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CN102781627B - 研磨垫及其制造方法、以及半导体器件的制造方法 - Google Patents

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CN102781627B CN201180011398.3A CN201180011398A CN102781627B CN 102781627 B CN102781627 B CN 102781627B CN 201180011398 A CN201180011398 A CN 201180011398A CN 102781627 B CN102781627 B CN 102781627B
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Abstract

本发明的目的在于，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。为了实现该目的，在具有由热固性聚氨酯发泡体构成的研磨层的研磨垫中，使用含有异氰酸酯成分和含活性氢化合物作为原料成分的热固性聚氨酯发泡体，作为含活性氢化合物，使用含有官能团数为2以上的多元醇化合物、和官能团数为1的一元醇化合物的含活性氢化合物。

Description

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1)。
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。
下述专利文献2中记载了一种以减小在研磨对象物的表面上产生的微小起伏为目的的研磨布，其在表面层中配合聚氨酯发泡体而构成。但是，在该文献中没有记载具体的聚氨酯发泡体的配合比或组成等，并且在微小起伏的减小效果方面，存在进一步改良的余地。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-37089号公报
专利文献2：日本特开2004-136432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进行了深入的研究，结果发现通过以下所示的研磨垫能够实现上述目的，从而完成了本发明。
即，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，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含有官能团数为2以上的多元醇化合物、和官能团数为1的一元醇化合物。
对于本发明的研磨垫而言，由热固性聚氨酯发泡体构成研磨层，作为其原料成分，含有官能团数为2以上的多元醇化合物、和官能团数为1的一元醇化合物。具备该构成的研磨垫，因热固性聚氨酯发泡体而发挥耐久性，并且由于含有官能团数为1的一元醇化合物，能够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，上述一元醇化合物优选为下述通式(1)所示的化合物，
R1-(OCH2CHR2)n-OH    (1)
(式中，R1为甲基或乙基，R2为氢原子或甲基，n为1~5的整数)。利用具备该构成的研磨垫，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，优选相对于上述多元醇化合物100重量份含有上述一元醇化合物1~20重量份。通过将一元醇化合物的含量调节至该范围内，能够维持研磨层的硬度，并且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，优选上述多元醇化合物100重量份中含有官能团数为3~4、并且羟值为100~1900的多元醇化合物20~75重量份。通常，作为热固性聚氨酯发泡体的原料，含有官能团数为1的一元醇化合物的情况下，由于聚氨酯分子量降低、研磨层的硬度降低，具有研磨速度等研磨特性变差的倾向。但是，通过将上述多元醇化合物的含量调节至上述范围内，能够维持研磨层的硬度，并且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，上述异氰酸酯成分优选为芳香族异氰酸酯，更优选为碳化二亚胺改性二苯甲烷二异氰酸酯。通过并用上述含活性氢化合物和碳化二亚胺改性MDI，在研磨层上层叠基材层的情况下，研磨层与基材层的胶粘性显著提高。
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20~300μm的近似球形的气泡。通过由具有平均气泡直径20~300μm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官能团数为2以上的多元醇化合物、和官能团数为1的一元醇化合物；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20~300μm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。
附图说明
图1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。
聚氨酯树脂是以异氰酸酯成分和含活性氢化合物(官能团数为2以上的多元醇化合物、官能团数为1的一元醇化合物以及多胺化合物等)作为原料成分而得到的树脂。
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，商品名ミリオネート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，特别优选使用碳化二亚胺改性MDI。
作为官能团数为2以上的多元醇化合物，可以列举在聚氨酯的技术领域中通常使用的化合物。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。
另外，在本发明中作为官能团数为2以上的多元醇化合物，例如，可以含有：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(EO、PO等)加成物、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-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、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。这些可以单独使用，也可以并用两种以上。
另外，在本发明中作为官能团数为2以上的多元醇化合物，可以含有增链剂。增链剂是至少具有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)乙烷、4,4’-二氨基-3,3’-二乙基-5,5’-二甲基二苯甲烷、N,N’-二仲丁基-4,4’-二氨基二苯甲烷、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。这些可以使用一种，也可以混合两种以上。
本发明中，在将多元醇化合物的总量设为100重量份时，优选含有官能团数为3~4、并且羟值为100~1900的多元醇化合物20~75重量份。本发明中，作为热固性聚氨酯发泡体的原料，虽然含有官能团数为1的一元醇化合物很重要，但在上述范围内含有上述多元醇化合物的情况下，能够维持研磨层的硬度，并且减小在研磨对象物的表面上产生的微小起伏。
作为官能团数为1的一元醇化合物，可以使用在聚氨酯的技术领域中公知的一元醇化合物，本发明中，特别是在使用下述通式(1)所示的化合物的情况下，能够进一步减小在研磨对象物的表面上产生的微小起伏，
R1-(OCH2CHR2)n-OH  (1)
(式中，R1为甲基或乙基，R2为氢原子或甲基，n为1~5的整数)。作为本发明中能够使用的一元醇化合物，具体而言，可以列举例如：二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单甲基醚、2-甲氧基乙醇、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单叔丁基醚、乙二醇单苯基醚、二乙二醇单丁基醚、三乙二醇单丁基醚、聚乙二醇单对异辛基苯基醚；乙酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等羧酸类的环氧烷烃加成物等。
本发明中，作为含活性氢化合物，可以含有多胺化合物。作为多胺化合物，可以列举：乙二胺、甲苯二胺、二苯甲烷二胺、以及它们的环氧烷烃(EO、PO等)加成物。这些可以单独使用，也可以并用两种以上。特别优选使用乙二胺的EO加成物。
聚氨酯树脂的制造，可以为预聚物法、一步法的任意一种。在通过预聚物法制造聚氨酯树脂的情况下，在异氰酸酯封端预聚物的固化中使用增链剂。作为增链剂，可以使用上述化合物。
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(NCO指数)优选为0.80~1.20，进一步优选为0.90~1.15。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。
构成研磨层的热固性聚氨酯发泡体，可以优选通过机械发泡法(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剂、润滑剂、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。作为该聚氨酯发泡体的原料的气泡分散氨基甲酸酯组合物的制造方法，可以例示以下的工序(1)~(3)。
(1)将在使异氰酸酯成分和多元醇化合物等反应而成的异氰酸酯封端预聚物中添加有有机硅类表面活性剂的第一成分，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含有低分子量多元醇、低分子量多胺等含活性氢化合物的第二成分，进行混合，制备气泡分散氨基甲酸酯组合物。在第二成分中也可以适当添加催化剂。
(2)在含有异氰酸酯成分(或异氰酸酯封端预聚物)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硅类表面活性剂，对添加有有机硅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。
(3)在含有异氰酸酯成分(或异氰酸酯封端预聚物)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硅类表面活性剂，对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(オ一クスミキサ一)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20~300μm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20~1000μm、更优选为50~800μm。
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(キス)、逗号辊(コンマ)等的辊涂机、狭缝、模池(ファンテン)等模涂机(ダイコ一タ一)、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40~70℃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剂。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1.2~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50~85%)。另外，为了得到比重为0.2~0.5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0.24~1。
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有表皮层。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0.2~3mm，更优选为0.5~2mm。
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20~300μm，优选为50~100μm。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100μm以下，更优选为50μm以下。
聚氨酯发泡体的比重优选为0.3~0.9，更优选为0.4~0.5。在比重低于0.3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0.9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。
聚氨酯发泡体的硬度，以阿斯卡C硬度计优选为10~80度，更优选为20~70度。阿斯卡C硬度小于10度时，存在耐久性下降、或者研磨后的被研磨材料的平坦性变差的倾向。另一方面，超过80度时，在被研磨材料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5m~约10m的长条状，也可以是直径约50cm~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被研磨材料的吸附而造成的被研磨材料的破坏。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。
上述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(chemical Mechanical 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被研磨材料研磨时的图案部的平坦性，均匀性是指被研磨材料整体的均匀性。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1所示，所述研磨装置具有：支撑研磨垫1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1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1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5一侧设置用于将半导体晶片4按压到研磨垫1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1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。
(比重的测定)
根据JIS Z8807-1976进行。将制作的聚氨酯发泡体切割为4cm×8.5cm的条状(厚度：任意)，作为试样，在温度23℃±2℃、湿度50%±5%环境中静置16小时。测定中使用比重计(赛多利斯公司制)测定比重。
(硬度的测定)
根据JIS K-7312进行。将制作的聚氨酯发泡体切割为5cm×5cm(厚度：任意)的大小，作为试样，在温度23℃±2℃、湿度50%±5%环境中静置16小时。测定时将试样重叠，使厚度为10mm以上。使用硬度计(高分子计器公司制，阿斯卡C型硬度计，加压面高度：3mm)，使加压面接触后，测定30秒后的硬度。
(微小起伏)
使用非接触表面形状测定机(ZYGO公司制NewView6300)，以透镜倍率2.5倍、放大倍率0.5倍，将带通滤波器设定为200~1250μm，测定研磨对象物的表面5个点的Ra，将其平均值(nm)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：50rpm
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，调节研磨剂使其比重达到1.06~1.09。
(原料)
所使用的各原料如下。
(i)多元醇化合物
聚己内酯多元醇“プラクセル210N(PCL210N)”、官能团数：2、羟值：110mgKOH/g、大赛璐化学公司制
聚己内酯多元醇“プラクセル305(PCL305)”、官能团数：3、羟值：305mgKOH/g、大赛璐化学公司制
聚己内酯多元醇“プラクセル308(PCL308)”、官能团数：3、羟值：198mgKOH/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：110mgKOH/g、三菱化学公司制
聚四亚甲基醚二醇“PTMG2000”、官能团数：2、羟值：56mgKOH/g、三菱化学公司制
二乙二醇(DEG)官能团数：2、羟值：1057mgKOH/g、半井(ナカライテスク)公司制
1,4-丁二醇(1,4-BD)官能团数：2、羟值：1247mgKOH/g、半井公司制
三羟甲基丙烷的环氧丙烷加成物“エクセノ一ル890MP”、官能团数：3、羟值：865mgKOH/g、旭硝子公司制
双甘油官能团数：4、羟值：1350mgKOH/g、和光纯药工业公司制
(ii)一元醇化合物
二乙二醇单乙基醚(EtODEG)官能团数：1、羟值：418mgKOH/g、半井公司制
二乙二醇单甲基醚(MeODEG)官能团数：1、羟值：467mgKOH/g、半井公司制
(iii)催化剂
“Kao No.25”、花王公司制
(iv)泡沫稳定剂
“B8443”、高施米特公司制
(v)异氰酸酯成分
碳化二亚胺改性二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、“ミリオネ一トMTL”、日本聚氨酯工业公司制
实施例1~6以及比较例1
以达到表1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)的方式将各原料装入容器中，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1.10，搅拌约1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75μm)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188μm)构成的基材层。用夹紧辊使气泡分散氨基甲酸酯层达到1.5mm的厚度，在40℃下进行30分钟一次固化，然后，在70℃下进行30分钟二次固化，形成聚氨酯发泡体(发泡层)。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1.3mm，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1
由表1的结果可知，实施例1~6的研磨垫与比较例1的研磨垫相比，在研磨对象物的表面上产生的微小起伏有所减小。
标号说明
1：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

Claims (8)

1.一种研磨垫，具有由热固性聚氨酯发泡体构成的研磨层，其特征在于，
所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，
所述含活性氢化合物含有官能团数为2以上的多元醇化合物、和官能团数为1的一元醇化合物，
所述一元醇化合物为下述通式(1)所示的化合物，
R1-(OCH2CHR2)n-OH    (1)
式中，R1为甲基或乙基，R2为氢原子或甲基，n为1～5的整数。
2.如权利要求1所述的研磨垫，其中，相对于所述多元醇化合物100重量份，含有所述一元醇化合物1～20重量份。
3.如权利要求1所述的研磨垫，其中，所述多元醇化合物100重量份中，含有官能团数为3～4、并且羟值为100～1900mgKOH/g的多元醇化合物20～75重量份。
4.如权利要求1所述的研磨垫，其中，所述异氰酸酯成分为芳香族异氰酸酯。
5.如权利要求1所述的研磨垫，其中，所述异氰酸酯成分为碳化二亚胺改性二苯甲烷二异氰酸酯。
6.如权利要求1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20～300μm的近似球形的气泡。
7.一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工序，所述含活性氢化合物含有官能团数为2以上的多元醇化合物、和官能团数为1的一元醇化合物；
将所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20～300μm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
将所述研磨层的厚度调节均一的工序，
所述一元醇化合物为下述通式(1)所示的化合物，
R1-(OCH2CHR2)n-OH    (1)
式中，R1为甲基或乙基，R2为氢原子或甲基，n为1～5的整数。
8.一种半导体器件的制造方法，包括使用权利要求1所述的研磨垫对半导体晶片的表面进行研磨的工序。
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