JP2009256473A - 発泡ポリウレタンの製造方法および研磨パッド - Google Patents
発泡ポリウレタンの製造方法および研磨パッド Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009256473A JP2009256473A JP2008107726A JP2008107726A JP2009256473A JP 2009256473 A JP2009256473 A JP 2009256473A JP 2008107726 A JP2008107726 A JP 2008107726A JP 2008107726 A JP2008107726 A JP 2008107726A JP 2009256473 A JP2009256473 A JP 2009256473A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing pad
- containing compound
- polished
- foamed polyurethane
- isocyanate group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
【課題】被研磨物の平坦度を損なうことなく、スクラッチを低減する。
【解決手段】イソシアネート基含有化合物と活性水素含有化合物とを反応硬化させて発泡ポリウレタンを製造する方法であって、イソシアネート基含有化合物に対して、シリコーン系界面活性剤を、1.5重量%〜2.5重量%添加して可塑剤として作用させることにより、密度を下げることなく、貯蔵弾性率E’を低くし、これによって、発泡ポリウレタンを用いた研磨パッドによって研磨される被研磨物の平坦度を損なうことなく、スクラッチの発生を抑制する。
【選択図】図1
【解決手段】イソシアネート基含有化合物と活性水素含有化合物とを反応硬化させて発泡ポリウレタンを製造する方法であって、イソシアネート基含有化合物に対して、シリコーン系界面活性剤を、1.5重量%〜2.5重量%添加して可塑剤として作用させることにより、密度を下げることなく、貯蔵弾性率E’を低くし、これによって、発泡ポリウレタンを用いた研磨パッドによって研磨される被研磨物の平坦度を損なうことなく、スクラッチの発生を抑制する。
【選択図】図1
Description
本発明は、発泡ポリウレタンの製造方法、および、シリコンウェハなどの半導体ウェハの研磨に好適な発泡ポリウレタンからなる研磨パッドに関する。
半導体ウェハなどの平坦化処理には、化学機械研磨(CMP)技術が用いられており、従来からCMP技術を用いた種々のCMP装置が提案されている。図2は、従来のCMP装置の概略構成図である。定盤1の表面に取付けられた研磨パッド2には、研磨用のスラリー3がスラリー供給装置4から供給される。被研磨物として例えば、半導体ウェハ5は、研磨ヘッド6に、バッキングフィルム7を介して保持される。研磨ヘッド6に荷重が加えられることによって、半導体ウェハ5は、研磨パッド2に押し付けられる。
研磨パッド2上に供給されるスラリー3は、研磨パッド2上を広がって半導体ウェハ5に到達する。定盤1と研磨ヘッド6とは、矢符Aで示すように同方向に回転して相対的に移動し、研磨パッド2と半導体ウェハ5との間にスラリー3が侵入して研磨が行われる。なお、8は研磨パッド2の表面を目立てするためのドレッサーである。
研磨パッド2として、耐摩耗性等に優れた発泡ポリウレタンを使用したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−236200号公報
シリコンウェハ等の被研磨物の平坦度を高めるために、硬質の発泡ポリウレタンからなる研磨パッドが用いられているが、このような硬い研磨パッドでは、平坦度は良好であるが、被研磨物にスクラッチ(傷)を付けるという課題がある。
そこで、発泡度合いを高めて発泡ポリウレタンの密度を下げることによってスクラッチを低減することが考えられるが、発泡ポリウレタンの密度を下げると、被研磨物の平坦度を損なってしまう。
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、被研磨物の平坦度を損なうことなく、スクラッチを低減することを目的とする。
本件発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意研究した結果、整泡剤として添加されるシリコーン系界面活性剤を、通常の添加量よりも多量に、一定の割合になるように添加することによって、可塑剤として作用させ、発泡ポリウレタンの密度を下げることなく、弾性率を低くし、これによって、かかる発泡ポリウレタンを用いた研磨パッドによって研磨される被研磨物の平坦性を損なうことなく、スクラッチを低減できることを見出し本発明を完成した。
すなわち、本発明の発泡ポリウレタンの製造方法は、イソシアネート基含有化合物と活性水素含有化合物とを反応硬化させて発泡ポリウレタンを製造する方法であって、前記イソシアネート基含有化合物に対して、シリコーン系界面活性剤を、1.5重量%〜2.5重量%添加するものである。
シリコーン系界面活性剤の添加量が、1.5重量%未満では、添加量が少なく可塑剤として作用することができず、発泡ポリウレタンの貯蔵弾性率E’を低くすることができない。
また、シリコーン系界面活性剤の添加量が、2.5重量%を超えると、可塑剤としての効果が強くなりすぎて、弾性率が低くなりすぎるため研磨パッドとして使用する場合、被研磨物の平坦度を損なってしまう結果となって好ましくない。
イソシアネート基含有化合物としては、イソシアネート基(NCO基)を有するイソシアネート末端プレポリマーが好ましく、活性水素含有化合物としては、アミノ基(NH2基)を有する芳香族アミンが好ましい。芳香族アミンとしては、MOCA(4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン))およびMOCA類似物が好ましく、MOCA類似物としては、メチレン-ビス(2,3ジクロロアニリン)、4’,4メチレン-ビス(2-メチルエステルアニリン)などを使用することができる。
本発明の発泡ポリウレタンの製造方法によると、整泡剤として添加されるシリコーン系界面活性剤を、通常に比べて多量に一定の割合で添加し、可塑剤として作用させるので、発泡ポリウレタンの密度を下げることなく、貯蔵弾性率E’を低くすることができる。
本発明の研磨パッドは、本発明に係る発泡ポリウレタンの製造方法によって製造される発泡ポリウレタンを用いた研磨パッドであって、30℃における貯蔵弾性率E’が、9.0×107Pa〜12.0×107Paである。
また、比重が、0.35〜0.90であるのが好ましく、硬度が、JIS−A硬度で70〜90であるのが好ましい。
本発明の研磨パッドによると、密度を下げることなく、したがって、被研磨物の平坦度を損なうことなく、貯蔵弾性率E’を低くすることによって、スクラッチを低減することができる。
本発明によれば、整泡剤として添加されるシリコーン系界面活性剤を、通常よりも多量に一定の割合で添加して可塑剤として作用させるので、発泡ポリウレタンの密度を下げることなく、貯蔵弾性率E’を低くすることができる。これによって、かかる発泡ポリウレタンを用いる研磨パッドでは、被研磨物の平坦度を損なうことなく、スクラッチを低減することができる。
以下、図面によって本発明の実施形態について詳細に説明する。
この実施形態の発泡ポリウレタンの製造方法は、イソシアネート基含有化合物であるイソシアネート末端プレポリマーと、活性水素含有化合物である芳香族アミンとを、発泡剤(水)、シリコーン系の界面活性剤、触媒と共に混合攪拌し、所定の型に注型し、反応硬化させて発泡ポリウレタンの成型体を得るものである。
この実施形態では、更に、発泡ポリウレタンの成型体を、所定の厚さのシート状に裁断し、それを打ち抜いて研磨パッドを得るようにしている。
イソシアネート末端プレポリマーは、ポリイソシアネートとポリオールとを、通常用いられる条件で反応させて得られるものである。このイソシアネート末端プレポリマーは、市販されているものを用いてもよいし、ポリオールとポリイソシアネートとから合成して用いてもよい。
ポリイソシアネートとしては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート等が挙げられる。
ポリオールとしては、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコールやポリ(オキシプロピレン)グリコール等のポリエーテル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリエステル系ポリオール等が挙げられる。
研磨用としては、加水分解を起こさないエーテル系のポリオールが好ましく、エーテル系のポリオールとして、PPG(ポリプロピレングリコール)、PTMG(ポリテトラメチレンエーテルグリコール)、PEG(ポリエチレングリコール)等の−O−結合を有するものが好ましく、その中でも一般的には、物性(引張り特性)の良好なPTMG系が好ましい。特に、分子量MW=500〜5000のPTMGが好ましい。
活性水素含有化合物である芳香族アミンとしては、例えば、ジアミン系化合物として、3,3´−ジクロロ−4,4´−ジアミノジフェニルメタン(MOCA )、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、3,5−ビス(メチルチオ)−2,4−トルエンジアミン、3,5−ビス(メチルチオ)−2,6−トルエンジアミン等が挙げられる。
本発明に従う発泡ポリウレタンの製造方法では、主成分であるイソシアネート末端プレポリマーに対して、シリコーン系の界面活性剤を、1.5重量%〜2.5重量%添加している。
従来、シリコーン系の界面活性剤は、整泡剤として、0.1重量%〜0.5重量%程度添加されるが、本発明では、それを大幅に上回る1.5重量%〜2.5重量%添加しており、可塑剤として作用させている。
このようにシリコーン系の界面活性剤を、可塑剤として多量に添加することにより、製造される発泡ポリウレタンの密度を下げることなく、貯蔵弾性率を下げることが可能となる。
このようにして製造される発泡ポリウレタンから得られる研磨パッドは、30℃における貯蔵弾性率E’が、9.0×107Pa〜12.0×107Pa、比重が、0.35〜0.90、硬度が、JIS−A硬度で70〜90であるのが好ましい。
以下、本発明を、実施例および比較例に基づいて、更に詳細に説明する。
イソシアネート末端プレポリマー(ウレタンプレポリマー)として、ユニロイヤル社製のアジプレンL−213とEX202との混合物を使用し、硬化剤として、イハラケミカル社製のキュアミンHTを使用し、シリコーン系界面活性剤として、東レダウコーニング社製のSH−190を使用し、シリコーン系界面活性剤の添加量を変えて下記表1に示す配合の比較例および実施例の発泡ポリウレタンを製造した。
比較例では、アジプレンL−213とEX202との混合物であるイソシアネート末端プレポリマーに対して、シリコーン系界面活性剤であるSH−190を約0.4重量%添加し、実施例では、イソシアネート末端プレポリマーに対して、シリコーン系界面活性剤を約2.1重量%添加した。その他の配合は、同じである。
表1の比較例および実施例の発泡ポリウレタンからそれぞれ作成した厚さ1.0mmの比較例および実施例の研磨パッドを用いて、シリコンウェハの研磨を行い、各種特性を評価した。その結果を下記表2に、評価に用いた機器を下記表3にそれぞれ示す。
黒田精工社製のナノメトロ300PTを用いて測定した研磨レート、平坦度(GBIR)、平坦度(SFQR)およびロールオフ(端面ダレ)については、比較例および実施利のいずれの研磨パッドも同等であった。
ADE社製のNano Mapperを用いて測定したナノトポグラフィーについては、実施例の研磨パッドを用いて研磨されたシリコンウェハの方が、比較例の研磨パッドを用いて研磨されたシリコンウェハに比べて良好であった。
KLAテンコール社製のサーフスキャンSP1を用いて測定したスクラッチについては、比較例の研磨パッドを用いて研磨されたシリコンウェハでは、スクラッチが認められたが、実施例の研磨パッドを用いて研磨されたシリコンウェハでは、スクラッチは認められなかった。
ザイゴ社製のニュービュー600を用いて測定したウェハの面粗さについては、比較例の研磨パッドを用いて研磨されたシリコンウェハでは、1.0であったのに対して、実施例の研磨パッドを用いて研磨されたシリコンウェハでは、0.7〜0.8であり、20%〜30%の改善が認められた。
更に、比較例および実施例の研磨パッドの貯蔵弾性率E’を、SIIナノテクノロジー製の動的粘弾性測定装置DMS6100を用いて、周波数1Hz、初期荷重300mN、温度10〜100℃の条件で計測した。
その結果を、図1に示す。この図1に示されるように、実施例の研磨パッドの貯蔵弾性率E’は、比較例の研磨パッドの貯蔵弾性率E’に比べて低くなっており、30℃における貯蔵弾性率E’が、比較例では、1.6×108Pa程度であるのに対して、実施例では、1.0×108程度となっている。
以上のように、比較例に比べて、シリコーン系界面活性剤が多量に添加されている実施例では、図1に示すように、貯蔵弾性率E’を低くすることができ、表2に示すように、研磨レート、平坦度(GBIR)、平坦度(SFQR)およびロールオフ(端面ダレ)を同等に維持しながら、ナノトポグラフィー、スクラッチおよびウェハ面粗さを改善することができる。
本発明は、シリコンウェハ等の研磨に用いる研磨パッドとして有用である。
2 研磨パッド
Claims (5)
- イソシアネート基含有化合物と活性水素含有化合物とを反応硬化させて発泡ポリウレタンを製造する方法であって、
前記イソシアネート基含有化合物に対して、シリコーン系界面活性剤を、1.5重量%〜2.5重量%添加することを特徴とする発泡ポリウレタンの製造方法。 - 前記イソシアネート基含有化合物が、イソシアネート基を有するイソシアネート末端プレポリマーであり、前記活性水素含有化合物が、アミノ基を有する芳香族アミンである請求項1に記載の発泡ポリウレタンの製造方法。
- 前記請求項1または2に記載の発泡ポリウレタンの製造方法によって製造される発泡ポリウレタンを用いた研磨パッドであって、
30℃における貯蔵弾性率E’が、9.0×107Pa〜12.0×107Paであることを特徴とする研磨パッド。 - 比重が、0.35〜0.90である請求項3に記載の研磨パッド。
- 硬度が、JIS−A硬度で70〜90である請求項3または4に記載の研磨パッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008107726A JP2009256473A (ja) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | 発泡ポリウレタンの製造方法および研磨パッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008107726A JP2009256473A (ja) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | 発泡ポリウレタンの製造方法および研磨パッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009256473A true JP2009256473A (ja) | 2009-11-05 |
Family
ID=41384320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008107726A Pending JP2009256473A (ja) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | 発泡ポリウレタンの製造方法および研磨パッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009256473A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012141328A1 (ja) | 2011-04-15 | 2012-10-18 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及びその製造方法 |
WO2012141329A1 (ja) | 2011-04-15 | 2012-10-18 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及びその製造方法 |
WO2012141327A1 (ja) | 2011-04-15 | 2012-10-18 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及びその製造方法 |
WO2013058183A1 (ja) | 2011-10-18 | 2013-04-25 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及びその製造方法 |
JP2016524549A (ja) * | 2013-06-13 | 2016-08-18 | キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション | 低表面粗さ研磨パッド |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003171433A (ja) * | 2001-12-07 | 2003-06-20 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | 発泡ポリウレタン研磨パッドの製造方法 |
-
2008
- 2008-04-17 JP JP2008107726A patent/JP2009256473A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003171433A (ja) * | 2001-12-07 | 2003-06-20 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | 発泡ポリウレタン研磨パッドの製造方法 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012141328A1 (ja) | 2011-04-15 | 2012-10-18 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及びその製造方法 |
WO2012141329A1 (ja) | 2011-04-15 | 2012-10-18 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及びその製造方法 |
WO2012141327A1 (ja) | 2011-04-15 | 2012-10-18 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及びその製造方法 |
KR20140035375A (ko) | 2011-04-15 | 2014-03-21 | 후지보홀딩스가부시끼가이샤 | 연마 패드 및 그의 제조 방법 |
KR20140035374A (ko) | 2011-04-15 | 2014-03-21 | 후지보홀딩스가부시끼가이샤 | 연마 패드 및 그의 제조 방법 |
US9011212B2 (en) | 2011-04-15 | 2015-04-21 | Fujibo Holdings, Inc. | Polishing pad and manufacturing method therefor |
US9381612B2 (en) | 2011-04-15 | 2016-07-05 | Fujibo Holdings, Inc. | Polishing pad and manufacturing method therefor |
US10065286B2 (en) | 2011-04-15 | 2018-09-04 | Fujibo Holdings, Inc. | Polishing pad and manufacturing method therefor |
WO2013058183A1 (ja) | 2011-10-18 | 2013-04-25 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及びその製造方法 |
KR20140075795A (ko) | 2011-10-18 | 2014-06-19 | 후지보홀딩스가부시끼가이샤 | 연마 패드 및 그의 제조 방법 |
US9149905B2 (en) | 2011-10-18 | 2015-10-06 | Fujibo Holdings, Inc. | Polishing pad and method for producing same |
JP2016524549A (ja) * | 2013-06-13 | 2016-08-18 | キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション | 低表面粗さ研磨パッド |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102302626B1 (ko) | 연마 패드 및 그 제조 방법 | |
TWI421263B (zh) | Polishing pad and manufacturing method thereof | |
KR101889123B1 (ko) | 연마 패드 및 그의 제조 방법 | |
JP4884725B2 (ja) | 研磨パッド | |
JP5846714B2 (ja) | 研磨パッド | |
WO2006123559A1 (ja) | 研磨パッド | |
KR101880784B1 (ko) | 연마 패드 및 그의 제조 방법 | |
JP4233319B2 (ja) | 研磨パッドの製造方法及び研磨パッド | |
JP2017132012A (ja) | 研磨パッドの製造方法 | |
JP2009256473A (ja) | 発泡ポリウレタンの製造方法および研磨パッド | |
JP5478877B2 (ja) | 研磨パッド | |
JP4775898B2 (ja) | 積層シート | |
JP2004167680A (ja) | 研磨パッド | |
JP3571334B2 (ja) | 研磨パッド | |
US20170073456A1 (en) | Polishing pad and method for producing same | |
JP3570681B2 (ja) | 研磨パッド | |
JP2011218517A (ja) | 研磨パッド | |
JP2009090397A (ja) | 研磨パッド | |
JP2009291854A (ja) | 研磨パッド | |
JP2011020234A (ja) | 研磨パッド | |
JP2009190107A (ja) | 研磨パッドの製造方法及び製造装置、研磨パッド、並びに該研磨パッドを用いた半導体デバイスの製造方法 | |
JP6914144B2 (ja) | 研磨パッド | |
JP6835632B2 (ja) | 保持パッド及びその製造方法 | |
JP6855202B2 (ja) | 研磨パッド | |
JP6803712B2 (ja) | 研磨パッド |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110406 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120802 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120809 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121204 |