(57)【要約】【課題】  つなぎ目のない長尺の研磨パッドを製造する方法を提供することを目的とする。また、該製造方法によって得られる長尺研磨パッドを提供することを目的とする。【解決手段】  円筒状樹脂発泡体ブロックを作製する工程、該ブロックを円筒軸を中心に回転させながら該ブロックの表面部を所定厚みでスライスして帯状の樹脂発泡体シートを作製する工程を含む長尺研磨パッドの製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状樹脂発泡体ブロックを作製する工程、該ブロックを円筒軸を中心に回転させながら該ブロックの表面部を所定厚みでスライスして帯状の樹脂発泡体シートを作製する工程を含む長尺研磨パッドの製造方法。
【請求項２】
前記円筒状樹脂発泡体ブロックは、機械発泡法により調製した気泡分散組成物を円筒状モールド内に入れ、該モールドを円筒軸を中心に回転させながら硬化させたものである請求項１記載の長尺研磨パッドの製造方法。
【請求項３】
前記円筒状樹脂発泡体ブロックは、ポリウレタン樹脂からなる請求項１又は２記載の長尺研磨パッドの製造方法。
【請求項４】
前記円筒状樹脂発泡体ブロックは、直径が１０ｃｍ以上である請求項１〜３のいずれかに記載の長尺研磨パッドの製造方法。
【請求項５】
前記樹脂発泡体シートは、厚さが０．１〜２ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の長尺研磨パッドの製造方法。
【請求項６】
前記樹脂発泡体シートは、長さが５ｍ以上である請求項１〜５のいずれかに記載の長尺研磨パッドの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の方法によって製造される長尺研磨パッド。
【請求項８】
請求項７記載の長尺研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ、反射ミラー等の光学材料やシリコンウエハ、ハードディスク用のガラス基板、アルミ基板、及び一般的な金属研磨加工等の高度の表面平坦性を要求される材料の平坦化加工を安定、かつ高い研磨効率で行うことが可能な長尺研磨パッドに関するものである。本発明の長尺研磨パッドは、特にシリコンウエハ並びにその上に酸化物層、金属層等が形成されたデバイスを、さらにこれらの酸化物層や金属層を積層・形成する前に平坦化する工程に好適に使用される。
【背景技術】
【０００２】
高度の表面平坦性を要求される材料の代表的なものとしては、半導体集積回路（ＩＣ、ＬＳＩ）を製造するシリコンウエハと呼ばれる単結晶シリコンの円盤があげられる。シリコンウエハは、ＩＣ、ＬＳＩ等の製造工程において、回路形成に使用する各種薄膜の信頼できる半導体接合を形成するために、酸化物層や金属層を積層・形成する各工程において、表面を高精度に平坦に仕上げることが要求される。このような研磨仕上げ工程においては、一般的に研磨パッドはプラテンと呼ばれる回転可能な支持円盤に固着され、半導体ウエハ等の加工物は研磨ヘッドに固着される。そして双方の運動により、プラテンと研磨ヘッドとの間に相対速度を発生させ、さらに砥粒を含む研磨スラリーを研磨パッド上に連続供給することにより、研磨操作が実行される。
【０００３】
このような研磨操作に使用される研磨パッドとしては、例えば以下のものが提案されている。まず、高分子発泡微小エレメントを分散したポリウレタン発泡体、またはイソシアネートプレポリマーを界面活性剤の存在下に撹拌して気泡分散液を調製し、そこに鎖延長剤を添加して得られるポリウレタン発泡体をブロック状に製造する。その後、該ブロック状ポリウレタン発泡体をスライスして研磨シートを得て、それを円形に裁断加工等することにより製造される研磨パッドが提案されている（特許文献１、２）。
【０００４】
また、直線型のベルト状（ウェブ状）の研磨パッドも提案されている（特許文献３、４）。従来、このようなベルト状の研磨パッドは、上記のようにブロック状発泡体をスライスして研磨シートを得て、それをベルト状の他の材料（ステンレス製ベルトなど）上に複数枚貼り合わせることにより製造されていた。しかし、従来のベルト状研磨パッドは、複数枚の研磨シートを貼り合わせたものであるため、シート端部で剥がれが発生したり、シート端部で加工物が引っかかりやすくスムーズな研磨が行えないという問題を有していた。
【０００５】
上記問題を解決する方法として、研磨パッドの上端部にテーパー加工または丸め加工を施す方法、または隣接する研磨パッドの端部にそれぞれ設けた凹凸をかみ合わせる方法が提案されている（特許文献５）。しかしながら、該研磨パッドを用いることにより剥がれ等の問題をある程度改善できるとしても、完全に解決することはできない。
【特許文献１】特許第３４５５５１７号明細書
【特許文献２】特許第３５１６８７４号明細書
【特許文献３】特開２００１−１５６０３１号公報
【特許文献４】特表２００５−５１０３６８号公報
【特許文献５】特開２００５−１９６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、つなぎ目のない長尺の研磨パッドを製造する方法を提供することを目的とする。また、該製造方法によって得られる長尺研磨パッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す製造方法により上記目的を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、円筒状樹脂発泡体ブロックを作製する工程、該ブロックを円筒軸を中心に回転させながら該ブロックの表面部を所定厚みでスライスして帯状の樹脂発泡体シートを作製する工程を含む長尺研磨パッドの製造方法、に関する。
【０００９】
前記円筒状樹脂発泡体ブロックは、機械発泡法により調製した気泡分散組成物を円筒状モールド内に入れ、該モールドを円筒軸を中心に回転させながら硬化させて作製したものであることが好ましい。上記方法を採用することにより、微細気泡が均一に分散した円筒状の樹脂発泡体ブロックを容易に作製することができる。
【００１０】
前記円筒状樹脂発泡体ブロックは、ポリウレタン樹脂からなることが好ましい。
【００１１】
また、前記円筒状樹脂発泡体ブロックは、直径が１０ｃｍ以上であることが好ましい。ブロックの直径が１０ｃｍ未満の場合には、スライスして得られる帯状の樹脂発泡体シートが丸まりやすくなったり、うねりが発生しやすくなる。その結果、ベルト状の他の材料に長尺研磨パッドを貼り合わせる際に浮きが発生したり、研磨特性が悪くなる傾向にある。
【００１２】
また、前記樹脂発泡体シートは、厚さが０．１〜２ｍｍであることが好ましい。厚さが０．１ｍｍ未満の場合には剛性が低下するため平坦化特性が悪くなり、一方、厚さが２ｍｍを超える場合には丸まりやすくなったり、うねりが発生しやすくなる傾向にある。
【００１３】
また、前記樹脂発泡体シートは、加工物の研磨効率の観点から、長さが５ｍ以上であることが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明は、前記方法によって製造される長尺研磨パッド、及び該長尺研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法、に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の長尺研磨パッドの製造方法は、円筒状樹脂発泡体ブロックを作製する工程、該ブロックを円筒軸を中心に回転させながら該ブロックの表面部を所定厚みでスライスして帯状の樹脂発泡体シートを作製する工程を含む。
【００１６】
前記樹脂発泡体ブロックの形成材料は特に制限されず、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ハロゲン系樹脂（ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなど）、ポリスチレン、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、エポキシ樹脂、及び感光性樹脂などの１種または２種以上の混合物が挙げられる。ポリウレタン樹脂は耐摩耗性に優れ、原料組成を種々変えることにより所望の物性を有するポリマーを容易に得ることができるため、研磨パッド（研磨層）の形成材料として特に好ましい材料である。以下、前記樹脂発泡体の形成材料の代表して、ポリウレタン樹脂（熱硬化性ポリウレタン樹脂）を用いた場合について説明する。
【００１７】
前記ポリウレタン樹脂は、イソシアネート成分、ポリオール成分（高分子量ポリオール成分、低分子量ポリオール成分）、及び鎖延長剤からなるものである。
【００１８】
イソシアネート成分としては、ポリウレタンの分野において公知の化合物を特に限定なく使用できる。イソシアネート成分としては、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−キシリレンジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、４，４’−ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートが挙げられる。これらは１種で用いても、２種以上を混合しても差し支えない。
【００１９】
イソシアネート成分としては、上記ジイソシアネート化合物の他に、３官能以上の多官能ポリイソシアネート化合物も使用可能である。多官能のイソシアネート化合物としては、デスモジュール−Ｎ（バイエル社製）や商品名デュラネート（旭化成工業社製）として一連のジイソシアネートアダクト体化合物が市販されている。
【００２０】
上記のイソシアネート成分のうち、芳香族ジイソシアネートと脂環式ジイソシアネートを併用することが好ましく、特にトルエンジイソシアネートとジシクロへキシルメタンジイソシアネートを併用することが好ましい。
【００２１】
高分子量ポリオール成分としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコールに代表されるポリエーテルポリオール、ポリブチレンアジペートに代表されるポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカプロラクトンのようなポリエステルグリコールとアルキレンカーボネートとの反応物などで例示されるポリエステルポリカーボネートポリオール、エチレンカーボネートを多価アルコールと反応させ、次いで得られた反応混合物を有機ジカルボン酸と反応させたポリエステルポリカーボネートポリオール、及びポリヒドキシル化合物とアリールカーボネートとのエステル交換反応により得られるポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２２】
高分子量ポリオール成分の数平均分子量は特に限定されるものではないが、得られるポリウレタン樹脂の弾性特性等の観点から５００〜２０００であることが好ましい。数平均分子量が５００未満であると、これを用いたポリウレタン樹脂は十分な弾性特性を有さず、脆いポリマーとなる。そのためこのポリウレタン樹脂から製造される研磨パッドは硬くなりすぎ、ウエハ表面のスクラッチの原因となる。また、摩耗しやすくなるため、パッド寿命の観点からも好ましくない。一方、数平均分子量が２０００を超えると、これを用いたポリウレタン樹脂は軟らかくなりすぎるため、このポリウレタン樹脂から製造される研磨パッドは平坦化特性に劣る傾向にある。
【００２３】
ポリオール成分として上述した高分子量ポリオール成分の他に、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン等の低分子量ポリオール成分を併用することが好ましい。エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ジエチレントリアミン等の低分子量ポリアミン成分を用いてもよい。低分子量ポリオール成分や低分子量ポリアミン成分の（数平均）分子量は５００未満であり、好ましくは２５０以下である。
【００２４】
ポリオール成分中の高分子量ポリオールと低分子量ポリオールの比は、これらから製造される研磨層に要求される特性により決められる。
【００２５】
ポリウレタン樹脂発泡体をプレポリマー法により製造する場合において、プレポリマーの硬化には鎖延長剤を使用する。鎖延長剤は、少なくとも２個以上の活性水素基を有する有機化合物であり、活性水素基としては、水酸基、第１級もしくは第２級アミノ基、チオール基（ＳＨ）等が例示できる。具体的には、４，４’−メチレンビス（ｏ−クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）、２，６−ジクロロ−ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−メチレンビス（２，３−ジクロロアニリン）、３，５−ビス（メチルチオ）−２，４−トルエンジアミン、３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−トルエンジアミン、３，５−ジエチルトルエン−２，４−ジアミン、３，５−ジエチルトルエン−２，６−ジアミン、トリメチレングリコール−ジ−ｐ−アミノベンゾエート、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチル−５，５’−ジメチルジフェニルメタン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、ｍ−キシリレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、及びｐ−キシリレンジアミン等に例示されるポリアミン類、あるいは、上述した低分子量ポリオール成分や低分子量ポリアミン成分を挙げることができる。これらは１種で用いても、２種以上を混合しても差し支えない。
【００２６】
イソシアネート成分、ポリオール成分、及び鎖延長剤の比は、各々の分子量や研磨パッドの所望物性などにより種々変え得る。所望する研磨特性を有する研磨パッドを得るためには、ポリオール成分と鎖延長剤の合計活性水素基（水酸基＋アミノ基）数に対するイソシアネート成分のイソシアネート基数は、０．８０〜１．２０であることが好ましく、さらに好ましくは０．９９〜１．１５である。イソシアネート基数が前記範囲外の場合には、硬化不良が生じて要求される比重及び硬度が得られず、研磨特性が低下する傾向にある。
【００２７】
ポリウレタン樹脂発泡体の製造は、プレポリマー法、ワンショット法のどちらでも可能であるが、事前にイソシアネート成分とポリオール成分からイソシアネート末端プレポリマーを合成しておき、これに鎖延長剤を反応させるプレポリマー法が、得られるポリウレタン樹脂の物理的特性が優れており好適である。
【００２８】
なお、イソシアネート末端プレポリマーは、分子量が８００〜５０００程度のものが加工性、物理的特性等が優れており好適である。
【００２９】
ポリウレタン樹脂発泡体の製造方法としては、中空ビーズを添加させる方法、機械発泡法、化学的発泡法などが挙げられる。
【００３０】
また、円筒状のポリウレタン樹脂発泡体ブロックの製造方法としては、例えば、（１）円柱状モールドにポリウレタン樹脂組成物を注入して硬化させて円柱状のポリウレタン樹脂発泡体ブロックを作製し、その後、該円柱状ブロックの中心部に貫通孔を設けて円筒状ブロックを作製する方法、（２）円筒状モールドにポリウレタン樹脂組成物を注入してそのまま硬化させる方法、（３）円筒状モールドにポリウレタン樹脂組成物を注入して、該モールドを円筒軸を中心に回転させながら硬化させる方法などが挙げられる。
【００３１】
本発明においては、機械発泡法により調製した気泡分散ポリウレタン樹脂組成物を円筒状モールド内に入れ、該モールドを円筒軸を中心に回転させながら硬化させて円筒状のポリウレタン樹脂発泡体ブロックを製造することが好ましい。円筒状モールドを回転させながら硬化させることにより、微細気泡が均一に分散した円筒状の樹脂発泡体ブロックを容易に作製することができる。
【００３２】
特に、ポリアルキルシロキサンとポリエーテルの共重合体であって活性水素基を有しないシリコン系界面活性剤を使用した機械発泡法により気泡分散ポリウレタン樹脂組成物を調製することが好ましい。かかるシリコン系界面活性剤としては、ＳＨ−１９２（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）、Ｌ−５３４０（日本ユニカ製）等が好適な化合物として例示される。
【００３３】
なお、必要に応じて、酸化防止剤等の安定剤、滑剤、顔料、充填剤、帯電防止剤、その他の添加剤を加えてもよい。
【００３４】
微細気泡タイプの円筒状ポリウレタン樹脂発泡体ブロックを製造する方法の例について以下に説明する。かかる円筒状ポリウレタン樹脂発泡体ブロックの製造方法は、以下の工程を有する。
１）イソシアネート末端プレポリマーの気泡分散液を作製する発泡工程
イソシアネート末端プレポリマーにシリコン系界面活性剤を添加し、非反応性気体の存在下で機械撹拌し、非反応性気体を微細気泡として分散させて気泡分散液とする。前記プレポリマーが常温で固体の場合には適宜の温度に予熱し、溶融して使用する。
２）硬化剤（鎖延長剤）混合工程
上記の気泡分散液に鎖延長剤を添加し、撹拌混合して発泡反応液とする。
３）注型工程
上記の発泡反応液を円筒状モールドに流し込む。
４）硬化工程
円筒状モールドを円筒軸を中心に回転させながら、流し込んだ発泡反応液を加熱し、反応硬化させる。
【００３５】
前記微細気泡を形成するために使用される非反応性気体としては、可燃性でないものが好ましく、具体的には窒素、酸素、炭酸ガス、ヘリウムやアルゴン等の希ガスやこれらの混合気体が例示され、乾燥して水分を除去した空気の使用がコスト的にも最も好ましい。
【００３６】
非反応性気体を微細気泡状にしてシリコン系界面活性剤を含む組成物中に分散させる撹拌装置としては、公知の撹拌装置を特に限定なく使用可能であり、具体的にはホモジナイザー、ディゾルバー、２軸遊星型ミキサー（プラネタリーミキサー）等が例示される。撹拌装置の撹拌翼の形状も特に限定されないが、ホイッパー型の撹拌翼を使用すると微細気泡が形成されやすいため好ましい。
【００３７】
なお、発泡工程において気泡分散液を作成する撹拌と、混合工程における鎖延長剤を添加して混合する撹拌は、異なる撹拌装置を使用することも好ましい態様である。特に混合工程における撹拌は気泡を形成する撹拌でなくてもよく、大きな気泡を巻き込まない撹拌装置の使用が好ましい。このような撹拌装置としては、遊星型ミキサーが好適である。発泡工程と混合工程の撹拌装置を同一の撹拌装置を使用しても支障はなく、必要に応じて撹拌翼の回転速度を調整する等の撹拌条件の調整を行って使用することも好適である。
【００３８】
ポリウレタン樹脂発泡体の製造方法においては、発泡反応液を円筒状モールドに流し込んで流動しなくなるまで反応した発泡体を、加熱、ポストキュアすることは、発泡体の物理的特性を向上させる効果があり極めて好適である。なお、円筒状モールドに発泡反応液を流し込んで、該モールド内で加熱して発泡体を完全に硬化させてもよく、または流動性がなくなった段階でモールドから発泡体を取り出し、それを加熱オーブン中に入れて完全に硬化させてもよい。硬化反応は、常圧で行うことが気泡形状が安定するため好ましい。
【００３９】
ポリウレタン樹脂発泡体において、第３級アミン系等の公知のポリウレタン反応を促進する触媒を使用してもかまわない。触媒の種類、添加量は、混合工程後、所定形状のモールドに流し込む流動時間を考慮して適宜選択する。
【００４０】
このような方法で作製された円筒状ポリウレタン樹脂発泡体ブロックの直径は１０ｃｍ以上であることが好ましく、より好ましくは３０ｃｍ以上である。また、該ブロックの幅は、今後ウエハのサイズが大きくなることを考慮すると３０ｃｍ以上であることが好ましく、より好ましくは４０ｃｍ以上である。
【００４１】
本発明では、前記方法で作製した円筒状ポリウレタン樹脂発泡体ブロックを円筒軸を中心に回転させながら、該ブロックの表面部を所定厚みでスライスして帯状のポリウレタン樹脂発泡体シートを作製する。
【００４２】
図１は、円筒状ポリウレタン樹脂発泡体ブロックをスライサーを用いてスライスする工程を示す概略図である。該ブロックの回転速度は３０〜３００ｒｐｍであることが好ましい。回転速度が３０ｒｐｍ未満の場合にはスライス時のトルクが大きくなり、一方３００ｒｐｍを超える場合にはスライス時に発熱して発泡体シートが変質や変形しやすくなる傾向にある。また、スライスする際には、該ブロックを８０〜１２０℃に加温しておくことが好ましい。ブロックの温度が８０℃未満の場合には、スライス時のトルクが大きくなり、一方１２０℃を超える場合には、スライス時に発泡体シートが変質や変形しやすくなる傾向にある。
【００４３】
スライスされたポリウレタン樹脂発泡体シートの厚さは特に制限されないが、０．１〜２ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．５〜１．５ｍｍである。
【００４４】
また、ポリウレタン樹脂発泡体シートの長さは特に制限されないが、５ｍ以上であることが好ましく、より好ましくは７ｍ以上である。
【００４５】
また、ポリウレタン樹脂発泡体シートの気泡の平均気泡径は、３０〜８０μｍであることが好ましく、より好ましくは３０〜６０μｍである。この範囲から逸脱する場合は、研磨速度が低下したり、研磨後のウエハのプラナリティ（平坦性）が低下する傾向にある。
【００４６】
また、ポリウレタン樹脂発泡体シートの比重は、０．５〜１．０であることが好ましい。比重が０．５未満の場合には、研磨パッド（研磨層）の表面強度が低下し、ウエハのプラナリティが低下する傾向にある。また、１．０より大きい場合は、研磨パッド表面の気泡数が少なくなり、プラナリティは良好であるが、研磨速度が低下する傾向にある。
【００４７】
また、ポリウレタン樹脂発泡体シートの硬度は、アスカーＤ硬度計にて、４５〜６５度であることが好ましい。アスカーＤ硬度が４５度未満の場合には、ウエハのプラナリティが低下し、一方、６５度より大きい場合は、プラナリティは良好であるが、ウエハのユニフォーミティ（均一性）が低下する傾向にある。
【００４８】
ポリウレタン樹脂発泡体シートのウエハと接触する研磨表面は、スラリーを保持・更新するための凹凸構造を有することが好ましい。ポリウレタン樹脂発泡体シートは、微細気泡を有するためその表面に多くの開口を有しており、スラリーを保持・更新する働きを持っているが、研磨表面に凹凸構造を形成することにより、スラリーの保持と更新をさらに効率よく行うことができ、またウエハとの吸着によるウエハの破壊を防ぐことができる。凹凸構造は、スラリーを保持・更新する形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、ＸＹ格子溝、同心円状溝、貫通孔、貫通していない穴、多角柱、円柱、螺旋状溝、偏心円状溝、放射状溝、及びこれらの溝を組み合わせたものが挙げられる。また、これらの凹凸構造は規則性のあるものが一般的であるが、スラリーの保持・更新性を望ましいものにするため、ある範囲ごとに溝ピッチ、溝幅、溝深さ等を変化させることも可能である。
【００４９】
前記凹凸構造の形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、所定サイズのバイトのような治具を用い機械切削する方法、所定の表面形状を有したプレス板でシートをプレスする方法、フォトリソグラフィを用いて形成する方法、印刷手法を用いて形成する方法、炭酸ガスレーザーなどを用いたレーザー光による形成方法などが挙げられる。
【００５０】
また、該発泡体シートの厚みバラツキは１００μｍ以下であることが好ましい。厚みバラツキが１００μｍを越えるものは大きなうねりを持ったものとなり、ウエハに対する接触状態が異なる部分ができ、研磨特性に悪影響を与える。また、該発泡体シートからなる研磨層の厚みバラツキを解消するため、一般的には、研磨初期に研磨層表面をダイヤモンド砥粒を電着、融着させたドレッサーを用いてドレッシングするが、上記範囲を超えたものは、ドレッシング時間が長くなり、生産効率を低下させるものとなる。
【００５１】
発泡体シートの厚みのバラツキを抑える方法としては、所定厚みにスライスした発泡体シート表面をバフィングする方法が挙げられる。また、バフィングする際には、粒度などが異なる研磨材で段階的に行うことが好ましい。
【００５２】
本発明の長尺研磨パッドは、前記発泡体シート（研磨層）とクッションシート（クッション層）とを貼り合わせたものであってもよい。
【００５３】
前記クッションシートは、研磨層の特性を補うものである。クッションシートは、ＣＭＰにおいて、トレードオフの関係にあるプラナリティとユニフォーミティの両者を両立させるために必要なものである。プラナリティとは、パターン形成時に発生する微小凹凸のあるウエハを研磨した時のパターン部の平坦性をいい、ユニフォーミティとは、ウエハ全体の均一性をいう。発泡体シートの特性によって、プラナリティを改善し、クッションシートの特性によってユニフォーミティを改善する。本発明の長尺研磨パッドにおいては、クッションシートは発泡体シートより柔らかいものを用いることが好ましい。
【００５４】
前記クッションシートとしては、例えば、ポリエステル不織布、ナイロン不織布、アクリル不織布などの繊維不織布やポリウレタンを含浸したポリエステル不織布のような樹脂含浸不織布、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどの高分子樹脂発泡体、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどのゴム性樹脂、感光性樹脂などが挙げられる。
【００５５】
前記発泡体シート（研磨層）とクッションシートとを貼り合わせる手段としては、例えば、発泡体シートとクッションシートとを両面テープで挟みプレスする方法が挙げられる。
【００５６】
前記両面テープは、不織布やフィルム等の基材の両面に接着層を設けた一般的な構成を有するものである。クッションシートへのスラリーの浸透等を防ぐことを考慮すると、基材にフィルムを用いることが好ましい。また、接着層の組成としては、例えば、ゴム系接着剤やアクリル系接着剤等が挙げられる。金属イオンの含有量を考慮すると、アクリル系接着剤は、金属イオン含有量が少ないため好ましい。また、発泡体シートとクッションシートは組成が異なることもあるため、両面テープの各接着層の組成を異なるものとし、各層の接着力を適正化することも可能である。
【００５７】
本発明の長尺研磨パッドは、プラテンと接着する面に両面テープが設けられていてもよい。該両面テープとしては、上述と同様に基材の両面に接着層を設けた一般的な構成を有するものを用いることができる。基材としては、例えば不織布やフィルム等が挙げられる。研磨パッドの使用後のプラテンからの剥離を考慮すれば、基材にフィルムを用いることが好ましい。また、接着層の組成としては、例えば、ゴム系接着剤やアクリル系接着剤等が挙げられる。金属イオンの含有量を考慮すると、アクリル系接着剤は、金属イオン含有量が少ないため好ましい。
【００５８】
半導体デバイスは、前記長尺研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を経て製造される。半導体ウエハとは、一般にシリコンウエハ上に配線金属及び酸化膜を積層したものである。半導体ウエハの研磨方法、研磨装置は特に制限されず、例えば、下記方法により研磨される。
【００５９】
図２は、ウェブ型の研磨装置を用いて半導体ウエハを研磨する方法を示す概略図である。最初に長尺研磨パッド４は主に供給ロール６ａに巻きつけられている。そして、多数の半導体ウエハ５が研磨されると使用済領域の研磨パッドは、回収ロール６ｂによって巻き取られ、それに伴い未使用領域の研磨パッドが供給ロール６ａから送り出される。
【００６０】
図３は、直線型の研磨装置を用いて半導体ウエハを研磨する方法を示す概略図である。長尺研磨パッド４は、ロール７の周りを回転するようにベルト状に配置されている。そして、直線的に動いている研磨パッド上で半導体ウエハが次々に研磨される。
【００６１】
図４は、往復型の研磨装置を用いて半導体ウエハを研磨する方法を示す概略図である。長尺研磨パッド４は、ロール７間を往復するようにベルト状に配置されている。そして、左右に往復運動している研磨パッド上で半導体ウエハが次々に研磨される。
【００６２】
なお、図中には示していないが、通常上記研磨装置は、長尺研磨パッドを支持する研磨定盤（プラテン）、半導体ウエハを支持する支持台（ポリシングヘッド）、ウエハへの均一加圧を行うためのバッキング材、及び研磨剤（スラリー）の供給機構を備えている。研磨定盤と支持台とは、それぞれに支持された長尺研磨パッドと半導体ウエハとが対向するように配置され、支持台は回転軸を備えている。研磨に際しては、支持台を回転させつつ半導体ウエハを長尺研磨パッドに押し付け、スラリーを供給しながら研磨を行う。スラリーの流量、研磨荷重、及びウエハ回転数などは特に制限されず、適宜調整して行われる。
【００６３】
これにより半導体ウエハの表面の突出した部分が除去されて平坦状に研磨される。その後、ダイシング、ボンディング、パッケージング等することにより半導体デバイスが製造される。半導体デバイスは、演算処理装置やメモリー等に用いられる。
【００６４】
本発明の長尺研磨パッドを用いた場合には、一枚の研磨パッドで多くのウエハを研磨することができるため、従来の円形型研磨パッドに比べて作業効率が格段に優れる。また、本発明の長尺研磨パッドは、つなぎ目のない帯状の研磨パッドであるため、パッド端部で剥がれが発生したり、パッド端部でウエハが引っかかりやすくスムーズな研磨が行えないという従来のベルト状研磨パッドの問題を完全に解決することができる。
【実施例】
【００６５】
以下、本発明を実施例を上げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００６６】
［測定方法］
（平均気泡径測定）
作製したポリウレタン樹脂発泡体を厚み１ｍｍ以下になるべく薄くミクロトームカッターで平行に切り出したものを平均気泡径測定用試料とした。試料をスライドガラス上に固定し、ＳＥＭ（Ｓ−３５００Ｎ、日立サイエンスシステムズ（株））を用いて１００倍で観察した。得られた画像を画像解析ソフト（ＷｉｎＲｏｏｆ、三谷商事（株））を用いて、任意範囲の全気泡径を測定し、平均気泡径を算出した。
【００６７】
（比重測定）
ＪＩＳ  Ｚ８８０７−１９７６に準拠して行った。作製したポリウレタン樹脂発泡体を４ｃｍ×８．５ｃｍの短冊状（厚み：任意）に切り出したものを比重測定用試料とし、温度２３℃±２℃、湿度５０％±５％の環境で１６時間静置した。測定には比重計（ザルトリウス社製）を用い、比重を測定した。
【００６８】
（硬度測定）
ＪＩＳ  Ｋ６２５３−１９９７に準拠して行った。作製したポリウレタン樹脂発泡体を２ｃｍ×２ｃｍ（厚み：任意）の大きさに切り出したものを硬度測定用試料とし、温度２３℃±２℃、湿度５０％±５％の環境で１６時間静置した。測定時には、試料を重ね合わせ、厚み６ｍｍ以上とした。硬度計（高分子計器社製、アスカーＤ型硬度計）を用い、硬度を測定した。
【００６９】
実施例１
トルエンジイソシアネート（２，４−体／２，６−体＝８０／２０の混合物）１４７９重量部、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート３９３重量部、ポリテトラメチレングリコール（数平均分子量：１００６、分子量分布：１．７）２５１５重量部、及びジエチレングリコール２７６重量部を混合し、８０℃で１２０分間、加熱撹拌してイソシアネート末端プレポリマー（イソシアネート当量：２．１ｍｅｑ／ｇ）を得た。
【００７０】
反応容器内に、前記プレポリマー１００重量部、及びシリコン系ノニオン界面活性剤（東レ・ダウシリコーン社製、ＳＨ１９２）３重量部を混合し、温度を８０℃に調整した。撹拌翼を用いて、回転数９００ｒｐｍで反応系内に気泡を取り込むように約４分間激しく撹拌を行った。そこへ予め１２０℃で溶融した４，４’−メチレンビス（ｏ−クロロアニリン）（イハラケミカル社製、イハラキュアミンＭＴ）２６重量部を添加し、約１分間撹拌を続けて気泡分散ポリウレタン樹脂組成物を調製した。該組成物を円筒状モールド内に流し込み、該モールドを円筒軸を中心に回転数１００ｒｐｍで回転させながら流動性がなくなるまで予備硬化させて発泡体ブロックを得た。その後、該発泡体ブロックを円筒状モールドから取り外してオーブン内に入れ、１１０℃で６時間ポストキュアを行って円筒状ポリウレタン樹脂発泡体ブロック（直径：３５ｃｍ、長さ：４０ｃｍ）を得た。なお、得られたポリウレタン樹脂発泡体の平均気泡径は５０μｍであり、比重は０．８であり、アスカーＤ硬度は５２度であった。
【００７１】
作製した円筒状ポリウレタン樹脂発泡体ブロックをオーブン内で１００℃に加温した。その後、該ブロックを円筒軸を中心に回転させながらスライス装置（名南製作所社製）を用いて、その表面部を厚さ１ｍｍで連続的にスライスし、帯状のポリウレタン樹脂発泡体シート（幅：４０ｃｍ、長さ：８．５ｍ）を得た。次に、このシートをバフ機（アミテック社製）を用いて厚さが０．９ｍｍになるように表面バフがけをし、さらに加工機を用いて表面に溝幅１．０ｍｍ、溝ピッチ５ｍｍ、溝深さ０．６ｍｍのＸＹ格子溝の加工を行って長尺研磨パッドを製造した。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】円筒状ポリウレタン樹脂発泡体ブロックをスライサーを用いてスライスする工程を示す概略図
【図２】ウェブ型の研磨装置を用いて半導体ウエハを研磨する方法を示す概略図
【図３】直線型の研磨装置を用いて半導体ウエハを研磨する方法を示す概略図
【図４】往復型の研磨装置を用いて半導体ウエハを研磨する方法を示す概略図
【符号の説明】
【００７３】
１：円筒状ポリウレタン樹脂発泡体ブロック
２：スライサー
３：回転軸
４：長尺研磨パッド
５：半導体ウエハ
６ａ：供給ロール
６ｂ：回収ロール
７：ロール
【図１】
2007015058.tif 000002
【図２】
2007015058.tif 000003
【図３】
2007015058.tif 000004
【図４】
2007015058.tif 000005