(57)【要約】    【課題】  研磨用パッドの研磨層の検査方法において、非破壊検査で内部および／または表面に内包された異物および／または不均一性の検査方法を提供する。    【解決手段】  保持された研磨層若しくは研磨パッドに対して、放射線を照射し、透過した放射線の状態から研磨層の良否を判定することで、非破壊で内部および／または表面に内包された異物および／または不均一性の検査を行なうことができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨層若しくは研磨層を具備した研磨パッドを保持し、該研磨層若しくは研磨パッドに放射線を照射し、透過した放射線の状態から研磨層の良否を判定する研磨層の検査方法。
【請求項２】
前記研磨層若しくは研磨パッドはＣＭＰ用に用いられ、かつ、研磨パッドは研磨層一層で構成され、または、研磨層と他の層とが積層されて構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の研磨層の検査方法。
【請求項３】
前記研磨層は、ポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体が一体化されたものであることを特徴とする請求項１または２記載の研磨層の検査方法。
【請求項４】
ビニル化合物から重合される重合体の含有比率が５０重量％以上９０重量％以下であることを特徴とする請求項３に記載の研磨層の検査方法。
【請求項５】
ビニル化合物がＣＨ2＝ＣＲ1ＣＯＯＲ2（Ｒ1：メチル基またはエチル基、Ｒ2:メチル基、エチル基、プロピル基またはブチル基）であらわされたものであることを特徴とする請求項３または４に記載の研磨層の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨層の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、研磨パッド、特にその研磨層の検査項目として物性検査以外の項目は外観検査に頼らざるを得なかった。（例えば、特許文献１および２）。しかし、これらの方法は大掛かりな検査装置を必要とするものであった。
【０００３】
さらに、これらの検査は表面を対象としたものであり、通常の研磨パッドの使用環境下では、研磨層表面はドレッサー、研磨砥粒、被研磨物などと激しく摩擦することにより削り取られ、内層部が新たな表面を形成することになる。さらに、従来の研磨パッドは淡黄色、淡青色などの有色であり、十分な透過光量が得られないものであった。このため、内層部の欠陥が被研磨物に影響することがあり、公知の検査方法では不十分であった。
【特許文献１】特開２００２−９２５９３号公報
【特許文献２】特開２００２−２２４９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、研磨用パッドの研磨層の検査方法において、内部または表面に内包された異物の検知、更には研磨層の不均一性を検査する検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための手段として、本発明は以下の構成からなる。すなわち、
（１）研磨層若しくは研磨層を具備した研磨パッドを保持し、該研磨層若しくは研磨パッドに放射線を照射し、透過した放射線の状態から研磨層の良否を判定する研磨層の検査方法、
（２）前記研磨層若しくは研磨パッドはＣＭＰ用に用いられ、かつ、研磨パッドは研磨層一層で構成され、または、研磨層と他の層とが積層されて構成されたものであることを特徴とする前記（１）に記載の研磨層の検査方法、
（３）前記研磨層は、ポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体が一体化されたものであることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の研磨層の検査方法、
（４）ビニル化合物から重合される重合体の含有比率が５０重量％以上９０重量％以下であることを特徴とする前記（３）に記載の研磨層の検査方法、
（５）ビニル化合物がＣＨ2＝ＣＲ1ＣＯＯＲ2（Ｒ1：メチル基またはエチル基、Ｒ2:メチル基、エチル基、プロピル基またはブチル基）であらわされたものであることを特徴とする前記（３）または（４）に記載の研磨層の検査方法、である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、非破壊で研磨層の内部および／または表面に内包された異物および／または不均一性の検査が経済的投資を低くおさえて実施できる検査方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を具体的に説明する。
【０００８】
本発明は、研磨層若しくは研磨層を具備した研磨パッドに放射線を透過せしめ、その透過した放射線の状態から研磨層の良否を判定する検査方法であることを本旨とする。
【０００９】
本発明の検査方法においては、まず、被検体である研磨層若しくは研磨パッドは、放射線の照射を受けるために保持される。保持手段としては、例えば、ガラス板、透明アクリル板、白色アクリル板、吊り下げなどが挙げられる。
【００１０】
本発明においては、研磨パッドの状態での測定が困難であれば、研磨層を剥離して測定することが可能である。
【００１１】
本発明に用いる放射線とは、紫外線、赤外線、可視光、レーザー光、Ｘ線、電子線など特に限定をするものではないが、良好な検査精度、および経済的投資額の抑制から、白色蛍光灯またはハロゲンランプを用いるのが好ましい。また、通常、光源は点または線であるので、照射手段を走査する手段を用いるか、光源と被検査物の間に光源からの光を拡散させる光拡散板を設置する等により面光源とすることが好ましい。
【００１２】
また、自動的な判断を行うために、透過した放射線を検知するための検知手段および検知した結果を演算し、判断する計算手段を具備することが好ましい態様である。この場合において、必要に応じて検知手段が照射手段と連動して走査可能に構成することができる。
【００１３】
本発明においては、研磨層の厚みは２.５ｍｍ以下であることが好ましい。２．５ｍｍよりも厚いと検査精度が低下し易い。さらに好ましくは２ｍｍ以下である。
【００１４】
本発明における異常の有無の検出は目視観察、電子的検出、露光フィルム記録など、透過する放射線の量の変化を検出できる方法であれば、いかなる方法も使用可能である。経済的投資を押えるためには目視観察が好ましく、検出漏れを低減し、迅速で正確な検出のためには電子的検出が好ましい。電子的検出の場合、好ましい光源はレーザー光である。
【００１５】
本発明における研磨層内および／または表面の異物の検出は透過する放射線量の局所的低下によって判別することができる。また、不均一性は透過光量の変化によって判別することができる。
【００１６】
本発明の検査方法によって検査される研磨層は、非常に高い精度を求められるＣＭＰ（化学的機械的研磨法）用研磨パッドに好適に用いることができ、また、研磨層一層でも研磨パッドとして構成できるが、他の層、例えば弾性率の低い層（クッション作用を有する層）等、と積層して用いても構わない。
【００１７】
本発明で検査する研磨層は、密度が０．４〜１．１(g/cm3)の範囲にあることが好ましい。密度が０．４(g/cm3)に満たない場合、局所的な凹凸の平坦性が不良となり、グローバル段差が大きくなるので好ましくない。密度が１．１(g/cm3)を越える場合は、研磨層の検査における透過光量が不足するので好ましくない。さらに好ましい密度は、０．６〜０．９(g/cm3)の範囲である。また、さらに好ましい密度は０．６５〜０．８５(g/cm3)の範囲である。
【００１８】
本発明においてポリウレタンとは、ポリイソシアネートの重付加反応または重合反応に基づき合成される高分子である。ポリイソシアネートの対称として用いられる化合物は、含活性水素化合物、すなわち、二つ以上のポリヒドロキシ、あるいはアミノ基含有化合物である。ポリイソシアネートとして、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなど挙げることができるがこれに限定されるわけではない。ポリヒドロキシとしてポリオールが代表的であるが、ポリオールとしてポリエーテルポリオール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、エポキシ樹脂変性ポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、シリコーンポリオール等が挙げられる。この中で、ポリイソシアネートとしてトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリオールとして、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールとの組み合わせで得られるポリウレタンが成形性に優れ、汎用的に使用されているので好ましい。
【００１９】
本発明においてビニル化合物とは、炭素炭素二重結合のビニル基を有する化合物である。具体的にはメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、メチル（α−エチル）アクリレート、エチル（α−エチル）アクリレート、プロピル（α−エチル）アクリレート、ブチル（α−エチル）アクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ｎ−ラウリルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシブチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、メタクリル酸、グリシジルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、フマル酸、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジプロピル、マレイン酸、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジプロピル、アクリロニトリル、アクリルアミド、塩化ビニル、スチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。その中で好ましいビニル化合物は、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、メチル（α−エチル）アクリレート、エチル（α−エチル）アクリレート、プロピル（α−エチル）アクリレート、ブチル（α−エチル）アクリレートである。本発明でのビニル化合物から重合される重合体とは、上記ビニル化合物を重合して得られる重合体であり、具体的にはポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリ（ｎ−ブチルメタクリレート）、ポリイソブチルメタクリレート、ポリメチル（α−エチル）アクリレート、ポリエチル（α−エチル）アクリレート、ポリプロピル（α−エチル）アクリレート、ポリブチル（α−エチル）アクリレート、ポリ（２−エチルヘキシルメタクリレート）、ポリイソデシルメタクリレート、ポリ（ｎ−ラウリルメタクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシプロピルメタクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシエチルアクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシプロピルアクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシブチルメタクリレート）、ポリジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリジエチルアミノエチルメタクリレート、ポリメタクリル酸、ポリグリシジルメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリフマル酸、ポリフマル酸ジメチル、ポリフマル酸ジエチル、ポリフマル酸ジプロピル、ポリマレイン酸、ポリマレイン酸ジメチル、ポリマレイン酸ジエチル、ポリマレイン酸ジプロピル、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ（α−メチルスチレン）等が挙げられる。この中で、好ましい重合体としてポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリ（ｎ−ブチルメタクリレート）、ポリイソブチルメタクリレート、ポリメチル（α−エチル）アクリレート、ポリエチル（α−エチル）アクリレート、ポリプロピル（��−エチル）アクリレート、ポリブチル（α−エチル）アクリレートが研磨パッドの硬度を高くでき、平坦化特性を良好にできる。本発明でのビニル化合物から重合される重合体の含有率が５０重量％以上９０重量％以下であることが好ましい。含有率が５０重量％を満たない場合は、研磨パッドの硬度が低くなるので好ましくない。含有率が９０重量％を越える場合は、パッドの有している弾力性が損なわれるので好ましくない。
【００２０】
本発明においてポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体が一体化して含有されるとは、ポリウレタンの相とビニル化合物から重合される重合体の相とが分離された状態で含有されていないという意味であるが、定量的に表現すると、パッドの中で研磨機能を本質的に有する層の色々な箇所をスポットの大きさが５０μｍの顕微赤外分光装置で観察した赤外スペクトルがポリウレタンの赤外吸収ピークとビニル化合物から重合される重合体の赤外吸収ピークを有しており、色々な箇所の赤外スペクトルがほぼ同一であることである。ここで使用される顕微赤外分光装置として、ＳＰＥＣＴＲＡ−ＴＥＣＨ社製の“ＩＲμｓ”を挙げることができる。
【００２１】
研磨パッドの作製方法として、好ましい方法は、あらかじめ平均気泡径が１０００μｍ以下の独立気泡を有し、かつ密度が０．１〜１．０(g/cm3)の範囲にある発泡ポリウレタンシートにビニル化合物を膨潤させた後、発泡ポリウレタンシート内でビニル化合物を重合させる方法は、独立気泡を有した構造でポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体が一体化して含有される研磨パッドを作成でき、得られた研磨パッドで局所的な凹凸の平坦性やグローバル段差を小さくできるので好ましい。さらに好ましい方法は、あらかじめ平均気泡径が５００μｍ以下の独立気泡を有し、かつ密度が０．４〜０．９(g/cm3)の範囲にある発泡ポリウレタンシートにビニル化合物を膨潤させた後、発泡ポリウレタンシート内でビニル化合物を重合させる方法は、独立気泡を有した構造でポリウレタンとビニル化合物から重合される重合体が一体化して含有される研磨パッドを作成でき、得られた研磨パッドで局所的な凹凸の平坦性やグローバル段差を小さくできるので好ましい。本発明での発泡ポリウレタンシートは硬度と気泡径と発泡倍率によって、ポリイソシアネートとポリオールおよび触媒、整泡剤、発泡剤の組み合わせや最適量を決める必要がある。発泡ポリウレタンシートとしては、前述のポリウレタンを発泡させたものが好ましく使用される。
【００２２】
ビニル化合物を発泡ポリウレタンシートに膨潤させた後、発泡ポリウレタンシート内でビニル化合物を重合させる方法として、光分解性ラジカル開始剤と共にビニル化合物を膨潤させた後、光を露光して重合させる方法や、熱分解性ラジカル開始剤と共にビニル化合物を膨潤させた後、熱を加えて重合させる方法や、ビニル化合物を膨潤させた後、電子線や放射線を放射して重合させる方法が挙げられる。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。なお、実施にあたり、研磨層内の任意の場所に異物を混入させることは不可能であったので、研磨層の観察面と反対の面に直径１ｍｍ、０．５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．１ｍｍの黒色シール（以下、標準シール）を貼り付けて異物に代えた。
【００２４】
実施例１
ポリプロピレングリコール３０重量部とジフェニルメタンジイソシアネート４０重量部と水０．５重量部とトリエチルアミン０．３重量部とシリコン整泡剤１．７重量部とオクチル酸スズ０．０９重量部をＲＩＭ成形機で混合して、金型に吐出して加圧成型をおこない厚み２．７ｍｍの発泡ポリウレタンシート（マイクロゴムＡ硬度＝３７度、密度：０．７４(g/cm3)、独立気泡平均径：４０μｍ）を得た。該発泡ポリウレタンシートをアゾビスイソブチルニトリル０．１重量部を添加したメチルメタアクリレートに１５分間浸漬する。メチルメタアクリレートを吸蔵した発泡ポリウレタンシートをガラス板に挟み込んで６５℃で６時間加熱後、１００℃で３時間加熱した。加熱後ガラス板から取り外して、５０℃で真空乾燥をおこない、次いで、得られた硬質発泡シートの両面を研削して厚みが１．２ｍｍの研磨層を作製した。これに標準シールを貼り付け、富士カラー販売製ライトボックス“ＮＥＷ５０００インバーター”に研磨層を載せて観察した。
【００２５】
標準シールの全ての位置を確認することができた。
【００２６】
実施例２
実施例１において、研磨層を２ｍｍにして同様に観察した。標準シール０．１ｍｍの位置を確認できなかったが、他の標準シールは全て観察できた。
【００２７】
実施例３
実施例１において、研磨層を２．５ｍｍにして同様に観察した。標準シール０．２ｍｍの位置を確認できなかったが、他の標準シールは全て観察できた。また、ＯＨＰプロジェクター（ハロゲンランプ使用）のガラステーブルに研磨層を載せて観察したところ、標準シールの全ての位置を確認できた。
【００２８】
実施例４
ポリプロピレングリコール３０重量部とジフェニルメタンジイソシアネート４０重量部と水０．５重量部とトリエチルアミン０．３重量部とシリコン整泡剤１．７重量部とオクチル酸スズ０．０９重量部をケミスターラで混合して、金型に注入して加圧成型をおこない厚み２．７ｍｍの発泡ポリウレタンシート（マイクロゴムＡ硬度＝３７度、密度：０．７４(g/cm3)、独立気泡平均径：４０μｍ）を得た。該発泡ポリウレタンシートをアゾビスイソブチルニトリル０．１重量部を添加したメチルメタアクリレートに１５分間浸漬した。メチルメタアクリレートを吸蔵した発泡ポリウレタンシートをガラス板に挟み込んで６５℃で６時間加熱後、１００℃で３時間加熱した。加熱後ガラス板から取り外して、５０℃で真空乾燥をおこない、次いで、得られた硬質発泡シートを両面研削して厚みが１．２ｍｍの研磨層を作製した。これに標準シールを貼り付け、富士カラー販売製ライトボックス“ＮＥＷ５０００インバーター”に研磨層を載せて観察した。標準シールの全ての位置を確認することができた。また、ポリマーの混合不良に基づく同心円状の濃淡を確認できた。
【００２９】
比較例１
実施例１において、研磨層を２．７ｍｍにして同様に観察した。標準シール１ｍｍの位置を確認できなかった。