WO2018186292A1 - 研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法 - Google Patents

研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2018186292A1
WO2018186292A1 PCT/JP2018/013594 JP2018013594W WO2018186292A1 WO 2018186292 A1 WO2018186292 A1 WO 2018186292A1 JP 2018013594 W JP2018013594 W JP 2018013594W WO 2018186292 A1 WO2018186292 A1 WO 2018186292A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polishing
polishing pad
resin
abrasive
polished
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/013594
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
恵介 中瀬
Original Assignee
富士紡ホールディングス株式会社
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 富士紡ホールディングス株式会社 filed Critical 富士紡ホールディングス株式会社
Priority to SG11201909054P priority Critical patent/SG11201909054PA/en
Publication of WO2018186292A1 publication Critical patent/WO2018186292A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a polishing pad, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a polished product.
  • silicon carbide SiC
  • gallium nitride GaN
  • diamond diamond
  • sapphire Al 2 O 3
  • aluminum nitride AlN
  • SiC silicon carbide
  • SiC has excellent physical properties such as three times the band gap and about seven times the dielectric breakdown electric field strength compared to Si semiconductors, and operates at higher temperatures than current silicon semiconductors. It is excellent in that it is excellent in performance, small size, and high energy saving effect.
  • a method using a polishing sheet obtained by printing a polishing layer composition containing abrasive particles on one surface of a base film by screen printing and curing with ionizing radiation for example, Patent Document 1
  • a polishing sheet in which a plurality of polishing structures in which abrasive particles (fixed abrasive grains) having a primary particle diameter of less than 3 ⁇ m are dispersed in a saturated copolymerized polyester resin are used free abrasive grains are used.
  • a method of polishing without using it is known (see, for example, Patent Document 2).
  • the polishing layer has a desired disintegration property, and polishing that is embedded in the polishing layer by polishing the surface of the polishing layer gradually at a desired speed together with polishing. It is conceivable that the particles are newly exposed.
  • the disintegration property of the polishing layer is considered to depend on the volume ratio of the abrasive particles in the polishing layer, and the disintegration property is considered to improve as the volume ratio of the abrasive particles increases.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and by having an appropriate disintegration, a polishing pad capable of maintaining a stable polishing rate, a method for manufacturing the same, and polishing using the polishing pad It aims at providing the manufacturing method of a processed article.
  • the present inventors diligently studied to solve the above problems. As a result, the present inventors have found that the above problem can be solved by using a filler that does not substantially contribute to the polishing of an object to be polished apart from fixed abrasive grains, and have completed the present invention.
  • the present invention is as follows. [1] A substrate and a resin portion disposed on the substrate; The resin portion includes a resin, a rosin compound, and fixed abrasive grains that contribute to the polishing of an object to be polished. Polishing pad. [2] The acid value of the rosin compound is 50 to 200 KOH mg / g. The polishing pad according to [1]. [3] The resin includes an acrylic phenol resin. The polishing pad according to [1] or [2].
  • the fixed abrasive is diamond abrasive, cerium oxide abrasive, alumina abrasive, silicon carbide abrasive, silicon oxide abrasive, zirconia abrasive, iron oxide abrasive, manganese oxide abrasive, magnesium oxide abrasive, calcium oxide Including at least one selected from the group consisting of abrasive grains, barium oxide abrasive grains, zinc oxide abrasive grains, barium carbonate abrasive grains, and calcium carbonate abrasive grains, The polishing pad according to any one of [1] to [3].
  • the content of the resin is 5 to 45% by mass with respect to the total amount of the resin part.
  • the content of the rosin compound is 2.5 to 50% by mass with respect to the total amount of the resin part.
  • the content of the fixed abrasive is 30 to 60% by mass with respect to the total amount of the resin part.
  • the base material includes a polyester film, The polishing pad according to any one of [1] to [7].
  • An adhesive layer is further provided on the side opposite to the resin part of the base material, The polishing pad according to any one of [1] to [8].
  • a polishing pad capable of maintaining a stable polishing rate by having appropriate disintegration, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a polished product using the polishing pad. Can do.
  • the present embodiment a mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings as necessary.
  • the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified.
  • the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
  • the polishing pad of the present embodiment includes a base material and a resin portion disposed on the base material, and the resin portion includes a rosin compound and fixed abrasive grains that contribute to polishing of an object to be polished,
  • FIG. 1 is a schematic front view showing an example of the polishing pad of this embodiment.
  • the polishing pad 10 includes a base material 12 and a resin portion 11 disposed on the base material 12.
  • a plurality of dots by the resin portion 11 are arranged on the surface of the base material 12 to form an uneven pattern (positive pattern).
  • the resin portion 11 may form a concavo-convex pattern together with the substrate 12 as shown in FIG. 1 or may be a uniform layer formed on the substrate surface.
  • the uneven pattern may be a pattern (negative pattern) formed by the resin portion 11 formed so that a uniform layer is punched into dots.
  • the polishing pad of this embodiment may have an adhesive layer described later as necessary.
  • the disintegration property of the resin part is controlled by the presence of the rosin compound (not shown), and the polishing surface of the resin part 11 is improved as the polishing progresses. Gradually, a new polished surface is formed in which the fixed abrasive grains 13 embedded in the resin part 11 are exposed.
  • the resin part has fixed abrasive grains and no rosin compound, and the resin itself has a small disintegration property
  • the fixed abrasive grains protruding from the surface contribute to polishing, but the resin part disintegration property By suppressing this, the fixed abrasive grains inside are hardly exposed on the surface, and the polishing rate can be lowered over time.
  • the resin part has fixed abrasive grains and no rosin compound, and the resin itself is highly disintegratable, the fixed abrasive grains are exposed and detached by the collapse of the resin part.
  • the disintegrated (freed) fixed abrasive grains polish the resin to further promote the collapse of the resin portion, and the decay progresses at an accelerated rate to shorten the life of the polishing pad.
  • a method for controlling the disintegration property of the resin part a method of changing the hardness or brittleness by selecting a resin used for the resin part, or a change of the brittleness of the resin part by increasing the ratio of the fixed abrasive used for the resin part.
  • a method of physically controlling disintegration such as a method of adding a component such as alumina, can be considered.
  • the polishing pad of this embodiment is intended to chemically control the collapse of the resin part by mixing a rosin compound in the resin part, and is required at the time of manufacturing such as screen printing.
  • the disintegration property is moderately controlled without changing the properties of the resin.
  • the disintegration property can be controlled without reducing the polishing rate.
  • Base material Although it does not specifically limit as a base material, polyester-type films, such as a polyethylene terephthalate film, a polypropylene terephthalate film, a polybutylene terephthalate film; A polyethylene (PE) film, a polypropylene (PP) film, an ethylene-propylene copolymer film, etc. A polyolefin-based film; a polyether ether ketone (PEEK) film and a polyphenylene sulfide (PPS) film.
  • the base material is not particularly limited as long as a resin described later can be formed on the upper surface, and a polyester film is preferable from the viewpoint of chemical resistance, heat resistance, economy, and the like.
  • the resin portion is disposed on the base material and includes a rosin compound and fixed abrasive grains that contribute to polishing of the object to be polished.
  • the resin part may contain the resin of a rosin type compound and the filler which is hard to contribute to grinding
  • the fixed abrasive is not particularly limited, for example, diamond abrasive, cerium oxide abrasive, alumina abrasive, silicon carbide abrasive, silicon oxide abrasive, zirconia abrasive, iron oxide abrasive, manganese oxide abrasive, Examples thereof include at least one selected from the group consisting of magnesium oxide abrasive grains, calcium oxide abrasive grains, barium oxide abrasive grains, zinc oxide abrasive grains, barium carbonate abrasive grains, and calcium carbonate abrasive grains. Among these, diamond abrasive grains are preferable. By using such fixed abrasive grains, the polishing rate tends to be further improved.
  • the content of the fixed abrasive is preferably 30 to 60% by mass, more preferably 35 to 55% by mass, and further preferably 40 to 50% by mass with respect to the total amount of the resin part.
  • the content of the fixed abrasive is 30% by mass or more, the polishing rate tends to be further improved.
  • the stability of the polishing rate tends to be further improved.
  • rosin compound Although it does not restrict
  • the main component of rosin acid is a mixture of abietic acid having three ring structures, a conjugated double bond and a carboxyl group, and its isomer, and has a bulky structure rich in reactivity.
  • the composition of the rosin compound can also be defined by the acid value.
  • the acid value of the rosin compound is preferably 50 to 200 KOH mg / g, more preferably 80 to 150 KOH mg / g, and still more preferably 90 to 110 KOH mg / g.
  • the acid value of the rosin compound is 50 KOHmg / g or more, the drying property of the resin part is further improved, and when it is 200 KOHmg / g or less, the occurrence of cracks in the resin part tends to be further suppressed.
  • the content of the rosin compound is preferably 2.5 to 50% by mass, more preferably 5 to 45% by mass, and still more preferably 7.5 to 35% by mass with respect to the total amount of the resin part. It is particularly preferably 10 to 25% by mass.
  • the content of the rosin compound is 2.5% by mass or more, the stability of the polishing rate tends to be further improved. Moreover, it exists in the tendency for a polishing rate to improve more because content of a rosin type compound is 50 mass% or less.
  • the resin part may further contain a resin other than the rosin compound.
  • resin for example, polyurethane-type resins, such as a polyurethane which has an ether or ester bond in a molecule
  • polyurethane-type resins such as a polyurethane which has an ether or ester bond in a molecule
  • Vinyl resins such as vinyl chloride, polyvinyl acetate, and polyvinylidene fluoride
  • acrylic resins and polyurethane resins are preferable, acrylic phenol resins and / or polyurethane acrylates are more preferable, and acrylic phenol resins are more preferable.
  • resin which comprises a resin part may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
  • the content of the resin other than the rosin compound is preferably 0 to 50% by mass, more preferably 5 to 45% by mass, and further preferably 10 to 40% by mass with respect to the total amount of the resin part. Particularly preferred is 15 to 35% by mass.
  • the polishing rate tends to be further improved. Moreover, it exists in the tendency for stability of a polishing rate to improve more because content of resin is 50 mass% or less.
  • the resin portion may further include a filler that does not easily contribute to polishing (hereinafter, also simply referred to as “filler”).
  • the filler is not particularly limited as long as it can be said to be “difficult to contribute to polishing” in relation to the fixed abrasive, and examples thereof include at least one selected from the group consisting of silica and titanium oxide. . By using such a filler, the disintegration property of the resin part tends to be further improved.
  • polishing rate A when using a slurry containing abrasive grains contributing to polishing as free abrasive grains, and a filler that hardly contributes to polishing.
  • the polishing rate B is 0.1 or less when the polishing rate A is 1.
  • the measurement conditions of the polishing rates A and B are the same including the content (mass basis) of the free abrasive grains in the slurry, except that the free abrasive grains are different.
  • the content of the filler is preferably 5 to 35% by mass, more preferably 7.5 to 30% by mass, and further preferably 10 to 25% by mass with respect to the total amount of the resin part.
  • the content of the filler is 5% by mass or more, the disintegration property of the resin part is further increased, and the stability of the polishing rate tends to be further improved.
  • the filler content is 35% by mass or less, the number of fixed abrasive grains is relatively increased, so that the polishing rate tends to be further improved and the life of the polishing pad tends to be further improved.
  • the content of the filler is preferably 10 to 70% by volume, more preferably 20 to 60% by volume, and further preferably 25% with respect to 100% by volume of the total volume of the fixed abrasive and the filler. ⁇ 50% by volume.
  • the content of the filler is 10% by volume or more, the disintegration property of the resin part is further improved, and the stability of the polishing rate tends to be further improved.
  • the filler content is 70% by volume or less, the number of fixed abrasive grains is relatively increased, so that the polishing rate tends to be further improved.
  • the viscosity of the curable composition described later tends to depend on the total volume rather than the total mass of the fixed abrasive grains and the filler.
  • the resin part may be formed as a uniform layer on the surface of the base material, or may be formed alone or together with the base material so as to form a concavo-convex pattern (see FIG. 1).
  • the resin portion forms a regular uneven pattern.
  • the “regular pattern” refers to a pattern obtained by arranging a plurality of small patterns as a unit.
  • the surface of the resin portion opposite to the base material is a polishing surface for polishing the object to be polished.
  • the concavo-convex pattern is not particularly limited as long as it is a pattern having a portion (convex portion) that contacts the object to be polished and a portion (concave portion) that does not contact the object to be polished.
  • a resin portion as shown in FIG.
  • pattern 11 is a positive pattern formed independently on the substrate 12 (pattern having dot-shaped convex portions); a negative pattern in which the resin portion is continuously formed on the substrate (pattern having dot-shaped concave portions)
  • a pattern having a dot-like convex portion or a pattern having a dot-like concave portion is preferable. By having such a concavo-convex pattern, the polishing rate tends to be further improved.
  • the three-dimensional shape of the dot in the case of a pattern having a dot-like convex part is not particularly limited, and for example, hemispherical, substantially hemispherical, spherical cap shape, substantially spherical cap shape, spherical belt shape, substantially spherical belt shape, semi-ellipse Body shape, substantially semi-ellipsoidal shape, columnar shape (columnar shape, substantially cylindrical shape, elliptical columnar shape, substantially elliptical columnar shape, polygonal columnar shape), frustum shape (conical frustum shape, substantially frustum shape, elliptical frustum shape, substantially elliptical frustum shape) Trapezoidal and polygonal frustum-shaped).
  • the frustum shape may be a frustum shape extending from the substrate side toward the polishing surface side, or may be a frustum shape extending from the polishing surface side toward the substrate side.
  • the three-dimensional shape of the space in the concave portion in the case of the pattern having the dot-shaped concave portion can be exemplified by the same shape as the three-dimensional shape in the case of the pattern having the dot-shaped convex portion.
  • the polishing pad of this embodiment may further include an adhesive layer for attaching the polishing pad to the polishing surface plate of the polishing machine on the side opposite to the resin portion of the substrate.
  • the adhesive layer may include an adhesive or a pressure-sensitive adhesive used for a conventionally known polishing pad.
  • the material for the adhesive layer include various thermoplastic adhesives such as acrylic adhesives, nitrile adhesives, nitrile rubber adhesives, polyamide adhesives, polyurethane adhesives, polyester adhesives, and silicone adhesives. Agents.
  • the adhesive layer may be a double-sided tape, for example.
  • the polishing pad of this embodiment may have an anchor layer between the base material and the resin portion.
  • an anchor layer it exists in the tendency which improves the adhesiveness of a base material and a resin part more.
  • a material which comprises an anchor layer For example, an acrylic resin coating agent is mentioned.
  • the manufacturing method of the polishing pad according to the present embodiment has an adhesion step in which a curable composition containing a rosin compound and a fixed abrasive grain that contributes to polishing of an object to be polished is adhered on a substrate.
  • a curable composition containing a rosin compound and fixed abrasive grains that contribute to polishing of the object to be polished is attached onto the substrate.
  • the curable composition may be adhered on the base material so that the resin portion forms a desired uneven pattern.
  • the curable composition may further include a resin of a rosin compound and a filler that hardly contributes to polishing of the object to be polished.
  • the method for attaching the curable composition on the substrate is not particularly limited.
  • a gravure coater method for example, a small diameter gravure coater method, a reverse roll coater method, a transfer roll coater method, a kiss coater method, a die coater method, a screen.
  • Examples thereof include a printing method and a spray coating method.
  • the screen printing method is preferable from the viewpoint of easy formation of a complicated uneven pattern.
  • the curable composition is not particularly limited as long as it contains a rosin-based compound and fixed abrasive grains that contribute to the polishing of the object to be polished, but in addition to this, it contributes to the polishing of resins and objects to be polished. It may also contain fillers that do not.
  • the curable composition includes a photocurable composition containing a photopolymerization initiator and a polymerizable compound, a thermosetting composition containing a thermal polymerization initiator and a polymerizable compound, a thermosetting resin, a UV curable resin, 2
  • a curable composition containing a liquid-mixed curable resin may be used.
  • the curable composition may contain the crosslinking agent etc. which have 2 or more of polymerizable functional groups as needed.
  • the polymerizable compound is not particularly limited, and examples thereof include (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, and polyester (meth) acrylate.
  • the photopolymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include benzophenone compounds, acetophenone compounds, and thiotisanthone compounds. Further, the thermal polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include azo compounds such as 2,2'-azobisbutyronitrile and peroxides such as benzoyl peroxide (BPO).
  • BPO benzoyl peroxide
  • thermosetting resin is not particularly limited, and examples thereof include phenol resin, epoxy resin, acrylic resin, urea resin, and formaldehyde resin.
  • the UV curable resin is not particularly limited.
  • a prepolymer having a number average molecular weight of about 1000 to 10,000 is preferable, and examples of the material include acrylic (methacrylic) esters, urethane modified products thereof, thiocols, and the like.
  • a reactive diluent or an organic solvent can be used.
  • the two-component mixed type curable resin is not particularly limited, but for example, prepolymers having different physical properties can be used.
  • a hardening process is a process of hardening the adhering curable composition and obtaining a resin part. Although it does not specifically limit as a hardening method, For example, photocuring, thermosetting, etc. are mentioned. In the obtained resin portion, some fixed abrasive grains and filler are exposed on the surface, and other fixed abrasive grains are embedded in the resin.
  • the manufacturing method of the polishing pad of this embodiment may have other processes as needed. For example, you may have the process of volatilizing and removing at least one part of the volatile component in a curable composition after an adhesion process and before a hardening process.
  • a step of removing a part of the curable composition or the resin portion in order to form a desired uneven pattern It may be.
  • An example of the removal method is cutting.
  • the method for producing a polished product of the present embodiment is not particularly limited as long as it includes a polishing step of polishing an object to be polished using the polishing pad.
  • the polishing process may be primary lapping polishing (rough lapping), secondary lapping (finish lapping), or polishing polishing, and may also serve as a plurality of polishing. May be.
  • the object to be polished is not particularly limited.
  • materials such as semiconductor devices and electronic components, in particular, Si substrates (silicon wafers), SiC (silicon carbide) substrates, GaAs (gallium arsenide) substrates, glass, hard disks and LCDs.
  • a thin substrate (object to be polished) such as a substrate for (liquid crystal display) can be mentioned.
  • the manufacturing method of the polished product of the present embodiment is a method of manufacturing difficult-to-process materials that are difficult to polish, such as materials that can be applied to power devices, LEDs, and the like, for example, sapphire, SiC, GaN, and diamond. Can be suitably used.
  • a semiconductor wafer is preferable, and a SiC substrate, a sapphire substrate, or a GaN substrate is preferable from the viewpoint of more effectively utilizing the effects of the polishing pad of the present embodiment.
  • the material is preferably a difficult-to-cut material such as SiC single crystal and GaN single crystal, but may be a single crystal of sapphire, silicon nitride, aluminum nitride, or the like.
  • the polishing step is a step of polishing an object to be polished using the polishing pad.
  • a polishing method a conventionally known method can be used and is not particularly limited.
  • the pH of the coolant used in the polishing step is preferably more than 7, more preferably 7.5 to 11, and still more preferably 8 to 10. When the pH of the coolant is within the above range, both the polishing rate and the stability of the polishing rate can be achieved.
  • the pH of the coolant is adjusted by the amount of potassium hydroxide (KOH) dissolved in pure water.
  • a polishing pad is mounted at a predetermined position of a polishing apparatus. At the time of mounting, the polishing pad is mounted so as to be fixed to the polishing apparatus through the above-described adhesive layer. Then, the object to be polished, which is held on the holding surface plate arranged to face the polishing pad as the polishing surface plate, is pressed to the polishing surface side and the coolant is supplied from the outside, and the polishing pad and / or the holding surface is supplied. Rotate the surface plate. Thus, the processed surface (surface to be polished) of the object to be polished is polished by the action of the abrasive grains supplied between the polishing pad and the object to be polished.
  • Examples of the dispersion medium of the lubricant include water and an organic solvent, and an organic solvent is preferable from the viewpoint of further suppressing deterioration of the object to be polished.
  • an organic solvent an organic solvent having a boiling point of about 110 to 300 ° C. is generally suitable.
  • the type of organic solvent commercially available organic solvents such as aliphatic and aromatic, cyclic hydrocarbons, esters, ethers, amines, amides, and ketones can be appropriately selected according to the resin and workability.
  • a solvent is used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Further, the solvent may contain other additives as necessary.
  • additives examples include polar compounds, and specific examples include nonionic surfactants, anionic surfactants, carboxylic acid esters, carboxylic acid amides, and carboxylic acids.
  • various silicones and inorganic fine powders can be added as an antifoaming agent, a dispersing agent, a leveling agent, and a viscosity improving material.
  • a solvent that does not contain abrasive grains and may contain additives is appropriately supplied to the polishing surface of the polishing pad. Also good. Examples of the solvent and additives include those described above.
  • polishing test 1 A polishing pad was installed at a predetermined position of the polishing apparatus via a double-sided tape, and a polishing test was performed in which a 2-inch silicon wafer as an object to be polished was polished under the following conditions.
  • polishing rates were calculated when the polishing time was 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes, 40 minutes, 50 minutes, 60 minutes, 70 minutes, 80 minutes, 90 minutes, 100 minutes, and 110 minutes.
  • Surface plate rotation speed 60 rpm
  • Surface pressure 150 gf / cm 2
  • Coolant liquid flow rate 100cc / min
  • Coolant liquid Adjust pH by adding KOH to pure solvent
  • the polishing rate (unit: ⁇ m / h) is the thickness removed by polishing from the polishing amount obtained from the decrease in the mass of the object before and after polishing in the polishing tests 1 and 2, the polishing area and specific gravity of the object to be polished. was calculated and evaluated as the thickness removed per hour. The thickness was calculated from the polishing amount obtained from the decrease in the mass of the object to be polished before and after processing, the polishing area and specific gravity of the object to be polished. The polishing test was performed on three silicon wafers, and the weighted average was used as the polishing rate.
  • Example 1 As fixed abrasive grains, 60 parts by mass of diamond abrasive grains (manufactured by Trustwell, average particle size 9 ⁇ m) and 40 parts by mass of maleated rosin (manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd., acid value 90 to 110 KOHmg / g) are mixed and cured. A composition was prepared.
  • a substantially hemispherical dot which is a dot-like convex part, is regularly formed as a concave-convex pattern by screen printing.
  • the curable composition was applied so as to be arranged in the following manner. Thereafter, the curable composition was cured by heating to form a resin portion.
  • a double-sided tape manufactured by 3M, product name film base double-sided adhesive tape 442JS was applied as an adhesive layer on the side opposite to the resin part of the base material to obtain a polishing pad of Example 1.
  • the dot diameter was 2 mm, and the closest distance between adjacent dots was 0.5 mm.
  • Example 1 the polishing test was performed when the pH of the coolant was 7 for the first 20 minutes, 9 for the next 40 minutes, and 11 for the last 10 minutes.
  • Example 2 As fixed abrasive grains, 60 parts by mass of diamond abrasive grains (manufactured by Trustwell, average particle size 9 ⁇ m), 20 parts by mass of maleated rosin (manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd., acid value 90 to 110 KOHmg / g), acrylic phenol resin ( 20 parts by mass of Arakawa Chemical Industries, Ltd.) was mixed to prepare a curable composition. Other steps were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a polishing pad of Example 2.
  • Example 2 a polishing test was performed when the pH of the coolant was uniformly 10.
  • Example 3 As fixed abrasive grains, 60 parts by mass of diamond abrasive grains (manufactured by Trustwell, average particle size 9 ⁇ m), 12 parts by mass of maleated rosin (manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd., acid value 90 to 110 KOHmg / g), acrylic phenol resin ( 28 parts by mass of Arakawa Chemical Industries, Ltd.) was mixed to prepare a curable composition. Other steps were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a polishing pad of Example 3.
  • 60 parts by mass of diamond abrasive grains manufactured by Trustwell, average particle size 9 ⁇ m
  • 12 parts by mass of maleated rosin manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd., acid value 90 to 110 KOHmg / g
  • acrylic phenol resin 28 parts by mass of Arakawa Chemical Industries, Ltd.
  • Example 3 a polishing test in which the pH of the coolant was uniformly 9 and a polishing test in which the pH was uniformly 10 were performed.
  • Comparative Example 1 As fixed abrasive grains, 60 parts by mass of diamond abrasive grains (manufactured by Trust Well, average particle size 9 ⁇ m) and 40 parts by mass of acrylic phenol resin (manufactured by Arakawa Chemical Industries) were mixed to prepare a curable composition. Other steps were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a polishing pad of Comparative Example 1.
  • Comparative Example 1 since the resin portion does not contain a rosin compound, the disintegration is low and the polishing rate is immediately reduced. After 20 minutes, the polishing rate is improved even though the dots of the resin portion remain. I could't see it.
  • Example 1 when the disintegration property was confirmed while changing the pH, the first 20 minutes which were neutral conditions (pH 7) showed the same tendency as in Comparative Example 1, but then the pH was raised to 9. The disintegration was improved and the polishing rate was higher than 15 ⁇ m / hr. When the polishing was continued for 60 minutes, a decrease in the polishing rate was observed. Therefore, when the pH was increased to 11, disintegration was further improved, and a high polishing rate was exhibited, and dots in the resin portion disappeared.
  • Example 2 when the pH was fixed at 10 and the disintegration property was confirmed, the polishing rate gradually decreased, but the polishing rate could be maintained for a longer time than in Comparative Example 1, and the dots in the resin portion disappeared.
  • Example 3 when the pH was fixed at 9 and 10 and the disintegration property was confirmed, a high polishing rate could be maintained for a longer time.
  • the polishing pad of the present invention has industrial applicability as a polishing pad for lapping and polishing of optical materials, semiconductor devices, glass substrates for hard disks, etc., especially lapping and polishing of sapphire and SiC.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (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 Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

本発明は適切な崩壊性を有することにより、安定した研磨レートを維持することのできる研磨パッド及びその製造方法、並びに、その研磨パッドを用いた研磨加工品の製造方法を提供することを目的とする。 本発明は、基材（１２）と、該基材上に配された樹脂部（１１）と、を備え、該樹脂部は、ロジン系化合物と、被研磨物の研磨に寄与する固定砥粒（１３）と、を有する、研磨パッド（１０）とした。

Description

研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法
　本発明は、研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法に関する。
　近年、次世代パワー半導体素子材料として、ワイドバンドギャップ半導体である炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ダイヤモンド、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）及び窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの材料が注目されている。例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）はＳｉ半導体と比べてバンドギャップが３倍であり、絶縁破壊電界強度が約７倍である等優れた物性値を有しており、現在のシリコン半導体に比べ高温動作性に優れ、小型で省エネ効果も高いといった点で優れている。また、サファイアウエハについては、その化学的安定性、光学的特性（透明性）、機械的強度、熱的特性（熱伝導性）等から、光学的要素を持った電子機器、例えば高性能オーバーヘッドプロジェクター用部品としての重要性が高まりつつある。これらの次世代パワーデバイスの本格的普及に向けて、基板の大口径化・量産化が進められ、それに伴い、基板加工技術の重要性も増している。そのような基板の加工プロセスでは、Ｓｉと同様に、まず、ウエハに用いる円柱状単結晶（インゴット）をスライスすることで円盤状に切り出す。次に、スライスした円盤状単結晶の表面を平坦化するが、まずは、その表面を大まかに平坦化するため、ラッピング定盤を用いてラッピング加工を行う。その後、円盤状単結晶の表面の平坦性を更に向上させ、かつ、表面の微細な傷を除去して鏡面化するために、ポリシング加工を行う。
　このような研磨加工においては、研磨粒子を含む研磨層組成物を、基材フィルムの一方の面にスクリーン印刷法で印刷し、電離放射線で硬化させて得られる研磨シートを用いる方法や（例えば、特許文献１参照）、飽和共重合ポリエステル樹脂に、一次粒子径が３μｍ未満の研磨粒子（固定砥粒）が分散された複数の研磨構造体が形成された研磨シートを用いて、遊離砥粒を用いずに研磨を行う方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３－１４５４３３号公報 特開２００９－７２８３２号公報
　しかしながら、特許文献１及び２に記載の研磨シートでは、研磨層（研磨構造体）表面に露出した研磨粒子のみが固定砥粒として機能し、研磨層内に埋没している研磨粒子は砥粒として作用しないため、経時的に研磨レートが低下し得る。経時的に研磨レートが変化するとその都度研磨条件を変更する必要性が生じるため、従来技術においては研磨レートの安定性について更に検討の余地がある。
　この点について、研磨レートの安定性を向上させるために、研磨層が所望の崩壊性を有し、研磨とともに研磨層表面が所望の速度で徐々に削れることにより研磨層内に埋没している研磨粒子を新たに露出させることが考えられる。研磨層の崩壊性は、研磨層中の研磨粒子の体積割合に依存すると考えられ、研磨粒子の体積割合が多いほど崩壊性が向上するものと考えられる。
　しかしながら、単純に研磨層中の研磨粒子の体積割合を増加させると崩壊性が極端に高まり、研磨パッドの寿命が極端に低下するという問題がある。これは、研磨に伴い崩壊した研磨層から研磨粒子が遊離し、遊離した研磨粒子が研磨層の崩壊を助長するように働くためと考えられる。また、研磨粒子として、研磨レートの観点からダイヤモンドなどの比較的高価な粒子を用いる場合、崩壊性向上の観点から研磨粒子の体積割合を増加させたとしても、崩壊性が高まりすぎることで研磨パッドの寿命が低下してしまうのではコスト的な観点から許容し難いという問題もある。一方で、単純に研磨粒子の体積割合を低下させると、研磨層を製造するために用いる組成物の粘度が変化し、スクリーン印刷などの手法により製造することが困難となる他、崩壊性も低下し、研磨レートも低下するという問題が生じる。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、適切な崩壊性を有することにより、安定した研磨レートを維持することのできる研磨パッド及びその製造方法、並びに、その研磨パッドを用いた研磨加工品の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、固定砥粒とは別に被研磨物の研磨にほぼ寄与しない充填材を用いることにより、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は以下のとおりである。
〔１〕
　基材と、該基材上に配された樹脂部と、を備え、
　該樹脂部は、樹脂と、ロジン系化合物と、被研磨物の研磨に寄与する固定砥粒と、を有する、
　研磨パッド。
〔２〕
　前記ロジン系化合物の酸価が、５０～２００ＫＯＨｍｇ／ｇである、
　〔１〕に記載の研磨パッド。
〔３〕
　前記樹脂が、アクリルフェノール系樹脂を含む、
　〔１〕又は〔２〕に記載の研磨パッド。
〔４〕
　前記固定砥粒が、ダイヤモンド砥粒、酸化セリウム砥粒、アルミナ砥粒、炭化珪素砥粒、酸化珪素砥粒、ジルコニア砥粒、酸化鉄砥粒、酸化マンガン砥粒、酸化マグネシウム砥粒、酸化カルシウム砥粒、酸化バリウム砥粒、酸化亜鉛砥粒、炭酸バリウム砥粒、及び炭酸カルシウム砥粒からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、
　〔１〕～〔３〕のいずれか１項に記載の研磨パッド。
〔５〕
　前記樹脂の含有量が、前記樹脂部の総量に対して、５～４５質量％である、
　〔１〕～〔４〕のいずれか１項に記載の研磨パッド。
〔６〕
　前記ロジン系化合物の含有量が、前記樹脂部の総量に対して、２．５～５０質量％である、
　〔１〕～〔５〕のいずれか１項に記載の研磨パッド。
〔７〕
　前記固定砥粒の含有量が、前記樹脂部の総量に対して、３０～６０質量％である、
　〔１〕～〔６〕のいずれか１項に記載の研磨パッド。
〔８〕
　前記基材が、ポリエステル系フィルムを含む、
　〔１〕～〔７〕のいずれか１項に記載の研磨パッド。
〔９〕
　前記基材の前記樹脂部とは反対側に、接着層をさらに備える、
　〔１〕～〔８〕のいずれか１項に記載の研磨パッド。
〔１０〕
　基材の上に、樹脂と、ロジン系化合物と、被研磨物の研磨に寄与する固定砥粒と、を含む硬化性組成物を付着させる付着工程と、
　付着した前記硬化性組成物を硬化させて樹脂部を得る硬化工程と、を有する、
　研磨パッドの製造方法。
〔１１〕
　〔１〕～〔９〕のいずれか１項に記載の研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する研磨工程を有する、
　研磨加工品の製造方法。
　本発明によれば、適切な崩壊性を有することにより、安定した研磨レートを維持することのできる研磨パッド及びその製造方法、並びに、その研磨パッドを用いた研磨加工品の製造方法を提供することができる。
本実施形態の研磨パッドの一例を示す概略的な正面図である。
　以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
〔研磨パッド〕
　本実施形態の研磨パッドは、基材と、該基材上に配された樹脂部と、を備え、該樹脂部は、ロジン系化合物と、被研磨物の研磨に寄与する固定砥粒と、を有する。
　図１に、本実施形態の研磨パッドの一例を示す概略的な正面図を示す。図１に示されるように、この研磨パッド１０は、基材１２と、該基材１２上に配された樹脂部１１とを備える。図１では、基材１２の表面上に樹脂部１１による複数のドットが配置されて凹凸パターン（ポジパターン）が形成されている。ただし、樹脂部１１は、図１に示すように基材１２と共に凹凸パターンを構成するものであっても、基材表面上に形成された一様な層であってもよい。また、凹凸パターンは、一様な層がドット状に打ち抜かれるようにして形成された樹脂部１１によるパターン（ネガパターン）であってもよい。なお、本実施形態の研磨パッドは、必要に応じて、後述する接着層を有していてもよい。
　図１に示されるように、本実施形態の研磨パッドでは、ロジン系化合物（不図示）の存在により、樹脂部の崩壊性が制御されたものとなり、研磨が進むと共に樹脂部１１の研磨面が徐々に削れ、樹脂部１１に埋め込まれていた固定砥粒１３が露出した新たな研磨面が形成される。
　樹脂部が固定砥粒を有し、ロジン系化合物を有しない場合であって、樹脂自体の崩壊性が小さい場合、表面から突出している固定砥粒は研磨に寄与するが、樹脂部の崩壊性が抑制されることにより内部の固定砥粒が表面に露出し難く、経時的に研磨レートが低下し得る。これに対して、樹脂部が固定砥粒を有し、ロジン系化合物を有しない場合であって、樹脂自体の崩壊性が大きい場合には、樹脂部の崩壊により固定砥粒の露出・脱離が進み、脱離した（遊離化した）固定砥粒が樹脂を研磨することによりさらに樹脂部の崩壊が促進され、加速度的に崩壊が進むことにより研磨パッドのライフが短くなる。
　なお、樹脂部の崩壊性の制御方法としては、樹脂部に用いる樹脂の選択等により硬度や脆性を変化させる方法や、樹脂部に用いる固定砥粒の割合を増加させて樹脂部の脆性を変化させる方法や、研磨に寄与し難い充填剤を樹脂部に混合し樹脂部の脆性を変化させる方法や、研磨中に流すルブリカントの中に（被研磨物の研磨ではなく）樹脂崩壊に寄与するホワイトアルミナなどの成分を添加する方法など、物理的に崩壊を制御する方法などが考えられる。
　これに対して、本実施形態の研磨パッドは、樹脂部にロジン系化合物を混合することで、化学的に樹脂部の崩壊を制御しようとしたものであり、スクリーン印刷など製造時において要求される樹脂の特性を変更することなく、崩壊性を適度に制御するものである。特に、樹脂部を物理的に崩壊しやすくする方法では、研磨レートに直接的に影響のある樹脂や砥粒または充填剤を変更する必要があるが、化学的に樹脂部の崩壊を制御する本実施形態の研磨パッドにおいては、研磨レートを低下させることなく崩壊性を制御することが可能となる。
〔基材〕
　基材としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム；ポリエチレン（ＰＥ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、エチレン－プロピレン共重合体フィルム等のポリオレフィン系フィルム；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）フィルム、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムが挙げられる。基材としては上面に後述する樹脂を形成可能なものであれば特に限定されず、耐薬品性・耐熱性・経済性などの観点からポリエステル系フィルムが好ましい。
〔樹脂部〕
　樹脂部は、基材上に配され、ロジン系化合物と、被研磨物の研磨に寄与する固定砥粒と、を有する。また、樹脂部は、必要に応じて、ロジン系化合物の樹脂と、研磨に寄与し難い充填材を含んでいてもよい。
〔固定砥粒〕
　固定砥粒としては、特に制限されないが、例えば、ダイヤモンド砥粒、酸化セリウム砥粒、アルミナ砥粒、炭化珪素砥粒、酸化珪素砥粒、ジルコニア砥粒、酸化鉄砥粒、酸化マンガン砥粒、酸化マグネシウム砥粒、酸化カルシウム砥粒、酸化バリウム砥粒、酸化亜鉛砥粒、炭酸バリウム砥粒、及び炭酸カルシウム砥粒からなる群より選ばれる少なくとも１種が挙げられる。このなかでも、ダイヤモンド砥粒が好ましい。このような固定砥粒を用いることにより、研磨レートがより向上する傾向にある。
　固定砥粒の含有量は、樹脂部の総量に対して、好ましくは３０～６０質量％であり、より好ましくは３５～５５質量％であり、さらに好ましくは４０～５０質量％である。固定砥粒の含有量が３０質量％以上であることにより、研磨レートがより向上する傾向にある。また、固定砥粒の含有量が６０質量％以下であることにより、研磨レートの安定性がより向上する傾向にある。
〔ロジン系化合物〕
　ロジン系化合物としては、特に制限されないが、例えば、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、パラストリン酸、ピマール酸、イソピマール酸、デヒドロアビエチン酸などのロジン酸；水添ロジン、マレイン化ロジン、ホルミル化ロジン、重合ロジンなどのロジン誘導体；ジンクロジネート、カルシウムロジネート、カッパーロジネート、マグネシウムロジネートなどのロジン金属塩が挙げられる。このなかでも、ロジン酸がより好ましい。ロジン酸は、その採取方法によりトールロジン、ガムロジン、ウッドロジンに大別される。ロジン酸の主成分は、３つの環構造、共役２重結合、カルボキシル基を有するアビエチン酸とその異性体の混合物であり、反応性に富んだバルキーな構造を有する。このようなロジン系化合物を用いることにより、崩壊性が調整され研磨レートの安定性がより向上する傾向にある。
　ロジン系化合物の組成は酸価によっても規定することができる。ロジン系化合物の酸価は、好ましくは５０～２００ＫＯＨｍｇ／ｇであり、より好ましくは８０～１５０ＫＯＨｍｇ／ｇであり、さらに好ましくは９０～１１０ＫＯＨｍｇ／ｇである。ロジン系化合物の酸価が、５０ＫＯＨｍｇ／ｇ以上であることにより、樹脂部の乾燥性がより向上し、２００ＫＯＨｍｇ／ｇ以下であることにより、樹脂部のクラック発生をより抑制できる傾向にある。
　ロジン系化合物の含有量は、樹脂部の総量に対して、好ましくは２．５～５０質量％であり、より好ましくは５～４５質量％であり、さらに好ましくは７．５～３５質量％であり、特に好ましくは１０～２５質量％である。ロジン系化合物の含有量が２．５質量％以上であることにより、研磨レートの安定性がより向上する傾向にある。また、ロジン系化合物の含有量が５０質量％以下であることにより、研磨レートがより向上する傾向にある。
〔樹脂〕
　樹脂部はロジン系化合物以外の樹脂をさらに含んでもよい。樹脂としては、特に限定されないが、例えば、分子内にエーテル又はエステル結合を有するポリウレタン、ポリウレタンポリウレア、ポリウレタンアクリレート等のポリウレタン系樹脂；ポリアクリレート、アクリルフェノール系樹脂、ポリアクリロニトリル等のアクリル系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン等のビニル系樹脂；ポリサルホン、ポリエーテルサルホン等のポリサルホン系樹脂；アセチル化セルロース、ブチリル化セルロース等のアシル化セルロース系樹脂；ポリアミド系樹脂；及びポリスチレン系樹脂が挙げられる。このなかでも、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂が好ましく、アクリルフェノール系樹脂及び／又はポリウレタンアクリレートがより好ましく、アクリルフェノール系樹脂がさらに好ましい。このような樹脂を用いることにより、研磨レートがより向上する傾向にある。なお、樹脂部を構成する樹脂は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
　ロジン系化合物以外の樹脂の含有量は、樹脂部の総量に対して、好ましくは０～５０質量％であり、より好ましくは５～４５質量％であり、さらに好ましくは１０～４０質量％であり、特に好ましくは１５～３５質量％である。樹脂の含有量が０質量％以上であることにより、研磨レートがより向上する傾向にある。また、樹脂の含有量が５０質量％以下であることにより、研磨レートの安定性がより向上する傾向にある。
〔研磨に寄与し難い充填材〕
　樹脂部は研磨に寄与し難い充填材（以下、単に「充填材」ともいう。）をさらに含んでもよい。充填材としては、固定砥粒との関係において、「研磨に寄与し難い」といえるものであれば特に制限されないが、例えば、シリカ、及び酸化チタンからなる群より選ばれる少なくとも１種が挙げられる。このような、充填剤を用いることにより、樹脂部の崩壊性がより向上する傾向にある。ここで、「研磨に寄与する」及び「研磨に寄与し難い」とは、研磨に寄与する砥粒を遊離砥粒として含むスラリーを用いた場合の研磨レートＡと、研磨に寄与し難い充填材を遊離砥粒として含むスラリーを用いた場合の研磨レートＢとの対比において、研磨レートＡを１としたときに研磨レートＢが０．１以下となるような関係をいう。ここで、研磨レートＡ、Ｂの測定条件は、遊離砥粒が異なる他は、スラリーにおける遊離砥粒の含有量（質量基準）を含め、同一である。
　充填材の含有量は、樹脂部の総量に対して、好ましくは５～３５質量％であり、より好ましくは７．５～３０質量％であり、さらに好ましくは１０～２５質量％である。充填剤の含有量が５質量％以上であることにより、樹脂部の崩壊性がより高まり、研磨レートの安定性がより向上する傾向にある。また、充填剤の含有量が３５質量％以下であることにより、相対的に固定砥粒が増えるため研磨レートがより向上する傾向にあると共に、研磨パッドのライフがより向上する傾向にある。
　また、充填材の含有量は、固定砥粒と充填材の総体積１００体積％に対して、好ましくは１０～７０体積％であり、より好ましくは２０～６０体積％であり、さらに好ましくは２５～５０体積％である。充填剤の含有量が１０体積％以上であることにより、樹脂部の崩壊性がより向上し、研磨レートの安定性がより向上する傾向にある。また、充填剤の含有量が７０体積％以下であることにより、相対的に固定砥粒が増えるため研磨レートがより向上する傾向にある。なお、後述する硬化性組成物の粘度等は、固定砥粒と充填材の総質量よりも総体積に依存する傾向がある。
〔樹脂部のパターン〕
　樹脂部は、基材表面上に一様な層として形成されていてもよいし、単独で又は基材と共に凹凸パターンを構成するように形成されていてもよい（図１参照）。このなかでも、ルブリカント等の研磨時に使用する液体成分を研磨面に供給又は排出する観点から、樹脂部は規則的な凹凸パターンを構成することが好ましい。規則的なパターンを有することにより、均質な研磨を可能とし、面品位に優れた研磨を達成し得る。なお、「規則的なパターン」とは、単位となる小パターンを複数並べて得られるパターンをいう。また、樹脂部の基材と反対側の表面は、被研磨物を研磨するための研磨面となる。
　凹凸パターンとしては、被研磨物に接触する部分（凸部）と、被研磨物に接触しない部分（凹部）とを有するパターンであれば特に限定されないが、例えば、図１に示すような樹脂部１１が基材１２上に独立して形成されたポジパターン（ドット状の凸部を有するパターン）；樹脂部が基材上に連続して形成されたネガパターン（ドット状の凹部を有するパターン）；ドーナツ状の凸部を有するパターン；略Ｃ型の凸部を有するパターン；同心円状に、被研磨物に接触する部分と被研磨物に接触しない部分とを有するパターン；格子状に、被研磨物に接触する部分と被研磨物に接触しない部分とを有するパターン；放射状に、被研磨物に接触する部分と被研磨物に接触しない部分とを有するパターン；螺旋状に、被研磨物に接触する部分と被研磨物に接触しない部分とを有するパターン；又はこれらを組み合わせて構成されたパターンが挙げられる。このなかでも、ドット状の凸部を有するパターン、又は、ドット状の凹部を有するパターンが好ましい。このような凹凸パターンを有することにより、研磨レートがより向上する傾向にある。
　なお、ドット状の凸部を有するパターンの場合のドットの立体形状は、特に制限されず、例えば半球状、略半球状、球帽状、略球帽状、球帯状、略球帯状、半楕円体状、略半楕円体状、柱状（円柱状、略円柱状、楕円柱状、略楕円柱状、多角柱状）、錐台状（円錐台状、略円錐台状、楕円錐台状、略楕円錐台状、多角錐台状）が挙げられる。上記のうち、錐台状は、基材側から研磨面側に向けて広がる錐台状であってもよく、研磨面側から基材側に向けて広がる錐台状であってもよい。また、ドット状の凹部を有するパターンの場合の凹部における空間の立体形状も、ドット状の凸部を有するパターンの場合の立体形状と同様のものを例示できる。
〔接着層〕
　本実施形態の研磨パッドは、基材の樹脂部とは反対側に、研磨機の研磨定盤に研磨パッドを貼着するための接着層をさらに備えてもよい。接着層は、従来知られている研磨パッドに用いられている接着剤又は粘着剤を含むものであってもよい。接着層の材料としては、例えば、アクリル系接着剤、ニトリル系接着剤、ニトリルゴム系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、シリコーン系接着剤等の各種熱可塑性接着剤が挙げられる。接着層は、例えば両面テープであってもよい。
〔アンカー層〕
　本実施形態の研磨パッドは、基材と樹脂部との間にアンカー層を有していてもよい。アンカー層を有することにより、基材と樹脂部との密着性をより向上する傾向にある。アンカー層を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂コート剤が挙げられる。
〔研磨パッドの製造方法〕
　本実施形態の研磨パッドの製造方法は、基材の上に、ロジン系化合物と、被研磨物の研磨に寄与する固定砥粒と、を含む硬化性組成物を付着させる付着工程と、付着した前記硬化性組成物を硬化させて樹脂部を得る硬化工程と、を有する。
〔付着工程〕
　付着工程では、基材の上に、ロジン系化合物と、被研磨物の研磨に寄与する固定砥粒と、を含む硬化性組成物を付着させる。この際に、樹脂部が所望の凹凸パターンを形成するように、基材の上に硬化性組成物を付着させてもよい。また、硬化性組成物は、ロジン系化合物の樹脂と、被研磨物の研磨に寄与し難い充填材と、をさらに含んでいてもよい。
　基材の上に硬化性組成物を付着させる方法としては、特に限定されないが、例えば、グラビアコーター法、小径グラビアコーター法、リバースロールコーター法、トランスファロールコーター法、キスコーター法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法等が挙げられる。これらの中では、複雑な凹凸パターンの形成のしやすさの観点から、スクリーン印刷法が好ましい。
（硬化性組成物）
　硬化性組成物としては、ロジン系化合物と、被研磨物の研磨に寄与する固定砥粒と、を含むものであれば特に限定されないが、これに加えて、樹脂や被研磨物の研磨に寄与しない充填剤を含んでもよい。さらに、硬化性組成物は、光重合開始剤及び重合性化合物を含む光硬化性組成物、熱重合開始剤及び重合性化合物を含む熱硬化性組成物、熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化樹脂、２液混合型の硬化樹脂を含む硬化性組成物等としてもよい。また、硬化性組成物は、必要に応じて、重合性官能基を２以上有する架橋剤等を含んでもよい。
　重合性化合物としては、特に限定されないが、例えば、（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレートが挙げられる。
　光重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、チオチサントン系化合物が挙げられる。また、熱重合性開始剤としては、特に限定されないが、例えば、２，２’－アゾビスブチロニトリルのようなアゾ化合物、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）などの過酸化物が挙げられる。
　熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレア樹脂、ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。
　ＵＶ硬化樹脂としては、特に限定されないが、例えば、数平均分子量１０００～１００００程度のプレポリマーが良く、材料としてはアクリル（メタクリル）系エステルやそのウレタン変性物、チオコール系等が挙げられ、適宜用途に応じて反応性希釈剤や有機溶剤を用いることができる。また、２液混合型の硬化樹脂としては、特に限定されないが、例えば、異なる物性のプレポリマーを用いることができる。
〔硬化工程〕
　硬化工程は、付着した硬化性組成物を硬化させて樹脂部を得る工程である。硬化方法としては、特に限定されないが、例えば、光硬化、熱硬化等が挙げられる。得られる樹脂部は、一部の固定砥粒と充填材が表面に露出し、その他の固定砥粒が樹脂中に埋め込まれたものとなる。
〔その他の工程〕
　本実施形態の研磨パッドの製造方法は、必要に応じて、その他の工程等を有してもよい。例えば、付着工程の後、硬化工程の前に硬化性組成物中の揮発成分の少なくとも一部を揮発除去する工程を有していてもよい。また、付着工程の後であって硬化工程の前、及び／又は、硬化工程の後に、所望の凹凸パターンを形成するために、硬化性組成物や樹脂部の一部を除去する工程を有していてもよい。除去する方法としては、例えば、切削が挙げられる。
〔研磨加工品の製造方法〕
　本実施形態の研磨加工品の製造方法は、上記研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する研磨工程を有する方法であれば、特に限定されない。研磨工程は、１次ラッピング研磨（粗ラッピング）であってもよく、２次ラッピング（仕上げラッピング）であってもよく、ポリッシング研磨であってもよく、これらのうち複数の研磨を兼ねるものであってもよい。
　被研磨物としては、特に限定されないが、例えば、半導体デバイス、電子部品等の材料、特に、Ｓｉ基板（シリコンウェハ）、ＳｉＣ（炭化珪素）基板、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）基板、ガラス、ハードディスクやＬＣＤ（液晶ディスプレイ）用基板等の薄型基板（被研磨物）が挙げられる。このなかでも、本実施形態の研磨加工品の製造方法は、パワーデバイス、ＬＥＤなどに適用され得る材料、例えば、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、及びダイヤモンドなど、研磨加工の困難な難加工材料の製造方法として好適に用いることができる。これらの中では、本実施形態の研磨パッドによる作用効果をより有効に活用できる観点から、半導体ウエハが好ましく、ＳｉＣ基板、サファイア基板又はＧａＮ基板が好ましい。その材質としては、ＳｉＣ単結晶及びＧａＮ単結晶等の難削材が好ましいが、サファイア、窒化珪素、窒化アルミニウムの単結晶などであってもよい。
〔研磨工程〕
　研磨工程は、上記研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する工程である。研磨方法としては、従来公知の方法を用いることができ、特に限定されない。研磨工程において用いるクーラント液のｐＨは、好ましくは７超過であり、より好ましくは７．５～１１であり、さらに好ましくは８～１０である。クーラント液のｐＨが上記範囲内であることにより、研磨レートと研磨レートの安定性の両立を図ることができる。クーラント液のｐＨは純水に溶解させる水酸化カリウム（ＫＯＨ）の量により調整する。
　研磨方法では、まず、研磨装置の所定位置に研磨パッドを装着する。この装着の際には、上述の接着層を介して、研磨パッドが研磨装置に固定されるよう装着される。そして、研磨定盤としての研磨パッド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側へ押し付けると共に、外部からクーラント液を供給しながら、研磨パッド及び／又は保持定盤を回転させる。これにより、研磨パッドと被研磨物との間に供給された砥粒の作用で、被研磨物の加工面（被研磨面）に研磨加工を施す。
　ルブリカントの分散媒としては、例えば、水及び有機溶媒が挙げられ、被研磨物の変質をより抑制する観点から、有機溶媒が好ましい。有機溶媒としては、一般的に沸点１１０～３００℃程度の有機溶媒が適する。有機溶媒の種類には、脂肪族及び芳香族、環状炭化水素やエステル、エーテル、アミン、アミド系、ケトン類等の市販の有機溶媒を樹脂や作業的性に応じて適宜選択できる。溶媒は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。また、溶媒には、必要に応じて、その他の添加剤が含まれていてもよい。そのような添加剤としては、例えば極性化合物が挙げられ、具体的には、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、カルボン酸エステル、カルボン酸アミド及びカルボン酸が挙げられる。さらに、消泡剤、分散剤、レベリング剤、粘性改良材として、各種シリコーン、無機微粉末を添加することができる。
　なお、研磨加工時に研磨パッドと被研磨物との間の摩擦に伴う温度上昇を抑制する観点から、砥粒を含まず、添加剤を含んでもよい溶媒を研磨パッドの研磨面に適宜供給してもよい。その溶媒及び添加剤の例としては上記のものが挙げられる。
　以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
〔研磨試験１〕
　研磨パッドを研磨装置の所定位置に両面テープを介して設置し、被研磨物としての２インチのシリコンウエハに対して、下記条件にて研磨を施す研磨試験を行った。研磨試験１では、研磨時間が１０分、２０分、３０分、４０分、５０分、６０分、７０分、８０分、９０分、１００分、１１０分のときの研磨レートをそれぞれ算出した。
（研磨条件）
　定盤回転数　　　　：６０ｒｐｍ
　面圧力　　　　　　：１５０ｇｆ／ｃｍ２
　クーラント液流量　：１００ｃｃ／ｍｉｎ
　クーラント液　　　：溶媒純水にＫＯＨを加えｐＨを調整
（研磨レート）
　研磨レート（単位：μｍ／ｈ）は、上記研磨試験１及び２の研磨前後の被研磨物の質量減少から求めた研磨量、被研磨物の研磨面積及び比重から、研磨により除去された厚さを算出し、時間当たりの除去された厚さとして評価した。なお、厚さは、加工前後の被研磨物の質量減少から求めた研磨量、被研磨物の研磨面積及び比重から算出した。なお、研磨試験は、３枚のシリコンウエハに対して行い、その加重平均を研磨レートとした。
〔実施例１〕
　固定砥粒としてダイヤモンド砥粒（トラストウェル社製、平均粒径９μｍ）６０質量部と、マレイン化ロジン（荒川化学工業社製、酸価９０～１１０ＫＯＨｍｇ／ｇ）４０質量部と混合し、硬化性組成物を調製した。
　基材であるポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡績株式会社製、製品名コスモシャイン　Ａ４３００、厚さ２５０μｍ）上に、スクリーン印刷にて、ドット状の凸部である略半球状のドットが凹凸パターンで規則的に配列されるように硬化性組成物を塗布した。その後、硬化性組成物を加熱することにより硬化させ、樹脂部を形成した。
　最後に、基材の樹脂部とは反対側に、接着層として両面テープ（３Ｍ社製、製品名フィルム基材両面粘着テープ　４４２ＪＳ）を貼り付けて、実施例１の研磨パッドを得た。得られた研磨パッドにおいて、ドットの直径は２ｍｍ、隣接するドット同士の最近接距離は０．５ｍｍであった。
　実施例１においては、クーラント液のｐＨを初めの２０分間は７とし、続く４０分間は９とし、最後の１０分間は１１とした場合の研磨試験を行った。
〔実施例２〕
　固定砥粒としてダイヤモンド砥粒（トラストウェル社製、平均粒径９μｍ）６０質量部と、マレイン化ロジン（荒川化学工業社製、酸価９０～１１０ＫＯＨｍｇ／ｇ）２０質量部と、アクリルフェノール樹脂（荒川化学工業社製）２０質量部とを混合し、硬化性組成物を調製した。その他の工程は実施例１と同様に行い、実施例２の研磨パッドを得た。
　実施例２においては、クーラント液のｐＨを一律１０とした場合の研磨試験を行った。
〔実施例３〕
　固定砥粒としてダイヤモンド砥粒（トラストウェル社製、平均粒径９μｍ）６０質量部と、マレイン化ロジン（荒川化学工業社製、酸価９０～１１０ＫＯＨｍｇ／ｇ）１２質量部と、アクリルフェノール樹脂（荒川化学工業社製）２８質量部とを混合し、硬化性組成物を調製した。その他の工程は実施例１と同様に行い、実施例３の研磨パッドを得た。
　実施例３においては、クーラント液のｐＨを一律９とした場合の研磨試験と、ｐHを一律１０とした場合の研磨試験を行った。
〔比較例１〕
　固定砥粒としてダイヤモンド砥粒（トラストウェル社製、平均粒径９μｍ）６０質量部と、アクリルフェノール樹脂（荒川化学工業社製）４０質量部とを混合し、硬化性組成物を調製した。その他の工程は実施例１と同様に行い、比較例１の研磨パッドを得た。
　比較例１においては、クーラント液のｐＨを一律７とした場合の研磨試験を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
＊１　ドット消失
＊２　ドットが残っているものの研磨レートが１５μｍ／ｈｒ以下に低下
　比較例１では、樹脂部にロジン化合物を含まないため、崩壊性が低くすぐに研磨レートの低下が見られ、２０分以降は樹脂部のドットが残っているにも関わらず研磨レートの向上が見られなかった。
　一方、実施例１では、ｐＨを変化しながら崩壊性を確認したところ、中性条件（ｐＨ７）である最初の２０分は比較例１と同様の傾向を示したが、その後ｐＨを９に上げると崩壊性が上がり研磨レートが１５μｍ／ｈｒより大きくなった。６０分まで研磨すると研磨レートの低下が見られたため、ｐＨを１１まで上昇させると崩壊性がさらに上がり、高い研磨レートを示すとともに、樹脂部のドットが消失した。
　実施例２では、ｐＨを１０に固定し崩壊性を確認したところ、研磨レートは徐々に低下するものの、比較例１よりも長い間研磨レートを維持でき、樹脂部のドットが消失した。
　実施例３では、ｐＨを９及び１０に固定し崩壊性を確認したところ、さらに長い時間高い研磨レートを維持することができた。
　本発明の研磨パッドは、光学材料、半導体デバイス、ハードディスク用のガラス基板等のラッピングや研磨、特にサファイアやＳｉＣなどのラッピングや研磨用の研磨パッドとして産業上の利用可能性を有する。
　１０…研磨パッド、１１…樹脂部、１２…基材、１３…固定砥粒

Claims (11)

  1. 　基材と、該基材上に配された樹脂部と、を備え、
    　該樹脂部は、ロジン系化合物と、被研磨物の研磨に寄与する固定砥粒と、を有する、
    　研磨パッド。
  2. 　前記ロジン系化合物の酸価が、５０～２００ＫＯＨｍｇ／ｇである、
    　請求項１に記載の研磨パッド。
  3. 　前記樹脂部が、ロジン系化合物の樹脂をさらに含み、
    　該樹脂が、アクリルフェノール系樹脂を含む、
    　請求項１又は２に記載の研磨パッド。
  4. 　前記固定砥粒が、ダイヤモンド砥粒、酸化セリウム砥粒、アルミナ砥粒、炭化珪素砥粒、酸化珪素砥粒、ジルコニア砥粒、酸化鉄砥粒、酸化マンガン砥粒、酸化マグネシウム砥粒、酸化カルシウム砥粒、酸化バリウム砥粒、酸化亜鉛砥粒、炭酸バリウム砥粒、及び炭酸カルシウム砥粒からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の研磨パッド。
  5. 　前記ロジン系化合物の樹脂の含有量が、前記樹脂部の総量に対して、５～４５質量％である、
    　請求項３又は４に記載の研磨パッド。
  6. 　前記ロジン系化合物の含有量が、前記樹脂部の総量に対して、２．５～５０質量％である、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の研磨パッド。
  7. 　前記固定砥粒の含有量が、前記樹脂部の総量に対して、３０～６０質量％である、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の研磨パッド。
  8. 　前記基材が、ポリエステル系フィルムを含む、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の研磨パッド。
  9. 　前記基材の前記樹脂部とは反対側に、接着層をさらに備える、
    　請求項１～８のいずれか１項に記載の研磨パッド。
  10. 　基材の上に、ロジン系化合物と、被研磨物の研磨に寄与する固定砥粒と、を含む硬化性組成物を付着させる付着工程と、
    　付着した前記硬化性組成物を硬化させて樹脂部を得る硬化工程と、を有する、
    　研磨パッドの製造方法。
  11. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する研磨工程を有する、
    　研磨加工品の製造方法。
     
PCT/JP2018/013594 2017-04-03 2018-03-30 研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法 WO2018186292A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SG11201909054P SG11201909054PA (en) 2017-04-03 2018-03-30 Polishing pad and method for producing the same, and method for producing polishing-processed product

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-073537 2017-04-03
JP2017073537A JP7002853B2 (ja) 2017-04-03 2017-04-03 研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018186292A1 true WO2018186292A1 (ja) 2018-10-11

Family

ID=63712274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/013594 WO2018186292A1 (ja) 2017-04-03 2018-03-30 研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7002853B2 (ja)
SG (1) SG11201909054PA (ja)
WO (1) WO2018186292A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6708238B2 (ja) 2017-09-29 2020-06-10 株式会社デンソー 高圧ポンプ

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009152646A (ja) * 2005-12-21 2009-07-09 Asahi Glass Co Ltd 研磨用組成物、研磨方法および半導体集積回路用銅配線の作製方法
JP2009209320A (ja) * 2008-03-06 2009-09-17 Sekisui Chem Co Ltd 研磨材固定用両面粘着テープ
JP2013208687A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Fujibo Holdings Inc 研磨パッド用シート及びその製造方法、研磨パッド及びその製造方法、並びに研磨方法
JP2016198878A (ja) * 2015-04-07 2016-12-01 株式会社サンエス 砥石、加工装置、被加工物の加工方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009152646A (ja) * 2005-12-21 2009-07-09 Asahi Glass Co Ltd 研磨用組成物、研磨方法および半導体集積回路用銅配線の作製方法
JP2009209320A (ja) * 2008-03-06 2009-09-17 Sekisui Chem Co Ltd 研磨材固定用両面粘着テープ
JP2013208687A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Fujibo Holdings Inc 研磨パッド用シート及びその製造方法、研磨パッド及びその製造方法、並びに研磨方法
JP2016198878A (ja) * 2015-04-07 2016-12-01 株式会社サンエス 砥石、加工装置、被加工物の加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018176287A (ja) 2018-11-15
SG11201909054PA (en) 2019-11-28
JP7002853B2 (ja) 2022-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101118790B1 (ko) 반도체 표면 보호 시트 및 방법
JP6317842B1 (ja) 研磨パッド及びその製造方法
JP2005260261A (ja) 半導体ウェーハの露出面を改質する方法
CN101930908B (zh) 抛光半导体晶片边缘的方法
WO2015194278A1 (ja) 研磨パッド及び研磨パッドの製造方法
JP6792988B2 (ja) 研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法
CN102356139A (zh) 包含表面处理过的纳米二氧化铈填料的结构化固定磨具及其制备和使用方法
JP2013214784A (ja) 半導体ウェハの研磨方法
JP2008111008A (ja) 研磨材固定用両面粘着テープ
WO2018186292A1 (ja) 研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法
JP2009231494A (ja) ダイボンディングフィルム、接着シート及び半導体チップの製造方法
JP2004189846A (ja) 研磨材固定用両面粘着テープ
JP6970493B2 (ja) 研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法
JP2006315110A (ja) 研磨剤、その製造方法及び研磨方法
JP6085723B1 (ja) 研磨材及び研磨材の製造方法
JP2007243082A (ja) ディンプルレスのＧａＡｓウエハ−貼付方法
JP2005166712A (ja) Ｃｍｐ用研磨パッド、及び研磨方法
WO2018216593A1 (ja) 研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法
JP2005081486A (ja) 研磨パッド
JP5315678B2 (ja) 研磨パッドの製造方法
JPH09153471A (ja) 半導体ウエハダイシング用粘着フィルム及びその使用方法
WO2016047535A1 (ja) 研磨パッド及び研磨パッドの製造方法
JP4820113B2 (ja) 粘着シート及びその製造方法
JP2023124048A (ja) 研磨パッド及びその製造方法
WO2019123922A1 (ja) 研磨材及び研磨材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18781544

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18781544

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1