JP2009214221A - 研磨パッド - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基材層上に研磨層が設けられている研磨パッドにおいて、前記研磨層は、略球状の連続気泡を有する熱硬化性ポリウレタン発泡体からなり、かつ前記基材層に自己接着しており、前記熱硬化性ポリウレタン発泡体は、イソシアネート成分及び活性水素含有化合物を含有するウレタン組成物の反応硬化体であり、前記ウレタン組成物は、多量化ジイソシアネートを5〜20重量%含有することを特徴とする研磨パッド。
【選択図】 図1
Description
(平均気泡径及び孔径の測定)
作製したポリウレタン発泡体を厚み1mm以下になるべく薄くカミソリ刃で平行に切り出したものをサンプルとした。サンプルをスライドガラス上に固定し、SEM(S−3500N、日立サイエンスシステムズ(株))を用いて100倍で観察した。得られた画像を画像解析ソフト(WinRoof、三谷商事(株))を用いて、任意範囲の全気泡径(直径)を測定し、平均気泡径を算出した。ただし、楕円球状の気泡の場合は、その面積を円の面積に換算し、円相当径を気泡径とした。また、同様にして任意範囲の気泡表面の孔径(直径)を測定し、平均孔径を算出した。
JIS Z8807−1976に準拠して行った。作製したポリウレタン発泡体を4cm×8.5cmの短冊状(厚み:任意)に切り出したものをサンプルとし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定には比重計(ザルトリウス社製)を用い、比重を測定した。
JIS K−7312に準拠して行った。作製したポリウレタン発泡体を5cm×5cm(厚み:任意)の大きさに切り出したものをサンプルとし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定時には、サンプルを重ね合わせ、厚み10mm以上とした。硬度計(高分子計器社製、アスカーC型硬度計、加圧面高さ:3mm)を用い、加圧面を接触させてから30秒後の硬度を測定した。
作製した研磨パッドの表面をダイヤモンドドレッサー(旭ダイヤモンド社製、Mタイプ#100、20cmψ円形)を用いて回転させながら均一にドレッシングすることによりパッド屑を得た。この時のドレッサー荷重は450g/cm2、研磨定盤回転数は30rpm、ドレッサー回転数は15rpmとした。パッド屑の大きさは、粒度分布測定装置(島津製作所製、SALD−2000)を用いて測定した。なお、光強度が35〜75%の範囲内になるようにサンプル濃度を調整して測定した。
作製した研磨パッドの表面をダイヤモンドドレッサー(旭ダイヤモンド社製、Mタイプ#100、20cmψ円形)を用いて回転させながら均一にドレッシングした。この時のドレッサー荷重は450g/cm2、研磨定盤回転数は30rpm、ドレッサー回転数は15rpm、ドレス時間は100minとした。そして、ドレス前後の研磨パッドの厚さからドレスレート(μm/min)を算出した。ドレスレートは7μm/min以下であることが好ましい。
研磨装置としてSPP600S(岡本工作機械社製)を用い、作製した研磨パッドの研磨速度安定性の評価を行った。評価結果を表1に示す。研磨条件は以下の通りである。
ガラス板:6インチφ、厚さ1.1mm(光学ガラス、BK7)
スラリー:セリアスラリー(昭和電工GPL C1010)
スラリー量:100ml/min
研磨加工圧力:10kPa
研磨定盤回転数:55rpm
ガラス板回転数:50rpm
研磨時間:10min/枚
研磨したガラス板枚数:500枚
まず、研磨したガラス板1枚ごとの研磨速度(Å/min)を算出する。算出方法は以下の通りである。
研磨速度=〔研磨前後のガラス板の重量変化量[g]/(ガラス板密度[g/cm3]×ガラス板の研磨面積[cm2]×研磨時間[min])〕×108
研磨速度安定性(%)は、ガラス板1枚目から処理枚数(100枚、300枚、又は500枚)までにおける最大研磨速度、最小研磨速度、及び全平均研磨速度(1枚目から処理枚数までの各研磨速度の平均値)を求めて、その値を下記式に代入することにより算出する。研磨速度安定性(%)は数値が低いほど、多数のガラス板を研磨しても研磨速度が変化しにくいことを示す。本発明においては、500枚処理した後の研磨速度安定性が10%以内であることが好ましい。
研磨速度安定性(%)={(最大研磨速度−最小研磨速度)/全平均研磨速度}×100
容器に、PCL210(ダイセル化学(株)製、ポリエステルポリオール、水酸基価:112mgKOH/g)60重量部、ジエチレングリコール(水酸基価:1057mgKOH/g)13重量部、PCL305(ダイセル化学(株)製、ポリエステルポリオール、水酸基価:305mgKOH/g)25重量部、トリメチロールプロパン(水酸基価:1255mgKOH/g)2重量部、シリコン系界面活性剤(Goldschmidt社製、B−8465)6重量部、及び触媒(No.25、花王製)0.07重量部を入れて混合した。そして、撹拌翼を用いて、回転数900rpmで反応系内に気泡を取り込むように約4分間激しく撹拌を行った。その後、多量化1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(住化バイエルウレタン社製、スミジュールN−3300、イソシアヌレートタイプ)10重量部、及びミリオネートMTL(日本ポリウレタン工業製)79重量部を添加し、約1分間撹拌して気泡分散ウレタン組成物を調製した。
実施例1において、スミジュールN−3300の配合量を19重量部に、ミリオネートMTLの配合量を72重量部に変更した以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。ポリウレタン発泡体は連続気泡構造であり、平均気泡径は73μm、平均孔径は18μm、比重は0.47、C硬度は69度であった。
実施例1において、スミジュールN−3300の配合量を30重量部に、ミリオネートMTLの配合量を64重量部に変更した以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。ポリウレタン発泡体は連続気泡構造であり、平均気泡径は77μm、平均孔径は22μm、比重は0.47、C硬度は78度であった。
実施例1において、スミジュールN−3300(5重量部)の代わりに、多量化1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(住化バイエルウレタン社製、デスモジュールN−3200、ビュウレットタイプ)20重量部を用い、ミリオネートMTLの配合量を71重量部に変更した以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。ポリウレタン発泡体は連続気泡構造であり、平均気泡径は78μm、平均孔径は21μm、比重は0.47、C硬度は65度であった。
実施例1において、スミジュールN−3300(5重量部)の代わりに、酢酸エチルを留去したコロネートHL(日本ポリウレタン工業製、トリメチロールプロパンアダクトタイプ)20重量部を用い、ミリオネートMTLの配合量を75重量部に変更した以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。ポリウレタン発泡体は連続気泡構造であり、平均気泡径は76μm、平均孔径は20μm、比重は0.47、C硬度は66度であった。
実施例1において、スミジュールN−3300を用いず、ミリオネートMTLを87重量部用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。ポリウレタン発泡体は連続気泡構造であり、平均気泡径は65μm、平均孔径は17μm、比重は0.47、C硬度は58度であった。
実施例1において、スミジュールN−3300の配合量を62重量部に、ミリオネートMTLの配合量を40重量部に変更した以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。ポリウレタン発泡体は連続気泡構造であり、平均気泡径は79μm、平均孔径は22μm、比重は0.47、C硬度は88度であった。
実施例1において、スミジュールN−3300(5重量部)の代わりに、デスモジュールN−3200(62重量部)を用い、ミリオネートMTLの配合量を40重量部に変更した以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。ポリウレタン発泡体は連続気泡構造であり、平均気泡径は78μm、平均孔径は23μm、比重は0.47、C硬度は85度であった。
実施例1において、スミジュールN−3300(5重量部)の代わりに、酢酸エチルを留去したコロネートHL(57重量部)を用い、ミリオネートMTLの配合量を31重量部に変更した以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。ポリウレタン発泡体は連続気泡構造であり、平均気泡径は77μm、平均孔径は20μm、比重は0.47、C硬度は85度であった。
2:研磨定盤
3:研磨剤(スラリー)
4:研磨対象物(半導体ウエハ、レンズ、ガラス板)
5:支持台(ポリシングヘッド)
6、7:回転軸
Claims (3)
- 基材層上に研磨層が設けられている研磨パッドにおいて、前記研磨層は、略球状の連続気泡を有する熱硬化性ポリウレタン発泡体からなり、かつ前記基材層に自己接着しており、前記熱硬化性ポリウレタン発泡体は、イソシアネート成分及び活性水素含有化合物を含有するウレタン組成物の反応硬化体であり、前記ウレタン組成物は、多量化ジイソシアネートを5〜20重量%含有することを特徴とする研磨パッド。
- 前記熱硬化性ポリウレタン発泡体は、比重が0.2〜0.6、アスカーC硬度が10〜95度である請求項1記載の研磨パッド。
- 請求項1又は2記載の研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法。
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