研磨垫及研磨垫的制造方法

文档序号:7038387阅读:208来源:国知局
研磨垫及研磨垫的制造方法
【专利摘要】一种研磨垫的制造方法,所述研磨垫在膜基材上具有聚氨酯树脂薄膜作为研磨层,该方法包括如下工序:将含有聚氨酯树脂和添加剂的聚氨酯树脂薄膜形成用组合物溶解在所述树脂的可溶性溶剂中的工序;除去不溶成分,使所述溶液中的不溶成分相对于聚氨酯树脂薄膜形成用组合物的总质量小于1质量%的工序;相对于树脂的固体成分质量1g,以通过式1:聚氨酯树脂相对于不良溶剂的凝固值(ml)×A(A=0.007~0.027)而计算的量(ml)向除去了所述不溶成分的溶液中添加不良溶剂并混合的工序;以及通过湿式凝固法使所述混合溶液在成膜基材上成膜,制作聚氨酯树脂薄膜的工序。通过该方法,提供一种能够进行研磨损伤少的研磨,并且能够形成稳定的膜的抛光用研磨垫的制造方法以及研磨垫。
【专利说明】研磨垫及研磨垫的制造方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及研磨垫及其制造方法,特别涉及抑制裸娃(bare silicon)、半导体设 备、磁盘产生缺陷的抛光研磨垫及其制造方法。

【背景技术】
[0002] 用于研磨半导体设备等的研磨垫,大致分为硬质、软质,对于硬质来说,使氨基甲 酸酯预聚物一边进行链伸长一边成型的干式法是主流,对于软质来说,在凝固浴中将聚氨 酯树脂溶液成型并干燥的湿式法是主流。近年来,高度要求被研磨物的平坦性、均一性(均 匀性),在抛光研磨工序等中利用软质研磨垫的情况增加。
[0003] 特别是在裸硅、半导体设备、磁盘的抛光研磨工序中,特别希望研磨量、研磨平坦 性优异,而且抑制研磨损伤(也称为缺陷)的产生。以往,抛光研磨工序采用以湿式聚氨酯 树脂薄膜作为研磨层的研磨垫(例如,参见专利文献1、2)。
[0004] 然而,以往的湿式研磨垫依然存在容易导致研磨损伤的问题。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开平2 - 220838号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开2011 - 067923号公报


【发明内容】

[0009] 发明要解决的问题
[0010] 如上所述,在使用以往的以湿式聚氨酯树脂薄膜作为研磨层的研磨垫时,依然存 在容易产生研磨损伤的问题。本发明人等发现助长研磨损伤的一个原因是:在构成研磨层 的树脂基体中添加的成膜助剂、发泡控制助剂等成分的一部分相对于在树脂薄膜的成膜中 使用的溶剂是不溶的,作为未溶解成分残留下来。特别地,为了改善弹性特性、提高研磨稳 定性等而在湿式树脂薄膜中配合了炭黑等填料,但发现该不溶成分成为产生研磨损伤的主 要原因。
[0011] 另一方面,由于成膜助剂、发泡控制助剂在膜形成中起到稳定剂的作用,因此除去 这些成分或减少它们的量时,在成膜性方面会产生问题。
[0012] 因此,本发明目的在于克服上述缺点,提供一种能够进行研磨损伤少的研磨,并且 能够形成稳定的膜的抛光用研磨垫的制造方法以及研磨垫。
[0013] 解决问题的方法
[0014] 本发明通过以下的研磨垫及其制造方法来解决上述问题。
[0015] (1) 一种研磨垫的制造方法,所述研磨垫在成膜基材上具有聚氨酯树脂薄膜作为 研磨层,该方法包括如下工序:
[0016] 将含有聚氨酯树脂和添加剂的聚氨酯树脂薄膜形成用组合物溶解在所述树脂的 可溶性溶剂中的工序;
[0017] 除去不溶成分,使所述溶液中的不溶成分相对于聚氨酯树脂薄膜形成用组合物的 总质量(固体成分质量)小于1质量%的工序;
[0018] 相对于树脂的固体成分质量lg,以通过式1 :聚氨酯树脂相对于不良溶剂的凝固 值(ml) XA(A = 0. 007?0. 027)而计算的量(ml)向除去了所述不溶成分的溶液中添加不 良溶剂并混合的工序;和
[0019] 通过湿式凝固法使所述混合溶液在成膜基材上成膜,制作聚氨酯树脂薄膜的工 序。
[0020] (2)如⑴所述的制造方法,其特征在于,聚氨酯树脂的可溶性溶剂是水混合性的 有机溶剂。
[0021] (3) -种研磨垫,其在成膜基材上具有通过湿式凝固法成膜的聚氨酯树脂薄膜作 为研磨层,
[0022] 将所述聚氨酯树脂薄膜溶解于形成所述薄膜的聚氨酯树脂的可溶性溶剂时的不 溶成分,相对于所述聚氨酯树脂薄膜的干燥质量小于1质量%,
[0023] 所述聚氨酯树脂的凝固值(以水作为不良溶剂)为8?20(ml)的范围,并且由所 述聚氨酯树脂薄膜构成的研磨层表面的发泡个数为1〇〇个Aim 2?270个/mm2。
[0024] (4) -种研磨垫,其通过⑴或⑵所述的制造方法制造,并且聚氨酯树脂的凝固 值(以水作为不良溶剂)为8?20 (ml)的范围。
[0025] (5)如(3)或⑷所述的研磨垫,由聚氨酯树脂薄膜构成的研磨层表面的平均开口 直径为30iim以上。
[0026] 发明效果
[0027] 根据本发明的研磨垫及其制造方法,可以提供一种能够抑制缺陷的产生,并且具 有稳定的成膜性的研磨垫。
[0028] 通过本发明的研磨垫的制造方法,能够减少不溶解成分(不溶成分)的局部存在、 凝集等,其结果是,在得到的研磨垫中,能够抑制研磨时缺陷的产生。另外,通过添加满足式 1的量的不良溶剂,即使是不添加炭黑等添加剂的配方,也能够得到由具有稳定的成膜性的 聚氨酯树脂薄膜构成的研磨层。进而,根据本发明研磨垫的研磨层的适当凝固值,在研磨时 不易产生因浆料循环不均而导致的偏磨损,因此能够抑制因淤渣滞留而导致的缺陷产生。 当硬度、发泡个数、电流值(=摩擦阻力)等处于优选的范围内时,研磨效率(速率、均一 性)优异。

【专利附图】

【附图说明】
[0029] 图1是实施例1的聚氨酯树脂薄膜的截面图(SEM35倍和50倍)。
[0030] 图2是实施例2的聚氨酯树脂薄膜的截面图(SEM35倍和50倍)。
[0031] 图3是比较例2的聚氨酯树脂薄膜的截面图(SEM50倍和100倍)。

【具体实施方式】
[0032] 以下,对用于实施本发明的方式进行说明。
[0033] 1.研磨垫的制造方法
[0034] 本发明的研磨垫的制造方法,是在成膜基材上具有聚氨酯树脂薄膜作为研磨层的 研磨垫的制造方法,其包括以下工序。
[0035] -将含有聚氨酯树脂和添加剂的聚氨酯树脂薄膜形成用组合物溶解在所述树脂 的可溶性溶剂中的工序
[0036] -除去不溶成分,使所述溶液中的不溶成分相对于聚氨酯树脂薄膜形成用组合物 的总质量小于1质量%的工序
[0037] -对于所述聚氨酯树脂,相对于树脂的固体成分lg,以通过式1 :聚氨酯树脂相对 于所述不良溶剂的凝固值(ml) XA(A = 0. 007?0. 027)计算的量(ml)向除去了所述不溶 成分的溶液中添加不良溶剂并混合的工序
[0038] -通过湿式凝固法使所述混合溶液在成膜基材上成膜,制作聚氨酯树脂薄膜的工 序
[0039] 对各工序进行说明。
[0040] 1. 1.将含有聚氨酯树脂和添加剂的聚氨酯树脂薄膜形成用组合物溶解在聚氨酯 树脂的可溶性溶剂中的工序
[0041] 作为本发明研磨垫的研磨层的聚氨酯树脂薄膜,含有聚氨酯树脂作为主成分。作 为主成分含有,是指相对于薄膜干燥质量含有50质量%以上,更优选80质量%以上,进一 步优选90质量%以上。
[0042] 聚氨酯树脂的种类没有特别限制,只要根据使用目的从各种聚氨酯树脂中进行选 择即可。例如,可以使用聚酯系、聚醚系、或聚碳酸酯系的树脂。
[0043] 作为聚酯系的树脂,可以列举乙二醇、丁二醇等与己二酸等的聚酯多元醇和二苯 基甲烷一 4, 4'一二异氰酸酯等二异氰酸酯的聚合物。作为聚醚系的树脂,可以列举聚四亚 甲基醚二醇、聚丙二醇等聚醚多元醇与二苯基甲烷一 4, 4'一二异氰酸酯等异氰酸酯的缩合 物。作为聚碳酸酯系的树脂,可以列举聚碳酸酯多元醇与二苯基甲烷一 4,4'一二异氰酸酯 等异氰酸酯的聚合物。这些树脂可以使用DIC(株)制的商品名"CRISV0N"、三洋化成工业 (株)制的商品名"SANPRENE"、大日精化工业(株)制的商品名"RESAMINE"等能够从市场 上得到的树脂,也可以自己制造具有所希望特性的树脂。
[0044] 在本发明的研磨层中,除了聚氨酯树脂以外,还含有根据需要的成膜助剂、发泡控 制助剂等添加剂。添加剂优选选自由成膜助剂、发泡控制助剂组成的组。
[0045] 作为成膜助剂,可以列举疏水性活性剂等。作为疏水性活性剂,例如,可以列举聚 氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、全氟烷基氧化乙烯加成物、甘 油脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等非离子系表面活性剂、烷基羧酸等阴离子系表面活性剂。
[0046] 作为发泡控制助剂,可以列举亲水性活性剂等。作为亲水性活性剂,例如,可以列 举羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐等阴离子表面活性剂。
[0047] 在添加成膜助剂作为添加剂时,优选相对于聚氨酯树脂薄膜形成用组合物的固体 成分质量添加〇. 2?10质量%。在添加发泡抑制助剂作为添加剂时,优选相对于聚氨酯树 脂薄膜形成用组合物的固体成分质量添加〇. 2?10质量%。
[0048] 作为聚氨酯树脂的可溶性溶剂,可以列举水混合性的有机溶剂。作为前述有机溶 齐U,只要能够溶解聚氨酯树脂并且是水混合性的,就可以没有特别限制地使用。作为例子, 可以列举N,N -二甲基甲酰胺(DMF)、N,N -二甲基乙酰胺(DMAc)、四氢呋喃(THF)、二甲基 亚砜(DMSO)、N -甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮等。其中,优选使用DMF或DMAc。
[0049] 上述聚氨酯树脂可溶性溶剂中的聚氨酯树脂浓度,优选为15?50质量%,更优选 为20?40质量%。如果为上述范围内的浓度,则含聚氨酯的溶液具有适度的流动性,在之 后的涂布工序中能够均匀地涂布在成膜基材上。
[0050] 1. 2.除去不溶成分,使溶液中的不溶成分相对于聚氨酯树脂薄膜形成用组合物的 总质量(固体成分质量)小于1质量%的工序
[0051] 将上述含有聚氨酯树脂和添加剂的聚氨酯树脂薄膜形成用组合物溶解在聚氨酯 树脂可溶性溶剂中后,除去不溶成分,使溶液中的不溶成分相对于聚氨酯树脂薄膜形成用 组合物的总质量(固体成分质量)小于1质量%,更优选小于0. 5质量%,进一步优选为0 质量%。
[0052] 作为除去溶液中不溶成分的方法,可以列举离心分离、过滤、粉碎等方法,而采用 过滤的方法简便,因此优选。过滤优选使用具有5?30 y m的过滤器孔径的无纺布过滤器。 作为过滤器的材质,可以列举尼龙、聚酯、聚丙烯、玻璃纤维、氟系(PTFE/PFA)、不锈钢,可以 使用任一种。从耐化学试剂性和防止污染(污染物质的混入)的观点考虑,优选使用以氟 系、聚酯、聚丙烯作为材质的过滤器。
[0053] 1. 3.对于聚氨酯树脂,相对于树脂的固体成分lg,以通过式1 :聚氨酯树脂相对于 所述不良溶剂的凝固值(ml) XA(A = 0.007?0.027)计算的量(ml)向除去了不溶成分的 溶液中添加不良溶剂并混合的工序
[0054] 在本发明中,不良溶剂可以定义为降低溶解度的溶剂。作为针对聚氨酯树脂的不 良溶剂的例子,可以列举水、低级醇、低碳数的酮类,优选为水。
[0055] 以通过式1 :聚氨酯树脂的凝固值(ml) XA(A = 0. 007?0. 027)计算的量(ml/ g (聚氨酯树脂质量))添加针对聚氨酯树脂的不良溶剂。通过添加不良溶剂,即使没有发泡 控制助剂、成膜稳定助剂,也能够进行稳定的成膜。如果不良溶剂的添加量少于由式1计算 出的值的范围,则发泡结构不充分,成膜不稳定,相反,如果多于该范围,则凝集过多,会损 害树脂薄膜的均一性。
[0056] 式1中的A是使用聚氨酯树脂薄膜实际制作研磨垫后,评价研磨速率、均一性、缺 陷(Defect),并由优选范围的水添加量和凝固值求出的值。
[0057] 本说明书中所谓的"凝固值"如下表示:制作用聚氨酯树脂形成用组合物的稀释中 实际使用的聚氨酯树脂可溶性溶剂进行了稀释的含稀释树脂的溶液,使含聚氨酯树脂的溶 液中的聚氨酯树脂为1质量%,一边对IOOg该溶液调整温度至25°C,一边用搅拌器搅拌,同 时滴加25°C的不良溶剂,用达到聚氨酯树脂凝胶化且白浊不消失时所需的滴加水量(ml) 表示凝固值。
[0058] 对于聚氨酯树脂而言,当不良溶剂为水时,凝固值优选为8?20 (ml),更优选为 8?15(ml)。如果凝固值为上述范围内,则容易得到良好的气泡形状。
[0059] 1. 4.通过湿式凝固法使混合溶液在成膜基材上成膜,制作聚氨酯树脂薄膜的工序
[0060] 通过湿式凝固法使在除去了不溶成分的溶液中混合不良溶剂而成的混合溶液在 成膜基材上成膜。
[0061] 在本发明中,所谓成膜基材,是起到研磨垫基体作用的材料,只要是本【技术领域】中 通常使用的基材,就可以没有特别限制地使用。作为例子,可以列举聚酯薄膜、聚烯烃薄膜 等具有挠性的高分子薄膜、浸渍固着弹性树脂而成的无纺布等,其中,优选使用聚酯薄膜。
[0062] 所谓湿式凝固法,是由含有聚氨酯树脂薄膜形成用组合物的溶液在成膜基材上形 成膜的方法,是包括涂布工序、凝固工序和洗涤干燥工序的成膜方法。
[0063] 涂布工序是通过刮刀涂布器、逆转涂布器等连续涂布含有聚氨酯树脂薄膜形成用 组合物的溶液,使其在成膜基材上大致均匀的工序。
[0064] 凝固工序是将涂布了含有聚氨酯树脂薄膜形成用组合物的溶液的基材浸渍在以 相对于聚氨酯树脂为不良溶剂的水作为主成分的凝固液中的工序。
[0065] 作为凝固液,可以使用水、水与DMF等极性溶剂的混合溶液等。其中,优选水或水 与DMF等极性溶剂的混合溶液。作为极性溶剂,可以列举用于溶解聚氨酯树脂的水混合性 有机溶剂,例如DMF、DMAc、THF、DMSO、NMP、丙酮。另外,水与极性溶剂的混合溶剂中的极性 溶剂的浓度优选为〇. 5?30质量%。
[0066] 凝固液的温度、浸渍时间没有特别限制,只要在例如5?80°C浸渍5?60分钟即 可。
[0067] 洗涤干燥工序是将在凝固浴中凝固得到的薄膜状聚氨酯树脂从成膜基材上剥离 后或者不剥离进行洗涤、干燥处理的工序。
[0068] 通过洗涤处理,除去聚氨酯树脂中残留的有机溶剂。作为用于洗涤的洗涤液,可以 列举水。
[0069] 洗涤后对聚氨酯树脂进行干燥处理。干燥处理只要用以往进行的方法来进行即 可,只要在例如80?150°C下在干燥机内干燥5?60分钟程度即可。经过上述工序,能够 得到聚氨酯树脂薄膜。
[0070] 进一步,在本发明中,可以根据需要对聚氨酯树脂薄膜的表面和/或背面进行研 削处理,或对表面实施槽加工、压花加工,也可以将基材和/或粘着层与研磨层粘贴在一 起,还可以具有光透过部。
[0071] 特别优选进行表面的研削处理。研削处理的方法没有特别限制,可以通过公知的 方法进行研削。具体而言,可以列举采用砂纸进行的研削。研削量可以根据目标薄膜厚度、 开口直径、开口率而适当设定,例如为50?500 ilm程度。
[0072] 槽加工和压花加工的形状没有特别限制,例如,可以列举格子型、同心圆型、放射 型等形状。
[0073] 对于通过上述制造方法得到的本发明的研磨垫,由于成膜时膜形成用组合物在溶 剂中的不溶成分少,因此成膜时不易产生不均一性,能够制作均一的树脂薄膜。
[0074] 另外,在本发明的制造方法中,使用凝固值(以水作为不良溶剂)在特定范围的树 月旨,并添加规定量的不良溶剂进行制造的结果是,在研磨时与研磨浆料的亲和性提高,能够 得到浆料循环顺畅这样的预料之外的效果。通过在树脂溶液中混合不良溶剂水,在树脂溶 液凝固之前,聚氨酯树脂的一部分在树脂溶液内部产生凝集。伴随着该凝集,难以在凝固液 中形成致密的皮层,凝固液向树脂溶液的浸入以及溶剂在凝固液中的脱离得以进行而不会 延迟,从而能够稳定地进行置换。
[0075] 例如,在使用DMF作为溶解聚氨酯树脂薄膜形成用组合物的溶剂时,通过进行DMF 与凝固液的置换,能够形成具有连续状的发泡结构的片状聚氨酯树脂。通过DMF从树脂溶 液中脱溶剂,并且DMF与凝固液进行置换,能够在比皮层更靠内侧的聚氨酯树脂中形成腔 室,并且形成以网眼状连通腔室的连通孔。这时,由于成膜基材的PET制膜不渗透水,因此 在树脂溶液的表面侧(皮层侧)发生脱溶剂,成膜基材侧形成比表面侧更大的腔室。
[0076] 2.研磨垫
[0077] 本发明的研磨垫的一个方式是如下的研磨垫,其为在成膜基材上具有通过湿式凝 固法成膜的聚氨酯树脂薄膜作为研磨层的研磨垫,将所述聚氨酯树脂薄膜溶解于所述薄膜 的聚氨酯树脂的可溶性溶剂时的不溶成分,相对于聚氨酯树脂薄膜形成用组合物的总质量 (固体成分质量)小于1质量%,凝固值(以水作为不良溶剂)为8?20(ml)的范围。
[0078] 另外,本发明的研磨垫的其它方式是通过上述制造方法制造的研磨垫,其为在成 膜基材上具有通过湿式凝固法成膜的聚氨酯树脂薄膜的研磨垫,聚氨酯树脂的凝固值(以 水作为不良溶剂)为8?20 (ml)的范围。
[0079] 成膜基材、聚氨酯树脂、添加剂、聚氨酯树脂的可溶性溶剂、凝固值、不良溶剂均与 有关制造方法记载的内容相同。
[0080] 用于本发明研磨垫的聚氨酯树脂的凝固值(以水作为不良溶剂)为8?20 (ml) 的范围,优选为8?15(ml)。这是由于在使用凝固值(以水作为不良溶剂)为前述特定范 围的树脂,并且添加规定量的不良溶剂进行成膜时,难以形成致密的皮层,与研磨浆料的亲 和性提商。
[0081] 另外,本发明的聚氨酯树脂薄膜的肖氏A硬度优选为40°以下,更优选为10? 40。。
[0082] 如果A硬度小于上述范围,则由于弹性极度变大,因此在与被研磨物接触时,垫本 身产生较大的变形,平坦化性能变差。另一方面,如果大于上述范围,则会因缺乏弹性而产 生缺陷。
[0083] 本发明的聚氨酯树脂薄膜(研磨层)优选进行压花加工或槽加工、冲孔加工来调 整接触面积,从而使得在以下的研磨条件下研磨时研磨机定盘的电流值达到10?20A的范 围。
[0084] 特别优选进行压花加工。这时,树脂基体的流动起始温度优选为220°C以下,更优 选为150?220°C。如果流动起始温度过低,则因研磨加工时的发热而导致的聚氨酯树脂薄 膜的永久变形增大,因此会损害被研磨物的平坦性。相反,如果流动起始温度过高,则原来 的树脂变硬,因此容易对被研磨物产生缺陷。
[0085] 另外,本发明的聚氨酯树脂薄膜的发泡个数优选为100个/mm2?270个/mm 2,更 优选为130个/mm2?240个/mm2。如果为上述范围,则研磨速率和均一性两者均良好,并 且能够进一步抑制缺陷的产生。需要说明的是,本说明书中所谓的"发泡个数",是指由聚氨 酯树脂薄膜构成的研磨层表面(研削处理后)每单位面积的气泡个数。"发泡个数"例如可 以用电子显微镜等放大表面,并使用图像处理软件进行测定。
[0086] 本发明的研磨垫中聚氨酯树脂薄膜的开口面积比率在5?30%的范围内,更优选 为10?30%。在本说明书中,开口面积比率是指开口面积相对于由聚氨酯树脂片构成的研 磨层表面(研削处理后)的总面积的比例(% )。开口面积比率(%)的测定,例如可以由 通过扫描型电子显微镜观察得到的某一定面积中的开口部(气泡)面积求出。
[0087] 本发明的由聚氨酯树脂薄膜构成的研磨层表面(研削处理后)的平均开口直径优 选为30 ii m以上,更优选为30?50 ii m的范围内,进一步优选为35?50 ii m的范围。如果 平均开口直径在上述范围内,则能够进行表面品质高的研磨。在本说明书中,平均开口直 径如下算出:用显微镜(VH - 6300, KEYENCE制)将垫表面上约I. 3mm见方的范围(除了 槽、压花的部分)放大至175倍进行观察,并通过图像处理软件(Image Analyzer V20LAB Ver. 1.3,尼康制)对得到的图像进行二值化处理,确认气泡个数,并且由各个气泡的面积 算出圆当量直径及其平均值(平均气泡直径)。需要说明的是,将气泡直径的临界值(下 限)设定为IOu m,噪音成分除外。
[0088] 本发明的研磨垫以下述状态形成,即在厚度方向上为纵长且具有圆形的圆锥状 (截面为纵长三角状)泡沫在聚氨酯树脂薄膜全体上大致均匀分散的状态。泡沫的纵长方 向长度在聚氨酯树脂薄膜的厚度范围内具有偏差。泡沫形成为在研磨面侧的孔径小于背面 侧的孔径。
[0089] 本发明的聚氨酯树脂优选具有1?20MPa的树脂模量,更优选为3?lOMPa。所谓 树脂模量,是表示树脂硬度的指标,是用将无泡沫的树脂薄膜拉伸100%时(拉伸至原本长 度的2倍时)施加的荷重除以单位面积所得的值(以下有时称为100%模量)。该值越高, 则表示越硬的树脂。如果树脂模量在上述范围内,则由于研磨垫所要求的适度弹性特性,因 此可获得能够以高效、高品质研磨被研磨物的效果。如果树脂模量过低,则研磨垫的表面过 于跟随被研磨物的表面凹凸,难以得到研磨平坦性,相反,如果过高,则容易导致缺陷,因此 不优选。
[0090] 本发明的研磨垫可以是仅由聚氨酯树脂薄膜的研磨层构成的单层结构,也可以由 在研磨层的与研磨面相反的面侧粘贴其他层(下层、支撑层)得到的多层构成。其他层的 特性没有特别限定,优选在研磨层的相反面侧粘贴比研磨层硬(A硬度高)的层。通过设置 比研磨层硬的层,能够避免研磨定盘的微小凹凸对研磨面形状产生影响,研磨平坦性进一 步提高。另外,通过使研磨布的刚性总体提高,能够抑制将研磨布粘附在定盘上时产生褶皱 等。
[0091] 另外,在本发明中,当研磨垫具有多层结构时,只要使用双面胶、粘接剂等,并且根 据需要一边加压一边将多个层彼此粘接、固定即可。这时使用的双面胶、粘接剂没有特别限 制,可以从该【技术领域】中公知的双面胶、粘接剂中任意选择使用。
[0092] 在使用本发明的研磨垫时,以研磨层的研磨面与被研磨物相对的方式将研磨垫安 装在研磨机的研磨定盘上。然后,一边供给浆料,一边使研磨定盘旋转,研磨被研磨物的加 工表面。
[0093] 作为通过本发明的研磨垫进行加工的被研磨物,可以列举裸硅、半导体设备、磁盘 等。其中,本发明的研磨垫特别适合半导体设备的抛光研磨,因此优选。
[0094] 需要说明的是,本发明的研磨垫不会妨碍表面研削(抛光处理)的进行、表面的切 除。
[0095](本发明的作用效果)
[0096] 在本发明中,由于成膜时膜形成用组合物在溶剂中的不溶成分少,因此成膜时不 易产生不均一性,能够制作均一的树脂薄膜。
[0097] 另外,本发明的研磨垫使用了凝固值(主要以水作为不良溶剂)在特定范围的树 月旨,结果在研磨时与研磨浆料的亲和性提高,还能够得到浆料循环顺畅这样的预料之外的 效果。其原因可以认为是如果在具有特定凝固值的树脂成膜时添加不良溶剂,则树脂成分 的一部分在树脂溶液内部产生凝集,由于该凝集,难以在凝固浴内形成致密的皮层。也就是 说,可以认为凝固液向树脂溶液的浸入以及溶剂在凝固液中的脱离速度变快,能够稳定地 进行溶剂的置换,结果不会形成致密的皮层。
[0098] 实施例 [0099][实施例1]
[0100] 如下述表1所示,向含有凝固值(以水作为不良溶剂)为10. 8的聚酯系聚氨酯树 脂(30质量份)和DMF(70质量份)的溶液100质量份中另外添加 DMF 60质量份、水5质 量份,并混合,由此得到含有树脂的溶液。
[0101] 通过过滤所得的含有树脂的溶液,除去不溶成分。将前述溶液浇铸在聚酯薄膜上。 然后,将浇铸了含有树脂的溶液的聚酯薄膜浸渍在凝固浴(凝固液为水)中,使该含有树脂 的溶液凝固后,洗涤、干燥,得到树脂薄膜。对得到的树脂薄膜的表面进行研削处理,然后将 树脂薄膜与双面胶粘贴在一起,得到研磨垫。需要说明的是,在表1中,只要没有特别说明, 贝U "份"表示质量份。
[0102] 树脂1 :聚酯系聚氨酯树脂,100%模量为7. 8MPa,凝固值为10. 8
[0103] 树脂2 :聚酯系聚氨酯树脂,100%模量为6. OMPa,凝固值为13. 3
[0104] [实施例2?5和比较例1?3]
[0105] 对于实施例2?5,使除了树脂种类和不良溶剂量(表1所记载)以外的条件与实 施例1同样,制造研磨垫。
[0106] 对于比较例1,添加炭黑,不使用不良溶剂,除此以外与实施例2同样地制造。对于 比较例2,不添加不良溶剂,除此以外与实施例2同样地制造。对于比较例3,增加不良溶剂 的添加量,除此以外与实施例2同样地制造。
[0107] 〈物性评价〉
[0108] "未溶解成分"的测定值以及测定方法
[0109] 用能够溶解聚氨酯树脂的溶剂DMF溶解聚氨酯树脂薄膜,使固体成分浓度为1质 量%,在离心分离后进行过滤(过滤器孔径:I U m,材质:纤维素),风干滤纸,由重量求出未 溶解成分。
[0110] "发泡个数"的测定方法
[0111] 对于平均气泡直径(ilm)、每Imm2的气泡个数,用显微镜(VH - 6300,KEYENCE制) 将垫表面上约I. 3mm见方的范围(除了槽、压花的部分)放大至175倍进行观察,并通过图 像处理软件(Image Analyzer V20LAB Ver. L 3,尼康制)对得到的图像进行二值化处理,确 认气泡个数,并且由各个气泡的面积算出圆当量直径及其平均值(平均气泡直径)。需要说 明的是,将气泡直径的临界值(下限)设定为l〇um,噪音成分除外。
[0112] "肖氏A硬度"的测定如下,即从发泡片上切出试样片(IOcmX IOcm),重叠多片试 样片,使厚度达到4. 5mm以上,并使用A型硬度计(日本工业规格,JIS K 7311)进行测定。 例如,当1片试样片的厚度为I. 4mm时,重叠4片进行测定。
[0113] 对于平均开口直径(Pm)和开口面积比率(%)的测定,用扫描型电子显微镜(日 本电子株式会社制,JSM - 5500LV)将约5mm见方的范围放大至1000倍,观察其中9处位 置。通过图像处理软件(Image Analyzer V20LAB Ver. 1.3,尼康制)对该图像进行二值化 处理,确认开口个数(气泡个数),并且由各个开口(气泡)的面积算出圆当量直径及其平 均值,作为平均开口直径。另外,算出5mm见方范围中开口(气泡)的面积比例,作为开口 面积比率(% )。需要说明的是,将气泡直径的临界值(下限)设定为Ilu m,噪音成分除 外。
[0114] 〈研磨试验〉
[0115] 对于各实施例和比较例的研磨垫,在以下的研磨条件下进行研磨加工,测定研磨 速率、研磨均一性和有无缺陷。作为被研磨物,使用在12英寸的硅晶片上对四乙氧基硅烷 进行CVD而形成了 I y m厚度的绝缘膜的基板(均一性(CV% )为13% )。准备25片基板 进行研磨,由第1片、第10片、第25片的研磨速率和研磨均一性评价速率的稳定性。

【权利要求】
1. 一种研磨垫的制造方法,所述研磨垫在成膜基材上具有聚氨酯树脂薄膜作为研磨 层,该制造方法包括如下工序: 将含有聚氨酯树脂和添加剂的聚氨酯树脂薄膜形成用组合物溶解在所述树脂的可溶 性溶剂中的工序; 除去不溶成分,使所述溶液中的不溶成分相对于聚氨酯树脂薄膜形成用组合物的总质 量即固体成分质量小于1质量%的工序; 相对于树脂的固体成分质量lg,以通过式1 :聚氨酯树脂相对于不良溶剂的凝固 值XA而计算的量向除去了所述不溶成分的溶液中添加不良溶剂并混合的工序,其中A = 0. 007?0. 027,所述凝固值和所述量的单位为ml ;以及 通过湿式凝固法使所述混合溶液在成膜基材上成膜,制作聚氨酯树脂薄膜的工序。
2. 如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,聚氨酯树脂的可溶性溶剂是水混合性 的有机溶剂。
3. -种研磨垫,其在成膜基材上具有通过湿式凝固法成膜的聚氨酯树脂薄膜作为研磨 层, 将所述聚氨酯树脂薄膜溶解于形成所述薄膜的聚氨酯树脂的可溶性溶剂中时的不溶 成分,相对于所述聚氨酯树脂薄膜的干燥质量小于1质量%, 所述聚氨酯树脂以水作为不良溶剂时的凝固值为8?20ml的范围,并且由所述聚氨酯 树脂薄膜构成的研磨层表面的发泡个数为100个/mm2?270个/mm2。
4. 一种研磨垫,其通过权利要求1或2所述的制造方法制造,并且聚氨酯树脂以水作为 不良溶剂时的凝固值为8?20ml的范围。
5. 如权利要求3或4所述的研磨垫,由聚氨酯树脂薄膜构成的研磨层表面的平均开口 直径为30 μ m以上。
【文档编号】H01L21/304GK104321370SQ201380026114
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2012年3月26日
【发明者】立野哲平, 宫坂博仁, 松冈立马, 金泽香枝, 宫泽文雄 申请人:富士纺控股株式会社
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