JP2007221055A - 研磨パッド - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層を有する研磨パッドにおいて、前記ポリウレタン樹脂発泡体は、フッ素系界面活性剤を0.005〜2重量%含有することを特徴とする研磨パッド。
【選択図】 なし
Description
前記工程(1)は、第1成分又は第2成分の少なくとも一方にフッ素系界面活性剤をポリウレタン樹脂発泡体中に0.005〜2重量%になるように添加し、該フッ素系界面活性剤を添加した成分を非反応性気体と撹拌して該非反応性気体を微細気泡として分散させた気泡分散液を調製した後、該気泡分散液に残りの成分を混合し、硬化させてポリウレタン樹脂発泡体を作製する工程であることを特徴とする研磨パッドの製造方法、に関する。
前記工程(1)は、第1成分又は第2成分の少なくとも一方にフッ素系界面活性剤をポリウレタン樹脂発泡体中に0.005〜2重量%になるように添加し、該第1成分、第2成分及び非反応性気体を混合して撹拌し、該非反応性気体を微細気泡として分散させた気泡分散液を調製した後、該気泡分散液を硬化させてポリウレタン樹脂発泡体を作製する工程であることを特徴とする研磨パッドの製造方法、に関する。
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発泡工程
イソシアネート末端プレポリマーに前記フッ素系界面活性剤をポリウレタン樹脂発泡体中に0.005〜2重量%になるように添加して調製した第1成分を非反応性気体の存在下で撹拌し、該非反応性気体を微細気泡として第1成分中に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)注型工程
上記発泡反応液を金型に流し込む。
4)硬化工程
金型に流し込まれた発泡反応液を加熱し、反応硬化させる。
(平均気泡径及び気泡数の測定)
作製したポリウレタン樹脂発泡体を厚み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測定用試料とした。試料表面を走査型電子顕微鏡(日立サイエンスシステムズ社製、S−3500N)で100倍にて撮影した。そして、画像解析ソフト(MITANIコーポレーション社製、WIN−ROOF)を用いて、任意範囲の全気泡の円相当径を測定し、その測定値から平均気泡径を算出した。また、任意範囲の気泡数(個/mm2)も測定した。
JIS Z8807−1976に準拠して行った。作製したポリウレタン樹脂発泡体を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。作製したポリウレタン樹脂発泡体を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。
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を用いて、研磨特性の評価を行った。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1枚につき0.5μm研磨し、このときの時間から算出した。ウエハ100枚目、300枚目及び500枚目における研磨速度を表1に示す。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(%)={(研磨速度最大値−研磨速度最小値)/(研磨速度最大値+研磨速度最小値)}×100
作製した研磨パッドを用いて、耐剥離性の評価を行った。研磨装置としてSPP600S(岡本工作機械社製)を用い、8インチのシリコンウエハに熱酸化膜を1μm製膜したサンプルを1枚につき約0.5μm研磨し、研磨層が両面テープから剥離するまでのサンプルの枚数を測定した。研磨条件としては、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、研磨荷重350g/cm2、研磨定盤回転数35rpm、及びウエハ回転数30rpmとした。
反応容器にポリエーテル系イソシアネート末端プレポリマー(ユニロイヤル社製、アジプレンL−325、NCO濃度:2.22meq/g)100重量部及びフッ素系界面活性剤(3M社製、FC430)1重量部を加えて混合し、80℃に調整して減圧脱泡した。その後、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激しく約4分間撹拌を行った。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。該混合液を約1分間撹拌した後、パン型のオープンモールド(注型容器)へ流し込んだ。この混合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。
バンドソータイプのスライサー(フェッケン社製)を使用して該ポリウレタン樹脂発泡体ブロックをスライスし、ポリウレタン樹脂発泡体シートを得た。次に、バフ機(アミテック社製)を使用して、厚さ1.27mmになるまで該シートの表面バフ処理をし、厚み精度を整えたシートとした。このバフ処理をしたシートを直径61cmの大きさで打ち抜き、溝加工機を用いて表面に溝幅0.25mm、溝ピッチ1.50mm、溝深さ0.40mmの同心円状の溝加工を行い、研磨シートを得た。この研磨シートの溝加工面と反対側の面にラミ機を使用して、両面テープ(積水化学工業社製、ダブルタックテープ)を貼りつけた。更に、コロナ処理をしたクッションシート(東レ社製、ポリエチレンフォーム、トーレペフ、厚み0.8mm)の表面をバフ処理し、それをラミ機を使用して前記両面テープに貼り合わせた。さらに、クッションシートの他面にラミ機を使用して両面テープを貼り合わせて研磨パッドを作製した。
実施例1において、FC430の代わりにフッ素系界面活性剤(3M社製、FC4430)1重量部を用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
実施例1において、FC430の代わりにフッ素系界面活性剤(大日本インキ化学工業社製、FC142D)1重量部を用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
実施例1において、FC430の代わりに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、SH−193)3重量部を用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
実施例1において、FC430の代わりに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、SH−192)3重量部を用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
実施例1において、FC430の代わりにシリコン系界面活性剤(日本ユニカー社製、L−5340)3重量部を用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
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
Claims (7)
- ポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層を有する研磨パッドにおいて、前記ポリウレタン樹脂発泡体は、フッ素系界面活性剤を0.005〜2重量%含有することを特徴とする研磨パッド。
- 前記フッ素系界面活性剤は、水酸基を有さない請求項1記載の研磨パッド。
- 前記ポリウレタン樹脂発泡体は、平均気泡径が60μm以下、気泡数が300個/mm2以上である請求項1又は2記載の研磨パッド。
- イソシアネート成分を含む第1成分と活性水素基含有化合物を含む第2成分とを混合し、硬化してポリウレタン樹脂発泡体を作製する工程を含む研磨パッドの製造方法において、
前記工程(1)は、第1成分又は第2成分の少なくとも一方にフッ素系界面活性剤をポリウレタン樹脂発泡体中に0.005〜2重量%になるように添加し、該フッ素系界面活性剤を添加した成分を非反応性気体と撹拌して該非反応性気体を微細気泡として分散させた気泡分散液を調製した後、該気泡分散液に残りの成分を混合し、硬化させてポリウレタン樹脂発泡体を作製する工程であることを特徴とする研磨パッドの製造方法。 - イソシアネート成分を含む第1成分と活性水素基含有化合物を含む第2成分とを混合し、硬化してポリウレタン樹脂発泡体を作製する工程を含む研磨パッドの製造方法において、
前記工程(1)は、第1成分又は第2成分の少なくとも一方にフッ素系界面活性剤をポリウレタン樹脂発泡体中に0.005〜2重量%になるように添加し、該第1成分、第2成分及び非反応性気体を混合して撹拌し、該非反応性気体を微細気泡として分散させた気泡分散液を調製した後、該気泡分散液を硬化させてポリウレタン樹脂発泡体を作製する工程であることを特徴とする研磨パッドの製造方法。 - 請求項4又は5記載の方法によって製造される研磨パッド。
- 請求項1〜3及び6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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