[發明專利]高分子材料、由其得到的發泡體以及使用它們的研磨墊

有效

• 申請號: 200680034450.6
• 申請日: 2006-09-21
• 公開（公告）號: CN101268111A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 岡本知大;加藤晉哉;金田俊二;菊池博文
• 申請（專利權）人: 可樂麗股份有限公司
• 主分類號: C08G18/00
• 分類號: C08G18/00;B24B37/00;C08J9/12;C08L75/00;H01L21/304
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 吳娟;李平英

技術領域

本發明涉及高分子材料、由其得到的發泡體以及使用它們的研磨墊，例如可適合用于高精度且高效率地研磨半導體晶片等的研磨墊。?

背景技術

作為在用作形成集成電路的基材的半導體晶片的鏡面加工(例如化學機械研磨(CMP))中使用的研磨墊，通常大多使用將絲絨或仿麂皮等的纖維與樹脂的復合材料、或者將熱塑性聚氨酯樹脂浸透在非織造布中使其濕式凝固而得到的壓縮變形特性大、比較柔軟的片材。?

近年來，伴隨著半導體晶片的高集成化、多層布線化，對于更高平坦化等品質改善，以及低成本化的要求日益增強。與此相伴，還要求研磨墊可實現比以往更高的平坦化等高性能化或可長時間使用等。?

以往的比較柔軟的非織造布型研磨墊與晶片的接觸性良好，研磨漿的保持性也良好，但是由于其柔軟性，使被研磨面平坦化的性能不足。并且，研磨漿或研磨屑會堵塞非織造布的孔隙，由此導致晶片表面容易產生劃傷。另外，研磨漿或研磨屑滲入到非織造布孔隙深處，因此清洗困難，還有研磨墊的壽命短的問題。?

還已知有使用高分子發泡體的研磨墊，與非織造布型的研磨墊相比剛性高，因此常用于晶片的研磨等要求平坦化的用途中。另外，使用高分子發泡體的研磨墊是獨立氣泡結構，因此研磨漿或研磨屑不會象非織造布型研磨墊那樣滲入到孔隙的深處，因此研磨墊的清洗比較容易，經得起長時間使用。特別是由于耐磨損性優異，因此常使用發泡聚氨酯作為高分子發泡體。?

發泡聚氨酯制的研磨墊通常通過對發泡聚氨酯進行適當磨削或? 切片制造。以往在研磨墊中使用的發泡聚氨酯是使用雙液固化型聚氨酯通過澆鑄發泡固化制造的(參照日本特開2000-178374號公報、日本特開2000-248034號公報、日本特開2001-89548號公報、日本特開平11-322878號公報等)，但是該方法中，反應、發泡難以均勻，并且所得的發泡聚氨酯的高硬度化是有極限的。另外，以往的發泡聚氨酯制的研磨墊，其被研磨面的平坦性或平坦化效率等研磨特性有變動，這主要原因之一是由于基礎原料發泡聚氨酯中的發泡結構不均勻。為了提高平坦化效率，人們希望有硬度更高的研磨墊(參照柏木正弘等，“The?Science?of?CMP”，Science?Forum?Inc.，1997年8月20日發行、113-119頁)。?

作為硬度高的研磨墊，有人提出了含有使高分子二醇、有機二異氰酸酯和增鏈劑反應得到的、來自異氰酸酯基的氮原子含量為6％重量以上、且50℃的動態粘彈性模量E’₅₀為5×10⁹dyn/cm²以上的熱塑性聚氨酯，含有密度為0.5-1.0g/cm³、氣泡尺寸為5-20μm、硬度(JIS-C硬度)為90以上的聚氨酯發泡體的研磨墊(參照日本特開2002-371154號公報)。但是，使用該發明的來自異氰酸酯基的氮原子含量為6％重量以上的研磨墊，則硬度過高，研磨硅晶片時有可能在晶片表面上產生很多劃傷。?

本發明針對上述情況而設，其目的在于提供可實現被研磨面的平坦性和提高平坦化效率、且劃傷發生較少的研磨墊，以及可用作該研磨墊的高分子材料，由其得到的發泡體。特別是本發明的目的在于提供在水的存在下研磨速率也穩定的研磨墊。?

發明內容

本發明人為實現上述目的而進行了深入的探討，結果發現：具有特定的拉伸彈性模量、損耗角正切、與水的接觸角的聚氨酯等高分子材料、由其得到的發泡體、以及使用它們的研磨墊表現出所需目標特性，從而完成了本發明。?

即，本發明提供一種高分子材料，該高分子材料在用50℃的水飽和溶脹后在50℃下的拉伸彈性模量為130-800MPa、50℃下的損耗角正切(tanδ值)為0.2以下、與水的接觸角為80度以下(以下簡稱為高分子材料)。?

本發明還包含拉伸彈性模量的保持率(將用50℃的水飽和溶脹后在50℃下的拉伸彈性模量除以在20℃、65％RH條件下放置后在50℃下的拉伸彈性模量，再乘以100所得的值)為55％以上的上述高分子材料。?

本發明還包含23℃下的儲存彈性模量(E’₂₃)與50℃下的儲存彈性模量(E’₅₀)之比(E’₂₃/E’₅₀)為1.8以下的上述高分子材料。?

本發明還包含上述高分子材料，該高分子材料是通過使高分子二醇、有機二異氰酸酯和增鏈劑反應獲得的聚氨酯。?