and binding force of the fiber bundle is improved.
상기 극세 섬유 낙합체와 상기 고분자 탄성체의 비율 (극세 섬유 낙합체/고분자 탄성체) 은, 질량비로 55/45 ∼ 95/5 인 경우에는, 연마 효율이 향상되고, 또한 연마 중의 패드 마모가 작아지는 점에서 바람직하다.When the ratio of the microfine fiber scaffold to the polymeric elastomer (microfine fiber entrapment / polymeric elastomer) is 55/45 to 95/5 by mass ratio, the polishing efficiency is improved and the pad wear during polishing is reduced .
또한 연마 패드에 있어서의 공극 부분의 체적 비율이 50 % 이상인 것이 바람직하다. It is also preferable that the volume ratio of the void portion in the polishing pad is 50% or more.
상기 구성에 의하면, 연마 패드는 슬러리 보액성과 적당한 강성과 쿠션성을 겸비하기 때문에, 베어 실리콘 웨이퍼 연마에 바람직하게 사용할 수 있다. According to the above constitution, the polishing pad has favorable slurry lyophobicity, appropriate rigidity and cushioning property, and thus can be suitably used for bare silicon wafer polishing.
또, 본 발명의 다른 일 국면은, 평균 섬도 0.01 ∼ 0.8 dtex 의 극세 섬유가 집속된 극세 섬유다발 내부에, 유리 전이 온도가 -10 ℃ 이하이고, 23 ℃ 및 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 90 ∼ 900 ㎫ 이며, 또한 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율이 0.2 ∼ 5 질량% 인 고분자 탄성체를 충전하는 것을 특징으로 하는 연마 패드의 제조 방법이다. According to another aspect of the present invention, there is provided a microfine fiber bundle in which microfine fibers having an average fineness of 0.01 to 0.8 dtex are bundled, a glass transition temperature is -10 占 폚 or less, a storage elastic modulus at 23 占 폚 and 50 占 폚 is 90 To 900 MPa and a water absorption rate at 50 캜 of from 0.2 to 5% by mass.
이와 같은 제조 방법에 의하면, 높은 강성을 가지며, 지립 슬러리의 유지성이 높고, 또한 피연마 기재에 스크랫치가 잘 발생하지 않는 연마 패드가 얻어진다.According to such a manufacturing method, a polishing pad having high rigidity, high retainability of the abrasive slurry, and less scratches on the substrate to be polished can be obtained.
또, 상기 연마 패드의 제조 방법에 있어서는, 연마 패드에 있어서의 공극 부분의 체적 비율이 50 % 이상이 되도록, 상기 극세 섬유가 집속된 극세 섬유다발로 구성되는 극세 섬유 낙합체의 내부에 상기 고분자 탄성체를 충전하는 것이 바람직하다. In the method for producing a polishing pad, the volume ratio of the void portion in the polishing pad is 50% or more, and the polymeric elastomeric material .
상기 구성에 의하면, 극세 섬유 낙합체의 내부에 충전하는 고분자 탄성체의 양을 조정하는 것에 의해 연마 패드의 공극률을 50 % 이상으로 함으로써, 적당한 강성과 지립 슬러리 유지성과 쿠션성이 향상된 베어 실리콘 웨이퍼 연마에 적절한 연마 패드가 얻어진다. According to the above configuration, the porosity of the polishing pad can be set to 50% or more by adjusting the amount of the elastomeric polymer to be filled in the microfine fiber entangled body, so that it is suitable for bare silicon wafer polishing with appropriate rigidity, A polishing pad is obtained.
산업상 이용가능성Industrial availability
본 발명에 관련되는 연마 패드는, 평탄화나 경면화가 실시되는 각종 디바이스, 각종 기판 등의 각종 제품, 예를 들어, 반도체 기판, 반도체 디바이스, 화합물 반도체 디바이스, 화합물 반도체 기판, 화합물 반도체 제품, LED 기판, LED 제품, 실리콘 웨이퍼, 하드 디스크 기판, 유리 기판, 유리 제품, 금속 기판, 금속 제품, 플라스틱 기판, 플라스틱 제품, 세라믹 기판, 세라믹 제품 등을 연마하기 위한 연마 패드로서 사용할 수 있다. The polishing pad according to the present invention can be applied to various types of devices such as various devices and various substrates on which planarization or mirror-polishing is performed, such as semiconductor substrates, semiconductor devices, compound semiconductor devices, compound semiconductor substrates, And can be used as a polishing pad for polishing LED products, silicon wafers, hard disk substrates, glass substrates, glass products, metal substrates, metal products, plastic substrates, plastic products, ceramic substrates and ceramic products.
Claims (12)
상기 극세 섬유 낙합체는, 상기 극세 섬유가 5 ∼ 70 개 집속된 극세 섬유다발로 구성되어 있고, 상기 고분자 탄성체가, 상기 극세 섬유다발 내부에 존재하는 연마 패드.The method according to claim 1,
Wherein the microfine fiber embroidery body is composed of microfine fiber bundles in which 5 to 70 microfine fibers are bundled and the polymer elastomer is present inside the microfine fiber bundle.
상기 극세 섬유는, 폴리에스테르 섬유로 형성되는 연마 패드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the microfine fibers are formed of a polyester fiber.
상기 극세 섬유는, 50 ℃ 에서 흡수 포화시켰을 때의 흡수율이 0.2 ∼ 2 질량% 인 열가소성 수지로 형성되는 연마 패드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the microfine fibers are formed of a thermoplastic resin having an absorption rate of 0.2 to 2% by mass when absorbed and saturated at 50 占 폚.
상기 고분자 탄성체는, 폴리올과 폴리아민과 폴리이소시아네이트를 이용하여 얻어지는 폴리우레탄계 수지로서, 상기 폴리올의 60 ∼ 100 질량% 가 비정성(非晶性) 폴리카보네이트계 디올인 연마 패드.3. The method according to claim 1 or 2,
The polymeric elastomer is a polyurethane resin obtained by using a polyol, a polyamine and a polyisocyanate, wherein 60 to 100 mass% of the polyol is an amorphous polycarbonate-based diol.
상기 고분자 탄성체는, 상기 폴리올로서 비정성 폴리카보네이트계 디올에 카르복실기 함유 디올을 병용하고, 상기 폴리이소시아네이트로서 지환식 디이소시아네이트를 이용하여 얻어지는 폴리우레탄계 수지인 연마 패드.6. The method of claim 5,
The polymeric elastomer is a polyurethane resin obtained by using an amorphous polycarbonate diol as a polyol and a carboxyl group-containing diol as the polyol, and using an alicyclic diisocyanate as the polyisocyanate.
상기 고분자 탄성체는, 23 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률과 50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 비 (23 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률/50 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률) 가 3 이하인 연마 패드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the polymeric elastomer has a ratio of a storage elastic modulus at 23 占 폚 and a storage elastic modulus at 50 占 폚 (storage elastic modulus at 23 占 폚 / storage elastic modulus at 50 占 폚) of 3 or less.
상기 고분자 탄성체는, 0.01 ∼ 0.2 ㎛ 의 평균 입경을 갖는 수성 폴리우레탄인 연마 패드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the polymeric elastomer is an aqueous polyurethane having an average particle diameter of 0.01 to 0.2 mu m.
상기 극세 섬유 낙합체와 상기 고분자 탄성체의 비율 (극세 섬유 낙합체/고분자 탄성체) 은, 질량비로 55/45 ∼ 95/5 인 연마 패드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the ratio of the microfine fiber scaffold to the polymeric elastomer (microfine fiber entanglement / polymeric elastomer) is 55/45 to 95/5 by mass ratio.
연마 패드에 있어서의 공극 부분의 체적 비율이 50 % 이상인 연마 패드.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the volume ratio of the void portion in the polishing pad is 50% or more.
연마 패드에 있어서의 공극 부분의 체적 비율이 50 % 이상이 되도록, 상기 극세 섬유가 집속된 극세 섬유다발로 구성되는 극세 섬유 낙합체의 내부에, 상기 고분자 탄성체를 충전하는 연마 패드의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the polymeric elastomer is filled in a microfine fiber embedding body composed of microfine fiber bundles in which the microfine fibers are bundled so that the volume ratio of void portions in the polishing pad is 50% or more.
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