JPH11188647A

JPH11188647A - 研磨体

Info

Publication number: JPH11188647A
Application number: JP35680297A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Ryomo; 克己両毛
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 1999-07-13

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨体における研磨特性を改善して多くの異
種材料からなる半導体基板表面を均一にかつ平滑に研磨
できるようにする。【解決手段】研磨剤微粉末とバインダーからなる研磨
層を可撓性支持体上に設けるについて、研磨剤微粒子が
モース硬度６〜７で平均粒子サイズが４０〜１０００ｎ
ｍの粉体を６０％以上含み、バインダーは金属イオンを
捕捉する官能基をもつバインダーを含んでなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨剤をバインダ
ーに分散してなる研磨層を可撓性支持体上に設けてな
り、半導体金属特にアルミニウム、シリコン、銅、フォ
トレジスト材等で形成される半導体研磨用の研磨体に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体の研磨は、研磨パッド
と研磨剤含有の研磨スラリーを用いて研磨しているが、
多くの異種材料を研磨するために、歩留まりなどにおい
て必ずしも十分な結果が得られていない。つまり、研磨
スラリーを使用するものでは研磨に寄与しない研磨剤が
多くて研磨効率が低く、その効率化が要望されている。

【０００３】また、被研磨体としての半導体シリコンウ
ェハーは、ガラスを用いているために、従来の磁気ヘッ
ド研磨用の研磨体等で使用しているモース硬度が７を越
える硬い研磨剤のみによるものでは、その粒子径を調整
しても研磨面に傷が発生して良好な研磨を行うことがで
きない。

【０００４】また、特開平９−２４８７７１号公報等に
は、ガラスとセラミックとからなる硬度が異なる素材で
構成された光コネクタフェルールの表面研磨用として、
その硬度差に起因して研磨面に段差が生じるのを防止す
る研磨体の技術が開示されている。この研磨体は、研磨
剤として平均粒子径が５〜３０ｍμのシリカ粒子を使用
し、研磨層表面の中心線平均表面粗さRaが0.005〜0.2μ
ｍとなるようにしたものである。

【０００５】一方、磁気ヘッド又はハードディスク研磨
用の研磨体として、特開平１−２６４７７６号公報に示
されるものでは、その研磨剤としてモース硬度が５〜７
の第１の研磨剤と、モース硬度が８．５以上の第２の研
磨剤とを混合使用し、その平均粒子径を0.07〜0.40μｍ
としたものが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかして、上記のよう
な光コネクタフェルール又は磁気ヘッド研磨用の研磨体
では、半導体の異種材料表面を段差を生じることなく平
滑に研磨することは困難である。

【０００７】つまり、半導体基板には、アルミニウム、
シリコン、フォトレジスト樹脂、タングステン、銅、金
などの多くの異種材料が含まれ、多層基板を作製するた
めには、これらを均一に研磨して平滑面を得る必要があ
る。

【０００８】そこで、本発明は上記点に鑑みなされたも
のであって、可撓性支持体上に研磨剤微粉末とバインダ
ーからなる研磨層を設けてなる研磨テープ、研磨シート
等の研磨体における研磨特性を改善して多くの異種材料
からなる半導体基板表面を均一にかつ平滑に研磨できる
ようにした研磨体を提供せんとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の研磨体は、研磨剤微粉末とバインダーからなる研磨
層を可撓性支持体上に設けてなり、前記研磨剤微粒子が
モース硬度６〜７で平均粒子サイズが４０〜１０００ｎ
ｍの粉体を６０％以上含み、前記バインダーは金属イオ
ンを捕捉する官能基をもつバインダーを含むことを特徴
とするものである。

【００１０】なお、前記研磨剤微粉末は、シリカ（モー
ス硬度７）、ジルコニア（モース硬度７）、酸化チタン
（モース硬度６〜７）、酸化セリウム（モース硬度
７）、ベンガラ（モース硬度６）、ガーネット（モース
硬度７）の内の少なくとも一種を含むものが好適であ
る。また、前記研磨層表面の中心線平均表面粗さRaを１
〜５０００ｎｍとするのが望ましい。

【００１１】一方、金属を研磨したときの研磨体からの
金属イオン汚染量が、Ｎａ，Ｋ，Ｃｒが１５０ｐｐｂ以
下となるように設けるのが好ましい。

【００１２】なお、前記バインダーにおける金属イオン
を捕捉する官能基としては、酸性官能基、又は、キレー
ト効果のある官能基が好適である。

【００１３】

【発明の効果】上記のような本発明によれば、研磨層に
おける研磨剤微粒子がモース硬度６〜７で平均粒子サイ
ズが４０〜１０００ｎｍの粉体を６０％以上含むことに
より、多くの異種材料からなる半導体基板表面を研磨後
における中心線平均表面粗さRaが５ｎｍ以下となるよう
な段差の小さい超平滑面とすることができる。

【００１４】その際、モース硬度６〜７のシリカ、ジル
コニア、酸化チタン、酸化セリウム、ベンガラ、ガーネ
ットの少なくとも一種を含む研磨剤を６０％以上含むこ
とで、その硬度が半導体に近似し、適度な研磨時間で研
磨制御が容易に行える。

【００１５】特に、研磨層の表面の中心線平均表面粗さ
Raを１〜５０００ｎｍとすると、被研磨体のさらなる超
平滑面が得られる。

【００１６】また、研磨層のバインダーに金属イオンを
捕捉する官能基をもつバインダーを含むことにより、研
磨体の不純物イオンをコントロール若しくは研磨層中に
保持ないしは低減することで、金属を研磨したときの研
磨体からの金属イオン汚染量が、Ｎａ，Ｋ，Ｃｒで１５
０ｐｐｂ以下とすることができる。これにより、半導体
に注入されるイオンがキャリアー電子の寿命を減少させ
ることが防止できる。

【００１７】さらに研磨体による被研磨体の研磨である
ことで、研磨スラリーを使用するものに比べて歩留まり
が高く効率のよい研磨が行える。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の研磨体の実施の
形態を示し、本発明をさらに詳細に説明する。

【００１９】本発明の研磨体は、ポリエステルフィルム
等による可撓性支持体上に、モース硬度６〜７のシリ
カ、ジルコニア、酸化チタン、酸化セリウム、ベンガ
ラ、ガーネットの少なくとも一種による平均粒子サイズ
が４０〜１０００ｎｍの研磨剤を６０％以上含む研磨剤
を、バインダーに分散した研磨層を設けてなり、上記バ
インダーは金属イオンを捕捉する官能基をもつバインダ
ーを含むものである。また、前記研磨層表面の中心線平
均表面粗さRaは、１〜５０００ｎｍである。

【００２０】一方、金属を研磨したときの研磨体からの
金属イオン汚染量が、Ｎａ，Ｋ，Ｃｒが１５０ｐｐｂ以
下となるように設けるものであり、前記バインダーにお
ける金属イオンを捕捉する官能基としては、酸性官能
基、又は、キレート効果のある官能基であり、これらの
官能基を有する化合物をバインダーとして使用する。

【００２１】また、被研磨体（半導体基板）の研磨にお
いては、研磨体若しくは被研磨体の少なくとの一方を回
転させた状態で行い、回転速度は１０ｒｐｍ以上で、研
磨体の送り速度は１０mm／min 以上で行う。この研磨体
の移動により研磨かすを除去する効果も有する。

【００２２】本発明の研磨層で用いられる研磨剤微粉末
は、粉体総量の６０％以上がモース硬度６〜７でかつ平
均粒子サイズが４０〜１０００ｎｍの研磨剤を含む。こ
のモース硬度６〜７の研磨剤としては、シリカ（モース
硬度７）、ジルコニア（モース硬度７）、酸化チタン
（モース硬度６〜７）、酸化セリウム（モース硬度
７）、ベンガラ（モース硬度６）、ガーネット（モース
硬度７）の内の少なくとも一種である。

【００２３】研磨層に配合する上記以外の粉体（研磨
剤）は、一般的に研磨作用若しくは琢磨作用をもつ材料
で、α−アルミナ、γ−アルミナ、α，γ−アルミナ、
熔融アルミナ、炭化珪素、酸化クロム、コランダム、人
造ダイヤモンド、ダイヤモンド、α−酸化鉄、窒化珪
素、窒化硼素、炭化モリブデン、炭化硼素、炭化タング
ステン、チタンカーバイド等で、主としてモース硬度７
以上の材料が１内至４種迄の組み合わせで使用できる。
これらの研磨剤は平均粒子サイズが４０〜１０００ｎｍ
の大きさのものが使用される。これらの研磨剤は、研磨
層の場合研磨剤１００重量部に対してバインダー１０〜
１０００重量部の範囲で用いられる。

【００２４】研磨剤の具体例としては、住友化学社製の
ＡＫＰ１、ＡＫＰ１５、ＡＫＰ２０、ＡＫＰ３０、ＡＫ
Ｐ５０、ＡＫＰ８０、Ｈｉｔ５０、Ｈｉｔ１００などが
挙げられる。これらについては特公昭５２−２８６４２
号、特公昭４９−３９４０２号、特開昭６３−９８８２
８号、米国特許３６８７７２５号、米国特許３００７８
０７号、米国特許３０４１１９６号、米国特許３２９３
０６６号、米国特許３６３０９１０号、米国特許３８３
３４１２号、米国特許４１１７１９０号、英国特許１１
４５３４９号、西独特許８５３２１１号等に記載されて
いる。

【００２５】本発明の研磨層に使用されるバインダーと
しては、従来公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応
型樹脂、電子線硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光
線硬化型樹脂やこれらの混合物が使用される。

【００２６】熱可塑性樹脂としては、軟化温度が２００
℃以下、平均分子量が１００００〜３０００００、重合
度が約５０〜２０００程度のものでより好ましくは２０
０〜８００程度である。例えば塩化ビニル酢酸ビニル共
重合体、塩化ビニル共重合体、塩化ビニル酢酸ビニルビ
ニルアルコール共重合体、塩化ビニルビニルアルコール
共重合体、塩化ビニル塩化ビニリデン共重合体、塩化ビ
ニルアクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステルア
クリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル塩化ビニ
リデン共重合体、アクリル酸エステルスチレン共重合
体、メタクリル酸エステルアクリロニトリル共重合体、
メタクリル酸エステル塩化ビニリデン共重合体、メタク
リル酸エステルスチレン共重合体、ウレタンエラストマ
ー、ナイロン−シリコン系樹脂、ニトロセルロース−ポ
リアミド樹脂、ポリフッカビニル、塩化ビニリデンアク
リロニトリル共重合体、ブタジエンアクリロニトリル共
重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セル
ロース誘導体（セルロースアセテートブチレート、セル
ロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セ
ルロースプロピオネート、ニトロセルロース、エチルセ
ルロース、メチルセルロース、プロピルセルロース、メ
チルエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、
アセチルセルロース等）、スチレンブタジエン共重合
体、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、クロロ
ビニルエーテルアクリル酸エステル共重合体、アミノ樹
脂、ポリアミド樹脂など各種の合成ゴム系の熱可塑性樹
脂およびこれらの混合物等が使用される。

【００２７】これらの樹脂の例示は、特公昭３７−６８
７７号、特公昭３９−１２５２８号、特公昭３９−１９
２８２号、特公昭４０−５３４９号、特公昭４０−２０
９０７号、特公昭４１−９４６３号、特公昭４１−１４
０５９号、特公昭４１−１６９８５号、特公昭４２−６
４２８号、特公昭４２−１１６２１号、特公昭４３−４
６２３号、特公昭４３−１５２０６号、特公昭４４−２
８８９号、特公昭４４−１７９４７号、特公昭４４−１
８２３２号、特公昭４５−１４０２０号、特公昭４５−
１４５００号、特公昭４７−１８５７３号、特公昭４７
−２２０６３号、特公昭４７−２２０６４号、特公昭４
７−２２０６８号、特公昭４７−２２０６９号、特公昭
４７−２２０７０号、特公昭４７−２７８８６号、特開
昭５７−１３３５２１、特開昭５８−１３７１３３、特
開昭５８−１６６５３３、特開昭５８−２２２４３３、
特開昭５９−５８６４２等、米国特許４５７１３６４
号、米国特許４７５２５３０号の公報等に記載されてい
る。

【００２８】熱硬化性樹脂または反応型樹脂としては、
塗布液の状態では２０００００以下の分子量であり、塗
布、乾燥後に加熱加湿することにより、縮合、付加等の
反応により分子量が無限大となるものが好適である。ま
た、これらの樹脂のなかで、樹脂が熱分解するまでの間
に軟化または溶融しないものが好ましい。具体的には例
えばフェノール樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、
ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタンポ
リカーボネート樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキ
ッド樹脂、シリコン樹脂、アクリル系反応樹脂（電子線
硬化樹脂）、エポキシ−ポリアミド樹脂、ニトロセルロ
ースメラミン樹脂、高分子量ポリエステル樹脂とイソシ
アネートプレポリマーの混合物、メタクリル酸塩共重合
体とジイソシアネートプレポリマーの混合物、ポリエス
テルポリオールとポリイソシアネートとの混合物、尿素
ホルムアルデヒド樹脂、低分子量グリコール／高分子量
ジオール／トリフェニルメタントリイソシアネートの混
合物、ポリアミン樹脂、ポリイミン樹脂およびこれらの
混合物等である。

【００２９】これらの樹脂の例示は特公昭３９−８１０
３号、特公昭４０−９７７９号、特公昭４１−７１９２
号、特公昭４１−８０１６号、特公昭４１−１４２７５
号、特公昭４２−１８１７９号、特公昭４３−１２０８
１号、特公昭４４−２８０２３号、特公昭４５−１４５
０１号、特公昭４５−２４９０２号、特公昭４６−１３
１０３号、特公昭４７−２２０６５号、特公昭４７−２
２０６６号、特公昭４７−２２０６７号、特公昭４７−
２２０７２号、特公昭４７−２２０７３号、特公昭４７
−２８０４５号、特公昭４７−２８０４８号、特公昭４
７−２８９２２号等の公報に記載されている。

【００３０】これらの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反
応型樹脂は、主たる官能基以外に官能基としてカルボン
酸（ＣＯＯＭ）、スルフィン酸、スルフェン酸、スルホ
ン酸（ＳＯ₃Ｍ）、燐酸（ＰＯ(ＯＭ)(ＯＭ)）、ホスホ
ン酸、硫酸（ＯＳＯ₃Ｍ）、及びこれらのエステル基等
の酸性基（ＭはＨ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
炭化水素基）、アミノ酸類；アミノスルホン酸類、アミ
ノアルコールの硫酸または燐酸エステル類、アルキルベ
タイン型等の両性類基、アミノ基、イミノ基、イミド
基、アミド基等、また、水酸基、アルコキシル基、チオ
ール基、アルキルチオ基、ハロゲン基（Ｆ、Ｃｌ、Ｂ
ｒ、Ｉ）、シリル基、シロキサン基、エポキシ基、イソ
シアナト基、シアノ基、ニトリル基、オキソ基、アクリ
ル基、フォスフィン基を通常１種以上６種以内含み、各
々の官能基は樹脂１ｇあたり１×１０^-6ｅｑ〜１×１０
^-2ｅｑ含むことが好ましい。

【００３１】そして、本発明の研磨層のバインダーには
上記バインダーが使用できるが、更に、金属イオンを捕
捉する官能基をもつバインダーを含むものである。この
金属イオンを捕捉する官能基としては、例えば、酸性官
能基、又は、キレート効果のある官能基である。この官
能基により、研磨体の不純物イオンをコントロール若し
くは研磨層中に保持ないしは低減することで、金属を研
磨したときの研磨体からの金属イオン汚染量が、Ｎａ，
Ｋ，Ｃｒで１５０ｐｐｂ以下となるように上記金属イオ
ンを捕捉する官能基量を設定する。この金属イオンを捕
捉する官能基をもつバインダーの例としては、特公平５
−９８４３号に記載されている、塩化ビニル／酢酸ビニ
ル／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン
酸；共重合比90.0：7.5：2.5、ＳＯ₃Ｈ100重量％のもの
などが挙げられる。

【００３２】なお、上記金属イオンを捕捉する官能基を
もつバインダーは塩になっていないフリーの極性基（例
えば−ＳＯ₃Ｈ）が好ましいが、塩になっている極性基
（例えば−ＳＯ₃Ｎａ）を部分的に有していても金属イ
オンを捕捉する能力があれば使用することができる。具
体的には、フリーの極性基は全極性基の１０重量％以上
含まれていることが好ましく、３０重量％以上含まれて
いることが更に好ましい。

【００３３】本発明の研磨層に用いるポリイソシアネー
トとしては、トリレンジイソシアネート、４・４’−ジ
フェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレ
ン−１・５−ジイソシアネート、ｏ−トルイジンジイソ
シアネート、イソホロンジイソシアネート、トリフェニ
ルメタントリイソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ート等のイソシアネート類、当該イソシアネート類とポ
リアルコールとの生成物、イソシアネート類の縮合によ
って生成した２〜１０量体のポリイソシアネート、ポリ
イソシアネートとポリウレタンとの生成物で末端官能基
がイソシアネートであるもの等を使用することができ
る。これらポリイソシアネート類の平均分子量は１００
〜２００００のものが好適である。

【００３４】これらポリイソシアネートの市販されてい
る商品名としては、コロネートＬ、コロネートＨＬ、コ
ロネート２０３０、コロネート２０３１、ミリオネート
ＭＲ、ミリオネートＭＴＬ（以上日本ポリウレタン社
製）、タケネートＤ−１０２、タケネートＤ−１１０
Ｎ、タケネートＤ−２００、タケネートＤ−２０２、タ
ケネート３００Ｓ、タケネート５００（以上武田薬品社
製）、スミジュールＴ−８０、スミジュール４４Ｓ、ス
ミジュールＰＦ、スミジュールＬ、スミジュールＮ、デ
スモジュールＬ、デスモジュールＩＬ、デスモジュール
Ｎ、デスモジュールＨＬ、デスモジュールＴ６５、デス
モジュール１５、デスモジュールＲ、デスモジュールＲ
Ｆ、デスモジュールＳＬ、デスモジュールＺ４２７３
（以上住友バイエル社製）等があり、これらを単独若し
くは硬化反応性の差を利用して二つ若しくはそれ以上の
組み合わせによって使用することができる。

【００３５】また、硬化反応を促進する目的で、水酸基
（ブタンジオール、ヘキサンジオール、分子量が１００
０〜１００００のポリウレタン、水等）、アミノ基（モ
ノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン
等）を有する化合物や金属酸化物の触媒や鉄アセチルア
セトネート等の触媒を併用することもできる。これらの
水酸基やアミノ基を有する化合物は多官能であることが
望ましい。これらポリイソシアネートは研磨層、バック
層ともバインダー樹脂とポリイソシアネートの総量１０
０重量部あたり２〜７０重量部で使用することが好まし
く、より好ましくは５〜５０重量部である。これらの例
示は特開昭６０−１３１６２２号、特開昭６１−７４１
３８号等の公報において示されている。

【００３６】その他、研磨層中には各種の機能を持った
化合物が添加剤として添加される。例えば、分散剤、潤
滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、防黴剤、着色剤、溶剤
等が加えられる。

【００３７】本発明の研磨層に使用される粉末状潤滑剤
としては、グラファイト、二硫化モリブデン、窒化硼
素、弗化黒鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化珪
素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、二硫化タングステ
ン等の無機微粉末、アクリルスチレン系樹脂微粉末、ベ
ンゾグアナミン系樹脂微粉末、メラミン系樹脂微粉末、
ポリオレフイン系樹脂微粉末、ポリエステル系樹脂微粉
末、ポリアミド系樹脂微粉末、ポリイミド系樹脂微粉
末、ポリフッカエチレン系樹脂微粉末等の樹脂微粉末等
がある。

【００３８】また有機化合物系潤滑剤としては、シリコ
ンオイル（ジアルキルポリシロキサン、ジアルコキシポ
リシロキサン、フェニルポリシロキサン、フルオロアル
キルポリシロキサン（信越化学社製ＫＦ９６、ＫＦ６９
等））、脂肪酸変性シリコンオイル、フッ素アルコー
ル、ポリオレフィン（ポリエチレンワックス、ポリプロ
ピレン等）、ポリグリコール（エチレングリコール、ポ
リエチレンオキシドワックス等）、テトラフルオロエチ
レンオキシドワックス、ポリテトラフルオログリコー
ル、パーフルオロアルキルエーテル、パーフルオロ脂肪
酸、パーフルオロ脂肪酸エステル、パーフルオロアルキ
ル硫酸エステル、パーフルオロアルキルスルホン酸エス
テル、パーフルオロアルキルベンゼンスルホン酸エステ
ル、パーフルオロアルキル燐酸エステル等の弗素や珪素
を導入した化合物、アルキル硫酸エステル、アルキルス
ルホン酸エステル、アルキルホスホン酸トリエステル、
アルキルホスホン酸モノエステル、アルキルホスホン酸
ジエステル、アルキル燐酸エステル、琥珀酸エステル等
の有機酸および有機酸エステル化合物、トリアザインド
リジン、テトラアザインデン、ベンゾトリアゾール、ベ
ンゾトリアジン、ベンゾジアゾール、ＥＤＴＡ等の窒素
・硫黄を含む複素（ヘテロ）環化合物、炭素数１０〜４
０の一塩基性脂肪酸と炭素数２〜４０個の一価のアルコ
ールもしくは二価のアルコール、三価のアルコール、四
価のアルコール、六価のアルコールのいずれか１つもし
くは２つ以上とからなる脂肪酸エステル類、炭素数１０
個以上の一塩基性脂肪酸と該脂肪酸の炭素数と合計して
炭素数が１１〜７０個となる一価〜六価のアルコールか
らなる脂肪酸エステル類、炭素数８〜４０の脂肪酸或い
は脂肪酸アミド類、脂肪酸アルキルアミド類、脂肪族ア
ルコール類も使用できる。

【００３９】これら化合物の具体的な例としては、カプ
リル酸ブチル、カプリル酸オクチル、ラウリン酸エチ
ル、ラウリン酸ブチル、ラウリン酸オクチル、ミリスチ
ン酸エチル、ミリスチン酸ブチル、ミリスチン酸オクチ
ル、ミリスチン酸２エチルヘキシル、パルミチン酸エチ
ル、パルミチン酸ブチル、パルミチン酸オクチル、パル
ミチン酸２エチルヘキシル、ステアリン酸エチル、ステ
アリン酸ブチル、ステアリン酸イソブチル、ステアリン
酸オクチル、ステアリン酸２エチルヘキシル、ステアリ
ン酸アミル、ステアリン酸イソアミル、ステアリン酸２
エチルペンチル、ステアリン酸２ヘキシルデシル、ステ
アリン酸イソトリデシル、ステアリン酸アミド、ステア
リン酸アルキルアミド、ステアリン酸ブトキシエチル、
アンヒドロソルビタンモノステアレート、アンヒドロソ
ルビタンジステアレート、アンヒドロソルビタントリス
テアレート、アンヒドロソルビタンテトラステアレー
ト、オレイルオレート、オレイルアルコール、ラウリル
アルコール、モンタンワックス、カルナウバワックス等
があり単独若しくは組み合わせ使用できる。

【００４０】また本発明に使用される潤滑剤としては、
潤滑油添加剤も単独若しくは組み合わせで使用でき、防
錆剤として知られている酸化防止剤（アルキルフェノー
ル、ベンゾトリアジン、テトラアザインデン、スルファ
ミド、グアニジン、核酸、ピリジン、アミン、ヒドロキ
ノン、ＥＤＴＡ等の金属キレート剤）、錆どめ剤（ナフ
テン酸、アルケニルコハク酸、燐酸、ジラウリルフォス
フェート等）、油性剤（ナタネ油、ラウリルアルコール
等）、極圧剤（ジベンジルスルフィド、トリクレジルフ
ォスフェート、トリブチルホスファイト等）、清浄分散
剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、泡どめ剤等があ
る。これらの潤滑剤はバインダー１００重量部に対して
０．０１〜３０重量部の範囲で添加される。これらにつ
いては、特公昭４３−２３８８９号、特公昭４８−２４
０４１号、特公昭４８−１８４８２号、特公昭４４−１
８２２１、特公昭４７−２８０４３号、特公昭５７−５
６１３２、特開昭５９−８１３６号、特開昭５９−８１
３９号、特開昭６１−８５６２１号、米国特許３４２３
２３３号、米国特許３４７００２１号、米国特許３４９
２２３５号、米国特許３４９７４１１号、米国特許３５
２３０８６号、米国特許３６２５７６０号、米国特許３
６３０７７２号、米国特許３６３４２５３号、米国特許
３６４２５３９号、米国特許３６８７７２５号、米国特
許４１３５０３１号、米国特許４４９７８６４号、米国
特許４５５２７９４号、アイビーエムテクニカルディ
スクロジャーブリテン（ＩＢＭＴｅｃｈｎｉｃａｌ
ＤｉｓｃｌｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ）Ｖｏｌ．
９，Ｎｏ７，ｐ７７９（１９６６年１２月）、エレクト
ロニク（ＥＬＥＫＴＲＯＮＩＫ）１９６１年Ｎｏ１２，
ｐ３８０、化学便覧，応用編，ｐ９５４−９６７，１９
８０年丸善株発行等に記載されている。

【００４１】本発明に使用する分散剤、分散助剤として
は、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン
酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、エライ
ジン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアロール酸、ベ
ヘン酸、マレイン酸、フタル酸等の炭素数２〜４０個の
脂肪酸（Ｒ₁ＣＯＯＨ、Ｒ₁は炭素数１〜３９個のアルキ
ル基、フェニル基、アラルキル基）、前記の脂肪酸のア
ルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＮＨ₄ ⁺等）またはアルカ
リ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ等）、Ｃｕ、Ｐｂ等から
なる金属石鹸（オレイン酸銅）、脂肪酸アミド；レシチ
ン（大豆油レシチン）等が使用される。この他に炭素数
４〜４０の高級アルコール（ブタノール、オクチルアル
コール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコー
ル）及びこれらの硫酸エステル、スルホン酸、フェニル
スルホン酸、アルキルスルホン酸、スルホン酸エステ
ル、燐酸モノエステル、燐酸ジエステル、燐酸トリエス
テル、アルキルホスホン酸、フェニルホスホン酸、アミ
ン化合物等も使用可能である。また、ポリエチレングリ
コール、ポリエチレンオキサイド、スルホ琥珀酸、スル
ホ琥珀酸金属塩、スルホ琥珀酸エステル等も使用可能で
ある。これらの分散剤は通常一種類以上で用いられ、一
種類の分散剤はバインダー１００重量部に対して０．０
０５〜２０重量部の範囲で添加される。これら分散剤の
使用方法は、研磨剤や非研磨微粉末の表面に予め被着さ
せてもよく、また分散途中で添加してもよい。このよう
なものは、例えば特公昭３９−２８３６９号、特公昭４
４−１７９４５号、特公昭４４−１８２２１号、特公昭
４８−７４４１号、特公昭４８−１５００１号、特公昭
４８−１５００２号、特公昭４８−１６３６３号、特公
昭４９−３９４０２号、米国特許３３８７９９３号、同
３４７００２１号等において示されている。

【００４２】本発明に用いる防黴剤としては、２−（４
−チアゾリル）−ベンズイミダゾール、Ｎ−（フルオロ
ジクロロメチルチオ）−フタルイミド、１０・１０’−
オキシビスフェノキサルシン、２・４・５・６テトラク
ロロイソフタロニトリル、Ｐ−トリルジヨードメチルス
ルホン、トリヨードアリルアルコール、ジヒドロアセト
酸、フェニルオレイン酸水銀、酸化ビス（トリブチル
錫）、サルチルアニライド等がある。このようなもの
は、例えば「微生物災害と防止技術」１９７２年工学図
書、「化学と工業」３２，９０４（１９７９）等におい
て示されている。

【００４３】本発明に用いる帯電防止剤としては、カー
ボンブラックが使用でき、例えば、ゴム用ファーネス、
ゴム用サーマル、カラー用ブラック、アセチレンブラッ
ク等を用いることができる。その比表面積は５〜５００
ｍ² ／ｇ、ＤＢＰ吸油量は１０〜４００ｍｌ／１００
ｇ、ｐＨは２〜１０、含水率は０．１〜１０％、タップ
密度は０．１〜１ｇ／ｃｍ² であるのが好ましい。この
カーボンブラックの具体的な例としては、キャボット社
製：ＢＬＡＣＫＰＥＡＲＬＳ２０００，１３００，１
０００，９００，８００，７００、三菱化成工業社製：
６５０Ｂ，９５０Ｂ，３２５０Ｂ，８５０，９００，９
６０，９８０，１０００，２３００，２４００，２６０
０等があげられる。また、カーボンブラックを分散剤等
で表面処理したり、樹脂でグラファイト化したものを用
いることもできる。

【００４４】本発明に用いるカーボンブラック以外の帯
電防止剤としては、グラファイト、変性グラファイト、
カーボンブラックグラフトポリマー、酸化錫−酸化アン
チモン、酸化錫、酸化チタン−酸化錫−酸化アンチモン
等の導電性粉末；サポニン等の天然界面活性剤；アルキ
レンオキサイド系、グリセリン系、グリシドール系、多
価アルコール、多価アルコールエステル、アルキルフェ
ノールＥＯ付加体等のノニオン界面活性剤；高級アルキ
ルアミン類、環状アミン、ヒダントイン誘導体、アミド
アミン、エステルアミド、第四級アンモニウム塩類、ピ
リジンそのほかの複素環類、ホスホニウムまたはスルホ
ニウム類等のカチオン界面活性剤；カルボン酸、スルホ
ン酸、ホスホン酸、燐酸、硫酸エステル基、ホスホン酸
エステル、燐酸エステル基などの酸性基を含むアニオン
界面活性剤；アミノ酸類；アミノスルホン酸類、アミノ
アルコールの硫酸または燐酸エステル類、アルキルベタ
イン型等の両性界面活性剤等が使用される。

【００４５】これら帯電防止剤として使用し得る界面活
性剤化合物例の一部は、特開昭６０−２８０２５号、米
国特許２２７１６２３号、同２２４０４７２号、同２２
８８２２６号、同２６７６１２２号、同２６７６９２４
号、同２６７６９７５号、同２６９１５６６号、同２７
２７８６０号、同２７３０４９８号、同２７４２３７９
号、同２７３９８９１号、同３０６８１０１号、同３１
５８４８４号、同３２０１２５３号、同３２１０１９１
号、同３２９４５４０号、同３４１５６４９号、同３４
４１４１３号、同３４４２６５４号、同３４７５１７４
号、同３５４５９７４号、西独特許公開（ＯＬＳ）１９
４２６６５号、英国特許１０７７３１７号、同１１９８
４５０号等をはじめ、小田良平他著『界面活性剤の合成
とその応用』（槇書店１９７２年版）；Ａ．Ｗ．ベイリ
著『サーフエスアクテイブエージエンツ』（インタ
ーサイエンスパブリケーションコーポレイテッド１
９８５年版）；Ｔ．Ｐ．シスリー著『エンサイクロペデ
ィアオブサーフエスアクティブエージェンツ，第
２巻』（ケミカルパブリシュカンパニー１９６４年
版）；『界面活性剤便覧』第六刷（産業図書株式会社，
昭和４１年１２月２０日）；丸茂秀雄著『帯電防止剤』
幸書房（１９６８）等に記載されている。

【００４６】これらの界面活性剤は単独または混合して
添加してもよい。研磨体における、これらの界面活性剤
の使用量は、研磨剤１００重量部当たり０．０１〜１０
重量部である。またバック層での使用量はバインダー１
００重量部当たり０．０１〜３０重量部である。これら
は帯電防止剤として用いられるものであるが、時として
そのほかの目的、例えば分散の改良、潤滑性の改良、塗
布助剤、湿潤剤、硬化促進剤、分散促進剤として適用さ
れる場合もある。

【００４７】本発明の分散、混練、塗布の際に使用する
有機溶媒としては、任意の比率でアセトン、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノ
ン、イソホロン、テトラヒドロフラン等のケトン系；メ
タノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イ
ソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、メチル
シクロヘキサノールなどのアルコール系；酢酸メチル、
酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソプ
ロピル、乳酸エチル、酢酸グリコールモノエチルエーテ
ル等のエステル系；ジエチルエーテル、テトラヒドロフ
ラン、グリコールジメチルエーテル、グリコールモノエ
チルエーテル、ジオキサンなどのエーテル系；ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、クレゾール、クロルベンゼ
ン、スチレンなどのタール系（芳香族炭化水素）；メチ
レンクロライド、エチレンクロライド、四塩化炭素、ク
ロロホルム、エチレンクロルヒドリン、ジクロルベンゼ
ン等の塩素化炭化水素、Ｎ・Ｎ−ジメチルホルムアルデ
ヒド、ヘキサン等が使用できる。またこれら溶媒は通常
任意の比率で２種以上で用いる。また１重量％以下の量
で微量の不純物（その溶媒自身の重合物、水分、原料成
分等）を含んでもよい。有機溶媒の代わりに水系溶媒
（水、アルコール、アセトン等）を使用することもでき
る。

【００４８】研磨層の形成は上記の組成などを任意に組
合せて有機溶媒に溶解し、塗布溶液として支持体上に塗
布・乾燥する。この支持体は可撓性を有し、厚みが５０
〜３００μｍ程度（ディスクもしくはカード状の場合は
厚みが０．０３〜１０ｍｍ程度）である。素材としては
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
ト等のポリエステル類、ポリプロピレン等のポリオレフ
イン類、セルローストリアセテート、セルロースダイア
セテート等のセルロース誘導体、ポリ塩化ビニル等のビ
ニル系樹脂類、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリア
ミド、ポリスルホン等のプラスチックのほかにアルミニ
ウム、銅等の金属、ガラス等のセラミックス、紙等も使
用できる。これらの支持体は塗布に先立って、コロナ放
電処理、プラズマ処理、下塗処理、熱処理、除塵埃処
理、金属蒸着処理、アルカリ処理を行ってもよい。これ
ら支持体に関しては、例えば、西独特許３３３８８５４
Ａ、特開昭５９−１１６９２６号、特開昭６１−１２９
７３１号、米国特許４３８８３６８号；三石幸夫著、
『繊維と工業』３１巻，ｐ５０〜５５，１９７５年など
に記載されている。これら支持体の中心線平均表面粗さ
Raは０．００１〜５．０μｍが好ましい。またこれら支
持体のヤング率（Ｆ５値）は目的に応じて、幅方向、長
手方向とも２〜３０Ｋｇ／ｍｍ²（１Ｋｇ／ｍ² ＝９．
８Ｐａ）を選択することができる。

【００４９】分散、混練の方法には特に制限はなく、ま
た各成分の添加順序（樹脂、粉体、潤滑剤、溶媒等）、
分散・混練中の添加位置、分散温度（０〜８０℃）など
は適宜設定することができる。研磨塗料の調製には通常
の混練機、例えば、二本ロールミル、三本ロールミル、
ボールミル、ペブルミル、トロンミル、サンドグライン
ダー、ツェグバリ（Ｓｚｅｇｖａｒｉ）アトライター、
高速インペラー、分散機、高速ストーンミル、高速度衝
撃ミル、ディスパー、ニーダー、高速ミキサー、リボン
ブレンダー、コニーダー、インテンシブミキサー、タン
ブラー、ブレンダー、ディスパーザー、ホモジナイザ
ー、単軸スクリュー押し出し機、二軸スクリュー押し出
し機、及び超音波分散機などを用いることができる。通
常分散・混練にはこれらの分散・混練機を複数備え、連
続的に処理を行う。混練分散に関する技術の詳細は、
Ｔ．Ｃ．ＰＡＴＴＯＮ著（テー．シー．パットン）“Ｐ
ａｉｎｔＦｌｏｗａｎｄＰｉｇｍｅｎｔＤｉｓ
ｐｅｒｓｉｏｎ”（ペイントフローアンドピグメン
トディスパージョン）１９６４年ＪｏｈｎＷｉｌｅ
ｙ＆Ｓｏｎｓ社発行（ジョンウイリーアンド
サンズ））や田中信一著『工業材料』２５巻３７（１９
７７）などや当該書籍の引用文献に記載されている。こ
れら分散、混練の補助材料として分散・混練を効率よく
進めるため、球相当径で１０ｃｍφ〜０．０５ｍｍφの
径のスチールボール、スチールビーズ、セラミツクビー
ズ、ガラスビーズ、有機ポリマービーズを用いることが
できる。またこれら材料は球形に限らない。また、米国
特許第２５８１４１４号及び同第２８５５１５６号など
の明細書にも記載がある。本発明においても上記の書籍
や当該書籍の引用文献などに記載された方法に準じて混
練分散を行い研磨層塗布液を調製することができる。

【００５０】支持体上へ前記の研磨層を塗設する方法と
しては、加熱溶融状態で支持体と共に同時押し出し（共
押し出し）を行うか、下地（支持体）を押し出し成膜し
た後に、その上側に研磨層を塗設する。上記のようにし
て支持体上に研磨層を積層した後、加熱延伸するもので
あり、１２０〜１６０℃で配向延伸した後、冷却し巻き
取る。この延伸は縦横単独か、縦横両方に行う。

【００５１】研磨体が研磨テープの場合には、作製した
研磨テープを裁断したあと所望のプラスチックや金属の
リールに巻き取る。巻き取る直前ないしはそれ以前の工
程において研磨テープその他の研磨体をバーニッシュお
よび／またはクリーニングすることが望ましい。バーニ
ッシュは研磨体の表面粗度と研磨力を制御するために具
体的にはサファイア刃、剃刀刃、超硬材料刃、ダイアモ
ンド刃、セラミックス刃のような硬い材料により研磨面
の突起部分をそぎおとし均一にもしくは平滑にする。こ
れら材料のモース硬度は８以上が好ましいが特に制限は
なく突起を除去できるものであれば良い。これら材料の
形状は特に刃である必要はなく、角型、丸型、ホイール
（回転する円筒形状の周囲にこれらの材質を付与しても
良い）のような形状でも使用できる。また研磨体のクリ
ーニングは、研磨体表面の汚れや余分な潤滑剤を除去す
る目的で研磨体表層を不織布などでワイピングすること
により行う。このようなワイピングの材料としては、例
えば日本バイリーン社製の各種バイリーンや東レ社製の
トレシー、エクセーヌ、商品名キムワイプ、富士写真フ
ィルム社製の各種研磨体、また不織布はナイロン製不織
布、ポリエステル製不織布、レーヨン製不織布、アクリ
ロニトリル製不織布、混紡不織布など、ティッシュペー
パー等が使用できる。これらは例えば特公昭４６−３９
３０９号、特公昭５８−４６７６８号、特開昭５６−９
０４２９号、特公昭５８−４６７６７号、特開昭６３−
２５９８３０号、特開平１−２０１８２４号等にも記載
されている。

【００５２】本発明に使用される研磨剤、バインダー、
添加剤（潤滑剤、分散剤、帯電防止剤、表面処理剤、カ
ーボンブラック、研磨剤、遮光剤、酸化防止剤、防黴剤
等）、溶剤及び支持体（下塗層、バック層、バック下塗
層を有してもよい）或いはその製法に関しては、特公昭
５６−２６８９０号等に記載されている製造方法等を参
考にできる。

【００５３】

【実施例】以下に、本発明の実施例および比較例を示
し、その特性を評価する。なお、実施例中の「部」は
「重量部」を示す。

【００５４】＜実施例１〜５＞厚さ１２５μｍのポリエ
チレンテレフタレートによる支持体上に下塗り層を設
け、その上に下記組成Ａを均一に混練分散し、粘度調整
し、硬化剤を混入した研磨層用塗布液を塗布し乾燥させ
て研磨層を設け、所定の大きさに切り出して研磨体の試
料を作製した。

【００５５】各実施例１〜４は、下記表１に示すよう
に、研磨剤がシリカ（平均粒子サイズ：０．１μｍ）
で、バインダーの官能基（スルホン酸基）の量（Ｙ×10
^-4当量／ｇ）が異なるもので、実施例５は研磨剤が酸化
チタン（平均粒子サイズ：０．１μｍ）で、官能基は実
施例１と同様である。なお、上記バインダーの官能基は
全量がフリーな官能基（ＳＯ₃Ｈ）である。

【００５６】上記実施例の研磨体によって、アルミニウ
ムとシリカを同時に研磨して、研磨面の段差を測定する
と共に、シリコン表面の研磨を行い研磨後のシリコン表
面の金属イオン濃度を測定した結果を下記表１に示す。

【００５７】＜比較例１〜４＞表１には、比較例１〜４
の研磨体による同様の研磨テストを行った結果を併記し
ている。比較例１は、前記実施例１〜４に対し金属イオ
ンを捕捉する官能基を含まないバインダーの例であり、
比較例２，３はモース硬度が８又は９と高い研磨剤の例
であり、比較例４はモース硬度が５と低い研磨剤の例で
あり、比較例２〜４のバインダーは実施例１と同様であ
る。

【００５８】表１の結果から、本発明実施例１〜５によ
る研磨体では、異種材料の同時研磨における段差は３〜
５ｎｍと小さく平滑で良好な研磨が行え、研磨後のシリ
コン表面の金属イオン濃度も８０〜１００ｐｐｂと汚染
量が小さな値で良好な結果が得られている。これに対
し、比較例１ではバインダーに金属イオンを捕捉する官
能基を含まないことで、段差は小さいがシリコン表面の
金属イオン汚染量が大きな値となっている。また、研磨
剤のモース高度が高い比較例２及び３では、段差が大き
な値となって平滑性が得られていない共に、シリコン表
面の金属イオン汚染量も大きな値となっている。さら
に、研磨剤のモース高度が低い比較例４では、段差は小
さな値であるが、シリコン表面の金属イオン汚染量が大
きな値となっている。

【００５９】［研磨層用塗布液組成：Ａ］研磨剤（材質：Ｘ，平均粒子サイズ０．１μｍ）１００部バインダー（ポリエステルポリウレタン：ネオペンチルグリコール／カプロラクトン／フタル酸／ジフェニルメタンジイソシアネート＝３／2.1／4.7／1.0モル，ＳＯ₃Ｈ100重量％含有，含有量Ｙ×10^-4eq/g）１０部バインダー（イソシアネート）２部分散剤（スルホ琥珀酸エステル） 0.１部希釈剤（メチルエチルケトン）１５０部

【００６０】

【表１】

【００６１】表１における研磨条件は、被研磨物を１０
０ｒｐｍで回転させ、研磨体送り速度を１００mm／min
とし、研磨時間は３０秒間である。段差測定試験は、ア
ルミニウムとシリカの測定面をまず平坦に研磨した後、
この平坦面を横に合わせて同時に上記条件で研磨し、研
磨後のアルミニウムとシリカの研磨面段差を測定したも
のである。また、金属イオン濃度の測定は、シリコン表
面を上記条件で研磨を３０秒行い、このシリコン表面の
金属イオン濃度を測定したものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研磨剤微粉末とバインダーからなる研磨
層を可撓性支持体上に設けてなる研磨体において、前記研磨剤微粒子がモース硬度６〜７で平均粒子サイズ
が４０〜１０００ｎｍの粉体を６０％以上含み、前記バ
インダーは金属イオンを捕捉する官能基をもつバインダ
ーを含むことを特徴とする半導体研磨用の研磨体。
【請求項２】前記研磨剤が、シリカ、ジルコニア、酸
化チタン、酸化セリウム、ベンガラ、ガーネットの内の
少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１に記載
の研磨体。
【請求項３】前記研磨層表面の中心線平均表面粗さRa
が１〜５０００ｎｍであること特徴とする請求項２に記
載の研磨体。
【請求項４】金属を研磨したときの研磨体からの金属
イオン汚染量が、Ｎａ，Ｋ，Ｃｒが１５０ｐｐｂ以下で
あることを特徴とする請求項２に記載の研磨体。