TWI775900B - 研磨布 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種研磨布，其係具備不織布、及含浸於該不織布中之樹脂作為形成材料者，且自厚度方向中央部至一表面之上述形成材料之存在比率為30～60%，且上述厚度方向上之上述存在比率之最大值與最小值之差為10%以下。
Description
本發明係關於一種研磨布。
先前為了對矽晶圓等被研磨物進行研磨，業界一直使用具備不織布、及含浸於該不織布中之樹脂作為形成材料之研磨布(例如專利文獻1)。
此處，已知有研磨布中會產生端部塌邊。 若增加樹脂之含浸量使研磨布變硬則可防止端部塌邊，但於該情形時，形成研磨布之形成材料之存在比率於研磨面中提高。 於被研磨物之研磨時，不存在形成材料之部分(空隙)成為切屑之收容空間，故而若過度增加樹脂之含浸量，則容易產生堵塞。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-43811號公報
[發明所欲解決之問題]
因此，本發明係鑒於上述問題，課題在於提供一種能夠抑制堵塞及端部塌邊之研磨布。 [解決問題之技術手段]
本發明之研磨布係具備不織布、及含浸於該不織布中之樹脂作為形成材料者，且 自厚度方向中央部至一表面之上述形成材料之存在比率為30～60%，且上述厚度方向上之上述存在比率之最大值與最小值之差為10%以下。
以下，一面參照隨附圖式一面對本發明之一實施形態進行說明。
本實施形態之研磨布具備不織布、及含浸於該不織布中之樹脂作為形成材料。 又，於本實施形態之研磨布中，重要的是自厚度方向中央部至一表面之上述形成材料之存在比率為30～60%，且上述厚度方向上之上述存在比率之最大值與最小值之差為10%以下。 上述自厚度方向中央部至一表面之上述形成材料之存在比率為30～60%。 再者，上述一表面成為研磨面。
「自厚度方向中央部至一表面之形成材料之存在比率」、及「上述厚度方向上形成材料之存在比率之最大值與最小值之差」可以如下方式求出。 即，自一表面至厚度方向中央部每100 μm進行剖面觀察，測定各剖面中之形成材料之存在比率。 然後，將測得之形成材料之存在比率之算術平均值設為「自厚度方向中央部至一表面之形成材料之存在比率」，將測得之形成材料之存在比率中之最大值減去最小值所得之值設為「上述厚度方向上形成材料之存在比率之最大值與最小值之差」。 再者，所謂各剖面中之形成材料之存在比率意指於各剖面之觀察部分中，將觀察部分之整個面積設為100%時之存在形成材料之部分之面積比率。 又，上述厚度方向上之上述存在比率之最大值與最小值之差可為0.0%，亦可為0.1～10%。
於上述測定中，藉由CT掃描(Computerized Tomography-scan，電腦化斷層掃描)對研磨布進行拍攝。 具體而言，自研磨布之一表面至厚度方向中央部每100 μm獲取剖面圖像。然後，於剖面圖像中，藉由進行分類為空隙與空隙以外之部分(存在形成材料之部分)之二值化處理，測定各剖面中之上述形成材料之存在比率(面積比率)。 作為CT裝置，可使用Yamato Scientific股份有限公司製造之三維計測X射線CT裝置(TDM1000H-1)。 又，作為CT圖像處理軟體，可使用Volumegraphics股份有限公司製造之圖像處理軟體VGStudio Max 2.1。 進而，作為算出形成材料之存在比率(面積比率)之圖像解析軟體，可使用三谷商事股份有限公司製造之WinRoof。 所觀察之各剖面之面積可設為1,300 μm×1,300 μm。
例如於如下之條件下測定各剖面中之上述形成材料之存在比率(面積比率)。
於上述測定中，以下述視野之大小連續測定研磨布之剖面。 視野之大小(縱×橫×高)：2,000 μm×2,000 μm×厚度方向整個區域 又，上述測定之條件如下所述。 每1旋轉之視圖數：1500 幀數/視圖：10 X射線管電壓[KV]：25.000 擴大軸位置[mm]：10.000 再構成之像素尺寸X[mm]：0.003880 再構成之像素尺寸Y[mm]：0.003880 再構成之像素尺寸Z[mm]：0.003880
根據由上述測定所獲得之圖像決定研磨布之厚度方向中央之方法如下所述。 首先，於CT圖像處理軟體「VGStudio Max」上使用座標標記功能(Volume座標系模式)，對於研磨布，以單位mm表示X軸方向、Y軸方向及Z軸方向各自之座標值。 其次，使用對位(registration)功能，以使研磨布之厚度方向與X、Y、及Z軸之任一方向一致之方式調整上述軟體之斜度。 然後，根據研磨布之一表面之厚度方向之座標值與另一表面之厚度方向之座標值，求出厚度方向之座標值之平均值，藉此決定研磨布之厚度方向中央之位置。
於剖面圖像中，分類為空隙與空隙以外之部分(存在形成材料之部分)之二值化處理如下所述。 於二值化處理時，為了分類為空隙與空隙以外之部分(存在形成材料之部分)，VGStudio Max中，對於剖面圖像進行對比度之調整。 對比度之調整係以Ramp模式進行。 於對比度之調整時，使空隙與空隙以外之部分(存在形成材料之部分)之差異變得明確。 VGStudio Max中，將對比度之調整記作「不透明度調整」。 具體而言，於VGStudio Max之不透明度調整之畫面，將灰值之下限值設定為波峰，其次，將灰值之上限值設定為「該波峰之峰值＋100±5」之範圍。再者，根據材料而透光率有所不同，故而對比度之調整範圍未必限定於此。
對於上述對比度經調整之2D圖像，自研磨布之一表面至厚度方向中央部每100 μm獲取剖面圖像。
其次，對於上述獲取之每100 μm之剖面圖像，利用WinRoof測定材料存在率。 將WinRoof之測定範圍設為「1,300 μm×1,300 μm」，將「於各剖面之觀察部分中將觀察部分之整個面積設為100%時之存在形成材料之部分之面積比率」設為「各剖面中之形成材料之存在比率」。 再者，於WinRoof之二值化處理時，將灰度範圍成為「127」～「255」之範圍之部分設為空隙以外之部分(存在形成材料之部分)。
再者，關於存在比率，雖針對一面進行敍述，但針對另一面，較佳為成為與該一面相同之存在比率。 即，於本實施形態之研磨布中，較佳為自厚度方向中央部至另一表面之上述形成材料之存在比率為30～60%，且上述厚度方向之上述存在比率之最大值與最小值之差為10%以下。
本實施形態之研磨布之Asker-C硬度較佳為80以上，更佳為85～95。 本實施形態之研磨布藉由使Asker-C硬度為80以上，具有可抑制被研磨物(例如晶圓等)之端部塌邊之優點。又，本實施形態之研磨布藉由使Asker-C硬度為95以下，具有可抑制被研磨物之缺陷(例如損傷等)之優點。 再者，Asker-C硬度意指根據SRIS0101(日本橡膠協會標準規格)之規定所測得之值。又，Asker-C硬度係於上述一表面進行測定。換言之，Asker-C硬度係於研磨面進行測定。
本實施形態之研磨布之厚度較佳為0.8～2.0 mm，更佳為1.0～1.5 mm。 本實施形態之研磨布藉由使厚度為0.8 mm以上，具有容易緩和因研磨機壓盤之狀態而對研磨性能造成之不良影響之優點。又，藉此，亦具有例如容易使被研磨物穩定平坦之優點。 又，本實施形態之研磨布藉由使厚度為2.0 mm以下，具有可減少研磨時之研磨布之變形量，其結果為，可抑制被研磨物之端部塌邊之優點。
作為構成上述不織布之纖維，可列舉聚酯纖維、尼龍纖維等。 上述不織布之單位面積重量較佳為200～600 g/m2
。 本實施形態之研磨布藉由使不織布之單位面積重量為200 g/m2
以上，具有硬度容易提高，其結果為，可抑制被研磨物之端部塌邊之優點。又，本實施形態之研磨布藉由使不織布之單位面積重量為200～600g/m2
，而容易於研磨面以適當之比率具有空隙部分。其結果為，本實施形態之研磨布藉由該構成，具有容易抑制因由研磨屑等引起之空隙之堵塞而使研磨性能發生變動等優點。
作為上述樹脂，可列舉聚胺酯樹脂等。
作為利用本實施形態之研磨布進行研磨之被研磨物，可列舉矽晶圓等。
本實施形態之研磨布係如上述般構成，其次，對本實施形態之研磨布之製造方法進行說明。
以下，對本實施形態之研磨布之製造方法，列舉進行使聚胺酯樹脂濕式含浸於不織布、進而使聚胺酯樹脂乾式含浸於不織布等二階段含浸處理之方法為例進行說明。
於濕式含浸中，使聚胺酯樹脂溶解於水溶性有機溶劑中，獲得第1含浸液。 作為水溶性有機溶劑，可列舉：二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、四氫呋喃、二甲基乙醯胺等。 再者，第1含浸液亦可含有填充劑。作為該填充劑，可列舉碳黑等。又，第1含浸液亦可含有分散穩定劑。作為該分散穩定劑，可列舉界面活性劑等。 其次，將不織布浸漬於第1含浸液中，並將浸漬於第1含浸液中之不織布浸漬於水中。藉此，附著於不織布之第1含浸液中水溶性有機溶劑被置換為水，聚胺酯樹脂凝固，從而於不織布之表面附著聚胺酯樹脂。
於乾式含浸中，將具有異氰酸基作為末端基之預聚物與具有活性氫之有機化合物即硬化劑及有機溶劑進行混合，獲得第2含浸液。 作為上述有機溶劑，可列舉：甲基乙基酮、丙酮、醇、乙酸乙酯等。 然後，將經濕式含浸之不織布浸漬於第2含浸液中，將浸漬於第2含浸液中之不織布利用乾燥爐進行加熱。藉此，有機溶劑被蒸發，預聚物與硬化劑進行硬化反應而形成聚胺酯樹脂，其結果為，於不織布之表面進一步附著聚胺酯樹脂。
本實施形態之研磨布由於如上述般構成，故而具有以下之優點。
即，本實施形態之研磨布係具備不織布、及含浸於該不織布中之樹脂作為形成材料之研磨布。又，關於本實施形態之研磨布，自厚度方向中央部至一表面之上述形成材料之存在比率為30～60%，且上述厚度方向上之上述存在比率之最大值與最小值之差為10%以下。
該研磨布藉由使上述自厚度方向中央部至一表面之上述形成材料之存在比率為60%以下，而具有較多空隙，因此，即便切屑稍有堵塞空隙，亦抑制研磨速率之降低。 又，研磨布於製法上，自厚度方向中央部至表面，形成材料之存在比率增大，但本實施形態之研磨布藉由使上述厚度方向之上述存在比率之最大值與最小值之差為10%以下，而容易於研磨布之表面存在較多空隙，其結果為，即便切屑稍有堵塞空隙，亦抑制研磨速率之降低。進而，該研磨布藉由該構成，而使自厚度方向中央部至一表面之上述存在比率之變化減小，即便被研磨(dressing)，亦抑制研磨速率之變化。 進而，該研磨布藉由使上述自厚度方向中央部至一表面之上述形成材料之存在比率為30%以上，存在材料之部位變多，硬度成為較高者，其結果為，可抑制端部塌邊。 綜上，根據本實施形態，能夠提供一種可抑制堵塞及端部塌邊之研磨布。
再者，本發明之研磨布並不限定於上述實施形態。又，本發明之研磨布並不限定於上述作用效果。本發明之研磨布能夠於不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種變更。
例如於本實施形態中，利用進行二階段含浸處理之方法獲得研磨布，但亦可僅由濕式含浸或乾式含浸獲得研磨布。 [實施例]
其次，列舉實施例及比較例對本發明更具體地說明。
製作成為圖1及表1所示之形成材料之存在比率且顯示出表2所示之物性的實施例1、2之研磨布。又，準備成為圖1及表1所示之形成材料之存在比率且顯示出表2所示之物性的比較例1之研磨布(市售品)。 再者，形成材料之存在比率、及硬度係利用上述方法進行測定。 又，圖1之「表面」意指「一表面(下述研磨面)」。又，於實施例及比較例之研磨布之形成材料之存在比率之測定時，自一表面至厚度方向中央部每100 μm進行剖面觀察，從而自一表面觀察至厚度600 μm。 進而，表1之「自厚度100 μm至厚度600 μm之形成材料之存在比率之平均值」意指「自厚度方向中央部至一表面之形成材料之存在比率」，表1之「自厚度100 μm至厚度600 μm之形成材料之存在比率之最大值與最小值之差」意指「厚度方向上形成材料之存在比率之最大值與最小值之差」。 又，壓縮率及壓縮彈性模數係利用JIS L1096：2010中記載之方法進行測定。 又，風阻值(APR)意指使用圖2所示之裝置，使空氣於研磨布之厚度方向上通過時(空氣之流量：30 L/min、空氣之壓力：100 Pa)所損耗之壓力。
[表1] 
[表2] 
對使用實施例及比較例之研磨布研磨晶圓時之研磨速率進行測定。 將研磨速率之測定時之研磨條件示於以下。於以下之研磨條件下實施8次40分鐘之研磨。每40分鐘之研磨時(每次處理時)測定晶圓之重量，根據研磨前晶圓之重量與研磨後晶圓之重量之差求出研磨速率(Removal rate(RR))。將結果示於圖3及表3。 再者，表3所示之「RR下降率(drop rate)」意指研磨速率(Removal rate，RR)之下降率，由下述式求出。 RR下降率(%)＝(RR最大值－RR最小值)/RR最大值×100(%) 又，處理期間，未進行如消除堵塞之處理(例如利用刷進行之處理)等。 進而，於研磨速率之測定時，將上述一表面設為研磨面。 研磨機：Strasbaugh 6CA 晶圓：8”(P-) 研磨液：將NP6502(Nittahaas股份有限公司製造)稀釋20倍而得者 研磨液之流量：100 mL/min 研磨時間：40 min/run 又，將實施例1及比較例1之研磨布之表面及剖面之SEM圖像示於圖4～7。
[表3] 
如圖3及表3所示，於實施例之研磨布中，與比較例相比，研磨速率(RR)之降低得到抑制。 又，如表3所示，於比較例1之研磨布中，「RR最大值－RR最小值」為0.53 μm/min，相對於此，於實施例1、2之研磨布中，「RR最大值－RR最小值」為極小之值，即0.06 μm/min、0.09 μm/min。 進而，如表3所示，於比較例1之研磨布中，「RR下降率」為59%，相對於此，於實施例1、2之研磨布中，「RR下降率」為極小之值，即8%、11%。 [關聯申請案之相互參照]
本案主張日本專利特願2017-143436號之優先權，以引用之方式併入至本案說明書之記載。
圖1係實施例及比較例之研磨布之剖面中之形成材料之存在比率。 圖2係風阻值(APR)之測定所使用之裝置之概略圖。 圖3係使用實施例及比較例之研磨布研磨晶圓時之研磨速率。 圖4係實施例1之研磨布之剖面之SEM圖像(50倍)。 圖5係實施例1之研磨布之表面之SEM圖像(50倍)。 圖6係比較例1之研磨布之剖面之SEM圖像(50倍)。 圖7係比較例1之研磨布之表面之SEM圖像(50倍)。
Claims (3)
- 一種研磨布，其係具備不織布及含浸於該不織布中之樹脂作為形成材料者，且自厚度方向中央部至一表面每100μm之上述形成材料之存在比率之算術平均值為30~60%，且上述厚度方向上每100μm之上述存在比率之最大值與最小值之差為10%以下。
- 如請求項1之研磨布，其厚度為0.8~2.0mm。
- 如請求項1或2之研磨布，其Asker-C硬度為80以上。
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