JP4606730B2 - 研磨パッドおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、研磨パッドおよびその製造方法に関し、詳しくは、ウェハ表面の凹凸をケミカルメカニカルポリシング法によって平坦化する際に使用される寸法変化の小さい研磨パッドおよびその製造方法に関する。

半導体装置を製造する際には、シリコンウェハのような半導体ウェハ表面に導電性膜を形成し、フォトリソグラフィ、エッチング等をすることにより配線層を形成する工程や、配線層の上に層間絶縁膜を形成する工程等が行われ、これらの工程によってウェハ表面に金属等の導電体や絶縁体からなる凹凸が生じる。近年、半導体集積回路の高密度化を目的として配線の微細化や多層配線化が進んでいるが、これに伴い、ウェハ表面の凹凸を平坦化する技術が重要となってきた。

ウェハ表面の凹凸を平坦化する方法としては、一般的にケミカルメカニカルポリシング（Ｃhemical Ｍechanical Ｐolishing：以下ＣＭＰという）法が採用されている。ＣＭＰは、ウェハの被研磨面を研磨パッドの研磨面に押し付けた状態で、砥粒が分散されたスラリー状の研磨剤（以下スラリーという）を用いて研磨する技術である。研磨パッドは主として円形で、一方の面で研磨装置のプラテンに取付け、他方の面でウェハを研磨する。

研磨パッドの外径寸法は重要な品質管理事項である。研磨装置のプラテンよりもパッドが少しでも大きすぎると、研磨装置の周辺機器に接触し研磨工程に不具合が生じる。また、プラテンよりも小さすぎるとパッドのエッジが研磨するウェハに近くなり研磨特性が悪化するとともに、使用後研磨パッドをプラテンから剥がしにくくなる。

一方、研磨パッドは主として発泡ポリウレタンから形成されている（特開２０００−１７２５２号公報：特許文献１および特許第３０１３１０号：特許文献２）。発泡ポリウレタンは吸湿性があり、湿気により寸法が伸びる傾向にある。また、温度変化によっても寸法変化が生じる。

特開２０００−１７２５２号公報 特許第３０１３１０号公報

本発明は、発泡ポリウレタンからなる研磨パッドにおいて、研磨パッドの装着時や使用時の条件で外径寸法の伸縮が少ない研磨パッドおよびその製造方法を提供する。

本発明は研磨層が発泡ポリウレタンであって、かつ吸湿率０．４０〜１．２０％である研磨パッドを提供する。

本発明の研磨パッドは円形でかつ直径５０〜１００ｃｍを有するのが好ましい。また、研磨層の発泡ポリウレタンは比重０．７０〜０．９０を有するのが好適である。

本発明は、また、研磨パッド用の発泡ポリウレタンブロックを形成した後スライスして研磨シートにし、それを裁断加工する研磨パッドの製造方法において、前記裁断加工の前に、研磨シートを所定の温度および湿度環境下に５時間以上静置することを特徴とする寸法変化の小さい研磨パッドの製造方法を提供する。

上記所定の温度および湿度環境は温度２０〜２５℃、好ましくは２２〜２４℃で相対湿度４０〜６０％、好ましくは４５〜５５％である。

本発明では、裁断加工前に、研磨シートを所定環境に置くことを特徴としているが、その後の工程（後工程という。）も同じ湿度と環境条件下で行われるのが好ましい。

後工程は、裁断された研磨パッドをクッション層またはプラテン側の両面テープに貼り合わせる工程であり、クッション層を貼り合わせた場合にはさらにクッション層の他方の面上に両面テープを貼り合わせる工程が必要である。

本発明の研磨パッドは、外径寸法が安定化し、バラツキが少なくなる。また、本発明の研磨パッドは研磨中も品質が一定化し、研磨特性も安定することが判明した。従って、本発明の研磨パッドで研磨されるデバイスの品質も向上することになる。

本発明の研磨パッドは、研磨層が微細気泡を有する発泡ポリウレタンである。

発泡ポリウレタンは必要な硬度に加えて可とう性をも有するため、耐磨耗性に優れた材料であり、研磨パッドの研磨層の素材として最適である。また、原料組成を種々変えることにより、所望の物性を有したポリマーが得られることも、ポリウレタンの大きな特徴であり、研磨パッドの形成材料に適している。しかも、ポリウレタン微発泡体は、均一な微細気泡を有しており同一密度のものよりも高硬度を有する。ポリウレタン微発泡体の微細発泡構造により高弾性率化しながら、研磨パッドとして用いる際の供給したスラリーを保持する気泡を確保している。微細発泡構造は、微発泡部分の穴に、スラリー中の砥粒を保持し、研磨速度を安定化するのに非常に有効であり、そのため、微細気泡により、研磨速度が十分に大きくなり、また安定化する。発泡ポリウレタンが有する微細気泡は、気泡径（セル径）が平均７０μｍ以下のもの、好ましくは５０μｍ以下、さらには４０μｍ以下のものである。一般的には３０〜４０μｍのものが好ましい。前記発泡体は独立気泡タイプの発泡ポリウレタンであることが特に好ましい。

本発明の研磨パッドは研磨層の吸湿率が０．４０〜１．２０％、好ましくは０．６０〜１．００％である。吸湿率が高いということは、温度あるいは湿度変化によって、寸法変化が大きくなるということを意味している。吸湿率が逆に少ないと、同様に寸法変化が大きくなることに加えて、パッドが帯電し易く、静電気により、ゴミ、パーティクルが付着し易くなる。研磨層の吸湿率が上記範囲となるためには、本発明の方法に基づいて所定の温度・湿度に管理された環境下で製造することが好ましい。これにより、パッド吸湿率が一定に保たれ、パッドの寸法を安定化させることができる。寸法変化が大きいと、パッド研磨特性のバラツキが大きくなる。また、ある吸湿率にしておく方が、パーティクル付着が減少し、スクラッチ発生も少なくなる。

本発明の研磨パッドにおいて、発泡ポリウレタンの比重が０．７０〜０．９０であることが好ましい。

発泡ポリウレタンの比重が小さくなると、剛性が低くなり、研磨における平坦化特性が低下するため発泡ポリウレタンの比重は．０７０以上、さらには０．７２以上であるのが好ましい。一方、発泡ポリウレタンの比重が大きくなると研磨層表面の微細気泡の数が不十分となり易く研磨速度の観点から好ましくない場合があることから、発泡ポリウレタンの比重は０．９０以下、さらには０．８８以下であるのが好ましい。

本発明の研磨パッドは、本発明の製造方法に基づいて製造されるのが好ましい。以下、本発明の製造方法を説明する。

本発明の工程を図１の工程図を用いて説明する。図１の工程図に示すように、一般に研磨パッドは発泡ポリウレタンのブロックを形成した後、それをスライス工程によりスライスして、発泡ポリウレタンの研磨シートを作製する。この研磨シートを所定の形、一般的には円形に裁断加工し、この時点で研磨パッドが形成される。この研磨パッドを所定の基体に貼り合わせたり、両面テープに貼り合わせたりすることよる後工程を経て、市販品である研磨パッドが形成されるのである。

従来の方法では、これらの工程の全てにおいて、温度や湿度のコントロールまたは養生の期間の特定は行われてなかった。本発明では、研磨シートの形成から裁断加工に至る間に研磨シートを少なくとも５時間以上、所定温度で所定湿度の環境下に置く（いわゆる養生）を行う。従来法では、このような養生期間および条件を規定していないので、気候の変化により大きく左右されることがあった。例えば、環境が２０℃前後で、相対湿度が５０％前後であれば、時として本発明の要件を満たすような時期もある。しかしながら、本発明では積極的にそれらの環境下に研磨シートを養生して裁断加工に付す。本発明ではさらにその後の工程も、すなわち裁断加工や後加工も温度湿度をコントロールした条件下に行うことを特徴としている。

本発明における発泡ポリウレタンブロックは、有機ポリイソシアネート、活性水素基含有化合物を主成分として重合させることにより得られる。発泡させる方法としては、中空ビーズを添加させる方法、機械的発泡法、化学的発泡法等の方法が挙げられるが、これらには限定されない。各方法を併用してもよいが、ポリアルキルシロキサンとポリエーテルの共重合体であって活性水素基を有しないシリコーン系界面活性剤を使用した機械的発泡がより好ましい。かかるシリコーン系界面活性剤としては、ＳＨ−１９２（東レダウコーニングシリコン製）、Ｌ５３４０（日本ユニカ製）等が好適な化合物として例示される。

有機ポリイソシアネートとしては、ポリウレタンの分野において公知の化合物を特に限定なく使用できる。有機ポリイソシアネートとしては、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−キシリレンジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類、エチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート類、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート類等が挙げられる。これらは１種で用いても、２種以上を混合しても差し支えない。

有機ポリイソシアネートとしては、上記ジイソシアネート化合物の他に、３官能以上の多官能ポリイソシアネート化合物も使用可能である。多官能のイソシアネート化合物としては、デスモジュール−Ｎ（バイエル社製）や商品名デュラネート（旭化成工業社製）として一連のジイソシアネートアダクト体化合物が市販されている。

活性水素基含有化合物はポリオール化合物、ポリアミン化合物等が挙げられるが、ポリウレタンの分野ではポリオール化合物が一般的である。ポリオール化合物には、低分量のものと、比較的高分量のものがある。低分子量のポリオール化合物としては、炭素数が１〜１０の脂肪族または芳香族ジオール（例えば、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン等）、炭素数３〜１０のトリ−若しくはそれ以上のポリオール（例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、１，２，６−へキサントリオール、ペンタエリトリトール、テトラメチロールシクロヘキサン、メチルグルコシド、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、スクロース、２，２，６，６−テトラキス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、トリエタノールアミン等）が挙げられる。

高分子量のポリオール化合物としては、低分子量のポリオールより炭素数の多いポリオール化合物であって、例えばポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルカーボネートポリオール、ポリエステルアミドポリオール等が例示できる。

上記高分子量ポリオール化合物で例示されているポリエーテルポリオールとしては、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）等が例示される。

ポリエステルポリオールとしては、ポリブチレンアジベート、ポリへキサメチレンアジベート、ポリカプロラクトンポリオール等が例示される。

ポリエステルポリカーボネートポリオールとしては、ポリカプロラクトンポリオール等のポリエステルグリコールとアルキレンカーボネートとの反応生成物、エチレンカーボネートを多価アルコールと反応させ、次いでえられた反応混合物を有機ジカルボン酸との反応生成物などが例示される。

ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−へキサンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及び／又はポリテトラメチレングリコール等のジオールとホスゲン、ジアリルカーボネート（例えばジフェニルカーボネート）もしくは環式カーボネート（例えばプロピレンカーボネート）との反応生成物が挙げられる。

活性水素基含有化合物はポリアミン化合物であっても良く、その例としては、脂肪族若しくは芳香族ポリアミン化合物（例えば、エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ジエチレントリアミン）などが例示される。

上述の活性水素基含有化合物、特に低分子量ポリオール化合物やポリアミン化合物としては、２官能の成分を主として使用するが、３官能以上の多官能成分を併用することは、得られる研磨パッドの熱寸法変化率を安定的にすることができるので、好ましい態様である。本発明の研磨パッドの研磨層を構成する微細気泡を有するポリウレタン樹脂発泡体の製造において、上記の活性水素基含有化合物は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよく、特に高分子量のポリオール化合物を用いるのが好適である。また、高分子量ポリオール化合物のうち耐加水分解性の良好なポリエーテルポリオール及びポリカーボネートポリオールが好ましく、より低価格であり、溶融粘度が低く加工が容易であるという観点からはポリエーテルポリオールが特に好ましい。

これら高分子量ポリオール化合物の数平均分子量は、特に限定されるものではないが、得られるポリウレタン発泡体の弾性特性等の観点から、５００〜５０００であることが望ましく、５００〜３０００であることがより好ましい。高分子量ポリオール化合物の分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）は１．９未満が好ましい。

高分子量ポリオール化合物の数平均分子量が５００未満であると、これを用いて得られるポリウレタン発泡体は十分な弾性特性を有さず、脆いポリマーとなり易く、このポリウレタン発泡体をマトリックスとする研磨パッドが硬くなりすぎ、研磨対象である加工物の研磨面のスクラッチの原因となる場合がある。また磨耗しやすくなるため、研磨パッドの寿命の観点からも好ましくない。

一方、数平均分子量が５０００を超えると、これを用いて得られるポリウレタン発泡体をマトリックスとする研磨パッドが軟らかくなり、十分に満足のいくプラナリティーが得られない場合がある。

また、高分子量ポリオール化合物の分子量分布が１．９以上となると、これから得られるポリウレタンの硬度（弾性率）の温度依存性が大きくなり、このポリウレタンから製造される研磨パッドは、温度による硬度（弾性率）の差が大きくなる。上述したように、研磨パッドと加工物との間に摩擦熱が発生することで、研磨時に研磨パッドの温度は変化している。従って、研磨特性に差が生じることになり、好ましくない。

この数平均分子量は、ＪＩＳ Ｋ １５５７に準じて測定した水酸基価から求めた値である。また、分子量分布は、次の測定条件により測定した値である。

また、分子量分布は、次の測定条件により測定した値である。
・ＧＰＣ装置：ＬＣ−１０Ａ（島津製作所製）
・試料作製：試料約４ｍｇをテトラヒドロフラン２ｍｌに溶解
・カラム：ＭＩＸ−Ｅ ２本（ＰＬ社製）
・カラム温度：４０℃
・移動相：テトラヒドロフラン
・流速：０．７ｍｌ／分
・注入量：６０μｌ
・検出器：ＲＩ（３７℃）
・分子量分布：標準ＰＰＧ（ポリプロピレンポリオール）換算

本発明の最初の工程はイソシアネート成分と活性水素基含有化合物とを反応容器内で撹拌羽根を有する撹拌器で混合して発泡反応液とする撹拌工程である。

本発明のポリウレタン樹脂発泡体をプレポリマー法により製造する場合において、プレポリマーの硬化には鎖延長剤を使用する。鎖延長剤は、少なくとも２個以上の活性水素基を有する有機化合物であり、活性水素基としては、水酸基、第１級もしくは第２級アミノ基、チオール機（ＳＨ）等が例示できる。具体的には、４、４’−メチレンビス（ｏ−クロロアニリン）（ＭＯＣＡ），２，６−ジクロロ−ｐ−フェニレンジアミン、４，４−メチレンビス（２，３−ジクロロアニリン）、３，５−ビス（メチルチオ）−２，４−トルエンジアミン、３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−トルエンジアミン、３，５−ジエチルトルエン−２，４−ジアミン、３，５−ジエチルトルエン−２，６−ジアミン、トリメチレングリコール−ジ−ｐ−アミノベンゾエート、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチル−５，５’−ジメチルジフェニルメタン等に例示されるポリアミン類、あるいは、上述した低分子量ポリオールを挙げることができる。これらは１種で用いても、２種以上を混合しても差し支えない。

本発明における有機ポリイソシアネート、活性水素基含有化合物、鎖延長剤の比は、各々の分子量や研磨パッドの所望物性などにより種々変え得る。所望する研磨特性を有する研磨パッドを得るためには、活性水素基含有化合物と鎖延長剤の合計活性水素基（水酸基＋アミノ基）数に対する有機ポリイソシアネートのイソシアネート基数は、０．９５〜１．１５の範囲が望ましく、好ましくは、０．９９〜１．１０であることがより望ましい。

また、高分子量ポリオール化合物と低分子量ポリオール化合物の比は、これらから製造されるポリウレタンに要求される特性により適宜設定される。

ポリウレタン樹脂発泡体は、溶融法、溶液法など公知のウレタン化技術を応用して製造することができるが、コスト、作業環境などを考慮した場合、溶融法で製造することが好ましい。

ポリウレタンの製造は、プレポリマー法、ワンショット法のどちらでも可能であるが、事前に有機ポリイソシアネートと活性水素基含有化合物からイソシアネート末端プレポリマーを合成しておき、これに鎖延長剤を反応させるプレポリマー法が、得られるポリウレタンの物理的特性が優れており好適である。

なお、有機ポリイソシアネートとポリオール化合物から製造されるイソシアネート末端プレポリマーが市販されているが、本発明に適合するものであれば、それらを用いて、プレポリマー法により本発明で使用するポリウレタンを重合することも可能である。イソシアネート末端プレポリマーは、分子量が８００〜５０００程度のものが加工性、物理的特性等が優れており好適である。

前記ポリウレタンの製造は、イソシアネート基含有化合物を含む第１成分及び、活性水素基含有化合物を含む第２成分を混合して硬化させるものである。プレポリマー法では、イソシアネート末端プレポリマーがイソシアネート基含有化合物となり、鎖延長剤が活性水素基含有化合物となる。ワンショット法では、有機ポリイソシアネートがイソシアネート基含有化合物となり、鎖延長剤及びポリオール化合物が活性水素基含有化合物となる。

ポリウレタンを発泡させる方法としては、中空ビーズを添加させる方法、機械的発泡法、化学的発泡法等の方法が挙げられるが、これらには限定されない。各方法を併用してもよいが、ポリアルキルシロキサンとポリエーテルの共重合体であって活性水素基を有しないシリコーン系界面活性剤を使用した機械的発泡がより好ましい。かかるシリコーン系界面活性剤としては、ＳＨ−１９２（東レダウコーニングシリコン製）、Ｌ５３４０（日本ユニカ製）等が好適な化合物として例示される。

発泡ポリウレタンの製造時には、研磨層の性能、品質を向上させるために、種々の添加剤が添加される。例えば、分散剤、潤滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、着色剤、溶剤などが挙げられる。

本発明において、上記の化合物を任意に組み合わせて、分散、混練した後、型内で反応させて発泡ポリウレタンブロックを形成する。分散、混練の方法は特に限定されるわけではなく、また各化合物の添加順序、分散、混練中の添加位置、分散温度などを適宜選定する。分散、混練の方法としては、一般的な混練機で、例えば、ロールミル、ボールミル、サンドグラインダー、高速インペラー、分散機、高速ストーンミル、衝撃ミル、ディスパー、ニーダー、高速ミキサー、リボンブレンダー、コニーダー、タンブラー、ブレンダー、ホモジナイザー、単軸押し出し機、二軸押し出し機、超音波分散機、ディゾルバー、２軸遊星型ミキサー（プラネタリーミキサー）などを用いることが可能である。

上記発泡ポリウレタンブロックの厚みは、１０〜１００ｍｍ、好ましくは２０〜５０ｍｍである。１００ｍｍ以上であると比重のバラツキが生じる。１０ｍｍより薄いと、生産性が低下する。
ブロックはポストキュアとして７０〜１８０℃の環境内で数時間維持され、空気中の水分と反応させて完全硬化させたり、余剰のイソシアネート基を潰したりする。

上記ブロックをスライス工程に送る。スライス工程ではスライサー（カンナ方式、バンドソー方式等）により所定の厚みのシートにスライスする。この時のシート厚みは０．５ｍｍ〜４．０ｍｍ程度であることが多く、さらにはＣＭＰ用のパッドの場合１．０ｍｍ〜２．５ｍｍであることが好ましい。

得られた研磨シートを通常は何の留意もなく裁断加工に送るのであるが、本発明では研磨パッドを所定温度および湿度の環境下に５時間以上静置し、養生することにより得られた研磨パッドの寸法安定性を向上させる。所定温度および湿度とは、一般的に温度２０〜２５℃および相対湿度４０〜６０％である。好ましくは温度２２〜２４℃で、相対湿度４５〜５５％である。また、養生の期間も５時間以上であれば特に限定的ではないが、必要以上に養生することもないので、５〜４８時間、好ましくは１０〜３６時間、より好ましくは１５〜２４時間以内が好適である。

上記のような養生を行った研磨シートを所定のサイズの研磨パッドの形に裁断する。研磨パッドの形状は使用する装置などによって選択されるものであって、正方形、長方形、多角形、円形などいずれであってもよいが、円形であることが好ましい。円形の場合は、直径は５０ｃｍ以上であることが好ましく、より好ましくは７５ｃｍ以上である。円形の研磨パッドの直径の上端は特に限定的ではないが、１００ｃｍ以下、好ましくは９０ｃｍ以下である。

研磨層表面には条溝を付けるのが一般的である。研磨層表面の条溝は、研磨くずや研磨剤を被研磨物と研磨シートの接触面から外へ逃がす作用を有する。条溝の形状は、特に限定されるものではないが、断面が矩形、三角形、Ｕ字型、半円状等が例示され、微粉末が通過する断面積を有したものでよい。条溝はシート面上に同心円状、格子状等にて配置される。条溝の深さはシートの厚み等にもよるが、０．４〜０．８ｍｍ程度である。

裁断加工した研磨パッドは後工程処理においてクッション層もしくはプラテン側両面テープに貼り合わせる。クッション層を貼り合わせた研磨パッドはさらに両面テープに貼り合わせ加工する。それにより市販のＣＭＰ研磨パッドが出来あがる。この時、クッション層はウレタン含浸ポリエステル不織布、ポリウレタン発泡体、またはポリエチレン発泡体から選ばれた材料であり、研磨パッドより弾性率の小さい材料が好ましい。貼り合わせた研磨パッドは同じ環境ですみやかに真空シーラー等を使ってフィルム梱包されることが好ましい。

半導体ウエハの研磨方法としては、公知の研磨機を使用し、本発明の研磨パッドを装着して行うことができる。研磨に際して、研磨層と半導体ウエハの間に供給される研磨剤は、半導体ウエハの研磨に使用される公知の研磨剤が特に限定なく使用可能である。具体的には、セリア、シリカ等の研磨剤が挙げられる。また、市販品であるシリカスラリーＳＳ２１（キャボット社製）の使用も好適である。

半導体デバイスは、前記研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を経て製造される。半導体ウエハとは、一般にシリコンウエハ上に配線金属及び酸化膜を積層したものである。半導体ウエハの研磨方法、研磨装置は特に制限されず、例えば、図２に示すように研磨パッド１を支持するプラテン２と、半導体ウエハ４を支持する支持台（ポリシングヘッド）５とウエハへの均一加圧を行うためのバッキング材（図示せず）と、研磨剤３の供給機構を備えた研磨装置などを用いて行われる。研磨パッド１は、両面テープで貼り付けることにより、プラテン２に装着される。プラテン２と支持台５とは、それぞれに支持された研磨パッド１と半導体ウエハ４が対向するように配置され、それぞれに回転軸６、７を備えている。また、支持台５側には、半導体ウエハ４を研磨パッド１に押し付けるための加圧機構が設けてある。研磨に際しては、プラテン２と支持台５とを回転させつつ半導体ウエハ４を研磨パッド１に押し付け、スラリーを供給しながら研磨を行う。スラリーの流量、研磨荷重、研磨定盤回転数、及びウエハ回転数は特に制限されず、適宜調整して行う。

これにより半導体ウエハ４の表面の突出した部分が除去されて平坦状に研磨される。その後、ダイシング、ボンディング、パッケージング等することにより半導体デバイスが製造される。半導体デバイスは、演算処理装置やメモリー等に用いられる。

本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。本発明はこれら実施例に限定されるものと解してはならない。

実施例１
直径３８０ｍｍで高さ５０ｍｍのフッ素樹脂を内側にコーティングした容器に、イソシアネートプレポリマーＬ３２５（ユニロイヤル社製）２５ｋｇとシリコーン系整泡剤ＳＨ１９２（東レダウコーニング社製）を１ｋｇを秤量し、二軸ミキサーにて９００ｒｐｍで撹拌し、気泡分散液を作った。次いで、硬化剤ＭＯＣＡ：キュアミンＭＴ（イハラケミカル社製）６．５ｋｇを導入し、約１分半撹拌後速やかに８５０ｍｍ×８５０ｍｍで高さ５０ｍｍのオープンモールドへ発泡混合液を入れ、オーブンにて１１０℃で６時間ポストキュアーを行い、厚さ３８ｍｍの発泡ポリウレタンブロックを作製した。次に、発泡ポリウレタンブロックを約５０℃に加熱しながらスライサー（アミテック社製、ＶＧＷ−１２５）にて、厚さ１．２７ｍｍにスライスし研磨シートを得た。発泡ポリウレタンの研磨シートの比重は０．８６であった。比重の測定はシートを４×４ｃｍの大きさに切り出し、２３±２℃および５０±５％（相対温度）で１６時間養生した後、比重計（ザルトリウス社製）で計測した。

スライスした研磨シートを温度２１〜２５℃で相対湿度４０〜６０％の温度湿度管理下で養生後、外径７８０ｍｍのシートを５枚切り出し、外径を測定した。これを平均パッド外径（ａ）とした。次いで得られた研磨シートに対して後工程として、同じ環境条件下で、穴あけ加工（１．６ｍｍ正方格子状）およびクッション層、プラテン側両面テープとの貼り合わせを行い、製品として貼り合わせたパッドの外径を測定した（平均パッド外径（ｂ））。更にシーラでパッドを１枚づつフィルム梱包し、製品として仕上げた。得られた製品を１ヶ月静置後、温度２３±１℃で相対湿度５０±５％で製品を開封し、２４時間後に外径を測定すると同時にパッド状態を観察した。それらのシート養生条件および平均パッド外径（ａ）に対する変化率（％）、製品開封後２４時間後の平均パッド径（ｍｍ）およびパッド状態について表１に示す。

また、製品を梱包から開封後、すみやかに各パッドのウレタン層を５０ｍｍ×５０ｍｍに切り出し、初期重量ｗ１を計測した。そして７０℃×２４ｈｒ熱風乾燥機中で乾燥し、１０分間放冷後、重量ｗ２を計測し、ウレタン吸湿率(％)を算出した。

ｎ＝５の平均吸湿率についても表１に示す。

実施例２
養生および温度湿度条件を２２〜２４℃で相対湿度４５〜５５％にする以外は実施例１と同様に処理を行った。発泡ポリウレタンの研磨シートの比重は０．８５であった。同じ測定を行い、結果を表１に示す。

実施例３
養生時間を１５時間から７時間に縮めること以外は実施例１と同様に処理を行った。発泡ポリウレタンの研磨シートの比重は０．８７であった。同じ測定を行い、結果を表１に示す。

比較例１
温度湿度条件の相対湿度を７５〜８５％に高めた以外は、実施例１と同様に処理を行った。発泡ポリウレタンの研磨シートの比重は０．８５であった。同じ測定を行い、結果を表１に示す。

比較例２
温度湿度設定条件の湿度条件を１５〜２５％に下げた以外は実施例１と同様に処理を行った。発泡ポリウレタンの研磨シートの比重は０．８７であった。同じ測定を行い、結果を表１に示す。

比較例３
温度湿度条件を２８〜３２℃に高めた以外は実施例１と同様に処理を行った。発泡ポリウレタンの研磨シートの比重は０．８８であった。測定結果を表１に示す。

本発明の研磨パッドの製造方法の工程を示す工程図である。 本発明の研磨パッドを用いる研磨装置の一例を示す模式図である。

符号の説明

１・・・研磨パッド、
２・・・プラテン、
３・・・研磨剤、
４・・・半導体ウエハ、
５・・・支持台、
６・・・回転軸、
７・・・回転軸。

Claims (5)

1. 研磨パッド用の発泡ポリウレタンブロックを形成した後スライスして研磨シートにし、それを裁断加工する研磨パッドの製造方法において、前記裁断加工の前に、研磨シートを温度２０〜２５℃および相対湿度４０〜６０％の環境下に５〜４８時間静置し、研磨層が比重０．７０〜０．９０を有する発泡ポリウレタンであり、研磨パッドの吸湿率が０．４０〜１．２０％であり、形状が円形であり、直径が５０〜１００ｃｍであることを特徴とする寸法変化の小さい研磨パッドの製造方法。
2. 前記環境が温度２２〜２４℃および相対湿度４５〜５５％である請求項１記載の研磨パッドの製造方法。
3. 前記裁断加工以降の後工程としての、裁断された研磨パッドをクッション層またはプラテン側の両面テープに貼り合わせる工程も、前記環境で行う請求項１または２いずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
4. 前記裁断加工以降の後工程が、裁断された研磨パッドをクッション層に貼り合わせた後、更にクッション層の他方の面上にプラテン側の両面テープに貼り合わせる工程である請求項３記載の研磨パッドの製造方法。
5. 前記スライス工程において、発泡ポリウレタンブロックを加熱しながらスライスする請求項１記載の研磨パッドの製造方法。

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