专利名称：研磨垫及其制造方法、以及半导体器件的制造方法
技术领域：
本发明涉及研磨垫及其制造方法、以及半导体器件的制造方法，所述研磨垫能够稳定地并且以高研磨效率进行透镜、反射镜等光学材料及硅晶片、硬盘用玻璃衬底、铝衬底以及要求一般的金属研磨加工等的高度表面平坦性的材料的平坦化加工。本发明的研磨垫特别是在硅晶片和玻璃的精研磨中有用。
背景技术：
一般而言，在硅晶片等半导体晶片、透镜以及玻璃衬底等的镜面研磨中，存在以平坦度及面内均一度的调节为主要目的的粗研磨、和以表面粗糙度的改善及划痕的去除为主要目的的精研磨。精研磨通常是通过如下方法进行在可旋转的平台上粘贴软质的由发泡聚氨酯形成的仿麂皮风格的人造皮革，向其上供给碱性水溶液中含有胶态二氧化硅的研磨剂的同时磨擦晶片(专利文献I)。但是，用于精研磨的由发泡聚氨酯形成的研磨层的平坦性低时，产生在研磨对象物的表面上出现微小起伏的问题。在最近的精研磨的领域中，该微小起伏特别被视为问题，市场上强烈需求能够进一步减小微小起伏的研磨垫。本发明人提出了一种研磨垫，其具有由含有含活性氢化合物和异氰酸酯成分作为原料成分的热固性聚氨酯构成的研磨层，所述含活性氢化合物含有f 20重量％的官能团数为31并且羟值为40(Tl830mgK0H/g的低分子量多元醇和/或官能团数为3 8并且胺值为40(Tl870mgK0H/g的低分子量多胺(专利文献2)。该研磨垫的特征在于，耐久性和自装饰性(★ > 7 F > 7性)优良，另一方面，关于研磨对象物的微小起伏，明确了具有进一步改良的余地。下述专利文献3中记载如下内容，在研磨垫的A型显微橡胶(V ^夕口厶A)硬度值比阿斯卡C硬度值小12以上、并且阿斯卡C硬度值为60以上的情况下，能够以高水平同时实现研磨垫的研磨加工能率与平坦性。但是，该文献中，没有公开构成研磨垫的聚氨酯发泡体的具体配合比和组成，而且，本发明人的研究结果表明，仅仅通过优化研磨垫的A型显微橡胶硬度值与阿斯卡C硬度值的关系，不能得到上述微小起伏的减小效果。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2003-37089号公报专利文献2 :日本专利第4237800号公报专利文献3 :日本特开2008-207319号公报
发明内容
发明所要解决的问题本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够减小在研磨对象物的表面上产生的微小起伏的研磨垫及其制造方法、以及半导体器件的制造方法。用于解决问题的方法本发明人为了解决上述问题，着眼于从研磨面侧测定的研磨层的A型显微橡胶硬度的面内偏差进行了深入的研究，结果发现，通过将A型显微橡胶硬度的面内偏差调节至12以下，能够使研磨垫的表面变均一，减小在研磨对象物的表面上产生的微小起伏。而且，对于用于使研磨层的A型显微橡胶硬度的面内偏差为12以下的配合比和组成进行了深入的研究，结果发现，能够通过如下所述的配合比和组成实现。S卩，本发明的研磨垫，具有由热固性聚氨酯 发泡体构成的研磨层，其特征在于，从研磨面侧测定的上述研磨层的A型显微橡胶硬度的面内偏差为12以下，上述热固性聚氨酯发泡体含有异氰酸酯成分和含活性氢化合物作为原料成分，上述含活性氢化合物100重量份中，含有末端羟基的至少一个为仲羟基、并且羟值为15(Tl000mgK0H/g的三官能多元醇10^50重量份。构成上述研磨垫的研磨层的热固性聚氨酯发泡体，含有含活性氢化合物和异氰酸酯成分作为原料成分，其中，所述含活性氢化合物含有末端羟基的至少一个为仲羟基、并且羟值为15(Tl000mgK0H/g的三官能多元醇1(Γ50重量份。通过由该原料成分得到的热固性聚氨酯发泡体构成研磨层，能够将从研磨面侧测定的研磨层的A型显微橡胶硬度的面内偏差调节至12以下。其结果，通过上述研磨垫，能够减小在研磨对象物的表面上产生的微小起伏。得到这样的效果的原因尚不明确，但推测通过该三官能多元醇在热固性聚氨酯中引入三维交联成分，与使研磨层的A型显微橡胶硬度的面内偏差为12以下有关。对于上述研磨垫而言，优选在上述含活性氢化合物100重量份中，含有末端羟基的至少一个为仲羟基、并且羟值为100(Tl500mgK0H/g的二官能多元醇(Γ20重量份。通过使用该二官能多元醇作为增链剂，能够进一步减小从研磨面侧测定的研磨层的A型显微橡胶硬度的面内偏差。其结果，通过上述研磨垫，能够进一步减小在研磨对象物的表面上产生的微小起伏。对于上述研磨垫而言，上述热固性聚氨酯发泡体优选具有平均气泡直径20^300 μ m的近似球形的气泡。通过由具有平均气泡直径2(Γ300 μ m的近似球形的气泡的热固性聚氨酯发泡体构成研磨层，能够使研磨层的耐久性提高。因此，在使用本发明的研磨垫的情况下，能够长期较高地维持平坦化特性，还能够提高研磨速度的稳定性。在此，近似球形是指球状以及椭圆球状。椭圆球状的气泡是指长径L与短径S之比(L/S)为5以下的气泡，优选为3以下，更优选为1.5以下。此外，本发明涉及研磨垫的制造方法，包括通过机械发泡法制备含有含活性氢化合物和异氰酸酯成分作为原料成分的气泡分散氨基甲酸酯组合物的工序，其中，所述含活性氢化合物含有末端轻基的至少一个为仲轻基、并且轻值为15(Tl000mgK0H/g的三官能多元醇1(Γ50重量份；将上述气泡分散氨基甲酸酯组合物涂布到面材上的工序；通过使上述气泡分散氨基甲酸酯组合物固化，形成由具有平均气泡直径2(Γ300 μ m的近似球形的气泡的热固性聚氨酯发泡体构成的研磨层的工序；和将上述研磨层的厚度调节均一的工序。根据该制造方法，可以制造能够减小在研磨对象物的表面上产生的微小起伏的研磨垫。而且，本发明涉及半导体器件的制造方法，包括使用上述任一项所述的研磨垫对半导体晶片的表面进行研磨的工序。
图I是表示在半导体器件的制造方法中使用的研磨装置的一例的示意结构图。
具体实施例方式本发明的研磨垫，具有由热固性聚氨酯发泡体(以下，也称为“聚氨酯发泡体”)构成的研磨层。聚氨酯树脂的耐磨损性优良，通过对原料组成进行多种改变，能够容易地得到具有期望的物性的聚合物，此外，通过机械发泡法(包括机械起泡法)能够容易地形成近似球形的微小气泡，因此，是作为研磨层的构成材料特别优选的材料。聚氨酯树脂主要含有异氰酸酯成分和含活性氢化合物(高分子量多元醇、低分子量多元醇、低分子量多胺、增链剂等)。
作为异氰酸酯成分，可以没有特别限制地使用聚氨酯领域中公知的化合物。可以列举例如2，4_甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、2，2’ - 二苯甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯甲烷二异氰酸酯、4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯、聚合MDI、碳化二亚胺改性MDI (例如，商品名S 1J才木一卜MTL,日本聚氨酯工业制)、1，5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯；亚乙基二异氰酸酯、2，2，4-三甲基己二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯；1，4-环己烷二异氰酸酯、4，4’ - 二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯等脂环式二异氰酸酯等。这些物质可以使用一种，也可以并用两种以上。上述的异氰酸酯成分中，优选使用芳香族二异氰酸酯，特别优选使用甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯以及碳化二亚胺改性二苯甲烷二异氰酸酯的至少一种。本发明中，重要的是，作为含活性氢化合物，含有末端羟基的至少一个为仲羟基、并且羟值为15(Tl000mgK0H/g的三官能多元醇。该三官能多元醇能够通过如下方法合成通过本领域技术人员公知的方法使环氧丙烷(PO)与甘油或三羟甲基丙烷等三官能引发剂加成。羟值能够随着PO的加成量的变量来调节，特别优选使其为15(T500mgK0H/g。末端羟基的至少一个为仲羟基、并且羟值为15(Tl500mgK0H/g的三官能多元醇的含量，在含活性氢化合物100重量份中，优选为15 40重量份。而且，本发明中，优选在含活性氢化合物100重量份中，含有末端羟基的至少一个为仲羟基、并且羟值为100(Tl500mgK0H/g的二官能多元醇0 20重量份，更优选为5 20重量份，特别优选为1(Γ20重量份。通过使用该二官能多元醇作为增链剂，能够进一步减小从研磨面侧测定的研磨层的A型显微橡胶硬度的面内偏差。作为末端羟基的至少一个为仲羟基、并且羟值为100(Tl500mgK0H/g的二官能多元醇，可以列举例如1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇等。本发明中，作为含活性氢化合物，除了上述三官能多元醇以及二官能多元醇之外，还可以使用高分子量多元醇、低分子量多元醇、低分子量多胺、增链剂等在聚氨酯的技术领域中通常使用的化合物。作为高分子量多元醇，例如可以列举如下聚合物多元醇等以聚四亚甲基醚二醇、聚乙二醇等为代表的聚醚多元醇；以聚己二酸亚丁酯为代表的聚酯多元醇；聚己内酯多元醇；以聚己内酯这样的聚酯二醇与碳酸亚烷酯的反应物等为例示的聚酯聚碳酸酯多元醇；使碳酸亚乙酯与多元醇反应，然后使所得到的反应混合物与有机二元羧酸反应而得到的聚酯聚碳酸酯多元醇；通过多羟基化合物与碳酸芳酯的酯交换反应而得到的聚碳酸酯多元醇；以及使聚合物粒子分散的聚醚多元醇。这些可以单独使用，也可以并用两种以上。作为低分子量多元醇，可以列举例如三羟甲基丙烷、甘油、双甘油、1，2，6_己烷三醇、三乙醇胺、季戊四醇、四羟甲基环己烷、甲基葡糖苷、以及它们的环氧烷烃加成物。这些可以单独使用，也可以并用两种以上。作为低分子量多胺，可以列举例如乙二胺、甲苯二胺、二苯甲烷二胺、以及它们的环氧烷烃(Ε0、Ρ0等)加成物。这些可以单独使用，也可以并用两种以上。此外，也可以并用乙二醇、1，2- 丁二醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、1，4-环己烷二甲醇、3-甲基-1，5-戊二醇、二乙二醇、三乙二醇等低分子量多元醇。另外，也可以并用单乙醇胺、二乙醇胺、2-(2-氨基乙基氨基)乙醇、以及单丙醇胺等醇胺。 增链剂是具有至少两个以上活性氢基团的有机化合物，作为活性氢基团，可以例示羟基、伯氨基或仲氨基、硫醇基(SH)等。具体而言，可以列举由4，4’_亚甲基双(邻氯苯胺)(MOCA)、2，6-二氯对苯二胺、4，4’ -亚甲基双(2，3-二氯苯胺)、3，5-双(甲硫基)_2，4-甲苯二胺、3，5-双(甲硫基)-2，6-甲苯二胺、3，5- 二乙基甲苯-2，4- 二胺、3，5-二乙基甲苯-2，6-二胺、1，3-丙二醇二对氨基苯甲酸酯、1，2-双(2-氨基苯硫基)乙烧、4，4’ - 二氛基-3，3’ - 二乙基-5，5’ - 二甲基二苯甲烧、N, N’ - 二仲丁基-4，4’ - 二氛基二苯甲烷、3，3’ - 二乙基_4，4’ - 二氨基二苯甲烷、间苯二甲胺、N，N’ - 二仲丁基对苯二胺、间苯二胺以及对苯二甲胺等例示的多胺类、或者上述低分子量多元醇和低分子量多胺等。这些物质可以使用一种，也可以混合两种以上。对于异氰酸酯成分、含活性氢化合物之比而言，可以根据各自的分子量和聚氨酯发泡体的期望物性等进行多种改变。为了得到具有期望的特性的发泡体，异氰酸酯成分的异氰酸酯基数相对于含活性氢化合物的总活性氢基团(羟基+氨基)数(NC0指数)优选为O. 8(Tl. 20，进一步优选为O. 9(Tl. 15。异氰酸酯基数在该范围之外的情况下，发生固化不良，存在无法得到所要求的比重、硬度以及压缩率等的倾向。聚氨酯树脂可以应用熔融法、溶液法等公知的氨基甲酸酯化技术进行制造，但考虑成本、操作环境等时，优选通过熔融法进行制造。聚氨酯树脂的制造，也可以为预聚物法、一步法的任意一种。作为研磨层的形成材料的热固性聚氨酯发泡体，通过机械发泡法(包括机械起泡法)来制造。特别优选为使用作为聚烷基硅氧烷与聚醚的共聚物的有机硅类表面活性剂的机械发泡法。作为该有机硅类表面活性剂，可以例示SH-192和L-5340(东丽道康宁有机硅公司制)、B8443 (高施米特公司制)等作为优选的化合物。另外，根据需要，还可以添加抗氧化剂等稳定齐IJ、润滑齐IJ、颜料、填充剂、防静电剂、其它添加剂。以下对制造构成研磨层的热固性聚氨酯发泡体的方法的例子进行说明。该聚氨酯发泡体的制造方法，具有以下的工序。(I)在含有异氰酸酯成分的第一成分和/或含有含活性氢化合物的第二成分中添加有机娃类表面活性剂，将添加有有机娃类表面活性剂的成分在非反应性气体的存在下进行机械搅拌，使非反应性气体成为微小气泡并分散，形成气泡分散液。然后，在该气泡分散液中添加剩余的成分，进行混合，制备气泡分散氨基甲酸酯组合物。(2)在含有异氰酸酯成分的第一成分和/或含有含活性氢化合物的第二成分中添加有机娃类表面活性剂，将上述第一成分以及第二成分在非反应性气体的存在下进行机械搅拌，使非反应性气体成为微小气泡并分散，制备气泡分散氨基甲酸酯组合物。另外，气泡分散氨基甲酸酯组合物可以通过机械起泡法制备。机械起泡法为如下方法将原料成分装入混合头的混合室内，同时混入非反应性气体，利用奥克斯混合机(才— O寸一)等混合机进行混合搅拌，由此使非反应性气体成为微小气泡状态并在原料混合物中分散。对于机械起泡法而言，能够通过调节非反应 性气体的混入量来容易地调节聚氨酯发泡体的密度，因此是优选的方法。另外，由于能够连续形成具有平均气泡直径2(Γ300 μ m的近似球形的微小气泡的聚氨酯发泡体，因此制造效率高。之后，将通过上述方法制备的气泡分散氨基甲酸酯组合物涂布到面材上，使该气泡分散氨基甲酸酯组合物固化，在面材上直接形成热固性聚氨酯发泡体(研磨层)。作为用于形成上述微小气泡的非反应性气体，优选为非可燃性气体，具体可以例示氮气、氧气、二氧化碳、氦气或氩气等惰性气体、以及它们的混合气体，从成本方面考虑最优选使用干燥除去水分后的空气。作为使非反应性气体成为微小气泡状并分散的搅拌装置，可以没有特别限制地使用公知的搅拌装置，具体可以例示均化机、溶解器、行星式混合机(planetary mixer)、机械起泡发泡机等。搅拌装置的搅拌叶片的形状也没有特别的限制，使用搅打器型搅拌叶片，得到微小气泡，因此优选。另外，在发泡工序中制备气泡分散液的搅拌、与将第一成分和第二成分混合的搅拌，使用不同的搅拌装置也是优选的方式。混合工序中的搅拌也可以不是形成气泡的搅拌，优选使用不会带入大气泡的搅拌装置。作为这样的搅拌装置，优选行星式混合机。制备气泡分散液的发泡工序与将各成分混合的混合工序的搅拌装置也可以使用相同的搅拌装置，优选根据需要进行调节搅拌叶片的旋转速度等搅拌条件的调节后使用。本发明的研磨垫可以在研磨层上层叠基材层。在研磨层上层叠基材层时的基材层没有特别限定，可以列举例如尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、以及聚氯乙烯等塑料膜 ’聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等高分子树脂发泡体；丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶等橡胶树脂；感光树脂等。其中，优选使用尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、以及聚氯乙烯等塑料膜、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等高分子树脂发泡体。此外，作为基材层，也可以使用双面胶带、单面粘合胶带(单面的粘合层用于粘贴到台板上)。为了赋予研磨垫韧性，优选基材层具有与聚氨酯发泡体同等的硬度或者比其更硬。另外，基材层(在双面胶带及单面粘合胶带的情况下为基材)的厚度没有特别的限制，但从强度、可挠性等观点考虑，优选为2(Γ1000 μ m、更优选为5(Γ800 μ m。作为将气泡分散氨基甲酸酯组合物涂布到面材上的方法，可以采用例如凹辊、湿润辊{W、、逗号辊(- > 7 )等的辊涂机、狭缝、模池P m 'y 等模涂机(夕-一夕一)、挤压式涂布机、幕帘涂布机等涂布方法，只要能够在面材上形成均匀的涂膜，则可以为任何一种方法。
对将气泡分散氨基甲酸酯组合物涂布到面材上并反应至不流动为止而得到的聚氨酯发泡体进行加热、后固化，这具有提高聚氨酯发泡体的物理特性的效果，因此非常优选。后固化优选在4(T70°C下进行10分钟 24小时，而且在常压下进行时气泡形状稳定，因此优选。在聚氨酯发泡体的制造中，也可以使用叔胺类等公知的促进聚氨酯反应的催化齐U。催化剂的种类和添加量，考虑在各成分的混合工序后用于涂布到面材上的流动时间来进行选择。聚氨酯发泡体的制造，可以是将各成分计量后投入容器中并进行机械搅拌的间歇方式，或者也可以是将各成分和非反应性气体连续供给到搅拌装置中并进行机械搅拌、输出气泡分散氨基甲酸酯组合物来制造成形品的连续生产方式。在本发明的研磨垫的制造方法中，在面材上形成聚氨酯发泡体后或者在形成聚氨酯发泡体的同时，需要将聚氨酯发泡体的厚度调节均一。将聚氨酯发泡体的厚度调节均一的方法没有特别的限制，可以列举例如用研磨材料抛光的方法、用压板加压的方法等。进行抛光的情况下，得到在聚氨酯发泡体的表面上不具有表皮层的研磨层，进行加压的情况 下，得到在聚氨酯发泡体的表面上具有表皮层的研磨层。进行加压时的条件没有特别限定，优选温度调节至玻璃化转变温度以上。另一方面，将通过上述方法制备的气泡分散氨基甲酸酯组合物涂布到脱模片上，并在该气泡分散氨基甲酸酯组合物上层叠基材层。然后，可以在利用按压方法使厚度均一的同时使气泡分散氨基甲酸酯组合物固化而形成聚氨酯发泡体。该方法能够将研磨层的厚度控制得极其均一，因此，是特别优选的方法。脱模片的形成材料没有特别的限制，可以列举与上述基材层同样的树脂或纸等。脱模片优选由热引起的尺寸变化小。另外，脱模片的表面可以进行脱模处理。使由脱模片、气泡分散氨基甲酸酯组合物(气泡分散氨基甲酸酯层)及基材层构成的夹层片材的厚度均一的按压方法没有特别的限制，可以列举例如通过涂布辊、夹紧辊等压缩至一定厚度的方法。考虑到压缩后发泡层中的气泡增大约I. 2 约2倍，优选在压缩时使(涂布机或夹紧辊的间隙)-(基材层及脱模片的厚度)=(固化后的聚氨酯发泡体的厚度的5(Γ85%)。另外，为了得到比重为O. 2^0. 5的聚氨酯发泡体，通过辊之前的气泡分散氨基甲酸酯组合物的比重优选为O. 24 1。然后，在使夹层片材的厚度均一后，对反应至不流动为止而得到的聚氨酯发泡体进行加热、后固化。后固化的条件与上述相同。之后，将聚氨酯发泡体下的脱模片剥离。此时，在聚氨酯发泡体上形成表皮层。如上所述通过机械发泡法形成聚氨酯发泡体时，与聚氨酯发泡体的上表面侧相比下表面侧的气泡偏差小。这样，通过使所形成的聚氨酯发泡体的下表面侧为研磨表面，成为气泡偏差小的研磨表面，因此研磨速度的稳定性进一步提高。需要说明的是，也可以在将脱模片剥离后通过对聚氨酯发泡体进行抛光等除去表皮层。聚氨酯发泡体的厚度没有特别限定，优选为O. 2 3mm，更优选为O. 5 2mm。通过上述制造方法制造的聚氨酯发泡体，具有近似球形的气泡。需要说明的是，本发明的聚氨酯发泡体可以具有连续气泡，也可以具有独立气泡。聚氨酯发泡体中的气泡的平均气泡直径为2(Γ300μπι，优选为5(Γ 00μπι。另外，在连续气泡的情况下，气泡表面的圆形孔的平均直径优选为100 μ m以下，更优选为50 μ m以下。聚氨酯发泡体的比重优选为O. 3^0. 6，更优选为O. 3^0. 5。在比重低于O. 3的情况下，气泡率变得过高，存在耐久性变差的倾向。另一方面，在比重超过O. 6的情况下，为了得到一定程度的弹性模量，需要使材料为低交联密度。此时，存在永久变形增大、耐久性变差的倾向。从研磨面侧测定的聚氨酯发泡体的A型显微橡胶硬度，优选为4(Γ90度，更优选为5(Γ90度。聚氨酯发泡体的A型显微橡胶硬度在该范围之外时，在研磨对象物表面上容易产生划痕。聚氨酯发泡体的硬度，以阿斯卡C硬度计优选为1(Γ90度，更优选为2(Γ80度。阿 斯卡C硬度小于10度时，存在耐久性下降、或者研磨后的研磨对象物的平坦性变差的倾向。另一方面，超过90度时，在研磨对象物的表面上容易产生划痕。本发明的研磨垫的形状没有特别限定，可以是长度约5πΓ约IOm的长条状，也可以是直径约50cnT约150cm的圆形状。研磨层的表面，可以具有用于保持和更新浆料的凹凸结构。由发泡体构成的研磨层，在研磨表面上具有多个开口，具有保持和更新浆料的作用，通过在研磨表面上形成凹凸结构，可以更有效地进行浆料的保持和更新，而且可以防止由于与研磨对象物的吸附而造成的研磨对象物的破坏。凹凸结构只要是能够保持和更新浆料的形状即可，没有特别限定，可以列举例如x(条纹)沟、XY格子沟、同心圆状沟、贯通孔、非贯通孔、多角棱柱、圆柱、螺旋状沟、偏心圆状沟、放射状沟以及组合这些沟而成的形状。另外，这些凹凸结构一般具有规则性，但是为了得到期望的浆料保持和更新性能，也可以在各自一定的范围中使沟间距、沟宽度、沟深等变化。凹凸结构的制作方法没有特别限制，可以列举例如使用规定尺寸的车刀这样的刀具进行机械切削的方法、将树脂注入具有规定表面形状的模具并使其固化来制作的方法、用具有规定的表面形状的压板按压树脂而制作的方法、使用光刻法制作的方法、使用印刷方法制作的方法、以及通过使用二氧化碳激光等的激光来制作的方法等。本发明的研磨垫，可以在研磨层的非研磨面一侧贴合缓冲片而成。在研磨层上层叠基材层的情况下，优选将研磨层、基材层、缓冲片依次层叠。缓冲片(缓冲层)是补充研磨层的特性的层。在化学机械研磨(chemicalMechanical Polishing)中为了同时具有处于权衡关系的平面性和均匀性二者，缓冲片是必要的。平面性是指将具有形成图案时产生的微小凹凸的研磨对象物研磨时的图案部的平坦性，均匀性是指研磨对象物整体的均匀性。利用研磨层的特性，改善平面性，利用缓冲片的特性，改善均匀性。本发明的研磨垫中，优选使用比研磨层柔软的缓冲片。作为所述缓冲片，可以列举例如聚酯无纺布、尼龙无纺布、丙烯酸类无纺布等纤维无纺布、或者浸渗有聚氨酯的聚酯无纺布这样的树脂浸渗无纺布、聚氨酯泡沫体、聚乙烯泡沫体等高分子树脂发泡体、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶等橡胶性树脂、感光性树脂等。作为粘贴缓冲片的方法，可以列举例如使用双面胶带夹压研磨层和缓冲片的方法。另外，本发明的研磨垫，也可以在与台板胶粘的面上设置双面胶带。
半导体器件，通过使用上述研磨垫对半导体晶片的表面进行研磨的工序来制造。半导体晶片一般是在硅晶片上层压有布线金属及氧化膜的晶片。半导体晶片的研磨方法、研磨装置没有特别限制，例如可以使用如下研磨装置等进行，如图I所示，所述研磨装置具有支撑研磨垫I的研磨平台2、支撑半导体晶片4的支撑台(研磨头)5、用于对晶片进行均匀加压的背衬材料和研磨剂3的供给机构。研磨垫I例如通过用双面胶带粘贴而安装在研磨平台2上。研磨平台2和支撑台5以使各自支撑的研磨垫I和半导体晶片4对置的方式设置，各自具有旋转轴6、7。另外，在支撑台5 —侧设置用于将半导体晶片4按压到研磨垫I上的加压机构。研磨时，使研磨平台2和支撑台5旋转的同时将半导体晶片4按压在研磨垫I上，供给浆料的同时进行研磨。浆料的流量、研磨载荷、研磨平台转数以及晶片转数没有特别限制，适当调节后进行。由此，改善半导体晶片4的表面的表面粗糙度，除去划痕 。之后，通过进行分离、焊接、包装等，制造半导体器件。半导体器件用于运算处理装置或存储器等。另外，透镜和硬盘用玻璃基板也能够通过与上述同样的方法进行精研磨。实施例以下，列举实施例对本发明进行说明，但是本发明不限于这些实施例。(A型显微橡胶硬度的测定)使用A型显微橡胶硬度计MD-I (高分子计器公司制)进行测定。具体而言，制作将由热固性聚氨酯发泡体构成的研磨层切成30mmX30mm的试样,在该试样的任意的不同的5个点处，从研磨面侧测定硬度值，将其平均值作为A型显微橡胶硬度。另外，将在5个点处测定的硬度值的最大值与最小值之差作为A型显微橡胶硬度的面内偏差。(微小起伏)使用非接触表面形状测定机(ZYG0公司制NewVieW6300)，以透镜倍率2. 5倍、放大倍率O. 5倍，将带通滤波器设定为20(Γ1250 μ m,测定研磨对象物的表面5个点的Ra，将其平均值(rim)作为微小起伏。需要说明的是，测定微小起伏时，使用通过以下的研磨方法进行研磨后的研磨对象物。(研磨方法)双面研磨机的设定条件双面研磨机；创技公司制9B型双面研磨机加工压力100g/cm2平台转速5Orpm研磨剂供给量4L/分钟投入的基板小原公司制TS-10SX投入的基板的张数25张进行连续研磨直至基板厚度达到初期厚度的85%。需要说明的是，使用的研磨剂通过下述的方法进行调整。(研磨剂的调整方法)在水中添加SHOROX A_10(昭和电工公司制)，进行混合，调整研磨剂使其比重达到 I. 06 I. 09。(原料)
所使用的各原料如下。(i)含活性氢化合物聚已内酯多元醇“7。7^ -fc ^ 210N(PCL210N)，，、官能团数2、羟值110mgK0H/g、大赛璐化学公司制聚已内酯多元醇“ 7。9夕七> 220 (PCL220) ”、官能团数2、羟值56mgK0H/g、大赛璐化学公司制聚已内酯多元醇“ 7° 7 ^ -fc ^ 305 (PCL305) ”、官能团数:3、羟值305mgK0H/g、大
赛璐化学公司制聚四亚甲基醚二醇“PTMG1000”、官能团数2、羟值110mgK0H/g、三菱化学公司制
聚四亚甲基醚二醇“PTMG3000”、官能团数2、羟值37mgK0H/g、三菱化学公司制I, 4- 丁二醇(1，4-BD)官能团数2、羟值1247mgK0H/g、半井(f 力 9 4 f > 夕)公司制末端羟基的至少一个为仲羟基的三官能多元醇(a)三羟甲基丙烷的环氧丙烷加成物“工。-fc 7 —> 400MP”、官能团数3、羟值415mgK0H/g、旭硝子公司制(b)甘油的环氧丙烷加成物“MN400”、官能团数3、羟值415mgK0H/g、三井化学公司制(c)甘油的环氧丙烷加成物“MN1000”、官能团数3、羟值160mgK0H/g、三井化学公司制(d)甘油的环氧丙烷加成物“MN2000”、官能团数3、羟值112mgK0H/g、三井化学公司制(e)三羟甲基丙烷的环氧丙烷加成物“工，-fc ^ 一> 890MP”、官能团数3、羟值86 5mgK0H/g、旭硝子公司制末端羟基的至少一个为仲羟基的二官能多元醇(a) 1，2-丙二醇(1，2-PG)、官能团数2、羟值1472mgK0H/g、半井公司制(b)l，3-丁二醇(1，3-BD)官能团数2、羟值1247mgK0H/g、半井公司制(iii)泡沫稳定剂“B8443”、高施米特公司制(iv)异氰酸酯成分碳化二亚胺改性二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、“ S丨彡才+ —卜MTL”、日本聚氨酯工业公司制实施例I 5以及比较例I 3以达到表I上部中记载的配合比率(数值是将多元醇化合物总量设为100重量份时的重量份)的方式将含活性氢化合物和泡沫稳定剂装入容器中，使用搅拌叶片，以转速900rpm进行约4分钟剧烈搅拌，使反应体系内进入气泡。之后,添加碳化二亚胺改性MDI，使NCO指数达到表I中记载的值，搅拌约I分钟，制备气泡分散氨基甲酸酯组合物。将制备的气泡分散氨基甲酸酯组合物涂布到实施脱模处理后的由PET片(东洋纺公司制、厚度75μπι)构成的脱模片上，形成气泡分散氨基甲酸酯层。然后，在该气泡分散氨基甲酸酯层上被覆由PET片(东洋纺公司制、厚度188 μ m)构成的基材层。用夹紧辊使气泡分散氨基甲酸酯层达到I. 5mm的厚度，在40°C下进行30分钟一次固化，然后，在70°C下进行30分钟二次固化，形成聚氨酯发泡体(发泡层)。需要说明的是，对于该制造方法而言，使含活性氢化合物和异氰酸酯成分直接反应来制造聚氨酯发泡体，因此，相当于一步法。之后，剥离脱模片。接着，使用切片机(菲肯公司制)，使聚氨酯发泡体的厚度为 I. 3mm，并对厚度精密度进行调节。之后，使用层压机在基材层表面上粘贴双面胶带(双面胶带、积水化学工业制)，制作研磨垫。表I硬
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标号说明I :研磨垫2:研磨平台3:研磨剂(浆料)4 :研磨对象物(半导体晶片、透镜、玻璃板)
5:支撑台(研磨头)6、7:旋转轴
权利要求
1.ー种研磨垫，具有由热固性聚氨酯发泡体构成的研磨层，其特征在干， 从研磨面侧测定的所述研磨层的A型显微橡胶硬度的面内偏差为12以下， 所述热固性聚氨酯发泡体含有异氰酸酷成分和含活性氢化合物作为原料成分， 所述含活性氢化合物100重量份中，含有末端羟基的至少ー个为仲羟基、并且羟值为15(Tl000mgK0H/g的三官能多元醇10 50重量份。
2.如权利要求I所述的研磨垫，其中，在所述含活性氢化合物100重量份中，含有末端羟基的至少ー个为仲羟基、并且羟值为100(Tl500mgK0H/g的ニ官能多元醇0 20重量份。
3.如权利要求I所述的研磨垫，其中，所述热固性聚氨酯发泡体具有平均气泡直径20^300 u m的近似球形的气泡。
4.ー种研磨垫的制造方法，包括 通过机械发泡法制备含有含活性氢化合物、和异氰酸酯成分作为原料成分的气泡分散氨基甲酸酯组合物的エ序，其中，所述含活性氢化合物100重量份中含有末端羟基的至少ー个为仲羟基、并且羟值为15(Tl000mgK0H/g的三官能多元醇10 50重量份； 将所述气泡分散氨基甲酸酯组合物涂布到面材上的エ序； 通过使所述气泡分散氨基甲酸酯组合物固化，形成由具有平均气泡直径2(T300 y m的近似球形的气泡的热固性聚氨酯发泡体构成的研磨层的エ序；和 将所述研磨层的厚度调节均一的エ序。
5.一种半导体器件的制造方法，包括使用权利要求I所述的研磨垫对半导体晶片的表面进行研磨的エ序。
全文摘要
本发明提供能够减小在研磨对象物的表面上产生的微小起伏的研磨垫及其制造方法、以及半导体器件的制造方法。所述研磨垫，具有由热固性聚氨酯发泡体构成的研磨层，通过使用含有含活性氢化合物和异氰酸酯成分作为原料成分的热固性聚氨酯发泡体，从研磨面侧测定的所述研磨层的A型显微橡胶硬度的面内偏差为12以下，其中，所述含活性氢化合物100重量份中，含有末端羟基的至少一个为仲羟基、并且羟值为150~1000mgKOH/g的三官能多元醇10~50重量份。
文档编号H01L21/304GK102781628SQ20118001142
公开日2012年11月14日 申请日期2011年3月22日 优先权日2010年3月31日
发明者伊藤彩, 堂浦真人 申请人:东洋橡胶工业株式会社