JP4859110B2 - 研磨パッド - Google Patents
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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発泡工程
イソシアネート末端プレポリマー(第1成分)にシリコン系界面活性剤を添加し、非反応性気体の存在下で撹拌し、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。前記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(第2成分)を添加、混合、撹拌して発泡反応液とする。
3)注型工程
上記の発泡反応液を金型に流し込む。
4)硬化工程
金型に流し込まれた発泡反応液を加熱し、反応硬化させる。
(数平均分子量の測定)
数平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ)にて測定し、標準ポリスチレンにより換算した。
GPC装置:島津製作所製、LC−10A
カラム:Polymer Laboratories社製、(PLgel、5μm、500Å)、(PLgel、5μm、100Å)、及び(PLgel、5μm、50Å)の3つのカラムを連結して使用
流量:1.0ml/min
濃度:1.0g/l
注入量:40μl
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
作製したポリウレタン樹脂発泡体を厚み1mm以下になるべく薄くカミソリ刃で平行に切り出したもの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、SEM(S−3500N、日立サイエンスシステムズ(株))を用いて100倍で観察した。得られた画像を画像解析ソフト(WinRoof、三谷商事(株))を用いて、任意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。作製したポリウレタン樹脂発泡体を4cm×8.5cmの短冊状(厚み:任意)に切り出したもの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。
JIS K6253−1997に準拠して行った。作製したポリウレタン樹脂発泡体を2cm×2cm(厚み:任意)の大きさに切り出したもの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。
実施例及び比較例に記載の材料を用いて、無発泡ポリウレタン樹脂ブロックを作製し、該ブロックから厚さ2mm、縦20mm及び横20mmのサンプルを切り出した。該サンプルを20℃の蒸留水に24時間浸漬した。浸漬前後のサンプルの重量から下記式により吸水率(%)を算出した。
吸水率(%)=〔(浸漬後の重量−浸漬前の重量)/浸漬前の重量〕×100
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、研磨特性の評価を行った。研磨速度は、8インチのシリコンウエハに熱酸化膜を1μm製膜したものを1枚につき0.5μm研磨し、このときの時間から算出した。酸化膜の膜厚測定には、干渉式膜厚測定装置(大塚電子社製)を用いた。研磨条件としては、スラリーとして、シリカスラリー(SS12 キャボット社製)を研磨中に流量150ml/min添加した。研磨荷重としては350g/cm2、研磨定盤回転数35rpm、ウエハ回転数30rpmとした。
研磨速度安定性(%)=〔(最大研磨速度−最小研磨速度)/平均研磨速度〕×100
前記条件で1枚目のウエハを研磨した後に、トプコン社製のウエハ表面検査装置(WM2500)を用いて、ウエハ上に0.2μm以上の条痕がいくつあるかを測定した。
反応容器にポリテトラメチレングリコール(三菱化学社製、PTMG−1000、数平均分子量1018)543重量部、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸(日本化成社製、DMBA)16重量部、及びジエチレングリコール(DEG)45重量部を入れ、撹拌しながら減圧脱水を約1時間行った。その後、反応容器内を窒素置換した。そして、反応容器にトルエンジイソシアネート(三井武田ケミカル社製、TDI−80、2,4−体/2,6−体=80/20の混合物)278重量部、及びイソホロンジイソシアネート(degussa社製、IPDI)118重量部を添加した。そして、反応系内の温度を約80℃に保持しつつ約4時間反応させてイソシアネート末端プレポリマーAを合成した。その後、トリエチルアミン11重量部を加えてイソシアネート末端プレポリマーAのカルボキシル基を完全に中和した。
PTMG−1000(540重量部)、DMBA(31重量部)、DEG(34重量部)、TDI−80(277重量部)、IPDI(118重量部)、及びトリエチルアミン(22重量部)に変更した以外は実施例1と同様の方法でイソシアネート末端プレポリマーBを合成した。そして、イソシアネート末端プレポリマーBを100重量部用い、イハラキュアミンMTを25重量部用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
トリエチルアミン11重量部を加えなかった以外は実施例1と同様の方法でイソシアネート末端プレポリマーCを合成した。そして、イソシアネート末端プレポリマーCを100重量部用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
PTMG−1000(530重量部)、DMBA(31重量部)、DEG(33重量部)、TDI−80(272重量部)、4,4’−ジシクロへキシルメタンジイソシアネート(以下、HMDIと略す、134重量部)、及びトリエチルアミン(21.1重量部)に変更した以外は実施例1と同様の方法でイソシアネート末端プレポリマーDを合成した。そして、イソシアネート末端プレポリマーDを100重量部用い、イハラキュアミンMTを25重量部用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
PTMG−1000(542重量部)、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−2−アミノエタンスルホン酸(11重量部)、DEG(51重量部)、TDI−80(278重量部)、及びIPDI(118重量部)に変更した以外は実施例1と同様の方法でイソシアネート末端プレポリマーEを合成した。そして、イソシアネート末端プレポリマーEを100重量部用い、イハラキュアミンMTを25重量部用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
PTMG−1000(545重量部)、DEG(57重量部)、TDI−80(279重量部)、及びIPDI(119重量部)に変更した以外は実施例1と同様の方法でイソシアネート末端プレポリマーFを合成した。そして、イソシアネート末端プレポリマーFを100重量部用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
PTMG−1000(528重量部)、DEG(55重量部)、TDI−80(341重量部)、及びHMDI(76重量部)に変更した以外は実施例1と同様の方法でイソシアネート末端プレポリマーGを合成した。そして、イソシアネート末端プレポリマーGを100重量部用い、イハラキュアミンMTを27重量部用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
PTMG−1000(412重量部)、DEG(40重量部)、TDI−80(237重量部)、及びHMDI(61重量部)に変更した以外は実施例1と同様の方法でイソシアネート末端プレポリマーHを合成した。また、ポリエチレングリコール(第一工業製薬社製、PEG−1000、数平均分子量1000)100重量部、ポリエチレングリコール(第一工業製薬社製、PEG−600、数平均分子量600)32重量部、DEG(15重量部)、及びTDI−80(103重量部)に変更した以外は実施例1と同様の方法でイソシアネート末端プレポリマーIを合成した。そして、イソシアネート末端プレポリマーHを75重量部、イソシアネート末端プレポリマーIを25重量部用い、イハラキュアミンMTを27重量部用いた以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。
2:研磨定盤
3:研磨剤(スラリー)
4:研磨対象物(半導体ウエハ)
5:支持台(ポリシングヘッド)
6、7:回転軸
Claims (6)
- 微細気泡を有するポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層(ポリウレタン樹脂を不織布に含浸させた研磨層を除く)を含む研磨パッドにおいて、前記ポリウレタン樹脂は、1)イソシアネート成分、2)エチレンオキサイド単位(−CH 2 CH 2 O−)を有さない高分子量ポリオール、及び3)カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、又はそれらの塩を有する低分子量ポリオールを原料とする分子側鎖にカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、及びそれらの塩からなる群より選択される少なくとも1種の親水性基を有するイソシアネート末端プレポリマーと、鎖延長剤との反応硬化体であることを特徴とする研磨パッド。
- 前記イソシアネート成分が、芳香族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートである請求項1記載の研磨パッド。
- 芳香族ジイソシアネートがトルエンジイソシアネートであり、脂環式ジイソシアネートがジシクロヘキシルメタンジイソシアネート及び/又はイソホロンジイソシアネートである請求項2記載の研磨パッド。
- 鎖延長剤が、芳香族ジアミンである請求項1〜3のいずれかに記載の研磨パッド。
- ポリウレタン樹脂発泡体は、シリコン系界面活性剤を0.05重量%以上5重量%未満含有する請求項1〜4のいずれかに記載の研磨パッド。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の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含む半導体デバイスの製造方法。
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