研磨垫及其制造方法技术

本发明专利技术的目的是提供难以在研磨对象物的表面产生刮痕、且修整性提高的研磨垫及其制造方法。本发明专利技术的研磨垫具有由无发泡聚氨酯形成的研磨层，其特征在于：所述无发泡聚氨酯是聚氨酯原料组合物的反应固化物，所述聚氨酯原料组合物包含：异氰酸酯封端的预聚物A，其将含有二异氰酸酯、高分子量多元醇（a）、及低分子量多元醇的预聚物A原料组合物反应而得，异氰酸酯封端的预聚物B，其将含有通过3个以上的二异氰酸酯加成而多聚物化的异氰酸酯改性物、及高分子量多元醇（b）的预聚物B原料组合物反应而得，及链延长剂；异氰酸酯封端的预聚物B的添加量相对于100重量份的异氰酸酯封端的预聚物A为5重量份～30重量份。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及研磨垫，所述研磨垫可以稳定、且高研磨效率地进行用于透镜、反射镜等光学材料或硅晶片、硬盘的玻璃基板、铝基板、及通常的金属研磨加工等要求高度的表面平坦性的材料的平坦化加工。本专利技术的研磨垫特别适合于如下的步骤:将硅晶片以及其上形成有氧化物层、金属层等的装置，在进一步层叠、并形成这些氧化物层或金属层之前进行平坦化。
技术介绍
要求高度的表面平坦性的材料的代表性材料可以列举:制造半导体集成电路(1C、LSI)的被称为硅晶片的单晶硅的圆盘。硅晶片在1C、LSI等的制造步骤中，为了形成用于电路形成的各种薄膜的可靠的半导体连接，而在层叠、形成氧化物层或金属层的各步骤中，要求将表面高精度地精加工成平坦状。在此种研磨精加工步骤中，通常研磨垫被固定于被称为压板的可以旋转的支撑圆盘上，半导体晶片等加工物被固定于研磨头上。并且通过双方的运动，在压板与研磨头之间产生相对速度，接着将包含研磨粒的研磨浆料连续供给至研磨垫上，从而实行研磨操作。研磨垫的研磨特性要求研磨对象物的平坦性(平面性)及面内均匀性优异，且研磨速度大。关于研磨对象物的平坦性、面内均匀性，可以通过使研磨层高弹性模数化而得到某种程度的改善。另外，关于研磨速度，可以通过制成含有气泡的发泡体来增加浆料的保持量而提闻。作为满足所述特性的研磨垫，提出有:合成树脂的无发泡体形成的研磨垫、或聚氨酯发泡体形成的研磨垫(专利文献1、专利文献2)。但是，如果使用发泡体形成的研磨垫，则存在以下问题:研磨对象物与研磨垫的接触面积变少，局部的面压变高，因而容易在研磨对象物的被研磨面上产生刮痕(损伤)。另一方面，如果使用研磨垫进行大量的半导体晶片的平坦化处理，则研磨垫表面的微细凹凸部会磨耗，将浆料供给至半导体晶片的加工面的性能降低、或研磨速度降低，而平坦化特性恶化。因此，在进行预定片数的半导体晶片的平坦化处理后，需要使用修整器将研磨垫表面进行更新、粗面化(修整)。进行特定时间的修整后，在研磨垫表面可以得到无数的微细凹凸部，而垫表面呈现起毛的状态。现有的无发泡体形成的研磨垫存在修整时的磨耗速率低、并且修整过于费时的问题。现有技术文献专利文献专利文献1:特开2006-110665号公报专利文献2:第4128606号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的是提供难以在研磨对象物的表面产生刮痕、且修整性提高的。解决问题的手段本专利技术者等人为了解决所述问题而反复研究，结果发现通过以下所示的研磨垫而可以达成所述目的，从而完成了本专利技术。S卩，本专利技术涉及研磨垫，其具有由无发泡聚氨酯形成的研磨层，其特征在于:所述无发泡聚氨酯是聚氨酯原料组合物的反应固化物，所述聚氨酯原料组合物包含:异氰酸酯封端的预聚物A，其将含有二异氰酸酯、高分子量多元醇(a)、及低分子量多元醇的预聚物A原料组合物反应而得，异氰酸酯封端的预聚物B，其将含有通过3个以上的二异氰酸酯加成而多聚物化的异氰酸酯改性物、及高分子量多元醇(b)的预聚物B原料组合物反应而得，及链延长剂；异氰酸酯封端的预聚物B的添加量相对于100重量份的异氰酸酯封端的预聚物A为5重量份 30重量份。本专利技术具有由无发泡聚氨酯形成研磨层的特征。由此，研磨对象物与研磨层的接触面积变大，施加于研磨对象物的面压变低且均匀，因此可以有效地抑制被研磨面的刮痕的产生。另外，本专利技术者等人发现，通过结合使用所述异氰酸酯封端的预聚物A、及所述异氰酸酯封端的预聚物B作为无发泡聚氨酯的原料，并利用这些成分与链延长剂的反应而在聚合物中规则地导入化学交联(规则地形成立体交联结构)，由此无发泡聚氨酯变硬脆，修整时的磨耗速率变大，因此垫表面变得容易更新。另外，通过使用所述2种预聚物可以扩大化学交联网状结构。由此可以使研磨层整面的脆度变得均匀，并且可以抑制磨耗的不均。另夕卜，通过使作为立体交联成分的异氰酸酯改性物预聚物化，而容易调整聚氨酯的分子量。由此可以防止聚氨酯变得过脆，并可以实现垫的长寿命化。高分子量多元醇(a)优选数均分子量为500 5000的聚醚多元醇，二异氰酸酯优选甲苯二异氰酸酯及二环己基甲烷二异氰酸酯。另外，高分子量多元醇(b)优选数均分子量为250 2000的聚醚多元醇，异氰酸酯改性物优选异氰脲酸酯型和/或缩二脲型的六亚甲基二异氰酸酯改性物，异氰酸酯封端的预聚物B优选以异氰酸酯指数(NCO Index)3.5 6.0而合成。通过使用这些成分，可以操作性良好地制造无发泡聚氨酯，且本专利技术的效果更优异。相对于100重量份的异氰酸酯封端的预聚物A，需要添加5重量份 30重量份的异氰酸酯封端的预聚物B。在异氰酸酯封端的预聚物B的添加量小于5重量份时，聚合物中的化学交联的比例变得不足，因此难以使无发泡聚氨酯充分变脆。另一方面，在异氰酸酯封端的预聚物B的添加量超过30重量份时，聚合物中的化学交联的比例变得过量，而无发泡聚氨酯的硬度变得过高，因此容易在研磨对象物的表面产生刮痕。另外，无发泡聚氨酯优选ASKER D硬度为65度 80度。在ASKERD硬度小于65度时，有研磨对象物的平坦性降低的倾向。另一方面，在ASKER D硬度大于80度时，有平坦性虽然良好，但研磨对象物的面内均匀性降低的倾向。并且容易在研磨对象物的表面产生刮痕。另外，从垫表面的更新性与垫的长寿命化的平衡的观点来看，本专利技术的研磨垫优选磨耗速率大于I U m/min、且为2 μ m/min以下。另外，本专利技术涉及研磨垫的制造方法，其包括将第I成分与第2成分混合进行固化而制作无发泡聚氨酯的步骤，所述第I成分中相对于100重量份的将含有二异氰酸酯、高分子量多元醇(a)、及低分子量多元醇的预聚物A原料组合物反应而得的异氰酸酯封端的预聚物A，包含5重量份 30重量份的将含有通过3个以上的二异氰酸酯加成而多聚物化的异氰酸酯改性物、及高分子量多元醇(b)的预聚物B原料组合物反应而得的异氰酸酯封端的预聚物B，所述第2成分包含链延长剂。而且，本专利技术涉及半导体装置的制造方法，其包括使用所述研磨垫研磨半导体晶片的表面的步骤。附图说明图1是表示CMP研磨中所使用的研磨装置的一个实例的概略构成图。图2是表示晶片上的膜厚测定位置73点的概略图。具体实施例方式本专利技术的研磨垫具有由无发泡聚氨酯形成的研磨层。本专利技术的研磨垫可以仅为所述研磨层，也可以为研磨层与其他层(例如缓冲层等)的层叠体。聚氨酯树脂耐磨性优异，并且通过对原料组成进行各种变更而可以容易地获得具有所期望的物性的聚合物，因此是作为研磨层的形成材料的特别优选材料。所述无发泡聚氨酯是聚氨酯原料组合物的反应固化物，所述聚氨酯原料组合物包含:异氰酸酯封端的预聚物A，其将含有二异氰酸酯、高分子量多元醇(a)、及低分子量多元醇的预聚物A原料组合物反应而得；异氰酸酯封端的预聚物B，其将含有通过3个以上的二异氰酸酯加成而多聚物化的异氰酸酯改性物、及高分子量多元醇(b)的预聚物B原料组合物反应而得；及链延长剂。作为二异氰酸酯，可以无特别限制地使用在聚氨酯领域中公知的化合物。例如可以列举:2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、2，2’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、对二甲苯二异氰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.研磨垫，其具有由无发泡聚氨酯形成的研磨层，其特征在于: 所述无发泡聚氨酯是聚氨酯原料组合物的反应固化物，所述聚氨酯原料组合物包含:异氰酸酯封端的预聚物A，其将含有二异氰酸酯、高分子量多元醇(a)、及低分子量多元醇的预聚物A原料组合物反应而得， 异氰酸酯封端的预聚物B，其将含有通过3个以上的二异氰酸酯加成而多聚物化的异氰酸酯改性物、及高分子量多元醇(b)的预聚物B原料组合物反应而得,及 链延长剂； 异氰酸酯封端的预聚物B的添加量相对于100重量份的异氰酸酯封端的预聚物A为5 30重量份。2.权利要求1的研磨垫，其中闻分子量多兀醇(a)是数均分子量为500 5000的聚醚多元醇，二异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯及二环己基甲烷二异氰酸酯。3.权利要求1或2的研磨垫，其中高分子量多元醇(b)是数均分子量为250 2000的聚醚多元醇，异氰酸酯改性物是异氰脲酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：中井良之，小川一幸，中村贤治，
申请(专利权)人：东洋橡胶工业株式会社，
类型：
国别省市：