JP2003145415A - 研磨パッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クッション層の硬度の低下・圧縮特性の変化が
小さく、従って研磨パッド全体の特性の変化が小さく、
均一性、研磨レート等の研磨特性の経時的変化によるウ
エハーの歩留まりを低下させることのない研磨パッドを
提供する。また安定した、かつ高い研磨速度を有し、寿
命の長い研磨パッドを提供する。 【解決手段】少なくとも研磨層とクッション層とを有
し、前記クッション層は、水に対する膨潤率が４０％以
下である研磨パッドとする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ、反射ミラ
ー等の光学材料やシリコンウエハー、ハードディスク用
のガラス基板、情報記録用樹脂板やセラミック板等の高
度の表面平坦性を要求される材料の平坦化加工処理を行
う研磨パッドに関するものである。本発明の研磨パッド
は、特にシリコンウエハー並びにその上に酸化物層、金
属層等が形成されたデバイスを、さらにこれらの層を積
層・形成する前に平坦化する工程に使用する、いわゆる
半導体ウエハー研磨パッドとして好適である。 【０００２】 【従来の技術】高度の表面平坦性を要求される材料の代
表的なものとしては、半導体集積回路（ＩＣ，ＬＳＩ）
を製造するシリコンウエハーと呼ばれる単結晶シリコン
の円板が挙げられる。シリコンウエハーは、ＩＣ、ＬＳ
Ｉ等の製造工程において、回路作成に使用する各種薄膜
の信頼できる半導体接合を形成するために、各薄膜作成
工程において表面を高精度に平坦に仕上げることが要求
される。 【０００３】一般的には、研磨パッドはプラテンと呼ば
れる回転可能な支持円盤に固着され、半導体ウエハーは
自公転運動可能な研磨ヘッドと称される円盤に固着され
る。双方の回転運動により、プラテンと研磨ヘッドとの
間に相対速度を発生させ、研磨パッドとウエハーとの間
隙に微細な粒子（砥粒）を懸濁させた研摩スラリーを供
給することで、研磨、平坦化加工が実施される。この
際、研磨パッドがウエハー表面上を移動する時、接触点
で砥粒がウエハー表面上に押し付けられる。従って、ウ
エハー表面と砥粒との間の滑り動摩擦的な作用により加
工面の研磨が実行される。このような研磨加工は、通常
ＣＭＰ研磨加工と称されている。 【０００４】従来、上記の高精度の研磨に使用される研
磨パッドとしては、一般的に空洞率が３０〜３５％程度
のポリウレタン発泡体シートが使用されている。しか
し、ポリウレタン発泡体シートは、局部的な平坦化能力
は優れたものであるが、圧縮率が０．５〜１．０％程度
と小さくてクッション性が不足しているためにウエハー
全面に均一な圧力を与えることが難しい。このため、通
常、ポリウレタン発泡体シートの背面に柔らかいクッシ
ョン層が別途設けられ、積層された研磨パッドとして研
磨加工に使用される。 【０００５】かかる従来の研磨パッドにおいて、クッシ
ョン層として広く使用される樹脂含浸不織布は、連続空
洞を有するものであるために、使用されるスラリー液が
研磨中に上記クッション層内に浸入する。その結果、ク
ッション層の硬度の低下・圧縮特性の変化等が生じ、研
磨パッドの全体の特性が変化して、均一性、研磨レート
等の研磨特性が経時的に変化してウエハーの歩留まりを
低下させるという問題を有していた。 【０００６】上記の従来の研磨パッドにおけるクッショ
ン層である樹脂含浸不織布へのスラリー液の浸入を防止
する技術として、特許第２８４２８６５号公報には、ク
ッション層の側面を研磨層で覆う技術、並びに特許第３
１５２１８８号公報には、研磨層の間に防水性材料層を
設ける技術が、それぞれ開示されている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかし、特許第２８４
２８６５号公報記載の技術は、クッション層の側面まで
覆うものであるために、研磨層を特殊な形状にする必要
があり、また、研磨層の裏面に凹部を形成してクッショ
ン層を埋め込むように積層する必要があり、研磨パッド
の生産性が大きく低下する。また、特許第３１５２１８
８号公報開示の技術は、研磨層の間に防水性材料層を設
けるものであるため、研磨中に研磨層が磨耗して研磨面
が防水性材料層に近づくにつれ、研磨層と防水性材料層
の剛性の違いが顕著になり、研磨特性に影響を与えるこ
ととなる。また、このような影響をなくす範囲で研磨層
を使用すると、研磨パッドの寿命が短くなる。 【０００８】本発明の目的は、クッション層の硬度の低
下・圧縮特性の変化が小さく、従って研磨パッド全体の
特性の変化が小さく、均一性、研磨レート等の研磨特性
の経時的変化によるウエハーの歩留まりを低下させるこ
とのない研磨パッドを提供するものである。また本発明
は、安定した、かつ高い研磨速度を有し、寿命の長い研
磨パッドを提供するものである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明の研磨パッドは、
少なくとも研磨層とクッション層とを有し、前記クッシ
ョン層は、水に対する膨潤率が４０％以下であることを
特徴とする。 【００１０】研磨パッドのクッション層を、水に対する
膨潤率が４０％以下とすることにより、硬度の低下、圧
縮特性の変化が小さく、従って研磨パッドの全体の特性
の変化が小さく、均一性・研磨レート等の研磨特性の経
時的変化によるウエハーの歩留まりを低下させることの
ない研磨パッドを得ることができる。また安定した高い
研磨速度を有し、寿命の長い研磨パッドを得ることがで
きる。 【００１１】本発明における膨潤率とは、クッション層
として用いる素材を、ある所定時間・所定温度にて蒸留
水に浸漬し、浸漬前後の重量から、下記式にて算出した
ものである。 【００１２】膨潤率（％）＝［（浸漬後の重量―浸漬前
の重量）／浸漬前の重量］×１００ 前記クッション層は、独立気泡タイプの樹脂発泡体であ
ってもよく、また非発泡樹脂であってもよい。 【００１３】本発明の研磨パッドは、半導体ウエハー又
は精密機器用ガラス基板を研磨するものであることが好
ましい。 【００１４】ここでいう、独立気泡タイプの樹脂発泡体
とは、１００％完全に独立気泡のみで構成されている必
要はなく、一部に連続した気泡が存在してもよい。独立
気泡率は、９０％以上であればよい。 【００１５】 【発明の実施の形態】本発明における独立気泡タイプの
クッション層の構成材料は、水に対する膨潤率が本発明
に示す範囲であれば、限定されるものではない。具体的
には、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフ
ィン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエステル、ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、シリコーンポリマ
ーなどが挙げられる。 【００１６】また、本発明における独立気泡タイプのク
ッション層内の各発泡体の平均気泡径・単位面積当たり
の気泡数などは、特に限定されるものではなく、研磨対
象物や研磨条件により必要とされるクッション層の特性
に応じて適宜設定される。 【００１７】独立気泡タイプの発泡体を得る方法として
は、水に対する膨潤率が本発明に示す範囲となる発泡体
が得られれば、限定されるものではない。一般的には、
ＣＯ ₂ などの低分子ガスを所定の温度、圧力で樹脂中に
溶解させた後、急激な減圧・昇温操作により溶解ガスを
過飽和状態にさせ樹脂中に気泡を発生させるような物理
発泡法、低沸点の有機化合物を重合性の樹脂原料に混合
し、発泡と同時に硬化させる方法、樹脂原料に化学発泡
剤（反応物質）を混練した後、所定の温度条件で分解反
応させ、ＣＯ₂ やＮ₂ などのガスを発生させ樹脂中に気
泡を発生させる化学発泡法、溶融樹脂やプレポリマーを
機械的に撹拌し気泡を含有させ、冷却して固化させる
か、重合反応により固化させて気泡を強制的に閉じこめ
る機械発泡法などが公知であり、本発明の研磨パッドの
クッション層の製造に使用可能である。 【００１８】クッション層を構成する非発泡樹脂材料と
しては、特に限定されるものではなく、光硬化性樹脂、
熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが使用可能である。 【００１９】かかる非発泡樹脂材料としては、ヒステリ
シスの小さなゴム弾性、並びにゴム状弾性体の圧縮特性
を有する樹脂の使用が好ましく、例えば、ブタジエン重
合体、イソプレン重合体、スチレン−ブタジエン共重合
体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合
体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合
体、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロッ
ク共重合体、アクリルニトリル−ブタジエン共重合体、
ポリウレタンエラストマー、エピクロルヒドリンゴム、
塩素化ポリエチレン、シリコーンゴム、ポリエステル系
熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラスト
マー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可
塑性エラストマーや印刷材料で用いられるクッション性
を有する感光性樹脂等が挙げられる。 【００２０】本発明におけるクッション層構成材料の硬
度は、ショアＡ硬度にて１０〜７５であることが好まし
く、さらに好ましくは２０〜６５である。クッション層
構成材料のショアＡ硬度が１０未満の場合にはウエハー
の周辺部の削り残り（縁ダレ）や平坦性に問題を生じ、
７５より大きいと均一性に問題を生じる。 【００２１】本発明におけるクッション層構成材料の圧
縮率は１．５％〜３０％であることが好ましく、さらに
好ましくは３．５〜１５％である。クッション層構成材
料の圧縮率が１．５％未満の場合には均一性に問題を生
じ、３０％を超える場合には、ウエハーの周辺部の削り
残り（縁ダレ）や平坦性に問題を生じる。 【００２２】本発明の研磨パッドのクッション層構成材
料の圧縮回復率は７０％以上であることが好ましく、よ
り好ましくは８０％以上である。クッション層構成材料
の圧縮回復率が７０％未満の場合には、研磨レートの安
定性に問題を生じる。 【００２３】本発明の研磨パッドを構成する研磨層の厚
みは、特に限定されるものではないが、一般的には０．
８〜２ｍｍであり、クッション層の厚みは０．５〜５ｍ
ｍであることが望ましい。 【００２４】本発明におけるクッション層は、厚み精度
を高めるために、バフ加工を行ったものであることが好
ましい。 【００２５】本発明におけるクッション層は、研磨層と
積層する場合、クッション層の表面に接着層をコートし
て積層してもよく、または両面テープを用いて接着、積
層してもよい。また、クッション層を構成する材料自体
が加熱や光の照射により接着性を発現するものであれ
ば、別途接着剤を使用することなくクッション層を直接
研磨層に積層し、加熱もしくは光照射等により接着して
もよい。 【００２６】本発明の研磨パッドをクッション層にてプ
ラテンに接着する場合、クッション層の表面に接着層を
コートして接着してもよく、または両面テープを用いて
接着してもよい。また、上記の研磨層との積層する場合
と同様に、クッション層を構成する材料自体が加熱や光
の照射により接着性を発現するものであれば、別途接着
剤を使用することなくクッション層を直接プラテンと接
着しても構わない。 【００２７】クッション層を両面テープを用いて接着す
る場合、接着性を高めるために、クッション層の表面を
コロナ放電処理などの表面処理を行うことは好ましい態
様である。 【００２８】本発明の研磨パッドにおいて、研磨層を構
成する材料としては、公知の研磨層構成材料が限定なく
使用可能であり、具体的には、ポリウレタン樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、ＡＢ
Ｓ樹脂、ポリカーボネート樹脂、これらのブレンド混合
物、感光性樹脂等が例示される。これらの樹脂は発泡体
であってもよく、非発泡樹脂であってもよい。研磨層構
成樹脂は、クッション層より高硬度、低圧縮率のものの
使用が好ましい。 【００２９】上記の研磨層構成樹脂のなかでもポリウレ
タン樹脂の使用が、研磨特性が優れている点でより好ま
しく、独立気泡タイプのポリウレタン樹脂発泡体を用い
ることが特に好ましい。 【００３０】ポリウレタン樹脂は必要な硬度に加えて可
とう性をも有するため、研磨対象物に与える微小な傷、
即ちスクラッチが低減される。 【００３１】独立気泡タイプのポリウレタン樹脂発泡体
とは、１００％完全に独立気泡のみで構成されている必
要はなく、一部に連続した気泡が存在してもよい。独立
気泡率は、９０％以上であればよい。 【００３２】上記のポリウレタン樹脂発泡体は、０．０
５ｗｔ％から５ｗｔ％のシリコーン系界面活性剤を含有
していることが好ましい。 【００３３】シリコーン系界面活性剤量が０．０５ｗｔ
％以下の場合には安定した独立気泡タイプのポリウレタ
ン樹脂発泡体を得ることが困難である。また、５ｗｔ％
以上の場合、該界面活性剤を添加することにより研磨パ
ッドの強度が低下し、研磨において平坦化特性が悪化す
る。 【００３４】上述のポリウレタン樹脂発泡体を構成する
ポリウレタン樹脂としては、イソシアネート末端ウレタ
ンプレポリマーと鎖延長剤としての有機ジアミン化合物
を発泡状態にて反応硬化させて得られる発泡重合体が、
平均気泡径が３０〜６０μｍの研磨に半導体ウエハの適
した微細な気泡を有し、研磨特性に優れた研磨パッドが
得られるので好ましい。 【００３５】かかるイソシアネート末端ウレタンプレポ
リマーは、ポリイソシアネートとポリウレタンの技術分
野において公知のポリオール化合物とをイソシアネート
基過剰にて反応させて得られる。 【００３６】ポリイソシアネートとしては、一例として
２，４−及び／または２，６−ジイソシアネートトルエ
ン、２，２´−、２，４´−及び／または４，４´−ジ
イソシアネートジフェニルメタン、１，５−ナフタレン
ジイソシアネート、ｐ−及びｍ−フェニレンジイソシア
ネート、ダイメリルジイソシアネート、キシリレンジイ
ソシアネート、ジフェニル−４，４´−ジイソシアネー
ト、１，３−及び１，４−テトラメチルキシリデンジイ
ソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、１,
６−ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレン
ジイソシアネート、シクロヘキサン−１, ３−及び１,
４−ジイソシアネート、１−イソシアネート−３−イソ
シアネートメチル−３, ５, ５−トリメチルシクロヘキ
サン（＝イソホロンジイソシアネート）、ビス−（４−
イソシアネートシクロヘキシル）メタン（＝水添ＭＤ
Ｉ）、２−及び４−イソシアネートシクロヘキシル−２
´−イソシアネートシクロヘキシルメタン、１，３−及
び１，４−ビス−（イソシアネートメチル）−シクロヘ
キサン、ビス−（４−イソシアネート−３−メチルシク
ロヘキシル）メタン、等が挙げられる。 【００３７】また、ポリオール化合物としては、例えば
ヒドロキシ末端ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ
エステルカーボネート、ポリエーテル、ポリエーテルカ
ーボネート、ポリエステルアミド等のポリウレタンの技
術分野において、ポリオール化合物として公知の化合物
が挙げられるが、これらのうち耐加水分解性の良好なポ
リエーテル及びポリカーボネートが好ましく、価格面と
溶融粘度面の観点からはポリエーテルが特に好ましい。 【００３８】ポリエーテルポリオールとしては、反応性
水素原子を有する出発化合物と、例えば酸化エチレン、
酸化プロピレン、酸化ブチレン、酸化スチレン、テトラ
ヒドロフラン、エピクロルヒドリンの様な酸化アルキレ
ンの少なくとも１種との反応生成物が挙げられる。反応
性水素原子を有する出発化合物としては、水、ビスフェ
ノールＡ並びにポリエステルポリオールを製造する際に
使用する以下に記載する二価アルコールが挙げられる。 【００３９】ヒドロキシ基を有するポリカーボネートポ
リオールとしては、例えば、１，３−プロパンジオー
ル、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオー
ル、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール及び／又はポリテトラメチレ
ングリコールの様なジオールとホスゲン、ジアリルカー
ボネート（例えばジフェニルカーボネート）もしくは環
式カーボネート（例えばプロピレンカーボネート）との
反応生成物が挙げられる。 【００４０】ポリエステルポリオールとしては、二価ア
ルコールと二塩基性カルボン酸との反応生成物が挙げら
れるが、耐加水分解性向上の為には、エステル結合間距
離が長い方が好ましく、いずれも長鎖成分の組み合わせ
が望ましい。 【００４１】ポリエステルポリオールを構成する二価ア
ルコールとしては、特に限定されるものでははないが、
例えばエチレングリコール、１，３−及び１，２−プロ
ピレングリコール、１，４−及び１，３−及び２，３−
ブチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、１，
８−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、シク
ロヘキサンジメタノール、１，４−ビス−（ヒドロキシ
メチル）−シクロヘキサン、２−メチル−１，３−プロ
パンジオール、３−メチル−１, ５−ペンタンジオー
ル、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオー
ル、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、
トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、
ジブチレングリコール等が挙げられる。 【００４２】ポリエステルポリオールを構成する二塩基
性カルボン酸としては、脂肪族、脂環族、芳香族及び／
又は複素環式の二塩基性カルボン酸が特に限定なく使用
可能であるが、生成する末端ＮＣＯプレポリマーを液状
又は低溶融粘度とする必要上から、脂肪族や脂環族の二
塩基性カルボン酸の使用が好ましく、芳香族系を適用す
る場合は脂肪族や脂環族のカルボン酸と併用することが
好ましい。 【００４３】上記の好適な二塩基性カルボン酸として
は、例えばコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼラ
イン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフ
タル酸、ナフタレンジカルボン酸、ｏ−シクロヘキサン
ジカルボン酸，ｍ−シクロヘキサンジカルボン酸，ｐ−
シクロヘキサンジカルボン酸、ダイマ−脂肪酸、オレイ
ン酸等が挙げられる。 【００４４】ポリエステルポリオールとしては、ε−カ
プロラクトンの様なラクトンの開環重合体、又はε−ヒ
ドロキシカプロン酸の様なヒドロキシカルボン酸の縮合
重合体であるポリエステルも使用することができる。 【００４５】上述のイソシアネート末端ウレタンプレポ
リマーにおいては、ポリオール化合物に加えて低分子ポ
リオ−ルを使用してもよい。低分子ポリオ−ルとして
は、前述のポリエステルポリオ−ルを製造するのに用い
られる二価アルコ−ルが挙げられるが、ジエチレングリ
コール、１, ３−ブチレングリコール、３−メチル−
１, ５−ペンタンジオール及び１, ６−ヘキサメチレン
グリコールのいずれか１種又はそれらの混合物を用いる
ことが好ましい。１, ６−ヘキサメチレングリコールよ
りも長鎖の二価アルコールを用いると、注型成形時の反
応性の点、最終的に得られるポリウレタン研磨材成形物
の硬度の点等において適切なものが得られる場合があ
る。 【００４６】イソシアネート成分は、注型成形時に必要
とされるポットライフに応じて適宜に選定すると共に、
生成する末端ＮＣＯプレポリマーを低溶融粘度とするこ
とが必要である為、単独又は２種以上の混合物で適用さ
れる。 【００４７】本発明においてイソシアネート末端プレポ
リマーの鎖延長剤として使用される有機ジアミン化合物
としては、公知の鎖延長剤は特に限定なく使用可能であ
るが、例えば、３, ３’−ジクロロ−４, ４’−ジアミ
ノジフェニルメタン、クロロアニリン変性ジクロロジア
ミノジフェニルメタン、１, ２−ビス（２−アミノフェ
ニルチオ）エタン、トリメチレングリコール−ジ−ｐ−
アミノベンゾエート、３, ５−ビス（メチルチオ）−
２, ６−トルエンジアミン，１，３−ジエチル−５−メ
チル−ジアミノベンゼン、１，３，５−トリエチル−
２，４−ジアミノベンゼン、１，５−ジエチル−３−メ
チル−２，４−ジアミノベンゼン、アミノ基のｏ−位置
がメチル基、エチル基等にて置換された４，４’−メチ
レンジアニリン等が挙げられる。 【００４８】上述のイソシアネート末端プレポリマーを
使用したポリウレタン樹脂発泡体の製造方法としては、
中空ビーズを添加させる方法、機械的発泡法により発泡
体とする方法などが挙げられるが、これらには限定され
ない。双方を併用してもよいが、ポリアルキルシロキサ
ンとポリエーテルの共重合体であって活性水素基を有し
ないシリコーン系界面活性剤を使用した機械的発泡法が
より好ましい。かかるシリコーン系界面活性剤として
は、ＳＨ−１９２（東レダウコーニングシリコン製）等
が好適な化合物として例示される。本発明の研磨パッド
の研磨層を構成する独立気泡タイプのポリウレタン樹脂
発泡体を製造する方法の例について、イソシアネート末
端プレポリマーを使用する方法を説明する。かかるポリ
ウレタン独立気泡発泡体の製造方法は、以下の工程を有
する。 （１）イソシアネート末端プレポリマーの気泡分散液を
作製する撹拌工程 イソシアネート末端プレポリマーにシリコーン系界面活
性剤を添加し、非反応性気体と撹拌し、非反応性気体を
微細気泡として分散させて気泡分散液とする。プレポリ
マーが常温で固体の場合には適宜の温度に予熱し、溶融
して使用する。 （２）硬化剤（鎖延長剤）混合工程 上記の気泡分散液に鎖延長剤を添加し、混合撹拌する。 （３）硬化工程 鎖延長剤を混合したイソシアネート末端プレポリマーを
所定の型に流し込んで加熱硬化させる。 【００４９】以上のようにして作製されたポリウレタン
発泡体は、所定のサイズに裁断して研磨層として使用す
る。 【００５０】微細気泡を形成するために使用される非反
応性気体としては、可燃性でないものが好ましく、具体
的には窒素、酸素、炭酸ガス、ヘリウムやアルゴン等の
希ガスやこれらの混合気体が例示され、乾燥して水分を
除去した空気の使用がコスト的にも最も好ましい。 【００５１】非反応性気体を微細気泡状にしてシリコー
ン系界面活性剤を含むイソシアネート末端プレポリマー
に分散させる撹拌装置としては、公知の撹拌装置は特に
限定なく使用可能であり、具体的には、ホモジナイザ
ー、ディゾルバー、２軸遊星型ミキサー（プラネタリー
ミキサー）等が例示される。撹拌装置の撹拌翼の形状も
特に限定されないが、ホイッパー型の撹拌翼の使用が微
細気泡が得られ、好ましい。 【００５２】なお、撹拌工程において気泡分散液を作成
する撹拌と、混合工程における鎖延長剤を添加して混合
する撹拌は、異なる撹拌装置を使用することも好ましい
態様である。特に混合工程における撹拌は気泡を形成す
る撹拌でなくてもよく、大きな気泡を巻き込まない撹拌
装置の使用が好ましい。このような撹拌装置としては、
遊星型ミキサーが好適である。撹拌工程と混合工程の撹
拌装置を同一の撹拌装置を使用しても支障はなく、必要
に応じて撹拌翼の回転速度を調整する等の撹拌条件の調
整を行って使用することも好適である。 【００５３】本発明のポリウレタン発泡体の製造方法に
おいては、気泡分散液を型に流し込んで流動しなくなる
まで反応した発泡体を、加熱、ポストキュアーすること
は、発泡体の物理的特性を向上する効果があり、極めて
好適である。金型に気泡分散液を流し込んで直ちに加熱
オーブン中に入れてポストキュアーを行う条件としても
よく、そのような条件下でも直ぐに反応成分に熱が伝達
されないので、気泡径が大きくなることはない。硬化反
応は、常圧で行うことが気泡形状が安定するために好ま
しい。 【００５４】本発明においては、第３級アミン系、有機
錫系等の公知のポリウレタン反応を促進する触媒を使用
してもかまわない。触媒の種類、添加量は、混合工程
後、所定形状の型に流し込む流動時間を考慮して選択す
る。 【００５５】本発明の研磨層を構成する独立気泡タイプ
のポリウレタン発泡体の製造は、容器に各成分を計量し
て投入し、撹拌するバッチ方式であっても、また撹拌装
置に各成分と非反応性気体を連続して供給して撹拌し、
気泡分散液を送り出して成形品を製造する連続生産方式
であってもよい。 【００５６】 【実施例】［評価］ （水に対する膨潤率）１．５ｃｍ×５．０ｃｍのクッシ
ョン層構成材料のサンプルを５０℃、２４ｈｒで乾燥を
行い、乾燥剤の入った容器内で放冷した後、サンプルの
重量を精密天秤にて測定した。次にこのサンプルを蒸留
水中に浸漬し、２０℃にて２４時間浸漬・放置した後、
サンプルを取り出し、表面の水分をふき取り、サンプル
の重量を精密天秤にて測定した。これらの重量の値を用
い、以下の式にて膨潤率を算出した。 【００５７】膨潤率（ｗｔ％）＝［（浸漬後の重量―浸
漬前の重量）／浸漬前の重量］×１００ 【００５８】（硬度）ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準じて、
厚み６ｍｍ以上のサンプルをショアＡ硬度計を用いて測
定を行った。 【００５９】（圧縮率、圧縮回復率）加工後のクッショ
ン層を直径３ｍｍの円筒状の圧子を利用し、ＳＩＩ社製
ＴＭＡにて２５℃にてＴ１〜Ｔ３を測定し、下記の式に
て求めた。 【００６０】圧縮率（％）＝［（Ｔ１―Ｔ２）／Ｔ１］
×１００ 圧縮回復率（％）＝［（Ｔ３―Ｔ２）／（Ｔ１−Ｔ
２）］×１００ Ｔ１：無負荷状態から３０ｋＰａ（３００ｇ／ｃｍ² ）
の応力の負荷を６０秒保持したときのシートの厚み Ｔ２：Ｔ１の状態から１８０ｋＰａの応力の負荷を６０
秒保持したときのシートの厚み Ｔ３：Ｔ２の状態から荷重を除き６０秒放置後、再び、
３０ｋＰａの応力の負荷を６０秒保持したときのシート
の厚み である。 【００６１】（研磨特性の評価）研磨装置としてＳＰＰ
６００Ｓ（岡本工作機械社製）を用い、作製した研磨パ
ッドを用いて、研磨特性の評価を行った。研磨レート
は、８インチのシリコンウエハーに熱酸化膜を１μｍ製
膜したものを、約０．５μｍ研磨して、このときの時間
から算出した。酸化膜の膜厚測定には、干渉式膜厚測定
装置（大塚電子社製）を用いた。均一性は、上記で研磨
したウエハーの研磨面１４カ所についてＲｍａｘ、Ｒｍ
ｉｎを触針計を用いて測定し、計算式 均一性（％）＝１００×（Ｒｍａｘ―Ｒｍｉｎ）／（Ｒ
ｍａｘ＋Ｒｍｉｎ） により求めた。研磨条件としては、スラリーとして、シ
リカスラリーＳＳ１２（キャボット社製）を研磨中に流
量１５０ｍｌ／ｍｉｎにて添加した。研磨条件は、研磨
荷重が３５０ｇ／ｃｍ² 、研磨定盤回転数が３５ｒｐ
ｍ、ウエハー回転数が３０ｒｐｍである。均一性は、数
値が大きいほど優れた研磨パッドであるといえる。 【００６２】研磨レートの安定性の評価は、上記と同様
の研磨条件にて、８インチのシリコンウエハーに熱酸化
膜を１μｍ製膜したものを数枚用い、５分間研磨し、そ
の後、新しいシリコンウエハーを用いて、約０．５μｍ
研磨して、このときの時間から研磨レートを算出するこ
とにより行った。研磨レートは、数値が大きいほど性能
が優れた研磨パッドであるといえる。 【００６３】［研磨層の作製］容器にポリエーテル系ウ
レタンプレポリマー アジプレンＬ−３２５（ユニロー
ヤル社製）を３０００重量部と、シリコーン系界面活性
剤ＳＨ１９２（ジメチルポリシロキサン・ポリオキシア
ルキル共重合体、東レダウコーニングシリコーン（株）
社製）を１２０重量部を入れ、撹拌機にて約９００ｒｐ
ｍで撹拌し発泡溶液を作り、その後、撹拌機を交換し、
加熱溶融した硬化剤（４，４’−メチレンービス〔２−
クロロアニリン〕）を７７０重量部を撹拌しながら投入
する。約１分間撹拌した後、パン型のオープンモールド
へ混合液を入れ、オーブンにて１１０℃にて６時間ポス
トキュアを行い、発泡ポリウレタンブロックを製作し
た。次にこの発泡ポリウレタンブロックを、約５０℃に
加熱しながらスライサーＶＧＷ―１２５（アミテック社
製）にて、厚さ１．２７ｍｍにスライスし、表面のバフ
処理を行い、研磨層構成シートを得た。 【００６４】［研磨パッドの作製］ （実施例１）上記にて作製した研磨層（表面形状：パー
フォレート）を用い、研磨面と反対の面に両面テープ
（積水化学工業社製 ダブルタックテープ）を貼り、ク
ッション層として、表面をバフがけ及びコロナ放電処理
をしたポリエチレンフォーム（東レ社製 トーレペフ）
（厚み１．２７ｍｍ）を貼り合わせ、クッション層の貼
り合わせた面と反対の面にダブルタックテープを貼り合
わせて研磨パッドを作製した。 【００６５】（実施例２）クッション層として、ポリマ
ーとしてスチレン−ブタジエン共重合体（ＪＳＲ製、Ｓ
ＢＲ１５０７）を８４重量部、モノマーとしてラウリル
メタクリレートを１０重量部、光開始剤としてベンジル
ジメチルケタール１重量部、可塑剤として液状イソプレ
ンを５重量部配合し、2 軸押出機にて溶融混合した後、
Ｔダイにより押し出した。シートは厚さ１００μｍのＰ
ＥＴフィルムに挟み込みロールでクッション層の厚さが
１．２７ｍｍになるようにプレスし、未硬化のクッショ
ン層構成シートを成型した。 【００６６】この未硬化のクッション層構成シートのＰ
ＥＴフィルムを剥がし、このシートの片面にサンプル１
と同様の研磨層を載せ、反対面より紫外線により光硬化
することにより貼り合わせた。クッション層の貼り合わ
せた面と反対の面にサンプル１と同様の両面テープを貼
り合わせ研磨パッドを作製した。 【００６７】（実施例３）クッション層として、天然ゴ
ムの発泡体（クレハ スーパーソフト）を用いた以外
は、サンプル１と同様に研磨パッドを作製した。 【００６８】（実施例４）クッション層として、発泡倍
率１５倍のポリウレタンフォームを用いた以外は、サン
プル１と同様に研磨パッドを作製した。 【００６９】（比較例１）クッション層として、３．５
デニールのポリエステル繊維を用いた目付量２００ｇ／
ｍ² の不織布に、水分散ポリウレタンエマルジョンを３
０ｗｔ％含浸させ、乾燥したものを用いた以外はサンプ
ル１と同様に研磨パッドを作製した。 【００７０】 【表１】 表１の結果から、水に対する膨潤率が４０％以下である
クッション層を有する本発明の研磨パッドは、研磨レー
ト、５分後の研磨レート、均一性のいずれにおいても優
れており、研磨レートも安定しているが、水に対する膨
潤率が４０％を超える比較例の研磨パッドは、研磨レー
トにおいて満足できるものではなく、研磨レートの安定
性に劣るものであった。 【００７１】 【発明の効果】本発明の研磨パッドは、水に対する膨潤
率が４０％以下のクッション層を用いることにより、経
時的な研磨レートの変化が少なく、生産性の高い研磨パ
ッドである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 哲生 滋賀県大津市堅田二丁目１番１号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 (72)発明者 山田 孝敏 滋賀県大津市堅田二丁目１番１号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 (72)発明者 数野 淳 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 (72)発明者 小川 一幸 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA09 CB03 CB10 DA17

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項1 】 少なくとも研磨層とクッション層とを有
   し、前記クッション層は、水に対する膨潤率が４０％以
   下であることを特徴とする研磨パッド。 【請求項２】 前記クッション層が、独立気泡タイプの
   樹脂発泡体である請求項１に記載の研磨パッド。 【請求項３】 前記クッション層が、非発泡樹脂である
   請求項１に記載の研磨パッド。 【請求項４】 半導体ウエハー又は精密機器用ガラス基
   板を研磨するものである請求項１〜３のいずれかに記載
   の研磨パッド。