[发明专利]抛光垫

说明书

技术领域

本发明涉及可以稳定且以高抛光效率进行透镜、反射镜等光学材 料及硅晶片、硬盘用玻璃衬底、铝衬底及通常的金属抛光加工等要求 高度表面平坦性的材料的平坦化加工的抛光垫的制造方法。本发明的 抛光垫特别适用于对硅晶片及其上形成了氧化物层、金属层等的器件 在进一步层压和形成这些氧化物层和金属层之前进行平坦化的工序。

背景技术

作为要求高度表面平坦性的代表材料，可以列举出制造半导体集 成电路(IC、LSI)的被称为硅晶片的单晶硅的圆盘。硅晶片在IC、LSI 等的制造工序中，为了形成电路形成中使用的各种薄膜的可靠的半导 体接合，在层压和形成氧化物层、金属层的工序中，要求将表面高精 度地精加工至平坦。在这种抛光精加工工序中，通常抛光垫被固定在 被称为台板的可旋转的支撑圆盘上，半导体晶片等加工物被固定在抛 光垫上。然后，通过两者的运动，使台板和抛光垫之间产生相对速度， 进而通过向抛光垫上连续供给含有磨粒的抛光浆料，进行抛光操作。

作为抛光垫的抛光特性，要求抛光对象物的平坦性(平面性)及面内 均匀性优良、抛光速度大。通过使抛光层高弹性率化，能够一定程度 地改善抛光对象物的平坦性、面内均匀性。另外，通过制造为含有气 泡的发泡体来增加浆料的保持量，能够提高抛光速度。

作为满足上述特性的抛光垫，提出了由聚氨酯发泡体构成的抛光 垫(专利文献1、2)。该聚氨酯发泡体可以通过使异氰酸酯封端的预聚物 和增链剂(固化剂)反应来制造，作为异氰酸酯预聚物的高分子多元醇成 分，从耐水解性、弹性特性、耐磨损性等观点出发，可以使用聚醚(数 均分子量500～1600的聚四亚甲基二醇)及聚碳酸酯作为优选的材料。

但是，上述抛光层在吸湿或吸水时，硬链段的凝聚力降低，从而 抛光层的尺寸稳定性容易降低。更严重的是，抛光垫会产生翘曲及起 伏，由此产生平坦化特性、面内均匀性等抛光特性逐渐变化的问题。

专利文献3中，以提高浆料的保持性为目的，公开了在温度23℃ 的水中浸渍72小时时的体积膨胀率为20％以下的抛光垫用聚合物组合 物。但是，所述抛光垫用聚合物组合物使用热塑性聚合物作为抛光垫 用聚合物，在吸湿或吸水时难以高度地维持抛光垫的尺寸稳定性。

专利文献1：日本特开2000-17252号公报

专利文献2：日本专利第3359629号

专利文献3：日本特开2001-47355号公报

发明内容

本发明第一技术方案的目的在于，提供在吸湿或吸水时能够高度 维持尺寸稳定性的抛光垫及其制造方法。本发明第二技术方案的目的 在于，提供高吸水性且在吸湿或吸水时能够高度维持尺寸稳定性的抛 光垫及其制造方法。本发明的目的还在于，提供使用了该抛光垫的半 导体器件的制造方法。

本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，利用以 下所示的抛光垫可以达到上述目的，由此完成本发明。

即，本发明的第一技术方案涉及一种抛光垫，其具有由具有微小 气泡的聚氨酯发泡体构成的抛光层，其特征在于，所述聚氨酯发泡体 含有异氰酸酯封端的预聚物(A)、多聚二异氰酸酯与增链剂的反应固化 物，其中，所述异氰酸酯封端的预聚物(A)含有异氰酸酯单体、高分子 量多元醇(a)及低分子量多元醇。

现有的抛光层是具有仅通过物理交联而形成的硬链段的聚氨酯发 泡体，因此认为在吸湿或吸水时硬链段的凝聚力容易降低。因此认为， 抛光层越是吸湿或吸水，由拉伸或翘曲等引起的尺寸变化变得越大。

本发明人发现，通过并用含有异氰酸酯单体、高分子量多元醇(a) 及低分子量多元醇的异氰酸酯封端的预聚物(A)和多聚二异氰酸酯作为 聚氨酯发泡体的原料，并利用它们与增链剂的反应在聚合物中部分地 引入化学交联(部分地形成三维交联结构)，能够提高吸湿或吸水时硬链 段的凝聚力，高度维持抛光层的尺寸稳定性。而且，通过不在异氰酸 酯封端的预聚物(A)中引入多聚二异氰酸酯，而直接使其与增链剂反应， 能够在聚合物中引入规则的化学交联。由此，能够使抛光层整体的尺 寸变化均匀，并且能够抑制抛光特性的不均。