KR102674356B1 - 연마 패드, 연마 패드의 제조 방법 및 연마 방법 - Google Patents

연마 패드, 연마 패드의 제조 방법 및 연마 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102674356B1
KR102674356B1 KR1020217036878A KR20217036878A KR102674356B1 KR 102674356 B1 KR102674356 B1 KR 102674356B1 KR 1020217036878 A KR1020217036878 A KR 1020217036878A KR 20217036878 A KR20217036878 A KR 20217036878A KR 102674356 B1 KR102674356 B1 KR 102674356B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polishing
polishing pad
land
shallow concave
area
Prior art date
Application number
KR1020217036878A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210149837A (ko
Inventor
미츠루 가토
히로후미 기쿠치
지히로 오카모토
신야 가토
Original Assignee
주식회사 쿠라레
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 쿠라레 filed Critical 주식회사 쿠라레
Publication of KR20210149837A publication Critical patent/KR20210149837A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102674356B1 publication Critical patent/KR102674356B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/26—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

연마면을 갖는 연마층을 포함하는 연마 패드로서, 연마면은, 깊이 0.3 ㎜ 이상의 깊은 홈 또는 구멍으로 형성된 제 1 패턴을 갖는 깊은 홈 영역과, 깊은 홈 영역을 제외한 영역인 랜드 영역을 구비하고, 랜드 영역은, 제 2 패턴을 갖는 깊이 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 인 얕은 오목부와, 얕은 오목부로 둘러싸이고, 또한 수평 방향의 최대 거리가 8 ㎜ 이하인 복수의 도상의 랜드부를 갖는 연마 패드.

Description

연마 패드, 연마 패드의 제조 방법 및 연마 방법
본 발명은, 연마 패드의 연마면을 연마에 적합한 조도로 하기 위해 요하는 시간을 단축화할 수 있는 연마 패드를 제공한다.
종래, 반도체나 실리콘 웨이퍼 등의 기판 재료나 하드 디스크, 액정 디스플레이, 렌즈의 재료인 유리를 경면 가공하거나, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서의 절연막이나 금속막에 의한 요철을 평탄화하거나 하기 위해, 연마 패드의 연마면에 슬러리를 공급하면서 피연마면을 연마하는 화학 기계 연마 (CMP) 가 사용되고 있다.
CMP 용의 연마 패드로는, 부직포 타입의 연마 패드, 독립 기포 구조를 갖는 고분자 발포체를 주체로 하는 연마 패드, 비발포 고분자체를 주체로 하는 연마 패드 등이 알려져 있다. 부직포 타입의 연마 패드는, 유연하기 때문에 피연마 기재와의 접촉성이 양호하다는 장점을 갖는 한편, 유연하기 때문에 피연마면을 평탄화하는 평탄화성이 낮다는 단점이 있었다. 또, 독립 기포 구조를 갖는 고분자 발포체를 주체로 하는 연마 패드는, 부직포 타입의 연마 패드에 비해 고경도를 갖기 때문에 평탄화성이 우수하다는 장점을 갖는 한편, 연마층의 가일층의 고경도화에 의한 높은 평탄화성의 실현은 곤란하다는 단점이 있었다. 한편, 비발포 고분자체를 주체로 하는 연마 패드는, 높은 평탄화성을 실현할 수 있다. 또, 비발포 고분자체를 주체로 하는 연마 패드는, 고분자 발포체를 주체로 하는 연마 패드보다 내마모성이 높은 점에서 연마 패드의 수명이 길어지는 장점이나, 발포의 불균일에 의한 연마 특성의 차이가 발생하기 어렵다는 장점도 갖는다. 예를 들어, 하기 특허문헌 1 은, 비발포 폴리우레탄을 주체로 하는 고경도의 연마 패드를 개시한다.
CMP 에 있어서는, 통상적으로, 신품으로 미사용의 연마 패드의 사용 개시 전에, 패드 컨디셔너 (드레서라고도 칭해진다) 를 사용하여, 연마 패드의 연마면을 미세하게 거칠게 하여 연마에 적합한 조도를 형성하기 위한 브레이크 인이라고 불리는 컨디셔닝이 실시된다. 미사용의 연마 패드의 사용 개시 전에, 연마면을 컨디셔닝함으로써 연마면의 슬러리의 유지성이 향상된다.
연마 패드의 브레이크 인 동안에는 연마 장치를 가동시킬 수 없다. 그 때문에, 브레이크 인에 요하는 시간 (이하, 브레이크 인 시간이라고도 칭한다) 을 단축화함으로써, 연마 장치의 가동 시간을 길게 할 것이 요구되고 있다. 연마 장치의 가동 시간을 길게 함으로써, 반도체 디바이스 등의 생산 코스트가 저감된다.
브레이크 인 시간을 단축화하는 기술은, 몇 가지 제안되어 있다. 예를 들어, 하기 특허문헌 2 는, 특정한 조도 파라미터를 갖는 마이크로텍스처를 미리 연마면에 형성시킨 연마 패드를 개시한다. 특허문헌 2 는, 이와 같은 연마 패드에 의하면, 브레이크 인 시간을 단축화할 수 있는 것을 개시한다.
또, 하기 특허문헌 3 은, 시트상의 발포체로 이루어지는 연마 시트의 제조 방법으로서, 그 두께를 샌드 페이퍼질로 조정하는 공정에 있어서, 연마면의 샌드 페이퍼질이 제 1 마무리 연삭과 제 2 마무리 연삭의 2 단계로 이루어지고, 제 1 마무리 연삭이 샌드 페이퍼의 번수를 크게 하여 실시되고, 제 2 마무리 연삭에 사용하는 샌드 페이퍼의 번수가 제 1 마무리 연삭의 최후에 사용하는 샌드 페이퍼의 번수보다 작고, 또한, 제 2 마무리 연삭의 합계 연삭량이 10 ㎛ 이상 1000 ㎛ 이하인 연마 패드의 제조 방법을 개시한다. 그리고, 특허문헌 3 의 제조 방법에 의하면, CMP 를 실시할 때의 기동까지의 시간이 짧고, 또한 면내 균일성이 우수한 연마 패드가 얻어지는 것을 개시한다.
또, 하기 특허문헌 4 는, 피연마물의 연마에 사용되는 연마 패드로서, 피연마물에 압접되는 연마면을 갖고, 연마면의 굴곡이, 주기 5 ㎜ ∼ 200 ㎜ 로서, 최대 진폭 40 ㎛ 이하이고, 연마면의 마이너스의 제타 전위를, －50 ㎷ 이상 0 ㎷ 미만으로 한 연마 패드를 개시한다. 특허문헌 4 는, 이와 같은 연마 패드에 의하면, 슬러리의 마이너스의 연마 입자와의 반발이 억제되어, 연마 패드의 연마면과 슬러리의 융화성이 양호해지고, 브레이크 인 시간을 단축화할 수 있는 것을 개시한다.
그런데, 하기 특허문헌 5 는, 기판을 연마하기 위한 연마 패드로서, 이면과 대향하는 연마측을 갖는 연마 본체와, 연마 본체의 그 연마측과 연속적인 복수의 실린더상 돌출부를 구비하는 연마면을 구비하는, 연마 패드를 개시한다. 그리고, 특허문헌 5 는, 실린더상 돌출부의 높이가, 대략 0.5 ∼ 1 밀리미터의 범위에 있는 것이 기재되어 있다. 한편, 특허문헌 5 에는, 브레이크 인 시간의 단축화에 대한 언급은 없다.
일본 공개특허공보 2014-038916호 일본 공개특허공보 2002-144220호 일본 공개특허공보 2010-253665호 일본 공개특허공보 2012-210709호 일본 공표특허공보 2016-506307호
예를 들어, 특허문헌 2 에 개시된, 특정한 조도 파라미터를 갖는 마이크로텍스처를 포함하는 연마면을 갖는 연마 패드는, 브레이크 인 시간이 충분히 단축화되지 않는 경우가 있었다. 예를 들어, 연마면에 절삭 가공에 의해, 연마 패드의 직경 방향과 수직으로 교차하는 동심원상이나 나선상의 마이크로텍스처를 형성한 경우, 연마층으로서 표면의 요철이 적은 비발포 고분자체를 사용하고 있는 경우에는, 연마 패드의 회전 방향과 홈의 방향이 일치하기 때문에, 회전과 함께 물이 동일한 방향으로 흘러 유체 윤활이 되고, 연마면이 드레스되기 어려워져 브레이크 인 시간이 길어지기 쉽다는 문제가 있었다. 한편, 특허문헌 3 및 특허문헌 4 는, 보다 평탄한 연마 패드를 얻음으로써 브레이크 인 시간을 단축화시킨 연마 패드를 제공하는 것을 제안한다. 그러나, 특허문헌 3 및 특허문헌 4 에 개시된 연마 패드는, 샌드 페이퍼로 버프질하여 제조할 필요가 있기 때문에, 매우 고경도의 비발포 고분자체를 주체로 하는 연마 패드에는 적용하는 것이 어렵고, 또, 연마면에 버프 분말이 잔류하여 스크래치를 발생시키기 쉽게 할 우려도 있었다.
본 발명은, 연마 패드의 연마면을 연마에 적합한 조도로 하기 위한 시간을 단축화할 수 있는 연마 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 국면은, 연마면을 갖는 연마층을 포함하는 연마 패드로서, 연마면은, 깊이 0.3 ㎜ 이상의 깊은 홈 또는 구멍으로 형성된 제 1 패턴을 갖는 깊은 홈 영역과, 깊은 홈 영역을 제외한 영역인 랜드 영역을 구비하고, 랜드 영역은, 제 2 패턴을 갖는 깊이 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 인 얕은 오목부와, 얕은 오목부로 둘러싸이고, 또한 수평 방향의 최대 거리가 8 ㎜ 이하인 복수의 도상 (島狀) 의 랜드부를 갖는 연마 패드이다. 연마면이란, 연마 중에 연마되는 피연마재의 피연마면에 맞닿아 연마에 제공되는 측의 연마층의 일면이다. 또, 랜드부의 수평 방향이란, 연마 패드의 연마면의 면 방향을 의미한다. 이와 같은 연마 패드에 의하면, 미사용의 연마 패드의 연마면을 연마에 적합한 표면 상태로 하기 위한 브레이크 인 시간이나 길들이기 연마의 시간을 단축화할 수 있다. 특히, 랜드부의 수평 방향의 최대 거리가 8 ㎜ 이하인 경우에는, 얕은 오목부로 둘러싸인 각 랜드부의 각각에 패드 컨디셔너가 닿기 쉬워져, 연마에 적합한 조도로 하기 위한 시간을 단축화할 수 있다.
또, 본 실시형태의 연마 패드는, 연마면의 형상이나 표면 조도의 균일성을 높일 수 있기 때문에, 연마면의 전체면에서 표면 형상이 규격 범위 내로 되어 있는지를 점검하기 위한 검사가 하기 쉽다. 또, 연마면을 샌드 페이퍼로 버프질하지 않고, 후술하는 바와 같이 절삭 가공 등에 의해 얕은 오목부를 형성할 수 있다. 절삭 가공에 의해 얕은 오목부를 형성한 경우에는, 버프 분말이 잔류하여 스크래치를 발생시키는 것을 억제하기 위한 버프 분말을 세정하는 공정을 생략하기 쉽다.
또, 상기 서술한 연마 패드에 있어서는, 제 2 패턴이, 랜드 영역의 전체면에 형성된, 삼각 격자상, 정방 격자상, 직사각형 격자상, 마름모 격자상, 및 육각 격자상으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 패턴을 갖는 것이 바람직하다. 제 2 패턴이 이와 같은 모양인 경우에는, 얕은 오목부로 둘러싸인 복수의 도상의 랜드부에 전체 방향으로부터 균질하게 패드 컨디셔너가 닿기 쉬워져, 연마에 적합한 조도로 하기 위한 시간을 보다 단축화할 수 있는 점에서 바람직하다. 또, 이와 같은 모양은, 직선의 얕은 오목부의 조합으로 형성할 수 있기 때문에, 절삭 가공에 의한 형성이 용이하다.
또, 상기 서술한 연마 패드에 있어서는, 각 랜드부의 투영 면적이 0.3 ∼ 10 ㎟ 의 범위인 것이 바람직하다. 각 랜드부의 투영 면적이 이와 같은 범위인 경우에는, 얕은 오목부로 둘러싸인 각 랜드부의 각각에 패드 컨디셔너가 닿기 쉬워져, 연마에 적합한 조도로 하기 위한 시간을 보다 단축화할 수 있는 점에서 바람직하다.
또, 상기 서술한 연마 패드에 있어서는, 랜드부의 총 투영 면적의 비율이, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대해, 10 ∼ 50 ％ 인 것이 바람직하다. 여기서, 랜드부의 총 투영 면적의 비율이란, 연마면의 요철을 고려하지 않고 랜드 영역을 2 차원적으로 투영했을 때의, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 각 랜드부의 투영 면적의 합계의 비율을 의미한다. 랜드부의 총 투영 면적의 비율이 이와 같은 범위인 경우에는, 얕은 오목부로 둘러싸인 각 랜드부의 각각에 패드 컨디셔너가 닿기 쉬워져, 연마에 적합한 조도로 하기 위한 시간을 보다 단축화할 수 있는 점에서 바람직하다.
또, 상기 서술한 연마 패드에 있어서는, 얕은 오목부의 깊이가 0.02 ∼ 0.06 ㎜ 인 것이 바람직하다. 얕은 오목부의 깊이가 이와 같은 범위인 경우에는, 브레이크 인이나 길들이기 연마에 있어서, 얕은 오목부로 둘러싸인 각 랜드부가 더욱 단시간에 마모되기 때문에, 연마에 적합한 조도로 하기 위한 시간을 보다 단축화할 수 있는 점에서 바람직하다.
또, 상기 서술한 연마 패드에 있어서는, 깊은 홈 영역의 투영 면적의 비율이, 연마면의 전체 투영 면적에 대해, 5 ∼ 40 ％ 인 것, 또, 제 1 패턴이, 나선상, 동심원상, 및 격자상으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 패턴을 갖는 것이 슬러리를 충분히 유지시킬 수 있는 점에서 바람직하다.
또, 상기 서술한 연마 패드에 있어서는, 연마층이 비발포 고분자체를 주체로 하는 시트로 이루어지는 것이, 연마에 적합한 조도로 하기 위한 시간이 짧은 고경도의 연마층이 얻어지기 쉬운 점에서 바람직하다.
또, 상기 서술한 연마 패드에 있어서는, 연마층이 열가소성 폴리우레탄 시트로 이루어지는 것이, 저스크래치성이 우수하고, 연마층으로의 성형도 용이한 점에서 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 일 국면은, 상기 서술한 연마 패드를 사용한, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서 반도체 디바이스의 피연마면의 연마를 실시하기 위한 연마 방법에 있어서, 얕은 오목부의 평균 깊이가 0.01 ㎜ 미만이 될 때까지의 누계의 컨디셔닝 시간이 30 분간 이내, 바람직하게는 1 ∼ 20 분간이 되는 컨디셔닝 조건에서 연마면의 컨디셔닝을 실시하는 공정을 구비하는 연마 방법이다.
본 발명에 의하면, 연마 패드의 연마면을 연마에 적합한 조도로 하기 위한 시간을 단축화할 수 있다.
도 1A 는, 실시형태의 연마 패드 (10) 를 설명하기 위한 연마면의 모식도이다.
도 1B 는, 실시형태의 연마 패드 (10) 를 설명하기 위한 연마층의 단면 모식도이다.
도 2 는, 실시형태의 다른 예의 연마 패드 (20) 를 설명하기 위한 연마면의 평면 모식도이다.
도 3A 는, 실시형태의 다른 예의 연마 패드 (30) 를 설명하기 위한 연마면의 부분 확대 모식도이다.
도 3B 는, 실시형태의 다른 예의 연마 패드 (30) 를 설명하기 위한 연마층의 단면 모식도이다.
도 4 는, 실시형태의 다른 예의 연마 패드 (40) 를 설명하기 위한 연마면의 부분 확대 모식도이다.
도 5 는, 정삼각 격자상의 얕은 오목부의 피치, 폭, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 6 은, 정방형 격자상의 얕은 오목부의 피치, 폭, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 7 은, 정육각 격자상으로 배치된 원형의 랜드부를 둘러싸는 얕은 오목부의 피치, 폭, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8 은, 정육각 격자상으로 배치된 정육각형의 랜드부를 둘러싸는 얕은 오목부의 피치, 폭, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 9 는, CMP 를 설명하기 위한 설명도이다.
도 10A 는, 브레이크 인에 있어서의 연마면의 변화를 설명하기 위한 설명도이다.
도 10B 는, 브레이크 인에 있어서의 연마면의 변화를 설명하기 위한 설명도이다.
도 11 은, 실시예 1 에서 얻어진 연마 패드의 연마면의 확대 사진이다.
도 12 는, 실시예 1 에서 얻어진 연마 패드의 연마면의 길들이기 연마 중의 상태를 나타내는 확대 사진이다.
도 13 은, 비교예 1 에서 얻어진 연마 패드의 연마면의 확대 사진이다.
도 14 는, 비교예 1 에서 얻어진 연마 패드의 연마면의 길들이기 연마 중의 상태를 나타내는 확대 사진이다.
본 실시형태의 연마 패드는 연마면을 갖는 연마층을 포함한다.
연마층을 형성하는 재료는, 종래, 연마 패드의 연마층의 제조에 사용되고 있는 합성 또는 천연의 고분자 재료가 특별히 한정 없이 사용된다. 연마층을 형성하는 고분자 재료의 구체예로는, 예를 들어, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 부티랄 수지, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르, 폴리아미드 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 사용해도 되고 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서는, 고분자 디올, 유기 디이소시아네이트 및 사슬 신장제를 포함하는 폴리우레탄 원료를 반응시킴으로써 얻어지는 폴리우레탄이, 평탄화 성능이 우수하고, 또 스크래치가 발생하기 어려운 연마층이 얻어지는 점에서 특히 바람직하다. 이하, 연마층을 형성하는 재료로서 사용되는 폴리우레탄에 대해, 대표예로서 상세하게 설명한다.
폴리우레탄 원료인 고분자 디올, 유기 디이소시아네이트, 사슬 신장제로는, 예를 들어, 다음과 같은 화합물을 들 수 있다.
고분자 디올의 구체예로는, 예를 들어, 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 폴리에테르디올 ; 폴리(노나메틸렌아디페이트)디올, 폴리(2-메틸-1,8-옥타메틸렌아디페이트)디올, 폴리(3-메틸-1,5-펜타메틸렌아디페이트)디올 등의 폴리에스테르디올 ; 폴리(헥사메틸렌카보네이트)디올, 폴리(3-메틸-1,5-펜타메틸렌카보네이트)디올 등의 폴리카보네이트디올 또는 이들의 공중합체 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 사용해도 되고 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
또, 유기 디이소시아네이트의 구체예로는, 예를 들어, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 1,4-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산 등의 지방족 또는 지환식 디이소시아네이트 ; 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 1,5-나프틸렌디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트를 들 수 있다. 이들은, 단독으로 사용해도 되고 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서는, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트가 얻어지는 연마층의 내마모성이 우수한 등의 점에서 바람직하다.
또, 사슬 신장제로는, 이소시아네이트기와 반응할 수 있는 활성 수소 원자를 분자 중에 2 개 이상 갖는 분자량 350 이하의 저분자 화합물을 들 수 있다. 그 구체예로는, 예를 들어, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,4-비스(β-하이드록시에톡시)벤젠, 1,9-노난디올, 스피로글리콜 등의 디올류 ; 에틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 히드라진, 자일릴렌디아민, 이소포론디아민, 피페라진 등의 디아민류 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 사용해도 되고 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서는,1,4-부탄디올 및/또는1,9-노난디올이 특히 바람직하다.
폴리우레탄 원료의 각 성분의 배합 비율은 연마층에 부여해야 하는 특성 등을 고려하여 적절히 조정된다. 구체적으로는, 예를 들어, 고분자 디올 및 사슬 신장제에 포함되는 활성 수소 원자 1 몰에 대해, 유기 디이소시아네이트에 포함되는 이소시아네이트기가 0.95 ∼ 1.3 몰, 나아가서는 0.96 ∼ 1.1 몰, 특히 0.97 ∼ 1.05 몰이 되는 비율로 각 성분을 배합하는 것이 바람직하다. 유기 디이소시아네이트에 포함되는 이소시아네이트기가 지나치게 적은 경우에는, 얻어지는 폴리우레탄의 기계적 강도 및 내마모성이 저하되는 경향이 있다. 또, 유기 디이소시아네이트에 포함되는 이소시아네이트기가 지나치게 많은 경우에는, 폴리우레탄의 생산성이나 폴리우레탄 원료의 보존 안정성이 저하되는 경향이 있다.
폴리우레탄 중의, 유기 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기에서 유래하는 질소 원자의 비율은, 4.8 ∼ 7.5 질량％, 나아가서는 5.0 ∼ 7.3 질량％, 특히 5.2 ∼ 7.1 질량％ 인 것이, 평탄화성이나 저스크래치성이 특히 우수한 연마층이 얻어지는 점에서 바람직하다. 이소시아네이트기에서 유래하는 질소 원자의 비율이 지나치게 낮은 경우에는 얻어지는 연마층의 경도가 낮아지는 경향이 있다.
또, 연마층을 형성하는 재료로서 사용되는 폴리우레탄으로는, 열가소성 폴리우레탄인 것이, 고경도를 갖는 평탄화성이 우수한 연마층이 얻어지는 점에서 바람직하다. 또한, 열가소성이란, 압출 성형, 사출 성형, 캘린더 성형, 3D 프린터 성형 등의 가열 공정에 의해 용융시켜 성형 가능한 특성을 의미한다. 이와 같은 열가소성 폴리우레탄은, 고분자 디올, 유기 디이소시아네이트 및 사슬 신장제를 포함하는 폴리우레탄 원료를 사용하고, 프레폴리머법이나 원샷법 등의 공지된 폴리우레탄의 제조 방법을 사용하여 제조된다. 특히, 실질적으로 용매의 부존재하에서 폴리우레탄 원료를 용융 혼련하여 용융 중합시키는 방법, 나아가서는 다축 스크루형 압출기를 사용하여 연속 용융 중합시키는 방법이 생산성이 우수한 점에서 바람직하다.
연마층의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 상기 서술한 연마층을 형성하는 고분자 재료에, 필요에 따라 종래 사용되고 있었던 연마층용의 첨가제 등을 배합한 조성물인 연마층용의 고분자 재료를, 공지된 시트화법을 사용하여 시트화하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 연마층용의 고분자 재료를 T-다이를 장착한 단축 압출기나 2 축 압출기 등의 압출기에 의해 용융 압출하여 시트화하는 방법을 들 수 있다. 또, 시트는, 상기한 연마층용의 고분자 재료를 블록상으로 성형하고, 블록상의 성형체를 슬라이스하여 제조해도 된다. 얻어진 시트는, 재단, 타발, 절삭 등에 의해 원하는 치수, 형상으로 가공하거나, 연삭 등에 의해 원하는 두께로 가공하거나 하여 연마층용 시트로 완성된다.
연마층의 D 경도는, 45 ∼ 90, 나아가서는 50 ∼ 88, 특히 55 ∼ 85 인 것이 평탄화성의 향상과 피연마 기재의 표면의 스크래치 발생의 억제의 밸런스가 우수한 점에서 바람직하다.
또, 연마층은, 비발포 구조를 갖는 비다공성인 시트로 형성되어 있는, 비발포 구조를 갖는 연마층인 것이 바람직하다. 비발포 구조를 갖는 연마층은, 높은 경도를 유지할 수 있고, 보다 우수한 평탄화성을 나타내는 점에서 바람직하다. 또, 비발포 구조를 갖는 연마층은, 그 표면에 기공이 노출되지 않고, 기공 중에서 슬러리 중의 지립이 응집이나 응착되지 않기 때문에, 스크래치가 발생하기 어려운 점에서 바람직하다. 또, 비발포 구조를 갖는 연마층은 발포 구조를 갖는 연마층에 비해, 연마층의 마모 속도가 작기 때문에 수명이 긴 점에서 바람직하다.
다음으로, 본 실시형태의 연마 패드의 연마층의 연마면의 형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1A 및 도 1B 는, 본 실시형태의 연마 패드 (10) 를 설명하기 위한 모식도이다. 도 1A 중, (a) 는 연마 패드 (10) 를 연마층의 일면인 연마면 (P) 측에서 본 평면 모식도, (b) 는 (a) 의 연마면 (P) 의 부분 확대 모식도이다. 또, 도 1B 는 도 1A 의 (b) 의 II-II' 단면에 있어서의 모식 단면도이다.
도 1A 및 도 1B 중, 10 은, 연마면 (P) 을 일면에 갖는 연마층 (5) 을 포함하는, 원형상의 연마 패드이다. 도 1B 의 모식 단면도를 참조하면, 연마 패드 (10) 는, 연마층 (5) 의 일면에 연마면 (P) 을 구비하고, 다른 일면에 접착층 (6) 을 개재하여 쿠션층 (7) 이 접착된 층 구성을 갖는다.
본 실시형태의 연마 패드는, 연마 패드 (10) 와 같이 연마면 (P) 의 반대면인 반연마면측에 쿠션층 (7) 을 적층하거나, 반연마면측에 지지체층 등의 다른 층을 적층하거나 한 2 층 이상의 적층 구조를 갖는 것이어도 되고, 또, 연마층만으로 이루어지는 단층 구조를 갖는 것이어도 된다. 또한, 본 실시형태의 연마 패드로는, 연마 패드 (10) 와 같이, 연마층의 반연마면측에 쿠션층 (7) 이 적층된 적층 구조를 갖는 것이, 피연마면의 면내에서의 연마 균일성이 보다 향상되기 쉬운 점에서 특히 바람직하다. 연마 패드가 적층 구조를 갖는 경우, 연마층의 반연마면에 점착제나 접착제를 개재하여 쿠션층이나 지지체층이 적층된다.
쿠션층의 C 경도는 20 ∼ 70 인 것이 바람직하다. 또, 쿠션층의 소재는 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 예를 들어, 부직포에 수지를 함침시켜 이루어지는 시트나, 비발포 구조 또는 발포 구조를 갖는 엘라스토머의 시트 등을 들 수 있다. 더욱 구체적으로는, 부직포에 폴리우레탄을 함침시킨 복합체 ; 천연 고무, 니트릴 고무, 폴리부타디엔 고무, 실리콘 고무 등의 고무 ; 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머, 불소계 열가소성 엘라스토머 등의 열가소성 엘라스토머 ; 발포 플라스틱 ; 폴리우레탄 등의 시트를 들 수 있다. 이들 중에서는, 바람직한 유연성이 얻어지기 쉬운 점에서, 발포 구조를 갖는 폴리우레탄의 시트가 특히 바람직하다.
그리고, 도 1A 의 (b) 및 도 1B 를 참조하면, 연마면 (P) 은, 깊이 0.3 ㎜ 이상의 깊은 홈 또는 구멍 (1) 으로 이루어지는 제 1 패턴을 갖는 깊은 홈 영역 (G) 과, 깊은 홈 영역 (G) 을 제외한 영역인 랜드 영역 (L) 을 구비한다. 연마 패드 (10) 에 있어서는, 도 1A 에 나타내는 바와 같이, 제 1 패턴으로서 나선상의 패턴이 형성되어 있다. 랜드 영역 (L) 은, 제 2 패턴을 갖는 깊이 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 인 얕은 오목부 (2) 와, 얕은 오목부 (2) 로 둘러싸인 복수의 도상의 랜드부 (3) 를 갖는다. 여기서, 도상의 랜드부란, 얕은 오목부에 대해 돌출된 볼록부로서, 주위의 랜드부와 서로 불연속으로 독립된 둘레 가장자리를 구비하는 볼록부를 의미한다. 연마 패드 (10) 에 있어서는, 제 2 패턴으로서 삼각 격자상의 패턴이 형성되어 있다. 또한, 도 1A 및 도 1B 의 연마 패드 (10) 에 있어서는, 깊은 홈 영역 (G) 및 얕은 오목부 (2) 는 연마면 전체에 형성되어 있지만, 깊은 홈 영역 (G) 및 얕은 오목부 (2) 는 연마면 전체에 형성되어 있을 것은 요구되지 않고, 적어도 피연마 기재와 접촉하는 영역에 형성되어 있으면 된다.
도 1B 의 모식 단면도를 참조하면, 깊은 홈 영역 (G) 을 형성하는 깊은 홈 또는 구멍 (1) 은, 랜드 영역 (L) 에 형성된 얕은 오목부 (2) 보다 깊다. 구체적으로는, 깊은 홈 또는 구멍의 깊이는 0.3 ㎜ 이상이고, 얕은 오목부는 깊이 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 이다.
깊이 0.3 ㎜ 이상의 깊은 홈 또는 구멍은, 연마 중에 슬러리를 유지하여 랜드 영역에 슬러리를 공급하기 위한 액 고임부로서 작용한다. 이와 같은 0.3 ㎜ 이상의 깊이를 갖는 깊은 홈 또는 구멍은, 미사용의 연마 패드의 연마면을 미세하게 거칠게 하는 브레이크 인의 처리 후에도 슬러리를 충분히 유지하는 깊이를 유지한다.
한편, 제 2 패턴을 갖는, 깊이 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 인 얕은 오목부와, 얕은 오목부로 둘러싸인 복수의 도상의 랜드부를 구비하는 랜드 영역은, 미사용의 연마 패드의 연마면을 미세하게 거칠게 하는 브레이크 인에 요하는 시간이나 길들이기 연마에 요하는 시간을 단축화한다. 상세하게는, 연마면을 패드 컨디셔너로 컨디셔닝할 때에, 도상의 랜드부가, 연마면과 패드 컨디셔너의 접촉점을 증가시킴으로써, 연마면을 적절한 표면 조도로 하는 시간을 단축화시킨다.
연마면에 형성된 깊은 홈 또는 구멍의 깊이는 0.3 ㎜ 이상이고, 0.3 ∼ 3.0 ㎜, 나아가서는 0.4 ∼ 2.5 ㎜, 특히 0.5 ∼ 2.0 ㎜, 각별히 0.6 ∼ 1.5 ㎜ 인 것이 바람직하다. 또한, 깊은 홈 또는 구멍의 깊이는, 특별히 언급이 없는 한, 브레이크 인의 처리 전의 미사용의 연마 패드의 연마면에 있어서의 랜드부의 표면으로부터의 깊은 홈 또는 구멍의 깊이를 기준으로 한다.
깊은 홈 또는 구멍의 깊이가 0.3 ㎜ 미만인 경우에는, 연마 패드의 사용을 계속한 경우에, 예를 들어, 단시간의 사용으로 0.1 ㎜ 미만과 같은 얕은 홈이나 구멍이 되도록 마모시키기 쉽기 때문에, 연마 패드의 수명이 짧아지거나, 연마 레이트가 변화하기 쉬워지거나 한다. 슬러리를 충분히 유지시키기 위해서는, 연마 패드의 수명의 말기에 있어서도 적어도 0.2 ㎜ 이상의 깊이가 있는 것이 바람직하다. 한편, 깊은 홈 또는 구멍이 지나치게 깊은 경우에는, 깊은 홈 또는 구멍의 용적이 지나치게 커져, 피연마면의 연마시에 많은 슬러리를 공급할 필요가 있기 때문에, 비용적으로 바람직하지 않은 경우가 있다.
깊이 0.3 ㎜ 이상의 깊은 홈 또는 구멍에 의해 형성된 제 1 패턴의 모양은 특별히 한정되지 않고, 규칙성을 갖는 모양이어도 되고 규칙성을 갖지 않는 모양이어도 된다. 제 1 패턴의 모양의 구체예로는, 나선상 외에, 동심원상, 격자상, 방사상 등의, 종래 연마면에 형성되어 있던 슬러리를 공급하기 위한 홈이나 구멍의 모양을 특별히 한정 없이 채용할 수 있다. 일례로서, 도 2 에, 제 1 패턴의 모양이 동심원상인 깊은 홈 (11) 으로 형성된 깊은 홈 영역 (G) 을 구비한 연마면을 갖는 연마 패드 (20) 의 평면 모식도를 나타낸다. 연마 패드 (20) 는, 나선상의 제 1 패턴을 동심원상의 제 1 패턴으로 변경한 것 이외에는 연마 패드 (10) 와 동일한 연마 패드이다.
또, 깊이 0.3 ㎜ 이상의 깊은 홈 또는 구멍은, 깊은 홈뿐이어도 되고, 구멍뿐이어도 되고, 깊은 홈과 구멍의 조합이어도 된다. 또, 구멍의 형상으로는, 연마면에 있어서, 원형, 타원형, 장원형, 삼각형, 사각형 등의 형상을 들 수 있다.
또, 연마 패드가 쿠션층을 적층한 적층 타입인 경우에 있어서는, 연마면에, 연마층의 두께의 30 ∼ 90 ％, 나아가서는 40 ∼ 85 ％, 특히 50 ∼ 80 ％ 인 깊이의 깊은 홈이 형성되어 있는 것이, 연마 균일성과 평탄화성을 양립시키기 쉬운 점에서 바람직하다.
제 1 패턴의 모양으로는, 나선상, 동심원상 또는 격자상의 모양이, 특히 나선상 또는 격자상의 모양이, 슬러리의 유지성 및 랜드 영역에 대한 슬러리의 공급성이 우수한 점에서 바람직하다. 나선상, 동심원상 또는 격자상의 모양을 갖는 경우, 홈 피치 및 홈 폭에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 홈 피치가 1 ∼ 15 ㎜ 이고 홈 폭이 0.1 ∼ 4 ㎜, 나아가서는 홈 피치가 2 ∼ 12 ㎜ 이고 홈 폭이 0.2 ∼ 3 ㎜, 특히 홈 피치가 3 ∼ 10 ㎜ 이고 홈 폭이 0.3 ∼ 2 ㎜ 인 것이, 연마 레이트나 연마 균일성이 특히 우수한 점에서 바람직하다.
또, 연마 패드 (10) 에 있어서는, 깊은 홈 또는 구멍 (1) 을 길이 방향에 대해 수직으로 절단했을 때의 단면 형상은, 도 1B 를 참조하면 장방형이다. 깊은 홈 또는 구멍의 단면 형상은 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 단면 형상은, 장방형 외에, 사다리꼴, 삼각형, 반원형, 반장원형 등이어도 된다.
깊은 홈 영역의 투영 면적의 비율은, 연마면의 전체 투영 면적에 대해, 5 ∼ 40 ％, 나아가서는, 10 ∼ 30 ％ 인 것이, 슬러리의 유지성과 연마 레이트의 밸런스가 우수한 점에서 바람직하다. 여기서, 투영 면적이란 연마면을 2 차원의 면에 투영했을 때의 면적이다. 연마면의 전체 투영 면적에 대한, 깊은 홈 영역의 투영 면적의 비율이 지나치게 낮은 경우에는, 연마 중에 슬러리의 유지량이 적어져, 연마 레이트나 연마 균일성이 저하되는 경향이 있다. 한편, 깊은 홈 영역의 투영 면적의 비율이 지나치게 높은 경우에는, 연마 중에 연마되는 피연마면과 접촉하는 랜드 영역의 접촉 면적이 적어짐으로써, 연마 레이트가 저하되기 쉬워지거나, 깊은 홈 또는 구멍의 자국이 피연마면에 전사되어 연마 불균일이 발생하기 쉬워지거나 하는 경향이 있다.
한편, 랜드 영역 (L) 은, 제 2 패턴을 갖는 깊이 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 인 얕은 오목부 (2) 와, 얕은 오목부 (2) 로 둘러싸인 복수의 도상의 랜드부 (3) 를 갖는다. 도 1A 를 참조하면, 연마 패드 (10) 에 있어서는, 제 2 패턴으로서 삼각 격자상의 패턴을 갖는 얕은 오목부 (2) 가 랜드 영역 (L) 의 전체면에 고르게 형성되어 있다. 삼각 격자상의 제 2 패턴을 갖는 얕은 오목부 (2) 에 의해 둘러싸인 복수의 도상의 랜드부 (3) 는, 각각 삼각형, 또는, 삼각형을 깊은 홈 또는 구멍 (1) 으로 분단한 형상을 갖는다.
깊이 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 의 얕은 오목부에 의해 형성된 제 2 패턴의 모양은 특별히 한정되지 않고, 규칙성을 갖는 모양이어도 되고 규칙성을 갖지 않는 모양이어도 되지만, 규칙성을 갖는 모양인 것이 생산성이나 품질 관리성이 우수한 점에서 바람직하다. 제 2 패턴의 모양의 구체예로는, 예를 들어, 삼각 격자상, XY 격자상이나 정방 격자상이나 마름모 격자상 등의 직사각형 격자상, 육각 격자상 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 특히 삼각 격자상이, 얕은 오목부로 둘러싸인 복수의 도상의 랜드부에 전체 방향으로부터 균질하게 패드 컨디셔너가 닿기 쉬워져, 브레이크 인 시간을 보다 단축화할 수 있는 점에서 바람직하다. 또, 삼각 격자상의 모양은 직선의 얕은 오목부의 조합에 의해 형성할 수 있기 때문에, 절삭 가공에 의해 용이하게 형성하기 쉬운 점에서 바람직하다.
그리고, 얕은 오목부로 둘러싸인 복수의 도상의 랜드부의 형상은, 제 2 패턴이 삼각 격자상인 경우에는 삼각형, 제 2 패턴이 정방 격자상인 경우에는 정방형, 제 2 패턴이 마름모 격자상인 경우에는 마름모, 제 2 패턴이 육각 격자상인 경우에는 육각형이 된다.
도 3A 는, 본 실시형태의 다른 예의 연마 패드 (30) 의 연마면의 부분 확대 모식도, 도 3B 는, 연마 패드 (30) 의 단면 모식도이다. 연마 패드 (30) 는, 삼각 격자상의 제 2 패턴을 정방 격자상의 제 2 패턴으로 변경한 것 이외에는 연마 패드 (10) 와 동일한 연마 패드이다. 도 3A 는 연마 패드 (30) 를 연마층의 일면인 연마면측에서 보았을 때의 부분 확대 모식도, 도 3B 는 도 3A 의 III-III' 단면에 있어서의 모식 단면도이다.
연마 패드 (30) 의 연마면에는, 정방 격자상인 제 2 패턴을 갖는 얕은 오목부 (12) 가 형성되어 있고, 얕은 오목부 (12) 에 의해 둘러싸인 복수의 도상의 랜드부 (13) 는, 정방형, 또는, 정방형을 깊은 홈 또는 구멍 (1) 으로 분단한 형상을 갖는다.
또, 도 4 는, 본 실시형태의 다른 예의 연마 패드 (40) 의 연마면의 부분 확대 모식도를 나타낸다. 연마 패드 (40) 는, 삼각 격자상의 제 2 패턴을 마름모 격자상의 제 2 패턴으로 변경한 것 이외에는 연마 패드 (10) 와 동일한 연마 패드이다. 연마 패드 (40) 의 연마면에는, 마름모 격자상인 제 2 패턴을 갖는 얕은 오목부 (22) 가 형성되어 있고, 얕은 오목부 (22) 에 의해 둘러싸인 복수의 도상의 랜드부 (23) 는, 마름모, 또는, 마름모를 깊은 홈 또는 구멍 (1) 으로 분단한 형상을 갖는다.
랜드 영역에 형성된 얕은 오목부의 깊이는, 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 이고, 0.02 ∼ 0.09 ㎜, 나아가서는 0.03 ∼ 0.08 ㎜, 특히 0.04 ∼ 0.07 ㎜ 인 것이 바람직하다. 얕은 오목부의 깊이가 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 임으로써, 미사용의 연마 패드를 연마에 적합한 조도로 하기 위한 브레이크 인이나 길들이기 연마에 있어서, 도상의 랜드부가 단시간에 마모됨으로써 연마에 적합한 조도로 하기 위한 시간이 단축화된다. 또한, 얕은 오목부의 깊이도, 특별히 언급이 없는 한, 브레이크 인의 처리 전의 미사용의 연마 패드의 연마면에 있어서의 랜드부의 표면으로부터의 얕은 오목부의 깊이를 기준으로 한다.
랜드 영역에 형성된 얕은 오목부의 깊이가 0.1 ㎜ 를 초과하는 경우에는, 브레이크 인이나 길들이기 연마에 요하는 시간이 길어지거나, 브레이크 인 후에 남은 랜드부가 연마 중에 슬러리의 유지성이나 연마되는 피연마면과의 접촉 면적을 변화시켜, 연마 특성이 경시 변화하기 쉬워지거나 한다. 또, 얕은 오목부의 깊이가 0.01 ㎜ 미만인 경우에는, 랜드부와 얕은 오목부의 고저차가 작기 때문에, 랜드부에 컨디셔너가 집중되어 접촉하는 작용이 저하되어, 브레이크 인이나 길들이기 연마에 요하는 시간이 길어진다.
얕은 오목부가, 삼각 격자상, 직사각형 격자상, 또는 육각 격자상과 같은 격자상인 경우, 얕은 오목부의 피치 및 폭에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 삼각 격자상인 경우에 도 5 를 참조하고, 직사각형 격자상인 경우에 도 6 을 참조하고, 육각 격자상인 경우에 도 7 및 도 8 을 참조한 경우, 피치 (P1, P2, P3, P4) 는 1 ∼ 8 ㎜, 나아가서는 2 ∼ 6 ㎜ 인 것이 바람직하다. 또, 폭 (W1, W2, W3, W4) 은 0.5 ∼ 4 ㎜, 나아가서는 1 ∼ 2 ㎜ 인 것이 바람직하다. 이와 같은 피치 및 폭은 패드 컨디셔너가 균질하게 닿기 쉬운 랜드부를 형성하기 쉬운 점에서 바람직하다.
또, 도 5 ∼ 도 8 을 참조하면, 1 개의 랜드부의 최대 거리인 랜드부의 수평 방향의 최대 거리 (M1, M2, M3, M4) 는 8 ㎜ 이하이고, 0.5 ∼ 6 ㎜, 나아가서는 0.7 ∼ 5 ㎜, 특히 1 ∼ 4.5 ㎜, 각별히 1.5 ∼ 4 ㎜ 인 것이, 얕은 오목부로 둘러싸인 각 랜드부의 각각에 패드 컨디셔너가 균질하게 닿기 쉬워져, 랜드부가 신속하게 마모됨으로써 연마에 적합한 조도로 하기 위한 시간을 보다 단축화할 수 있는 점에서 바람직하다.
또, 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은, 0.3 ∼ 10 ㎟, 나아가서는 0.5 ∼ 9 ㎟, 특히 1 ∼ 7 ㎟, 각별히 1.5 ∼ 5 ㎟ 의 범위인 것이 바람직하다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적이 이와 같은 범위인 경우에는, 얕은 오목부로 둘러싸인 각 랜드부의 각각에 패드 컨디셔너가 닿기 쉬워져, 브레이크 인 시간을 보다 단축화할 수 있는 점에서 바람직하다.
도상의 1 개의 랜드부의 최대 거리인 랜드부의 수평 방향의 최대 거리가 8 ㎜ 를 초과하거나, 랜드부의 1 개의 투영 면적이 지나치게 크거나 하는 경우에는, 랜드부의 중심 부근에 패드 컨디셔너가 균질하게 접촉하기 어려워져, 랜드부의 마모에 시간이 걸리기 쉬워진다. 또, 도상의 1 개의 랜드부의 최대 거리인 랜드부의 수평 방향의 최대 거리가 지나치게 작거나, 랜드부의 1 개의 투영 면적이 지나치게 작거나 하는 경우에는, 얕은 오목부의 형성이 번잡해지는 경향이 있다.
또, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한, 랜드부의 총 투영 면적의 비율은, 10 ∼ 50 ％, 나아가서는 15 ∼ 45 ％, 특히 20 ∼ 40 ％ 인 것이 바람직하다. 여기서, 랜드부의 총 투영 면적의 비율이란, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한, 연마면의 요철을 고려하지 않고 랜드 영역을 2 차원적으로 투영했을 때의, 각 랜드부의 투영 면적의 합계의 비율을 의미한다. 랜드부의 총 투영 면적의 비율이 이와 같은 범위인 경우에는, 얕은 오목부로 둘러싸인 각 랜드부의 각각에 컨디셔너가 닿기 쉬워져, 연마에 적합한 조도로 하기 위한 시간을 보다 단축화할 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 얕은 오목부가 도 5 에 나타내는 바와 같이 정삼각형을 둘러싸는 삼각 격자상인 경우, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리 M1, 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적 S1, 랜드부의 총 투영 면적의 비율 R1 은 다음의 식으로부터 산출할 수 있다.
Figure 112021130009662-pct00001
또, 얕은 오목부가 도 6 에 나타내는 바와 같이 정방 격자상인 경우, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리 M2, 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적 S2, 랜드부의 총 투영 면적의 비율 R2 는 다음의 식으로부터 산출할 수 있다.
Figure 112021130009662-pct00002
또, 도 7 에 나타내는 바와 같이 랜드부가 정육각 격자상으로 배치된 원형인 경우, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리 M3, 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적 S3, 랜드부의 총 투영 면적의 비율 R3 은 다음의 식으로부터 산출할 수 있다.
Figure 112021130009662-pct00003
또, 랜드부가 도 8 에 나타내는 바와 같이 정육각 격자상으로 배치된 정육각형인 경우, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리 M4, 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적 S4, 랜드부의 총 투영 면적의 비율 R4 는 다음의 식으로부터 산출할 수 있다.
Figure 112021130009662-pct00004
또, 연마 패드 (10) 에 있어서는, 얕은 오목부를 길이 방향에 대해 수직으로 절단했을 때의 단면 형상은, 도 1B 를 참조하면 장방형이다. 연마 패드의 얕은 오목부의 단면 형상은 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 단면 형상은, 장방형 외에, 사다리꼴, 삼각형, 반원형, 반장원형, 정현 곡선 등이어도 된다.
본 실시형태의 연마 패드의 연마층의 연마면의 깊은 홈 영역 및 랜드 영역의 형성 방법은 특별히 한정되지 않는다. 또, 깊은 홈 영역과 랜드 영역은, 각각, 다른 공정으로 형성해도 되고, 한 번의 공정으로 동시에 형성해도 된다. 또, 다른 공정으로 형성하는 경우, 깊은 홈 영역과 랜드 영역 중 어느 것을 먼저 형성해도 된다.
0.3 ㎜ 이상의 깊은 홈 또는 구멍으로 형성된 제 1 패턴을 갖는 개구인, 깊은 홈 영역의 형성 방법은 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 예를 들어, 연마층용 시트의 일면에 절삭 가공함으로써 깊은 홈 또는 구멍을 형성하는 방법 ; 연마층용 시트의 일면에 가열된 금형이나 금속선을 스탬프하여 접촉시키는 전사 가공에 의해 고분자를 용융 또는 휘산시켜 깊은 홈 또는 구멍을 형성하는 방법 ; 연마층용 시트의 일면에 레이저 가공함으로써 고분자를 분해 또는 휘산시킴으로써 깊은 홈 또는 구멍을 형성하는 방법 ; 깊은 홈 또는 구멍을 형성하기 위한 볼록부가 미리 형성된 금형을 사용하여, 깊은 홈 또는 구멍을 갖는 연마면을 구비한 연마층용 시트를 성형하는 방법 ; 등을 들 수 있다.
또, 연마층의 연마면에 형성되는, 제 2 패턴을 갖는 깊이 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 인 얕은 오목부와, 얕은 오목부로 둘러싸인 복수의 도상의 랜드부를 갖는 랜드 영역의 형성 방법도 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 예를 들어, 연마층용 시트의 일면에 소정의 제 2 패턴의 형상을 따라 절삭 가공함으로써, 얕은 오목부를 형성하는 방법 ; 연마층이 되는 원형상의 고분자 시트의 일면에 가열된 금형이나 금속선을 스탬프하여 접촉시키는 전사 가공에 의해 고분자를 용융 또는 휘산시켜, 얕은 오목부를 형성하는 방법 ; 연마층이 되는 원형상의 고분자 시트의 일면에 레이저 가공함으로써 고분자를 분해 또는 휘산시킴으로써 얕은 오목부를 형성하는 방법 ; 연마층이 되는 원형상의 고분자 시트를 성형할 때의 금형에 얕은 오목부를 형성하기 위한 볼록부를 형성해 두고, 고분자 시트의 성형시에 얕은 오목부를 형성하는 방법 ; 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 절삭 가공함으로써 얕은 오목부를 형성하는 방법, 또는 전사 가공에 의해 얕은 오목부를 형성하는 방법이, 생산성이 우수한 점에서 바람직하고, 특히 절삭 가공하는 방법이 얕은 오목부의 가공 정밀도가 우수한 점에서 바람직하다.
또한, 절삭 가공함으로써 얕은 오목부를 형성하는 방법으로는, 예를 들어, 고분자 시트의 일면에 바이트날 등의 날붙이를 사용하여 깊이 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 인 직선의 얕은 오목부를 절삭하는 방법에 있어서, 복수의 직선의 얕은 오목부를 조합함으로써 제 2 패턴을 갖는 깊이 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 인 얕은 오목부를 형성하는 방법을 들 수 있다.
또, 전사 가공함으로써 얕은 오목부를 형성하는 방법으로는, 예를 들어, 다음과 같은 방법을 들 수 있다. (1) 제 2 패턴을 갖는 얕은 오목부의 형상을 반전시킨 볼록부로 이루어지는 형상을 캐비티 표면에 갖는 금형을 사용하여 연마층을 형성하기 위한 고분자 재료를 사출 성형하여 연마층용 시트를 성형하는 방법, (2) 연마층을 형성하기 위한 고분자 재료를 T-다이를 장착한 압출기를 사용하여 용융 압출하여 시트화한 후, 제 2 패턴을 갖는 얕은 오목부의 형상을 반전시킨 볼록부로 이루어지는 형상을 표면에 갖는 냉각 롤에 가압함으로써 제 2 패턴을 갖는 얕은 오목부를 구비한 고분자 시트를 성형하는 방법, (3) 미리 제조된 연마층용 시트의 일면에, 가열된 제 2 패턴을 갖는 얕은 오목부의 형상을 반전시킨 볼록부로 이루어지는 형상을 표면에 갖는 금형을 스탬프하여 접촉시킴으로써 고분자를 용융 또는 휘산시켜, 제 2 패턴을 갖는 얕은 오목부를 형성하는 방법, (4) 반응 사출 성형 (RIM) 을 사용하여, 제 2 패턴을 갖는 얕은 오목부의 형상을 반전시킨 볼록부로 이루어지는 형상을 캐비티 표면에 갖는 금형 내에 미경화의 수지를 충전하고, 경화시킴으로써, 얕은 오목부와 복수의 랜드부로 이루어지는 랜드 영역을 갖는 연마면을 구비한 고분자 시트를 한 단계로 제조하는 방법 등을 들 수 있다.
이상 설명한 본 실시형태의 연마 패드는 CMP 에 바람직하게 사용된다. 다음으로, 본 실시형태의 연마 패드 (10) 를 사용한 CMP 의 일 실시형태에 대해 설명한다.
CMP 에 있어서는, 예를 들어, 도 9 에 나타내는 바와 같은 원형의 회전 정반 (101) 과, 슬러리 공급 노즐 (102) 과, 캐리어 (103) 와, 패드 컨디셔너 (104) 를 구비한 CMP 장치 (100) 가 사용된다. 회전 정반 (101) 의 표면에, 연마 패드 (10) 가 양면 점착 시트 등에 의해 첩부된다. 또, 캐리어 (103) 는 피연마 기재 (50) 를 지지한다.
CMP 장치 (100) 에 있어서는, 회전 정반 (101) 은, 도시 생략한 모터에 의해, 예를 들어, 화살표로 나타내는 방향으로 회전한다. 또, 캐리어 (103) 는, 피연마 기재 (50) 의 피연마면을 연마 패드 (10) 의 연마면에 압접하면서, 도시 생략한 모터에 의해 예를 들어 화살표로 나타내는 방향으로 회전한다. 패드 컨디셔너 (104) 는, 예를 들어 화살표로 나타내는 방향으로 회전한다. 패드 컨디셔너 (104) 의 직경이 피연마 기재 (50) 의 직경보다 작은 경우에는, 연마 패드의 피연마재와 접촉하는 영역 전체를 연마에 적합한 조도로 하기 위해, 패드 컨디셔너 (104) 를 회전 정반 (101) 의 반경 방향으로 요동시킨다.
미사용의 연마 패드를 사용할 때, 통상적으로는, 피연마 기재의 연마에 앞서, 연마 패드의 연마면을 미세하게 거칠게 하여 연마에 적합한 조도를 형성하기 위한 브레이크 인이라고 불리는 컨디셔닝이 실시된다. 구체적으로는, 회전 정반 (101) 에 고정되어 회전하는 연마 패드 (10) 의 표면에 물을 흐르게 하면서, CMP 용의 패드 컨디셔너 (104) 를 대고 눌러, 연마 패드 (10) 의 표면의 컨디셔닝을 실시한다. 패드 컨디셔너로는, 예를 들어, 다이아몬드 입자를 니켈 전착 등에 의해 담체 표면에 고정시킨 패드 컨디셔너가 사용된다.
고경도의 연마층을 갖는 연마 패드의 경우, 미사용의 연마 패드의 연마면에 연마에 적합한 조도를 형성하기 위한 컨디셔닝인 브레이크 인에 시간을 요한다는 문제가 있었다. 또, 브레이크 인 후의 연마에 있어서도, 연마 특성이 안정될 때까지의 길들이기 연마에 시간을 요하는 경우가 있었다. 본 실시형태의 연마 패드에 의하면, 미사용의 연마 패드의 연마면에 제 2 패턴을 갖는 깊이 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 인 얕은 오목부와, 얕은 오목부로 둘러싸인 복수의 도상의 랜드부를 갖는 랜드 영역을 구비함으로써, 얕은 오목부로 둘러싸인 복수의 도상의 랜드부에 전체 방향으로부터 균질하게 패드 컨디셔너가 닿기 쉬워져, 브레이크 인 시간이 단축화된다. 도 10A 및 도 10B 는, 본 실시형태의 연마 패드 (10) 의 브레이크 인에 있어서의 연마면의 변화를 설명하기 위한 설명도이다. 도 10A 는 컨디셔닝 전, 도 10B 는 컨디셔닝 후의 연마면의 일부분을 나타낸다. 도 10A 에 나타내는 컨디셔닝 전에 있어서는, 연마면 (P) 은, 깊이 0.3 ㎜ 이상의 깊은 홈 또는 구멍 (1) 으로 이루어지는 제 1 패턴을 갖는 깊은 홈 영역 (G) 과, 깊은 홈 영역 (G) 을 제외한 영역인 랜드 영역 (L) 을 갖는다. 그리고, 컨디셔닝을 실시함으로써, 랜드 영역 (L) 의 얕은 오목부 (2) 로 둘러싸인 복수의 도상의 랜드부 (3) 가 서서히 마모되고, 얕은 오목부 (2) 가 얕아져 간다. 그리고, 컨디셔닝을 계속함으로써, 도 10B 에 나타내는 바와 같이, 도상의 랜드부 (3) 가 마모되어 낮아지고, 마찬가지로 얕은 오목부 (2) 도 얕아진다. 본 실시형태의 연마 패드에 있어서는, 미사용의 연마 패드의 연마면에 있어서, 컨디셔닝이 필요한 면적을 적게 할 수 있음과 함께, 도상의 랜드부의 둘레 가장자리에 패드 컨디셔너가 걸리기 쉬워져 마찰력이 커지기 때문에, 브레이크 인 시간이 단축화된다.
특별히 한정은 되지 않지만, 얕은 오목부의 평균 깊이가 0.01 ㎜ 미만이 됐을 때가, 실질적으로 얕은 오목부의 작용이 저하되고, 연마 특성이 안정된다. 이와 같은 컨디셔닝을 위한 조건은 특별히 한정되지 않지만, 얕은 오목부의 평균 깊이가 0.01 ㎜ 미만이 될 때까지의 누계의 컨디셔닝 시간이 30 분간 이내, 나아가서는 1 ∼ 20 분간, 특히 2 ∼ 15 분간이 되도록, 패드 컨디셔너의 종류나 컨디셔닝 하중, 회전 속도를 선정하는 것이, 연마 패드의 기동 처리가 단시간에 종료되고, 연마 특성이 안정되는 점에서 바람직하다. 또한, 연마 패드의 기동 처리시에만, 컨디셔닝 하중이나 회전 속도를 높여 도상의 랜드부의 마모를 촉진시켜도 된다.
패드 컨디셔너의 종류로는, 다이아 번수 ＃60 ∼ 200 이 바람직하지만, 연마층의 수지 조성이나 연마 조건에 맞추어 적절히 선택할 수 있다. 또, 컨디셔닝 하중으로는, 컨디셔너의 직경에 의존하며, 직경 150 ㎜ 이하인 경우에는 5 ∼ 50 N, 직경 150 ∼ 250 ㎜ 인 경우에는 10 ∼ 250 N, 직경 250 ㎜ 이상인 경우에는 50 ∼ 300 N 정도가 바람직하다. 또, 회전 속도로는, 컨디셔너와 플래턴이 각각 10 ∼ 200 rpm 인 것이 바람직하지만, 회전의 동기를 방지하기 위해 컨디셔너와 플래턴의 회전수가 상이한 것이 바람직하다.
그리고, 브레이크 인이 완료된 후, 피연마 기재의 피연마면의 연마를 개시한다. 연마에 있어서는, 회전하는 연마 패드의 표면에 슬러리 공급 노즐로부터 슬러리를 공급한다. 슬러리는, 예를 들어, 물이나 오일 등의 액상 매체 ; 실리카, 알루미나, 산화세륨, 산화지르코늄, 탄화규소 등의 연마제 ; 염기, 산, 계면 활성제, 산화제, 환원제, 킬레이트제 등을 함유하고 있다. 또 CMP 를 실시할 ‹š에, 필요에 따라, 슬러리와 함께 윤활유, 냉각제 등을 병용해도 된다. 그리고, 연마면에 슬러리가 고르게 널리 퍼진 연마 패드에, 캐리어에 고정되어 회전하는 피연마 기재를 대고 누른다. 그리고, 소정의 평탄도나 연마량이 얻어질 때까지, 연마 처리가 계속된다. 연마시에 작용시키는 가압력이나 회전 정반과 캐리어의 상대 운동의 속도를 조정함으로써, 마무리 품질이 영향을 받는다.
연마 조건은 특별히 한정되지 않지만, 효율적으로 연마를 실시하기 위해서는, 정반 및 피연마 기재의 각각의 회전 속도는 300 rpm 이하의 저회전이 바람직하다. 또, 연마 패드에 압접하기 위해 피연마 기재에 가하는 압력은, 연마 후에 흠집이 발생하지 않도록 한다는 견지로부터, 150 ㎪ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 연마하고 있는 동안, 연마 패드에는, 연마면에 슬러리가 고르게 널리 퍼지도록 슬러리를 연속 또는 불연속으로 공급하는 것이 바람직하다.
그리고, 연마 종료 후의 피연마 기재를 잘 세정한 후, 스핀 드라이어 등을 사용하여 피연마 기재에 부착된 물방울을 털어내어 건조시킨다. 이와 같이 하여, 피연마면이 평활한 면이 된다.
이와 같은 본 실시형태의 CMP 는, 각종 반도체 디바이스, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) 등의 제조 프로세스에 있어서의 연마에 바람직하게 사용된다. 연마 대상의 예로는, 예를 들어, 실리콘, 탄화규소, 질화갈륨, 갈륨비소, 산화아연, 사파이어, 게르마늄, 다이아몬드 등의 반도체 기판 ; 소정의 배선을 갖는 배선판에 형성된 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, low-k 막 등의 절연막이나, 구리, 알루미늄, 텅스텐 등의 배선 재료 ; 유리, 수정, 광학 기판, 하드 디스크 등을 들 수 있다. 본 실시형태의 연마 패드는, 특히, 반도체 기판 상에 형성된 절연막이나 배선 재료를 연마하는 용도에 바람직하게 사용된다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명의 범위는 이들 실시예에 전혀 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1]
수평균 분자량 850 의 폴리테트라메틸렌글리콜 [약호 : PTMG], 수평균 분자량 600 의 폴리에틸렌글리콜 [약호 : PEG], 1,4-부탄디올 [약호 : BD], 및 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 [약호 : MDI] 를, PTMG : PEG : BD : MDI 의 질량비가 24.6 : 11.6 : 13.8 : 50.0 이 되는 비율로 배합하고, 정량 펌프에 의해, 동축으로 회전하는 2 축 압출기에 연속적으로 공급하여, 열가소성 폴리우레탄을 연속 용융 중합시켰다. 그리고, 중합된 열가소성 폴리우레탄의 용융물을 스트랜드상으로 수중에 연속적으로 압출한 후, 펠릿타이저로 세단하여 펠릿을 얻었다. 이 펠릿을 70 ℃ 에서 20 시간 제습 건조시킨 후, 단축 압출기에 공급하고, T-다이로부터 압출하여, 두께 2.0 ㎜ 의 시트를 성형하였다. 그리고, 얻어진 시트의 표면을 연삭하여 두께 1.5 ㎜ 의 균일한 시트로 한 후, 직경 38 ㎝ 의 원형상으로 잘라냄으로써, 연마층용 시트를 얻었다. JIS K 7311 에 준하여, 측정 온도 25 ℃ 의 조건에서 측정한 연마층용 시트의 D 경도는 67 이었다.
[제조예 2]
PTMG, PEG, BD, 및 MDI 를, PTMG : PEG : BD : MDI 의 질량비가 19.5 : 9.2 : 16.4 : 54.9 가 되는 비율로 배합하고, 정량 펌프에 의해, 동축으로 회전하는 2 축 압출기에 연속적으로 공급하여, 열가소성 폴리우레탄을 연속 용융 중합시켰다. 그리고, 중합된 열가소성 폴리우레탄의 용융물을 스트랜드상으로 수중에 연속적으로 압출한 후, 펠릿타이저로 세단하여 펠릿을 얻었다. 이 펠릿을 70 ℃ 에서 20 시간 제습 건조시킨 후, 단축 압출 성형기에 공급하고, T-다이로부터 압출하여, 두께 2.0 ㎜ 의 시트를 성형하였다. 그리고, 얻어진 시트의 표면을 연삭하여 두께 1.5 ㎜ 의 균일한 시트로 한 후, 직경 38 ㎝ 의 원형상으로 잘라냄으로써, 연마층용 시트를 얻었다. JIS K 7311 에 준하여, 측정 온도 25 ℃ 의 조건에서 측정한 연마층용 시트의 D 경도는 76 이었다.
[실시예 1]
제조예 1 에서 얻어진, 두께 1.5 ㎜, 직경 38 ㎝ 의 연마층용 시트의 일면인 연마면에, 폭 0.7 ㎜, 깊이 1.0 ㎜, 홈 피치 9.0 ㎜ 의 나선상의 깊은 홈을 절삭 가공으로 형성하였다. 또한, 깊은 홈의 단면 형상은 장방형이다. 이 때, 연마면의 총 면적에 대한 깊은 홈 영역의 면적 비율은 8 ％ 였다.
그리고, 깊은 홈이 형성된 연마면에, 폭 1.0 ㎜, 깊이 0.08 ㎜ 이고 피치 4.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 절삭 가공으로 형성하였다. 얕은 오목부의 단면 형상도 장방형이다. 이와 같이 하여, 다수의 얕은 오목부에 둘러싸인 1 변의 길이가 3.0 ㎜ 인 정삼각형의 도상의 랜드부가 다수 형성되었다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은 3.9 ㎟ 이고, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는 3.0 ㎜ 였다. 또, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 랜드부의 총 투영 면적의 비율은 42 ％ 였다. 얻어진 연마 패드의 연마면의 확대 사진을 도 11 에 나타낸다. 또한, 표면 조도 측정기 (미츠토요사 제조「서프테스트 SJ-210」) 를 사용하고, JIS B 0601 : 2001 및 JIS B 0671 : 2002 에 준거하여, 랜드 영역의 표면 조도를 측정한 결과, 산술 평균 조도 Ra 가 9.8 ㎛, 최대 높이 Rz 가 55.0 ㎛, 및 돌출 산부 높이 Rpk 가 13.2 ㎛ 였다.
또한, 얕은 오목부 및 깊은 홈의 깊이는, (주) 나카무라 제작소 제조 뎁스 게이지「E-DP2J」를 사용하여, 웨이퍼에 접촉하는 부분에서 8 점 측정하여 평균하였다. 또, 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적 및 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는, 토카이 산업 (주) 제조의 스케일 루페「No.1983」을 사용하여 도 5 의 P1 및 W1 을 측정하고, 수학식 1 에 기재된 식으로부터 구하였다.
그리고, 연마층의 연마면에 대한 이면에 쿠션층을 양면 점착 시트로 첩합하여 복층형의 연마 패드를 제조하였다. 쿠션층으로는, 두께 0.8 ㎜ 의 발포 폴리우레탄제 시트인 (주) 이노악 코퍼레이션 제조「포론 H48」을 사용하였다. 그리고, 얻어진 연마 패드의 연마 특성을 다음의 평가 방법에 의해 평가하였다.
〈연마 속도 및 얕은 오목부가 소실될 때까지의 컨디셔닝 시간〉
얻어진 연마 패드를 (주) M·A·T 제조의 연마 장치「MAT-BC15」에 장착하였다. 그리고, 캐보트 마이크로일렉트로닉스사 제조의 슬러리「SS-25」를 2 배로 희석시켜 조정한 pH 약 12 의 슬러리를 준비하고, 플래턴 회전수 100 rpm, 헤드 회전수 99 rpm, 연마 압력 41.4 ㎪ 의 조건에 있어서, 120 ㎖/분의 속도로 슬러리를 연마 패드의 연마면에 공급하면서 막 두께 1000 ㎚ 의 산화규소막을 표면에 갖는 직경 4 인치의 실리콘 웨이퍼를 60 초간 연마하였다.
그리고, 패드 컨디셔너 ((주) 얼라이드 머테리얼 제조의 다이아몬드 드레서 (다이아몬드 번수 ＃100 블로키, 대금(臺金) 직경 19 ㎝)) 를 사용하고, 드레서 회전수 70 rpm, 연마 패드 회전수 100 rpm, 드레서 하중 20 N 의 조건에서, 150 ㎖/분의 속도로 순수를 흐르게 하면서, 연마 패드의 표면을 30 초간 컨디셔닝하였다. 그리고, 다른 실리콘 웨이퍼를 재차 연마하고, 추가로 30 초간 컨디셔닝을 실시하였다. 이와 같이 하여 100 장의 실리콘 웨이퍼를 연마하였다. 그리고, 3 장째, 5 장째, 10 장째, 15 장째, 25 장째, 50 장째, 100 장째로 연마한 실리콘 웨이퍼의 연마 전 및 연마 후의 산화규소막의 막 두께를 측정하여 연마 속도를 구하였다. 또, 2 장 연마시마다 얕은 오목부의 깊이를 측정하고, 0.01 ㎜ 미만이 된 시점에서의 누계 컨디셔닝 시간을 구하였다.
결과를 표 1 에 나타낸다. 또, 실시예 1 의 연마 패드로 실리콘 웨이퍼를 10 장 연마한 후의 연마면의 확대 사진을 도 12 에 나타낸다. 연마면이 물과 양호하게 융화되어 있고, 연마면이 컨디셔너로 미세하게 거칠게 되어 슬러리의 유지성이 우수한 것을 알 수 있다.
Figure 112021130009662-pct00005
[실시예 2]
제조예 1 에서 얻어진, 두께 1.5 ㎜, 직경 38 ㎝ 의 연마층 시트의 일면인 연마면에, 폭 0.7 ㎜, 깊이 1.0 ㎜, 홈 피치 4.5 ㎜ 의 나선상의 깊은 홈을 절삭 가공으로 형성하였다. 또한, 깊은 홈의 단면 형상은 장방형이다. 이 때, 연마면의 총 면적에 대한 깊은 홈의 면적 비율은 16 ％ 였다.
그리고, 깊은 홈이 형성된 연마면의 전체면에, 추가로 폭 1.0 ㎜, 깊이 0.04 ㎜ 이고 피치 3.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 절삭 가공으로 형성하였다. 얕은 오목부의 단면 형상도 장방형이다. 이와 같이 하여, 다수의 얕은 오목부에 둘러싸인 1 변의 길이가 1.9 ㎜ 인 도상의 정삼각형의 랜드부가 다수 형성되었다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은 1.5 ㎟ 이고, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는 1.9 ㎜ 이고, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 랜드부의 총 투영 면적의 비율은 30 ％ 였다. 이와 같이 하여 연마층을 제조하였다.
그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[실시예 3]
실시예 2 에 있어서, 연마면에, 폭 1.0 ㎜, 깊이 0.04 ㎜ 이고 피치 3.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 형성한 대신에, 폭 1.5 ㎜, 깊이 0.06 ㎜ 이고 피치 5.5 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 형성한 것 이외에는, 동일하게 하여 연마층을 제조하였다. 얕은 오목부의 단면 형상은 장방형이다. 연마면에는, 다수의 얕은 오목부에 둘러싸인 1 변의 길이가 3.9 ㎜ 인 도상의 정삼각형의 랜드부가 다수 형성되었다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은 6.7 ㎟ 이고, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는 3.9 ㎜ 이고, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 랜드부의 총 투영 면적의 비율은 38 ％ 였다. 이와 같이 하여 연마층을 제조하였다.
그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[실시예 4]
실시예 2 에 있어서, 연마면에, 폭 1.0 ㎜, 깊이 0.04 ㎜ 이고 피치 3.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 형성한 대신에, 폭 1.0 ㎜, 깊이 0.03 ㎜ 이고 피치 2.5 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 XY 격자상의 얕은 오목부를 형성한 것 이외에는, 동일하게 하여 연마층을 제조하였다. 얕은 오목부의 단면 형상은 장방형이다. 연마면에는, 다수의 얕은 오목부에 둘러싸인 1 변의 길이가 1.5 ㎜ 인 도상의 정방형의 랜드부가 다수 형성되었다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은 2.3 ㎟ 이고, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는 2.1 ㎜ 이고, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 랜드부의 총 투영 면적의 비율은 36 ％ 였다. 이와 같이 하여 연마층을 제조하였다.
그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[실시예 5]
제조예 1 에서 얻어진, 두께 1.5 ㎜, 직경 38 ㎝ 의 연마층용 시트의 일면인 연마면에, 폭 0.3 ㎜, 깊이 1.0 ㎜, 홈 피치 2.5 ㎜ 의 동심원상의 복수의 깊은 홈을 절삭 가공으로 형성하였다. 또한, 깊은 홈의 단면 형상은 장방형이다. 이 때, 연마면의 총 면적에 대한 깊은 홈의 면적 비율은 12 ％ 였다.
그리고, 깊은 홈이 형성된 연마면의 전체면에, 추가로 폭 2.0 ㎜, 깊이 0.05 ㎜ 이고 피치 4.5 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 절삭 가공으로 형성하였다. 얕은 오목부의 단면 형상도 장방형이다. 이와 같이 하여, 다수의 얕은 오목부에 둘러싸인 1 변의 길이가 2.2 ㎜ 인 도상의 정삼각형의 랜드부가 다수 형성되었다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은 2.0 ㎟ 이고, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는 2.2 ㎜ 이고, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 랜드부의 총 투영 면적의 비율은 17 ％ 였다. 이와 같이 하여 연마층을 제조하였다.
그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[실시예 6]
실시예 2 에 있어서, 연마면에, 폭 1.0 ㎜, 깊이 0.04 ㎜ 이고 피치 3.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 형성한 대신에, 폭 2.0 ㎜, 깊이 0.05 ㎜ 이고 피치 9.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 형성한 것 이외에는, 동일하게 하여 연마층을 제조하였다. 얕은 오목부의 단면 형상은 장방형이다. 연마면에는, 다수의 얕은 오목부에 둘러싸인 1 변의 길이가 7.1 ㎜ 인 도상의 정삼각형의 랜드부가 다수 형성되었다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은 22.0 ㎟ 이고, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는 7.1 ㎜ 이고, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 랜드부의 총 투영 면적의 비율은 47 ％ 였다. 이와 같이 하여 연마층을 제조하였다.
그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[실시예 7]
실시예 2 에 있어서, 연마면에, 폭 1.0 ㎜, 깊이 0.04 ㎜ 이고 피치 3.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 형성한 대신에, 폭 2.0 ㎜, 깊이 0.05 ㎜ 이고 피치 7.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 XY 격자상의 얕은 오목부를 형성한 것 이외에는, 동일하게 하여 연마층을 제조하였다. 얕은 오목부의 단면 형상은 장방형이다. 연마면에는, 다수의 얕은 오목부에 둘러싸인 1 변의 길이가 5.0 ㎜ 인 도상의 정방형의 랜드부가 다수 형성되었다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은 25.0 ㎟ 이고, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는 7.1 ㎜ 이고, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 랜드부의 총 투영 면적의 비율은 51 ％ 였다. 이와 같이 하여 연마층을 제조하였다.
그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[실시예 8]
제조예 2 에서 얻어진, 두께 1.5 ㎜, 직경 38 ㎝ 의 연마층용 시트의 일면인 연마면에, 상면의 폭 1.5 ㎜, 바닥면의 폭 0.5 ㎜, 깊이 0.8 ㎜, 홈 피치 7.0 ㎜ 의 나선상의 깊은 홈을 절삭 가공으로 형성하였다. 또한, 깊은 홈의 단면 형상은 사다리꼴이다. 이 때, 연마면의 총 면적에 대한 깊은 홈의 영역의 면적 비율은 21 ％ 였다.
그리고, 깊은 홈이 형성된 연마면의 전체면에, 추가로 상면의 폭 1.0 ㎜, 바닥면의 폭 0.9 ㎜, 깊이 0.05 ㎜ 이고 피치 2.5 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 절삭 가공으로 형성하였다. 얕은 오목부의 단면 형상은 사다리꼴이다. 이와 같이 하여, 다수의 얕은 오목부에 둘러싸인 1 변의 길이가 1.3 ㎜ 인 도상의 정삼각형의 랜드부가 다수 형성되었다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은 0.8 ㎟ 이고, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는 1.3 ㎜ 이고, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 랜드부의 총 투영 면적의 비율은 22 ％ 였다. 이와 같이 하여 연마층을 제조하였다.
그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[실시예 9]
실시예 8 에 있어서, 연마면에, 상면의 폭 1.0 ㎜, 바닥면의 폭 0.9 ㎜, 깊이 0.05 ㎜ 이고 피치 2.5 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 형성한 대신에, 폭 1.5 ㎜, 깊이 0.03 ㎜ 이고 피치 6.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 형성한 것 이외에는, 동일하게 하여 연마층을 제조하였다. 얕은 오목부의 단면 형상은 장방형이다. 연마면에는, 다수의 얕은 오목부에 둘러싸인 1 변의 길이가 4.5 ㎜ 인 도상의 정삼각형의 랜드부가 다수 형성되었다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은 8.8 ㎟ 이고, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는 4.5 ㎜ 이고, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 랜드부의 총 투영 면적의 비율은 42 ％ 였다. 이와 같이 하여 연마층을 제조하였다.
그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[실시예 10]
실시예 8 에 있어서, 연마면에, 상면의 폭 1.0 ㎜, 바닥면의 폭 0.9 ㎜, 깊이 0.05 ㎜ 이고 피치 2.5 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 형성한 대신에, 상면의 폭 1.0 ㎜, 바닥면의 폭 0.9 ㎜, 깊이 0.05 ㎜ 이고 피치 3.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 XY 격자상의 얕은 오목부를 형성한 것 이외에는, 동일하게 하여 연마층을 제조하였다. 얕은 오목부의 단면 형상은 사다리꼴이다. 연마면에는, 다수의 얕은 오목부에 둘러싸인 1 변의 길이가 2.0 ㎜ 인 도상의 정방형의 랜드부가 다수 형성되었다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은 4.0 ㎟ 이고, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는 2.8 ㎜ 이고, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 랜드부의 총 투영 면적의 비율은 44 ％ 였다. 이와 같이 하여 연마층을 제조하였다.
그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[실시예 11]
제조예 2 에서 얻어진, 두께 1.5 ㎜, 직경 38 ㎝ 의 연마층용 시트의 일면인 연마면의 전체면에, SUS 제의 펀칭판 (구멍의 형상 : 직경 1.5 ㎜ 의 원, 구멍의 배치 : 육각 격자, 구멍의 피치 : 2.5 ㎜, 개구율 : 33 ％) 을 150 ℃ 의 조건에서 열 프레스에 의해 대고 눌러 얕은 오목부를 형성하였다. 얕은 오목부에 둘러싸인, 직경 1.5 ㎜ 의 도상의 원형의 랜드부가 다수 형성되었다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은 1.8 ㎟ 이고, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는 1.5 ㎜ 이고, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 랜드부의 총 투영 면적의 비율은 33 ％ 였다.
그리고, 연마면에, 상면의 폭 2.0 ㎜, 바닥면의 폭 1.0 ㎜, 깊이 0.8 ㎜, 홈 피치 7.0 ㎜ 의 나선상의 깊은 홈을 절삭 가공으로 형성하였다. 또한, 깊은 홈의 단면 형상은 사다리꼴이다. 이 때, 연마면의 총 면적에 대한 깊은 홈의 영역의 면적 비율은 29 ％ 였다. 이와 같이 하여 연마층을 제조하였다.
그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
[비교예 1]
실시예 1 에 있어서, 얕은 오목부를 형성하지 않는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 연마층을 제조하였다. 그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다. 얻어진 연마 패드의 연마면의 확대 사진을 도 13 에 나타낸다. 또한, 표면 조도 측정기 (미츠토요사 제조「서프테스트 SJ-210」) 를 사용하고, JIS B 0601 : 2001 및 JIS B 0671 : 2002 에 준거하여, 랜드 영역의 표면 조도를 측정한 결과, 산술 평균 조도 Ra 가 0.2 ㎛, 최대 높이 Rz 가 1.8 ㎛, 및 돌출 산부 높이 Rpk 가 0.4 ㎛ 였다. 또, 비교예 1 의 연마 패드의 웨이퍼를 10 장 연마 후의 연마면의 확대 사진을 도 14 에 나타낸다. 연마면이 물을 튀기고 있어, 패드 표면이 슬러리를 유지하기에 충분한 상태로 되어 있지 않은 것을 알 수 있다.
[비교예 2]
실시예 1 에 있어서, 깊은 홈을 형성하지 않는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 연마층을 제조하였다. 그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
[비교예 3]
실시예 2 에 있어서, 연마면에, 폭 1.0 ㎜, 깊이 0.04 ㎜ 이고 피치 3.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 형성한 대신에, 폭 1.0 ㎜, 깊이 0.20 ㎜ 이고 피치 3.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 형성한 것 이외에는, 동일하게 하여 연마층을 제조하였다. 얕은 오목부의 단면 형상은 장방형이다. 연마면에는, 다수의 얕은 오목부에 둘러싸인 1 변의 길이가 1.9 ㎜ 인 도상의 정삼각형의 랜드부가 다수 형성되었다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은 1.5 ㎟ 이고, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는 1.9 ㎜ 이고, 랜드부의 총 투영 면적의 비율은, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대해 30 ％ 였다. 이와 같이 하여 연마층을 제조하였다.
그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
[비교예 4]
실시예 8 에 있어서, 얕은 오목부를 형성하지 않는 것 이외에는 실시예 8 과 동일하게 하여 연마층을 제조하였다. 그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
[비교예 5]
실시예 9 에 있어서, 연마면에, 폭 1.5 ㎜, 깊이 0.03 ㎜ 이고 피치 6.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 형성한 대신에, 폭 1.0 ㎜, 깊이 0.20 ㎜ 이고 피치 3.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 XY 격자상의 얕은 오목부를 형성한 것 이외에는, 동일하게 하여 연마층을 제조하였다. 얕은 오목부의 단면 형상은 장방형이다. 연마면에는, 다수의 얕은 오목부에 둘러싸인 1 변의 길이가 2.0 ㎜ 인 도상의 정방형의 랜드부가 다수 형성되었다. 도상의 랜드부의 1 개의 투영 면적은 4.0 ㎟ 이고, 도상의 랜드부의 1 개의 수평 방향의 최대 거리는 2.8 ㎜ 이고, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 랜드부의 총 투영 면적의 비율은 44 ％ 였다. 이와 같이 하여 연마층을 제조하였다.
그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
[비교예 6]
실시예 9 에 있어서, 연마면에, 폭 1.5 ㎜, 깊이 0.03 ㎜ 이고 피치 6.0 ㎜ 인 복수의 직선으로 이루어지는 삼각 격자상의 얕은 오목부를 형성한 대신에, 폭 2.0 ㎜, 깊이 0.04 ㎜ 이고 피치 4.0 ㎜ 인 복수의 동심원상의 얕은 오목부를 형성한 것 이외에는, 동일하게 하여 연마층을 제조하였다. 얕은 오목부의 단면 형상은 장방형이다. 얕은 오목부와 얕은 오목부 사이의 랜드부는 도상은 아니고 동심원상으로 연속되어 있었다. 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 랜드부의 총 투영 면적의 비율은 50 ％ 였다. 이와 같이 하여 연마층을 제조하였다.
그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
[비교예 7]
실시예 11 에 있어서, SUS 제의 펀칭판을 열 프레스에 의해 대고 눌러 직경 1.5 ㎜ 의 도상의 원형의 랜드부가 사이에 형성된 얕은 오목부를 형성한 대신에, 다음과 같은 얕은 오목부를 형성한 것 이외에는 실시예 11 과 동일하게 하여 연마층을 제조하였다. 그리고, 얻어진 연마층을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 연마 패드를 제조하고, 평가하였다.
직경 2 ㎜, 깊이 0.06 ㎜ 의 원형의 얕은 오목부를 중심간 피치 2.5 ㎜ 로 육각 격자상으로 절삭 가공으로 제조하였다. 얕은 오목부의 단면 형상은 장방형이다. 얕은 오목부와 얕은 오목부 사이의 랜드부는 도상은 아니고 육각 격자상의 해상 (海狀) 으로 연속되어 있었다. 랜드부의 총 투영 면적의 비율은, 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대해 42 ％ 였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
이상의 결과로부터, 다음의 것을 알 수 있다.
깊이 0.3 ㎜ 이상의 깊은 홈과, 깊이 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 인 얕은 오목부와, 얕은 오목부로 둘러싸인 수평 방향의 최대 거리가 8 ㎜ 이하인 복수의 도상의 랜드부를 갖는 실시예 1 ∼ 11 의 연마 패드는, 얕은 오목부를 갖지 않는 비교예 1 및 비교예 4 의 연마 패드나, 얕은 오목부에 둘러싸인 도상의 랜드부를 갖지 않는 비교예 6 및 비교예 7 의 연마 패드와 비교하여, 연마 속도가 안정될 때까지 요하는 시간이 짧아, 길들이기 연마의 시간을 단축할 수 있었다. 또한, 수평 방향의 최대 거리가 7 ㎜ 이하인 도상의 랜드부를 갖는 실시예 1 ∼ 5, 8 ∼ 11 의 연마 패드는, 길들이기 연마의 시간의 단축 효과가 특히 현저하였다. 얕은 오목부의 깊이가 0.1 ㎜ 를 초과하는 비교예 3 및 비교예 5 의 연마 패드는, 사용 초기의 연마 속도는 비교적 높지만, 연마 속도가 안정되기 어려워, 길들이기 연마의 시간을 단축하는 효과가 작았다. 깊은 홈을 갖지 않는 비교예 2 의 연마 패드는, 연마 속도가 낮았다.
본 발명에 관련된 연마 패드는, 반도체 기판이나 유리 등의 연마 용도에 유용하다. 특히 반도체나 하드 디스크, 액정 디스플레이 등의 기판 재료, 혹은 렌즈나 미러 등의 광학 부품 등을 화학 기계 연마할 때에 바람직하다.
1 : 깊은 홈 또는 구멍
2, 12, 22 : 얕은 오목부
3, 13 : 랜드부
5 : 연마층
6 : 접착층
7 : 쿠션층
10, 20, 30, 40 : 연마 패드
50 : 피연마 기재
G : 깊은 홈 영역
L : 랜드 영역
P : 연마면

Claims (12)

  1. 연마면을 갖는 연마층을 포함하는 연마 패드로서,
    상기 연마면은, 브레이크 인의 컨디셔닝 처리 전의 신품의 미사용 시에 있어서, 깊이 0.3 ㎜ 이상의 깊은 홈 또는 구멍으로 형성된 제 1 패턴을 갖는 깊은 홈 영역과, 상기 깊은 홈 영역을 제외한 영역인 랜드 영역을 구비하고,
    상기 랜드 영역은, 제 2 패턴을 갖는 깊이 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 이고 폭 0.5 ~ 4 ㎜ 인 얕은 오목부와, 상기 얕은 오목부로 둘러싸이고, 또한 수평 방향의 최대 거리가 1.5 ~ 8 ㎜ 인 복수의 도상의 랜드부를 갖고, 상기 랜드부의 1 개의 투영 면적이 0.3 ∼ 10 ㎟ 의 범위이고, 상기 제 2 패턴이, 상기 랜드 영역의 전체면에 형성된, 삼각 격자상, 정방 격자상, 직사각형 격자상, 마름모 격자상, 및 육각 격자상으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 패턴을 갖는, 연마 패드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 랜드 영역의 전체 투영 면적에 대한 상기 랜드부의 총 투영 면적의 비율이, 10 ∼ 50 ％ 인 연마 패드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 얕은 오목부의 상기 깊이가 0.02 ∼ 0.06 ㎜ 인 연마 패드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마면의 전체 투영 면적에 대한 상기 깊은 홈 영역의 투영 면적의 비율이, 5 ∼ 40 ％ 인 연마 패드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴이, 나선상, 동심원상, 및 격자상으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 패턴을 갖는 연마 패드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마층이 비발포 고분자체를 주체로 하는 시트로 이루어지는 연마 패드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마층이 열가소성 폴리우레탄 시트를 포함하는 연마 패드.
  8. 제 1 항에 기재된 연마 패드를 제조하는 방법으로서,
    상기 연마층이 되는 고분자 시트를 준비하는 공정과,
    상기 고분자 시트의 연마면이 되는 측에 상기 깊은 홈 영역을 형성하는 공정과,
    상기 고분자 시트의 연마면이 되는 측에 상기 랜드 영역을 형성하는 공정을 구비하고,
    상기 랜드 영역을 형성하는 얕은 오목부는, 절삭 가공 또는 전사 가공에 의해 형성되는, 연마 패드의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 연마 패드를 사용하여 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서 상기 반도체 디바이스의 피연마면의 연마를 실시하기 위한 연마 방법에 있어서,
    상기 얕은 오목부의 평균 깊이가 0.01 ㎜ 미만이 될 때까지의 누계의 컨디셔닝 시간이 30 분간 이내가 되는 컨디셔닝 조건에서 상기 연마면의 컨디셔닝을 실시하는 공정을 구비하는, 연마 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 누계의 컨디셔닝 시간이 1 ∼ 20 분간인 연마 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020217036878A 2019-06-19 2020-06-04 연마 패드, 연마 패드의 제조 방법 및 연마 방법 KR102674356B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019114147 2019-06-19
JPJP-P-2019-114147 2019-06-19
PCT/JP2020/022213 WO2020255744A1 (ja) 2019-06-19 2020-06-04 研磨パッド、研磨パッドの製造方法及び研磨方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210149837A KR20210149837A (ko) 2021-12-09
KR102674356B1 true KR102674356B1 (ko) 2024-06-11

Family

ID=74040037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217036878A KR102674356B1 (ko) 2019-06-19 2020-06-04 연마 패드, 연마 패드의 제조 방법 및 연마 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220226962A1 (ko)
JP (1) JP7514234B2 (ko)
KR (1) KR102674356B1 (ko)
CN (1) CN114286737B (ko)
TW (1) TWI813885B (ko)
WO (1) WO2020255744A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230021149A1 (en) * 2021-07-16 2023-01-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Chemical-mechanical planarization pad and methods of use

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4111666A (en) 1975-03-07 1978-09-05 Collo Gmbh Method of making cleaning, scouring and/or polishing pads and the improved pad produced thereby
KR100195831B1 (ko) * 1994-04-08 1999-06-15 콘라드 에이취. 캐딩 개선된 연마패드 및 이의 사용방법
JP2009148892A (ja) 2009-04-03 2009-07-09 Nitta Haas Inc 研磨パッドおよび研磨装置
JP2010274361A (ja) 2009-05-28 2010-12-09 Nitta Haas Inc 研磨パッド
JP2018535104A (ja) 2015-10-07 2018-11-29 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 研磨パッド及びシステム、並びにその製造方法及び使用方法
KR101986826B1 (ko) 2017-12-01 2019-06-07 에스케이씨 주식회사 연마패드 및 이의 제조방법

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6458475A (en) * 1987-08-25 1989-03-06 Rodeele Nitta Kk Grinding pad
JPH01140959A (ja) * 1987-11-24 1989-06-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 非接触研磨装置の錫定盤
JPH01210259A (ja) * 1988-02-16 1989-08-23 Toshiba Corp 研磨装置
US5216843A (en) * 1992-09-24 1993-06-08 Intel Corporation Polishing pad conditioning apparatus for wafer planarization process
US5441598A (en) * 1993-12-16 1995-08-15 Motorola, Inc. Polishing pad for chemical-mechanical polishing of a semiconductor substrate
KR20000025003A (ko) * 1998-10-07 2000-05-06 윤종용 반도체 기판의 화학 기계적 연마에 사용되는 연마 패드
US6656019B1 (en) * 2000-06-29 2003-12-02 International Business Machines Corporation Grooved polishing pads and methods of use
US6641471B1 (en) 2000-09-19 2003-11-04 Rodel Holdings, Inc Polishing pad having an advantageous micro-texture and methods relating thereto
JP2003017449A (ja) * 2001-06-28 2003-01-17 Hitachi Chem Co Ltd コンディショニングフリーｃｍｐパッド及び基板の研磨方法
KR200357678Y1 (ko) * 2004-04-23 2004-08-09 동성에이앤티 주식회사 화학적 기계적 폴리싱용 폴리싱 패드
JP4756583B2 (ja) * 2005-08-30 2011-08-24 株式会社東京精密 研磨パッド、パッドドレッシング評価方法、及び研磨装置
US7226345B1 (en) * 2005-12-09 2007-06-05 The Regents Of The University Of California CMP pad with designed surface features
US7357703B2 (en) * 2005-12-28 2008-04-15 Jsr Corporation Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method
TWI409136B (zh) * 2006-07-19 2013-09-21 Innopad Inc 表面具微溝槽之化學機械平坦化墊
DE112007002066B4 (de) 2006-09-06 2019-10-17 Nitta Haas Inc. Polierkissen
US7544115B2 (en) * 2007-09-20 2009-06-09 Novellus Systems, Inc. Chemical mechanical polishing assembly with altered polishing pad topographical components
JP5347524B2 (ja) * 2008-01-24 2013-11-20 Ｊｓｒ株式会社 化学機械研磨パッドの研磨層形成用組成物、化学機械研磨パッドおよび化学機械研磨方法
JP2010253665A (ja) 2008-08-01 2010-11-11 Toray Ind Inc 研磨シートおよび研磨パッドの製造方法
TWM352126U (en) * 2008-10-23 2009-03-01 Bestac Advanced Material Co Ltd Polishing pad
KR101232787B1 (ko) * 2010-08-18 2013-02-13 주식회사 엘지화학 연마 시스템용 연마 패드
SG11201400637XA (en) * 2011-09-16 2014-05-29 Toray Industries Polishing pad
JP5997973B2 (ja) 2012-08-14 2016-09-28 株式会社クラレ 金属膜研磨用パッドおよびそれを用いた研磨方法
JP6228546B2 (ja) * 2012-09-28 2017-11-08 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド
JP2014104521A (ja) * 2012-11-26 2014-06-09 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 研磨パッド
US9649742B2 (en) 2013-01-22 2017-05-16 Nexplanar Corporation Polishing pad having polishing surface with continuous protrusions
CN106163740B (zh) * 2014-04-03 2019-07-09 3M创新有限公司 抛光垫和系统以及制造和使用该抛光垫和系统的方法
JP6002343B1 (ja) * 2016-03-25 2016-10-05 富士紡ホールディングス株式会社 研磨ブラシ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4111666A (en) 1975-03-07 1978-09-05 Collo Gmbh Method of making cleaning, scouring and/or polishing pads and the improved pad produced thereby
KR100195831B1 (ko) * 1994-04-08 1999-06-15 콘라드 에이취. 캐딩 개선된 연마패드 및 이의 사용방법
JP2009148892A (ja) 2009-04-03 2009-07-09 Nitta Haas Inc 研磨パッドおよび研磨装置
JP2010274361A (ja) 2009-05-28 2010-12-09 Nitta Haas Inc 研磨パッド
JP2018535104A (ja) 2015-10-07 2018-11-29 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 研磨パッド及びシステム、並びにその製造方法及び使用方法
KR101986826B1 (ko) 2017-12-01 2019-06-07 에스케이씨 주식회사 연마패드 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020255744A1 (ko) 2020-12-24
TW202114816A (zh) 2021-04-16
CN114286737B (zh) 2024-10-08
TWI813885B (zh) 2023-09-01
KR20210149837A (ko) 2021-12-09
CN114286737A (zh) 2022-04-05
WO2020255744A1 (ja) 2020-12-24
US20220226962A1 (en) 2022-07-21
JP7514234B2 (ja) 2024-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102170859B1 (ko) 연마 패드 및 그것을 사용한 연마 방법
JP5143528B2 (ja) 研磨パッド
TWI457201B (zh) Laminated mats
JP6518680B2 (ja) 研磨層用非多孔性成形体，研磨パッド及び研磨方法
KR101084808B1 (ko) 금속 막 연마용 패드 및 그것을 이용하는 금속 막의 연마 방법
CN107000157B (zh) 抛光层用成型体及抛光垫
JP5706178B2 (ja) 研磨パッド
KR102674356B1 (ko) 연마 패드, 연마 패드의 제조 방법 및 연마 방법
WO2021117834A1 (ja) ポリウレタン、研磨層、研磨パッド及び研磨方法
JP2019094380A (ja) ポリウレタン及び研磨パッド
TWI814517B (zh) 研磨墊
JP7431807B2 (ja) 研磨パッド
JP7253475B2 (ja) 研磨パッド及び研磨パッドをコンパクト化する方法
JP7502593B2 (ja) 研磨パッドの製造方法
KR20240144181A (ko) 연마층, 연마 패드, 연마 패드의 제조 방법 및 연마 방법
KR20240087742A (ko) 연마층용 열가소성 폴리우레탄, 연마층, 및 연마 패드

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant