[发明专利]研磨垫及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种研磨垫(polishing pad)。尤其涉及一种半导体器件的化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)用研磨垫。

背景技术

对硅、硬碟、液晶显示器用母玻璃、半导体器件(semiconductor device)等材料的表面要求平坦性，因此进行使用研磨垫的游离研磨粒方式的研磨。游离研磨粒方式是一边向研磨垫与非研磨物之间供给包含研磨粒的浆料(研磨液)，一边对被研磨物的加工面进行研磨加工的方法。

对半导体器件用研磨垫要求：在该研磨垫表面用以保持研磨粒的开孔、维持半导体器件表面的平坦性的硬性、及防止半导体器件表面的划痕(scratch)的弹性。作为应对该些的要求的研磨垫，利用具有由氨基甲酸酯树脂发泡体制造的研磨层的研磨垫。

氨基甲酸酯树脂发泡体通常是通过含有含异氰酸酯基的化合物的预聚物与硬化剂的反应而硬化成形(干式法)。然后，通过将该发泡体切割为片状而形成研磨垫。如上所述的具有以干式法成形的硬质研磨层的研磨垫(以下，有时简称为硬质(干式)研磨垫)由于在氨基甲酸酯树脂硬化成形时，于发泡体内部形成比较小的大致球状气泡，故而在通过切割而形成的研磨垫的研磨面上形成能够在研磨加工时保持浆料(slurry)的开孔(开口)。

迄今为止，成为半导体器件用研磨垫的原材料(raw material)的氨基甲酸酯树脂发泡体的主流是气泡直径为100μm以下且30μm附近(专利文献1)。另外，氨基甲酸酯树脂发泡体的A硬度为70度以上且D硬度为45度以上的为主流(专利文献2～专利文献3)，并且密度为0.5g/cm³以上的(专利文献1)、关于弹性是储藏弹性模数为数百MPa以上的(专利文献4)为主流。关于纵弹性系数(杨氏模数)，500MPa以上为主流(专利文献5)。

另外，除了上述主流的氨基甲酸酯树脂发泡体以外，使磨耗的程度适当化而以研磨性能的稳定化为目的，就总体密度、A硬度、硬链段含有率(hard segment content，HSC)(％)的方面考虑，进行氨基甲酸酯树脂发泡体的物性的改良(专利文献6)。进而，亦报告有以减少划痕产生为目的，将储藏弹性模数调整为规定范围内的研磨垫(专利文献7、专利文献8)。

而且，报告有如下研磨垫：通过根据脉冲核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)中的自由感应衰减信号(free induction decay signal，FID)来求出结晶相(L)与界面相(M)、非晶相(S)的成分量、自旋-自旋弛豫时间(T2)，使T2与M成分量最佳化，而使相分离结构明确化，提高A硬度、压缩弹性模数(专利文献9)。进而报告有如下研磨垫：通过将脉冲NMR测定的发泡聚氨基甲酸酯中的硬链段的存在比设为55％～70％，而表现出硬、容易拉伸断裂、且伸长度小等特性，不仅维持高硬度，而且提高修整性(专利文献10)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4338150号公报

专利文献2：日本专利第3924952号公报

专利文献3：日本专利第3788729号公报

专利文献4：日本专利第3983610号公报

专利文献5：日本专利特开平10-6211号公报

专利文献6：日本专利特开2010-58194号公报

专利文献7：日本专利特开2006-114885号公报

专利文献8：日本专利特开2009-256473号公报

专利文献9：日本专利特开2010-82719号公报

专利文献10：日本专利特开2010-240777号公报

发明内容

发明欲解决的课题

然而，上述干式研磨垫仍然为硬质，容易在与被研磨物之间局部地施加压力，因此在减少被研磨物的表面所产生的研磨伤(划痕)的方面并不令人满意。另外，仍然具有容易产生阻塞的问题。因此，通常在利用该些以干式法成形的硬质研磨垫进行研磨后，必需进一步使用具有以湿式法成形的软质研磨层的研磨垫来进行最后研磨(finish polishing)(湿式法是将使树脂溶解于水混合性有机溶剂中而得的树脂溶液涂布在片状的成膜基材上后，在水系凝固液中使树脂凝固再生的方法)。