JP2017185563A - Polishing pad - Google Patents

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博仁 宮坂
Hirohito Miyasaka
博仁 宮坂
哲平 立野
Teppei Tateno
哲平 立野
立馬 松岡
Ryuma Matsuoka
立馬 松岡
匠 三國
Takumi Mikuni
匠 三國
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad that has high-responsiveness to polishing pressure and can control a polishing rate by controlling polishing pressure.SOLUTION: The polishing pad includes a polishing layer containing a hollow particulate, where the hollow particulate has a diameter of 10 to 30 μm, the polishing layer has a density of 0.4 to 0.8 g/cmand pressure response property is 800 Å/min psi or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、光学材料、半導体用基板、半導体ウエハ、ハードディスク基板、液晶用ガラス基板、半導体デバイスなどの高度の表面平坦性を要求される材料の研磨を行うための研磨シート乃至研磨パッドに関する。   The present invention relates to a polishing sheet or a polishing pad for polishing materials that require high surface flatness such as optical materials, semiconductor substrates, semiconductor wafers, hard disk substrates, liquid crystal glass substrates, and semiconductor devices.

光学材料、半導体基板、半導体ウエハ、ハードディスク基板、液晶用ガラス基板、半導体デバイスは非常に精密な平坦性が要求される。このような材料の表面を平坦に研磨加工するために種々の研磨パッドが開発されてきた。例えば、特許文献1には気泡として高分子微小エレメント(中空微粒子)を含んだ研磨パッドが開示されている。しかし、研磨圧力を上げると研磨レートは向上するが被研磨物にスクラッチが生じるおそれがあった。また、研磨圧力を下げても低い研磨レートを得ることができず、高い精度での研磨加工が求められる仕上げ研磨が困難であり、別途仕上げ用の軟質の研磨パッドで研磨する必要があり、経済的にも取扱いの面においても十分とはいえなかった。また、特許文献2では一枚で粗研磨や仕上げ研磨が可能な研磨紙が記載されているが、砥粒の粒度が異なる複数の研磨パッドを同心円状に組み立てる必要があり手間を要する。   Optical materials, semiconductor substrates, semiconductor wafers, hard disk substrates, liquid crystal glass substrates, and semiconductor devices are required to have very precise flatness. Various polishing pads have been developed to polish the surface of such materials flatly. For example, Patent Document 1 discloses a polishing pad containing polymer microelements (hollow microparticles) as bubbles. However, when the polishing pressure is increased, the polishing rate is improved, but scratches may occur on the object to be polished. In addition, even if the polishing pressure is lowered, a low polishing rate cannot be obtained, and finishing polishing requiring high-precision polishing is difficult, and it is necessary to polish with a soft polishing pad for finishing separately. In terms of handling and handling, it was not sufficient. Further, Patent Document 2 describes a polishing paper that can be coarsely polished or finished with a single sheet. However, it is necessary to assemble a plurality of polishing pads having different abrasive grain sizes in a concentric manner.

特表平8−500622号公報Japanese National Patent Publication No. 8-500622 特開2008−100289号公報JP 2008-1000028 A

しかしながら、本発明者らが検討したところ、気泡として中空微粒子を含んだ研磨パッドを使用し、かつ研磨層の密度の範囲を特定の範囲とした場合には、研磨圧力に対する応答性が高いことを見出した。圧力応答性が高いということは研磨圧力によって研磨レートを制御できるということであり、初期研磨(粗研磨)から仕上げ研磨へ移る際に研磨パッドを交換する手間を省くことができる。この知見に基づいて本発明者らが鋭意検討した結果、本発明を完成した。   However, the present inventors have examined that when a polishing pad containing hollow fine particles as bubbles is used and the density range of the polishing layer is a specific range, the responsiveness to the polishing pressure is high. I found it. High pressure responsiveness means that the polishing rate can be controlled by the polishing pressure, and it is possible to save the trouble of replacing the polishing pad when moving from initial polishing (rough polishing) to final polishing. As a result of intensive studies by the present inventors based on this finding, the present invention has been completed.

即ち、本発明は以下のものを提供する。
[1] 中空微粒子を含む研磨層を有する研磨パッドであって、前記中空微粒子の直径が10〜30μmであり、前記研磨層の密度が0.4〜0.8g/cmであり、かつ圧力応答性が800Å/min・psi以上、好ましくは、800〜900Å/min・psiであることを特徴とする前記研磨パッド。
[2] 前記研磨層のD硬度が20〜60であることを特徴とする[1]に記載の研磨パッド。
[3] 前記研磨層中の気泡が、実質的に独立気泡のみからなる、[1]又は[2]に記載の研磨パッド。
[4] [1]乃至[3]のいずれかに記載の研磨パッドを用いて、研磨圧力を変更することで多段階研磨をする工程を含むことを特徴とする、同一の研磨パッドを用いた多段階研磨方法。
[5]前記多段階研磨をする工程は、研磨圧が1.5〜5.0psiである第1の研磨工程と、研磨圧が1.0〜4.5psiであり、前記第1の研磨工程より0.5psi以上低い研磨圧で研磨する第2の研磨工程を含む、[4]に記載の多段階研磨方法。
[6] 前記多段階研磨をする工程は、研磨圧が2.0〜5.0psiである第1の研磨工程と、研磨圧が1.0〜4.0psiであり、前記第1の研磨工程より1.0psi以上低い研磨圧で研磨する第2の研磨工程を含む、[5]に記載の多段階研磨方法。
[7] 被研磨物が光学材料又は半導体材料である、[4]乃至[6]のいずれかに記載の多段階研磨方法。
That is, the present invention provides the following.
[1] A polishing pad having a polishing layer containing hollow fine particles, wherein the hollow fine particles have a diameter of 10 to 30 μm, the polishing layer has a density of 0.4 to 0.8 g / cm 3 , and pressure The polishing pad having a responsiveness of 800 Å / min · psi or more, preferably 800 to 900 Å / min · psi.
[2] The polishing pad according to [1], wherein the polishing layer has a D hardness of 20 to 60.
[3] The polishing pad according to [1] or [2], wherein the bubbles in the polishing layer are substantially composed of only closed cells.
[4] Using the polishing pad according to any one of [1] to [3], including the step of performing multi-step polishing by changing the polishing pressure, and using the same polishing pad Multistage polishing method.
[5] The step of performing the multi-step polishing includes a first polishing step with a polishing pressure of 1.5 to 5.0 psi and a polishing pressure of 1.0 to 4.5 psi. The multi-stage polishing method according to [4], including a second polishing step of polishing with a polishing pressure lower than 0.5 psi.
[6] The multi-step polishing step includes a first polishing step with a polishing pressure of 2.0 to 5.0 psi and a polishing pressure of 1.0 to 4.0 psi, and the first polishing step. The multi-stage polishing method according to [5], including a second polishing step of polishing at a polishing pressure lower than 1.0 psi.
[7] The multistage polishing method according to any one of [4] to [6], wherein the object to be polished is an optical material or a semiconductor material.

本発明によれば、比較的粒径が小さく且つ特定の粒径の範囲の中空微粒子を使用し、かつ研磨層の密度を特定の範囲とした場合には、研磨圧力に対する応答性が高く、研磨圧力によって研磨レートを制御できる。   According to the present invention, when hollow fine particles having a relatively small particle size and a specific particle size range are used and the density of the polishing layer is set to a specific range, the response to the polishing pressure is high and the polishing is performed. The polishing rate can be controlled by pressure.

(研磨パッド)
本発明の研磨パッドは、中空微粒子を含む研磨層を有する。研磨層は被研磨材料に直接接する位置に配置され、研磨パッドのその他の部分は、研磨パッドを支持するための材料、例えば、ゴムなどの弾性に富む材料で構成されてもよい。研磨パッドの剛性によっては、研磨パッド全体を1つの研磨層とすることができる。
(Polishing pad)
The polishing pad of the present invention has a polishing layer containing hollow fine particles. The polishing layer is disposed at a position in direct contact with the material to be polished, and the other part of the polishing pad may be made of a material for supporting the polishing pad, for example, an elastic material such as rubber. Depending on the rigidity of the polishing pad, the entire polishing pad can be a single polishing layer.

本発明の研磨パッドは、少ない中空微粒子の添加量で被研磨物におけるスクラッチの発生を抑制できることを除けば、一般的な研磨パッドと形状に大きな差異は無く、一般的な研磨パッドと同様に使用することができ、例えば、研磨パッドを回転させながら研磨層を被研磨材料に押し当てて研磨することもできるし、被研磨材料を回転させながら研磨層に押し当てて研磨することもできる。   The polishing pad of the present invention is similar in shape to a general polishing pad except that it can suppress the occurrence of scratches in the object to be polished with a small amount of hollow fine particles added, and used in the same manner as a general polishing pad. For example, the polishing layer can be pressed against the material to be polished while rotating the polishing pad, or can be polished against the polishing layer while rotating the material to be polished.

(研磨パッドの製造方法)
本発明の研磨パッドは、一般に知られたモールド成形、スラブ成形等の製造法より作成できる。例えば、まずは、それら製造法により中空微粒子を含むポリウレタンのブロックを形成し、ブロックをスライス等によりシート状とし、中空微粒子を含むポリウレタン樹脂から形成される研磨層を成形し、支持体などに貼り合わせることによって製造される。あるいは支持体上に直接研磨層を成形することもできる。
(Polishing pad manufacturing method)
The polishing pad of the present invention can be prepared by a generally known production method such as molding or slab molding. For example, first, polyurethane blocks containing hollow fine particles are formed by these manufacturing methods, the blocks are formed into sheets by slicing, etc., and a polishing layer formed from a polyurethane resin containing hollow fine particles is formed and bonded to a support or the like. Manufactured by. Alternatively, the polishing layer can be formed directly on the support.

より具体的には、研磨層は、研磨層の研磨面とは反対の面側に両面テープが貼り付けられ、所定形状にカットされて、本発明の研磨パッドとなる。両面テープに特に制限はなく、当技術分野において公知の両面テープの中から任意に選択して使用することが出来る。また、本発明の研磨パッドは、研磨層のみからなる単層構造であってもよく、研磨層の研磨面とは反対の面側に他の層(下層、支持層)を貼り合わせた複層からなっていてもよい。   More specifically, the polishing layer has a double-sided tape attached to the surface opposite to the polishing surface of the polishing layer, cut into a predetermined shape, and becomes the polishing pad of the present invention. The double-sided tape is not particularly limited, and any double-sided tape known in the art can be selected and used. In addition, the polishing pad of the present invention may have a single layer structure consisting only of a polishing layer, and a multilayer in which another layer (lower layer, support layer) is bonded to the surface of the polishing layer opposite to the polishing surface. It may consist of

(中空微粒子)
研磨層に含まれる中空微粒子により、研磨層を発泡体とすることができる。研磨層に含まれる中空微粒子としては、微小中空球体が好ましい。微小中空球体とは、熱可塑性樹脂からなる外殻(ポリマー殻)と、外殻に内包される低沸点炭化水素とからなる未発泡の加熱膨張性微小球状体を、加熱膨張させたものをいう。前記ポリマー殻としては、例えば、アクリロニトリル−塩化ビニリデン共重合体、アクリロニトリル−メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニル−エチレン共重合体などの熱可塑性樹脂を用いることができる。同様に、ポリマー殻に内包される低沸点炭化水素としては、例えば、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、石油エーテル等を用いることができる。
(Hollow particles)
The polishing layer can be made into a foam by the hollow fine particles contained in the polishing layer. The hollow fine particles contained in the polishing layer are preferably micro hollow spheres. The micro hollow sphere is obtained by heating and expanding an unfoamed heat-expandable microsphere composed of an outer shell (polymer shell) made of a thermoplastic resin and a low-boiling hydrocarbon encapsulated in the outer shell. . As the polymer shell, for example, thermoplastic resins such as acrylonitrile-vinylidene chloride copolymer, acrylonitrile-methyl methacrylate copolymer, vinyl chloride-ethylene copolymer can be used. Similarly, as the low boiling point hydrocarbon encapsulated in the polymer shell, for example, isobutane, pentane, isopentane, petroleum ether and the like can be used.

本発明においては、研磨パッドに含まれる中空微粒子の直径が10〜30μm、好ましくは、15〜25μmであることを特徴とする。   In the present invention, the hollow fine particles contained in the polishing pad have a diameter of 10 to 30 μm, preferably 15 to 25 μm.

(研磨層)
研磨層は、中空微粒子、ポリイソシアネート化合物、及びポリオール化合物を含むポリウレタン樹脂硬化性組成物を調製し、前記ポリウレタン樹脂硬化性組成物を硬化させることによって成形することができる。
(Polishing layer)
The polishing layer can be formed by preparing a polyurethane resin curable composition containing hollow fine particles, a polyisocyanate compound, and a polyol compound, and curing the polyurethane resin curable composition.

ポリウレタン樹脂硬化性組成物は、例えば、ポリイソシアネート化合物を含むA液と、それ以外の成分を含むB液とを混合して調製する2液型の組成物とすることもできる。それ以外の成分を含むB液はさらに複数の液に分割して3液以上の液を混合して構成される組成物とすることができる。   The polyurethane resin curable composition may be a two-component composition prepared by mixing, for example, a liquid A containing a polyisocyanate compound and a liquid B containing other components. The B liquid containing the other components can be further divided into a plurality of liquids and mixed with three or more liquids to form a composition.

ポリイソシアネート化合物が、当業界でよく用いられるような、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物との反応により調製されるプレポリマーを含んでもよい。プレポリマーは未反応のイソシアネート基を含む当業界で一般に使用されているものが本発明においても使用できる。   The polyisocyanate compound may include a prepolymer prepared by the reaction of a polyisocyanate compound and a polyol compound, as commonly used in the art. As the prepolymer, those commonly used in the art containing unreacted isocyanate groups can be used in the present invention.

(イソシアネート成分)
イソシアネート成分としては、例えば、
m−フェニレンジイソシアネート、
p−フェニレンジイソシアネート、
2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)、
2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、
ナフタレン−1,4−ジイソシアネート、
ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、
4,4’−メチレン−ビス(シクロヘキシルイソシアネート)(水添MDI)、
3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニルジイソシアネート、
3,3’−ジメチルジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、
キシリレン−1,4−ジイソシアネート、
4,4’−ジフェニルプロパンジイソシアネート、
トリメチレンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート、
プロピレン−1,2−ジイソシアネート、
ブチレン−1,2−ジイソシアネート、
シクロヘキシレン−1,2−ジイソシアネート、
シクロヘキシレン−1,4−ジイソシアネート、
p−フェニレンジイソチオシアネート、
キシリレン−1,4−ジイソチオシアネート、
エチリジンジイソチオシアネート
等が挙げられる。
(Isocyanate component)
As an isocyanate component, for example,
m-phenylene diisocyanate,
p-phenylene diisocyanate,
2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI),
2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI),
Naphthalene-1,4-diisocyanate,
Diphenylmethane-4,4′-diisocyanate (MDI),
4,4′-methylene-bis (cyclohexyl isocyanate) (hydrogenated MDI),
3,3′-dimethoxy-4,4′-biphenyl diisocyanate,
3,3′-dimethyldiphenylmethane-4,4′-diisocyanate,
Xylylene-1,4-diisocyanate,
4,4′-diphenylpropane diisocyanate,
Trimethylene diisocyanate,
Hexamethylene diisocyanate,
Propylene-1,2-diisocyanate,
Butylene-1,2-diisocyanate,
Cyclohexylene-1,2-diisocyanate,
Cyclohexylene-1,4-diisocyanate,
p-phenylene diisothiocyanate,
Xylylene-1,4-diisothiocyanate,
Ethylidine diisothiocyanate etc. are mentioned.

(ポリオール成分)
ポリオール成分としては、例えば、
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどのジオール;
ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリエーテルポリオール;
エチレングリコールとアジピン酸との反応物やブチレングリコールとアジピン酸との反応物等のポリエステルポリオール;
ポリカーボネートポリオール;
ポリカプロラクトンポリオール;
等が挙げられる。
(Polyol component)
As a polyol component, for example,
Ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, pentanediol, 3-methyl-1, Diols such as 5-pentanediol and 1,6-hexanediol;
Polyether polyols such as polytetramethylene glycol (PTMG), polyethylene glycol, polypropylene glycol;
Polyester polyols such as a reaction product of ethylene glycol and adipic acid and a reaction product of butylene glycol and adipic acid;
Polycarbonate polyols;
Polycaprolactone polyol;
Etc.

(硬化剤)
硬化剤は、ポリイソシアネート化合物としてプレポリマーを使用する場合に、プレポリマー中のイソシアネート基と反応させて、ポリウレタン樹脂を完成させる化合物である。硬化剤(活性水素化合物)としては、ポリオール、ポリアミン、等が挙げられる。
(Curing agent)
When using a prepolymer as a polyisocyanate compound, the curing agent is a compound that reacts with an isocyanate group in the prepolymer to complete a polyurethane resin. Examples of the curing agent (active hydrogen compound) include polyols and polyamines.

硬化剤として使用するポリオールは、上述したポリオール成分と同様である。また、3官能のグリセリンなどのトリオール、4官能以上のポリオールも使用できる。   The polyol used as the curing agent is the same as the polyol component described above. Triols such as trifunctional glycerin and polyols having 4 or more functional groups can also be used.

ポリアミンとしては、例えば、ジアミンが挙げられ、これには、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルキレンジアミン;イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジアミンなどの脂肪族環を有するジアミン;3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(別名:メチレンビス−o−クロロアニリン)(以下、MOCAと略記する。)などの芳香族環を有するジアミン;2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等の水酸基を有するジアミン、特にヒドロキシアルキルアルキレンジアミン;等が挙げられる。また、3官能のトリアミン化合物、4官能以上のポリアミン化合物も使用可能である。   Examples of the polyamine include diamines, which include alkylene diamines such as ethylene diamine, propylene diamine, and hexamethylene diamine; diamines having an aliphatic ring such as isophorone diamine and dicyclohexylmethane-4,4′-diamine; 3 Diamine having an aromatic ring such as 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane (also known as methylenebis-o-chloroaniline) (hereinafter abbreviated as MOCA); 2-hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxy Diamines having hydroxyl groups such as ethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, di-2-hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, di-2-hydroxypropylethylenediamine, etc. , Hydroxyalkyl alkylene diamine particular; and the like. Trifunctional triamine compounds and tetrafunctional or higher polyamine compounds can also be used.

(その他の成分)
その他に当業界で一般的に使用される整泡剤、触媒、などを発泡性組成物に添加してもよい。整泡剤としては、例えば、界面活性剤が挙げられ、より具体的には、例えば、ポリエーテル変性シリコーンなどが挙げられる。触媒は、当業界で一般に使用されるものが本発明においても使用できる。
(Other ingredients)
In addition, foam stabilizers, catalysts, and the like commonly used in the art may be added to the foamable composition. Examples of the foam stabilizer include a surfactant, and more specifically include, for example, a polyether-modified silicone. Any catalyst commonly used in the art can be used in the present invention.

本発明を以下の例により実験的に説明するが、以下の説明は、本発明の範囲が以下の例に限定して解釈されることを意図するものではない。   The invention is illustrated experimentally by the following examples, which are not intended to be construed as limiting the scope of the invention to the following examples.

(材料)
以下の例で使用した材料を列挙する。
・プレポリマーA・・・2,4−トリレンジイソシアネートを主成分とし水添MDIを含まないNCO当量460のウレタンプレポリマー
・MOCA・・・3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(別名:メチレンビス−o−クロロアニリン)
(material)
The materials used in the following examples are listed.
・ Prepolymer A: Urethane prepolymer with NCO equivalent of 460 mainly composed of 2,4-tolylene diisocyanate and no hydrogenated MDI ・ MOCA: 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane (Alternative name: Methylenebis-o-chloroaniline)

(中空微粒子の粒径及び添加量)
直径が20μm(試料S)、40μm(試料M)、90μm(試料L)のアクリルニトリル系中空微粒子(アクリロニトリルと塩化ビニリデンとの共重合体を含んでなる中空微粒子)を使用した。
各々の中空微粒子の添加量を以下のように変えて使用した。

Figure 2017185563
(Particle size and added amount of hollow fine particles)
Acrylonitrile-based hollow microparticles (hollow microparticles comprising a copolymer of acrylonitrile and vinylidene chloride) having a diameter of 20 μm (sample S), 40 μm (sample M), and 90 μm (sample L) were used.
The amount of each hollow fine particle added was changed as follows.
Figure 2017185563

(研磨パッドの調製)
A成分に、2,4−トリレンジイソシアネートを主成分とし水添MDIを含まないNCO当量460のウレタンプレポリマー(プレポリマーA)を100g(部)、B成分に硬化剤であるMOCAを25.64g(部)、C成分に中空微粒子を表1に記載の割合で、それぞれ準備する。なお、比率を示すためg表示として記載しており、ブロックの大きさに応じて必要な重量(部)を準備する。以下同様にg(部)表記で記載する。
A成分およびB成分をそれぞれ予め減圧脱泡した後、A成分、B成分及びC成分を混合機に供給した。
得られた混合液を80℃に加熱した型枠(890mm×890mmの正方形)に注型し5時間加熱し硬化させた後、形成された樹脂発泡体を型枠から抜き出した。この発泡体を1.3mm厚にスライスしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。
各サンプルにおける研磨パッドの密度とD硬度を示す。
(Preparation of polishing pad)
100 g (parts) of urethane prepolymer (prepolymer A) having an NCO equivalent of 460 containing 2,4-tolylene diisocyanate as a main component and not containing hydrogenated MDI as component A, and MOCA as a curing agent in component B as 25. 64 g (parts) of hollow fine particles are prepared as C components in the proportions shown in Table 1. In addition, in order to show a ratio, it describes as g display and prepares a required weight (part) according to the magnitude | size of a block. Hereinafter, it is described in g (part) notation.
The A component and the B component were degassed in advance in advance, and then the A component, the B component, and the C component were supplied to the mixer.
The obtained mixed liquid was poured into a mold (890 mm × 890 mm square) heated to 80 ° C. and cured by heating for 5 hours, and then the formed resin foam was extracted from the mold. This foam was sliced to a thickness of 1.3 mm to prepare a urethane sheet, and a polishing pad was obtained.
The density and D hardness of the polishing pad in each sample are shown.

Figure 2017185563
Figure 2017185563

Figure 2017185563
Figure 2017185563

Figure 2017185563
Figure 2017185563

上記で得られた研磨パッドについて、以下の評価を行った。
(スクラッチ)
スクラッチ等のディフェクトの評価は、25枚の基板を研磨し、研磨加工後の21〜25枚目の基板5枚について、ウエハ表面検査装置(KLAテンコール社製、Surfscan SP1DLS)の高感度測定モードにて測定し、基板表面におけるスクラッチ等のディフェクトの個数を評価した。スクラッチ等のディフェクトの評価では、12インチ(300mmφ)ウエハに0.16μm以上のディフェクトが200個未満を○、200個以上を×とした。
The following evaluation was performed about the polishing pad obtained above.
(scratch)
Defects such as scratches are evaluated by polishing 25 substrates and using the high sensitivity measurement mode of the wafer surface inspection apparatus (Surfscan SP1DLS, manufactured by KLA Tencor) for the 21st to 25th substrates after polishing. The number of defects such as scratches on the substrate surface was evaluated. In the evaluation of defects such as scratches, less than 200 defects of 0.16 μm or more on a 12-inch (300 mmφ) wafer were marked with ◯, and more than 200 defects were marked with ×.

(研磨レート)
研磨試験の条件は下記の通りである。
・使用研磨機:荏原製作所社製、F−REX300
・Disk:3M A188(#60)
・回転数:(定盤)70rpm、(トップリング)71rpm
・研磨圧力:1.5psi、2.5psi、3.5psi、4.5psi
・研磨剤:キャボット社製、品番:SS25(SS25原液:純水=重量比1:1の混合液を使用)
・研磨剤温度:20℃
・研磨時間:60秒
・研磨剤吐出量:200ml/min
・使用ワーク(被研磨物):12インチφシリコンウエハ上にテトラエトキシシランを
PE−CVDで絶縁膜1μmの厚さになるように形成した基板
研磨試験の結果を表5に示す。
(Polishing rate)
The conditions of the polishing test are as follows.
・ Use polishing machine: F-REX300, manufactured by Ebara Corporation
Disk: 3M A188 (# 60)
・ Rotation speed: (Surface plate) 70 rpm, (Top ring) 71 rpm
Polishing pressure: 1.5 psi, 2.5 psi, 3.5 psi, 4.5 psi
・ Abrasive: manufactured by Cabot Corporation, product number: SS25 (SS25 stock solution: pure water = a mixed solution having a weight ratio of 1: 1 is used)
・ Abrasive temperature: 20 ℃
Polishing time: 60 seconds Abrasive discharge rate: 200 ml / min
Work used (object to be polished): Table 5 shows the results of a substrate polishing test in which tetraethoxysilane was formed on a 12-inch φ silicon wafer by PE-CVD so as to have a thickness of 1 μm of the insulating film.

Figure 2017185563
Figure 2017185563

上記で得られた研磨パッドS1、S2、S3は基板表面におけるスクラッチ等のディフェクトの個数が少なく、評価は○であった。また、S1、S2、S3の同一の研磨パッドを使用して研磨圧力を3.5psiで60秒、さらに1.5psiで60秒連続的に研磨圧力を変更して研磨した多段階研磨でもスクラッチも少なく良好な結果であった。
一方M1、M2、M3は基板表面におけるスクラッチ等のディフェクトの個数が多く、評価は×であった。
The polishing pads S1, S2, and S3 obtained above had a small number of defects such as scratches on the substrate surface, and the evaluation was good. Also, the same polishing pad of S1, S2, and S3 is used, and the polishing pressure is 3.5 psi for 60 seconds, and further 1.5 psi for 60 seconds. There were few good results.
On the other hand, M1, M2, and M3 had a large number of defects such as scratches on the substrate surface, and the evaluation was x.

表5の「圧力応答性」は研磨圧力‐研磨レートの回帰直線の傾きの値で表される。表5より、バルーン径を10〜30μmとし、密度を0.4〜0.8g/cmとすることで、圧力応答性が高くなることがわかる。よって、本発明の研磨パッドは、同一の研磨パッドを使用しているにも関わらず、研磨圧を変えるだけで粗研磨と仕上げ研磨をすることが可能となっている。 “Pressure responsiveness” in Table 5 is represented by the slope of the regression line of polishing pressure-polishing rate. From Table 5, it can be seen that the pressure responsiveness is increased by setting the balloon diameter to 10 to 30 μm and the density to 0.4 to 0.8 g / cm 3 . Therefore, although the polishing pad of the present invention uses the same polishing pad, it is possible to perform rough polishing and final polishing only by changing the polishing pressure.

さらに本発明によれば、中空微粒子の添加量に影響されずに高い研磨レートを達成でき、スクラッチも低減できるので、取り扱いが比較的困難な中空微粒子の使用量を低減でき、安定して材料の研磨を行うことができる。   Furthermore, according to the present invention, a high polishing rate can be achieved without being influenced by the amount of hollow fine particles added, and scratches can be reduced, so that the amount of hollow fine particles that are relatively difficult to handle can be reduced, and the material can be stably used. Polishing can be performed.

Claims (7)

中空微粒子を含む研磨層を有する研磨パッドであって、前記中空微粒子の直径が10〜30μmであり、前記研磨層の密度が0.4〜0.8g/cmであり、かつ圧力応答性が800Å/min・psi以上であることを特徴とする前記研磨パッド。 A polishing pad having a polishing layer containing hollow fine particles, wherein the diameter of the hollow fine particles is 10 to 30 μm, the density of the polishing layer is 0.4 to 0.8 g / cm 3 , and the pressure responsiveness is The polishing pad characterized by being at least 800 Å / min · psi. 前記研磨層のD硬度が20〜60であることを特徴とする請求項1に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing layer has a D hardness of 20 to 60. 前記研磨層中の気泡が、実質的に独立気泡のみからなる、請求項1又は2に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the bubbles in the polishing layer are substantially composed of only closed cells. 請求項1乃至3いずれかに記載の研磨パッドを用いて、研磨圧力を変更することで多段階研磨をする工程を含むことを特徴とする、同一の研磨パッドを用いた多段階研磨方法。   A multistage polishing method using the same polishing pad, comprising a step of performing multistage polishing by changing the polishing pressure using the polishing pad according to claim 1. 前記多段階研磨をする工程は、研磨圧が1.5〜5.0psiである第1の研磨工程と、研磨圧が1.0〜4.5psiであり、前記第1の研磨工程より0.5psi以上低い研磨圧で研磨する第2の研磨工程を含む、請求項4に記載の多段階研磨方法。   The multi-step polishing step includes a first polishing step with a polishing pressure of 1.5 to 5.0 psi, a polishing pressure of 1.0 to 4.5 psi, and is less than the first polishing step by 0.1. The multistage polishing method according to claim 4, comprising a second polishing step of polishing at a polishing pressure lower by 5 psi or more. 前記多段階研磨をする工程は、研磨圧が2.0〜5.0psiである第1の研磨工程と、研磨圧が1.0〜4.0psiであり、前記第1の研磨工程より1.0psi以上低い研磨圧で研磨する第2の研磨工程を含む、請求項5に記載の多段階研磨方法。   The multi-step polishing step includes a first polishing step with a polishing pressure of 2.0 to 5.0 psi, and a polishing pressure of 1.0 to 4.0 psi. The multi-stage polishing method according to claim 5, comprising a second polishing step of polishing with a polishing pressure lower than 0 psi. 被研磨物が光学材料又は半導体材料である、請求項4乃至6いずれかに記載の多段階研磨方法。 The multistage polishing method according to any one of claims 4 to 6, wherein the object to be polished is an optical material or a semiconductor material.
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