TW201332716A - 研磨墊及研磨墊的製造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種在厚度方向具有大致均勻的微細氣泡，且不進行表面研削等開口處理而已設置開口部的研磨墊、及其製造方法。本發明的研磨墊的製造方法包括：步驟(1)，其將含有聚胺基甲酸酯樹脂及有機溶劑的混合溶液塗佈於成膜基材上；步驟(2)，其在上述塗佈步驟後，將聚胺基甲酸酯樹脂在溫度10℃~80℃、相對濕度65%~100%的環境下暴露2分鐘以上；及步驟(3)，其將聚胺基甲酸酯樹脂浸漬於凝固液中而使其凝固。

Description

研磨墊及研磨墊的製造方法
本發明是有關於一種研磨墊及研磨墊的製造方法。
用於研磨半導體裝置等的研磨墊大致分為硬質、軟質，關於硬質，主流的是一邊使胺基甲酸酯預聚物進行鏈伸長一邊成形的乾式法，關於軟質，主流的是藉由凝固浴將胺基甲酸酯樹脂溶液成形並乾燥的濕式法。近年來，高度要求被研磨物的平坦性、均勻性(uniformity)，精加工研磨(final polishing)步驟等中利用軟質研磨墊的實例增多。但是，軟質研磨墊由於藉由濕式法成型，因此具有濕式法特有的淚狀、大致三角形狀的大氣泡，結果若研磨墊摩耗，則墊表面的開口的大小或比例發生變化，導致研磨速率發生變動。另一方面，乾式的軟質研磨墊由於硬化時間變長，因此難以控制氣泡分布，而在厚度方向導致氣泡不均。
因此，提出藉由濕式法不形成大氣泡的研磨墊(專利文獻1~專利文獻4)。
然而，上述專利文獻1~專利文獻4所記載的研磨墊雖然均無大氣泡，且在墊厚度方向具有均勻的氣泡，但是表面由表層(surface skin)被覆，幾乎未開口。因此，在若無開口則無法 進行研磨的用途中，需要拋光(拋光處理)等表面研削處理。另外，專利文獻1所揭示的研磨墊，導致限定於凝膠化點為6以上的樹脂，因此亦具有不適於因研磨條件而喜好疏水性的用途的缺點。
另一方面，在將表層完全除去時，由於難以使除去部分的厚度變得均勻，因此例如如專利文獻5般，提出僅將表層的一部分除去。然而，藉由專利文獻5所揭示的方法而製造的研磨墊，不會在內部形成大致球狀的微氣泡，研磨速率發生經時性變化，容易產生刮痕，因此並不充分。另外在藉由銼刀等進行表面加工而將表層除去時，亦有表面粗糙度變大，導致被研磨物的研磨平坦性降低的問題(參照圖11)。
因此，需要即便不進行表面研削等開口處理而表面亦已開口的研磨墊。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利4373152號公報
[專利文獻2]日本專利特開2006-75914號公報
[專利文獻3]日本專利4555559號公報
[專利文獻4]日本專利特開2010-179431號公報
[專利文獻5]日本專利4444522號公報
本發明是鑒於上述問題點而完成，目的是提供一種在厚 度方向具有大致均勻的微細氣泡，且不進行表面研削等開口處理而已設置開口部的研磨墊、及其製造方法。
為了解決上述課題，本發明採用以下的構成。
1.一種研磨墊的製造方法，其包括：塗佈步驟，其將含有聚胺基甲酸酯樹脂的溶液塗佈於成膜基材上；濕氣體處理步驟，其在上述塗佈步驟後，將聚胺基甲酸酯樹脂在溫度10℃~80℃、相對濕度65%~100%的環境下暴露2分鐘以上；以及凝固步驟，將進行了上述濕氣體處理的聚胺基甲酸酯樹脂浸漬於凝固液中而使其凝固。
2.如上述1所述的製造方法，其中上述濕氣體處理步驟中的溫度為20℃~40℃。
3.如上述1或2所述的製造方法，其中聚胺基甲酸酯樹脂溶液中的聚胺基甲酸酯樹脂濃度為15質量%~50質量%。
4.一種研磨墊，其具備具有大致球狀的氣泡的聚胺基甲酸酯樹脂片，其特徵在於：上述聚胺基甲酸酯樹脂片具有30度~70度的A硬度、5%~20%的開口面積比率、2 μm~30 μm的平均開口徑、及10 μm以下的表面粗糙度。
藉由本發明的製造方法，可製造研磨速率的經時性變化小、且降低刮痕的產生的研磨墊。並且，本發明的製造方法可利 用現有的濕式成型法，因此無需經過煩雜的步驟。
另外，本發明的研磨墊由於研磨表面具有5%~20%的開口面積、2 μm~30 μm的平均開口徑，因此即便不進行表面研削等開口處理亦可將被研磨物研磨。因此研磨面的平坦性高，且可提高被研磨物的平坦性。
圖1是本發明的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)研磨表面附近的剖面放大照片(1000倍)、(c)距研磨表面最近的剖面放大照片(5000倍)、(d)表面放大照片(100倍)、(e)表面放大照片(1000倍)。
圖2是實施例1的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)剖面放大照片(1000倍)、(c)表面放大照片(100倍)、(d)表面放大照片(1000倍)。
圖3是實施例2的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)剖面放大照片(1000倍)、(c)表面放大照片(100倍)、(d)表面放大照片(1000倍)。
圖4是比較例1的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)研磨表面附近的剖面放大照片(1000倍)、(c)距研磨表面最近的剖面放大照片(5000倍)、(d)表面放大照片(100倍)、(e)表面放大照片(1000倍)。
圖5是比較例2的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b) 表面放大照片(100倍)。
圖6是實施例3的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)表面放大照片(100倍)。
圖7是實施例4的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)表面放大照片(100倍)。
圖8是實施例5的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)表面放大照片(100倍)。
圖9是實施例6的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)表面放大照片(100倍)。
圖10是實施例7的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)表面放大照片(100倍)。
圖11是比較例3的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)研磨表面附近的剖面放大照片(1000倍)、(c)距研磨表面最近的剖面放大照片(5000倍)、(d)表面放大照片(100倍)、(e)表面放大照片(1000倍)。
圖12是比較例4的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)研磨表面附近的剖面放大照片(1000倍)、(c)距研磨表面最近的剖面放大照片(5000倍)、(d)表面放大照片(100倍)、(e)表面放大照片(1000倍)。
圖13是比較例5的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)剖面放大照片(300倍)、(c)距研磨表面最近的剖面放大照片(1000倍)、(d)距研磨表面最近的剖面放大照片(5000倍)、 (e)表面放大照片(100倍)、(f)表面放大照片(1000倍)。
圖14是比較例6的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)剖面放大照片(300倍)、(c)距研磨表面最近的剖面放大照片(1000倍)、(d)距研磨表面最近的剖面放大照片(5000倍)、(e)表面放大照片(100倍)、(f)表面放大照片(1000倍)。
圖15是比較例7的研磨墊的(a)剖面放大照片(100倍)、(b)剖面放大照片(300倍)、(c)距研磨表面最近的剖面放大照片(1000倍)、(d)距研磨表面最近的剖面放大照片(5000倍)、(e)表面放大照片(100倍)、(f)表面放大照片(1000倍)。
以下，對用以實施本發明的形態進行說明。
<<研磨墊的製造方法>>
本發明的研磨墊的製造方法包括以下步驟。
<聚胺基甲酸酯樹脂的準備步驟>
準備步驟中，準備成為研磨墊的材料的聚胺基甲酸酯樹脂。
聚胺基甲酸酯樹脂的種類並無特別限制，只要根據使用目的自各種聚胺基甲酸酯樹脂中進行選擇即可。例如可使用聚酯系、聚醚系、或聚碳酸酯系的樹脂。
聚酯系的樹脂可列舉：乙二醇或丁二醇等與己二酸等的聚酯多元醇、乙二醇或丁二醇等與二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯等二異氰酸酯的聚合物。聚醚系的樹脂可列舉：聚四亞甲基醚二醇 或聚丙二醇等聚醚多元醇、與二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯等異氰酸酯的聚合物。聚碳酸酯系的樹脂可列舉：聚碳酸酯多元醇、與二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯等異氰酸酯的聚合物。這些樹脂亦可使用：大日本油墨化學(Dainippon Ink and Chemicals，DIC)(股)製造的商品名「CRISVON」、或三洋化成工業(股)製造的商品名「SANPRENE」、大日精化工業(股)製造的商品名「RESAMINE」等可從市場獲得的樹脂，亦可自行製造具有所期望特性的樹脂。
(凝固值)
凝固值是表示樹脂的親水性的指標。以含有樹脂的溶液的樹脂為1質量%的方式，而製作下一步驟的以含有樹脂的溶液中所使用的溶劑來稀釋的含有稀釋樹脂的溶液，一邊將該溶液100 g調整為25℃，一邊藉由攪拌器進行攪拌，且滴加25℃的水，以到達聚胺基甲酸酯樹脂凝膠化而白濁不會消失的時刻所需要的滴加水量(ml)來表示。該值越高，則意味著親水性越高。
聚胺基甲酸酯樹脂較佳為凝固值為1(ml)~20(ml)，更佳為3(ml)~15(ml)。若凝固值為上述範圍內，則容易獲得良好的氣泡形狀。
(模數(modulus))
模數是表示樹脂的硬度的指標，是將使無發泡的樹脂片伸長100%時(伸長至原長度的2倍時)所施加的負荷除以單位面積而得的值(以下有時稱為100%模數)。該值越高，則意味著為越硬的樹脂。
聚胺基甲酸酯樹脂較佳為具有1 MPa~20 MPa的樹脂模數，更佳為5 MPa~10 MPa。若樹脂模數為上述範圍內，則可獲得以下效果：可根據研磨墊所要求的適度的彈性特性而高效且高品質地研磨被研磨物的效果等。若樹脂模數過低，則研磨墊的表面過於追隨被研磨物的表面的凹凸，而難以獲得研磨平坦性；反之若樹脂模數過高，則容易招致刮痕，因此欠佳。
<含有聚胺基甲酸酯樹脂的溶液的製備步驟>
接著，在可溶解聚胺基甲酸酯樹脂的水混和性有機溶劑中，溶解聚胺基甲酸酯樹脂而獲得含有聚胺基甲酸酯樹脂的溶液。
上述有機溶劑若可溶解聚胺基甲酸酯樹脂且為水混和性，則可無特別限制地使用。例子可列舉：N,N-二甲基甲醯胺(dimethyl formamide，DMF)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、四氫呋喃(tetrahydrofuran，THF)、二甲基亞碸(dimethyl sulfoxide，DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(N-methyl-pyrrolidone，NMP)、丙酮等。這些中，較佳為使用DMF或DMAc。
另外，在上述有機溶劑中溶解聚胺基甲酸酯樹脂時，可添加碳黑、發泡助劑、界面活性劑等。在使用碳黑時，較佳為在含有聚胺基甲酸酯樹脂的溶液中含有1質量%~5質量%的碳黑，更佳為含有1質量%~2質量%的碳黑。若在上述範圍內含有碳黑，則發泡形狀穩定化而較理想。
含有聚胺基甲酸酯樹脂的溶液中的聚胺基甲酸酯樹脂濃度，較佳為15質量%~50質量%，更佳為17質量%~40質量%。 若聚胺基甲酸酯樹脂濃度為上述範圍內的濃度，則含有聚胺基甲酸酯的溶液具有適度的流動性，在後續的塗佈步驟中，可均勻地塗佈於成膜基材上。另外較佳為，在混合溶液中以不產生白濁的程度，相對於樹脂固體成分而預先添加1質量%~20質量%的水。
<塗佈步驟>
藉由刮刀塗佈機(knife coater)、反向塗佈機(reverse coater)等，將上述製備步驟中所得的含有聚胺基甲酸酯樹脂的溶液，以大致均勻的方式連續地塗佈於成膜基材上。成膜基材若為本技術領域中通常可用的基材，則可無特別限制地使用。例子可列舉：聚酯膜、聚烯烴膜等具有可撓性的高分子膜、使彈性樹脂含浸固著的不織布等，其中較佳為使用聚酯膜。
<濕氣體處理步驟>
本說明書及申請專利範圍中，濕氣體是指包含水蒸氣或濕氣的氣體。
本發明的研磨墊的製造方法的特徵在於：將含有聚胺基甲酸酯樹脂的溶液塗佈於成膜基材上後，進行濕氣體處理。濕氣體處理例如只要將塗佈了含有聚胺基甲酸酯樹脂的溶液的基材平置，使用恆溫恆濕器等在加濕條件下使其暴露固定時間即可。
濕氣體處理在常壓(1氣壓)下、10℃~80℃的溫度下進行，較佳為15℃~60℃，更佳為20℃~40℃，尤佳為20℃~30℃。
另外，濕氣體處理中的濕度是相對濕度為65%~100% 的環境，較佳為80%~100%，更佳為90%~100%，尤佳為95%~100%。
若溫度及相對濕度為上述範圍內，則可容易地製造不進行表面研削處理便可在表面設置有開口部的聚胺基甲酸酯樹脂片及研磨墊。
濕氣體處理進行2分鐘以上，較佳為進行2分鐘~60分鐘，更佳為進行3分鐘~60分鐘。在處理時間短於2分鐘時，無法充分獲得濕氣體處理的效果，另一方面，即便進行長於60分鐘的處理，效果不會在此之上提高太高，經濟上的優點小。
濕氣體處理所用的濕氣體可使用：使與下述凝固步驟中所用的凝固液相同的液體成為氣體者。這些中，特佳為使用水蒸氣。
<凝固步驟>
濕氣體處理後，將塗佈了含有聚胺基甲酸酯樹脂的溶液的基材，浸漬於以對於聚胺基甲酸酯樹脂為不良溶劑的水為主成分的凝固液中。
凝固液可使用：水、水與二甲基甲醯胺(Dimethylformamide，DMF)等極性溶劑的混合溶液等。其中，較佳為水或水與DMF等極性溶劑的混合溶液。極性溶劑可列舉：溶解聚胺基甲酸酯樹脂時所用的水混和性有機溶劑，例如DMF、DMAc、THF、DMSO、NMP、丙酮。另外，混合溶劑中的極性溶劑的濃度較佳為0.5質量%~30質量%。
凝固液的溫度或浸漬時間並無特別限制，例如在5℃~80℃下浸漬5分鐘~60分鐘即可。
<清洗乾燥步驟>
將藉由凝固浴凝固而得的片狀聚胺基甲酸酯樹脂自成膜基材剝離後或不剝離，進行清洗、乾燥處理。
藉由清洗處理，將殘留於聚胺基甲酸酯樹脂中的有機溶劑除去。用於清洗的清洗液可列舉水。
清洗後，將聚胺基甲酸酯樹脂進行乾燥處理。乾燥處理只要藉由先前進行的方法進行即可，例如在80℃~150℃下在乾燥機內乾燥5分鐘~60分鐘左右即可。經過上述步驟，可獲得聚胺基甲酸酯樹脂片。
本發明的研磨墊可為僅包含聚胺基甲酸酯樹脂片的研磨層的單層結構，亦可包含在與研磨層的研磨面相反的面側貼合其他層(下層、支持層)的多層。其他層的特性並無特別限定，較佳為在研磨層的相反的面側貼合較研磨層更硬(A硬度更高)的層。藉由設置較研磨層更硬的層，而可避免研磨壓盤的微小的凹凸對研磨面的形狀造成影響，而使研磨平坦性進一步提高。另外，藉由研磨布的剛性總體變高，而可抑制將研磨布貼合於壓盤時的皺褶的產生等。
在具有多層結構時，使用雙面膠帶或黏接劑等將多層彼此根據需要一邊加壓，一邊黏接、固定即可。此時所用的雙面膠帶或黏接劑並無特別限制，可在本技術領域中自公知的雙面膠帶 或黏接劑中任意選擇而使用。
而且，本發明的研磨墊可根據需要對研磨層的表面及/或背面進行研削處理，或對表面實施溝槽加工或壓紋加工，亦可使基材及/或黏著層與研磨層貼合，還可具備透光部。
研削處理的方法並無特別限制，可藉由公知的方法進行研削。具體而言可列舉藉由砂紙的研削。
溝槽加工及壓紋加工的形狀並無特別限制，例如可列舉：晶格型、同心圓型、放射型等形狀。
在使用本發明的研磨墊時，將研磨墊以研磨層的研磨面與被研磨物相對的方式安裝於研磨機的研磨壓盤。並且，一邊供給糊劑一邊使研磨壓盤旋轉，而對被研磨物的加工表面進行研磨。
藉由本發明的研磨墊進行加工的被研磨物可列舉：硬碟(hard disk)用玻璃基板或鋁基板、薄型顯示器用母玻璃、半導體晶圓、半導體裝置等。其中本發明的研磨墊可較佳地用於加工硬碟用玻璃基板或鋁基板。
另外，本發明的研磨墊由於在研磨表面設置開口部，因此即便不進行表面研削亦可研磨被研磨物，但並不妨礙進行表面研削(拋光處理)或將表面切片而除去。
<<研磨墊>>
本發明的研磨墊具備片狀聚胺基甲酸酯樹脂(以下有時稱為聚胺基甲酸酯樹脂片)，上述聚胺基甲酸酯樹脂片具有30~70的A硬度、5%~20%的開口面積比率、2 μm~30 μm的平均開口 徑、及10 μm以下的表面粗糙度。另外，該研磨墊在聚胺基甲酸酯樹脂中大致均勻地形成有大致球狀的微氣泡(圖1)。
(A硬度)
在本說明書及申請專利範圍中，A硬度是依據JIS K7311而測定的值。
本發明的研磨墊中的聚胺基甲酸酯樹脂片的A硬度，為30度~70度的範圍內，在用於研磨的精加工步驟時，較佳為30度~60度，更佳為30度~50度。
若A硬度小於上述範圍，則由於彈性極大，而與被研磨物接觸時墊自身會大大地變形，而平坦化性能惡化。另一方面，若A硬度大於上述範圍，則由於缺乏彈性而產生刮痕。
(開口面積比率)
在本說明書及申請專利範圍中，開口面積比率是指開口面積相對於整個研磨表面的面積的比例(%)。
本發明的研磨墊中的聚胺基甲酸酯樹脂片的開口面積比率為5%~20%的範圍內，較佳為5%~18%，更佳為5%~15%。
若開口面積比率為上述範圍內，則起動性能高，即便不進行表面研削處理亦可自研磨初始階段穩定地研磨。另外，由於無需除去研磨表面，因此可將研磨面保持為平坦狀，藉此可提高被研磨物的平坦性。
(平均開口徑)
在本說明書及申請專利範圍中，平均開口徑是將未進行 表面研削處理的研磨墊的表面圖像進行二值化處理，根據各開口部分的面積與個數算出的等效圓直徑的平均值。
本發明的研磨墊中的聚胺基甲酸酯樹脂片的平均開口徑為2 μm~30 μm的範圍內，較佳為2 μm~20 μm，更佳為2 μm~10 μm，尤佳為2 μm~6 μm。
若平均開口徑為上述範圍內，則可進行面品質高的研磨。
(微氣泡)
本發明的研磨墊在整個聚胺基甲酸酯樹脂片大致均勻地具有大致球狀的微氣泡，但該微氣泡的平均氣泡徑只要平均開口徑為上述範圍內，則並無特別限制，較佳為與平均開口徑相同的數值範圍。即，平均氣泡徑較佳為2 μm~30 μm的範圍內，更佳為2 μm~20 μm，尤佳為2 μm~10 μm，特佳為2 μm~6 μm。
(表面粗糙度)
在本說明書及申請專利範圍中，表面粗糙度是指研磨墊表面的凹凸的高低不均的平均值。
本發明的研磨墊較佳為聚胺基甲酸酯樹脂片的(研磨)表面粗糙度為10 μm以下，更佳為5 μm以下。若表面粗糙度為上述範圍內，則可自研磨初始階段穩定地研磨。
滿足上述各特性的研磨墊可藉由各種方法進行製造，例如可藉由已述的包括特定的濕氣體處理步驟的方法進行製造。
(作用效果)
現有的研磨墊由於不進行濕氣體處理而製造，因此聚胺基甲酸酯樹脂片表面未進行開口。若在研磨墊的研磨表面未開口的狀態下進行研磨，則所產生的研磨屑會直接抵接被研磨物，導致產生大量的刮痕。另外，若未開口，則糊劑不會滲入墊內，因此糊劑難以保持於墊上，而研磨速率惡化。此時糊劑在研磨墊表面上不會均等地流動，因此研磨均勻性亦惡化。若重複研磨數次，則墊表面亦被研削而形成開口，因此雖然會緩慢消除上述缺點，但直至消除為止需要時間，因此起動(start)差。
因此，如現有技術所記載般，藉由拋光處理等，將形成於聚胺基甲酸酯樹脂片的表面的表層除去，而在使用前需要預先形成開口部。
然而，若藉由拋光處理等對研磨表面進行加工，則在表面產生凹凸，因此研磨墊的平坦性惡化，而對被研磨物的平坦性造成不良影響。
相對於此，本發明的研磨墊由於實施濕氣體處理，因此所得的聚胺基甲酸酯樹脂片的表面(研磨面)已開口(參照圖1)。因此，研磨時難以產生刮痕，而且起動性能優異。另外，在使用前無需另外實施拋光處理，因此與現有的研磨墊相比，亦可提高被研磨物的平坦性。
而且，本發明的研磨墊由於在凝固處理前實施濕氣體處理，因此濕氣體處理中溶劑的一部分與水置換，而可提高含有胺基甲酸酯樹脂的溶液的黏度。黏度升高的聚胺基甲酸酯樹脂，藉 由凝固浴而凝固時，胺基甲酸酯樹脂隨著水的滲透而難以在表層凝聚，因此不會形成大氣泡，而可容易形成大致均勻的微氣泡(參照圖1)。
其結果是，研磨墊表面形狀的經時性變化變小，因此可減小研磨速率的經時變化，並且亦可良好地維持研磨均勻性。另外，亦可降低刮痕的產生。
[實施例]
[實施例1]
如下述表1所示，在包含凝固值5、100%模數9 MPa的聚醚系聚胺基甲酸酯樹脂(30份)及DMF(70份)的溶液100份中，另外添加DMF60份、水5份及碳黑2份，進行混合而獲得含有樹脂的溶液。
使用設定間隙為1.5 mm的反向塗佈機，在聚酯膜上澆鑄所得的含有樹脂的溶液。然後，將澆鑄了含有樹脂的溶液的聚酯膜平置，使用恆溫恆濕器(三洋電機(股)製造的MTH-4200)，在25℃、相對濕度99%的水蒸氣環境下暴露30分鐘。30分鐘後，將該膜浸漬於凝固浴(凝固液為水)中，使該含有樹脂的溶液凝固後，進行清洗、乾燥而獲得樹脂片。使所得的樹脂片與雙面膠帶貼合而獲得研磨墊。另外，在表1、表2中，只要無特別說明，「份」是指質量份。
[實施例2]
將實施例1的樹脂製成凝固值4、100%模數9 MPa的聚 碳酸酯系聚胺基甲酸酯樹脂的30%DMF溶液，除此以外，以與實施例1相同的方式，製造研磨墊。
[實施例3~實施例7及比較例1~比較例2]
在包含凝固值11、100%模數6 MPa的聚酯系聚胺基甲酸酯樹脂(30份)及DMF(70份)的溶液100份中，另外添加混合DMF55份、水5份、碳黑2份，而獲得含有樹脂的溶液。使用設定間隙為1.5 mm的反向塗佈機，在聚酯膜上澆鑄所得的含有樹脂的溶液。然後，將澆鑄了含有樹脂的溶液的聚酯膜平置，使用恆溫恆濕器(三洋電機(股)製造的MTH-4200)，在25℃、相對濕度99%的水蒸氣環境下暴露。暴露時間如表2所示。然後，將膜浸漬於凝固浴(凝固液為水)中，使該含有樹脂的溶液凝固後，進行清洗、乾燥，而獲得樹脂片。使所得的樹脂片與雙面膠帶貼合而獲得研磨墊。
[比較例3~比較例4]
比較例3中藉由第60號研磨粒的砂紙研削除去所得的樹脂片的表層，來代替進行濕氣體處理，除此以外，以與實施例3~實施例7相同的方式，製造研磨墊。
比較例4中藉由DMF對所得的樹脂片的表層進行數秒處理，然後立即用水進行清洗，來代替進行濕氣體處理，除此以外，以與比較例1相同的方式，製造研磨墊。
[比較例5~比較例7]
比較例5、比較例6、比較例7是將凝固浴變更為 50%DMF水溶液而非水，除此以外，分別以與比較例1、比較例3、比較例4相同的方式，製造研磨墊。
<物性評價>
蕭氏A硬度的測定是自發泡片切出試樣片(10 cm×10 cm)，以厚度為4.5 mm以上的方式，重疊多片試樣片，藉由A型硬度計(日本工業標準、JIS K 7311)進行測定。例如在1片試樣片的厚度為1.4 mm時，重疊4片進行測定。
平均開口徑(μm)及開口面積比率(%)的測定，是藉由掃描型電子顯微鏡(日本電子股份有限公司製造、JSM-5500LV)，將約5 mm平方的範圍放大1000倍，並觀察9個部位。將其圖像藉由圖像處理軟體(Image Analyzer V20LAB Ver.1.3、尼康(Nikon)製造)進行二值化處理，而確認開口個數 (氣泡個數)，根據各開口(氣泡)的面積算出等效圓直徑及其平均值作為平均開口徑。另外，算出5 mm平方的範圍中的開口(氣泡)的面積比例作為開口面積比率(%)。另外，將氣泡徑的臨界(cut-off)值(下限)設為11 μm，並將干擾成分除外。
研磨表面的表面粗糙度是使用Surfcom 480A(東京精密製造)，在測定長度60 mm、拉伸速度3.0 mm/s、觸針型的條件下，測定研磨墊的長度、寬度方向的表面粗糙度(測定數：N=4)。
將其結果表示於表1~表3。
<研磨試驗>
對各實施例及比較例的研磨墊，在以下的研磨條件下進行研磨加工，測定研磨速率、研磨均勻性及刮痕的有無。被研磨物是使用在12英吋的矽晶圓上藉由化學氣相層積(Chemical vapor deposition，CVD)而以絕緣膜的厚度成為1 μm的方式形成有四乙氧基矽烷的基板(均勻性(CV%)為13%)。以25片基板為標準進行研磨，根據第1片、第10片、第25片的研磨速率以及研磨均勻性評價速率的穩定性。
(研磨速率)
研磨速率是以厚度(nm)表示每1分鐘的研磨量者，對研磨加工前後的基板的絕緣膜，根據各17個部位的厚度測定結果求出平均值。另外，厚度測定是藉由光學式膜厚膜質測定器(KLA Tencor(科磊)公司製造、ASET-F5x)的DBS模式進行測定。
(研磨均勻性)
研磨均勻性是根據上述17個部位的厚度測定結果的不均(標準偏差÷平均值)而求出。
(刮痕的有無)
在刮痕的評價中，將25片基板反覆依序研磨3次，對研磨加工後的第21片~第25片的5片基板，藉由無圖案的晶圓表面檢查裝置(KLA Tencor公司製造、Surfscan SP1DLS)的高感光度測定模式進行測定，評價基板表面中的刮痕的有無。
另外，上述試驗中所用的研磨條件如以下所述。
‧使用研磨機：荏原製作所公司製造、F-REX300。
‧轉速：(壓盤)70 rpm、(頂環(top ring))71 rpm。
‧研磨壓力：220 hPa。
‧研磨劑：卡博特(Cabot)公司製造、商品編號：SS25(使用SS25原液：純水=1：1的混合液)。
‧研磨劑溫度：30℃。
‧研磨劑噴出量：200 ml/min。
‧使用工件(被研磨物)：在12英吋φ矽晶圓上藉由CVD而以絕緣膜成為1 μm的厚度的方式形成有四乙氧基矽烷的基板。
‧研磨時間：60秒/各次。
‧修整：(研磨布貼附後)10 min。
在商品價值上，按以下方式評價研磨試驗的結果。
研磨速率是將200以上(nm/min)評價為A，將190以 上~小於200(nm/min)評價為B，將小於190(nm/min)評價為C。
研磨均勻性是將7.0以下(CV%)評價為A，將超過7.0~8.0以下(CV%)評價為B，將超過8.0(CV%)評價為C。
刮痕的有無是將無(0片)評價為A，將有(1片以上)評價為C。
並且，將研磨速率、研磨均勻性及刮痕的有無的結果全部為A的樣品評價為較佳例(實施例)，將有1個B或C的樣品評價為本發明中欠佳的例(比較例)。
<結果>
將實施例1~實施例7及比較例1~比較例7中所得的研磨墊的剖面照片、研磨表面照片表示於圖2~圖15。
圖2~圖3中，(a)~(d)如以下所述。
(a)剖面放大照片(100倍)、(b)剖面放大照片(1000倍)、(c)表面放大照片(100倍)、(d)將研磨墊表面進行俯視攝影的放大照片(以下在本說明書中簡稱為表面放大照片)(1000倍)。
圖4中，(a)~(e)如以下所述。
(a)剖面放大照片(100倍)、(b)研磨表面附近的剖面放大照片(1000倍)、(c)距研磨表面最近的剖面放大照片(5000倍)、(d)表面放大照片(100倍)、(e)表面放大照片(1000倍)。
圖5~圖10中，(a)~(b)如以下所述。
(a)剖面放大照片(100倍)、(b)表面放大照片(100倍)。
圖11~圖12中，(a)~(e)如以下所述。
(a)剖面放大照片(100倍)、(b)研磨表面附近的剖面放大照片(1000倍)、(c)距研磨表面最近的剖面放大照片(5000倍)、(d)表面放大照片(100倍)、(e)表面放大照片(1000倍)。
圖13~圖15中，(a)~(f)如以下所述。
(a)剖面放大照片(100倍)、(b)剖面放大照片(300倍)、(c)距研磨表面最近的剖面放大照片(1000倍)、(d)距研磨表面最近的剖面放大照片(5000倍)、(e)表面放大照片(100倍)、(f)表面放大照片(1000倍)。
(結果1)
根據圖4可明白，未進行濕氣體處理的現有的研磨墊(比較例1)，研磨表面未開口。因此，起動性能差，且產生刮痕。而且，研磨速率或研磨均勻性亦劣化。
(結果2)
藉由砂紙對以與比較例1相同的方式獲得的樹脂片的研磨表面進行處理而得的現有的研磨墊(比較例3)，如圖11所示般導致在研磨表面產生凹凸，研磨均勻性差，且研磨速率亦無法獲得充分的數值。
同樣，藉由DMF對以與比較例1相同的方式獲得的樹脂片的研磨表面進行處理而得的現有的研磨墊(比較例4)，如圖 12所示般研磨表面未開口，結果是研磨速率、研磨均勻性、刮痕的有無的任一種均劣化。
(結果3)
另一方面，根據圖2~圖3、圖6~圖10可明白，進行了3分鐘~60分鐘的濕氣體處理的實施例1~實施例7的研磨墊，具有5%~20%的開口面積比率及2 μm~30 μm的平均開口徑。因此，不進行表面研削處理便可將被研磨物進行研磨，因此結果是起動性能高，亦不產生刮痕，研磨速率、研磨均勻性亦優異。
(結果4)
實施例3~實施例7的研磨墊在樹脂片內部具有大致球狀的微氣泡，相對於此，比較例1、比較例3、比較例4在研磨墊的樹脂片內部具有淚狀的大氣泡。
因此，將比較例5~比較例7與比較例1、比較例3、比較例4進行對比，而研究實施例3~實施例7及比較例1、比較例3、比較例4中的效果的差異，是否僅由樹脂片內部的氣泡結構的差異引起而非研磨表面的結構引起。
如圖13~圖15所示般，比較例5~比較例7的研磨墊與實施例3~實施例7同樣在樹脂片內部具有大致球狀的微氣泡。然而，比較例5~比較例7的研磨墊是比較例5、比較例6中研磨均勻性與比較例1、比較例3相比分別稍有提高者，除此以外，成為與具有淚狀的大氣泡的比較例1、比較例3、比較例4同樣的結果。即，研磨速率、研磨均勻性的任一種均比實施例3~實 施例7劣化，研磨表面未開口的比較例5、比較例7中，起動差，且亦產生刮痕。
根據以上方面可理解，為了獲得本發明的效果，特別重要的是即便不實施表面研削處理等而研磨表面亦已開口。
[產業上之可利用性]
本發明的研磨墊由於研磨表面具有5%~20%的開口面積、2 μm~30 μm的平均開口徑，因此無需表面研削等開口處理。其結果是研磨面的平坦性變高，並可提高被研磨物的平坦性。另外，由於在厚度方向具有均勻的微細氣泡，因此研磨速率的經時變化少，研磨均勻性亦良好。而且，由於可利用現有的濕式成型法，因此可不經過煩雜的步驟便可製造。因此，在產業上非常有益。

Claims (4)

  1. 一種研磨墊的製造方法，其包括：塗佈步驟，將含有聚胺基甲酸酯樹脂的溶液塗佈於成膜基材上；濕氣體處理步驟，在上述塗佈步驟後，將聚胺基甲酸酯樹脂在溫度10℃~80℃、相對濕度65%~100%的環境下暴露2分鐘以上；以及凝固步驟，將進行了上述濕氣體處理的聚胺基甲酸酯樹脂浸漬於凝固液中而使其凝固。
  2. 如申請專利範圍第1項所述研磨墊的製造方法，其中上述濕氣體處理步驟中的溫度為20℃~40℃。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述研磨墊的製造方法，其中上述含有聚胺基甲酸酯樹脂的溶液中的聚胺基甲酸酯樹脂濃度為15質量%~50質量%。
  4. 一種研磨墊，具備具有大致球狀的氣泡的聚胺基甲酸酯樹脂片，其特徵在於：上述聚胺基甲酸酯樹脂片具有30度~70度的A硬度、5%~20%的開口面積比率、2 μm~30 μm的平均開口徑、及10 μm以下的表面粗糙度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015037606A1 (ja) * 2013-09-11 2015-03-19 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド及びその製造方法
JP6311186B2 (ja) * 2014-04-04 2018-04-18 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド及びその製造方法
WO2019065718A1 (ja) * 2017-09-26 2019-04-04 学校法人東洋大学 熱中症の予防、軽減及び／又は治療のための組成物
JP7471064B2 (ja) * 2019-09-04 2024-04-19 富士紡ホールディングス株式会社 クリーニングシート及びそれを用いたクリーニング方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62156365A (ja) * 1985-12-27 1987-07-11 Kanebo Ltd スエード様シート材からなる研磨布の製造方法
JP5544131B2 (ja) * 2009-09-03 2014-07-09 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド
JP5544213B2 (ja) * 2010-04-26 2014-07-09 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッドおよび研磨パッドの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI775047B (zh) * 2019-05-21 2022-08-21 南韓商Ｓｋｃ索密思股份有限公司 具有改良交聯密度之研磨墊、用於製備該研磨墊之方法及用於製備半導體裝置的方法

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