TW201347909A - 硏磨墊及硏磨墊的製造方法 - Google Patents

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Ryuma Matsuoka
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Abstract

本發明提供一種研磨墊的製造方法及研磨墊，該研磨墊用於精加工，可實現研磨損傷少的研磨且可形成穩定的膜，該研磨墊是於成膜基材上具有聚胺基甲酸酯樹脂膜作為研磨層的研磨墊，上述研磨墊的特徵在於：上述研磨層包含研磨漿料保持部與研磨漿料流路部，上述研磨漿料保持部具有氣泡，相對於此，研磨漿料流路部不具有氣泡，此外，相對於聚胺基甲酸酯樹脂膜總質量，上述研磨層包含0.5質量%~6質量%的疏水性球狀氧化矽。

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其製造方法，尤其是有關於抑制裸矽(bare silicon)、半導體裝置、磁碟產生缺陷(defect)的精加工用研磨墊及其製造方法。
半導體裝置等的研磨所使用的研磨墊大致分為硬質、軟質，硬質的主流是一面使胺基甲酸酯預聚物的鏈伸長一面進行成形的乾式法，軟質的主流是將胺基甲酸酯樹脂溶液在凝固浴中成形並進行乾燥的濕式法。近年來，對被研磨物要求高度的平坦性、高度的均勻性(uniformity)，於精加工研磨步驟等中利用軟質研磨墊的實例(case)正在增加。
尤其是於裸矽、半導體裝置、磁碟的精加工研磨步驟中，期待研磨量、研磨平坦性優異，與此同時也期待抑制研磨損傷(也稱為缺陷或刮痕(scratch))的產生。先前，精加工研磨步驟一直使用以濕式胺基甲酸酯樹脂膜為研磨層的研磨墊(例如參照專利文獻1、專利文獻2)，但存在產生缺陷的問題。
另外，先前已提出了對於精加工研磨步驟所使用的研磨 墊設置用以光學性地、視覺性地檢測研磨終點的透光部，例如提出有：使用可賦予透光性的熱塑性樹脂而設置透光部(專利文獻3)、或者使研磨漿料(slurry)用的凹槽部成為透光性(專利文獻4、專利文獻5)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平2-220838號公報
[專利文獻2]日本專利特開2011-067923號公報
[專利文獻3]日本專利特開2002-324770號公報
[專利文獻4]日本專利特開2005-001059號公報
[專利文獻5]日本專利特開2005-340718號公報
先前的以聚胺基甲酸酯樹脂膜為研磨層的濕式研磨墊存在易導致研磨損傷的問題。本發明者等人查明：於使聚胺基甲酸酯樹脂膜成膜時，若除構成研磨層的聚胺基甲酸酯樹脂以外，還添加成膜助劑或碳黑(carbon black)等添加劑，則該等成分中的不溶於可溶解樹脂的極性溶劑中的成分會助長研磨損傷。得知尤其是碳黑是以改進彈性特性或提高研磨穩定性等為目的而調配於研磨層中，但成為研磨損傷的主要原因。
另外，由於碳黑的添加及發泡結構會使聚胺基甲酸酯樹脂膜成為不透過性，故而為了設置光學性地、視覺性地檢測研磨終點的區域，需要切除一部分研磨層。削除一部分研磨層會產生如下問題：使研磨墊的製作步驟變得煩雜，並且自窗口構件的接合部分發生漏液等。
另一方面，構成研磨層的聚胺基甲酸酯樹脂若不添加碳黑，則存在成膜性變差、難以獲得均勻的發泡形狀的問題。
因此，本發明的目的在於提供一種可克服上述缺點，而實現研磨損傷少的研磨的精加工用研磨墊。
此外，本發明的目的在於提供一種實現研磨損傷少的研磨且具有無漏液的終點檢測區域的精加工用研磨墊。
本發明是藉由以下的研磨墊及其製造方法而解決上述課題。
(1)一種研磨墊，其是於成膜基材上具有聚胺基甲酸酯樹脂膜作為研磨層的研磨墊，上述研磨墊的特徵在於：上述研磨層包含研磨漿料保持部與研磨漿料流路部，上述研磨漿料保持部具有氣泡，相對於此，上述研磨漿料流路部不具有氣泡，此外，相對於聚胺基甲酸酯樹脂膜總質量(固體成分質量)，上述研磨層包含0.5質量%~6質量%的疏水性球狀氧化矽(silica)。
(2)如上述(1)所述之研磨墊，其中上述研磨漿料流路部的至少一部分具有對可見光的吸光度小於60%的透光區域。
(3)如上述(1)或(2)所述之研磨墊，其中上述聚胺基甲酸酯樹脂具有220℃以下的流動起始溫度。
(4)如上述(1)至(3)中任一項所述之研磨墊，其中上述疏水性球狀氧化矽為表面經烷基化的氧化矽。
(5)一種研磨墊的製造方法，其是於成膜基材上具有聚胺基甲酸酯樹脂膜作為研磨層的研磨墊的製造方法，上述研磨墊的製造方法的特徵在於：形成將聚胺基甲酸酯樹脂、與相對於上述聚胺基甲酸酯樹脂膜總質量(固體成分質量)為0.5質量%~6質量%的疏水性球狀氧化矽溶解於溶劑中而成的樹脂溶液；藉由濕式凝固法使上述樹脂溶液於成膜基材上成膜而製作研磨層；以及藉由對上述研磨層的一部分進行壓紋加工而製作無氣泡的研磨漿料流路部。
藉由本發明的研磨墊及其製造方法，由碳黑引起的不溶解成分的局部存在、凝聚等獲得減輕，可減少研磨損傷。另外，藉由包含疏水性球狀氧化矽，即便無碳黑或其他發泡控制助劑或成膜穩定助劑也可進行穩定的成膜。
另外，本發明的研磨墊不含碳黑，此外於研磨漿料流路部無氣泡，因此流路部成為透光性，藉此發揮可於不切除一部分研磨層的情況下確認研磨終點的效果。
圖1表示實施例1的研磨墊的流路部的掃描式電子顯微鏡 (Scanning Electron Microscope，SEM)照片(30倍)。
圖2表示實施例2的研磨墊於成膜後的SEM照片(200倍)。
圖3表示比較例3的研磨墊於成膜後的SEM照片(200倍)。
以下，說明用以實施本發明的實施方式。
1.研磨墊
本發明的研磨墊的一實施方式是於成膜基材上具有聚胺基甲酸酯樹脂膜作為研磨層的一種研磨墊，上述研磨墊的特徵在於：
上述研磨層包含研磨漿料保持部與研磨漿料流路部，上述研磨漿料保持部具有氣泡，相對於此，研磨漿料流路部不具有氣泡，
此外，相對於聚胺基甲酸酯樹脂膜總質量，上述研磨層包含0.5質量%~6質量%的疏水性球狀氧化矽。
於本發明的研磨墊中，所謂成膜基材，是發揮研磨墊的基體的作用的材料，只要為本技術領域中通常使用的基材，則可無特別限制地使用。作為例子，可列舉：聚酯(polyester)膜、聚烯烴(polyolefin)膜等具有可撓性的高分子膜，含浸固著有彈性樹脂的不織布等，其中較佳為使用聚酯膜。基材厚度較佳為250μm以下，更佳為50μm~250μm。另外，也可使用視需要對所使用的聚酯膜實施有消光加工(於膜表面上投射(噴附)微細的砂而對表面賦予凹凸的技術)的成膜基材。
本發明的研磨墊的研磨層包含聚胺基甲酸酯樹脂作為主成分。於本說明書中，所謂作為「主成分」包含，意指相對於膜乾燥質量而包含50質量%以上，更佳為包含80質量%以上，進 而較佳為包含90質量%以上，最佳為由聚胺基甲酸酯樹脂所構成。
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(polyether)系、或聚碳酸酯(polycarbonate)系樹脂。
作為聚酯系樹脂，可列舉乙二醇(ethylene glycol)或丁二醇(butylene glycol)等與己二酸(adipic acid)等的聚酯多元醇(polyesterpolyol)、與二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯(diphenylmethane-4,4'-diisocyanate)等二異氰酸酯的聚合物。作為聚醚系樹脂，可列舉聚四亞甲基醚二醇(polytetramethylene ether glycol)或聚丙二醇(polypropylene glycol)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縮合物。作為聚碳酸酯系樹脂，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。該等樹脂也可使用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」等可於市場上獲得的樹脂，也可自行製造具有所需特性的樹脂。
本發明的研磨層於包含聚胺基甲酸酯樹脂的情況下，例如為0.3mm~3.0mm的厚度，更佳為0.3mm~2.0mm的厚度。
本發明中，聚胺基甲酸酯樹脂的流動起始溫度較佳為220℃以下，更佳為150℃~220℃。其原因在於：為了製作研磨層的研磨漿料流路部而進行壓紋加工的情況下，若為上述範圍外，則疏水性球狀氧化矽與樹脂的空隙(氣泡)未完全被填埋，無法確保透過性。
相對於聚胺基甲酸酯樹脂膜總質量，本發明的研磨層包 含0.5質量%~6質量%的疏水性球狀氧化矽，較佳為包含0.5質量%~5質量%的疏水性球狀氧化矽。於小於0.5質量%的情況下，成為發泡結構不充分、成膜不穩定的結果，從而欠佳。另外，若超過6質量%，則凝聚變得過多而導致缺陷增加，因此欠佳。
疏水性球狀氧化矽的平均粒徑例如較佳為5nm~55nm，更佳為5nm~25nm。
氧化矽具有各種晶型，具代表性的有低溫型石英(三方晶系)、高溫型石英(六方晶系、所謂水晶)、鱗矽石(Tridymite)(斜方晶系、六方晶系)、方矽石(cristobalite)(正方晶系、立方晶系)，除此以外，作為高壓變態，有柯矽石(coesite、單斜晶系)、重矽石(stishovite)(正方晶系、金紅石(rutile)結構)等。此外，有非晶質的石英玻璃，除此以外，還有膠體(colloid)狀的矽膠(silica gel)(膠體氧化矽(colloidal silica))、可於水熱條件下製作的正方矽石(Keatite)(也稱為氧化矽K；正方晶系)、藉由SiO的氧化而具有矽氧烷(siloxane)鏈的纖維狀氧化矽W、燻矽(fumed silica)等，於本發明中，就發泡助劑、減少凝聚的觀點而言，尤佳為選自燻矽或膠體氧化矽中的球狀氧化矽。
另外，於本發明中，球狀氧化矽的表面具有疏水性。氧化矽表面的疏水化方法並無特別限定，適宜採用對氧化矽表面賦予疏水性的方法，例如可藉由對表面進行烷基化處理而賦予疏水性。烷基(alkyl)通常可列舉碳數1~20左右的烷基，作為該等的具體例，例如可列舉：甲基(methyl)、乙基(ethyl)、丙基(propyl)、丁基(butyl)等碳數1~4的低級烷基，胺基丙基(aminopropyl)，十八烷基(octadecyl)等基。於本實施例中，使 用利用甲基進行烷基化處理的方法。氧化矽的製造方法是藉由使四氯化矽於氫氧焰中高溫水解而製造。所製造的氧化矽是經過脫氯化氫步驟、冷卻步驟而調整鬆密度。
疏水性的程度是於水中滴加甲醇(methanol)，由氧化矽完全濕潤時的作為甲醇濃度的M值(vol.%)表示。該值越大則疏水性越高。M值(vol.%)較佳為30~80，更佳為40~70。
本發明的研磨層除聚胺基甲酸酯樹脂與疏水性球狀氧化矽以外，還可包含成膜助劑、發泡抑制助劑等添加劑。其中，為了確保研磨漿料流路部的透光性，本發明的研磨層較佳為實質上或完全不含碳黑。
添加劑較佳為選自由成膜助劑、發泡抑制助劑所組成的群組之中。
作為成膜助劑，可列舉疏水性活性劑等。作為疏水性活性劑，例如可列舉：聚氧乙烯烷基醚(polyoxyethylene alkyl ether)、聚氧丙烯烷基醚(polyoxypropylene alkyl ether)、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、全氟烷基環氧乙烷(perfuloroalkyl ethylene oxide)加成物、甘油脂肪酸酯(glycerine fatty acid ester)、丙二醇脂肪酸酯(propylene glycol fatty acid ester)等非離子(nonion)系界面活性劑，或烷基羧酸(alkyl carboxylic acid)等陰離子(anion)系界面活性劑。
作為發泡抑制助劑，可列舉親水性活性劑等。作為親水性活性劑，例如可列舉：羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸酯鹽、磷酸酯鹽等陰離子界面活性劑。
於添加成膜助劑作為添加劑的情況下，相對於聚胺基甲 酸酯樹脂膜總質量(固體成分質量)，較佳為0.2質量%~10質量%。於添加發泡抑制助劑作為添加劑的情況下，相對於聚胺基甲酸酯樹脂膜總質量(固體成分質量)，較佳為0.2質量%~10質量%。
本發明的研磨層包含研磨漿料保持部與研磨漿料流路部。
於本說明書中，所謂研磨漿料，意指於使用研磨墊研磨半導體晶圓(wafer)等被研磨面時所使用的包含研磨劑與其他添加劑的研磨漿料。
所謂研磨漿料保持部，意指可保持上述包含研磨劑等的研磨漿料而研磨被研磨面的具有研磨墊原本的功能的區域。
所謂研磨漿料流路部，意指用以對研磨墊與被研磨面供給研磨漿料的凹槽區域。通常以凹槽寬度0.005mm~3.0mm、凹槽深度0.1mm~2.0mm、研磨漿料保持部(land)0.1mm~5.0mm左右於研磨墊的研磨面上配置成格子狀、或同心圓狀，但本發明並不限制於此。只要為具有於研磨中將漿料供給至研磨面或使漿料自研磨面排出的功能的區域即可。
研磨漿料保持部(land)於研磨層中所占的面積比較佳為30%~90%，更佳為40%~85%。
於本發明的研磨墊的研磨層中，研磨漿料保持部具有氣泡，相對於此，研磨漿料流路部不具有氣泡。另外，較佳為研磨漿料保持部與研磨漿料流路部是由同一聚胺基甲酸酯樹脂膜一體地形成。
本發明的研磨層是藉由通常的濕式凝固法進行成膜而成的聚胺基甲酸酯樹脂膜，因此具有由濕式凝固法所形成的氣 泡。即，藉由濕式凝固法所獲得的特徵性的截面具有淚狀連續氣泡。
另一方面，研磨漿料流路部是在形成聚胺基甲酸酯樹脂膜後進行壓紋加工而形成，因此疏水性球狀氧化矽與樹脂之間的空隙(氣泡)被填埋，從而實質上不具有氣泡。關於有無氣泡，可利用SEM或電荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)，從截面觀察圖像以目視進行確認。
可將上述無氣泡的研磨漿料流路部的至少一部分或全部用作用以光學性地、視覺性地檢測研磨終點的透光區域。透光區域的吸光度較佳為小於60%，更佳為小於40%，進而較佳為小於10%。若吸光度60%以上，則檢測精度下降，因此欠佳。
於本發明中，聚胺基甲酸酯樹脂的凝固值(將水作為不良溶劑)較佳為8~20的範圍，更佳為10~20。
所謂凝固值，是製作以含樹脂溶液的樹脂成為1質量%的方式利用以下步驟的含樹脂溶液中所使用的溶劑進行稀釋而成的含稀釋樹脂溶液，一面將該溶液100g的溫度調整為25℃，一面利用攪拌器(stirrer)進行攪拌，同時滴加25℃的不良溶劑，以到達聚胺基甲酸酯樹脂發生凝膠化、白濁消失的時刻所需的滴加水量(ml)表示。於本發明中，不良溶劑可定義為降低溶解度的溶劑。作為對聚胺基甲酸酯樹脂而言為不良溶劑的例子，可列舉：水、低級醇、低碳數的酮類等，較佳為水。
若聚胺基甲酸酯樹脂的凝固值處於上述範圍內，則與漿料的親和性高、漿料循環變得順利，因此較佳。
另外，本發明的聚胺基甲酸酯樹脂膜的蕭氏A硬度較佳 為40°以下，更佳為10°~40°。
若A硬度小於上述範圍，則彈性變得極大，因此與被研磨物接觸時墊本身變大變形，平坦化性能變差。另一方面，若大於上述範圍，則缺乏彈性，從而導致產生缺陷。
另外，本發明的聚胺基甲酸酯樹脂膜的發泡個數較佳為100個/mm2以上，更佳為100個/mm2~500個/mm2。於本說明書中，所謂「發泡個數」，意指每單位面積的研磨層表面(研削處理後)的氣泡個數。「發泡個數」例如可利用電子顯微鏡等放大表面並使用圖像處理軟體進行測定。
本發明的研磨墊中的聚胺基甲酸酯樹脂膜的開口面積比率較佳為處於20%以上的範圍內，更佳為25%以上。本說明書中，所謂開口面積比率，意指開口面積相對於研磨層表面(研削處理後)的總面積的比率(%)。開口面積比率(%)的測定例如可由利用掃描型電子顯微鏡觀察獲得的某一定面積中的開口部(氣泡)的面積而求出。
本發明的研磨墊中的聚胺基甲酸酯樹脂膜的平均開口直徑較佳為處於20μm~50μm的範圍內。若平均開口直徑處於上述範圍內，則可進行面品質高的研磨。於本說明書中，所謂平均開口直徑，是利用顯微鏡(microscope)(VH-6300，基恩士(KEYENCE)製造)將墊表面的約1.3mm見方的範圍(凹槽或壓紋部分除外)放大至175倍進行觀察，藉由圖像處理軟體(圖像分析儀(Image Analyzer)V20LAB Ver.1.3，尼康(Nikon)製造)對所得的圖像進行二值化處理而確認氣泡個數，另外，由各氣泡的面積算出投影面積直徑及其平均值(平均氣泡直徑)。此外，將 氣泡直徑的臨界值(cutoff value)(下限)設為10μm，將雜訊成分(noise component)排除在外。
本發明的聚胺基甲酸酯樹脂較佳為具有1MPa~20MPa的樹脂模數(modulus)，更佳為3MPa~10MPa。所謂樹脂模數，是表示樹脂硬度的指標，是用將無發泡的樹脂膜拉伸100%時(拉伸至原長度的兩倍時)所施加的荷重除以單位面積所得的值(以下有時稱為100%模數)。該值越高，則表示樹脂越硬。若樹脂模數處於上述範圍內，則由對研磨墊要求的適度的彈性特性，獲得可效率良好且高品質地研磨被研磨物的效果。若樹脂模數過低，則研磨墊的表面過於追隨被研磨物表面的凹凸，難以獲得研磨平坦性，相反地，若樹脂模數過高，則易導致缺陷，因此欠佳。
本發明的研磨墊可為僅包括聚胺基甲酸酯樹脂膜的研磨層的單層結構，也可包含在研磨層的與研磨面相反的面側貼合有其他層(下層、支撐層)而成的多層。其他層的特性並無特別限定，較佳為於研磨層的相反面側貼合有硬於研磨層(A硬度高)的層。藉由設置硬於研磨層的層，可避免研磨定盤的微小凹凸對研磨面的形狀造成影響，研磨平坦性進一步提高。另外，研磨布的剛性總體變高，藉此可抑制將研磨布貼附於定盤上時產生褶皺等。
另外，於本發明中，於研磨墊具有多層結構的情況下，只要使用雙面膠帶或接著劑等，視需要一面加壓一面使多層彼此接著、固定即可。此時所使用的雙面膠帶或接著劑並無特別限制，可從本技術領域中公知的雙面膠帶或接著劑中任意選擇使用。
此外，本發明的研磨墊可進行表面研削(拋光(buffing) 處理)或對表面進行切片(slice)處理而將其除去。
2.研磨墊的製造方法
本發明的研磨墊的製造方法是於成膜基材上具有聚胺基甲酸酯樹脂膜作為研磨層的研磨墊的製造方法，包括以下步驟。
步驟(a)，形成將聚胺基甲酸酯樹脂、與相對於上述聚胺基甲酸酯樹脂膜總質量(固體成分質量)為0.5質量%~6質量%的疏水性球狀氧化矽溶解於溶劑中而成的樹脂溶液；步驟(b)，藉由濕式凝固法使上述樹脂溶液於成膜基材上成膜而形成聚胺基甲酸酯樹脂膜；步驟(c)，藉由對上述聚胺基甲酸酯樹脂膜的一部分進行壓紋加工而製作無氣泡的漿料流路部。
本發明的方法還可在(b)步驟與(c)步驟之間進行對所成膜的聚胺基甲酸酯樹脂膜的表面所形成的表層側實施表面研削的步驟。
對各步驟進行說明。
此外，上述方法中的成膜基材、聚胺基甲酸酯樹脂、疏水性球狀氧化矽均與研磨層的說明中所述者相同。
作為溶解聚胺基甲酸酯樹脂與疏水性球狀氧化矽的溶劑，可列舉水混合性有機溶劑。作為上述有機溶劑，只要可溶解聚胺基甲酸酯樹脂且為水混合性，則可無特別限制地使用。作為例子，可列舉：N,N-二甲基甲醯胺(N,N-Dimethyl Formamide，DMF)、N,N-二甲基乙醯胺(N,N-Dimethyl Acetamide，DMAc)、四氫呋喃(Tetrahydrofuran，THF)、二甲基亞碸(Dimethyl Sulfoxide，DMSO)、N-甲基吡咯啶酮(N-Methylpyrrolidone， NMP)、丙酮(acetone)等。該等之中，可較佳地使用DMF或DMAc。
上述聚胺基甲酸酯樹脂可溶性溶劑中的聚胺基甲酸酯樹脂濃度較佳為15質量%~50質量%，更佳為20質量%~40質量%。若為上述範圍內的濃度，則含聚胺基甲酸酯溶液具有適度的流動性，於其後的塗佈步驟中可均勻地塗佈於成膜基材上。
藉由濕式凝固法使包含聚胺基甲酸酯樹脂與規定量的疏水性球狀氧化矽的樹脂溶液於成膜基材上成膜。
所謂濕式凝固法，是由包含聚胺基甲酸酯樹脂膜形成用組成物(至少包含聚胺基甲酸酯樹脂與疏水性球狀氧化矽)的溶液於成膜基材上形成膜的方法，是包括塗佈步驟、凝固步驟及清洗乾燥步驟的成膜方法。
塗佈步驟是藉由刮刀塗佈機(knife coater)、反向塗佈機(reverse coater)等以變得大致均勻的方式將包含聚胺基甲酸酯樹脂膜形成用組成物的溶液連續塗佈於成膜基材上的步驟。
凝固步驟是將塗佈有包含聚胺基甲酸酯樹脂膜形成用組成物的溶液的基材浸漬於以對聚胺基甲酸酯樹脂而言為不良溶劑的水作為主成分的凝固液中。
作為凝固液，是使用水、水與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。作為極性溶劑，可列舉用於溶解聚胺基甲酸酯樹脂的水混合性有機溶劑，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，例如只要在5℃~80℃下浸漬5分鐘~60分鐘即可。
清洗乾燥步驟是將利用凝固浴使之凝固所獲得的膜狀聚胺基甲酸酯樹脂從成膜基材上剝離後或不剝離而進行清洗、乾燥處理的步驟。
藉由清洗處理，將聚胺基甲酸酯樹脂中所殘留的有機溶劑除去。作為清洗所使用的清洗液，可列舉水。
清洗後，對聚胺基甲酸酯樹脂進行乾燥處理。乾燥處理只要利用先前所採用的方法進行即可，例如只要於80℃~150℃下於乾燥機內乾燥5分鐘~60分鐘左右即可。乾燥後的成膜樹脂被捲取成捲筒狀。經過上述步驟，可獲得聚胺基甲酸酯樹脂膜。
也可對所獲得的聚胺基甲酸酯樹脂膜的表面所形成的表層側實施表面研削(拋光處理)。即，可將壓接治具的大致平坦的表面壓接於成膜樹脂的與表層為相反側的面，藉由砂紙(sandpaper)或鑽石拋光輥(diamond buffingroll)等對表層側實施研削處理。所使用的砂紙或鑽石拋光輥的粒度號數可於#100~#400內適宜選擇使用。藉此，一部分微胞(cell)於研磨面開孔而形成開孔，且可使聚胺基甲酸酯樹脂膜的厚度變得均勻。
如上所述，藉由對所獲得的聚胺基甲酸酯樹脂膜的一部分進行壓紋加工，可製作無氣泡的研磨漿料流路部。
所謂壓紋加工，是於兩片金屬加壓板之間夾持具有壓紋圖案的模具、與貼合有樹脂製基材的樹脂製片，於一定的溫度及壓力下加壓一定時間的方法。除去模具時形成對應於研磨面側所形成的壓紋形狀的凹凸。加工條件只要根據所使用的樹脂的性狀而適宜決定即可，例如只要將壓紋模具加熱至140℃~180℃的溫度，於4.5MPa~9.0MPa的壓力下加壓120秒~180秒即可。
壓紋加工的形狀並無特別限制，例如可列舉：格子型、同心圓型、放射型等形狀。
如上所述，於本發明中，為了藉由壓紋加工製作無氣泡的流路部，聚胺基甲酸酯樹脂的流動起始溫度較佳為220℃以下，更佳為150℃~220℃。其原因在於：若為上述範圍外，則疏水性球狀氧化矽與樹脂之間的空隙(氣泡)未被填埋，無法充分除去氣泡。
此外，於本發明中，視需要也可對聚胺基甲酸酯樹脂膜的表面及/或背面進行研削處理或者將基材及/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，可列舉利用砂紙的研削。
於進行研削的情況下，是研削50μm~300μm，較佳為50μm~250μm左右。
於使用本發明的研磨墊時，以研磨層的研磨面與被研磨物相向的方式將研磨墊安裝於研磨機的研磨定盤上。接著，一面供給漿料一面使研磨定盤旋轉而對被研磨物的加工表面進行研磨。
作為利用本發明的研磨墊進行加工的被研磨物，可列舉：裸矽、半導體裝置、磁碟等。其中，本發明的研磨墊尤其適合於半導體裝置的精加工研磨，因而較佳。
[實施例] [實施例1]
如下述表1所示，於包含樹脂100%模數為7.8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DMF 60份、及疏水性球狀氧化矽(平均粒徑7nm，疏水性：M值(vol.%)=48)0.9份(相對於聚胺基甲酸酯樹脂總質量為3質量%)並進行混合，藉此獲得含樹脂溶液。
將所獲得的含樹脂溶液流延(cast)於聚酯膜(厚度：188μm)上。其後，將流延有含樹脂溶液的聚酯膜浸漬於凝固浴(凝固液為水)中，使該含樹脂溶液凝固後，進行清洗並加以乾燥，而獲得樹脂膜。
對所獲得的樹脂膜的表面所形成的表層側實施研削處理(研削量：200μm)。其後，利用格子狀模具對樹脂膜的一部分進行壓紋加工，藉此製作無氣泡的研磨漿料流路部(參照圖1)，而獲得貼合有樹脂膜與雙面膠帶的研磨墊。此外，於表1中，只要無特別說明，所謂「份」是指質量份。
樹脂1：聚酯系聚胺基甲酸酯樹脂，100%模數7.8MPa，凝固值13.3
樹脂2：聚酯系聚胺基甲酸酯樹脂，100%模數6.0MPa，凝固值10.8
[實施例2~實施例6及比較例1~比較例3]
將除樹脂的種類及量(表1所記載者)以外的條件設為與實施例1相同，而製造研磨墊。
比較例1是以相對於聚胺基甲酸酯樹脂總質量成為7.0質量%的方式添加碳黑代替疏水性球狀氧化矽，除此以外，以與實施例1相同的方式製造研磨墊。於比較例2中，相對於聚胺基甲酸酯樹脂總質量添加8.0質量%的疏水性球狀氧化矽，於比較例3中，不 添加疏水性球狀氧化矽，除此以外，以與實施例1相同的方式製造研磨墊。
<物性評價>
(發泡個數的測定方法)
平均氣泡直徑(μm)、每1mm2的氣泡個數是利用顯微鏡(VH-6300，KEYENCE製造)將墊表面的約1.3mm見方的範圍(壓紋部分除外)放大至175倍進行觀察，藉由圖像處理軟體(Image Analyzer V20LAB Ver.1.3，尼康(Nikon)製造)對所得的圖像進行二值化處理而確認氣泡個數，另外，由各氣泡的面積算出投影面積直徑及其平均值(平均氣泡直徑)。此外，將氣泡直徑的臨界值(下限)設為10μm，將雜訊成分排除在外。
(蕭氏A硬度)
蕭氏A硬度的測定是從發泡片切割出試樣片(10cm×10cm)，以使厚度成為4.5mm以上的方式重疊多片試樣片，利用A型硬度計(日本工業規格，JIS K 7311)進行測定。例如於一片試樣片的厚度為1.4mm的情況下重疊四片進行測定。
(平均開口直徑及開口面積比率)
平均開口直徑(μm)及開口面積比率(%)的測定是利用掃描型電子顯微鏡(日本電子股份有限公司製造，JSM-5500LV)將約5mm見方的範圍放大至1000倍並對9處進行觀察。藉由圖像處理軟體(Image Analyzer V20LAB Ver.1.3，尼康(Nikon)製造)對該圖像進行二值化處理而確認開口個數(氣泡個數)，由各開口(氣泡)的面積算出投影面積直徑及其平均值作為平均開口直徑。另外，算出5mm見方的範圍內的開口(氣泡)的面積比率作 為開口面積比率(%)。此外，將氣泡直徑的臨界值(下限)設為11μm，將雜訊成分排除在外。
<研磨試驗>
對各實施例及比較例的研磨墊，於以下的研磨條件下進行研磨加工，測定研磨速率、研磨均勻性及有無缺陷。作為被研磨物，是使用以化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)的方式使四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane)於12吋的矽晶圓上形成厚度1μm的絕緣膜的基板(均勻性(CV%)為13%)。以25片基板為基準進行研磨，由第1片、第10片、第25片的研磨速率與研磨均勻性評價速率的穩定性。
研磨機 EBARA F-REX300
研磨頭 GII
漿料 平達(Planar)公司Slurry
加工件(work)300mm SIO2(矽酸四乙酯(tetraethyl orthosilicate，TEOS))
墊直徑740mm
墊斷裂9N×30分鐘，鑽石修整器(diamond dresser)54rpm，定盤轉速80rpm，超純水200ml/min
研磨定盤轉速70rpm，研磨頭轉速71rpm，漿料流量200ml/min，研磨時間60秒
(有無缺陷)
於缺陷的評價中，反覆對25片基板依序研磨3次，針對研磨加工後的第21片~第25片的5片基板，以無圖案晶圓表面檢查裝置(科天(KLA-Tencor)公司製造，Surfscan SP1DLS)的高感 度測定模式(mode)進行測定，評價基板表面上有無缺陷。
(研磨速率)
研磨速率是以厚度(Å)表示每1分鐘的研磨量。針對研磨加工前後的基板的絕緣膜，由各17處的厚度測定結果求出平均值。此外，厚度測定是以光學式膜厚膜質測定器(科天(KLA-Tencor)公司製造，ASET-F5x)的DBS模式進行測定。
(研磨均勻性)
研磨均勻性(uniformity)是由求解研磨速率時所測得的17處研磨加工前後的厚度測定結果所求出的研磨量(厚度)的偏差(variations)(標準偏差÷平均值)(%)。研磨均勻性通常若小於4.0則較佳。
(吸光度)
藉由下述方式測定壓紋部的吸光度。
針對各實施例、比較例的研磨墊，測定研磨漿料流路部的吸光度。
測定裝置：UV-2450(島津製作所)
波長：200nm~800nm
<結果>
於實施1~實施6及比較例1~比較例3所獲得的研磨墊之中，將實施例1的截面照片示於圖1，將各評價結果示於表1及表2。此外，於表1及表2中，流動起始溫度均指攝氏(℃)。
可確認實施例1的研磨墊藉由添加3質量%的疏水性球狀氧化矽，而即便無發泡控制助劑或成膜穩定助劑也可實現穩定的成膜。此外，藉由使用疏水性球狀氧化矽，抑制成膜時及研磨中脫 離時的凝聚，也抑制缺陷數量。進而，藉由與流動起始溫度為220℃以下的樹脂的組合而抑制壓紋部分的吸光度，可使流路部的一部分形成透光性區域。於實施例2~實施例6中也同樣地可確認到效果。
於比較例1中，添加7.0質量%的碳黑代替疏水性球狀氧化矽。發泡或成膜穩定，但產生大量缺陷。另外，添加碳黑導致壓紋部無透光性，未能於流路部的一部分形成透光性區域。
比較例2是添加8質量%的疏水性球狀氧化矽，除此以外，以與實施例1相同的條件進行製造。但是，由於添加量多，故而凝聚變得過多，結果妨礙樹脂膜的均勻性(圖2)。另外，凝聚的產生導致缺陷的產生也較多。
比較例3是不添加疏水性球狀氧化矽，除此以外，以與實施例1相同的條件進行製造。但是，成膜不穩定，墊面內發泡的疏密的偏差增大(圖3)。因此，結果在漿料保持性方面產生偏差，均勻性(uniformity)也大幅度下降。

Claims (5)

  1. 一種研磨墊，其是於成膜基材上具有聚胺基甲酸酯樹脂膜作為研磨層的研磨墊，上述研磨墊的特徵在於：上述研磨層包含研磨漿料保持部與研磨漿料流路部，上述研磨漿料保持部具有氣泡，相對於此，上述研磨漿料流路部不具有氣泡，此外，相對於聚胺基甲酸酯樹脂膜總質量(固體成分質量)，上述研磨層包含0.5質量%~6質量%的疏水性球狀氧化矽。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之研磨墊，其中上述研磨漿料流路部的至少一部分具有對可見光的吸光度小於60%的透光區域。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之研磨墊，其中上述聚胺基甲酸酯樹脂具有220℃以下的流動起始溫度。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之研磨墊，其中上述疏水性球狀氧化矽為表面經烷基化的氧化矽。
  5. 一種研磨墊的製造方法，其是於成膜基材上具有聚胺基甲酸酯樹脂膜作為研磨層的研磨墊的製造方法，上述研磨墊的製造方法的特徵在於：形成將聚胺基甲酸酯樹脂、與相對於上述聚胺基甲酸酯樹脂膜總質量(固體成分質量)為0.5質量%~6質量%的疏水性球狀氧化矽溶解於溶劑中而成的樹脂溶液；藉由濕式凝固法使上述樹脂溶液於成膜基材上成膜而製作研磨層；以及藉由對上述研磨層的一部分進行壓紋加工而製作無氣泡的研磨漿料流路部。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI735628B (zh) * 2016-08-04 2021-08-11 美商羅門哈斯電子材料Ｃｍｐ控股公司 多孔性拋光墊之錐形化方法
TWI763693B (zh) * 2016-08-04 2022-05-11 美商羅門哈斯電子材料Ｃｍｐ控股公司 錐形多孔性拋光墊

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5389973B2 (ja) * 2012-04-11 2014-01-15 東洋ゴム工業株式会社 積層研磨パッド及びその製造方法
JP2017001111A (ja) * 2015-06-05 2017-01-05 株式会社ディスコ 研磨パッド及びｃｍｐ研磨方法
JP6608239B2 (ja) * 2015-10-15 2019-11-20 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド
US10688621B2 (en) * 2016-08-04 2020-06-23 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Low-defect-porous polishing pad
WO2018142623A1 (ja) * 2017-02-06 2018-08-09 株式会社大輝 ポリッシングバッドの凹部形成方法およびポリッシングパッド
JPWO2018181347A1 (ja) * 2017-03-31 2020-03-05 古河電気工業株式会社 研磨パッド

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6099394A (en) * 1998-02-10 2000-08-08 Rodel Holdings, Inc. Polishing system having a multi-phase polishing substrate and methods relating thereto
JP2005001059A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd 研磨用積層体
US7846008B2 (en) * 2004-11-29 2010-12-07 Semiquest Inc. Method and apparatus for improved chemical mechanical planarization and CMP pad
JP2007245308A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Toray Ind Inc 低発泡領域を有する研磨パッドおよびその製造方法
JP4850574B2 (ja) * 2006-04-27 2012-01-11 花王株式会社 発泡ポリウレタンの製造方法
TWI349701B (en) * 2007-07-26 2011-10-01 Ind Tech Res Inst Superhydrophobic self-cleaning powders and fabrication method thereof
JP5130138B2 (ja) * 2008-07-18 2013-01-30 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッドおよびその製造方法
JP5371661B2 (ja) * 2009-09-28 2013-12-18 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド
JP2013086217A (ja) * 2011-10-19 2013-05-13 Dic Corp 研磨パッド用ウレタン樹脂組成物、ポリウレタン研磨パッド及びポリウレタン研磨パッドの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI735628B (zh) * 2016-08-04 2021-08-11 美商羅門哈斯電子材料Ｃｍｐ控股公司 多孔性拋光墊之錐形化方法
TWI763693B (zh) * 2016-08-04 2022-05-11 美商羅門哈斯電子材料Ｃｍｐ控股公司 錐形多孔性拋光墊

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