專利名稱：研磨墊、其制造方法及研磨加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種研磨墊、其制造方法及研磨加工方法，特別是關(guān)于一種具有借由干式成型法形成多數(shù)個氣泡，并在為了對被研磨物進(jìn)行研磨加工的研磨面上，形成有氣泡的開孔的樹脂發(fā)泡體的一種研磨墊、該研磨墊的制造方法及使用該研磨墊的研磨加工方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體元件、電子零件等材料，特別是在Si基板(硅晶圓)、GaAs (砷化鎵)基板、玻璃、硬盤或LCD(液晶顯示器)用基板等薄型機(jī)板(被研磨物)的表面(加工面)上，由于被要求須具有平坦性，所以使用了研磨墊來進(jìn)行研磨加工。以半導(dǎo)體元件而言，隨著半導(dǎo)體電路的集積度急遽增高，以高密度化為目的的微細(xì)化或多層配線化也隨之發(fā)展，使得更高度地平坦化加工面的技術(shù)變得更為重要。另一方面，以LCD用基板來說，伴隨著LCD的大型化，而要求加工面須有更完善的平坦性。隨著平坦性的要求更為升級化，在研磨加工中，研磨精度或效率等研磨性能，換言之，研磨墊所被要求的性能也更為提升。
在研磨加工中，可使用具有以濕式凝固法或干式成型法所形成的樹脂發(fā)泡體的研磨墊。通常，以濕式凝固法來說，是將使聚胺基甲酸乙酯樹脂等樹脂溶解于水混合性有機(jī)溶劑而成的樹脂溶液，涂布在薄片狀基材后，在水系凝固液中使有機(jī)溶劑與水置換，借此，而能夠形成發(fā)泡是連續(xù)狀地形成的樹脂發(fā)泡體。使用研削處理等以在研磨面上形成開孔，借此，在研磨加工時，所供給的含有磨粒的研磨液(漿液)是邊被保持在開孔內(nèi)，邊被放出至研磨面與加工面間。亦即，以使用濕式凝固法所形成的樹脂發(fā)泡體來說，由于研磨液是通過發(fā)泡而移動，藉而具有研磨液的循環(huán)保持性。然而，在研磨加工時，隨著研磨墊摩耗，在研磨面上的開孔徑會變得較大，而有研磨性能產(chǎn)生變化的情形發(fā)生。此外，由于發(fā)泡是連續(xù)狀地加以形成，故重復(fù)使用于研磨加工時，也有在樹脂發(fā)泡體上產(chǎn)生疲乏的情形發(fā)生。相對于此，就干式成型法來說，通常是使聚異氰酸酯化合物、多元醇化合物及聚胺化合物反應(yīng)，借此，得以形成發(fā)泡是獨立狀地形成的聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體。此外，為了提高研磨液的供給性或隨著研磨加工所生成的研磨屑的排出性，也會在研磨面上施以溝槽加工等處理。
但是，借由干式成型法所形成的聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體，由于聚胺基甲酸乙酯樹脂本來就具有疏水性，故在對硅晶圓表面等進(jìn)行研磨加工時，會有研磨液對研磨墊的親和性不良的問題存在。因為發(fā)泡是獨立狀地被形成，所以研磨液或研磨屑難以通過發(fā)泡而移動，以研磨液的循環(huán)保持性的點來看，會比借由濕式成型法所成的樹脂發(fā)泡體遜色。因此，開孔容易發(fā)生因研磨液或研磨屑而導(dǎo)致的孔眼堵塞，不僅使研磨性能降低，也有使被研磨物的加工面上產(chǎn)生擦傷等而使平坦性降低的情形。為了提升研磨液的供給性或保持性，雖然也可以增加開孔或溝的個數(shù)，但是相對地，卻會有損害研磨薄片的彈性致使被研磨物的平坦性降低的疑慮。再者，隨著開孔或溝的數(shù)目增加，會促進(jìn)研磨液的排出而招致研磨性能的降低。此外，當(dāng)無法確保研磨液的供給性或保持性時，在研磨加工時，特別是在研磨初期，不僅無法確保被研磨物的平坦性，在研磨墊開始運轉(zhuǎn)之際，也會有使不良品的發(fā)生率增大的情形。
為了解決此些問題，揭示有一種含有具有親水性的化合物共聚合而成的聚胺基甲酸乙酯及親水劑的使用聚胺基甲酸乙酯組成物的研磨墊的技術(shù)(參照日本國特開2003-128910號公報)。此種技術(shù)是借由使研磨墊的親水性提升以改善與研磨液間的親和性，并確保研磨液的供給性或保持性，借此得以謀求研磨速率的提高或研磨性能的安定化。此外，作為提升研磨墊的親水性的方法，主要使用有并用聚乙二醇(PEG)等親水性的多元醇成分的方法、 添加親水性的添加劑的方法等以使親水性物質(zhì)共存的方法等。
另一方面，則揭示有一種使用不包含環(huán)氧乙烷單位(-CH2CH2O-)的親水性高分子量多元醇，且在分子側(cè)鏈中具有從由羧基、磺酸基、磷酸基及其鹽所構(gòu)成的群組中所選擇的至少一種親水性基的聚胺基甲酸乙酯組成物的研磨墊的技術(shù)(參照日本國特開2007-276061號報)。

發(fā)明內(nèi)容
[發(fā)明所欲解決的問題]
然而，日本國特開2003-128910號公報的技術(shù)，雖然提升研磨液的保持性，但是由于親水劑等使聚胺基甲酸乙酯材料本身被親水化，而因膨脹招致形狀變化、耐濕熱性或耐藥品性的降低等。因此，在研磨初期，雖然研磨性能得以安定化，但隨時間經(jīng)過，引起研磨墊本身的劣化，以結(jié)果來說，也有所謂對被研磨物的表面形狀造成影響的缺點。此外，日本國特開2007-276061號公報的技術(shù)，雖然借由使用導(dǎo)入離子性的官能基的聚胺基甲酸乙酯組成物而能夠謀求親水化，但是與日本國特開2003-128910號公報的技術(shù)相同地，仍有因吸水所造成的膨脹或耐藥品性等點的問題存在。
本發(fā)明有鑒于上述情況，以提供一種能夠提升對研磨液的親和性，且能夠謀求研磨性能的安定化的研磨墊、該研磨墊的制造方法及使用該研磨墊的研磨加工方法作為課題。[解決問題的手段]
為了解決上述課題，本發(fā)明的第一態(tài)樣，為具有借由干式成型法形成多數(shù)個氣泡，并在為了對被研磨物進(jìn)行研磨加工的研磨面上，形成有所述氣泡的開孔的樹脂發(fā)泡體的一種研磨墊，其特征在于，所述樹脂發(fā)泡體是在緊密形成的所述氣泡間形成有連通孔，當(dāng)所述連通孔從所述研磨面?zhèn)扔^察時，是以每單位面積800個/cm2以上的比例所形成。
在第一態(tài)樣，在緊密形成的氣泡間，當(dāng)從研磨面?zhèn)扔^察時，以每單位面積800個/cm2以上的比例形成連通孔，借此，在研磨加工時，由于從外部所供給的研磨液是從形成在研磨面上的開孔，通過以連通孔連通的氣泡而移動，故即便在研磨初期，也能夠使相對于研磨液的親和性提升，并借由確保研磨液的循環(huán)保持性，而能夠謀求研磨性能的安定化。
在第一態(tài)樣中，當(dāng)連通孔從研磨面?zhèn)扔^察時，以每單位面積2000個/cm2以下的比例所形成亦可。此外，將樹脂發(fā)泡體形成為厚度a介于O. 5mm I. 5mm范圍的薄片狀,且以浸潰于20°C水的前后重量變化相對于浸潰前重量的百分率所表示的吸水率而言，當(dāng)使其浸潰I小時的吸水率為(30-16a) %以上；而使其浸潰24小時的吸水率則為(56_24a) %以上較為適宜。此時，能夠?qū)渲l(fā)泡體的體積密度設(shè)為介于O. 30g/cm3 O. 80g/cm3的范圍、蕭式A硬度設(shè)為介于75度 95度的范圍，且形成在研磨面上的開孔的平均孔徑設(shè)為介于90μπι 130μπι的范圍。像這樣的樹脂發(fā)泡體以聚胺基甲酸乙酯樹脂形成亦可。
本發(fā)明的第二態(tài)樣，為第一態(tài)樣的研磨墊的制造方法，其特征在于，包含準(zhǔn)備使聚異氰酸酯化合物及多元醇化合物反應(yīng)所得的含異氰酸酯基化合物、聚胺化合物、水及整泡劑各成分的準(zhǔn)備步驟；將在所述準(zhǔn)備步驟中準(zhǔn)備的各成分大致均勻地混合的混合液，以干式成型法形成聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體的發(fā)泡體形成步驟；將在所述發(fā)泡體形成步驟中所形成的聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體切片成為薄片狀的切片步驟。在這種場合下，在準(zhǔn)備步驟中所準(zhǔn)備的整泡劑可為硅系界面活性劑，其相對于水的I重量份的添加量可設(shè)為介于O. 15重量份 O. 65重量份的范圍。將硅系界面活性劑的配合比例相對于所述水的I重量份，設(shè)為介于O. 3重量份 O. 5重量份的范圍較為適宜。
此外，本發(fā)明的第三態(tài)樣，為使用第一態(tài)樣的研磨墊的被研磨物的研磨加工方法，其特征在于，包含在研磨裝置的對向配置的二個定盤中至少一個上，安裝所述研磨墊，并于所述定盤間安置所述被研磨物，且邊將混合有磨粒的研磨液供給至所述被研磨物及研磨墊間，邊回轉(zhuǎn)驅(qū)動所述定盤中至少一個的步驟。于這種場合下，以硅晶圓作為被研磨物亦可。
[發(fā)明的效果]
根據(jù)本發(fā)明，在緊密形成的氣泡間，當(dāng)從研磨面?zhèn)扔^察時，以每單位面積800個/cm2以上的比例來形成連通孔，借此，在研磨加工時，由于從外部所供給的研磨液是通過從形成在研磨面上的開孔以連通孔所連通的氣泡而得以移動，故可獲得即便在研磨初期仍然可以提升相對于研磨液的親和性，且得以確保研磨液的循環(huán)保持性，并藉而謀求研磨性能的安定化等效果。


[圖I]為適用本發(fā)明的實施形態(tài)的研磨墊的斷面示意圖。
[圖2]為表示實施形態(tài)的研磨墊的制造方法的主要部分的工藝圖。
[圖3]為表示用于制造實施形態(tài)的研磨墊的混合機(jī)及模型的概略的方框圖。
[圖4]是表示在實施例I的研磨墊的研磨面上的連通孔的形成狀態(tài)的電子顯微鏡照片。
具體實施例方式 以下，請參閱附圖，以于硅晶圓的一次研磨加工中所使用的研磨墊，針對適用本發(fā)明的研磨墊的實施形態(tài)進(jìn)行說明
(構(gòu)成)
如圖I所示，本實施形態(tài)的研磨墊10具備有作為聚胺基甲酸乙酯樹脂制的樹脂發(fā)泡體的胺基甲酸乙酯薄片2。胺基甲酸乙酯薄片2具有為了對被研磨物進(jìn)行研磨加工的研磨面P。胺基甲酸乙酯薄片2是將預(yù)先使聚異氰酸酯化合物及多元醇化合物反應(yīng)而得到的含異氰酸酯基的化合物、含有預(yù)先于多元醇化合物內(nèi)使水分散稀釋的整泡劑的分散液、以及聚胺化合物混合而成的混合液，將其注模至模型并使其硬化而成的聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體切片、裁斷而得以被形成。亦即，構(gòu)成研磨墊10的胺基甲酸乙酯薄片2是借由干式成型法所形成。
在胺基甲酸乙酯薄片2的內(nèi)部，是在干式成型時利用分散液中的水，大致均勻分散地形成斷面為圓形狀或橢圓形狀的發(fā)泡(氣泡)3。亦即，胺基甲酸乙酯薄片2具有發(fā)泡構(gòu)造。關(guān)于發(fā)泡3的平均孔徑，能夠借由擔(dān)任發(fā)泡劑角色的水的含有量或制造時的攪拌條件等來調(diào)整，在本例中，是能夠被調(diào)整在介于90 130 μ m的范圍。由于胺基甲酸乙酯薄片2是將聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體切片而形成，故在研磨面P上發(fā)泡3的一部分呈現(xiàn)開口，并形成有開孔4。因為開孔4是以發(fā)泡3的開口所形成，所以開孔4的平均孔徑則變成介于90 130 μ m范圍。在胺基甲酸乙酯薄片2的內(nèi)部，緊密形成的發(fā)泡3是利用分散液中的水與整泡劑間的作用而連通，并在連通的發(fā)泡3間，形成有連通孔9。胺基甲酸乙酯薄片2的厚度a，能夠在聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體的切片時調(diào)整，在本例中，是能夠被調(diào)整在介于O. 5 I. 5_的范圍間。
以胺基甲酸乙酯薄片2來說，是各別將體積密度調(diào)整介于O. 30 O. 80g/cm3的范圍、將蕭氏A硬度調(diào)整介于75 95度的范圍。此外，由于胺基甲酸乙酯薄片2是在研磨面P上形成開孔4，故能夠從研磨面P側(cè)確認(rèn)在發(fā)泡3間所形成的連通孔9。當(dāng)連通孔9從研磨面P側(cè)觀察時，是以每單位面積800個/cm2以上、2000個/cm2以下的比例所形成。并且，得以觀察到連通孔9是在開孔4的內(nèi)部，形成為直徑20μπι以下的針孔狀(pin hole狀)的孔。
在此，針對連通孔9所擔(dān)任的角色加以說明。以使用現(xiàn)有習(xí)知的干式成型法所形成的聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體來說，由于聚胺基甲酸乙酯本身具有疏水性，再加上具有發(fā)泡為獨立狀地被形成的發(fā)泡構(gòu)造，故對水(例如，研磨液)而言親和性不良。相對于此，胺基甲酸乙酯薄片2則是借由形成有連通孔9，因而水能夠從研磨面P的開孔4通過連通孔9、發(fā)泡3而移動。隨著連通孔9的形成比例增加，對水的親和性變得較為良好，而使吸水速度或吸水率提高。此吸水率是以將胺基甲酸乙酯薄片2浸潰至水的前后的重量變化相對于浸潰前重量的百分率作為表示。在研磨加工初期中的起動良度為對水的親和容易度，換言之，是取決于吸水速度的迅速程度。此外，在將多個被研磨物連續(xù)進(jìn)行研磨加工之際，對水的親和性越良好且水分保持率越高的研磨墊，其安定性越為優(yōu)異。以胺基甲酸乙酯薄片2來說，在水中浸潰I小時的吸水率為(31-16a)%以上，浸潰24小時的吸水率則為(56_24a)%以上。在此，a表示胺基甲酸乙酯薄片2的厚度(mm)。吸水率則因為受到胺基甲酸乙酯薄片2的厚度a的影響，故可為從上述厚度a的范圍(O. 5 I. 5mm)中的厚度a與吸水率間的關(guān)系而導(dǎo)出適當(dāng)范圍者。如考慮研磨加工初期的起動或研磨性能的安定性時，則將I小時后的吸水率設(shè)為(36-16a)%以上，24小時后的吸水率設(shè)為(56_24a)以上較為適宜。像這樣為了提高吸水率，可將發(fā)泡3的平均孔徑調(diào)整介于100 120 μ m范圍較為適宜。所被保持的水分的量，能夠提高至發(fā)泡的空隙全部被充滿的量為止，例如，當(dāng)胺基甲酸乙酯薄片2的體積密度為O. 4g/cm3時，則能夠?qū)⑽刻岣咧罯. 6g/cm3為止。
胺基甲酸乙酯薄片2的體積密度會對研磨性能造成較大影響。當(dāng)體積密度未滿O. 30g/cm3時，由于胺基甲酸乙酯薄片2的空隙變?yōu)檫^多，故耐久性變得較為降低。相對地，當(dāng)體積密度超過O. 80g/cm3時，發(fā)泡3的個數(shù)則會變少，且聚胺基甲酸乙酯樹脂的壁部分將增加，故招致研磨效率降低。如考慮耐久性或研磨效率的提升時，以將體積密度設(shè)為介于O. 40 0.60g/cm3的范圍較為適宜。此外，胺基甲酸乙酯薄片2的硬度則是會對被研磨物(加工面)的平坦性造成影響。當(dāng)蕭氏A硬度未滿75度時，胺基甲酸乙酯薄片2變得較為柔軟，在研磨加工之際，時有使加工面的平坦性下降的疑慮，相對地，由于當(dāng)超過95度時，則經(jīng)常發(fā)生擦傷(研磨傷痕)，故并不適宜。如考慮加工面的平坦性提升時，以將蕭氏A硬度設(shè)為介于80 95度的范圍較為適宜。關(guān)于連通孔9，當(dāng)形成比例未滿800個/cm2時，由于水的滲透性降低，吸水速度變慢且吸水率也減少，故并不適宜。相對地，當(dāng)形成比例超過2000個/cm2時，由于漿液累積在研磨墊的底面(與研磨面P為相反的面)偵彳，隨著時間經(jīng)過,硬度或密度等物性會發(fā)生變化，故并不適宜。如考慮抑制物性變化時，則連通孔9的形成比例為1000個/cm2以下較為適宜。
體積密度或蕭氏A硬度雖會依構(gòu)成胺基甲酸乙酯薄片2的聚胺基甲酸乙酯樹脂的組成、平均聚合度或分子量分布、開孔形狀或分布而變化，但是與胺基甲酸乙酯薄片2的發(fā)泡構(gòu)造間則大為相關(guān)。體積密度、蕭氏A硬度能夠借由改變發(fā)泡3的大小、數(shù)量，換言之，能夠借由改變分散液中的水量來進(jìn)行調(diào)整。
此外，如圖I所示，研磨墊10是在與胺基甲酸乙酯薄片2的研磨面P為相反側(cè)的面上，貼合有用以將研磨墊10安裝至研磨機(jī)的雙面膠帶7。雙面膠帶7是在聚乙烯對苯二甲酸酯(以下略記為PET)制薄膜等省略了圖示的基材的二面上，分別形成黏著劑層(未圖示)。雙面膠帶7是借由一面?zhèn)鹊酿ぶ鴦优c胺基甲酸乙酯薄片2相貼合，而另一面?zhèn)?圖I的最下面?zhèn)?的黏著劑層則以剝離紙8加以覆蓋。
(制造)
研磨墊10是經(jīng)由如圖2所示的各工藝而被制造。亦即，經(jīng)由各別準(zhǔn)備聚異氰酸酯化合物、多元醇化合物、預(yù)先于多元醇化合物中使水及整泡劑分散稀釋而成的分散液、聚胺化合物的準(zhǔn)備工藝；將預(yù)先使聚異氰酸酯化合物及多元醇化合物反應(yīng)以生成含異氰酸酯基化合物而得的含異氰酸酯基的化合物、分散液、聚胺化合物的各成分混合以調(diào)制混合液的混合工藝；將混合液注模至模型使其在模型內(nèi)發(fā)泡而硬化以形成聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體的硬化成型工藝；將聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體切片成為薄片狀，再經(jīng)裁斷以形成多個片的薄片的切片及裁斷工藝；以及貼合胺基甲酸乙酯薄片2及雙面膠帶7以形成研磨墊10的疊層工藝而可被制造。以下，將依工藝順序加以說明。
(準(zhǔn)備工藝)
在準(zhǔn)備工藝中，各別準(zhǔn)備聚異氰酸酯化合物、多元醇化合物、分散液、聚胺化合物。以所準(zhǔn)備的聚異氰酸酯來說，只要是分子內(nèi)具有二個以上的異氰酸酯基，并無特別限制。例如，以分子內(nèi)具有二個異氰酸酯基的二異氰酸酯化合物來說，可舉出間苯二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、2，6-甲苯二異氰酸酯(2，6-TDI)、2，4-甲苯二異氰酸酯(2，4-TDI)、萘-1，4-二異氰酸酯、二苯基甲烷_4，4’ - 二異氰酸酯、3，3’ - 二甲氧基_4，4’ -聯(lián)苯二異氰酸酯、3，3’ - 二甲基二苯基甲烷_4，4’ - 二異氰酸酯、苯二甲基-1，4-二異氰酸酯、4，4’ - 二苯基丙烷二異氰酸酯、三亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、伸丙基-1，2-二異氰酸酯、伸丁基-1，2- 二異氰酸酯、伸環(huán)己基-1，2- 二異氰酸酯、伸環(huán)己基-1，4- 二異氰酸酯、對苯二異硫氰酸酯、苯二甲基-1，4-二異硫氰酸酯、次乙基二異硫氰酸酯等為例。并用這些二異氰酸酯化合物二種以上亦可，亦可使用在分子內(nèi)具有三個以上，例如，亦可使用具有3個異氰酸酯基的三異氰酸酯化合物。若考慮將胺基甲酸乙酯薄片2的蕭氏A硬度調(diào)整介于上述范圍時，則2，6-TDI或2，4-TDI的甲苯二異氰酸酯至少含有50重量％較為適宜。
另一方面，以多元醇化合物來說，只要為二醇化合物或三醇化合物等化合物即可，例如，可使用乙二醇、丁二醇等低分子量的多元醇化合物；以及聚四亞甲基醚二醇(PTMG)等聚醚多元醇化合物；亦或乙二醇與己二酸間的反應(yīng)物或丁二醇與己二酸間的反應(yīng)物等聚酯多元醇化合物；或者是聚碳酸酯多元醇化合物、聚己內(nèi)酯多元醇化合物等高分子量的多元醇化合物中任一者。此外，這些多元醇化合物并用二種以上亦可。
此外，使用在調(diào)制分散液時的多元醇化合物，可借由與含異氰酸酯基化合物的異氰酸酯基反應(yīng)，而能夠抑制研磨加工時的溶出，進(jìn)而能夠抑制對研磨性能的不良影響。就分散液而言，借由在未參與發(fā)泡的多元醇化合物中分散水及整泡劑，而在下一工藝的混合工藝中，能夠擔(dān)任降低水和整泡劑混合不均的角色。就多元醇化合物而言，只要為二醇化合物、三醇化合物等化合物即可，例如，可使用乙二醇、丁二醇等低分子量的多元醇化合物、PTMG、聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)等高分子量多元醇化合物中任一者。借由將其與含異氰酸酯基化合物或聚胺化合物的溶液黏度設(shè)為同程度，而在混合工藝中變得能夠容易均勻化水的分散，故使用數(shù)均分子量介于500 3000的多元醇化合物較為適宜。在本例中，則是使用數(shù)均分子量約為1000的PTMG。在分散液的調(diào)制時，使用一般的攪拌裝置進(jìn)行攪拌混合即可，且能將水及整泡劑大致均勻地被分散稀釋即可。作為分散于分散液的水，雖無特別限制，但為了避免不純物等的混入，使用蒸餾水較為適宜。此外，相對于分散液的水的配合比例可調(diào)整介于3. OO 3. 75重量％的范圍。
另一方面，分散于分散液中的整泡劑，則扮演調(diào)整在所得聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體中所形成的連通孔9的比例的角色。亦即，由于整泡劑依其種類，而有不同的分散力、與多元醇化合物的相溶性、發(fā)泡的穩(wěn)定能力，故能借由控制整泡劑的種類或添加量，而能夠調(diào)整連通孔9的形成比例。就形成連通孔9的適當(dāng)?shù)恼輨﹣碚f，可舉出硅系界面活性齊U，尤其是使用硅系非離子界面活性劑且未具有活性氫基者較為適宜。以硅系非離子界面活性劑來說，例如聚醚改性硅，也就是，聚氧化烯-二甲基聚硅氧烷共聚物為例。以構(gòu)成聚醚改性硅的聚醚而言，則可例示聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、及其共聚物等為例。就這種硅系非離子界面活性劑的整泡劑而言，具體上可舉出硅整泡劑SH-190、SH-192、SH-193 (T0RAY · DOffCORNING · SILICONE 株式會社制)、L-5340 (日本 UNICAR 株式會社制)
等為例。
相對于分散液的整泡劑的添加量，是依作為發(fā)泡劑所被配合的水的添加量來加以調(diào)整，相對于I重量份水，將上述整泡劑SH193設(shè)為介于O. 15 O. 65重量份范圍較為適宜。相對于水的整泡劑的添加量未滿O. 15重量份時，相對于聚胺基甲酸乙酯樹脂的分散液的分散性將會惡化，發(fā)泡形狀及發(fā)泡的分布產(chǎn)生不均，而變得無法得到具有上述發(fā)泡構(gòu)造的聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體。相對地，添加量超過O. 65重量份時，形成在聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體中的連通孔9將會減少，而導(dǎo)致對水的親和性變得較差。因為發(fā)泡構(gòu)造與體積密度或蕭氏A硬度的物性相關(guān)，如考慮欲平衡性良好地確保住物性及對水的親和性，則將整泡劑相對于I重量份水，介于O. 3 O. 5重量份范圍內(nèi)加以配合較為適宜。
在準(zhǔn)備工藝所準(zhǔn)備的聚胺化合物，可與含異氰酸酯基化合物的異氰酸酯基反應(yīng)。就聚胺化合物來說，可使用脂肪族或芳香族的聚胺化合物，例如，可舉出伸乙二胺、伸丙二胺、己二胺、異佛爾酮二胺、二環(huán)己基甲烷_4，4’ - 二胺、3，3’ -二氯_4，4’ -二胺基二苯基甲烷(以下，略記為M0CA)、與MOCA具有同樣構(gòu)造的聚胺化合物等為例。此外，聚胺化合物具有羥基亦可，就這種胺系化合物而言，例如，可舉出2-羥乙基伸乙二胺、2-羥乙基伸丙二胺、二-2-羥乙基伸乙二胺、二-2-羥乙基伸丙二胺、2-羥丙基伸乙二胺、二-2-羥丙基伸乙二胺等為例。這些化合物并用二種以上亦可。就聚胺化合物來說，在本例中，乃是將MOCA加熱至約120°C的熔融狀態(tài)下使用。
(混合工藝、硬化成型工藝)
如圖2所示，在混合工藝中，借由使準(zhǔn)備工藝所準(zhǔn)備的聚異氰酸酯化合物、多元醇化合物反應(yīng)，而使含異氰酸酯基化合物，也就是異氰酸酯末端聚胺基甲酸乙酯預(yù)聚物(以下，僅略記為預(yù)聚物)生成。再將所得預(yù)聚物、在準(zhǔn)備工藝所準(zhǔn)備的分散液及聚胺化合物相混合以調(diào)制成混合液。另在硬化成型工藝中，則將在混合工藝所被調(diào)制的混合液注模至模型內(nèi)，使其在模型內(nèi)發(fā)泡、硬化而成型聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體。在本例中，乃是連續(xù)進(jìn)行混合工藝、硬化成型工藝。
在生成預(yù)聚物時，聚異氰酸酯化合物的異氰酸酯基的莫耳量是大于多元醇化合物的羥基的莫耳量。此外，當(dāng)使用的預(yù)聚物系黏度過高時，流動性將變差，而在混合時將難以大致均勻地混合。當(dāng)使溫度上升以降低黏度時，可使用期間(pot life)將變短，反而產(chǎn)生混合不均，致使在所得聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體中所形成的發(fā)泡3的大小產(chǎn)生偏差。相對地，當(dāng)黏度過低時，氣泡會在混合液中移動，因而在聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體，將難以形成大致均等地分散的發(fā)泡3。因此，將預(yù)聚物在溫度30 80°C中的黏度設(shè)定介于2000 20000mPa · s范圍較為適宜。例如，能夠借由改變預(yù)聚物的分子量(聚合度)來設(shè)定黏度。當(dāng)預(yù)聚物被加熱至30 80°C左右，即可成為能夠流動的狀態(tài)。
如圖3所示，在混合工藝中，使用混合機(jī)20以調(diào)制混合液，而在硬化成型工藝中，則將所調(diào)制的混合液從混合機(jī)20連續(xù)地注模至模型25并使其硬化，借此，將聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體成型?；旌蠙C(jī)20是具備有內(nèi)建攪拌葉片14的混合槽12。在混合槽12的上游側(cè)，則配置有分別收容著當(dāng)作第一成分的預(yù)聚物、當(dāng)作第二成分的聚胺化合物、當(dāng)作第三成分的分散液的供給槽。由于第一成分的預(yù)聚物、第二成分以MOCA為代表的聚胺化合物多半在常溫下為固體或呈不易流動的狀態(tài)，因此各別的供給槽是被加溫至能使各成分流動為止。來自各供給槽的供給口是連接在混合槽12的上游端部上。攪拌葉片14則是在混合槽12內(nèi)的大致中央部，被固定在橫跨從上游側(cè)至下游側(cè)范圍所配置的回轉(zhuǎn)軸上。在本例中，模型25的大小被設(shè)定為介于1050mm(長度)X 1050mm(寬)X 50mm(厚度)。
將來自各供給槽的第一成分，第二成分、第三成分各別供給至混合槽12，并使用攪拌葉片14以成為均勻的方式加以混合。伴隨著混合機(jī)20的回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)，攪拌葉片14隨之回轉(zhuǎn)，并以剪切各成分的方式進(jìn)行混合。此時，借由調(diào)整攪拌葉片14的剪切速度、剪切次數(shù)而可調(diào)制出將各成分大致均勻地加以混合的混合液。當(dāng)攪拌葉片14的剪切速度過小時，在所得聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體中所形成的發(fā)泡3的大小將變?yōu)檫^大。相對地，當(dāng)剪切速度過大時，因攪拌葉片14及混合液間的摩擦所引起的發(fā)熱，會使溫度上升致使黏度降低，故在混合液中所產(chǎn)生的氣泡(在成型中)將會移動，在所得到的聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體中所形成的發(fā)泡3的分散狀態(tài)將容易產(chǎn)生偏差。另一方面，當(dāng)剪切次數(shù)過少時，所生成的氣泡的大小容易產(chǎn)生不均(偏差)，相對地，過多時，則會使溫度上升致使黏度降低，導(dǎo)致發(fā)泡3無法大致均勻地被形成。因此，在混合工藝中，可將剪切速度設(shè)定為介于9，000 41，000/秒范圍，并將剪切次數(shù)設(shè)定為介于300 10，000次范圍以進(jìn)行混合。雖然在混合機(jī)20的混合時間(滯留時間)也取決于混合液的流量(最大為I升/秒)，大約為I秒左右。亦即，例如，為了將IOOkg左右的混合液注液至模型25所需要的時間系大約為I 2分鐘左右。并且，剪切速度、剪切次數(shù)能依照以下各式求得。亦即，能夠借由剪切速度(/秒)=攪拌葉片14的葉片前端的直徑(mm) X圓周率X攪拌葉片14的回轉(zhuǎn)數(shù)(rpm) +60+攪拌葉片14的前端與混合槽12的內(nèi)壁間的容許間隙(_)，及剪切次數(shù)(次)=攪拌葉片14的回轉(zhuǎn)數(shù)(rpm) +60X在混合槽12中的混合液的滯留時間(秒)X攪拌葉片14的葉片數(shù)來求得。
在硬化成型工藝中，將所得混合液從配置于混合槽12的下游端部的排出口注模至模型25。將混合液注液至模型25時，將來自混合機(jī)20的混合液，自混合槽12的排出口排出，例如，通過軟管而將模型25對向的二邊間(例如，第3圖的左右間)導(dǎo)液至往復(fù)移動的斷面三角狀的未圖示的注液口。邊使注液口往復(fù)移動，邊使排出口的端部(軟管的端部)朝與注液口的移動方向相交叉的方向往復(fù)移動。混合液可被大致均勻地注液至模型25。使注液后的混合液在模型25內(nèi)反應(yīng)硬化，以形成塊狀的聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體。此時，借由預(yù)聚物與多元醇化合物、聚胺化合物間的反應(yīng)，預(yù)聚物將產(chǎn)生交聯(lián)硬化。在該交聯(lián)硬化進(jìn)行的同時，借由預(yù)聚物的異氰酸酯基與在分散液被分散稀釋的水相反應(yīng)，而產(chǎn)生二氧化碳。由于正在進(jìn)行交聯(lián)硬化中，故所產(chǎn)生的二氧化碳不會釋放至外部，進(jìn)而形成發(fā)泡3。
作為使用在整泡劑的硅系界面活性劑的主骨架的聚二甲基硅氧烷，表現(xiàn)出比較低的表面張力。在聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡系中的整泡劑的角色，是以該聚二甲基硅氧烷的特性作為基礎(chǔ)。硅系界面活性劑在聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡系中，表現(xiàn)出較非硅系界面活性劑具優(yōu)異的表面活性效果。整泡劑對于聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡系的貢獻(xiàn)，大致可區(qū)分為在低黏度區(qū)域的攪拌力輔助，以及反應(yīng)進(jìn)行之際，在高黏度區(qū)域的氣泡的安定化。攪拌力輔助是指將原料成分混合、乳化，以及使卷入氣體分散。另一方面，氣泡的安定化是指抑制氣泡的并聯(lián)，以及使膜安定化。氣泡的并聯(lián)抑制乃是借由調(diào)整表面張力，而膜的安定化則是借由調(diào)整動態(tài)表面張力、表面彈性、表面黏性而達(dá)到效果。因此，借由選定攪拌力的輔助效果增大，且所生成的氣泡的安定化減小的條件，而能夠使連通孔9的形成比例增加。這種條件可因應(yīng)作為發(fā)泡劑所配合的水的添加量、整泡劑的種類或添加量來進(jìn)行選定。
(切片·裁斷工藝)
如圖2所示，在切片、裁斷工藝中，將在硬化成型工藝所得聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體切片成為薄片狀，并裁斷成為圓形等所需形狀、尺寸，以形成多個片的薄片。切片可使用一般的切片機(jī)。在切片時，可先保持聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體的下層部分后，再自上層部依照順序切片成為一定厚度。切片的厚度，在本例中，是被設(shè)定為介于O. 5mm I. 5mm范圍。此外,本例中所使用的以厚度為50mm的模型25所成型而成的聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體，例如，上層部及下層部約IOmm由于瑕疵等關(guān)系，故未使用，而是自中央部約30mm部分起,薄片狀地切片出20 60片。在裁斷時，以所需形狀的模具進(jìn)行沖壓亦可，使用裁斷機(jī)進(jìn)行裁斷亦可。在硬化成型工藝中，由于能夠得到在內(nèi)部大致均勻地形成有發(fā)泡3而成的聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體，故在切片、裁斷工藝中所形成的多個片的薄片，所有形成在表面上的開孔4的平均孔徑皆介于90 130 μ m的范圍。當(dāng)開孔4的平均孔徑較90 μ m為低時，由于在研磨加工時，研磨液中的磨粒等變得容易堵塞，故容易導(dǎo)致研磨墊的使用壽命將低，相對地，當(dāng)較130 μ m為高時，則大致均勻的孔徑的控制將變得較為難以實施。
(疊層工藝)
在疊層工藝中，在與胺基甲酸乙酯薄片2的研磨面P相反側(cè)的面上，使雙面膠帶7以一面?zhèn)鹊酿ぶ鴦蛹右再N合。接著，進(jìn)行確認(rèn)并無臟污或異物等的附著等檢查，以完成研磨墊10。(研磨加工)
在進(jìn)行被研磨物的研磨加工時，能夠使用單面研磨機(jī)進(jìn)行研磨加工被研磨物的單面，亦或可使用雙面研磨機(jī)同時進(jìn)行研磨加工被研磨物的二面。當(dāng)使用單面研磨機(jī)時，先將研磨墊10安裝至研磨定盤上。在研磨定盤安裝研磨墊10時，先將剝離紙8除去，再以所露出的黏著劑層黏接固定至研磨定盤上。將保持在與研磨定盤對向的方式配置的保持定盤上的被研磨物，朝研磨面P推壓的同時，邊自外部供給漿液(含有磨粒的研磨液)邊使研磨定盤或保持定盤回轉(zhuǎn)，借此，對被研磨物的加工面進(jìn)行研磨加工。另一方面，當(dāng)使用雙面研磨機(jī)時，先將研磨墊10各別安裝在對向配置的二個定盤上。在定盤間安置被研磨物，再邊供給漿液邊使至少一方的定盤回轉(zhuǎn)，借此對被研磨物進(jìn)行研磨加工。在研磨加工時，漿液可邊被保持在開孔4的同時，邊通過發(fā)泡3、連通孔9而移動，以大致均勻地供給至加工面整體。并且，通常會使用水來當(dāng)作研磨液的介質(zhì)，但也可以混合醇等有機(jī)溶劑。此外，借由添加酸或堿等，而以化學(xué)作用進(jìn)行研磨加工亦可。
(作用等)
其次，關(guān)于本實施形態(tài)的研磨墊10的作用等，將以具有藉連通孔9相連通的發(fā)泡3的發(fā)泡構(gòu)造的胺基甲酸乙酯薄片2的作用為中心加以說明。
就現(xiàn)有習(xí)知的研磨加工而言，可使用借由干式成型法所形成的具有獨立發(fā)泡構(gòu)造，且在研磨面上形成有開孔的研磨墊。在研磨加工時，將研磨液供給至被研磨物與研磨墊間，此研磨液可邊被保持在研磨面上所形成的開孔的同時，邊被供給至被研磨物的加工面。然而，因為聚胺基甲酸乙酯樹脂具有疏水性，故會有研磨液的供給性或保存性不充分的問題。此夕卜，開孔會因磨?；虬殡S著研磨加工所生成的研磨屑，而產(chǎn)生孔眼堵塞的問題。在漿液的供給性或保存性不充分的情況下，除研磨速率降低外，將被研磨物的表面均勻地進(jìn)行研磨加工將會變得難以實施，更會導(dǎo)致表面形狀的惡化。在研磨加工初期，由于聚胺基甲酸乙酯樹脂具有疏水性而與研磨液間的親和性不良，致使研磨墊的起動變慢。并且，開孔的孔眼堵塞也會提早產(chǎn)生，不僅會在加工面產(chǎn)生研磨傷(擦傷)而損害平坦性，還會使研磨墊的使用壽命降低。當(dāng)開孔產(chǎn)生孔眼堵塞時，須先中斷研磨加工再對研磨面進(jìn)行修整處理。由于修整處理是借由除去已產(chǎn)生孔眼堵塞的表層，而使新表層露出的處理，故能夠使研磨性能恢復(fù)。但是，除因中斷研磨加工會使效率降低外，還有因為在修整處理的前后，研磨速率等產(chǎn)生變化，故難以安定地進(jìn)行研磨加工。雖然也有借由限定原料，并將親水性基導(dǎo)入聚胺基甲酸乙酯樹脂，而賦予研磨墊本身親水性的技術(shù)存在，但除必須使用特定的多元醇化合物或親水性基外，還會有因?qū)胗H水性基，而使研磨墊本身因漿液而膨脹，而隨時間經(jīng)過產(chǎn)生變化的問題，故無法稱其已充分達(dá)到被研磨物的平坦性或研磨性能的安定化。本實施形態(tài)則是能夠解決此些問題的研磨墊。
本發(fā)明者們?yōu)榱烁纳蒲心|(借由干式成型法成型的胺基甲酸乙酯)與漿液間的親和性，經(jīng)專心研討的結(jié)果，并非以親水性基的導(dǎo)入或親水性的添加劑等使聚胺基甲酸乙酯素材變化，而發(fā)現(xiàn)可借由最佳化發(fā)泡構(gòu)造，而能夠使吸水性提高。亦即，借由向相對于用以調(diào)整胺基甲酸乙酯薄片的體積密度、發(fā)泡徑及發(fā)泡形狀所配合的水，調(diào)整整泡劑的種類或配合比例，借此能夠在以現(xiàn)有習(xí)知的干式成型法所形成的獨立狀的發(fā)泡間形成連通孔，并能夠改善漿液的供給性或保持性。
在本實施形態(tài)中，在構(gòu)成研磨墊10的胺基甲酸乙酯薄片2上所形成的發(fā)泡3，可借由連通孔9相連通。因此，供給至研磨面P側(cè)的研磨液，可從發(fā)泡3開口的開孔4，通過連通孔9、發(fā)泡3而移動。亦即，不僅是在研磨面P上開口的發(fā)泡3，還可利用與其相連通的發(fā)泡3而能夠達(dá)到研磨液的供給及保持，使研磨液的供給性及保持性相較于先前技術(shù)的產(chǎn)品可大幅提升。借此，自研磨初期起變能夠使研磨液的供給性及保持性提升，且可大幅度地改善研磨墊的起動。此外，由于在研磨加工時，因研磨面P摩耗而能夠適時被再生，故能夠抑制開孔4的孔眼堵塞。因此，由于能夠邊保持研磨液邊供給至加工面整體，故能夠謀求研磨性能的安定化。
此外，在本實施形態(tài)中，胺基甲酸乙酯薄片2的體積密度可被調(diào)整為介于O. 3 O. Sg/cm3范圍。體積密度雖受原料的入料量或發(fā)泡徑等所左右，但在過高時，會有發(fā)泡徑變小的傾向。當(dāng)然也能夠借由條件設(shè)定，在不使發(fā)泡徑產(chǎn)生變化的情況下進(jìn)行高密度化也是可行的，但在此種情況下，聚胺基甲酸乙酯樹脂的壁部將會變厚，而有引發(fā)研磨速率降低或擦傷增加的疑慮。相對地，當(dāng)體積密度過低時，因強度降低而引起的不良影響，或研磨加工時的平坦性變差，故并不適宜。從而，借由將體積密度調(diào)整介于上述范圍，而能夠抑制研磨速率的降低或被研磨物的平坦性變差等問題。
再者，在本實施形態(tài)中，胺基甲酸乙酯薄片2是采用形成有藉連通孔9相連通的發(fā)泡3的發(fā)泡構(gòu)造，當(dāng)從研磨面P觀察時，在Icm2范圍內(nèi)，是以800個/cm2以上、2000個/cm2以下的比例加以形成連通孔9。由于研磨液或水通過此連通孔9而得以滲透，故研磨墊10相對于水的親和性得以改良，并可提高吸水性。當(dāng)連通孔9的形成比例未滿800個/cm2時，吸水性將變得不充分，且變得難以改良對水的親和性。相對地，當(dāng)形成比例超過2000個/cm2時，由于漿液累積至研磨墊的底面?zhèn)?，且隨著時間經(jīng)過，硬度或密度等物性會產(chǎn)生變化，故并不適宜。由于形成有像這樣的連通孔9，所以就胺基甲酸乙酯薄片2的吸水性來說，當(dāng)胺基甲酸乙酯薄片2的厚度設(shè)為a(mm)時，顯示出在水中浸潰I小時的吸水率為(31_16a) %以上，浸潰24小時的吸水率為(56-24a) %以上。從而，因吸水性提高而能夠確保研磨液的循環(huán)保持性，且能夠使研磨性能提升。
更進(jìn)一步，在本實施形態(tài)中，借由將分散液中的整泡劑的量，相對于分散液中的水的I重量份，設(shè)為介于O. 15 O. 65重量份的比例，所以得以邊使在聚胺基甲酸乙酯樹脂中的發(fā)泡大致相同地分布外，還能夠使直徑20 μ m以下的連通孔9，以800個/cm2以上、2000個/ cm2以下的比例形成于已被形成的發(fā)泡3間。換言之，借由將相對于水的整泡劑的量設(shè)為介于上述范圍，能在不改變研磨墊的物性的同時，使吸水性能夠提升，例如，能夠制造保持高硬度的同時，并具有吸水性的研磨墊。借此，所得多個片的胺基甲酸乙酯薄片2因為在研磨加工時，邊將研磨液保持在開孔4，邊將研磨屑收容在開孔4，所以得以謀求研磨效率的提升。
并且，在本實施形態(tài)中，雖未特別例示具體的化合物，但在調(diào)制預(yù)聚物中所使用的聚異氰酸酯化合物內(nèi)，配合三異氰酸酯化合物亦可。借由配合三異氰酸酯化合物，使聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體變硬，而能夠降低韌性，進(jìn)而能夠使修整性提高。在這種情況下，將所配合的三異氰酸酯化合物的比例，以重量比設(shè)為O. 3 O. 8左右降較為適宜。此外，將聚異氰酸酯化合物以含有三異氰酸酯化合物實施較為適宜，就其配合比例而言，至少設(shè)為50重量％較為適宜。再者，雖例示了用于預(yù)聚物的調(diào)制的多元醇化合物，可使用PTMG的例子，但混合PTMG以外的多元醇化合物后使用亦可。在這種情況下，將PTMG的配合比例設(shè)為至少50重量％較為適宜。
此外，在本實施形態(tài)，作為預(yù)聚物，雖例示了使多元醇化合物與二異氰酸酯化合物反應(yīng)而成的異氰酸酯末端胺基甲酸乙酯聚合物，但本發(fā)明并不受此些例示所限定。例如，使用具有羥基或胺基等活性氫化合物來代替多元醇化合物，并使用聚異氰酸酯化合物或其衍生物來代替二異氰酸酯化合物，并借由使所述反應(yīng)而得亦可。此外，因有多種異氰酸酯末端預(yù)聚物在市場上販賣，故使用市售品亦可。此外，在本實施形態(tài)，雖舉出了調(diào)制在多元醇化合物中分散稀釋水及整泡劑而成的分散液的例子，但本發(fā)明不受此例所限定，分散液除可為多元醇化合物、水及整泡劑外，例如，在硬化成型之際，含有必要的添加劑或填充劑等成分亦可。由于此分散液是在不參與發(fā)泡的多元醇化合物中使水、整泡劑分散而成，故能夠擔(dān)任減少在混合工藝中的水、整泡劑的混合不均的角色。雖然也能夠使用多元醇化合物以外的液體，但若考慮這種液體在研磨時溶出而對研磨特性造成不良影響的可能性，則使用多元醇化合物較為適宜。
而且，在本實施形態(tài)，雖然舉出了將體積密度調(diào)整介于O. 30 O. 80g/cm3的范圍，將蕭式A硬度調(diào)整介于75 95度范圍的例子，但本發(fā)明并不受此些例式所限定。由于研磨墊10被使用于硅晶圓的初次研磨中，雖然設(shè)成為此些范圍較為適宜，但仍可依據(jù)作為研磨加工的對象的被研磨物的特性或被要求的研磨精度等而適當(dāng)?shù)馗淖円嗫伞?br> 更進(jìn)一步，在本實施形態(tài)，雖未特別提及，但考慮研磨液的供給或研磨屑的排出，而在研磨面P側(cè)施加溝槽加工或壓花加工亦可。就溝的形狀而言，可以是放射狀、格子狀、螺旋狀等任何一種，就斷面形狀而言，亦可以是矩形、U字狀、V字狀、半圓形狀中任何一種。關(guān)于溝的間距、寬度、深度，只要研磨屑能夠排出或研磨液能夠移動即可，沒無特別限制。關(guān)于壓花加工當(dāng)然亦無特別限制。
再進(jìn)一步，雖然在本實施形態(tài)并未特別提及，但在胺基甲酸乙酯薄片2中至少一部分上，具有容許為了光學(xué)檢測被研磨物的研磨加工狀態(tài)的光透射的光透射部亦可。在這種場合下，光透射部得以貫穿橫跨胺基甲酸乙酯薄片2的厚度方向的整體范圍而形成較為適宜。如此一來，例如，借由具備在研磨機(jī)側(cè)的發(fā)光二極管等發(fā)光元件、光敏晶體管等受光元件，而在研磨加工中，能夠通過光透射部來檢測被研磨物的加工面的研磨加工狀態(tài)。借此，能夠適當(dāng)?shù)貦z測研磨加工的終點，而能夠謀求研磨效率的提高。

此外，以本實施形態(tài)來說，在混合工藝雖已例示使用混合機(jī)20 ;在切片工藝則已例示使用切片機(jī)，但對于混合機(jī)或切片機(jī)并無特別限制，使用通常所使用混合機(jī)或切片機(jī)即可。此外，在本實施形態(tài)，雖已例示直方體狀的模型25，但本發(fā)明并未對模型形狀或大小有所限制。例如，使用圓柱狀等模型亦可，當(dāng)考慮混合液的黏性時，亦可不使用模型來形成發(fā)泡體。[實施例]
以下，對依照本實施形態(tài)所制造的研磨墊10的實施例加以說明。并且，對于為了進(jìn)行比較所制造的比較例也一并記載如下。
(實施例I)
就實施例I而言，是使2，4-TDI、數(shù)均分子量約1000的PTMG及二伸乙甘醇反應(yīng)而得的預(yù)聚物，將其加熱至55°C并于減壓下脫泡后使用作為第一成分的預(yù)聚物。以此預(yù)聚物中，異氰酸酯含有量為9.6%。第二成分MOCA是使其在120°C熔融，并在減壓下脫泡。第三成分的分散液是將數(shù)均分子量約1000的PTMG、水、觸媒(T0Y0CAT ET、T0S0H株式會社制)、硅系界面活性劑(SH-193、TORAY · DOffCORNING · SILICONE 株式會社制)以 2. 5/0. 1/0. 05/0. 05的比例配合。就此分散液而言，硅系界面活性劑的配合比例被換算成每I重量份水時，即為O. 5重量份。將第一成分、第二成分、第三成分在減壓下脫泡后，以79. 0/18. 3/2. 7的比例供給至混合槽12。將所得到的混合液注模至模型25使其硬化后，將所形成的聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體自模型25拔出。將此發(fā)泡體切片成為厚度為I. 3mm的薄片狀，并使用切取為直徑800mm的圓形狀的胺基甲酸乙酯薄片2,來制造實施例I的研磨墊A。
(實施例2)
就實施例2而言，乃是使用除了將硅系界面活性劑(SH-193)的添加比率設(shè)為O. 03以夕卜，皆與實施例I相同地進(jìn)行配制而成的胺基甲酸乙酯薄片2，來制造實施例2的研磨墊B。此時，硅系界面活性劑的配合比例被換算成每I重量份水時，即為O. 3重量份。
(比較例I)
就比較例I而言，乃是使用除了將硅系界面活性劑(SH-193)的添加比率設(shè)為O. 15以夕卜，皆與實施例I相同地進(jìn)行配制而成的胺基甲酸乙酯薄片，來制造比較例I的研磨墊C。此時，硅系界面活性劑的配合比例被換算為每I重量份水時，即為I. 5重量份。
(比較例2)
就比較例2而言，乃是使用除了將硅系界面活性劑(SH-193)的添加比率設(shè)為O. 01以夕卜，皆與實施例I相同地進(jìn)行配制而成的胺基甲酸乙酯薄片，來制造比較例I的研磨墊D。此時，硅系界面活性劑的配合比例被換算為每I重量份水時，即為O. I重量份。
(評價I)
針對構(gòu)成各實施例及比較例的研磨墊的胺基甲酸乙酯薄片，測定體積密度、蕭式A硬度、發(fā)泡3的平均孔徑、連通孔9的個數(shù)、吸水率(I小時后、24小時后)。就體積密度的測定來說，先切取試料片(IOcmX 10cm)，再以電子天秤(型式METTLER-AJ-180)測定重量W0，并以針盤量規(guī)測定厚度t。由厚度t及重量WO借由體積密度(P) = W0/t/10算出體積密度。而蕭氏A硬度的測定，則是將多個片與體積密度的測定相同地進(jìn)行切取的試料，重疊至厚度達(dá)4. 5mm以上，再以A型硬度計(日本工業(yè)規(guī)格JIS K 7311)測定。例如，當(dāng)一片試料片的厚度為I. 3mm時，則重疊四片試料進(jìn)行測定。至于發(fā)泡3的平均孔徑的測定，則是以掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察胺基甲酸乙酯薄片的斷面，量測發(fā)泡3的孔徑以求其平均值。就連通孔9的個數(shù)的測定來說，是以SEM將試料表面放大至50倍后，拍攝5mm2視野的SEM影像，并計數(shù)在此SEM影像中的發(fā)泡3的內(nèi)部能看到的連通孔9的個數(shù)。針對試料的十個場所，合計從SEM影像所計數(shù)出的連通孔9的個數(shù)，再經(jīng)計算換算為每Icm2的個數(shù)。就吸水率(%)的測定來說，是預(yù)先測定切割成3cmX10cm的試料片的重量，再浸潰至20°C水中。在I小時及24小時后，以鑷子將試料夾起5秒后，再行測定重量。由浸潰前后的重量，借由吸水率(％)=(浸潰后重量-浸潰前重量)/浸潰前重量X 100而計算出吸水率。將體積密度、蕭氏A硬度、發(fā)泡3的平均孔徑、連通孔9的個數(shù)、吸水率的測定結(jié)果示于下表I。并且，在表I中，密度是代表體積密度、發(fā)泡徑是代表發(fā)泡3的平均孔徑、連通孔則代表連通孔 9的數(shù)量。
[表I]
密度發(fā)泡徑蕭式A硬度連通孔吸水率(X)
(g / cm3) ( μιη) (° ) (個 / cm2) I 小時后 24 小時后 實施例 I 研磨墊 A 0. 53 1258585015.6 32. 3
實施例 2 研磨墊 B O. 491168490518. 5 38.2
比較例 I 研磨墊 C O. 52 110857839.3 24. 3
比較例 2 研磨墊 D O. 51115866207.5 28.3
如表I所示，可得知在各實施例及比較例中，皆是在胺基甲酸乙酯薄片的形成時，借由添加硅系界面活性劑而得以形成連通孔。如圖4所示，可得知就實施例I的胺基甲酸乙酯薄片2而言，在幾乎為球狀的發(fā)泡3中形成有連通孔9。此外，對于任一胺基甲酸乙酯薄片而言，均示出體積密度介于O. 30 O. 80g/cm3的范圍、蕭氏A硬度介于75 95度的范圍、發(fā)泡3的平均孔徑介于90 130 μ m的范圍。雖然如此，但針對連通孔9的數(shù)量，則依整泡劑的添加比率而示出了大為相異的數(shù)值。亦即，與添加比率設(shè)為較大的比較例I、添加比率設(shè)為較小的比較例2的胺基甲酸乙酯薄片中任一者均示出了未滿800個/cm2的數(shù)值相比，將相對于水比率為O. I的整泡劑的添加比率，分別調(diào)整至介于O. 015 O. 065范圍內(nèi)的O. 05、O. 03的實施例I、實施例2的胺基甲酸乙酯薄片，則分別示出了超過800個/cm2的850個/cm2、905個/cm2的結(jié)果。由此可清楚了解，借由將硅系界面活性劑的整泡劑的添加比率，設(shè)定為相對于I重量份水介于O. 3 O. 5重量份的范圍，即能夠提高連通孔9的形成比例。并且，證實了借由將相對于I重量份水的硅系界面活性劑的配合比例設(shè)為介于O. 15 O. 65重量份的范圍，即能夠?qū)⑦B通孔9的形成比例于800 2000個/cm2的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
(評價2)
此外，關(guān)于各實施例及比較例的研磨墊，是在以下的研磨條件下，進(jìn)行硅晶圓的研磨加工，對研磨性能加以評價。亦即，將研磨墊分別貼附在研磨裝置的上下定盤上，并對各 種標(biāo)準(zhǔn)的硅晶圓各100片進(jìn)行研磨加工，并測定其平坦度。以平坦度的測定來說，可使用平坦度測定裝置(黑田精工社制，Nanometoro300TT-A)，將邊緣排除(Edge Exclusion)設(shè)為2mm,局部區(qū)域-平坦度(Site-Flatness)的晶胞(Cell)尺寸設(shè)為26mmX 8mm,(晶胞)Cell布局則設(shè)為OmmXOmm。平坦度參數(shù)是采用如SEMI規(guī)格所示的GBIR/SFQR(max)/SBIR(max)。GBIR(global backsurface-referenced ideal plane/range ;全域背面-參考理想平面/范圍)是指針對半導(dǎo)體晶圓的正面全體，與以背面為基準(zhǔn)的理想平面間相差的正與負(fù)的偏差范圍，可使用在關(guān)于除周緣部外所被劃定的全晶圓表面的平坦性評價中。SFQR(site front surface referenced least squares/range ;局部區(qū)域正面最小平方法/范圍)是指針對規(guī)定尺寸的面，與以最小平方誤差所定義表側(cè)間相差的正與負(fù)的偏差范圍，SFQR(max)的值代表給定晶圓上的零件領(lǐng)域全部的SFQR的最大值。SBIR(sitebacksurface-reference ideal plane/range ;局部背面-參考理想平面/范圍)，是以相對應(yīng)零件領(lǐng)域的總厚度偏差的背面為基準(zhǔn)的局部厚度偏差，SBIR(max)代表SBIR的最大值。SFQR及SBIR是關(guān)于晶圓的某限定區(qū)域的平坦性，可使用在與精制半導(dǎo)體零件的領(lǐng)域大概相當(dāng)?shù)钠教剐栽u價中。以將整泡劑的添加比率設(shè)為O. 15的研磨墊C(比較例I)進(jìn)行研磨加工的硅晶圓的平坦度當(dāng)作基準(zhǔn)，并將以各研磨墊進(jìn)行研磨加工的硅晶圓的平坦度相對于基準(zhǔn)所變化的比率，以百分率求得。關(guān)于各平坦度參數(shù)，相對于基準(zhǔn)的變化比率所求得的結(jié)果，如下表2所示。
(研磨條件)
研磨晶圓直徑300mmΦ娃晶圓 研磨裝置不二越機(jī)械工業(yè)社制雙面研磨裝置 研磨液株式會社FUJMI INCORPORATED、膠態(tài)硅類型 研磨壓力150g/cm2 載具金屬制
[表2]
權(quán)利要求
1.一種研磨墊，其特征在于，具有借由干式成型法形成多數(shù)個氣泡，并在為了對被研磨物進(jìn)行研磨加工的研磨面上，形成有所述氣泡的開孔的樹脂發(fā)泡體，所述樹脂發(fā)泡體是在緊密形成的所述氣泡間形成連通孔，當(dāng)所述連通孔從所述研磨面?zhèn)扔^察時，是以每單位面積800個/cm2以上的比例所形成。
2.如權(quán)利要求I所述的研磨墊，其特征在于，當(dāng)所述連通孔從所述研磨面?zhèn)扔^察時，是以每單位面積2000個/cm2以下的比例所形成。
3.如權(quán)利要求I所述的研磨墊，其特征在于，所述樹脂發(fā)泡體是形成為厚度a介于0.5mm I. 5mm范圍的薄片狀,且以浸潰于20°C水的前后重量變化相對于浸潰前重量的百分率所表示的吸水率，當(dāng)使其浸潰I小時的吸水率為(30-16a) %以上；而使其浸潰24小時的吸水率則為(56-24a)%以上。
4.如權(quán)利要求3所述的研磨墊，其特征在于，所述樹脂發(fā)泡體，其體積密度介于0.30g/cm3 0. 80g/cm3范圍、蕭式A硬度介于75度 95度范圍，且形成在所述研磨面上的所述開孔的平均孔徑介于90 u m 130 u m范圍。
5.如權(quán)利要求4所述的研磨墊，其特征在于，所述樹脂發(fā)泡體是以聚胺基甲酸乙酯樹脂所形成。
6.一種權(quán)利要求I所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，包含 準(zhǔn)備使聚異氰酸酯化合物及多元醇化合物反應(yīng)所得的含異氰酸酯基化合物、聚胺化合物、水及整泡劑各成分的準(zhǔn)備步驟； 將在所述準(zhǔn)備步驟中準(zhǔn)備的各成分均勻地混合的混合液，以干式成型法形成聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體的發(fā)泡體形成步驟；以及 將在所述發(fā)泡體形成步驟中所形成的聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體切片成為薄片狀的切片步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于，在所述準(zhǔn)備步驟中所準(zhǔn)備的整泡劑為硅系界面活性劑，其配合比例相對于所述水的I重量份，介于0. 15重量份 0. 65重量份的范圍。
8.如權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述硅系界面活性劑的配合比例相對于所述水的I重量份，介于0. 3重量份 0. 5重量份的范圍。
9.一種使用權(quán)利要求I所述的研磨墊的被研磨物的研磨加工方法，其特征在于，包含 在研磨裝置的對向配置的二個定盤中至少一個上，安裝所述研磨墊，并于所述定盤間安置所述被研磨物，且邊將混合有磨粒的研磨液供給至所述被研磨物及研磨墊間，邊回轉(zhuǎn)驅(qū)動所述定盤中至少一個的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的研磨加工方法，其特征在于，所述被研磨物為硅晶圓。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種研磨墊，其能夠提高對研磨液的親和性，以謀求研磨性能的安定化。研磨墊10具備有胺基甲酸乙酯薄片2。胺基甲酸乙酯薄片2具有為了對被研磨物進(jìn)行研磨加工的研磨面P。胺基甲酸乙酯薄片2是以干式成型法加以形成，是將混合有含異氰酸酯基化合物、水、整泡劑以及聚胺化合物的混合液反應(yīng)硬化而成的聚胺基甲酸乙酯發(fā)泡體切片而形成的。在胺基甲酸乙酯薄片2內(nèi)部，大致均等分散地形成有發(fā)泡3。在研磨面P上，則形成有發(fā)泡3的一部分開口的開孔4。在胺基甲酸乙酯薄片2內(nèi)部，緊密形成的發(fā)泡3是以連通孔9相連通，當(dāng)從研磨面P側(cè)觀察時，是以每單位面積800個/cm2以上的比例形成連通孔9。研磨液則是通過連通孔9、發(fā)泡3而得以移動。
文檔編號B24B37/24GK102625741SQ20108002529
公開日2012年8月1日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者上野淳一, 小林修一, 系山光紀(jì), 高橋大介 申請人:信越半導(dǎo)體株式會社, 富士紡控股公司