JP5024639B2 - 高分子シェルに封入された液状有機物コアを含む化学的機械的研磨パッド及びその製造方法 - Google Patents
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Description
るため研磨パッドの製造工程が容易であると記載されている。しかし、初期にウレタンポリマーマトリックスと混合され埋め込まれた液状微小要素が一定の大きさを有しないことが知られていた。従って、液状微小要素によって形成されるスラリーを捕集するための空間の大きさを、ウレタン反応中に調節する必要がある。
前記高分子シェルは、0.5〜1.5m/cm3 の密度を有し得る。
前記高分子シェルは、ポリスチレン−アクリレートコポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、シリコーン、エポキシ、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル樹脂及びこれらの混合物からなる群から選択され得る。
前記液状有機物が、Cn Hm (nは9乃至16の整数である。)の混合物からなる炭化水素溶媒または変性炭化水素溶媒;フタレート可塑剤;分子量10000以下で、粘度5×108 cps/20℃以下の液状オリゴマー;N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)のような高沸点溶媒;及びこれらの混合物からなる群から選択され得る。
前記フタレート可塑剤は、ジオクチルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジオクチルアジペート、トリオクチルトリメリテート、ジブチルフタレート及びジイソデシルフタレートからなる群から選択され得る。前記液状オリゴマーは、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリメチレングリコール、エステルポリオール、カーボネートポリオール、ポリハンストフ(Hanstoff)分散物及びポリイソシアネート重付加物からなる群から選択され得る。
前記高分子マトリックスは、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、アクリル、エポキシ、シリコーン、ポリカーボネート及びこれらの混合物からなる群から選択され得る。
前記コアは、高分子マトリックス内に、樹脂100部当たり(phr)1〜200部含まれ得る。
前記コアは1〜200μmの大きさを有し得る。
前記パッドは60ショアーD又はそれを越える硬度を有し得る。
分子マトリックスを製造し、そして前記高分子マトリックスを、液状有機物を封入した高分子シェルのコアと混合することからなるCMPパッドの製造方法が提供される。
は9乃至16の整数である。)の混合物である炭化水素溶媒または変性炭化水素溶媒;ジオクチルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジオクチルアジペート、トリオクチルトリメリテート、ジブチルフタレート及びジイソデシルフタレートのようなフタレート可塑剤;ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリメチレングリコール、エステルポリオール、カーボネートポリオール、ポリハンストフ(Hanstoff)分散物及びポリイソシアネート重付加物のような変性ポリオールである分子量10000以下で、粘度5×108 cps/20℃以下で、分解点が130℃以上の液状オリゴマー;N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)のような高沸点溶媒;及びこれらの混合物からなる群から選択されることができる。
ポリ(テトラメチレングリコール)(PTMEG)(官能基2、Mw=1000)1000gを反応容器に投入し、そしてメチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)1262gを反応容器に投入した。2液を温度80℃で3時間撹拌することにより、両末端がイソシアネートからなるプレポリマー(主材料)を製造した。これに、高分子シェルに封入された液状有機物であるMS−220D[ドンジン セミケム株式会社(Dongjin Semichem Co.,Ltd.)]500gを投入し、そして高速ミキサーを使用して混合した。MS−220Dは、160℃以上の沸点を持つ炭化水素液状有機物(Cn Hm )(nは9乃至16の整数である。)の混合溶媒である液状有機物を封入したポリアクリレートシェルからなるコアである。
MS−220Dの投入量を除いては、実施例1と同様の方法を使用してウレタンケーキを製造した。この場合、前記投入量は1000gであった。
MS−220Dの投入量を除いては、実施例1と同様の方法を使用してウレタンケーキを製造した。この場合、前記投入量は1500gであった。
実施例1と同様の方法を使用してウレタンケーキを製造し、レーザを使用して表面に、大きさ180μm及びピッチ300μmを持つマイクロホール及び溝を同時に形成することにより研磨パッドを製造した。この場合、ポリウレタンケーキは1.1g/cm3 の密度及び硬度は66ショアーDの硬度を有していた。
液状有機物を封入した高分子シェルのコアを除いては、実施例1と同様の方法を用いてウレタンケーキを製造した。
ユニローヤル(Uniroyal)社製アジペン(ADIPENE)L−325(登録商標)からなるポリエーテルプレポリマー500重量部と濃度2.2meg/gのイソシアネートグループを、エクスパンセル(EXPANCEL)551DE(塩化ビニリデンとアクリロニトリルの共重合体からなるマイクロシェル)13gと混合し、気泡を除くために圧縮し、そして温度120℃で予め溶融されていた4,4’−メチレンビス(O−クロロアニリン)145gを撹拌しながら添加して、混合物を製造した。この混合物を約1分間撹拌し、円形のオープンモールドに入れ、そして温度100℃で6時間オーブンで熟成して、ポリウレタン微細発泡体ブロック(セル直径40μm)を得た。得られたポリウレタン微細発泡体ブロックは、0.75g/cm3 の密度を有していた。レーザ工程を使用して溝を形成した。
平均研磨速度は、1μm(10000Å)の熱酸化膜が塗布された8インチ(20.3cm)シリコンウェーハを前記研磨条件で1分間研磨することにより試験した。
ウェーハ均一性は、1μm(10000Å)の熱酸化膜が塗布された8インチ(20.3cm)シリコンウェーハを前記研磨条件で1分間研磨した後、98箇所のウェーハの層厚を測定することにより得られた。ウェーハ均一性は下記の式により得られた。
ウェーハ均一性(%)=[(最大厚さ−最少厚さ)/2×平均層厚]×100(式)
スクラッチ数は、1μm(10000Å)の熱酸化膜が塗布された8インチ(20.3cm)シリコンウェーハを前記研磨条件で1分間研磨し、該ウェーハを洗浄及び乾燥した後、KLA[テンコール株式会社(TENCOR Co.,Ltd.)製KLA2112]を使用することにより、1枚のウェーハに形成されたマイクロスクラッチ数を測定することにより得られた。スクラッチ数が小さいほど、研磨パッドはより優れた性能を有する。商業的に通用するスクラッチ数は通常、500個未満であり得る。
高分子シェル内に封入された液状有機物からなるコアを混合することにより、実施例1
と同様の方法を用いてウレタンケーキを製造した。
高分子シェル内に封入された液状有機物コアの代わりにエクスパンセル551DE(塩化ビニリデンとアクリロニトリルの共重合体からなるマイクロシェル)を使用することにより、比較例2と同様の方法を用いてウレタンケーキを製造した。
高分子シェル内に封入された液状有機物コアの代わりに大豆油を使用することにより、実施例5と同様の方法を用いてウレタンケーキを製造した。
高分子シェル内に封入された液状有機物コアの代わりにβ−シクロデキストリンを使用することにより、実施例5と同様の方法を用いてウレタンケーキを製造した。
Claims (11)
- 高分子マトリックス内に沸点または分解点が130℃以上の液状有機物を封入した高分子シェルのコアを含み、研磨面上に前記コアにより形成された開孔を有する化学的機械的研磨(CMP)パッドであって、
前記高分子マトリックスがポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、アクリル、エポキシ、シリコーン、ポリカーボネート及びこれらの混合物からなる群から選択され、
前記高分子シェルが、密度0.5〜1.5m/cm 3 を有し、ポリスチレン−アクリレートコポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、シリコーン、エポキシ、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル樹脂及びこれらの混合物からなる群から選択され、
前記液状有機物はCnHm(nは9乃至16の整数である。)の混合物からなる炭化水素溶媒または変性炭化水素溶媒;フタレート可塑剤;分子量10000以下で、粘度5×108cps/20℃以下の液状オリゴマー;高沸点溶媒N,N−ジメチルホルムアミド(DMF);及びこれらの混合物からなる群から選択された少なくとも一つであるCMPパッド。 - 前記フタレート可塑剤が、ジオクチルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジオクチルアジペート、トリオクチルトリメリテート、ジブチルフタレート及びジイソデシルフタレートからなる群から選択されている、請求項1に記載のCMPパッド。
- 前記液状オリゴマーが、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリメチレングリコール、エステルポリオール、カーボネートポリオール、ポリハンストフ(Hanstoff)分散物及びポリイソシアネート重付加物からなる群から選択されている、請求項1に記載のCMPパッド。
- 前記コアが、高分子マトリックス内に、樹脂100部当たり(phr)1〜200部含まれている、請求項1に記載のCMPパッド。
- 前記コアが1〜200μmの大きさを有する、請求項1に記載のCMPパッド。
- 前記パッドが60ショアーD又はそれを越える硬度を有する、請求項1に記載のCMPパッド。
- 主材料及び硬化剤を使用する2液型注型法により高分子マトリックスを製造し、そして前記高分子マトリックスを、沸点または分解点が130℃以上の液状有機物を封入した高分子シェルのコアと混合することからなるCMPパッドの製造方法であって、
前記高分子マトリックスがポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、アクリル、エポキシ、シリコーン、ポリカーボネート及びこれらの混合物からなる群から選択され、
前記高分子シェルが、密度0.5〜1.5m/cm 3 を有し、ポリスチレン−アクリレートコポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、シリコーン、エポキシ、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル樹脂及びこれらの混合物からなる群から選択され、
前記液状有機物はCnHm(nは9乃至16の整数である。)の混合物からなる炭化水素溶媒または変性炭化水素溶媒;フタレート可塑剤;分子量10000以下で、粘度5×108cps/20℃以下の液状オリゴマー;高沸点溶媒N,N−ジメチルホルムアミド(DMF);及びこれらの混合物からなる群から選択された少なくとも一つである方法。 - 前記液状有機物を封入した高分子シェルのコアが、前記主材料及び前記硬化剤の少なくとも一つと混合される、請求項7に記載の方法。
- 前記高分子シェルのコアが、高分子マトリックス内に1〜200phr含まれる、請求項7に記載の方法。
- 前記フタレート可塑剤が、ジオクチルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジオクチルアジペート、トリオクチルトリメリテート、ジブチルフタレート、ジイソデシルフタレートからなる群から選択される、請求項7に記載の方法。
- 前記液状オリゴマーが、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリメチレングリコール、エステルポリオール、カーボネートポリオール、ポリハンストフ(Hanstoff)分散物及びポリイソシアネート重付加物からなる群から選択される、請求項7に記載の方法。
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