(57)【要約】  【課題】  研磨布における樹脂の分布のばらつきを可及的に低減して均一化を図る。  【解決手段】  基材に、乾式のウレタン樹脂溶液を含浸し、加熱乾燥した後に、一対の熱ロール間を通過させることによって、基材を、ウレタン樹脂の軟化温度よりも高温に加熱加圧する熱処理を行い、基材の表面側に、高い密度で不均一に分布している樹脂を、内部に移行させて研磨面となる表面側の樹脂の分布の均一化を図り、従来例の研磨布に比べて、ダミー研磨に要する時間の短縮を図って半導体ウェハの生産性を向上させる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を、樹脂溶液に含浸した後、加熱乾燥して研磨布を製造する方法であって、
前記加熱乾燥後に、前記基材の少なくとも表面側を熱処理することを特徴とする研磨布の製造方法。
【請求項２】
前記熱処理を、前記樹脂溶液の樹脂の軟化温度よりも高温で行う請求項１記載の研磨布の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理を、前記基材に対して圧力を加えながら行う請求項１または２記載の研磨布の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂溶液が、ウレタン樹脂溶液である請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨布の製造方法。
【請求項５】
不織布を、一次含浸溶液に一次含浸する工程と、
一次含浸した不織布を、凝固液中で湿式凝固する工程と、
湿式凝固した不織布を、洗浄乾燥して前記基材とする工程と、
前記基材を、前記樹脂溶液である二次含浸溶液に二次含浸する工程と、
二次含浸した基材を、前記加熱乾燥する工程と、
加熱乾燥した基材の少なくとも表面側を前記熱処理する工程と、
を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨布の製造方法。
【請求項６】
前記熱処理した基材の前記表面を研削処理する工程を含む請求項５記載の研磨布の製造方法。
【請求項７】
前記熱処理する工程では、加熱乾燥した前記基材を、熱ローラで加熱加圧する請求項５または６記載の研磨布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨布の製造方法に関し、更に詳しくは、シリコンウェハなどの半導体ウェハの研磨に好適な研磨布の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハの研磨に用いられる研磨布として、ウレタン樹脂を不織布等の基材に含浸させたいわゆる、ポリウレタン含浸不織布がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる研磨布は、例えば、次のようにして製造される。すなわち、不織布を、湿式のウレタン樹脂をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などの溶媒に溶解させたウレタン樹脂溶液に一次含浸し、これを凝固液中で湿式凝固させる。その後、洗浄により余分な溶剤等を除去した後、乾燥し、表裏面を平面研削して中間製品である基材を得る。
【０００４】
この基材を、乾式のウレタン樹脂をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）などの溶媒に溶解させて硬化剤を添加したウレタン樹脂溶液に二次含浸し、加熱乾燥した後、表裏面を平面研削して所定の厚みの研磨布を得るものである。
【特許文献１】特開平２００２−７５９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる研磨布では、上述の二次含浸において、基材の湿式凝固による多孔質層に、ウレタン樹脂溶液が浸透し、それに引き続く加熱乾燥において、基材の表裏面から溶剤の揮発が生じるとともに、ウレタン樹脂の硬化反応が起こるのであるが、溶剤が基材の表裏面から蒸発するのに伴って、ウレタン樹脂の表裏面への移行が生じ、その際、表裏面の樹脂の密度が高くなるとともに、分布が不均一となる。
【０００６】
かかる研磨布では、当該研磨布を研磨装置に取り付けて研磨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て安定した所要の平坦度が得られるように、いわゆる慣らし研磨（ダミー研磨）を行なう必要があるが、研磨布の研磨面(表面)は、上述のように樹脂の密度が高く、分布が不均一となっているために、表面に開口している多数の孔(ポア)内の樹脂も不均一となっており、このため、目詰まりが生じ易くなるとともに、ダミー研磨に要する時間が長くなる。
【０００７】
したがって、本来の製品であるシリコンウェハの研磨（本研磨）に移行するまでに長時間を要して生産性が低下するという課題がある。
【０００８】
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、研磨布における樹脂の分布のばらつきを可及的に低減して均一化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【００１０】
すなわち、本発明の研磨布の製造方法は、基材を、樹脂溶液に含浸した後、加熱乾燥して研磨布を製造する方法であって、前記加熱乾燥後に、前記基材の少なくとも表面側を熱処理するものである。
【００１１】
ここで、表面とは、研磨面となる側の面をいう。
【００１２】
前記熱処理は、前記樹脂溶液の樹脂の軟化温度よりも高温で行うのが好ましく、前記基材に対して圧力を加えながら行うのが好ましい。また、樹脂溶液としては、ウレタン樹脂溶液が好ましい。
【００１３】
本発明によると、樹脂溶液に含浸して加熱乾燥した基材は、表裏面の樹脂の密度が高く、分布が不均一となるのであるが、少なくとも研磨面となる表面側は、熱処理によって、樹脂が軟化溶解して内部に移行し、研磨面となる表面側の樹脂の分布の不均一が改善されることになる。
【００１４】
また、樹脂の軟化温度よりも高温で熱処理することにより、樹脂の内部への移行が確実に進んで、樹脂の分布の均一化を図ることができ、さらに、加圧することにより、表面から内部への樹脂の移行を促進できるとともに、厚みの均一化を図ることができる。
【００１５】
また、ウレタン樹脂を用いることによって、半導体ウェハに、研磨傷を発生させない適度な硬度と弾性とを得ることができる。
【００１６】
本発明の一実施態様においては、不織布を、一次含浸溶液に一次含浸する工程と、一次含浸した不織布を、凝固液中で湿式凝固する工程と、湿式凝固した不織布を、洗浄乾燥して前記基材とする工程と、前記基材を、前記樹脂溶液である二次含浸溶液に二次含浸する工程と、二次含浸した基材を、前記加熱乾燥する工程と、加熱乾燥した基材の少なくとも表面側を前記熱処理する工程とを含むものである。
【００１７】
更に、前記熱処理した基材の前記表面を研削処理する工程を含むのが好ましい。
【００１８】
また、前記熱処理する工程では、加熱乾燥した前記基材を、熱ローラで加熱加圧するのが好ましい。
【００１９】
本発明によると、不織布を、一次含浸溶液に含浸した後、湿式凝固させ、洗浄乾燥することにより、研磨布の中間製品である基材を得、この基材を、二次含浸溶液に含浸した後、加熱乾燥し、その後、基材の少なくとも表面側を熱処理するので、研磨面となる表面側の樹脂の分布の不均一が改善された研磨布を得ることができる。
【００２０】
また、表面を研削処理することによって、多孔質の基材の表面に多数の孔(ポア)を開口することができ、研磨の際には、これらの孔によって、研磨スラリー中の研磨剤が、保持されるとともに、流動し、高い研磨レートを維持できることになる。
【００２１】
また、熱ローラで加熱加圧することによって、基材を連続的に熱処理することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明によれば、樹脂溶液に含浸して加熱乾燥した基材の少なくとも表面側を熱処理するので、研磨面となる表面側の樹脂の分布の不均一が改善されることになり、これによって、研磨面の樹脂の分布が不均一であった従来例の研磨布に比べて、ダミー研磨に要する時間を短縮することができ、半導体ウェハの生産性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２４】
図１および図２は、本発明に係る研磨布の製造方法の各工程を示す図であり、図１は、不織布から中間製品である基材を製造するまでの工程を示し、図２は、この基材から最終製品である研磨布を製造するまでの各工程をそれぞれ示している。
【００２５】
図１に示されるように、先ず、湿式のウレタン樹脂を、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などの溶媒に混合溶解させて一次含浸溶液としてのウレタン樹脂溶液を作製し、フェルト等の不織布を、このウレタン樹脂溶液に一次含浸する。
【００２６】
次に、凝固液中でウレタン樹脂を湿式凝固させ、洗浄して溶媒を除去した後、熱風で乾燥し、その後、表裏面を平面研削(バフ)して中間製品である多孔質の基材を得る。
【００２７】
ウレタン樹脂としては、ポリエステル系あるいはポリエーテル系、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。
【００２８】
不織布としては、例えば、ポリアミド系、ポリエステル系等の不織布を用いることができる。
【００２９】
ウレタン樹脂を溶解させる溶媒としては、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。
【００３０】
次に、図２に示されるように、乾式のウレタン樹脂をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）などの溶媒に溶解させて硬化剤を添加した二次含浸溶液としてのウレタン樹脂溶液を作製し、このウレタン樹脂溶液に、上述のようにして得られた中間製品である基材を二次含浸し、加熱乾燥させて溶媒を除去するとともに、ウレタン樹脂を硬化させる。
【００３１】
二次含浸溶液としてのウレタン樹脂溶液としては、例えば、ポリエステルあるいはポリエーテル系のＭＤＩ(メチレンジイソシアネート)あるいはＴＤＩ(トリレンジイソシアネート)末端を持つウレタンプレポリマー単体に、３，３’ジクロロ−４，４’ジアミノフェニルメタン等の有機アミン硬化剤を加えて、メチルエチルケトン等の溶剤に混合溶解させたものが挙げられる。
【００３２】
次に、この実施の形態では、二次含浸して加熱乾燥した基材におけるウレタン樹脂の分布の不均一の改善を図るために、加熱乾燥した基材を、一対の熱ロールの間を通過させることによって、加熱および加圧して熱処理を行い、ウレタン樹脂を軟化溶解させて表裏面の樹脂を内部に移行させて研磨面となる表面側の樹脂の分布の不均一を改善している。
【００３３】
この熱処理の温度は、ウレタン樹脂の軟化温度よりも高温であるのが、好ましい。この実施の形態では、一対の熱ロール間を通過させて加熱および加圧して行う熱処理の条件は、温度を２３０℃、送り速度を１．４ｍ／ｍｉｎとした。
【００３４】
このように熱ロールを用いて加熱および加圧するので、厚みの均一化を併せて図ることができる。
【００３５】
次に、熱処理した基材の表裏面を平面研削(バフ)して所定の厚みの最終製品である研磨布を得るものである。
【００３６】
この平面研削によって、基材の表面には、多数の孔(ポア)が開口することになる。これら多数の孔によって、研磨の際には、研磨スラリー中の研磨剤が、保持されるとともに、流動し、高い研磨レートを維持できることになる。
【００３７】
図３は、上述のように熱処理を行った本発明に係る研磨布と、熱処理を行っていない従来の研磨布の研磨結果を示すものであり、同図において、縦軸は、平坦度であるＳＦＱＲ(Ｓite Ｆront least sＱuares Ｒange：サイト毎のウェハ表面の高低差)を、横軸は、研磨回数(ｒｕｎ)をそれぞれ示しており、１回の研磨時間を１０分としている。また、ラインＡは、熱処理を行った本発明に係る研磨布の結果を近似した曲線を、ラインＢは、従来の研磨布の結果を近似した曲線をそれぞれ示している。
【００３８】
従来の研磨布では、研磨開始直後で平坦度が約０．７μｍであって、０．１μｍの平坦度を得るまでに研磨回数が、約１４０回要したのに対して、この実施の形態の研磨布では、研磨開始直後で平坦度が約０．２〜０．３μｍであって、０．１μｍの平坦度を得るまでに要した研磨回数は、約７０回であり、従来に比べて約半分程度に短縮することができた。
【００３９】
このように、研磨面の樹脂の分布が不均一であった従来例の研磨布に比べて、この実施の形態の研磨布は、所望の平坦度を得るまでのダミー研磨に要する時間を短縮することができ、これによって、半導体ウェハの生産性の向上を図ることができる。
【００４０】
(その他の実施の形態)
上述の実施の形態では、ロールを用いて熱処理を行ったけれども、プレスによって加圧、加熱するようにしてもよい。
【００４１】
上述の実施の形態では、基材の表裏両面を加熱したけれども、本発明の他の実施の形態として、研磨面となる表面側のみを加熱してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、半導体ウェハや光学部品レンズなどの研磨布の製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る研磨布の製造方法の前半の工程を示す図である。
【図２】本発明の一つの実施の形態に係る研磨布の製造方法の後半の工程を示す図である。
【図３】本発明に係る研磨布と従来例の研磨布との研磨結果を比較して示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ａ      本発明の研磨布の研磨特性を示す曲線
Ｂ      従来例の研磨布の研磨特性を示す曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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