[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及其制造方法。特别涉及半导体装置的化学机械研磨(chemical mechanical polishing，CMP)用研磨垫及其制造方法。

背景技术

由于硅、硬碟、液晶显示器用母玻璃、半导体装置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在研磨垫与非研磨物之间供给包含研磨粒的浆料(slurry)(研磨液)，一边对被研磨物的加工面进行研磨加工的方法。

半导体装置用研磨垫对其研磨垫表面要求：用以保持研磨粒的开孔、维持半导体装置表面的平坦性的硬性、以及防止半导体装置表面的刮痕(scratch)的弹性。作为满足这些要求的研磨垫，一直利用具有由胺基甲酸酯树脂发泡体制造的研磨层的研磨垫。

胺基甲酸酯树脂发泡体通常通过具有含有聚胺基甲酸酯键的异氰酸酯化合物的预聚物与硬化剂的反应进行硬化而成形(干式法)。并且，通过将该发泡体切片成片状而形成研磨垫。如此具有通过干式法成形的硬质研磨层的研磨垫(以下有时简记为硬质(干式)研磨垫)，在胺基甲酸酯树脂硬化成形时，在发泡体内部形成相对较小的大致球状气泡，因此在通过切片形成的研磨垫的研磨表面，形成在研磨加工时可保持浆料的开孔(开口)。

迄今为止，成为半导体装置用研磨垫的原材料的胺基甲酸酯树脂发泡体的气泡径为100μm以下且主流为30μm左右(专利文献1)。另外，胺基甲酸酯树脂发泡体的A硬度为70度以上、D硬度为45度以上的是主流(专利文献2～专利文献3)，密度为0.5g/cm³以上的(专利文献1)、关于弹性的储存弹性模数为数百MPa以上的(专利文献4)为主流。关于纵弹性系数(杨氏模数(Young′s modulus))，500MPa以上为主流(专利文献5)。

另外，除了上述主流的以外，为使磨耗的程度恰当化，使研磨性能稳定化，就体积密度、A硬度、硬链段含有率(hard segment content，HSC)(％)的方面而言，进行胺基甲酸酯树脂发泡体的物性的改良(专利文献6)。而且，为了降低刮痕产生，亦报告有将储存弹性模数调整为特定范围内的研磨垫(专利文献7、专利文献8)。

并且亦报告有如下研磨垫：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，FID)，求出结晶相(L)与界面相(M)、非晶质相(S)的成分量、自旋-自旋弛豫(spin-spin relaxation)时间(T2)，并使T2与M成分量最佳化，藉此使相分离结构明显化，从而使A硬度、压缩弹性模数提高(专利文献9)。而且报告有如下研磨垫：通过使利用脉冲NMR测定的发泡聚胺基甲酸酯中的硬链段的存在比为55％～70％，而表现硬、且容易拉伸断裂、伸长率小等特性，一边维持高硬度，一边提高修整性(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

发明欲解决的技术问题

然而，上述干式研磨垫依然为硬质，容易在与被研磨物之间局部地施加压力，因此在降低被研磨物的表面所产生的研磨损伤(刮痕)的方面并未令人满意。另外，依然具有容易引起堵塞的问题。因此，通常在利用这些通过干式法成形的硬质研磨垫进行研磨(一次研磨)后，需要进一步使用具有通过湿式法成形的软质研磨层的研磨垫进行精加工研磨。