(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均繊維径が１０〜２５００ｎｍの極細繊維から構成される繊維束と、平均繊維径が極細繊維よりも大きいバインダー繊維と、高分子弾性体とからなり、極細繊維から構成される繊維束がその繊維束の形状のまま、繊維束の形状としてバインダー繊維に拘束されており、表面が起毛していることを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
極細繊維のゼータ電位が−２０ｍＶ以下である請求項１記載の研磨パッド。
【請求項３】
極細繊維がポリアミド繊維である請求項１または２記載の研磨パッド。
【請求項４】
バインダー繊維が芯鞘型繊維である請求項１〜３のいずれか１項記載の研磨パッド。
【請求項５】
極細繊維がバインダー繊維に拘束されている請求項１〜４のいずれか１項記載の研磨パ
ッド。
【請求項６】
島成分の平均直径が１０〜２５００ｎｍで海成分が可溶性樹脂である海島型複合繊維と、平均繊維径が海島複合繊維の島成分の平均直径よりも大きいバインダー繊維とからなる絡合不織布を熱処理して海島型複合繊維がバインダー繊維にて保持されたシートとし、海島型複合繊維の海成分を除去して、ナノファイバー繊維束とその繊維束を固定するバインダー繊維からなる不織布とし、高分子弾性体を付与し、表面を研磨することを特徴とする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、平坦化や鏡面化が行われる各種デバイス、例えば半導体基板、半導体デバイス、化合物半導体基板、化合物半導体デバイス等を研磨するための研磨パッド、及び研磨パッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積回路の高集積化および多層配線化に伴い、集積回路が形成される半導体ウエハ等には、高精度の平坦性が求められている。そしてこのような半導体ウエハを研磨するための研磨法としては、ケミカルメカニカル研磨（ＣＭＰ）が知られている。ＣＭＰは、被研磨基材表面を、砥粒のスラリーを滴下しながら研磨パッドにより研磨する方法である。
【０００３】
しかし、このような各種の基板やデバイスは難加工性の材料であって、研磨時間が長く掛かり加工コストが多くかかるという問題があった。高研磨レートや長寿命を有する研磨パッドが強く求められているのである。一方、研磨パッドには同時に、高平坦性，低表面粗さが求められている。しかし、高研磨レートを満足するためには硬く凹凸の大きい面であることが有利であり、低表面粗さを満足するためには柔らかく平滑な面であることが一般的には有利である。すなわちこの相反する要求項目である、高研磨レートと低表面粗さを両立させることは、極めて困難であった。
【０００４】
例えば、特許文献１には、平均短繊維直径が０．０５〜２．０μｍの極細繊維と高分子弾性体を用いた研磨布が開示されている。しかし高分子弾性体を含浸した後に海島型複合繊維を極細化処理しており、どうしても研磨布内に空隙が多く、柔らかすぎるという問題があった。この技術では、高硬度の研磨パッドにはなりにくいため、加工基板の高平坦性の達成や、高寿命化が困難であった。
【０００５】
一方、特許文献２には、繊度０．５ｄｔｅｘ以下の極細繊維を用いながらも、見掛け密度０．５ｇ／ｃｍ３以上である緻密な不織布と高分子弾性体からなる研磨パッドが開示されている。しかしここでは極細繊維として長繊維の繊維束を用いており、繊維束による補強効果により高い剛性を維持し、高い表面硬度を有し耐摩耗性の向上を実現できるものの、研磨布が緻密化されて空隙率が低いため、十分に研磨砥粒を溜めることが困難で、研磨レートを高めにくいという問題があった。
すなわち相反する要求項目である、高研磨レートと低表面粗さを、高いレベルで実現させることが、強く求められていたのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−０７１４１５号公報
【特許文献２】特開２０１５−０６３７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、研磨レートが高く、長寿命で有りながら、高平坦性と低表面粗さを同時に満足させる研磨パッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の研磨パッドは、平均繊維径が１０〜２５００ｎｍの極細繊維から構成される繊維束と、平均繊維径が極細繊維よりも大きいバインダー繊維と、高分子弾性体とからなり、極細繊維から構成される繊維束がその繊維束の形状のまま、繊維束の形状としてバインダー繊維に拘束されており、表面が起毛していることを特徴とする。
さらには極細繊維のゼータ電位が−２０ｍＶ以下であることや、極細繊維がポリアミド繊維であること、バインダー繊維が芯鞘型繊維であることが好ましい。また極細繊維がバインダー繊維に拘束されていることが好ましい。
【０００９】
もう一つの本発明の研磨パッドの製造方法は、島成分の平均直径が１０〜２５００ｎｍで海成分が可溶性樹脂である海島型複合繊維と、平均繊維径が海島複合繊維の島成分の平均直径よりも大きいバインダー繊維とからなる絡合不織布を熱処理して海島型複合繊維がバインダー繊維にて保持されたシートとし、海島型複合繊維の海成分を除去して、ナノファイバー繊維束とその繊維束を固定するバインダー繊維からなる不織布とし、高分子弾性体を付与し、表面を研磨することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、研磨レートが高く、長寿命で有りながら、高平坦性と低表面粗さを同時に満足させる研磨パッドが提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の研磨パッドは、極細繊維から構成される繊維束と、バインダー繊維と、高分子弾性体からなり、表面が起毛しているものである。そしてこの極細繊維から構成される繊維束は、可溶性樹脂を海成分とした海島型複合繊維から海成分を溶解除去して得られるものであることが好ましい。
【００１２】
本発明に用いられる極細繊維を構成するポリマーとしては、いかなるポリマーであってもよいが、特に繊維形成性に優れた、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンなどが好適な例として挙げられ、特にはポリアミド系の樹脂であることが好ましい。
【００１３】
そのようなポリアミド系樹脂としては、６−アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸などのアミノ酸やε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタムなどのラクタムを主たる原料とするポリアミドのほか、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、オクタデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸、更にはテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸を主たる酸成分とし、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、１，５−ペンタンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン等をジアミン成分とする共重合ポリアミドを対象とする。
【００１４】
またポリエステル樹脂である場合には、製糸性、極細繊維の物性の観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどが好ましい。
【００１５】
該ポリマー中には、本発明の目的を損なわない範囲内で、共重合成分が含まれていても良い。共重合可能な化合物は、酸成分として、例えばイソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、ダイマー酸、セバシン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸などのジカルボン酸類、グリコール成分としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどを挙げることができるが、これらに限られるものではない。
【００１６】
また本発明の繊維束を構成する極細繊維の平均直径としては、１０〜２５００ｎｍであることが必要である。平均直径が１０ｎｍ未満の場合は単糸あたりの強力が小さくなり、摩擦による単糸切れが発生してしまい、使用困難である。一方、２５００ｎｍを超えると極細繊維特有の緻密性に劣り、被研磨物の表面粗さを小さく抑えることが出来ないため、近年要求されているレベルに対して性能は不足する。さらには極細短繊維束を構成する極細繊維の平均直径としては２００〜１０００ｎｍの範囲であることが好ましく、特には４００〜７００ｎｍの範囲であることが好ましい。このような範囲では繊維間の空隙間隔が丁度良く、砥粒を多く保持することが可能となる。直径が大きすぎると繊維空隙間隔が広くなり、作用砥粒数が下がり研磨レートが低くなる。直径が小さすぎると繊維空隙が小さくなり砥粒の保持性が悪くなる傾向にある。
【００１７】
そして本発明ではこのような極細繊維が集合して繊維束の形状を取ることが重要である。一本の繊維束を構成する極細繊維の数としては２００〜２０００本であることが好ましく、さらには４００〜１０００本であることが最適である。適度の柔軟性を確保しやすくなるためである。またこの極細繊維束の長さとしては３０〜１００ｍｍ、さらには４０〜８０ｍｍの範囲であることが好ましい。このような範囲であることにより極細繊維束間やバインダー繊維との間に良好な絡み合いが起きやすくなる。
本発明の研磨パッドはその表面が起毛しているものであるが、起毛は主にこの極細繊維束に由来するものである。
【００１８】
また本発明の主繊維であるこのような極細繊維は、そのゼータ電位が、研磨剤がもつゼータ電位よりも、繊維のゼータ電位がマイナス側であることが好ましい。さらには数値的には−２０ｍＶ以下の極細短繊維束であることが好ましく、特には−４０〜−８０ｍＶのゼータ電位であることが好ましい。研磨剤がもつゼータ電位としては−４０〜−８０ｍＶの範囲であることが好ましい。このような極細繊維を使用することで、研磨砥粒粒子の凝集を防ぎ、加工基板への作用砥粒数を上げ、高研磨レートと低表面粗さ（スクラッチレス）が同時に達成することがより容易になる。ゼータ電位の値が大きくなると、研磨剤と合わせた時に、研磨剤のゼータ電位がプラス側にシフトし、研磨砥粒粒子の凝集が発生し、作用砥粒数が下がり、研磨レートが下がる傾向となる。また表面粗さが悪くなり、スクラッチが発生し易くなる傾向にある。
【００１９】
さらに本発明の研磨パッドは、バインダー繊維を含むことが必要である。バインダー繊維の繊度としては、その平均繊維径が極細繊維よりも大きければ足りるが、さらにはバインダー繊維の単繊維径としては１〜２０μｍの範囲内であることが好ましい。該単繊維径が小さすぎると、引張強度が低く、製造工程においてシワ発生の原因となりやすい傾向にある。逆に単繊維径が大きすぎると、極細繊維束とバインダー繊維とからなる構造体の地合いが悪くなる傾向にある。
【００２０】
なお、極細繊維やバインダー繊維の各単繊維の断面形状が丸断面以外の異型断面である場合には、本発明では外接円の直径を単繊維径とする。また、このような単繊維径は、透過型電子顕微鏡で繊維の横断面を撮影することにより測定した。
またバインダー繊維の長さとしては、極細繊維束の長さと同等であることが好ましく、具体的には３０〜１００ｍｍ、さらには４０〜８０ｍｍの範囲の長さであることが好ましい。このような範囲であることにより極細繊維束間やバインダー繊維との間に良好な絡み合いが起きやすくなるからである。
【００２１】
さらにバインダー繊維としては、芯に高融点の熱可塑性樹脂が存在し、鞘部に低融点の熱可塑性樹脂が存在する芯鞘型の繊維であることが好ましい。そのような樹脂の組み合わせとしては、芯を構成する樹脂としては、ポリエステル樹脂やポリアミド樹脂であることが好ましく、さらにはポリエステル樹脂、特にはポリエチレンテレフタレート樹脂であることが好ましい。また鞘部の低融点の熱可塑性樹脂としては、ポレオレフィン樹脂であることが好ましく、特にはポリエチレン、中でも高密度ポリエチレンであることが好ましい。
【００２２】
そして本発明の研磨パッドでは、極細繊維がバインダー繊維に拘束されていることが好ましい。特には極細繊維からなる繊維束がその形状のまま、バインダー繊維に拘束されていることが好ましい。一般の高分子弾性体を用いた研磨パッドのように高分子弾性体により極細繊維束が面で接着されているのではなく、バインダー繊維によって点で接着することにより、柔軟性に優れながら形態保持性にも優れる研磨パッドとなった。
【００２３】
このような本発明の研磨布に用いられる極細短繊維とバインダー繊維との重量比は、５０／５０〜９７／３であることが好ましい。このように極細繊維の比率を５０％以上にすることによって、極細繊維とバインダー繊維とから構成される構造体の厚みや硬さが保持されやすくなり、工程でのシワ発生を抑制でき、研磨パッド内の繊維の密度分布が安定する効果がある。極細短繊維の重量割合が小さすぎる場合、砥粒を保持性が不十分となる傾向にある。逆に、極細短繊維の重量割合が大きすぎると、繊維構造体が柔らかくなりすぎ、途中工程でのシワの発生の誘因となる傾向にある。また研磨パッド中の繊維のみの密度としては０．０９ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましく、特には０．１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３の範囲であることが好ましい。繊維密度が小さすぎる場合には、研磨パッド表面への極細繊維束の露出が少なくなり、砥粒の保持量が少なくなる傾向にあり、研磨レートが低下しやすい。
【００２４】
さらに本発明の研磨パッドは、上記の極細繊維束やバインダー繊維とともに高分子弾性体を含むことを必須とする。高分子弾性体としては、ポリウレタンエラストマー、アクリロニトリル、ブタジエンラバー、天然ゴム、ポリ塩化ビニルなどを使用することができる。中でも、ポリウレタンエラストマーが加工性の上から好ましい。かかる高分子弾性体の付与方法としては、該高分子弾性体を塗布あるいは含浸後、湿式または乾式で凝固させる方法、あるいはエマルジョン、ラテックス状で塗布あるいは含浸して乾式で乾燥、固着させる方法など種々の方法を採用することができる。
【００２５】
このような本発明の研磨パッドでは、その樹脂比率は４０〜８０ｗｔ％であることが好ましい。樹脂比率が少なすぎると、研磨パッドの硬度が低くなり、加工基板を研磨したときの、平坦性が悪くなる傾向にある。逆に樹脂比率が大きくなりすぎると、研磨パッドの空隙率が小さくなり、加工基板を研磨する際に、砥粒の入れ替わりが悪くなり、研磨レートが低くなる傾向にある。
また高分子弾性体は極細繊維が構成する繊維束の内部にも存在することが好ましい。形状保持性が向上するのである。
【００２６】
さらに研磨パッドの表面粗さ（ＫＥＳ表面粗さＳＭＤ）は１〜１０μｍであることが好ましい。表面粗さが小さすぎると、研磨の際に、研磨パッドと加工基板との間に砥粒が入りづらく、作用砥粒数が下がり、研磨レートが下がり、表面粗さも悪くなるおそれがあり好ましくない。逆に該表面粗さが大きすぎると、研磨後の加工基板の平坦性が悪くなるおそれがあり好ましくない。また前記研磨パッドの硬度が、タイプＡデュロメータで測定した際に７０以上であることが好ましい。さらには８０〜９５の範囲であることが好ましい。該硬度が小さすぎると、加工基板を研磨したときの、平坦性が悪くなるおそれがあり好ましくない。
【００２７】
このような、極細繊維束とバインダー繊維と高分子弾性体を含み、表面が起毛している本発明の研磨パッドは、例えばもう一つの本発明である研磨パッドの製造方法により得ることができる。
すなわち島成分の平均直径が１０〜２５００ｎｍで可溶性樹脂を海成分とした海島型複合繊維と、平均繊維径が海島複合繊維の島成分の平均直径よりも大きいバインダー繊維とからなる絡合不織布から、海島型複合繊維の海成分を除去し、次いで高分子弾性体を付与し、表面を研磨する、研磨パッドの製造方法である。
【００２８】
海島型複合繊維を構成する島成分の樹脂は、先の極細繊維を構成する樹脂と同一であり、いかなるポリマーであってもよいが、特に繊維形成性に優れた、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンなどが好適な例として挙げられ、特にはポリアミド系の樹脂であることが好ましい。
【００２９】
一方、海成分を構成する可溶性樹脂としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムのようなアルカリ金属化合物水溶液や、トルエンやトリクロロエチレンなどの有機溶剤で溶出可能なポリマーを用いることができる。但し本発明の製造方法ではこのような海島型複合繊維を一旦バインダー繊維と絡合不織布にした後、高分子弾性体を付与する前に、海成分を除去する。高分子弾性体を付与する前の絡合不織布は単に絡合とバインダー繊維との結合のみでその形態を保っているために、緩やかな条件の抽出処理であることが好ましく、アルカリ減量法や熱水抽出法で海成分を溶解除去する方法が好ましい。
【００３０】
そのため海成分としては、５−ナトリウムスルホイソフタル酸およびイソフタル酸を特定量共重合した共重合ポリエステル、５−ナトリウムイソフタル酸、イソフタル酸およびポリアルキレングリコールもしくはその誘導体を特定量共重合した共重合ポリエステル、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、イソフタル酸および脂肪族ジカルボン酸を特定量共重合した共重合ポリエステルなどが好ましい。さらに海成分にはポリエチレングリコールを共重合することも好ましい。
【００３１】
平均繊維径が海島複合繊維の島成分の平均直径よりも大きいバインダー繊維としては、先に述べたような芯に高融点の熱可塑性樹脂が存在し、鞘部に低融点の熱可塑性樹脂が存在する芯鞘型の繊維であることが好ましい。そのような樹脂の組み合わせとしては、芯を構成する樹脂としては、ポリエステル樹脂やポリアミド樹脂であることが好ましく、さらにはポリエステル樹脂、特にはポリエチレンテレフタレート樹脂であることが好ましい。また鞘部の低融点の熱可塑性樹脂としては、ポレオレフィン樹脂であることが好ましく、特にはポリエチレン、中でも高密度ポリエチレンであることが好ましい。
【００３２】
そしてバインダー繊維の繊度としては、その平均繊維径が極細繊維よりも大きければ足りるが、さらにはバインダー繊維の単繊維径としては１〜２０μｍの範囲内であることが好ましい。
先にも述べたように極細短繊維の繊維径としては、１０〜２５００ｎｍであることが必須であるが、さらには２００〜１０００ｎｍの範囲が好ましい。繊維間の空隙間隔が丁度良く砥粒を多く保持するからである。
【００３３】
またバインダー繊維の単繊維径は１〜２０μｍの範囲内であることが好ましい。この単繊維径が小さすぎると、不織布を熱処理した際の引張強度が低く、海島型複合繊維の海成分を抽出する減量工程において、シワ発生の原因となる傾向にある。逆にバインダー繊維の単繊維径が大きすぎると、不織布の地合いが悪くなるおそれがある。極細短繊維束とバインダー繊維との重量比は、５０／５０〜９７／３であることが好ましい。このような比率にすることで不織布の厚みと硬さが保たれ、不織布の減量加工においてのシワ発生を抑制でき、繊維密度が安定する。
【００３４】
またこのような極細繊維とバインダー繊維とからなり、絡合して出来た不織布は、熱処理を行って繊維密度を０．０９ｇ／ｃｍ３以上とすることが好ましい。さらには０．１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３の繊維密度で有ることが好ましい。この含浸処理前の繊維密度が低すぎた場合には、樹脂含浸した際に研磨パッド表面の極細繊維束の露出が少なくなる傾向にあり、砥粒の保持量が少なくなり、研磨レートが低くなる傾向にある。また含浸処理前の絡合不織布のタテ・ヨコ引張強度は１００Ｎ／ｃｍ以上であることが好ましく、さらには１３０〜２００Ｎ／ｃｍの範囲であることが好ましい。この引張強度が低い場合には、減量工程等でシワ発生の原因となりやすい。また研磨時に極細繊維が脱離し易く、研磨パッドの寿命が短くなる傾向にある。
【００３５】
本発明の研磨パッドの製造方法では、このようにして得た海島型複合繊維とバインダー繊維とからなる絡合不織布から、海島型複合繊維の海成分を抽出し、極細繊維束とバインダー繊維からなる絡合不織布を得る。絡合方法はニードルパンチや水流等公知の方法を使用することができ、物理的な絡み合いが生じやすいニードルパンチによる機械絡合を行う方法であることが好ましい。海成分を抽出する方法は、特に制限はないが、バインダー繊維を傷つけないマイルドなアルカリ減量処理や熱水抽出処理であることが好ましい。
【００３６】
ついで不織布に高分子弾性体を付与するが、高分子弾性体としては、ポリウレタンエラストマー、アクリロニトリル、ブタジエンラバー、天然ゴム、ポリ塩化ビニルなどを使用することができる。中でも、ポリウレタンエラストマーが加工性の上から好ましい。かかる高分子弾性体の付与方法としては、該高分子弾性体を塗布あるいは含浸後、湿式または乾式で凝固させる方法、あるいはエマルジョン、ラテックス状で塗布あるいは含浸して乾式で乾燥、固着させる方法など種々の方法を採用することができる。
【００３７】
さらには高分子弾性体の付与方法としては、２段階の付与であることが好ましい。特に１段目に柔らかい樹脂を付着させ、２段目に硬い樹脂を付着させて、表面に高いモジュラスを有する高分子弾性体を付与することが好ましい。あるいは１段目に多孔質となる湿式含浸ポリウレタン等を付与し、２段目に充実層となる乾式高分子弾性体処理を行うことが好ましい。
その後本発明の研磨パッドの製造方法では、表面を研磨することにより極細繊維の立毛を形成させる。
【００３８】
このようにして得た本発明の研磨パッドは、研磨レートが高く、長寿命で有りながら、高平坦性と低表面粗さを同時に満足させる研磨パッドとなる。そしてこの研磨パッドは各種デバイス、例えば半導体基板、半導体デバイス、化合物半導体基板、化合物半導体デバイス等を研磨するために最適な研磨パッドとなる。
【実施例】
【００３９】
以下実施例により、本発明を具体的に説明する。しかしながら本発明はこれによって限定されるものではない。なお、以下の実施例における評価および特性値は、以下の測定法により求めた。
【００４０】
（１）不織布の物性
目付（ｇ／ｍ２）及び強伸度（Ｎ／ｃｍ、％）はＪＩＳ  Ｌ１９１３、厚さ（ｍｍ）はＪＩＳ  Ｌ１０８５、に準じて求め、その値から目付／厚さである嵩密度（ｇ／ｃｍ３）を計算した。さらに通気度（ｃｍ３／ｃｍ２・ｓｅｃ）についてはＪＩＳ  Ｌ１０９６−Ａに準じて求めた。
【００４１】
（２）研磨パッドの物性
不織布の物性と同様に目付（ｇ／ｍ２）はＪＩＳ  Ｌ１９１３、厚さ（ｍｍ）はＪＩＳ  Ｌ１０８５、に準じて求め、その値から目付／厚さである嵩密度（ｇ／ｃｍ３）を計算した。また空隙率はこの嵩密度と理論密度（材料の比率と密度から計算した値）から、（理論密度−嵩密度）／理論密度として求めた。
研磨パッドの硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に順じ、高分子計器株式会社製ＤＤ２−Ａ型を用いて測定した。圧縮・弾性率（％）はＪＩＳ  Ｌ１０９６、接触角（°）はＪＩＳ  Ｒ３２５７に準じて求めた。
【００４２】
（３）ＫＥＳ表面粗さＳＭＤ（μｍ）
０．５ｍｍ径５ｍｍ幅のピアノ線を１０ｇｆで試料に圧着し、０．１ｃｍ／ｓｅｃで試料を動かした際の表面粗さの平均偏差として求めた。
【００４３】
（４）研磨性能
（４−１）研磨レート（μｍ／ｈ）
直径５６０ｍｍの研磨パッドを使用し、３ｉｎｃｈサファイアウェハの１時間当たりの研磨量を、片面研磨機を用いて下記条件にて測定した。
スラリー濃度：４０％
スラリー量  ：５０ｃｍ３／ｍｉｎ
圧力        ：３５０ｇ／ｃｍ２
研磨時間    ：６０ｍｉｎ
回転数      ：ヘッド／プラテン（定盤）＝１００ｒｐｍ／９９ｒｐｍ
使用スラリー：シリカ（フジミインコーポレ−テッド社製「コンポール８０」）
（４−２）ウエハの表面粗さＲａ（ｎｍ）
原子間力顕微鏡にて基板中心部の表面粗さを測定した。
【００４４】
（５）ゼータ電位（ｍＶ）
測定対象の繊維を０．２ｍｍ長にカットし、繊維／精製水＝１ｇ／１０００ｇの濃度に調整し、ミキサーで十分に分散するまで撹拌し、繊維用の測定試料（以下、「ナノファイバー分散液」あるいは「ＮＦ分散液」という）とした。
一方、固形分で、研磨剤（原液）／ＮＦ分散液＝２／３になるように測定用サンプルを調整してキャピラリーに封入し、繊維・研磨剤混合物用のゼータ電位の測定試料とした。値はそれぞれ３回測定の平均値とした。
【００４５】
［参考例］
以下の実施例にて用いる材料についてゼータ電位を測定したところ、それぞれのゼータ電位は、ナイロンナノファイバー「−６６．９ｍＶ」、ポリエステルナノファイバー「−２５．１ｍＶ」であった。
さらに上記の研磨レート測定用のシリカスラリー（１）（フジミインコーポレ−テッド社製「コンポール８０」、粒径７２ｎｍ）のゼータ電位は「−５７．７ｍＶ」であり、シリカスラリー（２）（フジミインコーポレ−テッド社製「ＤＳＣ−０９０２」）のゼータ電位は「−５８．４ｍＶ」であった。また試験後のスラリーの粒径を測定したところ、シリカスラリー（１）は「１２２ｎｍ」、シリカスラリー（２）は「１２５ｎｍ」であった。
【００４６】
次いでナノファイバーとシリカスラリーの混合物について、ゼータ電位と試験後の粒径を測定したところ、下記の表１の結果となった。
使用したスラリーよりもゼータ電位の小さい（マイナス側に大きい）ナイロンナノファイバーでは、スラリー（研磨剤）と混合した場合においてもゼータ電位がプラス側に変化することはなく、試験後の砥粒粒子の凝集が抑えられている。それに対して使用したスラリーよりもゼータ電位の大きい（プラス側にある）ポリエステルナノファイバーでは、スラリー（研磨剤）と混合した場合において、研磨剤本来のゼータ電位よりもプラス側に変化し、わずかながら砥粒粒子の凝集が起こっている。
【００４７】
【表１】
0006713805.tif 000002
【００４８】
［実施例１］
島成分としてナイロン６、海成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸を共重合したポリエチレンテレフタレートを用い、紡糸、延伸して、海：島＝３０：７０、島数＝８３６、繊度５．６ｄｔｅｘの海島型複合繊維を得て４４ｍｍの長さに切断した。
この海島型複合繊維７０ｗｔ％と直径１１．１μｍ、長さ４４ｍｍのポリエチレンテレフタレート／高密度ポリエチレン（融点１３０℃）（芯／鞘重量比＝５０／５０）のバインダー短繊維３０ｗｔ％をニードルパンチにて機械的に絡合し、熱処理（１５０℃、１分）を行って海島型複合繊維がバインダー繊維にて保持されたシートを得た。
その後、濃度５ｇ／ｌの水酸化ナトリウム溶液中にて９０℃で６０分間処理（アルカリ減量処理）し、海島型複合繊維の海成分を抽出除去し、ナイロン６ナノファイバー短繊維束（繊維直径０．７μｍ×８３６本）６２ｗｔ％とその繊維束を固定するバインダー短繊維３８ｗｔ％からなる総目付３３０ｇ／ｍ２の不織布を作成した。
【００４９】
次いで得られた不織布にポリウレタン樹脂（１００％モジュラス  ３５ＭＰａ）を乾式工程にて１次含浸を実施し、引き続き両面をスライスして厚みを１．３ｍｍとした。さらにポリウレタン樹脂（１００％モジュラス  １００ＭＰａ）を乾式工程にて２次含浸した。最後に両面をバフ加工して立毛を形成すると同時に、表面を平滑にし、裏面に粘着テープを貼付けて研磨パッドとした。
この研磨パッドの構成及び研磨性能を表２に示した。
【００５０】
［実施例２］
実施例１の島成分をナイロン６からポリエチレンテレフタレートに変更した海島複合繊維を用いた以外は、実施例１と同様にして、研磨パッドを作成した。この研磨パッドの構成及び研磨性能を表２に併せて示した。
【００５１】
［実施例３］
実施例１と同じ、ナイロン６極細繊維束とバインダー繊維からなる総目付３２０ｇ／ｍ２の不織布を作成した。
次いで、乾式工程での１次含浸に代えて、得られた不織布にポリウレタン樹脂（１００％モジュラス  ８０ＭＰａ）を湿式工程にて１次含浸を実施した以外は、実施例１と同様にして、スライス、２次樹脂含浸、バフ加工等を行い研磨パッドとした。この研磨パッドの構成及び研磨性能を表３に示した。
【００５２】
［実施例４］
実施例２と同じ、ポリエチレンテレフタレート極細繊維束とバインダー繊維からなる総目付３２０ｇ／ｍ２の不織布を作成した。
次いで実施例３と同様に、乾式工程での１次含浸に代えて、得られた不織布にポリウレタン樹脂（１００％モジュラス  ８０ＭＰａ）を湿式工程にて１次含浸を実施した以外は、実施例１と同様にして、スライス、２次樹脂含浸、バフ加工等を行い研磨パッドとした。この研磨パッドの構成及び研磨性能を表３に併せて示した。
【００５３】
［比較例１、２］
実施例１の海島複合繊維に代えて、繊維直径１８．５μｍ、長さ５１ｍｍのナイロン−６短繊維を用い、アルカリ減量処理を行わなかった以外は、実施例１と同様にして、総目付３００ｇ／ｍ２の不織布を作成した。
次いで実施例１と同様に乾式１次樹脂含浸、スライス、乾式２次樹脂含浸、バフ加工等を行い研磨パッドとし、比較例１とした。
一方、実施例３と同様に湿式１次樹脂含浸、スライス、乾式２次樹脂含浸、バフ加工等を行い研磨パッドとし、比較例２とした。
これらの研磨パッドの構成及び研磨性能を表２又は表３に併せて示した。
【００５４】
［比較例３，４］
実施例１の海島複合繊維に代えて、繊維直径１８．５μｍ、長さ５１ｍｍのポリエチレンテレフタレート短繊維を用い、アルカリ減量処理を行わなかった以外は、実施例１と同様にして、総目付３００ｇ／ｍ２の不織布を作成した。
次いで実施例１と同様に乾式１次樹脂含浸、スライス、乾式２次樹脂含浸、バフ加工等を行い研磨パッドとし、比較例３とした。
一方、実施例３と同様に湿式１次樹脂含浸、スライス、乾式２次樹脂含浸、バフ加工等を行い研磨パッドとし、比較例４とした。
これらの研磨パッドの構成及び研磨性能を表２又は表３に併せて示した。
【００５５】
【表２】
0006713805.tif 000003
【００５６】
【表３】
0006713805.tif 000004
【００５７】
実施例１、３はスラリーよりも使用繊維が高ゼータ電位（マイナス側）である、ナイロンナノファイバー繊維を使用した不織布に、ポリウレタン樹脂を含浸した研磨パッドである。実施例２、４は、ナイロンナノファイバー繊維に代えてポリエステルナノファイバー繊維を用いた研磨パッドである。比較例１，２はナイロンレギュラー繊維、比較例３，４はポリエステルレギュラー繊維を使用した研磨パッドである。
【００５８】
これらの実施例の研磨パッドでは、ナノファイバー繊維が束で存在することで繊維間空隙に砥粒を多く保持することができ、作用効率が上がり、高研磨レートを実現できるものと考えられる。研磨パッド物性は高硬度で低圧縮率かつ表面バフによるパッド表面の平坦性を上げることで、砥粒を把持し砥粒効率が上がり研磨レート向上と高平坦性を達成できた。
【００５９】
また中でも実施例１，３のナイロンナノファイバー繊維使い品のサファイア研磨性能が特に優れている。これらの研磨パッドは、高ゼータ電位（マイナス側）を有する、ナイロンナノファイバー繊維を使用することで、砥粒粒子の凝集を防ぎ、低表面粗さ（スクラッチレス）を実現したものであると考えられる。