JP2006346805A - 積層研磨パッド - Google Patents
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Abstract
【解決手段】研磨表面側に凹構造10を有する研磨層8がクッション層9上に積層されている積層研磨パッド1において、前記クッション層9は研磨層8と接触する面側に凸部11を有しており、研磨層8はクッション層9と接触する面側に凹部12を有しており、かつクッション層9表面と研磨層8表面とが密接しており、さらに研磨層8の研磨表面側の凹構造10はクッション層9表面の凸部11と凸部11との間に設けられている積層研磨パッド。
【選択図】図3
Description
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発泡工程
イソシアネート末端プレポリマー(第1成分)にシリコン系ノニオン界面活性剤を添加し、非反応性気体の存在下で撹拌し、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。前記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(第2成分)を添加、混合、撹拌して発泡反応液とする。
3)塗布工程
上記の発泡反応液をクッション層上に塗布する。
4)硬化工程
所定の表面形状(研磨表面に凹構造を形成するための形状)を有する上蓋モールドを用いて発泡反応液をプレスし、その後発泡反応液を加熱して反応硬化させる。ただし、クッション層表面の凸部と凸部との間に研磨層表面の凹構造が形成されるように、プレス時に上蓋モールドの位置合わせを行う。
(数平均分子量の測定)
数平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ)にて測定し、標準ポリスチレンにより換算した。
GPC装置:島津製作所製、LC−10A
カラム:Polymer Laboratories社製、(PLgel、5μm、500Å)、(PLgel、5μm、100Å)、及び(PLgel、5μm、50Å)の3つのカラムを連結して使用
流量:1.0ml/min
濃度:1.0g/l
注入量:40μl
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
作製した研磨層を厚み1mm以下になるべく薄くミクロトームカッターで平行に切り出したものを平均気泡径測定用試料とした。試料をスライドガラス上に固定し、画像処理装置(東洋紡社製、Image Analyzer V10)を用いて、任意の0.2mm×0.2mm範囲の全気泡径を測定し、平均気泡径を算出した。
JIS Z8807−1976に準拠して行った。作製したクッション層及び研磨層を4cm×8.5cmの短冊状(厚み:任意)に切り出したものを比重測定用試料とし、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 K6253−1997に準拠して行った。作製した研磨層を2cm×2cm(厚み:任意)の大きさに切り出したものを硬度測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定時には、試料を重ね合わせ、厚み6mm以上とした。硬度計(高分子計器社製、アスカーD型硬度計)を用い、硬度を測定した。
JIS K6253−1997に準拠して行った。2cm×2cm(厚み:任意)の大きさに切り出したクッション層を硬度測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定時には、試料を重ね合わせ、厚み6mm以上とした。硬度計(高分子計器社製、アスカーA型硬度計)を用い、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、作製した積層研磨パッドを用いて、研磨特性の評価を行った。初期研磨速度は、8インチのシリコンウエハに熱酸化膜を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。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添加した。研磨荷重としては350g/cm2、研磨定盤回転数35rpm、ウエハ回転数30rpmとした。
面内均一性(%)={(膜厚最大値−膜厚最小値)/(膜厚最大値+膜厚最小値)}×100
研磨速度が2000Å/min以下になるまでの研磨時間を累計した。
累計600分間研磨した後に研磨層とクッション層の積層状態を目視にて確認し、下記基準で評価した。
○:剥離は全くない。
×:研磨パッドの端部で剥離が見られる。
(クッション層の作製)
下蓋モールド内に、表面バフがけをして厚さ1.7mmに調整したポリエチレンフォーム(東レ社製、トーレペフ)からなるクッション層を敷き、凹形状を有する上蓋モールドを用いて90℃で1分間プレスし、同心円状かつ図4に示す形状のクッション層(厚さ:0.8mm、H:0.65mm、W:1.25mm)を作製した。
(積層研磨パッドの作製)
トルエンジイソシアネート(2,4−体/2,6−体=80/20の混合物)14790重量部、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート3930重量部、ポリテトラメチレングリコール(数平均分子量:1006)25150重量部、及びジエチレングリコール2756重量部を混合し、80℃で120分間、加熱撹拌してイソシアネート末端プレポリマー(イソシアネート当量:2.1meq/g)を得た。反応容器内に、前記プレポリマー100重量部、及びシリコーン系ノニオン界面活性剤(東レ・ダウシリコーン社製、SH192)3重量部を混合し、温度を80℃に調整した。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。そこへ予め120℃で溶融した4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル社製、イハラキュアミンMT)26重量部を添加して反応溶液を得た。該反応溶液を約1分間撹拌し、その後、前記作製したクッション層上に流し込んだ。そして、所定の表面形状(凸形状)を有する上蓋モールドを用いてプレスした。その後、80℃で6時間ポストキュアして、研磨表面側に同心円状溝を有し、図4に示す形状の積層研磨パッド(研磨層の厚さh:1.3mm、w1:0.25mm、w2:3mm)を作製した。
研磨層の研磨表面側の凹構造及びクッション層表面の凸部の形状を変更した以外は実施例1と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。なお、実施例4では、図5に示す形状の積層研磨パッドを作製した。
トルエンジイソシアネート(2,4−体/2,6−体=80/20の混合物)14790重量部、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート3930重量部、ポリテトラメチレングリコール(数平均分子量:1006)25150重量部、及びジエチレングリコール2756重量部を混合し、80℃で120分間、加熱撹拌してイソシアネート末端プレポリマー(イソシアネート当量:2.1meq/g)を得た。反応容器内に、前記プレポリマー100重量部、及びシリコーン系ノニオン界面活性剤(東レ・ダウシリコーン社製、SH192)3重量部を混合し、温度を80℃に調整した。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。そこへ予め120℃で溶融した4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル社製、イハラキュアミンMT)26重量部を添加した。約1分間撹拌を続け、その後パン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液の流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、110℃で6時間ポストキュアを行い、ポリウレタン樹脂発泡体ブロックを得た。このポリウレタン樹脂発泡体ブロックをバンドソータイプのスライサー(フェッケン社製)を用いてスライスし、ポリウレタン樹脂発泡体シートを得た。次にこのシートをバフ機(アミテック社製)を使用して、所定の厚さに表面バフをし、厚み精度を整えたシートとした(シート厚みh:1.3mm)。このバフ処理をしたシートを所定の直径(61cm)に打ち抜いて研磨層を得た。加工機を用いて該研磨層表面に同心円状溝(w1:0.25mm、w2:3mm)の加工を行った。この研磨層の溝加工面の反対面にラミ機を使用して、アクリル系粘着剤両面テープ(積水化学工業社製、ダブルタックテープ)を貼り合わせた。そして、表面バフがけ及びコロナ処理したポリエチレンフォーム(東レ社製、トーレペフ、厚さ:0.8mm)からなるクッション層を前記両面テープの粘着面にラミ機を用いて貼り合わせて積層研磨パッドを作製した。
2:研磨定盤
3:研磨剤(スラリー)
4:被研磨材(半導体ウエハ)
5:支持台(ポリシングヘッド)
6、7:回転軸
8:研磨層
9:クッション層
10:凹構造
11:凸部
12:凹部
13:圧力
Claims (6)
- 研磨表面側に凹構造を有する研磨層がクッション層上に積層されている積層研磨パッドにおいて、前記クッション層は研磨層と接触する面側に凸部を有しており、前記研磨層はクッション層と接触する面側に凹部を有しており、かつクッション層表面と研磨層表面とが密接しており、さらに前記研磨層の研磨表面側の凹構造はクッション層表面の凸部と凸部との間に設けられていることを特徴とする積層研磨パッド。
- クッション層表面の凸部の高さ(H)が、研磨層の厚さ(h)の0.05〜0.9倍である請求項1記載の積層研磨パッド。
- 研磨層の厚さ(h)とクッション層表面の凸部の高さ(H)との差(h−H)が0.2mm以上である請求項1又は2記載の積層研磨パッド。
- クッション層表面の凸部の幅(W)が、研磨層表面の凹構造の幅(w1)の1〜30倍である請求項1〜3のいずれかに記載の積層研磨パッド。
- 研磨層の島部の幅(w2)とクッション層表面の凸部の幅(W)との差(w2−W)が0.5mm以上である請求項1〜4のいずれかに記載の積層研磨パッド。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の積層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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