JPH03234475A - 研磨布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は研磨布に係り、更に詳しくは、砥粒類の目詰り
現象が実質的に解消され耐火性に優れ、特に集噴回路素
子用半導体基板、例えば高純度シリコンおよび化合物半
導体板からなるウェハーの素面加工、島るいはガラス、
金寓項の仕上研磨に好適な研磨布に関する。

（従来の技術） 天然ａ維、再生繊維または合成ｉｉａｍからなる不織布
に嗣詣類を含浸・凝固して得られる研磨布は、夙によく
知られており、レンズ、仮ガラス、ブラウン管、フォト
マスク等のガラス製品、シリコン。

ゲルマニウム、セラミック等の半導体部品、あるいはス
テンレス鋼、各穏合金等の金属製品の研磨工程において
、酸化セリウム、酸化アルミニウム。

酸化ケイ素等の微粒子状砥粒を分散せしめた研磨液を供
給しながら研磨を行う遊離砥粒研磨用に広く使用されて
いる。

従来使用されている研磨布は、研磨条件を適宜変更して
目的とする研磨精度のものを得ている。

しかしながら研磨中に研磨布の目詰まり現象が生じ、短
期間に研磨速度が低下するとともに、被研磨体に加工傷
が発生し、更に平坦度も低下する。

そこで目詰まり現象が発生する前に研磨布を交換しなけ
ればならず、研磨布の取り替え頻度が高くなり、作業性
が低下するといった問題点があった。

特公昭５４−３０１５８号公報ｌこは、研磨布を加熱加
圧することによってＪＩ８硬度を８０度以上に向上した
研磨布が提案されている。しかしこの方法は研磨布を加
熱加圧するため気泡が小さくなり、通気度が低下し、目
詰まりの発生はむしろ早まること一ζなる。特開昭６１
−８７７３５４＋公報Ｉこは、ポリウレタンの軟化温度
以上に加熱処理を施した多孔買復合板が提案されている
が、この方法はポリウレタンを溶融し、繊維を強固に結
合して硬度を向上させるため、微細な加工傷（所謂スク
ラッチ）の発生を引き起こし、高精度な鏡面性を必要と
する半導体ウェハーには不適である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者等は上述の如き問題点に鑑み、鋭意研究した結
果本発明を完成したものであり、本発明の目的は砥粒や
研磨屑による目詰まり現象が実質的に解消され、研磨速
度や平坦度の低下および加工傷の発生等を未然Ｅこ防止
し、耐久性に優れた研磨布を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の目的は、合成繊維からなる不ｍｓにゴム状弾性
を有する高分子変質とを腹合一体化した研磨布であって
、前記不織布が平均直径２３μ以上の１雄を２０ｉｉ量
％以上含有し、前記合成１准と前記高分子物質との重量
比率が５０１５０〜３５／１５であり、且つ通気度が１
０　ｃｃ／ｃｍ”／秒置上であることを特徴とする研Ｍ
？！５によって達成される。

本発明の研磨布を購成する合成繊維としては、例えばポ
リアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ塩化ビ
ニル等のａ惟が挙げられ、更にこれらの変性繊維、Ｗ合
繊維あるいは混合紡糸繊維もしくは再生繊維が使用され
る。これらの合成繊維は単独で使用してもよく、組合せ
て使用してもよい。

本発明において不織布に使用される上記合成繊維は平均
直径が２３μ以上のものを少なくとも２０重量％、好ま
しくは５０重量％以上、更に好ましくは４０重量％以上
含有するものである。平均直径２３μ以上の繊維の割合
が２０重量％未満の場合は、繊維密度が大きくなり、空
隙率および通気度が低く、研磨加工を実施した際に目詰
まり現象が早期に発生して、耐久性のない研磨布となる
。

平均直径の大き過ぎる繊維は研磨の際の加工傷が発生し
易くなり、通常は４０μ以下のものが用いられる。又、
平均直径の小さい繊維を配合すると研壱面の平坦度を同
上させる効果を奏する。尚、本発明でいう平均直径とは
異形断亙糸の場合は、その外接円の直径をは味するもの
である。

末完、ｉＡ＋こ係る不ａ？５の製造方法は特に限定され
るものではなく、例えばランダムウェーバ一方式。

クロスラッピング方式等のニードルパンチングによる方
法、あるいは湿式抄紙方法、スパンボンド方法等の公知
の適宜な方法でよい。

本発明において不織布と複合一体止するゴム状弾性を有
する高分子物質としては、例えばポリウレタンエラスト
マー＠、ニトリルブタジェンゴム。

スチレンブタジェンゴム等を挙げることができるが、就
中ポリウレタンエラストマー類が好適である。また、ポ
リウレタンエラストマー類（こはポリ塩化ビニル、ポリ
メチルメタクリレート、アクリルニトリル等の樹脂をポ
リウレタンエラストマー類１００重量部に対して１０〜
１００！量部混合することもできる。

本発明の研磨布は、上記不織布のｍａと上記高分子物質
のｘｔ割合（Ｆ／Ｒ）が５０／ｓ　ａ〜８５／１５であ
って、且つその通気度が１０　ｃｃ／ａｍ’／秒以上の
６のである。繊維の割合が少ない場合は目詰りが発生し
易く、多過ぎる場合は研磨布の毛羽の磨耗が著しく披研
麿体の平坦性が損なわれる。また通気度が１０　ｃｃ／
ｃｍ’／秒より小さい場合は目詰まりが顕著となり耐久
性のないものとなる。尚、本発明において通気度とは、
ＪＩＳ−Ｌ１０８Ｇの６−２７に規定するフラジール型
通気度試験器ｉこよる測定値のことである。

本発明の研磨布はベロア調研磨布であり、例えば次のよ
うにして製造される。即ち、平均直径２３μ以上の繊維
を２０重量％以上含有する上記の合成繊維を公知の適宜
な方法により、目的とする厚さ、目付に調整された不織
布にした後、ゴム状弾性を有する高分子物質例えばポリ
ウレタンエラストマーを主体とする重合体組成物を浴解
した溶液を含浸し、ポリウレタンエラストマーの浴剤と
非洛剤を混合した凝固液で凝固させる。欠いて常法に従
い悦塔媒のため水洗・乾燥し、必要に応じ厚さを調整す
るためにスライス加工やサンドペーパー等ｉこよる研削
加工を光して本発明の研（磨布となす。

上述の方法において、高分子物質を浴解した層液は、固
型分＃変が好ましくは５〜３０重１％で、更に好ましく
は１０〜２０直量％であり、必要に応じ顔料、染料等の
着色剤や老化防止剤を添加混合してもよい。

（発明の効果） 本発明の研磨布を用いると、目詰り現象が実質的に解消
され、研磨速度や被研磨体の平坦度が長時間に渡り安定
しており、加工傷の発生も極めて少なく、耐久性及び研
磨性能に優れた研磨ができる。

以下、実施例により本発明を詳述する。

（実施例１〜１０） 繊維長が５１　ｍｍで平均ｍ維直径が１８μ、２２μ、
２３μ、２９μのポリエステル繊維を第１表に示す如き
割合で混合して、ニードルパンチング方式により厚さ８
．２ｍｍ、目付量１２００　ｙ／ｍ２の不融布とした。

この不融布にポリエチレンアジペートグリコールとジフ
ェニルメタン−４，４′−ジイソシアネートを原料とし
たポリエステル系ポリウレタンエラストマーの１３．５
％ジメチルホルムアミド溶液（孜ｍ４０°Ｃ）を含浸率
４００％にて含浸させたのち、ジメチルホルムアミド（
以下、「ＤＭＦＪと略記する）の水希釈液（＃度９．８
％）に浸漬してポリウレタンエラストマーを凝固させ、
次いで水洗によって俗煤を除去したのち乾燥して、厚さ
６．０〜６．１ｍｍの基材を得た。続いて得られた基材
をスライス機で両面を切り剥がして、厚さ４　ｍｍの研
磨布とした。得られた研磨布の、ｍｍとポリウレタンエ
ラストマー（１１ｉｌ＆）との割合は６５／３５で、通
気度は第１表の通りであった。

（比較例１〜５） 上記実施例１１こおけるポリエステル繊維を第１表に示
す如き本発明外の割合で混合するほかは実施例１〜１０
と同様の方法で研磨布を製造した。

く研磨試験〉 実施例１〜１０および比較例１〜３で得られた研磨布を
用いて、直径１００　ｍｍの自動車用バックミラーの研
磨試験を行った。平均粒径１０μの酸化セリウム１０％
水分教液を研磨液として用い、定盤回転数３　Ｏｒｐｍ
、加工圧力１．８　ｋｙ／ａｍ”で１回の研磨時１１１
２１分で研磨した。結果は第１表の通りであった。なお
第１表に示す種々の特性の評価法について以下に記述す
る。

〈目詰り性〉 研ＳＯロエ中に目視により確認できる目詰りの発生状況
が、 ＠・・・７２時間以上目詰まりなし 、○・・・２４時間以上目詰まりなし △・・・　８時間以上目詰まりなし Ｘ・・・　８時間以内ｆこ目詰まりが発生〈不良発生性
〉 １５８枚研磨し、１万ルクスの照射光下にて目視−こよ
り加工傷（スクラッチ）が確認された枚数の割合が、 （＠・・・１０％未満 （Ｄ・・・１０〜２０％ へ・・・２０〜４０％ ×・・・４０％以上 （以下−余白） （実血例１１〜１４および比較例４〜５）４［ｅ長が５
１ｍｍで、＊＊＊径が１８μと２３μのポリエステルａ
ｍをｓｏ：ｓｏの割合で混合して、ニードルパンチング
方式により厚さ３．０ｍｍ。

日付量５１０　ｆ／ｍ”の不織布とした。この不織布ζ
ζポリテトラメチレンエーテルグリコールとジフェニル
メタン−４，４−ジイソシアネートを原料とするポリエ
ーテル系ポリウレタンエラストマーをＤ　Ｍ　Ｆ　１２
：　ｆ８解し液ａ４０℃で各種濃度に調整したｆＩＩ液
を含浸率４００％にて含浸したのち、ＤＭＦの水希釈液
（濃度６．８％）に浸漬してポリウレタンエラストマー
を凝固させ、次いで水洗によって洛媒を除去したのち乾
燥して、厚さ１０〜３．１ｍｍの基材を碍だ。続いて得
られた基材の厚み中央部をスライス機で切り剥がして２
分割し、サンドペーパーによる研削機にて両面研削（サ
ンディング）加工を施し厚さ１．４ｍｍの研磨布とした
。得られた研磨布の繊維とポリウレタンエラストマー（
甜詣）との割合および通気度は第２表の通りであった。

〈研磨試横〉 実施例１１〜１４および比較例４〜５で得られた研磨布
を用いて、５インチシリコンウェハーの研磨試験を行っ
た。平均粒径００１μのコロイダルシリカＱＰ−１５（
不二見研磨剤製、３％分散液）を水で１０倍冷釈した分
′／ＰＩＦＬを研磨剤として用い、その池の研磨条件は
以下に示す通りであった。

研１機　　　スピードファム社製３６ＳＰＡＷ定盤回転
数　７７　ｒｐｍ 加工温度　　４０°Ｃ 加工圧力　　２８１７ダ／ａｍ’ 研磨時間　　５０分／回 結果は第２表および第１図〜第３図のグラフの通りであ
った。なお第２表に示す種々の特性の評価法について以
下に記述する。

〈目詰り注〉 研磨加工中に目視により確認できる目詰まりの発生状況
が、 （＠・・・３０時間以上目詰まりなし ○・・・２０時間以上目詰まりなし Δ・・・１０時間以上目詰まりなし く研磨能率〉 ○・・・研磨速度が０．７μ／分で安定△・・・研磨速
度が０．４〜０７μ／分で不安定Ｘ・・・研磨速度が０
．４μ／分未満 く平坦性〉 サーフコム５５　ＧＡ（東京′＃Ｉ密社製）＃ζよりウ
ェハー全面を測定し基準線に対する最大凸部の高さを測
定して求めた平坦度が、 ○・・・２μ以下にて安定 △・・・２〜４μ Ｘ・・・４μ以上 〈不良発生性〉 ５万ルクスの照射光下にて目視により加工傷（スクラッ
チ）が確認された枚数の割合（加工傷発生率）が、 ○・・・１０％未満 △・・・１０　Ｓ−３０％ ×・・・３０％以上 時間

【図面の簡単な説明】

第１図は研磨速度の経時変化を表わしたグラフで、第２
図はウェハーの平坦度の経時変化を表わしたグラフで、
第５図は加工傷の発生率の経時変化を表わしたグラフで
ある。 第 図 時間 ６、補正の内容 （１） 明細書第１ １頁に記載の 「第１表」 を

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成繊維からなる不織布とゴム状弾性を有する高
   分子物質とを複合一体化した研磨布であって、前記不織
   布が平均直径２３μ以上の繊維を２０重量％以上含有し
   、前記合成繊維と前記高分子物質との重量比率が５０／
   ５０〜８５／１５であり、且つ通気度が１０ｃｃ／ｃｍ
   ＾２／秒以上であることを特徴とする研磨布。