JP4909706B2 - 研磨パッド - Google Patents
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Description
前記溝はスラリー供給溝とスラリー排出溝とからなり、
前記スラリー供給溝は、研磨層の中心領域から周端未満まで形成された供給基幹溝と、前記供給基幹溝から分岐して研磨層の周端未満まで形成された第1供給側溝と、前記第1供給側溝から分岐して研磨層の周端未満まで形成された第2供給側溝とを少なくとも有し、
前記スラリー排出溝は、前記スラリー供給溝に近接する排出基幹溝を少なくとも有し、前記排出基幹溝は、その一端が研磨層の中心領域の外側にあり、その他端が研磨層の周端にあることを特徴とする研磨パッド、に関する。
(平均気泡径測定)
作製したポリウレタン発泡体を厚み1mm以下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。
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、約0.5μm研磨して、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。そして、シリカスラリー(SS12 キャボット社製)の流量を50ml/min、100ml/min、150ml/min、又は200ml/minに変えたときの研磨速度(Å/min)の変化を測定した。測定結果を表1に示す。その他の研磨条件としては、研磨荷重350g/cm2、研磨定盤回転数35rpm、ウエハ回転数30rpmとした。
容器にトルエンジイソシアネート(2,4−体/2,6−体=80/20の混合物)1229重量部、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート272重量部、数平均分子量1018のポリテトラメチレンエーテルグリコール1901重量部、ジエチレングリコール198重量部を入れ、70℃で4時間反応させてイソシアネート末端プレポリマーを得た。
該プレポリマー100重量部及びシリコン系界面活性剤(東レダウコーニングシリコン製、SH−192)3重量部を重合容器内に加えて混合し、80℃に調整して減圧脱泡した。その後、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激しく約4分間撹拌を行った。そこへ予め70℃に温度調整したエタキュア300(アルベマール社製、3,5−ビス(メチルチオ)−2,6−トルエンジアミンと3,5−ビス(メチルチオ)−2,4−トルエンジアミンとの混合物)21重量部を添加した。該混合液を約1分間撹拌した後、パン型のオープンモールド(注型容器)へ流し込んだ。この混合液の流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、100℃で16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。
約80℃に加熱した前記ポリウレタン樹脂発泡体ブロックをスライサー(アミテック社製、VGW−125)を使用してスライスし、ポリウレタン樹脂発泡体シート(平均気泡径:50μm、比重:0.86、硬度:52度)を得た。次に、バフ機(アミテック社製)を使用して、厚さ1.27mmになるまで該シートの表面バフ処理をし、厚み精度を整えた。そしてバフ処理をしたシートを直径61cmの大きさで打ち抜いて研磨シートを作製した。
作製した研磨シートの表面に、溝加工機(テクノ社製)を用いて図2に記載の形状の溝を形成して研磨層を作製した。スラリー供給溝の溝幅は0.5mm、溝深さは0.4mmである。また、スラリー排出溝の溝幅は1.0mm、溝深さは0.4mmである。スラリー排出溝の断面積は、スラリー供給溝の断面積の2倍である。第2供給側溝が分岐している第1供給側溝の終端は、研磨層の周端から20mm内側にある。第2供給側溝が分岐している第1供給側溝の溝ピッチは、80mmである。第2供給側溝が分岐していない第1供給側溝の溝ピッチは、4mmである。第2供給側溝の溝ピッチは、4mmである。スラリー供給溝の総長さは、スラリー排出溝の総長さの5倍である。排出基幹溝と供給基幹溝との角度は、50°である。
この研磨層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)を貼りつけた。更に、コロナ処理をしたクッションシート(東レ社製、ポリエチレンフォーム、トーレペフ、厚み0.8mm)の表面をバフ処理し、それを前記両面テープにラミ機を使用して貼り合わせた。さらに、クッションシートの他面にラミ機を使用して両面テープを貼り合わせて研磨パッドを作製した。
作製した研磨シートの表面に、溝加工機を用いて図3に記載の形状の溝を形成して研磨層を作製した。その後、実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。スラリー供給溝の溝幅は0.5mm、溝深さは0.4mmである。また、スラリー排出溝の溝幅は1.2mm、溝深さは0.6mmである。スラリー排出溝の断面積は、スラリー供給溝の断面積の3.6倍である。第2供給側溝が分岐している第1供給側溝の終端は、研磨層の周端から20mm内側にある。第2供給側溝が分岐している第1供給側溝の溝ピッチは、80mmである。第2供給側溝が分岐していない第1供給側溝の溝ピッチは、4mmである。第2供給側溝の溝ピッチは、50mmである。第3供給側溝の溝ピッチは、4mmである。第1排出側溝の溝ピッチは、50mmである。スラリー供給溝の総長さは、スラリー排出溝の総長さの13倍である。排出基幹溝と供給基幹溝との角度は、45°である。
作製した研磨シートの表面に、溝加工機を用いて図4に記載の形状の溝を形成して研磨層を作製した。その後、実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。溝幅は2mm、溝深さは0.3mm、溝ピッチは20mmである。
作製した研磨シートの表面に、溝加工機を用いて図5に記載の形状の溝を形成して研磨層を作製した。その後、実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。溝幅は0.25mm、溝深さは0.4mm、溝ピッチは1.5mmである。
作製した研磨シートの表面に、溝加工機を用いて図6に記載の形状の溝を形成して研磨層を作製した。その後、実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。スラリー供給溝の溝幅は0.5mm、溝深さは0.4mmである。また、スラリー排出溝の溝幅は0.5mm、溝深さは0.4mmである。スラリー排出溝の断面積は、スラリー供給溝の断面積の1倍である。スラリー供給溝の総長さは、スラリー排出溝の総長さの1倍である。排出基幹溝と供給基幹溝との角度は、5°である。
作製した研磨シートの表面に、溝加工機を用いて図7に記載の形状の溝を形成して研磨層を作製した。その後、実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。スラリー供給溝の溝幅は0.5mm、溝深さは0.4mmである。また、スラリー排出溝の溝幅は0.6mm、溝深さは0.4mmである。スラリー排出溝の断面積は、スラリー供給溝の断面積の1.2倍である。第1供給側溝の溝ピッチは、4mmである。スラリー供給溝の総長さは、スラリー排出溝の総長さの7.6倍である。排出基幹溝と供給基幹溝との角度は、45°である。
2:研磨定盤
3:研磨剤(スラリー)
4:被研磨材(半導体ウエハ)
5:支持台(ポリシングヘッド)
6、7:回転軸
8:中心領域
9:供給基幹溝
10a:第2供給側溝が分岐している第1供給側溝
10b:第2供給側溝が分岐していない第1供給側溝
11:第2供給側溝
12:排出基幹溝
13:第3供給側溝
14:第1排出側溝
Claims (6)
- 研磨表面に溝を有する研磨層を含む研磨パッドにおいて、
前記溝はスラリー供給溝とスラリー排出溝とからなり、
前記スラリー供給溝は、研磨層の中心領域から周端未満まで形成された供給基幹溝と、
前記供給基幹溝から分岐して研磨層の周端未満まで形成された第1供給側溝と、前記第1供給側溝から分岐して研磨層の周端未満まで形成された第2供給側溝とを少なくとも有し、
前記スラリー排出溝は、前記スラリー供給溝に近接する排出基幹溝を少なくとも有し、
前記排出基幹溝は、その一端が研磨層の中心領域の外側にあり、その他端が研磨層の周端にあり、
前記排出基幹溝の数は、前記第2供給側溝が分岐している前記第1供給側溝の数と同じであり、
前記第1供給側溝および前記第2供給側溝は、パッドの回転方向に対して前記供給基幹溝の反対側のみにあることを特徴とする研磨パッド。 - 前記排出基幹溝と前記供給基幹溝との角度が30〜60°であることを特徴とする請求項1記載の研磨パッド。
- 前記スラリー排出溝は、前記排出基幹溝から分岐して前記スラリー供給溝に近接する第1排出側溝を少なくとも有する請求項1又は2記載の研磨パッド。
- 前記スラリー供給溝の総長さは、前記スラリー排出溝の総長さの2〜15倍である請求項1〜3のいずれかに記載の研磨パッド。
- 前記スラリー排出溝の断面積は、前記スラリー供給溝の断面積の1.5〜4倍である請求項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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