JP2010149259A - Abrasive cloth - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェハやガラス基板、カラーフィルター等の仕上げ研磨に好適な研磨布に関する。 The present invention relates to a polishing cloth suitable for finish polishing of a semiconductor wafer, a glass substrate, a color filter and the like.
一般に、半導体ウェハの製造工程は、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウェハを得るスライス工程と、ウェハの外周部を面取りする面取り工程と、ウェハを平面化するラッピング工程と、ウェハに残留する加工歪みを除去するエッチング工程と、ウェハ表面を研磨して鏡面化する鏡面研磨工程と、研磨されたウェハを洗浄する洗浄工程とを含んでいる。 In general, a semiconductor wafer manufacturing process includes a slicing process for slicing a single crystal ingot to obtain a thin disk-shaped wafer, a chamfering process for chamfering the outer periphery of the wafer, a lapping process for planarizing the wafer, It includes an etching process for removing the remaining processing distortion, a mirror polishing process for polishing the wafer surface to make a mirror surface, and a cleaning process for cleaning the polished wafer.
ウェハの上記鏡面研磨工程は、基本的に、平坦度の調整を主目的とする粗研磨と、表面粗さを改善することを主目的とする仕上げ研磨とからなる。 The above mirror polishing step of the wafer basically includes rough polishing mainly for adjusting the flatness and finish polishing mainly for improving the surface roughness.
この仕上げ研磨では、アルカリ溶液中に、コロイダルシリカ等を分散した研磨スラリーを供給しながらスエード調の研磨布などを用いて行われる(例えば、特許文献1参照)。 This finish polishing is performed using a suede-like polishing cloth while supplying a polishing slurry in which colloidal silica or the like is dispersed in an alkaline solution (see, for example, Patent Document 1).
スエード調の研磨布は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)などの樹脂フィルムや不織布等にウレタン樹脂を含浸させた基材に、ウレタン樹脂をジメチルホルムアミド(DMF)などの水溶性有機溶媒に溶解させたウレタン樹脂溶液を塗布し、これを凝固液で処理して多数の気泡を有する多孔質の銀面層を形成し、前記銀面層の表面をバフ研削してナップ層とし、基材層と多数の気泡を有するナップ層とからなるスエード調の研磨布を得るものである。
近年、上記のようなスエード調の研磨布を用いた仕上げ研磨に要求される品質は、益々厳しくなっており、例えば、集光灯下で光散乱を起こしてウェハ表面上のくもりとして観察されるような微小な表面粗さであるヘイズやLPD(Light Point Defect:ウェハ上の0.1・国O後の微小な欠陥、パーティクルなど)についても、改善が要求されている。 In recent years, the quality required for finish polishing using a suede-like polishing cloth as described above has become increasingly severe. For example, light scattering is caused under a condensing lamp and observed as a cloud on the wafer surface. Improvements are also demanded for such haze and LPD (Light Point Defect: minute defects, particles, etc. after 0.1 · country O on the wafer) which are such a minute surface roughness.
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、ヘイズ等を改善して研磨品質を高めることができる研磨布を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a polishing cloth capable of improving the polishing quality by improving haze and the like.
上記のようにスエード調の研磨布では、湿式凝固によって形成された多孔質の銀面層の表面をバフ研削して開口させるのであるが、このバフ研削によって、表面が毛羽立ち、立ち毛が倒れ易い方向である、いわゆる順目と、立ち毛が起きる方向である、いわゆる逆目が生じる。 As described above, in the suede-like polishing cloth, the surface of the porous silver surface layer formed by wet coagulation is buffed and opened, but this buffing causes the surface to become fluffy and the raised hairs to fall easily. The so-called order, which is the direction, and the so-called reverse eye, which is the direction in which napping occurs, occur.
本件発明者は、かかる順目、逆目の方向性によって研磨スラリーが不均一に保持されると、ウェハとの接触に偏りが生じ、研磨ムラが発生するとの知見に基づいて鋭意検討した結果、順目、逆目の方向性による表面粗さの差を抑制することにより、研磨品質を高めることができること見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive investigation based on the knowledge that the polishing slurry is unevenly held by the directionality of the order and the reverse direction, the contact with the wafer is biased and the polishing unevenness occurs. The inventors have found that polishing quality can be improved by suppressing the difference in surface roughness due to the directivity and reverse directionality, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の研磨布は、基材層と前記基材層上に形成された多孔質の研磨層とを備える研磨布であって、前記研磨層の表面粗さRaの最大値と最小値との差が、1μm以下である。 That is, the polishing cloth of the present invention is a polishing cloth including a base material layer and a porous polishing layer formed on the base material layer, and the maximum value and the minimum value of the surface roughness Ra of the polishing layer. The difference is 1 μm or less.
この表面粗さRaは、接触式表面粗さ計によって測定するのが好ましい。 This surface roughness Ra is preferably measured by a contact-type surface roughness meter.
本発明の一つの実施形態では、前記多孔質の研磨層は、前記基材層の表面に樹脂溶液を塗布して湿式凝固した後に、湿式凝固した樹脂の表面を研削して形成される。 In one embodiment of the present invention, the porous polishing layer is formed by applying a resin solution to the surface of the base material layer and wet coagulating, and then grinding the surface of the wet coagulated resin.
この研削は、研削ローラによって所定方向に研削するのが好ましい。 This grinding is preferably performed in a predetermined direction by a grinding roller.
研削によって、研磨層の表面が毛羽立ち、立ち毛が倒れ易い方向である順目と、立ち毛が起きる方向である逆目とが生じることになるが、表面粗さRaの最大値は、逆目で測定した表面粗さRaであり、最小値は、順目で測定した表面粗さRaであるのが好ましい。つまり、本発明の研磨布は、逆目で測定した表面粗さRaと順目で測定した表面粗さRaとの差が、1μm以内である。 By grinding, the surface of the polishing layer becomes fuzzy, and the order in which the napping is likely to fall and the reverse order in which the napping occurs are generated. However, the maximum value of the surface roughness Ra is And the minimum value is preferably the surface roughness Ra measured in order. That is, in the polishing cloth of the present invention, the difference between the surface roughness Ra measured with the reverse eye and the surface roughness Ra measured with the forward eye is within 1 μm.
本発明の研磨布によると、順目と逆目との表面粗さの差が、1μm以内であるので、順目、逆目の方向性による表面粗さの差を抑制し、ヘイズ等の研磨品質の向上を図ることができる。 According to the polishing cloth of the present invention, since the difference in surface roughness between the forward and reverse eyes is within 1 μm, the difference in surface roughness due to the directionality of the forward and reverse eyes is suppressed, and polishing such as haze is performed. The quality can be improved.
本発明によれば、多孔質の研磨層表面の順目、逆目の方向性による表面粗さの差を、1μm以内に抑制したので、ヘイズ等の研磨品質の向上を図ることが可能となる。 According to the present invention, since the difference in surface roughness due to the direction of the order and the reverse direction of the surface of the porous polishing layer is suppressed to within 1 μm, it becomes possible to improve the polishing quality such as haze. .
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る研磨布の概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an abrasive cloth according to an embodiment of the present invention.
この実施形態の研磨布1は、基材層2と、この基材層2上に形成された多数の気泡を有する研磨層であるナップ層3とを備えている。
The polishing cloth 1 of this embodiment includes a
基材層2としては、例えば、PETフィルムや他のポリエステル系フィルムやオレフィン系フィルムを用いてもよく、また、樹脂フィルムに限らず、ポリアミド系、ポリエステル系等の不織布(フェルト)にウレタン樹脂を含浸したもの(ウレタン樹脂含浸不織布)であってもよい。
As the
研磨層であるナップ層3を形成するための樹脂溶液は、例えば、ウレタン樹脂をジメチルホルムアミド(DMF)などの水溶性有機溶媒に溶解させたものである。ウレタン樹脂としては、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系などのウレタン樹脂を用いることができ、異なる種類のウレタン樹脂をブレンドしてもよい。
The resin solution for forming the
ウレタン樹脂を溶解させる水溶性有機溶媒としては、上述のジメチルホルムアミドの他、例えば、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド等の溶媒を用いることができる。 As the water-soluble organic solvent for dissolving the urethane resin, for example, a solvent such as dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, dimethylacetamide or the like can be used in addition to the above-mentioned dimethylformamide.
また、ウレタン樹脂を溶解した有機溶媒には、カーボンブラック等の充填剤や界面活性剤等の分散安定剤を添加してもよい。 Further, a filler such as carbon black and a dispersion stabilizer such as a surfactant may be added to the organic solvent in which the urethane resin is dissolved.
次に、上記構成の研磨布の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the polishing cloth having the above-described configuration will be described.
この実施形態の研磨布の製造方法では、ウレタン樹脂および界面活性剤等を、ジメチルホルムアミド(DMF)などの溶媒に溶解させて混合し、脱泡、濾過を行って、ウレタン樹脂溶液を作製する。 In the manufacturing method of the polishing cloth of this embodiment, a urethane resin, a surfactant, and the like are dissolved in a solvent such as dimethylformamide (DMF) and mixed, defoamed and filtered to prepare a urethane resin solution.
このウレタン樹脂溶液を、基材、例えば、PETフィルムの表面に塗布し、湿式凝固させ、洗浄して溶媒を除去した後、表面をバフ研削して気泡を開口させてPETフィルムからなる基材層2の表面にナップ層3を形成して、図1の研磨布1を作製する。
This urethane resin solution is applied to the surface of a base material, for example, a PET film, wet-coagulated, washed to remove the solvent, and then the surface is buffed to open bubbles to form a base material layer made of a PET film. A
上記バフ研削は、図2に示すように、送りロール4によって矢符A方向に搬送される研磨布1aに対して、矢符B方向に回転する研削ロール5を圧接させて行なうものである。
As shown in FIG. 2, the buff grinding is performed by pressing a
このバフ研削によって、図3の一部拡大図に示すように、ナップ層3の表面3aが毛羽立ち、立ち毛が倒れ易い方向、すなわち、上記矢符A方向である順目と、立ち毛が起きる方向、すなわち、矢符A方向とは逆方向である逆目が生じる。
As shown in the partially enlarged view of FIG. 3, the buff grinding causes the
かかる順目と逆目とで表面粗さの差が大きくなると、研磨スラリーが不均一に保持されてウェハとの接触に偏りが生じ、研磨ムラが発生すると考えられる。 When the difference in surface roughness between the order and the reverse order becomes large, the polishing slurry is held non-uniformly, causing unevenness in contact with the wafer, and polishing unevenness is considered to occur.
そこで、この実施形態では、バフ研削の際の研削量や研磨布の送り速度等を制御することにより、表面粗さRaの最大値と最小値との差を、1μm以内に抑制している。 Therefore, in this embodiment, the difference between the maximum value and the minimum value of the surface roughness Ra is suppressed to within 1 μm by controlling the grinding amount at the time of buffing, the feed rate of the polishing pad, and the like.
表面粗さRaの最大値は、逆目で測定した表面粗さRaとして得ることができ、表面粗さRaの最小値は、順目で測定した表面粗さRaとして得ることができる。 The maximum value of the surface roughness Ra can be obtained as the surface roughness Ra measured by the reverse eye, and the minimum value of the surface roughness Ra can be obtained as the surface roughness Ra measured by the order.
したがって、この実施形態では、逆目で測定した表面粗さRaと順目で測定した表面粗さRaとの差を、1μm以内となるようにバフ研削の研削量や送り速度等を制御するものである。 Therefore, in this embodiment, the amount of buff grinding, feed rate, etc. are controlled so that the difference between the surface roughness Ra measured with the reverse eye and the surface roughness Ra measured with the forward eye is within 1 μm. It is.
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
樹脂材料が異なる、具体的には、エステル系ウレタン(DIC社製7667)からなるスエード調の研磨布Aと、ポリカーボネート系ウレタン(DIC社製MP865PS)からなるスエード調の研磨布Bの2種類のスエード調の研磨布A,Bについて、バフ研削の条件を制御して、表面粗さRaの最大値と最小値との差が1μmを越える比較例の研磨布A1,B1および前記差が1μm以内の実施例の研磨布A2,B2をサンプルとしてシリコンウェハの研磨をそれぞれ行なってシリコンウェハ表面のヘイズおよびLPDを評価した。 The resin materials are different. Specifically, there are two types, a suede-like polishing cloth A made of ester urethane (DIC manufactured by 7667) and a suede-like polishing cloth B made of polycarbonate urethane (MP865PS made by DIC). For the suede-like polishing cloths A and B, the buffing conditions are controlled, and the difference between the maximum value and the minimum value of the surface roughness Ra is more than 1 μm, and the difference is within 1 μm. The silicon cloth was polished using the polishing cloths A2 and B2 of Example 1 as samples, and the haze and LPD of the silicon wafer surface were evaluated.
表1に、比較例A1,B1および実施例A2,B2の各サンプルの厚み(mm)、表面粗さRaの平均値(μm)、表面粗さRaの最大値と最小値との差(μm)をそれぞれ示す。ここで、表面粗さRaの平均値とは、立ち毛が起きる方向である逆目で測定した表面粗さRaと、立ち毛が倒れ易い方向である順目で測定した表面粗さRaとの平均値であり、また、表面粗さRaの最大値と最小値との差とは、逆目で測定した表面粗さRaと順目で測定した表面粗さRaとの差である。 Table 1 shows the thickness (mm) of each sample of Comparative Examples A1 and B1 and Examples A2 and B2, the average value (μm) of the surface roughness Ra, and the difference between the maximum value and the minimum value of the surface roughness Ra (μm ) Respectively. Here, the average value of the surface roughness Ra is the surface roughness Ra measured with the reverse eye, which is the direction in which napping occurs, and the surface roughness Ra measured in order, which is the direction in which napping easily falls. It is an average value, and the difference between the maximum value and the minimum value of the surface roughness Ra is a difference between the surface roughness Ra measured with the reverse eye and the surface roughness Ra measured with the reverse eye.
この表1の表面粗さの測定は、接触式表面粗さ計である、東京精密製Surfcom480Aを用いて、JIS B0601−1994に準拠して次のように行った。すなわち、測定長12.5mm、カットオフ値2.5mm、測定速度0.3mm/sec、測定力0.07gf、円錐ダイヤモンド端子Rtip=10μm、θ=90°として測定した。 The surface roughness in Table 1 was measured as follows according to JIS B0601-1994, using a Tokyo Seimitsu Surfcom 480A, which is a contact surface roughness meter. That is, the measurement was performed with a measurement length of 12.5 mm, a cutoff value of 2.5 mm, a measurement speed of 0.3 mm / sec, a measurement force of 0.07 gf, a conical diamond terminal Rtip = 10 μm, and θ = 90 °.
また、比較例A1,B1および実施例A2,B2の各サンプルの研磨布を用いた研磨では、研磨機として、ストラボー(Strasbaugh)株式会社製の型式6CA(1プラテン−20''、1ヘッド−8'')を用い、スラリー(研磨液)は、ニッタ・ハース社製スラリー Nanopure NP8040W(希釈倍率 NP8040W:DI(純水)=1:40)を使用し、8インチのシリコンウェハを被研磨物として研磨した。 In the polishing using the polishing cloths of the samples of Comparative Examples A1, B1 and Examples A2, B2, as a polishing machine, model 6CA (1 platen-20 ″, 1 head− manufactured by Strasbaugh Co., Ltd.) was used. 8 ″), and slurry (polishing liquid) is a slurry Nanopure NP8040W (dilution ratio NP8040W: DI (pure water) = 1: 40) manufactured by Nitta Haas, and an 8-inch silicon wafer is polished. As polished.
また、スラリー流量300ml/min、研磨時間5min固定とし、定盤回転数、研磨圧力については、下記の4つの研磨条件で6回の研磨を行った。
研磨条件−1:定盤回転数100rpm、研磨圧力100gf/cm2
研磨条件−2:定盤回転数70rpm、研磨圧力100gf/cm2
研磨条件−3:定盤回転数100rpm、研磨圧力120gf/cm2
研磨条件−4:定盤回転数100rpm、研磨圧力150gf/cm2
ヘイズおよびLPDは、Hitachi製LS6600にて測定した。
Further, the slurry flow rate was 300 ml / min, the polishing time was fixed at 5 min, and the platen rotation number and polishing pressure were polished 6 times under the following four polishing conditions.
Polishing condition-1: surface
Polishing condition-2: surface
Polishing condition-3: surface
Polishing condition-4: surface
Haze and LPD were measured with Hitachi LS6600.
ヘイズの測定結果を表2に、LPDの測定結果を表3にそれぞれ示す。 Table 2 shows the measurement results of haze, and Table 3 shows the measurement results of LPD.
また、図4および図5には、定盤回転数に対するヘイズおよびLPDの変化を、図6および図7には、研磨圧力に対するヘイズおよびLPDの変化をそれぞれ示す。 FIGS. 4 and 5 show changes in haze and LPD with respect to the platen rotation speed, and FIGS. 6 and 7 show changes in haze and LPD with respect to polishing pressure, respectively.
表2,表3および図4〜図7に示されるように、表面粗さRaの最大値と最小値との差が1μm以内の実施例のサンプルA2と前記差が1μmを越える比較例のサンプルA1とを比較すると、実施例のサンプルA2の方が、比較例のサンプルA1に比べて、ヘイズおよびLPDのいずれも良好であることが分る。 As shown in Tables 2 and 3 and FIGS. 4 to 7, the sample A2 in the example in which the difference between the maximum value and the minimum value of the surface roughness Ra is within 1 μm and the sample in the comparative example in which the difference exceeds 1 μm. Comparing A1, it can be seen that the sample A2 of the example is better in both haze and LPD than the sample A1 of the comparative example.
また、実施例のサンプルB2と比較例のサンプルB1とを比較すると、実施例のサンプルB2の方が、比較例のサンプルB1に比べて、ヘイズおよびLPDのいずれも良好であることが分る。 Further, when comparing the sample B2 of the example and the sample B1 of the comparative example, it can be seen that the sample B2 of the example is better in both haze and LPD than the sample B1 of the comparative example.
このように、A,Bといった研磨布の種類、あるいは、研磨圧力や定盤回転数といった研磨条件によらず、表面粗さRaの最大値と最小値との差が1μm以内の実施例が、研磨品質が向上していることが分る。 Thus, an embodiment in which the difference between the maximum value and the minimum value of the surface roughness Ra is within 1 μm, regardless of the type of polishing cloth such as A and B, or the polishing conditions such as the polishing pressure and the platen rotation speed, It can be seen that the polishing quality is improved.
本発明は、半導体ウェハや精密ガラス基板などの研磨に有用である。 The present invention is useful for polishing semiconductor wafers and precision glass substrates.
1 研磨布 2 基材層
3 ナップ層 5 研削ロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記研磨層の表面粗さRaの最大値と最小値との差が、1μm以下であることを特徴とする研磨布。 A polishing cloth comprising a base material layer and a porous polishing layer formed on the base material layer,
A polishing cloth, wherein a difference between a maximum value and a minimum value of the surface roughness Ra of the polishing layer is 1 μm or less.
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A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
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A521 | Written amendment |
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