JP2010058220A - 研磨パッド及びその製造方法 - 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、開口を有する略球状の連続気泡を含む熱硬化性ポリウレタン発泡体からなり、
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、活性水素基含有化合物、水0.09〜0.55重量%、及びシリコン系界面活性剤を含むウレタン組成物の反応硬化体であり、
前記活性水素基含有化合物は、低分子量成分を2〜30重量%含有しており、
前記研磨層は、平均気泡径が100〜300μm、平均開口径が40〜90μm、かつアスカーC硬度が40〜95度であることを特徴とする研磨パッド。
【選択図】 図1
Description
前記研磨層は、開口を有する略球状の連続気泡を含む熱硬化性ポリウレタン発泡体からなり、
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、活性水素基含有化合物、水0.09〜0.55重量%、及びシリコン系界面活性剤を含むウレタン組成物の反応硬化体であり、
前記活性水素基含有化合物は、低分子量成分を2〜30重量%含有しており、
前記研磨層は、平均気泡径が100〜300μm、平均開口径が40〜90μm、かつアスカーC硬度が40〜95度であることを特徴とする研磨パッド、に関する。
前記研磨層は、平均気泡径が100〜300μm、平均開口径が40〜90μm、かつアスカーC硬度が40〜95度である、研磨パッドの製造方法、に関する。
前記研磨層は、平均気泡径が100〜300μm、平均開口径が40〜90μm、かつアスカーC硬度が40〜95度である、研磨パッドの製造方法、に関する。
例えば、使用する活性水素基含有化合物が第1〜第n成分まである場合、第1成分の水酸基価をa1、及び添加重量部をc1とし、・・・、第n成分の水酸基価をan、及び添加重量部をcnとする。
(平均開口径及び平均気泡径の測定)
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、任意範囲の全連続気泡の開口径(直径)及び気泡径(直径)を測定し、平均開口径及び平均気泡径を算出した。ただし、楕円状の開口又は気泡の場合は、その面積を円の面積に換算し、円相当径を開口径又は気泡径とした。
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60秒後の硬度を測定した。
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2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15%以内であることが好ましく、より好ましくは10%以内である。
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、数平均分子量1000のポリエチレングリコール(PEG1000、水酸基価:112mgKOH/g、官能基数2)60重量部、ポリカプロラクトントリオール(ダイセル化学工業社製、PCL305、水酸基価:305mgKOH/g、官能基数3)25重量部、トリメチロールプロパン(TMP、水酸基価:1255mgKOH/g、官能基数3)5重量部、ジエチレングリコール(DEG、水酸基価:1057mgKOH/g、官能基数3)10重量部、水0.5重量部、シリコン系界面活性剤(ゴールドシュミット社製、B8443)1重量部、及び触媒(花王製、No.25)0.14重量部を入れ、混合して第2成分(25℃)を調製した。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、第1成分であるカルボジイミド変性MDI(日本ポリウレタン工業製、ミリオネートMTL、NCOwt%:29wt%、25℃)97重量部を容器内に加え(NCO/OH=1.1)、約30秒間撹拌して気泡分散ウレタン組成物を調製した。
表1記載の配合比を採用した以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。表1中の化合物は以下のとおりである。
・PTMG1000:数平均分子量1000のポリテトラメチレンエーテルグリコール、水酸基価:112mgKOH/g、官能基数2
・PEG600:数平均分子量600のポリエチレングリコール、水酸基価:187mgKOH/g、官能基数2
・PEG2000:数平均分子量2000のポリエチレングリコール、水酸基価:56mgKOH/g、官能基数2
・PCL210:ポリカプロラクトンジオール(ダイセル化学工業社製、水酸基価:112mgKOH/g、官能基数2)
・L5340:シリコン系界面活性剤(東レダウコーニングシリコーン社製)
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 (8)
- 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、開口を有する略球状の連続気泡を含む熱硬化性ポリウレタン発泡体からなり、
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、活性水素基含有化合物、水0.09〜0.55重量%、及びシリコン系界面活性剤を含むウレタン組成物の反応硬化体であり、
前記活性水素基含有化合物は、低分子量成分を2〜30重量%含有しており、
前記研磨層は、平均気泡径が100〜300μm、平均開口径が40〜90μm、かつアスカーC硬度が40〜95度であることを特徴とする研磨パッド。 - 前記活性水素基含有化合物は、水酸基価が50〜200mgKOH/gのポリエチレングリコールを50〜90重量%含み、かつ平均水酸基価が250〜450mgKOH/gである請求項1記載の研磨パッド。
- 研磨層は、比重が0.2〜0.6である請求項1又は2記載の研磨パッド。
- 研磨層は、基材層に自己接着している請求項1〜3のいずれかに記載の研磨パッド。
- イソシアネート成分、低分子量成分を2〜30重量%含む活性水素基含有化合物、シリコン系界面活性剤、及び水0.09〜0.55重量%を含むウレタン組成物を機械撹拌して気泡分散ウレタン組成物を調製する工程、基材層上に気泡分散ウレタン組成物を塗布する工程、気泡分散ウレタン組成物を硬化させることにより、開口を有する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を形成する工程、及び熱硬化性ポリウレタン発泡体の厚さを均一に調整して研磨層を形成する工程を含み、
前記研磨層は、平均気泡径が100〜300μm、平均開口径が40〜90μm、かつアスカーC硬度が40〜95度である、研磨パッドの製造方法。 - イソシアネート成分、低分子量成分を2〜30重量%含む活性水素基含有化合物、シリコン系界面活性剤、及び水0.09〜0.55重量%を含むウレタン組成物を機械撹拌して気泡分散ウレタン組成物を調製する工程、離型シート上に気泡分散ウレタン組成物を塗布する工程、気泡分散ウレタン組成物上に基材層を積層する工程、押圧手段により厚さを均一にしつつ気泡分散ウレタン組成物を硬化させることにより、開口を有する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を形成する工程、熱硬化性ポリウレタン発泡体下の離型シートを剥離する工程、及び露出した熱硬化性ポリウレタン発泡体表面のスキン層を除去して研磨層を形成する工程を含み、
前記研磨層は、平均気泡径が100〜300μm、平均開口径が40〜90μm、かつアスカーC硬度が40〜95度である、研磨パッドの製造方法。 - 前記活性水素基含有化合物は、水酸基価が50〜200mgKOH/gのポリエチレングリコールを50〜90重量%含み、かつ平均水酸基価が250〜450mgKOH/gである請求項5又は6記載の研磨パッドの製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに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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