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TW201825233A - 研磨墊及其製造方法 - Google Patents

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TW201825233A
TW201825233A TW106139130A TW106139130A TW201825233A TW 201825233 A TW201825233 A TW 201825233A TW 106139130 A TW106139130 A TW 106139130A TW 106139130 A TW106139130 A TW 106139130A TW 201825233 A TW201825233 A TW 201825233A
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TW
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fibers
polishing
sea
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TW106139130A
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TWI736706B (zh
Inventor
山內建樹
神山三枝
Original Assignee
日商帝人富瑞特股份有限公司
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Publication date
Application filed by 日商帝人富瑞特股份有限公司 filed Critical 日商帝人富瑞特股份有限公司
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Abstract

本發明的課題為提供一種可實現壽命長，並且研磨速度高，被加工物之高度平坦性的研磨墊及其製造方法，其解決手段為從包含由海成分與島徑為10～2500nm之島成分所構成之海島型複合纖維、與黏結劑纖維的不織布，去除前述海成分，而賦予高分子彈性體。

Description

研磨墊及其製造方法
[0001] 本發明係關於半導體基板、半導體裝置、化合物半導體基板、化合物半導體裝置等之用以研磨各種裝置之研磨墊及其製造方法。
[0002] 近年來，伴隨集積電路之高集積化及多層配線化，集積電路所形成之半導體晶圓等中，正尋求高度之平坦性。而且，作為用以研磨該半導體晶圓等之研磨方法，已知有化學機械研磨(CMP)。化學機械研磨為邊滴下研磨粒之漿料，邊藉由研磨墊研磨被加工物的表面之方法。又，研磨半導體晶圓等時，由於加工困難，故有增長研磨時間，加大加工成本的問題。 　　[0003] 從如此之理由來看，正尋求可實現被加工物之優異平坦性與高研磨速度的研磨墊。又，同時於研磨墊正尋求壽命長。 　　[0004] 然而，被加工物之優異平坦性與高研磨速度為相反之要求項目，兼備兩者極為困難。亦即，為了實現被加工物之優異平坦性，具有柔軟且平滑的面之研磨墊有利。另一方面，為了實現高研磨速度，具有硬且凹凸大的表面之研磨墊有利。 　　[0005] 例如，於專利文獻1，提案有使用極細纖維與高分子彈性體之研磨墊。然而，由於於基材含浸高分子彈性體後，將海島型複合纖維成為極細纖維，有研磨墊內空隙多，且過於柔軟的問題。由於該研磨墊難以成為高硬度，故達成被加工物之優異平坦性或壽命長化有困難。 　　[0006] 又，專利文獻2中，提案有使用極細纖維，由緻密之不織布與高分子彈性體所構成之研磨墊。於該研磨墊，藉由由長纖維之極細纖維所構成之纖維束維持高剛性。然而，由於研磨墊已緻密化，空隙率低，充分儲存研磨研磨粒有困難，有難以實現高研磨速度的問題。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0007] 　　[專利文獻1]日本特開2012-071415號公報 　　[專利文獻2]日本特開2015-063782號公報
[欲解決之課題] 　　[0008] 本發明係提供一種可實現壽命長，且研磨速度高，被加工物之優異平坦性的研磨墊及其製造方法。 [用以解決課題之手段] 　　[0009] 本發明者們為了達成上述之課題經努力研究的結果，發現藉由巧妙地設計所使用之纖維的種類或表面狀態等，而得到可實現壽命長，並且研磨速度高，被加工物之優異平坦性的研磨墊，進而藉由重複努力研究，而終至完成本發明。 　　[0010] 從而，根據本發明，提供一種「研磨墊，其特徵為包含纖維徑為10～2500nm之極細纖維、與黏結劑纖維、與高分子彈性體」。 　　[0011] 此時，以空隙率為50%以上，且彎曲強度為5.0N/mm2 以上較佳。又，以表面進行起毛較佳。又，以在前述極細纖維，仄他電位(Zeta potential)為-20mV以下較佳。又，以前述極細纖維為由聚醯胺或聚酯所構成較佳。又，以前述黏結劑纖維為芯鞘型複合纖維較佳。又，以前述極細纖維與黏結劑纖維的重量比為(極細纖維/黏結劑纖維)50/50～97/3的範圍內較佳。 　　[0012] 又，根據本發明，提供一種「研磨墊之製造方法，其特徵為從包含由海成分與島徑為10～2500nm之島成分所構成之海島型複合纖維、與黏結劑纖維的不織布，去除前述海成分，而賦予高分子彈性體」。 　　[0013] 此時，以前述海島型複合纖維與黏結劑纖維的單纖維纖度比為(海島型複合纖維：黏結劑纖維)1：0.49～1：0.70的範圍內較佳。又，以前述不織布為針軋不織布較佳。又，以前述不織布之單位面積重量為300～600g/m2 的範圍內較佳。又，以在前述不織布，縱或橫方向的拉伸強度為100N/cm以上較佳。又，以進一步使表面起毛較佳。 [發明的效果] 　　[0014] 根據本發明，提供一種可實現壽命長，並且研磨速度高，被加工物之優異平坦性的研磨墊及其製造方法。
[0015] 本發明之研磨墊係包含極細纖維與黏結劑纖維與高分子彈性體。於此，前述極細纖維，較佳為從將可溶性樹脂作為海成分之海島型複合纖維，溶解去除海成分所得者。 　　[0016] 前述極細纖維，較佳為其仄他電位相較於研磨劑所具有之仄他電位，纖維之仄他電位為負側。較佳為具有數值上為-20mV以下(更佳為-40～-80mV)之仄他電位。作為研磨劑所具有之仄他電位，較佳為-40～-80mV的範圍。藉由使用如此之極細纖維，使得防止研磨研磨粒粒子之凝聚，提昇對加工基板之作用研磨粒數，同時達成高研磨速度與低表面粗糙度(刮傷少)變得更容易。極細纖維之仄他電位增大時，與研磨劑配合時，研磨劑之仄他電位轉移至正側，有產生研磨研磨粒粒子的凝聚，降低作用研磨粒數，降低研磨速度的傾向。又，有表面粗糙度惡化，容易產生刮傷之虞。 　　[0017] 作為構成前述極細纖維之聚合物，可為任何聚合物。其中，可列舉纖維形成性優異之聚醯胺(尼龍)、聚酯、聚烯烴、聚苯硫醚等作為適合之例。 　　[0018] 於此，作為聚醯胺系樹脂，除了例示將6-胺基己酸、11-胺基十一烷酸、12-胺基十二烷酸、對胺基甲基苯甲酸等之胺基酸或ε-己內醯胺、ω-十二內醯胺等之內醯胺作為主要原料之聚醯胺之外，並例示將琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十八烷二酸等之脂肪族二羧酸、進而將對苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二羧酸等之芳香族二羧酸作為主要酸成分，將四亞甲基二胺、六亞甲基二胺、1,5-戊烷二胺、2-甲基五亞甲基二胺、九亞甲基二胺、十一亞甲基二胺、十二亞甲基二胺等作為二胺成分之共聚聚醯胺等。 　　[0019] 又，作為聚酯樹脂，從可紡性、極細纖維之物性的觀點來看，較佳為聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等。 　　[0020] 該聚合物中，於不損害本發明之目的的範圍內，可包含共聚成分。可共聚之化合物，作為酸成分，例如例示有間苯二甲酸、環己烷二羧酸、己二酸、二聚酸、癸二酸、2,6-萘二羧酸等之二羧酸類，作為甘醇成分，例如例示有乙二醇、二乙二醇、丁二醇、新戊二醇、環己烷二甲醇、聚乙二醇、聚丙二醇等。當然並非被限定於此等。 　　[0021] 作為聚苯硫醚樹脂，作為其構成單位，例如例示有由p-苯硫醚單位、m-苯硫醚單位、o-苯硫醚單位、苯硫醚碸單位、苯硫醚酮單位、苯硫醚醚單位、二苯硫醚單位、含有取代基之苯硫醚單位、含有分支構造之苯硫醚單位、等所構成者。其中，較佳為含有70莫耳%以上(更佳為90莫耳%以上)之p-苯硫醚單位。進而更佳為聚(p-苯硫醚)。 　　[0022] 在前述極細纖維，纖維徑為10～2500nm的範圍內為必要。纖維徑未滿10nm時，有每一單纖維的強力縮小，產生因摩擦導致之單纖維切斷，使用變困難之虞。另一方面，纖維徑超過2500nm時，有降低極細纖維特有之緻密性，被研磨物的表面粗糙度增大，得不到近年來所要求之水準的性能之虞。作為極細纖維之纖維徑，較佳為200～1000nm(更佳為400～700nm)的範圍。於如此之範圍，纖維間之空隙間隔適當，可大量保持研磨粒。纖維徑過大時，纖維間之空隙間隔變廣，其結果，有降低作用研磨粒數，降低研磨速度之虞。相反地，纖維徑過小時，有纖維間空隙縮小，降低研磨粒的保持性之虞。 　　[0023] 前述之纖維徑可用透過型電子顯微鏡TEM，以倍率30000倍拍攝單纖維的剖面照片來測定。此時，於具有長度測量功能之TEM，可活用長度測量功能來測定。又，於無長度測量功能之TEM，放大複寫所拍攝的照片，考量比例尺之後，以尺測定即可。 　　[0024] 此時，單纖維之橫剖面形狀為圓剖面以外的異型剖面時，單纖維徑成為使用單纖維之橫剖面的外接圓之直徑者。 　　[0025] 在本發明，較佳為集合前述極細纖維，取得纖維束之形狀。此時，作為構成一條纖維束之極細纖維的數目，為200～20000條(更佳為400～1000條)時，變成易確保適度的柔軟性故較佳。 　　[0026] 作為前述極細纖維之長度，為30～100mm(更佳為40～80mm)的範圍時，於極細纖維間或黏結劑纖維之間容易產生良好之纏繞故較佳。 　　[0027] 進而本發明之研磨墊必須包含黏結劑纖維。作為黏結劑纖維之纖維徑(單纖維徑)，較佳為較前述極細纖維更粗大。尤其是以1～20μm的範圍內較佳。該纖維徑過小時，有降低拉伸強度，在製造步驟成為皺摺產生的原因之虞。相反，纖維徑過大時，有由極細纖維與黏結劑纖維所構成之構造體的構成惡化之虞。 　　[0028] 尚，黏結劑纖維之單纖維的剖面形狀為圓剖面以外的異型剖面時，於本發明，將外接圓之直徑定為纖維徑。又，如此之纖維徑可藉由用透過型電子顯微鏡拍攝纖維的橫剖面來測定。 　　[0029] 又，作為黏結劑纖維之長度，較佳為與極細纖維的長度同等。具體而言，為30～100mm(更佳為40～80mm)的範圍之長度時，於極細纖維間(極細纖維束間)或黏結劑纖維之間易引起良好之纏繞故較佳。 　　[0030] 作為前述黏結劑纖維，較佳為於芯存在高熔點之熱塑性樹脂，且於鞘部存在低熔點之熱塑性樹脂的芯鞘型纖維。作為如此之樹脂的組合，作為構成芯之樹脂，較佳為聚酯樹脂或聚醯胺樹脂。尤其是以聚對苯二甲酸乙二酯樹脂較佳。又，作為鞘部之低熔點的熱塑性樹脂，較佳為聚烯烴樹脂。其中，較佳為聚乙烯，更佳為高密度聚乙烯。 　　[0031] 又，前述黏結劑纖維可為未拉伸纖維。作為該未拉伸纖維，較佳為以紡絲速度600～1500m/分鐘紡絲之未拉伸聚酯纖維。所謂聚酯，可列舉聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯(Polytrimethylene terephthalate)、聚對苯二甲酸丁二酯。較佳為從生產性、對水之分散性等之理由來看，較佳為聚對苯二甲酸乙二酯或將其作為主成分之共聚聚酯。 　　[0032] 而且於本發明之研磨墊，較佳為極細纖維藉由黏結劑纖維而成束。尤其是以由極細纖維所構成之纖維束以其形狀直接藉由黏結劑纖維成束較佳。藉由由黏結劑纖維進行點接著，變成柔軟性優異並且形態保持性亦優異之研磨墊。 　　[0033] 本發明之研磨墊所使用之極細纖維與黏結劑纖維的重量比較佳為50/50～97/3。如此，藉由將極細纖維的比率定為50%以上，變成由極細纖維與黏結劑纖維所構成之構造體的厚度或硬度容易保持，可抑制於步驟之皺摺產生，有穩定研磨墊內之纖維的密度分布的效果。極細纖維的重量比例過小時，有研磨粒之保持性變不夠充分之虞。反之，極細纖維的重量比例過大時，有纖維構造體變過於柔軟，成為於途中步驟之皺摺產生的誘因之虞。 　　[0034] 在本發明之研磨墊，作為僅纖維之密度(容積密度)，較佳為0.09g/cm3 以上(更佳為0.10～0.15g/cm3 )的範圍。該密度過小時，有對研磨墊表面之極細纖維的曝露變少，研磨粒之保持量減少的傾向，有降低研磨速度之虞。 　　[0035] 在本發明之研磨墊，較佳為至少任一邊的表面(較佳為兩面)進行起毛。起毛主要係源自極細纖維者。藉由使用如此之極細纖維，可防止研磨研磨粒粒子之凝聚，提昇對加工基板之作用研磨粒數，同時達成高研磨速度、與被加工物之優異平滑性(低表面粗糙度、刮傷少)變更為容易。 　　[0036] 又，在本發明之研磨墊，較佳為空隙率為50%以上(更佳為50～65%，特佳為55～60%)。藉由為如此之空隙率，由於於研磨墊內大量包含漿料，對被加工物所給予之化學反應變大，提昇研磨速度。 　　[0037] 尚，空隙率(%)係藉由下述式算出。 　　空隙率(%)=(1-(容積密度/理論密度))×100 　　惟，所謂理論密度係構成材料之加重平均密度，藉由下述式算出。 　　理論密度(g/cm3 )=1÷((樹脂比率(%)/100/樹脂密度)+(纖維比率(%)/100/纖維密度)) 　　進而在本發明之研磨墊，較佳為彎曲強度(Flexural strength)為5.0N/mm2 (0.51kgf/mm2 )以上。更佳為5.9～19.6N/mm2 (0.6～2.0kgf/mm2 )，特佳為7.8～15.7N/mm2 (0.8～1.6kgf/mm2 )。彎曲強度小於5.0N/mm2 時，因研磨時之加工壓導致研磨墊變形，空隙崩潰，又，由於研磨墊與被加工物間之間隙變小，難以加入漿料，故有降低研磨速度，進而被加工物之平坦性亦惡化之虞。另一方面，彎曲強度(Flexural strength)大於19.6N/mm2 時，由於研磨墊過硬，有降低研磨墊與被加工物的接觸面積，並降低研磨速度，同時被加工物之表面粗糙度亦惡化之虞。尚，彎曲強度(Flexural strength)係藉由JIS K 6911測定。 　　[0038] 進而，本發明之研磨墊必須包含上述之極細纖維或黏結劑纖維同時並包含高分子彈性體。 　　[0039] 作為高分子彈性體，可使用聚胺基甲酸酯彈性體、丙烯腈、丁二烯橡膠、天然橡膠、聚氯乙烯等。其中，聚胺基甲酸酯彈性體從加工性的點來看較佳。作為該高分子彈性體之賦予方法，可採用塗佈或含浸該高分子彈性體後，以濕式或乾式使其凝固之方法，或以乳膠、膠乳(Latex)狀進行塗佈或含浸以乾式使其乾燥、固著之方法等各種之方法。 　　[0040] 於本發明之研磨墊，其樹脂比率較佳為研磨墊重量對比40～80重量%。樹脂比率過少時，有研磨墊的硬度降低，研磨被加工物時之平坦性惡化的傾向。反之，樹脂比率過大時，有研磨墊之空隙率變小，研磨被加工物時，研磨粒的替換惡化，降低研磨速度的傾向。 　　[0041] 又，高分子彈性體亦存在於極細纖維所構成之纖維束的內部時，由於提昇形狀保持性故較佳。 　　[0042] 進而，研磨墊之表面粗糙度(KES表面粗糙度SMD)較佳為1～10μm。表面粗糙度過小時，研磨時，有研磨墊與加工基板之間研磨粒難以加入，降低作用研磨粒數，降低研磨速度，被加工物之表面粗糙度亦惡化之虞。反之，該表面粗糙度過大時，有研磨後之被加工物的平坦性惡化之虞。 　　[0043] 又，前述研磨墊的硬度以A型硬度計測定時，較佳為70度以上。更佳為80～95度的範圍。該硬度過小時，有研磨被加工物時之被加工物的平坦性惡化之虞。 　　[0044] 本發明之研磨墊，例如可藉由以下之製造方法獲得。亦即，一種研磨墊之製造方法，其特徵為從包含由海成分與島徑為10～2500nm之島成分所構成之海島型複合纖維、與黏結劑纖維之不織布，去除前述海成分，而賦予高分子彈性體。 　　[0045] 構成海島型複合纖維之島成分的樹脂，與構成前述之極細纖維的樹脂相同，亦即可為聚合物。尤其是可列舉纖維形成性優異之聚醯胺、聚酯、聚烯烴、聚苯硫醚等作為適合之例。 　　[0046] 另一方面，作為構成海成分之可溶性樹脂，可使用如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀之鹼金屬化合物水溶液，或可用甲苯或三氯乙烯等之有機溶劑溶出之聚合物。惟，於本發明之製造方法，使用如此之海島型複合纖維與黏結劑纖維，而得到不織布後，於賦予高分子彈性體之前，去除海島型複合纖維之海成分。賦予高分子彈性體之前的不織布，由於單單僅以纏繞與黏結劑纖維的結合保持其形態，以緩和的條件之萃取處理較佳。尤其是以鹼減量法或熱水萃取法溶解去除海成分之方法較佳。 　　[0047] 因此，作為海成分，較佳為特定量共聚5-鈉磺基間苯二甲酸及間苯二甲酸之共聚聚酯、特定量共聚5-鈉間苯二甲酸、間苯二甲酸及聚伸烷基二醇或其衍生物之共聚聚酯、特定量共聚5-鈉磺基間苯二甲酸、間苯二甲酸及脂肪族二羧酸之共聚聚酯等。進而於形成海成分之成分共聚聚乙二醇亦佳。 　　[0048] 該海島型複合纖維，可藉由國際公開第2005/095686號小冊或國際公開第2008/130019號小冊所揭示之方法製得。亦即，作為熔融紡絲所使用之紡嘴，可使用具有用以形成島成分之空心銷群或微細孔群(無銷)者等任意者。例如，可為藉由合流由空心銷或微細孔所擠出之島成分與以埋入其間之形態設計流路之海成分，將此進行壓縮，而形成海島剖面之紡絲紡嘴。所吐出之海島型複合纖維藉由冷卻風而被固化，藉由設定在預定之提取速度之旋轉輥或排出器提取，而得到未拉伸絲(雙折射率Δn較佳為0.05以下)。此提取速度雖並未特別限定，但較佳為200～5000m/分鐘。於200m/分鐘以下，有降低生產性之虞。又，於5000m/分鐘以上，有降低紡絲穩定性之虞。 　　[0049] 所得之未拉伸絲如有必要可直接供於切割步驟或之後之萃取步驟(鹼減量加工)，亦可經由拉伸步驟或熱處理步驟作為拉伸絲後，再供於切割步驟或之後之萃取步驟(鹼減量加工)。此時，拉伸步驟可為將紡絲與拉伸以其他步驟進行之別延方式，亦可使用於一步驟內紡絲後立即進行拉伸之直延方式。切割步驟與萃取步驟的順序可相反進行。 　　[0050] 該切割較佳為將未拉伸絲或拉伸絲直接成為或束成數十條～數百萬條單位之紗束，以軋刀(Guillotine cutter)或旋切刀等進行切割。 　　[0051] 其次，使用該海島型複合纖維與如前述之黏結劑纖維，而得到不織布。此時，前述海島型複合纖維與黏結劑纖維的單纖維纖度比為(海島型複合纖維：黏結劑纖維)1：0.49～1：0.70的範圍內時，可減低不織布之密度斑故較佳。 　　[0052] 又，纏繞方法可使用針軋或水流等周知之方法。尤其是以進行藉由容易產生物理性纏繞之針軋的機械纏繞之方法較佳。 　　[0053] 在該不織布，較佳為不織布之單位面積重量為300～600g/m2 的範圍內。 　　[0054] 又，在前述不織布，較佳為縱或橫方向之拉伸強度為100N/cm以上(較佳為縱及橫方向之拉伸強度為130～200N/cm)。此拉伸強度低時，於減量步驟等容易成為皺摺產生之原因。又，於研磨時有極細纖維容易脫離，研磨墊的壽命縮短之虞。 　　[0055] 其次，從不織布去除海島型複合纖維所包含之海成分。萃取海成分之方法雖並未特別限制，但較佳為不傷害黏結劑纖維之溫和的鹼減量處理或熱水萃取處理。 　　[0056] 藉由該處理，不織布所包含之海島型複合纖維成為極細纖維。在該不織布(含浸處理前)，較佳為進行熱處理，將纖維之容積密度成為0.09g/cm3 以上。更佳為0.10～0.15g/cm3 之纖維密度。 　　[0057] 其次，對不織布賦予高分子彈性體。作為該高分子彈性體，可使用聚胺基甲酸酯彈性體、丙烯腈、丁二烯橡膠、天然橡膠、聚氯乙烯等。其中，聚胺基甲酸酯彈性體從加工性的角度來看較佳。作為該高分子彈性體之賦予方法，可採用塗佈或含浸該高分子彈性體後，以濕式或乾式使其凝固之方法，或以乳膠、膠乳(Latex)狀進行塗佈或含浸以乾式使其乾燥、固著之方法等之各種方法。 　　[0058] 作為高分子彈性體之賦予方法，較佳為2階段賦予。尤其是以於第1階段使柔軟之樹脂附著，於第2階段使硬的樹脂附著，於表面賦予具有較高之模量的高分子彈性體較佳。或以於第1階段賦予成為多孔質之濕式含浸聚胺基甲酸酯等，於第2階段進行成為充實層之乾式高分子彈性體處理較佳。 　　[0059] 其次，較佳為藉由研磨至少任一邊之表面(較佳為兩面)，形成極細纖維之起絨。 　　[0060] 從而，所得之研磨墊成為研磨速度高，為壽命長，並且同時具有低表面粗糙度之研磨墊。而且根據此研磨墊，可將被加工物(例如半導體基板、半導體裝置、化合物半導體基板、化合物半導體裝置等之各種裝置)以高研磨速度研磨成具有高度之平坦性且低表面粗糙度者。 [實施例] 　　[0061] 以下，藉由實施例具體的說明本發明。然而，本發明並非藉此而被限定者。尚，在以下之實施例之評估及特性值係藉由以下之測定法求得。 (1)不織布之物性 　　單位面積重量(g/m2 )及強伸度(N/cm、%)係藉由JIS L1913求得。厚度(mm)係藉由JIS L1085求得。由此等之值計算單位面積重量/厚度之容積密度(g/cm3 )。進而針對通氣度(cm3 /cm2 ･sec)藉由JIS L1096-A求得。 (2)研磨墊之物性 　　與不織布之物性相同，單位面積重量(g/m2 )係藉由JIS L1913求得。厚度(mm)係藉由JIS L1085求得。由此等之值計算單位面積重量/厚度之容積密度(g/cm3 )。 　　[0062] 空隙率(%)係藉由下述式算出。 　　空隙率(%)=(1-(容積密度/理論密度))×100 　　惟，所謂理論密度，係構成材料之加重平均密度，藉由下述式算出。 　　理論密度(g/cm3 )=1÷((樹脂比率(%)/100/樹脂密度)+(纖維比率(%)/100/纖維密度)) 　　尚，將尼龍6纖維的密度定為1.222g/cm3 ，聚胺基甲酸酯樹脂的密度定為1.180g/cm3 。 　　[0063] 研磨墊的硬度係依JIS K6253，使用高分子計器股份有限公司製DD2‐A型測定。壓縮･彈性率(%)係藉由JIS L1096求得。接觸角(°)係藉由JIS R3257求得。彎曲強度係將試驗片定為樣品1枚的高度，試驗寬度以25mm寬度藉由JIS K 6911求得。 (3)KES表面粗糙度SMD(μm) 　　將0.5mm徑5mm寬度之鋼琴線以10gf(9.8cN)壓著在試料，以0.1cm/sec的速度作為使試料轉動時之表面粗糙度的平均偏差求得。 (4)研磨性能 (4-1)研磨速度(μm/h) 　　使用直徑380mm之研磨墊，將3inch(7.62cm)藍寶石晶圓每一小時的研磨量使用單面研磨機，在下述條件測定。 　　[0064] 漿料濃度：20wt% 　　漿料量 ：500ml/min 　　壓力 ：350g/cm2 研磨時間 ：60min 　　回轉數 ：頭/台板(定盤)=50rpm/49rpm 　　使用漿料：二氧化矽(Fujimi Incorporated公司製「COMPOL80」) (4-2)晶圓之表面粗糙度Ra(nm) 　　在原子力顯微鏡測定基板中心部10μm平方之表面粗糙度。該表面粗糙度Ra越小越具有優異之平坦性。 (5)仄他電位(mV) 　　將測定對象之纖維切割成0.2mm長，調整成纖維/純化水=1g/1000g的濃度，以混合機攪拌至充分分散為止，作為纖維用之測定試料(以下稱為「奈米纖維分散液」或「NF分散液」)。 　　[0065] 另一方面，以固形分成為研磨劑(原液)/NF分散液=2/3的方式調整測定用樣品，封入毛細管，作為纖維･研磨劑混合物用之仄他電位的測定試料。值定為分別3次測定之平均值。 　　[0066] [實施例1] 　　使用尼龍(Ny)6作為島成分，使用共聚5-鈉磺基間苯二甲酸之聚對苯二甲酸乙二酯作為海成分，進行紡絲、拉伸，得到海：島=30：70、島數=836、單纖維纖度5.6dtex之海島型複合纖維後，切斷成44mm的長度。 　　[0067] 將此海島型複合纖維70wt%、與單纖維徑11.1μm、長度44mm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)/熔點130℃之高密度聚乙烯(PE)(芯/鞘重量比=50/50)的黏結劑短纖維30wt%，在針軋進行機械性纏繞後，進行熱處理(150℃、1分鐘)，而得到海島型複合纖維被保持在黏結劑纖維之薄片。 　　[0068] 然後，在濃度5g/L之氫氧化鈉溶液中，以90℃進行60分鐘處理(鹼減量處理)，萃取去除海島型複合纖維之海成分，製作由尼龍6所構成之奈米纖維短纖維束(單纖維徑0.7μm×836條)62wt%、與由固定該纖維束之黏結劑短纖維38wt%所構成之單位面積重量330g/m2 的不織布。 　　[0069] 其次，於所得之不織布在濕式步驟，將聚胺基甲酸酯樹脂(100%模量20MPa)實施含浸1次，接著切片兩面，將厚度定為1.30mm。進而，將聚胺基甲酸酯樹脂(100%模量 15MPa)在乾式步驟含浸2次。將此時之空隙率調整在54.3%。最後將兩面進行磨光加工，與形成起絨之(起毛)同時將表面變平滑，於內面貼附黏著膠帶作為研磨墊。將此研磨墊之構成及研磨性能示於表1。 　　[0070] [實施例2] 　　除了將實施例1之研磨墊的空隙率變更為58.9%之外，其他與實施例1同樣進行，而得到研磨墊。將此研磨墊之構成及研磨性能示於表1。 　　[0071] [實施例3] 　　除了將實施例1之研磨墊的空隙率變更為46.5%之外，其他與實施例1同樣進行，而得到研磨墊。將此研磨墊之構成及研磨性能示於表1。 　　[0072] [實施例4] 　　除了將實施例1之研磨墊的空隙率變更為61.8%之外，其他與實施例1同樣進行，而得到研磨墊。將此研磨墊之構成及研磨性能示於表1。 　　[0073][0074] 於實施例1、2之研磨墊，由於具有適度之硬度並且為高空隙，故可大量包含漿料，化學作用增大，可達成高研磨速度。進而，藉由奈米纖維纖維以束存在，可於纖維間空隙大量保持研磨粒，提昇作用效率，可實現被加工物之優異平坦性與高研磨速度。 　　[0075] [參考例1] 　　使用尼龍6作為島成分，使用共聚5-鈉磺基間苯二甲酸之聚對苯二甲酸乙二酯作為海成分，進行紡絲、拉伸，得到海：島=30：70、島數=836、單纖維纖度5.6dtex之海島型複合纖維後，切斷成44mm的長度。 　　[0076] 將此海島型複合纖維70wt%、與單纖維徑14.4μm、長度44mm之聚對苯二甲酸乙二酯/高密度聚乙烯(熔點130℃)(芯/鞘重量比=50/50)的黏結劑短纖維30wt%在針軋進行機械性纏繞後，進行熱處理(150℃、1分鐘)，而得到海島型複合纖維被保持在黏結劑纖維之薄片。 　　[0077] 然後，在濃度5g/L之氫氧化鈉溶液中，以90℃進行60分鐘處理(鹼減量處理)，萃取去除海島型複合纖維之海成分，製作由尼龍6所構成之奈米纖維短纖維束(單纖維徑0.7μm×836條)62wt%與由固定該纖維束之黏結劑短纖維38wt%所構成之單位面積重量319g/m2 的不織布。將此研磨墊用不織布的物性示於表2。 　　[0078] [參考例2] 　　除了將參考例1之黏結劑纖維變更為單纖維徑15.1μm之外，其他與參考例1同樣進行，製作不織布。將此研磨墊用不織布的物性示於表2。 　　[0079] [參考例3] 　　除了使用將參考例1之島成分由尼龍6變更為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之海島複合纖維之外，其他與參考例1同樣進行，製作不織布不織布。將此研磨墊用不織布的物性示於表2。 　　[0080] [參考例4] 　　使用聚對苯二甲酸乙二酯，進行紡絲、拉伸，以單纖維徑18.5μm切斷成長度51mm。將此短纖維在針軋進行機械性纏繞，製作單位面積重量308g/m2 之不織布。將此研磨墊用不織布的物性示於表2。 　　[0081] [參考例5] 　　除了將參考例1之黏結劑纖維變更為單纖維徑11.2μm之外，其他與參考例1同樣進行，製作不織布。將此研磨墊用不織布的物性示於表2。 　　[0082] [參考例6] 　　除了使用將參考例5之島成分由尼龍6變更為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之海島複合纖維之外，其他與參考例5同樣進行，製作不織布。將此研磨墊用不織布的物性示於表2。 　　[0083][0084] 於參考例1～3之不織布，不織布之長度方向的密度斑縮小。由於使用此不織布之研磨墊係纖維密度均一，從研磨墊表層至下層為止為相同之纖維密度，即使使用研磨墊減少厚度，研磨性能亦無變化，為壽命長。又，可提供穩定生產具有此優異研磨性能之研磨墊者。 　　[0085] [參考例7] 　　在以下之實施例針對所使用之材料，測定仄他電位時，個別之仄他電位為尼龍(Ny6)奈米纖維「-66.9mV」、聚酯(PET)奈米纖維「-25.1mV」。 　　[0086] 進而，上述之研磨速度測定用之二氧化矽漿料(1)(Fujimi Incorporated公司製「COMPOL80」、粒徑72nm)的仄他電位為「-57.7mV」。又，二氧化矽漿料(2)(Fujimi Incorporated公司製「DSC-0902」)的仄他電位為「-58.4mV」。又，測定試驗後之漿料的粒徑時，二氧化矽漿料(1)為「122nm」，二氧化矽漿料(2)為「125nm」， 　　其次，針對奈米纖維與二氧化矽漿料的混合物，測定仄他電位與試驗後之粒徑時，成為下述之表3的結果。 　　[0087] 相較於所使用之漿料，於仄他電位較小之(於負側較大)尼龍奈米纖維，即使在與漿料(研磨劑)混合的情況下，仄他電位於正側亦無變化，抑制試驗後之研磨粒粒子的凝聚。對此，相較於所使用之漿料，於仄他電位較大之(於正側有)聚酯奈米纖維，在與漿料(研磨劑)混合的情況下，相較研磨劑原本之仄他電位，正側產生變化，略微引起研磨粒粒子的凝聚。 　　[0088][0089] [實施例5] 　　使用尼龍(Ny6)6作為島成分，使用共聚5-鈉磺基間苯二甲酸之聚對苯二甲酸乙二酯作為海成分，進行紡絲、拉伸，得到海：島=30：70、島數=836、單纖維纖度5.6dtex之海島型複合纖維後，切斷成44mm的長度。 　　[0090] 將此海島型複合纖維70wt%、與單纖維徑11.1μm、長度44mm之聚對苯二甲酸乙二酯/高密度聚乙烯(熔點130℃)(芯/鞘重量比=50/50)的黏結劑短纖維30wt%在針軋進行機械性纏繞後，進行熱處理(150℃、1分鐘)，而得到海島型複合纖維被保持在黏結劑纖維之薄片。 　　[0091] 然後，在濃度5g/L之氫氧化鈉溶液中，以90℃進行60分鐘處理(鹼減量處理)，萃取去除海島型複合纖維之海成分，製作由尼龍6所構成之奈米纖維短纖維束(單纖維徑0.7μm×836條)62wt%與由固定該纖維束之黏結劑短纖維38wt%所構成之單位面積重量330g/m2 的不織布。 　　[0092] 其次，於所得之不織布在乾式步驟，將聚胺基甲酸酯樹脂(100%模量 35MPa)實施含浸1次，接著切片兩面，將厚度定為1.3mm。進而，將聚胺基甲酸酯樹脂(100%模量 100MPa)在乾式步驟含浸2次。最後將兩面進行磨光加工(起毛加工)，與形成起絨同時將表面變平滑，於內面貼附黏著膠帶作為研磨墊。將此研磨墊之構成及研磨性能示於表4。 　　[0093] [實施例6] 　　除了使用將實施例5之島成分由尼龍6變更為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之海島複合纖維之外，其他與實施例5同樣進行，製作研磨墊。將此研磨墊之構成及研磨性能示於表4。 　　[0094] [實施例7] 　　與實施例5相同，製作由尼龍6極細纖維束與黏結劑纖維所構成之單位面積重量320g/m2 的不織布。 　　[0095] 其次，除了取代於乾式步驟之含浸1次，於所得之不織布在濕式步驟，將聚胺基甲酸酯樹脂(100%模量 80MPa)實施含浸1次之外，其他與實施例5同樣進行，進行切片、2次樹脂含浸、磨光加工等作為研磨墊。將此研磨墊之構成及研磨性能示於表4。 　　[0096] [實施例8] 　　與實施例6相同，製作由聚對苯二甲酸乙二酯極細纖維束與黏結劑纖維所構成之單位面積重量320g/m2 的不織布。 　　[0097] 其次，除了取代在實施例5，於乾式步驟之含浸1次，於所得之不織布在濕式步驟，將聚胺基甲酸酯樹脂(100%模量80MPa)實施含浸1次之外，其他與實施例5同樣進行，進行切片、2次樹脂含浸、磨光加工等作為研磨墊。將此研磨墊之構成及研磨性能一併示於表4。 　　[0098] [比較例1、2] 　　除了取代實施例5之海島複合纖維，改使用單纖維徑18.5μm、長度51mm之尼龍-6短纖維，不進行鹼減量處理之外，其他與實施例5同樣進行，製作單位面積重量300g/m2 之不織布。 　　[0099] 其次，與實施例5同樣進行乾式1次樹脂含浸、切片、乾式2次樹脂含浸、磨光加工等作為研磨墊，作為比較例1。 　　[0100] 另一方面，與實施例7同樣進行濕式1次樹脂含浸、切片、乾式2次樹脂含浸、磨光加工等作為研磨墊，作為比較例2。 　　[0101] 將此等之研磨墊的構成及研磨性能示於表4。 　　[0102] [比較例3、4] 　　除了取代實施例5之海島複合纖維，改使用單纖維徑18.5μm、長度51mm之聚對苯二甲酸乙二酯短纖維，不進行鹼減量處理之外，其他與實施例5同樣進行，製作單位面積重量300g/m2 之不織布。 　　[0103] 其次，與實施例5同樣進行乾式1次樹脂含浸、切片、乾式2次樹脂含浸、磨光加工等作為研磨墊，作為比較例3。 　　[0104] 另一方面，與實施例7同樣進行濕式1次樹脂含浸、切片、乾式2次樹脂含浸、磨光加工等作為研磨墊，作為比較例4。 　　[0105] 將此等之研磨墊的構成及研磨性能示於表4。 　　[0106][0107] 實施例5、7為相較於漿料，於使用纖維為高仄他電位(負側)之使用尼龍奈米纖維纖維之不織布，含浸聚胺基甲酸酯樹脂之研磨墊。實施例6、8，為取代尼龍奈米纖維纖維改使用聚酯奈米纖維纖維之研磨墊。比較例1、2為使用尼龍正規纖維之研磨墊，比較例3、4為使用聚酯正規纖維之研磨墊。 　　[0108] 於此等之實施例的研磨墊，藉由奈米纖維纖維以束存在，可於纖維間空隙大量保持研磨粒，提昇作用效率，可實現被加工物之優異平坦性與高研磨速度。研磨墊物性為高硬度且低壓縮率且低表面粗糙度。 　　[0109] 其中，實施例5、7之尼龍奈米纖維纖維使用品之藍寶石研磨性能特別優異。認為此等之研磨墊係藉由使用具有高仄他電位(負側)之尼龍奈米纖維纖維，而防止研磨粒粒子的凝聚，實現低表面粗糙度(刮傷少)者。 [產業上之可利用性] 　　[0110] 根據本發明，提供一種可實現壽命長，並且研磨速度高，被加工物之優異平坦性的研磨墊及其製造方法，其工業性價值極大。

Claims (13)

  1. 一種研磨墊，其特徵為包含纖維徑為10～2500nm之極細纖維、與黏結劑纖維、與高分子彈性體。
  2. 如請求項1之研磨墊，其中，空隙率為50%以上，且彎曲強度為5.0N/mm2 以上。
  3. 如請求項1或請求項2之研磨墊，其係表面起毛。
  4. 如請求項1～3中任一項之研磨墊，其中，在前述極細纖維，仄他電位為-20mV以下。
  5. 如請求項1～4中任一項之研磨墊，其中，前述極細纖維係由聚醯胺或聚酯所構成。
  6. 如請求項1～5中任一項之研磨墊，其中，前述黏結劑纖維為芯鞘型複合纖維。
  7. 如請求項1～6中任一項之研磨墊，其中，前述極細纖維與黏結劑纖維的重量比為(極細纖維/黏結劑纖維)50/50～97/3的範圍內。
  8. 一種研磨墊之製造方法，其特徵為從包含由海成分與島徑為10～2500nm之島成分所構成之海島型複合纖維、與黏結劑纖維的不織布，去除前述海成分，而賦予高分子彈性體。
  9. 如請求項8之研磨墊之製造方法，其中，前述海島型複合纖維與黏結劑纖維的單纖維纖度比為(海島型複合纖維：黏結劑纖維)1：0.49～1：0.70的範圍內。
  10. 如請求項8或請求項9之研磨墊之製造方法，其中，前述不織布為針軋不織布。
  11. 如請求項8～10中任一項之研磨墊之製造方法，其中，前述不織布之單位面積重量為300～600g/m2 的範圍內。
  12. 如請求項8～11中任一項之研磨墊之製造方法，其中，在前述不織布，縱或橫方向之拉伸強度為100N/cm以上。
  13. 如請求項8～12中任一項之研磨墊之製造方法，其係進一步使表面起毛。
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