TWI828892B - 研磨墊及研磨加工物之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於提供可減低刮傷發生之研磨墊及研磨加工物之製造方法。
本發明之研磨墊具備聚胺基甲酸酯薄片作為研磨層，該聚胺基甲酸酯薄片於乾燥狀態下，於頻率1.6Hz、20~100℃之條件進行之動態黏彈性測定中，於40~80℃之損失彈性模數E”中，最小之損失彈性模數E”min相對於最大之損失彈性模數E”max之比為0.60~1.00。
Description
本發明有關研磨墊及研磨加工物之製造方法。
半導體裝置、電子零件等之材料，尤其是Si基板(矽晶圓)、GaAs(砷化鎵)基板、玻璃或LCD(液晶顯示器)用基板等之薄型基板(被研磨物)表面(加工面)，係使用研磨漿料進行利用研磨墊之化學機械研磨加工。
此等研磨加工所用之研磨墊例如基於減低凹陷為目的，已知使用具備具有約1~3.6之於30℃~90℃之E’比的研磨層之研磨墊(專利文獻1)，或基於兼具平坦化性能與低缺陷性能率為目的，已知使用具有0.1體積%氣孔率且具備聚合物材料作為研磨層之研磨墊，該聚合物於40℃及1rad/sec下為385~750 l/Pa之KEL能量損失係數及於40℃及1rad/sec下為100~400MPa之彈性模數E’(專利文獻2)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特表2004-507076號公報
[專利文獻2] 日本特開2005-136400號公報
[發明欲解決之課題]
然而，使用上述專利文獻1及2中記載之研磨墊之情況，所得被研磨物之面品質不能說是高，已知會產生例如刮傷等。
本發明係鑑於上述問題點而完成者，目的在於提供可減低刮傷發生之研磨墊及研磨加工物之製造方法。
[用以解決課題之手段]
本發明人等為解決上述課題而積極研究之結果，發現藉由將特定溫度範圍下之損失彈性模數E”之變動抑制於一定以下，可解決上述課題，因而完成本發明。
亦即，本發明係如下。
[1] 一種研磨墊，其具備聚胺基甲酸酯薄片作為研磨層，
該聚胺基甲酸酯薄片於乾燥狀態下，於頻率1.6Hz、20~100℃之條件進行之動態黏彈性測定中，於40~80℃之損失彈性模數E”中，最小之損失彈性模數E”min相對於最大之損失彈性模數E”max之比為0.60~1.00。
[2] 如[1]之研磨墊，其中該聚胺基甲酸酯薄片於前述動態黏彈性測定中，於80℃之損失彈性模數E”(80)相對於於40℃之損失彈性模數E”(40)之比為0.60~1.50。
[3] 如[1]或[2]之研磨墊，其中前述損失彈性模數E”min為1.40×107
Pa以上。
[4] 如[1]~[3]中任一項之研磨墊，其中表示前述損失彈性模數E”max之溫度為55~75℃之範圍內。
[5] 如[1]~[4]中任一項之研磨墊，其中前述聚胺基甲酸酯薄片包含聚胺基甲酸酯樹脂與分散於該聚胺基甲酸酯樹脂中之中空微粒子。
[6] 一種研磨加工物之製造方法，其具有：在研磨漿料存在下，使用如[1]至[5]中任一項之研磨墊研磨被研磨物，獲得研磨加工物之研磨步驟。
[發明效果]
依據本發明，可提供可減低刮傷發生之研磨墊及研磨加工物之製造方法。
以下針對本發明之實施形態(以下稱為「本實施形態」)詳細說明，但本發明不限定於此，在不脫離其主旨之範圍內可進行各種變化。
[研磨墊]
本實施形態之研磨墊具備聚胺基甲酸酯薄片作為研磨層，該聚胺基甲酸酯薄片於乾燥狀態下，於頻率1.6Hz、20~100℃之條件進行之動態黏彈性測定中，於40~80℃之損失彈性模數E”中，最小之損失彈性模數E”min相對於最大之損失彈性模數E”max之比為0.60~1.00。
(損失彈性模數E”)
損失彈性模數E”係於測定條件下顯示成為測定對象所顯示之黏性之指標。本實施形態中，藉由將研磨中之動態製程中之研磨層之動態黏性抑制於特定範圍，可使研磨時對被研磨物(工件)之接觸狀態更為良好，進而，藉由抑制因研磨而產生之研磨碎屑之頑固按壓，而抑制刮痕發生。更具體而言，於研磨條件下，藉由使損失彈性模數E” (黏性成分)之變動減少，而可抑制刮痕發生。
於研磨條件下，藉由特定溫度下、特定研磨動作，而使研磨層與被研磨物接觸。此時，因研磨之摩擦熱等，有使研磨之面內溫度局部上升之可能性。因此，本實施形態中，研磨層於頻率1.6Hz、20~100℃之條件進行之動態黏彈性測定中，於40~80℃之損失彈性模數E”中，最小之損失彈性模數E”min相對於最大之損失彈性模數E”max之比規定於特定範圍。
損失彈性模數E”min相對於損失彈性模數E”max之比，亦即損失彈性模數E”min/損失彈性模數E”max為0.60~1.00，較佳0.65~1.00，更佳0.70~1.00，又更佳0.75~1.00，再更佳0.80~1.00，特佳為0.85~ 1.00。藉由使損失彈性模數E”min相對於損失彈性模數E”max之比為上述範圍內，於40~80℃之溫度範圍內，損失彈性模數E”之變動小，損失彈性模數E”顯示一定。藉此，即使高溫化，黏性亦可發揮，而抑制刮痕發生。
損失彈性模數E”min較佳為1.40×107
Pa以上，更佳為1.50×107
Pa以上，又更佳為1.80×107
Pa以上，特佳為2.00×107
Pa以上。又，損失彈性模數E”min之上限並未特別限定，但較佳為3.00×107
Pa以下，更佳為2.80×107
Pa以下。藉由使損失彈性模數E”min落於上述範圍內，有藉由展現黏性而抑制刮痕發生之傾向。
顯示損失彈性模數E”min之溫度較佳為60~80℃，更佳為70~80℃，又更佳為75~80℃。顯示損失彈性模數E”min之溫度即使位於更高溫側，亦藉由滿足損失彈性模數E”min相對於損失彈性模數E”max之比，而有抑制刮痕發生之傾向。
又，損失彈性模數E”max較佳為1.90×107
Pa~ 4.00×107
Pa，更佳為2.00×107
Pa~3.50×107
Pa，又更佳為2.10×107
Pa~2.90×107
Pa。藉由使損失彈性模數E”min落於上述範圍內，有藉由展現黏性而抑制刮痕發生，且更提高研磨速率之傾向。
作為一態樣，顯示損失彈性模數E”max之溫度較佳為40~65℃，更佳為40~55℃，又更佳為40~45℃。藉由使顯示損失彈性模數E”max之溫度位於更低溫側，於如溫度局部上升之部分以外之部分，有展現黏性而抑制刮痕發生之傾向。
作為其他態樣，顯示損失彈性模數E”max之溫度較佳為55~75℃，更佳為55~70℃，又更佳為55~65℃。藉由使顯示損失彈性模數E”max之溫度落於上述範圍，於研磨時，於如溫度局部上升之部分特別是黏性成分發揮而有抑制刮痕發生之傾向。
又，本實施形態之聚胺基甲酸酯薄片較佳損失彈性模數E”於高溫下亦降低。更具體而言，上述動態黏彈性測定條件下，於80℃之損失彈性模數E”(80)相對於於40℃之損失彈性模數E”(40)之比，亦即損失彈性模數E”(80)/損失彈性模數E”(40)較佳為0.60~1.50，更佳為0.65 ~1.50，又更佳為0.70~1.30，特佳為0.80~1.10。藉由使於80℃之損失彈性模數E”(80)相對於於40℃之損失彈性模數E”(40)之比為上述範圍內，與低溫(40℃)時相比，高溫(80℃)時之損失彈性模數E”的變化較小，有抑制刮痕發生之傾向。
本實施形態之動態黏彈性測定可依據常用方法進行，但乾燥狀態下之動態黏彈性測定，係使用於溫度23℃(±2℃)、相對溼度50%(±5%)之恆溫恆濕槽中保持40小時之研磨層作為樣品，且通常於大氣環境下(乾燥狀態)進行樣品測定。作為可進行此等測定之動態黏彈性測定裝置，可例示例如TA Instruments公司之RSA III等。關於其他條件。並未特別限定，但可藉由實施例中記載之條件測定。
(聚胺基甲酸酯薄片)
作為具有上述特性之研磨墊，使用聚胺基甲酸酯薄片。作為構成聚胺基甲酸酯薄片之聚胺基甲酸酯樹脂，並未特別限定，但舉例為例如聚酯系聚胺基甲酸酯樹脂、聚醚系聚胺基甲酸酯樹脂及聚碳酸酯系聚胺基甲酸酯樹脂。該等可單獨使用1種或組合2種以上使用。
作為此等聚胺基甲酸酯樹脂若為胺基甲酸酯預聚物與硬化劑之反應物，則未特別限定，可應用各種習知者。此處，作為胺基甲酸酯預聚物，並未特別限定，但舉例為例如六亞甲基二異氰酸酯與己三醇之加成物；2,4-甲苯二異氰酸酯與植物兒茶酚之加成物；甲苯二異氰酸酯與己三醇之加成物；甲苯二異氰酸酯與三羥甲基丙烷之加成物；二甲苯二異氰酸酯與三羥甲基丙烷之加成物；六亞甲基二異氰酸酯與三羥甲基丙烷之加成物；及異氰脲酸與六亞甲基二異氰酸酯之加成物。且，該等以外，亦可使用聚異氰酸酯化合物與多元醇之反應而調製之含異氰酸酯基之化合物，或市售之多種胺基甲酸酯預聚物。胺基甲酸酯預聚物可單獨使用1種，亦可併用2種以上。
作為含異氰酸酯基之化合物所用之聚異氰酸酯化合物，若為分子內具有2個以上異氰酸酯基，則未特別限定。例如作為分子內具有2個異氰酸酯基之二異氰酸酯化合物，舉例為間-伸苯基二異氰酸酯、對-伸苯基二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-TDI)、2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-TDI)、萘-1,4-二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯(MDI)、4,4’-亞甲基-雙(環己基異氰酸酯)(氫化MDI)、3,3’-二甲氧基-4,4’-聯苯二異氰酸酯、3,3’-二甲氧基二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、伸二甲苯-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、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、對-伸苯基二異氰酸酯、二甲苯-1,4-二異氰酸酯、亞乙基二異氰酸酯等。
作為聚異氰酸酯化合物較佳為二異氰酸酯，其中更佳為2,4-TDI、2,6-TDI、MDI，特佳為2,4-TDI、2,6-TDI。
該等聚異氰酸酯化合物可單獨使用，亦可組合複數種聚異氰酸酯化合物使用。
作為聚異氰酸酯較佳包含2,4-TDI及/或2,6-TDI，更佳包含2,4-TDI及2,6-TDI。進而更佳僅包含2,4-TDI及2,6-TDI。2,6-TDI對於2,4-TDI之質量比較佳為100:0~50:50，更佳為90:10~60:40，又更佳為90:10~70:30，再更佳為80:20。
作為含異氰酸酯基之化合物所用之多元醇化合物可舉例為乙二醇、二乙二醇(DEG)、丁二醇等之二醇化合物、三醇化合物；聚丙二醇(PPG)、聚(氧基四亞甲基)二醇(PTMG)等之聚醚多元醇化合物；乙二醇與己二酸之反應物或丁二醇與己二酸之反應物等之聚酯多元醇化合物；聚碳酸酯多元醇化合物、聚己內酯多元醇化合物等。又，亦可使用加成有環氧乙烷之3官能性丙二醇。該等中，較佳為PTMG，亦較佳組合使用PTMG與DEG。PTMG之數平均分子量(Mn)較佳為500~2000，更佳為600~ 1300，又更佳為650~1000。數平均分子量可藉由凝膠滲透層析(Gel Permeation Chromatography:GPC)測定。又，自聚胺基甲酸酯樹脂測定多元醇化合物之數平均分子量之情況，可藉由胺分解等之常用方法分解後，藉由GPC推定。多元醇化合物可單獨使用，亦可組合複數種多元醇化合物而使用。
胺基甲酸酯預聚物之NCO當量較佳為300~700，更佳為350~ 600，又更佳為400~500。又，NCO當量係以”(聚異氰酸酯化合物之質量份+多元醇化合物之質量份)/[(聚異氰酸酯化合物每1分子之官能基數×聚異氰酸酯化合物之質量份/聚異氰酸酯化合物之分子量)－(多元醇化合物每1分子之官能基數×多元醇化合物之質量份/多元醇化合物之分子量)]”而求出，係表示NCO基每1當量之胺基甲酸酯預聚物之分子量之數值。
又作為硬化劑，並未特別限定，但可舉例為例如乙二胺、丙二胺、六亞甲基二胺、異佛酮二胺、二環己基甲烷-4,4’-二胺、3,3’-二氯-4,4’-二胺基二苯基甲烷(MOCA)、4-甲基-2,6-雙(甲硫基)-1,3-苯二胺、2-甲基-4,6-雙(甲硫基)-1,3-苯二胺、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙[3-(異丙胺基)-4-羥基苯基]丙烷、2,2-雙[3-(1-甲基丙胺基)-4-羥基苯基]丙烷、2,2-雙[3-(1-甲基戊胺基)-4-羥基苯基]丙烷、2,2-雙(3,5-二胺基-4-羥基苯基)丙烷、2,6-二胺基-4-甲基酚、三甲基伸乙基雙-4-胺基苯甲酸酯及聚環氧丁烷-二-對-胺基苯甲酸酯等之多元胺化合物；乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-丁二醇、3-甲基-1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,4-戊二醇、2,4-戊二醇、2,3-二甲基三乙二醇、四亞甲基二醇、3-甲基-4,3-戊二醇、3-甲基-4,5-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,6-己二醇、1,5-己二醇、1,4-己二醇、2,5-己二醇、1,4-環己烷二甲醇、新戊二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、三羥甲基甲烷、聚(氧基四亞甲基)丙三醇、聚乙二醇及聚丙二醇等之多元醇化合物。又多元胺化合物可具有羥基，作為此等胺系化合物可舉例為例如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。
作為多元胺化合物，較佳為二胺化合物，特佳為3,3’-二氯-4,4’-二胺基二苯基甲烷(MOCA)。作為MOCA可舉例為例如PANDEX E (DIC公司製)、IHARACUAMINE MT(KUMIAL化學公司製)等。又，作為多元醇化合物，該等中較佳為聚丙二醇，更佳為數平均分子量為1000~3000之聚丙二醇，又更佳為數平均分子量為1500~2500之聚丙二醇。硬化劑可單獨使用1種，亦可併用2種以上。
硬化劑相對於胺基甲酸酯預聚物100質量份，較佳添加10~60質量份，更佳添加20~50質量份，又更佳添加20~40質量份。
藉由胺基甲酸酯預聚物之分子量(聚合度)或胺基甲酸酯預聚物與硬化劑之組合，可調整損失彈性模數E”max之值、損失彈性模數E”min之值、損失彈性模數E”max之溫度、損失彈性模數E”min之溫度、損失彈性模數E”(40)及損失彈性模數E”(80)。基於此等觀點，作為一例，尤其舉例為調整硬化劑中存在之活性氫基(胺基及羥基)相對於作為胺基甲酸酯預聚物之含異氰酸酯基之化合物的末端存在之異氰酸酯基之當量比的方法。更具體而言，於聚胺基甲酸酯薄片之形成中，硬化劑之活性氫基相對於含異氰酸酯基之化合物之異氰酸酯基之當量比(R值)較佳為0.70~1.20，更佳為0.75~1.10，又更佳為0.80~ 1.00。藉由將硬化劑之活性氫基相對於含異氰酸酯基之化合物之異氰酸酯基之當量比調整於上述範圍，可將所得聚胺基甲酸酯薄片之彈性模數E”max之值、損失彈性模數E”min之值、損失彈性模數E”max之溫度、損失彈性模數E”min之溫度、損失彈性模數E”(40)及損失彈性模數E”(80)調整於本實施形態之特定範圍。
又，聚胺基甲酸酯薄片較佳為具有氣泡之發泡聚胺基甲酸酯薄片。又，發泡聚胺基甲酸酯薄片之氣泡根據其態樣而定，分類為複數氣泡獨立存在之獨立氣泡及複數氣泡以連通孔連接之連續氣泡。其中，本實施形態之聚胺基甲酸酯薄片較佳具有獨立氣泡，更佳為包含聚胺基甲酸酯樹脂與分散於該聚胺基甲酸酯樹脂中之中空微粒子之聚胺基甲酸酯薄片。藉由使用中空微粒子，有容易調整彈性模數E”max之值、損失彈性模數E”min之值、損失彈性模數E”max之溫度、損失彈性模數E”min之溫度、損失彈性模數E”(40)及損失彈性模數E”(80)之傾向。
具有獨立氣泡之聚胺基甲酸酯薄片可藉由使用具有外殼、內部為中空狀之中空微粒子而成形。中空微粒子可使用市售者，亦可使用藉由常用方法合成而獲得者。作為中空微粒子之外殼材質並未特別限定，但可舉例為例如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚(甲基)丙烯酸、聚丙烯醯胺、聚乙二醇、聚羥基醚丙烯酸酯、馬來酸共聚物、聚環氧乙烷、聚胺基甲酸酯、聚(甲基)丙烯腈、聚偏氯乙烯、聚氯乙烯及有機矽氧系樹脂以及構成該等樹脂之單體組合2種以上之共聚物。且，作為市售品之中空微粒子，不限定於舉例如下者，例如Expancel系列(AkzoNobel公司製商品名)、Matsumoto Microsphere(松本油脂(股)公司製商品名)等。
聚胺基甲酸酯薄片中之中空微粒子之形狀並未特別限定，氮例如可為球狀及略球狀。中空微粒子之平均粒徑並未特別限定，但較佳為5~200μm，更佳為5~80μm。藉由使用此等中空微粒子，亦可調整彈性模數E”max之值、損失彈性模數E”min之值、損失彈性模數E”max之溫度、損失彈性模數E”min之溫度、損失彈性模數E”(40)及損失彈性模數E”(80)。又，平均粒徑可藉由雷射繞射式粒度分布測定裝置(例如SPECTRIS(股)製，MasterSizer-2000)等測定。
相對於胺基甲酸酯預聚物100質量份，中空微粒子較佳以0.1~10質量份，更佳1~5質量份，又更佳1~3質量份添加。
又，除上述成分以外，在不損及本發明效果之範圍內，亦可與前述中空微粒子併用過去使用之發泡劑，亦可於下述混合步驟中對前述各成分吹入非反應性氣體。作為該發泡劑，舉例為水或以碳數5或6之烴為主成分之發泡劑。作為該烴可舉例為例如正戊烷、正己烷等之鏈狀烴，或環戊烷、環己烷等之脂環式烴。又，除前述各成分以外，亦可添加習知發泡劑、難燃劑、著色劑、可塑劑等。
聚胺基甲酸酯薄片之製造方法並未特別限定，舉例為例如使胺基甲酸酯預聚物與硬化劑反應，形成聚胺基甲酸酯樹脂塊，自所得聚胺基甲酸酯樹脂塊切出薄片之方法。藉混合步驟，將胺基甲酸酯預聚物與硬化劑供給於混合機內並攪拌、混合。且，使用中空微粒子之情況下，藉由使胺基甲酸酯預聚物與硬化劑與中空微粒子混合，可獲得將中空微粒子納入之聚胺基甲酸酯樹脂塊。混合順序並未特別限定，但較佳將胺基甲酸酯預聚物與中空微粒子預先混合，於其中將硬化劑供給於混合機內。如此，調製聚胺基甲酸酯樹脂塊用之混合液。混合步驟係以加溫至可確保上述各成分之流動性的溫度之狀態進行。
例如，於包含中空微粒子之加溫至30~90℃之胺基甲酸酯預聚物(例如含異氰酸酯基之化合物)之溶液中，將硬化劑投入附有可調溫之夾套之混合機內，於30~130℃攪拌。亦可根據需要將混合液接收於附攪拌機之附夾套之槽內熟成。攪拌時間係根據混合機之齒數或旋轉數、清除率等適當調整，例如為0.1~60秒。
首先，於混合步驟中，以使上述R值較佳為0.70~1.20，更佳0.75 ~1.10，又更佳0.80~1.00之方式，調整胺基甲酸酯預聚物與硬化劑之混合比。
成形步驟中，將前述混合步驟所調製之聚胺基甲酸酯樹脂塊用混合液流入預熱至30~100℃之模框內，以100~150℃左右加熱10分鐘~5小時左右而硬化，藉此成形聚胺基甲酸酯樹脂塊。此時，藉由胺基甲酸酯預聚物與硬化劑反應形成聚胺基甲酸酯樹脂，而以將氣泡及/或中空微粒子分散於前述聚胺基甲酸酯樹脂中之狀態使該混合液硬化。藉此，形成含多數略球狀氣泡之聚胺基甲酸酯樹脂塊。
藉由前述成形步驟所得之聚胺基甲酸酯樹脂塊隨後切片為薄片狀，形成聚胺基甲酸酯薄片。藉由切片，而於薄片表面設有開孔。此時，為了可耐磨耗性優異、不易阻塞地形成研磨層表面之開孔，亦可於30~150℃老化1小時~24小時左右。
如此所得之具有聚胺基甲酸酯薄片之研磨層，隨後於研磨層之與研磨面相反側之面上貼附雙面膠帶，切成特定形狀，較佳切成圓板狀，完成本實施形態之研磨墊。雙面膠帶並未特別限定，可自本技術領域中習知之雙面膠帶中任意選擇使用。
又，本實施形態之研磨墊可為僅由研磨層所成之單層構造，亦可為於研磨層之與研磨面相反側之面上貼合其他層(下層、支持層)而得之複層。其他層之特性並未特別限定，若於研磨層之相反側之面貼合比研磨層更軟(A硬度或D硬度較小)之層，則更提高研磨平坦性。另一方面，若於研磨層之相反側之面貼合比研磨層更硬(A硬度或D硬度較大)之層，則更提高研磨速率。
具有複層構造時，複數層彼此使用雙面膠帶或接著劑等，根據需要邊加壓邊接著固定即可。此時所用之該等雙面膠或接著劑並未特別限定，可自本技術領域中習知之雙面膠帶或接著劑中任意選擇使用。
再者，本實施形態之研磨墊根據需要亦可於研磨層之表面及/或背面，對表面實施研削處理或溝槽加工或壓花加工或孔加工(沖壓加工)，亦可將基材及/或黏著劑層與研磨層貼合，亦可具備光透過部。研削處理之方法並未特別限定，可藉由習知方法研削。具體而言，舉例微粒用砂紙研削。溝槽加工及壓花加工之形狀並未特別限定，舉例為例如格子型、同心圓型、放射型等之形狀。
[研磨加工物之製造方法]
本實施形態之研磨加工物之製造方法具有在研磨漿料存在下，使用上述研磨墊研磨被研磨物，獲得研磨加工物之研磨步驟。研磨步驟可為一次研磨(粗研磨)，亦可為精研磨，亦可為兼具該兩者研磨者。其中，本實施形態之研磨墊較佳用於化學機械研磨。以下，以化學機械研磨為例說明本實施形態之研磨加工物之製造方法，但本實施形態之研磨加工物之製造方法不限定於以下。
該製造方法中，與研磨漿料供給之同時，以保持壓盤將被研磨物壓抵於研磨墊側，邊使保持壓盤與研磨用壓盤相對旋轉，而使被研磨物之加工面以研磨墊進行化學機械研磨(CMP)而研磨加工。保持壓盤與研磨用壓盤可以互不相同之旋轉速度同方向旋轉，亦可於不同方向旋轉。又，被研磨物於研磨加工中，亦可於框部內側邊移動(自轉)邊研磨加工。
研磨漿料可根據被研磨物或研磨條件等，而包含水、以過氧化氫為代表之氧化劑等之化學成分、添加劑、研磨粒(研磨粒子；例如SiC、SiO2
、Al2
O3
、CeO2
)等。
又，作為被研磨物並未特別限定，但可舉例為例如半導體裝置、電子零件等之材料，尤其是Si基板(矽晶圓)、SiC(碳化矽)基板、GaAs(砷化鎵)基板、玻璃或LCD(液晶顯示器)用基板等之薄型基板(被研磨物)。其中，本實施形態之研磨加工物之製造方法可較佳地使用作為已形成氧化層、銅等金屬層之半導體裝置等之製造方法。
[實施例]
以下使用實施例及比較例更具體說明本發明。本發明不受以下實施例之任何限定。
[實施例1]
於使2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚(氧四亞甲基)二醇(PTMG)及二乙二醇(DEG)反應而得之NCO當量420g/Eq之胺基甲酸酯預聚物100份中，添加混合殼部分係由丙烯腈-偏氯乙烯共聚物所成，殼內內包異丁烷氣體之已膨脹中空微粒子3.0份(平均粒徑20μm)，獲得胺基甲酸酯預聚物混合液。所得胺基甲酸酯預聚物混合液饋入第1液槽中，於80℃保溫。又，與第1液槽另外，於第2液槽中放入作為硬化劑之活性氫基當量134g/Eq之3,3’-二氯-4,4’-二胺基二苯基甲烷(亞甲基雙-鄰-氯苯胺)(MOCA) 27.8份及聚丙二醇9.2份，於120℃加熱熔融並混合，獲得硬化劑熔融液。又，活性氫基相對於異氰酸酯基之當量比(R值)為0.90。
其次，將第1液槽、第2液槽之各液體自具備2個注入口之混合機之各注入口注入，攪拌混合獲得混合液。又，此時，調整混合比例以使表示硬化劑中存在之胺基及羥基相對於胺基甲酸酯預聚物中末端存在之異氰酸酯基之當量比的R值成為0.90。
所得混合液注模至於100℃預熱之模框中，以30分鐘、110℃一次硬化。形成之塊狀成型物自模框抽出，以烘箱於130℃二次硬化2小時，獲得胺基甲酸酯樹脂塊。所得胺基甲酸酯樹脂塊放冷至25℃後，再度於烘箱中於120℃加熱5小時後，實施切片為1.3mm厚之處理獲得發泡聚胺基甲酸酯薄片。於所得聚胺基甲酸酯薄片之背面貼附雙面膠帶，使用作為研磨墊。
[實施例2]
於使2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚(氧四亞甲基)二醇(PTMG)及二乙二醇(DEG)反應而得之NCO當量460g/Eq之胺基甲酸酯預聚物100份中，添加混合與實施例1同樣之中空微粒子3.0份，獲得胺基甲酸酯預聚物混合液。又，作為硬化劑，加熱熔融活性氫當量134g/Eq之MOCA 25.5份及聚丙二醇8.5份，獲得硬化劑熔融液。使用胺基甲酸酯預聚物混合液及硬化劑熔融液，以與實施例1同樣方法製作，獲得研磨墊。又，活性氫基當量相對於異氰酸酯基之當量比(R值)為0.90。
[實施例3]
於使2,4-甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚(氧四亞甲基)二醇(PTMG)及二乙二醇(DEG)反應而得之NCO當量455g/Eq之胺基甲酸酯預聚物100份中，添加混合殼部分係由丙烯腈-偏氯乙烯共聚物所成，殼內內包異丁烷氣體之未膨脹之中空微粒子2.7份(平均粒徑8.5μm)，獲得胺基甲酸酯預聚物混合液。所得胺基甲酸酯預聚物混合液饋入第1液槽中，於80℃保溫。又，與第1液槽另外，於第2液槽中放入作為硬化劑之活性氫基當量134g/Eq之3,3’-二氯-4,4’-二胺基二苯基甲烷(亞甲基雙-鄰-氯苯胺)(MOCA) 25.8份，於120℃加熱熔融並混合，獲得硬化劑熔融液。又，活性氫基相對於異氰酸酯基之當量比(R值)為0.90。
[比較例1]
作為比較例1，準備NITTA HAAS公司製IC1000墊。
[動態黏彈性測定]
基於下述條件，進行聚胺基甲酸酯薄片之動態黏彈性測定。首先，使用於溫度23℃(±2℃)、相對溼度50%(±5%)之恆溫恆濕槽中保持40小時之乾燥狀態之聚胺基甲酸酯薄片作為樣品。於通常大氣環境下(乾燥狀態)所得之聚胺基甲酸酯薄片作為樣品，進行動態黏彈性測定。作為動態黏彈性測定裝置係使用RSA III(TA Instruments公司製)。實施例及比較例之動態黏彈性測定結果示於圖1。
(測定條件)
測定裝置：RSA III(TA Instruments公司製)
樣品：長4cm×寬0.5cm×厚0.125cm
試驗長：1cm
樣品之前處理：於溫度23℃/相對溼度50%之條件下保持40小時
試驗模式：拉伸
頻率：1.6Hz(10rad/sec)
溫度範圍：20~100℃
升溫速度：5℃/min
變形範圍：0.10%
初荷重：148g
測定間隔：1點/℃
[面品質確認試驗]
於研磨裝置之特定位置經由具有丙烯酸系接著劑之雙面膠帶設置研磨墊，對Cu膜基板，以下述條件實施研磨加工。
(研磨條件)
研磨機：F-REX300X(荏原製作所公司製)
碟盤：A188(3M公司製)
旋轉數：(壓盤)70rpm，(頂面)71rpm
研磨壓力：3.5psi
研磨劑溫度：20℃
研磨劑噴出量：200ml/min
研磨劑：PLANERLITE7000(FUZIMI股份有限公司製)
被研磨物：Cu膜基板
研磨時間：60秒
墊制動：35N 10分鐘
調節：域外(Ex-situ)，35N，4掃描
針對上述研磨加工後之被研磨物第10片以後至第50片，以eDR5210(KLA Tencor公司製)之Review SEM目視確認被研磨面之大於155nm之直線狀研磨傷(刮痕)及被研磨面之大於155nm之點狀研磨傷(微刮痕)，獲得平均值。基於刮痕之確認結果，評價面品質。
[產業上之可利用性]
本發明之研磨墊可使用於光學材料、半導體裝置、硬碟用之玻璃基板等之研磨，尤其可作為較佳使用於研磨半導體晶圓上形成有氧化物層、銅等之金屬層等之裝置的研磨墊，具有產業上之可利用性。
[圖1]係顯示實施例1~3以及比較例1中之動態黏彈性測定結果的圖。
Claims (4)
- 一種研磨墊，其具備聚胺基甲酸酯薄片作為研磨層，前述聚胺基甲酸酯薄片包含聚胺基甲酸酯樹脂與分散於該聚胺基甲酸酯樹脂中之中空微粒子，該聚胺基甲酸酯薄片於乾燥狀態下，於頻率1.6Hz、20~100℃之條件進行之動態黏彈性測定中，於40~80℃之損失彈性模數E”中，最小之損失彈性模數E”min相對於最大之損失彈性模數E”max之比為0.60~1.00，前述損失彈性模數E”min為1.40×107Pa以上。
- 如請求項1之研磨墊，其中該聚胺基甲酸酯薄片於前述動態黏彈性測定中，於80℃之損失彈性模數E”(80)相對於於40℃之損失彈性模數E”(40)之比為0.60~1.50。
- 如請求項1或2之研磨墊，其中表示前述損失彈性模數E”max之溫度為55~75℃之範圍內。
- 一種研磨加工物之製造方法，其具有：在研磨漿料存在下，使用如請求項1至3中任一項之研磨墊研磨被研磨物，獲得研磨加工物之研磨步驟。
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