JPH10128674A - 研磨用パッド - Google Patents
研磨用パッドInfo
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- JPH10128674A JPH10128674A JP28540096A JP28540096A JPH10128674A JP H10128674 A JPH10128674 A JP H10128674A JP 28540096 A JP28540096 A JP 28540096A JP 28540096 A JP28540096 A JP 28540096A JP H10128674 A JPH10128674 A JP H10128674A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/11—Lapping tools
- B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
- B24B37/26—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウェーハ、メモリーディスク等の研磨
の際、その研磨面の平坦性を向上させることができ、ま
た使用可能時間を延長し、研磨に要するコストを低減し
得る研磨用パッドを提供すること。 【解決手段】 ポリウレタンを主体とする微孔質エラス
トマ4が担持されたフェルト状繊維質シート3から成る
研磨用パッド1。そのフェルト状繊維質シート3の構成
繊維が6.0〜20.0デニール、繊維長30〜100mmで
あり、シートの目付重量が150〜600g/cm2である。ま
た、上記フェルト状繊維質シート3の研磨面の最大高さ
と最小高さの差が20μm以内で、かつRa(10点平
均高さ)が12μm以内の平坦性を持たせるため、同じ
幅以上の鉋で削り平坦化を施してもよい。
の際、その研磨面の平坦性を向上させることができ、ま
た使用可能時間を延長し、研磨に要するコストを低減し
得る研磨用パッドを提供すること。 【解決手段】 ポリウレタンを主体とする微孔質エラス
トマ4が担持されたフェルト状繊維質シート3から成る
研磨用パッド1。そのフェルト状繊維質シート3の構成
繊維が6.0〜20.0デニール、繊維長30〜100mmで
あり、シートの目付重量が150〜600g/cm2である。ま
た、上記フェルト状繊維質シート3の研磨面の最大高さ
と最小高さの差が20μm以内で、かつRa(10点平
均高さ)が12μm以内の平坦性を持たせるため、同じ
幅以上の鉋で削り平坦化を施してもよい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハ、
メモリーディスク、光学部品レンズ等をポリシングすな
わち研磨する為に用いられる研磨用パッドに関するもの
である。
メモリーディスク、光学部品レンズ等をポリシングすな
わち研磨する為に用いられる研磨用パッドに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、集積回路を形成するために基材と
して用いられる半導体ウェーハの鏡面研磨の研磨用パッ
ドとしては、人工皮革として一般に知られているベロア
調およびスエード調の繊維・樹脂複合材料、および熱可
塑性ポリウレタン樹脂含浸湿式凝固処理フェルト状繊維
質シートが広く用いられてきた。
して用いられる半導体ウェーハの鏡面研磨の研磨用パッ
ドとしては、人工皮革として一般に知られているベロア
調およびスエード調の繊維・樹脂複合材料、および熱可
塑性ポリウレタン樹脂含浸湿式凝固処理フェルト状繊維
質シートが広く用いられてきた。
【0003】近年、特に半導体ウェーハ、メモリーディ
スクは、高平坦性等の品質向上に加えて価格低減の要求
が増々厳しくなっている状態にあり、それに伴い研磨用
パッドに関しても、従来以上の高平坦化を可能とする機
能の付与や長期の使用可能時間であることが要求されて
いる。
スクは、高平坦性等の品質向上に加えて価格低減の要求
が増々厳しくなっている状態にあり、それに伴い研磨用
パッドに関しても、従来以上の高平坦化を可能とする機
能の付与や長期の使用可能時間であることが要求されて
いる。
【0004】このような要求に対して、従来からの半導
体ウェーハの鏡面加工工程においては、ウェーハの平坦
性の大部分を決定する一次研磨工程(ストック・リムー
バル・プロセス)に用いられる研磨用パッドの硬さによ
って仕上がりウェーハの平坦性が大きく左右されること
が明らかになってきた。硬さを数値化する指標として圧
縮率が挙げられるが、この圧縮率は研磨用パッドに使用
されるポリウレタンを主体とする微孔質エラストマの付
着量に大きく依存している。すなわち比較的硬質で圧縮
率の低い研磨用パッドは、ポリウレタンを主体とする微
孔質エラストマの繊維への付着量が多く、得られた研磨
用パッド表面に微孔質エラストマの粒子が顕著に存在し
ているため、スラリー及び研磨屑が研磨用パッドの微孔
中に早期に目詰まりし、これが原因でウェーハ表面の粗
度が大きく、また傷(スクラッチ)が発生しやすくなる
傾向にある。更に、半導体ウェーハ研磨時の研磨屑が目
詰まりし易く、またブラッシング等による矯正除去も困
難であり、研磨用パッドの使用可能時間が短かった。
体ウェーハの鏡面加工工程においては、ウェーハの平坦
性の大部分を決定する一次研磨工程(ストック・リムー
バル・プロセス)に用いられる研磨用パッドの硬さによ
って仕上がりウェーハの平坦性が大きく左右されること
が明らかになってきた。硬さを数値化する指標として圧
縮率が挙げられるが、この圧縮率は研磨用パッドに使用
されるポリウレタンを主体とする微孔質エラストマの付
着量に大きく依存している。すなわち比較的硬質で圧縮
率の低い研磨用パッドは、ポリウレタンを主体とする微
孔質エラストマの繊維への付着量が多く、得られた研磨
用パッド表面に微孔質エラストマの粒子が顕著に存在し
ているため、スラリー及び研磨屑が研磨用パッドの微孔
中に早期に目詰まりし、これが原因でウェーハ表面の粗
度が大きく、また傷(スクラッチ)が発生しやすくなる
傾向にある。更に、半導体ウェーハ研磨時の研磨屑が目
詰まりし易く、またブラッシング等による矯正除去も困
難であり、研磨用パッドの使用可能時間が短かった。
【0005】一方、上記問題を解決すべくポリウレタン
を主体とする微孔質エラストマの繊維への付着量を減ら
した研磨用パッドにおいては、その圧縮率は高い値を示
す。これは研磨用パッド表面への微孔質エラストマの粒
子の付着が少なくなるので、研磨用パッド表面の空隙が
増加するからであり、その結果、半導体ウェーハ研磨時
の研磨屑の目詰まりが抑えられ、研磨用パッドの使用可
能時間を長くできるが、硬度不足で一次研磨工程(スト
ック・リムーバル・プロセス)において半導体ウェーハ
の希望する平坦度の鏡面加工を行うことが難しい。
を主体とする微孔質エラストマの繊維への付着量を減ら
した研磨用パッドにおいては、その圧縮率は高い値を示
す。これは研磨用パッド表面への微孔質エラストマの粒
子の付着が少なくなるので、研磨用パッド表面の空隙が
増加するからであり、その結果、半導体ウェーハ研磨時
の研磨屑の目詰まりが抑えられ、研磨用パッドの使用可
能時間を長くできるが、硬度不足で一次研磨工程(スト
ック・リムーバル・プロセス)において半導体ウェーハ
の希望する平坦度の鏡面加工を行うことが難しい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記欠点を解
消するためになされたものであり、その目的は半導体ウ
ェーハ、メモリーディスク等の被研磨物表面の平坦性向
上を達成でき、かつ使用可能時間を延長して研磨に必要
なコストを低減できる研磨用パッドを提供することにあ
る。
消するためになされたものであり、その目的は半導体ウ
ェーハ、メモリーディスク等の被研磨物表面の平坦性向
上を達成でき、かつ使用可能時間を延長して研磨に必要
なコストを低減できる研磨用パッドを提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の研磨用パッド
は、ポリウレタンを主体とする微孔質エラストマが担持
されたフェルト状繊維質シートからなり、該フェルト状
繊維質シートを構成する繊維が、6.0〜20.0デニ
ール、繊維長30〜100mmで、該フェルト状繊維質シート
の目付重量が150〜600g/cm2であることを特徴とし、そ
れにより上記目的が達成される。
は、ポリウレタンを主体とする微孔質エラストマが担持
されたフェルト状繊維質シートからなり、該フェルト状
繊維質シートを構成する繊維が、6.0〜20.0デニ
ール、繊維長30〜100mmで、該フェルト状繊維質シート
の目付重量が150〜600g/cm2であることを特徴とし、そ
れにより上記目的が達成される。
【0008】すなわち、研磨用パッドの出発原材料であ
るフェルト状繊維質シートの構成繊維が、予めある一定
の硬度を有していれば、該シートに担持させるポリウレ
タンを主体とする微孔質エラストマ量を少量とした場合
でも、研磨用パッドに所定硬度を付与できるので、研磨
用パッド表面への微孔質エラストマ粒子の付着が抑えら
れ、上記問題を解決できる。
るフェルト状繊維質シートの構成繊維が、予めある一定
の硬度を有していれば、該シートに担持させるポリウレ
タンを主体とする微孔質エラストマ量を少量とした場合
でも、研磨用パッドに所定硬度を付与できるので、研磨
用パッド表面への微孔質エラストマ粒子の付着が抑えら
れ、上記問題を解決できる。
【0009】研磨用パッドはその研磨面に複数の溝が形
成されていることが望ましい。
成されていることが望ましい。
【0010】また、上記研磨用パッドの研磨面の最大高
さと最小高さの差が20μm以内でかつ10点平均高さ
Raが12μm以内であることが望ましい。
さと最小高さの差が20μm以内でかつ10点平均高さ
Raが12μm以内であることが望ましい。
【0011】さらに、上記研磨用パッドの研磨面の最大
高さと最小高さの差が20μm以内でかつ10点平均高
さRaが12μm以内であり、該研磨面に複数の溝が形
成されていることが望ましい。
高さと最小高さの差が20μm以内でかつ10点平均高
さRaが12μm以内であり、該研磨面に複数の溝が形
成されていることが望ましい。
【0012】本発明の他の研磨用パッドは、フェルト状
繊維質シートにポリウレタンを主体とする樹脂溶液を含
浸させ、次いで湿式凝固および乾燥させて得られ、該フ
ェルト状繊維質シートを構成する繊維が、6.0〜2
0.0デニール、繊維長30〜100mmで、該フェルト状繊
維質シートの目付重量が150〜600g/cm2であることを特
徴とし、それにより上記目的が達成される。
繊維質シートにポリウレタンを主体とする樹脂溶液を含
浸させ、次いで湿式凝固および乾燥させて得られ、該フ
ェルト状繊維質シートを構成する繊維が、6.0〜2
0.0デニール、繊維長30〜100mmで、該フェルト状繊
維質シートの目付重量が150〜600g/cm2であることを特
徴とし、それにより上記目的が達成される。
【0013】本発明の作用は次の通りである。
【0014】従来の研磨用パッドに使用されるフェルト
状繊維質シートを構成する繊維は、デニール数が2〜4
程度で形成されていた。そのため研磨用パッドの研磨面
に繊維が緻密な状態で存在し相対的に空隙が少なくな
り、半導体ウェーハ研磨時の研磨屑が目詰まりし易いと
いう欠点があった。
状繊維質シートを構成する繊維は、デニール数が2〜4
程度で形成されていた。そのため研磨用パッドの研磨面
に繊維が緻密な状態で存在し相対的に空隙が少なくな
り、半導体ウェーハ研磨時の研磨屑が目詰まりし易いと
いう欠点があった。
【0015】これに対して、本発明の研磨用パッドによ
ると、ポリウレタンを主体とする微孔質エラストマが担
持されたフェルト状繊維質シートの構成繊維が6.0〜
20.0デニール、繊維長30〜150mmで、その目付重量
が150〜600g/cm2の範囲であるため、半導体ウェーハ等
の鏡面研磨において表面空孔を確保でき、該空孔に研磨
屑や研磨液中の研磨粒子が着落し、目詰まりの発生を防
止することができる。これにより長時間安定した研磨性
能を維持でき、被研磨体の研磨面の平坦性を向上でき
る。
ると、ポリウレタンを主体とする微孔質エラストマが担
持されたフェルト状繊維質シートの構成繊維が6.0〜
20.0デニール、繊維長30〜150mmで、その目付重量
が150〜600g/cm2の範囲であるため、半導体ウェーハ等
の鏡面研磨において表面空孔を確保でき、該空孔に研磨
屑や研磨液中の研磨粒子が着落し、目詰まりの発生を防
止することができる。これにより長時間安定した研磨性
能を維持でき、被研磨体の研磨面の平坦性を向上でき
る。
【0016】すなわち、フェルト状繊維質シートの表面
に形成された比較的大きい空隙により研磨液の流通性に
優れ、さらにその空隙に研磨屑が着落しやすいため、目
詰まりの発生を防止でき、研磨用パッドの使用可能時間
を長期間保持できる。
に形成された比較的大きい空隙により研磨液の流通性に
優れ、さらにその空隙に研磨屑が着落しやすいため、目
詰まりの発生を防止でき、研磨用パッドの使用可能時間
を長期間保持できる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明で使用されるフェルト状繊
維質シートは、DMF、MEK、テトラヒドロフラン等
ポリウレタン可溶性の溶剤に対して耐性があり、かつ研
磨時に使用されるpH10〜11程度の研磨液に対する耐アル
カリ性を有するものが好ましく使用され、例えば、ナイ
ロン、ポリエステル、アラミド繊維等よりなる繊維質シ
ートが挙げられる。
維質シートは、DMF、MEK、テトラヒドロフラン等
ポリウレタン可溶性の溶剤に対して耐性があり、かつ研
磨時に使用されるpH10〜11程度の研磨液に対する耐アル
カリ性を有するものが好ましく使用され、例えば、ナイ
ロン、ポリエステル、アラミド繊維等よりなる繊維質シ
ートが挙げられる。
【0018】該シートは、シートを構成する繊維が6.
0〜10.0デニール、繊維長30〜100mmで、その目付
重量が150〜400g/cm2の範囲の不織布が好ましく、さら
に好ましくはバインダーを含まないニードルパンチ不織
布である。このうち目付重量は通常、ニードルパンチの
頻度、繊維長によって変更し得る。
0〜10.0デニール、繊維長30〜100mmで、その目付
重量が150〜400g/cm2の範囲の不織布が好ましく、さら
に好ましくはバインダーを含まないニードルパンチ不織
布である。このうち目付重量は通常、ニードルパンチの
頻度、繊維長によって変更し得る。
【0019】さらに好ましくは、該シートを構成する繊
維は6〜8デニール、繊維長40〜70mmであり、その
目付重量は180〜300g/cm2である。
維は6〜8デニール、繊維長40〜70mmであり、その
目付重量は180〜300g/cm2である。
【0020】フェルト状繊維質シートの構成繊維が6.
0未満の場合には、上記した従来例に見られるように、
得られる研磨用パッドの研磨面に繊維が緻密な状態で存
在するため、半導体ウェーハ研磨時の研磨屑が目詰まり
し易く、20.0デニールを超える場合には、研磨用パ
ッドの硬度が高すぎるため被研磨物の表面平坦性が悪化
する傾向にある。その繊維長が30mmより短い場合には、
ポリウレタンを主体とする微孔質エラストマがフェルト
状繊維質に所定以上に担持され、研磨用パッドの硬度が
高すぎてしまう。繊維長が150mmより長い場合には、ポ
リウレタンを主体とする微孔質エラストマがフェルト状
繊維質に充分担持できなくなり、研磨用パッドの硬度が
低すぎてしまう。また、シートの目付重量が150g/cm2未
満の場合にはポリウレタンを主体とする微孔質エラスト
マがフェルト状繊維質に所定以上に担持され、研磨用パ
ッドの硬度が高すぎてしまう。シートの目付重量が600g
/cm2を超える場合にはポリウレタンを主体とする微孔質
エラストマがフェルト状繊維質に充分担持できなくな
り、研磨用パッドの硬度が低すぎてしまう。本発明で使
用されるポリウレタンを主体とする微孔質エラストマと
は、多数の微孔を有するポリウレタンから主としてなる
弾性体であり、100%伸び時のモデュラスが100kg/cm2以
上のものが好ましい。
0未満の場合には、上記した従来例に見られるように、
得られる研磨用パッドの研磨面に繊維が緻密な状態で存
在するため、半導体ウェーハ研磨時の研磨屑が目詰まり
し易く、20.0デニールを超える場合には、研磨用パ
ッドの硬度が高すぎるため被研磨物の表面平坦性が悪化
する傾向にある。その繊維長が30mmより短い場合には、
ポリウレタンを主体とする微孔質エラストマがフェルト
状繊維質に所定以上に担持され、研磨用パッドの硬度が
高すぎてしまう。繊維長が150mmより長い場合には、ポ
リウレタンを主体とする微孔質エラストマがフェルト状
繊維質に充分担持できなくなり、研磨用パッドの硬度が
低すぎてしまう。また、シートの目付重量が150g/cm2未
満の場合にはポリウレタンを主体とする微孔質エラスト
マがフェルト状繊維質に所定以上に担持され、研磨用パ
ッドの硬度が高すぎてしまう。シートの目付重量が600g
/cm2を超える場合にはポリウレタンを主体とする微孔質
エラストマがフェルト状繊維質に充分担持できなくな
り、研磨用パッドの硬度が低すぎてしまう。本発明で使
用されるポリウレタンを主体とする微孔質エラストマと
は、多数の微孔を有するポリウレタンから主としてなる
弾性体であり、100%伸び時のモデュラスが100kg/cm2以
上のものが好ましい。
【0021】本発明で使用されるポリウレタンは、一般
に人工皮革用として市販されているものがいずれも使用
でき、例えば、ポリエステル、あるいはポリエーテル系
のMDI(4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート)
あるいはTDI(トリレンジイソシアネート)末端を持
つウレタンプレポリマー単体、あるいは研磨用パッド
(研磨クロス)の硬度や圧縮率を調整するためにメラミ
ン樹脂、ポリカーボネート樹脂等をブレンドしたものが
挙げられる。
に人工皮革用として市販されているものがいずれも使用
でき、例えば、ポリエステル、あるいはポリエーテル系
のMDI(4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート)
あるいはTDI(トリレンジイソシアネート)末端を持
つウレタンプレポリマー単体、あるいは研磨用パッド
(研磨クロス)の硬度や圧縮率を調整するためにメラミ
ン樹脂、ポリカーボネート樹脂等をブレンドしたものが
挙げられる。
【0022】該ポリウレタンは、3,3'ジクロロ-4,4'ジ
アミノジフェニルメタン等の2官能性有機アミン硬化
剤、さらに必要であれば、アジピン酸等のジカルボン酸
を主体とした促進剤を含有し得る。これらはDMF、M
EK、テトラヒドロフラン等の有機溶剤に溶解させて用
いられ得る。乾燥の熱効率を考慮する場合には有機溶剤
として、MEK等の低沸点のものを用いることが望まし
い。
アミノジフェニルメタン等の2官能性有機アミン硬化
剤、さらに必要であれば、アジピン酸等のジカルボン酸
を主体とした促進剤を含有し得る。これらはDMF、M
EK、テトラヒドロフラン等の有機溶剤に溶解させて用
いられ得る。乾燥の熱効率を考慮する場合には有機溶剤
として、MEK等の低沸点のものを用いることが望まし
い。
【0023】また、本発明の研磨用パッドの厚みは、0.
5〜2.0mmが好ましい。また、研磨用パッドの圧縮率は2.
0〜14.0%の範囲が好ましく、特に好ましい研磨用パッ
ドの圧縮率は2.5〜9.0%の範囲である。研磨用パッドの
厚みが0.5mm未満または2.0mmを超えると、研磨機のキャ
リアプレートへの装着時の作業性が低下する。また、圧
縮率が2%未満であるとウェーハ平坦度が低下し、14.0
%を超えると研磨効率が悪くなり易い。
5〜2.0mmが好ましい。また、研磨用パッドの圧縮率は2.
0〜14.0%の範囲が好ましく、特に好ましい研磨用パッ
ドの圧縮率は2.5〜9.0%の範囲である。研磨用パッドの
厚みが0.5mm未満または2.0mmを超えると、研磨機のキャ
リアプレートへの装着時の作業性が低下する。また、圧
縮率が2%未満であるとウェーハ平坦度が低下し、14.0
%を超えると研磨効率が悪くなり易い。
【0024】本発明の研磨用パッドにおいて、研磨用パ
ッドの研磨面の最大高さと最小高さの差が20μm以内
で、かつ10点平均高さRaが12μm以内である。さ
らに好ましい研磨用パッドの研磨面の最大高さと最小高
さの差は10μm以内で、かつ10点平均高さRaが5
μm以内である。
ッドの研磨面の最大高さと最小高さの差が20μm以内
で、かつ10点平均高さRaが12μm以内である。さ
らに好ましい研磨用パッドの研磨面の最大高さと最小高
さの差は10μm以内で、かつ10点平均高さRaが5
μm以内である。
【0025】本発明の研磨用パッドを製造するための方
法としては、例えば、以下の方法がある。
法としては、例えば、以下の方法がある。
【0026】(1)フェルト状繊維質シート(シート状
繊維基材)に、上記ポリウレタンのDMF溶液を含浸さ
せ、湿式凝固、洗浄、乾燥の各工程を経て中間的な複合
基材を作成する。
繊維基材)に、上記ポリウレタンのDMF溶液を含浸さ
せ、湿式凝固、洗浄、乾燥の各工程を経て中間的な複合
基材を作成する。
【0027】ここで、複合基材中における樹脂相と繊維
相の重量比率は、樹脂相対繊維相が1対1〜1対5であ
ることが好ましい。本発明の研磨用パッドは、フェルト
状繊維質シートの構成繊維が6.0〜20.0デニー
ル、繊維長30〜150mmで、その目付重量150〜600g/cm2で
あることを特徴としており、作用面(シート表面)に対
する圧縮弾性が低くなりやすく、それを補完する意味か
ら樹脂を担持させて硬度を向上させ研磨時の圧縮変形を
防止する。
相の重量比率は、樹脂相対繊維相が1対1〜1対5であ
ることが好ましい。本発明の研磨用パッドは、フェルト
状繊維質シートの構成繊維が6.0〜20.0デニー
ル、繊維長30〜150mmで、その目付重量150〜600g/cm2で
あることを特徴としており、作用面(シート表面)に対
する圧縮弾性が低くなりやすく、それを補完する意味か
ら樹脂を担持させて硬度を向上させ研磨時の圧縮変形を
防止する。
【0028】たとえば、従来の技術では樹脂相対繊維相
の重量比率が1対1を越えるような複合基材の樹脂相に
存在する湿式凝固による多孔質構造が緻密になりすぎ、
シート状繊維基材表面に存在するかなりの空隙が樹脂相
で充填されてしまうため、研磨に使用した場合には研磨
液、および研磨屑の流通が阻害され、目詰まりが短期に
起こってしまった。逆に樹脂相対繊維相の重量比率が1
対5を下回る状態では、樹脂相は繊維の交絡点、および
外周部をとり囲むだけになり、含浸したポリウレタンが
乾燥時にシートの下側となっていた側に局在化してしま
う傾向にあり、繊維に対する補強効果が得られず、目標
とする硬度に達しなかった。
の重量比率が1対1を越えるような複合基材の樹脂相に
存在する湿式凝固による多孔質構造が緻密になりすぎ、
シート状繊維基材表面に存在するかなりの空隙が樹脂相
で充填されてしまうため、研磨に使用した場合には研磨
液、および研磨屑の流通が阻害され、目詰まりが短期に
起こってしまった。逆に樹脂相対繊維相の重量比率が1
対5を下回る状態では、樹脂相は繊維の交絡点、および
外周部をとり囲むだけになり、含浸したポリウレタンが
乾燥時にシートの下側となっていた側に局在化してしま
う傾向にあり、繊維に対する補強効果が得られず、目標
とする硬度に達しなかった。
【0029】従って、上記工程(1)では、使用するシ
ート状繊維基材の嵩密度によって、含浸させるポリウレ
タンのDMF溶液中の固形分量を調整し、得られる複合
基材中における樹脂相対繊維相の比率を1対1〜1対5
にすることが好ましい。
ート状繊維基材の嵩密度によって、含浸させるポリウレ
タンのDMF溶液中の固形分量を調整し、得られる複合
基材中における樹脂相対繊維相の比率を1対1〜1対5
にすることが好ましい。
【0030】(2)次に、上記工程(1)で得られた複
合基材は、表裏面近傍にスキン層と呼ばれる緻密な発泡
層を持つため、表裏両面の発泡層をそれぞれ除去し、平
坦度を向上させ、研磨用パッドとして用いる。
合基材は、表裏面近傍にスキン層と呼ばれる緻密な発泡
層を持つため、表裏両面の発泡層をそれぞれ除去し、平
坦度を向上させ、研磨用パッドとして用いる。
【0031】必要に応じて、上記工程(2)で得られた
研磨用パッドの表面(作用面)に複数本の溝を形成する
こともできる。例えば、断面V字形の溝(深さ0.1〜1.5
mm)を網目状に形成することができる。このような溝を
研磨用パッド表面に形成することにより、研磨スラリー
がウェーハ全面に充足されウェーハの高平坦化を促進さ
せることができる。
研磨用パッドの表面(作用面)に複数本の溝を形成する
こともできる。例えば、断面V字形の溝(深さ0.1〜1.5
mm)を網目状に形成することができる。このような溝を
研磨用パッド表面に形成することにより、研磨スラリー
がウェーハ全面に充足されウェーハの高平坦化を促進さ
せることができる。
【0032】また必要に応じて、上記工程(2)で得ら
れた研磨用パッドの表面(作用面)をその表面(作用
面)の外径以上の幅を持つ鉋で削り、研磨用パッドの表
面(作用面)の平坦化を得ることでウェーハの高平坦化を
促進させることができる。
れた研磨用パッドの表面(作用面)をその表面(作用
面)の外径以上の幅を持つ鉋で削り、研磨用パッドの表
面(作用面)の平坦化を得ることでウェーハの高平坦化を
促進させることができる。
【0033】なお、上記工程(2)で得られた研磨用パ
ッドを、さらに熱硬化性ポリウレタン溶液等の未反応の
熱硬化性樹脂溶液に含浸後、乾燥してもよい。
ッドを、さらに熱硬化性ポリウレタン溶液等の未反応の
熱硬化性樹脂溶液に含浸後、乾燥してもよい。
【0034】本発明の研磨用パッドとその研磨性能につ
いて、下記の実施例によりさらに詳細に説明するが、こ
れらの実施例は本発明を限定するものではない。
いて、下記の実施例によりさらに詳細に説明するが、こ
れらの実施例は本発明を限定するものではない。
【0035】
(A)以下の実施例で得られた研磨用パッド(もしくは
シート物)の圧縮率の測定法は次の通りである。
シート物)の圧縮率の測定法は次の通りである。
【0036】圧縮率={(D1−D2)/D1}×10
0(%)で計算される。
0(%)で計算される。
【0037】但し、D1は、作用面に300gf/cm2×60秒
間の荷重をかけた時の研磨用パッドの厚みであり、D2
は、作用面に1800gf/cm2×60秒間の荷重をかけた時の研
磨用パッドの厚みである。
間の荷重をかけた時の研磨用パッドの厚みであり、D2
は、作用面に1800gf/cm2×60秒間の荷重をかけた時の研
磨用パッドの厚みである。
【0038】(B)以下の実施例で得られた研磨用パッ
ドを用いたウェーハの研磨試験は次の通りである。
ドを用いたウェーハの研磨試験は次の通りである。
【0039】スピードファム59SPAW2型を用いて
ウェーハを研磨し、ウェーハはシリコン単結晶P(10
0)ウェーハ8インチ径を使用した。研磨条件は表1に
まとめて記載した。
ウェーハを研磨し、ウェーハはシリコン単結晶P(10
0)ウェーハ8インチ径を使用した。研磨条件は表1に
まとめて記載した。
【0040】
【表1】
【0041】研磨後のウェーハの形状精度を静電容量式
ウェーハ平坦度検査機;ADE9500ウェーハ平坦度
検査計を用いて評価した。
ウェーハ平坦度検査機;ADE9500ウェーハ平坦度
検査計を用いて評価した。
【0042】(C)以下の実施例で使用した配合物1お
よび2の組成は次の通りであった。
よび2の組成は次の通りであった。
【0043】配合物1 クリスボン8867(大日本インキ化学工業(株)) 100.0phr ジメチルホルムアミド(日東化学(株)) 200.0phr 上記クリスボン8867は、平均分子量200,000、硬化
物の100%モジュラスが120kg/cm2のポリエステル系ポリ
ウレタンを主成分とする。
物の100%モジュラスが120kg/cm2のポリエステル系ポリ
ウレタンを主成分とする。
【0044】配合物2 ハイプレンL−315(三井東圧化学(株)) 100.0phr イハラキュアミン(イハラケミカル(株)) 26.9phr MEK 576.0phr (実施例1)6.0デニール、繊維長60mmのポリエステ
ル繊維で構成された厚さ2.0mm、嵩密度0.11g/cm3、目付
重量350g/cm2のニードルパンチ不織布を基材として用い
た。
ル繊維で構成された厚さ2.0mm、嵩密度0.11g/cm3、目付
重量350g/cm2のニードルパンチ不織布を基材として用い
た。
【0045】上記配合物1で基材を十分浸漬含浸した
後、純水で且つ温度30℃の凝固液に20分間浸漬後、60分
間純水中で水洗いし、熱可塑性ポリウレタン樹脂を湿式
凝固させ、ポーラス状にフェルト基材を形成した後、D
MFを完全に純水と置換し、さらに120℃熱風で乾燥
し、厚さ1.7mm、嵩密度0.23g/cm3、目付重量520g/cm2、
ウレタン対繊維の重量比0.5対1の複合基材を得た。該
複合基材の表裏面を60メッシュのバフロールで研削し、
密度の高いスキン層を除去した。このシート物の圧縮率
は10%であった。
後、純水で且つ温度30℃の凝固液に20分間浸漬後、60分
間純水中で水洗いし、熱可塑性ポリウレタン樹脂を湿式
凝固させ、ポーラス状にフェルト基材を形成した後、D
MFを完全に純水と置換し、さらに120℃熱風で乾燥
し、厚さ1.7mm、嵩密度0.23g/cm3、目付重量520g/cm2、
ウレタン対繊維の重量比0.5対1の複合基材を得た。該
複合基材の表裏面を60メッシュのバフロールで研削し、
密度の高いスキン層を除去した。このシート物の圧縮率
は10%であった。
【0046】さらに該シート物を上記配合物2の含浸液
に含浸後、120℃熱風で20分間乾燥して溶剤を除去し、
該配合物2の硬化性ポリウレタンを上記シート物中のポ
リウレタン多孔質相のセル壁を被覆しながら硬化させる
ことにより、研磨用パッドを得た。
に含浸後、120℃熱風で20分間乾燥して溶剤を除去し、
該配合物2の硬化性ポリウレタンを上記シート物中のポ
リウレタン多孔質相のセル壁を被覆しながら硬化させる
ことにより、研磨用パッドを得た。
【0047】この研磨用パッドの表裏面をさらにバフ処
理して平坦な作用面を有する図1に示すような研磨用パ
ッド1を得た。図中、2は研磨用パッド1の作用面、3
はフェルト状繊維質シート、4はエラストマである。こ
の研磨用パッドは、厚さ1.30mm、嵩密度0.38g/cm3、圧
縮率3.0%であった。
理して平坦な作用面を有する図1に示すような研磨用パ
ッド1を得た。図中、2は研磨用パッド1の作用面、3
はフェルト状繊維質シート、4はエラストマである。こ
の研磨用パッドは、厚さ1.30mm、嵩密度0.38g/cm3、圧
縮率3.0%であった。
【0048】本研磨用パッドを用いて研磨したウェーハ
の加工精度はTTV:0.5ミクロン、LTV:0.3ミクロ
ンで、研磨用パッドのライフは1951時間であった。
の加工精度はTTV:0.5ミクロン、LTV:0.3ミクロ
ンで、研磨用パッドのライフは1951時間であった。
【0049】(実施例2)15.0デニール、繊維長60mmの
ポリエステル繊維で構成された厚さ2.0mm、嵩密度0.11g
/cm3、目付重量360g/cm2のニードルパンチ不織布を基材
として用いた。
ポリエステル繊維で構成された厚さ2.0mm、嵩密度0.11g
/cm3、目付重量360g/cm2のニードルパンチ不織布を基材
として用いた。
【0050】上記配合物1で基材を十分浸漬含浸した
後、純水で且つ温度30℃の凝固液に20分間浸漬後、6
0分間純水中で水洗いし、熱可塑性ポリウレタン樹脂を
湿式凝固させ、ポーラス状にフェルト基材を形成した
後、DMFを完全に純水と置換し、さらに120℃熱風で
乾燥し、厚さ1.7mm、嵩密度0.23g/cm3、目付重量520g/c
m2、ウレタン対繊維の重量比0.5対1の複合基材を得
た。
後、純水で且つ温度30℃の凝固液に20分間浸漬後、6
0分間純水中で水洗いし、熱可塑性ポリウレタン樹脂を
湿式凝固させ、ポーラス状にフェルト基材を形成した
後、DMFを完全に純水と置換し、さらに120℃熱風で
乾燥し、厚さ1.7mm、嵩密度0.23g/cm3、目付重量520g/c
m2、ウレタン対繊維の重量比0.5対1の複合基材を得
た。
【0051】該複合基材の表裏面を60メッシュのバフロ
ールで研削し、密度の高いスキン層を除去した。このシ
ート物の圧縮率は10%であった。
ールで研削し、密度の高いスキン層を除去した。このシ
ート物の圧縮率は10%であった。
【0052】さらに該シート物を上記配合物2の含浸液
に含浸後、120℃熱風で20分間乾燥して溶剤を除去し、
該配合物2の熱硬化性ポリウレタンを上記シート物中の
ポリウレタン多孔質相のセル壁を被覆しながら硬化させ
ることにより、研磨用パッドを得た。
に含浸後、120℃熱風で20分間乾燥して溶剤を除去し、
該配合物2の熱硬化性ポリウレタンを上記シート物中の
ポリウレタン多孔質相のセル壁を被覆しながら硬化させ
ることにより、研磨用パッドを得た。
【0053】この研磨用パッドの表裏面をさらにバフ処
理して、平坦な作用面を有する図2および3に示すよう
な研磨用パッド1を得た。この研磨用パッド1の表面に
50mmピッチで幅2mm、深さ3mmのV字溝5を網目状に形
成した。
理して、平坦な作用面を有する図2および3に示すよう
な研磨用パッド1を得た。この研磨用パッド1の表面に
50mmピッチで幅2mm、深さ3mmのV字溝5を網目状に形
成した。
【0054】この研磨用パッドは、厚さ1.30mm、嵩密度
0.38g/cm3、圧縮率3.0%であった。
0.38g/cm3、圧縮率3.0%であった。
【0055】本研磨用パッドを用いて研磨したウェーハ
の加工精度はTTV:0.4ミクロン、LTV:0.2ミクロ
ンで、研磨用パッドのライフは2125時間であった。
の加工精度はTTV:0.4ミクロン、LTV:0.2ミクロ
ンで、研磨用パッドのライフは2125時間であった。
【0056】(実施例3)10.0デニール、繊維長60
mmのポリエステル繊維で構成された厚さ2.2mm、嵩密度
0.11g/cm3、目付重量300g/cm2のニードルパンチ不織布
を基材として用いた。
mmのポリエステル繊維で構成された厚さ2.2mm、嵩密度
0.11g/cm3、目付重量300g/cm2のニードルパンチ不織布
を基材として用いた。
【0057】上記配合物1で基材を十分浸漬含浸した
後、純水で且つ温度30℃の凝固液に20分間浸漬後、60分
間純水中で水洗いし、熱可塑性ポリウレタン樹脂を湿式
凝固させ、ポーラス状にフェルト基材を形成した後、D
MFを完全に純水と置換し、さらに120℃熱風で乾燥
し、厚さ1.6mm、嵩密度0.23g/cm3、目付重量520g/cm2、
ウレタン対繊維の重量比0.5対1の複合基材を得た。
後、純水で且つ温度30℃の凝固液に20分間浸漬後、60分
間純水中で水洗いし、熱可塑性ポリウレタン樹脂を湿式
凝固させ、ポーラス状にフェルト基材を形成した後、D
MFを完全に純水と置換し、さらに120℃熱風で乾燥
し、厚さ1.6mm、嵩密度0.23g/cm3、目付重量520g/cm2、
ウレタン対繊維の重量比0.5対1の複合基材を得た。
【0058】該複合基材の表面(作用面)をせん断角度
26度のステンレス鋼刃で上すくい角度6度、削り速度1.
5m/分で切れ込み深さ30ミクロン研削した。一方、裏
面を60メッシュのバフロールで研削した。これらにより
密度の高いスキン層を除去した。このシート物の圧縮率
は10%であった。
26度のステンレス鋼刃で上すくい角度6度、削り速度1.
5m/分で切れ込み深さ30ミクロン研削した。一方、裏
面を60メッシュのバフロールで研削した。これらにより
密度の高いスキン層を除去した。このシート物の圧縮率
は10%であった。
【0059】さらに該シート物を上記配合物2の含浸液
に含浸後、120℃熱風で20分間乾燥、溶剤を乾燥除去
し、該配合物2の熱硬化性ポリウレタンを上記複合基材
中のポリウレタン多孔質相のセル壁を被覆しながら硬化
させることにより、研磨用パッドを得た。
に含浸後、120℃熱風で20分間乾燥、溶剤を乾燥除去
し、該配合物2の熱硬化性ポリウレタンを上記複合基材
中のポリウレタン多孔質相のセル壁を被覆しながら硬化
させることにより、研磨用パッドを得た。
【0060】この研磨用パッドの裏面をさらにバフ処理
して平坦な作用面を有する図1に示すような研磨用パッ
ド1を得た。図中、2は研磨用パッド1の作用面、3は
フェルト状繊維質シート、4はエラストマである。この
研磨用パッドは、厚さ1.27mm、嵩密度0.39g/cm3、圧縮
率2.8%であった。
して平坦な作用面を有する図1に示すような研磨用パッ
ド1を得た。図中、2は研磨用パッド1の作用面、3は
フェルト状繊維質シート、4はエラストマである。この
研磨用パッドは、厚さ1.27mm、嵩密度0.39g/cm3、圧縮
率2.8%であった。
【0061】本研磨用パッドを用いて研磨したウェーハ
の加工精度はTTV:0.5ミクロン、LTV:0.3ミクロ
ンで、研磨用パッドのライフは2016時間であった。
の加工精度はTTV:0.5ミクロン、LTV:0.3ミクロ
ンで、研磨用パッドのライフは2016時間であった。
【0062】(比較例)3.0デニール、繊維長50mmのポ
リエステル繊維で構成される厚さ2.5mm、嵩密度0.175g/
cm3、目付重量360g/cm2のニードルパンチ不織布を基材
として用いた。
リエステル繊維で構成される厚さ2.5mm、嵩密度0.175g/
cm3、目付重量360g/cm2のニードルパンチ不織布を基材
として用いた。
【0063】上記配合物1で基材を十分浸漬含浸した
後、純水で且つ温度30℃の凝固液に20分間浸漬後、60分
間純水中で水洗いし、ポリウレタン樹脂を湿式凝固さ
せ、ポーラス状にフェルト基材を形成した後、DMFを
完全に純水と置換し、さらに120℃熱風で乾燥し、厚
さ1.8mm、嵩密度0.3g/cm3、目付重量620g/cm2、ウ
レタン対繊維の重量比0.9対1の複合基材を得た。
後、純水で且つ温度30℃の凝固液に20分間浸漬後、60分
間純水中で水洗いし、ポリウレタン樹脂を湿式凝固さ
せ、ポーラス状にフェルト基材を形成した後、DMFを
完全に純水と置換し、さらに120℃熱風で乾燥し、厚
さ1.8mm、嵩密度0.3g/cm3、目付重量620g/cm2、ウ
レタン対繊維の重量比0.9対1の複合基材を得た。
【0064】該複合基材の表裏面を60メッシュのバフロ
ールで研削し、密度の高いスキン層を除去した。このシ
ート物の圧縮率は12%であった。
ールで研削し、密度の高いスキン層を除去した。このシ
ート物の圧縮率は12%であった。
【0065】さらに該シート物を上記配合物2に含浸
後、120℃熱風で20分間乾燥、溶剤を乾燥除去し、該配
合物2の熱硬化性ポリウレタンを上記シート物中のポリ
ウレタン多孔質相のセル壁を被覆しながら硬化させるこ
とにより、高硬度複合基材を得た。
後、120℃熱風で20分間乾燥、溶剤を乾燥除去し、該配
合物2の熱硬化性ポリウレタンを上記シート物中のポリ
ウレタン多孔質相のセル壁を被覆しながら硬化させるこ
とにより、高硬度複合基材を得た。
【0066】この複合基材の表裏面をさらにバフ処理し
て得られた平坦な研磨用パッドは、厚さ1.27mm、嵩密度
0.45g/cm3、圧縮率は4.2%であった。
て得られた平坦な研磨用パッドは、厚さ1.27mm、嵩密度
0.45g/cm3、圧縮率は4.2%であった。
【0067】本研磨用パッドを用いて研磨したウェーハ
の加工精度はTTV:1.0ミクロン、LTV:0.8ミクロ
ンで、また研磨パッドのライフは1300時間であった。目
標の加工精度は達成できなかった。
の加工精度はTTV:1.0ミクロン、LTV:0.8ミクロ
ンで、また研磨パッドのライフは1300時間であった。目
標の加工精度は達成できなかった。
【0068】以上の結果から、本実施例の研磨用パッド
は、4MDRAM、あるいは将来の64Mや256MD
RAM用ウェーハ製造に適した物性を保有し、LTV値
が0.3μ以下で、PUA値95%以上の高平坦性ウェーハ
の供給が可能となり、かつ研磨屑等による目詰まりのた
めに研磨能力が短期に低下する欠点がないことで寿命を
長くできる研磨用パッドを提供することができた。
は、4MDRAM、あるいは将来の64Mや256MD
RAM用ウェーハ製造に適した物性を保有し、LTV値
が0.3μ以下で、PUA値95%以上の高平坦性ウェーハ
の供給が可能となり、かつ研磨屑等による目詰まりのた
めに研磨能力が短期に低下する欠点がないことで寿命を
長くできる研磨用パッドを提供することができた。
【0069】
【発明の効果】本発明の研磨用パッドは、ポリウレタン
を主体とする微孔質エラストマを担持させたフェルト状
繊維質シートの構成繊維が6.0〜20.0デニール、
繊維長30〜100mmで目付重量150〜600g/cm2であり、剛性
が高いため、フェルト状繊維質シートを所定圧縮率に達
成するための微孔質エラストマ担持量を少なくできるこ
とにより、研磨屑による目詰まりが発生しにくくなり研
磨用クロスの使用可能時間が延び、さらにウェーハ表面
の高平坦性を達成することができる。
を主体とする微孔質エラストマを担持させたフェルト状
繊維質シートの構成繊維が6.0〜20.0デニール、
繊維長30〜100mmで目付重量150〜600g/cm2であり、剛性
が高いため、フェルト状繊維質シートを所定圧縮率に達
成するための微孔質エラストマ担持量を少なくできるこ
とにより、研磨屑による目詰まりが発生しにくくなり研
磨用クロスの使用可能時間が延び、さらにウェーハ表面
の高平坦性を達成することができる。
【図1】本発明の研磨用パッドの一実施例の断面図であ
る。
る。
【図2】本発明の研磨用パッドの他の実施例の平面図で
ある。
ある。
【図3】図2で示した研磨用パッドの要部拡大断面図で
ある。
ある。
1 研磨用パッド 2 研磨用パッドの作用面 3 フェルト状繊維質シート 4 エラストマ 5 溝
Claims (4)
- 【請求項1】 ポリウレタンを主体とする微孔質エラス
トマが担持されたフェルト状繊維質シートからなる研磨
用パッドであって、 該フェルト状繊維質シートを構成する繊維が、6.0〜
20.0デニール、繊維長30〜100mmで、該フェルト状
繊維質シートの目付重量が150〜600g/cm2であることを
特徴とする研磨用パッド。 - 【請求項2】 フェルト状繊維質シートにポリウレタン
を主体とする樹脂溶液を含浸させ、次いで湿式凝固およ
び乾燥させて得られる研磨用パッドであって、 該フェルト状繊維質シートを構成する繊維が、6.0〜
20.0デニール、繊維長30〜100mmで、該フェルト状
繊維質シートの目付重量が150〜600g/cm2であることを
特徴とする研磨用パッド。 - 【請求項3】 前記研磨用パッドの研磨面の最大高さと
最小高さの差が20μm以内で、かつ10点平均高さR
aが12μm以内であることを特徴とする請求項1又は
2に記載の研磨用パッド。 - 【請求項4】 前記研磨用パッドの研磨面に複数の溝が
形成されている請求項1〜3のいずれかに記載の研磨用
パッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28540096A JPH10128674A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 研磨用パッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28540096A JPH10128674A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 研磨用パッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10128674A true JPH10128674A (ja) | 1998-05-19 |
Family
ID=17691045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28540096A Pending JPH10128674A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 研磨用パッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10128674A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002001651A (ja) * | 2000-01-18 | 2002-01-08 | Applied Materials Inc | 基板を研磨する物品 |
| US6373141B1 (en) * | 1996-06-10 | 2002-04-16 | Tessera, Inc. | Bondable compliant pads for packaging of a semiconductor chip and method therefor |
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| WO2008093850A1 (ja) | 2007-02-01 | 2008-08-07 | Kuraray Co., Ltd. | 研磨パッド及び研磨パッドの製造方法 |
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| WO2010016486A1 (ja) | 2008-08-08 | 2010-02-11 | 株式会社クラレ | 研磨パッド及び研磨パッドの製造方法 |
| WO2014125797A1 (ja) | 2013-02-12 | 2014-08-21 | 株式会社クラレ | 硬質シート及び硬質シートの製造方法 |
| JP2017013149A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 株式会社クラレ | 研磨パッド |
-
1996
- 1996-10-28 JP JP28540096A patent/JPH10128674A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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