(57)【要約】【課題】シリコンウェハ裏面の研磨（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行うことができる研磨パッドであって、且つ研磨パッド由来の繊維の脱落を抑え、繊維が脱落した場合でも容易にデバイス面から脱落繊維を排除することのできる研磨パッドを提供すること。【解決手段】繊維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なる樹脂含有繊維基体を含む研磨パッドであって、前記樹脂含有繊維基体は被研磨物を研磨するための研磨面を有し、且つ前記繊維基体を構成する繊維が、当該繊維０．３ｇを４０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間以内に当該繊維の８０質量％以上が水に溶解する温水溶解性繊維である、前記研磨パッド。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維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なる樹脂含有繊維基体を含む研磨パッドであって、
前記樹脂含有繊維基体は被研磨物を研磨するための研磨面を有し、且つ
前記繊維基体を構成する繊維が、当該繊維０．３ｇを４０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間以内に当該繊維の８０質量％以上が水に溶解する温水溶解性繊維である、前記研磨パッド。
【請求項２】
前記温水溶解性繊維が、当該繊維０．３ｇを２０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間経過時に当該繊維の７０質量％以上が残存する繊維である、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記温水溶解性繊維が、ポリビニルアルコール系繊維である、請求項１又は２に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記シリコンカーバイドの粒径が０．１〜３．０μｍの範囲内である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨パッド。
【請求項５】
繊維基体が、不織布である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨パッド。
【請求項６】
ゲッタリング層形成用である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨パッド。
【請求項７】
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繊維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繊維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、
を含み、
前記繊維基体を構成する繊維が、当該繊維０．３ｇを４０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間以内に当該繊維の８０質量％以上が水に溶解する温水溶解性繊維である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の研磨パッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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（好ましくはシリコンウェハ）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。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においては種々の機械加工技術が使われているが、ウェハ処理工程の中で、回路の形成されたウェハから個々のデバイスを分割するチップ化工程を総称してダイシングという。最近では、ウェハの大口径化に伴い、薄厚ウェハの破損防止のため、予め、切断面をハーフカットしておき、裏面を溝が露出するまで研削することにより分割する先ダイシング法が開発されている。
【０００３】
従来、ウェハ裏面の研削には、ダイヤモンドやＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）などを砥材とする研削砥石が使用され、それらによりウェハは所望の厚みに薄化されていた。しかし、研削砥石による研削では研削歪が形成され、ウェハの抗折強度が低下し破損のリスクが高まる。このため、生じた研削歪をドライポリッシュやＣＭＰにより研磨して除去することが行われてきた。
【０００４】
しかし、ウェハの研削歪を研磨により除去すると、ゲッタリング効果（ウェハに含有された重金属を主とする不純物をウェハのデバイス領域以外で捕捉しデバイスを不純物汚染から守る効果）が消失してしまうという問題がある。
【０００５】
これらの課題に対し、ウェハ裏面に残存する研削歪を除去できるとともに、抗折強度を低下させない僅かな傷をウェハ裏面に形成してゲッタリング層を形成することのできる機能を兼ね備えた研磨パッドが開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−４６５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の研磨パッドは、固相反応微粒子と研磨微粒子とを含む液状結合剤を一般的な不織布に含浸させ乾燥したものであるため、当該研磨パッドで半導体ウェハの裏面研磨を行うと、研磨パッドが摩耗することにより、不織布繊維が露出し、被研磨面に脱落した繊維がチップとチップの間に残ってしまい、デバイス面側に回り込みデバイス面に残存することでチップ化後に配線不良が生じ得るという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、シリコンウェハ裏面の研磨（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行うことができる研磨パッドであって、研磨パッド由来の繊維の脱落を抑え、繊維が脱落した場合でも容易にデバイス面から脱落繊維を排除することのできる研磨パッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題に対し、特に繊維を利用した研磨パッドについて鋭意検討した結果、繊維基体に樹脂とシリコンカーバイドを含浸させてなる樹脂含有繊維基体を含む研磨パッドにおいて、前記繊維基体を構成する繊維として温水溶解性繊維を用いることにより、シリコンウェハ裏面の研磨（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行うことができる研磨パッドであって、且つ研磨パッド由来の繊維の脱落を抑え、繊維が脱落した場合でも容易にデバイス面から脱落繊維を排除することの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。
＜１＞  繊維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なる樹脂含有繊維基体を含む研磨パッドであって、
前記樹脂含有繊維基体は被研磨物を研磨するための研磨面を有し、且つ
前記繊維基体を構成する繊維が、当該繊維０．３ｇを４０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間以内に当該繊維の８０質量％以上が水に溶解する温水溶解性繊維である、前記研磨パッド。
＜２＞  前記温水溶解性繊維が、当該繊維０．３ｇを２０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間経過時に当該繊維の７０質量％以上が残存する繊維である、＜１＞に記載の研磨パッド。
＜３＞  前記温水溶解性繊維が、ポリビニルアルコール系繊維である、＜１＞又は＜２＞に記載の研磨パッド。
＜４＞  前記シリコンカーバイドの粒径が０．１〜３．０μｍの範囲内である、＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の研磨パッド。
＜５＞  繊維基体が、不織布である、＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の研磨パッド。
＜６＞  ゲッタリング層形成用である、＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の研磨パッド。
＜７＞  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繊維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繊維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、
を含み、
前記繊維基体を構成する繊維が、当該繊維０．３ｇを４０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間以内に当該繊維の８０質量％以上が水に溶解する温水溶解性繊維である、＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シリコンウェハ裏面の研磨（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行うことができる研磨パッドであって、且つ研磨パッド由来の繊維の脱落を抑え、繊維が脱落した場合でも容易にデバイス面から脱落繊維を排除することのできる研磨パッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、比較例１の研磨パッドを用いて２０℃の水で摩擦摩耗試験した後の研磨パッドの研磨表面写真（倍率１００倍）である。長繊維の場所を矢印で示す。
【図２】図２は、比較例１の研磨パッドを用いて４０℃の水で摩擦摩耗試験した後の研磨パッドの研磨表面写真（倍率１００倍）である。長繊維の場所を矢印で示す。
【図３】図３は、比較例１の研磨パッドを用いて８０℃の水で摩擦摩耗試験した後の研磨パッドの研磨表面写真（倍率１００倍）である。長繊維の場所を矢印で示す。
【図４】図４は、実施例１の研磨パッドを用いて２０℃の水で摩擦摩耗試験した後の研磨パッドの研磨表面写真（倍率１００倍）である。長繊維の場所を矢印で示す。
【図５】図５は、実施例１の研磨パッドを用いて４０℃の温水で摩擦摩耗試験した後の研磨パッドの研磨表面写真（倍率１００倍）である。
【図６】図６は、実施例１の研磨パッドを用いて８０℃の温水で摩擦摩耗試験した後の研磨パッドの研磨表面写真（倍率１００倍）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜＜研磨パッド＞＞
本発明の研磨パッドは、繊維基体にポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイド（ＳｉＣ）を含浸させてなる樹脂含有繊維基体（以下、研磨層と呼ぶことがある。）を含む研磨パッドであって、前記樹脂含有繊維基体は被研磨物を研磨するための研磨面を有し、且つ前記繊維基体を構成する繊維が、当該繊維０．３ｇを４０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間以内に当該繊維の８０質量％以上が水に溶解する温水溶解性繊維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、「繊維基体にポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイド（ＳｉＣ）を含浸させてなる樹脂含有繊維基体」とは、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを溶媒に溶解させた混合物を繊維基体に含浸した後、溶媒を除去することにより形成される樹脂含有繊維基体を意味する。
本明細書及び特許請求の範囲において、「ポリビニルアルコール系繊維」（ＰＶＡ系繊維）とは、ビニルアルコール系ポリマーから製造された繊維をいう。ビニルアルコール系ポリマーは、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールの水酸基を構成する水素原子が一部置換された置換ポリビニルアルコール、並びに、ポリビニルアルコール又は置換ポリビニルアルコールの構成単位（モノマー単位）の一部がビニルアルコール又は置換ビニルアルコール以外の構成単位に置き換わった変性ポリビニルアルコールを含む概念である。
【００１２】
（繊維基体）
本発明の研磨パッドの製造に用いられる繊維基体を構成する繊維は、当該繊維（繊維基体の製造に用いられる繊維）０．３ｇを４０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間以内に当該繊維の８０質量％以上が水に溶解する温水溶解性繊維である。温水溶解性繊維は、当該繊維０．３ｇを４０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間以内に当該繊維の８５質量％以上が水に溶解することが好ましく、８８質量％以上が水に溶解することがより好ましい。４０℃の水に対する溶解性が上記範囲内であると、研磨パッド及びスラリー又は水を用いて被研磨物を研磨加工すると、摩擦熱により研磨パッドは４０℃〜６０℃程度に加熱されるため、研磨パッド表面に存在する繊維がスラリー又は水に溶解し、被研磨物（デバイス）への繊維の脱落を抑えることができる。また、繊維が被研磨物上に脱落した場合でも、温水処理することにより被研磨物表面から脱落繊維を容易に排除することができる。
本明細書及び特許請求の範囲において、特定の温度における水に対する溶解性は、当該特定の温度の水１００ｍＬに測定対象の樹脂０．３ｇを投入し、当該温度で１時間静置したときの当該樹脂の溶解性である。
【００１３】
温水溶解性繊維は、当該繊維０．３ｇを２０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間経過時に当該繊維の７０質量％以上が残存する繊維であることが好ましく、７５質量％以上が残存する繊維であることがより好ましく、８０質量％以上が残存する繊維であることがさらにより好ましい。また、温水溶解性繊維は、当該繊維０．３ｇを２０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間経過時に当該繊維の３０質量％以下しか水に溶解していない繊維であることが好ましく、２５質量％以下しか水に溶解していない繊維であることがより好ましく、２０質量％以下しか水に溶解していない繊維であることがさらにより好ましい。２０℃の水に対する溶解性が上記範囲内であると、研磨パッドの製造工程において繊維基体として形態を保つことが出来るため好ましい。
【００１４】
本発明の研磨パッドの製造に用いられる繊維基体としては、不織布、織物、編み物等が挙げられる。これらの中でも、研磨スラリーの流通性や研磨パッドの弾性、研磨表面状態維持の観点から、不織布であることが好ましい。
上記温水溶解性繊維としては、ポリビニルアルコール系繊維（以下、ＰＶＡ系繊維と呼ぶことがある）が挙げられる。
また、ポリビニルアルコール系繊維は、溶剤湿式冷却ゲル紡糸によるポリビニルアルコール系繊維が好ましい。なお、溶剤湿式冷却ゲル紡糸とは、溶剤中で紡糸原液をノズルから押し出した直後に急冷させることによりゲル化させ、安定した構造を形成した後に脱溶剤を行う紡糸手法である。
また、ポリビニルアルコール系繊維に使用するビニルアルコール系ポリマーの平均重合度としては、１００〜３５００の範囲、特に３００〜３０００の範囲が好ましく、７００〜２５００の範囲であることが好ましい。
【００１５】
ビニルアルコール系ポリマーは、ポリビニルアルコールであってもよく、ポリビニルアルコールの水酸基を構成する水素原子が一部置換された置換ポリビニルアルコールであってもよく、ポリビニルアルコール又は置換ポリビニルアルコールの構成単位（モノマー単位）の一部がビニルアルコール又は置換ビニルアルコール以外の構成単位に置き換わった変性ポリビニルアルコールであってもよい。
置換ビニルアルコール系ポリマーの例としては、水酸基を構成する水素原子の一部がアセチル基で置換されたポリビニルアルコールが挙げられる。当該置換ビニルアルコール系ポリマーは、例えば、酢酸ビニルを重合して得られるポリ酢酸ビニルを部分ケン化して製造することができる。
上記水酸基を構成する水素原子の一部がアセチル基で置換されたポリビニルアルコール（すなわち、ビニルアルコールユニットと酢酸ビニルユニットとで構成される置換ポリビニルアルコール）は、水酸基（−ＯＨ）のとアセチル基（−ＯＣＯＣＨ3）の合計に対する水酸基の割合が８０モル％以上〜９６モル％未満であることが好ましい。すなわち、当該ポリビニルアルコールは、酢酸ビニルユニットを４モル％超過２０モル％以下の量で含むことが好ましい。
変性ビニルアルコール系ポリマーの例としては、上記水酸基を構成する水素原子の一部がアセチル基で置換されたポリビニルアルコールの構成単位であるビニルアルコールユニット及び／又は酢酸ビニルユニットの一部が、他のユニットに置き換わったポリビニルアルコールが挙げられる。他のユニットとしては、エチレン、アリルアルコール、イタコン酸、アクリル酸、無水マレイン酸とその開環物、アリールスルホン酸、ピバリン酸ビニルの如く炭素数が４以上の脂肪酸のビニルエステル、ビニルピロリドン、および上記イオン性基の一部または全量を中和した化合物などが例示できる。他のユニットは、変性ポリビニルアルコール中に０．５〜２０モル％の割合で含まれることが好ましい。
本発明のポリビニルアルコール系繊維の具体例としては、クラレ（株）製のクラロンＫ−ＩＩ（商品名）や、（株）ニチビ製のソルブロンが挙げられる。
繊維基体の厚さに特に制限はないが、１．５〜５．０ｍｍの範囲とすることが好ましい。繊維基体の厚さが上記範囲内であると、樹脂溶液に含浸後の乾燥時に不織布基材の厚さ方向で樹脂の移動（樹脂マイグレーション）が発生しにくく、樹脂の被覆厚さが偏らない。また、不織布基材の内部まで樹脂溶液を十分に浸透させることができる。また、密度は、０．０５〜０．３ｇ／ｃｍ3の範囲とすることが好ましく、０．１〜０．２ｇ／ｃｍ3の範囲とすることがより好ましい。密度が上記範囲内であると、樹脂溶液を含浸させたときに樹脂溶液が原料繊維間の空隙を通じて流出しにくく、樹脂溶液がより原料繊維に付着しやすくなる。また、繊維間の空隙を必要以上に塞いでしまうこともないため、研磨特性に悪影響を与えることが少ない。
【００１６】
（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。
【００１７】
（樹脂モジュラス）
ポリウレタン樹脂は、２０〜６０ＭＰａの樹脂モジュラスを有することが好ましく、４０〜５０ＭＰａであることがより好ましい。樹脂モジュラスが上記範囲内であると、シリコンカーバイトの保持性に優れ、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。
【００１８】
（シリコンカーバイド（ＳｉＣ））
本発明の研磨パッドは、シリコンカーバイドを含む。
本発明の研磨パッドで使用されるシリコンカーバイドは、粒径が０．１〜３．０μｍの範囲内であることが好ましい。シリコンカーバイドの粒径は、０．１５〜１．５μｍがより好ましく、０．２〜１．０μｍがさらにより好ましい。
シリコンカーバイドの粒径が上記範囲内であると、ウェハのダメージを除去することができる。また、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。
なお、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。
【００１９】
（配合比）
本発明の研磨パッドは、樹脂含有繊維基体中に、シリコンカーバイドが、繊維基体１００質量部に対して、５０〜５００質量部の範囲内で含まれることが好ましい。シリコンカーバイドは、繊維基体１００質量部に対して、８０〜４００質量部の範囲内で含まれることがより好ましく、１００〜３００質量部の範囲内で含まれることがさらにより好ましく、１５０〜２５０質量部の範囲内で含まれることが特により好ましい。
シリコンカーバイドの質量比が上記範囲内であると、ウェハのダメージを除去することができる。また、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、樹脂含有繊維基体中に、ポリウレタン樹脂が、繊維基体１００質量部に対して、１０〜５００質量部の範囲内で含まれることが好ましく、３０〜３００質量部の範囲内で含まれることがより好ましく、５０〜２００質量部の範囲内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質量比が上記範囲内であると、シリコンカーバイドを樹脂が保持しつつ、研磨パッド内部の繊維に由来するランダム構造により繊維間の空隙が形成され、空隙を通じて研磨パッド内部からのポリウレタン樹脂に付着したＳｉＣ砥粒の供給が期待できる上、横方向に対するグリップ力、縦方向に対する低圧縮性・高弾性による高レート、低スクラッチ性能が得られる。
【００２０】
（他の成分）
本発明の研磨パッドにおける樹脂含有繊維基体は、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。他の成分は、繊維基体中に、繊維基体１００質量部に対して、２０質量部以下の割合で含まれることが好ましく、５質量部以下の割合で含まれることがより好ましい。下限値に特に制限はなく、０質量部であってもよく、０．１質量部であってもよく、１質量部であってもよい。
【００２１】
（その他の層）
本発明の研磨パッドは、樹脂含有繊維基体の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。
【００２２】
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。
【００２３】
＜研磨パッドの物性＞
（密度）
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂及びシリコンカーバイドを含浸させてなる樹脂含有繊維の密度が、０．２０〜１．００ｇ／ｃｍ3の範囲とすることが好ましく、０．３０〜０．６５ｇ／ｃｍ3の範囲とすることがより好ましい。樹脂含有繊維の密度が上記範囲内であると、好適な研磨材物性が得られ、研磨加工においてパッドの磨耗が抑えられ、良好な研磨特性が持続する。
【００２４】
（Ａ硬度）
本明細書及び特許請求の範囲において、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、樹脂含有繊維のＡ硬度が、５０〜８５度であることが好ましく、６０〜８０度であることがより好ましい。Ａ硬度が上記の範囲内であると、適度に硬質であるためストレスリリーフ後のゲッタリングサイトを形成させやすく、研磨ムラやチッピングの発生も低減することができる。
【００２５】
（厚み）
本発明の研磨パッドにおける樹脂含有繊維基体の厚みに特に制限はなく、例えば、０．５〜１０．０ｍｍ程度にすることができる。
【００２６】
（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、スラリーや水等を介して対象物（被研磨物）を研磨パッドで研磨加工する研磨方法であり、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、シリコン半導体ウェハや、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、サファイヤなどの化合物半導体ウェハの裏面（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特に好適に用いることができる。
【００２７】
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（すなわち、機械研磨性が高く、分散性が悪く、沈降速度が速く、且つ廃液処理が困難といった問題がある）。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、装置摩耗による汚染（コンタミネーション）が生じる。また、シリコンカーバイドの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、研磨パッド中に汚染が発生し、研磨及びゲッタリング形成に悪影響を及ぼす。
【００２８】
一方、本発明の研磨パッドでは、シリコンカーバイドが繊維基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繊維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、装置摩耗による汚染も少ない。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。
さらに、本発明の研磨パッドは、繊維基体を構成する繊維が、当該繊維０．３ｇを４０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間以内に当該繊維の８０質量％以上が水に溶解するため、シリコンウェハ裏面の研磨（薄化加工、ストレスリリーフ）及びゲッタリング層の形成中に繊維が脱落することを抑制し、仮に繊維が脱落した場合でも温水処理により脱落繊維を溶解させることで脱落繊維をデバイス面から容易に排除することができる。
【００２９】
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。
【００３０】
＜＜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繊維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繊維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み、前記繊維基体を構成する繊維が、当該繊維０．３ｇを４０℃の水１００ｍＬに投入した場合に、当該投入から１時間以内に当該繊維の８０質量％以上が水に溶解する温水溶解性繊維であることを特徴とする。以下、各工程について説明する。
【００３１】
＜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）、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することなく樹脂溶液中に均一に分散させることが出来る。
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１０〜１００質量部が好ましく、１０〜４０質量部がより好ましい。
溶媒に添加するシリコンカーバイドの量は、溶媒１００質量部に対して１０〜１００質量部が好ましく、２０〜７０質量部がより好ましい。
【００３２】
＜繊維基体の調製工程＞
本発明における繊維基体としては、「研磨パッド」の項に記載したものを用いることができる。
繊維基体の製造方法は特に限定されず、従来公知の方法が用いられる。具体的にはニードルパンチ法、エンボス法、フォームボンド法、熱融着繊維を混合した加熱法（エンボス、熱風、金型成形）、バインダー接着法、水流絡合法、メルトブローン法やスパンボンド法で製造した不織布との貼り合せやこれらの組合せなどが挙げられる。不織布の目的とする品質に応じて、これらの中から適宜選択すればよい。これらの中でも、本発明は、ニードルパンチ法を用いて繊維基体を製造することが好ましい。ニードルパンチ法を用いて繊維基体を製造すると、不織布がクッション層としても機能するため、厚みのある不織布が得られやすい。不織布の目付けとしては１００〜５０００ｇ／ｍ2、密度としては０．０５〜０．６０ｇ／ｃｍ3が好ましく、０．１０〜０．５０ｇ／ｃｍ3がより好ましい。また、不織布に用いる繊維の繊度としては０．０１〜１０ｄｔｅｘを用いることができる。密度が同じ場合、繊維の繊度を変えることで単位体積当たりの繊維本数が変わることで、空隙単位を調整できる。不織布の空隙は目付、密度および繊維の繊度により調節することができ、空隙率は４５〜９５％程度が好ましい。
本発明で用いる繊維基体としては、ＰＶＡ系繊維から製造された不織布、織物、編み物であることが好ましく、ＰＶＡ系繊維から製造された不織布であることが好ましい。ＰＶＡ系繊維は、例えば、ビニルアルコール系ポリマーを、原液溶媒及び固化溶媒として有機溶媒を用いて湿式紡糸又は乾湿式紡糸し、湿延伸、抽出処理、更に乾燥処理することにより得られる繊維に、さらに多段昇温度条件の乾熱収縮処理を施すことにより得ることができる。
【００３３】
＜含浸工程＞
次に、繊維基体を用意し、該繊維基体をポリウレタン樹脂溶液に浸漬する。繊維基体にポリウレタン樹脂溶液が十分に染み込み、繊維基体を構成する繊維が溶出しない限り、温度や時間に特に制限はなく、例えば、５〜３０℃程度（好ましくは５〜２５℃程度）で１〜３０分程度（好ましくは１〜１５分程度、より好ましくは１〜５分程度）浸漬すればよい。
【００３４】
＜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、不織布等の繊維基体を樹脂溶液に含浸させ、含浸後の繊維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ことにより行う方法である。凝固液中では、不織布の繊維に付着している樹脂溶液の表面で樹脂溶液の溶媒（例えばＤＭＦ）と凝固液との置換の進行により樹脂が繊維の表面に凝固再生される。
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（イソプロピルアルコール）、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０．５〜６０質量％が好ましい。
繊維基体を構成する繊維が溶出しない限り、凝固液の温度や浸漬時間に特に制限はなく、例えば１０〜３０℃（好ましくは、１０〜２０℃）で３０〜１４４０分間（好ましくは３０〜９０分間）浸漬すればよい。
【００３５】
本発明の製造方法により得られる研磨パッドは、繊維基体に樹脂を含浸させて、湿式凝固させているため、クッション性を具備しており、研磨時に半導体ウェハの破損を防止することができる。
【００３６】
＜洗浄乾燥工程＞
凝固浴処理により凝固させて得られた繊維基体を、洗浄し、乾燥させる。
洗浄処理により、ポリウレタン樹脂溶液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、ポリウレタン樹脂を乾燥処理する。乾燥処理は従来行われている方法で行えばよく、例えば６０〜１２０℃で１０〜５００分程度乾燥機内で乾燥させればよい。上記の工程を経て、樹脂含有繊維（研磨層）を得ることができる。
また、前記乾燥後、樹脂含有繊維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。
【００３７】
＜＜半導体ウェハの裏面研磨およびゲッタリング層形成＞＞
本発明の研磨パッドによる半導体ウェハの裏面研磨及びゲッタリング層形成は、例えば、研磨装置に本発明の研磨パッドと半導体ウェハを、半導体ウェハのデバイス形成面とは反対の面（裏面）と研磨パッドが相対するようにそれぞれセットし、研磨砥粒を含まないアルカリ性スラリーを研磨パッドに滴下しつつ、半導体ウェハを研磨パッドに押し付けながら半導体ウェハをケミカル研磨加工することにより、ウェハ裏面の加工歪を研磨により鏡面化し、続いて純水を研磨パッドに滴下しメカニカル研磨加工をすることにより、ゲッタリングサイトとなるキズを与えることができる。これにより、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。
【実施例】
【００３８】
＜溶解性試験＞
下記の試験方法により実施例１及び比較例１で用いたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系繊維（クラレ（株）製のクラロンＫ−ＩＩ  ＷＮ４）及びポリエステル繊維の２０℃、４０℃及び８０℃の水に対する溶解性を測定した。その結果を表１に示す。
（試験方法）
実施例１のＰＶＡ系繊維と比較例１のポリエステル繊維の０．３ｇを、下記温度の水１００ｍｌに投入し、当該温度で１時間静置した後、濾紙（アドバンテック株式会社；定性濾紙Ｎｏ．１）を用いて濾過を行った。濾過後の残留物を８０℃の恒温槽で２時間乾燥させ、溶解せずに残った繊維の質量を測定し、溶解した繊維の割合を求めた。
【００３９】
【表１】
2018056496.tif 000002
【００４０】
以下の工程により、実施例１及び比較例１の研磨パッドを製造した。
（実施例１）
（１）  重合度１７００、ケン化度９５モル％の部分ケン化ＰＶＡを有機溶剤系低温ゲル紡糸したポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系繊維（クラレ（株）製のクラロンＫ−ＩＩ  ＷＮ４）からなる不織布（繊度：２ｄ、繊維長：５１ｍｍ）（密度：０．１２５ｇ／ｃｍ3）を準備した。
（２）  ＤＭＦ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粒径０．６μｍのＳｉＣを加えた砥粒含有ポリウレタン樹脂溶液を準備した。
（３）  上記（１）の不織布に（２）の砥粒含有ポリウレタン樹脂溶液を２５℃で３分間含浸した。その後、凝固液として水を用いて、１８℃で６０分間湿式凝固した後、洗浄・乾燥し、研磨層を得た。得られた研磨層の片面に両面テープを貼付し、実施例１の研磨パッドとした。なお、実施例１において使用した樹脂溶液のＤＭＦ、ポリウレタン樹脂、ＳｉＣの質量比は表２の通りである。
【００４１】
（比較例１）
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系繊維の代わりに、不織布としてポリエステル繊維からなる不織布（繊度：３ｄ、繊維長：５１ｍｍ）（密度：０．１２５ｇ／ｃｍ3）を使用した以外は実施例１と同様にして研磨パッドを製造した。なお、比較例１において使用した樹脂溶液のＤＭＦ、ポリウレタン樹脂、ＳｉＣの質量比は表２の通りである。
【００４２】
【表２】
2018056496.tif 000003
【００４３】
＜＜物性＞＞
実施例１及び比較例１の研磨パッドについて、密度、Ａ硬度、厚さを測定した。測定方法は、以下の通りである。
【００４４】
（密度ｇ／ｃｍ3）
所定サイズの大きさに切り出した資料の重量（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。その結果を表３に示す。
【００４５】
（ショアＡ硬度）
ショアＡ硬度は、ＪＩＳ  Ｋ７３１１に準じて測定した。その結果を表３に示す。
【００４６】
（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初加重として４８０ｇ／ｃｍ2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ピースにつ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。その結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】
2018056496.tif 000004
【００４８】
＜＜評価１＞＞
実施例１及び比較例１の研磨パッドを用いて、以下の方法にて摩擦摩耗試験を行い、研磨パッド表面に存在する長繊維の存在の有無を評価した。その結果を表４及び図１〜６に示す。なお、図１〜４中の矢印は、長繊維を示すものである。
摩擦摩耗試験では、回転型摩耗試験機を用いて試料を圧子に固定させて保持し、研磨紙が固定された回転盤の上に乗せ、一定荷重をかけながら温水を流した湿式研磨条件下で回転盤を一定時間回転させた。試験条件を以下に示す。
（摩擦摩耗試験条件）
摩擦摩耗試験機：株式会社井元製作所製、ＩＭＣ−１５４Ｄ型
研磨速度（回転数）：３０ｒｐｍ
荷重：１９１ｇｆ／ｃｍ2
研磨紙；♯１８０サンドペーパ
水量：３０ｍｌ／ｍｉｎ
水温：２０℃、４０℃又は８０℃
試験時間：４分。
【００４９】
【表４】
2018056496.tif 000005
【００５０】
＜＜評価２＞＞
実施例１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、キズ密度、欠陥キズおよび脱落繊維の有無を評価した。
【００５１】
（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、研磨パッドをセットし、研磨剤を研磨パッドに滴下しながらシリコンウェハを研磨した。
研磨剤は砥粒を含まないアルカリ溶液（ｐＨ９）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。
なお、より均一なゲッタリング層を付与するために本実施例では前記の通り純水での研磨を行ったが、要求されるゲッタリング層の程度により前記純水による研磨を省略しても良い。
【００５２】
（キズ密度、欠陥キズ及び脱落繊維の有無）
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）でゲッタリング層に最適なキズ密度の有無と欠陥キズの有無、さらに、脱落繊維の有無を目視確認し、下記表５の基準に従って目視判定した。その結果を表６に示す。
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。
【００５３】
【表５】
2018056496.tif 000006
【００５４】
【表６】
2018056496.tif 000007
【００５５】
表６から明らかなように、比較例１の研磨パッドで研磨されたウェハには、研磨パッド由来の繊維が付着していた。一方、実施例１の研磨パッドで研磨されたウェハは、繊維の付着が確認されなかった。また、ゲッタリング層に適したキズ密度が認められ、欠陥キズも存在しなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明によれば、研磨パッド由来の繊維をシリコンウェハに付着させることなく、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。
【図１】
2018056496.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
2018056496.tif 000011
【図５】
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【図６】
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