研磨墊及其製造方法、以及半導體器件的製造方法

2023-04-25 14:13:36

專利名稱：研磨墊及其製造方法、以及半導體器件的製造方法
技術領域：
本發明涉及研磨墊及其製造方法、以及半導體器件的製造方法，所述研磨墊能夠穩定地並且以高研磨效率進行透鏡、反射鏡等光學材料及矽晶片、硬碟用玻璃襯底、鋁襯底以及要求一般的金屬研磨加工等的高度表面平坦性的材料的平坦化加工。本發明的研磨墊特別是在矽晶片和玻璃的精研磨中有用。
背景技術：
一般而言，在矽晶片等半導體晶片、透鏡以及玻璃襯底等的鏡面研磨中，存在以平坦度及面內均一度的調節為主要目的的粗研磨、和以表面粗糙度的改善及劃痕的去除為主要目的的精研磨。精研磨通常是通過如下方法進行在可旋轉的平臺上粘貼軟質的由發泡聚氨酯形成的仿麂皮風格的人造皮革，向其上供給鹼性水溶液中含有膠態二氧化矽的研磨劑的同時磨擦晶片(專利文獻I)。但是，用於精研磨的由發泡聚氨酯形成的研磨層的平坦性低時，產生在研磨對象物的表面上出現微小起伏的問題。在最近的精研磨的領域中，該微小起伏特別被視為問題，市場上強烈需求能夠進一步減小微小起伏的研磨墊。下述專利文獻2中記載了一種以減小在研磨對象物的表面上產生的微小起伏為目的的研磨布，其在表面層中配合聚氨酯發泡體而構成。但是，在該文獻中沒有記載具體的聚氨酯發泡體的配合比或組成等，並且在微小起伏的減小效果方面，存在進一步改良的餘地。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2003-37089號公報專利文獻2 日本特開2004-136432號公報

發明內容
發明所要解決的問題本發明是鑑於上述情況而完成的，其目的在於，提供能夠減小在研磨對象物的表面上產生的微小起伏的研磨墊及其製造方法、以及半導體器件的製造方法。用於解決問題的方法本發明人為了解決上述問題進行了深入的研究，結果發現通過以下所示的研磨墊能夠實現上述目的，從而完成了本發明。S卩，本發明的研磨墊，具有由熱固性聚氨酯發泡體構成的研磨層，其特徵在於，上述熱固性聚氨酯發泡體含有異氰酸酯成分和含活性氫化合物作為原料成分，上述含活性氫化合物含有官能團數為2以上的多元醇化合物、和官能團數為I的一元醇化合物。對於本發明的研磨墊而言，由熱固性聚氨酯發泡體構成研磨層，作為其原料成分，含有官能團數為2以上的多元醇化合物、和官能團數為I的一元醇化合物。具備該構成的研磨墊，因熱固性聚氨酯發泡體而發揮耐久性，並且由於含有官能團數為I的一元醇化合物，能夠減小在研磨對象物的表面上產生的微小起伏。對於上述研磨墊而言，上述一元醇化合物優選為下述通式(I)所示的化合物，R1-(OCH2CHR2)n-OH (I)(式中，R1為甲基或乙基，R2為氫原子或甲基，η為I飛的整數)。利用具備該構成的研磨墊，能夠進一步減小在研磨對象物的表面上產生的微小起伏。對於上述研磨墊而言，優選相對於上述多元醇化合物1 00重量份含有上述一元醇化合物f 20重量份。通過將一元醇化合物的含量調節至該範圍內，能夠維持研磨層的硬度，並且減小在研磨對象物的表面上產生的微小起伏。對於上述研磨墊而言，優選上述多元醇化合物100重量份中含有官能團數為3 4、並且羥值為10(Γ1900的多元醇化合物2(Γ75重量份。通常，作為熱固性聚氨酯發泡體的原料，含有官能團數為I的一元醇化合物的情況下，由於聚氨酯分子量降低、研磨層的硬度降低，具有研磨速度等研磨特性變差的傾向。但是，通過將上述多元醇化合物的含量調節至上述範圍內，能夠維持研磨層的硬度，並且減小在研磨對象物的表面上產生的微小起伏。對於上述研磨墊而言，上述異氰酸酯成分優選為芳香族異氰酸酯，更優選為碳化二亞胺改性二苯甲烷二異氰酸酯。通過並用上述含活性氫化合物和碳化二亞胺改性MDI，在研磨層上層疊基材層的情況下，研磨層與基材層的膠粘性顯著提高。對於上述研磨墊而言，上述熱固性聚氨酯發泡體優選具有平均氣泡直徑20^300 μ m的近似球形的氣泡。通過由具有平均氣泡直徑2(Γ300 μ m的近似球形的氣泡的熱固性聚氨酯發泡體構成研磨層，能夠使研磨層的耐久性提高。因此，在使用本發明的研磨墊的情況下，能夠長期較高地維持平坦化特性，還能夠提高研磨速度的穩定性。在此，近似球形是指球狀以及橢圓球狀。橢圓球狀的氣泡是指長徑L與短徑S之比(L/S)為5以下的氣泡，優選為3以下，更優選為1.5以下。此外，本發明涉及研磨墊的製造方法，包括通過機械發泡法製備含有含活性氫化合物和異氰酸酯成分作為原料成分的氣泡分散氨基甲酸酯組合物的工序，其中，所述含活性氫化合物含有官能團數為2以上的多元醇化合物、和官能團數為I的一元醇化合物；將上述氣泡分散氨基甲酸酯組合物塗布到面材上的工序；通過使上述氣泡分散氨基甲酸酯組合物固化，形成由具有平均氣泡直徑2(Γ300 μ m的近似球形的氣泡的熱固性聚氨酯發泡體構成的研磨層的工序；和將上述研磨層的厚度調節均一的工序。根據該製造方法，可以製造能夠減小在研磨對象物的表面上產生的微小起伏的研磨墊。而且，本發明涉及半導體器件的製造方法，包括使用上述任一項所述的研磨墊對半導體晶片的表面進行研磨的工序。


圖I是表示在半導體器件的製造方法中使用的研磨裝置的一例的示意結構圖。
具體實施例方式本發明的研磨墊，具有由熱固性聚氨酯發泡體(以下，也稱為「聚氨酯發泡體」)構成的研磨層。聚氨酯樹脂的耐磨損性優良，通過對原料組成進行多種改變，能夠容易地得到具有期望的物性的聚合物，此外，通過機械發泡法(包括機械起泡法)能夠容易地形成近似球形的微小氣泡，因此，是作為研磨層的構成材料特別優選的材料。聚氨酯樹脂是以異氰酸酯成分和含活性氫化合物(官能團數為2以上的多元醇化合物、官能團數為I的一元醇化合物以及多胺化合物等)作為原料成分而得到的樹脂。作為異氰酸酯成分，可以沒有特別限制地使用聚氨酯領域中公知的化合物。可以列舉例如2，4_甲苯二異氰酸酯、2，6-甲苯二異氰酸酯、2，2』 - 二苯甲烷二異氰酸酯、2，4』-二苯甲烷二異氰酸酯、4，4』-二苯甲烷二異氰酸酯、聚合MDI、碳化二亞胺改性MDI (例如，商品名S 1J才才、一卜MTL,日本聚氨酯工業制)、1，5-萘二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、間苯二異氰酸酯、對苯二亞甲基二異氰酸酯、間苯二亞甲基二異氰酸酯等芳香族二異氰酸酯；亞乙基二異氰酸酯、2，2，4-三甲基己二異氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯等脂肪族二異氰 酸酯；1，4-環己烷二異氰酸酯、4，4』 - 二環己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、降冰片烷二異氰酸酯等脂環式二異氰酸酯等。這些物質可以使用一種，也可以並用兩種以上。上述的異氰酸酯成分中，優選使用芳香族二異氰酸酯，特別優選使用碳化二亞胺改性MD I。作為官能團數為2以上的多元醇化合物，可以列舉在聚氨酯的技術領域中通常使用的化合物。例如，可以列舉如下聚合物多元醇等以聚四亞甲基醚二醇、聚乙二醇等為代表的聚醚多元醇；以聚己二酸亞丁酯為代表的聚酯多元醇；聚己內酯多元醇；以聚己內酯這樣的聚酯二醇與碳酸亞烷酯的反應物等為例示的聚酯聚碳酸酯多元醇；使碳酸亞乙酯與多元醇反應，然後使所得到的反應混合物與有機二元羧酸反應而得到的聚酯聚碳酸酯多元醇；通過多羥基化合物與碳酸芳酯的酯交換反應而得到的聚碳酸酯多元醇；以及使聚合物粒子分散的聚醚多元醇。這些可以單獨使用，也可以並用兩種以上。另外，在本發明中作為官能團數為2以上的多元醇化合物，例如，可以含有三羥甲基丙烷、甘油、雙甘油、1，2，6-己烷三醇、三乙醇胺、季戊四醇、四羥甲基環己烷、甲基葡糖苷、以及它們的環氧烷烴(E0、PO等)加成物、乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2- 丁二醇、1，3-丁二醇、1,4-丁二醇、2，3-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,4-環己烷二甲醇、3-甲基-1，5-戊二醇、二乙二醇、三乙二醇等低分子量多元醇、單乙醇胺、二乙醇胺、2-(2-氨基乙基氨基)乙醇、以及單丙醇胺等醇胺。這些可以單獨使用，也可以並用兩種以上。另外，在本發明中作為官能團數為2以上的多元醇化合物，可以含有增鏈劑。增鏈劑是至少具有兩個以上活性氫基團的有機化合物，作為活性氫基團，可以例示羥基、伯氨基或仲氨基、硫醇基(SH)等。具體而言，可以列舉由4，4』 -亞甲基雙(鄰氯苯胺)(MOCA)、2，6-二氯對苯二胺、4，4』-亞甲基雙(2，3-二氯苯胺)、3，5-雙(甲硫基)_2，4_甲苯二胺、3，5-雙(甲硫基)-2,6-甲苯二胺、3，5-二乙基甲苯-2，4-二胺、3，5-二乙基甲苯-2，6-二胺、1，3-丙二醇二對氨基苯甲酸酯、1，2-雙(2-氨基苯硫基)乙燒、4，4』-二氨基-3，3』-二乙基_5，5』 _ 二甲基二苯甲燒、N, N』 _ 二仲丁基-4，4』 _ 二氛基二苯甲燒、3，3』 -二乙基_4，4』 -二氨基二苯甲烷、間苯二甲胺、N，N』 - 二仲丁基對苯二胺、間苯二胺以及對苯二甲胺等例示的多胺類、或者上述低分子量多元醇和低分子量多胺等。這些可以使用一種，也可以混合兩種以上。本發明中，在將多元醇化合物的總量設為100重量份時，優選含有官能團數為3 4、並且羥值為10(Γ1900的多元醇化合物2(Γ75重量份。本發明中，作為熱固性聚氨酯發泡體的原料，雖然含有官能團數為I的一元醇化合物很重要，但在上述範圍內含有上述多元醇化合物的情況下，能夠維持研磨層的硬度，並且減小在研磨對象物的表面上產生的微小起伏。作為官能團數為I的一元醇化合物，可以使用在聚氨酯的技術領域中公知的一元醇化合物，本發明中，特別是在使用下述通式(I)所示的化合物的情況下，能夠進一步減小在研磨對象物的表面上產生的微小起伏，R1-(OCH2CHR2)n-OH (I) (式中，R1為甲基或乙基，R2為氫原子或甲基，η為f5的整數)。作為本發明中能夠使用的一元醇化合物，具體而言，可以列舉例如二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單甲基醚、2-甲氧基乙醇、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丁基醚、乙二醇單叔丁基醚、乙二醇單苯基醚、二乙二醇單丁基醚、三乙二醇單丁基醚、聚乙二醇單對異辛基苯基醚；乙酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等羧酸類的環氧烷烴加成物等。本發明中，作為含活性氫化合物，可以含有多胺化合物。作為多胺化合物，可以列舉乙二胺、甲苯二胺、二苯甲烷二胺、以及它們的環氧烷烴(Ε0、Ρ0等)加成物。這些可以單獨使用，也可以並用兩種以上。特別優選使用乙二胺的EO加成物。聚氨酯樹脂的製造，可以為預聚物法、一步法的任意一種。在通過預聚物法製造聚氨酯樹脂的情況下，在異氰酸酯封端預聚物的固化中使用增鏈劑。作為增鏈劑，可以使用上述化合物。對於異氰酸酯成分、含活性氫化合物之比而言，可以根據各自的分子量和聚氨酯發泡體的期望物性等進行多種改變。為了得到具有期望的特性的發泡體，異氰酸酯成分的異氰酸酯基數相對於含活性氫化合物的總活性氫基團(羥基+氨基)數(NC0指數)優選為O. 8(Tl. 20，進一步優選為O. 9(Tl. 15。異氰酸酯基數在該範圍之外的情況下，發生固化不良，存在無法得到所要求的比重、硬度以及壓縮率等的傾向。聚氨酯樹脂可以應用熔融法、溶液法等公知的氨基甲酸酯化技術進行製造，但考慮成本、操作環境等時，優選通過熔融法進行製造。構成研磨層的熱固性聚氨酯發泡體，可以優選通過機械發泡法(包括機械起泡法)來製造。特別優選為使用作為聚烷基矽氧烷與聚醚的共聚物的有機矽類表面活性劑的機械發泡法。作為該有機矽類表面活性劑，可以例示SH-192和L-5340(東麗道康寧有機矽公司制)、B8443 (高施米特公司制)等作為優選的化合物。另外，根據需要，還可以添加抗氧化劑等穩定齊IJ、潤滑齊IJ、顏料、填充劑、防靜電劑、其它添加劑。以下對製造構成研磨層的熱固性聚氨酯發泡體的方法的例子進行說明。作為該聚氨酯發泡體的原料的氣泡分散氨基甲酸酯組合物的製造方法，可以例示以下的工序⑴ ⑶。(I)將在使異氰酸酯成分和多元醇化合物等反應而成的異氰酸酯封端預聚物中添加有有機矽類表面活性劑的第一成分，在非反應性氣體的存在下進行機械攪拌，使非反應性氣體成為微小氣泡並分散，形成氣泡分散液。然後，在該氣泡分散液中添加含有低分子量多元醇、低分子量多胺等含活性氫化合物的第二成分，進行混合，製備氣泡分散氨基甲酸酯組合物。在第二成分中也可以適當添加催化劑。(2)在含有異氰酸酯成分(或異氰酸酯封端預聚物)的第一成分和/或含有含活性氫化合物的第二成分中添加有機矽類表面活性劑，對添加有有機矽類表面活性劑的成分在非反應性氣體的存在下進行機械攪拌，使非反應性氣體成為微小氣泡並分散，形成氣泡分散液。然後，在該氣泡分散液中添加剩餘的成分，進行混合，製備氣泡分散氨基甲酸酯組合物。(3)在含有異氰酸酯成分(或異氰酸酯封端預聚物)的第一成分和/或含有含活性氫化合物的第二成分中添加有機矽類表面活性劑，對上述第一成分以及第二成分在非反應性氣體的存在下進行機械攪拌，使非反應性氣體成為微小氣泡並分散，製備氣泡分散氨基甲酸酯組合物。
另外，氣泡分散氨基甲酸酯組合物可以通過機械起泡法製備。機械起泡法為如下方法將原料成分裝入混合頭的混合室內，同時混入非反應性氣體，利用奧克斯混合機(才
^ )等混合機進行混合攪拌，由此使非反應性氣體成為微小氣泡狀態並在原料混合物中分散。對於機械起泡法而言，能夠通過調節非反應性氣體的混入量來容易地調節聚氨酯發泡體的密度，因此是優選的方法。另外，由於能夠連續形成具有平均氣泡直徑2(Γ300 μ m的近似球形的微小氣泡的聚氨酯發泡體，因此製造效率高。之後，將通過上述方法製備的氣泡分散氨基甲酸酯組合物塗布到面材上，使該氣泡分散氨基甲酸酯組合物固化，在面材上直接形成熱固性聚氨酯發泡體(研磨層)。作為用於形成微小氣泡的非反應性氣體，優選為非可燃性氣體，具體可以例示氮氣、氧氣、二氧化碳、氦氣或氬氣等惰性氣體、以及它們的混合氣體，從成本方面考慮最優選使用乾燥除去水分後的空氣。作為使非反應性氣體成為微小氣泡狀並分散的攪拌裝置，可以沒有特別限制地使用公知的攪拌裝置，具體可以例示均化機、溶解器、行星式混合機(planetary mixer)、機械起泡發泡機等。攪拌裝置的攪拌葉片的形狀也沒有特別的限制，使用攪打器型攪拌葉片，得到微小氣泡，因此優選。另外，在發泡工序中製備氣泡分散液的攪拌、與將第一成分和第二成分混合的攪拌，使用不同的攪拌裝置也是優選的方式。混合工序中的攪拌也可以不是形成氣泡的攪拌，優選使用不會帶入大氣泡的攪拌裝置。作為這樣的攪拌裝置，優選行星式混合機。製備氣泡分散液的發泡工序與將各成分混合的混合工序的攪拌裝置也可以使用相同的攪拌裝置，優選根據需要進行調節攪拌葉片的旋轉速度等攪拌條件的調節後使用。本發明的研磨墊可以在研磨層上層疊基材層。在研磨層上層疊基材層時的基材層沒有特別限定，可以列舉例如尼龍、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、以及聚氯乙烯等塑料膜 』聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等高分子樹脂發泡體；丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠等橡膠樹脂；感光樹脂等。其中，優選使用尼龍、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、以及聚氯乙烯等塑料膜、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等高分子樹脂發泡體。此外，作為基材層，也可以使用雙面膠帶、單面粘合膠帶(單面的粘合層用於粘貼到臺板上)。
為了賦予研磨墊韌性，優選基材層具有與聚氨酯發泡體同等的硬度或者比其更硬。另外，基材層(在雙面膠帶及單面粘合膠帶的情況下為基材)的厚度沒有特別的限制，但從強度、可撓性等觀點考慮，優選為2(Γ1000 μ m、更優選為5(Γ800 μ m。作為將氣泡分散氨基甲酸酯組合物塗布到面材上的方法，可以採用例如凹輥、溼潤輥{W、、逗號輥(- > 7 )等的輥塗機、狹縫、模池(7 r f > )等模塗機(夕-一夕一)、擠壓式塗布機、幕簾塗布機等塗布方法，只要能夠在面材上形成均勻的塗膜，則可以為任何一種方法。對將氣泡分散氨基甲酸酯組合物塗布到面材上並反應至不流動為止而得到的聚氨酯發泡體進行加熱、後固化，這具有提高聚氨酯發泡體的物理特性的效果，因此非常優選。後固化優選在4(T70°C下進行10分鐘 24小時，而且在常壓下進行時 氣泡形狀穩定，因此優選。在聚氨酯發泡體的製造中，也可以使用叔胺類等公知的促進聚氨酯反應的催化齊U。催化劑的種類和添加量，考慮在各成分的混合工序後用於塗布到面材上的流動時間來進行選擇。聚氨酯發泡體的製造，可以是將各成分計量後投入容器中並進行機械攪拌的間歇方式，或者也可以是將各成分和非反應性氣體連續供給到攪拌裝置中並進行機械攪拌、輸出氣泡分散氨基甲酸酯組合物來製造成形品的連續生產方式。在本發明的研磨墊的製造方法中，在面材上形成聚氨酯發泡體後或者在形成聚氨酯發泡體的同時，需要將聚氨酯發泡體的厚度調節均一。將聚氨酯發泡體的厚度調節均一的方法沒有特別的限制，可以列舉例如用研磨材料拋光的方法、用壓板加壓的方法等。進行拋光的情況下，得到在聚氨酯發泡體的表面上不具有表皮層的研磨層，進行加壓的情況下，得到在聚氨酯發泡體的表面上具有表皮層的研磨層。進行加壓時的條件沒有特別限定，優選溫度調節至玻璃化轉變溫度以上。另一方面，將通過上述方法製備的氣泡分散氨基甲酸酯組合物塗布到脫模片上，並在該氣泡分散氨基甲酸酯組合物上層疊基材層。然後，可以在利用按壓方法使厚度均一的同時使氣泡分散氨基甲酸酯組合物固化而形成聚氨酯發泡體。該方法能夠將研磨層的厚度控制得極其均一，因此，是特別優選的方法。脫模片的形成材料沒有特別的限制，可以列舉與上述基材層同樣的樹脂或紙等。脫模片優選由熱引起的尺寸變化小。另外，脫模片的表面可以進行脫模處理。使由脫模片、氣泡分散氨基甲酸酯組合物(氣泡分散氨基甲酸酯層)及基材層構成的夾層片材的厚度均一的按壓方法沒有特別的限制，可以列舉例如通過塗布輥、夾緊輥等壓縮至一定厚度的方法。考慮到壓縮後發泡層中的氣泡增大約I. 2 約2倍，優選在壓縮時使(塗布機或夾緊輥的間隙)-(基材層及脫模片的厚度)=(固化後的聚氨酯發泡體的厚度的5(Γ85%)。另外，為了得到比重為O. 2^0. 5的聚氨酯發泡體，通過輥之前的氣泡分散氨基甲酸酯組合物的比重優選為O. 24 1。然後，在使夾層片材的厚度均一後，對反應至不流動為止的聚氨酯發泡體進行加熱、後固化。後固化的條件與上述相同。之後，將聚氨酯發泡體下的脫模片剝離。此時，在聚氨酯發泡體上形成有表皮層。如上所述通過機械發泡法形成聚氨酯發泡體時，與聚氨酯發泡體的上表面側相比下表面側的氣泡偏差小。這樣，通過使所形成的聚氨酯發泡體的下表面側為研磨表面，成為氣泡偏差小的研磨表面，因此研磨速度的穩定性進一步提高。需要說明的是，也可以在將脫模片剝離後通過對聚氨酯發泡體進行拋光等除去表皮層。聚氨酯發泡體的厚度沒有特別限定，優選為O. 2 3mm，更優選為O. 5 2mm。通過上述製造方法製造的聚氨酯發泡體，具有近似球形的氣泡。需要說明的是，本發明的聚氨酯發泡體可以具有連續氣泡，也可以具有獨立氣泡。聚氨酯發泡體中的氣泡的平均氣泡直徑為2(Γ300μπι，優選為5(Γ 00μπι。另外，在連續氣泡的情況下，氣泡表面的圓形孔的平均直徑優選為ΙΟΟμπι以下，更優選為50μπι以下。聚氨酯發泡體的比重優選為O. 3^0. 9，更優選為O. 4^0. 5。在比重低於O. 3的情況下，氣泡率變得過高，存在耐久性變差的傾向。另一方面，在比重超過O. 9的情況下，為了得到一定程度的彈性模量，需要使材料為低交聯密度。此時，存在永久變形增大、耐久性變差 的傾向。聚氨酯發泡體的硬度，以阿斯卡C硬度計優選為1(Γ80度，更優選為2(Γ70度。阿斯卡C硬度小於10度時，存在耐久性下降、或者研磨後的被研磨材料的平坦性變差的傾向。另一方面，超過80度時，在被研磨材料的表面上容易產生劃痕。本發明的研磨墊的形狀沒有特別限定，可以是長度約5πΓ約IOm的長條狀，也可以是直徑約50cnT約150cm的圓形狀。研磨層的表面，可以具有用於保持和更新漿料的凹凸結構。由發泡體構成的研磨層，在研磨表面上具有多個開口，具有保持和更新漿料的作用，通過在研磨表面上形成凹凸結構，可以更有效地進行漿料的保持和更新，而且可以防止由於與被研磨材料的吸附而造成的被研磨材料的破壞。凹凸結構只要是能夠保持和更新漿料的形狀即可，沒有特別限定，可以列舉例如X(條紋)溝、XY格子溝、同心圓狀溝、貫通孔、非貫通孔、多角稜柱、圓柱、螺旋狀溝、偏心圓狀溝、放射狀溝以及組合這些溝而成的形狀。另外，這些凹凸結構一般具有規則性，但是為了得到期望的漿料保持和更新性能，也可以在各自一定的範圍中使溝間距、溝寬度、溝深等變化。上述凹凸結構的製作方法沒有特別限制，可以列舉例如使用規定尺寸的車刀這樣的刀具進行機械切削的方法、將樹脂注入具有規定表面形狀的模具並使其固化來製作的方法、用具有規定的表面形狀的壓板按壓樹脂而製作的方法、使用光刻法製作的方法、使用印刷方法製作的方法、以及通過使用二氧化碳雷射等的雷射來製作的方法等。本發明的研磨墊，可以在研磨層的非研磨麵一側貼合緩衝片而成。在研磨層上層疊基材層的情況下，優選將研磨層、基材層、緩衝片依次層疊。緩衝片(緩衝層)是補充研磨層的特性的層。在化學機械研磨(chemicalMechanical Polishing)中為了同時具有處於權衡關係的平面性和均勻性二者，緩衝片是必要的。平面性是指將具有形成圖案時產生的微小凹凸的被研磨材料研磨時的圖案部的平坦性，均勻性是指被研磨材料整體的均勻性。利用研磨層的特性，改善平面性，利用緩衝片的特性，改善均勻性。本發明的研磨墊中，優選使用比研磨層柔軟的緩衝片。作為所述緩衝片，可以列舉例如聚酯無紡布、尼龍無紡布、丙烯酸類無紡布等纖維無紡布、或者浸滲有聚氨酯的聚酯無紡布這樣的樹脂浸滲無紡布、聚氨酯泡沫體、聚乙烯泡沫體等高分子樹脂發泡體、丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠等橡膠性樹脂、感光性樹脂等。作為粘貼緩衝片的方法，可以列舉例如使用雙面膠帶夾壓研磨層和緩衝片的方法。另外，本發明的研磨墊，也可以在與臺板膠粘的面上設置雙面膠帶。半導體器件，通過使用上述研磨墊對半導體晶片的表面進行研磨的工序來製造。半導體晶片一般是在矽晶片上層壓有布線金屬及氧化膜的晶片。半導體晶片的研磨方法、研磨裝置沒有特別限制，例如可以使用如下研磨裝置等進行，如圖I所示，所述研磨裝置具有支撐研磨墊I的研磨平臺2、支撐半導體晶片4的支撐臺(研磨頭)5、用於對晶片進行均勻加壓的背襯材料和研磨劑3的供給機構。研磨墊I例如通過用雙面膠帶粘貼而安裝在研磨平臺2上。研磨平臺2和支撐臺5以使各自支撐的研磨墊I和半導體晶片4對置的方式設置，各自具有旋轉軸6、7。另外，在支撐臺5 —側設置用於將半導體晶片4按壓到研磨 墊I上的加壓機構。研磨時，使研磨平臺2和支撐臺5旋轉的同時將半導體晶片4按壓在研磨墊I上，供給漿料的同時進行研磨。漿料的流量、研磨載荷、研磨平臺轉數以及晶片轉數沒有特別限制，適當調節後進行。由此，改善半導體晶片4的表面的表面粗糙度，除去劃痕。之後，通過進行分離、焊接、包裝等，製造半導體器件。半導體器件用於運算處理裝置或存儲器等。另外，透鏡和硬碟用玻璃基板也能夠通過與上述同樣的方法進行精研磨。實施例以下，列舉實施例對本發明進行說明，但是本發明不限於這些實施例。(比重的測定)根據JIS Z8807-1976進行。將製作的聚氨酯發泡體切割為4cmX8. 5cm的條狀(厚度任意)，作為試樣，在溫度23°C ±2°C、溼度50%±5%環境中靜置16小時。測定中使用比重計(賽多利斯公司制)測定比重。(硬度的測定)根據JIS K-7312進行。將製作的聚氨酯發泡體切割為5cmX5cm(厚度任意)的大小，作為試樣，在溫度23°C ±2°C、溼度50%±5%環境中靜置16小時。測定時將試樣重疊，使厚度為IOmm以上。使用硬度計(高分子計器公司制，阿斯卡C型硬度計，加壓面高度3mm),使加壓面接觸後,測定30秒後的硬度。(微小起伏)使用非接觸表面形狀測定機(ZYG0公司制NewVieW6300)，以透鏡倍率2. 5倍、放大倍率O. 5倍，將帶通濾波器設定為20(Γ1250 μ m,測定研磨對象物的表面5個點的Ra，將其平均值(rim)作為微小起伏。需要說明的是，測定微小起伏時，使用通過以下的研磨方法進行研磨後的研磨對象物。(研磨方法)雙面研磨機的設定條件雙面研磨機；創技公司制9B型雙面研磨機加工壓力100g/cm2平臺轉速5Orpm研磨劑供給量4L/分鐘
投入的基板小原公司制TS-10SX投入的基板的張數25張進行連續研磨直至基板厚度達到初期厚度的85%。需要說明的是，使用的研磨劑通過下述的方法進行調整。(研磨劑的調整方法)在水中添加SHOROX A_10 (昭和電工公司制)，進行混合，調節研磨劑使其比重達到 I. 06 I. 09。(原料) 所使用的各原料如下。(i)多元醇化合物聚己內酯多元醇「7° 7 ^ -fc ^ 210N(PCL210N) 」、官能團數:2、羥值110mgK0H/g、大賽璐化學公司制聚己內酯多元醇「 7° 7 ^ -fc ^ 305 (PCL305) 」、官能團數:3、羥值305mgK0H/g、大
賽璐化學公司制聚己內酯多元醇「7。7^ -fc ^ 308(PCL308)，，、官能團數3、羥值198mgK0H/g、大
賽璐化學公司制聚四亞甲基醚二醇「PTMG1000」、官能團數2、羥值110mgK0H/g、三菱化學公司制聚四亞甲基醚二醇「PTMG2000」、官能團數2、羥值56mgK0H/g、三菱化學公司制二乙二醇(DEG)官能團數2、羥值1057mgK0H/g、半井(f力9 4 f 7夕)公司制1，4_ 丁二醇(1，4-BD)官能團數2、羥值1247mgK0H/g、半井公司制三羥甲基丙烷的環氧丙烷加成物「工，-fc 7 —> 890MP」、官能團數3、羥值86 5mgK0H/ g、旭硝子公司制雙甘油官能團數4、羥值1350mgK0H/g、和光純藥工業公司制(ii) 一元醇化合物二乙二醇單乙基醚(EtODEG)官能團數1、羥值418mgK0H/g、半井公司制二乙二醇單甲基醚(MeODEG)官能團數1、輕值467mgK0H/g、半井公司制(iii)催化劑「Kao No. 25」、花王公司制(iV)泡沫穩定劑「Β8443」、高施米特公司制(V)異氰酸酯成分碳化二亞胺改性二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、「 S丨彡才+ —卜MTL」、日本聚氨酯工業公司制實施例I 6以及比較例I以達到表I上部中記載的配合比率(數值是將多元醇化合物總量設為100重量份時的重量份)的方式將各原料裝入容器中，使用攪拌葉片，以轉速900rpm進行約4分鐘劇烈攪拌，使反應體系內進入氣泡。之後，添加碳化二亞胺改性MDI，使NCO指數達到I. 10，攪拌約I分鐘，製備氣泡分散氨基甲酸酯組合物。將製備的氣泡分散氨基甲酸酯組合物塗布到實施脫模處理後的由PET片(東洋紡公司制、厚度75μπι)構成的脫模片上，形成氣泡分散氨基甲酸酯層。然後，在該氣泡分散氨基甲酸酯層上被覆由PET片(東洋紡公司制、厚度188 μ m)構成的基材層。用夾緊輥使氣泡分散氨基甲酸酯層達到I. 5mm的厚度，在40°C下進行30分鐘一次固化，然後，在70°C下進行30分鐘二次固化，形成聚氨酯發泡體(發泡層)。之後，剝離脫模片。接著，使用切片 機(菲肯公司制)，使聚氨酯發泡體的厚度為I. 3mm，並對厚度精密度進行調節。之後，使用層壓機，在基材層表面上粘貼雙面膠帶(雙面膠帶、積水化學工業制)，製作研磨墊。表 I物
象
對
磨
研
比
■
權利要求
1.一種研磨墊，具有由熱固性聚氨酯發泡體構成的研磨層，其特徵在於， 所述熱固性聚氨酯發泡體含有異氰酸酯成分和含活性氫化合物作為原料成分， 所述含活性氫化合物含有官能團數為2以上的多元醇化合物、和官能團數為I的一元醇化合物。
2.如權利要求I所述的研磨墊，其中，所述一元醇化合物為下述通式(I)所示的化合物，R1-(OCH2CHR2)n-OH (I) 式中，R1為甲基或乙基，R2為氫原子或甲基，η為I飛的整數。
3.如權利要求I所述的研磨墊，其中，相對於所述多元醇化合物100重量份，含有所述一元醇化合物廣20重量份。
4.如權利要求I所述的研磨墊，其中，所述多元醇化合物100重量份中，含有官能團數為3 4、並且羥值為10(Tl900mgK0H/g的多元醇化合物20 75重量份。
5.如權利要求I所述的研磨墊，其中，所述異氰酸酯成分為芳香族異氰酸酯。
6.如權利要求I所述的研磨墊，其中，所述異氰酸酯成分為碳化二亞胺改性二苯甲烷二異氰酸酯。
7.如權利要求I所述的研磨墊，其中，所述熱固性聚氨酯發泡體具有平均氣泡直徑20^300 μ m的近似球形的氣泡。
8.一種研磨墊的製造方法，包括 通過機械發泡法製備含有含活性氫化合物和異氰酸酯成分作為原料成分的氣泡分散氨基甲酸酯組合物的工序，所述含活性氫化合物含有官能團數為2以上的多元醇化合物、和官能團數為I的一元醇化合物； 將所述氣泡分散氨基甲酸酯組合物塗布到面材上的工序； 通過使所述氣泡分散氨基甲酸酯組合物固化，形成由具有平均氣泡直徑2(Γ300 μ m的近似球形的氣泡的熱固性聚氨酯發泡體構成的研磨層的工序；和將所述研磨層的厚度調節均一的工序。
9.一種半導體器件的製造方法，包括使用權利要求I所述的研磨墊對半導體晶片的表面進行研磨的工序。
全文摘要
本發明的目的在於，提供能夠減小在研磨對象物的表面上產生的微小起伏的研磨墊及其製造方法、以及半導體器件的製造方法。為了實現該目的，在具有由熱固性聚氨酯發泡體構成的研磨層的研磨墊中，使用含有異氰酸酯成分和含活性氫化合物作為原料成分的熱固性聚氨酯發泡體，作為含活性氫化合物，使用含有官能團數為2以上的多元醇化合物、和官能團數為1的一元醇化合物的含活性氫化合物。
文檔編號C08G18/30GK102781627SQ201180011398
公開日2012年11月14日 申請日期2011年3月17日 優先權日2010年3月26日
發明者堂浦真人, 石坂信吉 申請人:東洋橡膠工業株式會社