專利名稱：拋光墊及多層拋光墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及拋光墊及多層拋光墊。更詳細(xì)地講，本發(fā)明涉及拋光面一側(cè)有特定形狀溝槽、或者拋光面一側(cè)有開口的特定形狀凹部等的拋光墊和多層拋光墊。本發(fā)明的拋光墊和多層拋光墊，可以廣泛用于半導(dǎo)體裝置的制造中，特別適應(yīng)于晶片等被拋光材料表面的化學(xué)機(jī)械拋光等。
背景技術(shù)：
近年來，作為能夠形成具有優(yōu)良平坦性表面的拋光方法，化學(xué)機(jī)械拋光法(Chemical Mechanical Polishing，CMP)引起人們的注意。采用CMP時(shí)，一邊使拋光墊與被拋光材料的被拋光面滑動，一邊使本身是一種分散有磨料的水分散體的漿液自上方流下的方式方式進(jìn)行拋光。已知這種CMP法中，拋光結(jié)果主要由拋光墊的性狀和特性等左右。
在特開平11-70463號公報(bào)、特開平8-216029號公報(bào)和特開平8-39423號公報(bào)等中，作為這種拋光墊公開了通過在其表面上設(shè)置溝槽使拋光速度和拋光結(jié)果提高的技術(shù)。但是即使采用這些技術(shù)，也往往不能充分防止被拋光材料的拋光面擦傷。
還有，從特表平8-500622號公報(bào)、特開2000-34416號公報(bào)、特開2000-33552號公報(bào)和特開平2001-334455號公報(bào)等公開的技術(shù)得知，一種不用發(fā)泡體而能在拋光墊的拋光面上形成孔的拋光墊。但是即使采用這些技術(shù)，也往往不能抑制拋光時(shí)孔被漿液中的磨料、拋光屑等堵塞，以及修飾(dressing)后不能抑制孔被堵塞，以及不能由它充分提高拋光速度。此外，有時(shí)不能使?jié){液在拋光墊上充分均一分布，因而不能充分提高拋光速度，往往不能得到足夠均勻的拋光面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決過去存在的上記問題，目的在于提供一種能有效抑制擦傷產(chǎn)生的拋光墊和多層拋光墊。
本發(fā)明表示如下。
1.拋光墊，其特征在于其中具有在拋光面?zhèn)刃纬傻?、且從呈格狀、環(huán)狀和螺旋狀中選出至少一種形狀的溝(a)、凹部(b)和貫穿拋光墊表里的通孔(c)中的至少一個(gè)部位，該部位內(nèi)表面的表面粗糙度(Ra)處于20μm以下，用于化學(xué)機(jī)械拋光。
2.上記1中記載的拋光墊，其中上記溝(a)的深度為0.1mm以上，寬度為0.1mm以上。
3.上記1中記載的拋光墊，其中上記溝(a)形成同心圓狀。
4.上記1中記載的拋光墊，其中上記凹部(b)深度為0.1mm以上，開口部分最小長度為0.1mm以上。
5.上記1中記載的拋光墊，其中上記通孔(c)開口部分的最小長度為0.1mm以上。
6.上記1中記載的拋光墊，其中上記凹部(b)一個(gè)開口部分的面積為0.0075mm2以上。
7.上記1中記載的拋光墊，其中上記通孔(c)一個(gè)開口部分的面積為0.0075mm2以上。
8.上記1中記載的拋光墊，其中上記溝(a)、凹部(b)和通孔(c)的相鄰各開口部分間的最小長度為0.05mm以上。
9.上記1中記載的拋光墊，其中所說的拋光墊的至少一部分含有含交聯(lián)聚合物的非水溶性基體，和分散在該非水溶性基體中的水溶性粒子。
10.上記1中記載的拋光墊，其中上記溝(a)、凹部(b)和通孔(c)是用切削法和模成形法中選出的方法形成的。
11.多層拋光墊，其特征在于其中備有拋光層和設(shè)置在該拋光層的非拋光面?zhèn)鹊闹С謱?，用于化學(xué)機(jī)械拋光；所說的拋光層具有在拋光面?zhèn)刃纬傻?、且從呈格狀、環(huán)狀和螺旋狀中選出至少一種形狀的溝(a)、凹部(b)和貫穿拋光墊表里的通孔(c)中的至少一個(gè)部位，該部位內(nèi)表面的表面粗糙度(Ra)處于20μm以下。
12.上記11中記載的多層拋光墊，其中上記溝(a)的深度為0.1mm以上，寬度為0.1mm以上。
13.上記11中記載的多層拋光墊，其中上記溝(a)形成同心圓狀。
14.上記11中記載的多層拋光墊，其中上記凹部(b)深度為0.1mm以上，開口部分最小長度為0.1mm以上。
15.上記11中記載的多層拋光墊，其中上記通孔(c)開口部分的最小長度為0.1mm以上。
16.上記11中記載的多層拋光墊，其中上記凹部(b)一個(gè)開口部分的面積為0.0075mm2以上。
17.上記11中記載的多層拋光墊，其中上記通孔(c)一個(gè)開口部分的面積為0.0075mm2以上。
18.上記11中記載的多層拋光墊，其中上記溝(a)、凹部(b)和通孔(c)的相鄰各開口部分間最小長度為0.05mm以上。
19.上記11中記載的多層拋光墊，其中上記拋光層的至少一部分含有含交聯(lián)聚合物的非水溶性基體，和分散在該非水溶性基體中的水溶性粒子。
20.上記11中記載的多層拋光墊，其中上記溝(a)、凹部(b)和通孔(c)是用切削法和模成形法中選出的方法形成的。
發(fā)明的效果按照本發(fā)明的拋光墊，由于備有特定形狀的溝(a)、凹部(b)和通孔(c)，所以能有效地抑制引起內(nèi)部產(chǎn)生的異物等的擦傷，可以獲得平坦性優(yōu)良的拋光面。
還有，當(dāng)溝(a)具有特定的深度和寬度的情況，凹部(b)具有特定的深度和開口部分最小長度的情況，通孔(c)具有特定的開口部分最小長度等情況，以及當(dāng)上記凹部(b)之一和上記通孔(c)之一的開口面積分別處于0.0075mm2以上的情況下，能夠更確實(shí)地抑制擦傷的發(fā)生。
此外，當(dāng)溝(a)、凹部(b)和通孔(c)的相鄰各開口部分間最小長度為0.05mm以上的情況下，不但能保持與拋光面相當(dāng)?shù)耐共繌?qiáng)度，而且還能更有效地進(jìn)行拋光。
當(dāng)拋光墊的至少一部分含有含非水溶性基體和水溶性粒子的情況下，能夠?qū)?a)、凹部(b)或通孔(c)的內(nèi)表面的表面粗糙度(Ra)抑制在20μm以下，即使修飾也不會將孔堵塞，可以充分保持漿液，能夠?qū)伖馑俣燃哟蟆?br> 還有，溝(a)、凹部(b)和通孔(c)是采用切削法和模成形法中選出的方法形成的情況下，能容易將內(nèi)表面的表面粗糙度(Ra)減小，可以更充分地抑制擦傷的發(fā)生。
按照本發(fā)明的多層拋光墊，拋光中拋光墊不變形，能夠更有效地進(jìn)行拋光。還有，可以有效抑制溝等內(nèi)部產(chǎn)生異物等引起的擦傷，同時(shí)還能使拋光墊的拋光面與晶片等被拋光面充分緊密接觸，提高拋光速度。
附圖的簡要說明

圖1是表示本發(fā)明拋光墊的一個(gè)實(shí)例的平面示意圖。
圖2是表示本發(fā)明拋光墊的另一個(gè)實(shí)例的平面示意圖。
圖3是本發(fā)明的拋光墊包括溝的一部分橫截面示意圖。
圖4是表示本發(fā)明拋光墊的其它實(shí)例的平面示意圖。
圖5是表示本發(fā)明拋光墊的其它實(shí)例的平面示意圖。
圖6是表示本發(fā)明拋光墊的其它實(shí)例的平面示意圖。
圖7是表示本發(fā)明拋光墊的其它實(shí)例的平面示意圖。
圖8是表示本發(fā)明拋光墊的其它實(shí)例的平面示意圖。
圖9是表示本發(fā)明拋光墊的其它實(shí)例的平面示意圖。
圖10是本發(fā)明的拋光墊包括凹部的一部分橫截面示意圖。
圖11是實(shí)施例1-1拋光墊部分截面的顯微鏡圖像說明圖。
圖12是比較例1-1拋光墊部分截面的顯微鏡圖像說明圖。
圖13是實(shí)施例2-1拋光墊部分截面的顯微鏡圖像說明圖。
圖14是實(shí)施例3-1拋光墊部分截面的顯微鏡圖像說明圖。
圖15是實(shí)施例4-1拋光墊部分截面的顯微鏡圖像說明圖。
發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施方式以下詳細(xì)說明本發(fā)明。
本發(fā)明的拋光墊具有在拋光面?zhèn)刃纬傻?、且從呈格狀、環(huán)狀和螺旋狀中選出至少一種形狀的溝(a)、凹部(b)和貫穿拋光墊表里的通孔(c)中的至少一個(gè)部位。
在本發(fā)明的拋光墊上設(shè)置的溝(a)、凹部(b)和通孔(c)內(nèi)表面的“表面粗糙度”處于20μm以下，優(yōu)選處于15μm以下，更優(yōu)選處于10μm以下，最優(yōu)選7μm以下。其中下限通常為0.05μm。通過使這種內(nèi)表面粗糙度處于20μm以下能有效防止拋光墊時(shí)的擦傷。另外，這種表面粗糙度是指從平均線與粗糙曲線的高低差的絕對值進(jìn)行平均的值(Ra)，通過后述測定方法測得的數(shù)值，是本發(fā)明拋光墊的至少使用前的數(shù)值。
所謂上記溝(a)、凹部(b)和通孔(c)內(nèi)表面的表面粗糙度(Ra)，處于20μm以下，是指沒有大的凹凸?fàn)顟B(tài)。在具有大凹凸的情況下，尤其是大的凸部(例如，由形成溝時(shí)的殘余毛刺形成的)，在拋光墊中脫落變成擦傷的原因。此外，這種脫落的凸部在拋光墊中壓力和摩擦熱等作用下因受壓縮等而形成的異物，以及脫落的凸部與拋光墊屑、漿液中的固形部分等互相作用而形成的異物等，也往往能產(chǎn)生擦傷。還有，在修整時(shí)也往往因這些凸部脫落而導(dǎo)致同樣的不利情況。
而且表面粗糙度(Ra)一旦處于20μm以下，除能防止擦傷之外，還能有效地發(fā)揮作為溝(a)、凹部(b)和通孔(c)的功能，特別是分配漿液的功能和向外部排出廢棄物的功能。
這種表面粗糙度(Ra)，是使用能夠就使用前的拋光墊表面上三個(gè)不同視野測定表面粗糙度(Ra)的測定器測定各平均表面粗糙度(Ra)后，由得到的三個(gè)平均值計(jì)算出的平均值。使用的測定器等沒有特別限制，例如可以使用三維表面結(jié)構(gòu)解析顯微鏡、掃描型激光顯微鏡、電子射線表面形態(tài)解析裝置等光學(xué)式表面粗糙度(Ra)測定器，以及觸針式表面粗糙度(Ra)計(jì)等接觸式表面粗糙度(Ra)測定器。
上記的“溝(a)”，在拋光墊的拋光面?zhèn)乳_口。這種溝(a)具有保持拋光時(shí)供給漿液，將此漿液更均勻地分配給拋光面的功能。而且還具有使拋光產(chǎn)生的拋光屑和使用過的漿液等廢棄物暫時(shí)滯留，形成將此廢棄物向外部排出用排出通路的功能。
上記溝(a)，可以呈從環(huán)狀、格狀和螺旋狀中選出的形狀，既可以是單獨(dú)備有這些的拋光墊，也可以是由其組合的拋光墊。
上記溝(a)為環(huán)狀的情況下，對其平面形狀并無特別限制，例如可以形成圓形、多角形(三角形、四角形、五角形)、橢圓形等。還有，溝的數(shù)目優(yōu)選二個(gè)以上。此外對這些溝的配置也無特別限制，例如可以制成多個(gè)溝12被設(shè)置成同心狀(同心圓等)的(參見圖1)、多個(gè)溝12被設(shè)置成偏心狀的(參見圖2)、或者在被一個(gè)環(huán)狀溝槽包圍的部分的內(nèi)側(cè)設(shè)置有多個(gè)其他環(huán)狀溝槽的等。這些當(dāng)中優(yōu)選將多個(gè)溝槽設(shè)置成同心狀的，而且更優(yōu)選被設(shè)置成同心圓狀(多數(shù)圓形溝槽被設(shè)置成同心狀)的拋光墊。被設(shè)置成同心圓狀的拋光墊，與其他形狀的相比上記功能更優(yōu)良。此外，借助于同心圓狀，使上記功能更優(yōu)良，而且溝槽的制作也更容易。
另一方面，對溝槽寬度方向上截面形狀并無特別限制，例如既可以制成由平坦的側(cè)面與底面形成的形狀(開口側(cè)與底部側(cè)各寬度方向的尺寸可以相同，開口側(cè)尺寸可以比底部側(cè)大，或者底部側(cè)尺寸可以比開口側(cè)大)，也可以制成U字形和V字形等。
上記溝(a)為環(huán)狀情況下的截面大小雖然沒有特別限制，但是例如溝的寬度(圖3中的22)優(yōu)選處于0.1mm以上，更優(yōu)選0.1～5mm，特別優(yōu)選0.2～3mm。寬度小于0.1mm的溝槽有時(shí)形成困難。還有，溝的深度優(yōu)選處于0.1mm以上，更優(yōu)選0.1～2.5mm，特別優(yōu)選0.2～2.0mm。溝深度小于0.1mm時(shí)，由于拋光墊的壽命過短而不優(yōu)選。此外，溝的深度也可以隨位置而變。
此外，相鄰溝間的最小長度(圖3中的23)優(yōu)選處于0.05mm以上，更優(yōu)選0.05～100mm，特別優(yōu)選0.1～10mm。此最小長度小于0.05mm，溝槽有時(shí)形成困難。還有，作為溝寬度與相鄰溝部分溝間長度之和的間距(圖3中的21)優(yōu)選處于0.15mm以上，更優(yōu)選0.15～105mm，特別優(yōu)選0.3～13mm，最好為0.5～2.2mm。
上記各優(yōu)選范圍可以分別組合。即，例如優(yōu)選寬度0.1mm以上、深度0.1mm以上和上記最小長度0.05mm以上的；更優(yōu)選寬度為0.1～5mm、深度為0.1～2.5mm和上記最小長度為0.05～100mm的；特別優(yōu)選寬度為0.2～3mm、深度為0.2～2.0mm和上記最小長度為0.1～10mm的。
在拋光墊的拋光面?zhèn)刃纬傻沫h(huán)狀溝的寬度和深度等，既可以各溝相同，也可以各溝不同。
上記溝(a)為格狀的情況下，既可以由一個(gè)連續(xù)溝槽形成，也可以由兩個(gè)以上不連續(xù)的溝槽形成。還有，對構(gòu)成格子的一個(gè)圖案的平面形狀并無特別限制，可以形成各種多角形。這種多角形，可以形成正方形(參見圖4)，長方形、梯形、菱形(參見圖5)等四角形，三角形(參照圖6)，五角形和六角形等。另外，溝槽的截面形狀，可以制成與環(huán)狀時(shí)的一樣。
還有，上記溝(a)呈格狀情況下的截面大小，也可以制得與環(huán)狀時(shí)的一樣。
構(gòu)成格狀一個(gè)圖案的平面形狀為四角形的情況下，相鄰溝間的最小長度(圖3中的23)優(yōu)選處于0.05mm以上，更優(yōu)選0.05～100mm，特別優(yōu)選0.1～10mm。此最小長度小于0.05mm的格狀溝槽有時(shí)形成困難。還有，作為溝寬度與相鄰溝間長度之和的間距(圖3中的21)，其縱向和橫向均優(yōu)選處于0.15mm以上，更優(yōu)選0.15～105mm，特別優(yōu)選0.3～13mm，最好為0.5～2.2mm。只是縱向間距與橫向間距既可以相同，也可以不同。還有，當(dāng)上記四角形為菱形的情況下，兩組互相平行的邊之間，將長度中短的定為最小長度。
關(guān)于這些溝大小的優(yōu)選范圍可以設(shè)定各種組合。即，例如優(yōu)選寬度0.1mm以上、深度0.1mm以上而且上記最小長度0.05mm以上的；更優(yōu)選寬度0.1～5mm、深度0.1～2.5mm而且上記最小長度0.05～100mm的；特別優(yōu)選寬度0.2～3mm、深度0.2～2.0mm而且上記最小長度0.1～10mm的。
還有，構(gòu)成格狀一個(gè)圖案的平面形狀為三角形的情況下，三角形的最小邊的長度優(yōu)選0.05mm以上，更優(yōu)選0.05～100mm，特別優(yōu)選0.1～10mm。此最小邊的長度小于0.05mm的格狀溝槽有時(shí)形成困難。
關(guān)于這些溝大小的優(yōu)選范圍可以設(shè)定各種組合。即，例如優(yōu)選寬度0.1mm以上、深度0.1mm以上而且上記最小邊的長度0.05mm以上的；更優(yōu)選寬度0.1～5mm、深度0.1～2.5mm而且上記最小邊的長度0.05～100mm的；特別優(yōu)選寬度0.2～3mm、深度0.2～2.0mm而且上記最小邊的長度0.1～10mm的。
還有，構(gòu)成格狀一個(gè)圖案的平面形狀為六角形的情況下，互相平行邊之間的長度中最短長度優(yōu)選0.05mm以上，更優(yōu)選0.05～100mm，特別優(yōu)選0.1～10mm。此最小長度小于0.05mm的格狀溝槽有時(shí)形成困難。
關(guān)于上記各優(yōu)選范圍可以設(shè)定成各種組合。即，例如優(yōu)選寬度0.1mm以上、深度0.1mm以上而且上記最小長度0.05mm以上的；更優(yōu)選寬度0.1～5mm、深度0.1～2.5mm而且上記最小長度0.05～100mm的；特別優(yōu)選寬度0.2～3mm、深度0.2～2.0mm而且上記最小長度0.1～10mm的。
在拋光墊的拋光面上形成的格狀溝，既可以由寬度和深度相同的一種溝形成，也可以由寬度和深度不同的兩種以上溝組合而成。還有，在拋光面上既可以僅僅備有構(gòu)成格子的一個(gè)圖案的平面形狀相同的一種格狀溝，也可以備有平面形狀不同的兩種以上格狀溝。
上記溝(a)呈螺旋狀的情況下，既可以是由一種連續(xù)溝12形成的(參見圖7)，也可以是其螺旋方向互不不同的兩種螺旋狀溝12a和12b形成的(參見圖8)。此外，既可以是由螺旋方向相同的兩種螺旋狀溝形成的，也可以是由三種以上螺旋方向互相相同或不同的螺旋狀溝槽形成的。另外，溝槽的截面形狀可以制得與環(huán)狀等情況相同。
而且上記溝(a)呈螺旋狀情況下的截面大小，可以制得與環(huán)狀的情況相同。還有，相鄰溝間的最小長度和間距，也可以制得與環(huán)狀時(shí)的一樣。
在拋光墊的拋光面?zhèn)刃纬傻穆菪隣顪系膶挾群蜕疃鹊?，既可以完全相同，也可以加以變化。還有，溝槽有兩種以上的情況下，各溝槽的寬度和深度等，既可以相同，也可以加以變化。
上記的“凹部(b)”，在拋光墊的拋光面?zhèn)乳_口。上記的“通孔(c)”，在拋光墊的拋光面?zhèn)燃捌鋵γ鎮(zhèn)葍擅骈_口。這種凹部(b)或通孔(c)(以下也叫作“凹部等”)具有保持拋光時(shí)供給漿液，將此漿液更均勻地分配給拋光面的功能。而且還具有使拋光產(chǎn)生的拋光屑和使用過的漿液等廢棄物暫時(shí)滯留，形成將此廢棄物向外部排出用排出通路的功能。此外，即使在拋光墊上有通孔的情況下，因拋光裝置中定盤的擠壓等而得以固定，所以不經(jīng)由通孔對拋光供給漿液也不會流出。
對這種凹部等的平面形狀并無特別限定，例如可以制成圓形、多角形(三角形、四角形、五角形等)、橢圓形等。而且對拋光面上凹部等的配置也無特別限定，但是優(yōu)選在拋光面全體表面上均等設(shè)置所說的凹部等。作為具有凹部等的拋光墊的具體實(shí)例，可以舉出在其拋光面上均等開有平面形狀為圓形的凹部13等的(參見圖9)。此外，對于凹部等的截面形狀也無特別限制，例如可以制成由平坦的側(cè)面和底面形成的形狀(為凹部的情況下，開口側(cè)和底部側(cè)的各自橫截面尺寸可以相同，開口側(cè)既可以比底部側(cè)尺寸大，底部側(cè)也可以比開口側(cè)尺寸大。還有，在通孔的情況下，一個(gè)開口側(cè)與另一開口側(cè)的各自橫截面尺寸既可以相同，也可以是拋光面?zhèn)瘸叽绱螅蛘邔γ鎮(zhèn)瘸叽绱?、U字形、V字形等。
這種凹部等的大小并無特別限制，例如當(dāng)平面形狀為圓形的情況下其直徑，以及當(dāng)平面形狀為多角形、橢圓形的情況下開口部分的最小尺寸(圖10中25)，優(yōu)選0.1mm以上(更優(yōu)選0.1～5mm，特別優(yōu)選0.2～3mm)。直徑或最小尺寸小于0.1mm的凹部等具有難于形成的傾向。還有，凹部等的深度優(yōu)選0.1mm以上(更優(yōu)選0.1～2.5mm，特別優(yōu)選0.2～2.0mm)。凹部等的深度低于0.1mm時(shí)，因拋光墊壽命過短而不優(yōu)選。此外，凹部等的間隔，以相鄰的凹部等之間的最小長度(圖10中26)優(yōu)選0.05mm以上(更優(yōu)選0.05～100mm，特別優(yōu)選0.1～10mm)。這種最小長度小于0.05mm的凹部等有難于形成的傾向。還有，作為凹部等開口部分的最小尺寸與相鄰的凹部等之間的長度之和的間距(圖10中24)，優(yōu)選0.15mm以上(更優(yōu)選0.15～105mm，特別優(yōu)選0.3～13mm，最優(yōu)選0.5～2.2mm)。
上記各優(yōu)選范圍可以分別組合。即，例如優(yōu)選開口部分最小尺寸0.1mm以上、深度0.1mm以上而且相鄰凹部等之間最小長度0.05mm以上的；更優(yōu)選開口部分最小尺寸為0.1～5mm、深度為0.1～2.5mm而且相鄰凹部等之間最小長度為0.05～100mm的；特別優(yōu)選開口部分最小尺寸為0.2～3mm、深度為0.2～2.0mm而且相鄰凹部等之間最小長度為0.1～10mm的。
這種凹部等，拋光墊表面的開口部分的面積為0.0075mm2以上(優(yōu)選0.01mm2以上，更優(yōu)選1mm2以上，通常為100mm2以下)。通過使開口部分面積為0.0075mm2以上，能夠保持拋光時(shí)充分供給漿液，使拋光產(chǎn)生的拋光屑和使用過的漿液等廢棄物暫時(shí)滯留，并容易向外部排出這種廢棄物。
在拋光面?zhèn)鹊乳_口的凹部等各自的平面形狀、開口部分的最小尺寸和深度等既可以相同，也可以變化。還有，這種凹部等既可以在拋光面全部表面上均等形成，也可以不均等形成，但是為了進(jìn)行穩(wěn)定拋光優(yōu)選以均等方式形成。本發(fā)明的拋光墊除凹部等以外還可以具有上述各種形狀的溝。
本發(fā)明的拋光墊還可以由能夠發(fā)揮拋光墊功能的任何物體構(gòu)成。但是在拋光墊的功能中，特別優(yōu)選直到拋光可以形成具有拋光時(shí)保持漿液，并將拋光屑暫時(shí)滯留等功能的孔的功能。因此，優(yōu)選備有水溶性粒子和將水溶性粒子分散的非水溶性基體的，或者備有將空孔分散而成的非水溶性基體(發(fā)泡體)的。
其中前者水溶性粒子在拋光時(shí)因與漿液的水系介質(zhì)成分(含有介質(zhì)成分和固形成分的)接觸、溶解或膨潤而脫離。而且可以使?jié){液保持在脫離形成的孔中。另一方面，后者可以使?jié){液保持在以空孔形式事先形成的孔中。
關(guān)于構(gòu)成上記“非水溶性基體”的材料并無特別限制，但是從容易形成為預(yù)定形狀和性狀，能夠賦予適度硬度和適度彈性等觀點(diǎn)出發(fā)，通常使用有機(jī)材料。作為這種有機(jī)材料，可以單獨(dú)使用或者組合使用熱塑性樹脂、彈性體、橡膠(交聯(lián)橡膠)和固化性樹脂(熱固性樹脂、光固化性樹脂等熱致、光致固化的樹脂)等。
其中作為熱塑性樹脂，可以舉出1，2-聚丁二烯、聚乙烯等聚烯烴系樹脂，聚苯乙烯系樹脂、聚丙烯酸系樹脂((甲基)丙烯酸酯系樹脂等)、乙烯基酯系樹脂(除丙烯酸系樹脂之外的)、聚酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚偏氟乙烯等氟樹脂、聚碳酸酯、聚縮醛樹脂等。
作為彈性體，可以舉出1，2-聚丁二烯等二烯系彈性體、聚烯烴系彈性體(TPO)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、以及加氫嵌段共聚物(SEBS)等苯乙烯系彈性體、熱塑性聚氨酯系彈性體(TPU)、熱塑性聚酯系彈性體(TPEE)、聚酰胺系彈性體(TPAE)等熱塑性彈性體，硅樹脂系彈性體、氟樹脂系彈性體等。
作為橡膠，可以舉出丁二烯系橡膠(高順式丁二烯橡膠、低順式丁二烯橡膠等)、異戊二烯系橡膠、苯乙烯-丁二烯系橡膠、苯乙烯-異戊二烯系橡膠等共軛橡膠系橡膠、丙烯腈-丁二烯系橡膠等腈系橡膠、丙烯橡膠系橡膠、乙烯-丙烯系橡膠、乙烯-丙烯-二烯系橡膠等乙烯-α-烯烴系橡膠和硅橡膠、氟橡膠等其他橡膠。
作為固化性樹脂，可以舉出尿烷系樹脂、環(huán)氧系樹脂、丙烯酸系樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚氨酯-尿素樹脂、尿素樹脂、硅系樹脂、酚系樹脂、乙烯基酯系樹脂等。
還有，這些有機(jī)材料也可以是經(jīng)酸酐基團(tuán)、羧基、羥基、環(huán)氧基、氨基等改性的。利用改性能夠調(diào)節(jié)后述的水溶性粒子和與漿液的親和性。
這些有機(jī)材料可以只使用一種，或者兩種以上并用。
此外，這些有機(jī)材料可以是一部分或者全部被交聯(lián)的交聯(lián)聚合物，或者是非交聯(lián)聚合物。因此，非水溶性基體既可以僅由交聯(lián)聚合物組成，也可以由交聯(lián)聚合物與非交聯(lián)聚合物的混合物組成，也可以僅由非交聯(lián)聚合物組成。但是優(yōu)選含有交聯(lián)聚合物(僅含交聯(lián)聚合物，或者交聯(lián)聚合物與非交聯(lián)聚合物的混合物)的。通過含有交聯(lián)聚合物，能夠容易將上記溝(a)、凹部(b)和通孔(c)的內(nèi)表面粗糙度(Ra)控制在20μm以下，同時(shí)還能賦予非水溶性基體以彈性恢復(fù)力，并將拋光時(shí)因施加在拋光墊上的剪切應(yīng)力而產(chǎn)生的位移抑制小。而且還能有效地抑制拋光時(shí)和修飾時(shí)因非水溶性基體被過度拉伸、塑性變形而將孔掩埋的現(xiàn)象，以及拋光墊表面產(chǎn)生過多毛刺等。因此，即使在修飾時(shí)也能有效形成孔，防止拋光時(shí)漿液的保持性降低，使產(chǎn)生的毛刺減少，不影響平坦性。此外，對于進(jìn)行上記交聯(lián)的方法并無特別限制，可以采用有機(jī)過氧化物、硫磺、硫化合物的化學(xué)交聯(lián)法進(jìn)行交聯(lián)，和用電子射線等照射的方法進(jìn)行。
作為這種交聯(lián)聚合物，也可以采用上記有機(jī)材料中的交聯(lián)橡膠、固化樹脂、交聯(lián)的熱塑性樹脂和交聯(lián)的彈性體等。此外這些材料中，優(yōu)選對許多漿液中所含的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿穩(wěn)定而且吸水軟化少的交聯(lián)熱塑性樹脂和/或交聯(lián)彈性體。還有，在交聯(lián)熱塑性樹脂和交聯(lián)彈性體中，也特別優(yōu)選經(jīng)有機(jī)過氧化物交聯(lián)的，進(jìn)而更優(yōu)選交聯(lián)1，2-聚丁二烯。這樣容易形成表面粗糙度(Ra)在20μm以下的溝(a)、凹部(b)和通孔(c)。
這些交聯(lián)聚合物含量雖然沒有特別限制，但是優(yōu)選占非水溶性基體總量的30容積％以上(更優(yōu)選50容積％以上，特別優(yōu)選70容積％以上，也可以為100容積％)。非水溶性基體中交聯(lián)聚合物的含量一旦低于30容積％，往往不能使含有交聯(lián)聚合物的效果充分發(fā)揮。
含有交聯(lián)聚合物的非水溶性基體，按照J(rèn)IS K 6251規(guī)定在80℃下使非水溶性基體組成的試驗(yàn)片斷裂的情況下，斷裂后殘留的延伸率(以下僅稱為“斷裂殘留延伸率”)可以設(shè)置在100％以下。即，斷裂后標(biāo)線間的合計(jì)距離將達(dá)到斷裂前標(biāo)線間距離的二倍以下。這種斷裂殘留延伸率優(yōu)選30％以下(更優(yōu)選10％以下，特別優(yōu)選5％以下，通常為0％以上)。斷裂殘留延伸率一旦超過100％，拋光時(shí)和修飾時(shí)從拋光墊表面刮出或拉伸出的微小細(xì)片往往有容易堵塞孔的傾向，因而不優(yōu)選。此外所說的這種“斷裂殘留延伸率”，是指按照J(rèn)IS K 6251“硫化橡膠拉伸試驗(yàn)法”規(guī)定，當(dāng)試驗(yàn)片形狀為三號亞鈴狀、拉伸速度為500mm/分鐘、試驗(yàn)溫度為80℃下進(jìn)行拉伸試驗(yàn)中使試驗(yàn)片斷裂的情況下，自斷裂分割試驗(yàn)片的各標(biāo)線至斷裂部分的距離之和，減去試驗(yàn)前標(biāo)線間的距離的延伸率。還有，在實(shí)際拋光中，因滑動摩擦而發(fā)熱，所以是在80℃下的試驗(yàn)。
上記“水溶性粒子”，是指通過與拋光墊中作水系分散體用的漿液接觸，而從非水溶性基體中脫離的粒子。這種脫離，既可以產(chǎn)自與漿液中所含水份等接觸而溶解造成的，也可以因含有這種水等膨潤而成凝膠狀下產(chǎn)生的。此外，這種溶解或膨潤不僅是由水引起的，也可以是由于與含有甲醇等醇系溶劑的水系混合溶劑接觸而引起的。
這種水溶性粒子，除形成孔的效果之外，在拋光墊中還具有拋光墊使擠入硬度增大，使因擠壓而擠入被拋光體的量減小的效果。即，例如通含有水溶性粒子，可以使本發(fā)明拋光墊的肖氏D硬度達(dá)到35以上(更優(yōu)選達(dá)到50～90，特別優(yōu)選達(dá)到60～85，通常為100以下)。肖氏D硬度一旦達(dá)到35以上，就能增大負(fù)荷在被拋光體上的壓力，從而能使拋光速度提高。除此之外，還可以獲得高的拋光平坦性。因此，這種水溶性粒子，特別優(yōu)選能夠充分?jǐn)D入拋光墊中確保硬度的實(shí)心體。
構(gòu)成這種水溶性粒子的材料并無特別限制，例如可以舉出有機(jī)系水溶性粒子和無機(jī)系水溶性粒子。作為有機(jī)系水溶性粒子，可以舉出例如由糖類(淀粉、葡聚糖和環(huán)狀糊精等多糖類、乳糖、甘露糖醇等)、纖維素類(羥丙基纖維素、甲基纖維素等)、蛋白質(zhì)、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸及其鹽、聚環(huán)氧乙烷、水溶性感光樹脂、磺化聚異戊二烯、磺化聚異戊二烯共聚物等形成的粒子。此外，作為無機(jī)水溶性粒子，可以舉出例如由醋酸鉀、硝酸鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、氯化鉀、溴化鉀、磷酸鉀、硝酸鎂等形成的粒子。這些水溶性粒子，可以單獨(dú)使用上記材料或者兩種以上組合使用。此外，既可以是由預(yù)定材料形成的一種水溶性粒子，也可以是由預(yù)定材料形成的兩種以上水溶性粒子。
還有，水溶性粒子的平均粒徑優(yōu)選0.1～500μm(更優(yōu)選0.5～100μm，特別優(yōu)選1～50μm)。即，孔的大小優(yōu)選0.1～500μm(更優(yōu)選0.5～100μm，特別優(yōu)選1～50μm)。水溶性粒子的平均粒徑一旦小于0.1μm，由于形成的孔的大小比使用的磨料顆粒小，所以往往有難于得到能夠充分保持漿液的拋光墊。反之一旦超過500μm，由于形成的孔過大而使得到拋光墊的機(jī)械強(qiáng)度和拋光速度具有降低的傾向。
這種水溶性粒子可以不被含有，但如果被含有時(shí)的含量，當(dāng)將非水溶性基體和水溶性粒子總量定為100容積％的情況下，水溶性粒子優(yōu)選占0.1～90容積％(更優(yōu)選10～60容積％，特別優(yōu)選20～40容積％)。水溶性粒子含量一旦低于0.1容積％，在得到的拋光墊中因不能充分形成孔而有使拋光速度降低的趨勢。反之，含有的水溶性粒子超過90容積％的情況下，很難在得到的拋光墊中充分防止存在于拋光墊內(nèi)部的水溶性粒子產(chǎn)生膨潤或溶解，要將拋光墊的硬度和機(jī)械強(qiáng)度保持在適當(dāng)數(shù)值將變得十分困難。
還有，當(dāng)水溶性粒子僅在拋光墊內(nèi)從表層露出的情況下水溶，而在拋光墊內(nèi)部吸濕進(jìn)而不會膨潤，所以優(yōu)選。因此，水溶性粒子可以備有抑制最外部至少一部分吸濕的外殼。這種外殼既可以物理吸附水溶性粒子，也可以與水溶性粒子化學(xué)結(jié)合，而且還可以受這兩種因素作用而與水溶性粒子接近。作為形成這種外殼的材料，可以舉出環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、聚酰胺、聚硅酸鹽等。此外，這種外殼即使由一部分水溶性粒子形成也能充分獲得上記效果。
為了控制與水溶性粒子的親和性以及非水溶性基體中水溶性粒子的分散性，上記非水溶性基體可以含有相容性試劑。作為相容性試劑，可以舉出經(jīng)酸酐基團(tuán)、羧基、羥基、環(huán)氧基、噁唑啉基和氨基等改性的聚合物、嵌段共聚物和無規(guī)共聚物，此外還可以舉出各種非離子表面活性劑、偶合劑等。
此外，非水溶性基體中，除了上記相容性試劑之外，還可以含有過去在漿液中可以含有的磨料、氧化劑、堿金屬氫氧化物、酸、pH調(diào)節(jié)劑、表面活性劑和防止擦傷劑等一種或兩種以上物質(zhì)。還有，這種非水溶性基體還可以含有使用時(shí)生成酸的鹽。這樣在拋光墊時(shí)僅僅供給水也能進(jìn)行拋光。
作為上記磨料，可以舉出從氧化硅、氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯和氧化鈦等中選出的顆粒。這些顆?？梢允褂靡环N或兩種以上。
作為上記的氧化劑，可以舉出過氧化氫、過乙酸、過苯甲酸、叔丁基過氧化氫等有機(jī)過氧化物，高錳酸鉀等高錳酸化合物，重鉻酸鉀等重鉻酸化合物，碘酸鉀等含鹵酸化合物，硝酸和硝酸鐵等硝酸化合物，高氯酸等高鹵酸化合物，過硫酸銨等過硫酸鹽，以及雜多酸等。這些氧化劑中，除分解生成物是無害的過氧化氫和有機(jī)過氧化物之外，特別優(yōu)選使用過硫酸銨?？梢允褂眠@些中的一種或兩種以上。
作為上記堿金屬氫氧化物，可以舉出氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣和氫氧化銫等。這些氫氧化物可以使用一種或兩種以上。
作為上記酸，可以舉出有機(jī)酸和無機(jī)酸。其中有機(jī)酸可以舉出對甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、異戊二烯磺酸、葡萄糖酸、乳酸、枸櫞酸、酒石酸、蘋果酸、谷氨酸、丙二酸、蟻酸、草酸、琥珀酸、富馬酸、馬來酸和苯二甲酸等。還有，作為無機(jī)酸可以舉出硝酸、鹽酸和硫酸等。這些酸可以使用一種或者兩種以上。
作為上記的鹽，可以舉出上記酸的銨鹽、鈉鹽、鉀鹽等堿金屬鹽，鈣鹽、鎂鹽等堿土金屬鹽等。這些鹽可以使用一種或者兩種以上。
作為上記表面活性劑，可以舉出陽離子系表面活性劑和陰離子系表面活性劑等。其中陽離子系表面活性劑，可以舉出脂肪酸皂、烷基醚羧酸鹽等羧酸鹽，烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽等磺酸鹽，高級醇硫酸酯鹽、烷基醚硫酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸鹽等硫酸酯鹽，烷基磷酸酯鹽等磷酸酯鹽等。這些鹽可以使用一種或者兩種以上。
作為上記防止擦傷劑，可以舉出雙酚、雙聯(lián)吡啶、2-乙烯基吡啶和4-乙烯基吡啶、水楊醛肟、鄰苯二胺和間苯二胺、鄰苯二酚、鄰氨基苯酚、硫脲、含有N-烷基的(甲基)丙烯酰胺、含有N-氨基烷基的(甲基)丙烯酰胺、7-羥基-5-甲基-1，3，4-三氧雜中氮茚、5甲基-1H-苯并三唑、酞嗪、蜜胺和3-氨基-5，6-二甲基-1，2，4-三嗪等。這些物質(zhì)可以使用一種或者兩種以上。
還有，非水溶性基體，除上記相容性試劑以及上記可以在過去在漿液中含有的各種材料以外，還可以含有填充劑、軟化劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、防靜電劑、潤滑劑、增塑劑等各種添加劑。其中作為填充劑，可以使用碳酸鈣、碳酸鎂、滑石、粘土等提高剛性用材料，以及氧化硅、氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯、氧化鈦、二氧化錳、三氧化二錳、碳酸鋇等具有拋光墊效果的材料等。
本發(fā)明的拋光墊形狀并無特別限制，例如可以制成園盤狀、帶狀和輥狀，但是優(yōu)選根據(jù)拋光裝置適當(dāng)選擇。還有，使用前拋光墊的大小等也無特別限制，但是對于園盤狀拋光墊而言，例如可以制成直徑0.5～500cm(更優(yōu)選1.0～250cm，特別優(yōu)選20～200cm)，厚度超過0.1mm且處于100mm以下的。
對于本發(fā)明拋光墊的制造方法并無特別限制，而且對于拋光墊具有的溝(a)、凹部(b)和通孔(c)的形成方法也無特別限制。例如，可以事先制備形成拋光墊的拋光墊用組合物，將此組合物成形為所需的大體形狀后，利用切削加工形成溝(a)、凹部(b)和通孔(c)。此外，通過采用形成溝(a)、凹部(b)和通孔(c)圖案的金屬模具，將拋光墊用組合物用金屬模具成形，能夠同時(shí)形成拋光墊的大體形狀和溝(a)、凹部(b)和通孔(c)。還有，也可以組合這些金屬模具成型和切削加工。采用這些切削加工和金屬模具成形法，能夠容易將溝(a)、凹部(b)和通孔(c)的內(nèi)表面的表面粗糙度(Ra)加工到20μm以下。此外，當(dāng)拋光墊是在發(fā)泡體等非水溶性基體中分散有空孔的情況下，金屬模具成形法通?？梢栽诒砻嫔闲纬杀韺佣荒苄纬煽湛祝圆荒苡米鲯伖鈮|。
還有，關(guān)于得到拋光墊用組合物的方法并無特別限制，例如可以用捏合機(jī)將有機(jī)材料等必要材料捏合的方法得到。作為捏合機(jī)，可以使用過去公知的那些，例如可以舉出滾筒、捏合機(jī)、封閉式混煉機(jī)、擠壓機(jī)(單螺旋、雙螺旋)等捏合機(jī)。
此外，為了得到含有水溶性粒子拋光墊用含有水溶性粒子的拋光墊用組合物，例如可以采用將非水溶性基體、水溶性粒子以及其他添加劑等捏合的方法得到。但是，通常捏合時(shí)為使加工容易進(jìn)行加熱捏合，此時(shí)的溫度優(yōu)選水溶性粒子呈固體。由于是固體，所以能夠與非水溶性基體的相容性大小無關(guān)的情況下，以上記優(yōu)選的平均粒徑將水溶性粒子分散。因此，優(yōu)選根據(jù)使用的非水溶性基體的加工溫度，選擇水溶性粒子的種類。
本發(fā)明的多層拋光墊，備有拋光層和設(shè)置在該拋光層的非拋光面?zhèn)鹊闹С謱?，所說的拋光層是在拋光面?zhèn)刃纬啥揖哂袕某虱h(huán)狀、格狀和螺旋狀中選出至少一種形狀的溝(a)、凹部(b)和貫穿拋光墊表里的通孔(c)中的至少一種部位，該部位內(nèi)表面的表面粗糙度(Ra)處于20μm以下。作為其具體形態(tài)，可以舉出(1)具備有從溝(a)、凹部(b)和通孔(c)中選出的溝(a)，其內(nèi)表面粗糙度(Ra)為20μm以下的拋光層，和設(shè)置在拋光層的非拋光面?zhèn)鹊闹С謱拥模?2)具備有凹部(b)，其內(nèi)表面粗糙度(Ra)為20μm以下的拋光層，和設(shè)置在拋光層的非拋光面?zhèn)鹊闹С謱拥模?3)具備有通孔(c)，其內(nèi)表面粗糙度(Ra)為20μm以下的拋光層，和設(shè)置在拋光層的非拋光面?zhèn)鹊闹С謱拥模?4)具備有從上記溝(a)、凹部(b)和通孔(c)中選出的至少兩個(gè)部位，其內(nèi)表面粗糙度(Ra)均為20μm以下的拋光層，和設(shè)置在拋光層的非拋光面?zhèn)鹊闹С謱拥牡取?br> 本發(fā)明的多層拋光墊中的拋光層，可以采用上記本發(fā)明的拋光墊。
還有，支持層是在拋光層的非拋光面?zhèn)戎С謷伖鈱拥鹊膶?。對于這種支持層的特性并無特別限制，但是優(yōu)選比拋光層柔軟的材料。通過備有更柔軟的支持層，即使在拋光層厚度薄(例如5mm以下)的情況下，也能防止拋光時(shí)拋光層上浮，和拋光層表面彎曲等，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行拋光。這種支持層的硬度，優(yōu)選為拋光層硬度的90％以下(更優(yōu)選80％以下，特別優(yōu)選70％以下，通常為10％以上)。此外，肖氏D硬度優(yōu)選70以下(更優(yōu)選60以下，特別優(yōu)選50以下)。
還有，支持層既可以是多孔體(發(fā)泡體)，也可以是非多孔體。此外，對其平面形狀并無特別限制，可以與拋光層相同或不同。這種支持層的平面形狀，可以制成例如圓形、多角形(四角形等)等。而且對其厚度沒有特別限制，例如可以制成0.1～5mm(優(yōu)選0.5～2mm)。
對于構(gòu)成支持層的材料沒有特別限制，但是優(yōu)選使用容易成形為預(yù)定形狀和性狀，并能賦予適度彈性等的有機(jī)材料。作為有機(jī)材料，可以采用構(gòu)成上記拋光墊中非水溶性基體的有機(jī)材料。但是構(gòu)成支持層的有機(jī)材料，既可以是交聯(lián)聚合物，也可以是非交聯(lián)聚合物。
本發(fā)明的這些多層拋光墊中，上記支持層既可以僅有一層，也可以有兩層以上。還有，這種支持層與拋光層既可以直接接觸層疊，也可以中間加有其他層層疊。此外，支持層既可以用粘結(jié)劑、粘結(jié)材料(粘接膠帶等)與拋光層或其他層粘接，也可以通過使之部分熔融結(jié)合為一體。
本發(fā)明的拋光墊和多層拋光墊中也可以具有檢測終點(diǎn)用的孔、窗等。
實(shí)施例以下利用實(shí)施例具體說明本發(fā)明。
具有環(huán)狀溝的拋光墊1-1.拋光墊的制造實(shí)施例1-1用調(diào)溫至160℃的螺旋擠壓機(jī)，將80體積份形成交聯(lián)非水溶性基體的1，2-聚丁二烯(JSR株式會社制造，商品名“JSR RB830”)和20體積份的本身是水溶性粒子的β-環(huán)糊精(橫濱國際生物研究所株式會社制造，商品名“Dexipearlβ-100”，平均粒徑20μm)捏合，得到了白色顆粒。然后加入0.3體積份有機(jī)過氧化物(日本油脂株式會社制造，商品名“Percumyl D-40”)，在120℃下近一步捏合，進(jìn)而將捏合物擠壓在金屬模具中，在170℃下加熱18分鐘使之交聯(lián)，得到了直徑60cm、厚度2.5mm的園盤狀成形體。然后用切削加工機(jī)(加藤機(jī)械株式會社制造)在此成形體的一側(cè)面上加工形成出寬度0.5mm、深度1mm、間距1.5mm(相鄰溝槽間距離1mm)的同心圓狀溝槽(參見圖1)。
接著用三維表面結(jié)構(gòu)解析顯微鏡(佳能株式會社制造，“ZygoNew View 5032型”)在不同的三個(gè)視野內(nèi)測定溝槽內(nèi)表面的表面粗糙度(Ra)。測定結(jié)果，表面粗糙度(Ra)為1.8μm。
接著用光學(xué)顯微鏡將拋光墊有溝槽部分的截面放大、攝影。得到的圖像示于圖11中。
實(shí)施例1-2用調(diào)溫至160℃的螺旋擠壓機(jī)，將100體積份將形成交聯(lián)非水溶性基體的1，2-聚丁二烯(JSR株式會社制造，商品名“JSR RB840”)和100體積份在β-環(huán)糊精(橫濱國際生物研究所株式會社制造，商品名“Dexipearlβ-100”)上涂布多肽形成的水溶性粒子(平均粒徑20μm)捏合，得到了白色顆粒。然后向白色顆粒中加入0.3體積份有機(jī)過氧化物(日本油脂株式會社制造，商品名“Perhexine25B”)，在120℃下近一步捏合后得到了白色顆粒。進(jìn)而將添加了有機(jī)過氧化物的白色顆粒加入金屬模具中，在190℃下加熱10分鐘使之交聯(lián)，得到了直徑60cm、厚度2.5mm的園盤狀成形體。然后用與實(shí)施例1-1相同的切削加工機(jī)在此成形體的一側(cè)面上加工形成出寬度0.5mm、深度0.5mm、間距1.2mm(相鄰溝槽間長度0.7mm)的同心圓狀溝槽。
接著與實(shí)施例1-1同樣測定用溝內(nèi)面的表面粗糙度(Ra)。測定結(jié)果，表面粗糙度(Ra)為1.5μm。
比較例1-1與實(shí)施例1-1同樣測定了具有寬度0.25mm、深度0.4mm、間距1.5mm溝槽的發(fā)泡聚氨酯制拋光墊(Rodel Nitta株式會社制造，商品名“IC1000”)溝槽內(nèi)面的表面粗糙度(Ra)。測定結(jié)果，表面粗糙度(Ra)為30μm。
接著用光學(xué)顯微鏡將拋光墊有溝槽部分的截面放大、攝影。得到的圖像示于圖12中。
1-2.拋光性能等的評價(jià)分別將實(shí)施例1-1、實(shí)施例1-2和比較例1-1的拋光墊安裝在拋光裝置(SFT株式會社制造，“Lap Master LM-15型”)的固定盤上，固定盤的旋轉(zhuǎn)速度在50rpm，使用以100cc/分鐘流量下使經(jīng)三倍稀釋的化學(xué)拋光用漿液(JSR株式會社制造，商品名“CMS 1101”)將SiO2膜晶片拋光2分鐘，評價(jià)了使用各種拋光墊情況下的拋光速度、擦傷的有無、異物的有無和空孔的狀態(tài)。各測定方法如下。
(1)拋光速度用光學(xué)膜厚計(jì)測定拋光前后的膜厚，從這些膜厚計(jì)算出。
(2)擦傷和異物的有無用電子顯微鏡觀察拋光后氧化硅膜晶片的拋光面的方法確認(rèn)。
擦傷有無的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為○未發(fā)現(xiàn)擦傷，×可以發(fā)現(xiàn)擦傷。還有，異物有無的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為○未發(fā)現(xiàn)異物，×可以發(fā)現(xiàn)異物。
(3)空孔的狀態(tài)用#400金剛石磨石將拋光墊表面研磨5分鐘的方法修飾，然后用電子顯微鏡觀察經(jīng)過修飾表面的空孔狀態(tài)。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為○全部空孔實(shí)質(zhì)上開口；×部分空孔堵塞。
將以上(1)～(3)的結(jié)果一起記入表1中。
表1

從表面粗糙度(Ra)的測定結(jié)果可知，對于比較例1-1的拋光墊而言，溝槽內(nèi)的凹凸顯著，不均勻。還有，觀察圖12可以發(fā)現(xiàn)大的凸部。此外，“詳解半導(dǎo)體CMP技術(shù)”(土井俊郎編著，株式會社工業(yè)調(diào)查會出版，第一版第一次印刷)中第114頁上記載的圖3.63，是使用與比較例1-1用的拋光墊相同的發(fā)泡聚氨酯拋光墊(Rodel Nitta株式會社制造，商品名“IC1000”)用掃描型電子顯微鏡制成的圖像。由此圖像也能看出，與實(shí)施例1-1的圖11相比，溝槽內(nèi)存在大的凹凸。
還有，從表1的結(jié)果可知，在用比較例1-1的拋光墊拋光的拋光面上可以發(fā)現(xiàn)擦傷和異物。此外修飾后的空孔被部分堵塞，開口消失。特別是容易被修飾堵塞的溝槽開口部分周圍的空孔，幾乎全部被堵塞。另外還查明，拋光速度顯著劣化，分別為實(shí)施例1-1的1/4和實(shí)施例1-2的1/5。據(jù)認(rèn)為這是由于拋光時(shí)空孔被異物等堵塞造成的。
與此相比，對于實(shí)施例1-1和實(shí)施例1-2的拋光墊而言，溝槽內(nèi)部的側(cè)面和底面表面粗糙度(Ra)都極小，是平滑面。這一點(diǎn)可以從圖11看出。因此，在拋光面上幾乎沒有發(fā)現(xiàn)擦傷，也幾乎沒有發(fā)現(xiàn)異物。此外，即使在修飾后空孔也幾乎完全開口，特別是溝槽開口周圍的空孔也全部開口。而且與比較例1-1相比，拋光速度在實(shí)施例1-1和實(shí)施例1-2中分別快四倍和五倍。據(jù)認(rèn)為這是由于空孔未被異物堵塞的結(jié)果。
具有格狀溝的拋光墊
2-1.拋光墊的制造實(shí)施例2-1用切削加工機(jī)(加藤機(jī)械株式會社制造)在實(shí)施例1-1得到的直徑60cm、厚度2.5mm的園盤狀成形體的一側(cè)面上，形成一個(gè)構(gòu)成寬0.5mm、深度1mm、縱向間距5mm、橫向間距5mm格子狀平面圖案為四角形的格狀溝槽(參見圖4)。
進(jìn)而從得到的拋光墊沿著包括溝槽寬度方向切出表面粗糙度(Ra)測定用薄片。然后用上記三維表面結(jié)構(gòu)解析顯微鏡在不同的三個(gè)視野內(nèi)測定溝槽內(nèi)面的表面粗糙度(Ra)等。測定結(jié)果，表面粗糙度(Ra)為2.5μm。
接著用光學(xué)顯微鏡將拋光墊有溝槽部分的截面放大、攝影。得到的圖像示于圖13中。
實(shí)施例2-2用與實(shí)施例2-1相同的切削加工機(jī)在實(shí)施例1-2得到的直徑60cm、厚度2.5mm的園盤狀成形體的一個(gè)側(cè)面上，形成一個(gè)構(gòu)成寬1mm、深度1mm、縱向間距10mm、橫向間距10mm格子狀平面圖案為四角形的格狀溝槽。
接著與實(shí)施例2-1同樣測定了溝槽內(nèi)面的表面粗糙度(Ra)。測定結(jié)果，表面粗糙度(Ra)為2.2μm。
比較例2-1對于具有溝寬2mm、溝深0.5mm、縱向間距15mm、橫向間距15mm格子結(jié)構(gòu)的一個(gè)圖案平面形狀為四角形的，用發(fā)泡聚氨酯制成的拋光墊(Rodel Nitta株式會社制造，商品名“IC1000”)溝槽內(nèi)面的表面粗糙度(Ra)，進(jìn)行了與實(shí)施例2-1同樣的測定。測定結(jié)果，表面粗糙度(Ra)為25μm。
拋光性能等的評價(jià)分別就實(shí)施例2-1、實(shí)施例2-2和比較例2-1的拋光墊，與上記[1]同樣進(jìn)行了性能評價(jià)。其結(jié)果示于表2之中。
表2

從表面粗糙度(Ra)的測定結(jié)果可知，比較例2-1的拋光墊溝槽內(nèi)的凹凸顯著，不均勻。而且，“詳解半導(dǎo)體CMP技術(shù)”(土井俊郎編著，株式會社工業(yè)調(diào)查會出版，第一版第一次印刷)中第114頁上記載的圖3.63，是使用與比較例2-1用的拋光墊相同的發(fā)泡聚氨酯拋光墊(Rodel Nitta株式會社制造，商品名“IC1000”)用掃描型電子顯微鏡制成的圖像。由此圖像也能看出，與實(shí)施例2-1的圖13相比，溝槽內(nèi)存在大的凹凸。
還有，從表2的結(jié)果可知，在用比較例2-1的拋光墊拋光的拋光面上可以發(fā)現(xiàn)擦傷和異物。此外修飾后的空孔被部分堵塞，開口消失。特別是容易被修飾堵塞的溝槽開口部分周圍的空孔，幾乎全部被堵塞。另外還查明，拋光速度顯著劣化，分別為實(shí)施例2-1的1/4和實(shí)施例2-2的1/3。據(jù)認(rèn)為這是由于拋光時(shí)空孔被異物等堵塞造成的。
與其相比，對于實(shí)施例2-1和實(shí)施例2-2的拋光墊來說，溝槽內(nèi)部的側(cè)面和底面表面粗糙度(Ra)都極小，是平滑面。這一點(diǎn)可以從圖13看出。因此，在拋光面上幾乎沒有發(fā)現(xiàn)擦傷，也幾乎沒有發(fā)現(xiàn)異物。此外，即使在修飾后空孔也幾乎完全開口，特別是溝槽開口周圍的空孔也全部開口。而且與比較例2-1相比，實(shí)施例2-1和實(shí)施例2-2中拋光速度分別快四倍和三倍。據(jù)認(rèn)為這是由于空孔未被異物堵塞的結(jié)果。
具有螺旋狀溝的拋光墊
3-1.拋光墊的制造實(shí)施例3-1用切削加工機(jī)(加藤機(jī)械株式會社制造)在實(shí)施例1-1得到的直徑60cm、厚度2.5mm的園盤狀成形體的一側(cè)面上，形成寬1mm、深度1mm、間距2.5mm的螺旋狀溝槽(相鄰溝槽部分間的長度為1.5mm)(參見圖7)。
進(jìn)而從得到的拋光墊沿著包括溝槽寬度方向切出表面粗糙度(Ra)測定用薄片。然后用上記三維表面結(jié)構(gòu)解析顯微鏡在不同的三個(gè)視野內(nèi)測定溝槽內(nèi)面的表面粗糙度(Ra)。測定結(jié)果，表面粗糙度(Ra)為2.0μm。
接著用光學(xué)顯微鏡將拋光墊有溝槽部分的截面放大、攝影。得到的圖像示于圖14中。
實(shí)施例3-2用與實(shí)施例3-1相同的切削加工機(jī)，在實(shí)施例1-2得到的直徑60cm、厚度2.5mm的園盤狀成形體的一個(gè)側(cè)面上，形成寬0.5mm、深度0.5mm、間距1.7mm的螺旋狀溝槽(相鄰溝槽部分間的長度為1.2mm)。
接著與實(shí)施例3-1同樣測定了溝槽內(nèi)面的表面粗糙度(Ra)。測定結(jié)果，表面粗糙度(Ra)為1.9μm。
比較例3-1對于具有寬0.25mm、深0.4mm、間距1.5mm的螺旋狀溝槽的用發(fā)泡聚氨酯制成的拋光墊(Rodel Nitta株式會社制造，商品名“IC1000”)溝槽內(nèi)面的表面粗糙度(Ra)，進(jìn)行了與實(shí)施例3-1同樣的測定。測定結(jié)果，表面粗糙度(Ra)為25μm。
3-2.拋光性能等的評價(jià)分別就實(shí)施例3-1、實(shí)施例3-2和比較例3-1的拋光墊，與上記[1]同樣進(jìn)行了性能評價(jià)。其結(jié)果示于表3之中。
表3

從表面粗糙度(Ra)的測定結(jié)果可知，比較例3-1的拋光墊溝槽內(nèi)的凹凸顯著，不均勻。而且，“詳解半導(dǎo)體CMP技術(shù)”(土井俊郎編著，株式會社工業(yè)調(diào)查會出版，第一版第一次印刷)中第114頁上記載的圖3.63，是使用與比較例3-1用的拋光墊相同的發(fā)泡聚氨酯拋光墊(Rodel Nitta株式會社制造，商品名“IC1000”)用掃描型電子顯微鏡制成的圖像。由此圖像也能看出，與實(shí)施例3-1的圖14相比，溝槽內(nèi)存在大的凹凸。
還有，從表3的結(jié)果可知，在用這種比較例3-1的拋光墊拋光的拋光面上可以發(fā)現(xiàn)擦傷和異物。此外修飾后的空孔被部分堵塞，開口消失。特別是容易被修飾堵塞的溝槽開口部分周圍的空孔，幾乎全部被堵塞。另外還查明，拋光速度顯著劣化，分別為實(shí)施例3-1的1/4和實(shí)施例3-2的1/5。據(jù)認(rèn)為這是由于拋光時(shí)空孔被異物等堵塞造成的。
與其相比，對于實(shí)施例3-1和實(shí)施例3-2的拋光墊來說，溝槽內(nèi)部的側(cè)面和底面表面粗糙度(Ra)都極小，是平滑面。這一點(diǎn)可以從圖14看出。因此，在拋光面上幾乎沒有發(fā)現(xiàn)擦傷和異物。此外，即使修飾后空孔也幾乎完全開口，特別是溝槽開口周圍的空孔也全部開口。而且與比較例3-1相比，實(shí)施例3-1和實(shí)施例3-2中拋光速度分別快四倍和五倍。據(jù)認(rèn)為這是由于空孔未被異物堵塞的結(jié)果。
具有凹部的拋光墊4-1.拋光墊的制造實(shí)施例4-1用切削加工機(jī)(加藤機(jī)械株式會社制造)在實(shí)施例1-1得到的直徑60cm、厚度2.5mm的園盤狀成形體的一個(gè)側(cè)面上，形成直徑0.5mm、深度1mm、間距1.5mm的多個(gè)凹部(各凹部間圓周方向的長度和徑向長度均相同，為1mm，這些凹部是等間隔設(shè)置的)(參見圖9)。
進(jìn)而從得到的拋光墊切出表面粗糙度(Ra)測定用薄片，是指包含多個(gè)凹部的截面。然后用上記三維表面結(jié)構(gòu)解析顯微鏡在此薄片的三個(gè)不同視野內(nèi)測定凹部內(nèi)面的表面粗糙度(Ra)。測定結(jié)果，表面粗糙度(Ra)為2.3μm。
接著用光學(xué)顯微鏡將拋光墊有凹部的截面放大、攝影。得到的圖像示于圖15中。
實(shí)施例4-2用與實(shí)施例4-1相同的切削加工機(jī)，在實(shí)施例1-2得到的直徑60cm、厚度2.5mm的園盤狀成形體的一個(gè)側(cè)面上，形成平面形狀為圓形、其直徑為0.5mm、深度0.5mm、間距1.2mm的多個(gè)凹部(各凹部間圓周方向的長度和徑向長度均相同，為0.7mm，這些凹部是等間隔設(shè)置的)。
接著與實(shí)施例4-1同樣測定了凹部內(nèi)面的表面粗糙度(Ra)。測定結(jié)果，表面粗糙度(Ra)為1.5μm。
比較例4-1與實(shí)施例4-1同樣對具有直徑1.5mm、深1.0mm、間距5.5mm的多個(gè)凹部的發(fā)泡聚氨酯制成的拋光墊(Rodel Nitta株式會社制造，商品名“IC1000”)上凹部內(nèi)面的表面粗糙度(Ra)，進(jìn)行了測定。測定結(jié)果，表面粗糙度(Ra)為25μm。
4-2.拋光性能等的評價(jià)分別就實(shí)施例4-1、實(shí)施例4-2和比較例4-1的拋光墊，與上記[1]同樣進(jìn)行了性能評價(jià)。其結(jié)果示于表4之中。
表4

從表面粗糙度(Ra)的測定結(jié)果可知，比較例4-1的拋光墊凹部內(nèi)面的凹凸顯著，不均勻。而且，“詳解半導(dǎo)體CMP技術(shù)”(土井俊郎編著，株式會社工業(yè)調(diào)查會出版，第一版第一次印刷)中第114頁上記載的圖3.63，是使用與比較例4-1用的拋光墊相同的發(fā)泡聚氨酯拋光墊(Rodel Nitta株式會社制造，商品名“IC1000”)用掃描型電子顯微鏡制成的圖像。由此圖像也能看出，與圖15表示的實(shí)施例4-1中凹部內(nèi)面相比，在凹部內(nèi)存在大的凹凸。
還有，從表4的結(jié)果可知，在這種比較例4-1的拋光墊拋光的拋光面上可以發(fā)現(xiàn)擦傷和異物。此外修飾后的空孔被部分堵塞，開口消失。特別是容易被修飾堵塞的溝槽開口部分周圍的空孔，幾乎全部被堵塞。另外還查明，拋光速度顯著劣化，分別為實(shí)施例4-1的1/4和實(shí)施例4-2的1/5。據(jù)認(rèn)為這是由于拋光時(shí)空孔被異物等堵塞造成的。
與其相比，實(shí)施例4-1和實(shí)施例4-2的拋光墊中，凹部內(nèi)的側(cè)面和底面表面粗糙度(Ra)都極小，是平滑面。這一點(diǎn)可以從圖15看出。因此，在拋光面上幾乎沒有發(fā)現(xiàn)擦傷和異物。此外，即使修飾后空孔也幾乎完全開口，特別是溝槽開口周圍的空孔也全部開口。而且與比較例4-1相比，實(shí)施例4-1和實(shí)施例4-2中拋光速度分別快四倍和五倍。據(jù)認(rèn)為這是由于空孔未被異物堵塞的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.拋光墊，其特征在于其中具有在拋光面?zhèn)刃纬傻?、且從呈格狀、環(huán)狀和螺旋狀中選出至少一種形狀的溝(a)、凹部(b)和貫穿拋光墊表里的通孔(c)中的至少一個(gè)部位，該部位內(nèi)表面的表面粗糙度(Ra)處于20μm以下，用于化學(xué)機(jī)械拋光。
2.按照權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所說的溝(a)的深度為0.1mm以上，寬度為0.1mm以上。
3.按照權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所說的溝(a)形成同心圓狀。
4.按照權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所說的凹部(b)深度為0.1mm以上，開口部分最小長度為0.1mm以上。
5.按照權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所說的通孔(c)的開口部分的最小長度為0.1mm以上。
6.按照權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所說的凹部(b)一個(gè)開口部分的面積為0.0075mm2以上。
7.按照權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所說的通孔(c)一個(gè)開口部分的面積為0.0075mm2以上。
8.按照權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所說的溝(a)、凹部(b)和通孔(c)的相鄰各開口部分間的最小長度為0.05mm以上。
9.按照權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所說的拋光墊的至少一部分含有含交聯(lián)聚合物的非水溶性基體，和分散在所說的非水溶性基體中的水溶性粒子。
10.按照權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所說的溝(a)、凹部(b)和通孔(c)是采用從切削法和模成形法中選出的方法形成的。
11.多層拋光墊，其特征在于其中備有拋光層和設(shè)置在所說的拋光層的非拋光面?zhèn)鹊闹С謱?，用于化學(xué)機(jī)械拋光；所說的拋光層具有在拋光面?zhèn)刃纬傻?、且從呈格狀、環(huán)狀和螺旋狀中選出至少一種形狀的溝(a)、凹部(b)和貫穿拋光墊表里的通孔(c)中的至少一個(gè)部位，該部位內(nèi)表面的表面粗糙度(Ra)處于20μm以下。
12.按照權(quán)利要求11所述的多層拋光墊，其中所說的溝(a)的深度為0.1mm以上，寬度為0.1mm以上。
13.按照權(quán)利要求11所述的多層拋光墊，其中所說的溝(a)形成同心圓狀。
14.按照權(quán)利要求11所述的多層拋光墊，其中所說的凹部(b)深度為0.1mm以上，開口部分最小長度為0.1mm以上。
15.按照權(quán)利要求11所述的多層拋光墊，其中所說的通孔(c)開口部分的最小長度為0.1mm以上。
16.按照權(quán)利要求11所述的多層拋光墊，其中所說的凹部(b)一個(gè)開口部分的面積為0.0075mm2以上。
17.按照權(quán)利要求11所述的多層拋光墊，其中所說的通孔(c)一個(gè)開口部分的面積為0.0075mm2以上。
18.按照權(quán)利要求11所述的多層拋光墊，其中所說的溝(a)、凹部(b)和通孔(c)的相鄰各開口部分間最小長度為0.05mm以上。
19.按照權(quán)利要求11所述的多層拋光墊，其中所說的拋光層的至少一部分含有含交聯(lián)聚合物的非水溶性基體，和分散在該非水溶性基體中的水溶性粒子。
20.按照權(quán)利要求11所述的多層拋光墊，其中所說的溝(a)、凹部(b)和通孔(c)是采用從切削法和模成形法中選出的方法形成的。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供能有效抑制擦傷發(fā)生的拋光墊和多層拋光墊。本發(fā)明的拋光墊，其特征在于其中具有在拋光面?zhèn)刃纬傻摹⑶覐某虱h(huán)狀、格狀和螺旋狀中選出至少一種形狀的溝(a)、凹部(b)和貫穿拋光墊表里的通孔(c)中的至少一個(gè)部位，該部位內(nèi)表面的表面粗糙度(Ra)處于20μm以下，用于化學(xué)機(jī)械拋光。
文檔編號B24D13/12GK1494983SQ0314068
公開日2004年5月12日 申請日期2003年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月3日
發(fā)明者川橋信夫, 亨, 長谷川亨, 司, 志保浩司, 河村知男, 男, 二, 河原弘二, 保坂幸生, 生 申請人:Jsr株式會社