JP2018182248A - Polishing pad and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研磨パッド及びその製造方法に関する。特に、半導体ウェハの裏面研磨のための研磨パッド及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a polishing pad and a method of manufacturing the same. In particular, the present invention relates to a polishing pad for polishing the back surface of a semiconductor wafer and a method of manufacturing the same.
半導体デバイスを製造するにあたっては、100ミクロン以下への薄化加工・ストレスリリーフ(ストレスリリーフとは、研削によるウェハ研削面に発生するダメージ除去を意味する)と共に、ゲッタリング層を形成する必要がある(ゲッタリングとは、環境中からコンタミネーションする金属イオンの捕集を意味する)。
従来、ゲッタリング層は、固定砥粒タイプの研磨パッドや研削砥石を用いた乾式研磨により形成されてきた。例えば、特許文献1には、固定砥粒を使用して半導体ウェハの裏面を研磨することにより、金属不純物のゲッタリングサイトとなる歪層を形成することが開示されている。また、特許文献2には、粒径4μm以下のダイヤモンド砥粒をボンド材で固めた研削砥石で半導体デバイスの裏面を研削することによりゲッタリング加工を行う方法が開示されている。特許文献3には、平均粒径が5μm以下の砥粒を分散させた研磨部材でウェハの裏面を研磨することによりゲッタリング層を好適に付与する加工方法が開示されている。
When manufacturing semiconductor devices, it is necessary to form a gettering layer together with thinning and stress relief to 100 microns or less (stress relief means removal of damage generated on the wafer grinding surface by grinding) (Gettering means the collection of metal ions that contaminate the environment).
Conventionally, the gettering layer has been formed by dry polishing using a fixed abrasive type polishing pad or a grinding wheel. For example, Patent Document 1 discloses that a fixed layer serving as a gettering site for metal impurities is formed by polishing the back surface of a semiconductor wafer using fixed abrasives. Further, Patent Document 2 discloses a method of performing gettering processing by grinding the back surface of a semiconductor device with a grinding stone in which diamond abrasive grains having a particle diameter of 4 μm or less are solidified with a bonding material. Patent Document 3 discloses a processing method for suitably applying a gettering layer by polishing the back surface of a wafer with a polishing member in which abrasive grains having an average particle diameter of 5 μm or less are dispersed.
しかしながら、特許文献1〜3において用いられる研削砥石等は、いずれもスラリーを用いることなく半導体ウェハを研磨(乾式研磨)するものであるため、これらの乾式研磨によるゲッタリング層形成では、研磨時に粉塵が発生してしまうという欠点があった。また、特許文献3の研磨部材を用いる場合には、ゲッタリング形成の前工程で研磨やエッチングを行って、薄化加工・ストレスリリーフをする必要があり、作業効率やコストの点でも問題があった。 However, since the grinding wheels and the like used in Patent Documents 1 to 3 are all used to polish (dry-polish) semiconductor wafers without using a slurry, in the formation of the gettering layer by these dry-grade polishes, dusts are generated at the time of polishing Has the disadvantage of causing In addition, when using the polishing member of Patent Document 3, it is necessary to perform thinning processing and stress relief by performing polishing and etching in the previous step of gettering formation, and there is a problem in terms of work efficiency and cost. The
一方、乾式研磨法ではなく湿式研磨法に用いる研磨パッドとしては、例えば、特許文献4に、砥粒とアルカリ粒子を発泡ポリウレタンに含有させた研磨パッドが開示されている。該研磨パッドは、研磨液として純水を用いてウェハ裏面にゲッタリング層を形成させている。また、特許文献5には、ポリエステルフェルトにポリウレタンを含浸させてなる多孔性不織布の表面に砥粒を固定させた研磨布が開示されている。 On the other hand, as a polishing pad used for wet polishing instead of dry polishing, for example, Patent Document 4 discloses a polishing pad in which abrasive grains and alkaline particles are contained in foamed polyurethane. The polishing pad uses pure water as a polishing solution to form a gettering layer on the back surface of the wafer. Patent Document 5 discloses a polishing cloth in which abrasive grains are fixed to the surface of a porous non-woven fabric obtained by impregnating a polyester felt with polyurethane.
しかしながら、特許文献4に記載の研磨パッドは、発泡ポリウレタンからなるものであり、独立気泡を有するため、研磨くず等で目詰まりを起こしやすいという問題があった。また、発泡ポリウレタンに用いる樹脂硬度が高いため、薄化したウェハが割れやすいという欠点を有していた。
また、特許文献5に記載の研磨布を用いて半導体ウェハの裏面研磨を行うと、不織布の繊維が脱落してしまい、半導体ウェハの不良が発生するという問題があった。
However, since the polishing pad described in Patent Document 4 is made of foamed polyurethane and has independent cells, there is a problem that clogging is easily caused by polishing debris and the like. Moreover, since the resin hardness used for foaming polyurethane was high, it had the fault that the thinned wafer was easy to be broken.
In addition, when the back surface of the semiconductor wafer is polished using the polishing cloth described in Patent Document 5, the fibers of the non-woven fabric are dropped off, which causes a problem that a defect of the semiconductor wafer occurs.
本発明は、従来技術の上記問題点に鑑みてなされたものであり、繊維が脱落することなく、半導体ウェハ裏面の研磨(薄化加工、ストレスリリーフ)とゲッタリング層の形成とを良好に行うことができる研磨パッドを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and performs well polishing (thining processing, stress relief) of a back surface of a semiconductor wafer and formation of a gettering layer without dropping of fibers. It is an object of the present invention to provide a polishing pad that can be used.
本発明者らは、上記課題に対し鋭意検討した結果、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含浸させてなるポリビニルアセタール系樹脂発泡体を研磨層としてなる研磨パッドを用いることにより、繊維が脱落することなく、半導体ウェハの裏面を薄化加工・ストレスリリーフするとともに、ゲッタリング層を形成することもできる研磨パッドが得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下を提供する。
As a result of intensive investigations for the above problems, the present inventors have used a polishing pad having a polyvinyl acetal resin foam impregnated with a polyurethane resin and silicon carbide as a polishing layer, without fibers falling off. The inventors have found that it is possible to obtain a polishing pad capable of forming a gettering layer while thinning and relieving the back surface of a semiconductor wafer and completing the present invention.
That is, the present invention provides the following.
〔1〕 ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含浸させてなるポリビニルアセタール系樹脂発泡体を研磨層として有する研磨パッド。
〔2〕 半導体ウェハの裏面を湿式研磨するための、〔1〕に記載の研磨パッド。
〔3〕 半導体ウェハの裏面を湿式研磨してゲッタリング層を形成するための、〔2〕に記載の研磨パッド。
〔4〕 ポリビニルアセタール系樹脂が、ポリビニルホルマール系樹脂である、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の研磨パッド。
〔5〕 シリコンカーバイドが、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含浸させてなるポリビニルアセタール系樹脂発泡体中に、30〜70質量%の範囲内で含まれる、〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の研磨パッド。
〔6〕 シリコンカーバイドの粒径が、0.3〜5.0μmの範囲内である、〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の研磨パッド。
〔7〕 ポリビニルアセタール系樹脂が、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含浸させてなるポリビニルアセタール系樹脂発泡体中に、5〜25質量%の範囲内で含まれる、〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の研磨パッド。
〔8〕 ポリウレタン樹脂が、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含浸させてなるポリビニルアセタール系樹脂発泡体中に、15〜60質量%の範囲内で含まれる、〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の研磨パッド。
〔9〕 ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含浸させてなるポリビニルアセタール系樹脂発泡体が、フッ素系撥水剤を更に含む、〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の研磨パッド。
〔10〕 ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含むポリウレタン樹脂溶液を調製する工程、
ポリウレタン樹脂溶液をポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体に含浸させる工程、及び
ポリウレタン樹脂溶液を含浸させたポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体を凝固液に浸漬して、ポリウレタン樹脂を凝固させる工程、
を含む、〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
[1] A polishing pad having a polyvinyl acetal resin foam impregnated with a polyurethane resin and silicon carbide as a polishing layer.
[2] The polishing pad according to [1], for wet polishing the back surface of a semiconductor wafer.
[3] The polishing pad according to [2], for forming a gettering layer by wet polishing the back surface of the semiconductor wafer.
[4] The polishing pad according to any one of [1] to [3], wherein the polyvinyl acetal resin is a polyvinyl formal resin.
[5] Any one of [1] to [4], wherein silicon carbide is contained in a range of 30 to 70% by mass in a polyvinyl acetal resin foam formed by impregnating a polyurethane resin and silicon carbide Polishing pad.
[6] The polishing pad according to any one of [1] to [5], wherein the particle diameter of silicon carbide is in the range of 0.3 to 5.0 μm.
[7] Any one of [1] to [6], wherein the polyvinyl acetal resin is contained in the range of 5 to 25% by mass in a polyvinyl acetal resin foam formed by impregnating a polyurethane resin and silicon carbide. The polishing pad as described in.
[8] The polyurethane resin is contained in the range of 15 to 60% by mass in the polyvinyl acetal resin foam formed by impregnating the polyurethane resin and silicon carbide, according to any one of [1] to [7] Polishing pad.
[9] The polishing pad according to any one of [1] to [8], wherein the polyvinyl acetal resin foam impregnated with a polyurethane resin and silicon carbide further contains a fluorine-based water repellent.
[10] preparing a polyurethane resin solution containing a polyurethane resin and silicon carbide,
A step of impregnating the polyvinyl acetal resin foam substrate with a polyurethane resin solution, and immersing the polyvinyl acetal resin foam substrate impregnated with the polyurethane resin solution in a coagulating liquid to coagulate the polyurethane resin,
The manufacturing method of the polishing pad in any one of [1]-[9] containing these.
本発明によれば、繊維が脱落することなく、半導体ウェハ裏面の研磨とゲッタリング層の形成とを行うことのできる研磨パッドを提供することが出来る。 According to the present invention, it is possible to provide a polishing pad capable of polishing the back surface of a semiconductor wafer and forming a gettering layer without dropping of fibers.
<<研磨パッド>>
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含浸させてなるポリビニルアセタール系樹脂発泡体(以下、ポリウレタン樹脂含有発泡体ということがある)を研磨層として有する研磨パッドであることを特徴とする。
本明細書及び特許請求の範囲において、「ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含浸させてなるポリビニルアセタール系樹脂発泡体」とは、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含む溶液をポリビニルアセタール系樹脂発泡体に含浸させた後、湿式凝固処理によりポリウレタン樹脂を凝固させて得られるものをいう。上記表現は、溶媒中に溶解したポリウレタン樹脂と、溶媒中に溶解したポリビニルアセタール系樹脂と、シリコンカーバイドとを混合した後、ポリウレタン樹脂及びポリビニルアセタール系樹脂を凝固して得られる生成物と区別するために用いられる。
上記表現は、例えば、発泡体空隙部にポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含むポリビニルアセタール系樹脂発泡体と言い換えることが出来る。
<< Polishing pad >>
The polishing pad of the present invention is characterized in that it is a polishing pad having as a polishing layer a polyvinyl acetal resin foam (hereinafter sometimes referred to as polyurethane resin-containing foam) impregnated with a polyurethane resin and silicon carbide. .
In the present specification and claims, “polyvinyl acetal resin foam impregnated with polyurethane resin and silicon carbide” refers to polyvinyl acetal resin foam impregnated with a solution containing polyurethane resin and silicon carbide It also refers to those obtained by coagulating the polyurethane resin by wet coagulation treatment. The above expression distinguishes the product obtained by coagulating the polyurethane resin and the polyvinyl acetal resin after mixing the polyurethane resin dissolved in the solvent, the polyvinyl acetal resin dissolved in the solvent, and the silicon carbide. Used for
The above expression can be rephrased as, for example, a polyvinyl acetal resin foam containing polyurethane resin and silicon carbide in the foam void portion.
(ポリビニルアセタール系樹脂発泡体)
本発明の研磨パッドにおいて、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含ませるための基体として用いられる、ポリビニルアセタール系樹脂発泡体は、空隙部を有するスポンジ状の構造を有する。ポリビニルアセタール系樹脂発泡体は、ポリビニルアセタール系樹脂を発泡させることにより得ることができる。
ポリビニルアセタール系樹脂は、樹脂を構成する基本単位(構造単位、繰り返し単位)として、ビニルアセタール単位を有する。ビニルアセタール単位は、下記構造の単位であることが好ましい。
(式中、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基を表す。)
Rは、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
ビニルアセタール単位は、ビニルホルマール単位(上記式中、R=水素原子)又はビニルブチラール単位(上記式中、R=炭素数3のアルキル基)であることが好ましく、ビニルホルマール単位であることがより好ましい。従って、ポリビニルアセタール系樹脂は、ポリビニルホルマール系樹脂又はポリビニルブチラール系樹脂が好ましく、ポリビニルホルマール系樹脂がより好ましい。
(Polyvinyl acetal resin foam)
In the polishing pad of the present invention, a polyvinyl acetal resin foam used as a substrate for containing a polyurethane resin and silicon carbide has a sponge-like structure having a void. The polyvinyl acetal resin foam can be obtained by foaming a polyvinyl acetal resin.
A polyvinyl acetal resin has a vinyl acetal unit as a basic unit (a structural unit, a repeating unit) which comprises resin. The vinyl acetal unit is preferably a unit of the following structure.
(Wherein R represents a hydrogen atom or an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms)
R is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom.
The vinyl acetal unit is preferably a vinyl formal unit (in the above formula, R = hydrogen atom) or a vinyl butyral unit (in the above formula, R = an alkyl group having 3 carbon atoms), and more preferably a vinyl formal unit preferable. Therefore, polyvinyl formal resin or polyvinyl butyral resin is preferable, and polyvinyl formal resin is more preferable.
ポリビニルアセタール系樹脂は、例えば、酸を触媒として、ポリビニルアルコールをアルデヒドと反応させてアセタール化することにより得ることができる。また、ポリビニルアセテートを加水分解してポリビニルアルコールを得た後、得られたポリビニルアルコールを、酸を触媒としてアルデヒドと反応させてアセタール化することにより得ることができる。ポリビニルアルコール又はポリビニルアセテートを完全に反応させて全てポリビニルアセタールにすることは難しいため、ポリビニルアセタール系樹脂は、一般的に、樹脂を構成する構造単位(繰り返し単位)として、ビニルアセタール単位以外にも、ビニルアルコール単位(−CH2−CH(OH)−)及び/又はビニルアセテート単位(−CH2−CH(OCOCH3)−)を有し得る。
本明細書及び特許請求の範囲において、「ポリビニルアセタール系樹脂」とは、ビニルアセタール単位を含み、且つビニルアルコール単位及び/又はビニルアセテート単位を有していてもよい樹脂をいう。
ポリビニルアセタール系樹脂を構成する全構造単位に占める、ビニルアセタール単位、ビニルアルコール単位及びビニルアセテート単位の合計は、50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることがより好ましく、80モル%以上であることがさらにより好ましく、90モル%以上であることがさらにより好ましく、100モル%であってもよい。
ポリビニルアセタール系樹脂の例としては、例えば、ベルイーターA(株式会社アイオン社製、ポリビニルホルマール系樹脂)などが挙げられる。
The polyvinyl acetal resin can be obtained, for example, by acetalization by reacting polyvinyl alcohol with an aldehyde using an acid as a catalyst. In addition, after polyvinyl acetate is hydrolyzed to obtain polyvinyl alcohol, the obtained polyvinyl alcohol can be obtained by acetalization by reacting it with an aldehyde using an acid as a catalyst. Since it is difficult to completely react polyvinyl alcohol or polyvinyl acetate to completely convert to polyvinyl acetal, polyvinyl acetal resins are generally used as structural units (repeating units) constituting a resin, in addition to vinyl acetal units, vinyl alcohol units (-CH 2 -CH (OH) - ) and / or vinyl acetate units (-CH 2 -CH (OCOCH 3) -) may have.
In the present specification and claims, the "polyvinyl acetal resin" refers to a resin containing a vinyl acetal unit and optionally having a vinyl alcohol unit and / or a vinyl acetate unit.
The total of vinyl acetal units, vinyl alcohol units and vinyl acetate units in the total structural units constituting the polyvinyl acetal resin is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and 80 It is further more preferable that it is mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, and it may be 100 mol%.
As an example of polyvinyl acetal type-resin, Bel eater A (The Aeon Co., Ltd. make, polyvinyl formal-type resin) etc. are mentioned, for example.
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、ポリビニルアセタール系樹脂発泡体又はポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体という場合には、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含む樹脂溶液を含浸させるための基体としてのポリビニルアセタール系樹脂発泡体を指し、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含浸させてなるポリビニルアセタール系樹脂発泡体という場合には、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含む樹脂溶液を含浸し湿式凝固させた後の、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含むポリビニルアセタール系樹脂発泡体を指す。ポリウレタン樹脂溶液を含浸させたポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体という場合には、ポリウレタン樹脂溶液をポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体に含浸した後のポリウレタン樹脂溶液を含んだ状態のポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体を指す。 In the present specification and claims, when referring to a polyvinyl acetal resin foam or a polyvinyl acetal resin foam substrate, a polyvinyl acetal as a substrate for impregnating a resin solution containing a polyurethane resin and silicon carbide. In the case of a polyvinyl acetal resin foam impregnated with a polyurethane resin and silicon carbide, it refers to a polyurethane resin and a polyurethane resin after being impregnated with a resin solution containing a polyurethane resin and silicon carbide and wet-set It refers to a polyvinyl acetal resin foam containing silicon carbide. In the case of a polyvinyl acetal resin foam substrate impregnated with a polyurethane resin solution, the polyvinyl acetal resin foam substrate in a state containing the polyurethane resin solution after the polyvinyl acetal resin foam substrate is impregnated with the polyurethane resin solution. Point to
ポリビニルアセタール系樹脂発泡体を基体として用いることにより、不織布を基体とする研磨パッドにおいて問題となる繊維の脱落を防ぐことができる。また、ドレッシング時の取り代(削り量)を少なくすることができ、研磨パッドの製品寿命を向上させることもできる。
ポリビニルアセタール系樹脂発泡体の製造方法としては、公知の方法を用いればよく、例えば、特開平10−338765号に記載の製造方法により金型でのブロック成型等で得ることができる。
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含浸させてなるポリビニルアセタール系樹脂発泡体(ポリウレタン樹脂含有発泡体)中に、ポリビニルアセタール系樹脂が、5〜25質量%の範囲内で含まれることが好ましく、10〜20質量%の範囲内で含まれることがより好ましく、12〜18質量%の範囲内で含まれることがさらにより好ましい。
ポリビニルアセタール系樹脂の含有量が上記範囲内であると、ポリビニルアセタール系樹脂が骨材としてポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを保持し、研磨に寄与することで、ゲッタリング層を形成させることができる。
基体としてのポリビニルアセタール系樹脂発泡体の密度は、0.05〜0.20g/cm3であることが好ましく、0.05〜0.15g/cm3であることがより好ましく、0.06〜0.12g/cm3であることがさらにより好ましい。ポリビニルアセタール系樹脂発泡体の密度が上記範囲内であると、より多くのシリコンカーバイドを含有したポリウレタン樹脂をポリビニルアセタール系樹脂発泡体に含浸させることができ、シリコンカーバイドの含有率を高くすることができる。
基体としてのポリビニルアセタール系樹脂発泡体中に存在する気泡の平均気泡径は、1〜10000μmであることが好ましく、5〜5000μmであることがより好ましく、10〜2000μmであることがさらにより好ましく、50〜1500μmであることがさらにより好ましく、80〜1200μmであることがさらにより好ましい。平均気泡径は、例えば、ポリビニルアセタール系樹脂発泡体の表面を走査型電子顕微鏡(SEM)により250倍に拡大し撮影して得た画像を画像処理ソフトにより二値化処理して気泡の個数と面積から算出することにより測定することができる。
基体としてのポリビニルアセタール系樹脂発泡体の厚みとしては、特に制限はなく、例えば、1.0〜20.0mmであってもよく、1.5〜8.0mmであってもよく、2.0〜6.0mmであってもよい。
By using a polyvinyl acetal-based resin foam as a substrate, it is possible to prevent the falling off of the fiber which causes a problem in a polishing pad having a nonwoven fabric as a substrate. In addition, the dressing allowance (the amount of shaving) at the time of dressing can be reduced, and the product life of the polishing pad can also be improved.
As a manufacturing method of polyvinyl acetal type-resin foam | form, what is necessary is just to use a well-known method, For example, it can obtain by block molding etc. by a metal mold | die by the manufacturing method of Unexamined-Japanese-Patent No. 10-338765.
In the polishing pad of the present invention, the polyvinyl acetal resin is contained in the range of 5 to 25% by mass in the polyvinyl acetal resin foam (polyurethane resin-containing foam) impregnated with a polyurethane resin and silicon carbide. It is preferable that it is included in the range of 10 to 20% by mass, and still more preferably included in the range of 12 to 18% by mass.
When the content of the polyvinyl acetal resin is in the above range, the polyvinyl acetal resin holds the polyurethane resin and the silicon carbide as the aggregate and contributes to the polishing, whereby the gettering layer can be formed.
The density of the polyvinyl acetal resin foam as a substrate, is preferably 0.05~0.20g / cm 3, more preferably 0.05~0.15g / cm 3, 0.06~ Even more preferably, it is 0.12 g / cm 3 . When the density of the polyvinyl acetal resin foam is within the above range, a polyurethane resin containing more silicon carbide can be impregnated into the polyvinyl acetal resin foam, and the silicon carbide content can be increased. it can.
The average cell diameter of the cells present in the polyvinyl acetal resin foam as a substrate is preferably 1 to 10000 μm, more preferably 5 to 5000 μm, and still more preferably 10 to 2000 μm, It is further more preferable that it is 50-1500 micrometers, and it is still more preferable that it is 80-1200 micrometers. The average bubble diameter is obtained, for example, by imaging the surface of the polyvinyl acetal resin foam by using a scanning electron microscope (SEM) at a magnification of 250 times and taking an image obtained by binarizing the image with image processing software. It can measure by calculating from the area.
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the polyvinyl acetal type-resin foam as a base | substrate, For example, 1.0-20.0 mm may be sufficient and 1.5-8.0 mm may be sufficient, 2.0 It may be ~ 6.0 mm.
(シリコンカーバイド)
本発明の研磨パッドはシリコンカーバイド(SiC)を含む。
本発明の研磨パッドで使用されるシリコンカーバイドの粒径は、0.3〜5.0μmが好ましく、0.3〜4.0μmがより好ましく、0.3〜3.0μmがさらにより好ましく、0.3〜2.0μmがさらにより好ましく、0.3〜1.0μmがさらにより好ましく、0.4〜0.8μmがさらにより好ましく、0.6μmが特に好ましい。本明細書及び特許請求の範囲において、シリコンカーバイドの「粒径」とは、メジアン径を意味する。
シリコンカーバイドの粒径が上記範囲内であると、ウェハにダメージを与えることなくシリコン結晶格子の欠陥を形成させ、ゲッタリング性能が十分に得られるゲッタリング層を形成させることができる。
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂含有発泡体中に、シリコンカーバイドが、30〜70質量%の範囲内で含まれることが好ましく、35〜65質量%の範囲内で含まれることがより好ましく、40〜60質量%の範囲内で含まれることがさらにより好ましく、45〜60質量%の範囲内で含まれることがさらにより好ましい。
シリコンカーバイドの含有量が上記範囲内であると、シリコン結晶格子の欠陥を十分な密度で形成させることができ、ゲッタリング性能が得られるゲッタリング層を形成させることができる。
(Silicon carbide)
The polishing pad of the present invention comprises silicon carbide (SiC).
0.3 to 5.0 μm is preferable, 0.3 to 4.0 μm is more preferable, 0.3 to 3.0 μm is still more preferable, and the particle diameter of silicon carbide used in the polishing pad of the present invention is 0 The thickness is more preferably 0.3 to 2.0 μm, still more preferably 0.3 to 1.0 μm, still more preferably 0.4 to 0.8 μm, and particularly preferably 0.6 μm. In the present specification and claims, the "particle size" of silicon carbide means the median size.
If the particle size of silicon carbide is in the above range, defects of the silicon crystal lattice can be formed without damaging the wafer, and a gettering layer can be formed in which sufficient gettering performance can be obtained.
In the polishing pad of the present invention, silicon carbide is preferably contained in a range of 30 to 70% by mass, and more preferably contained in a range of 35 to 65% by mass in the polyurethane resin-containing foam. It is even more preferable to be included in the range of 40 to 60% by mass, and even more preferable to be included in the range of 45 to 60% by mass.
When the content of silicon carbide is in the above range, defects of the silicon crystal lattice can be formed with a sufficient density, and a gettering layer can be formed in which gettering performance can be obtained.
(ポリウレタン樹脂)
本発明の研磨パッドの材料となるポリウレタン樹脂の種類に特に制限はなく、種々のポリウレタン樹脂の中から使用目的に応じて選択することができる。例えば、ポリエステル系、ポリエーテル系、又はポリカーボネート系の樹脂を1種または2種以上用いることできる。
ポリエステル系の樹脂としては、エチレングリコールやブチレングリコール等とアジピン酸等とのポリエステルポリオールと、ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート等のジイソシアネートとの重合物が挙げられる。ポリエーテル系の樹脂としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコールやポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールと、ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート等のイソシアネートとの重合物が挙げられる。ポリカーボネート系の樹脂としては、ポリカーボネートポリオールと、ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート等のイソシアネートとの重合物が挙げられる。これらの樹脂は、DIC(株)製の商品名「クリスボン」や、三洋化成工業(株)製の商品名「サンプレン」、大日精化工業(株)製の商品名「レザミン」など、市場で入手可能な樹脂を用いてもよく、所望の特性を有する樹脂を自ら製造してもよい。
これらの中でも、化学的安定性の高い、ポリエーテル系のポリウレタン樹脂が特に好ましい。
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂含有発泡体中に、ポリウレタン樹脂が、15〜60質量%の範囲内で含まれることが好ましく、20〜55質量%の範囲内で含まれることがより好ましく、25〜45質量%の範囲内で含まれることがさらにより好ましく、25〜40質量%の範囲で含まれることがさらにより好ましい。
ポリウレタン樹脂の含有量が上記範囲内であると、ポリウレタン樹脂に付着したシリコンカーバイドがクッション性を有し、ウェハにダメージを与えることなくゲッタリング性能を得ることが出来る。
(Polyurethane resin)
There is no restriction | limiting in particular in the kind of polyurethane resin used as the material of the polishing pad of this invention, It can select from various polyurethane resin according to the intended purpose. For example, one or more resins of polyester type, polyether type or polycarbonate type can be used.
Examples of polyester resins include polymers of polyester polyols of ethylene glycol, butylene glycol, etc. and adipic acid, etc., and diisocyanates such as diphenylmethane-4,4′-diisocyanate. Examples of polyether resins include polymers of polyether polyols such as polytetramethylene ether glycol and polypropylene glycol and isocyanates such as diphenylmethane-4,4'-diisocyanate. Examples of polycarbonate resins include polymers of polycarbonate polyols and isocyanates such as diphenylmethane-4,4'-diisocyanate. These resins are commercially available under the trade names “Kurisbon” manufactured by DIC Corporation, “Samprene” manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., and “Resamine” manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd. Available resins may be used, or resins having desired properties may be produced by themselves.
Among these, polyether polyurethane resins having high chemical stability are particularly preferable.
In the polishing pad of the present invention, the polyurethane resin is preferably contained in the range of 15 to 60% by mass, and more preferably in the range of 20 to 55% by mass, in the polyurethane resin-containing foam. It is even more preferable to be included in the range of 25 to 45% by mass, and even more preferable to be included in the range of 25 to 40% by mass.
If the content of the polyurethane resin is in the above range, silicon carbide attached to the polyurethane resin has cushioning properties, and gettering performance can be obtained without damaging the wafer.
ポリウレタン樹脂は、1.0〜60.0MPaの樹脂モジュラスを有することが好ましく、20〜60MPaであることがより好ましく、30〜50MPaであることがさらにより好ましい。樹脂モジュラスが上記範囲内であると、シリコンカーバイドの保持性に優れ、且つ、樹脂の自己崩壊性により研磨特性が安定する。
樹脂モジュラスとは、樹脂の硬さを表す指標であり、無発泡の樹脂シートを100%伸ばしたとき(元の長さの2倍に伸ばしたとき)に掛かる荷重を断面積で割った値である(以下、100%モジュラスと呼ぶことがある。)。この値が高い程、硬い樹脂である事を意味する。
The polyurethane resin preferably has a resin modulus of 1.0 to 60.0 MPa, more preferably 20 to 60 MPa, and still more preferably 30 to 50 MPa. When the resin modulus is in the above range, the retention of silicon carbide is excellent, and the self-disintegrating property of the resin stabilizes the polishing characteristics.
The resin modulus is an index that represents the hardness of the resin, and is the value obtained by dividing the load applied when the non-foamed resin sheet is stretched 100% (when it is stretched twice the original length) by the cross-sectional area (Hereafter, it may be called 100% modulus.) The higher this value, the harder the resin.
(撥水剤)
本発明の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂含有発泡体は、撥水剤を更に含んでいてもよい。撥水剤を含むことにより、研磨加工時にスラリーや水を吸収することによって生じ得る研磨パッドの膨潤を抑えることができ、膨潤による研磨パッドの経時的な形態変化を抑制することができる。従って、研磨特性の経時的安定性を向上させることができる。撥水剤としては、NKガードSシリーズ(日華化学社)やクリスボンアシスターSDシリーズ(DIC社)等のフッ素系の撥水剤などが挙げられる。撥水剤としては、1種類の撥水剤を単独で用いてもよく、2種類以上の撥水剤を組み合わせて用いてもよい。
撥水剤は、ポリウレタン樹脂含有発泡体中に、0.1〜5質量%の範囲内で含まれることが好ましく、0.5〜4質量%の範囲内で含まれることがより好ましく、1〜3質量%の範囲内で含まれることがさらにより好ましい。
(Water repellent)
The polyurethane resin-containing foam in the polishing pad of the present invention may further contain a water repellent. By including the water repellent, it is possible to suppress the swelling of the polishing pad that may occur by absorbing the slurry and water during polishing, and to suppress the temporal change of the shape of the polishing pad due to the swelling. Therefore, the temporal stability of the polishing characteristics can be improved. Examples of the water repellent include fluorine-based water repellents such as NK Guard S series (Nicca Chemical Co., Ltd.) and Klisbon Axistar SD series (DIC Company). As the water repellent, one water repellent may be used alone, or two or more water repellents may be used in combination.
The water repellent agent is preferably contained in the polyurethane resin-containing foam in the range of 0.1 to 5% by mass, more preferably in the range of 0.5 to 4% by mass, and 1 to 1 Even more preferably, it is included in the range of 3% by mass.
(架橋剤)
本発明の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂含有発泡体は、架橋剤を更に含んでいてもよい。架橋剤を含むことにより、研磨パッドが硬くなり、研磨加工時にスラリーや水を吸収することによって生じ得る研磨パッドの膨潤を抑えることができ、研磨パッドの形態が安定し研磨特性の安定性を更に向上させることができる。架橋剤としては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタ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等の脂肪族ポリイソシアネートや4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)や2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)等の芳香族ポリイソシアネートなどの多価イソシアネート系の架橋剤などが挙げられる。
架橋剤は、ポリウレタン樹脂含有発泡体中に、2.0〜18.0質量%の範囲内で含まれることが好ましく、6.0〜12.0質量%の範囲内で含まれることがより好ましい。
(Crosslinking agent)
The polyurethane resin-containing foam in the polishing pad of the present invention may further contain a crosslinking agent. By including the crosslinking agent, the polishing pad becomes hard, and swelling of the polishing pad which can be generated by absorbing the slurry and water during polishing can be suppressed, the form of the polishing pad is stabilized, and the stability of the polishing characteristics is further increased. It can be improved. Examples of the crosslinking agent include aliphatic polyisocyanates such as trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) and 2,4-tolylene diisocyanate (2, Examples thereof include polyvalent isocyanate-based crosslinking agents such as aromatic polyisocyanates such as 4-TDI) and 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI).
The crosslinking agent is preferably contained in the range of 2.0 to 18.0% by mass, more preferably in the range of 6.0 to 12.0% by mass, in the polyurethane resin-containing foam. .
(他の成分)
本発明の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂含有発泡体は、本発明の効果を妨げない限り、上記成分以外の他の成分を更に含んでいてもよい。他の成分としては、高級アルコール、ポリエーテル系誘導体、脂肪酸、脂肪酸塩、セルロース誘導体、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、パラフィン、有機シリコーン、カーボン、有機顔料、無機顔料、酸化防止剤などが挙げられる。他の成分を含む場合、当該他の成分は、ポリウレタン樹脂含有発泡体中に、10質量%以下の割合で含まれることが好ましく、3質量%以下の割合で含まれることがより好ましい。
(Other ingredients)
The polyurethane resin-containing foam in the polishing pad of the present invention may further contain other components in addition to the above components as long as the effects of the present invention are not impaired. Other components include higher alcohols, polyether derivatives, fatty acids, fatty acid salts, cellulose derivatives, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, paraffins, organic silicones, Carbon, organic pigments, inorganic pigments, antioxidants and the like can be mentioned. When other components are included, the other components are preferably contained in the polyurethane resin-containing foam in a proportion of 10% by mass or less, and more preferably in a proportion of 3% by mass or less.
<研磨パッドの物性>
(密度)
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂含有発泡体の密度が、0.40〜0.90g/cm3であることが好ましく、0.50〜0.90g/cm3の範囲とすることがより好ましく、0.50〜0.80g/cm3の範囲とすることがさらにより好ましく、0.50〜0.70g/cm3の範囲とすることがさらにより好ましい。ポリウレタン樹脂含有発泡体の密度が上記範囲内であると、研磨パッドの研磨面と接触する半導体ウェハの裏面にゲッタリング層を形成させやすくなる。
<Physical properties of polishing pad>
(density)
The polishing pad of the present invention, the density of the polyurethane resin-containing foam is preferably 0.40~0.90g / cm 3, more preferably in the range of 0.50~0.90g / cm 3 It is still more preferable to set it as the range of 0.50-0.80 g / cm < 3 >, and it is still more preferable to set it as the range of 0.50-0.70 g / cm < 3 >. When the density of the polyurethane resin-containing foam is in the above range, the gettering layer can be easily formed on the back surface of the semiconductor wafer in contact with the polishing surface of the polishing pad.
(A硬度)
本明細書において、A硬度とは、JIS K7311に準じて測定した値を意味する。
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂含有発泡体のA硬度が、50〜100度であることが好ましく、60〜90度であることがより好ましく、70〜90度であることがさらにより好ましい。A硬度が上記の範囲内であると、適度に硬質であるためキズがつきやすく、研磨ムラやチッピングの発生も低減することができる。
(A hardness)
In the present specification, the A hardness means a value measured according to JIS K7311.
In the polishing pad of the present invention, the A hardness of the polyurethane resin-containing foam is preferably 50 to 100 degrees, more preferably 60 to 90 degrees, and still more preferably 70 to 90 degrees. When the A hardness is within the above range, since it is appropriately hard, it is easily scratched, and the occurrence of uneven polishing and chipping can also be reduced.
(厚み)
本発明の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂含有発泡体の厚みに特に制限はなく、例えば、0.5〜10.0mm程度、好ましくは1.0〜8.0mm程度、より好ましくは1.5〜6.0mm程度にすることができる。
(Thickness)
The thickness of the polyurethane resin-containing foam in the polishing pad of the present invention is not particularly limited, and is, for example, about 0.5 to 10.0 mm, preferably about 1.0 to 8.0 mm, more preferably 1.5 to 6. It can be about 0 mm.
<<その他の層>>
本発明の研磨パッドは、被研磨物を研磨する面(研磨面)とは反対側の面に他の層(下層、支持層)を貼り合わせてもよい。他の層の種類は特に限定されず、例えばクッション層を貼り合わせることができる。
本明細書及び特許請求の範囲において、クッション層とは、研磨層よりもA硬度が同等か若しくは小さい層を意味する。クッション層を設けることで、定盤の硬さや平坦性の影響が緩和され、ワークと研磨面の当たりムラを防止することができる。したがって、研磨パッドの耐用期間を延ばし、チッピング(ワーク周辺部の欠け)を防止することができる。
クッション層の材料としては、樹脂含浸不織布、合成ゴム、ポリエチレンフォーム、ポリウレタンフォーム等を用いることができる。
クッション層の厚みについては特に限定するものはないが、好ましくは、0.1〜10mmが好ましく、より好ましくは0.5〜3mm程度が研磨機構の機械的制約をうけず、且つ、研磨定盤の影響を十分に小さくできる。
<< Other layers >>
In the polishing pad of the present invention, another layer (lower layer, support layer) may be bonded to the surface opposite to the surface (polishing surface) on which the object to be polished is polished. The kind of other layer is not specifically limited, For example, a cushioning layer can be bonded together.
In the present specification and claims, the cushion layer means a layer having the same or smaller A hardness than the polishing layer. By providing the cushion layer, the influence of the hardness and flatness of the surface plate can be mitigated, and unevenness in contact between the work and the polishing surface can be prevented. Therefore, the service life of the polishing pad can be extended, and chipping (chipping around the workpiece) can be prevented.
As a material of the cushion layer, resin-impregnated non-woven fabric, synthetic rubber, polyethylene foam, polyurethane foam or the like can be used.
The thickness of the cushion layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 mm, and more preferably 0.5 to 3 mm or so without mechanical restriction of the polishing mechanism, and a polishing plate You can reduce the impact of
研磨パッドが複層構造を形成する場合には、複数の層同士を両面テープや接着剤などを用いて、必要により加圧しながら接着・固定すればよい。この際用いられる両面テープや接着剤に特に制限はなく、当技術分野において公知の両面テープや接着剤の中から任意に選択して使用することが出来る。 In the case where the polishing pad forms a multilayer structure, a plurality of layers may be adhered and fixed while being pressurized if necessary using a double-sided tape, an adhesive or the like. There is no particular limitation on the double-sided tape and adhesive used in this case, and any double-sided tape and adhesive known in the art can be selected and used.
(用途)
本発明の研磨パッドは、対象物(被研磨物)を湿式研磨するための研磨パッドとして好適に用いることができる。本明細書及び特許請求の範囲において、湿式研磨とは、スラリーや水等を用いて研磨加工を行う研磨方法であり、スラリーや水等を用いることなく研磨パッドを対象物(被研磨物)に直接接触させて研磨加工を行う乾式研磨とは明確に区別される。
本発明の研磨パッドは、シリコンウェハ、SiC、GaAs、GaNなどの半導体ウェハ、サファイヤなどの化合物系ウェハの裏面(ここで、裏面とは、ウェハにおける半導体素子が形成される面とは反対側の面を意味する。)を湿式研磨するための研磨パッドとして好適に用いることができる。これらの中でも、本発明の研磨パッドは、シリコン系半導体ウェハの裏面を湿式研磨するための研磨パッドとして特に好適に用いることができ、半導体ウェハの裏面を湿式研磨してゲッタリング層を形成するための研磨パッドとして好適に用いることができる。
(Use)
The polishing pad of the present invention can be suitably used as a polishing pad for wet-polishing an object (object to be polished). In the present specification and claims, wet polishing is a polishing method for polishing using slurry, water or the like, and it is possible to use a polishing pad as an object (object to be polished) without using slurry, water or the like. This is clearly distinguished from dry polishing in which polishing is performed by direct contact.
The polishing pad of the present invention is a back surface of a silicon wafer, a semiconductor wafer of SiC, GaAs, GaN or the like, or a compound-based wafer such as sapphire (here, the back surface is opposite to the surface of the wafer on which the semiconductor element is formed. Can be suitably used as a polishing pad for wet polishing of a surface. Among these, the polishing pad of the present invention can be particularly suitably used as a polishing pad for wet-polishing the back surface of a silicon-based semiconductor wafer, and is for wet-polishing the back surface of the semiconductor wafer to form a gettering layer. It can be suitably used as a polishing pad of
本発明で使用するシリコンカーバイドは、非常にハンドリング性が悪い(機械研磨性が高い、分散性が悪い、沈降速度が速い、廃液処理が困難である)。したがって、例えば、従来の研磨パッドにシリコンカーバイドを砥粒として含むスラリーを滴下して半導体ウェハ裏面にゲッタリングを形成する場合、機械負荷を高めてシリコンカーバイドの分散性を向上させる必要がある。しかしながら、機械負荷を高めると、スラリーが管などを通って研磨パッド表面に運ばれるまでの間にシリコンカーバイドが管などの機械表面を研磨してしまい、装置摩耗によるコンタミが生じる。また、シリコンカーバイド沈降速度が速いため、取扱い自体が困難という問題もある。
発泡ポリウレタンタイプの研磨パッドにシリコンカーバイドを内添させた場合にも、同様の問題が生じる。すなわち、発泡ポリウレタンタイプの研磨パッドでは、シリコンカーバイドを高粘度樹脂と混合しなければならないため、シリコンカーバイドの分散性が更に悪くなる。したがって、分散性を高めるために機械負荷を上げることになり、シリコンカーバイドによる機械摩耗が発生しやすくなる。その結果、研磨パッド中にコンタミが発生し、研磨及びゲッタリング形成に悪影響を及ぼす。
一方、本発明の研磨パッドでは、シリコンカーバイドがポリビニルアセタール系樹脂発泡体中に含まれているため、シリコンカーバイドをスラリー中で用いる場合の問題が生じない。すなわち、本発明の研磨パッドは、樹脂溶液中にシリコンカーバイドを分散させた上でポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体に該樹脂溶液を含浸するため、機械負荷を上げなくとも均一に分散させることができる。その結果、装置摩耗によるコンタミも少ない。シリコンカーバイドの沈降速度を考慮する必要もない。さらには、自己崩壊性があるため、ドレッサーでコンディショニングすることにより、研磨面を再生することができ、本発明の効果を長期間持続させることができる。
本発明の研磨パッドは、好ましくは下記の方法により製造することができる。
The silicon carbide used in the present invention is very poor in handleability (high mechanical abrasiveness, poor dispersibility, high sedimentation rate, difficult waste solution treatment). Therefore, for example, when a slurry containing silicon carbide as abrasive grains is dropped onto a conventional polishing pad to form gettering on the back surface of a semiconductor wafer, it is necessary to increase the mechanical load to improve the dispersibility of silicon carbide. However, when the mechanical load is increased, silicon carbide polishes a mechanical surface such as a tube while the slurry is transported to the surface of the polishing pad through the tube or the like, resulting in contamination due to device wear. Moreover, there is also a problem that the handling itself is difficult because the silicon carbide settling speed is high.
The same problem arises when silicon carbide is internally added to a polyurethane foam polishing pad. That is, in the polyurethane foam type polishing pad, the silicon carbide needs to be mixed with the high viscosity resin, so the dispersibility of the silicon carbide is further deteriorated. Therefore, the mechanical load is increased in order to enhance the dispersibility, and mechanical wear due to silicon carbide tends to occur. As a result, contamination occurs in the polishing pad, which adversely affects polishing and gettering.
On the other hand, in the polishing pad of the present invention, since silicon carbide is contained in the polyvinyl acetal resin foam, no problem occurs when using silicon carbide in the slurry. That is, since the polishing pad of the present invention disperses silicon carbide in a resin solution and impregnates the polyvinyl acetal resin foam substrate with the resin solution, it can be uniformly dispersed without increasing the mechanical load. . As a result, there is little contamination due to device wear. There is no need to consider the settling speed of silicon carbide. Furthermore, since it is self-disintegrating, by conditioning with a dresser, the polished surface can be regenerated, and the effect of the present invention can be sustained for a long time.
The polishing pad of the present invention can be preferably produced by the following method.
<<研磨パッドの製造方法>>
本発明の研磨パッドの製造方法は、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含むポリウレタン樹脂溶液を調製する工程;ポリウレタン樹脂溶液をポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体に含浸させる工程、及びポリウレタン樹脂溶液を含浸させたポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体を凝固液に浸漬して、ポリウレタン樹脂を凝固させる工程を含むことを特徴とする。
<< Method of manufacturing polishing pad >>
The method for producing a polishing pad according to the present invention comprises the steps of: preparing a polyurethane resin solution containing a polyurethane resin and silicon carbide; impregnating a polyurethane resin solution into a polyvinyl acetal resin foam substrate; and polyvinyl impregnated with a polyurethane resin solution. And immersing the acetal resin foam base in a coagulating liquid to coagulate the polyurethane resin.
<樹脂溶液の調製工程>
本調製工程において、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含むポリウレタン樹脂溶液を調製する。原料となる樹脂としては、上記<<研磨パッド>>の項で記載した樹脂を使用することができる。また、樹脂を溶解させる溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、イソプロピルアルコール(IPA)、メチルエチルケトン(MEK)、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトン、アセトニトリル、N−メチルピロリドン(NMP)等及びこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、DMFが好ましい。
シリコンカーバイドは、樹脂を溶媒に溶解させる前の溶媒に添加してもよく、樹脂を溶媒に溶解させた後に添加してもよい。このようにすることによりシリコンカーバイドは凝集を抑制し、樹脂溶液中に均一に分散させることが出来る。
使用するポリウレタン樹脂の量は、溶媒100質量部に対して5〜50質量部が好ましく、10〜40質量部がより好ましく、15〜30質量部がさらにより好ましい。
使用するシリコンカーバイドの量は、溶媒100質量部に対して10〜60質量部が好ましく、15〜55質量部がより好ましく、30〜50質量部がさらにより好ましい。
また、調製工程では、上記成分以外の成分を添加してもよい。その他の成分としては、撥水剤や架橋剤などが挙げられる。撥水剤や架橋剤を添加することにより、得られた研磨パッドの研磨加工時にスラリーや水を吸収することによる膨潤を抑え、研磨パッドの形状を保持することができる。これにより、研磨特性の安定性を更に向上させることができる。撥水剤及び架橋剤としては、上記<<研磨パッド>>の項で記載したものを用いることができる。
撥水剤を添加する場合、使用する撥水剤の量は、溶媒100質量部に対して0.1〜5質量部が好ましく、0.5〜4質量部がより好ましく、1〜3質量部がさらにより好ましい。
架橋剤を添加する場合、使用する架橋剤の量は、溶媒100質量部に対して1〜20質量部が好ましく、5〜15質量部がより好ましい。
<Preparation process of resin solution>
In this preparation process, a polyurethane resin solution containing a polyurethane resin and silicon carbide is prepared. As a resin as a raw material, the resin described in the section of << Polishing pad >> can be used. Further, as a solvent for dissolving the resin, N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), isopropyl alcohol (IPA), methyl ethyl ketone (MEK), tetrahydrofuran (THF), dimethyl sulfoxide (DMSO) And acetone, acetonitrile, N-methyl pyrrolidone (NMP) and the like and mixtures thereof. Among these, DMF is preferred.
The silicon carbide may be added to the solvent before the resin is dissolved in the solvent, or may be added after the resin is dissolved in the solvent. By doing so, silicon carbide can suppress aggregation and can be uniformly dispersed in a resin solution.
5-50 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of solvents, 10-40 mass parts is more preferable, and, as for the quantity of the polyurethane resin to be used, 15-30 mass parts is still more preferable.
The amount of silicon carbide to be used is preferably 10 to 60 parts by mass, more preferably 15 to 55 parts by mass, and still more preferably 30 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent.
In addition, in the preparation step, components other than the above components may be added. Other components include water repellents and crosslinking agents. By adding a water repellent or a crosslinking agent, it is possible to suppress swelling due to absorption of slurry or water at the time of polishing processing of the obtained polishing pad, and to maintain the shape of the polishing pad. Thereby, the stability of the polishing characteristics can be further improved. As the water repellent and the crosslinking agent, those described above in the section << Polishing pad >> can be used.
When a water repellent is added, the amount of the water repellent used is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.5 to 4 parts by mass, and 1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent. Is even more preferred.
When a crosslinking agent is added, the amount of the crosslinking agent to be used is preferably 1 to 20 parts by mass, and more preferably 5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent.
<含浸工程>
次に、ポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体を用意し、該ポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体をポリウレタン樹脂溶液に浸漬(含浸)する。ポリビニルアセタール系樹脂発泡体及び当該発泡体を構成するポリビニルアセタール系樹脂としては、上記<<研磨パッド>>の項で記載したポリビニルアセタール系樹脂発泡体及びポリビニルアセタール系樹脂を用いることができる。ポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体にポリウレタン樹脂溶液が十分に染み込む限り、浸漬処理時の温度や時間に特に制限はなく、例えば、5〜30℃程度で1〜20分程度浸漬すればよい。
<Impregnation process>
Next, a polyvinyl acetal resin foam base is prepared, and the polyvinyl acetal resin foam base is immersed (impregnated) in a polyurethane resin solution. As the polyvinyl acetal resin foam and the polyvinyl acetal resin constituting the foam, the polyvinyl acetal resin foam and the polyvinyl acetal resin described in the section of << Polishing Pad >> can be used. The temperature and time of the immersion treatment are not particularly limited as long as the polyurethane resin solution sufficiently penetrates into the polyvinyl acetal resin foam base, and for example, it may be immersed at about 5 to 30 ° C. for about 1 to 20 minutes.
<凝固工程>
次に、湿式凝固法により、ポリウレタン樹脂を凝固させる。
湿式凝固法とは、ポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体に樹脂溶液を含浸させた後の樹脂含浸ポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体を、樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする水系凝固液に浸漬することで樹脂を凝固再生させる方法である。凝固液中で、樹脂含浸ポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体に含まれる樹脂溶液の溶媒(例えばDMF)と凝固液とが置換され、ポリウレタン樹脂が凝固再生される。
凝固液としては、水、水とDMF等の極性溶媒との混合溶液などが用いられる。極性溶媒としては、水混和性の有機溶媒、例えばDMF、DMAc、THF、DMSO、NMP、アセトン、IPA、エタノール、メタノールなどが挙げられる。また、混合溶媒中の極性溶媒の濃度は0.01〜20.0質量%が好ましい。
凝固液の温度や浸漬時間に特に制限はなく、例えば10〜50℃で5〜2000分間浸漬すればよい。
<Coagulation process>
Next, the polyurethane resin is coagulated by a wet coagulation method.
In the wet coagulation method, a water-based coagulating liquid mainly composed of water, which is a poor solvent for a resin, is a resin-impregnated polyvinyl acetal resin foam substrate after a polyvinyl acetal resin foam substrate is impregnated with a resin solution. Is a method of coagulating and regenerating the resin by immersion in In the coagulating liquid, the solvent (for example, DMF) of the resin solution contained in the resin-impregnated polyvinyl acetal resin foam substrate and the coagulating liquid are substituted, and the polyurethane resin is coagulated and regenerated.
As the coagulating solution, water, a mixed solution of water and a polar solvent such as DMF, or the like is used. Polar solvents include water miscible organic solvents such as DMF, DMAc, THF, DMSO, NMP, acetone, IPA, ethanol, methanol and the like. Moreover, as for the density | concentration of the polar solvent in a mixed solvent, 0.01-20.0 mass% is preferable.
There is no restriction | limiting in particular in the temperature and immersion time of coagulation | solidification liquid, For example, what is necessary is just to immerse at 10-50 degreeC for 5 to 2000 minutes.
本発明の製造方法により得られる研磨パッドは、ポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体にポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含浸させて、湿式凝固させているため、ゲッタリング層形成に適した密度、硬度及び/又はシリコンカーバイドを含有した研磨パッドを作成できる。 The polishing pad obtained by the production method of the present invention has a polyvinyl acetal resin foam base impregnated with a polyurethane resin and silicon carbide and is wet-set, so that the density, hardness and / or hardness suitable for gettering layer formation are obtained. A polishing pad containing silicon carbide can be made.
<洗浄乾燥工程>
凝固浴処理によりポリウレタン樹脂を凝固させて得られたポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体を、洗浄し、乾燥させる。
洗浄処理により、凝固処理後のポリビニルアセタール系樹脂発泡体中に残留する溶媒が除去される。洗浄に用いられる洗浄液としては、水が挙げられる。
洗浄後、得られたポリビニルアセタール系樹脂発泡体を乾燥処理する。乾燥処理は従来行われている方法で行えばよく、例えば50〜100℃で20〜1200分程度乾燥機内で乾燥させればよい。上記の工程を経て、ポリウレタン樹脂含有発泡体(研磨層)を得ることができる。
また、前記乾燥後、ポリウレタン樹脂含有発泡体の片面又は両面にバフ処理又はスライス処理工程を行ってもよい。
<Washing and drying process>
The polyvinyl acetal resin foam base obtained by coagulating the polyurethane resin by coagulation bath treatment is washed and dried.
By the washing treatment, the solvent remaining in the polyvinyl acetal resin foam after the coagulation treatment is removed. Water may be mentioned as a washing solution used for washing.
After washing, the obtained polyvinyl acetal resin foam is subjected to drying treatment. The drying process may be carried out by a conventional method, for example, at 50 to 100 ° C. for about 20 to 1200 minutes in a dryer. Through the above steps, a polyurethane resin-containing foam (abrasive layer) can be obtained.
Moreover, after the said drying, you may perform a buff process or a slice process process on the single side | surface or both surfaces of a polyurethane resin containing foam.
<<半導体ウェハの研磨(ゲッタリング層形成)>>
本発明の研磨パッドは、例えば、研磨装置に本発明の研磨パッド及び半導体ウェハをそれぞれセットし、研磨剤を研磨パッドに滴下しつつ、半導体ウェハの裏面を研磨パッドに押し付けながら半導体ウェハを研磨することにより、半導体ウェハの裏面研磨及びゲッタリング層形成を1工程でまとめて行うことができる。研磨剤としては、コロイダルシリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、ダイヤモンド、窒化ホウ素、炭化ケイ素などの分散液を用いることができる。
また、上記の方法の他に、コロイダルシリカ、アルミナなどの研磨剤及び本発明の研磨パッドを用いて、半導体ウェハの薄化及びストレスリリーフを行った後、研磨剤を水などに変更して半導体ウェハの裏面にゲッタリング層を形成させることもできる。この方法では、1種類の研磨パッドを用いて、半導体ウェハの裏面研磨及びゲッタリング層形成を連続的に行うことが出来る。
<< Polishing of semiconductor wafer (Gettering layer formation) >>
In the polishing pad of the present invention, for example, the polishing pad and the semiconductor wafer of the present invention are respectively set in a polishing apparatus, and the semiconductor wafer is polished while pressing the back surface of the semiconductor wafer against the polishing pad while dropping the polishing agent onto the polishing pad. As a result, the backside polishing and gettering layer formation of the semiconductor wafer can be performed collectively in one step. As the polishing agent, dispersions of colloidal silica, alumina, zirconium oxide, diamond, boron nitride, silicon carbide and the like can be used.
In addition to the above method, after thinning and stress relief of the semiconductor wafer using an abrasive such as colloidal silica or alumina and the polishing pad of the present invention, the abrasive is changed to water or the like to obtain a semiconductor. A gettering layer can also be formed on the back of the wafer. In this method, it is possible to continuously carry out backside polishing and gettering layer formation of a semiconductor wafer using one type of polishing pad.
本発明の研磨パッドは、半導体ウェハの裏面研磨(薄化加工及びストレスリリーフ)とゲッタリング層形成を1工程でまとめて或いは連続的に行うことができる。また、本発明の研磨パッドは、スクラッチが発生しにくく、良好な研磨レートが得られる。また、本発明の研磨パッドは、ポリビニルアセタール系樹脂発泡体を基体とするため、不織布基体から製造される研磨パッドに比べて、基体くずが発生しにくく、基体くずが発生しても繊維状でないため、洗浄により除去しやすい。さらに、本発明の研磨パッドは、湿式研磨に用いるものであるため、研磨時に粉塵が発生しない。 In the polishing pad of the present invention, backside polishing (thinning and stress relief) of a semiconductor wafer and gettering layer formation can be performed collectively or continuously in one step. In addition, the polishing pad of the present invention is resistant to scratching and provides a good polishing rate. In addition, since the polishing pad of the present invention uses a polyvinyl acetal resin foam as a base, it is less likely to generate base waste than a polishing pad manufactured from a non-woven base, and is not fibrous even if base waste is generated. Therefore, it is easy to remove by washing. Furthermore, since the polishing pad of the present invention is used for wet polishing, dust is not generated at the time of polishing.
<<研磨パッドの製造>>
以下の材料及び製造方法を用いて、実施例1〜2及び比較例1の研磨パッドを製造した。
<< Manufacture of polishing pad >>
The polishing pad of Examples 1-2 and the comparative example 1 was manufactured using the following materials and manufacturing methods.
<実施例1:ポリビニルアセタール系樹脂発泡体を基体として含む研磨パッドの製造>
(1)樹脂溶液の調製工程
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)及びイソプロピルアルコール(IPA)を質量で9:1の割合で混合した溶媒に熱可塑性ポリエーテル系ポリウレタン樹脂(100%モジュラス:47MPa)を溶解させた溶液に砥粒としてシリコンカーバイド(SiC)(粒径:0.6μm、粒度:♯10000)を加えた砥粒含有ポリウレタン樹脂溶液を準備した。
溶媒に添加するポリウレタン樹脂の量は、溶媒100質量部に対して25.2質量部とした。
溶媒に添加するSiCの量は、溶媒100質量部に対して43.9質量部とした。
(2)含浸工程
ポリビニルアセタール系樹脂発泡体(ポリビニルホルマール系樹脂発泡体、厚み:2.111mm、密度:0.087g/cm3、気泡径:1000μm)に上記(1)で作製したポリウレタン樹脂溶液を25℃で5分含浸した。
(3)凝固工程
上記(2)で得られた、ポリウレタン樹脂溶液の含浸したポリビニルアセタール系樹脂発泡体を、凝固液として水を用いて、20℃で1440分間湿式凝固した。湿式凝固後の樹脂含有ポリビニルアセタール系樹脂発泡体を水洗浄し、80℃で480分間乾燥を行い、研磨面とは反対側の面に両面テープを貼付して、実施例1の研磨パッドを得た。
Example 1 Production of Polishing Pad Containing Polyvinyl Acetal Resin Foam as a Substrate
(1) Preparation of resin solution Thermoplastic polyether polyurethane resin (100% modulus: 47 MPa) in a solvent in which N, N-dimethylformamide (DMF) and isopropyl alcohol (IPA) are mixed in a ratio of 9: 1 by mass An abrasive particle-containing polyurethane resin solution was prepared by adding silicon carbide (SiC) (particle size: 0.6 μm, particle size: # 10000) as abrasive particles to a solution in which
The amount of polyurethane resin added to the solvent was 25.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent.
The amount of SiC added to the solvent was 43.9 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent.
(2) Impregnation step The polyurethane resin solution prepared in the above (1) in a polyvinyl acetal resin foam (polyvinyl formal resin foam, thickness: 2.111 mm, density: 0.087 g / cm 3 , cell diameter: 1000 μm) Was impregnated for 5 minutes at 25.degree.
(3) Coagulation process The polyvinyl acetal-based resin foam impregnated with the polyurethane resin solution obtained in the above (2) was wet coagulated at 20 ° C. for 1440 minutes using water as a coagulation liquid. The resin-containing polyvinyl acetal-based resin foam after wet coagulation is washed with water, dried at 80 ° C. for 480 minutes, and a double-sided tape is attached to the surface opposite to the polishing surface to obtain the polishing pad of Example 1. The
<実施例2:ポリビニルアセタール系樹脂発泡体を基体として含み且つ撥水剤を含む研磨パッドの製造>
(1)樹脂溶液の調製工程
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)及びイソプロピルアルコール(IPA)を質量で9:1の割合で混合した溶媒に熱可塑性ポリエーテル系ポリウレタン樹脂(100%モジュラス:47MPa)を溶解させた溶液に砥粒としてシリコンカーバイド(SiC)(粒径:0.6μm、粒度:♯10000)とフッ素系撥水剤を加えた砥粒含有ポリウレタン樹脂溶液を準備した。
溶媒に添加するポリウレタン樹脂の量は、溶媒100質量部に対して24.9質量部とした。
溶媒に添加するSiCの量は、溶媒100質量部に対して43.3質量部とした。
溶媒に添加する撥水剤は、溶媒100質量部に対して2.0質量部とした。
(2)含浸工程
ポリビニルアセタール系樹脂発泡体(ポリビニルホルマール系樹脂発泡体、厚み:5.00mm、密度:0.09g/cm3、気泡径:100μm)に上記(1)で作製したポリウレタン樹脂溶液を25℃で5分含浸した。
(3)凝固工程
上記(2)で得られた、ポリウレタン樹脂溶液の含浸したポリビニルアセタール系樹脂発泡体を、凝固液として水を用いて、20℃で1440分間湿式凝固した。湿式凝固後の樹脂含有ポリビニルアセタール系樹脂発泡体を水洗浄し、80℃で480分間乾燥を行い、研磨面とは反対側の面に両面テープを貼付して、実施例2の研磨パッドを得た。
<Example 2: Production of a polishing pad containing a polyvinyl acetal resin foam as a substrate and containing a water repellent>
(1) Preparation of resin solution Thermoplastic polyether polyurethane resin (100% modulus: 47 MPa) in a solvent in which N, N-dimethylformamide (DMF) and isopropyl alcohol (IPA) are mixed in a ratio of 9: 1 by mass An abrasive particle-containing polyurethane resin solution was prepared by adding silicon carbide (SiC) (particle size: 0.6 μm, particle size: # 10000) and a fluorine-based water repellent as abrasive particles to a solution in which
The amount of polyurethane resin added to the solvent was 24.9 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent.
The amount of SiC added to the solvent was 43.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent.
The water repellent added to the solvent was 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent.
(2) Impregnation step The polyurethane resin solution prepared in the above (1) in a polyvinyl acetal resin foam (polyvinyl formal resin foam, thickness: 5.00 mm, density: 0.09 g / cm 3 , cell diameter: 100 μm) Was impregnated for 5 minutes at 25.degree.
(3) Coagulation process The polyvinyl acetal-based resin foam impregnated with the polyurethane resin solution obtained in the above (2) was wet coagulated at 20 ° C. for 1440 minutes using water as a coagulation liquid. The resin-containing polyvinyl acetal-based resin foam after wet coagulation is washed with water, dried at 80 ° C. for 480 minutes, and a double-sided tape is attached to the surface opposite to the polishing surface to obtain the polishing pad of Example 2. The
<比較例1:ポリエステル不織布を基体として含む研磨パッドの製造>
(1)樹脂溶液の調製工程
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)及びイソプロピルアルコール(IPA)を質量で9:1の割合で混合した溶媒に熱可塑性ポリエーテル系ポリウレタン樹脂(100%モジュラス:47MPa)を溶解させた溶液に砥粒としてSiC(粒径:0.6μm、粒度:#10000)を加えた砥粒含有ポリウレタン樹脂溶液を準備した。
溶媒に添加するポリウレタン樹脂の量は、溶媒100質量部に対して25.2質量部とした。
溶媒に添加するSiCの量は、溶媒100質量部に対して43.9質量部とした。
(2)含浸工程
不織布(フジボウ愛媛株式会社製、厚み:4.5mm、密度:0.126g/cm3)に上記(1)で作製したポリウレタン樹脂溶液を25℃で5分含浸した。
(3)凝固工程
上記(2)で得られた、ポリウレタン樹脂溶液の含浸した不織布を、凝固液として水を用いて、20℃で1440分間湿式凝固した。湿式凝固後の樹脂含有不織布を水洗浄し、85℃で480分間乾燥を行い、研磨面とは反対側の面に両面テープを貼付して、比較例1の研磨パッドを得た。
Comparative Example 1 Production of Polishing Pad Containing Polyester Nonwoven Fabric as Substrate
(1) Preparation of resin solution Thermoplastic polyether polyurethane resin (100% modulus: 47 MPa) in a solvent in which N, N-dimethylformamide (DMF) and isopropyl alcohol (IPA) are mixed in a ratio of 9: 1 by mass The abrasive particle-containing polyurethane resin solution was prepared by adding SiC (particle diameter: 0.6 μm, particle diameter: # 10000) as abrasive particles to a solution in which
The amount of polyurethane resin added to the solvent was 25.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent.
The amount of SiC added to the solvent was 43.9 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent.
(2) Impregnation process Non-woven fabric (Fujibo Ehime Co., Ltd., thickness: 4.5 mm, density: 0.126 g / cm 3 ) was impregnated for 5 minutes at 25 ° C. with the polyurethane resin solution prepared in the above (1).
(3) Coagulation process The non-woven fabric impregnated with the polyurethane resin solution obtained in (2) above was wet coagulated at 20 ° C. for 1440 minutes using water as a coagulation liquid. The resin-containing non-woven fabric after wet coagulation was washed with water, dried at 85 ° C. for 480 minutes, and a double-sided tape was attached to the surface opposite to the polishing surface to obtain a polishing pad of Comparative Example 1.
<<物性>>
実施例1〜2及び比較例1の研磨パッドについて、以下の方法により、厚さ、密度、A硬度を測定した。その結果を表4に示す。
<< Physical Properties >>
The thickness, density, and A hardness of the polishing pads of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were measured by the following method. The results are shown in Table 4.
(厚さ)
日本工業規格(JIS K6505)に記載された厚さ測定方法に準じて、研磨パッドの厚さを測定した。すなわち、研磨パッドに厚さ方向に加重として480g/cm2(研磨パッドの厚さ方向)の荷重をかけたときの研磨パッドの厚さを測定した。研磨パッドを縦10cm×横10cmの3ピースに切り分け、1ピースに付き四隅および中心部の厚みをダイヤルゲージを使用して計測し5点の平均値を1ピースの厚みとした。研磨パッドの平均厚みは、3ピースについてそれぞれ測定した厚みの平均値とした。
(thickness)
The thickness of the polishing pad was measured according to the thickness measurement method described in Japanese Industrial Standard (JIS K6505). That is, the thickness of the polishing pad was measured when a load of 480 g / cm 2 (the thickness direction of the polishing pad) was applied to the polishing pad as a load in the thickness direction. The polishing pad was cut into three pieces of 10 cm long and 10 cm wide, and the thickness of the four corners and the center part per one piece was measured using a dial gauge, and the average value of five points was made the thickness of one piece. The average thickness of the polishing pad was the average value of the thickness measured for each of the three pieces.
(密度g/cm3)
所定サイズの大きさに切り出した試料の重量(g)を測定し、サイズから体積(cm3)を求めることにより算出した。
(Density g / cm 3 )
The weight (g) of the sample cut out to a size of a predetermined size was measured, and calculated by calculating the volume (cm 3 ) from the size.
(A硬度)
A硬度は、JIS K7311に準じて測定した。
(A hardness)
A hardness was measured according to JIS K7311.
<<評価>>
実施例1〜2及び比較例1の研磨パッドを用いて、以下の研磨方法にて研磨を用い、研磨レート、キズ密度及び欠陥キズの有無を評価した。
<< Evaluation >>
Using the polishing pads of Examples 1 to 2 and Comparative Example 1, the polishing rate, the flaw density, and the presence or absence of defects and flaws were evaluated using the polishing method described below.
(研磨方法)
研磨装置(不二越機械工業株式会社製:MCP−150X)に、シリコンウェハと、実施例1〜2又は比較例1の研磨パッドとをセットし、研磨剤を研磨パッドに滴下しながら研磨した。
研磨剤はCOMPOL80(株式会社フジミインコーポレーテッド製)と水とを3:7で混合したものを用い、1分間に200mlを研磨パッドに滴下した。定盤の回転速度は80rpmとした。加圧ヘッドによりシリコンウェハを研磨パッドに押し付ける圧力は300g/cm2とした。なお、シリコンウェハは6インチ(直径152.4mm)を使用し、研磨時間は10分間であった。
次にパッド表面を#200のダイヤモンドドレッサーにてパッド表面を軽くドレッシングし、純水を用い1分間に200ml研磨パッドに滴下した。上記と同条件にて処理しゲッタリング層の形成を行った。
(Polishing method)
A silicon wafer and the polishing pad of Example 1 or 2 or Comparative Example 1 were set in a polishing apparatus (Fujitsu Machine Industry Co., Ltd .: MCP-150X), and polishing was performed while dropping an abrasive onto the polishing pad.
The polishing agent used was a mixture of COMPOL 80 (manufactured by Fujimi Incorporated, Inc.) and water at 3: 7, and 200 ml was dropped onto the polishing pad in 1 minute. The rotation speed of the platen was 80 rpm. The pressure for pressing the silicon wafer against the polishing pad by the pressure head was 300 g / cm 2 . The silicon wafer used was 6 inches (diameter 152.4 mm), and the polishing time was 10 minutes.
Next, the pad surface was lightly dressed with a # 200 diamond dresser, and dropped onto a 200 ml polishing pad for 1 minute using pure water. Processing was performed under the same conditions as described above to form a gettering layer.
(研磨レート)
分析用電子天秤(株式会社エーアンドディー製:GH−300)を使用し、研磨前後のシリコンウェハの質量の差を計測し、その値をSi密度(g/cm3)と表面積(cm2)の積で除して、さらに値をμmに直した後、研磨時間で除して研磨レート(μm/分)を算出し、表5の基準に従って評価した。その結果を表10に示す。
(Polishing rate)
Using an electronic balance for analysis (manufactured by A & D Co., Ltd .: GH-300), the difference in mass of the silicon wafer before and after polishing is measured, and the values are the Si density (g / cm 3 ) and the surface area (cm 2 ) The product was divided by the product of, and the value was further corrected to μm, and then was divided by the polishing time to calculate the polishing rate (μm / min), which was evaluated according to the criteria in Table 5. The results are shown in Table 10.
(キズ密度及び欠陥キズの有無)
研磨後のシリコンウェハの表面を光学顕微鏡(暗視野検鏡 倍率200倍)で下記表6〜7の基準に従って目視判定した。
なお、ゲッタリング層が付与されたウェハは、通常鏡面に見えるがウェハに光を当てることによってキズが確認されるが、欠陥キズは光を当てなくとも確認されるものである。したがって、キズ密度におけるキズは、光を当てることによって確認できるキズを意味しており、欠陥キズは、光を当てずに確認できるキズを意味している。
その結果を表10に示す。
(Presence of flaw density and flaws)
The surface of the silicon wafer after polishing was visually determined with an optical microscope (dark field observation magnification 200 ×) according to the criteria in Tables 6 to 7 below.
Although the wafer to which the gettering layer is applied usually looks like a mirror surface, flaws can be confirmed by applying light to the wafer, but flaws can be confirmed without applying light. Therefore, the flaw in the flaw density means a flaw that can be confirmed by applying light, and the defect flaw means a flaw that can be confirmed without applying light.
The results are shown in Table 10.
(繊維の脱落)
研磨後のシリコンウェハの表面を光学顕微鏡(暗視野検鏡 倍率200倍)で、下記表8の基準に従って目視判定した。その結果を表10に示す。
(Fiber dropout)
The surface of the silicon wafer after polishing was visually determined according to the criteria in Table 8 below with an optical microscope (dark field observation microscope magnification 200 ×). The results are shown in Table 10.
(形態安定性)
実施例1〜2及び比較例1の研磨パッド各々について、20±2℃、相対湿度65±5%の条件下に2時間以上放置した後(乾燥状態)の厚さと、脱イオン水中に一晩浸漬して膨潤させた後(湿潤状態)の厚さとをそれぞれ測定した。
乾燥状態と湿潤状態の研磨パッドの厚さの差を算出し、下記表9の基準に従って形態安定性を判定した。その結果を表10に示す。
Each of the polishing pads of Examples 1 to 2 and Comparative Example 1 has a thickness (dry state) after standing for 2 hours or more under conditions of 20 ± 2 ° C. and a relative humidity of 65 ± 5%, and overnight in deionized water. The thickness after immersion and swelling (wet state) was measured.
The difference in thickness between the dry and wet polishing pads was calculated, and the shape stability was determined according to the criteria in Table 9 below. The results are shown in Table 10.
表10から明らかなように、不織布を基体とする比較例1の研磨パッドは、繊維の脱落が観察されたのに対し、ポリビニルアセタール系樹脂発泡体を基体とする本発明の研磨パッドは、繊維の脱落がなかった(実施例1〜2)。また、不織布とは全く異なるポリビニルアセタール系樹脂発泡体を基体とするにもかかわらず、不織布を基体とする比較例1の研磨パッドと同等の研磨レートを有し、ゲッタリング層に適したキズ密度が認められた。さらには、欠陥キズも存在しなかった。さらに、ポリビニルアセタール系樹脂発泡体を基体とし且つ撥水剤を含む実施例2の研磨パッドは、比較例1の研磨パッドよりも乾燥状態と湿潤状態における研磨パッドの厚さの差が小さく、形態安定性が高かった。従って、実施例2の研磨パッドは、研磨加工時にスラリーや水を吸収することによる研磨パッドの膨潤を抑えることができ、膨潤による研磨特性の経時的な変化を抑えることができると考えられる。 As apparent from Table 10, in the polishing pad of Comparative Example 1 in which the non-woven fabric is used as the substrate, the falling of the fibers was observed, while the polishing pad of the present invention in which the polyvinyl acetal resin foam was used as the substrate was Did not drop out (Examples 1 and 2). In addition, although the base material is a polyvinyl acetal resin foam which is completely different from the non-woven fabric, it has the same polishing rate as the polishing pad of Comparative Example 1 which uses the non-woven fabric as a base, and the flaw density suitable for the gettering layer Was recognized. Furthermore, no flaws were found. Furthermore, the polishing pad of Example 2 having a polyvinyl acetal resin foam as a substrate and containing a water repellent has a smaller difference in thickness between the polishing pad in the dry state and in the wet state than the polishing pad of Comparative Example 1, The stability was high. Therefore, it is considered that the polishing pad of Example 2 can suppress swelling of the polishing pad due to absorption of slurry and water at the time of polishing, and can suppress a temporal change in polishing characteristics due to the swelling.
本発明によれば、繊維が脱落することなく、シリコンウェハ裏面の研磨とゲッタリング層の形成とを行うことのできる研磨パッドを提供することができる。したがって、産業上、極めて有用である。 According to the present invention, it is possible to provide a polishing pad capable of polishing the back surface of a silicon wafer and forming a gettering layer without dropping of fibers. Therefore, it is very useful industrially.
Claims (10)
ポリウレタン樹脂溶液をポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体に含浸させる工程、及び
ポリウレタン樹脂溶液を含浸させたポリビニルアセタール系樹脂発泡体基体を凝固液に浸漬して、ポリウレタン樹脂を凝固させる工程、
を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の研磨パッドの製造方法。 Preparing a polyurethane resin solution comprising a polyurethane resin and silicon carbide,
A step of impregnating the polyvinyl acetal resin foam substrate with a polyurethane resin solution, and immersing the polyvinyl acetal resin foam substrate impregnated with the polyurethane resin solution in a coagulating liquid to coagulate the polyurethane resin,
The manufacturing method of the polishing pad of any one of Claims 1-9 containing these.
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