[發明專利]研磨墊

有效

• 申請號: 200910135488.8
• 申請日: 2006-05-10
• 公開（公告）號: CN101530988A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 數野淳;小川一幸;中森雅彥;山田孝敏;下村哲生
• 申請（專利權）人: 東洋橡膠工業株式會社
• 主分類號: B24D3/00
• 分類號: B24D3/00;B24D13/14;B24B37/04;H01L21/304;C08G18/10;C08G101/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李貴亮

本申請是分案申請，其母案申請的申請號：PCT/JP2006/309380(200680017384.1)，申請日：2006.5.10，發明名稱：研磨墊?

技術領域

本發明涉及能夠以穩定、且高研磨效率進行反射鏡等光學材料或硅片、硬盤用玻璃基板、鋁基板、及通常的金屬研磨加工等需要高度表面平坦性的材料的平坦加工的研磨墊(研磨パツド)。本發明的研磨墊尤其適合使用于在硅片及其上形成有氧化物層、金屬層等的器件進而層疊·形成這些氧化層或金屬層之前對硅片及其上形成有氧化物層、金屬層等的器件進行平坦化的工序。?

背景技術

作為要求高度表面平坦性的材料的代表性材料，可以列舉制造半導體集成電路(IC、LSI)的稱作硅片的單晶硅圓盤。在IC、LSI等制造工序中，為了形成使用于電路形成的各種薄膜的可靠的半導體接合硅片，在層疊·形成氧化物層或金屬層的各工序中，需要將表面高精度地精加工。在這樣的研磨精加工工序中，通常，研磨墊固定在稱作臺板的能夠旋轉的支撐圓盤上，半導體晶片等加工物固定在研磨墊上。然后，通過兩者的運動，在臺板和研磨墊之間產生相對速度，進而向研磨墊上連續供給含有砂粒的研磨漿料，從而進行研磨操作。?

作為研磨墊的研磨特性，要求研磨對象物的平坦性(平面性)及面內均勻性優越，研磨速度大。通過使研磨層具有高彈性率，某種程度上可以改善研磨對象物的平坦性、面內均勻性。?

若考慮向下一代元件的發展，則需要能夠進一步提高平坦性的高硬度的研磨墊。為了提高平坦性，還可以使用無發泡系的硬的研磨墊。但是，在使用這樣的硬的研磨墊的情況下，產生在研磨墊對象物的被研磨面上留?下劃傷(劃痕)的問題。另外，由于無發泡系的研磨墊在研磨操作時不能將漿料中的砂粒充分地保持于墊表面，因此，從研磨速度的觀點來說也不優選。?

另外，提出了在非水溶性熱塑性聚合物中分散了水溶性物質的研磨墊(專利文獻1)。所述研磨墊是無發泡體，但是研磨墊中分散的水溶性物質在研磨時溶解，使得研磨墊表面生成發泡體一樣的孔，另外，研磨墊膨潤，使得研磨墊表面的硬度下降，因此，在劃傷的降低和研磨速度的提高方面是有效的。然而，該研磨墊由于墊表面膨潤，硬度下降，因此，在平坦化特性方面不足夠。?

另外，為了同時實現平坦性提高和劃傷的降低，公開有使含有有機聚異氰酸酯、水溶性高分子多元醇的高分子量多元醇、及低分子量多元醇而成的異氰酸酯末端預聚物、和鏈延長劑的聚合物構成的研磨墊(專利文獻2)。然而，所述研磨墊也由于墊表面膨潤，硬度下降，因此是不能充分滿足今后要求的平坦化特性的研磨墊。?

另一方面，通過使用含有氣泡的發泡體增加漿料的保持量，能夠提高研磨速度。?

作為滿足上述特性的研磨墊，提出了由聚氨酯樹脂發泡體構成的研磨墊(專利文獻3、4)。所述聚氨酯發泡體是通過使異氰酸酯末端預聚物和鏈延長劑(固化劑)反應來制造，作為異氰酸酯預聚物的高分子量多元醇成分，從耐水解性、彈性特性、耐磨損性等觀點出發，將多元醇(尤其，數均分子量為500～1600的聚四亞甲基二醇)或聚碳酸酯作為適當的材料使用。?

然而，若為了提高研磨墊的平坦化特性，使研磨層具有高彈性率化(高硬度化)，則比重變大，其結果，引起單位面積的氣泡數減少，研磨速度降低的問題。?

另外，作為進一步增大漿料的保持量的方法，可列舉將研磨墊自身做成親水性的方法，具體來說，(1)向基質材料中導入羥基等親水性基團的方法、(2)混合基質材料和親水性物質的方法。例如，公開有含有(A)交聯彈性體、(B)具有羥基等官能團的物質的研磨墊用組合物(專利文獻5)。另外，公開有向構成研磨工具的材料中進而加入親水性物質或附加(改?性)親水性基團的研磨工具(專利文獻6)。另外，公開有具有親水性、且實質上含有不溶于水的片狀物的熱固化性高分子基質樹脂構成的研磨墊(專利文獻7)。進而公開有含有具有親水性基團的化合物共聚而成的氨酯樹脂、且含有親水劑的聚氨酯組合物構成的研磨墊(專利文獻8)。?

但是，在(1)的方法中，基質材料為聚氨酯的情況下，含有羥基等活潑氫的親水性基團在聚氨酯的合成時與異氰酸酯基團反應，其結果，存在未反應的多元醇殘留于材料中之患。還有，由于所述殘留的多元醇成分帶來可塑性效果，因此，容易引起研磨墊的物性的降低。另外，(2)的方法中，難以將親水性物質均勻地混合在基質材料中，從而，不能得到物性均勻的研磨墊。?

另一方面，若研磨速度在剛使用后到結束使用為止的期間發生變動，則不得不研磨條件，還導致研磨效率差的問題。?