(57)【要約】【課題】被研磨物に傷を発生させることなく高い研磨効率が得られ、且つスラリーが不要な研磨シート及びその製造方法を提供する。【解決手段】合成樹脂製の繊維（３ａ）を含む不織布（３）と、繊維（３ａ）間にバインダー用樹脂（６）を介して保持された研磨砥粒（４）と、を備えることを特徴とする研磨シートである。この研磨砥粒（４）は該研磨砥粒（４）が分散されたバインダー用樹脂（６）のエマルジョンに不織布（３）を含浸させた後、不織布（３）の温度をバインダー用樹脂（６）のキュア温度に上昇させてバインダー用樹脂（６）を重合させることにより、バインダー用樹脂（６）を介して繊維（３ａ）間に保持されている。当該研磨シートによると、被研磨物に傷を発生させることなく高い研磨効率が得られ、且つスラリーが不要である。【選択図】図１
2008194761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂性の繊維を含む不織布と、
前記繊維間にバインダー用樹脂を介して保持された研磨砥粒と、を備え、
前記研磨砥粒が、該研磨砥粒が分散されたバインダー用樹脂のエマルジョンに前記不織布を含浸させた後、該不織布の温度を前記バインダー用樹脂のキュア温度に上昇させて前記バインダー用樹脂を重合させることにより、該バインダー用樹脂を介して前記繊維間に保持されていることを特徴とする研磨シート。
【請求項２】
請求項１に記載の研磨シートにおいて、
前記繊維の軟化点が前記バインダー用樹脂のキュア温度より高いことを特徴とする研磨シート。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の研磨シートにおいて、
前記研磨砥粒が前記バインダー用樹脂を介して前記繊維間に保持される前における前記不織布の空隙率は、５０〜８０％であることを特徴とする研磨シート。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨シートにおいて、
前記バインダー用樹脂が、アクリルエマルジョン樹脂、又はウレタンエマルジョン樹脂であることを特徴とする研磨シート。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨シートにおいて、
前記バインダー用樹脂に対する研磨砥粒の構成重量比が７０〜９８ｗｔ％であることを特徴とする研磨シート。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨シートにおいて、
前記研磨シートがベースフィルムの片面に粘着層を介して圧着することにより前記ベースフィルムに貼着されていることを特徴とする研磨シート。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の研磨シートにおいて、
前記研磨シートの一面が被研磨物を研磨する研磨面であることを特徴とする研磨シート。
【請求項８】
研磨砥粒が分散されたバインダー用樹脂のエマルジョンに不織布を含浸させた後、該不織布の温度を前記バインダー用樹脂のキュア温度に上昇させて前記バインダー用樹脂を重合させることにより、該バインダー用樹脂を介して不織布の繊維間に研磨砥粒を保持させることを特徴とする研磨シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ、光学材料及びＬＥＤ用基板などの研磨に用いられる研磨シート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウエハ、光学材料及びＬＥＤ用基板などを研磨する技術として、固定砥粒研磨法と遊離砥粒研磨法とが存在する。
【０００３】
固定砥粒研磨法は、例えば、石英などの光学材料、及びサファイアなどのＬＥＤ用基板の研磨に利用されている。固定砥粒研磨法では、ベースフィルム上にバインダー用樹脂を介して研磨砥粒が固着されたシートが研磨シートとして用いられる。そして、この研磨シートを被研磨物に押圧すると共に水などの液体を押圧面に供給しつつ、被研磨物と研磨シートとを相対移動させることにより被研磨物を研磨する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、遊離砥粒研磨法は、例えば、半導体ウエハの研磨ＣＭＰ（化学的機械的研磨）として知られている。遊離砥粒研磨法において用いられる研磨シートは、研磨砥粒が固着されていないシートである。そして研磨シートを被研磨物に押圧する際に、研磨砥粒が分散された研磨液（スラリー）などを押圧面に供給しつつ被研磨物と研磨シートとを相対移動させることにより被研磨物を研磨する（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−１２６６４２号公報
【特許文献２】特許２７３８２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
固定砥粒研磨法において所定の研磨効率を確保するためには、研磨砥粒の粒径をある程度大きくすると共に砥粒のバインダー用樹脂に対する混合比率を高くする必要がある。しかし研磨砥粒のバインダー用樹脂に対する混合比率が高いと、研磨砥粒に対するバインダー用樹脂の相対的な量が少ないために、研磨砥粒を保持する力が不十分となり、研磨砥粒の脱落が発生する確率が高くなる。そして、研磨砥粒の粒径が大きいと脱落が生じたときに被研磨物に傷が発生するという問題がある。一方、遊離砥粒研磨方法は、スラリーが必要でありコストがかかるという問題がある。
【０００６】
本発明の課題は、被研磨物に傷を発生させることなく高い研磨効率が得られ、且つスラリーが不要な研磨シート及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、合成樹脂性の繊維（３ａ）を含む不織布（３）と、前記繊維（３ａ）間にバインダー用樹脂（６）を介して保持された研磨砥粒と、を備え、前記研磨砥粒（４）が、該研磨砥粒（４）が分散されたバインダー用樹脂（６）のエマルジョンに前記不織布（３）を含浸させた後、該不織布（３）の温度を前記バインダー用樹脂（６）のキュア温度に上昇させて前記バインダー用樹脂（６）を重合させることにより、該バインダー用樹脂（６）を介して前記繊維（３ａ）間に保持されていることを特徴とする研磨シート（１）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の研磨シート（１）において、前記繊維（３ａ）の軟化点が前記バインダー用樹脂（６）のキュア温度より高いことを特徴とする研磨シート（１）である。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の研磨シート（１）において、前記研磨砥粒（４）が前記バインダー用樹脂（６）を介して前記繊維（３ａ）間に保持される前の前記不織布（３）の空隙率は、５０〜８０％であることを特徴とする研磨シート（１）である。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨シート（１）において、前記バインダー用樹脂が、アクリルエマルジョン樹脂、又はウレタンエマルジョン樹脂であることを特徴とする研磨シート（１）である。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨シート（１）において、前記バインダー用樹脂に対する研磨砥粒（４）の構成重量比が７０〜９８ｗｔ％であることを特徴とする研磨シート（１）である。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨シート（１）において、前記研磨シート（１）がベースフィルム（２）の片面に粘着層を介して圧着することにより前記ベースフィルムに貼着されていることを特徴とする研磨シート（１）である。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の研磨シート（１）において、前記研磨シート（１）の一面が被研磨物を研磨する研磨面であることを特徴とする研磨シート（１）である。
請求項８に記載の発明は、研磨砥粒が分散されたバインダー用樹脂（６）のエマルジョンに不織布（３）を含浸させた後、該不織布（３）の温度を前記バインダー用樹脂（６）のキュア温度に上昇させて前記バインダー用樹脂（６）を重合させることにより、該バインダー用樹脂（６）を介して前記繊維（３ａ）間に研磨砥粒（４）を保持させることを特徴とする研磨シートの製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、バインダー用樹脂のエマルジョン内に研磨砥粒を分散させることにより、研磨砥粒を容易に均一分散させることができる。このエマルジョンに不織布を含浸させ、その後、不織布の温度をバインダー用樹脂のキュア温度以上に上昇させてバインダー用樹脂を溶融させることにより、不織布の繊維間に研磨砥粒を均一に保持させることができる。そして、エマルジョンを用いることにより、少量のバインダー用樹脂で研磨砥粒を不織布の繊維間に固定することができる。このように研磨砥粒は、少量のバインダー用樹脂で不織布の繊維間に固定されているため、バインダー用樹脂と研磨砥粒との間の結合力が小さく、研磨砥粒は、被研磨物と研磨シートとの間の摺動摩擦力によって容易に不織布の繊維から遊離することができる。そして、遊離した研磨砥粒が存在するため、水などの研磨砥粒を含まない液体によって被研磨物を研磨することができる。したがって、スラリーを必要とせず、且つ被研磨物に傷を発生させることなく高い研磨効率が得られる研磨シートを提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、不織布の繊維の軟化点が合成樹脂のエマルジョンのキュア温度より高いため、エマルジョンが含浸された不織布をバインダー用樹脂のキュア温度以上に上昇させてバインダー用樹脂を溶融させても、不織布の繊維が軟化することがない。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、空隙率が５０％未満の場合、十分な研磨効率を確保する研磨砥粒量を保持することができない。一方、８０％より大きい場合、研磨砥粒に比して繊維量が少ないため、不織布が研磨布として機能せず、又は機能してもその寿命が短い。しかし、５０〜８０％であれば、十分な研磨砥粒の保持が可能で、且つ不織布が研磨布として機能すると共に研磨シートとして適度な寿命を有する。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、バインダー用樹脂が適度な接着性を有し、不織布の繊維の軟化点より低いキュア温度を有するため、エマルジョンが含浸された不織布をバインダー用樹脂のキュア温度以上に上昇させてバインダー用樹脂を重合させても、不織布の繊維が収縮、変形、することがない。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、構成重量比が７０ｗｔ％以下の場合、バインダー用樹脂の割合が多いため研磨砥粒が繊維間に強固に固定され、研磨砥粒が十分に放出されず、研磨能力が低下してしまう。しかし７０ｗｔ％以上であれば、適度な研磨能力を確保することができる。また、９８ｗｔ％を超えると、バインダー用樹脂の割合が少なすぎ、砥粒を固定するためのバインター用樹脂の結合力が低下し、研磨シートの取り扱いで砥粒が脱落するなどの問題が生じる。
【００１４】
請求項６に記載の発明によれば、不織布は、ベースフィルムの片面に粘着層を介して圧着することにより、研磨シート全体としての強度を増加することができる。また、ベースフィルムと不織布との間に粘着層を設けて圧着することにより、研磨砥粒の存在により脆く形成される不織布の貼着面をベースフィルムに貼着することができ、また、粘着層により研磨シートがある程度弾性を有するようになるため均一な研磨が可能である。また粘着層による貼着は、容易且つ安価である。
【００１５】
請求項７に記載の発明によれば、研磨シートの一面により被研磨物を研磨することができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明によれば、バインダー用樹脂のエマルジョン内に研磨砥粒を分散させることにより、研磨砥粒を容易に均一分散させることができる。このエマルジョンに不織布を含浸させ、その後、不織布の温度をバインダー用樹脂のキュア温度以上に上昇させてバインダー用樹脂を重合させることにより、不織布の繊維間に研磨砥粒を均一に保持させることができる。そして、エマルジョンを用いることにより、少量のバインダー用樹脂で研磨砥粒を不織布の繊維間に固定することができる。このように研磨砥粒は少量のバインダー用樹脂で不織布の繊維間に固定されているため、バインダー用樹脂と研磨砥粒との間の結合力が小さく、研磨砥粒は、被研磨物と研磨シートとの間の摺動摩擦力によって容易に不織布の繊維から遊離することができる。そして、遊離した研磨砥粒が存在するため、水などの研磨砥粒を含まない液体によって被研磨物を研磨することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書において遊離砥粒研磨とは、研磨砥粒を含む研磨シートを用いて研磨砥粒が含有されない研磨液を流しつつ被研磨物を研磨した場合に生じる研磨廃液中に、研磨シートから遊離した研磨砥粒が０．１ｗｔ％以上含有する研磨をいう。
【００１８】
図１は本実施形態に係る研磨シート１の断面図を模式的に示したものである。図示するように研磨シート１は、ベースフィルム２と、ベースフィルム２に粘着された不織布３とを備え、不織布３は複数の繊維３ａを有する。図２は、図１における繊維３ａ間の拡大図であり、図示するように、繊維３ａ間には、バインダー用樹脂６を介して研磨砥粒４が保持されている。なお、図１においては、説明のために研磨砥粒４を拡大して示すが、実際の縮尺において研磨砥粒４の粒径は繊維３ａの太さに比べると非常に小さいため図１とは異なり、図２に示すような構造となる。
【００１９】
不織布３の繊維３ａは、本実施形態においてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を使用する。その理由は、ＰＥＴの親水性が、例えばテフロン（登録商標）、オレフィル樹
脂系繊維などと比較して高く、また機械的強度、耐摩耗性、及び耐熱性が高いためである。したがって研磨の際に繊維３ａが水となじみ易く、また研磨シート面で研磨布として高い耐久性を有する。また、ＰＥＴの軟化点は２３０〜２４０℃、溶融点は２５９〜２６３℃であり、この温度は、後述するバインダー用樹脂のキュア温度より高いため、キュア温度に加熱してもＰＥＴが軟化、収縮、変形、及び繊維同士の溶着が生じないためである。
【００２０】
ただし、これに限定されるものではなく、例えば、ポリエステルであれば、比較的細い繊維を形成することが可能であって不織布を薄くすることができ、且つ比較的強い機械的強度を有するため、ＰＥＴ以外の繊維であってもよい。更に、ポリエステル繊維に限定されず、後述するバインダー用樹脂のキュア温度において軟化、収縮、変形、及び繊維同士の溶着が生じない繊維であれば、アクリル繊維、アセテート繊維、ノボロイド繊維、アラミド繊維、フッ素繊維などの合成樹脂ポリマーであってもよい。更に、繊維３ａは、天然繊維、合成繊維、又は、天然繊維と合成繊維の混合繊維のいずれでもよく、研磨シート面で研磨布の機能をもたせるため、繊維の強度が高いもの、且つ、耐熱性のよいものであればよい。
【００２１】
また、研磨砥粒４がバインダー用樹脂６を介して繊維３ａ間に保持される前における不織布３の空隙率、すなわち、不織布３が、研磨砥粒４及びバインダー用樹脂６を含まず、繊維３ａのみによって構成されている状態での空隙率を、不織布３の密度と不織布３の材料を構成する樹脂の密度とで表すと下記の式となる。
空隙率＝（１−不織布の密度／不織布の材料を構成する樹脂の密度）×１００％
【００２２】
ここで、不織布３の密度は、一般に不織布３の単位面積当りの重量（坪量とも呼ばれ、ｇ／ｍ2の単位）と不織布３の厚みから求められる。以下に、坪量２０ｇ／ｍ2のＰＥＴ製の不職布において、厚みとの関係から不織布の密度及び空隙率を求めた一例を示す。
【表１】
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【００２３】
この空隙率が大きいと、不織布３内に研磨砥粒４を多く固定（充填）することができる。しかし、空隙率が大きいと不織布３における繊維３ａの量が少なくなり、研磨に支障をきたすと共に研磨シート１の寿命が低下する。一方、空隙率が小さいと、研磨シート１内に固定される研磨砥粒４が少なくなり、研磨効率が低下する。したがって、不織布３を研磨布として機能させつつ、十分な研磨砥粒４を提供するためには、適度な空隙率が必要である。このような観点から、空隙率としての好ましい範囲は５０〜８０％であり、より好ましい範囲は６４〜７６％である。なお、空隙率５０％のＰＥＴ製の不織布３を形成するためには、カレンダー加工で樹脂の軟化点付近まで加熱し、樹脂の繊維３ａを扁平状につぶすことが必要である。
【００２４】
不織布３の厚みについて説明する。不織布３は、薄すぎると引っ張り強度が弱く実用にならず、更に不織布３に充填される研磨砥粒４の量が少なくなり、研磨シート１の寿命が
短くなる。一方、厚すぎると、研磨シート１内の研磨砥粒４が遊離しないまま研磨シート１に残る割合が増え、不経済となると共に、圧縮変形が大きく、研磨布には適さない。極端に高い研磨圧力条件下で使用する場合、不織布３に充填された研磨砥粒４が放出可能な厚みは大きくなるが、通常の使用圧力条件（研磨シート１の引っ張り破断強度を超えない範囲、又は、不織布３の圧縮脆性破壊以下の圧力）で、研磨砥粒４が有効に利用できる不織布３の厚みは、概略２００μｍ以下であり、更に好ましくは、３０〜１００μｍである。
【００２５】
研磨砥粒４としては、酸化ケイ素、酸化セリウム、酸化アルミニウム、二酸化マンガン、酸化鉄、酸化亜鉛、炭化ケイ素、炭化ホウ素、合成ダイヤモンド及びトルマリン粉体などの単独若しくは二種以上が挙げられ、研磨砥粒４自体は、この種の目的に使用する従来公知のものを使用すればよく、特に限定されない。研磨砥粒４の粒子径は、０．０１〜１０μｍであるのが好ましい。この範囲内であれば、高密度且つ均一に分散させることができるからである。
【００２６】
研磨砥粒４は、その研磨砥粒４が分散されたバインダー用樹脂６のエマルジョンに不織布３を含浸させた後、不織布３の温度をバインダー用樹脂６のキュア温度以上に上昇させてバインダー用樹脂６を溶融させることにより、バインダー用樹脂６を介して繊維３ａ間に保持されている。
【００２７】
バインダー用樹脂６としては、アクリル共重合体、アクリル酸エステル共重合体、アクリルスチレン共重合体などのアクリルエマルジョン樹脂、又は、ポリエーテル系ウレタン、ポリエステル系ウレタンなどのウレタンエマルジョン樹脂が好適であるが、本実施形態ではアクリル酸エステル共重合体のエマルジョン樹脂をバインダー用樹脂６として使用する。なお、これらのバインダー用樹脂６における、モノマーからポリマーになるために必要な温度であるキュア温度は、樹脂の種類によって若干異なるが、一般にエマルジョンのキュア温度は、１００〜１２０℃の範囲である。しかし、これらの温度でキュアさせた樹脂には、水酸基（ＯＨ基）が結合し、水分を吸着して、樹脂が膨潤する傾向があるため、キュア温度以上の１５０〜１７０℃程度に加熱して、水酸基を分解除去することが望ましい。
【００２８】
ここで、エマルジョンを用いるのは以下の理由による。研磨中に研磨砥粒４が放出されるようにするためには、不織布３と研磨砥粒４との結合が弱いこと、すなわち低い摩擦力で研磨砥粒４が不織布３から遊離することが必要がある。また、研磨砥粒４は後述するように繊維３ａから遊離して研磨に作用するが、この際、バインダー用樹脂６と研磨砥粒４とが一体となった混合物の粒塊の形で破壊されると、研磨砥粒４が遊離砥粒として研磨に作用できないばかりか、被研磨物表面に傷を発生させるなどの悪影響を生じる。したがってバインダー用樹脂６と研磨砥粒４との結合も弱い必要がある。
【００２９】
このため、研磨砥粒４とバインダー用樹脂６との混合物においてバインダー用樹脂６の含有率を少なくすることが望ましい。しかし、エマルジョンでなく、液状のバインダー用樹脂６を使用する場合、液状のバインダー用樹脂６は粘性が高い。したがって、バインダー用樹脂６の研磨砥粒４に対する割合を少なくすると、バインダー用樹脂６内において研磨砥粒４を均一に混合することが困難となる。ゆえに、少量のバインダー用樹脂６で研磨砥粒４を均一に混ぜるためにエマルジョンを使用する。
【００３０】
また、エマルジョンに研磨砥粒４を分散させて混合物を作成して乾燥工程を経て加熱すると、モノマーがポリマーとして重合され、混合物の減容率の大きな変化がない状態で固形化できる。これは、分散している研磨砥粒４の影響で、混合物内での水分の占有する領域が乾燥によって、図２に示す微小な空洞５として残るからと考えられる。このような構
造によりバインダー用樹脂６と研磨砥粒４との結合が弱くなり、研磨時に研磨砥粒４は繊維３ａ及びバインダー用樹脂６から比較的容易に遊離することができる。
【００３１】
バインダー用樹脂６に対する研磨砥粒４の構成重量については、７０ｗｔ％以上が好ましい。構成重量比が７０ｗｔ％以下の場合、バインダー用樹脂６の割合が多いため研磨砥粒４が繊維３ａ間に強固に固定され、研磨砥粒４が十分に放出されなくなり、研磨能力が低下してしまうからである。
【００３２】
ベースフィルム２の材質は、これに限定されるものではないが、本実施形態においてＰＥＴである。ＰＥＴをベースフィルム２用いることにより、薄いベースフィルムであっても研磨シート全体としての機械的強度を向上することができる。また、ベースフィルム２と不織布３との、貼着手段としては、接着又は粘着が考えられ、研磨シート１としてはいずれの方法により貼着しても機能は変化しない。しかし、不織布３の貼着面が脆く形成されているために、弾性を有し、且つ貼着面のとの密着面積を多くすることの出来る粘着によりベースフィルム２と不織布３とを貼着することが好ましい。
【００３３】
次に、本実施形態による研磨シート１の製造方法について説明する。図３は本実施形態の研磨シート１の製造方法を示した図である。まず、ＰＥＴを短繊維やフィラメントに形成し、湿式抄紙、ニードルパンチ、スパンレース、スパンボンド、メルトブローなどの方法で形成され、空隙率を６４〜７６％、厚みを３０〜１００μｍに調整された不織布３を供給ロール１０に巻回する。
【００３４】
次に、アクリル酸エステル共重合体の水溶性バインダー用樹脂６のエマルジョンを準備する。この際、バインダー用樹脂６の含有率は、水分に対して１５〜４０ｗｔ％程度とする。
【００３５】
このエマルジョンに研磨砥粒４を７０ｗｔ％で分散させて混合物を作成し、含浸槽１１に注入する。エマルジョンと研磨砥粒４との混合において、研磨砥粒４の粉体をバインダー用樹脂６のエマルジョンに分散させてもよく、又は、あらかじめ砥粒が分散されスラリー液をバインダー用樹脂６のエマルジョンと混合させてもよい。
【００３６】
このエマルジョンに、供給ロール１０から引き出された不織布３を含浸させる。その後、厚み調整ロール１２を通過させることにより、使用する不織布の厚みと概略同じ厚みに調整する。乾燥・加熱炉１３にて不織布を乾燥すると共にバインダー用樹脂６のキュア温度以上である１５０〜１７０℃程度にまで加熱する。この際、ＰＥＴの軟化点は２３０〜２４０℃、溶融点は２５９〜２６３℃であり、加熱炉１３における加熱温度である１５０〜１７０℃以上であるため、ＰＥＴ製の繊維３ａは軟化、収縮、変形、及び繊維３ａ同士で溶着することがない。その後、図示しない粘着装置によりベースフィルム２と不織布３とを粘着させて研磨シート１を完成させ、巻き取りロール１４に研磨シート１を巻きつける。
【００３７】
次に、本実施形態の研磨シート１を半導体ウエハの研磨装置に用いた場合について説明する。図４は、半導体ウエハの研磨などに使用される、プラテンロータリー型の研磨装置２０の概略図である。研磨装置２０は、軸線を中心として回転するプラテン２１を備え、そのプラテン２１の上面に設けられたパッド２２に研磨シート１が貼着されている。そして被研磨物であるウエハ２３をパッド２２に載置し、その上から研磨ヘッド２４によりウエハ２３をパッド２２側に押圧し、プラテン２１を回転させつつノズル２５より純水２６などを流し、ウエハ２３を研磨する。
【００３８】
本実施形態の研磨装置２０によると、研磨シート１に含有された研磨砥粒４が、ウエハ
２３と研磨シート１との摺動摩擦力で研磨シート１の表面から遊離し、供給された純水２６に混合され、スラリーとほぼ同様の研磨液となってウエハ２３が研磨される。
【００３９】
図５は研磨砥粒４がウエハ２３との摺動摩擦力で不織布３から放出される様子を示した図である。図中、白い丸は研磨砥粒４、白い四角は遊離したバインダー用樹脂６ａを示す。不織布３の表面の研磨砥粒４及びバインダー用樹脂６は、ウエハ２３と直接接することにより繊維３ａとの結合、及び研磨砥粒４とバインダー用樹脂６との間の結合が壊れて純水２６中に放出される。一方、不織布３内部に充填された研磨砥粒４及びバインダー用樹脂６は、ウエハ２３と直接接していないが、研磨による繊維３ａの振動によって、繊維３ａとの結合、及び研磨砥粒４とバインダー用樹脂６との間の結合が破壊されて純水２６中に放出される。このように、不織布３に充填された研磨砥粒４は内部に存在するものでも有効に利用することができるため、経済的にも優れている。また、研磨砥粒４は特にウエハ２３との接触部に集中して放出されて遊離砥粒となるため、接触部において純水２６中の研磨砥粒４の濃度が高くなり、高い研磨効率が得られる。
【００４０】
図６は、研磨装置の変形例を示したもので、長尺のテープ状の研磨シート１を使用したロール型の研磨装置３０である。研磨シート１は、供給ロール３１と巻き取りロール３２との間の研磨台３３上に配置されている。そして、必要に応じて巻き取りロール３２を回転させて研磨シート１を移動させることができるようになっている。
【００４１】
この研磨装置３０においても、例えば、被研磨物としてのウエハ３４を研磨シート１が配置された研磨台３３に載置し、その上から研磨ヘッド３５によりウエハ３４を研磨シート１側に押圧する。そして研磨ヘッド３５を回転させつつノズル３６より純水３７などを流し、ウエハ３４を研磨する。
【００４２】
この研磨装置３０によると、上述したプラテンロータリー型研磨装置２０の場合と同様に、研磨シート１に含有された研磨砥粒４がウエハ３４と研磨シート１との摺動摩擦力で研磨シート１の表面から遊離し、供給された純水３７に混合され、スラリーとほぼ同様の研磨液となってウエハ３４を研磨する。本変形例の研磨装置３０によると、プラテンロータリー型研磨装置２０の場合と同様の効果を有すると共に、更に、研磨シート１の交換の際には、巻き取りロール３２を巻き取ることで研磨シート１を容易に移動させることができる。
【実施例】
【００４３】
上述したように製造した研磨シート１を使用して、図４に示すプラテンロータリー型の研磨装置２０において、以下に示す試料を研磨した結果を図７に示す。図７は、研磨装置２０におけるプラテン２１のパッド２２に研磨シート１を貼付し、以下の条件で研磨した場合において、研磨砥粒４とバインダー用樹脂６の混合体に対する研磨砥粒４の重量比に対して、廃液中の研磨砥粒４の濃度と試料の研磨速度とを調べた結果を示したグラフである。なお、研磨シート1は研磨の都度、交換した。
【００４４】
実験条件は以下の通りである。
【表２】
2008194761.tif 000004
【００４５】
図７のグラフに示すように、廃液中に研磨砥粒４が検出されることから、本実施形態において研磨砥粒４が遊離し、遊離砥粒による研磨が行われていることがわかった。また、不織布３に含有される研磨砥粒４の重量比が変動すると、廃液の砥粒濃度が変動し、研磨砥粒４の重量比が７０ｗｔ％以下になったときに、廃液の砥粒濃度が約０．５％から約０．１８％に急激に減少すると共に、研磨速度も約２８０ｎｍ／ｍｉｎから約８０ｎｍ／ｍｉｎに急激に減少した。これは、研磨砥粒４の重量比が７０ｗｔ％を下回ると、研磨砥粒４とバインダー用樹脂６の結合強度が増加して、研磨摩擦力による機械的な作用では、研磨砥粒４が放出されなくなることによると思われる。したがって、構成重量比は７０ｗｔ％以上であることが好ましいことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】研磨シートの断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】研磨シートの製造方法を示した図である
【図４】プラテンロータリー型の研磨装置の概略図である。
【図５】研磨砥粒がウエハとの摺動摩擦力で不織布から放出される様子を示した図である。
【図６】ロール状の研磨シートを使用した研磨装置の変形例を示した図である。
【図７】図４に示す研磨装置において本実施形態の研磨シート使用して研磨性能を測定した結果を示したグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
１：研磨シート、２：ベースフィルム、３：不織布、３ａ：繊維、４：研磨砥粒、５：空洞、６：バインダー用樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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