JP2004281995A

JP2004281995A - Abrasive pad

Info

Publication number: JP2004281995A
Application number: JP2003156027A
Authority: JP
Inventors: Katsunari Matsumoto; 克成松本; Tatsuya Kiyomiya; 達也清宮
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-10-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abrasive pad in which planarity and uniformity are well balanced in comparison with a conventional abrasive pad in the abrasive pad for flattening a semiconductor wafer that is a raw material of a semiconductor substrate. <P>SOLUTION: A drawing tape resulting from slitting a film composed of a polyolefin whose limiting viscosity [η] is 5dl/g or more, and drawing the film longer than a double at least in the longitudinal direction is loosened at a temperature of ≤80°C in a loosening ratio of 1.0-3.0, so that a split yarn is obtained. A roll of nonwoven fabric composed of the polyolefin is manufactured with the split yarn as a material, particularly preferably, coating having excellent in adhesiveness with various kinds of materials is formed on the surface of fibers forming the roll of nonwoven fabric and further, it is preferable that the coating is impregnated with a polyurethane resin, so that the abrasive pad is obtained. Thus, the abrasive pad in which planarity and uniformity are well balanced, can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の所属する技術分野】本発明は、超高分子量ポリオレフィンからなる不織布を用いた研磨パッドに関するものであり、特に半導体ウェハの平坦化や配線形成に用いる研磨パッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体メモリに代表される大規模集積回路（ＬＳＩ）は、年々集積化が進んでおり、それに伴い大規模集積回路の製造技術も高密度化が進んでいる。さらに、この高密度化に伴い半導体デバイス製造の積層数も増加している。その積層数の増加により、従来は問題とならなかった積層にすることによって生ずる半導体ウェハ主面の凹凸が問題となっている。該凹凸に起因する露光時の焦点深度不足を補う目的で、あるいは、スルーホール部の平坦化による配線密度を向上させる目的で、化学的機械研磨すなわちＣＭＰ（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ）技術を用いた半導体ウェハの平坦化が検討されている。
【０００３】
一般にＣＭＰ装置は、被処理物である半導体ウェハを保持する研磨ヘッド、被処理物の研磨処理を行うための研磨パッド、前記研磨パッドを保持する研磨定盤から構成されている。そして半導体ウェハの研磨処理は研磨剤と薬液からなるスラリーを用いて、半導体ウェハと研磨パッドを相対運動させることにより、半導体ウェハ表面層の凹凸が除去されて基板表面の層を滑らかにする（プラナリティーの向上）ものである。更に、上記半導体ウエハが有する水平方向の均一性、厚みの均一性（ユニフォーミティー）を向上でき、さらに単位時間当たりの研磨量で示される研磨速度が高く、安定な研磨速度が得られ、研磨により半導体基板表面にスクラッチ等の傷を発生させないことが出来れば理想的である。
【０００４】
剛性が高く広い水平領域で変形の少ない硬い研磨パッドは、半導体ウエハの凹凸形状に関係なく優れた研磨性を示すため、プラナリティーに関しては非常に良く仕上がる反面、パッドの柔軟性に乏しく、ユニフォーミティーについては劣る傾向にある。一方、柔軟な研磨パッドは、基材である不織布中の繊維交絡中に含浸された種々の樹脂が繊維同士のバインダとして働くとともに、その樹脂層自体が連続発泡構造を有する不織布タイプのものが一般的である。上記の柔軟な研磨パッドは、比較的滑らかな形状の凹凸に対する研磨が起こり難いため、得られる半導体ウエハのプラナリティーは不十分である場合が多いが、研磨パッドの面に対する追従性が良いので、ウェハ全体でのユニフォーミティーは向上するのが一般的特性である。上記の硬い研磨パッドや柔軟な研磨パッドは、特開平７−３２６５９７号公報（特許文献１）等に開示されている。
【０００５】
上記の理由から、ＣＭＰ技術等の平坦化においては、プラナリティーとユニフォーミティーとを両立させるため、研磨パッドの特性としては、半導体ウェハを研磨するための硬質層である研磨層と半導体ウェハのうねりに対する追従性の良い軟質層であるクッション層の特性を兼ね備えたものが理想的であり、硬質層と軟質層の二層を積層した複合体の形態をした研磨パッドが、特開平１１−２３５６５６号公報（特許文献２）等で報告されている。
【０００６】
また研磨パッドには、研磨の際に発生する加工屑や反応生成物の排出部を設けることが求められている。この性能を満足する形態として、前述の連続発泡体形状を有する研磨パッドが用いられている。上記の連続発泡体の研磨パッドは、基材である不織布中の繊維交絡中に含浸された種々の樹脂が繊維同士のバインダとして働くとともに、その樹脂層自体が連続発泡構造を有する。他の例として、連続発泡形状でなくともパッド表面に微細孔あるいは格子溝を有した構造を有する研磨パッドもあり、例えば特許文献１に記載されている。
【０００７】
しかし、このような従来の研磨パッドは、プラナリティーとユニフォーミティーとのバランスにおいて満足できるものではなかった。更にウェハヘッド部のウェハの保持方法の改善によっても、この研磨パッドでは段差解消を行うためには、研磨量を多く取らなければならないために段差解消度が低いばかりでなく、ディッシングにより段差を完全にゼロにすることは困難であった。
【０００８】
一方、半導体ウェハの大型化、一度に研磨する半導体ウェハの数を多くするために、研磨パッドは、大型になってきており、直径２０インチ（約５０ｃｍ）以上のものから、直径７０ｃｍ以上、時には直径９０ｃｍ以上のもの、場合によっては、１２０ｃｍ以上のものが要求されてきている。大型のパッドにおいては、研磨時の半導体ウェハと研磨パッド間の相対速度も大きくなり、厚みの精度による問題が非常に大きくなる。また、研磨方法としては、速い研磨速度でＴＴＶ（ＴｏｔａｌＴｈｉｃｋｎｅｓｓＶａｒｉａｔｉｏｎ）などの形状精度を得ることを目的とした、研削を主体とした一次研磨、次いで研削速度を遅くして、表面ヘイズ等を除去した高品質のウェハ表面を得ることを目的とした、エッチングを主体とした二次研磨、場合によっては、更に、高品質を得るために三次、四次研磨を実施することもあり、効率の良い研磨工程による消耗品コスト、ウェハコスト等の低減が望まれている等、研磨パッドに要求される性能は高まる一方である。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−３２６５９７号公報
【特許文献２】特開平１１−２３５６５６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、基材、特に半導体基板上の半導体デバイス表面を平坦化するための研磨パッドにおいて、プラナリティーとユニフォーミティーのバランスを向上させ、さらに研磨性能を長期間維持できる研磨パッドを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、かかる状況に鑑み、プラナリティーとユニフォーミティーとを更に高いレベルで両立させた研磨パッドを得るべく、種々検討した結果、超高分子量ポリオレフィンからなる不織布を用いた研磨パッドが、これらの問題を解決し、さらに長期間の研磨性能を維持できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、
（１）少なくとも
（Ａ）極限粘度［η］が５ｄｌ／ｇ以上のポリオレフィンからなる不織布と
（Ｂ）樹脂とが混在した構成を有することを特徴とする研磨パッドであり、
（２）（Ｃ）ポリオレフィン系エラストマー（Ｃ１）と、
酸変性ポリオレフィン（Ｃ２）および／または高級脂肪酸塩（Ｃ３）
とからなる組成物を含む請求項１記載の研磨パッドであり、
（３）連続発泡構造を持つことを特徴とする研磨パッドであり、
（４）微細孔を有する樹脂（Ｂ）からなる層と、
少なくとも極限粘度［η］が５ｄｌ／ｇ以上のポリオレフィンからなる不織布（Ａ）と樹脂（Ｂ）とが混在した構成を有する層
とからなることを特徴とする研磨パッドであり、
（５）少なくとも極限粘度［η］が５ｄｌ／ｇ以上のポリオレフィンからなる不織布（Ａ）と樹脂（Ｂ）とが混在した構成を有する層が
（Ｃ）ポリオレフィン系エラストマー（Ｃ１）と、
酸変性ポリオレフィン（Ｃ２）および／または高級脂肪酸塩（Ｃ３）
とからなる組成物
を含むことを特徴とする研磨パッド
である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の超高分子量ポリオレフィンの不織布（Ａ）と樹脂（Ｂ）とが混在した構成からなる研磨パッドは、例えば、極限粘度［η］が５ｄｌ／ｇ以上の超高分子量ポリオレフィンの延伸フィルムを、解繊してスプリットヤーンとした後、ウェブに成形し接合後、ポリウレタン樹脂を含浸することにより得ることが出来る。また、ポリオレフィン系エラストマー（Ｃ１）と、酸変性ポリオレフィン（Ｃ２）および／または高級脂肪酸塩（Ｃ３）とからなる組成物を含んでいても良い。以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
（超高分子量ポリオレフィン）
本発明では、共重合のことを重合と言うことがあり、共重合体のことを重合体ということがある。また、［η］が５ｄｌ／ｇ以上のポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレンを、それぞれ超高分子量ポリオレフィン、超高分子量ポリエチレン、超高分子量ポリプロピレンということがある。
【００１５】
本発明に用いる超高分子量ポリオレフィンは、デカリン溶媒中、１３５℃で測定した極限粘度［η］が５ｄｌ／ｇ以上、好適には８〜２５ｄｌ／ｇで且つＡＳＴＭＤ１２３８、Ｆ規格で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）が０．０１ｇ／１０分以下のポリオレフィンである。具体的には、エチレンの単独重合体、エチレンと少量α−オレフィン、例えばプロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン等とを共重合体して得られるエチレンを主体とした結晶性の共重合体、プロピレンの単独重合体、プロピレンと上記αオレフィンとの結晶性共重合体等の他、ブテン、スチレンの重合体などの結晶性を有するオレフィン重合体である。これらの中で、エチレンの単独重合体およびエチレンを主体とした結晶性の共重合体が、経済性や安定性などの面から好適に用いられる
上記のような超高分子量ポリオレフィンには、必要に応じて各種の安定剤を配合してもよい。この安定剤としては、例えば、テトラキス〔メチレン（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ）ヒドロシンナメート〕メタン、ジステアリルチオジプロピオネート等の耐熱安定剤、あるいはビス（２，２′，６，６′−テトラメチル−４−ピペリジン）セバケート、２−（２−ヒドロキシ−ｔ−ブチル−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾル等の耐候安定剤などが挙げられる。又、着色剤として無機系、有機系のドライカラーを添加してもよい。（延伸フィルム、延伸テープ）
本発明に用いる延伸テープは前記超高分子量ポリオレフィンをフィルムに成形した後延伸することによって得られる。
【００１６】
延伸に用いるフィルムの製法に特に制限はないが、好ましい製造方法として、インフレーションフィルム成形法を挙げることが出来る。代表例として超高分子量ポリエチレンを用いた成形について詳細に説明する。この方法では、まず極限粘度［η］が５ｄｌ／ｇ以上の超高分子量ポリエチレンをスクリュー押出機、好ましくは、溝付シリンダー（バレル）を具備するスクリュー押出機で溶融し、次いでマンドレルが押出機の第一スクリューと独立して回転する少なくともＬ／Ｄが５の第二スクリューを持つスクリューダイから前記溶融状態の超高分子量ポリエチレンを押し出した後、この押し出しにより形成された溶融状態のチューブ状フィルムの内部に気体を吹き込んで膨比１．１〜２０倍、好ましくは１．５〜１５倍に膨張させる方法である。この際、得られるフィルムは樹脂の融点より５℃程度低い温度で横方向に１０％以上熱収縮するフィルムであることが好ましい。
【００１７】
超高分子量ポリエチレンの溶融物は、汎用のポリエチレンの溶融物に比べると極めて粘度が高く、ゴム状の粘性体であるため、Ｌ／Ｄが５未満のスクリューダイではダイより押出される前に完全に均一融合された溶融物とならないため、ダイから押出されたチューブ状フィルムの内部に気体を吹き込んだ際にチューブが均一に膨らまなかったり、破れたりして良好なフィルムが得られない。第二スクリューを持つスクリューダイのマンドレルは、押出機の第一スクリューと独立して回転させることが好ましく、その回転数は必ずしも押出機の第一スクリューの回転数と同じである必要はない。
【００１８】
チューブ状フィルムの内部に吹き込む気体に特に制限はない。通常は扱い易さや経済性を考慮して空気や窒素が好ましく用いられる。樹脂の融点より５℃程度低い温度での横方向の熱収縮率が１０％未満のフィルムは、縦裂強度が低く１５０ｇ／ｍｍに満たないおそれがある。
【００１９】
延伸に用いるフィルムの他の製造方法としては、圧縮成形法によって得られる丸棒の外皮部から連続的に刃物で削り出す方法やＴダイフィルム成形法も例示できる。これらの中でも、フィルムの長さを調節する自由度や、生産性（例えば、工程数や設備の簡便性等）の観点から、本発明におけるフィルムの製造方法はインフレーションフィルム成形法が好ましい。
【００２０】
本発明においては、上記のフィルムを延伸した後テープ状にスリットする方法や、上記フィルムをテープ状にスリットした後延伸する方法で延伸テープを得ることが、後述する解繊処理を行う上で好ましい。
【００２１】
スリットは、繰り出しロールを用いてフィルムを繰り出し、通常のフェザー刃のようなものを用いてテープ状にスリットする。このテープ状にスリットしたものを、加熱板と温風循環式システムを兼ね備えた加熱型の延伸槽内にて延伸する。
【００２２】
上記のフィルムやテープを延伸する方法は公知の方法を採用することが出来る。好ましい具体例としては、上記のテープ状にスリットしたテープを、加熱板と温風循環式システムを兼ね備えた加熱型の延伸槽内にて延伸する方法を例示することが出来る。延伸を行う際の温度は、用いるポリオレフィンの種類によって異なるが、例えば、ポリエチレンの場合、１００〜１５０℃の温度で行うことが好ましい。延伸倍率は少なくとも縦方向に２倍以上、好ましくは４〜１０倍に延伸することにより得られる。延伸倍率が２倍未満ではスプリットヤーンの引張強度が不足するおそれがある。
【００２３】
前述のスプリットヤーンは、上記の延伸テープを解繊して得られるものであり、その引張強度が７ｇ／デニール以上、好ましくは１０ｇ／デニール以上の通常３０〜２００００デニール、好ましくは１００〜５０００デニールである。引張強度が低いと不織布（Ａ）とした時に、引張強度が発現しないことがある。
【００２４】
解繊は、公知の方法、例えばポーキュパインカッターあるいはスパイラルカッター等を用いて行われる。解繊条件としては、例えばポリエチレンの場合、８０℃以下の温度で、解繊比（ロール周速／テープ速度）０．５〜４．０、好ましくは１．０〜３．０の条件で行うことが好ましい。また超高分子量ポリプロピレンの延伸テープを用いる場合は、その強度が高いため、ポーキュパインカッターでの解繊処理が好ましい。ポーキュパイン針は幅方向に０．５〜２ｍｍ、流れ方向に１〜１０ｍｍの間隔で、流れ方向に千鳥状又螺子状に植針するのが好ましい。又、針先長は１〜１０ｍｍが好適である。
【００２５】
解繊を８０℃を越えた温度条件で行う場合、解繊しにくくなり、未解繊、又は、不均一な解繊となる可能性がある。又、解繊比が前記数値よりも小さい場合には、繊維が荒くなり、大きい場合には網目が細かく、且つ羽毛状になりやすく強度が低下し易い。
【００２６】
本発明のスプリットヤーンは、５〜２００ｍｍ長、好ましくは、３０〜１５０ｍｍ長の短繊維であることが好ましい。上記の解繊操作で得られたスプリットヤーンが上記の範囲外の場合等には、これを切断して長さを調節することもできる。また、開綿機で十分ほぐしたものが不織布製造のための材料として好ましい。
【００２７】
（不織布（Ａ））
本発明の不織布（Ａ）は、上記の延伸テープあるいはスプリットヤーンを材料として製造することが好ましいが、これらの他の樹脂材料からなる繊維を加えてもよい。本発明の研磨パッドの製造方法は、一般の研磨パッドの製造方法を採用することができる。より詳しくは、不織布原反を製造する工程と、原反に砥粒を固着せしめる工程及び種々の機械加工を施す工程とに分けられる。不織布原反を製造する方法としては、熱でスポット溶接する熱接着型、接着剤で材料を結合した接着剤型、材料同士を機械的に絡ませて結合した機械結合型、材料を静電気や空気流で移動捕集面に集積して結合した紡糸型等がある。
【００２８】
熱接着型としては、熱エンボスで固める方法（サーマルボンド法）がある。接着剤型の不織布（Ａ）は、浸漬法、プリント法、スプレイ法、粉末法、溶融繊維法、などで製造される。基本的には、延伸テープあるいはスプリットヤーンでウェブを形成し、このウェブを複数枚積層して接着する。浸漬法では、ウェブを浸漬槽内の接着剤に浸漬してから乾燥、ベーキングして不織布（Ａ）を製造する。プリント法では、ニップコーター、リバースコーターなどでウェブに接着剤を部分的に添加してウェブ同士を接着する。スプレイ法ではウェブに接着剤をノズルから散布してウェブ同士を接着する。粉末法は粉末接着剤をウェブに散布し、ベーキングで溶融してウェブ同士を接着する。溶融繊維法は低融点の熱可塑性樹脂繊維をウェブに混合して、この繊維を溶融して接着する。機械結合型の方法としては、ニードルパンチ法、ステッチボンド法を挙げることができる。ニードルパンチ法は先端部分に倒鈎（ｂａｒｂ）を持つ針でウェブをパンチングするもので、倒鈎（ｂａｒｂ）によりウェブの構成繊維同士が機械的に絡み合う。ステッチボンド法では、糸を用いて例えばミシンの鎖縫いを応用してウェブ同士を結合する。また、紡糸型の方法を利用して、解繊したスプリットヤーンを移動捕集面で受けて集積し、結合する方法が挙げられる。
【００２９】
さらに、上記の乾式製造法に加えて湿式製造法も採用することができる。これは、抄紙方法を利用したもので、材料を液中に分散し、この分散液にバインダーを加えて、丸網式抄紙機や長網式抄紙機などで抄紙して製造される。製造工程中において、必要に応じ、繊維の分散液に無機物質や有機溶剤によって繊維を膨潤溶解したり、分散液中にエマルション接着剤を入れたり、分散させた主繊維に接着用の熱可塑性樹脂繊維を混合したりすることが行われる。エマルション接着剤としては、引張強度、引裂強度を充分に与えるために、繊維交点に有効に働き接着力が発揮できる繊維間結合剤には、カルボキシル変性ＳＢＲ、カルボキシル変性ＮＢＲ等の反応型のゴムラテックスや、反応型または自己架橋型のアクリル酸エステルエマルションが単独かメラミン樹脂等の硬化剤を併用して使用される。また、抄紙後に得た不織布（Ａ）をカレンダ装置でヒートセットすることも行われる。
【００３０】
本発明の不織布（Ａ）の製造には、これらの方法の中では熱エンボスで固める方法（サーマルボンド法）、ニードルパンチ法が好ましい。
【００３１】
これらの不織布（Ａ）は電子線などを照射したり、ラジカル開始剤の存在下に加熱するなどの公知の方法で、不織布を構成する超高分子量ポリオレフィンを架橋させることもできる。架橋を行うことで本発明の研磨パッドの摺動性、耐衝撃性などをより一層向上させることが出来ることがある。
【００３２】
本発明の研磨パッドに用いられる不織布（Ａ）の目付に特に制限はないが、好ましくは１００ｇ／ｍ^２〜４００ｇ／ｍ^２であり、特に好ましくは２００ｇ／ｍ^２〜３００ｇ／ｍ^２である。
【００３３】
（樹脂（Ｂ）および研磨パッド）
本発明の第１の研磨パッドは、少なくとも
極限粘度［η］が５ｄｌ／ｇ以上のポリオレフィンからなる不織布（Ａ）と
樹脂（Ｂ）とが混在した構成を有する。
【００３４】
本発明の第１の研磨パッドに用いられる樹脂（Ｂ）としては、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の硬化前に液状である熱硬化性樹脂や、有機溶剤に溶解性のアクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＳＥＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができるが、ポリウレタン樹脂が硬度や摩擦抵抗、破断伸び等の特性の調製が容易であることから好ましく用いられる。これらの樹脂（Ｂ）は、樹脂単独でも研磨性を有するが、必要により天然の研磨粒子として、ダイヤモンド、コランダム、エメリー、ガーネット、ケイ石（フリント）、トリポリ、珪藻土、浮石粉、ドロマイト（焼成品）などの微粒子や、人工の研磨粒子として人造ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素、アルミナ質研削材、アルミナジルコニア研削材、アルミナ、酸化鉄、酸化クロム、酸化セリウムなどの微粒子を配合してもよい。また、これらの樹脂（Ｂ）は、発泡剤や中空球によって気泡を形成したものであってもよい。その他、必要に応じ、各種の充填剤、添加剤を配合してもよい。
【００３５】
本発明の第１の研磨パッドの製造方法として好ましくは、上記不織布（Ａ）と上記の樹脂（Ｂ）とを不織布（Ａ）が融解しない温度で混練、成型する方法や、溶液、溶融状態を含む流動性の樹脂（Ｂ）を不織布（Ａ）が融解しない温度で不織布（Ａ）に含浸、硬化させる方法、不織布（Ａ）と樹脂（Ｂ）の原料であるモノマーを含浸させた後、重合、硬化させる方法等を挙げる事が出来る。特に不織布（Ａ）に流動性の樹脂（Ｂ）を含浸、硬化させる方法が好ましい。この際に発泡を同時に行うこともできる。また、更に熱処理を行っても良い。上記の樹脂（Ｂ）の重合、硬化や発泡等は、公知の方法で行うことが出来る。また、得られた研磨パッドは、所定の形状にスライスして用いても良く、また、所望の形状に機械加工することが出来るので、用途に応じて種々の形状、例えばシート形状、ディスク形状、ロール形状、ホイール形状、ベルト形状、等の形状の物を得ることが出来る。
【００３６】
本発明においては、上記の不織布（Ａ）と樹脂（Ｂ）とは、不織布（Ａ）１００質量部に対して樹脂（Ｂ）が好ましくは２０〜１５０質量部用いられる。特に好ましくは３０〜１２０質量部である。不織布（Ａ）１００質量部に対し樹脂（Ｂ）が２０質量部未満では、パッドが柔軟になり過ぎプラナリティーが不足することがある。一方、不織布（Ａ）１００質量部に対し、樹脂（Ｂ）が１５０質量部を超えると、パッドが硬くなり過ぎ、ユニフォーミティーが不足することがある。本発明の上記研磨パッドの表面硬度は、アスカーＣ硬度で８０〜９８であり、好ましくは８５〜９５である。
【００３７】
本発明の第１の研磨パッドは、連続発泡構造を有していることが好ましい。連続発泡構造を有すると、例えばＣＭＰ研磨を行う際に薬液や研磨材を含浸する事が出来るので、高い研磨効果を示す。また、研磨屑の排出効率も高い。
【００３８】
本発明の第２の研磨パッドは、微細孔を有する樹脂（Ｄ）からなる層と、
少なくとも極限粘度［η］が５ｄｌ／ｇ以上のポリオレフィンからなる不織布（Ａ）と樹脂（Ｂ）とが混在した構成を有する層とからなることを特徴とする研磨パッドである。
【００３９】
上記第２の研磨パッドの微細孔の樹脂（Ｄ）からなる層は、第１の研磨パッドで用いた樹脂（Ｂ）の発泡体であることが好ましく、表面硬度が、アスカーＣ硬度で８５〜９８の硬質タイプのものであることが好ましい。また、研磨剤を保持するための孔と、研磨屑等を排出するための必要最小限の溝を形成することが好ましい。
樹脂（Ｄ）として具体的には、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等があり、特に樹脂の主成分がポリウレタン樹脂であるものが好ましく使用できる。
ポリウレタン樹脂としては、末端にＭＤＩ（４，４‘−ジフェニルメタンジイソシアネート）あるいはＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）を持つウレタンプレポリマー単体、あるいは研磨用パッドの硬度などを調整するためにメラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂をブレンドしたものが挙げられる。該ポリウレタン樹脂は３，３’−ジクロロ−４，４‘−ジアミノジフェニルメタン等の２官能性有機アミン硬化剤、さらに必要であれば、アジピン酸等のジカルボン酸を主体とした促進剤を含有し得る。
【００４０】
上記の不織布（Ａ）と樹脂（Ｂ）とからなる層として好ましくは、上記の第１の研磨パッドと同様の構造を有するものが好ましい。特に樹脂（Ｂ）は、硬度がアスカーＣ硬度で７５〜９５、好ましくは８０〜９５の軟質タイプの物が好ましく用いられる。上記の２層は直接接合されている構造でも良いが、好ましくは中間層を介したスウェードタイプのものが用いられる。
【００４１】
上記スウェードタイプの研磨パッドは、中間層として、特に制限はないが、ポリエステル、ポリイミド等のプラスチックフィルムをはじめ、金属製薄膜等を用いることができる。
【００４２】
通常、本発明の研磨パッドの上記硬質層となる発泡ポリウレタンは、所定の容器にウレタン樹脂と発泡剤とを混合しながら射出し成形する。更に、熱処理を加えて硬化させ、その後、所望の厚さにスライス加工を行なう。硬質層の孔の加工は、パンチングにより行うため、一般的に、加工された孔は、貫通している。次に、中間層としてポリエステルフィルム等をベースにした両面テープを貼付する。更に、上記硬質層と反対の面には、上記軟質層を貼付する。硬質層と軟質層との間に、両面テープとしてポリエステルフィルムの様なものを用いると、水分などが軟質層に浸透しない効果が生じる。軟質層は、吸水すると機械的性質が損なわれることがあるため、このポリエステルフィルムの様な断水効果のある層を用いることが好ましい。
【００４３】
上記硬質層、及び、上記軟質層は、必要に応じて要望する厚みにスライスしてもよく、また、所望の形状に機械加工することが出来る。この為、本発明の第２の研磨パッドは、用途に応じて種々の形状、例えばシート形状、ディスク形状、ロール形状、ホイール形状、ベルト形状、等の形状の物を得ることが出来る。
【００４４】
本発明の研磨パッドの軟質層に使用される不織布（Ａ）は、その使用目的に応じて、超高分子量ポリオレフィンの種類や［η］、不織布厚み、目付、等を調整することができる。
【００４５】
（組成物（Ｃ））
本発明の研磨パッドには、ポリオレフィン系エラストマー（Ｃ１）と、酸変性ポリオレフィン（Ｃ２）および／または高級脂肪酸塩（Ｃ３）とからなる組成物（Ｃ）が含まれていても良い。上記の不織布（Ａ）は、ポリオレフィンからなるので、用途によっては接着性が不足することがある。本発明においては、上記の組成物（Ｃ）が含まれる研磨パッドとすることで、驚くべきことに不織布（Ａ）の優れた性質を維持したまま、高い接着性、密着性を付与することが出来る。
【００４６】
本発明におけるポリオレフィン系エラストマー（Ｃ１）は、低結晶性ないし非晶性のオレフィン系共重合体であり、所望によりジエンを含有していてもよい。Ｘ線回折法により測定される結晶化度は、５０％以下、特に３０％以下が好ましい。
【００４７】
該共重合体を構成するオレフィンとしては、エチレンのほかプロピレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１等のα−オレフィンをあげることができる。これらは単独でも、複数組み合わせて使用しても良い。
【００４８】
ジエンとしては、イソプレン、ブタジエン、ジシクロペンタジエン、ペンタジエン−１，４、２−メチル−ペンタジエン−１，４、ヘキサジエン−１，４、ジビニルベンゼン、メチリデンノルボルネン、エチリデンノルボルネン等があり、これらは単独でも、複数組み合わせて使用しても良い。
【００４９】
ポリオレフィン系エラストマー（Ｃ１）として具体的には、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブテン−１共重合体、プロピレン・ブテン−１共重合体、エチレン・プロピレン・ヘキサジエン−１，４共重合体、エチレン・プロピレン・ジシクロペンタジエン共重合体、エチレン・プロピレン・５−エチリデン−２−ノルボルネン共重合体、エチレン・プロピレン・５−ビニル−２−ノルボルネン共重合体、エチレン・ブテン−１・５−エチリデン−２−ノルボルネン共重合体、エチレン・ブテン−１・ジシクロペンタジエン共重合体、エチレン・ジシクロペンタジエン共重合体、エチレン・ブタジエン共重合体などを例示できる。
【００５０】
ポリオレフィン系エラストマー（Ｃ１）の極限粘度［η］（１３５℃デカリン溶液における極限粘度）は、０．５〜２．０ｄｌ／ｇが好ましく、より好ましくは０．７〜１．５ｄｌ／ｇである。
【００５１】
酸変性ポリオレフィン（Ｃ２）および／または高級脂肪酸塩（Ｃ３）は公知の物を用いることが出来る。酸変性ポリオレフィン（Ｃ２）は、酸変性ポリオレフィン（Ｃ２）の塩であっても良く、好ましくは、ポリオレフィンの重合体鎖に結合したカルボン酸もしくはその塩の基を、樹脂１グラム当たり、−ＣＯＯ−基として０．０５〜５ミリモル、好ましくは０．１〜４ミリモル含むポリオレフィン系樹脂である。
【００５２】
酸変性ポリオレフィン（Ｃ２）の好ましい製造方法としては、例えば前記したようなα−オレフィンなどからなるポリオレフィンに、中和されているか中和されていないカルボン酸基を有する単量体、および／またはケン化されているかケン化されていないカルボン酸エステル基を有する単量体を、グラフト共重合することにより得ることができる。場合によっては、グラフト共重合する方法が挙げられる。更に塩基性物質により中和反応またはケン化反応を行うことも出来る。この際、樹脂中に中和もしくはケン化されていないカルボン酸基またはカルボン酸エステル基が共存する部分中和物ないし部分ケン化物であっても良い。
【００５３】
上記のグラフト共重合に用いられるカルボン酸基を有する単量体として具体的には、ここでエチレン系不飽和カルボン酸としては（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマール酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸等、その無水物としてはナジック酸ＴＭ（エンドシス−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−２，３−ジカルボン酸）、無水マレイン酸、無水シトラコン酸等が、不飽和カルボン酸エステルとしては上記エチレン系不飽和カルボン酸のメチル、エチルもしくはプロピル等のモノエステルまたはジエステルなどが例示できる。これらの単量体は単独で用いることもできるし、また複数で用いることもできる。
【００５４】
本発明における高級脂肪酸塩（Ｃ３）としては、炭素数２５〜６０の脂肪酸の塩が好ましく、より好ましくは炭素数２５〜４０の脂肪酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミンの塩が挙げられる。特に好ましいのは、モンタン酸のアルカリ金属塩である。
【００５５】
本発明における組成物（Ｃ）は、他の成分が含まれていても良い。具体的には、、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物のナトリウム塩、クレゾール・シェファー酸ホルムアルデヒド縮合物のナトリウム塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム塩、リグニンスルホン酸カルシウム塩、メラニン樹脂スルホン酸ナトリウム塩、特殊ポリアクリル酸塩、グルコン酸塩、オレフィン・マレイン酸コポリマー、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩、金属石鹸（Ｚｎ、Ａｌ、Ｎａ、Ｋ塩）、オレイン酸カリウム塩、オレイン酸ナトリウム塩、ステアリン酸カリウム塩、ステアリン酸ナトリウム塩、牛脂酸カリウム塩、牛脂酸ナトリウム塩、及びステアリン酸トリエタノールアミン塩等のスルホン酸またはカルボン酸型のアニオン系界面活性剤；
また、脂肪酸モノグリセライド、ソルビタン脂肪酸エステル、シュガー脂肪酸部分エステル、ポリグリセリン脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレン脂肪族アミン、ポリオキシエチレン（硬化）ヒマシ油、ポリオキシエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン・ブロックポリマー、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、及びメチルセルロース等の非イオン（ノニオン）系界面活性剤が挙げられる。
【００５６】
これらの界面活性剤は１種または２種以上を組合せて使用することができる。これらの界面活性剤の内、より安定な水分散体が得られるために、アニオン系界面活性剤を用いることが好ましく、その中でも高級脂肪酸類が好ましく、特に炭素原子数１０〜２０の、飽和または不飽和の高級脂肪酸の塩、特にアルカリ金属塩が好ましい。具体的には、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、アラキン酸、リンデン酸、ツズ酸、ペトロセリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレイン酸、アラキドン酸、牛脂酸等のアルカリ金属塩などがあげられる。
【００５７】
上記の組成物（Ｃ）を構成する成分については、上記の他にも例えば特開２０００−３４５０９７号公報などに記載の化合物を用いることが出来る。
【００５８】
本発明の組成物（Ｃ）の使用方法に特に制限はなく、公知の方法が用いられる。好ましくは、水等の分散剤に分散させたエマルジョンや、有機溶剤に溶解させた溶液として、上記の不織布（Ａ）と接触させたり、不織布（Ａ）と砥粒（Ｂ）と接触させたりした後、分散剤や溶剤を留去する事によって用いられることが好ましい。勿論、不織布とする前段階の糸と組成物（Ｃ）とを接触させておいても良い。上記の中では水を分散剤としたエマルジョンを利用する方法が特に好ましい。
【００５９】
組成物（Ｃ）は、第１の研磨パッドに含まれていることが好ましい。また第２の研磨パッドには、不織布（Ａ）と樹脂（Ｂ）とが混在した構成を有する層に含まれていることが好ましい。さらには、いずれの研磨パッドにおいても組成物（Ｃ）は不織布（Ａ）の表面と接触していることが好ましい。接触してない場合は、後述する研磨パッドの接着性、密着性の改善効果が不十分となる、ひいては研磨パッドの耐久性が不足することがある。
【００６０】
不織布原反と各種材料との密着性を高める好ましい形態としては、不織布の繊維の表面に被膜が形成されている形態が挙げられる。このような被膜を形成する方法としては、ポリオレフィン系エラストマー（Ｃ１）の水性コーティング剤を浸漬法、フロス（泡立て）法、スプレー法、プリントボンド法、等により被膜を形成させる方法がある。浸漬法は、最も一般的な方法で、前記コーティング剤を含むバスの中でウェブを直接浸漬するか、アプリケーターロールを通して間接的に浸漬する方法である。フロス法（泡立て）法は、水性コーティング剤を発泡機で空気と共に攪拌発泡し、ウェブを通したアプリケーターロール間に供給し、ロールで押しつぶすように含浸する方法である。スプレー法は、水性コーティング剤をスプレーノズルから噴射し、小滴化し、ウェブに付着させる方法でウェブの厚さ方向へ、小滴が十分貫通しないため、ウェブを反転し、改めてスプレーする方法である。プリントボンド法は、増粘した水性コーティング剤を、ロータリースクリーン、または、ロトグラビアプリンターで、ウェブに点または、線状に付着させる方法である。水性コーテフィング剤を塗布した後の乾燥は、自然乾燥によっても良いが焼き付けを行うのが好ましい。焼き付けは、８０〜２００℃で２０秒〜１０分間加熱することにより行い、被膜が形成される。
【００６１】
本発明の研磨パッドは、強度や摺動性の高い超高分子量ポリオレフィンの不織布（Ａ）を用いているので、プラナリティーとユニフォーミティーとのバランスを向上させる事が出来る。さらに、本発明に用いている不織布（Ａ）は、耐溶剤性などの耐候性に優れているので、長期間の研磨性能を維持できる等の優れた特徴を有している。更に本発明の研磨パッドにおいて、組成物（Ｃ）を用いた場合、上記の不織布（Ａ）が優れた接着性、密着性を示す為、不織布（Ａ）と樹脂（Ｂ）とが強固に接着されている。このため、本発明の研磨パッドは長期にわたって形状が変化しにくい、すなわち優れた耐久性を有している。また、微細孔を有する樹脂（Ｄ）と組み合わせてた研磨材においても、樹脂（Ｄ）との接着性が良いため、優れた耐久性を有している。
【００６２】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限り下記の実施例に限定されないことは言うまでもない。
実施例１
〈超高分子量ポリエチレンフィルムの製造〉超高分子量ポリエチレン粉末（［η］：１３．６ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ：０．０１ｇ／１０分未満）を用い、アウターダイ／マンドレル＝２０／１７ｍｍφからなるダイを接続した３０ｍｍφ押出機を、シリンダ温度２８０℃、ダイ温度１７０℃、スクリュー回転数を１５ｒｐｍに設定し、ピンチロールで１．２ｍ／ｍｉｎの速度で引き取りながら、スクリュー内部及びチューブダイのマンドレル内部に延在してなる６ｍｍφの気体流通路から圧搾空気を吹き込んでチューブを冷却リング内径８２ｍｍφに接触する大きさに膨らませて（膨比＝４．１）、折り幅１２８ｍｍ、厚み６０μｍからなる超高分子量ポリエチレンフィルムを製造した。
〈超高分子量ポリエチレン延伸テープの製造〉前記フィルムを縦方向に幅３０ｍｍでスリットし、これを原反とした。次いで、この原反を１４０℃のエアオーブン延伸槽で６倍（１段延伸）に延伸した。
〈延伸テープの解繊処理〉前記で得られた延伸テープを冷却し、延伸テープ自体の温度を８０℃以下とした後、ポーキパインカッターで解繊処理してスプリットヤーンを得た。
〈不織布の製造〉前記で得られた１０００ｄのスプリットヤーンを、５０ｍｍ長の短繊維に切断し、開綿機で十分にほぐした後、カードマシンを用いてウェブを作成し、ニードルパンチでの絡み合いによる固定で目付２００ｇ／ｍ^２の不織布原反を得た。
〈研磨パッドの製造〉硬質層としては、発泡ウレタンを６０℃程度の温度で熱処理を加えて硬化させた。また、発泡ウレタンは、１ｍｍの厚さにスライス加工を行った。次いで、得られた発泡ウレタンに、孔径１．５ｍｍ、間隔は５ｍｍの小孔を形成した。さらに幅１．５ｍｍ、間隔３７．５ｍｍの溝を形成した。一方、軟質層としては、前記で得られた不織布原反をポリウレタンで含浸させ、１ｍｍの厚さのものを製造した。
得られた硬質層と軟質層を、ポリエステルフィルムをベースにした両面テープ（厚さ：５０μｍ）により、貼り合わせて、スウェードタイプの研磨パッドを製造した。
〈研磨パッドの評価〉
下記条件にて試料ウェハを研磨加工した。
（研磨条件）
・試料ウェハ：１５０ｍｍφ、シリコンウェハ
・研磨剤：ＡＪ−１３２５（コロイダルシリカ研磨剤原液、日産化学工業（株）製）１０ｖｏｌ％＋界面活性剤２ｖｏｌ％＋純水８８ｖｏｌ％
・研磨荷重：４００ｇ／ｃｍ^２
・研磨時間：１０分
得られた研磨ウェハの表面粗さを、位相干渉計（Ｚｙｇｏ社製Ｍａｘｉｍ・３Ｄ５７００）で二乗平均誤差（ｎ＝３）を測定した。その結果を図１に示した。また、得られた研磨ウェハのＴＴＶ（表面平坦度、最大厚さと最小厚さの差、ｎ＝３）をＴＴＶ測定装置（ＡＤＥ社製ＡＤＥマイクロスキャン８３００）により測定し、その結果を図２に示した。
実施例２
実施例１の軟質層を２ｍｍの厚さにスライスしたものを研磨パッドとし、実施例１と同様の評価を行なった。結果を図１、図２に示した。
比較例１
超高分子量ポリエチレンの不織布の代わりに市販のポリエステル不織布を用いた以外は実施例１と同様にしてスウェードタイプの研磨パッドを得、評価を行なった。結果を図１、図２に示した。
実施例３
〈水性コーティング剤〉
ポリオレフィン系エラストマーとして、エチレン・プロピレン・ターポリマー（三井化学株式会社製Ｘ３０１２）１００重量部に対して、酸変性ポリオレフィンとして、無水マレイン酸変性ポリエチレンワックス（グラフト量：３重量％、−ＣＯＯ−基：０．６７ミリモル／ｇ−重量体）１０重量部及びオレイン酸カリウム２重量部からなる水性分散体を使用した。
〈不織布原反を形成する繊維の表面への被膜の形成〉
実施例１で得られた不織布原反に、１０％濃度の上記製造例の組成物（Ｃ）をスプレーノズルから噴射・小滴化し、ウェットで１００ｇ／ｍ^２を両面に付着させた後、８０℃で乾燥して不織布原反を得た。
〈研磨パッドの製造、評価〉
超高分子量ポリエチレン不織布の代わりに、上記のポリオレフィンエラストマー組成物被膜を形成した不織布を用いた以外は、実施例１と同様にして研磨パッドの製造と評価を行った。結果を図１，図２に示した。また、研磨パッドのライフは、実施例１に比べて、４０％延びた。
実施例４
実施例３の軟質層を用いた以外は、実施例２と同様にして研磨パッドの製造と評価を行った、結果を図１、図２に示した。また、研磨パッドのライフは、実施例２に比べて、５０％延びた。
比較例２
超高分子量ポリエチレンの不織布の代わりに市販のポリエステル不織布を用いた以外は実施例３と同様にして研磨パッドの製造と評価を行った。結果を図１，図２に示した。また、研磨パッドのライフは、比較例１に比べて、ほとんど、ライフの延びは見られなかった。
【００６３】
【図１】

【００６４】
【図２】

【００６５】
【発明の効果】本発明の研磨パッドは、その使用目的に応じて、超高分子量ポリオレフィンの［η］、不織布厚み、目付等を調製することができる。従来の研磨パッドに比較して、プラナリティーとユニフォーミティーのバランスを向上させる効果が期待できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing pad using a nonwoven fabric made of ultrahigh molecular weight polyolefin, and more particularly to a polishing pad used for flattening a semiconductor wafer and forming wiring.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Large-scale integrated circuits (LSIs) represented by semiconductor memories have been increasingly integrated year by year, and accordingly, the technology for manufacturing large-scale integrated circuits has been increasing in density. Further, with the increase in density, the number of stacked semiconductor devices has been increasing. Due to the increase in the number of layers, unevenness on the main surface of the semiconductor wafer caused by stacking, which has not been a problem in the past, has become a problem. A semiconductor wafer using chemical mechanical polishing (CMP) for the purpose of compensating for a lack of depth of focus at the time of exposure due to the irregularities or for improving a wiring density by flattening a through-hole portion. Is being studied.
[0003]
In general, a CMP apparatus includes a polishing head for holding a semiconductor wafer as an object to be processed, a polishing pad for performing a polishing process on the object to be processed, and a polishing platen for holding the polishing pad. Then, in the polishing process of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer and the polishing pad are relatively moved by using a slurry composed of an abrasive and a chemical solution, thereby removing irregularities of the semiconductor wafer surface layer and smoothing the layer on the substrate surface (planarized). Improvement of tea). Furthermore, the uniformity in the horizontal direction and the uniformity of thickness (uniformity) of the semiconductor wafer can be improved, and the polishing rate represented by the polishing amount per unit time is high, and a stable polishing rate can be obtained. It would be ideal if scratches and other scratches could not be generated on the surface of the semiconductor substrate.
[0004]
A hard polishing pad with high rigidity and low deformation in a wide horizontal area shows excellent polishing properties regardless of the uneven shape of the semiconductor wafer, so it finishes very well in terms of planarity, but has poor pad flexibility and uniformity Tends to be inferior. On the other hand, a soft polishing pad is generally a nonwoven fabric type in which various resins impregnated in fiber entanglement in a nonwoven fabric serving as a base material function as a binder between fibers, and the resin layer itself has a continuous foam structure. It is a target. Since the above-mentioned flexible polishing pad is less likely to be polished to relatively smooth irregularities, the planarity of the obtained semiconductor wafer is often insufficient, but since it has good followability to the surface of the polishing pad, It is a general property that the uniformity of the whole wafer is improved. The hard polishing pad and the soft polishing pad are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-326597 (Patent Document 1).
[0005]
For the above-described reasons, in planarization such as CMP technology, in order to achieve both planarity and uniformity, the characteristics of the polishing pad include a polishing layer, which is a hard layer for polishing a semiconductor wafer, and a undulation of the semiconductor wafer. Ideally, a polishing pad having the characteristics of a cushion layer, which is a soft layer having good responsiveness to the surface, is ideal, and a polishing pad in the form of a composite in which two layers of a hard layer and a soft layer are laminated is disclosed in JP-A-11-235656. It is reported in a gazette (patent document 2) and the like.
[0006]
Further, it is required that a polishing pad be provided with a discharge portion for processing chips and reaction products generated during polishing. As a form that satisfies this performance, a polishing pad having the aforementioned continuous foam shape is used. In the above continuous foam polishing pad, various resins impregnated in the fiber entanglement in the nonwoven fabric serving as the base material function as a binder between the fibers, and the resin layer itself has a continuous foam structure. As another example, there is a polishing pad having a structure having fine holes or lattice grooves on the pad surface even if the polishing pad is not a continuous foamed shape.
[0007]
However, such a conventional polishing pad is not satisfactory in balance between planarity and uniformity. Furthermore, even with the improvement of the wafer holding method of the wafer head, in order to eliminate the step with this polishing pad, it is necessary to take a large amount of polishing, so not only the degree of step removal is low, but also the step is completely eliminated by dishing. It was difficult to get to zero.
[0008]
On the other hand, in order to increase the size of a semiconductor wafer and increase the number of semiconductor wafers to be polished at one time, a polishing pad has become large in size, from a diameter of 20 inches (about 50 cm) or more to a diameter of 70 cm or more, and sometimes. A diameter of 90 cm or more, and in some cases, a diameter of 120 cm or more has been required. In the case of a large pad, the relative speed between the semiconductor wafer and the polishing pad at the time of polishing also increases, and the problem due to the accuracy of the thickness becomes very large. In addition, as a polishing method, primary polishing mainly for grinding is performed for the purpose of obtaining shape accuracy such as TTV (Total Thickness Variation) at a high polishing rate, and then the grinding rate is reduced to remove surface haze and the like. Secondary polishing mainly for etching, with the aim of obtaining a high-quality wafer surface, and in some cases, tertiary and quaternary polishing may be carried out in order to obtain high quality. The performance required of a polishing pad is increasing, for example, a demand for reduction in consumables cost, wafer cost, and the like due to a polishing process.
[0009]
[Patent Document 1] JP-A-7-326597 [Patent Document 2] JP-A-11-235656
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a polishing pad for improving the balance between planarity and uniformity and maintaining polishing performance for a long period of time in a polishing pad for flattening a substrate, particularly a semiconductor device surface on a semiconductor substrate. It is in.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In view of such circumstances, the present inventors have conducted various studies in order to obtain a polishing pad that achieves both higher planarity and uniformity at a higher level.As a result of the various studies, a polishing pad using a nonwoven fabric made of ultra-high-molecular-weight polyolefin, These problems have been solved, and it has been found that polishing performance can be maintained for a long period of time, and the present invention has been completed.
[0012]
That is, the present invention
(1) A polishing pad characterized by having at least (A) a mixture of a nonwoven fabric made of a polyolefin having an intrinsic viscosity [η] of 5 dl / g or more and (B) a resin,
(2) (C) a polyolefin-based elastomer (C1);
Acid-modified polyolefin (C2) and / or higher fatty acid salt (C3)
The polishing pad according to claim 1, comprising a composition consisting of:
(3) A polishing pad characterized by having a continuous foam structure,
(4) a layer made of resin (B) having micropores;
A polishing pad comprising a layer having a configuration in which a nonwoven fabric (A) made of a polyolefin having at least an intrinsic viscosity [η] of 5 dl / g or more and a resin (B) are mixed,
(5) a layer having a configuration in which a nonwoven fabric (A) composed of a polyolefin having at least an intrinsic viscosity [η] of 5 dl / g or more and a resin (B) are mixed, and (C) a polyolefin-based elastomer (C1);
Acid-modified polyolefin (C2) and / or higher fatty acid salt (C3)
A polishing pad comprising a composition comprising:
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The polishing pad having a configuration in which the nonwoven fabric (A) of the ultrahigh molecular weight polyolefin of the present invention and the resin (B) are mixed is, for example, a stretched film of an ultrahigh molecular weight polyolefin having an intrinsic viscosity [η] of 5 dl / g or more. It can be obtained by defibrating into a split yarn, forming into a web, joining, and then impregnating with a polyurethane resin. Further, the composition may include a composition comprising a polyolefin-based elastomer (C1) and an acid-modified polyolefin (C2) and / or a higher fatty acid salt (C3). Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0014]
(Ultra high molecular weight polyolefin)
In the present invention, copolymerization may be referred to as polymerization, and copolymer may be referred to as polymer. In addition, polyolefins, polyethylenes, and polypropylenes with [η] of 5 dl / g or more may be referred to as ultrahigh molecular weight polyolefins, ultrahigh molecular weight polyethylenes, and ultrahigh molecular weight polypropylenes, respectively.
[0015]
The ultrahigh molecular weight polyolefin used in the present invention has an intrinsic viscosity [η] of 5 dl / g or more, preferably 8 to 25 dl / g, measured at 135 ° C. in a decalin solvent, and a melt measured according to ASTM D1238, F standard. It is a polyolefin having a flow rate (MFR) of 0.01 g / 10 minutes or less. Specifically, ethylene homopolymer, ethylene and a small amount of α-olefin such as propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene and the like A crystalline copolymer mainly composed of ethylene obtained by copolymerizing, a homopolymer of propylene, a crystalline copolymer of propylene and the above-mentioned α-olefin, and the like, butene, a polymer of styrene, and the like. It is an olefin polymer having crystallinity. Of these, the homopolymer of ethylene and the crystalline copolymer mainly composed of ethylene are necessary for the ultrahigh molecular weight polyolefin as described above, which is preferably used from the viewpoint of economy and stability. Various stabilizers may be added accordingly. Examples of the stabilizer include a heat-resistant stabilizer such as tetrakis [methylene (3,5-di-t-butyl-4-hydroxy) hydrocinnamate] methane and distearylthiodipropionate, and bis (2,2 ', 6,6'-Tetramethyl-4-piperidine) sebacate, 2- (2-hydroxy-t-butyl-5-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole and the like. Further, an inorganic or organic dry color may be added as a coloring agent. (Stretched film, stretched tape)
The stretched tape used in the present invention is obtained by forming the ultrahigh molecular weight polyolefin into a film and then stretching the film.
[0016]
The method for producing the film used for stretching is not particularly limited, but a preferred production method includes an inflation film molding method. As a representative example, molding using ultra high molecular weight polyethylene will be described in detail. In this method, first, an ultrahigh molecular weight polyethylene having an intrinsic viscosity [η] of 5 dl / g or more is melted by a screw extruder, preferably a screw extruder equipped with a grooved cylinder (barrel), and then the mandrel is melted by the extruder. After extruding the ultra-high molecular weight polyethylene in the molten state from a screw die having a second screw having at least 5 L / D that rotates independently of the first screw, the molten tubular film formed by the extrusion is extruded. This is a method in which a gas is blown into the inside to expand the expansion to 1.1 to 20 times, preferably 1.5 to 15 times. At this time, it is preferable that the obtained film is a film that thermally shrinks by 10% or more in the transverse direction at a temperature lower by about 5 ° C. than the melting point of the resin.
[0017]
The melt of ultra-high molecular weight polyethylene has an extremely high viscosity as compared with the melt of general-purpose polyethylene and is a rubber-like viscous material. Therefore, a screw die having an L / D of less than 5 is completely extruded before being extruded from the die. As a result, the tube does not uniformly swell or break when a gas is blown into the inside of the tubular film extruded from the die, so that a good film cannot be obtained. The mandrel of the screw die having the second screw is preferably rotated independently of the first screw of the extruder, and the rotation speed does not necessarily need to be the same as the rotation speed of the first screw of the extruder.
[0018]
There is no particular limitation on the gas blown into the inside of the tubular film. Normally, air and nitrogen are preferably used in consideration of ease of handling and economy. A film having a thermal shrinkage in the transverse direction of less than 10% at a temperature lower by about 5 ° C. than the melting point of the resin may have a low longitudinal crack strength and less than 150 g / mm.
[0019]
Examples of other methods for producing a film used for stretching include a method in which a round bar obtained by a compression molding method is continuously shaved from the outer skin portion with a blade, and a T-die film molding method. Among these, an inflation film forming method is preferred as the method for producing a film in the present invention from the viewpoints of flexibility in adjusting the length of the film and productivity (for example, the number of steps and facility simplicity).
[0020]
In the present invention, it is preferable to obtain a stretched tape by a method of slitting the film into a tape after stretching the film, or a method of stretching the film after slitting the tape into a tape shape, in performing the defibration process described below. .
[0021]
For the slit, the film is fed using a feeding roll, and slit into a tape shape using a normal feather blade or the like. The tape-shaped slit is stretched in a heating type stretching tank having both a heating plate and a hot air circulation system.
[0022]
A known method can be adopted as a method for stretching the film or tape. As a preferred specific example, a method in which the tape slit into a tape shape is stretched in a heating type stretching tank having both a heating plate and a hot air circulation system can be exemplified. The temperature at which the stretching is performed varies depending on the type of the polyolefin used. For example, in the case of polyethylene, the stretching is preferably performed at a temperature of 100 to 150 ° C. The stretching ratio is obtained by stretching at least 2 times or more, preferably 4 to 10 times in the machine direction. If the draw ratio is less than 2, the tensile strength of the split yarn may be insufficient.
[0023]
The above-described split yarn is obtained by defibrating the above-described stretched tape, and has a tensile strength of usually 30 to 20,000 denier, preferably 100 to 5000 denier having a tensile strength of 7 g / denier or more, preferably 10 g / denier or more. is there. If the tensile strength is low, the tensile strength may not be exhibited when the nonwoven fabric (A) is used.
[0024]
The defibration is performed by a known method, for example, using a porcupine cutter or a spiral cutter. For example, in the case of polyethylene, the defibration is performed at a temperature of 80 ° C. or less and a defibration ratio (roll peripheral speed / tape speed) of 0.5 to 4.0, preferably 1.0 to 3.0. Is preferred. When a stretched tape of ultra-high molecular weight polypropylene is used, its fibrillation treatment with a porcupine cutter is preferred because of its high strength. The porcupine needles are preferably implanted in a zigzag or screw shape in the flow direction at intervals of 0.5 to 2 mm in the width direction and 1 to 10 mm in the flow direction. The needle tip length is preferably 1 to 10 mm.
[0025]
When defibration is performed at a temperature exceeding 80 ° C., defibration becomes difficult, and unfibrillation or non-uniform defibration may occur. When the defibration ratio is smaller than the above-mentioned numerical value, the fiber becomes coarse, and when the defibration ratio is large, the mesh becomes fine and feather-like, and the strength tends to decrease.
[0026]
The split yarn of the present invention is preferably a short fiber having a length of 5 to 200 mm, preferably 30 to 150 mm. When the split yarn obtained by the above defibrating operation is out of the above range, the length can be adjusted by cutting the split yarn. Also, those sufficiently loosened with a cotton opener are preferable as materials for producing nonwoven fabric.
[0027]
(Non-woven fabric (A))
The nonwoven fabric (A) of the present invention is preferably manufactured using the above-described stretched tape or split yarn, but fibers made of these other resin materials may be added. The method for manufacturing a polishing pad of the present invention can employ a general method for manufacturing a polishing pad. More specifically, the process is divided into a process of manufacturing a raw nonwoven fabric, a process of fixing abrasive grains to the raw fabric, and a process of performing various types of machining. There are two methods of manufacturing nonwoven fabric: heat bonding, spot welding with heat, adhesive bonding, in which materials are joined with an adhesive, mechanical bonding, in which materials are mechanically entangled and joined, and static electricity or air flow. For example, there is a spinning type or the like which is integrated on a moving collecting surface and is combined.
[0028]
As the heat bonding type, there is a method of solidifying by heat embossing (thermal bonding method). The adhesive type nonwoven fabric (A) is produced by a dipping method, a printing method, a spraying method, a powder method, a molten fiber method, or the like. Basically, a web is formed with a stretched tape or a split yarn, and a plurality of the webs are laminated and bonded. In the dipping method, the web is dipped in an adhesive in a dipping tank, dried and baked to produce a nonwoven fabric (A). In the printing method, an adhesive is partially added to a web using a nip coater, a reverse coater, or the like to bond the webs to each other. In the spray method, an adhesive is sprayed on a web from a nozzle to bond the webs to each other. In the powder method, a powder adhesive is sprayed on a web and melted by baking to bond the webs together. In the melt fiber method, a low melting point thermoplastic resin fiber is mixed into a web, and the fiber is melted and bonded. Examples of the mechanical bonding method include a needle punch method and a stitch bonding method. The needle punching method punches the web with a needle having a barb at the tip, and the constituent fibers of the web are mechanically entangled by the barb. In the stitch bond method, webs are connected to each other by using, for example, a chain stitch of a sewing machine using a thread. Further, there is a method in which the defibrated split yarns are received by a moving collecting surface, accumulated, and combined using a spinning type method.
[0029]
Further, in addition to the above-mentioned dry manufacturing method, a wet manufacturing method can be adopted. This is a method utilizing a papermaking method, in which a material is dispersed in a liquid, a binder is added to the dispersion, and papermaking is performed using a round-mesh paper machine or a long-mesh paper machine. During the manufacturing process, if necessary, swell and dissolve the fiber with an inorganic substance or an organic solvent in the dispersion of the fiber, put the emulsion adhesive in the dispersion, or attach the dispersed main fiber to the thermoplastic resin for bonding. For example, mixing fibers is performed. Emulsion adhesives include reactive fiber latex such as carboxyl-modified SBR, carboxyl-modified NBR, etc., among the inter-fiber binders that can effectively work at fiber intersections and exert adhesive strength in order to provide sufficient tensile strength and tear strength. Alternatively, a reactive or self-crosslinking acrylate emulsion is used alone or in combination with a curing agent such as a melamine resin. Further, the nonwoven fabric (A) obtained after papermaking is heat-set by a calendar device.
[0030]
In the production of the nonwoven fabric (A) of the present invention, among these methods, a method of hardening by hot embossing (thermal bonding method) and a needle punching method are preferable.
[0031]
These nonwoven fabrics (A) can also be used to crosslink the ultra-high molecular weight polyolefin constituting the nonwoven fabric by a known method such as irradiation with an electron beam or heating in the presence of a radical initiator. By performing crosslinking, the slidability, impact resistance, and the like of the polishing pad of the present invention may be further improved.
[0032]
There is no particular limitation on the basis weight of the nonwoven fabric (A) used in the polishing pad of the present invention, preferably from ^{^{100g / m 2 ~400g / m 2}} , particularly preferably from ^{^{200g / m 2 ~300g / m 2}} .
[0033]
(Resin (B) and polishing pad)
The first polishing pad of the present invention has a configuration in which a nonwoven fabric (A) composed of a polyolefin having an intrinsic viscosity [η] of at least 5 dl / g and a resin (B) are mixed.
[0034]
As the resin (B) used for the first polishing pad of the present invention, a thermosetting resin which is liquid before curing, such as a polyurethane resin, an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, or a phenol resin, or a resin which is soluble in an organic solvent. Although thermoplastic resins such as acrylic resins, ABS resins, and SEBS resins can be used, polyurethane resins are preferably used because their properties such as hardness, friction resistance, and elongation at break are easily adjusted. These resins (B) have abrasiveness even when used alone, but if necessary, natural abrasive particles such as diamond, corundum, emery, garnet, silica stone (flint), tripoly, diatomaceous earth, floating stone powder, dolomite (baked product) ) And artificial abrasive particles such as artificial diamond, cubic boron nitride, boron carbide, silicon carbide, alumina abrasive, alumina zirconia abrasive, alumina, iron oxide, chromium oxide, cerium oxide May be. Further, these resins (B) may be those in which bubbles are formed by a foaming agent or hollow spheres. In addition, various fillers and additives may be blended as needed.
[0035]
As the first method for producing a polishing pad of the present invention, preferably, a method of kneading and molding the nonwoven fabric (A) and the resin (B) at a temperature at which the nonwoven fabric (A) does not melt, a solution and a molten state are used. A method of impregnating and curing the non-woven fabric (A) at a temperature at which the non-woven fabric (A) does not melt with the fluid resin (B) containing the non-woven fabric (A); And a method of curing. In particular, a method of impregnating and curing the non-woven fabric (A) with the fluid resin (B) is preferable. At this time, foaming can be performed simultaneously. Further, heat treatment may be further performed. The polymerization, curing, foaming, and the like of the resin (B) can be performed by a known method. Further, the obtained polishing pad may be sliced into a predetermined shape and used, and since it can be machined into a desired shape, various shapes, for example, a sheet shape, a disk shape, Rolls, wheels, belts, and other shapes can be obtained.
[0036]
In the present invention, the resin (B) is preferably used in an amount of 20 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nonwoven fabric (A) and the resin (B). Particularly preferably, it is 30 to 120 parts by mass. If the amount of the resin (B) is less than 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nonwoven fabric (A), the pad becomes too flexible and the planarity may be insufficient. On the other hand, if the resin (B) exceeds 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the nonwoven fabric (A), the pad may be too hard and the uniformity may be insufficient. The surface hardness of the polishing pad of the present invention is 80 to 98, preferably 85 to 95, in Asker C hardness.
[0037]
The first polishing pad of the present invention preferably has a continuous foam structure. With a continuous foam structure, for example, a chemical solution or an abrasive can be impregnated when performing CMP polishing, so that a high polishing effect is exhibited. Also, the discharge efficiency of the polishing debris is high.
[0038]
The second polishing pad of the present invention includes a layer made of a resin (D) having micropores,
A polishing pad comprising a layer having a configuration in which a nonwoven fabric (A) made of a polyolefin having at least an intrinsic viscosity [η] of 5 dl / g or more and a resin (B) are mixed.
[0039]
The layer made of the resin (D) having the micropores of the second polishing pad is preferably a foam of the resin (B) used in the first polishing pad, and has a surface hardness of 85 to 85 in Asker C hardness. It is preferably a hard type of 98. In addition, it is preferable to form a hole for holding the polishing agent and a minimum necessary groove for discharging polishing debris and the like.
Specific examples of the resin (D) include a polyurethane resin, an epoxy resin, and an unsaturated polyester resin. Particularly, a resin whose main component is a polyurethane resin can be preferably used.
As a polyurethane resin, a urethane prepolymer having MDI (4,4'-diphenylmethane diisocyanate) or TDI (tolylene diisocyanate) at its end, or a melamine resin or a polycarbonate resin blended to adjust the hardness of a polishing pad, etc. What was done. The polyurethane resin may contain a bifunctional organic amine curing agent such as 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane and, if necessary, an accelerator mainly composed of a dicarboxylic acid such as adipic acid. .
[0040]
The layer composed of the nonwoven fabric (A) and the resin (B) preferably has the same structure as the first polishing pad. Particularly, as the resin (B), a soft type having a Asker C hardness of 75 to 95, preferably 80 to 95 is preferably used. Although the above two layers may have a structure in which they are directly joined, a suede type having an intermediate layer interposed therebetween is preferably used.
[0041]
The above-mentioned suede type polishing pad is not particularly limited as an intermediate layer, but may be a plastic thin film such as polyester or polyimide, or a metal thin film.
[0042]
Usually, the polyurethane foam to be the hard layer of the polishing pad of the present invention is injected and molded into a predetermined container while mixing a urethane resin and a foaming agent. Furthermore, heat treatment is applied to harden, and thereafter, slicing is performed to a desired thickness. Since the processing of the hole in the hard layer is performed by punching, the processed hole is generally penetrated. Next, a double-sided tape based on a polyester film or the like is attached as an intermediate layer. Further, the soft layer is attached to the surface opposite to the hard layer. If a double-sided tape such as a polyester film is used between the hard layer and the soft layer, there is an effect that moisture and the like do not penetrate into the soft layer. Since the soft layer may lose its mechanical properties when it absorbs water, it is preferable to use a layer having a water-blocking effect such as this polyester film.
[0043]
The hard layer and the soft layer may be sliced to a desired thickness as needed, and may be machined into a desired shape. Therefore, the second polishing pad of the present invention can obtain various shapes such as a sheet shape, a disk shape, a roll shape, a wheel shape, a belt shape, and the like according to the application.
[0044]
In the nonwoven fabric (A) used for the soft layer of the polishing pad of the present invention, the type of ultrahigh molecular weight polyolefin, [η], the thickness of the nonwoven fabric, the basis weight, and the like can be adjusted according to the purpose of use.
[0045]
(Composition (C))
The polishing pad of the present invention may contain a composition (C) comprising a polyolefin-based elastomer (C1) and an acid-modified polyolefin (C2) and / or a higher fatty acid salt (C3). Since the nonwoven fabric (A) is made of polyolefin, the adhesiveness may be insufficient depending on the use. In the present invention, by providing a polishing pad containing the above composition (C), it is possible to surprisingly impart high adhesiveness and adhesion while maintaining the excellent properties of the nonwoven fabric (A). I can do it.
[0046]
The polyolefin-based elastomer (C1) in the present invention is a low-crystalline or non-crystalline olefin-based copolymer, and may contain a diene if desired. The crystallinity measured by the X-ray diffraction method is preferably 50% or less, particularly preferably 30% or less.
[0047]
Examples of the olefin constituting the copolymer include α-olefins such as propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, and octene-1 in addition to ethylene. These may be used alone or in combination of two or more.
[0048]
Examples of the diene include isoprene, butadiene, dicyclopentadiene, pentadiene-1,4,2-methyl-pentadiene-1,4, hexadiene-1,4, divinylbenzene, methylidene norbornene, and ethylidene norbornene. However, a plurality of them may be used in combination.
[0049]
Specific examples of the polyolefin-based elastomer (C1) include an ethylene / propylene copolymer, an ethylene / butene-1 copolymer, a propylene / butene-1 copolymer, an ethylene / propylene / hexadiene-1,4 copolymer, Ethylene / propylene / dicyclopentadiene copolymer, ethylene / propylene / 5-ethylidene-2-norbornene copolymer, ethylene / propylene / 5-vinyl-2-norbornene copolymer, ethylene / butene-1.5-ethylidene Examples thereof include 2-norbornene copolymer, ethylene / butene-1 / dicyclopentadiene copolymer, ethylene / dicyclopentadiene copolymer, and ethylene / butadiene copolymer.
[0050]
The intrinsic viscosity [η] (intrinsic viscosity in a 135 ° C. decalin solution) of the polyolefin-based elastomer (C1) is preferably 0.5 to 2.0 dl / g, more preferably 0.7 to 1.5 dl / g.
[0051]
Known substances can be used as the acid-modified polyolefin (C2) and / or higher fatty acid salt (C3). The acid-modified polyolefin (C2) may be a salt of the acid-modified polyolefin (C2). Preferably, the carboxylic acid or a salt thereof bonded to the polymer chain of the polyolefin is -COO- The polyolefin resin contains 0.05 to 5 mmol, preferably 0.1 to 4 mmol as a group.
[0052]
As a preferable method for producing the acid-modified polyolefin (C2), for example, a monomer having a neutralized or non-neutralized carboxylic acid group and / or It can be obtained by graft copolymerization of a monomer having a carboxylic acid ester group which has been converted or not saponified. In some cases, a method of graft copolymerization may be used. Further, a neutralization reaction or a saponification reaction can be performed with a basic substance. In this case, a partially neutralized product or a partially saponified product in which a carboxylic acid group or a carboxylic ester group which is not neutralized or saponified in the resin may coexist.
[0053]
Specific examples of the monomer having a carboxylic acid group used in the above graft copolymerization include, as the ethylenically unsaturated carboxylic acid, (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, tetrahydrophthalic acid, itaconic acid And anhydrides thereof such as citraconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, nadic acid TM (endocis-bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid), maleic anhydride, citraconic anhydride Examples of the unsaturated carboxylic acid ester in which the acid and the like are exemplified are monoesters or diesters of the above-mentioned ethylenically unsaturated carboxylic acid such as methyl, ethyl and propyl. These monomers can be used alone or in combination.
[0054]
The higher fatty acid salt (C3) in the present invention is preferably a salt of a fatty acid having 25 to 60 carbon atoms, more preferably an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, or an amine salt of a fatty acid having 25 to 40 carbon atoms. Can be Particularly preferred are the alkali metal salts of montanic acid.
[0055]
The composition (C) in the present invention may contain other components. Specifically, alkyl naphthalene sulfonic acid salt, sodium salt of naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate, sodium salt of cresol-shefferic acid formaldehyde condensate, sodium salt of alkyl diphenyl ether disulfonic acid, calcium salt of lignin sulfonic acid, melanin resin sulfonic acid Sodium salt, special polyacrylate, gluconate, olefin / maleic acid copolymer, carboxymethyl cellulose sodium salt, metal soap (Zn, Al, Na, K salt), potassium oleate, sodium oleate, potassium stearate Sulfonic or carboxylic acid type anionic surfactants such as salts, sodium stearate, potassium tallowate, sodium tallowate, and triethanolamine stearate;
In addition, fatty acid monoglyceride, sorbitan fatty acid ester, sugar fatty acid partial ester, polyglycerin fatty acid partial ester, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene sorbitan fatty acid partial ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid partial ester, poly Oxyethylene glycerin fatty acid partial ester, polyoxyethylene aliphatic amine, polyoxyethylene (hardened) castor oil, polyoxyethylene glycol fatty acid ester, polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer, hydroxyethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, and Nonionic (nonionic) surfactants such as methylcellulose are exemplified.
[0056]
These surfactants can be used alone or in combination of two or more. Among these surfactants, in order to obtain a more stable aqueous dispersion, it is preferable to use an anionic surfactant, and among them, higher fatty acids are preferable, and in particular, saturated or C10-20 carbon atoms are preferred. Salts of unsaturated higher fatty acids, especially alkali metal salts, are preferred. Specifically, capric acid, undecanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, arachiic acid, lindonic acid, tuzunic acid, petroselic acid, oleic acid, linoleic acid, linoleic acid, arachidonic acid And alkali metal salts such as tallow acid.
[0057]
About the component which comprises the said composition (C), the compound described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-345097 other than the above can be used, for example.
[0058]
The method of using the composition (C) of the present invention is not particularly limited, and a known method is used. Preferably, an emulsion dispersed in a dispersant such as water or a solution dissolved in an organic solvent is brought into contact with the above nonwoven fabric (A), or brought into contact with the nonwoven fabric (A) and abrasive grains (B). Thereafter, it is preferably used by distilling off the dispersant and the solvent. Needless to say, the yarn at the stage before forming the nonwoven fabric may be brought into contact with the composition (C). Among the above, a method using an emulsion using water as a dispersant is particularly preferred.
[0059]
The composition (C) is preferably contained in the first polishing pad. Further, it is preferable that the second polishing pad includes a layer having a configuration in which the nonwoven fabric (A) and the resin (B) are mixed. Furthermore, in any of the polishing pads, the composition (C) is preferably in contact with the surface of the nonwoven fabric (A). If they are not in contact with each other, the effect of improving the adhesion and adhesion of the polishing pad, which will be described later, may be insufficient, and the durability of the polishing pad may be insufficient.
[0060]
As a preferred mode for improving the adhesion between the raw nonwoven fabric and various materials, a mode in which a coating is formed on the surface of the fibers of the nonwoven fabric is exemplified. As a method for forming such a film, there is a method in which an aqueous coating agent of the polyolefin-based elastomer (C1) is formed by a dipping method, a floss (foaming) method, a spray method, a print bonding method, or the like. Dipping is the most common method, in which the web is directly immersed in a bath containing the coating agent or indirectly through an applicator roll. The floss method (foaming) is a method in which an aqueous coating agent is stirred and foamed with air by a foaming machine, supplied between applicator rolls through a web, and impregnated by crushing the rolls. The spraying method is a method of spraying an aqueous coating agent from a spray nozzle, making the droplets small, and adhering to the web. In the thickness direction of the web, since the droplets do not sufficiently penetrate, the web is turned over and sprayed again. . The print bond method is a method in which a thickened aqueous coating agent is attached to a web in a dot or linear manner using a rotary screen or a rotogravure printer. Drying after application of the aqueous coating agent may be by natural drying, but is preferably performed by baking. Baking is performed by heating at 80 to 200 ° C. for 20 seconds to 10 minutes to form a film.
[0061]
Since the polishing pad of the present invention uses the nonwoven fabric (A) of ultrahigh molecular weight polyolefin having high strength and slidability, the balance between planarity and uniformity can be improved. Furthermore, since the nonwoven fabric (A) used in the present invention has excellent weather resistance such as solvent resistance, it has excellent characteristics such as long-term polishing performance can be maintained. Further, when the composition (C) is used in the polishing pad of the present invention, the nonwoven fabric (A) exhibits excellent adhesiveness and adhesion, so that the nonwoven fabric (A) and the resin (B) are strongly bonded. Have been. Therefore, the polishing pad of the present invention hardly changes its shape over a long period of time, that is, has excellent durability. Also, the abrasive combined with the resin (D) having micropores has excellent durability because of good adhesion to the resin (D).
[0062]
【Example】
Next, the present invention will be described based on examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to the following examples without departing from the gist thereof.
Example 1
<Manufacture of Ultra High Molecular Weight Polyethylene Film> Using an ultra high molecular weight polyethylene powder ([η]: 13.6 dl / g, MFR: less than 0.01 g / 10 minutes), a die having an outer die / mandrel = 20/17 mmφ was used. The connected 30 mm φ extruder was set at a cylinder temperature of 280 ° C., a die temperature of 170 ° C. and a screw rotation speed of 15 rpm. Compressed air is blown from the existing 6 mmφ gas flow passage to expand the tube to a size in contact with the cooling ring inner diameter of 82 mmφ (expansion ratio = 4.1), and an ultrahigh molecular weight polyethylene having a folding width of 128 mm and a thickness of 60 μm. A film was produced.
<Production of stretched ultrahigh molecular weight polyethylene tape> The film was slit in the longitudinal direction with a width of 30 mm, and this was used as a raw material. Next, the raw material was drawn 6 times (one-step drawing) in a 140 ° C. air oven drawing tank.
<Filtering of Stretched Tape> The stretched tape obtained above was cooled, the temperature of the stretched tape itself was reduced to 80 ° C. or less, and the fiber was defibrated by a porch pine cutter to obtain a split yarn.
<Manufacture of non-woven fabric> The 1000d split yarn obtained above was cut into short fibers of 50 mm length and loosened sufficiently with a cotton opener. Then, a web was formed using a card machine and entangled with a needle punch. To obtain a nonwoven fabric fabric with a basis weight of 200 g / m ² .
<Manufacture of Polishing Pad> As the hard layer, urethane foam was cured by applying heat treatment at a temperature of about 60 ° C. The urethane foam was sliced to a thickness of 1 mm. Next, small holes having a hole diameter of 1.5 mm and an interval of 5 mm were formed in the obtained urethane foam. Further, grooves having a width of 1.5 mm and an interval of 37.5 mm were formed. On the other hand, as the soft layer, the raw nonwoven fabric obtained above was impregnated with polyurethane to produce a soft layer having a thickness of 1 mm.
The obtained hard layer and soft layer were bonded together with a double-sided tape (thickness: 50 μm) based on a polyester film to produce a suede type polishing pad.
<Evaluation of polishing pad>
The sample wafer was polished under the following conditions.
(Polishing conditions)
-Sample wafer: 150 mmφ, silicon wafer-Abrasive: AJ-1325 (stock solution of colloidal silica abrasive, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) 10 vol% + surfactant 2 vol% + pure water 88 vol%
・ Polishing load: 400 g / cm ²
Polishing time: The surface roughness of the polished wafer obtained for 10 minutes was measured for a root mean square error (n = 3) with a phase interferometer (Maxim 3D 5700 manufactured by Zygo). The result is shown in FIG. In addition, the TTV (surface flatness, difference between the maximum thickness and the minimum thickness, n = 3) of the obtained polished wafer was measured by a TTV measuring device (ADE Microscan 8300 manufactured by ADE), and the results are shown in FIG. Indicated.
Example 2
The soft layer of Example 1 was sliced into a thickness of 2 mm to obtain a polishing pad, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in FIGS.
Comparative Example 1
A suede type polishing pad was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a commercially available polyester nonwoven fabric was used instead of the ultrahigh molecular weight polyethylene nonwoven fabric. The results are shown in FIGS.
Example 3
<Aqueous coating agent>
100 parts by weight of ethylene-propylene terpolymer (X3012 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) as a polyolefin-based elastomer, and maleic anhydride-modified polyethylene wax (graft amount: 3% by weight, -COO- group) as an acid-modified polyolefin An aqueous dispersion consisting of 10 parts by weight (0.67 mmol / g-weight) and 2 parts by weight of potassium oleate was used.
<Formation of a coating on the surface of the fiber forming the nonwoven fabric web>
The composition (C) of the above-mentioned production example having a concentration of 10% was sprayed and made into small droplets from a spray nozzle on the nonwoven fabric fabric obtained in Example 1, and 100 g / m ² was wet-adhered to both surfaces. It dried at ° C and obtained the nonwoven fabric raw material.
<Manufacture and evaluation of polishing pads>
A polishing pad was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the nonwoven fabric having the above-mentioned polyolefin elastomer composition film formed thereon was used instead of the ultrahigh molecular weight polyethylene nonwoven fabric. The results are shown in FIGS. Further, the life of the polishing pad was extended by 40% as compared with Example 1.
Example 4
A polishing pad was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the soft layer of Example 3 was used. The results are shown in FIGS. 1 and 2. Further, the life of the polishing pad was extended by 50% as compared with Example 2.
Comparative Example 2
A polishing pad was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 3, except that a commercially available polyester nonwoven fabric was used instead of the ultrahigh molecular weight polyethylene nonwoven fabric. The results are shown in FIGS. In addition, the life of the polishing pad was hardly extended compared to Comparative Example 1.
[0063]
FIG.

[0064]
FIG. 2

[0065]
According to the polishing pad of the present invention, the [η] of the ultrahigh molecular weight polyolefin, the thickness of the nonwoven fabric, the basis weight and the like can be adjusted according to the purpose of use. The effect of improving the balance between planarity and uniformity can be expected as compared with a conventional polishing pad.

Claims

A polishing pad characterized by having at least (A) a nonwoven fabric made of a polyolefin having an intrinsic viscosity [η] of 5 dl / g or more and (B) a resin.

(C) a polyolefin-based elastomer (C1);
Acid-modified polyolefin (C2) and / or higher fatty acid salt (C3)
The polishing pad according to claim 1, comprising a composition comprising:

The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing pad has a continuous foam structure.

A layer made of resin (D) having micropores,
A polishing pad comprising a layer having a configuration in which a nonwoven fabric (A) made of a polyolefin having at least an intrinsic viscosity [η] of 5 dl / g or more and a resin (B) are mixed.

A layer having a configuration in which a nonwoven fabric (A) composed of a polyolefin having at least an intrinsic viscosity [η] of 5 dl / g or more and a resin (B) are mixed is (C) a polyolefin-based elastomer (C1);
Acid-modified polyolefin (C2) and / or higher fatty acid salt (C3)
5. The polishing pad according to claim 4, comprising a composition comprising: