JP6474191B2 - 研磨パッドの製造方法及び研磨パッド - Google Patents
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Description
まず、マトリックス樹脂となる原料樹脂である100%モジュラスが8.5MPaであるエステル系ポリウレタン樹脂の30%DMF溶液100質量部に対して、粘度調整用のDMF60質量部、顔料であるカーボンブラックを15質量%含むDMF分散液を16質量部、混合撹拌し、樹脂溶液を調製した。次に、基材として、PETフィルムを用意し、そこに、上記樹脂溶液を、ナイフコータを用いて塗布し、厚さ1.0mmの塗膜を得た。
得られた研磨パッドの開口径を測定した。測定方法は、まず光学顕微鏡「KEYENCE社製、VHX-550」で研磨パッドの溝内表面及び研磨面を倍率100倍にて撮影した。続いて、撮影画像を画像処理ソフト「ナノシステム株式会社製、NanoHunter NS2K−Pro」に取り込み、二値化処理し、濃淡のある画像を得た。濃淡のある画像に対し、孔を示す部分(この場合濃部)を開口部とし、開口部の濃度範囲(閾値)を、開口と認識できるものを捉えられるように設定した。続いて開口部を積算することにより、開口部面積を求め、開口部面積から円相当径及びその平均値(平均開口径)を算出した。
続いて研磨パッドの厚み及び溝深さを測定した。測定方法は、まず光学顕微鏡「KEYENCE社製、VHX-550」を用い研磨パッドの断面を倍率100倍にて撮影した。続いて、撮影画像を画像処理ソフト「ナノシステム株式会社製、NanoHunter NS2K−Pro」に取り込み、厚み、溝深さを2線間距離計測処理により計測した。なお、厚みは研磨加工に直接寄与する研磨面部分の樹脂シートの厚みについて、無作為に選んだ3点について計測し、その相加平均を本発明品の厚みとした。溝深さも同様に無作為に選んだ溝部の樹脂シートの厚みを3点計測しその相加平均と研磨面部分の厚みとの差より溝深さを求めた。
上記研磨パッドを用いて研磨試験を行い、研磨均一性、及び、ディフェクトの有無について評価を行った。研磨条件は下記のとおりとした。被研磨物としては、12インチのシリコンウエハ上にテトラエトキシシランをCVDで絶縁膜を1μmの厚さになるように形成した基板(均一性(CV%)が13%)を用いた。
(研磨条件)
・使用研磨機:株式会社荏原製作所社製、商品名「F−REX300」
・研磨ヘッド:株式会社荏原製作所社製、型番「GII」
・研磨スラリー:Planar社製、型番「ER8176C」、2倍希釈、過酸化水素濃度0.8質量%
・研磨パッド径:740mmφ
・ドレッサ:3M社製ダイヤモンドドレッサー、型番「A188」
・パッド・ブレークイン条件:9N×30分、ドレッサ回転数54rpm、定盤回転数80rpm、超純水供給量200mL/分
・コンディショニング:Ex−situ、30N,4スキャン、16秒
・研磨条件:定盤回転数70rpm、研磨ヘッド回転数71rpm、研磨スラリー流量200mL/分、研磨時間1分間(1枚のウエハ当たり)、研磨圧2.5psi(1.7×104Pa)
被研磨の研磨均一性は、研磨加工前後の基板の絶縁膜について各々121箇所の厚み測定結果から求めた(厚さ)のバラツキ(標準偏差÷平均値)(%)により評価した。
なお、厚み測定は、光学式膜厚膜室測定器(KLAテンコール社製、ASES−F5x)のDBSモードにて測定した。厚さバラツキが3%未満であった場合を「○」とし、反対に3%以上確認された場合を「×」と評価した。
スクラッチについては、25枚の基板を繰り返し3回順次研磨し、研磨加工後の21〜25枚目の基板5枚について、パターンなしウェハ表面検査装置(KLAテンコール)社製、Surfscan SP1DL)の高感度測定モードにて測定し、基板表面におけるスクラッチの数を観察した。観察の結果、スクラッチが50個未満のものしか確認されなかった場合を「○」とし、50個以上確認された場合を「×」と評価した。
以上の結果を表1に示す。
加工時間を120秒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得た。得られた研磨パッドについて、実施例1と同様にして、各種測定および研磨試験を行った。以上の結果を表1に示す。
保護シートを用いなかった以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例1と同様にして、各種測定および研磨試験を行った。以上の結果を表1に示す。
保持シートを用いなかった以外は実施例2と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例1と同様にして、各種測定および研磨試験を行った。以上の結果を表1に示す。
加工温度を60度に変更した以外は比較例2と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例1と同様にして、各種測定および研磨試験を行った。以上の結果を表1に示す。
加工温度を100度に変更した以外は比較例2と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例1と同様にして、各種測定および研磨試験を行った。以上の結果を表1に示す。
表に示す通り、保護シートを用いてエンボス加工を行った実施例1および実施例2においては、研磨均一性およびスクラッチの結果が共に良好であった。これに対して、保護シートを用いないでエンボス加工を行った比較例1、2では、研磨均一性およびスクラッチのいずれも良好な結果が得られなかった。研磨均一性悪化の理由は、溝内の開口が非常に小さく溝内が平滑であるため、研磨時に研磨スラリーが排出されやすく、研磨面全体に十分な研磨スラリーが不足してしまったためと考えられる。他方のスクラッチ発生の原因は、保護シートを用いなかったため、研磨面に直接金型から熱が加わり、研磨面が溶融し、溝内の硬質化が進行したためであると考えられる。保護シートを用いず、実施例2よりも低温でエンボス加工を行った比較例3、4では、研磨均一性が悪化した。低温では溝を深く形成することが出来なかったため、研磨スラリーを研磨面全域に行き渡らせる能力が低くかったためと考えられる。
3 被研磨物
7 研磨パッド
13 研磨面
21 溝
23 気泡
25 保護シート
Claims (3)
- 湿式成膜法により製造され、研磨面に溝が形成された研磨パッドの製造方法であって、
湿式成膜法により、内部に厚み方向に縦長の多数の気泡を有する研磨シートを形成する工程と、
前記研磨シートのスキン層が形成されている側の面を研磨面とし、前記研磨面側を研削又はスライス処理して前記気泡を開口させる工程と、
開口させた研磨面に、クッション性を有し、かつ温度上昇を抑制する、バフ処理により開口させられた面を有する軟質ポリウレタン製の保護シートを、前記バフ処理により開口させられた面を前記研磨面に対向させて配置する工程と、
前記保護シートが配置された面に、所定形状の凸部を有し、加熱された金型を押し当てて溝を形成する工程と、を備える、
ことを特徴とする研磨パッドの製造方法。 - 湿式成膜法により製造され、研磨面に溝が形成された研磨パッドであって、
前記研磨パッド内部に厚み方向に縦長の多数の気泡を有し、前記溝の表面に開口を有し、その平均開口径が5μm〜20μmである、
ことを特徴とする研磨パッド。 - 前記溝深さが研磨シートの厚みに対して40%〜60%の範囲である、
請求項2に記載の研磨パッド。
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