研磨墊及其制造方法技術

本發明專利技術提供一種研磨墊及其制造方法，研磨墊改善在使用現有的硬質(干式)研磨墊的情況下產生的刮傷問題，且研磨速率或研磨均勻性優異，不僅能應對一次研磨而且也能應對拋光研磨。本發明專利技術的半導體元件研磨用的研磨墊含有研磨層，研磨層具有含有大致球狀的氣泡的聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體，并且半導體元件研磨用的研磨墊的特征在于：聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體的由式(1)所求出的硬段的含有率(HSC)在26％～34％的范圍內，且聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體的密度D在0.30g/cm3～0.60g/cm3的范圍內。HSC＝100×(r-1)×(Mdi+Mda)÷(Mg+r×Mdi+(r-1)×Mda)…(1)。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種研磨墊。本專利技術特別涉及一種半導體元件的化學機械研磨 (Chemical Mechanical Polishing, CMP)用研磨墊。
技術介紹
對于娃(silicon)、硬盤(hard disk)、液晶顯示器用母玻璃(mother glass)、半導 體元件等的材料的表面，要求平坦性，因此進行使用研磨墊的游離磨粒方式的研磨。游離磨 粒方式為以下方法:一面在研磨墊與非研磨物之間供給含有磨粒的漿料(研磨液)，一面對 被研磨物的加工面進行研磨加工。對于半導體元件用的研磨墊來說，對其研磨墊表面需求用來保持磨粒的開孔、維 持半導體元件表面的平坦性的硬性、以及防止半導體元件表面的刮傷(scratch)的彈性。 作為可以應對這些要求的研磨墊，利用具有由氨基甲酸酯樹脂發泡體所制造的研磨層的研磨墊。氨基甲酸酯樹脂發泡體通常是通過含有含異氰酸基的化合物的預聚物與硬化劑 的反應進行硬化而成形(干式法)。然后，將該發泡體切片(slice)成片狀，由此形成研磨 墊。像這樣由干式法所成形的具有硬質的研磨層的研磨墊(以下有時簡稱為硬質(干式) 研磨墊)在氨基甲酸酯樹脂的硬化成形時，在發泡體內部形成相對較小的大致球狀的氣 泡，因此在通過切片而形成的研磨墊的研磨面上，形成了能在研磨加工時保持漿料的開孔 (開口)。迄今為止，對于成為半導體元件用的研磨墊的原材料的氨基甲酸酯樹脂發泡體來 說，氣泡徑為lOOym以下且主流為30 左右(專利文獻I)。另外，關于氨基甲酸酯樹脂 發泡體的A硬度，主流為70度以上，D硬度主流為45度以上(專利文獻2?專利文獻3)， 密度主流為0.5g/cm3以上(專利文獻I)，關于彈性，儲能模量主流為幾百MPa以上(專利 文獻4)。關于縱彈性系數(楊氏模量)，主流為500MPa以上(專利文獻5)。另外，除了所述主流發泡體以外，為了使磨損的程度適當以使研磨性能穩定，從體 積密度、A硬度、硬段含有率(Hard Segment Content, HSC) (% )的方面進行了氨基甲酸酯 樹脂發泡體的物性的改良(專利文獻6)。進而，也報告了為了減少刮傷的產生而以成為既 定范圍內的方式調整儲能模量而成的研磨墊(專利文獻7、專利文獻8)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本專利第4338150號公報專利文獻2:日本專利第3924952號公報專利文獻3:日本專利第3788729號公報專利文獻4:日本專利第3983610號公報專利文獻5:日本專利特開平10-6211號公報專利文獻6:日本專利特開2010-58194號公報專利文獻1:日本專利特開2006-114885號公報專利文獻8:日本專利特開2009-256473號公報
技術實現思路
專利技術所欲解決的問題然而，所述干式研磨墊依然為硬質，容易在與被研磨物之間局部地施加壓力，因此在減少被研磨物的表面上所產生的研磨傷痕(刮傷)的方面尚不滿足要求。另外，也依然有容易引起堵塞的問題。因此，通常必須在利用這些由干式法所成形的硬質的研磨墊進行研磨后，進一步使用由濕式法所成形的具有軟質的研磨層的研磨墊來進行拋光研磨(濕式法為以下方法:將使樹脂溶解在水混合性的有機溶劑中而成的樹脂溶液涂布在片狀的成膜基材上后，在水系凝固液中使樹脂凝固再生)。另一方面，由濕式法所成形的具有軟質的研磨層的研磨墊的硬度低且具有絨面革型(suede type)的大的開孔，其發泡構造也不均勻。因此，與利用由干式法所成形的具有硬質的研磨層的研磨墊進行的研磨相比較，雖然研磨速率或研磨均勻性(均勻性 (uniformity):墊表面可以追隨被研磨物的起伏、翅曲)優異，但有以下問題:由于發泡形狀為各向異性，因此由磨損導致表面的開口狀態變化，或研磨層下部的低密度部分被撕扯， 并未長期保持一定水平的研磨狀態。因此，存在對以下研磨墊的需求:發揮由干式法所成形的具有研磨層的研磨墊的優點、并且也能應對拋光研磨的研磨墊。本專利技術是鑒于所述問題而成，其目的在于提供一種，所述研磨墊改善在使用現有的硬質(干式)研磨墊的情況下產生的刮傷問題，且研磨速率或研磨均勻性優異，不僅可以應對一次研磨而且也能應對拋光研磨。解決問題的手段為了解決所述問題，本專利技術由以下內容構成。1.一種半導體元件研磨用的研磨墊,具備研磨層,所述研磨層具有含有大致球狀的氣泡的聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體，并且所述半導體元件研磨用的研`磨墊的特征在于:所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體的由下述式⑴所求出的硬段的含有率(HSC) 在26%~34%的范圍內，且所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體的密度D在0.30g/cm3~ 0.60g/cm3的范圍內，HSC = 100X (r-1) X (Mdi+Mda) + (Mg+rXMdi+(r-l) XMda)…(I)式(I)中，Mdi表示構成所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂的聚異氰酸酯化合物的每2 官能異氰酸基的平均分子量Mg表示構成所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂的多元醇化合物的每 2官能羥基的平均分子量;Mda表示構成所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂的多胺化合物的每2官能氨基的平均分子量表示構成所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂的聚異氰酸酯化合物的異氰酸基相對于多元醇化合物的羥基的當量比)。2.根據所述I所記載的研磨墊，其特征在于:所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體的由Y = HSC+65XD所求出的Y值在50~65的范圍內，(式中，D表示密度(g/cm3)，HSC為由所述式⑴所求出的值)。3.根據所述I或2所記載的研磨墊，其特征在于:所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發 泡體的平均氣泡徑為120 ii m?185 u m。4.根據所述I至3中任一項所記載的研磨墊，其特征在于:所述聚氨基甲酸酯聚 脲樹脂發泡體的A硬度為20度?55度。5.根據所述I至4中任一項所記載的研磨墊，其特征在于:所述聚氨基甲酸酯聚 脲樹脂發泡體的D硬度為5度?35度。6.根據所述I至5中任一項所記載的研磨墊，其特征在于:所述聚氨基甲酸酯聚 脲樹脂發泡體在40°C、初始負荷為10g、變形范圍為0.01%?4%、測定頻率為0.2Hz、拉伸 模式的條件下的儲能模量E'為IMPa?30MPa。7.根據所述I至6中任一項所記載的研磨墊，其特征在于:在所述研磨層的與研 磨面為相反的面側貼合著較所述研磨層更硬的層。8.一種研磨墊的制造方法，其為制造根據所述I至7中任一項所記載的研磨墊的 方法，且其特征在于包括以下工序:準備工序，準備含異氰酸基的化合物(A)、聚異氰酸酯化合物(B)、多胺化合物(D)、含有水及穩泡劑以及反應催化劑的混合液(E)、以及對各成分為非反應性的氣體；混合工序，至少將所述含異氰酸基的化合物(A)、聚異氰酸酯化合物(B)、多胺化 合物(D)、含有水及穩泡劑以及反應催化劑的混合液(E)、以及對各成分為非反應性的氣體 混合，獲得發泡體成形用混合液；發泡體成形工序，由所述發泡體成形用混合液來成形聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡 體；以及研磨層形成工序，由所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體來形成用來對被研磨物進 行研磨加工的具有研磨面的研磨層。9.根據所述8所記載的研磨墊的制造方法，其特征在于:在所述準備工序中，進一 步準備多元醇化合物(C-2)，并在所述混合工序中進行混合。10.根據所述9所記載的研磨本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體元件研磨用的研磨墊，具備研磨層，所述研磨層具有含有大致球狀的氣泡的聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體，并且所述半導體元件研磨用的研磨墊的特征在于：所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體的由下述式(1)所求出的硬段的含有率(HSC)在26％～34％的范圍內，且所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體的密度D在0.30g/cm3～0.60g/cm3的范圍內，HSC＝100×(r?1)×(Mdi+Mda)÷(Mg+r×Mdi+(r?1)×Mda)…(1)式(1)中，Mdi表示構成所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂的聚異氰酸酯化合物的每2官能異氰酸基的平均分子量；Mg表示構成所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂的多元醇化合物的每2官能羥基的平均分子量；Mda表示構成所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂的多胺化合物的每2官能氨基的平均分子量；r表示構成所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂的聚異氰酸酯化合物的異氰酸基相對于多元醇化合物的羥基的當量比)。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.04.15 JP 2011-0912841.一種半導體元件研磨用的研磨墊,具備研磨層，所述研磨層具有含有大致球狀的氣泡的聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體，并且所述半導體元件研磨用的研磨墊的特征在于:所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體的由下述式(I)所求出的硬段的含有率(HSC) 在26%~34%的范圍內，且所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體的密度D在0.30g/cm3~ 0.60g/cm3的范圍內，HSC = 100X (r-1) X (Mdi+Mda) + (Mg+rXMdi+(r-l) XMda)…(I)式(I)中，Mdi表示構成所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂的聚異氰酸酯化合物的每2官能異氰酸基的平均分子量;Mg表示構成所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂的多元醇化合物的每2官能羥基的平均分子量;Mda表示構成所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂的多胺化合物的每2官能氨基的平均分子量表示構成所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂的聚異氰酸酯化合物的異氰酸基相對于多元醇化合物的羥基的當量比)。2.根據權利要求1所述的研磨墊，其特征在于:所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體的由Y = HSC+65XD所求出的Y值在50~65的范圍內，(式中，D表示密度(g/cm3)，HSC為由所述式⑴所求出的值)。3.根據權利要求1或2所述的研磨墊，其特征在于:所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體的平均氣泡徑為120 ii m~185 u m。4.根據權利要求1至3中任一項所述的研磨墊，其特征在于:所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體的A硬度為20度~55度。5.根據權利要求1至4中任一項所述的研磨墊，其特征在于:所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體的D硬度為5度~35度。6.根據權利要求1至5中任一項所述的研磨墊，其特征在于:所述聚氨基甲酸酯聚脲樹脂發泡體在40°C、初始負荷為10g、變形范圍為0.01%~4%、測定頻率為0....

【專利技術屬性】
技術研發人員：糸山光紀，宮澤文雄，
申請(專利權)人：富士紡控股株式會社，
類型：
國別省市：