JP5087420B2 - 研磨パッドの製造方法及び製造装置、研磨パッド、並びに該研磨パッドを用いた半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
イソシアネート末端プレポリマーにシリコ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。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、混合撹拌して発泡反応液とする。
(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の発泡反応液を所定の型に流し込んで加熱硬化させる。
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秒間保持した時の研磨層の厚み
本発明における研磨層の圧縮回復率は、50〜100%であることが好ましい。圧縮回復率がこの範囲を逸脱する場合、被研磨対象物による繰り返しの荷重が研磨中に研磨層にかかるにつれて、研磨層厚みに大きな変化が現れ、研磨特性の安定性が悪化するため好ましくない。圧縮回復率は、次式で表される。
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秒間保持した時の研磨層の厚み
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秒間保持した時の研磨層の厚み
本発明における研磨層の貯蔵弾性率は、測定温度40℃、測定周波数1Hzにおいて、200MPa以上であることが好ましい。貯蔵弾性率とは、微細発泡体に、動的粘弾性測定装置で引っ張り試験用治具を用い、正弦波振動を加え測定した弾性率をいう。貯蔵弾性率が200MPa未満の場合には、研磨層の表面の強度が低下し、被研磨対象物のプラナリティ(平坦性)が悪化する傾向にある。
別の本発明に係る研磨パッドの製造方法は、円形状に裁断された研磨層と、少なくとも片面に接着剤層を有するクッション層とを貼り合せるラミネート工程を含む研磨パッドの製造方法であって、前記ラミネート工程が、前記接着剤層を介して前記クッション層上に、前記研磨層を積層して積層部材とする第I工程と、前記研磨層のみを押圧する凹部と、前記接着剤層を介して前記クッション層のみを押圧する凸部とを設けたロールを含む2本1組のラミネートロール間に前記積層部材を通過させて押圧することにより、前記積層部材を貼り合せる第II工程と、を含むことを特徴とする。以下、図面を参照しながら、かかる製造方法の一例を説明する。
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研磨層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、平均研磨速度の測定を行った。8インチのシリコンウエハに熱酸化膜を1μm製膜したものを用い、初期平均研磨速度は、ドレッシング前の研磨パッドを用いて1分間研磨を行い、ウエハ面内30点の膜厚を測定して算出した。その後、ダイヤモンドドレッサー(旭ダイヤモンド♯100)を用い、ドレッサー回転数35rpm、パッド回転数35rpm、ドレッサー荷重450g/cm2の条件下で1分間、上記研磨パッドのドレッシングを行い、上記と同様にして平均研磨速度を算出した。この作業を繰り返し、平均研磨速度が安定した時点の研磨速度(安定後平均研磨速度)を算出した。
8インチシリコンウエハに熱酸化膜が1μm堆積したものを用いて上記研磨条件にて2分間研磨を行い、ウエハ面内30点の研磨前後の膜厚測定値から研磨速度最大値と研磨速度最小値を求め、その値を下記式に代入することにより算出した。なお、面内均一性の値が小さいほどウエハ表面の均一性が高いことを表す。
面内均一性(%)={(研磨速度最大値−研磨速度最小値)/(研磨速度最大値+研磨速度最小値)}×100
実施例1
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、イソシアネート基濃度:2.22meq/g)100重量部とシリコン系界面活性剤(東レ・ダウシリコーン社製、SH−192)3重量部とを混合し、反応温度を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激しく撹拌を行った。そこへ予め120℃の温度で溶融した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)を26重量部添加した。約1分間撹拌を続けた後、パン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液に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からバンドソータイプのスライサー(フェッケン社製)を使用してポリウレタン樹脂発泡体シートを得た。
外枠部材を使用せず、両面テープを介してクッション層上に研磨層を積層した積層部材のみを2本1組のラミネートロール間に通過させて押圧すること以外は、実施例1と同様の方法により研磨パッドを製造した。結果を表1に示す。
2 外枠部材
3 クッション層
5 両面テープ
7 ラミネートロール
7a 凹部
7b 凸部
Claims (9)
- 円形状に裁断された研磨層と、少なくとも片面に接着剤層を有するクッション層とを貼り合せるラミネート工程を含む研磨パッドの製造方法であって、
前記ラミネート工程が、
前記接着剤層を介して前記クッション層上に前記研磨層を積層した積層部材と、
前記研磨層の外径以上の内径をもつ貫通孔を有し、前記貫通孔が前記研磨層の外周を囲むように前記接着剤層を介して前記クッション層上に載置した外枠部材と、を2本1組のラミネートロール間に同時に通過させて押圧することにより前記積層部材を貼り合せる工程を含むことを特徴とする研磨パッドの製造方法。 - 前記研磨層のアスカーD硬度計におけるD硬度をD1、前記外枠部材のアスカーD硬度計におけるD硬度をD2とした場合に、0.5D1≦D2≦1.8D1である請求項1記載の研磨パッドの製造方法。
- 前記外枠部材の前記接着剤層との当接面が離型処理されたものである請求項1又は2記載の研磨パッドの製造方法。
- 円形状に裁断された研磨層と、少なくとも片面に接着剤層を有するクッション層とを貼り合せるラミネート工程を含む研磨パッドの製造方法であって、
前記ラミネート工程が、
前記接着剤層を介して前記クッション層上に、前記研磨層を積層して積層部材とする第I工程と、
前記研磨層のみを押圧する凹部と、前記接着剤層を介して前記クッション層のみを押圧する凸部とを設けたロールを含む2本1組のラミネートロール間に前記積層部材を通過させて押圧することにより、前記積層部材を貼り合せる第II工程と、を含むことを特徴とする研磨パッドの製造方法。 - 前記研磨層のアスカーD硬度計におけるD硬度をD3、前記凸部のアスカーD硬度計におけるD硬度をD4とした場合に、0.1D3≦D4≦1.8D3である請求項4記載の研磨パッドの製造方法。
- 前記凸部の前記接着剤層との当接面が離型処理されたものである請求項4又は5記載の研磨パッドの製造方法。
- 円形状に裁断された研磨層と、少なくとも片面に接着剤層を有するクッション層とを貼り合せる研磨パッドの製造装置であって、
前記研磨層のみを押圧する凹部と、前記接着剤層を介して前記クッション層のみを押圧する凸部とを設けたロールを含む2本1組のラミネートロールを備えることを特徴とする研磨パッドの製造装置。 - 請求項1〜6いずれか記載の研磨パッドの製造方法により製造される研磨パッド。
- 請求項8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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