JP2013237841A - 中空ポリマーアルカリ土類金属酸化物複合材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】気体充填ポリマー微小要素はシェル及び5g/リットル〜200g/リットルの密度を有する。シェルは外面及び5μm〜200μmの直径を有し、気体充填ポリマー粒子のシェルの外面は、ポリマー中に埋め込まれたアルカリ土類金属酸化物含有粒子を有する。アルカリ土類金属酸化物含有粒子は、0.01〜3μmの平均粒径を有し、ポリマー微小要素それぞれの中に分散して、ポリマー微小要素の外面の50%未満をコートする。
【選択図】なし
Description
本発明は、半導体基材を研磨するのに有用な複合アルカリ土類金属酸化物含有研磨パッドを形成する方法を提供する。研磨パッドは、ポリマーマトリックス、中空のポリマー微小要素及びポリマー微小要素に埋め込まれたアルカリ土類金属酸化物含有粒子を含む。アルカリ土類要素は、好ましくは、酸化カルシウム、酸化マグネシウム又は酸化マグネシウムと酸化カルシウムとの混合物である。驚くことに、アルカリ土類金属酸化物含有粒子は、ポリマー微小要素と会合した特定の構造へと分級されると、先進のCMP用途の場合に過度なスクラッチング又はガウジングを生じさせない傾向にある。ポリマーマトリックスがアルカリ土類金属酸化物含有粒子をその研磨面に有するにもかかわらず、このガウジング及びスクラッチングの抑制が得られる。
マツボー社のエルボージェット空気分級機(モデルEJ1S-3S)により、40ミクロンの平均直径及び30g/リットルの密度を有するポリアクリロニトリル及びメタクリロニトリルのイソペンタン充填コポリマーの試料の分離を実施した。これらの中空微小球は、コポリマー中に埋め込まれた酸化マグネシウム・カルシウム含有粒子を含有するものであった。酸化マグネシウム・カルシウム含有粒子は微小球の外側表面積の約5〜15%を被覆していた。加えて、試料は、5μmよりも大きい粒径を有する酸化マグネシウム・カルシウム粒子と会合したコポリマー微小球、ii)ポリマー微小要素の外面の50%超を被覆する酸化マグネシウム・カルシウム含有領域、及びiii)酸化マグネシウム・カルシウム含有粒子と凝集して、120μmよりも大きい平均クラスタサイズになったポリマー微小要素、を含むものであった。エルボージェット空気分級機は、コアンダブロックならびに図1A及び1Bの構造を含むものであった。図2は、微粒子の存在下における所望の酸化マグネシウム・カルシウム含有微小球を示す。所望の微小球の場合、白い領域は、ポリマーシェルに埋め込まれた酸化マグネシウム・酸化カルシウムミネラル粒子を表す。望ましくない粒子の場合、白い領域が粒子の半分超又は粒子全体を被覆する。選択した設定でポリマー微小球を振動フィーダに通してガスジェットに送り込むと、表1の結果が得られた。
表2は、研磨パッドを作るために使用されるポリウレタンケーキを流込み成形するための微小球配合を提供する。
違いは、図9及び10に示すようなスカイビングされた面の場合により顕著である。スカイビング作業は、より大きな機械的応力を加え、特にシェル壁の延性がより低く、シェル壁がより脆性である場合、微小球を破壊する可能性がより高い。
次の実施例は、直径40ミクロンのポリ(二塩化ビニリデン)/ポリアクリロニトリル又はポリアクリロニトリル/メタクリロニトリル微小球のいずれかをずっと軟らかなマトリックスに添加する効果を示す。配合及び加工条件を表4にまとめる。
Claims (8)
- アルカリ土類金属酸化物を埋め込められた複数のポリマー粒子であって、
気体充填ポリマー微小要素を含み、前記気体充填ポリマー微小要素がシェル及び5g/リットル〜200g/リットルの密度を有し、前記シェルが外面及び5μm〜200μmの直径を有し、前記気体充填ポリマー粒子の前記シェルの前記外面が、前記ポリマー中に埋め込まれたアルカリ土類金属酸化物含有粒子を有し、前記アルカリ土類金属酸化物含有粒子が0.01〜3μmの平均粒径を有し、前記アルカリ土類金属酸化物含有粒子が前記ポリマー微小要素それぞれの中に分散しており、前記アルカリ土類金属酸化物含有領域が、前記ポリマー微小要素の前記外面の50%未満をコートするように離散しており、前記ポリマー微小要素の合計で0.1重量%未満が、i)5μmよりも大きい粒径を有するアルカリ土類金属酸化物含有粒子、ii)前記ポリマー微小要素の前記外面の50%超を被覆するアルカリ土類金属酸化物含有領域、及びiii)アルカリ土類金属酸化物含有粒子と凝集して、120μmよりも大きい平均クラスタサイズになったポリマー微小要素、と関連している複数のポリマー粒子。 - 前記気体充填ポリマー微小要素が、イソペンタンを充填されたポリアクリロニトリルとメタクリロニトリルとのコポリマーである、請求項1記載の複数のポリマー粒子。
- 前記気体充填ポリマー微小要素が5〜200ミクロンの平均サイズを有する、請求項1記載の複数のポリマー粒子。
- 前記アルカリ土類金属酸化物含有粒子が前記気体充填ポリマー微小要素の前記シェルの前記外面の1〜40%を被覆する、請求項1記載の複数のポリマー粒子。
- アルカリ土類金属酸化物を埋め込められた複数のポリマー粒子であって、
気体充填ポリマー微小要素を含み、前記気体充填ポリマー微小要素がシェル及び10g/リットル〜100g/リットルの密度を有し、前記シェルが外面及び5μm〜200μmの直径を有し、前記気体充填ポリマー粒子の前記シェルの前記外面が、前記ポリマー中に埋め込まれたアルカリ土類金属酸化物含有粒子を有し、前記アルカリ土類金属酸化物含有粒子が0.01〜2μmの平均粒径を有し、前記アルカリ土類金属酸化物含有粒子が前記ポリマー微小要素それぞれの中に分散しており、前記アルカリ土類金属酸化物含有領域が、前記ポリマー微小要素の前記外面の1〜40%をコートするように離散しており、前記ポリマー微小要素の合計で0.1重量%未満が、i)5μmよりも大きい粒径を有するアルカリ土類金属酸化物含有粒子、ii)前記ポリマー微小要素の前記外面の50%超を被覆するアルカリ土類金属酸化物含有領域、及びiii)アルカリ土類金属酸化物含有粒子と凝集して、120μmよりも大きい平均クラスタサイズになったポリマー微小要素、と関連している複数のポリマー粒子。 - 前記気体充填ポリマー微小要素が、イソペンタンを充填されたポリアクリロニトリルとメタクリロニトリルとのコポリマーである、請求項5記載の複数のポリマー粒子。
- 前記気体充填ポリマー微小要素が10〜100ミクロンの平均サイズを有する、請求項5記載の複数のポリマー粒子。
- 前記アルカリ土類金属酸化物含有粒子が前記気体充填ポリマー微小要素の前記シェルの前記外面の2〜30%を被覆する、請求項5記載の複数のポリマー粒子。
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