JP4726108B2 - 研磨パッド及び半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
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T1:微細発泡体に無負荷状態から30kPa(300g/cm2 )の応力の負荷を60秒間保持した時の微細発泡体の厚み。
T2:T1の状態から180kPa(1800g/cm2 )の応力の負荷を60秒間保持した時の微細発泡体の厚み。
T1:微細発泡体に無負荷状態から30kPa(300g/cm2 )の応力の負荷を60秒間保持した時の微細発泡体の厚み。
T2:T1の状態から180kPa(1800g/cm2 )の応力の負荷を60秒間保持した時の微細発泡体の厚み。
T3:T2の状態から無負荷状態で60秒間保持し、その後、30kPa(300g/cm2 )の応力の負荷を60秒間保持した時の微細発泡体の厚み。
1)イソシアネート末端プレポリマーの気泡分散液を作製する撹拌工程
イソシアネート末端プレポリマーにシリコーン系界面活性剤を添加し、非反応性気体と撹拌し、非反応性気体を微細気泡として分散させて気泡分散液とする。イソシアネート末端プレポリマーが常温で固体の場合には適宜の温度に予熱し、溶融して使用する。
2)硬化剤(鎖延長剤)混合工程
上記の気泡分散液に鎖延長剤を添加し、混合撹拌する。
3)硬化工程
鎖延長剤を混合したイソシアネート末端プレポリマーを注型し、加熱硬化させる。
JIS K6253−1997に準拠して行った。2cm×2cm(厚み:任意)の大きさに切り出した不透水性弾性部材を硬度測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定時には、試料を重ね合わせ、厚み6mm以上とした。硬度計(高分子計器社製、アスカーA型硬度計)を用い、硬度を測定した。
JIS K6253−1997に準拠して行った。2cm×2cm(厚み:任意)の大きさに切り出した光透過領域及び研磨領域を硬度測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定時には、試料を重ね合わせ、厚み6mm以上とした。硬度計(高分子計器社製、アスカーD型硬度計)を用い、硬度を測定した。
厚み1mm程度になるべく薄くミクロトームカッターで平行に切り出した研磨領域を平均気泡径測定用試料とした。試料をスライドガラス上に固定し、画像処理装置(東洋紡績社製、Image Analyzer V10)を用いて、任意の0.2mm×0.2mm範囲の全気泡径を測定し、平均気泡径を算出した。
JIS Z8807−1976に準拠して行った。4cm×8.5cmの短冊状(厚み:任意)に切り出した研磨領域を比重測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定には比重計(ザルトリウス社製)を用い、比重を測定した。
直径7mmの円(厚み:任意)に切り出した研磨領域(研磨層)を圧縮率および圧縮回復率測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で40時間静置した。測定には熱分析測定器TMA(SEIKO INSTRUMENTS製、SS6000)を用い、圧縮率と圧縮回復率を測定した。圧縮率と圧縮回復率の計算式を下記に示す。
T1:研磨層に無負荷状態から30kPa(300g/cm2 )の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚み。
T2:T1の状態から180kPa(1800g/cm2 )の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚み。
T1:研磨層に無負荷状態から30kPa(300g/cm2 )の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚み。
T2:T1の状態から180kPa(1800g/cm2 )の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚み。
T3:T2の状態から無負荷状態で60秒間保持し、その後、30kPa(300g/cm2 )の応力の負荷を60秒間保持した時の研磨層厚み。
JIS K7198−1991に準拠して行った。3mm×40mmの短冊状(厚み:任意)に切り出した研磨領域を動的粘弾性測定用試料とし、23℃の環境条件で、シリカゲルを入れた容器内に4日間静置した。切り出した後の各シートの正確な幅および厚みの計測は、マイクロメータにて行った。測定には動的粘弾性スペクトロメーター(岩本製作所製、現アイエス技研)を用い、貯蔵弾性率E’を測定した。その際の測定条件を下記に示す。
<測定条件>
測定温度 : 40℃
印加歪 : 0.03%
初期荷重 : 20g
周波数 : 1Hz
(水漏れ評価)
研磨装置としてSPP600S(岡本工作機械社製)を用い、作製した研磨パッドを用いて、水漏れ評価を行った。8インチのダミーウエハを30分間連続研磨し、その後、研磨パッド裏面側の光透過領域のはめこみ部分を目視にて観察し、下記基準で水漏れ評価をした。研磨時間が合計420分になるまで上記操作を繰り返し行い、同様の方法で水漏れ評価をした。評価結果を表1に示す。研磨条件としては、アルカリ性スラリーとしてシリカスラリー(SS12、キャボット マイクロエレクトロニクス社製)を研磨中に流量150ml/minにて添加し、研磨荷重350g/cm2 、研磨定盤回転数35rpm、及びウエハ回転数30rpmとした。また、ウエハの研磨は、♯100ドレッサーを用いて研磨パッド表面のドレッシングを行いながら実施した。ドレッシング条件は、ドレス荷重80g/cm2 、ドレッサー回転数35rpmとした。
○:はめこみ部分でのスラリー漏れは全く認められない。
×:はめこみ部分でのスラリー漏れが認められる。
アジピン酸とヘキサンジオールとエチレングリコールからなるポリエステルポリオール(数平均分子量2400)128重量部、及び1,4−ブタンジオール30重量部を混合し、70℃に温調した。この混合液に、予め70℃に温調した4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート100重量部を加え、約1分間撹拌した。そして、100℃に保温した容器中に該混合液を流し込み、100℃で8時間ポストキュアを行ってポリウレタン樹脂を作製した。作製したポリウレタン樹脂を用い、インジェクション成型にて光透過領域(縦56.5mm、横19.5mm、厚さ1.25mm)を作製した。作製した光透過領域のアスカーD硬度は59度であった。
反応容器内に、ポリエーテル系プレポリマー(ユニロイヤル社製、アジプレンL−325、NCO濃度:2.22meq/g)100重量部、及びシリコーン系ノニオン界面活性剤(東レ・ダウシリコーン社製、SH192)3重量部を混合し、温度を80℃に調整した。撹拌翼を用いて、回転数900rpmで反応系内に気泡を取り込むように約4分間激しく撹拌を行った。そこへ予め120℃で溶融した4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル社製、イハラキュアミンMT)26重量部を添加した。その後、約1分間撹拌を続けてパン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液の流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、110℃で6時間ポストキュアを行いポリウレタン樹脂発泡体ブロックを得た。このポリウレタン樹脂発泡体ブロックをバンドソータイプのスライサー(フェッケン社製)を用いてスライスし、ポリウレタン樹脂発泡体シートを得た。次にこのシートをバフ機(アミテック社製)を使用して、所定の厚さに表面バフをし、厚み精度を整えたシートとした(シート厚み:1.27mm)。このバフ処理をしたシートを所定の直径(61cm)に打ち抜き、溝加工機(東邦鋼機社製)を用いて表面に溝幅0.25mm、溝ピッチ1.50mm、溝深さ0.40mmの同心円状の溝加工を行った。このシートの溝加工面と反対側の面にラミ機を使用して、両面テープ(積水化学工業社製、ダブルタックテープ)を貼り、その後、この溝加工したシートの所定位置に光透過領域をはめ込むための開口部A(57mm×20mm)を打ち抜いて両面テープ付き研磨領域を作製した。作製した研磨領域の各物性は、平均気泡径45μm、比重0.86、アスカーD硬度53度、圧縮率1.0%、圧縮回復率65.0%、貯蔵弾性率275MPaであった。
実施例1
表面をバフがけし、コロナ処理したポリエチレンフォーム(東レ社製、トーレペフ、厚さ:0.8mm)からなるクッション層を、作製した両面テープ付き研磨領域の粘着面にラミ機を用いて貼り合わせた。次に、クッション層表面に両面テープを貼り合わせた。そして、光透過領域をはめ込むために打ち抜いた穴部分のうち、51mm×14mmの大きさでクッション層を打ち抜き、開口部Bを形成した。そして、作製した光透過領域を開口部A内にはめ込んだ。その後、シリコーンシーラント(セメダイン社製、8060)を光透過領域の裏面と開口部Bの断面との接触部分に塗布して硬化させることにより、環状の不透水性弾性部材(接触幅:それぞれ2mm、アスカーA硬度:27度)を形成して研磨パッドを作製した。
実施例1において、シリコーンシーラントの代わりに下記のウレタン系シーリング剤を用いた以外は実施例1と同様の方法により研磨パッドを作製した。該不透水性弾性部材のアスカーA硬度は75度であった。
実施例1において、シリコーンシーラントの代わりにウレタン系シーリング剤(セメダイン社製、S−700M)を用いた以外は実施例1と同様の方法により研磨パッドを作製した。該不透水性弾性部材のアスカーA硬度は32度であった。
実施例1において、シリコーンシーラントの代わりにエポキシ変性シリコーン弾性接着剤(セメダイン社製、EP−001)を用いた以外は実施例1と同様の方法により研磨パッドを作製した。該不透水性弾性部材のアスカーA硬度は77度であった。
実施例1において、シリコーンシーラントの代わりに下記のウレタン系シーリング剤を用いた以外は実施例1と同様の方法により研磨パッドを作製した。該不透水性弾性部材のアスカーA硬度は95度であった。
不透水性弾性部材を設けなかった以外は実施例1と同様の方法により研磨パッドを作製した。
2:定盤
3:研磨剤(スラリー)
4:被研磨対象物(ウエハ)
5:被研磨対象物(ウエハ)支持台(ポリシングヘッド)
6、7:回転軸
8:光透過領域
9:研磨領域
10:開口部A
11:研磨層
12:クッション層
13:開口部B
14:裏面
15:断面
16:不透水性弾性部材
17:両面テープ
18:レーザー干渉計
19:レーザービーム
Claims (2)
- 研磨領域と、光透過領域を挿設するための開口部Aとを有する研磨層にクッション層を積層する工程、前記開口部A内のクッション層の一部を除去し、クッション層に光透過領域よりも小さい開口部Bを形成する工程、前記開口部B上かつ前記開口部A内に光透過領域を設ける工程、及び前記光透過領域の裏面と前記開口部Bの断面との接触部分に、不透水性樹脂組成物を塗布して硬化させることにより、該接触部分を被覆する環状の不透水性弾性部材を形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
- 研磨領域と、光透過領域を挿設するための開口部Aとを有する研磨層と、光透過領域よりも小さい開口部Bを有するクッション層とを、開口部Aと開口部Bが重なるように積層する工程、前記開口部B上かつ前記開口部A内に光透過領域を設ける工程、及び前記光透過領域の裏面と前記開口部Bの断面との接触部分に、不透水性樹脂組成物を塗布して硬化させることにより、該接触部分を被覆する環状の不透水性弾性部材を形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。
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