JP7653784B2 - Polishing Pad - Google Patents
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Description
本発明は、研磨パッドに関する。 The present invention relates to a polishing pad.
半導体基板として用いられるシリコンウェハ等の被研磨物の鏡面研磨処理では、ポリウレタン樹脂発泡体によって形成されたウレタン系の研磨パッドが広く用いられている。 In mirror polishing of workpieces such as silicon wafers used as semiconductor substrates, urethane-based polishing pads made of polyurethane resin foam are widely used.
近年、半導体チップ製品の歩留まり向上を目的として、被研磨物の平坦度をより高めることが求められている。特に、被研磨物の外周部分における平坦度への要求が高まっている。かかる平坦度を向上させるためには、より高硬度なウレタン系の研磨パッドを用いることが有効であると考えられている。 In recent years, there has been a demand to improve the flatness of the workpiece to be polished in order to increase the yield of semiconductor chip products. In particular, there is an increasing demand for flatness in the outer periphery of the workpiece to be polished. In order to improve such flatness, it is believed that it is effective to use a harder urethane-based polishing pad.
また、従来、ウレタン系の研磨パッドでは、研磨レート等の研磨品質を向上させる目的で、ウレタンプレポリマーに親水基を導入するか、ウレタンプレポリマーと親水基を有する化合物とを反応させることにより親水性を高めて、スラリーとのなじみ性を良好にしている(例えば、特許文献1~4)。 In addition, in the past, in urethane-based polishing pads, in order to improve polishing quality such as the polishing rate, hydrophilicity was increased by introducing hydrophilic groups into the urethane prepolymer or by reacting the urethane prepolymer with a compound having a hydrophilic group, thereby improving compatibility with the slurry (for example, Patent Documents 1 to 4).
しかしながら、研磨パッドの硬度を単に高くしても、被研磨物が摩耗されて適切な表面状態を得られないことから、被研磨物の外周部分における平坦度を高めることができない。また、従来の方法を用いて研磨パッドを親水化させると、水と接触した際に研磨パッドが軟質化して硬度が低くなるため、被研磨物の平坦度を低下させる虞がある。 However, simply increasing the hardness of the polishing pad will wear down the workpiece and prevent an appropriate surface condition from being obtained, making it impossible to improve the flatness of the outer periphery of the workpiece. Furthermore, when the polishing pad is made hydrophilic using conventional methods, the polishing pad becomes soft when it comes into contact with water, reducing its hardness, which may reduce the flatness of the workpiece.
本発明は、このような現状に鑑み、親水性に優れるとともに、被研磨物の外周平坦度を高めることが可能な研磨パッドを提供することを課題とする。 In view of the current situation, the present invention aims to provide a polishing pad that has excellent hydrophilicity and can improve the peripheral flatness of the object being polished.
本発明に係る研磨パッドは、ポリウレタン樹脂を含むポリウレタン樹脂発泡体を備えた研磨パッドであって、研磨面を有し、該研磨面が、前記ポリウレタン樹脂発泡体の表面で構成され、前記ポリウレタン樹脂発泡体が、前記ポリウレタン樹脂中に分散されている水相溶液体を含む。 The polishing pad according to the present invention is a polishing pad having a polyurethane resin foam containing a polyurethane resin, and has a polishing surface, the polishing surface being composed of the surface of the polyurethane resin foam, and the polyurethane resin foam contains an aqueous phase solution dispersed in the polyurethane resin.
斯かる研磨パッドは、ポリウレタン樹脂発泡体が、ポリウレタン樹脂中に分散されている水相溶液体を含むことにより、水と接触した際の軟質化を抑制しつつ、親水性を高めることができる。これにより、研磨パッドとスラリーとのなじみ性を良好にして、該パッド表面のスラリー保持性を向上させることができる。その結果、被研磨物の外周部分への応力を緩和し、外周平坦度を高めることができる。 In this polishing pad, the polyurethane resin foam contains an aqueous phase solution dispersed in the polyurethane resin, which suppresses softening when it comes into contact with water while enhancing hydrophilicity. This improves the compatibility between the polishing pad and the slurry, improving the slurry retention on the pad surface. As a result, stress on the outer periphery of the workpiece to be polished can be alleviated, and the outer periphery flatness can be improved.
以上より、本発明によれば、親水性に優れるとともに、被研磨物の外周平坦度を高めることが可能な研磨パッドを提供し得る。 As described above, the present invention can provide a polishing pad that has excellent hydrophilicity and can increase the peripheral flatness of the object being polished.
以下、本発明の一実施形態について説明する。 One embodiment of the present invention is described below.
本実施形態に係る研磨パッドは、ポリウレタン樹脂を含むポリウレタン樹脂発泡体を備えた研磨パッドである。また、前記研磨パッドは、研磨面を有し、該研磨面が、前記ポリウレタン樹脂発泡体の表面で構成されている。 The polishing pad according to this embodiment is a polishing pad having a polyurethane resin foam containing a polyurethane resin. The polishing pad has a polishing surface, which is formed by the surface of the polyurethane resin foam.
前記ポリウレタン樹脂発泡体は、前記ポリウレタン樹脂中に分散されている水相溶液体を含む。水相溶液体とは、水と1:1で混ぜてもゲル化、分離又は増粘しない液体をいう。水相溶液体は、後述するイソシアネート化合物や活性水素化合物とほぼ反応しない形で、前記ポリウレタン樹脂中に分散されている。 The polyurethane resin foam contains an aqueous solution dispersed in the polyurethane resin. An aqueous solution is a liquid that does not gel, separate, or thicken when mixed with water in a 1:1 ratio. The aqueous solution is dispersed in the polyurethane resin in a form that does not react with the isocyanate compound or active hydrogen compound described below.
水相溶液体としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、分子量600以下のポリエチレングリコール等のアルコール系溶液;エチレンジアミン、1,3-プロパンジアミン等のアミン系溶液等が挙げられる。これらの中でも、水相溶液体は、親水性を良好にする観点から、ジエチレングリコール、分子量600以下のポリエチレングリコール、及び、エチレンジアミンからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。 Examples of the aqueous phase solution include alcohol-based solutions such as diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, and polyethylene glycol with a molecular weight of 600 or less; and amine-based solutions such as ethylenediamine and 1,3-propanediamine. Among these, from the viewpoint of improving hydrophilicity, it is preferable that the aqueous phase solution is at least one selected from the group consisting of diethylene glycol, polyethylene glycol with a molecular weight of 600 or less, and ethylenediamine.
前記ポリウレタン樹脂発泡体は、親水性を良好にする観点から、前記ポリウレタン樹脂中に水非相溶液体が分散されていないことが好ましい。水非相溶液体とは、水と1:1で混ぜた時にゲル化、分離又は増粘する液体をいう。水非相溶液体としては、例えば、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、イオン性界面活性剤等の整泡剤;シリコーン系界面活性剤、アセチレン系界面活性剤等の消泡剤等が挙げられる。 From the viewpoint of improving hydrophilicity, it is preferable that the polyurethane resin foam does not have an aqueous non-phase solution dispersed therein. An aqueous non-phase solution is a liquid that gels, separates, or thickens when mixed with water in a 1:1 ratio. Examples of aqueous non-phase solutions include foam stabilizers such as silicone surfactants, fluorine surfactants, and ionic surfactants; and antifoamers such as silicone surfactants and acetylene surfactants.
前記ポリウレタン樹脂は、活性水素を含む化合物(以下、「活性水素化合物」ともいう。)の第1の構成単位と、イソシアネート基を含む化合物(以下、「イソシアネート化合物」ともいう。)の第2の構成単位と、を備える。 The polyurethane resin comprises a first constituent unit of a compound containing active hydrogen (hereinafter also referred to as an "active hydrogen compound") and a second constituent unit of a compound containing an isocyanate group (hereinafter also referred to as an "isocyanate compound").
また、前記ポリウレタン樹脂は、活性水素化合物とイソシアネート化合物とが結合して、活性水素化合物の第1の構成単位とイソシアネート化合物の第2の構成単位とがウレタン結合して、交互に繰り返した構造となっている。 The polyurethane resin has a structure in which an active hydrogen compound and an isocyanate compound are bonded together, and the first structural unit of the active hydrogen compound and the second structural unit of the isocyanate compound are bonded together through urethane bonds, repeating alternately.
前記活性水素化合物は、イソシアネート基と反応し得る活性水素基を分子内に有する有機化合物である。該活性水素基として、具体的には、ヒドロキシ基、第1級アミノ基、第2級アミノ基、チオール基等の官能基が挙げられる。前記活性水素化合物は、分子中に該官能基を1種のみ有していてもよいし、複数種有していてもよい。 The active hydrogen compound is an organic compound having an active hydrogen group in the molecule that can react with an isocyanate group. Specific examples of the active hydrogen group include functional groups such as a hydroxyl group, a primary amino group, a secondary amino group, and a thiol group. The active hydrogen compound may have only one type of functional group in the molecule, or may have multiple types of functional groups.
前記活性水素化合物としては、例えば、分子中に複数のヒドロキシ基を有するポリオール化合物、分子内に複数の第1級アミノ基又は第2級アミノ基を有するポリアミン化合物等が挙げられる。 Examples of the active hydrogen compound include polyol compounds having multiple hydroxyl groups in the molecule, and polyamine compounds having multiple primary amino groups or secondary amino groups in the molecule.
前記ポリオール化合物としては、例えば、ポリオールモノマー、ポリオールポリマー等が挙げられる。 Examples of the polyol compound include polyol monomers and polyol polymers.
前記ポリオールモノマーとしては、例えば、1,4-ベンゼンジメタノール、1,4-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール等の直鎖脂肪族グリコール;ネオペンチルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール等の分岐脂肪族グリコール;1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、水添加ビスフェノールA等の脂環族ジオール;グリセリン、トリメチロールプロパン、トリブチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多官能ポリオール等が挙げられる。 Examples of the polyol monomer include linear aliphatic glycols such as 1,4-benzenedimethanol, 1,4-bis(2-hydroxyethoxy)benzene, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, and 1,9-nonanediol; branched aliphatic glycols such as neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, and 2-methyl-1,8-octanediol; alicyclic diols such as 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and water-added bisphenol A; and polyfunctional polyols such as glycerin, trimethylolpropane, tributyrolpropane, pentaerythritol, and sorbitol.
前記ポリオールモノマーとしては、反応時の強度がより高くなりやすいとともに、製造されたポリウレタン樹脂発泡体を備えた研磨パッドの剛性がより高くなりやすく、かつ、比較的安価であるという観点から、エチレングリコール又はジエチレングリコールであることが好ましい。 The polyol monomer is preferably ethylene glycol or diethylene glycol, from the viewpoints that it is likely to have higher strength during reaction, that it is likely to have higher rigidity in the polishing pad having the produced polyurethane resin foam, and that it is relatively inexpensive.
前記ポリオールポリマーとしては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール等が挙げられる。なお、ポリオールポリマーとしては、ヒドロキシ基を分子中に3以上有する多官能ポリオールポリマーも挙げられる。 Examples of the polyol polymer include polyester polyol, polyester polycarbonate polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol, etc. In addition, examples of the polyol polymer include multifunctional polyol polymers having three or more hydroxyl groups in the molecule.
前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、ポリエチレンアジペートグリコール、ポリブチレンアジペートグリコール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリヘキサメチレンアジペートグリコール等が挙げられる。 Examples of the polyester polyol include polyethylene adipate glycol, polybutylene adipate glycol, polycaprolactone polyol, polyhexamethylene adipate glycol, etc.
前記ポリエステルポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ポリカプロラクトンポリオール等のポリエステルグリコールとアルキレンカーボネートとの反応生成物が挙げられる。また、エチレンカーボネートを多価アルコールと反応させて得られた反応混合物をさらに有機ジカルボン酸と反応させた反応生成物も挙げられる。 The polyester polycarbonate polyol may be, for example, a reaction product of a polyester glycol, such as polycaprolactone polyol, with an alkylene carbonate. Also included is a reaction product obtained by reacting ethylene carbonate with a polyhydric alcohol, and then further reacting the resulting reaction mixture with an organic dicarboxylic acid.
前記ポリエーテルポリオールとしては、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリエチレングリコール(PEG)、エチレンオキサイド付加ポリプロピレンポリオール等が挙げられる。 Examples of the polyether polyol include polytetramethylene ether glycol (PTMG), polypropylene glycol (PPG), polyethylene glycol (PEG), and ethylene oxide-added polypropylene polyol.
前記ポリカーボネートポリオールとしては、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、又はポリテトラメチレンエーテルグリコールなどのジオールと、ホスゲン、ジアリルカーボネート(例えばジフェニルカーボネート)又は環式カーボネート(例えばプロピレンカーボネート)との反応生成物などが挙げられる。 The polycarbonate polyols include reaction products of diols such as 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, or polytetramethylene ether glycol with phosgene, diallyl carbonate (e.g., diphenyl carbonate), or cyclic carbonate (e.g., propylene carbonate).
前記ポリオール化合物としては、その他に、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、分子量400以下のポリエチレングリコール等が挙げられる。 Other examples of the polyol compound include diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, and polyethylene glycol with a molecular weight of 400 or less.
前記ポリアミン化合物としては、4,4’-メチレンビス(2-クロロアニリン)(MOCA)、4,4’-メチレンジアニリン、トリメチレン ビス(4-アミノベンゾアート)、2-メチル4,6-ビス(メチルチオ)ベンゼン-1,3-ジアミン、2-メチル4,6-ビス(メチルチオ)-1,5-ベンゼンジアミン、2,6-ジクロロ-p-フェニレンジアミン、4,4’-メチレンビス(2,3-ジクロロアニリン)、3,5-ビス(メチルチオ)-2,4-トルエンジアミン、3,5-ビス(メチルチオ)-2,6-トルエンジアミン、3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミン、3,5-ジエチルトルエン-2,6-ジアミン、トリメチレングリコール-ジ-p-アミノベンゾエート、1,2-ビス(2-アミノフェニルチオ)エタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチルジフェニルメタン等が挙げられる。 The polyamine compounds include 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline) (MOCA), 4,4'-methylenedianiline, trimethylene Bis(4-aminobenzoate), 2-methyl 4,6-bis(methylthio)benzene-1,3-diamine, 2-methyl 4,6-bis(methylthio)-1,5-benzenediamine, 2,6-dichloro-p-phenylenediamine, 4,4'-methylenebis(2,3-dichloroaniline), 3,5-bis(methylthio)-2,4-toluenediamine, 3,5-bis(methylthio)-2,6-toluenediamine, 3,5-diethyltoluene-2,4-diamine, 3,5-diethyltoluene-2,6-diamine, trimethylene glycol-di-p-aminobenzoate, 1,2-bis(2-aminophenylthio)ethane, 4,4'-diamino-3,3'-diethyl-5,5'-dimethyldiphenylmethane, etc.
前記イソシアネート化合物としては、例えば、ポリイソシアネート、ウレタンプレポリマー等が挙げられる。 Examples of the isocyanate compound include polyisocyanates and urethane prepolymers.
前記ポリイソシアネートとしては、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the polyisocyanate include aromatic diisocyanates, aliphatic diisocyanates, and alicyclic diisocyanates.
前記芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート等が挙げられる。また、前記芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)の変性物等が挙げられる。 Examples of the aromatic diisocyanate include tolylene diisocyanate (TDI), 1,5-naphthalene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, and 1,4-phenylene diisocyanate. Examples of the aromatic diisocyanate include diphenylmethane diisocyanate (MDI) and modified products of diphenylmethane diisocyanate (MDI).
ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)の変性物としては、例えば、カルボジイミド変性物、ウレタン変性物、アロファネート変性物、ウレア変性物、ビューレット変性物、イソシアヌレート変性物、オキサゾリドン変性物等が挙げられる。斯かる変性物として、具体的には、例えば、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート(カルボジイミド変性MDI)が挙げられる。 Examples of modified diphenylmethane diisocyanate (MDI) include carbodiimide modified, urethane modified, allophanate modified, urea modified, biuret modified, isocyanurate modified, and oxazolidone modified. Specific examples of such modified products include carbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate (carbodiimide-modified MDI).
前記脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、エチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等が挙げられる。 Examples of the aliphatic diisocyanate include ethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate (HDI).
前記脂環族ジイソシアネートとしては、例えば、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’-ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、メチレンビス(4,1-シクロヘキシレン)=ジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the alicyclic diisocyanate include 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornane diisocyanate, and methylenebis(4,1-cyclohexylene) diisocyanate.
前記ウレタンプレポリマーは、ポリオールとポリイソシアネートとが結合されてなるポリマーであって、末端基としてイソシアネート基を有する。 The urethane prepolymer is a polymer formed by combining a polyol and a polyisocyanate, and has an isocyanate group as a terminal group.
前記ポリウレタン樹脂は、被研磨物の外周平坦度を高める観点から、前記イソシアネート化合物が親水性基を含まないことが好ましく、また、前記イソシアネート化合物が親水基を有する化合物と反応しないことが好ましい。親水性基としては、例えば、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、エチレンプロピレンオキサイド基等が挙げられる。 From the viewpoint of increasing the peripheral flatness of the polished object, it is preferable that the isocyanate compound of the polyurethane resin does not contain a hydrophilic group, and it is also preferable that the isocyanate compound does not react with a compound having a hydrophilic group. Examples of hydrophilic groups include an ethylene oxide group, a propylene oxide group, and an ethylene propylene oxide group.
本実施形態に係る研磨パッドの一態様として、前記ポリウレタン樹脂は、ポリアミン化合物の第1の構成単位と、ウレタンプレポリマーの第2の構成単位と、を備えることが好ましい。すなわち、前記ポリウレタン樹脂発泡体は、ウレタンプレポリマー及びポリアミン化合物を含む硬化性樹脂組成物を硬化した硬化物であることが好ましい。なお、本態様において、前記水相溶液体は、ウレタンプレポリマー及びポリアミン化合物とほぼ反応しない形で、前記ポリウレタン樹脂中に分散されている。また、前記ウレタンプレポリマーは、被研磨物の外周平坦度を高める観点から、親水性基を含まないことが好ましい。 As one aspect of the polishing pad according to this embodiment, the polyurethane resin preferably comprises a first constituent unit of a polyamine compound and a second constituent unit of a urethane prepolymer. That is, the polyurethane resin foam is preferably a cured product obtained by curing a curable resin composition containing a urethane prepolymer and a polyamine compound. In this aspect, the aqueous solution is dispersed in the polyurethane resin in a form that does not react with the urethane prepolymer and the polyamine compound. In addition, the urethane prepolymer preferably does not contain a hydrophilic group from the viewpoint of increasing the peripheral flatness of the polished object.
前記一態様において、前記水相溶液体の配合量は、前記ウレタンプレポリマー100重量部に対して、0.1~10.0重量部であることが好ましく、0.1~5.0重量部であることがより好ましく、0.5~3.0重量部であることがさらに好ましく、1.0~2.0重量部であることが特に好ましい。 In the above embodiment, the amount of the aqueous phase solution is preferably 0.1 to 10.0 parts by weight, more preferably 0.1 to 5.0 parts by weight, even more preferably 0.5 to 3.0 parts by weight, and particularly preferably 1.0 to 2.0 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the urethane prepolymer.
また、前記水非相溶液体の配合量は、前記ウレタンプレポリマー100重量部に対して、1.0重量部以下であることが好ましく、0.5重量部以下であることがより好ましく、水非相溶液体を含まないことがさらに好ましい。 The amount of the aqueous non-phase solution is preferably 1.0 part by weight or less, more preferably 0.5 part by weight or less, per 100 parts by weight of the urethane prepolymer, and even more preferably does not contain any aqueous non-phase solution.
本実施形態に係る研磨パッドは、上記の如く構成されているが、次に、本実施形態に係る研磨パッドの製造方法の一例について説明する。 The polishing pad according to this embodiment is configured as described above. Next, we will explain an example of a method for manufacturing the polishing pad according to this embodiment.
本実施形態に係る研磨パッドは、例えば、プレポリマー法で製造することができる。具体的には、末端基としてイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、発泡剤として水と、を混合して得られた分散液に、硬化剤として活性水素化合物と、水相溶液体と、触媒と、を添加混合して重合させることにより、ポリウレタン樹脂発泡体を備えた研磨パッドを得ることができる。 The polishing pad according to this embodiment can be manufactured, for example, by the prepolymer method. Specifically, a urethane prepolymer having an isocyanate group as a terminal group and water as a foaming agent are mixed to obtain a dispersion, and an active hydrogen compound as a curing agent, an aqueous phase solution, and a catalyst are added and mixed to the dispersion and polymerized to obtain a polishing pad with a polyurethane resin foam.
前記水相溶液体を含まない状態でのR値は、1.0以上に設計することが好ましく、1.05以上に設計することが好ましい。また、水相溶液体を含む状態でのR値は、1.05以上に設計することが好ましく、1.1以上に設計することが好ましい。なお、R値は、下記(1)式で表される値である。
R値=(NH2基のモル数+OH基のモル数)/NCOのモル数 ・・・(1)
The R value in a state where the aqueous phase solution is not contained is preferably designed to be 1.0 or more, and more preferably 1.05 or more. The R value in a state where the aqueous phase solution is contained is preferably designed to be 1.05 or more, and more preferably 1.1 or more. The R value is a value represented by the following formula (1).
R value = (number of moles of NH2 groups + number of moles of OH groups) / number of moles of NCO (1)
本実施形態に係る研磨パッドで研磨する被研磨物としては、シリコンウェーハ、光学材料、半導体デバイス、ハードディスク、ガラス板等が挙げられる。 Examples of objects that can be polished with the polishing pad of this embodiment include silicon wafers, optical materials, semiconductor devices, hard disks, glass plates, etc.
本実施形態に係る研磨パッドは、上記のように構成されているので、以下の利点を有するものである。 The polishing pad according to this embodiment is configured as described above and has the following advantages:
即ち、本実施形態に係る研磨パッドは、ポリウレタン樹脂を含むポリウレタン樹脂発泡体を備えた研磨パッドであって、研磨面を有し、該研磨面が、前記ポリウレタン樹脂発泡体の表面で構成され、前記ポリウレタン樹脂発泡体が、前記ポリウレタン樹脂中に分散されている水相溶液体を含むことにより、水と接触した際の軟質化を抑制しつつ、親水性を高めることができる。これにより、研磨パッドとスラリーとのなじみ性を良好にして、該パッド表面のスラリー保持性を向上させることができる。その結果、被研磨物の外周部分への応力を緩和し、外周平坦度を高めることができる。 That is, the polishing pad according to this embodiment is a polishing pad equipped with a polyurethane resin foam containing a polyurethane resin, and has a polishing surface, the polishing surface being composed of the surface of the polyurethane resin foam, and the polyurethane resin foam contains an aqueous phase solution dispersed in the polyurethane resin, thereby suppressing softening upon contact with water and enhancing hydrophilicity. This improves the compatibility between the polishing pad and the slurry, and improves the slurry retention on the pad surface. As a result, stress on the outer periphery of the workpiece to be polished can be alleviated, and the outer periphery flatness can be improved.
なお、本発明に係る研磨パッドは、上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明に係る研磨パッドは、上記した作用効果によっても限定されるものでもない。本発明に係る研磨パッドは、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The polishing pad according to the present invention is not limited to the above embodiment. The polishing pad according to the present invention is also not limited by the above-mentioned effects. The polishing pad according to the present invention can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.
次に、実施例および比較例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。 Next, the present invention will be explained in more detail with reference to examples and comparative examples.
(実施例1~4)
TDI系ウレタンプレポリマーと、発泡剤として水と、を混合タンク内で撹拌羽根にて100℃下で混合することにより、空気が気泡として分散した分散液を得た。次に、前記混合タンク内で撹拌羽根にて前記分散液と、硬化剤としてMOCAと、触媒として3級アミン系触媒と、水相溶液体と、を混合して、プレポリマーを重合させることにより、ポリウレタン樹脂発泡体たる研磨パッドを得た。なお、各成分は、表1に示すR値となるように配合量を調整した。ウレタンプレポリマー100重量部に対する水相溶液体の配合量を表1に示す。
(Examples 1 to 4)
The TDI-based urethane prepolymer and water as a foaming agent were mixed in a mixing tank at 100°C with an agitator blade to obtain a dispersion in which air was dispersed as bubbles.Then, the dispersion, MOCA as a curing agent, a tertiary amine catalyst as a catalyst, and an aqueous phase solution were mixed in the mixing tank with an agitator blade to polymerize the prepolymer, thereby obtaining a polishing pad as a polyurethane resin foam.The amount of each component was adjusted so that the R value shown in Table 1 was obtained.The amount of the aqueous phase solution to 100 parts by weight of the urethane prepolymer is shown in Table 1.
(比較例1)
水相溶液体を混合せず、分散液に整泡剤を配合したこと以外は、各実施例と同様に研磨パッドを得た。ウレタンプレポリマー100重量部に対する整泡剤の配合量を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A polishing pad was obtained in the same manner as in each of the Examples, except that the aqueous phase solution was not mixed and a foam stabilizer was added to the dispersion. The amount of foam stabilizer added per 100 parts by weight of the urethane prepolymer is shown in Table 1.
(比較例2)
水相溶液体を混合しなかったこと以外は、各実施例と同様に研磨パッドを得た。
(Comparative Example 2)
A polishing pad was obtained in the same manner as in each of the Examples, except that the aqueous phase solution was not mixed.
表1に示す成分の詳細を以下に示す。
・整泡剤:シリコーン系界面活性剤
・DEG:ジエチレングリコール
・PEG600:ポリエチレングリコール(分子量600)
Details of the components shown in Table 1 are given below.
Foam stabilizer: Silicone surfactant DEG: Diethylene glycol PEG600: Polyethylene glycol (molecular weight 600)
(研磨試験)
各実施例及び比較例の研磨パッドを用いて、下記の研磨条件で被研磨物の研磨を行った。
被研磨物:Etched wafer(厚み:約790μm)
研磨機:DMS 20B-5P-4D、Speed FAM社製
スラリーの流量:5L/min
スラリータイプ:NP6610を水で希釈したもの(NP6610:水=1:30(体積比))
評価機:ナノメトロ300TT-A(黒田精工社製)
(Polishing test)
Using the polishing pads of each of the Examples and Comparative Examples, polishing of an object to be polished was carried out under the following polishing conditions.
Polished object: Etched wafer (thickness: about 790 μm)
Polishing machine: DMS 20B-5P-4D, manufactured by Speed FAM Slurry flow rate: 5 L/min
Slurry type: NP6610 diluted with water (NP6610:water = 1:30 (volume ratio))
Evaluation machine: Nanometro 300TT-A (Kuroda Precision Industries, Ltd.)
外周平坦度は、ナノメトロ300TT-Aによって測定される。具体的には、まず、外周部の指定した範囲にある放射状データ列の平均データ列のPV値を算出する。PV値は対象となる放射状データ列の解析範囲内ベストフィット後のデータ列に対して行う。区間内ベストフィット後に基準線からPeakまでの距離とVallyまでの距離のうち遠い方の数値を採用し、基準線より上向きの符号を「+」、下向きの符号を「-」として、外周平坦度を算出した。結果を表1に示す。 The peripheral flatness is measured using a Nanometro 300TT-A. Specifically, first the PV value of the average data string of the radial data strings in the specified range of the outer periphery is calculated. The PV value is calculated for the data string after best fitting within the analysis range of the target radial data string. After best fitting within the section, the farthest value between the distance from the reference line to the peak and the distance to the valley is used to calculate the peripheral flatness, with signs above the reference line designated as "+" and signs below as "-". The results are shown in Table 1.
研磨レートは、研磨によって減少した厚みを研磨時間で割ることにより求めた。測定結果を表1に示す。なお、研磨レートは、比較例1の研磨レートを1.0としたときの相対値である。 The polishing rate was calculated by dividing the thickness reduction by the polishing time. The measurement results are shown in Table 1. The polishing rate is a relative value when the polishing rate of Comparative Example 1 is set to 1.0.
表1の結果から分かるように、本発明の構成要件をすべて満たす各実施例の研磨パッドは、水相溶液体を含むことにより、被研磨物の外周平坦度を高めることができる。また、研磨レートが良好であることから、親水性に優れた研磨パッドであると言える。 As can be seen from the results in Table 1, the polishing pads of the examples that satisfy all of the constituent requirements of the present invention can increase the peripheral flatness of the workpiece by containing an aqueous phase solution. In addition, since the polishing rate is good, it can be said that the polishing pads have excellent hydrophilicity.
一方で、水相溶液体を含まない各比較例の研磨パッドは、研磨レートが良好であるものの、被研磨物の外周平坦度を高めることができない。 On the other hand, the polishing pads of the comparative examples that do not contain an aqueous phase solution have a good polishing rate but are unable to improve the peripheral flatness of the workpiece.
Claims (3)
研磨面を有し、
該研磨面が、前記ポリウレタン樹脂発泡体の表面で構成され、
前記ポリウレタン樹脂発泡体が、前記ポリウレタン樹脂中に分散されている水相溶液体を含み、
前記水相溶液体が、ジエチレングリコール、分子量600以下のポリエチレングリコール、及び、エチレンジアミンからなる群より選択される少なくとも1種である、研磨パッド。 A polishing pad comprising a polyurethane resin foam containing a polyurethane resin,
having a polished surface,
the polishing surface is formed from the surface of the polyurethane resin foam,
The polyurethane resin foam includes an aqueous phase solution dispersed in the polyurethane resin,
A polishing pad, wherein the aqueous phase solution is at least one selected from the group consisting of diethylene glycol, polyethylene glycol having a molecular weight of 600 or less, and ethylenediamine .
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