TWI790295B - 研磨墊及研磨墊之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種實現更精密之研磨之研磨墊。 本發明之一形態之研磨墊具備基材及研磨層。上述研磨層設置於上述基材上。上述研磨層具有聚胺基甲酸酯樹脂及微球體，上述微球體分散於上述聚胺基甲酸酯樹脂中，具有由熱塑性樹脂構成之外殼，且平均粒徑為20 μm以下。若為此種研磨墊，則因研磨層所包含之微球體之平均粒徑為20 μm以下，故能夠利用研磨層更精密地對研磨對象物進行研磨，可靠性更高。

Description

研磨墊及研磨墊之製造方法

本發明係關於一種用於研磨對象物之研磨之研磨墊、及該研磨墊之製造方法。

於光學材料、半導體裝置、或硬碟用基板等之研磨時，使用研磨墊。研磨墊具有聚胺基甲酸酯等合成樹脂，且於合成樹脂中形成有空隙。於研磨時，空隙於研磨墊之表面開口，藉由將研磨漿料保持於該開口而進行研磨對象物之研磨。

作為空隙之形成方法，有使混合存在於樹脂中之未發泡之加熱膨脹性微球體於樹脂中膨脹之方法(例如，參照專利文獻1、2)。例如，於專利文獻1中，揭示有藉由使用粒徑為20μm以上之加熱膨脹性微球體，使該加熱膨脹性微球體於樹脂中膨脹至150μm左右形成空隙而獲得低密度之研磨墊。另一方面，於專利文獻2中，揭示有藉由將未膨脹之液體填充聚合物微球(加熱膨脹性微球)與預膨脹之液體填充聚合物微球混合，使未膨 脹之液體填充聚合物微球於樹脂中膨脹至1000~10000%(20~150μm之平均直徑)，而獲得低密度、高空隙率之研磨墊。

又，研磨墊除研磨層外，亦具備基材及設置於基材與研磨層之間之接著劑層。此種積層構造型之研磨墊若於研磨中，漿料自研磨層或研磨墊之側面滲透至接著劑層或緩衝層，則有於研磨層與緩衝層之間發生剝離之情形。

針對於此，有藉由於研磨層與接著劑層之間設置稱為止水層之層，而防止漿料向緩衝層之滲透的技術(例如，參照專利文獻3)。或有將研磨層之背面之表面粗糙度控制為1μm以下，消除研磨層與接著劑層之界面，而抑制漿料向界面之滲透的技術(例如，參照專利文獻4)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2010-274362號公報

專利文獻2：日本專利特開2016-128204號公報

專利文獻3：日本專利特開2009-095945號公報

專利文獻4：日本專利特開2007-038372號公報

於上述專利文獻1、2中，均使加熱膨脹性微球體大幅膨脹，而獲得 低密度之研磨墊。於研磨墊中，伴隨被研磨物之多樣化、高精度化，有高密度、小氣泡徑(20μm以下)之要求。然而，已膨脹型之微球體僅有20μm以上之市售品，加熱膨脹性微球體容易因混合之樹脂之反應熱等而膨脹至20μm以上，難以製造20μm以下之氣泡徑之研磨墊。

又，如上述專利文獻3、4，若除研磨層、基材及接著劑層外設置止水層，或者對研磨層之背面進行表面處理，則零件件數或製造步驟數增加且研磨墊之製造成本變高。

鑒於以上情況，本發明之目的在於提供一種實現更精密之研磨且抑制製造成本之上升，並且防止由研磨中之漿料滲透導致之剝離強度之降低的可靠性更高之研磨墊及研磨墊之製造方法。

為了達成上述目的，本發明之一形態之研磨墊具備基材及研磨層。上述研磨層設置於上述基材上。上述研磨層具有聚胺基甲酸酯樹脂及分散於上述聚胺基甲酸酯樹脂中且具有由熱塑性樹脂構成之外殼之微球體。上述微球體之平均粒徑為20μm以下。

若為此種研磨墊，則因研磨層所包含之微球體之平均粒徑為20μm以下，故能夠利用研磨層更精密地對研磨對象物進行研磨，提供可靠性更高之研磨墊。

於上述研磨墊中，上述研磨層之密度可為0.6g/cm³以上且0.9g/cm³ 以下。

若為此種研磨墊，則因研磨層所包含之微球體之密度為0.6g/cm³以上且0.9g/cm³以下，故能夠利用研磨層更精密地對研磨對象物進行研磨。

於上述研磨墊中，上述微球體為加熱膨脹性球體，且加熱前之平均粒徑可為5μm以上且20μm以下。

若為此種研磨墊，則即便使加熱膨脹性球體膨脹，亦能夠將研磨層所包含之微球體之平均粒徑抑制為20μm以下，可利用研磨層更精密地對研磨對象物進行研磨。

於上述研磨墊中，分散於上述聚胺基甲酸酯樹脂中之上述微球體之平均粒徑可為10以上且20μm以下。

若為此種研磨墊，則因研磨層所包含之微球體之平均粒徑為10μm以上且20μm以下，故能夠利用研磨層更精密地對研磨對象物進行研磨。

於上述研磨墊中，上述研磨層之每單位體積中存在之上述微球體可為50000個以上。上述研磨層中之上述微球體之佔有體積率可為20%以下。

若為此種研磨墊，則因研磨墊之每單位體積中存在之微球體為50000個以上，研磨墊中之微球體之佔有體積率為20%以下，故能夠利用研磨層更精密地對研磨對象物進行研磨。

於上述研磨墊中，上述研磨層可具有上述基材側之第1主面、及於與 上述基材為相反側構成研磨面之第2主面。上述第1主面由上述聚胺基甲酸酯樹脂之表面及沿著上述聚胺基甲酸酯樹脂表面被切斷之上述微球體之內壁面構成。上述雙面膠帶可包含設置於上述基材與上述研磨層之間，且與上述聚胺基甲酸酯樹脂之上述表面及上述微球體之上述內壁面相接的熱熔接著劑層。

若為此種研磨墊，則因研磨層之空隙為由具有外殼之微球體構成之獨立氣泡，故漿料難以滲透至研磨層內。進而，因雙面膠帶之熱熔接著劑層與研磨層之聚胺基甲酸酯樹脂之表面及微球體之內壁面相接，故基材與研磨層藉由投錨效應牢固地密接。

於上述研磨墊中，上述熱熔接著劑層可為丙烯酸系樹脂。

若為此種研磨墊，則因熱熔接著劑層為丙烯酸系樹脂，故熱熔接著劑層牢固地密接於研磨層。

於上述研磨墊中，上述基材可為不織布材料，上述雙面膠帶之基材側之接著劑層可為感壓型接著劑層。

若為此種研磨墊，則基材牢固地密接於雙面膠帶。

為了達成上述目的，本發明之一形態之研磨墊之製造方法包括準備包含平均粒徑為5μm以上且20μm以下且具有由熱塑性樹脂構成之外殼之微球體及預聚物的液體。於上述液體中混合硬化劑而形成研磨材料。一面使上述研磨材料硬化，一面以上述微球體之上述平均粒徑成為1倍以上且未達4倍之方式調整上述平均粒徑而形成研磨層。

若為此種研磨墊之製造方法，則即便使加熱膨脹性球體膨脹，由於一面以微球體之平均粒徑成為1倍以上且未達4倍之方式抑制微球體之膨脹，一面形成研磨層，故亦能夠將研磨層所包含之微球體之平均粒徑抑制為20μm以下，可利用研磨層更精密地對研磨對象物進行研磨。

於上述研磨墊之製造方法中，於準備上述液體之步驟中，上述微球體與預聚物可於80℃以下進行混合。於形成上述研磨層之步驟中，使上述研磨材料硬化時所使用之模具之溫度可為100℃以下，使上述研磨材料硬化所需之時間可未達150秒。

若為此種研磨墊之製造方法，則即便使加熱膨脹性球體膨脹，亦可將研磨層所包含之微球體之平均粒徑確實地抑制為20μm以下，能夠利用研磨層更精密地對研磨對象物進行研磨。

如上所述，根據本發明，能夠提供一種可靠性更高之研磨墊及研磨墊之製造方法。

100A:研磨墊

100B:研磨墊

101:研磨層

101a:研磨面

101d:第1主面

101u:第2主面

102:接著層(雙面膠帶)

103:緩衝層

110:聚合物

110s:表面

111:微球體

111a:外殼

111b:內部空間

111w:內壁面

120:接著劑層

121:接著劑層

125:基材

200:製造裝置

201:第1儲槽

202:第2儲槽

203:攪拌槽

204:模具

212:容器

301:研磨材料

401:泵

402:泵

410:切換閥

420:切換閥

501a:流路

501b:流路

501c:流路

502a:流路

502b:流路

502c:流路

503:流路

圖1之圖(a)係表示第1實施形態之研磨墊100A之模式性立體圖。圖(b)係第1實施形態之研磨墊100A之模式性剖視圖。圖(c)係第1本實施形態之微球體111之模式性剖視圖。

圖2係製造本實施形態之研磨墊100A之製造裝置200之模式圖。

圖3係第2實施形態之研磨墊100B之模式性剖視圖。

圖4(a)、(b)係表示將研磨層101與緩衝層103貼合之步驟之模式圖。

圖5係表示研磨層101與緩衝層103之間之剝離強度之圖表。

以下，一面參照圖式，一面對本發明之實施形態進行說明。於各圖式中，有時導入XYZ軸座標。

(第1實施形態)

[研磨墊之概要]

圖1(a)係表示第1實施形態之研磨墊100A之模式性立體圖。

研磨墊100A具備研磨層101、接著層102及緩衝層103。

研磨層101為與研磨對象物抵接，進行研磨之層。以下，將研磨層101之表面設為研磨面101a。於研磨面101a上，亦可形成用於使漿料液之流動良好之槽及孔(未圖示)。

接著層102為將研磨層101與緩衝層103接著之層，例如為黏著帶。

緩衝層103為研磨墊100A之基材，且為使研磨層101向研磨對象物之抵接更均勻之層。緩衝層103可設為包含不織布或合成樹脂等具有可撓性之材料者。

研磨墊100A藉由配設於緩衝層103之黏著帶等而貼附於研磨裝置。研磨墊100A之大小(直徑)可根據研磨裝置之尺寸等決定，例如，可設為直徑10cm~1m左右。再者，研磨墊100A之形狀不限於圓板狀，亦可為帶狀等。

研磨墊100A於藉由研磨裝置按壓至研磨對象物之狀態下被旋轉驅動，對研磨對象物進行研磨。此時，於研磨墊100A與研磨對象物之間供給漿料液。漿料液經由槽或孔供給至研磨面101a並排出。

[研磨層之構成]

圖1(b)係第1實施形態之研磨墊100A之模式性剖視圖。

於研磨墊100A中，研磨層101包含聚合物110及微球體111。研磨層101經由接著層102設置於緩衝層103上。研磨層101之密度為0.6g/cm³以上且0.9g/cm³以下。再者，本實施形態中之微球體不限於其外周面為真球面之球體，亦包括具有外周面稍微變形之球體面之球體。研磨層101之每單位體積中存在之微球體111為50000個以上。研磨層101中之微球體111之佔有體積率為20%以下。

聚合物110為研磨材料之主要之構成材料。聚合物110可設為藉由預聚物與硬化劑之聚合反應生成之聚合物。作為此種聚合物，可列舉聚胺基甲酸酯樹脂等。聚胺基甲酸酯因獲取性及加工性良好，且具有較佳之研磨 特性，故較佳作為聚合物110。

預聚物可設為具有異氰酸基末端之化合物(以下稱為異氰酸酯化合物)，其係藉由使多異氰酸酯化合物與多元醇化合物於通常使用之條件下反應而獲得之化合物，於分子內包含聚胺基甲酸酯鍵及異氰酸基。又，於不損害本發明之效果之範圍內，含有聚胺基甲酸酯鍵之異氰酸酯化合物中亦可包含其他成分。

多異氰酸酯化合物意指分子內具有2個以上之異氰酸基之化合物，例如，可使用甲伸苯基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯等。

此外，作為多異氰酸酯化合物，可列舉：間苯二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、2,6-甲伸苯基二異氰酸酯(2,6-TDI)、2,4-甲伸苯基二異氰酸酯(2,4-TDI)、萘-1,4-二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、3,3'-二甲氧基-4,4'-聯苯二異氰酸酯、3,3'-二甲基二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、苯二甲基-1,4-二異氰酸酯、4,4'-二苯基丙烷二異氰酸酯、三亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯、伸丙基-1,2-二異氰酸酯、伸丁基-1,2-二異氰酸酯、伸環己基-1,2-二異氰酸酯、伸環己基-1,4-二異氰酸酯、二環己基甲烷-4,4'-二異氰酸酯(氫化MDI)、對苯二異硫氰酸酯、苯二甲基-1,4-二異硫氰酸酯及次乙基二異硫氰酸酯。可使用該等之1種或2種以上。

又，多元醇化合物意指分子內具有2個以上之醇性羥基(OH)之化合 物，例如，可使用聚(氧四亞甲基)二醇(或聚四亞甲基醚二醇)(PTMG)、聚丙二醇(PPG)、二乙二醇(DEG)等。

此外，作為多元醇化合物，可列舉：乙二醇、丁二醇等二醇化合物、三醇化合物等；PTMG等聚醚多元醇化合物；乙二醇與己二酸之反應物或丁二醇與己二酸之反應物等聚酯多元醇化合物；聚碳酸酯多元醇化合物、聚己內酯多元醇化合物等。可使用該等之1種或2種以上。

硬化劑可使用多胺系硬化劑。多胺系硬化劑為具有2個以上之胺基之物質，可使用：乙二胺、丙二胺、六亞甲基二胺等伸烷基二胺；異佛爾酮二胺、二環己甲烷-4,4'-二胺等具有脂肪族環之二胺；MOCA(3,3-二氯-4,4-二胺基二苯基甲烷)等具有芳香族環之二胺；2-羥基乙基乙二胺、2-羥基乙基丙二胺、二-2-羥基乙基乙二胺、二-2-羥基乙基丙二胺、2-羥基丙基乙二胺、二-2-羥基丙基乙二胺等具有羥基之二胺、特別是羥基烷基伸烷基二胺；等。又，亦可使用3官能之三胺化合物、4官能以上之多胺化合物。

又，硬化劑亦可使用多元醇系硬化劑。多元醇系硬化劑為具有2個以上之羥基之物質，例如，可為乙二醇或聚醚多元醇。

此外，作為多元醇系硬化劑，可列舉：丁二醇及己二醇等低分子量之多元醇化合物，以及聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基醚二醇(PTMG)、雙酚A與環氧丙烷之反應物等聚醚多元醇化合物、乙二醇與己 二酸之反應物、丁二醇與己二酸之反應物等聚酯多元醇化合物、聚碳酸酯多元醇化合物及聚己內酯多元醇化合物等高分子量之多元醇化合物。

硬化劑可使用多胺系硬化劑及多元醇系硬化劑中之1種或複數種。

此處，以硬化劑中存在之胺基或羥基活性氫基相對於預聚物之末端存在之異氰酸基的當量比即R值成為0.70~1.20之方式混合各成分。R值較佳為0.70~1.20，更佳為0.80~1.00，進而較佳為0.85~0.95。藉由將R值設為1以下，而將過量之異氰酸基用於後述之交聯反應。

微球體111分散於聚合物110中。微球體111為具有外殼之球體狀之物體。於研磨面101a露出之半球狀之微球體111於形成研磨層101後，藉由切斷加工而露出。微球體111之平均粒徑為10μm以上且20μm以下。更佳為，微球體111之平均粒徑亦可設定為10μm以上且未達20μm。微球體111之粒徑或數量係根據例如雷射繞射式粒度分佈測定裝置、X射線CT(Computed Tomography，電腦斷層攝影)、電子顯微鏡圖像等而算出。

圖1(c)係第1實施形態之微球體111之模式性剖視圖。

微球體111具有包含熱塑性樹脂之球殼狀之外殼111a及被外殼111a所包圍之內部空間111b。作為熱塑性樹脂，可使用例如偏二氯乙烯或丙烯腈。微球體111係藉由熱塑性樹脂之殼包裹低沸點烴者。微球體111為加熱 膨脹性球體，使用加熱前之平均粒徑為5μm以上且20μm以下之加熱膨脹性球體。

微球體111藉由預聚物之聚合反應中之反應條件之調整而抑制膨脹。例如，迅速冷卻由聚合反應生成之反應熱，或者迅速促進預聚物之聚合反應而藉由存在於微球體111之周圍之聚合物強制地抑制膨脹。或者，微球體111亦可藉由伴隨聚胺基甲酸酯之生成反應之生成熱而略微地膨脹。但是，研磨層101所包含之微球體111之平均粒徑係調整為10μm以上且20μm以下。例如，分散於聚合物110中之微球體111之平均粒徑為15μm。

於微球體111中，外殼111a內填充有低沸點烴等。例如，低沸點烴為異丁烷、戊烷等。

微球體111亦可使用市售品。例如可使用Matsumoto Microsphere系列(松本油脂製藥股份有限公司製造)及EXPANCEL系列(AkzoNobel公司製造)作為微球體111。

於本實施形態中，可使用2種以上之直徑不同之微球體111。研磨材料中之微球體111之含有比率相對於研磨材料較佳為5體積%以上且60體積%以下，更佳為10體積%以上且45體積%以下，進而較佳為15體積%以上且30體積%以下。若研磨層101因研磨而磨耗，則微球體111露出於研磨面101a，影響研磨面101a之研磨特性。

[研磨墊之製造方法]

圖2係製造本實施形態之研磨墊100A之製造裝置200之模式圖。

製造裝置200具備第1儲槽201、第2儲槽202、攪拌槽203(混合容器)、模具204、容器212、泵401、泵402、切換閥410、切換閥420、流路501a、流路501b、流路501c、流路502a、流路502b、流路502c及流路503。

第1儲槽201可收容包含微球體111及預聚物之內容物(液體)。微球體111預先收容於設置在第1儲槽201之上之容器212中。微球體111經由流路503自容器212投入至第1儲槽201。藉由將微球體111經由此種流路503自容器212投入至第1儲槽201，能夠抑制微球體111向第1儲槽201外之飛散。第2儲槽202能夠收容使預聚物硬化之硬化劑。攪拌槽203將包含微球體111及預聚物之液體與硬化劑混合而形成研磨材料301。

藉由使此種樹脂製之微球體111分散於研磨層101，可使研磨層101中之空隙之大小均勻。進而，可藉由微球體111之投入量調整研磨墊100A之研磨特性。

泵401能夠將包含微球體111及預聚物之液體自第1儲槽201供給至攪拌槽203。泵401設置於流路501a之中途。若藉由切換閥410將流路501a與流路501b連通且泵401作動，則經由流路501a、501b將包含微球體111及 預聚物之液體自第1儲槽201供給至攪拌槽203。

泵402能夠將硬化劑自第2儲槽202供給至攪拌槽203。泵402設置於流路502a之中途。若藉由切換閥420將流路502a與流路502b連通且泵402作動，則經由流路502a、502b將硬化劑自第2儲槽202供給至攪拌槽203。

又，於製造裝置200中，若藉由切換閥410將流路501a與流路501c連通且泵401作動，則包含微球體111及預聚物之液體經由流路501a、501c而於第1儲槽201與泵401之間循環。又，若藉由切換閥420將流路502a與流路502c連通且泵402作動，則硬化劑經由流路502a、502c而於第2儲槽202與泵402之間循環。模具204自攪拌槽203接受研磨材料301，並由研磨材料301形成研磨層101。

使用此種製造裝置200，例如，將預聚物及微球體111投入至第1儲槽201。投入至第1儲槽201前之微球體111之平均粒徑為5μm以上且20μm以下，更佳為5μm以上且15μm以下。預聚物可設為異氰酸酯化合物。將硬化劑投入至第2儲槽202。硬化劑為多元醇系硬化劑及聚胺系硬化劑之兩者或一者。為了使各原料之流動性穩定，以特定溫度加熱第1儲槽201及第2儲槽202。其中，為了極力抑制微球體111之膨脹，第1儲槽201之溫度較佳為設為50℃以上且80℃以下。若設為高於80℃之溫度，則存在微球體111膨脹之可能性。

其次，自第1儲槽201將第1儲槽201內之內容物(以下稱為第1溶液)通 過流路501a、泵401、切換閥410及流路501b送出至攪拌槽203。自第2儲槽202將第2儲槽202之內容物(以下稱為第2溶液)通過流路502a、泵402、切換閥420及流路502b送出至攪拌槽203。藉此，於攪拌槽203中形成混合第1溶液及第2溶液而成之流體狀之研磨材料301。

其次，將研磨材料301流入至模具204，進行澆鑄。於模具204內之研磨材料301中，預聚物與硬化劑進行聚合反應。此處，隨著聚合反應之進行，混合物硬化，形成包含聚合物之塊狀物。此時，控制反應條件，一面使研磨材料301硬化，一面調整聚合反應後之微球體111之平均粒徑。又，由於存在微球體111亦會因模具204之溫度而膨脹之可能性，故模具204之溫度較佳為設為60℃以上且100℃以下。若設為60℃以下，則聚合反應之進行受阻，若設為高於100℃之高溫，則存在微球體111膨脹之可能性。

例如，於本實施形態中，藉由於適用期(至進行聚合反應而硬化前之時間)未達150秒內迅速地促進預聚物之聚合反應，從而較微球體111之膨脹速度更快地藉由促進聚合反應而使混合物之黏度增加，以聚合反應後之微球體111之平均粒徑成為將微球體111投入至第1儲槽201前之微球體111之平均粒徑之1倍以上且未達4倍之方式形成研磨層101。其中，微球體111之平均粒徑係調整為10μm以上且20μm以下。藉此，將研磨層101之密度調整為0.6g/cm³以上且0.9g/cm³以下。考慮到控制微球體111之膨脹，適用期較佳為60秒以上且150秒以下。

進而，藉由切片塊狀物而獲得研磨層101。於研磨層101積層接著層102及緩衝層103並裁切成所需之形狀，形成研磨墊100A。根據需要亦可於研磨層101形成槽等。

再者，微球體111為細小之微粒子，若將微球體111自第1儲槽201之上方投入至第1儲槽201，則存在微球體111於第1儲槽201內飛起，附著於第1儲槽201之內壁之可能性。其結果，存在微球體111無法效率良好地分散於預聚物中之可能性。因此，微球體111亦可自第1儲槽201之下側經由流路投入。藉此，微球體111剛投入至第1儲槽201後便直接地混入至積存於第1儲槽201底之預聚物中。

微球體111亦可投入至第2儲槽202。於該情形時亦與投入至第1儲槽201之方法同樣地，可自第2儲槽202之下側利用流路將微球體111投入至第2儲槽202。

若為藉由此種方法所製造之研磨墊100A，則研磨層101所包含之微球體111之平均粒徑控制為10μm以上且20μm以下，研磨層101之密度調整為0.6g/cm³以上且0.9g/cm³以下，藉此，與分散有平均粒徑大於20μm之微球體111之研磨層相比，能夠更精密地對研磨對象物進行研磨。進而，藉由研磨墊100A之研磨速度亦提昇。

又，於本實施形態中，因第1溶液中所包含之微球體111之平均粒徑為5μm以上且20μm以下，故第1溶液通過流路501a、泵401、切換閥410 及流路501b時之第1溶液之流動性提昇。藉此，能夠抑制流路501a、泵401、切換閥410及流路501b各者中之第1溶液之堵塞。其結果，異物不易殘存於研磨材料310中。

(第2實施形態)

[研磨墊之構成]

圖3係表示第2實施形態之研磨墊100B之模式性剖視圖。於圖3中，一併表示有研磨層101與雙面膠帶102之界面之放大圖及微球體111之放大圖。

研磨墊100B具備研磨層101、作為接著層之雙面膠帶102及緩衝層103。

雙面膠帶102為將研磨層101與緩衝層103接著之層。

於研磨墊100B中，研磨層101包含聚合物110及微球體111。研磨層101經由雙面膠帶102設置於緩衝層103上。於研磨層101中，將緩衝層103側之面作為第1主面101d，將於與緩衝層103為相反側構成研磨面之面作為第2主面101u。第1主面101d及第2主面101u之各者由聚合物110之表面110s及微球體111之內壁面111w構成。再者，本實施形態中之微球體不限於其外周面為真球面之球體，亦包括具有外周面稍微變形之球體面之球體。

雙面膠帶102具有基材125、及設置於基材125之雙面之接著劑層120、121。接著劑層120設置於基材125與研磨層101之間。接著劑層121設置於基材125與緩衝層103之間。接著劑層120為熱熔接著劑層，接著劑層121可為熱熔接著劑層，亦可為其他種類(例如感壓型)之接著劑層。於使用不織布材料作為緩衝層103之情形時，若接著劑層121為熱熔接著劑層，則於漿料液滲透至緩衝層之情形時，接著力極端降低，故較佳為使用感壓型接著劑等。

熱熔接著劑層包含熱塑性樹脂，例如，包含丙烯酸系樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯系樹脂、烯烴系樹脂、合成橡膠系樹脂、聚醯胺系樹脂、及聚酯系樹脂等。接著劑層120之成分不限於一成分，亦可為包含二液以上之混合型。再者，關於緩衝層103側之接著劑層121，不限定於熱熔接著劑層，亦可為橡膠系接著劑、矽酮系接著劑、胺基甲酸乙酯系接著劑、環氧系接著劑及苯乙烯-二烯嵌段共聚物系接著劑等之黏著劑層。

基材125為雙面膠帶102之基體。基材125例如包含聚醯亞胺系樹脂、聚酯系樹脂、聚胺基甲酸酯系樹脂、聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、纖維素系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚偏二氯乙烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、該等之2種以上之積層體樹脂等。

微球體111分散於聚合物110中。微球體111為具有外殼之球體狀之物 體。微球體111於研磨層101之第1主面101d及第2主面101u(研磨面101a)成為半球體狀，其內壁露出。該半球狀之微球體111係於塊狀之研磨層101形成之後，與聚合物110一起沿著聚合物110之表面被切斷而成者。

於研磨墊100B中，接著劑層120密接於基材125，並且密接於研磨層101之第1主面101d。例如，接著劑層120與聚合物110之表面110s及微球體111之內壁面111w相接。即，接著劑層120於第1主面101d中，不僅與聚合物110之表面110s相接，還進入至微球體111之內部。

[研磨墊之製造方法]

藉由切片利用圖2所示之製造裝置200而形成之塊狀之研磨層101，獲得片狀之研磨層101。此時，露出於研磨層101之主面101u、101d之微球體111被切斷，於研磨層101之主面101u、101d露出微球體111之內壁面111w。藉由自切斷之微球體111蒸發或向空氣中釋出低沸點烴而露出內壁面111w。

圖4(a)及圖4(b)係表示將研磨層101與緩衝層103貼合之步驟之模式圖。

如圖4(a)所示，於準備切片為片狀之研磨層101、雙面膠帶102及緩衝層103後，使研磨層101與緩衝層103對向，將雙面膠帶102介置於研磨層101與緩衝層103之間。再者，於圖4(a)、(b)之例中，將接著劑層120設 為熱熔接著劑層，將接著劑層121設為感壓型接著劑層。

首先，藉由使雙面膠帶102與緩衝層103加壓接著，繼而使雙面膠帶102之接著劑層120與研磨層101加熱而接著，從而形成積層體(熱熔式接著)。

此時，藉由加熱，接著劑層120之流動性、黏著性增加，接著劑層120密接於研磨層101，接著劑層121密接於緩衝層103。此時，於第1主面101d，接著劑層120接於聚合物110之表面110s，並且進入至微球體111內，亦接於微球體111之內壁面111w(參照圖3)。

加熱溫度例如設定為80℃以上且110℃以下。又，於加熱時，根據需要亦可對自研磨層101朝向雙面膠帶102之方向及自緩衝層103朝向雙面膠帶102之方向施加壓力。此時，微球體111因其外周被聚合物110包圍，故不易發生熱膨脹或變形。

研磨層101與緩衝層103藉由雙面膠帶102接著後，將積層體裁切為所需之形狀(例如圓板狀)，形成如圖3所示之研磨墊100B。

若為此種研磨墊100B，則因研磨層101之空隙為由具有外殼111a之微球體111構成之獨立氣泡，故漿料無法通過微球體111侵入至研磨層101之內部。藉此，漿料無法自研磨層101之第2主面101u滲透至第1主面101d。即，漿料無法自研磨層101之第2主面101u到達雙面膠帶102。

進而，若為研磨墊100B，則可設置多個接有雙面膠帶102之熱熔接著劑之微球體111之內壁面，雙面膠帶102更牢固地密接於研磨層101。例如，因雙面膠帶102之接著劑層120與研磨層101之聚合物110之表面110s及微球體111之內壁面111w相接，故於研磨層101與雙面膠帶102之間作用有投錨效應，研磨層101與雙面膠帶102牢固地密接。藉此，研磨層101不易自雙面膠帶102剝離。

特別是於本實施形態之研磨層101，接著劑層120於第1主面101d中進入至平均粒徑為20μm以下(例如，15μm)之微細之微球體111內。藉此，進一步促進投錨效應，研磨層與接著層之剝離強度變大。

進而，因研磨層之101之第1主面101d由聚合物110之表面110s及微球體111之內壁面111w構成，故而第1主面101d之表面積與僅由聚合物110之表面110s構成之情形相比變大。藉此，接著劑層120對第1主面101d之接觸面積增大，接著劑層120對研磨層101之密接力提昇。

又，於本實施形態中，無需在研磨層101與雙面膠帶102之間設置止水層。藉此，抑制研磨墊之製造成本上升。又，即便於研磨層101與雙面膠帶102之間設置止水層，於研磨層之空隙未由微球體111構成之情形時，存在漿料自研磨層滲透至研磨層與雙面膠帶之間之可能性，存在研磨層與止水層之密接力降低之可能性。

又，於本實施形態中，研磨層101之第1主面101d之表面粗糙度(Ra)無需製備為1μm以下。藉此，能夠抑制研磨墊之製造成本上升。於本實施形態中，為了使接著劑層120藉由投錨效應與研磨層101牢固地密接，研磨層101與雙面膠帶102之界面幾乎不存在間隙，故能夠有效地防止漿料向該界面之滲入。

又，於研磨墊100B中，將研磨層101所包含之微球體111之平均粒徑控制為20μm以下(例如，15μm)，研磨層101之密度調整為0.6g/cm³以上且0.9g/cm³以下。藉此，與分散有平均粒徑為20μm以上之微球體111之研磨層相比，能夠更精密地對研磨對象物進行研磨。進而，藉由研磨墊100B之研磨速率亦提昇。

又，於本實施形態中，因第1溶液所包含之微球體111之平均粒徑為5μm以上且未達20μm，故第1溶液通過流路501a、泵401、切換閥410及流路501b時之第1溶液之流動性提昇。藉此，能夠抑制流路501a、泵401、切換閥410及流路501b之各者中之第1溶液之堵塞。其結果，異物不易殘存於研磨材料301中。

[實施例] [實施例1]

以下，於同一聚胺基甲酸酯樹脂製之研磨層101形成平均粒徑不同之微球體111，進行比較研究。於表1中表示實施例、比較例之微球體111之 平均粒徑。平均粒徑係藉由後述之X射線CT裝置算出。

於實施例、比較例中，除微球體111之平均粒徑以外，於相同條件下形成研磨層101。由X射線CT所測得之每單位體積之微球體111之平均粒徑、個數、佔有體積率等及研磨速率之測定方法如下。

<X射線CT裝置>

測定裝置：三維測量X射線CT裝置TDM1000H-II(2K)(Yamato Scientific股份有限公司製造)

．解析軟體：VGStudio MAX3.0(VG ACADEMY公司製造)

．放大軸：10mm

利用X射線CT裝置拍攝將研磨墊切出3mm見方並藉由黏著帶固定者，獲得X射線CT圖像(測定體積1mm³左右)。將拍攝之X射線CT圖像讀取至上述解析軟體，對相當於0.5mm³左右之體積之部分進行多孔質構造解析，獲得試樣內之微球體111之空腔部分之總體積及個數。根據所得之微球體111之總體積及個數算出每1個微球體111之直徑作為平均粒徑，並且算出研磨墊中之每單位體積之微球體之個數及佔有體積率。

再者，雖亦有藉由使用掃描式電子顯微鏡等之表面觀察測定微球體 111之平均粒徑之方法等，但因於表面觀察中僅能夠測定微球體111之切斷面之尺寸，會測定得小於實際之微球體111之直徑，故難以測定正確之數值。又，於該等表面觀察中，於切斷面被壓扁、或表面經打磨之狀態下難以測定。因此，於本實施例、比較例中，藉由將使用X射線CT裝置所得之空腔部分之直徑設為微球體111之平均粒徑，而求得與實際之微球體111之直徑更接近之值。

<研磨試驗>

使用研磨機：荏原製作所公司製造，F-REX300

研磨盤：旭金剛石工業公司製造，C100

旋轉數：(壓盤)70rpm，(頂環)71rpm

研磨壓力：3.5psi

研磨劑溫度：20℃

研磨劑噴出量：200ml/min

<被研磨物及研磨劑>

(TEOS(tetraethoxysilane，四乙氧基矽烷)膜研磨)

使用工件(被研磨物)：於12英吋

矽晶圓上藉由電漿CVD(PE-CVD(Plasma Enhanced-Chemical Vapor Deposition，電漿輔助化學氣相沈積))以絕緣膜之厚度成為1μm之方式形成四乙氧基矽烷所得之基板

研磨劑：Cabot公司製造，產品編號：SS25(使用原液：純水=1：1之混合液)

(Cu膜研磨)

使用工件(被研磨物)：鍍Cu基板

研磨劑：Cabot公司製造之Cu用漿料

將結果表示於表2中。研磨速度係藉由厚度(nm)表示每1分鐘之研磨量。對於研磨加工後之晶圓上之TEOS膜或Cu膜，於121個部位測定厚度，求得被研磨之厚度之平均值。藉由將被研磨之厚度之平均值除以研磨時間而求得研磨速度(nm/分鐘)。對TEOS膜基板、Cu膜基板均進行50片基板之研磨加工，考慮到上升，求得第10片以後至第50片之平均值。再者，厚度測定係由光學式膜厚膜質測定器(KLA-Tencor公司製造，型號「ASET-F5x」)之DBS(Dual Beam Spectrometry，雙光束分光光度法)模式測定。

如表2所示，於實施例中，研磨層101之每單位體積中存在之微球體111為50000個以上，例如為71250個。相對於此，於比較例中為32750個。又，於實施例中，研磨層101中之微球體111之佔有體積率為20%以下，例如為18.1%。相對於此，比較例為22.9%。可知，於實施例中，絕緣膜(TEOS膜)之研磨速度及金屬膜(Cu膜)之研磨速度與比較例相比增加。

[實施例2]

以下表示變更接著材層120、121之材料之情形時之研磨層101與緩衝層103之間的剝離強度之差異。此處，研磨層101為聚胺基甲酸酯樹脂。研磨層101中所包含之微球體111之平均粒徑為15μm。緩衝層103之材料為不織布材料。

於表3中表示有實施例A、B、比較例1、2中之接著材層120、120之材料及接著方法。除接著劑層之材料、接著方法以外，於實施例A、B、比較例1、2中，於相同條件下製作研磨墊100B。

於實施例A、B、比較例1、2之各者中，製作至少3片以上之研磨墊100B，於3片以上之中，1片乾燥，1片浸漬於水中24小時，1片浸漬於10%過氧化氫水溶液(pH值=2.5)中24小時。此後，進行各研磨墊100B中之研磨層101與緩衝層103之間之剝離強度之測定。

圖5係表示研磨層101與緩衝層103之間之剝離強度之圖表。

作為接著劑，可使用熱熔接著劑(丙烯酸系樹脂)、感壓型接著劑(丙 烯酸系樹脂、橡膠系樹脂)之任一者。於使用熱熔接著劑之情形時，接著方法為熱熔式，於使用感壓型接著劑之情形時，接著方法為感壓。

根據圖5可知，將接著劑層120設為熱熔接著劑之實施例A、B與將接著劑層120設為感壓型接著劑之比較例1、2相比，於乾燥狀態、水中浸漬24小時及過氧化氫水溶液中浸漬24小時之任一情形下，剝離強度皆變大。

以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明不僅限定於上述實施形態，當然可進行各種變更。各實施形態不限於獨立之形態，只要技術上可能，則可複合。

100A‧‧‧研磨墊

101‧‧‧研磨層

101a‧‧‧研磨面

102‧‧‧接著層(雙面膠帶)

103‧‧‧緩衝層

110‧‧‧聚合物

111‧‧‧微球體

111a‧‧‧外殼

111b‧‧‧內部空間

Claims (5)

1. 一種研磨墊，其具備：基材；及研磨層，其經由接著層設置於上述基材上，具有聚胺基甲酸酯樹脂，其由適用期未達150秒之預聚物與硬化劑之聚合反應而形成、及分散於上述聚胺基甲酸酯樹脂中且具有由熱塑性樹脂所構成之較上述聚胺基甲酸酯樹脂柔軟之外殼以及被上述外殼包圍之內部空間之微球體；上述微球體係加熱膨脹性球體，且加熱前之平均粒徑為5μm以上且20μm以下；上述微球體之平均粒徑為20μm以下；且上述研磨層之密度為0.6g/cm³以上且0.9g/cm³以下。
2. 如請求項1之研磨墊，其中分散於上述聚胺基甲酸酯樹脂中之上述微球體之平均粒徑為10μm以上且20μm以下。
3. 如請求項1或2之研磨墊，其中上述研磨層之每單位體積中存在之上述微球體為50000個/mm³以上，且上述研磨層中之上述微球體之佔有體積率為20%以下。
4. 一種研磨墊之製造方法，該研磨墊包含：聚胺基甲酸酯樹脂，其由適用期未達150秒之預聚物與硬化劑之聚合反應而形成；及微球體，其分散於上述聚胺基甲酸酯樹脂中，該研磨墊之製造方法具備如下步驟：使用上述微球體，該微球體係加熱膨脹性球體，且加熱前之平均粒徑為5μm以上且20μm以下，準備包含平均粒徑為5μm以上且20μm以下且具有由熱塑性樹脂構成之較上述聚胺基甲酸酯樹脂柔軟之外殼以及被上述外殼包圍之內部空間之微球體及預聚物的液體；於上述液體中混合硬化劑而形成研磨材料；及一面使上述研磨材料硬化，一面以上述微球體之上述平均粒徑成為20μm以下之方式調整上述平均粒徑而形成研磨層。
5. 如請求項4之研磨墊之製造方法，其中於準備上述液體之步驟中，上述微球體與預聚物於80℃以下進行混合，且於形成上述研磨層之步驟中，使上述研磨材料硬化時所使用之模具之溫度為100℃以下，使上述研磨材料硬化所需之時間未達150秒。

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