(57)【要約】【課題】慣らし研磨時間を可及的に低減して生産性を高める。【解決手段】半導体ウェハなどの仕上げ研磨に用いるスエード調の仕上げ研磨用研磨布において、表面層（ナップ層）に、ポリ塩化ビニルまたは塩化ビニル共重合体を含有させ、ウェハの濡れ性およびヘイズの低減を促進し、慣らし研磨に要する時間を短縮している。【選択図】      図３
2004335713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材部と、この基材部上に形成される表面層（ナップ層）とを備える仕上げ研磨用研磨布において、前記表面層に、ポリハロゲン化ビニルまたはハロゲン化ビニル共重合体を含有させたことを特徴とする仕上げ研磨用研磨布。
【請求項２】
前記ハロゲンが、塩素である請求項１に記載の仕上げ研磨用研磨布。
【請求項３】
前記表面層が、ウレタン樹脂を主成分とするものである請求項１または２に記載の仕上げ研磨用研磨布。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仕上げ研磨用の研磨布に関し、更に詳しくは、シリコンウェハなどの半導体ウェハの仕上げ研磨に好適な仕上げ研磨用研磨布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体ウェハの製造工程は、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウェハを得るスライス工程と、ウエハの外周部を面取りする面取り工程と、ウエハを平面化するラッピング工程と、ウエハに残留する加工歪を除去するエッチング工程と、ウエハ表面を鏡面化する鏡面研磨工程と、研磨されたウエハを洗浄する洗浄工程とを含む。
【０００３】
ウエハの上記鏡面研磨工程は、基本的に、平坦度の調整を主目的とする粗研磨と、表面粗さを改善することを主目的とする仕上げ研磨とからなる。
【０００４】
この仕上げ研磨では、アルカリ溶液中に、コロイダルシリカ等を分散した研磨剤を供給しながらスエード調の研磨布を用いて行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
スエード調の研磨布は、例えば、図１の概略断面図に示されるように、不織布等の基材１に、ウレタン樹脂をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などの水溶性有機溶媒に溶解させたウレタン樹脂溶液を塗布し、これを凝固液で処理し湿式凝固して多孔質銀面層を形成せしめ、水洗乾燥後、該銀面層表面を研削して表面層（ナップ層）２を形成することにより得られるものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２００３−３７０８９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
かかるスエード調の研磨布では、精度の良好な被研磨物、例えば、シリコンウェハを得るために、研磨布を研磨装置に取り付けて装置を立ち上げた使用の初期段階においては、ダミーウェハ等を研磨して研磨布そのもをシリコンウエハになじませる、いわゆる慣らし研磨（ダミー研磨）を行なう必要があり、この慣らし研磨の後に、本来の製品であるシリコンウェハの研磨（本研磨）に移行している。
【０００８】
上述の慣らし研磨は、ウェハの仕上げ研磨において要求される品質の一つであるヘイズが或る値以下になり、かつ、ウェハ表面の全面が「濡れている」状態になったときに、終了することができる。
【０００９】
ここで、ヘイズは、ＰＶ（Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ｖａｌｌｅｙ）値が１０ｎｍ以下、数〜数十ｎｍの周期の極めて微細な凹凸とされている。
【００１０】
また、「濡れている」状態は、ウェハ表面が親水性となっている状態であり、ウェハ表面に研磨液などによる親水性の膜が形成されている状態である。
【００１１】
このようにウェハ表面に親水性の膜が形成された状態でなければ、仕上げ研磨が終了して次の洗浄工程に移るまでの間に、非常に活性の高いシリコンウェハ表面に、残留パーティクルが固着したり、不所望なな反応が生じたりして面荒れが生じ、上述のヘイズやＬＰＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｐｏｉｎｔ  Ｄｅｆｅｃｔ：ウェハ上の０．１μｍ前後の微小な欠陥、パーティクルなど）が悪化することになるからである。
【００１２】
上述のようにヘイズが或る値以下になり、かつ、ウェハ表面の全面が「濡れている」状態になるまで、すなわち、慣らし研磨に要する時間は、従来では、一般に数時間程度必要であり、その分生産性が低下するという課題がある。
【００１３】
本発明は、上述のような課題に鑑みて為されたものであって、慣らし研磨時間を可及的に低減した仕上げ研磨用研磨布を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【００１５】
すなわち、本発明は、基材部と、この基材部上に形成される表面層（ナップ層）とを備える仕上げ研磨用研磨布であって、前記表面層に、ポリハロゲン化ビニルまたはハロゲン化ビニル共重合体を含有させている。前記ハロゲン化ビニルとしては、塩化ビニルが好ましく、また、表面層は、ウレタン樹脂を主成分とするのが好ましい。
【００１６】
本発明によると、表面層を構成する樹脂成分に、ポリハロゲン化ビニルまたはハロゲン化ビニル共重合体を含有させることによって、慣らし研磨に要する時間を従来に比べて短縮することができる。
【００１７】
このように本発明では、慣らし研磨に要する時間を短縮できる理由は、次のように考えることができる。すなわち、ポリハロゲン化ビニルまたはハロゲン化ビニル共重合体を含有させることで、表面層の摩擦係数および吸水性の少なくともいずれか一方を調整することができ、これによって、慣らし研磨における表面層と被研磨物であるウェハとの動的摩擦およびハイドロプレーン現象の少なくともいずれか一方の寄与によって、従来に比べて、ヘイズの低減およびウェハ表面の親水性（濡れ）を促進できるものと考えられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の仕上げ研磨用研磨布は、スエード調の研磨布であるのが好ましく、例えば、上述の図１と同様に、基材１に、ウレタン樹脂をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などの水溶性有機溶媒に溶解させたウレタン樹脂溶液を塗布し、これを凝固液で処理し湿式凝固して多孔質銀面層を形成せしめ、水洗乾燥後、該銀面層表面を研削して表面層（ナップ層）２を形成することにより得られるものである。
【００１９】
本発明の仕上げ研磨用研磨布は、表面層２に特徴を有するものであり、表面層２には、ポリハロゲン化ビニルまたはハロゲン化ビニル共重合体を含有している。
【００２０】
ポリハロゲン化ビニルとしては、ポリ塩化ビニルが好ましいが、ポリフッ化ビニルやポリ臭化ビニルなどであってもよい。
【００２１】
また、ハロゲン化ビニル共重合体としては、塩化ビニル共重合体、例えば、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体が好ましいが、他の共重合体を用いてもよい。
【００２２】
ポリハロゲン化ビニルまたはハロゲン化ビニル共重合体の含有量は、特に規定はないが、上述のジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などの水溶性有機溶媒に溶解させるウレタン樹脂（固形分）に対して、５〜３０重量％、好ましくは、１０〜２５重量％、更に好ましくは、１２〜２２重量％である。
【００２３】
このように本発明は、表面層２に、ポリハロゲン化ビニルまたはハロゲン化ビニル共重合体を含有している以外は、基本的には、従来と同様である。
【００２４】
したがって、上述の基材１としては、例えば、ポリアミド系、ポリエステル系等の不織布などの従来と同様の基材を用いることができる。また、オレフィン系フィルムシート、ポリエステル系フィルムシートも利用できる。
【００２５】
ウレタン樹脂としては、例えば、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系などの従来と同様のウレタン樹脂を用いることができ、異なる種類のウレタン樹脂をブレンドしてもよい。
【００２６】
ウレタン樹脂を溶解させる水溶性有機溶媒としては、上述のジメチルホルムアミドの他、例えば、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド等の従来の同様の溶媒を用いることができる。
【００２７】
また、ウレタン樹脂を溶解した有機溶媒には、従来と同様に、カーボンブラック等の充填剤や界面活性剤等の分散安定剤を添加してもよい。
【００２８】
カーボンブラック等の充填剤は、水溶性有機溶媒に溶解させるウレタン樹脂（固形分）に対して、５〜３０重量％配合するのが好ましい。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明を更に説明する。
【００３０】
実施例１〜３として、水溶性有機溶媒に溶解させたウレタン樹脂（固形分）に対して、塩化ビニル共重合体である塩化ビニル酢酸ビニル共重合体を、８重量％、１６重量％および２０重量％それぞれ配合し、基材に塗布し、水中で凝固させた。その後、温水で洗浄して乾燥させ、表面層（ナップ層）を形成し、この表面層を研削して開口させて実施例１〜３のスエード調の仕上げ研磨用研磨布をそれぞれ得た。
【００３１】
比較例として、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体を全く配合しなかったスエード調の仕上げ研磨用研磨布を実施例と同様にして得た。
【００３２】
これら実施例１〜３および比較例について、仕上げ研磨用研磨布の表面層と被研磨物であるシリコンウェハとのハイドロプレーン現象に寄与すると考えられる表面層の親水性、疎水性の評価を行なった。
【００３３】
この評価は、実施例１〜３および比較例の仕上げ研磨用研磨布の表面層に、ビュレットで０．０３１ｍｌの水滴を滴下し、吸収されるまでの時間および滴下直後の接触角度によって評価を行なった。
【００３４】
ここで、接触角度θとは、図２に示されるように、表面３上に滴下された液滴４の接触部分がつくる角度をいう。
【００３５】
評価結果を、表１に示す
【００３６】
【表１】
2004335713.tif 000003
この表１に示されるように、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体を全く配合しなかった比較例は、実施例１〜３に比べて、吸水時間が短く、また、接触角度も小さい。
【００３７】
すなわち、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体を全く配合しなかった比較例は、実施例１〜３に比べて、親水性（吸水性）が高いことが分かる。
【００３８】
一方、実施例１〜３については、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体の配合量が増えるにつれて、吸水時間が長くなるとともに、接触角度が大きくなっている。
【００３９】
すなわち、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体の配合量が増えるにつれて、親水性（吸水性）が低く、つまり、疎水性が高くなることが分かる。
【００４０】
また、これら実施例１〜３および比較例のそれぞれについて、次のようにして研磨評価を行なった。すなわち、研磨機は、ストラボー（Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ）株式会社製の型式６ＣＡ（１プラテン−２０’’、１ヘッド−８’’）を用い、スラリー（研磨液）は、ＮＰ８０２０（希釈倍率  ＮＰ８０２０：ＤＩ（純水）＝１：２０）を使用し、８インチのシリコンウェハを被研磨物として研磨した。
【００４１】
研磨条件は、プラテンの回転数１１５ｒｐｍ、ヘッドの回転数１００ｒｐｍ、スラリー流量３００ｍｌ／ｍｉｎ、面圧１００ｇ／ｃｍ２、研磨時間５ｍｉｎを１回とした。
【００４２】
ウェハ表面の濡れ状態、すなわち、親水、疎水の評価は、研磨直後のウェハを純水（ＤＩ）にて全面濡らした状態について、目視にて行なった。また、慣らし研磨を終了して本研磨へ移行するための認定品質であるヘイズについても日立電子エンジニアリング株式会社製ＬＳ６６００にて行なった。この装置では、ヘイズは、ウェハ上に照射した入射光に対する散乱光の百万分率（ｐｐｍ）で示される。
【００４３】
その結果を、図３示す。この図３においては、横軸に研磨回数（ｒｕｎ）、縦軸にヘイズ（Ｈａｚｅ：ｐｐｍ）をとっており、ウェハの濡れ状態を併せて示している。
【００４４】
この図３に示されるように、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体が全く添加されていない比較例では、研磨回数１０回までは、全面疎水、すなわち、ウェハ表面が全く濡れていない状態であって、また、ヘイズも測定限界を越えている。研磨回数が、１１回目からヘイズが減少し、１３回目では、ウェハ表面の全面が濡れている状態となり、ヘイズも慣らし研磨を終了できる或る値以下となった。したがって、比較例では、１３回の研磨を終えた時点で本研磨に移行することができる。つまり、比較例では、慣らし研磨に６５分を要することになる。
【００４５】
塩化ビニル酢酸ビニル共重合体を８重量％添加した実施例１では、研磨回数６回までは、全面疎水、すなわち、ウェハ表面が全く濡れていない状態であって、また、ヘイズも測定限界を越えている。研磨回数が、７回目からヘイズが減少し、１０回目では、ウェハ表面の全面が濡れている状態となり、ヘイズも上述の或る値以下となった。したがって、実施例１では、１０回の研磨を終えた時点で本研磨に移行することができ、慣らし研磨は、５０分で済むことになる。
【００４６】
塩化ビニル酢酸ビニル共重合体を１６重量％添加した実施例２では、研磨回数４回までは、全面疎水、すなわち、ウェハ表面が全く濡れていない状態である。研磨回数が、５回目からヘイズが減少し、７回目では、ウェハ表面の全面が濡れている状態となり、ヘイズも上述の或る値以下となった。したがって、実施例２では、７回の研磨を終えた時点で本研磨に移行することができ、慣らし研磨は３５分で済むことになる。
【００４７】
塩化ビニル酢酸ビニル共重合体を２０重量％添加した実施例３では、研磨回数１回の時点で、ウェハ表面の７０％が濡れている状態であって、ヘイズも低い値となっている。研磨回数が、２回目でヘイズがウェハ表面の全面が濡れている状態となり、ヘイズも上述の或る値以下となった。したがって、実施例３では、２回の研磨を終えた時点で本研磨に移行することができ、慣らし研磨は１０分で済むことになる。
【００４８】
以上のように、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体を添加してない比較例では、ウェハの表面全面が濡れるまでに、６５分かかったが、８重量％添加した実施例１では５０分、１６重量％添加した実施例２では３５分、２０重量％添加した実施例３では１０分で済み、ヘイズについても同様の推移を示し、慣らし研磨に要する時間を、大幅に短縮して生産性を高めることができる。
【００４９】
上述の実施の形態では、表面層に、ポリ塩化ビニルや塩化ビニル酢酸ビニル共重合体などを含有させた場合について説明したけれども、ポリ塩化ビニルや塩化ビニル酢酸ビニル共重合体に代えて、表面層に、その主たる樹脂成分よりも疎水性の物質、例えば、フッ素化ウレタン、シリコン系樹脂、シリカ砥粒または炭酸カルシウム砥粒を含有させてもよい。
【００５０】
その含有量は、水溶性有機溶媒に溶解させたウレタン樹脂（固形分）に対して、フッ素化ウレタンの場合は、０．１〜５重量％であるのが好ましく、シリコン系樹脂の場合は、１〜２０重量％であるのが好ましく、シリカ砥粒の場合は、０．５〜１５重量％であるのが好ましく、炭酸カルシウム砥粒の場合は、０．５〜３０重量％であるのが好ましい。
【００５１】
また、ポリ塩化ビニルや塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、フッ素化ウレタン、シリコン系樹脂、シリカ砥粒または炭酸カルシウム砥粒を、適宜組み合わせて含有させてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、表面層を構成する樹脂成分に、ポリ塩化ビニルや塩化ビニル共重合体などのポリハロゲン化ビニルまたはハロゲン化ビニル共重合体を含有させることによって、慣らし研磨に要する時間を従来に比べて短縮することができ、これによって、生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スエード調研磨布の概略断面図
【図２】接触角を示す図
【図３】本発明の実施例および比較例のヘイズの推移を示す図
【符号の説明】
１        基材
２        表面層（ナップ層）
【図１】
2004335713.tif 000004
【図２】
2004335713.tif 000005
【図３】
2004335713.tif 000006