JP2018051726A - Polishing pad and manufacturing method for the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad capable of continuously polishing an object to be polished at a stable polishing rate.SOLUTION: A polishing pad comprises a polyurethane resin sheet including: multiple tear-shaped air bubbles; and multiple micro air bubbles each having a size smaller than that of the tear-shaped air bubble, formed by a wet film formation method. The polyurethane resin sheet has a polishing surface for polishing an object to be polished. The multiple micro air bubbles are bubbles forming openings each having the diameter of 1-20 μm in an arbitrary cutting surface in a thickness direction of the polyurethane resin sheet, and a ratio of a total area of openings each having the diameter of 10-20 μm with respect to a total area of openings each having the diameter of 1-20 μm is 15-60% in an arbitrary cutting surface in the thickness direction.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、研磨パッド及びその製造方法に関する。特には、シリコン、ハードディスク、液晶ディスプレイ用のマザーガラス、半導体デバイスを研磨するための研磨パッド及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a polishing pad and a method for manufacturing the same. In particular, the present invention relates to a polishing pad for polishing silicon, a hard disk, a mother glass for a liquid crystal display, a semiconductor device, and a manufacturing method thereof.

光学材料、半導体デバイス、ハードディスク、ガラス基板などの材料の表面には平坦性が求められるため、研磨パッドを用いた遊離砥粒方式の研磨が行われている。遊離砥粒方式は、研磨パッドと被研磨物の間に砥粒を含むスラリー(研磨液)を供給しながら被研磨物の加工面を研磨加工する方法である。
シリコン、ハードディスク、液晶ディスプレイ用のマザーガラス、半導体デバイス等の各種材料では、平坦性を確保するために研磨パッドを使用した研磨加工が行われている。
半導体デバイス等の研磨に用いる研磨パッドは、被研磨物の無欠陥化、平坦化特性が高度に要求されるようになり、仕上げ研磨工程を中心に軟質研磨パッドを利用するケースが増えている。
CMP技術では、生産性の効率化や歩留まり向上の観点から研磨レートを安定化させる必要がある。特に、研磨開始時の研磨速度は、定常状態での研磨速度に比べて小さくなるため、研磨速度がほぼ一定となるまでダミー研磨にかかる時間(立ち上げ処理時間)をより短縮することが求められる。
研磨布のナップ層の開口部の平均径を規定して、孔の開口している部分の面積よりも開口していない壁となる部分の面積を多くすることにより、立ち上げ処理時間を低減させる軟質研磨パッドが提案されている(特許文献1)。
ナップ層の表面に開口した気泡の開口径と表面から開口した気泡の最深部までの距離の比を規定して、研磨中において開口した気泡への研磨スラリーの流入、保持、排出が円滑に行われることにより、研磨レートの向上や安定した研磨特性を得るとともに、立ち上げ処理時間を短縮して生産性を向上させる軟質研磨パッドが提案されている(特許文献2)。
Since the surface of a material such as an optical material, a semiconductor device, a hard disk, or a glass substrate is required to be flat, a free abrasive grain type polishing using a polishing pad is performed. The free abrasive grain method is a method of polishing a processed surface of an object to be polished while supplying a slurry (polishing liquid) containing abrasive grains between a polishing pad and the object to be polished.
In various materials such as silicon, hard disk, mother glass for liquid crystal displays, and semiconductor devices, polishing using a polishing pad is performed to ensure flatness.
Polishing pads used for polishing semiconductor devices and the like are highly required to have defect-free and flattening characteristics of an object to be polished, and there are an increasing number of cases where a soft polishing pad is used mainly in a final polishing process.
In the CMP technique, it is necessary to stabilize the polishing rate from the viewpoint of improving the efficiency of productivity and improving the yield. In particular, since the polishing rate at the start of polishing is smaller than the polishing rate in a steady state, it is required to further shorten the time required for dummy polishing (start-up processing time) until the polishing rate becomes substantially constant. .
By defining the average diameter of the openings in the nap layer of the polishing cloth and increasing the area of the wall that is not open rather than the area of the hole, the start-up processing time is reduced. A soft polishing pad has been proposed (Patent Document 1).
By defining the ratio of the opening diameter of the bubbles opened on the surface of the nap layer and the distance from the surface to the deepest part of the opened bubbles, the polishing slurry can smoothly flow into, hold, and discharge during the polishing. Thus, there has been proposed a soft polishing pad that improves the polishing rate and obtains stable polishing characteristics, and shortens the start-up processing time to improve productivity (Patent Document 2).

特開2006−075914号公報JP 2006-075914 A 特開2007−160474号公報JP 2007-160474 A

しかしながら、従来の軟質研磨パッドでは、被研磨物を何枚も研磨していくと研磨レートが変動してしまい、安定した研磨レートが得られなかった。そのため、被研磨物の研磨量にバラツキが生じやすく、製品の品質を一定に保つことが難しかった。
また、従来の軟質研磨パッドでは、立ち上げ処理に依然として時間を要しており、さらなる時間の短縮が必要とされていた。
However, with a conventional soft polishing pad, the polishing rate fluctuates when a number of objects to be polished are polished, and a stable polishing rate cannot be obtained. Therefore, the polishing amount of the object to be polished tends to vary, and it has been difficult to keep the product quality constant.
In addition, in the conventional soft polishing pad, it still takes time for the start-up process, and further time reduction has been required.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、安定した研磨レートで継続的に被研磨物を研磨することができる研磨パッド及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、立ち上げ処理時間を無くす或いは極力短くすることができる研磨パッド及びその製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a polishing pad capable of continuously polishing an object to be polished at a stable polishing rate and a method for manufacturing the same.
Another object of the present invention is to provide a polishing pad that can eliminate start-up processing time or make it as short as possible and a method for manufacturing the same.

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用した。
<1> 湿式成膜法により形成される複数の涙形状気泡と、当該涙形状気泡よりもサイズの小さい複数の微小気泡とを内在するポリウレタン樹脂シートを含む研磨パッドであって、
前記ポリウレタン樹脂シートは、被研磨物を研磨するための研磨面を有し、
前記微小気泡は、前記ポリウレタン樹脂シートの厚さ方向の任意の切断面において、1〜20μmの開口径を有する開口部を形成する気泡であり、且つ、
前記厚さ方向の任意の切断面において、前記1〜20μmの開口径を有する開口部の総面積に占める10〜20μmの開口径を有する開口部の総面積の割合が15〜60%である、前記研磨パッド。
<2> 前記ポリウレタン樹脂シートの前記切断面において、前記1〜20μmの開口径を有する開口部の個数に占める前記10〜20μmの開口径を有する開口部の個数の割合が、4.5〜30%である、<1>に記載の研磨パッド。
<3> 前記研磨パッドの20℃における厚みをAとし、前記研磨パッドの20〜60℃の間で最も厚みが大きくなる温度での厚みをBとするとき、下記式で求められる熱膨張率Xが3%未満である、<1>又は<2>に記載の研磨パッド。
熱膨張率X=(B−A)/A×100
<4> 前記ポリウレタン樹脂シートの前記切断面において、10000μm2あたり10〜20μmの開口径を有する開口部が6〜50個存在する、<1>〜<3>のいずれかに記載の研磨パッド。
<5> ポリウレタン樹脂及び酢酸セルロースを含むポリウレタン樹脂含有溶液を調製する工程、
前記ポリウレタン樹脂含有溶液を成膜基材上に塗布する工程、及び
前記溶液が塗布された成膜基材を凝固液に浸漬して前記溶液を凝固する工程、
を含む、<1>〜<4>のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
<6> 前記ポリウレタン樹脂含有溶液を1.3〜3.0mmの厚みで成膜基材上に塗布する、<5>に記載の製造方法。
<7> 前記ポリウレタン樹脂含有溶液が、疎水性添加剤を更に含む、<5>又は<6>に記載の製造方法。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
<1> A polishing pad comprising a polyurethane resin sheet containing a plurality of tear-shaped bubbles formed by a wet film-forming method and a plurality of microbubbles having a size smaller than the tear-shaped bubbles,
The polyurethane resin sheet has a polishing surface for polishing an object to be polished,
The micro bubbles are bubbles forming an opening having an opening diameter of 1 to 20 μm on an arbitrary cut surface in the thickness direction of the polyurethane resin sheet, and
In an arbitrary cut surface in the thickness direction, the ratio of the total area of the openings having an opening diameter of 10 to 20 μm in the total area of the openings having an opening diameter of 1 to 20 μm is 15 to 60%. The polishing pad.
<2> In the cut surface of the polyurethane resin sheet, a ratio of the number of openings having the opening diameter of 10 to 20 μm to the number of openings having the opening diameter of 1 to 20 μm is 4.5 to 30. % Of the polishing pad according to <1>.
<3> When the thickness at 20 ° C. of the polishing pad is A and the thickness at a temperature at which the polishing pad has the largest thickness is 20 to 60 ° C. <1> or <2>, wherein the polishing pad is less than 3%.
Thermal expansion coefficient X = (B−A) / A × 100
<4> The polishing pad according to any one of <1> to <3>, wherein there are 6 to 50 openings having an opening diameter of 10 to 20 μm per 10,000 μm 2 on the cut surface of the polyurethane resin sheet.
<5> a step of preparing a polyurethane resin-containing solution containing a polyurethane resin and cellulose acetate;
Applying the polyurethane resin-containing solution onto a film-forming substrate; and immersing the film-forming substrate on which the solution is applied in a coagulation liquid to solidify the solution;
The manufacturing method of the polishing pad in any one of <1>-<4> containing this.
<6> The production method according to <5>, wherein the polyurethane resin-containing solution is applied to a film-forming substrate with a thickness of 1.3 to 3.0 mm.
<7> The production method according to <5> or <6>, wherein the polyurethane resin-containing solution further contains a hydrophobic additive.

本発明の研磨パッドは、安定した研磨レートで継続的に被研磨物を研磨することができる。また、本発明の研磨パッドは、立ち上げ処理時間を無くす或いは極力短くすることができる。   The polishing pad of the present invention can polish an object to be polished continuously at a stable polishing rate. Further, the polishing pad of the present invention can eliminate the start-up processing time or shorten it as much as possible.

図1は、比較例1の研磨パッドに使用したポリウレタン樹脂シートの厚み方向断面の走査型電子顕微鏡(SEM)画像(倍率50倍)である。1 is a scanning electron microscope (SEM) image (magnification 50 times) of a cross section in the thickness direction of a polyurethane resin sheet used for the polishing pad of Comparative Example 1. FIG. 図2は、実施例1の研磨パッドに使用したポリウレタン樹脂シートの厚み方向断面のSEM画像(倍率50倍)である。FIG. 2 is an SEM image (50 × magnification) of a cross section in the thickness direction of the polyurethane resin sheet used for the polishing pad of Example 1. 図3は、比較例1の研磨パッドに使用したポリウレタン樹脂シートの厚み方向断面のSEM画像(倍率200倍)である。3 is an SEM image (magnification 200 times) of a cross section in the thickness direction of the polyurethane resin sheet used for the polishing pad of Comparative Example 1. FIG. 図4は、実施例1の研磨パッドに使用したポリウレタン樹脂シートの厚み方向断面のSEM画像(倍率200倍)である。4 is an SEM image (magnification 200 times) of a cross section in the thickness direction of the polyurethane resin sheet used for the polishing pad of Example 1. FIG. 図5は、比較例1の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂シートを厚み方向に切断して得られる断面のSEM写真(倍率600倍)である。FIG. 5 is an SEM photograph (600 times magnification) of a cross section obtained by cutting the polyurethane resin sheet in the polishing pad of Comparative Example 1 in the thickness direction. 図6は、実施例1の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂シートを厚み方向に切断して得られる断面のSEM写真(倍率600倍)である。6 is a SEM photograph (600 times magnification) of a cross section obtained by cutting the polyurethane resin sheet in the polishing pad of Example 1 in the thickness direction. 図7は、20℃〜60℃の範囲内で実施例1及び比較例1の研磨パッドの温度を変化させた場合に、各研磨パッドの20℃における厚みに対してどの程度厚みが増大したか(熱膨張したか)を示す図である。FIG. 7 shows how much the thickness increased with respect to the thickness of each polishing pad at 20 ° C. when the temperature of the polishing pad of Example 1 and Comparative Example 1 was changed within the range of 20 ° C. to 60 ° C. It is a figure which shows (thermal expansion). 図8は、20℃〜60℃の範囲内で実施例2及び比較例2〜4の研磨パッドの温度を変化させた場合に、各研磨パッドの20℃における厚みに対してどの程度厚みが増大したか(熱膨張したか)を示す図である。FIG. 8 shows how much the thickness increases with respect to the thickness of each polishing pad at 20 ° C. when the temperatures of the polishing pads of Example 2 and Comparative Examples 2 to 4 are changed within the range of 20 ° C. to 60 ° C. It is a figure which shows whether it did (thermal expansion). 図9は、実施例1及び比較例1の研磨パッドを用いて1〜100枚の被研磨物を研磨したときの研磨レートの結果を表す図である。横軸の数値は被研磨物の処理枚数を表す。縦軸の数値は、研磨レートを表す(単位はÅ)。FIG. 9 is a diagram showing the result of the polishing rate when 1 to 100 workpieces are polished using the polishing pads of Example 1 and Comparative Example 1. The numerical value on the horizontal axis represents the number of processed objects. The numerical value on the vertical axis represents the polishing rate (the unit is Å). 図10は、実施例2及び比較例2〜4の研磨パッドを用いて1〜100枚の被研磨物を研磨したときの研磨レートの結果を表す図である。横軸は被研磨物の処理枚数を表す。縦軸の数値は、研磨レートを表す(単位はÅ)。FIG. 10 is a diagram showing the results of the polishing rate when 1 to 100 objects to be polished are polished using the polishing pads of Example 2 and Comparative Examples 2 to 4. The horizontal axis represents the number of processed objects. The numerical value on the vertical axis represents the polishing rate (the unit is Å).

以下、本発明を実施するための形態を説明する。
本明細書及び特許請求の範囲において、「開口径」とは、ポリウレタン樹脂シートを任意の断面で切断したときに、当該断面に存在する開口部(開口部とは、当該断面において開口を形成している部分をいう)の面積を基に算出される円相当直径を意味する。円相当直径とは、走査型電子顕微鏡(SEM)により、600倍で撮影し、ポリウレタン研磨シートの断面画像を二値化処理し、各気泡部分の面積から算出した円相当直径である(すなわち、気泡の断面形状を当該気泡の面積と同一面積を有する円に置き換えたときの、当該円の直径である)。
円相当直径は、以下の式により求めることができる。
π×(D×1/2)2=S
(式中、円相当直径をDとし、開口部の面積をSとする。)
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
In the present specification and claims, the “opening diameter” means an opening existing in the cross section when the polyurethane resin sheet is cut in an arbitrary cross section (the opening is an opening in the cross section). The equivalent circle diameter is calculated based on the area. The equivalent circle diameter is an equivalent circle diameter calculated from the area of each bubble portion by taking a cross-sectional image of a polyurethane polishing sheet, which was taken with a scanning electron microscope (SEM) at a magnification of 600, and binarized (that is, This is the diameter of the circle when the cross-sectional shape of the bubble is replaced with a circle having the same area as the area of the bubble).
The equivalent circle diameter can be obtained by the following equation.
π × (D × 1/2) 2 = S
(In the formula, the equivalent circle diameter is D and the area of the opening is S.)

本明細書及び特許請求の範囲において、湿式成膜法とは、成膜する樹脂を有機溶媒に溶解させ、その樹脂溶液をシート状の基材に塗布後、該有機溶媒は溶解するが該樹脂は溶解しない凝固液中に通して該有機溶媒を置換し、凝固させ、乾燥して気泡層を形成する方法を意味する。通常、湿式成膜法によりポリウレタン研磨シートを製造すると、形成された層は多孔質構造に形成されるのであるが、そのメカニズムは前記凝固液中を通して凝固する際に、溶媒が凝固液中に抜ける時に抜け道が空洞となって、この空洞部が研磨シートの気泡(涙形状気泡)となる(図4のP)。この際、涙形状気泡とともに、涙形状気泡よりも小さな微小気泡が該研磨シート全体に形成される(図4のM、図6)。
また、涙形状気泡は、異方性があり、一般的に、研磨パッドの研磨層表面から底部に向けて径が大きい構造を有する。図4を見れば明らかなように、涙形状気泡は、微小気泡に比べるとはるかに大きな断面積又は体積を有する。したがって、涙形状気泡と微小気泡とは容易に区別することができる。
涙形状気泡は、ポリウレタン樹脂シートを厚さ方向の任意の断面で切断したときに、20μmより大きい開口径を有する。従って、湿式成膜法により形成される複数の涙形状気泡を含むポリウレタン樹脂シートは、ポリウレタン樹脂シートを厚さ方向の任意の断面で切断したときに、20μmより大きい開口径を有する複数の開口部(涙形状の開口部)を含むポリウレタン樹脂シートと言い換えることができる。涙形状気泡は、ポリウレタン樹脂シートを厚さ方向の任意の断面で切断したときに、30μm以上の開口径を有していてもよく、50μm以上の開口径を有していてもよく、80μm以上の開口径を有していてもよく、100μm以上の開口径を有していてもよい。
また、涙形状気泡は、ポリウレタン樹脂シートを厚さ方向の任意の断面で切断したときに、400μm2より大きい面積を有していてもよく、900μm2以上の面積を有していてもよく、2500μm2以上の面積を有していてもよく、6400μm2以上の面積を有していてもよく、10000μm2以上の面積を有していてもよい。
In the present specification and claims, the wet film forming method means that a resin to be formed is dissolved in an organic solvent, and the resin solution is applied to a sheet-like base material, and then the organic solvent is dissolved. Means a method in which the organic solvent is replaced by passing through a coagulating liquid that does not dissolve, solidified, and dried to form a bubble layer. Normally, when a polyurethane polishing sheet is produced by a wet film formation method, the formed layer is formed into a porous structure, but the mechanism is that the solvent escapes into the coagulation liquid when it solidifies through the coagulation liquid. Sometimes the passage becomes a cavity, and this cavity becomes bubbles (tears-shaped bubbles) of the polishing sheet (P in FIG. 4). At this time, along with the tear-shaped bubbles, microbubbles smaller than the tear-shaped bubbles are formed in the entire polishing sheet (M in FIG. 4, FIG. 6).
The tear-shaped bubbles are anisotropic and generally have a structure with a large diameter from the polishing layer surface to the bottom of the polishing pad. As is apparent from FIG. 4, tear-shaped bubbles have a much larger cross-sectional area or volume than microbubbles. Therefore, tear-shaped bubbles and microbubbles can be easily distinguished.
The tear-shaped bubbles have an opening diameter larger than 20 μm when the polyurethane resin sheet is cut at an arbitrary cross section in the thickness direction. Therefore, a polyurethane resin sheet containing a plurality of tear-shaped bubbles formed by a wet film forming method has a plurality of openings having an opening diameter larger than 20 μm when the polyurethane resin sheet is cut in an arbitrary cross section in the thickness direction. In other words, it can be referred to as a polyurethane resin sheet including (a tear-shaped opening). The tear-shaped bubbles may have an opening diameter of 30 μm or more, an opening diameter of 50 μm or more, or 80 μm or more when the polyurethane resin sheet is cut in an arbitrary cross section in the thickness direction. Or an opening diameter of 100 μm or more.
Further, teardrop shaped bubbles, when cutting the polyurethane resin sheet at any cross section in the thickness direction, may have a 400 [mu] m 2 larger area may have a 900 .mu.m 2 or more areas, may have a 2500 [mu] m 2 or more areas may have 6400Myuemu 2 or more areas may have 10000 2 or more areas.

本明細書及び特許請求の範囲において、微小気泡は、湿式成膜法により形成される略涙形状の気泡よりも小さい緻密な気泡であって、ポリウレタン樹脂シートを厚さ方向の任意の断面で切断したときに、1〜20μmの開口径(円相当直径)を有する開口部を形成する気泡である。
本明細書及び特許請求の範囲において、厚さ方向とは、ポリウレタン研磨シートの被研磨物と接触する面(研磨面)と直行する角度で、該研磨面から、該研磨面とは反対側の面へと向かう方向を意味する。
In the present specification and claims, the microbubbles are dense bubbles smaller than substantially tear-shaped bubbles formed by a wet film forming method, and the polyurethane resin sheet is cut at an arbitrary cross section in the thickness direction. The bubbles form an opening having an opening diameter (equivalent circle diameter) of 1 to 20 μm.
In the present specification and claims, the thickness direction is an angle perpendicular to the surface (polishing surface) of the polyurethane polishing sheet in contact with the object to be polished, and from the polishing surface to the opposite side of the polishing surface. It means the direction toward the surface.

<<研磨パッド>>
本発明の研磨パッドは、湿式成膜法により形成される複数の涙形状気泡と、当該涙形状気泡よりもサイズの小さい複数の微小気泡とを含むポリウレタン樹脂シートを含む研磨パッドであって、前記ポリウレタン樹脂シートは、被研磨物を研磨するための研磨面を有し、前記微小気泡は、前記ポリウレタン樹脂シートの厚さ方向の任意の切断面において、1〜20μmの開口径を有する開口部を形成する気泡であり、且つ前記厚さ方向の任意の切断面において、前記1〜20μmの開口径を有する開口部の総面積(S1)に占める10〜20μmの開口径を有する開口部の総面積(S2)の割合(S2/S1×100)が15〜60%である、前記研磨パッドである。
<< Polishing pad >>
The polishing pad of the present invention is a polishing pad comprising a polyurethane resin sheet comprising a plurality of tear-shaped bubbles formed by a wet film forming method and a plurality of microbubbles having a size smaller than the tear-shaped bubbles, The polyurethane resin sheet has a polishing surface for polishing an object to be polished, and the microbubble has an opening having an opening diameter of 1 to 20 μm at an arbitrary cut surface in the thickness direction of the polyurethane resin sheet. The total area of the openings having an opening diameter of 10 to 20 μm that occupies the total area (S1) of the openings having an opening diameter of 1 to 20 μm on the arbitrary cut surface in the thickness direction. In the polishing pad, the ratio (S2 / S1 × 100) of (S2) is 15 to 60%.

本発明のポリウレタン樹脂シートは、複数の涙形状気泡(図4のP)及び複数の微小気泡(図4のM、図6の気泡)を有する。また、通常、涙形状気泡の周囲に存在する微小気泡は、網目状に連通しており、気泡が連続気泡状に形成された連続気泡構造を有する。本発明のポリウレタン樹脂シートは、従来のポリウレタン樹脂シートに比べて、気泡径の大きな微小気泡を多く含む。涙形状気泡に連通する微小気泡のサイズおよび量が大きいため、研磨スラリーを速やかに保持し、研磨面直下の領域に研磨スラリーをより多く蓄えることができる。これにより、立ち上がり処理時間が早まり、研磨面に十分な量のスラリーを保持することができるため、研磨安定性に優れる。   The polyurethane resin sheet of the present invention has a plurality of tear-shaped bubbles (P in FIG. 4) and a plurality of microbubbles (M in FIG. 4, bubbles in FIG. 6). In addition, usually, microbubbles present around the tear-shaped bubbles communicate with each other in a mesh shape and have an open-cell structure in which the bubbles are formed in an open-cell shape. The polyurethane resin sheet of the present invention contains a large number of microbubbles having a large cell diameter as compared with a conventional polyurethane resin sheet. Since the size and amount of the microbubbles communicating with the tear-shaped bubbles are large, the polishing slurry can be held quickly and more polishing slurry can be stored in the region immediately below the polishing surface. Thereby, the rising processing time is advanced, and a sufficient amount of slurry can be held on the polishing surface, so that the polishing stability is excellent.

本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シートの厚さ方向の任意の切断面において、1〜20μmの開口径を有する開口部の総面積に占める10〜20μmの開口径を有する開口部の総面積の割合が15〜60%である。前記割合は、15〜50%であることが好ましく、20〜50%であることがより好ましく、30〜50%であることがさらにより好ましく、40〜50%であることが特に好ましい。1〜20μmの開口径を有する開口部の総面積に占める10〜20μmの開口径を有する開口部の総面積の割合が上記範囲内であると、安定した研磨レートで継続的に被研磨物を研磨することができる。また、立ち上げ処理時間を無くす或いは極力短くすることができる。さらには、被研磨物の面全体をムラなく研磨することが出来、研磨均一性に優れる。
ポリウレタン樹脂シートを厚さ方向の任意の断面で切断したときの切断面における開口部の開口径の測定は、例えば、当該切断面の走査型電子顕微鏡(SEM)画像(好ましくは切断面を100倍〜1000倍、より好ましくは400〜800倍、さらにより好ましくは約600倍に拡大したSEM画像)を用いて行うことができる。このとき、SEM画像の測定領域に涙形状気泡が存在しても存在しなくてもよいが、涙形状気泡が存在しないことが好ましい。
The polishing pad of the present invention has a total area of openings having an opening diameter of 10 to 20 μm occupying the total area of openings having an opening diameter of 1 to 20 μm on an arbitrary cut surface in the thickness direction of the polyurethane resin sheet. The proportion is 15-60%. The ratio is preferably 15 to 50%, more preferably 20 to 50%, even more preferably 30 to 50%, and particularly preferably 40 to 50%. When the ratio of the total area of the openings having an opening diameter of 10 to 20 μm in the total area of the openings having an opening diameter of 1 to 20 μm is within the above range, the object to be polished is continuously produced at a stable polishing rate. Can be polished. Further, the startup processing time can be eliminated or shortened as much as possible. Furthermore, the entire surface of the object to be polished can be polished without unevenness, and the polishing uniformity is excellent.
The measurement of the opening diameter of the opening in the cut surface when the polyurethane resin sheet is cut in an arbitrary cross section in the thickness direction is, for example, a scanning electron microscope (SEM) image of the cut surface (preferably the cut surface is 100 times larger). SEM images magnified to ˜1000 times, more preferably 400 to 800 times, and even more preferably about 600 times. At this time, the tear-shaped bubble may or may not exist in the measurement region of the SEM image, but it is preferable that the tear-shaped bubble does not exist.

本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シートの厚さ方向の任意の切断面において、1〜20μmの開口径を有する開口部の個数に占める前記10〜20μmの開口径を有する開口部の個数の割合が、4.5〜30%であることが好ましく、5〜25%であることがより好ましく、8〜20%であることがさらにより好ましく、10〜20%であることが特に好ましい。1〜20μmの開口径を有する開口部の個数に占める前記10〜20μmの開口径を有する開口部の個数の割合が上記範囲内であると、研磨レートの安定性を更に向上させることができる。
ポリウレタン樹脂シートを厚さ方向の任意の断面で切断したときの切断面における開口部の個数の測定は、例えば、当該切断面のSEM画像(好ましくは切断面を100倍〜1000倍、より好ましくは400〜800倍、さらにより好ましくは約600倍に拡大したSEM画像)を用いて行うことができる。このとき、SEM画像の測定領域に涙形状気泡が存在しても存在しなくてもよいが、涙形状気泡が存在しないことが好ましい。
The polishing pad of the present invention is the ratio of the number of openings having the opening diameter of 10 to 20 μm to the number of openings having an opening diameter of 1 to 20 μm in an arbitrary cut surface in the thickness direction of the polyurethane resin sheet. However, it is preferably 4.5 to 30%, more preferably 5 to 25%, even more preferably 8 to 20%, and particularly preferably 10 to 20%. When the ratio of the number of openings having an opening diameter of 10 to 20 μm to the number of openings having an opening diameter of 1 to 20 μm is within the above range, the stability of the polishing rate can be further improved.
The measurement of the number of openings in the cut surface when the polyurethane resin sheet is cut in an arbitrary cross section in the thickness direction is, for example, an SEM image of the cut surface (preferably the cut surface is 100 to 1000 times, more preferably SEM images magnified to 400 to 800 times, and even more preferably about 600 times, can be used. At this time, the tear-shaped bubble may or may not exist in the measurement region of the SEM image, but it is preferable that the tear-shaped bubble does not exist.

本発明の研磨パッドは、前記研磨パッドの20℃における厚みをAとし、前記研磨パッドの20〜60℃の間で最も厚みが大きくなる温度での厚みをBとするとき、下記式で求められる熱膨張率Xが3%未満であることが好ましく、2.8%以下であることがより好ましく、2.5%以下であることがさらにより好ましく、2%以下であることがさらにより好ましい。熱膨張率Xの下限値に特に制限はないが、0%であってもよく、0.1%であってもよく、0.5%であってもよい。
熱膨張率X=(B−A)/A×100
熱膨張率Xが上記範囲内であると、研磨時に研磨摩擦熱により研磨パッドの温度が上昇しても、研磨パッドの膨張が抑制され、形態安定性に優れることから、研磨レート安定性向上に寄与する。
The polishing pad of this invention is calculated | required by a following formula, when the thickness in 20 degreeC of the said polishing pad is set to A, and the thickness in the temperature where the thickness becomes the largest among 20-60 degreeC of the said polishing pad is set to B. The thermal expansion coefficient X is preferably less than 3%, more preferably 2.8% or less, even more preferably 2.5% or less, and even more preferably 2% or less. Although there is no restriction | limiting in particular in the lower limit of the thermal expansion coefficient X, 0% may be sufficient, 0.1% may be sufficient, and 0.5% may be sufficient.
Thermal expansion coefficient X = (B−A) / A × 100
When the thermal expansion coefficient X is within the above range, even if the temperature of the polishing pad is increased by polishing frictional heat during polishing, the expansion of the polishing pad is suppressed and the form stability is excellent, so that the polishing rate stability is improved. Contribute.

本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シートの厚さ方向の任意の切断面において、10000μm2(すなわち、100μm×100μmの断面)あたり10〜20μmの開口径を有する開口部が6〜50個存在することが好ましく、8〜40個存在することがより好ましく、8〜30個存在することがさらにより好ましく、9〜25個存在することがさらにより好ましい。
本明細書及び特許請求の範囲において、ポリウレタン樹脂シートを厚さ方向の任意の断面で切断したときの切断面10000μm2における10〜20μmの開口部の個数の測定は、例えば、当該切断面のSEM画像(好ましくは切断面を200倍〜1000倍、より好ましくは400〜800倍、さらにより好ましくは約600倍に拡大したSEM画像)を用いて行うことができる。このとき、測定領域に巨大な涙形状気泡が存在すると、10〜20μmの開口部の個数が存在し得る領域が実質的に制限されるため、切断面中の測定領域10000μm2の表面に涙形状気泡が存在しないことが好ましい。
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シートの厚さ方向の任意の切断面において、10000μm2(すなわち、100μm×100μmの断面積を有する断面)あたり1〜20μmの開口径を有する開口部が50〜400個存在することが好ましく、70〜400個存在することがより好ましく、80〜300個存在することがさらにより好ましく、90〜250個存在することがさらにより好ましい。
本明細書及び特許請求の範囲において、ポリウレタン樹脂シートを厚さ方向の任意の断面で切断したときの切断面10000μm2における1〜20μmの開口部の個数の測定は、例えば、当該切断面のSEM画像(好ましくは切断面を100倍〜1000倍、より好ましくは400〜800倍、さらにより好ましくは約600倍に拡大したSEM画像)を用いて行うことができる。このとき、測定領域に巨大な涙形状気泡が存在すると、1〜20μmの開口部の個数が存在し得る領域が実質的に制限されるため、切断面中の測定領域10000μm2の表面に涙形状気泡が存在しないことが好ましい。
The polishing pad of the present invention has 6 to 50 openings having an opening diameter of 10 to 20 μm per 10000 μm 2 (that is, a cross section of 100 μm × 100 μm) on an arbitrary cut surface in the thickness direction of the polyurethane resin sheet. Preferably, 8 to 40 are present, more preferably 8 to 30 are present, even more preferably 9 to 25 are present.
In the present specification and claims, the measurement of the number of openings of 10 to 20 μm in the cut surface 10000 μm 2 when the polyurethane resin sheet is cut in an arbitrary cross section in the thickness direction is, for example, SEM of the cut surface. An image (preferably an SEM image in which the cut surface is enlarged 200 to 1000 times, more preferably 400 to 800 times, and even more preferably about 600 times) can be used. At this time, if a huge tear-shaped bubble is present in the measurement region, the region in which the number of openings of 10 to 20 μm can exist is substantially limited. Therefore, a tear shape is formed on the surface of the measurement region 10000 μm 2 in the cut surface. Preferably no bubbles are present.
The polishing pad of the present invention has 50 to 50 openings having an opening diameter of 1 to 20 μm per 10000 μm 2 (that is, a section having a cross-sectional area of 100 μm × 100 μm) in an arbitrary cut surface in the thickness direction of the polyurethane resin sheet. Preferably, 400 are present, more preferably from 70 to 400, even more preferably from 80 to 300, and even more preferably from 90 to 250.
In the present specification and claims, the measurement of the number of openings of 1 to 20 μm in the cut surface 10000 μm 2 when the polyurethane resin sheet is cut in an arbitrary cross section in the thickness direction is, for example, SEM of the cut surface. It can be performed using an image (preferably an SEM image in which the cut surface is magnified 100 to 1000 times, more preferably 400 to 800 times, and even more preferably about 600 times). At this time, if a huge tear-shaped bubble is present in the measurement region, the region in which the number of openings of 1 to 20 μm can exist is substantially limited. Therefore, the tear shape is formed on the surface of the measurement region 10000 μm 2 in the cut surface. Preferably no bubbles are present.

(厚み)
本発明の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂シートの厚みに特に制限はないが、例えば、0.80〜1.50mm、好ましくは0.90〜1.30mmの範囲で用いることができる。
(Thickness)
Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of the polyurethane resin sheet in the polishing pad of this invention, For example, it is 0.80-1.50mm, Preferably it can use in 0.90-1.30mm.

ポリウレタン樹脂シートは、ポリウレタン樹脂を含む。ポリウレタン樹脂の種類に特に制限はなく、種々のポリウレタン樹脂の中から使用目的に応じて選択すればよい。例えば、ポリエステル系、ポリエーテル系、又はポリカーボネート系の樹脂を用いることができる。
ポリエステル系の樹脂としては、エチレングリコールやブチレングリコール等とアジピン酸等とのポリエステルポリオールと、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート等のジイソシアネートとの重合物が挙げられる。
ポリエーテル系の樹脂としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコールやポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールと、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート等のイソシアネートとの重合物が挙げられる。
ポリカーボネート系の樹脂としては、ポリカーボネートポリオールと、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート等のイソシアネートとの重合物が挙げられる。
これらの樹脂は、DIC(株)製の商品名「クリスボン」や、三洋化成工業(株)製の商品名「サンプレン」、大日精化工業(株)製の商品名「レザミン」など、市場で入手可能な樹脂を用いてもよく、所望の特性を有する樹脂を自ら製造してもよい。
The polyurethane resin sheet contains a polyurethane resin. There is no restriction | limiting in particular in the kind of polyurethane resin, What is necessary is just to select according to a use purpose from various polyurethane resins. For example, a polyester-based, polyether-based, or polycarbonate-based resin can be used.
Examples of the polyester-based resin include a polymer of a polyester polyol such as ethylene glycol or butylene glycol and adipic acid and a diisocyanate such as diphenylmethane-4,4′-diisocyanate.
Examples of polyether resins include polymers of polyether polyols such as polytetramethylene ether glycol and polypropylene glycol and isocyanates such as diphenylmethane-4,4′-diisocyanate.
Examples of the polycarbonate-based resin include a polymer of polycarbonate polyol and isocyanate such as diphenylmethane-4,4′-diisocyanate.
These resins are marketed in the market such as DIC Corporation's trade name “Chris Bon”, Sanyo Chemical Industries' product name “Samprene”, Dainichi Seika Kogyo's trade name “Rezamin”. Available resins may be used, and a resin having desired characteristics may be produced by itself.

(モジュラス)
モジュラスとは、樹脂の硬さを表す指標であり、無発泡の樹脂シートを100%伸ばしたとき(元の長さの2倍に伸ばしたとき)に掛かる荷重を断面積で割った値である(以下、100%モジュラスと呼ぶことがある。)。この値が高い程、硬い樹脂である事を意味する。
ポリウレタン樹脂は、1〜20MPaの100%モジュラスを有することが好ましく、2〜10MPaであることがより好ましい。100%モジュラスが上記範囲内であると、被研磨物に対しスクラッチなどの研磨傷の発生を抑制できるため好ましい。
(Modulus)
The modulus is an index representing the hardness of the resin, and is a value obtained by dividing the load applied when the non-foamed resin sheet is stretched by 100% (when stretched to twice the original length) by the cross-sectional area. (Hereinafter, it may be called 100% modulus.) The higher this value, the harder the resin.
The polyurethane resin preferably has a 100% modulus of 1 to 20 MPa, and more preferably 2 to 10 MPa. It is preferable for the 100% modulus to be within the above range because the occurrence of polishing scratches such as scratches on the object can be suppressed.

ポリウレタン樹脂シートは、上記成分の他に、酢酸セルロース、疎水性添加剤、カーボンブラックなどのフィラー、発泡助剤、界面活性剤などを含んでいてもよい。   In addition to the above components, the polyurethane resin sheet may contain cellulose acetate, a hydrophobic additive, a filler such as carbon black, a foaming aid, a surfactant, and the like.

本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シートの研磨面及び/又は研磨面とは反対側の面が研削処理(バフ処理)されていてもよい。これらの中でも、本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シートの研磨面が研削処理されていることが好ましい。これにより、研磨面に微小気泡由来の開口部及び涙形状気泡の開口部が多数存在することとなり、当該開口部を通じてスラリーの保持量が増すことで研磨レートの安定性が向上する。
また、本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シートの研磨面に、溝加工、エンボス加工及び/又は穴加工(パンチング加工)が施されていてもよい。本発明の研磨パッドは、光透過部を備えていてもよい。
また、本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シートのみからなる単層構造であってもよく、ポリウレタン樹脂シート(研磨層)の研磨面とは反対側の面に基材を貼り合わせた複層からなっていてもよい。基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)製、ポリウレタン樹脂を含浸した不織布製、ポリエチレンフォームなどの発泡体などが挙げられる。基材の特性に特に制限はないが、形態安定性の観点からポリウレタン樹脂シートよりも硬い(A硬度又はD硬度が大きい)ことが好ましい。
In the polishing pad of the present invention, the polishing surface of the polyurethane resin sheet and / or the surface opposite to the polishing surface may be ground (buffed). Among these, it is preferable that the polishing surface of the polyurethane resin sheet of the polishing pad of the present invention is ground. Thereby, a large number of openings derived from microbubbles and teardrop-shaped bubbles are present on the polishing surface, and the amount of slurry retained through the openings increases the stability of the polishing rate.
In the polishing pad of the present invention, the polishing surface of the polyurethane resin sheet may be subjected to groove processing, embossing and / or hole processing (punching processing). The polishing pad of the present invention may include a light transmission part.
In addition, the polishing pad of the present invention may have a single-layer structure composed only of a polyurethane resin sheet, and may be a multi-layer in which a substrate is bonded to the surface opposite to the polishing surface of the polyurethane resin sheet (polishing layer). It may be. Examples of the base material include polyethylene terephthalate (PET), non-woven fabric impregnated with polyurethane resin, and foams such as polyethylene foam. Although there is no restriction | limiting in particular in the characteristic of a base material, It is preferable that it is harder (A hardness or D hardness is larger) from a polyurethane resin sheet from a viewpoint of form stability.

本発明の研磨パッドは、シリコン、ハードディスク、ガラス基板、液晶ディスプレイ用マザーガラス、半導体ウエハ、半導体デバイスなどの研磨、特に半導体デバイスの化学機械研磨(CMP)に好適に用いることが出来る。   The polishing pad of the present invention can be suitably used for polishing silicon, a hard disk, a glass substrate, a mother glass for liquid crystal display, a semiconductor wafer, a semiconductor device, etc., particularly chemical mechanical polishing (CMP) of a semiconductor device.

<<研磨パッドの製造方法>>
本発明の研磨パッドは、例えば、本発明の製造方法により得ることができる。本発明の製造方法は、ポリウレタン樹脂及び酢酸セルロースを含むポリウレタン樹脂含有溶液を調製する工程、前記ポリウレタン樹脂含有溶液を成膜基材上に塗布する工程、及び前記溶液が塗布された成膜基材を凝固液に浸漬して前記溶液を凝固する工程を含む。
以下、各工程について説明する。
<< Production Method of Polishing Pad >>
The polishing pad of the present invention can be obtained, for example, by the production method of the present invention. The production method of the present invention includes a step of preparing a polyurethane resin-containing solution containing a polyurethane resin and cellulose acetate, a step of applying the polyurethane resin-containing solution on a film-forming substrate, and a film-forming substrate on which the solution is applied A step of solidifying the solution by immersing in a coagulating solution.
Hereinafter, each step will be described.

<ポリウレタン樹脂含有溶液の調製工程>
本工程では、ポリウレタン樹脂及び酢酸セルロースを、例えばポリウレタン樹脂を溶解することのできる水混和性の有機溶媒に溶解し、ポリウレタン樹脂含有溶液を調製する。以下、ポリウレタン樹脂含有溶液に含まれ得る成分について説明する。
(ポリウレタン樹脂)
ポリウレタン樹脂含有溶液は、ポリウレタン研磨シートの材料となるポリウレタン樹脂を含む。ポリウレタン樹脂としては、研磨パッドの説明の中で挙げたポリウレタン樹脂を用いることができる。
<Process for preparing polyurethane resin-containing solution>
In this step, the polyurethane resin and cellulose acetate are dissolved in a water-miscible organic solvent capable of dissolving the polyurethane resin, for example, to prepare a polyurethane resin-containing solution. Hereinafter, components that can be contained in the polyurethane resin-containing solution will be described.
(Polyurethane resin)
The polyurethane resin-containing solution contains a polyurethane resin that serves as a material for the polyurethane polishing sheet. As the polyurethane resin, the polyurethane resins mentioned in the description of the polishing pad can be used.

(酢酸セルロース)
ポリウレタン樹脂含有溶液は、ポリウレタン樹脂以外に、酢酸セルロースを含む。酢酸セルロースを含むことにより、微小気泡のサイズを大きくすることができ、ポリウレタン樹脂シートの厚さ方向の任意の断面において1〜20μmの開口径を有する開口部に対する10〜20μmの開口径を有する開口部の面積割合及び個数割合を増大させることができる。
酢酸セルロースは、ポリウレタン樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部の量でポリウレタン樹脂含有溶液に含まれることが好ましく、0.2〜5質量部の量がより好ましく、0.5〜3質量部の量がさらにより好ましい。
(Cellulose acetate)
The polyurethane resin-containing solution contains cellulose acetate in addition to the polyurethane resin. By containing cellulose acetate, the size of microbubbles can be increased, and an opening having an opening diameter of 10 to 20 μm with respect to an opening having an opening diameter of 1 to 20 μm in any cross section in the thickness direction of the polyurethane resin sheet The area ratio and the number ratio of the parts can be increased.
Cellulose acetate is preferably contained in the polyurethane resin-containing solution in an amount of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin, more preferably 0.2 to 5 parts by mass, and 0.5 to An amount of 3 parts by weight is even more preferred.

(有機溶媒)
前記有機溶媒としては、ポリウレタン樹脂を溶解することができ且つ水混和性であれば特に制限なく用いることが出来る。例としては、N、N−ジメチルホルムアミド(DMF)、メチルエチルケトン、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N−メチルピロリドン(NMP)、アセトンなどが挙げられる。これらの中でも、DMF又はDMAcが好ましく用いられる。
有機溶媒は、ポリウレタン樹脂含有溶液中の固形分濃度が、好ましくは15〜50質量%、より好ましくは15〜40質量%であり、さらにより好ましくは20〜35質量%となるような量でポリウレタン樹脂含有溶液中に含まれることが好ましい。上記範囲内の濃度であれば、ポリウレタン樹脂含有溶液が適度な流動性を有し、後の塗布工程において成膜基材上に均一に塗布することができる。
(Organic solvent)
The organic solvent can be used without particular limitation as long as it can dissolve the polyurethane resin and is miscible with water. Examples include N, N-dimethylformamide (DMF), methyl ethyl ketone, N, N-dimethylacetamide (DMAc), tetrahydrofuran (THF), dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methylpyrrolidone (NMP), acetone and the like. . Among these, DMF or DMAc is preferably used.
The organic solvent has a solid content concentration in the polyurethane resin-containing solution of preferably 15 to 50% by mass, more preferably 15 to 40% by mass, and even more preferably 20 to 35% by mass. It is preferable to be contained in the resin-containing solution. When the concentration is within the above range, the polyurethane resin-containing solution has appropriate fluidity, and can be uniformly applied on the film-forming substrate in the subsequent application step.

(水)
ポリウレタン樹脂含有溶液は、ポリウレタン樹脂及び酢酸セルロース以外に、水を含むことが好ましい。水を含むことにより、微小気泡のサイズを更に大きくすることができる。また、成膜性が向上する。
水は、ポリウレタン樹脂100質量部に対して0.1〜30質量部含まれることが好ましく、1〜20質量部含まれることがより好ましく、5〜18質量部含まれることがさらにより好ましい。
(water)
The polyurethane resin-containing solution preferably contains water in addition to the polyurethane resin and cellulose acetate. By including water, the size of the microbubbles can be further increased. In addition, film formability is improved.
It is preferable that 0.1-30 mass parts is contained with respect to 100 mass parts of polyurethane resins, it is more preferable that water is contained 1-20 mass parts, and it is still more preferable that water is contained 5-18 mass parts.

(疎水性添加剤)
ポリウレタン樹脂含有溶液は、上記成分に加えて、疎水性添加剤を更に含むことが好ましい。すなわち、疎水性添加剤を、他の成分とともに有機溶媒に溶解し、ポリウレタン樹脂含有溶液を得ることが好ましい。
疎水性添加剤の例としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、グリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステルなどのノニオン性界面活性剤や、アルキルカルボン酸などのアニオン性界面活性剤、あるいは、シリコン系ノニオン性界面活性剤などのシリコン系界面活性剤が挙げられる。これらの中で、シリコン系ノニオン性界面活性剤を使用することが好ましい。
疎水性添加剤は、ポリウレタン樹脂100質量部に対して0.1〜30質量部含まれることが好ましく、0.1〜20質量部含まれることがより好ましく、1〜20質量部含まれることがさらにより好ましく、3〜18質量部含まれることがさらにより好ましい。
(Hydrophobic additive)
The polyurethane resin-containing solution preferably further contains a hydrophobic additive in addition to the above components. That is, it is preferable to dissolve the hydrophobic additive together with other components in an organic solvent to obtain a polyurethane resin-containing solution.
Examples of hydrophobic additives include, for example, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxypropylene alkyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, perfluoroalkyl ethylene oxide adduct, glycerin fatty acid ester, propylene glycol fatty acid ester, and the like. Examples thereof include nonionic surfactants, anionic surfactants such as alkyl carboxylic acids, and silicon surfactants such as silicon nonionic surfactants. Among these, it is preferable to use a silicon-based nonionic surfactant.
The hydrophobic additive is preferably contained in an amount of 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.1 to 20 parts by mass, and more preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin. Even more preferably, 3 to 18 parts by weight is even more preferred.

(その他の成分)
ポリウレタン樹脂含有溶液は、上記成分の他に、カーボンブラック、発泡助剤、界面活性剤などを更に含んでいてもよい。
(Other ingredients)
The polyurethane resin-containing solution may further contain carbon black, a foaming aid, a surfactant and the like in addition to the above components.

<塗布工程>
上記で得られたポリウレタン樹脂含有溶液を、例えば、ナイフコーター、リバースコーター等により成膜基材上に略均一となるように、連続的に塗布する。成膜基材としては、本技術分野で通常用いられる基材であれば特に制限なく用いることができる。成膜基材の例としては、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム等の可撓性のある高分子フィルム、弾性樹脂を含浸固着させた不織布等が挙げられ、中でもポリエステルフィルムが好ましく用いられる。
塗布工程では、前記ポリウレタン樹脂含有溶液を1.3〜3.0mmの厚みで成膜基材上に塗布することが好ましく、1.3〜2.5mmの厚みで成膜基材上に塗布することがより好ましく、1.4〜2.0mmの厚みで成膜基材上に塗布することがさらにより好ましい。上記範囲内の厚みで塗布することにより、微小気泡が十分に形成され、形成されるポリウレタン樹脂シートの厚みの均一性も維持することができる。
上記範囲内の厚みで塗布する方法に特に制限はないが、例えば、ナイフコーターと成膜基材との間隙(クリアランス)を調製することにより、上記範囲内の厚みで塗布することができる。
<Application process>
The polyurethane resin-containing solution obtained above is continuously applied on the film forming substrate by, for example, a knife coater or a reverse coater so as to be substantially uniform. As a film-forming substrate, any substrate that is usually used in this technical field can be used without any particular limitation. Examples of the film forming substrate include a flexible polymer film such as a polyester film and a polyolefin film, a non-woven fabric impregnated and fixed with an elastic resin, and a polyester film is preferably used among them.
In the application step, the polyurethane resin-containing solution is preferably applied on the film formation substrate with a thickness of 1.3 to 3.0 mm, and is applied on the film formation substrate with a thickness of 1.3 to 2.5 mm. More preferably, it is even more preferable to apply the film with a thickness of 1.4 to 2.0 mm on the film forming substrate. By applying with a thickness within the above range, microbubbles are sufficiently formed, and the thickness uniformity of the formed polyurethane resin sheet can be maintained.
Although there is no restriction | limiting in particular in the method of apply | coating with the thickness within the said range, For example, it can apply | coat with the thickness within the said range by adjusting the clearance gap (clearance) of a knife coater and a film-forming base material.

<凝固工程>
ポリウレタン樹脂含有溶液が塗布された基材を、ポリウレタン樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする凝固液に浸漬する。
凝固液としては、水、水とDMF等の極性溶媒との混合溶液などが用いられる。極性溶媒としては、ポリウレタン樹脂を溶解するのに用いた水混和性の有機溶媒、例えばDMF、DMAc、THF、DMSO、NMP、アセトンが挙げられる。また、混合溶媒中の極性溶媒の濃度は0.5〜30質量%が好ましい。
凝固液の温度や浸漬時間に特に制限はなく、例えば5〜80℃(好ましくは5〜30℃)で5〜100分間(好ましくは40〜80分間)浸漬すればよい。
<Coagulation process>
The base material on which the polyurethane resin-containing solution is applied is immersed in a coagulation liquid mainly composed of water which is a poor solvent for the polyurethane resin.
As the coagulation liquid, water, a mixed solution of water and a polar solvent such as DMF, or the like is used. Examples of the polar solvent include water-miscible organic solvents used to dissolve the polyurethane resin, such as DMF, DMAc, THF, DMSO, NMP, and acetone. The concentration of the polar solvent in the mixed solvent is preferably 0.5 to 30% by mass.
There is no restriction | limiting in particular in the temperature and immersion time of a coagulation liquid, For example, what is necessary is just to immerse for 5 to 100 minutes (preferably 40 to 80 minutes) at 5-80 degreeC (preferably 5-30 degreeC).

<洗浄乾燥>
凝固浴で凝固させて得られたシート状のポリウレタン樹脂を成膜基材から剥離した後又は剥離せずに、洗浄、乾燥処理を行う。
洗浄処理により、ポリウレタン樹脂中に残留する有機溶媒が除去される。洗浄に用いられる洗浄液としては、水が挙げられる。
洗浄後、ポリウレタン樹脂を乾燥処理する。乾燥処理は従来行われている方法で行えばよく、例えば80〜150℃で5〜60分程度乾燥機内で乾燥させればよい。上記の工程を経て、ポリウレタン研磨シートを得ることができる。
<Washing and drying>
The sheet-like polyurethane resin obtained by coagulation in a coagulation bath is washed and dried after being peeled off from the film-forming substrate or without being peeled off.
The organic solvent remaining in the polyurethane resin is removed by the washing treatment. An example of the cleaning liquid used for cleaning is water.
After washing, the polyurethane resin is dried. What is necessary is just to perform the drying process by the method currently performed, for example, what is necessary is just to dry in a dryer for about 5 to 60 minutes at 80-150 degreeC. A polyurethane abrasive sheet can be obtained through the above steps.

本発明の研磨パッドの製造方法においては、必要に応じて、ポリウレタン樹脂シートの研磨面及び/又は研磨面とは反対側の面を研削処理してもよい。また、ポリウレタン樹脂シートの研磨面に、溝加工、エンボス加工及び/又は穴加工(パンチング加工)を施してもよく、基材をポリウレタン樹脂シートと張り合わせてもよい。さらに、ポリウレタン樹脂シート及び/又は研磨パッドに光透過部を設けてもよい。
研削処理の方法に特に制限はなく、公知の方法により研削することができる。具体的には、サンドペーパーによる研削が挙げられる。
溝加工及びエンボス加工の形状に特に制限はなく、例えば、格子型、同心円型、放射型などの形状が挙げられる。
基材を貼り合せて複層構造とする場合には、複数の層同士を両面テープや接着剤などを用いて、必要により加圧しながら接着・固定すればよい。この際用いられる両面テープや接着剤に特に制限はなく、当技術分野において公知の両面テープや接着剤の中から任意に選択して使用することが出来る。
In the method for producing a polishing pad of the present invention, the polishing surface of the polyurethane resin sheet and / or the surface opposite to the polishing surface may be ground as necessary. Further, the polishing surface of the polyurethane resin sheet may be subjected to groove processing, embossing and / or hole processing (punching processing), and the substrate may be bonded to the polyurethane resin sheet. Furthermore, you may provide a light transmissive part in a polyurethane resin sheet and / or a polishing pad.
There is no restriction | limiting in particular in the method of a grinding process, It can grind by a well-known method. Specific examples include grinding with sandpaper.
There is no restriction | limiting in particular in the shape of groove processing and embossing, For example, shapes, such as a lattice type, a concentric circle type, and a radiation type, are mentioned.
When a base material is bonded to form a multilayer structure, a plurality of layers may be bonded and fixed using a double-sided tape, an adhesive, or the like while being pressurized as necessary. There is no restriction | limiting in particular in the double-sided tape and adhesive used at this time, It can select and use arbitrarily from well-known double-sided tapes and adhesives in this technical field.

その後、ポリウレタンシートの研磨面とは反対側の面、又は基材のポリウレタンシートと貼り合わされている面とは反対側の面に両面テープが貼り付けられ、所定形状、好ましくは円板状にカットされて、本発明の研磨パッドとして完成する。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。   After that, a double-sided tape is applied to the surface of the polyurethane sheet opposite to the polishing surface, or the surface opposite to the surface of the base material bonded to the polyurethane sheet, and cut into a predetermined shape, preferably a disc shape. Thus, the polishing pad of the present invention is completed. The double-sided tape is not particularly limited, and any double-sided tape known in the art can be selected and used.

本発明の研磨パッドを使用するときは、研磨パッドをポリウレタン樹脂シートの研磨面が被研磨物と向き合うようにして研磨機の研磨定盤に取り付ける。そして、研磨剤スラリーを供給しつつ、研磨定盤を回転させて、被研磨物の加工表面を研磨する。
本発明の研磨パッドにより加工される被研磨物としては、ハードディスク、ガラス基板、薄型ディスプレイ用マザーガラス、半導体ウエハ、半導体デバイスなどが挙げられる。中でも、本発明の研磨パッドは、半導体デバイスを化学機械研磨(CMP)加工するのに好適に用いられる。
When the polishing pad of the present invention is used, the polishing pad is attached to the polishing surface plate of the polishing machine so that the polishing surface of the polyurethane resin sheet faces the object to be polished. Then, while supplying the abrasive slurry, the polishing surface plate is rotated to polish the processed surface of the object to be polished.
Examples of an object to be processed by the polishing pad of the present invention include a hard disk, a glass substrate, a thin display mother glass, a semiconductor wafer, and a semiconductor device. Among these, the polishing pad of the present invention is preferably used for chemical mechanical polishing (CMP) processing of a semiconductor device.

上記の通り、本発明の研磨パッドは、安定した研磨レートで継続的に被研磨物を研磨することができる。その理由は明らかではないが、次のように推測される。すなわち、被研磨物を何枚も研磨処理すると摩擦熱により研磨パッドの研磨面付近の温度が上昇するが、10〜20μmの開口部の割合が高いポリウレタン樹脂シートを含む本発明の研磨パッドは、同種類のポリウレタンを含むが10〜20μmの開口部の割合が低い従来のポリウレタン樹脂シートを含む研磨パッドに比べて熱膨張しにくい。そのため、研磨パッドの形状が変化しにくく、被研磨物の研磨処理枚数にかかわらず安定した研磨レートが得られるものと考えられる。   As described above, the polishing pad of the present invention can continuously polish an object to be polished at a stable polishing rate. The reason is not clear, but is presumed as follows. That is, when a number of objects to be polished are polished, the temperature in the vicinity of the polishing surface of the polishing pad increases due to frictional heat, but the polishing pad of the present invention containing a polyurethane resin sheet having a high proportion of openings of 10 to 20 μm, Compared to a conventional polishing pad containing a polyurethane resin sheet containing the same type of polyurethane but having a low proportion of openings of 10 to 20 μm, it is less likely to thermally expand. Therefore, it is considered that the shape of the polishing pad hardly changes and a stable polishing rate can be obtained regardless of the number of objects to be polished.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。特に断りのない限り、「部」とは、質量部を意味する。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these examples. Unless otherwise specified, “parts” means parts by mass.

[比較例1]
100%モジュラス3.5MPaのポリエステル系ポリウレタン樹脂含有DMF溶液(固形分濃度30質量%)(100部)、DMF(40部)、貧溶媒である水(2部)、ノニオン系疎水性添加剤(5部)を混合することにより、樹脂含有溶液を得た。
得られた樹脂含有溶液を、ポリエステルフィルム(厚さ:188μm)上にキャストした。樹脂溶液を成膜基材上に塗布する際に、塗布装置のクリアランスを1.4mmに設定した。その後、樹脂含有溶液をキャストしたポリエステルフィルムを凝固浴(凝固液は水)に18℃で60分間浸漬し、該樹脂含有溶液を凝固させた後、洗浄・乾燥させて、ポリウレタン樹脂シートを得た。
得られたポリウレタン樹脂シートの表面に形成されたスキン層側に研削処理を施した(研削量:200μm)。その後、ポリウレタン樹脂シートの研削処理面とは反対側の面にPET基材を接着剤を介して貼り合わせ、ポリウレタン樹脂シートの研削処理面側を格子状の金型でエンボス加工後、PET基材と両面テープとを貼り合わせ、厚さ1.25mmの研磨パッドを得た。
[Comparative Example 1]
100% modulus 3.5 MPa polyester polyurethane resin-containing DMF solution (solid content concentration 30% by mass) (100 parts), DMF (40 parts), poor solvent water (2 parts), nonionic hydrophobic additive ( By mixing 5 parts), a resin-containing solution was obtained.
The obtained resin-containing solution was cast on a polyester film (thickness: 188 μm). When applying the resin solution onto the film-forming substrate, the clearance of the coating device was set to 1.4 mm. Thereafter, the polyester film casted with the resin-containing solution was immersed in a coagulation bath (coagulation liquid was water) at 18 ° C. for 60 minutes to solidify the resin-containing solution, and then washed and dried to obtain a polyurethane resin sheet. .
The skin layer side formed on the surface of the obtained polyurethane resin sheet was ground (grinding amount: 200 μm). Thereafter, a PET base material is bonded to the surface of the polyurethane resin sheet opposite to the ground surface through an adhesive, and the ground surface of the polyurethane resin sheet is embossed with a grid mold, And a double-sided tape were bonded together to obtain a polishing pad having a thickness of 1.25 mm.

[実施例1]
100%モジュラス3.5MPaのポリエステル系ポリウレタン樹脂含有DMF溶液(固形分濃度30質量%)(100部)、DMF(40部)、貧溶媒である水(2部)、シリコン系ノニオン性界面活性剤(5部)、および、20%酢酸セルロースDMF溶液(2部)を混合することにより、樹脂含有溶液を得た。
得られた樹脂含有溶液を、ポリエステルフィルム(厚さ:188μm)上にキャストした。樹脂溶液を成膜基材上に塗布する際に、塗布装置のクリアランスを1.4mmに設定した。その後、樹脂含有溶液をキャストしたポリエステルフィルムを凝固浴(凝固液は水)に18℃で60分間浸漬し、該樹脂含有溶液を凝固させた後、洗浄・乾燥させて、ポリウレタン樹脂シートを得た。
得られたポリウレタン樹脂シートの表面に形成されたスキン層側に研削処理を施した(研削量:200μm)。その後、ポリウレタン樹脂シートの研削処理面とは反対側の面にPET基材を接着剤を介して貼り合わせ、ポリウレタン樹脂シートの研削処理面側を格子状の金型でエンボス加工後、PET基材と両面テープとを貼り合わせ、厚さ1.25mmの研磨パッドを得た。
[Example 1]
100% modulus 3.5 MPa polyester polyurethane resin-containing DMF solution (solid content concentration 30% by mass) (100 parts), DMF (40 parts), poor solvent water (2 parts), silicon-based nonionic surfactant (5 parts) and a 20% cellulose acetate DMF solution (2 parts) were mixed to obtain a resin-containing solution.
The obtained resin-containing solution was cast on a polyester film (thickness: 188 μm). When applying the resin solution onto the film-forming substrate, the clearance of the coating device was set to 1.4 mm. Thereafter, the polyester film casted with the resin-containing solution was immersed in a coagulation bath (coagulation liquid was water) at 18 ° C. for 60 minutes to solidify the resin-containing solution, and then washed and dried to obtain a polyurethane resin sheet. .
The skin layer side formed on the surface of the obtained polyurethane resin sheet was ground (grinding amount: 200 μm). Thereafter, a PET base material is bonded to the surface of the polyurethane resin sheet opposite to the ground surface through an adhesive, and the ground surface of the polyurethane resin sheet is embossed with a grid mold, And a double-sided tape were bonded together to obtain a polishing pad having a thickness of 1.25 mm.

[比較例2]
100%モジュラス6.0MPaのポリエステル系ポリウレタン樹脂含有DMF溶液(固形分濃度30質量%)(100部)、DMF(30部)、及び貧溶媒である水(5部)を混合することにより樹脂含有溶液を得た。
得られた樹脂含有溶液を用いて、比較例1と同様にして厚さ1.25mmの研磨パッドを作製した。
[実施例2]
100%モジュラス6.0MPaのポリエステル系ポリウレタン樹脂含有DMF溶液(固形分濃度30質量%)(100部)、DMF(30部)、貧溶媒である水(5部)、および、20%酢酸セルロースDMF溶液(2部)を混合することにより樹脂含有溶液を得た。
得られた樹脂含有溶液を用いて、実施例1と同様にして厚さ1.25mmの研磨パッドを作製した。
[比較例3]
塗布装置のクリアランスを1.2mmに設定する以外、比較例2と同様にして厚さ1.05mmの研磨パッドを作製した。
[比較例4]
塗布装置のクリアランスを1.2mmに設定する以外、実施例2と同様にして厚さ1.050mmの研磨パッドを作製した。
[Comparative Example 2]
100% modulus 6.0MPa polyester polyurethane resin-containing DMF solution (solid content concentration 30% by mass) (100 parts), DMF (30 parts), and poor solvent water (5 parts) A solution was obtained.
A polishing pad having a thickness of 1.25 mm was produced in the same manner as in Comparative Example 1 using the obtained resin-containing solution.
[Example 2]
100% modulus 6.0 MPa polyester polyurethane resin-containing DMF solution (solid content concentration 30% by mass) (100 parts), DMF (30 parts), poor solvent water (5 parts), and 20% cellulose acetate DMF A resin-containing solution was obtained by mixing the solution (2 parts).
A polishing pad having a thickness of 1.25 mm was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained resin-containing solution.
[Comparative Example 3]
A polishing pad having a thickness of 1.05 mm was produced in the same manner as in Comparative Example 2 except that the clearance of the coating apparatus was set to 1.2 mm.
[Comparative Example 4]
A polishing pad having a thickness of 1.050 mm was produced in the same manner as in Example 2 except that the clearance of the coating apparatus was set to 1.2 mm.

実施例1〜2及び比較例1〜4の各研磨パッドについて、開口径1〜20μmの開口部の総面積に占める開口径10〜20μmの開口部の総面積の割合(%)、開口径1〜20μmの開口部の個数に占める開口径10〜20μmの開口部の個数の割合(%)、切断面10000μm2あたりの1〜20μm及び10〜20μmの開口部の個数、20〜60℃における熱膨張量(μm)、20〜60℃における熱膨張率(%)を測定した。その結果を表1〜2に示す。
なお、各項目の測定方法は以下の通りである。
About each polishing pad of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-4, the ratio (%) of the total area of the opening part of the opening diameter 10-20 micrometers occupied in the total area of the opening part of the opening diameter 1-20 micrometers, opening diameter 1 The ratio (%) of the number of openings having an opening diameter of 10 to 20 μm to the number of openings of ˜20 μm, the number of openings of 1 to 20 μm and 10 to 20 μm per cut surface of 10,000 μm 2 , and the heat at 20 to 60 ° C. The amount of expansion (μm) and the coefficient of thermal expansion (%) at 20 to 60 ° C. were measured. The results are shown in Tables 1-2.
In addition, the measuring method of each item is as follows.

<開口面積、開口数の測定>
(1)開口径1〜20μmの開口部の総面積に占める開口径10〜20μmの開口部の総面積の割合(%)、開口径1〜20μmの開口部の個数に占める開口径10〜20μmの開口部の個数の割合(%)の測定:
ポリウレタン樹脂シート内部断面の開口径及び開口数の測定は、走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製、JSM−5500LV)で約5mm四方の範囲を600倍に拡大し9ヶ所観察した。この画像を画像処理ソフト(Image Analyzer V20LAB Ver.1.3、ニコン製)により二値化処理して計測領域面積30929.883μm2の範囲における開口個数を確認し、各々の開口部の面積から円相当直径を開口径として算出した。ポリウレタン樹脂シートを厚さ方向に切断して得られた断面9ヶ所を観察し、開口径1〜20μmの開口部の総面積に占める開口径10〜20μmの開口部の総面積の割合(%)を求めた。また、開口径を1μmごとにサイズ分けして各サイズの開口個数を集計し、開口径1〜20μmの開口部の個数に占める開口径10〜20μmの開口部の個数の割合(%)を求めた。その結果を表1〜2に示す。
測定の際は、SEM画像より認識できる開口部を二値化処理で的確にとらえることができるように、コントラストを調整した。本実施例では、SEM倍率600倍、加速電圧20kV、スポットサイズ25、作動距離21mmの条件でSEM画像を撮影し、二値化処理時に開口部を正しく捉えられるようにした。
(2)切断面10000μm2あたりの1〜20μm及び10〜20μmの開口部の個数の測定:
ポリウレタン樹脂シートを厚さ方向に切断して得られた断面10000μm2あたりに存在する1〜20μmの開口径を有する開口部の数及び10〜20μmの開口径を有する開口部の数を計測した。その結果を表1〜2に示す。なお、測定断面としては、涙形状気泡を有さない断面を選択した。
<Measurement of aperture area and numerical aperture>
(1) The ratio (%) of the total area of the openings with an opening diameter of 10 to 20 μm in the total area of the openings with an opening diameter of 1 to 20 μm, and the opening diameter of 10 to 20 μm with respect to the number of openings with an opening diameter of 1 to 20 μm Measurement of the percentage (%) of the number of openings in:
The measurement of the opening diameter and the numerical aperture of the internal cross section of the polyurethane resin sheet was carried out with a scanning electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., JSM-5500LV). This image is binarized by image processing software (Image Analyzer V20LAB Ver. 1.3, manufactured by Nikon) to confirm the number of openings in the measurement area area 30929.883 μm 2 , and from the area of each opening to the circle The equivalent diameter was calculated as the opening diameter. Nine cross-sections obtained by cutting the polyurethane resin sheet in the thickness direction were observed, and the ratio (%) of the total area of the openings having an opening diameter of 10 to 20 μm in the total area of the openings having an opening diameter of 1 to 20 μm Asked. In addition, the opening diameter is divided into 1 μm and the number of openings of each size is totaled, and the ratio (%) of the number of openings having an opening diameter of 10 to 20 μm to the number of openings having an opening diameter of 1 to 20 μm is obtained. It was. The results are shown in Tables 1-2.
At the time of measurement, the contrast was adjusted so that an opening recognizable from the SEM image can be accurately captured by binarization processing. In this example, an SEM image was taken under the conditions of an SEM magnification of 600 times, an acceleration voltage of 20 kV, a spot size of 25, and a working distance of 21 mm so that the opening can be correctly captured during binarization processing.
(2) Measurement of the number of openings of 1 to 20 μm and 10 to 20 μm per cut surface of 10,000 μm 2 :
The number of openings having an opening diameter of 1 to 20 μm and the number of openings having an opening diameter of 10 to 20 μm present per 10000 μm 2 cross section obtained by cutting the polyurethane resin sheet in the thickness direction was measured. The results are shown in Tables 1-2. As a measurement cross section, a cross section having no tear-shaped bubbles was selected.

<20〜60℃における熱膨張量及び熱膨張率の測定>
TA・インスツルメント・ジャパン製の熱機械分析装置「RSAIII」を用いて、実施例および比較例の両面テープの離型紙を剥離した研磨パッドを幅8mm×長さ12mmに切り出し、エンボス加工された面に100g(圧力として104gf/cm2)の圧縮荷重をかけ、昇温速度5℃/分にて0℃から100℃まで昇温し、研磨温度相当の温度領域20〜60℃範囲で研磨パッドの厚みを測定した。室温20℃における研磨パッドの厚み(A)と、20℃〜60℃の間で最も熱膨張量が大きかった温度における研磨パッドの厚み(B)の値を基に、B−Aにより研磨パッドの熱膨張量(変位量)を求めた。また、(B−A)/A×100により研磨パッドの熱膨張率(%)を求めた。測定は2回行い、平均値を測定結果とした。なお、試料片は、エンボスサイズや形状に応じて凸部の数や面積を調整すればよく、本測定では、凸部が部分的に包含された試料片ではなく、凸部が完全に包含された試料片を利用した。その結果を表1〜2及び図7〜8に示す。
<Measurement of thermal expansion amount and thermal expansion coefficient at 20 to 60 ° C.>
Using a thermomechanical analyzer “RSAIII” manufactured by TA Instruments Japan, the polishing pad from which the release paper of the double-sided tapes of Examples and Comparative Examples was peeled was cut into 8 mm width × 12 mm length and embossed. A compressive load of 100 g (104 gf / cm 2 as pressure) is applied to the surface, the temperature is raised from 0 ° C. to 100 ° C. at a rate of temperature rise of 5 ° C./min, and the polishing pad is in a temperature range of 20 to 60 ° C. corresponding to the polishing temperature The thickness of was measured. Based on the value of the polishing pad thickness (A) at a room temperature of 20 ° C. and the value of the polishing pad thickness (B) at a temperature where the thermal expansion was the largest between 20 ° C. and 60 ° C. The amount of thermal expansion (displacement) was determined. Further, the thermal expansion coefficient (%) of the polishing pad was determined by (B−A) / A × 100. The measurement was performed twice, and the average value was taken as the measurement result. Note that the number of the convex portions and the area of the sample piece may be adjusted according to the emboss size and shape, and in this measurement, the convex portion is completely included, not the sample piece partially including the convex portion. Sample pieces were used. The results are shown in Tables 1-2 and FIGS.

<評価>
実施例1〜2及び比較例1〜4の研磨パッドを用いて、研磨レート安定性、研磨均一性、立ち上げ処理枚数を評価した。研磨レートは、研磨加工前後の膜厚の差である研磨量を、研磨時間で除して表したものであり、研磨加工前後のシリコンウェハについて各々121箇所の厚み測定結果の平均値から求めた。厚み測定には、光学式膜厚膜質測定器(KLAテンコール社製、商品名「ASET−F5x」、測定:DBSモード)を用いた。被研磨物としては、12インチのシリコンウェハ上にテトラエトキシシランをCVDで絶縁膜を1μmの厚さになるように形成した基板(均一性(CV%)が13%)を用いた。なお、上記試験で用いた研磨条件は以下の通りである。
・使用研磨機:EBARA F−REX300
・研磨圧力:2.5 psi
・研磨剤:Planer CuBM用スラリー
・研磨剤温度:室温
・使用ワーク(被研磨物):300mmφSIO2(TEOS)
・ドレッシング:3M製A188
・パッドブレイク 9N×30分、ダイヤモンドドレッサー54rpm、定盤回転数80rpm、超純水200ml/min
・研磨 定盤回転数70rpm、ヘッド回転数71rpm、スラリー流量200ml/min、研磨時間60秒
<Evaluation>
Using the polishing pads of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4, polishing rate stability, polishing uniformity, and the number of start-up treatments were evaluated. The polishing rate is expressed by dividing the polishing amount, which is the difference in film thickness before and after polishing, by the polishing time, and was obtained from the average value of the thickness measurement results at 121 locations for each of the silicon wafers before and after polishing. . For the thickness measurement, an optical film thickness measuring device (manufactured by KLA Tencor, trade name “ASET-F5x”, measurement: DBS mode) was used. As an object to be polished, a substrate (uniformity (CV%) of 13%) in which tetraethoxysilane was formed on a 12-inch silicon wafer by CVD so that the insulating film had a thickness of 1 μm was used. The polishing conditions used in the above test are as follows.
・ Use polishing machine: EBARA F-REX300
Polishing pressure: 2.5 psi
・ Abrasive: Slurry for Planer CuBM ・ Abrasive temperature: room temperature ・ Work (object to be polished): 300 mmφ SIO2 (TEOS)
・ Dressing: 3M A188
・ Pad break 9N × 30min, diamond dresser 54rpm, surface plate rotation speed 80rpm, ultrapure water 200ml / min
・ Polishing platen rotation speed 70rpm, head rotation speed 71rpm, slurry flow rate 200ml / min, polishing time 60 seconds

(1)研磨レート安定性及び研磨均一性の評価
ウエハの研磨処理枚数1〜100枚までの各研磨レートを求め、10〜100枚までの各研磨レートについて研磨レートの最大値、最小値、平均値、及び研磨レートの標準偏差を求め、下記式により研磨レート変動性及び研磨不均一性を算出した。
研磨レート変動性(%)=(研磨レート最大値−研磨レート最小値)/研磨レート平均値×100
研磨不均一性(%)=(研磨レート標準偏差/研磨レート平均値)×100
研磨レート変動性の数値が低いほど研磨レート安定性が高いと評価した。また、研磨不均一性の数値が低いほど、研磨ムラが少なくウエハ面内が均一に研磨されている、すなわち、研磨均一性に優れていると評価した。その結果を表3〜4に示す。
(1) Evaluation of Polishing Rate Stability and Polishing Uniformity Each polishing rate from 1 to 100 wafers is determined, and the maximum, minimum, and average polishing rates for each polishing rate from 10 to 100 are obtained. The value and the standard deviation of the polishing rate were determined, and polishing rate variability and polishing nonuniformity were calculated by the following formulas.
Polishing rate variability (%) = (polishing rate maximum value−polishing rate minimum value) / polishing rate average value × 100
Polishing nonuniformity (%) = (polishing rate standard deviation / polishing rate average value) × 100
The lower the polishing rate variability, the higher the polishing rate stability. Moreover, it was evaluated that the lower the numerical value of the non-uniformity in polishing, the less the non-uniformity in polishing and the uniform polishing of the wafer surface, that is, the better the polishing uniformity. The results are shown in Tables 3-4.

(2)立ち上げ処理枚数の評価
研磨初期の研磨レートが速やかに安定化するか否かを下記のように評価した。すなわち、ウエハの研磨処理枚数に対する研磨レートを追跡し、傾向としての研磨レートの増加が見られなくなった研磨処理枚数を「立ち上げ処理枚数」とした。この「立ち上げ処理枚数」が少ないほど、研磨初期の研磨レートが速やかに安定化することを意味する。その結果を図9〜10に示す。
(2) Evaluation of the number of start-up treatments It was evaluated as follows whether or not the polishing rate at the initial stage of polishing was quickly stabilized. That is, the polishing rate with respect to the number of wafers to be polished was tracked, and the number of polishing processes in which the increase in the polishing rate as a trend was not observed was defined as the “number of startup processes”. It means that the smaller the “number of start-up treatments”, the faster the polishing rate at the initial stage of polishing is stabilized. The results are shown in FIGS.

表3及び図9の結果から判る通り、開口径1〜20μmの開口部の総面積に対する開口径10〜20μmの開口部の面積割合が小さい比較例1の研磨パッドは、研磨初期時に研磨レートがある程度安定するまでに10枚程度被研磨物を研磨する必要があり、立ち上がり性が悪かった(立ち上げ処理時間が長かった)。また、10〜100枚の被研磨物を研磨する間で研磨レートの変動が大きく、研磨レート安定性が悪かった。これに対し、開口径10〜20μmの開口部の面積割合が45.1%と大きい実施例1の研磨パッドは、立ち上がりに時間がかからず、研磨レート安定性にも優れていた。また、研磨均一性にも優れていた。
表4及び図10の結果から判る通り、開口径1〜20μmの開口部の総面積に対する開口径10〜20μmの開口部の面積割合が小さい比較例2〜4の研磨パッドは、10〜100枚の被研磨物を研磨する間で研磨レートの変動が大きく、研磨レート安定性が悪かった。また、研磨均一性にも劣っていた。これに対し、開口径10〜20μmの開口部の面積割合が17.1%と大きい実施例2の研磨パッドは、研磨レートの変動が非常に小さく、研磨レート安定性に優れていた。また、研磨均一性も良好であった。
As can be seen from the results of Table 3 and FIG. 9, the polishing pad of Comparative Example 1 having a small area ratio of the opening with the opening diameter of 10 to 20 μm with respect to the total area of the opening with the opening diameter of 1 to 20 μm has a polishing rate at the initial stage of polishing. It was necessary to polish about 10 workpieces to stabilize to some extent, and the start-up property was bad (start-up processing time was long). Further, the polishing rate fluctuated greatly during polishing of 10 to 100 workpieces, and the polishing rate stability was poor. On the other hand, the polishing pad of Example 1 in which the area ratio of the opening having an opening diameter of 10 to 20 μm was as large as 45.1% did not take time to rise and was excellent in polishing rate stability. Also, the polishing uniformity was excellent.
As can be seen from the results of Table 4 and FIG. 10, the polishing pads of Comparative Examples 2 to 4 having a small area ratio of the openings having an opening diameter of 10 to 20 μm with respect to the total area of the openings having an opening diameter of 1 to 20 μm are 10 to 100 polishing pads. The polishing rate fluctuated greatly during the polishing of the workpiece, and the polishing rate stability was poor. Also, the polishing uniformity was inferior. On the other hand, the polishing pad of Example 2 in which the area ratio of the opening having an opening diameter of 10 to 20 μm was as large as 17.1% showed very small fluctuations in the polishing rate and was excellent in polishing rate stability. Also, the polishing uniformity was good.

本発明の研磨パッドは、安定した研磨レートで継続的に被研磨物を研磨することができる。また、立ち上げ処理時間を無くす或いは極力短くすることができる。よって、本発明の研磨パッド及びその製造方法は、産業上の利用可能性を有する。   The polishing pad of the present invention can polish an object to be polished continuously at a stable polishing rate. Further, the startup processing time can be eliminated or shortened as much as possible. Therefore, the polishing pad and the manufacturing method thereof of the present invention have industrial applicability.

Claims (7)

湿式成膜法により形成される複数の涙形状気泡と、当該涙形状気泡よりもサイズの小さい複数の微小気泡とを内在するポリウレタン樹脂シートを含む研磨パッドであって、
前記ポリウレタン樹脂シートは、被研磨物を研磨するための研磨面を有し、
前記微小気泡は、前記ポリウレタン樹脂シートの厚さ方向の任意の切断面において、1〜20μmの開口径を有する開口部を形成する気泡であり、且つ、
前記厚さ方向の任意の切断面において、前記1〜20μmの開口径を有する開口部の総面積に占める10〜20μmの開口径を有する開口部の総面積の割合が15〜60%である、前記研磨パッド。
A polishing pad comprising a polyurethane resin sheet containing a plurality of tear-shaped bubbles formed by a wet film formation method and a plurality of microbubbles having a smaller size than the tear-shaped bubbles,
The polyurethane resin sheet has a polishing surface for polishing an object to be polished,
The micro bubbles are bubbles forming an opening having an opening diameter of 1 to 20 μm on an arbitrary cut surface in the thickness direction of the polyurethane resin sheet, and
In an arbitrary cut surface in the thickness direction, the ratio of the total area of the openings having an opening diameter of 10 to 20 μm in the total area of the openings having an opening diameter of 1 to 20 μm is 15 to 60%. The polishing pad.
前記ポリウレタン樹脂シートの前記切断面において、前記1〜20μmの開口径を有する開口部の個数に占める前記10〜20μmの開口径を有する開口部の個数の割合が、4.5〜30%である、請求項1に記載の研磨パッド。   In the cut surface of the polyurethane resin sheet, a ratio of the number of openings having the opening diameter of 10 to 20 μm to the number of openings having the opening diameter of 1 to 20 μm is 4.5 to 30%. The polishing pad according to claim 1. 前記研磨パッドの20℃における厚みをAとし、前記研磨パッドの20〜60℃の間で最も厚みが大きくなる温度での厚みをBとするとき、下記式で求められる熱膨張率Xが3%未満である、請求項1又は2に記載の研磨パッド。
熱膨張率X=(B−A)/A×100
When the thickness of the polishing pad at 20 ° C. is A, and the thickness of the polishing pad at the temperature at which the thickness is maximum between 20 ° C. and 60 ° C. is B, the coefficient of thermal expansion X calculated by the following formula is 3%. The polishing pad according to claim 1 or 2, which is less than 1.
Thermal expansion coefficient X = (B−A) / A × 100
前記ポリウレタン樹脂シートの前記切断面において、10000μm2あたり10〜20μmの開口径を有する開口部が6〜50個存在する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 3, wherein 6 to 50 openings having an opening diameter of 10 to 20 µm per 10,000 µm 2 are present on the cut surface of the polyurethane resin sheet. ポリウレタン樹脂及び酢酸セルロースを含むポリウレタン樹脂含有溶液を調製する工程、
前記ポリウレタン樹脂含有溶液を成膜基材上に塗布する工程、及び
前記溶液が塗布された成膜基材を凝固液に浸漬して前記溶液を凝固する工程、
を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の研磨パッドの製造方法。
Preparing a polyurethane resin-containing solution comprising a polyurethane resin and cellulose acetate;
Applying the polyurethane resin-containing solution onto a film-forming substrate; and immersing the film-forming substrate on which the solution is applied in a coagulation liquid to solidify the solution;
The manufacturing method of the polishing pad of any one of Claims 1-4 containing this.
前記ポリウレタン樹脂含有溶液を1.3〜3.0mmの厚みで成膜基材上に塗布する、請求項5に記載の製造方法。   The manufacturing method of Claim 5 which apply | coats the said polyurethane resin containing solution on a film-forming base material with the thickness of 1.3-3.0 mm. 前記ポリウレタン樹脂含有溶液が、疎水性添加剤を更に含む、請求項5又は6に記載の製造方法。   The production method according to claim 5 or 6, wherein the polyurethane resin-containing solution further contains a hydrophobic additive.
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