WO2010150766A1 - 研磨パッド、その製造方法および研磨加工方法 - Google Patents

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WO2010150766A1
WO2010150766A1 PCT/JP2010/060521 JP2010060521W WO2010150766A1 WO 2010150766 A1 WO2010150766 A1 WO 2010150766A1 JP 2010060521 W JP2010060521 W JP 2010060521W WO 2010150766 A1 WO2010150766 A1 WO 2010150766A1
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polishing
foam
polishing pad
water
polished
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PCT/JP2010/060521
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糸山光紀
高橋大介
上野淳一
小林修一
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富士紡ホールディングス株式会社
信越半導体株式会社
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    • 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
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B24D3/28—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
    • B24D3/32—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds for porous or cellular structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02024—Mirror polishing

Definitions

  • the present invention relates to a polishing pad, a method for producing the same, and a polishing method, and in particular, a resin in which a large number of bubbles are formed by a dry molding method and bubbles are formed on a polishing surface for polishing an object to be polished.
  • the present invention relates to a polishing pad having a foam, a method for producing the polishing pad, and a polishing method using the polishing pad.
  • Materials for semiconductor devices, electronic components, etc. especially the surface (machined surface) of thin substrates such as Si substrates (silicon wafers), GaAs (gallium arsenide) substrates, glass, hard disks and LCD (liquid crystal display) substrates ), Since flatness is required, polishing using a polishing pad is performed.
  • Si substrates silicon wafers
  • GaAs gallium arsenide
  • glass glass
  • hard disks liquid crystal display
  • a polishing pad having a resin foam formed by a wet coagulation method or a dry molding method is used.
  • a resin solution in which a resin such as polyurethane resin is dissolved in a water-miscible organic solvent is applied to a sheet-like substrate, and then the organic solvent and water are replaced in an aqueous coagulation liquid.
  • a resin foam in which foaming is continuously formed is formed.
  • a polishing liquid (slurry) containing abrasive grains supplied during polishing is released between the polishing surface and the processing surface while being held in the opening.
  • the polishing liquid moves through the foaming, and thus has circulation retention of the polishing liquid.
  • the polishing pad wears during polishing, the hole diameter on the polishing surface increases, and the polishing performance may change.
  • foaming since foaming is formed continuously, the resin foam may sag when repeatedly used for polishing.
  • a polyurethane foam in which foaming is independently formed is usually formed by reacting a polyisocyanate compound, a polyol compound, and a polyamine compound.
  • the polishing surface may be subjected to grooving or the like in order to enhance the supply capability of the polishing liquid and the discharge of polishing scraps generated by the polishing process.
  • the polyurethane foam formed by the dry molding method since the polyurethane resin is inherently hydrophobic, there is a problem that the polishing liquid is difficult to be applied to the polishing pad when polishing the silicon wafer surface or the like. Since the foaming is formed independently, the polishing liquid and polishing scraps are difficult to move through the foaming, and are inferior to the resin foam by the wet coagulation method in terms of circulation retention of the polishing liquid. For this reason, the clogging of the opening is likely to occur due to the polishing liquid and polishing dust, and not only the polishing performance is lowered, but also the processed surface of the workpiece is scratched and the flatness may be lowered.
  • the number of holes and grooves can be increased.
  • the elasticity of the polishing sheet may be impaired, and the flatness of the object to be polished may be reduced.
  • the discharge of the polishing liquid is promoted by the increase in the number of openings and grooves, leading to a reduction in polishing performance.
  • the flatness of the object to be polished cannot be ensured during polishing, particularly at the beginning of polishing, and the rate of occurrence of defective products at the start-up of the polishing pad May be increased.
  • a technique of a polishing pad using a polyurethane composition containing a polyurethane resin copolymerized with a compound having a hydrophilic group and a hydrophilic agent has been disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-129910).
  • the hydrophilicity of the polishing pad is improved to improve the familiarity with the polishing liquid, and the supply and retention of the polishing liquid are ensured to improve the polishing rate and stabilize the polishing performance.
  • a method for improving the hydrophilicity of the polishing pad a method in which a hydrophilic polyol component such as polyethylene glycol (PEG) is used in combination, a method in which a hydrophilic additive is added, a method in which a hydrophilic additive is added, etc. Is mainly used.
  • a hydrophilic polyol component such as polyethylene glycol (PEG)
  • PEG polyethylene glycol
  • hydrophilic high molecular weight polyol having an ethylene oxide unit (—CH 2 CH 2 O—), and is composed of a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and salts thereof in the molecular side chain.
  • a polishing pad technique using a polyurethane composition having at least one hydrophilic group selected from the group has been disclosed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-276061).
  • the present invention provides a polishing pad capable of improving the familiarity with the polishing liquid and stabilizing the polishing performance, a method for producing the polishing pad, and a polishing method using the polishing pad.
  • a first aspect of the present invention is a resin in which a large number of bubbles are formed by a dry molding method, and the pores are formed on a polishing surface for polishing an object to be polished.
  • the polishing pad having a foam communication holes are formed between the bubbles formed close to each other in the resin foam, and the communication holes are 800 per unit area when observed from the polishing surface side. It is characterized by being formed at a rate of cm 2 or more.
  • the communication holes are formed at a rate of 800 / cm 2 or more per unit area when observed from the side of the polishing surface between the bubbles formed in the vicinity. Since the polishing liquid supplied from the nozzle moves from the opening formed in the polishing surface through the bubbles communicating with the communication hole, the familiarity with the polishing liquid can be improved even in the initial stage of polishing, and the circulation retention of the polishing liquid is ensured. This makes it possible to stabilize the polishing performance.
  • the communication hole may be formed at a rate of 2000 / cm 2 or less per unit area when observed from the polishing surface.
  • the resin foam is formed into a sheet having a thickness a in the range of 0.5 mm to 1.5 mm, and the water absorption expressed as a percentage of the weight before immersion before and after immersion in water at 20 ° C. Is preferably (31-16a)% or more when immersed for 1 hour, and (56-24a)% or more when immersed for 24 hours.
  • the resin foam has an average pore diameter of pores formed on the polished surface with a bulk density of 0.30 g / cm 3 to 0.80 g / cm 3 and a Shore A hardness of 75 ° to 95 °. Can be in the range of 90 ⁇ m to 130 ⁇ m.
  • Such a resin foam may be formed of a polyurethane resin.
  • a polishing pad manufacturing method comprising an isocyanate group-containing compound, a polyamine compound, water and a foam stabilizer obtained by reacting a polyisocyanate compound and a polyol compound.
  • the foam stabilizer prepared in the preparation step may be a silicon surfactant, and the amount of water added per 1 part by weight may be in the range of 0.15 to 0.65 parts by weight.
  • the blending ratio of the silicon-based surfactant is preferably in the range of 0.3 to 0.5 parts by weight with respect to 1 part by weight of water.
  • a polishing method for an object to be polished using the polishing pad according to the first aspect wherein the polishing pad is provided on at least one of two surface plates disposed opposite to each other in a polishing apparatus. Placing the object to be polished between the surface plates, and rotating at least one of the surface plates while supplying a polishing liquid in which abrasive grains are mixed between the objects to be polished and the polishing pad, It is characterized by including.
  • the object to be polished may be a silicon wafer.
  • the communication holes are formed at a rate of 800 / cm 2 or more per unit area when observed from the side of the polishing surface between the bubbles formed in the vicinity. Since the polishing liquid supplied from the nozzle moves from the opening formed in the polishing surface through the bubbles communicating with the communication hole, the familiarity with the polishing liquid can be improved even in the initial stage of polishing, and the circulation retention of the polishing liquid is ensured. As a result, the effect of stabilizing the polishing performance can be obtained.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows typically the polishing pad of embodiment to which this invention is applied. It is process drawing which shows the principal part of the manufacturing method of the polishing pad of embodiment. It is a block diagram which shows the outline of the mixer and mold which were used for manufacture of the polishing pad of embodiment. 3 is an electron micrograph showing the formation of communication holes on the polishing surface of the polishing pad of Example 1.
  • the polishing pad 10 of the present embodiment includes a urethane sheet 2 as a resin foam made of polyurethane resin.
  • the urethane sheet 2 has a polishing surface P for polishing an object to be polished.
  • the urethane sheet 2 was prepared by mixing an isocyanate group-containing compound obtained by reacting a polyisocyanate compound and a polyol compound in advance, a dispersion containing a foam stabilizer by dispersing and diluting water in the polyol compound in advance, and a polyamine compound. It is formed by slicing and cutting a polyurethane foam obtained by pouring the mixed liquid into a mold and curing it. That is, the urethane sheet 2 constituting the polishing pad 10 is formed by a dry molding method.
  • foam (bubbles) 3 having a circular or elliptical cross section are formed in a substantially uniform manner by water in the dispersion during dry molding. That is, the urethane sheet 2 has a foam structure.
  • the average pore diameter of the foam 3 can be adjusted by the content of water serving as a foaming agent, the stirring conditions at the time of production, and the like, and in this example, is adjusted in the range of 90 to 130 ⁇ m. Since the urethane sheet 2 is formed by slicing a polyurethane foam, a part of the foam 3 is opened on the polishing surface P, and an opening 4 is formed.
  • the opening 4 is formed by the opening of the foam 3, the average hole diameter of the opening 4 is in the range of 90 to 130 ⁇ m.
  • the foam 3 formed close to the inside of the urethane sheet 2 is communicated by the action of water in the dispersion and the foam stabilizer, and a communication hole 9 is formed between the communicated foams 3. .
  • the thickness a of the urethane sheet 2 can be adjusted at the time of slicing the polyurethane foam. In this example, the thickness a is adjusted in the range of 0.5 to 1.5 mm.
  • the bulk density is adjusted in the range of 0.30 to 0.80 g / cm 3 and the Shore A hardness is adjusted in the range of 75 to 95 degrees.
  • the communicating hole 9 formed between the foaming 3 can be confirmed from the grinding
  • the communication holes 9 are formed at a rate of 800 / cm 2 or more and 2000 / cm 2 or less per unit area when observed from the polishing surface P side.
  • the communication hole 9 is observed as a hole formed in a needle hole shape (pin hole shape) having a diameter of 20 ⁇ m or less inside the opening 4.
  • the good start-up in the initial stage of the polishing process is determined by the ease with which water is familiar, in other words, the speed of water absorption. Further, when polishing a plurality of objects to be polished continuously, a polishing pad that has a good familiarity with water and a high moisture retention rate is excellent in stability.
  • the water absorption when immersed in water for 1 hour is (31-16a)% or more, and the water absorption when immersed in 24 hours is (56-24a)% or more.
  • a represents the thickness (mm) of the urethane sheet 2.
  • a preferable range is derived from the relationship between the thickness a and the water absorption in the range of the thickness a described above (0.5 to 1.5 mm). .
  • the water absorption after 1 hour is (36-16a)% or more and the water absorption after 24 hours is (56-24a)% or more.
  • the average pore diameter of the foam 3 is adjusted to a range of 100 to 120 ⁇ m.
  • the amount of water retained can be increased to an amount that fills all the voids of the foam. For example, when the bulk density of the urethane sheet 2 is 0.4 g / cm 3 , the water absorption amount is up to 0.6 g / cm 3. Can be increased.
  • the bulk density of the urethane sheet 2 greatly affects the polishing characteristics. If the bulk density is less than 0.30 g / cm 3 , the voids of the urethane sheet 2 increase too much, resulting in a decrease in durability. On the other hand, when the bulk density exceeds 0.80 g / cm 3 , the number of foams 3 decreases, and the wall portion of the polyurethane resin increases, resulting in a decrease in polishing efficiency. Considering improvement in durability and polishing efficiency, the bulk density is preferably in the range of 0.40 to 0.60 g / cm 3 . Further, the hardness of the urethane sheet 2 affects the flatness of the object to be polished (processed surface).
  • the Shore A hardness is less than 75 degrees, the urethane sheet 2 may become soft and may reduce the flatness of the processed surface when polished. Conversely, if the hardness exceeds 95 degrees, scratches (polishing scratches) occur frequently. It is not preferable. Considering improvement of the flatness of the processed surface, the Shore A hardness is preferably in the range of 80 to 95 degrees.
  • the communicating hole 9 if the formation rate is less than 800 pieces / cm 2 , the water permeability is lowered, the water absorption rate is decreased, and the water absorption rate is also decreased.
  • the formation rate of the communication holes 9 is preferably 1000 pieces / cm 2 or less.
  • the bulk density and Shore A hardness vary depending on the composition of the polyurethane resin constituting the urethane sheet 2, the average degree of polymerization, the molecular weight distribution, and the shape and distribution of the pores, but greatly correlate with the foam structure of the urethane sheet 2.
  • the bulk density and the Shore A hardness can be adjusted by changing the size and quantity of the foam 3, in other words, changing the amount of water in the dispersion.
  • the polishing pad 10 has a double-sided tape 7 for attaching the polishing pad 10 to a polishing machine on the surface opposite to the polishing surface P of the urethane sheet 2.
  • the double-sided tape 7 has a pressure-sensitive adhesive layer (not shown) formed on both sides of a base material (not shown) such as a polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET) film.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the polishing pad 10 is manufactured through each process shown in FIG. That is, a preparation step of preparing a polyisocyanate compound, a polyol compound, a dispersion obtained by dispersing and diluting water and a foam stabilizer in advance in a polyol compound, and a polyamine compound, respectively, and reacting the polyisocyanate compound and the polyol compound in advance.
  • an isocyanate group-containing compound mixing the obtained isocyanate group-containing compound, dispersion, and polyamine compound to prepare a mixed solution, casting the mixed solution into a mold, and within the mold Curing and curing process for forming polyurethane foam by foaming and curing, Slicing / cutting process for slicing and cutting polyurethane foam into sheets to form multiple sheets, Urethane sheet 2 and double-sided tape 7 are bonded together It is manufactured through a laminating process for forming the polishing pad 10.
  • it demonstrates in order of a process.
  • a polyisocyanate compound, a polyol compound, a dispersion, and a polyamine compound are prepared.
  • the polyisocyanate compound to be prepared is not particularly limited as long as it has two or more isocyanate groups in the molecule.
  • diisocyanate compounds having two isocyanate groups in the molecule include m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), 2,4-tolylene diisocyanate (2 , 4-TDI), naphthalene-1,4-diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 3,3′-dimethoxy-4,4′-biphenyl diisocyanate, 3,3′-dimethyldiphenylmethane-4,4 ′ -Diisocyanate, xylylene-1,4-diisocyanate, 4,4'-diphenylpropane diisocyanate, trimethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, propylene-1,2-diisocyanate, butylene-1,2-diisocyanate, Kurohekishiren 1,2-
  • Two or more of these diisocyanate compounds may be used in combination, and a triisocyanate compound having three or more, for example, three isocyanate groups in the molecule may be used.
  • a triisocyanate compound having three or more, for example, three isocyanate groups in the molecule may be used.
  • 2,6-TDI or 2,4-TDI tolylene diisocyanate is contained at least 50% by weight.
  • the polyol compound may be a compound such as a diol compound or a triol compound, for example, a low molecular weight polyol compound such as ethylene glycol or butylene glycol, and a polyether polyol such as polytetramethylene ether glycol (PTMG).
  • a low molecular weight polyol compound such as ethylene glycol or butylene glycol
  • a polyether polyol such as polytetramethylene ether glycol (PTMG).
  • PTMG polytetramethylene ether glycol
  • Any of high molecular weight polyol compounds such as a compound, a polyester polyol compound such as a reaction product of ethylene glycol and adipic acid or a reaction product of butylene glycol and adipic acid, a polycarbonate polyol compound, a polycaprolactone polyol compound, etc. can be used. . Two or more of these polyol compounds may be used in combination.
  • the polyol compound used for the preparation of the dispersion liquid can react with the isocyanate group of the isocyanate group-containing compound, thereby suppressing the elution during the polishing process, and thus the adverse effect on the polishing performance.
  • water and the foam stabilizer are dispersed in a polyol compound that does not participate in foaming, thereby reducing the mixed spots of water and foam stabilizer in the subsequent mixing step.
  • the polyol compound may be a compound such as a diol compound or a triol compound.
  • a low molecular weight polyol compound such as ethylene glycol or butylene glycol
  • a high molecular weight such as PTMG, polyethylene glycol (PEG), or polypropylene glycol (PPG).
  • PTMG polyethylene glycol
  • PPG polypropylene glycol
  • Any of the polyol compounds can be used. It is preferable to use a polyol compound having a number average molecular weight of 500 to 3,000 because the dispersion of water can be easily uniformed in the mixing step by setting the viscosity to the same level as the viscosity of the isocyanate group-containing compound or polyamine compound solution. In this example, PTMG having a number average molecular weight of about 1000 is used.
  • stirring and mixing may be performed using a general stirring device, and water and the foam stabilizer need only be dispersed and diluted substantially evenly.
  • the water to be dispersed in the dispersion is not particularly limited, but it is preferable to use distilled water in order to avoid mixing of impurities and the like.
  • the mixing ratio of water to the dispersion is adjusted to a range of 3.00 to 3.75% by weight.
  • the foam stabilizer dispersed in the dispersion serves to adjust the proportion of the communication holes 9 formed in the obtained polyurethane foam. That is, the foam stabilizer has different dispersibility, compatibility with the polyol compound, and foaming stabilization power depending on the type. Therefore, by controlling the type and amount of the foam stabilizer, the formation ratio of the communication holes 9 Can be adjusted.
  • the foam stabilizer suitable for forming the communication hole 9 include a silicon-based surfactant, and in particular, a silicon-based nonionic surfactant that does not have an active hydrogen group is used. It is preferable.
  • silicon-based nonionic surfactant examples include polyether-modified silicone, that is, polyoxyalkylene / dimethylpolysiloxane / copolymer.
  • polyether constituting the polyether-modified silicone examples include polyethylene oxide, polypropylene oxide, and copolymers thereof.
  • silicone-based nonionic surfactant foam stabilizers include silicone foam stabilizers SH-190, SH-192, SH-193 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.), L-5340. (Nippon Unicar Co., Ltd.) etc. can be illustrated.
  • the amount of the foam stabilizer added to the dispersion is adjusted by the amount of water added as a foaming agent, and 0.15 to 0.65 weight of the foam stabilizer SH-193 described above with respect to 1 part by weight of water. It is preferable to set the range of parts.
  • the amount of the foam stabilizer added to water is less than 0.15 parts by weight, the dispersibility of the dispersion with respect to the polyurethane resin is deteriorated, the foam shape and the foam distribution are uneven, and a polyurethane foam having the above-described foam structure is obtained. It becomes impossible.
  • the addition amount exceeds 0.65 parts by weight, the communication holes 9 formed in the polyurethane foam are reduced, resulting in poor conformity to water.
  • the foamed structure correlates with the physical properties of bulk density and Shore A hardness, considering that the physical properties and the familiarity with water are secured in a balanced manner, the foam stabilizer is added to 0.3 parts by weight of water. It is preferable to blend in the range of ⁇ 0.5 parts by weight.
  • the polyamine compound prepared in the preparation step reacts with the isocyanate group of the isocyanate group-containing compound.
  • an aliphatic or aromatic polyamine compound can be used.
  • ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, dicyclohexylmethane-4,4′-diamine, 3,3′- Examples include dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane (hereinafter abbreviated as MOCA), a polyamine compound having the same structure as MOCA, and the like.
  • MOCA dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane
  • the polyamine compound may have a hydroxyl group.
  • Examples of such amine compounds include 2-hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, and di-2-hydroxy. Examples include ethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, and di-2-hydroxypropylethylenediamine. Two or more of these compounds may be used in combination.
  • MOCA is used in a state of being heated to about 120 ° C. and melted.
  • an isocyanate group-containing compound that is, an isocyanate-terminated urethane prepolymer (hereinafter simply abbreviated as prepolymer) is obtained by reacting the polyisocyanate compound prepared in the preparation step with a polyol compound. .) Is generated.
  • the obtained prepolymer is mixed with the dispersion and polyamine compound prepared in the preparation step to prepare a mixed solution.
  • the mixed liquid prepared in the mixing process is poured into a mold, and foamed and cured in the mold to mold a polyurethane foam.
  • the mixing process and the curing molding process are performed continuously.
  • the molar amount of the isocyanate group of the polyisocyanate compound is made larger than the molar amount of the hydroxyl group of the polyol compound.
  • the prepolymer used has a too high viscosity, the fluidity is deteriorated and it becomes difficult to mix substantially uniformly during mixing.
  • the temperature is raised and the viscosity is lowered, the pot life is shortened, and on the contrary, the size of the foam 3 formed in the polyurethane foam obtained by producing the mixed spots is varied.
  • the viscosity is too low, the bubbles move in the mixed solution, and it becomes difficult to form the foam 3 dispersed substantially uniformly in the polyurethane foam.
  • the prepolymer preferably has a viscosity at a temperature of 30 to 80 ° C. set in a range of 2000 to 20000 mPa ⁇ s.
  • the viscosity can be set by changing the molecular weight (polymerization degree) of the prepolymer.
  • the prepolymer is heated to about 30 to 80 ° C. to be in a flowable state.
  • a mixed solution is prepared by the mixer 20, and in the curing molding step, the prepared mixed solution is continuously poured from the mixer 20 into a mold 25 and cured to form polyurethane. Mold the foam.
  • the mixer 20 includes a mixing tank 12 in which a stirring blade 14 is incorporated.
  • a supply tank containing a prepolymer as the first component, a polyamine compound as the second component, and a dispersion as the third component is disposed.
  • Many of the polyamine compounds represented by the prepolymer of the first component and the MOCA of the second component are both solid or difficult to flow at room temperature, so each supply tank is heated so that each component can flow. ing.
  • the supply port from each supply tank is connected to the upstream end of the mixing tank 12.
  • the stirring blade 14 is fixed to a rotating shaft arranged from the upstream side to the downstream side at a substantially central portion in the mixing tank 12.
  • the size of the mold 25 is set to 1050 mm (length) ⁇ 1050 mm (width) ⁇ 50 mm (thickness).
  • the first component, the second component, and the third component are supplied from each supply tank to the mixing tank 12 and mixed by the stirring blade 14 so as to be uniform.
  • the stirring blade 14 rotates to mix the components so as to shear each component.
  • the shear rate and the number of shears of the stirring blade 14 the components are mixed substantially uniformly to prepare a mixed solution. If the shear rate of the stirring blade 14 is too low, the size of the foam 3 formed in the resulting polyurethane foam becomes too large.
  • the shear rate is set in the range of 9,000 to 41,000 / sec, and the number of shears is set in the range of 300 to 10,000 times, and mixing is performed.
  • the mixing time (residence time) in the mixer 20 is about 1 second although it depends on the flow rate of the mixed liquid (maximum 1 liter / sec). That is, for example, the time required to inject a mixed solution of about 100 kg into the mold 25 is about 1 to 2 minutes.
  • count of shear can be calculated
  • the obtained mixed liquid is cast into the mold 25 from the discharge port arranged at the downstream end of the mixing tank 12.
  • the mixed liquid from the mixer 20 is discharged from the discharge port of the mixing tank 12, and, for example, between two opposing sides of the mold 25 through a flexible pipe (for example, FIG. 3).
  • the liquid is introduced into a liquid injection port (not shown) having a triangular cross section that reciprocally moves between the right and left sides. While reciprocating the liquid injection port, the end of the discharge port (end of the flexible pipe) is reciprocated in a direction intersecting the direction of movement of the liquid injection port.
  • the mixed liquid is injected into the mold 25 substantially evenly.
  • the injected liquid mixture is reacted and cured in the mold 25 to form a block-like polyurethane foam.
  • the prepolymer is crosslinked and cured by the reaction between the prepolymer, the polyol compound, and the polyamine compound.
  • the isocyanate group of the prepolymer reacts with the water dispersed and diluted in the dispersion to generate carbon dioxide. Since the cross-linking and curing proceeds, the generated carbon dioxide does not escape to the outside, and the foam 3 is formed.
  • Polydimethylsiloxane which is the main skeleton of the silicon surfactant used as the foam stabilizer, exhibits a relatively low surface tension.
  • the role of the foam stabilizer in the polyurethane foam system is based on the properties of this polydimethylsiloxane. Silicone surfactants exhibit a surface activity effect superior to non-silicone surfactants in polyurethane foams.
  • the contribution of the foam stabilizer to the polyurethane foaming system is broadly divided into assisting the stirring force in the low viscosity region and stabilizing the foam in the high viscosity region when the reaction proceeds.
  • the assistance of stirring force means mixing and emulsifying raw material components and dispersing entrained gas.
  • stabilization of bubbles means suppressing coalescence of bubbles and stabilizing the film.
  • the surface tension is adjusted, and in stabilizing the film, the dynamic surface tension, surface elasticity, and surface viscosity are adjusted. Therefore, the formation ratio of the communication holes 9 can be increased by selecting a condition in which the auxiliary effect of the stirring force is increased and the stabilization of the generated bubbles is reduced. This condition is selected according to the amount of water blended as a foaming agent and the type and amount of foam stabilizer.
  • the polyurethane foam obtained in the curing molding step is sliced into a sheet shape and cut into a desired shape and size such as a circle to form a plurality of sheets.
  • a general slicing machine can be used for slicing.
  • the lower layer portion of the polyurethane foam is held and sliced to a predetermined thickness in order from the upper layer portion.
  • the thickness to be sliced is set in the range of 0.5 mm to 1.5 mm.
  • the polyurethane foam molded with the mold 25 having a thickness of 50 mm used in this example for example, about 10 mm of the upper layer portion and the lower layer portion is not used due to scratches and the like, and from about 30 mm portion of the center portion to 20 mm.
  • it may be punched with a mold having a desired shape, or may be cut with a cutting machine. Since a polyurethane foam in which the foam 3 is substantially uniformly formed inside is obtained in the hardening molding process, the average pore diameter of the openings 4 formed on the surface of the plurality of sheets formed in the slicing / cutting process is increased. Is also in the range of 90 to 130 ⁇ m.
  • the average hole diameter of the apertures 4 is less than 90 ⁇ m, abrasive grains in the polishing liquid are likely to be clogged during the polishing process, so that the life of the polishing pad is likely to be shortened. It becomes difficult to control.
  • the double-sided tape 7 is bonded to the surface opposite to the polishing surface P of the urethane sheet 2 with an adhesive layer on the one surface side. Then, the polishing pad 10 is completed by performing an inspection such as confirming that there is no adhesion of dirt or foreign matter.
  • polishing When polishing an object to be polished, a single-side polishing machine for polishing one side of the object to be polished or a double-side polishing machine for simultaneously polishing both surfaces can be used.
  • the polishing pad 10 When using a single-side polishing machine, the polishing pad 10 is mounted on a polishing surface plate.
  • the polishing pad 10 When the polishing pad 10 is mounted on the polishing surface plate, the release paper 8 is removed, and the surface is adhered and fixed to the polishing surface plate with the exposed adhesive layer.
  • the polishing surface plate While pressing an object to be polished held on a holding surface plate arranged to face the polishing surface plate to the polishing surface P side, while supplying slurry (polishing liquid containing abrasive grains) from the outside, the polishing surface plate or The processed surface of the workpiece is polished by rotating the holding surface plate.
  • the polishing pad 10 is mounted on each of two opposing surface plates.
  • An object to be polished is polished by disposing the object to be polished between the surface plates and rotating at least one surface plate while supplying the slurry.
  • the slurry moves through the foam 3 and the communication hole 9 while being held in the opening 4 and is supplied substantially evenly over the entire processing surface.
  • water is used as a medium for the polishing liquid, but an organic solvent such as alcohol can also be mixed.
  • polishing by chemical action can be performed by adding acid, alkali or the like.
  • a polishing pad having an independent foam structure formed by a dry molding method and having an opening formed on the polishing surface is used.
  • the polishing liquid is supplied between the object to be polished and the polishing pad, and this polishing liquid is supplied to the processed surface of the object to be polished while being held in the opening formed in the polishing surface.
  • the polyurethane resin is hydrophobic, the supply and retention of the polishing liquid may be insufficient.
  • the opening may be clogged with abrasive particles generated with abrasive grains or polishing.
  • the polishing rate is lowered, and it becomes difficult to uniformly polish the surface of the object to be polished, resulting in deterioration of the surface shape.
  • the polyurethane resin is hydrophobic, it is difficult to become familiar with the polishing liquid, so that the rising of the polishing pad is delayed.
  • the clogging of the opening is also accelerated, and not only the scratches (scratches) are generated on the processed surface but the flatness is deteriorated, and the life of the polishing pad is also reduced.
  • the polishing process is interrupted and the polishing surface is dressed.
  • the polishing performance can be recovered.
  • the efficiency is lowered, and the polishing rate and the like change before and after the dressing process, so that stable polishing process becomes difficult.
  • the present embodiment is a polishing pad that can solve these problems.
  • the present inventors change the urethane material by introducing hydrophilic groups or hydrophilic additives.
  • the water absorption can be improved by optimizing the foam structure. That is, it is originally formed independently by a dry molding method by adjusting the type and blending ratio of the foam stabilizer with respect to the water blended to adjust the bulk density, foam diameter and foam shape of the urethane sheet. It has been found that a communication hole can be formed between the foams to improve the supply and retention of the slurry.
  • the foam 3 formed on the urethane sheet 2 constituting the polishing pad 10 communicates with the communication hole 9.
  • the polishing liquid supplied to the polishing surface P side moves from the opening 4 where the foam 3 is opened through the communication hole 9 and the foam 3. That is, not only the foam 3 opened at the polishing surface P but also the foam 3 communicating therewith enables supply and holding of the polishing liquid, and the supply and holding ability of the polishing liquid is markedly higher than that of the conventional product. improves. Thereby, the supply and retention of the polishing liquid can be improved from the initial stage of polishing, and the rising of the polishing pad can be greatly improved.
  • the polishing surface P is worn and regenerated in a timely manner, so that clogging of the opening 4 is suppressed. For this reason, the polishing liquid is supplied to the entire processed surface while being held, so that the polishing performance can be stabilized.
  • the bulk density of the urethane sheet 2 is adjusted to a range of 0.3 to 0.8 g / cm 3 .
  • the bulk density depends on the amount of raw material charged, the foam diameter, etc., but if it is too high, the foam diameter tends to be small. Although it is possible to increase the density without changing the foam diameter by setting conditions, in this case, the wall portion of the polyurethane resin becomes thick, which may lead to a decrease in polishing rate and an increase in scratches.
  • the bulk density is too low, it is not preferable because it causes an adverse effect due to a decrease in strength and a deterioration in flatness during polishing. Therefore, by adjusting the bulk density to the above-described range, it is possible to suppress a decrease in the polishing rate and a deterioration in the flatness of the object to be polished.
  • the foamed structure in which the foam 3 in which the urethane sheet 2 communicates with the communication hole 9 is formed is observed from the polishing surface P, 800 or more and 2000 or less within a range of 1 cm 2.
  • the communication holes 9 are formed at a ratio of Since the polishing liquid and water permeate through the communication hole 9, the familiarity of the polishing pad 10 with water can be improved and the water absorption can be increased. If the formation rate of the communication holes 9 is less than 800 / cm 2 , the water absorption becomes insufficient and it becomes difficult to improve the familiarity with water.
  • the slurry is deposited on the bottom surface side of the polishing pad, and physical properties such as hardness and density change with time. Since such a communication hole 9 is formed, the water absorption rate of the urethane sheet 2 is (31) when the thickness of the urethane sheet 2 is a (mm) and the water absorption rate when immersed in water for 1 hour (31 -16a)% or more, the water absorption when immersed for 24 hours is (56-24a)% or more. Therefore, the water absorption increases, so that the circulation retention of the polishing liquid can be ensured, and the polishing performance can be improved.
  • the amount of the foam stabilizer in the dispersion is set to a ratio of 0.15 to 0.65 parts by weight with respect to 1 part by weight of water in the dispersion.
  • Foam 3 in which communication holes 9 having a diameter of 20 ⁇ m or less are formed at a rate of 800 pieces / cm 2 or more and 2000 pieces / cm 2 or less can be formed.
  • a specific compound is not specifically illustrated, but a triisocyanate compound may be blended with a polyisocyanate compound used for preparing a prepolymer.
  • the ratio of the triisocyanate compound to be blended is preferably about 0.3 to 0.8 by weight.
  • the polyisocyanate compound preferably contains tolylene diisocyanate, and the blending ratio is preferably at least 50% by weight.
  • the blending ratio of PTMG is preferably at least 50% by weight.
  • an isocyanate-terminated urethane prepolymer obtained by reacting a polyol compound and a diisocyanate compound is exemplified as the prepolymer, but the present invention is not limited to this.
  • an active hydrogen compound having a hydroxyl group, an amino group or the like may be used instead of the polyol compound, and a polyisocyanate compound or a derivative thereof may be used instead of the diisocyanate compound, and these may be reacted.
  • various kinds of isocyanate-terminated prepolymers are commercially available, commercially available products can be used.
  • the present invention is not limited to this, and the dispersion is composed of a polyol compound, water and In addition to the foam stabilizer, for example, components such as additives and fillers necessary for curing molding may be included.
  • the dispersion liquid serves to reduce mixed spots of water and foam stabilizer in the mixing step.
  • a liquid other than the polyol compound it is preferable to use a polyol compound in view of the possibility that such a liquid may elute during polishing and adversely affect the polishing characteristics.
  • the polishing pad 10 is used for the primary polishing of the silicon wafer, it is preferable to set these ranges. However, the polishing pad 10 may be appropriately changed depending on the characteristics of the object to be polished and the required polishing accuracy. Good.
  • groove processing or embossing processing may be performed on the polishing surface P side in consideration of supply of polishing liquid and discharge of polishing scraps.
  • the shape of the groove may be any of a radial shape, a lattice shape, and a spiral shape, and the cross-sectional shape may be any of a rectangular shape, a U shape, a V shape, and a semicircular shape.
  • the pitch, width, and depth of the grooves are not particularly limited as long as the polishing waste can be discharged and the polishing liquid can be moved.
  • embossing is not particularly limited.
  • the urethane sheet 2 has at least a light transmitting portion that allows light transmission for optically detecting the polishing state of the object to be polished. You may do it.
  • the light transmission part is formed so as to penetrate through the entire thickness direction of the urethane sheet 2.
  • a light-emitting element such as a light-emitting diode provided on the polishing machine side or a light-receiving element such as a phototransistor detects the polishing state of the processing surface of the object to be polished through the light transmitting part during polishing can do.
  • a light-emitting element such as a light-emitting diode provided on the polishing machine side or a light-receiving element such as a phototransistor detects the polishing state of the processing surface of the object to be polished through the light transmitting part during polishing can do.
  • the end point of the polishing process can be properly detected, and the polishing efficiency can be improved.
  • the example which uses the mixer 20 in a mixing process and a slicing machine in a slicing process was shown, there is no restriction
  • the rectangular parallelepiped mold 25 is illustrated, but the present invention is not limited to the shape and size of the mold. For example, a cylindrical form or the like may be used, and the foam may be formed without using the form if the viscosity of the mixed liquid is taken into consideration.
  • polishing pad 10 manufactured according to the present embodiment examples of the polishing pad 10 manufactured according to the present embodiment will be described.
  • a comparative example manufactured for comparison is also shown.
  • Example 1 In Example 1, a prepolymer obtained by reacting 2,4-TDI with PTMG having a number average molecular weight of about 1000 and diethylene glycol as a first component prepolymer was heated to 55 ° C. and degassed under reduced pressure. It was. In this prepolymer, the isocyanate content was 9.6%. The second component MOCA was melted at 120 ° C. and degassed under reduced pressure. The third component dispersion is composed of PTMG having a number average molecular weight of about 1000, water, catalyst (Toyocat ET, manufactured by Tosoh Corporation), silicon surfactant (SH-193, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Corporation). Was blended at a ratio of 2.5 / 0.1 / 0.05 / 0.05.
  • the blending ratio of the silicon-based surfactant is 0.5 parts by weight when converted to 1 part by weight of water.
  • the first component, the second component, and the third component were degassed under reduced pressure, and then supplied to the mixing tank 12 so as to have a ratio of 79.0 / 18.3 / 2.7.
  • the formed polyurethane foam was extracted from the mold 25. This foam was sliced into a sheet having a thickness of 1.3 mm, and a polishing pad A of Example 1 was produced using the urethane sheet 2 cut into a circle having a diameter of 800 mm.
  • Example 2 the polishing pad B of Example 2 was produced using the urethane sheet 2 produced in the same manner as in Example 1 except that the addition ratio of the silicon-based surfactant (SH-193) was 0.03. did. At this time, the compounding ratio of the silicon-based surfactant is 0.3 parts by weight when converted to 1 part by weight of water.
  • Comparative Example 1 the polishing pad C of Comparative Example 1 was produced using a urethane sheet produced in the same manner as in Example 1 except that the addition ratio of the silicon-based surfactant (SH-193) was 0.15. . At this time, the compounding ratio of the silicon-based surfactant is 1.5 parts by weight when converted to 1 part by weight of water.
  • Comparative Example 2 In Comparative Example 2, the polishing pad D of Comparative Example 2 was produced using a urethane sheet produced in the same manner as in Example 1 except that the addition ratio of the silicon surfactant (SH-193) was 0.01. . At this time, the compounding ratio of the silicon-based surfactant is 0.1 parts by weight when converted to 1 part by weight of water.
  • the surface of the sample is magnified 50 times with an SEM, a 5 mm 2 field of view SEM image is taken, and the number of communication holes 9 that can be seen inside the foam 3 in the SEM image is counted. To do.
  • the number of communication holes 9 counted from the SEM image was summed at 10 locations of the sample, and the number converted per 1 cm 2 was calculated.
  • the water absorption rate (%) the weight of the sample piece cut to 3 cm ⁇ 10 cm is measured and immersed in water at 20 ° C. The samples were lifted with tweezers after 1 hour and 24 hours and weighed after 5 seconds.
  • water absorption (%) (weight after immersion ⁇ weight before immersion) / weight before immersion ⁇ 100.
  • Table 1 shows the measurement results of bulk density, Shore A hardness, average pore diameter of foam 3, number of communication holes 9, and water absorption.
  • the density indicates the bulk density
  • the foam diameter indicates the average pore diameter of the foam 3
  • the communication holes indicate the number of communication holes 9.
  • a communication hole was formed by adding a silicon surfactant during the formation of the urethane sheet.
  • the communicating hole 9 is formed in the substantially spherical foam 3.
  • the bulk density was in the range of 0.30 to 0.80 g / cm 3
  • the Shore A hardness was in the range of 75 to 95 degrees
  • the average pore diameter of Foam 3 was in the range of 90 to 130 ⁇ m.
  • the numbers of the communication holes 9 differed greatly depending on the addition ratio of the foam stabilizer.
  • the urethane sheets of Comparative Example 1 with a larger addition ratio and Comparative Example 2 with a smaller addition ratio showed numerical values of less than 800 / cm 2 , whereas foam control with respect to a water ratio of 0.1
  • the additive ratio of the agent was adjusted to 0.05 and 0.03, respectively, in the range of 0.015 to 0.065, 850 / cm 2 exceeding 800 / cm 2 2 and 905 / cm 2 , respectively.
  • the ratio of formation of the communicating holes 9 can be increased by setting the addition ratio of the silicon surfactant foam stabilizer to the range of 0.3 to 0.5 parts by weight with respect to 1 part by weight of water. It became clear that it was possible.
  • the formation ratio of the communication holes 9 is in the range of 800 to 2000 / cm 2 . It is confirmed that it can be adjusted.
  • polishing performance was evaluated by polishing the silicon wafer under the following polishing conditions. That is, polishing pads were respectively attached to the upper and lower surface plates of the polishing apparatus, 100 pieces of each level of silicon wafer were polished, and the flatness was measured.
  • a flatness measuring apparatus Nanometro 300TT-A manufactured by Kuroda Seiko Co., Ltd.
  • Edge Exclusion was set to 2 mm
  • Site-Flatness Cell size was set to 26 mm ⁇ 8 mm
  • Cell layout was set to 0 mm ⁇ 0 mm.
  • the flatness parameter was GBIR / SFQR (max) / SBIR (max) shown in the SEMI standard.
  • GBIR global backsurface-referenced ideal plane / range
  • SFQR site front surface referenced least squares / range
  • SFQR site front surface referenced least squares / range
  • SBIR site backsurface-reference ideal plane / range
  • SBIR (max) represents the maximum value of SBIR.
  • SFQR and SBIR relate to the flatness of a limited area of the wafer, and are used to evaluate the flatness generally corresponding to the area of the semiconductor component being fabricated.
  • the flatness of the silicon wafer polished with the polishing pad C (Comparative Example 1) with a foam stabilizer addition ratio of 0.15 is used as a reference, and the flatness of the silicon wafer polished with each polishing pad is relative to the reference.
  • the rate of change was determined as a percentage. Table 2 below shows the results of determining the rate of change with respect to the reference for each flatness parameter.
  • Polishing wafer 300 mm diameter silicon wafer
  • Polishing apparatus Double-side polishing apparatus manufactured by Fujikoshi Machine Industry Co., Ltd. Polishing liquid: Fujimi Incorporated, colloidal silica type Polishing pressure: 150 g / cm 2 Carrier: metal
  • the polishing pad in which the addition ratio of the silicon-based surfactant to the water ratio of 0.1 was in the range of 0.015 to 0.065, that is, the polishing pad A of Example 1 (addition ratio: 0). .05) and the flatness of the silicon wafer polished with the polishing pad B of Example 2 (addition ratio: 0.03), it was found that the shape was stable and improved to high flatness.
  • the polishing pad D Comparative Example 2 in which the addition ratio of the silicon-based surfactant was 0.01 (less than 0.015), the flatness of the silicon wafer tended to deteriorate.
  • the present invention provides a polishing pad capable of improving the familiarity with the polishing liquid and stabilizing the polishing performance, a method for producing the polishing pad, and a polishing method using the polishing pad. Since it contributes to manufacturing and sales, it has industrial applicability.

Landscapes

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Abstract

　研磨液に対する馴染みを向上させ研磨性能の安定化を図ることができる研磨パッドを提供する。研磨パッド（１０）はウレタンシート（２）を備えている。ウレタンシート（２）は被研磨物を研磨加工するための研磨面（Ｐ）を有している。ウレタンシート（２）は、乾式成型法で形成されており、イソシアネート基含有化合物、水、整泡剤、ポリアミン化合物を混合した混合液を反応硬化させたポリウレタン発泡体がスライスされて形成されている。ウレタンシート（２）の内部には発泡（３）が略均等に分散して形成されている。研磨面（Ｐ）には発泡（３）の一部が開口した開孔（４）が形成されている。ウレタンシート（２）の内部では、近接して形成された発泡（３）が連通孔（９）で連通しており、研磨面（Ｐ）側から観察したときに８００個／ｃｍ２以上の割合で連通孔（９）が形成されている。連通孔（９）、発泡（３）を通じて研磨液が移動する。

Description

研磨パッド、その製造方法および研磨加工方法
　本発明は研磨パッド、その製造方法および研磨加工方法に係り、特に、乾式成型法により多数の気泡が形成され、被研磨物を研磨加工するための研磨面に気泡の開孔が形成された樹脂発泡体を有する研磨パッド、該研磨パッドの製造方法および該研磨パッドを用いた研磨加工方法に関する。
　半導体デバイス、電子部品等の材料、特に、Ｓｉ基板（シリコンウエーハ）、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）基板、ガラス、ハードデイスクやＬＣＤ（液晶ディスプレイ）用基板等の薄型基板（被研磨物）の表面（加工面）では、平坦性が求められるため、研磨パッドを使用した研磨加工が行われている。半導体デバイスでは、半導体回路の集積度が急激に増大するにつれて高密度化を目的とした微細化や多層配線化が進み、加工面を一層高度に平坦化する技術が重要となっている。一方、ＬＣＤ用ガラス基板では、ＬＣＤの大型化に伴い、加工面のより高度な平坦性が要求されている。平坦性の要求が高度化するのに伴い、研磨加工における研磨精度や研磨効率等の研磨性能、換言すれば、研磨パッドに要求される性能も高まっている。
　研磨加工には、湿式凝固法や乾式成型法により形成された樹脂発泡体を有する研磨パッドが用いられる。通常、湿式凝固法では、ポリウレタン樹脂等の樹脂を水混和性の有機溶媒に溶解させた樹脂溶液をシート状の基材に塗布した後、水系凝固液中で有機溶媒と水とを置換させることで発泡が連続状に形成された樹脂発泡体が形成される。研削処理等により研磨面に開孔が形成されることで、研磨加工時に供給される砥粒を含む研磨液（スラリー）が開孔に保持されつつ、研磨面と加工面との間に放出される。すなわち、湿式凝固法により形成された樹脂発泡体では、研磨液が発泡を通じて移動することで、研磨液の循環保持性を有している。ところが、研磨加工時に研磨パッドが摩耗するにつれて研磨面での開孔径が大きくなり、研磨性能が変化してしまうことがある。また、発泡が連続状に形成されるため、研磨加工に繰り返し用いたときに樹脂発泡体にへたりが生じることもある。これに対して、乾式成型法では、通常、ポリイソシアネート化合物、ポリオール化合物およびポリアミン化合物を反応させることで発泡が独立状に形成されたポリウレタン発泡体が形成される。また、研磨液の供給性や研磨加工に伴い生じた研磨屑の排出性を高めるために研磨面に溝加工等が施されることもある。
　ところが、乾式成型法により形成されたポリウレタン発泡体では、ポリウレタン樹脂が本来、疎水性を有するため、シリコンウエーハ表面等を研磨加工するときに研磨液が研磨パッドになじみ難い、という問題がある。発泡が独立状に形成されることから、研磨液や研磨屑が発泡を通じて移動し難く、研磨液の循環保持性の点で湿式凝固法による樹脂発泡体と遜色する。このため、研磨液や研磨屑により開孔の目詰まりが発生しやすく、研磨性能を低下させるばかりではなく、被研磨物の加工面にスクラッチ等を生じさせて平坦性を低下させることもある。研磨液の供給性や保持性を向上させるために、開孔や溝の数を増やすことも可能であるが、却って研磨シートの弾性を損ない、被研磨物の平坦性を低下させるおそれがある。さらには、開孔や溝の数を増やした分で研磨液の排出が促進され、研磨性能の低下を招く。また、研磨液の供給性や保持性が確保できない場合は、研磨加工時、特に、研磨初期に被研磨物の平坦性を確保することができず、研磨パッドの立ち上げに際し不良品の発生率を増大させることもある。
　これらの問題を解決するために、親水性基を有する化合物が共重合されたポリウレタン樹脂と、親水剤とを含有するポリウレタン組成物を用いた研磨パッドの技術が開示されている（日本国特開２００３－１２８９１０号公報参照）。この技術では、研磨パッドの親水性を向上させて研磨液とのなじみを改善し、研磨液の供給性や保持性を確保することで、研磨レートの向上や研磨性能の安定化が図られる。また、研磨パッドの親水性を向上させる方法としては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）等の親水性のポリオール成分を併用する方法、親水性の添加剤を添加する方法等により親水性物質を共存させる方法等が主に用いられている。
　一方、エチレンオキサイド単位（－ＣＨ２ＣＨ２Ｏ－）を有する親水性高分子量ポリオールを含まず、かつ、分子側鎖にカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、およびこれらの塩で構成される群から選択される少なくとも１種の親水性基を有するポリウレタン組成物を用いた研磨パッドの技術が開示されている（日本国特開２００７－２７６０６１号公報参照）。
　しかしながら、日本国特開２００３－１２８９１０号公報の技術では、研磨液の保持性が向上するものの、親水剤等によりポリウレタン素材自体が親水化されることで、膨潤による形状変化、耐湿熱性や耐薬品性の低下等を招いてしまう。このため、研磨初期では研磨性能が安定化するものの、経時的に研磨パッド自体の劣化が起こり、結果として、被研磨物の表面形状に影響を及ぼす、という欠点もある。また、日本国特開２００７－２７６０６１号公報の技術では、イオン性の官能基を導入したポリウレタン組成物を用いることで親水化が図られているものの、日本国特開２００３－１２８９１０号公報の技術と同様に、吸水による膨潤や耐薬品性の点で問題がある。
　本発明は上記事案に鑑み、研磨液に対する馴染みを向上させ研磨性能の安定化を図ることができる研磨パッド、該研磨パッドの製造方法および該研磨パッドを用いた研磨加工方法を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、乾式成型法により多数の気泡が形成され、被研磨物を研磨加工するための研磨面に前記気泡の開孔が形成された樹脂発泡体を有する研磨パッドにおいて、前記樹脂発泡体では近接して形成された前記気泡間に連通孔が形成されており、前記連通孔は前記研磨面側から観察したときに単位面積あたり８００個／ｃｍ２以上の割合で形成されていることを特徴とする。
　第１の態様では、近接して形成された気泡間に、研磨面側から観察したときに単位面積あたり８００個／ｃｍ２以上の割合で連通孔が形成されていることで、研磨加工時に外部から供給される研磨液が研磨面に形成された開孔から連通孔で連通した気泡を通じて移動するため、研磨初期でも研磨液に対する馴染みを向上させることができ、研磨液の循環保持性が確保されることで研磨性能の安定化を図ることができる。
　第１の態様において、連通孔が、研磨面側から観察したときに単位面積あたり２０００個／ｃｍ２以下の割合で形成されていてもよい。また、樹脂発泡体を、厚みａが０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲のシート状に形成し、２０℃の水に浸漬する前後の重量変化の浸漬前の重量に対する百分率で表される吸水率が、１時間浸漬させたときに（３１－１６ａ）％以上、２４時間浸漬させたときに（５６－２４ａ）％以上とすることが好ましい。このとき、樹脂発泡体を、かさ密度が０．３０ｇ／ｃｍ３～０．８０ｇ／ｃｍ３の範囲、ショアＡ硬度が７５度～９５度の範囲、研磨面に形成された開孔の平均孔径が９０μｍ～１３０μｍの範囲とすることができる。このような樹脂発泡体がポリウレタン樹脂で形成されていてもよい。
　本発明の第２の態様は、第１の態様の研磨パッドの製造方法であって、ポリイソシアネート化合物およびポリオール化合物を反応させ得られたイソシアネート基含有化合物、ポリアミン化合物、水および整泡剤の各成分を準備する準備ステップと、前記準備ステップで準備した各成分を略均一に混合した混合液から乾式成型法でポリウレタン発泡体を形成する発泡体形成ステップと、前記発泡体形成ステップで形成されたポリウレタン発泡体をシート状にスライスするスライスステップと、を含むことを特徴とする。この場合において、準備ステップで準備する整泡剤を、シリコン系界面活性剤とし、水の１重量部に対する添加量が０．１５重量部～０．６５重量部の範囲とすることができる。シリコン系界面活性剤の配合割合を水の１重量部に対して０．３重量部～０．５重量部の範囲とすることが好ましい。
　また、本発明の第３の態様は、第１の態様の研磨パッドを用いた被研磨物の研磨加工方法であって、研磨装置の対向配置された２つの定盤の少なくとも一方に前記研磨パッドを装着し、前記定盤間に前記被研磨物を配し、前記被研磨物および研磨パッド間に砥粒が混合された研磨液を供給しつつ前記定盤の少なくとも一方を回転駆動する、ステップを含むことを特徴とする。この場合において、被研磨物をシリコンウエーハとしてもよい。
　本発明によれば、近接して形成された気泡間に、研磨面側から観察したときに単位面積あたり８００個／ｃｍ２以上の割合で連通孔が形成されていることで、研磨加工時に外部から供給される研磨液が研磨面に形成された開孔から連通孔で連通した気泡を通じて移動するため、研磨初期でも研磨液に対する馴染みを向上させることができ、研磨液の循環保持性が確保されることで研磨性能の安定化を図ることができる、という効果を得ることができる。
本発明を適用した実施形態の研磨パッドを模式的に示す断面図である。 実施形態の研磨パッドの製造方法の要部を示す工程図である。 実施形態の研磨パッドの製造に用いた混合機および型枠の概略を示すブロック図である。 実施例１の研磨パッドの研磨面における連通孔の形成状態を示す電子顕微鏡写真である。
　以下、図面を参照して、シリコンウエーハの一次研磨加工に用いられる研磨パッドで本発明を適用した研磨パッドの実施の形態について説明する。
（構成）
　図１に示すように、本実施形態の研磨パッド１０は、ポリウレタン樹脂製の樹脂発泡体としてのウレタンシート２を備えている。ウレタンシート２は、被研磨物を研磨加工するための研磨面Ｐを有している。ウレタンシート２は、予めポリイソシアネート化合物およびポリオール化合物を反応させて得られたイソシアネート基含有化合物と、予めポリオール化合物に水を分散希釈させ整泡剤を含む分散液と、ポリアミン化合物と、を混合した混合液を型枠に注型し硬化させたポリウレタン発泡体をスライスし裁断することで形成されている。すなわち、研磨パッド１０を構成するウレタンシート２は、乾式成型法により形成されている。
　ウレタンシート２の内部には、乾式成型時に分散液中の水により、断面が円形状ないし楕円形状の発泡（気泡）３が略均等に分散して形成されている。すなわち、ウレタンシート２は発泡構造を有している。発泡３の平均孔径については、発泡剤の役割を果たす水の含有量や製造時の攪拌条件等で調整可能であり、本例では、９０～１３０μｍの範囲に調整されている。ウレタンシート２がポリウレタン発泡体をスライスすることで形成されているため、研磨面Ｐでは発泡３の一部が開口しており、開孔４が形成されている。開孔４が発泡３の開口で形成されるため、開孔４の平均孔径が９０～１３０μｍの範囲となる。ウレタンシート２の内部で近接して形成された発泡３は、分散液中の水と整泡剤との作用により連通しており、連通した発泡３の間には連通孔９が形成されている。ウレタンシート２の厚みａは、ポリウレタン発泡体のスライス時に調整することができ、本例では、０．５～１．５ｍｍの範囲に調整されている。
　ウレタンシート２では、かさ密度が０．３０～０．８０ｇ／ｃｍ３の範囲、ショアＡ硬度が７５～９５度の範囲にそれぞれ調整されている。また、ウレタンシート２では、研磨面Ｐに開孔４が形成されているため、発泡３の間に形成された連通孔９を研磨面Ｐ側から確認することができる。連通孔９は、研磨面Ｐ側から観察したときに単位面積あたり８００個／ｃｍ２以上、２０００個／ｃｍ２以下の割合で形成されている。なお、連通孔９は、開孔４の内部に、直径２０μｍ以下の針穴状（ピンホール状）に形成された孔として観察される。
　ここで、連通孔９の果たす役割について説明する。従来乾式成型法で形成されるポリウレタン発泡体では、ポリウレタン自体が疎水性を有するうえに、発泡が独立状に形成された発泡構造を有するため、水（例えば、研磨液）には馴染み難いものである。これに対して、ウレタンシート２では、連通孔９が形成されたことで、研磨面Ｐの開孔４から連通孔９、発泡３を通じて水の移動が可能となる。連通孔９の形成割合が増加するにつれて、水への馴染みがよくなり、吸水スピードや吸水率が向上する。この吸水率は、ウレタンシート２を水に浸漬する前後の重量変化の浸漬前の重量に対する百分率で表される。研磨加工の初期における立ち上がりの良さは、水への馴染み易さ、言い換えれば吸水スピードの早さで決定される。また、複数の被研磨物を連続して研磨加工する際には、水への馴染みが良く水分保持率が高い研磨パッドほど安定性に優れている。ウレタンシート２では、水に１時間浸漬したときの吸水率が（３１－１６ａ）％以上、２４時間浸漬したときの吸水率が（５６－２４ａ）％以上を示す。ここで、ａはウレタンシート２の厚み（ｍｍ）を表している。吸水率は、ウレタンシート２の厚みａに影響を受けるため、上述した厚みａの範囲（０．５～１．５ｍｍ）における厚みａと吸水率との関係から好適な範囲を導き出したものである。研磨加工初期の立ち上がりや研磨性能の安定性を考慮すれば、１時間後の吸水率を（３６－１６ａ）％以上、２４時間後の吸水率を（５６－２４ａ）％以上とすることが好ましい。このように吸水率を高めるためには、発泡３の平均孔径を１００～１２０μｍの範囲に調整することが好ましい。保持される水分の量は、発泡の空隙がすべて満たされる量まで高めることができ、例えば、ウレタンシート２のかさ密度が０．４ｇ／ｃｍ３の場合、吸水量を０．６ｇ／ｃｍ３まで高めることができる。
　ウレタンシート２のかさ密度は、研磨特性に大きく影響を与える。かさ密度が０．３０ｇ／ｃｍ３に満たないと、ウレタンシート２の空隙が多くなりすぎるため、耐久性が低下することとなる。反対に、かさ密度が０．８０ｇ／ｃｍ３を超えると、発泡３の個数が少なくなり、ポリウレタン樹脂の壁部分が増加して研磨効率の低下を招く。耐久性や研磨効率の向上を考慮すれば、かさ密度を０．４０～０．６０ｇ／ｃｍ３の範囲とすることが好ましい。また、ウレタンシート２の硬度は、被研磨物（加工面）の平坦性に影響を与える。ショアＡ硬度が７５度に満たないとウレタンシート２が柔らかくなり研磨加工した際の加工面の平坦性を低下させるおそれがあり、反対に、９５度を超えるとスクラッチ（研磨キズ）が多発するため、好ましくない。加工面の平坦性向上を考慮すれば、ショアＡ硬度を８０～９５度の範囲とすることが好ましい。連通孔９については、形成割合が８００個／ｃｍ２に満たないと、水の浸透性が低下し、吸水速度が遅くなり、吸水率も減少するため、好ましくない。反対に、形成割合が２０００個／ｃｍ２を超える場合には、スラリーが研磨パッドの底面（研磨面Ｐと反対の面）側に堆積し、経時的に硬度や密度等の物性が変化するため好ましくない。物性変化の抑制を考慮すれば、連通孔９の形成割合が１０００個／ｃｍ２以下であることが好ましい。
　かさ密度やショアＡ硬度は、ウレタンシート２を構成するポリウレタン樹脂の組成、平均重合度や分子量分布、開孔の形状や分布によっても変化するが、ウレタンシート２の発泡構造と大きく相関する。かさ密度、ショアＡ硬度は、発泡３の大きさ、数量を変えること、換言すれば、分散液中の水の量を変えることで調整することができる。
　また、図１に示すように、研磨パッド１０は、ウレタンシート２の研磨面Ｐと反対側の面に、研磨機に研磨パッド１０を装着するための両面テープ７が貼り合わされている。両面テープ７は、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記する。）製フィルム等の図示を省略した基材の両面にそれぞれ粘着剤層（不図示）が形成されている。両面テープ７は、一面側の粘着剤層でウレタンシート２と貼り合わされており、他面側（図１の最下面側）の粘着剤層が剥離紙８で覆われている。
（製造）
　研磨パッド１０は、図２に示す各工程を経て製造される。すなわち、ポリイソシアネート化合物と、ポリオール化合物と、予めポリオール化合物に水と整泡剤とを分散希釈させた分散液と、ポリアミン化合物とをそれぞれ準備する準備工程、予めポリイソシアネート化合物およびポリオール化合物を反応させてイソシアネート基含有化合物を生成し、得られたイソシアネート基含有化合物、分散液、ポリアミン化合物の各成分を混合して混合液を調製する混合工程、混合液を型枠に注型し型枠内で発泡、硬化させてポリウレタン発泡体を形成する硬化成型工程、ポリウレタン発泡体をシート状にスライスし裁断して複数枚のシートを形成するスライス・裁断工程、ウレタンシート２と両面テープ７とを貼り合わせ研磨パッド１０を形成するラミネート工程を経て製造される。以下、工程順に説明する。
（準備工程）
　準備工程では、ポリイソシアネート化合物と、ポリオール化合物と、分散液と、ポリアミン化合物とをそれぞれ準備する。準備するポリイソシアネート化合物としては、分子内に２つ以上のイソシアネート基を有していれば特に制限されるものではない。例えば、分子内に２つのイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物としては、ｍ－フェニレンジイソシアネート、ｐ－フェニレンジイソシアネート、２，６－トリレンジイソシアネート（２，６－ＴＤＩ）、２，４－トリレンジイソシアネート（２，４－ＴＤＩ）、ナフタレン－１，４－ジイソシアネート、ジフェニルメタン－４，４’－ジイソシアネート、３，３’－ジメトキシ－４，４’－ビフェニルジイソシアネート、３，３’－ジメチルジフェニルメタン－４，４’－ジイソシアネート、キシリレン－１，４－ジイソシアネート、４，４’－ジフェニルプロパンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、プロピレン－１，２－ジイソシアネート、ブチレン－１，２－ジイソシアネート、シクロヘキシレン－１，２－ジイソシアネート、シクロヘキシレン－１，４－ジイソシアネート、ｐ－フェニレンジイソチオシアネート、キシリレン－１，４－ジイソチオシアネート、エチリジンジイソチオシアネート等を挙げることができる。これらのジイソシアネート化合物の２種以上を併用してもよく、分子内に３つ以上、例えば、３つのイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物を用いてもよい。ウレタンシート２のショアＡ硬度を上述した範囲に調整することを考慮すれば、２，６－ＴＤＩや２，４－ＴＤＩのトリレンジイソシアネートが、少なくとも５０重量％含まれていることが好ましい。
　一方、ポリオール化合物としては、ジオール化合物、トリオール化合物等の化合物であればよく、例えば、エチレングリコール、ブチレングリコール等の低分子量のポリオール化合物、および、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）等のポリエーテルポリオール化合物、エチレングリコールとアジピン酸との反応物やブチレングリコールとアジピン酸との反応物等のポリエステルポリオール化合物、ポリカーボネートポリオール化合物、ポリカプロラクトンポリオール化合物等の高分子量のポリオール化合物のいずれも使用することができる。また、これらのポリオール化合物の二種以上を併用してもよい。
　また、分散液の調製に用いられるポリオール化合物は、イソシアネート基含有化合物のイソシアネート基と反応することで、研磨加工時の溶出、ひいては、研磨性能に対する悪影響を抑制することができる。分散液では、発泡に関与しないポリオール化合物に水および整泡剤が分散されることで、次工程の混合工程で水、整泡剤の混合斑を低減する役割を果たす。ポリオール化合物としては、ジオール化合物、トリオール化合物等の化合物であればよく、例えば、エチレングリコール、ブチレングリコール等の低分子量のポリオール化合物、ＰＴＭＧ、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）等の高分子量のポリオール化合物のいずれも使用することができる。イソシアネート基含有化合物やポリアミン化合物の溶液の粘度と同程度にすることで混合工程において水の分散を均一化しやすくなるため、数平均分子量５００～３０００のポリオール化合物を用いることが好ましい。本例では、数平均分子量約１０００のＰＴＭＧを使用する。分散液の調製時には、一般的な攪拌装置を使用して攪拌混合すればよく、水および整泡剤が略均等に分散希釈されていればよい。
　分散液に分散させる水としては、特に制限はないが、不純物等の混入を回避するため、蒸留水を使用することが好ましい。また、分散液に対する水の配合割合は、３．００～３．７５重量％の範囲に調整する。
　一方、分散液に分散させる整泡剤は、得られるポリウレタン発泡体に形成される連通孔９の割合を調整する役割を果たす。すなわち、整泡剤は、その種類によって、分散力、ポリオール化合物への相溶性、発泡の安定化力が異なるため、整泡剤の種類や添加量をコントロールすることで、連通孔９の形成割合を調整することが可能である。連通孔９の形成に好適な整泡剤としては、シリコン系界面活性剤を挙げることができるが、とりわけ、シリコン系ノニオン界面活性剤であって、活性水素基を有していないものを使用することが好ましい。シリコン系ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリエーテル変性シリコーン、すなわち、ポリオキシアルキレン・ジメチルポリシロキサン・コポリマを挙げることができる。ポリエーテル変性シリコーンを構成するポリエーテルとしては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、これらの共重合体等を例示することができる。このようなシリコン系ノニオン界面活性剤の整泡剤として、具体的には、シリコン整泡剤ＳＨ－１９０、ＳＨ－１９２、ＳＨ－１９３（東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製）、Ｌ－５３４０（日本ユニカー株式会社製）等を例示することができる。
　分散液に対する整泡剤の添加量は、発泡剤として配合される水の添加量により調整され、水の１重量部に対して上述した整泡剤ＳＨ－１９３を０．１５～０．６５重量部の範囲とすることが好ましい。水に対する整泡剤の添加量が０．１５重量部未満ではポリウレタン樹脂に対する分散液の分散性が悪化し、発泡形状および発泡の分布にムラが生じ、上述した発泡構造を有するポリウレタン発泡体が得られなくなる。反対に、添加量が０．６５重量部を超えるとポリウレタン発泡体に形成される連通孔９が減少し、水に対する馴染みが悪くなる結果となる。発泡構造がかさ密度やショアＡ硬度の物性と相関することから、物性と水に対する馴染みとをバランスよく確保することを考慮すれば、整泡剤を水の１重量部に対して、０．３～０．５重量部の範囲で配合することが好ましい。
　準備工程で準備するポリアミン化合物は、イソシアネート基含有化合物のイソシアネート基と反応する。ポリアミン化合物としては、脂肪族や芳香族のポリアミン化合物を使用することができるが、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン－４，４’－ジアミン、３，３’－ジクロロ－４，４’－ジアミノジフェニルメタン（以下、ＭＯＣＡと略記する。）、ＭＯＣＡと同様の構造を有するポリアミン化合物等を挙げることができる。また、ポリアミン化合物が水酸基を有していてもよく、このようなアミン系化合物として、例えば、２－ヒドロキシエチルエチレンジアミン、２－ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ－２－ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ－２－ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、２－ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ－２－ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等を挙げることができる。これらの化合物の２種以上を併用してもよい。ポリアミン化合物として、本例では、ＭＯＣＡが約１２０℃に加熱し溶融させた状態で用いられる。
（混合工程、硬化成型工程）
　図２に示すように、混合工程では、準備工程で準備したポリイソシアネート化合物と、ポリオール化合物とを反応させることでイソシアネート基含有化合物、すなわち、イソシアネート末端ウレタンプレポリマ（以下、単に、プレポリマと略記する。）を生成させる。得られたプレポリマと、準備工程で準備した分散液およびポリアミン化合物とを混合し、混合液を調製する。硬化成型工程では混合工程で調製された混合液を型枠に注型し、型枠内で発泡、硬化させてポリウレタン発泡体を成型する。本例では、混合工程、硬化成型工程を連続して行う。
　プレポリマを生成させるときは、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基のモル量をポリオール化合物の水酸基のモル量より大きくする。また、使用するプレポリマは、粘度が高すぎると、流動性が悪くなり混合時に略均一に混合することが難しくなる。温度を上昇させて粘度を低くするとポットライフが短くなり、却って混合斑が生じて得られるポリウレタン発泡体に形成される発泡３の大きさにバラツキが生じる。反対に粘度が低すぎると混合液中で気泡が移動してしまい、ポリウレタン発泡体に略均等に分散した発泡３を形成することが難しくなる。このため、プレポリマは、温度３０～８０℃における粘度を２０００～２００００ｍＰａ・ｓの範囲に設定することが好ましい。例えば、プレポリマの分子量（重合度）を変えることで粘度を設定することができる。プレポリマは、３０～８０℃程度に加熱され流動可能な状態とされる。
　図３に示すように、混合工程では混合機２０で混合液を調製し、硬化成型工程では調製された混合液を混合機２０から連続して型枠２５に注型し、硬化させることによりポリウレタン発泡体を成型する。混合機２０は、攪拌翼１４が内蔵された混合槽１２を備えている。混合槽１２の上流側には、第１成分としてプレポリマ、第２成分としてポリアミン化合物、第３成分として分散液をそれぞれ収容した供給槽が配置されている。第１成分のプレポリマ、第２成分のＭＯＣＡに代表されるポリアミン化合物の多くがいずれも常温で固体または流動しにくい状態のため、それぞれの供給槽は各成分が流動可能となるように加温されている。各供給槽からの供給口は混合槽１２の上流端部に接続されている。攪拌翼１４は混合槽１２内の略中央部で上流側から下流側までにわたって配置された回転軸に固定されている。型枠２５の大きさは、本例では、１０５０ｍｍ（長さ）×１０５０ｍｍ（幅）×５０ｍｍ（厚さ）に設定されている。
　各供給槽から第１成分、第２成分、第３成分をそれぞれ混合槽１２に供給し、攪拌翼１４により均一となるように混合する。混合機２０の回転軸の回転に伴い攪拌翼１４が回転し、各成分を剪断するようにして混合する。このとき、攪拌翼１４の剪断速度、剪断回数を調整することで、各成分が略均等に混合され混合液が調製される。攪拌翼１４の剪断速度が小さすぎると、得られるポリウレタン発泡体に形成される発泡３の大きさが大きくなりすぎる。反対に剪断速度が大きすぎると、攪拌翼１４および混合液間の摩擦による発熱で温度が上昇し粘度が低下するため、混合液中で生じた気泡が（成型中に）移動してしまい、得られるポリウレタン発泡体に形成される発泡３の分散状態にバラツキが生じやすくなる。一方、剪断回数が少なすぎると生じる気泡の大きさにムラ（バラツキ）が生じやすく、反対に多すぎると温度上昇で粘度が低下し、発泡３が略均等に形成されなくなる。このため、混合工程では、剪断速度を９，０００～４１，０００／秒の範囲、剪断回数を３００～１０，０００回の範囲に設定し、混合する。混合機２０での混合時間（滞留時間）は、混合液の流量（最大１リットル／ｓｅｃ）にもよるが、およそ１秒程度である。すなわち、例えば、型枠２５に１００ｋｇ程度の混合液を注液するのに要する時間はおよそ１～２分程度となる。なお、剪断速度、剪断回数は次式により求めることができる。すなわち、剪断速度（／秒）＝攪拌翼１４の翼先端の直径（ｍｍ）×円周率×攪拌翼１４の回転数（ｒｐｍ）÷６０÷攪拌翼１４の翼先端と混合槽１２の内壁とのクリアランス（ｍｍ）、剪断回数（回）＝攪拌翼１４の回転数（ｒｐｍ）÷６０×混合槽１２中での混合液の滞留時間（秒）×攪拌翼１４の翼の数、により求めることができる。
　硬化成型工程で、得られた混合液を混合槽１２の下流端部に配置された排出口から型枠２５に注型する。型枠２５に混合液を注液するときは、混合機２０からの混合液を混合槽１２の排出口から排出し、例えばフレキシブルパイプを通じて、型枠２５の対向する２辺間（例えば、図３の左右間）を往復移動する断面三角状の図示しない注液口に導液する。注液口を往復移動させながら、排出口の端部（フレキシブルパイプの端部）を注液口の移動方向と交差する方向に往復移動させる。混合液は、型枠２５に略均等に注液される。注液された混合液を型枠２５内で反応硬化させブロック状のポリウレタン発泡体を形成させる。このとき、プレポリマとポリオール化合物、ポリアミン化合物との反応によりプレポリマが架橋硬化する。この架橋硬化の進行と同時に、プレポリマのイソシアネート基と分散液に分散希釈された水とが反応することで、二酸化炭素が発生する。架橋硬化が進行しているため、発生した二酸化炭素が外部に抜け出すことなく、発泡３が形成される。
　整泡剤に用いたシリコン系界面活性剤の主骨格であるポリジメチルシロキサンは、比較的低い表面張力を示す。ポリウレタン発泡系における整泡剤の役割は、このポリジメチルシロキサンの特性がベースとなっている。シリコン系界面活性剤は、ポリウレタン発泡系において、非シリコン系界面活性剤より優れた表面活性効果を示す。整泡剤のポリウレタン発泡系に対する寄与は、低粘度域での撹拌力の補助と、反応が進行した際の高粘度域での泡の安定化とに大別される。撹拌力の補助は、原料成分を混合・乳化すること、および、巻き込みガスを分散させることを意味している。一方、泡の安定化は、泡の合一を抑制すること、および、膜を安定化させることを意味している。泡の合一抑制では表面張力の調整により、膜の安定化では動的表面張力・表面弾性・表面粘性の調整により効果を与える。従って、攪拌力の補助効果が大きくなり、生じた泡の安定化が少なくなる条件を選定することで、連通孔９の形成割合を増加させることができる。この条件は、発泡剤として配合した水の添加量、整泡剤の種類や添加量にあわせて選定される。
（スライス・裁断工程）
　図２に示すように、スライス・裁断工程では、硬化成型工程で得られたポリウレタン発泡体をシート状にスライスし、円形等の所望の形状、サイズに裁断して複数枚のシートを形成する。スライスには、一般的なスライス機を使用することができる。スライス時にはポリウレタン発泡体の下層部分を保持し、上層部から順に所定厚さにスライスする。スライスする厚さは、本例では、０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲に設定されている。また、本例で用いた厚さが５０ｍｍの型枠２５で成型したポリウレタン発泡体では、例えば、上層部および下層部の約１０ｍｍをキズ等の関係から使用せず、中央部の約３０ｍｍ分から２０～６０枚のシート状にスライスする。裁断時には、所望の形状の型で打ち抜いてもよく、裁断機で裁断してもよい。硬化成型工程で内部に発泡３が略均等に形成されたポリウレタン発泡体が得られるため、スライス・裁断工程で形成される複数枚のシートでは、表面に形成された開孔４の平均孔径がいずれも９０～１３０μｍの範囲となる。開孔４の平均孔径が９０μｍを下回ると、研磨加工時に研磨液中の砥粒等が目詰まりしやすくなるため、研磨パッドの寿命低下を招きやすく、反対に１３０μｍを上回ると、略均一な孔径の制御が難しくなる。
（ラミネート工程）
　ラミネート工程では、ウレタンシート２の研磨面Ｐと反対側の面に、両面テープ７を一面側の粘着剤層で貼り合わせる。そして、汚れや異物等の付着がないことを確認する等の検査を行い研磨パッド１０を完成させる。
（研磨加工）
　被研磨物の研磨加工を行うときは、被研磨物の片面を研磨加工する片面研磨機や両面を同時に研磨加工する両面研磨機を用いることができる。片面研磨機を用いるときは、研磨定盤に研磨パッド１０を装着する。研磨定盤に研磨パッド１０を装着するときは、剥離紙８を取り除き、露出した粘着剤層で研磨定盤に接着固定する。研磨定盤と対向するように配置された保持定盤に保持させた被研磨物を研磨面Ｐ側へ押圧すると共に、外部からスラリー（砥粒を含む研磨液）を供給しながら研磨定盤ないし保持定盤を回転させることで、被研磨物の加工面を研磨加工する。一方、両面研磨機を用いるときは、対向配置された２つの定盤にそれぞれ研磨パッド１０を装着する。定盤間に被研磨物を配し、スラリーを供給しながら、少なくとも一方の定盤を回転させることで、被研磨物を研磨加工する。研磨加工時には、スラリーが、開孔４に保持されつつ、発泡３、連通孔９を通じて移動し、加工面全体に略均等に供給される。なお、通常、研磨液の媒体としては水が使用されるが、アルコール等の有機溶剤を混合することも可能である。また、酸やアルカリ等を添加することで化学的作用による研磨加工もできる。
（作用等）
　次に、本実施形態の研磨パッド１０の作用等について、発泡３が連通孔９で連通した発泡構造を有するウレタンシート２の作用を中心に説明する。
　従来研磨加工では、乾式成型法により形成された独立発泡構造を有し研磨面に開孔が形成された研磨パッドが用いられている。研磨加工時には、研磨液が被研磨物および研磨パッド間に供給されるが、この研磨液が研磨面に形成された開孔に保持されつつ被研磨物の加工面に供給される。ところが、ポリウレタン樹脂が疎水性を有することから、研磨液の供給性や保持性が不十分となることがある。また、開孔が砥粒や研磨加工に伴い生じた研磨屑で目詰まりを起こすことがある。スラリーの供給性や保持性が不十分な場合は、研磨レートが低下するうえに、被研磨物の表面を均一に研磨加工することが難しくなり、表面形状の悪化を招く。研磨加工の初期においては、ポリウレタン樹脂が疎水性を有することで研磨液と馴染みにくいために研磨パッドの立ち上がりが遅くなる。さらには、開孔の目詰まりも早くなり、加工面に研磨傷（スクラッチ）が生じ平坦性を損なうばかりではなく、研磨パッドの寿命を低下させることにもなる。開孔の目詰まりが生じたときは、研磨加工を中断し、研磨面をドレス処理する。ドレス処理では、目詰まりの生じた表層を除去することで新しい表層を露出させるため、研磨性能を回復させることができる。ところが、研磨加工を中断することで効率を低下させるうえ、ドレス処理の前後で研磨レート等が変わるため、安定した研磨加工が難しくなる。原料を定めポリウレタン樹脂に親水性基を導入することで研磨パッド自体に親水性を付与する技術もあるが、特定のポリオール化合物や親水性基を用いる必要があるうえ、親水性基を導入することで研磨パッド自体がスラリーにより膨潤し経時的に変化してしまうため、被研磨物の平坦性や研磨性能の安定化が十分とはいえない。本実施形態は、これらの問題を解決することができる研磨パッドである。
　本発明者らは、研磨パッド（乾式成型法によるウレタンシート）とスラリーとの馴染みを改善するために、鋭意検討した結果、親水性基の導入や親水性の添加剤等でウレタン素材を変化させることなく、発泡構造を最適化することで、吸水性を向上させることができることを見出した。すなわち、ウレタンシートのかさ密度、発泡径および発泡形状を調整するために配合する水に対して、整泡剤の種類や配合割合を調整することにより、本来乾式成型法により独立状に形成される発泡間に連通孔を形成し、スラリーの供給性や保持性を改善することができることを見出した。
　本実施形態では、研磨パッド１０を構成するウレタンシート２に形成された発泡３が連通孔９により連通している。このため、研磨面Ｐ側に供給される研磨液は、発泡３が開口した開孔４から、連通孔９、発泡３を通じて移動する。すなわち、研磨面Ｐで開口している発泡３だけではなくそれに連通している発泡３により研磨液の供給および保持が可能となり、研磨液の供給性および保持性が従来品と比較して格段に向上する。これにより、研磨初期の段階より研磨液の供給性および保持性を向上させ、研磨パッドの立ち上がりを大幅に改善することができる。また、研磨加工時には、研磨面Ｐが摩耗することにより適時再生されるため、開孔４の目詰まりが抑制される。このため、研磨液が保持されつつ加工面全体に供給されるので、研磨性能の安定化を図ることができる。
　また、本実施形態では、ウレタンシート２のかさ密度が０．３～０．８ｇ／ｃｍ３の範囲に調整されている。かさ密度は、原料の仕込み量や発泡径等によって左右されるが、高くなりすぎると発泡径が小さくなる傾向がある。条件設定により発泡径を変化させることなく高密度化することも可能であるが、この場合はポリウレタン樹脂の壁部が厚くなり、研磨レートの低下やスクラッチの増加につながるおそれがある。反対に、かさ密度が低くなりすぎると、強度低下による悪影響や、研磨加工時の平坦性悪化を惹起するため好ましくない。従って、かさ密度を上述した範囲に調整することで、研磨レートの低下や被研磨物の平坦性悪化を抑制することができる。
　更に、本実施形態では、ウレタンシート２が連通孔９で連通した発泡３が形成された発泡構造をとり、研磨面Ｐから観察したときに、１ｃｍ２の範囲内に８００個以上、２０００個以下の割合で連通孔９が形成されている。この連通孔９を通じて研磨液や水が浸透するため、研磨パッド１０の水に対する馴染みが良化され、吸水性を高めることができる。連通孔９の形成割合が８００個／ｃｍ２に満たないと吸水性が不十分となり水に対する馴染みを良化することが難しくなる。反対に、形成割合が２０００個／ｃｍ２を超えると、スラリーが研磨パッドの底面側に堆積し、経時的に硬度や密度等の物性が変化するため好ましくない。このような連通孔９が形成されているため、ウレタンシート２の吸水性としては、ウレタンシート２の厚みをａ（ｍｍ）としたときに、水に１時間浸漬したときの吸水率が（３１－１６ａ）％以上、２４時間浸漬したときの吸水率が（５６－２４ａ）％以上を示す。従って、吸水性が高まることで研磨液の循環保持性を確保することができ、研磨性能を向上させることができる。
　また更に、本実施形態では、分散液中の整泡剤の量を、分散液中の水の１重量部に対して０．１５～０．６５重量部の割合とすることで、ポリウレタン樹脂中に発泡をほぼ一様に分布させながら、直径２０μｍ以下の連通孔９が８００個／ｃｍ２以上、２０００個／ｃｍ２以下の割合で形成された発泡３を形成させることができる。換言すれば、水に対する整泡剤の量を上述した範囲とすることで、研磨パッドの物性を変えることなく吸水性を向上させることができ、例えば、高硬度を保ちつつ吸水性を有する研磨パッドを製造することができる。これにより、得られた複数枚のウレタンシート２では、研磨加工時に研磨液が開孔４に保持されつつ、研磨屑が開孔４に収容されるので、研磨効率の向上を図ることができる。
　なお、本実施形態では、特に具体的化合物を例示していないが、プレポリマの調製に用いるポリイソシアネート化合物にトリイソシアネート化合物を配合するようにしてもよい。トリイソシアネート化合物を配合することでポリウレタン発泡体が硬くなり、靭性を下げることができ、ドレス性を向上させることができる。この場合、配合するトリイソシアネート化合物の割合を重量比で０．３～０．８程度とすることが好ましい。また、ポリイソシアネート化合物がトリレンジイソシアネートを含むようにすることが好ましく、その配合割合としては少なくとも５０重量％とすることが好ましい。更に、プレポリマの調製に用いるポリオール化合物にＰＴＭＧを用いる例を示したが、ＰＴＭＧ以外のポリオール化合物を混合して用いてもよい。この場合、ＰＴＭＧの配合割合を少なくとも５０重量％とすることが好ましい。
　また、本実施形態では、プレポリマとして、ポリオール化合物とジイソシアネート化合物とを反応させたイソシアネート末端ウレタンプレポリマを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリオール化合物に代えて水酸基やアミノ基等を有する活性水素化合物を用い、ジイソシアネート化合物に代えてポリイソシアネート化合物やその誘導体を用い、これらを反応させることで得るようにしてもよい。また、多種のイソシアネート末端プレポリマが市販されていることから、市販のものを使用することも可能である。また、本実施形態では、ポリオール化合物に水および整泡剤を分散希釈した分散液を調製する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、分散液がポリオール化合物、水および整泡剤以外に、例えば、硬化成型に際し必要な添加剤やフィラー等の成分を含むようにしてもよい。この分散液では、発泡に関与しないポリオール化合物に水、整泡剤を分散させたため、混合工程における水、整泡剤の混合斑を低減する役割を果たす。ポリオール化合物以外の液体を用いることも可能であるが、そのような液体が研磨時に溶出して研磨特性に悪影響を及ぼす可能性のあることを考慮すれば、ポリオール化合物を用いることが好ましい。
　更に、本実施形態では、かさ密度を０．３０～０．８０ｇ／ｃｍ３の範囲、ショアＡ硬度を７５～９５度の範囲に調整する例を示したが、本発明はこれらに限定されるものではない。研磨パッド１０がシリコンウエーハの一次研磨に用いられることから、これらの範囲とすることが好ましいが、研磨加工の対象とする被研磨物の特性や要求される研磨精度等により適宜変えるようにしてもよい。
　また更に、本実施形態では、特に言及していないが、研磨液の供給や研磨屑の排出を考慮して研磨面Ｐ側に溝加工やエンボス加工を施すようにしてもよい。溝の形状については、放射状、格子状、螺旋状等のいずれでもよく、断面形状についても矩形状、Ｕ字状、Ｖ字状、半円状のいずれでもよい。溝のピッチ、幅、深さについては、研磨屑の排出や研磨液の移動が可能であればよく、特に制限されるものではない。エンボス加工についても、特に制限のないことはもちろんである。
　更にまた、本実施形態では、特に言及していないが、ウレタンシート２が、少なくとも一部に、被研磨物の研磨加工状態を光学的に検出するための光透過を許容する光透過部を有するようにしてもよい。この場合、光透過部がウレタンシート２の厚み方向の全体にわたり貫通するように形成することが好ましい。このようにすれば、例えば、研磨機側に備えられた発光ダイオード等の発光素子、フォトトランジスタ等の受光素子により、研磨加工中に光透過部を通して被研磨物の加工面の研磨加工状態を検出することができる。これにより、研磨加工の終点を適正に検出することができ、研磨効率の向上を図ることができる。
　また、本実施形態では、混合工程で混合機２０、スライス工程でスライス機を使用する例を示したが、混合機やスライス機には特に制限はなく、通常使用される混合機、スライス機を使用することができる。また、本実施形態では、直方体状の型枠２５を例示したが、本発明は型枠の形状や大きさに制限されるものではない。例えば、円柱状等の型枠を使用してもよく、混合液の粘性を考慮すれば、型枠を使用せずに発泡体を形成するようにしてもよい。
　以下、本実施形態に従い製造した研磨パッド１０の実施例について説明する。なお、比較のために製造した比較例についても併記する。
（実施例１）
　実施例１では、第１成分のプレポリマとして２，４－ＴＤＩと数平均分子量約１０００のＰＴＭＧおよびジエチレングリコールとを反応させることで得られたプレポリマを５５℃に加熱し減圧下で脱泡して用いた。このプレポリマでは、イソシアネート含有量が９．６％であった。第２成分のＭＯＣＡは１２０℃で溶融させ、減圧下で脱泡した。第３成分の分散液は、数平均分子量約１０００のＰＴＭＧ、水、触媒（トヨキャットＥＴ、東ソー株式会社製）、シリコン系界面活性剤（ＳＨ－１９３、東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製）を２．５／０．１／０．０５／０．０５の割合で配合した。この分散液では、シリコン系界面活性剤の配合割合が、水１重量部あたりに換算すると、０．５重量部となる。第１成分、第２成分、第３成分を減圧下で脱泡した後、７９．０／１８．３／２．７の割合となるように混合槽１２に供給した。得られた混合液を型枠２５に注型し硬化させた後、形成されたポリウレタン発泡体を型枠２５から抜き出した。この発泡体を厚さ１．３ｍｍのシート状にスライスし、直径８００ｍｍの円形状に切り出したウレタンシート２を用いて実施例１の研磨パッドＡを製造した。
（実施例２）
　実施例２では、シリコン系界面活性剤（ＳＨ－１９３）の添加比率を０．０３とした以外は実施例１と同様にして作製したウレタンシート２を用いて実施例２の研磨パッドＢを製造した。このとき、シリコン系界面活性剤の配合割合は、水１重量部あたりに換算すると、０．３重量部となる。
（比較例１）
　比較例１では、シリコン系界面活性剤（ＳＨ－１９３）の添加比率を０．１５とした以外は実施例１と同様にして作製したウレタンシートを用いて比較例１の研磨パッドＣを製造した。このとき、シリコン系界面活性剤の配合割合は、水１重量部あたりに換算すると、１．５重量部となる。
（比較例２）
　比較例２では、シリコン系界面活性剤（ＳＨ－１９３）の添加比率を０．０１とした以外は実施例１と同様にして作製したウレタンシートを用いて比較例２の研磨パッドＤを製造した。このとき、シリコン系界面活性剤の配合割合は、水１重量部あたりに換算すると、０．１重量部となる。
（評価１）
　各実施例および比較例の研磨パッドを構成するウレタンシートについて、かさ密度、ショアＡ硬度、発泡３の平均孔径、連通孔９の数、吸水率（１時間後、２４時間後）を測定した。かさ密度の測定では、試料片（１０ｃｍ×１０ｃｍ）を切り出し、電子天秤（型式メトラ－ＡＪ－１８０）にて重量Ｗ０を測定し、ダイアルゲージにて厚さｔを測定した。厚さｔおよび重量Ｗ０から、かさ密度（ρ）＝Ｗ０／ｔ／１０によりかさ密度を算出した。ショアＡ硬度の測定では、かさ密度の測定と同様に切りだした試料の複数枚を厚さが４．５ｍｍ以上となるように重ね、Ａ型硬度計（日本工業規格ＪＩＳ　Ｋ　７３１１）にて測定した。例えば、１枚の試料片の厚さが１．３ｍｍの場合は、４枚の試料を重ねて測定した。発泡３の平均孔径の測定では、ウレタンシートの断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、発泡３の孔径を計測し平均値を求めた。連通孔９の数の測定では、ＳＥＭにて試料表面を５０倍に拡大して５ｍｍ２の視野のＳＥＭ画像を撮影し、そのＳＥＭ画像中の発泡３の内部に見える連通孔９の個数をカウントする。試料の１０箇所についてＳＥＭ画像からカウントした連通孔９の数を合計し、１ｃｍ２あたりに換算した個数を算出した。吸水率（％）の測定では、３ｃｍ×１０ｃｍにカットした試料片の重量を測定しておき、２０℃の水に浸漬する。１時間および２４時間後に試料をピンセットで持ち上げ５秒後に重量を測定した。浸漬前後の重量から、吸水率（％）＝（浸漬後重量－浸漬前重量）／浸漬前重量×１００により吸水率を算出した。かさ密度、ショアＡ硬度、発泡３の平均孔径、連通孔９の数、吸水率の測定結果を下表１に示す。なお、表１において、密度はかさ密度を示し、発泡径は発泡３の平均孔径を示し、連通孔は連通孔９の数を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、各実施例および比較例ともに、ウレタンシートの形成時にシリコン系界面活性剤を添加したことで連通孔が形成されることが判った。図４に示すように、実施例１のウレタンシート２では、ほぼ球状の発泡３に連通孔９が形成されていることが判った。また、いずれのウレタンシートについても、かさ密度が０．３０～０．８０ｇ／ｃｍ３の範囲、ショアＡ硬度が７５～９５度の範囲、発泡３の平均孔径が９０～１３０μｍの範囲を示した。ところが、連通孔９の数については、整泡剤の添加比率により大きく異なる数値を示した。すなわち、添加比率を大きくした比較例１、添加比率を小さくした比較例２のウレタンシートではいずれも８００個／ｃｍ２に満たない数値を示したのに対して、水比率０．１に対する整泡剤の添加比率を０．０１５～０．０６５の範囲である０．０５、０．０３にそれぞれ調整した実施例１、実施例２のウレタンシートでは、８００個／ｃｍ２を超える８５０個／ｃｍ２、９０５個／ｃｍ２をそれぞれ示した。このことから、シリコン系界面活性剤の整泡剤の添加比率を水１重量部に対して０．３～０．５重量部の範囲に設定することで、連通孔９の形成割合を高めることのできることが明らかとなった。なお、水の１重量部に対するシリコン系界面活性剤の配合割合を、０．１５～０．６５重量部の範囲とすることで、連通孔９の形成割合を８００～２０００個／ｃｍ２の範囲に調整可能なことを確認している。
（評価２）
　また、各実施例および比較例の研磨パッドについて、以下の研磨条件にてシリコンウエーハの研磨加工を行い研磨性能を評価した。すなわち、研磨装置の上下定盤に研磨パッドをそれぞれ貼り付け、各水準のシリコンウエーハの各１００枚について研磨加工を行い、平坦度を測定した。平坦度の測定では、平坦度測定装置（黒田精工社製、Ｎａｎｏｍｅｔｏｒｏ３００ＴＴ－Ａ）を用い、Ｅｄｇｅ　Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎを２ｍｍ、Ｓｉｔｅ－ＦｌａｔｎｅｓｓのＣｅｌｌサイズを２６ｍｍ×８ｍｍ、Ｃｅｌｌレイアウトを０ｍｍ×０ｍｍに設定した。平坦度パラメータは、ＳＥＭＩ規格に示される、ＧＢＩＲ／ＳＦＱＲ（ｍａｘ）／ＳＢＩＲ（ｍａｘ）とした。ＧＢＩＲ（global backsurface-referenced ideal plane/range）は、半導体ウェーハの表側の面全体について裏側の面を基準とする理想平面からの正と負の偏差の範囲のことであり、周縁部を除いて画定される全ウェーハ表面に関する平坦性の評価に使用される。ＳＦＱＲ（site front surface referenced least
squares/range）は、規定された寸法の面について最小２乗誤差により定義された表側からの正および負の偏差の範囲のことであり、ＳＦＱＲ（ｍａｘ）の値が所与のウェーハ上の部品領域全部のＳＦＱＲの最大値を表している。ＳＢＩＲ（site backsurface-reference ideal plane/range）は、部品領域の全厚さ偏差に対応する裏面を基準とした局所厚さ偏差であり、ＳＢＩＲ（ｍａｘ）がＳＢＩＲの最大値を表している。ＳＦＱＲおよびＳＢＩＲはウェーハの或る限定された領域の平坦性に関すものであって、作り込まれる半導体部品の領域に概ね相当する平坦性の評価に使用される。整泡剤の添加比率を０．１５とした研磨パッドＣ（比較例１）で研磨加工したシリコンウエーハの平坦度を基準とし、各研磨パッドで研磨加工したシリコンウエーハの平坦度が基準に対して変化する割合を百分率で求めた。各平坦度パラメータについて、基準に対する変化割合を求めた結果を下表２に示す。
（研磨条件）
　研磨ウェーハ：直径３００ｍｍφシリコンウエーハ
　研磨装置：不二越機械工業社製両面研磨装置
　研磨液：株式会社フジミインコーポレーテッド、コロイダルシリカタイプ
　研磨圧力：１５０ｇ／ｃｍ２
　キャリア：金属製
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、水比率０．１に対するシリコン系界面活性剤の添加比率を０．０１５～０．０６５の範囲とした研磨パッド、すなわち、実施例１の研磨パッドＡ（添加比率：０．０５）と実施例２の研磨パッドＢ（添加比率：０．０３）で研磨加工したシリコンウエーハの平坦度では、形状が安定し高平坦化に改善されることが判明した。これに対して、シリコン系界面活性剤の添加比率を０．０１（０．０１５未満）とした研磨パッドＤ（比較例２）では、シリコンウエーハの平坦度が悪化する傾向を示した。これは、添加比率を小さくしすぎたことで、発泡形成のために配合した水と十分に混合することができず吸水率が低下したためと考えられる。また、測定結果から、吸水率とＳＦＱＲ（ｍａｘ）とが相関関係を示すことが確認できた。
　以上説明したように、乾式成型法によるウレタンシート２の形成時にシリコン系界面活性剤を指定範囲の割合で添加することで、発泡３が連通孔９で連通した発泡構造を形成することができることが判明した。このようなウレタンシート２を用いた研磨パッド１０では、研磨性能を向上させることができ、シリコンウエーハの平坦度を向上させることができることが明らかとなった。
　本発明は研磨液に対する馴染みを向上させ研磨性能の安定化を図ることができる研磨パッド、該研磨パッドの製造方法および該研磨パッドを用いた研磨加工方法を提供するものであるため、研磨パッドの製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。

Claims (10)

  1. 　乾式成型法により多数の気泡が形成され、被研磨物を研磨加工するための研磨面に前記気泡の開孔が形成された樹脂発泡体を有する研磨パッドにおいて、前記樹脂発泡体では近接して形成された前記気泡間に連通孔が形成されており、前記連通孔は前記研磨面側から観察したときに単位面積あたり８００個／ｃｍ２以上の割合で形成されていることを特徴とする研磨パッド。
  2. 　前記連通孔は、前記研磨面側から観察したときに単位面積あたり２０００個／ｃｍ２以下の割合で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
  3. 　前記樹脂発泡体は、厚みａが０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲のシート状に形成されており、２０℃の水に浸漬する前後の重量変化の浸漬前の重量に対する百分率で表される吸水率が、１時間浸漬させたときに（３１－１６ａ）％以上であり、２４時間浸漬させたときに（５６－２４ａ）％以上であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
  4. 　前記樹脂発泡体は、かさ密度が０．３０ｇ／ｃｍ３～０．８０ｇ／ｃｍ３の範囲、ショアＡ硬度が７５度～９５度の範囲、前記研磨面に形成された開孔の平均孔径が９０μｍ～１３０μｍの範囲であることを特徴とする請求項３に記載の研磨パッド。
  5. 　前記樹脂発泡体は、ポリウレタン樹脂で形成されたことを特徴とする請求項４に記載の研磨パッド。
  6. 　請求項１に記載の研磨パッドの製造方法であって、
    　ポリイソシアネート化合物およびポリオール化合物を反応させ得られたイソシアネート基含有化合物、ポリアミン化合物、水および整泡剤の各成分を準備する準備ステップと、
    　前記準備ステップで準備した各成分を略均一に混合した混合液から乾式成型法でポリウレタン発泡体を形成する発泡体形成ステップと、
    　前記発泡体形成ステップで形成されたポリウレタン発泡体をシート状にスライスするスライスステップと、
    を含むことを特徴とする製造方法。
  7. 　前記準備ステップで準備する整泡剤は、シリコン系界面活性剤であり、配合割合が前記水の１重量部に対して０．１５重量部～０．６５重量部の範囲であることを特徴とする請求項６に記載の製造方法。
  8. 　前記シリコン系界面活性剤の配合割合は、前記水の１重量部に対して０．３重量部～０．５重量部の範囲であることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
  9. 　請求項１に記載の研磨パッドを用いた被研磨物の研磨加工方法であって、
    　研磨装置の対向配置された２つの定盤の少なくとも一方に前記研磨パッドを装着し、
    　前記定盤間に前記被研磨物を配し、前記被研磨物および研磨パッド間に砥粒が混合された研磨液を供給しつつ前記定盤の少なくとも一方を回転駆動する、
    ステップを含むことを特徴とする研磨加工方法。
  10. 　前記被研磨物は、シリコンウエーハであることを特徴とする請求項９に記載の研磨加工方法。
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