TWI554363B - 硏磨層用成形體及硏磨墊 - Google Patents

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Description

研磨層用成形體及研磨墊
本發明關於作為研磨墊的研磨層所使用之研磨層用成形體，該研磨墊係用以研磨半導體晶圓、半導體裝置、矽晶圓、硬碟、玻璃基板、光學製品或各種金屬。
作為為了將半導體晶圓予以鏡面加工、或將半導體裝置的絕緣膜或導電體膜的表面予以平坦化所用的研磨方法，已知化學機械研磨(CMP)。CMP係將晶圓等的被研磨材之表面使用含有磨粒及反應液的研磨漿體(以下亦僅稱漿體)，以研磨墊來研磨的方法。
以往，就CMP用的研磨墊而言，係廣泛使用不織布類型的研磨墊。不織布類型的研磨墊係包含含浸有聚胺甲酸酯之不織布之柔軟的研磨墊。不織布類型的研磨墊由於柔軟，而具有所謂與被研磨材的接觸性良好之長處。又，由於在不織布中有空隙，而具有所謂漿體的保持性良好之長處。另一方面，不織布類型的研磨墊由於柔軟，而有所謂將被研磨面平坦化之性能(稱為平坦化性)低之短處。又，不織布類型的研磨墊，也有所謂在 不織布的空隙被磨粒或研磨屑堵塞時，於被研磨面上容易使刮痕發生之缺點。再者，在磨粒或研磨屑侵入至不織布的空隙深處時，無法將彼等以洗淨來充分去除，因此而亦有所謂壽命變短之短處。
作為與不織布類型的研磨墊不同類型的研磨墊，亦已知以高分子發泡體作為主體之研磨墊。以高分子發泡體作為主體之研磨墊，由於具有比不織布類型的研磨墊高的剛性而平坦化性優異。又，以高分子發泡體作為主體之研磨墊由於具有獨立氣泡構造，而沒有如不織布類型的研磨墊般磨粒或研磨屑會侵入至空隙深處的情形。因此，由於藉由洗淨而磨粒或研磨屑之去除係比較容易，故壽命比較長。就以高分子發泡體作為主體之研磨墊而言，例如已知如下述專利文獻1~6所揭示的，具備將2液硬化型聚胺甲酸酯予以注模發泡成形的發泡聚胺甲酸酯成形體作為研磨層之研磨墊。另外，亦已知如下述專利文獻7中所示的，具備熱塑性的發泡聚胺甲酸酯成形體作為研磨層之研磨墊。
於半導體裝置，積體電路係被高積體化及多層配線化。對於半導體裝置的平坦化加工所用的研磨墊，係要求更高的平坦化性。平坦化性高的研磨墊係應研磨之部分的研磨速度高，不應研磨之部分的研磨速度低。對於平坦化性高的研磨墊，係要求高的硬度。具備發泡聚胺甲酸酯成形體作為研磨層的研磨墊，係由於研磨層的硬度比較高而平坦化性高。
近年來，隨著半導體裝置的更為高積體化及 多層配線化，要求具有更高的平坦化性之研磨墊。於使用具備發泡聚胺甲酸酯成形體作為研磨層的研磨墊的情況，藉由研磨層的更為高硬度化之高的平坦化性的實現係困難。為了提供具有更高的平坦化性之研磨墊，例如下述專利文獻7及8係揭示具備非多孔性的熱塑性聚胺甲酸酯成形體作為研磨層之高硬度的研磨墊。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2000-178374號公報
[專利文獻2]日本特開2000-248034號公報
[專利文獻3]日本特開2001-89548號公報
[專利文獻4]日本特開平11-322878號公報
[專利文獻5]日本特開2002-371154號公報
[專利文獻6]國際公開第2007/034980號公報
[專利文獻7]日本特開2004-35669號公報
[專利文獻8]日本特開2014-038916號公報
[專利文獻9]日本特開2009-101487號公報
以往之具備非多孔性的熱塑性聚胺甲酸酯成形體作為研磨層之研磨墊，係難以使高的成形性與高的平坦化性並存。
本發明之目的在於提供兼具高的成形性與高的平坦化性之研磨層用成形體。
本發明之一構成係一種研磨層用成形體，其包含熱塑性聚胺甲酸酯且為非多孔性，該熱塑性聚胺甲酸酯係包含高分子二醇、有機二異氰酸酯、含有係碳數4以下之二醇的第1鏈伸長劑及含有係碳數5以上之二醇的第2鏈伸長劑之單體的聚合物，而且來自有機二異氰酸酯的異氰酸酯基之氮含有比例為6.3~7.4質量%。如上述之熱塑性聚胺甲酸酯係具有高的成形性。又，非多孔性的熱塑性聚胺甲酸酯成形體由於是高硬度，而於作為研磨層使用的情況展現高的平坦化性。
又，較佳為作為第1鏈伸長劑，而包含選自包含乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇之群組的至少1種，且第2鏈伸長劑包含選自包含1,5-戊二醇、2,2-二甲基丙烷-1,3-二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、環己二醇、1,8-辛二醇、環己烷二甲醇、1,9-壬二醇、2-甲基-1,8-辛二醇及1,10-癸二醇之群組的至少1種。
又，熱塑性聚胺甲酸酯於在185℃以下具有藉由示差掃描熱量測定(DSC)的吸熱峰，且自吸熱峰的吸熱峰面積求得之結晶化焓(△H)為2~15J/g之情況，從成形性特別優異之點來看是較佳的。
另外，於包含互相的碳數之差為2以上的第1鏈伸長劑與第2鏈伸長劑之情況，從成形性特別優異之點來看是較佳的。
還有，研磨層用成形體於密度1.0g/cm3以上 、JIS-D硬度75以上之情況，從平坦化性特別優異之點來看是較佳的。
又，研磨層用成形體於具有與水的接觸角為75度以下的表面之情況，從在被研磨面刮痕會變得不易發生之點來看是較佳的。
另外，熱塑性聚胺甲酸酯在經50℃的溫水所飽和膨潤時在50℃的拉伸彈性模數為250~1500MPa的情況，從可在不發生刮痕的程度得到能維持高硬度的研磨層之點來看是較佳的。
還有，熱塑性聚胺甲酸酯，於自下述式：A/B×100(A係經50℃的溫水所飽和膨潤時在50℃的儲存彈性模數，B係未經50℃的溫水所飽和膨潤時在50℃的儲存彈性模數)所算出的儲存彈性模數之水飽和膨潤時保持率為55%以上之情況，從研磨特性在研磨中難以隨著時間經過而變化之點來看是較佳的。
又，於高分子二醇含有選自包含聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇及聚甲基四亞甲基二醇之群組的至少1種之情況，從親水性優異之點來看是較佳的。
另外，於研磨層用成形體包含具有凹部的研磨面，且凹部具有朝向研磨面變寬的錐形形狀之角落部凹部之情況，從在研磨中於凹部的角落部難以發生毛邊之點來看是較佳的。
還有，本發明之另一構成，係包含上述任一研磨層用成形體作為研磨層之研磨墊。若依照如此的研磨墊，則可實現研磨均勻性優異的研磨。
又，於積層有具有比研磨層的硬度更低之硬度的緩衝層之情況，從可得到全體平坦化性(全體的平坦化性)與局部平坦化性(局部的平坦化性)之平衡優異的研磨墊之點來看是較佳的。
若依照本發明，則可得到成形性優異，且同時於作為研磨層使用之情況展現高的平坦化性之研磨層用成形體。
10‧‧‧研磨墊
11‧‧‧旋轉壓盤
12‧‧‧漿體供給噴嘴
13‧‧‧載體
14‧‧‧墊調節器
15‧‧‧被研磨材
16‧‧‧研磨漿體
20‧‧‧CMP裝置
第1圖係顯示在研磨層的凹部之角落部所發生的毛邊之一例的掃描型電子顯微鏡(SEM)照片。
第2圖係顯示在研磨墊的研磨層中，具有朝向研磨面變寬的錐形形狀之角落部的溝之一例的掃描型電子顯微鏡(SEM)照片。
第3圖係說明使用了本實施形態的研磨墊之CMP的說明圖。
[實施發明之形態]
以下，針對有關本發明之一實施形態的研磨層用成形體及研磨墊詳細地進行說明。
本實施形態的研磨層用成形體，係熱塑性聚胺甲酸酯成形體，其包含熱塑性聚胺甲酸酯且為非多孔性，該熱塑性聚胺甲酸酯係包含高分子二醇、有機二異氰酸酯、含有係碳數4以下之二醇的第1鏈伸長劑及含有 係碳數5以上之二醇的第2鏈伸長劑之單體的聚合物，而且來自有機二異氰酸酯的異氰酸酯基之氮含有比例為6.3~7.4質量%。
就高分子二醇而言，可舉出例如聚醚二醇、聚酯二醇、聚碳酸酯二醇等。
就聚醚二醇而言，可舉出例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇、聚甲基四亞甲基二醇、聚氧丙烯二醇、甘油基底的聚伸烷基醚二醇等。此等係可單獨使用或組合2種以上使用。
又，就聚酯二醇而言，可舉出使二羧酸或其酯、酐等之酯形成性衍生物與低分子二醇直接酯化反應或酯交換反應所得者。
就二羧酸之具體例而言，可舉出例如草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、2-甲基琥珀酸、2-甲基己二酸、3-甲基己二酸、3-甲基戊二醇、2-甲基辛二醇、3,8-二甲基癸二酸、3,7-二甲基癸二酸等之碳數2~12的脂肪族二羧酸；將藉由三酸甘油酯之分餾所得的不飽和脂肪酸予以二聚化之碳數14~48的二聚化脂肪族二羧酸(二聚酸)及此等的氫化物(氫化二聚酸)等之脂肪族二羧酸；1,4-環己烷二羧酸等之脂環族二羧酸；對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸等之芳香族二羧酸等。又，就二聚酸及氫化二聚酸而言，可舉出例如UNIQUEMA公司製的商品名「Pripol 1004」、「Pripol 1006」、「Pripol 1009」、「Pripol 1013」等。此等係可單獨使用或組合2種以 上使用。
另外，就低分子二醇之具體例而言，可舉出例如乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇等之脂肪族二醇；環己烷二甲醇、環己二醇等之脂環式二醇等。此等係可單獨使用或組合2種以上使用。於此等之中，較佳為碳數6~12的二醇，進一步較佳為碳數8~10的二醇，特佳為碳數9的二醇。
就聚碳酸酯二醇而言，可舉出使碳酸酯化合物與低分子二醇反應所得者。
就碳酸酯化合物之具體例而言，可舉出例如碳酸二甲酯或碳酸二乙酯等之碳酸二烷酯、碳酸伸乙酯等之碳酸伸烷酯、碳酸二苯酯等之碳酸二芳酯等。又，就低分子二醇而言，可舉出與上述同樣的低分子二醇。此等係可各自單獨使用，也可組合2種以上使用。
高分子二醇係可單獨使用，也可組合2種以上使用。於此等之中，含有選自聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇及聚甲基四亞甲基二醇或彼等的衍生物的至少1種，係從親水性優異之點來看為特佳。
高分子二醇的數量平均分子量並未特別被限定，但較佳為600~1400，進一步較佳為600~1200，特佳為600~1000。於高分子二醇的數量平均分子量過低之情況，硬度或拉伸彈性模數會降低，而有研磨層的平坦 化性降低之傾向。另一方面，於高分子二醇的數量平均分子量過高之情況，低回彈彈性且高韌性的熱塑性聚胺甲酸酯成形體會變得容易獲得。使用了低回彈彈性且高韌性的熱塑性聚胺甲酸酯成形體之研磨層，係於表面上形成有凹部之情況，有於凹部的角落部(端部、肩部)在研磨中毛邊會容易發生之傾向。高分子二醇的數量平均分子量，係基於依據JIS K 1557測定的羥值而算出之值。
就有機二異氰酸酯而言，可舉出例如伸乙基二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、五亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、2,2,4-或2,4,4’-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、十二亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、異亞丙基雙(4-環己基異氰酸酯)、環己基甲烷二異氰酸酯、甲基環己烷二異氰酸酯、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯、2,6-二異氰酸基甲基己酸酯、雙(2-異氰酸基乙基)富馬酸酯、雙(2-異氰酸基乙基)碳酸酯、2-異氰酸基乙基-2,6-二異氰酸基己酸酯、伸環己基二異氰酸酯、甲基伸環己基二異氰酸酯、雙(2-異氰酸基乙基)-4-環己烯等之脂肪族或脂環式二異氰酸酯；2,4’-或4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4-或2,6-伸甲苯基二異氰酸酯、m-或p-伸苯基二異氰酸酯、m-或p-苯二甲基二異氰酸酯、1,5-伸萘基二異氰酸酯、4,4’-二異氰酸基聯苯、3,3’-二甲基-4,4’-二異氰酸基聯苯、3,3’-二甲基-4,4’-二異氰酸基二苯基甲烷、氯伸苯基-2,4-二異氰酸酯、四甲基苯二甲基二異氰酸酯等之芳香族二異氰酸酯。此等係可單獨使用或組合2種以上使用。於此等之 中，選自4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4-伸甲苯基二異氰酸酯、2,6-伸甲苯基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯的至少1種，尤其4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯，從得到耐磨耗性優異的研磨層之點來看是較佳的。
於熱塑性聚胺甲酸酯所使用之聚合的單體中，含有係碳數4以下之二醇的第1鏈伸長劑與係碳數5以上之二醇的第2鏈伸長劑。於僅使用碳數4以下的二醇作為鏈伸長劑之情況，由於分子鏈中的-NH基與-CO基間之氫鍵變多，形成緻密的網狀構造，而變得容易得到具有高硬度或高強度的熱塑性聚胺甲酸酯。另一方面，熔點或結晶性變高，熱塑性聚胺甲酸酯的成形性降低。於併用碳數4以下的二醇與碳數5以上的二醇作為鏈伸長劑之情況，由於酯與胺基甲酸酯基之間隔變長，而分子鏈間的凝聚密度係適度下降，且熔點或結晶性變低，而可得到成形性優異的熱塑性聚胺甲酸酯。
就係碳數4以下之二醇的第1鏈伸長劑的具體例而言，可舉出例如乙二醇等之碳數2的二醇；1,3-丙二醇等之碳數3的二醇；1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁二醇等之丁二醇或2-甲基-1,3-丙二醇等之碳數4的二醇等。
又，就係碳數5以上之二醇的第2鏈伸長劑而言，可舉出例如1,5-戊二醇或2,2-二甲基丙烷-1,3-二醇等之碳數5的二醇；3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、環己二醇等之碳數6的二醇；1,8-辛二醇、環己烷二甲醇等之碳數8的二醇；1,9-壬二醇、2-甲基-1,8-辛二醇等之碳數9 的二醇；1,10-癸二醇等之碳數10的二醇等。
係碳數4以下之二醇的第1鏈伸長劑與係碳數5以上之二醇的第2鏈伸長劑之含有比率並未特別被限定，而按照成形性與硬度之平衡被調整。較佳為例如相對於1莫耳的第1鏈伸長劑，而摻合0.09~0.67莫耳的第2鏈伸長劑，進一步較佳為摻合0.25~0.54莫耳。於第2鏈伸長劑之比率過低之情況，會有熱塑性聚胺甲酸酯的成形性之改良效果變不充分之傾向。又，於第2鏈伸長劑之比率過高之情況，會有熱塑性聚胺甲酸酯之硬度降低的傾向。
另外，係碳數4以下之二醇的第1鏈伸長劑與係碳數5以上之二醇的第2鏈伸長劑，互相地碳數具有2以上之差，從得到成形性特別優異的熱塑性聚胺甲酸酯之點來看是較佳的。
就熱塑性聚胺甲酸酯的聚合所使用之鏈伸長劑而言，只要是不損害本發明的效果，則除了第1鏈伸長劑與第2鏈伸長劑，還可進一步併用自以往熱塑性聚胺甲酸酯的聚合所使用之在分子中具有2個以上的能與異氰酸酯基反應之活性氫原子的低分子化合物。
熱塑性聚胺甲酸酯的聚合所使用之高分子二醇、鏈伸長劑、有機二異氰酸酯之各成分的摻合比率，係考慮目的之耐磨耗性等的物性而被適宜選擇。具體而言，例如相對於高分子二醇及鏈伸長劑中所含有的活性氫原子1莫耳，而有機二異氰酸酯中所含有的異氰酸酯基為0.95~1.3莫耳，進一步為0.96~1.10莫耳，尤其是0.97 ~1.05莫耳之比率，從熱塑性聚胺甲酸酯的機械強度、耐磨耗性、熱塑性聚胺甲酸酯之生產性、保存安定性優異之點來看是較佳的。於異氰酸酯基的比率過低之情況，會有熱塑性聚胺甲酸酯成形體的機械強度及耐磨耗性降低之傾向。又，於異氰酸酯基的比率過高之情況，會有熱塑性聚胺甲酸酯的生產性、保存安定性降低之傾向。
就高分子二醇與有機二異氰酸酯與鏈伸長劑之質量比而言，高分子二醇之量/(有機二異氰酸酯與鏈伸長劑之量)=15/85~45/55，進一步為20/80~40/60，尤其為25/75~35/65是較佳的。
熱塑性聚胺甲酸酯係可將包含高分子二醇、有機二異氰酸酯、含有係碳數4以下之二醇的第1鏈伸長劑及含有係碳數5以上之二醇的第2鏈伸長劑之單體，藉由利用使用了眾所周知之預聚物法或一步(one-shot)法的胺基甲酸酯化反應進行聚合而可獲得。較佳為使用以下方法：使用單軸或多軸螺桿型擠壓機，將上述單體在實質上溶劑的不存在下，一邊熔融混合一邊連續熔融聚合。
熱塑性聚胺甲酸酯中之來自有機二異氰酸酯的氮含有比例為6.3~7.4質量%,6.5~7.3質量%，進一步為6.7~7.3質量%是較佳的。藉由將來自有機二異氰酸酯的異氰酸酯基之氮含有比例調整至6.3~7.4質量%，而由於聚胺甲酸酯中的硬鏈段量會變高，所以可獲得硬度高之熱塑性聚胺甲酸酯。於來自有機二異氰酸酯的氮含有比例小於6.3質量%之情況，熱塑性聚胺甲酸酯的硬度 會變低，且所獲得之研磨層的平坦化性及研磨效率會降低。又，於來自有機二異氰酸酯的氮含有比例大於7.4質量%之情況，由於熱塑性聚胺甲酸酯之硬度會變得過高，而會成為在被研磨面上容易使刮痕發生之研磨層。
又，熱塑性聚胺甲酸酯，其藉由示差掃描熱量測定(DSC)所得之吸熱峰溫度為185℃以下，進一步為180℃以下，從成形性更優異之點來看是較佳的。再者，下限並未被特別地限定，但為160℃，進一步為170℃左右是較佳的。又，自吸熱峰的吸熱峰面積求得之結晶化焓(△H)為2~15J/g，進一步為5~11J/g，從成形性特別優異之點來看是較佳的。
另外，熱塑性聚胺甲酸酯係與水的接觸角為75度以下，進一步為70度以下，尤其為65度以下是較佳的。於與水的接觸角過高之情況，會有獲得在被研磨面上容易使刮痕發生的研磨層之傾向。
再者，就熱塑性聚胺甲酸酯之硬度而言，以JIS-D硬度為75以上，進一步為80以上是較佳的。於JIS-D硬度過低之情況，由於對於被研磨面的追隨性高，而會有獲得局部平坦化性低的研磨層之傾向。
熱塑性聚胺甲酸酯成形體之密度為1.0g/cm3以上，進一步為1.1g/cm3以上，尤其為1.2g/cm3以上是較佳的。於熱塑性聚胺甲酸酯成形體的密度過低之情況，會有獲得局部平坦化性低的研磨層之傾向。
還有，熱塑性聚胺甲酸酯係經50℃的水所飽和膨潤後在50℃的拉伸彈性模數為250~1500MPa，進一 步為400~1300MPa，尤其為600~1000MPa是較佳的。在經50℃的水所飽和膨潤後在50℃的拉伸彈性模數過低之情況，在研磨中研磨層會變柔軟，而有平坦化性及研磨效率降低之傾向。又，經50℃的水所飽和膨潤後在50℃的拉伸彈性模數過高之情況，會有在被研磨面上容易使刮痕發生之傾向。
熱塑性聚胺甲酸酯係自式(1)：A/B×100
(A係經50℃的溫水所飽和膨潤時在50℃的儲存彈性模數，B係未經50℃的溫水所飽和膨潤時在50℃的儲存彈性模數)．．．(1)
所算出的儲存彈性模數之水飽和膨潤時保持率為55%以上，進一步為60%以上，尤其為75%以上是較佳的。於儲存彈性模數之水飽和膨潤時保持率過低之情況，會因水分而研磨層的特性變化大，例如於研磨結束，於在濕潤狀態將研磨墊放置數小時~數日之情況，會有研磨速度容易降低之傾向。
再者，所謂未經飽和膨潤時在50℃的儲存彈性模數，就是不使試驗片以50℃的溫水飽和膨潤，而在23℃、65%RH的條件下放置3天而進行了狀態調整後立刻測定之於50℃的儲存彈性模數。未經飽和膨潤時在50℃的儲存彈性模數為600~1900MPa，進一步為800~1700MPa是較佳的。於50℃的儲存彈性模數過低之情況，會有研磨均勻性容易降低之傾向，於過高之情況，會有刮痕變多之傾向。
本實施形態之熱塑性聚胺甲酸酯成形體係非 多孔性(無發泡性)的成形體。如此之非多孔性的熱塑性聚胺甲酸酯成形體，由於硬度高，而在作為研磨層使用的情況展現高的平坦化性。如此之非多孔性的熱塑性聚胺甲酸酯成形體，係使用T模頭將不含發泡劑等之成分的熱塑性聚胺甲酸酯，擠壓成形或射出成形，藉此而被製造成為薄片為較佳。尤其是，從藉由使用了T模頭之擠壓成形所獲得的薄片係可獲得均勻厚度的薄片之點來看為較佳。
研磨層用成形體的厚度並未被特別地限定，而按照研磨墊的層構成或用途被適宜調整。具體而言，為1.5~3.0mm，進一步為1.7~2.8mm，尤其為2.0~2.5mm是較佳的。
本實施形態之研磨墊係可為直接使用了已調整為指定形狀的研磨層用成形體之單層型研磨墊，也可為在包含研磨層用成形體的研磨層上進一步積層有緩衝層之複層型研磨墊。
就緩衝層而言，較佳為具有比研磨層之硬度更低之硬度的層。於緩衝層之硬度比研磨層之硬度更低之情況，對於被研磨面的局部凹凸，硬質之研磨層係容易追隨，所以對於被研磨材全體的翹曲或起伏，緩衝層會追隨，故可實現全體平坦化性與局部平坦化性之平衡優異的研磨。
就作為緩衝層所使用的材料之具體例而言，可舉出眾所周知之使聚胺甲酸酯含浸於於不織布的複合體；天然橡膠、腈橡膠、聚丁二烯橡膠、矽氧橡膠等之 橡膠；聚酯系熱塑性彈性體、聚醯胺系熱塑性彈性體、氟系熱塑性彈性體等之熱塑性彈性體；發泡塑膠；聚胺甲酸酯等。於此等之中，從柔軟性為適度之點來看，特佳為具有發泡構造的聚胺甲酸酯。
緩衝層的厚度並未被特別地限定，但例如為0.3~1.2mm，進一步為0.5~1.0mm左右是較佳的。於緩衝層過薄之情況，對於被研磨材全體的翹曲或起伏之追隨性會降低，而會有研磨墊的全體平坦化性降低之傾向。另一方面，於緩衝層過厚之情況，研磨墊全體會變柔軟，而會有穩定的研磨變難之傾向。
於本實施形態之研磨層用成形體中，通常為了使漿體均勻且充分地供給至研磨面，而例如同心圓狀地形成有如溝或孔的凹部。如此的凹部亦有助於成為刮痕發生的原因之研磨屑的排出、或因研磨墊之吸附所致晶圓破損的防止。
在研磨面上形成凹部之方法並未被特別地限定。可舉出例如藉由以下方法而形成之方法等：將研磨層用成形體的表面，以形成指定的凹部之圖案的方式進行切削加工；或藉由於射出成形之際以模具轉印而形成凹部；或以被加熱了的模具進行衝印等。
例如同心圓狀地形成溝之情況，就溝間的間隔而言，為2.0~50mm，進一步為5.5~30mm，尤其為6.0~15mm左右是較佳的。又，就溝之寬度而言，為0.1~3.0mm，進一步為0.4~2.0mm左右是較佳的。另外，就溝之深度而言，為0.2~1.8mm，進一步為0.4~1.5mm左 右是較佳的。還有，就溝之剖面形狀而言，例如可按照目的來適宜選擇長方形、梯形、三角形、半圓形等之形狀。
於研磨層用成形體的研磨面上形成凹部之情況，由於被研磨材或調節器長時間重複接觸凹部的角落部(肩部、端部)，而會有如第1圖所示地在角落部發生毛邊的情形。如此的毛邊會徐徐地使凹部堵塞，而使漿體之供給量徐徐地減低。其結果，會使研磨速度或研磨均勻性徐徐地降低。於如此的情況中，較佳為如第2圖所示地，在凹部的至少一側之角落部，形成具有如切口的剖面之錐形形狀的角落部。如此之錐形形狀的角落部，係對於相對於研磨面之垂直方向為傾斜之面。藉由在凹部的至少一側之角落部形成如此之錐形形狀，而即使用於長時間研磨，也使會使凹部堵塞的毛邊難以發生。
針對使用了含有本實施形態的研磨層用成形體作為研磨層之研磨墊的CMP之一實施形態進行說明。於CMP中，係例如使用如第3圖所示的具備圓形之旋轉壓盤11、漿體供給噴嘴12、載體13及墊調節器14的CMP裝置20。於旋轉壓盤11之表面上，藉由雙面膠帶等而貼附有研磨墊10。又，載體13係支撐被研磨材15。
於CMP裝置20中，旋轉壓盤11係藉由圖中省略的馬達，在箭頭所示的方向中旋轉。又，載體13係在旋轉壓盤11之面內，藉由圖中省略的馬達，而在例如箭頭所示的方向中旋轉。墊調節器14亦在旋轉壓盤11之面內，藉由圖中省略的馬達，而在例如箭頭所示的方向中 旋轉。
首先，在被固定於旋轉壓盤11而進行旋轉的研磨墊10之研磨面上一邊注流蒸餾水，一邊使旋轉的墊調節器14推壓接觸，而進行研磨面之調節。就墊調節器而言，係使用例如將金剛石粒子藉由鎳電沈積等而固定於擔體表面之調節器。如此地進行，而將研磨面調整至適合於被研磨面的研磨之表面粗糙度。其次，對旋轉的研磨墊10之表面，自漿體供給噴嘴12來供給研磨漿體16。研磨漿體16係含有例如水或油等之液狀介質，矽石、氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯、碳化矽等之研磨劑，鹼、酸、界面活性劑、氧化劑、還原劑、螯合劑等。又，於進行CMP之際，亦可按照需要，與研磨漿體一起供給潤滑油、冷卻劑等。然後，在無遺漏地被研磨漿體16所潤濕之研磨墊10之研磨面，使被固定於載體13而進行旋轉的被研磨材15推壓接觸。而且，持續研磨處理至獲得指定的平坦度。藉由於研磨中調整使作用的推壓力或旋轉壓盤11與載體13之相對運動的速度，而加工品質會受到影響。
研磨條件並未被特別地限定，但為了有效率地進行研磨，壓盤與基板各自的旋轉速度係較佳為300rpm以下的低旋轉。又，對基板施加的壓力，係為了抑制刮痕的發生，而較佳為150kPa以下。又，較佳為於研磨當中，對研磨面連續地供給研磨漿體。研磨漿體之供給量較佳為始終以研磨漿體潤濕研磨面之全體的程度。
本實施形態的CMP係較佳使用在各種半導體 裝置或MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等之製程中的研磨。就被研磨材之具體例而言，可舉出例如矽晶圓、氧化矽、氧氟化矽等之半導體晶圓，於具有指定配線的配線板上形成之氧化矽膜、玻璃膜、氮化矽膜等之無機絕緣膜，主要含有多晶矽、鋁、銅、鈦、氮化鈦、鎢、鉭、氮化鉭等之膜，光罩、透鏡、稜鏡等之光學玻璃，錫摻雜氧化銦(ITO)等之無機導電膜，以玻璃及結晶質材料所構成之光積體電路、光開關元件、光波導、光纖之端面、閃爍體等之光學用單晶，固體雷射單晶，藍色雷射LED用藍寶石基板，碳化矽、磷化鎵、砷化鎵等之半導體單晶，磁碟用玻璃基板，磁頭等，甲基丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂等之合成樹脂等。
[實施例]
以下，藉由實施例而進一步具體地說明本發明。再者，本發明之範圍並非受此等之實施例任何之限定者。
[實施例1]
準備以下之單體：將數量平均分子量850的聚四亞甲基二醇(PTMG850)、碳數4的鏈伸長劑之1,4-丁二醇(BD)、碳數6的鏈伸長劑之3-甲基-1,5-戊二醇(MPD)及4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)以PTMG850：BD：MPD：MDI=19.0：14.7：6.4：59.9(質量比)之比例進行混合。然後，藉由用定量泵將單體連續地供給至雙軸擠壓機，一邊混煉一邊連續熔融聚合，而得到聚合物。將自雙軸擠壓機所連續地吐出之熔融狀態的聚合物之股束 (strand)，連續地擠出至水中之後，用造粒機細切，藉此而得到熱塑性聚胺甲酸酯A之顆粒。然後，將熱塑性聚胺甲酸酯A藉由如下之評價方法而進行評價。
<來自有機二異氰酸酯的異氰酸酯基之氮含有比例的測定>
首先，藉由元素分析法，以下述之條件下算出熱塑性聚胺甲酸酯中之全氮含量。
．裝置：Perkin Elmer公司製全自動元素分析裝置2400系列II型(自動取樣器標準裝備)C．H．N．S/O分析裝置
．電爐溫度：975℃
．試料量：2mg
．助燃劑：無
．試料容器：錫箔(有助燃效果，使用1片)
．校正曲線作成用標準物質：對胺基苯磺醯胺
接著，以下述之條件，藉由NMR之測定，而分別檢測出熱塑性聚胺甲酸酯A中之來自有機二異氰酸酯的異氰酸酯基之氮原子及來自鏈伸長劑的氮原子。
．裝置：日本電子製核磁共振裝置Lambda500
．測定條件：共振頻率：1H 500MHz/探針：TH5FG2
．溶劑：DMSO-d6濃度：5wt%/vol
．測定溫度：80℃
．累計次數：64s
然後，自元素分析法及NMR之結果，算出來自有機二異氰酸酯的異氰酸酯基之氮含有比例。
<示差掃描熱量(DSC)測定>
使用示差掃描熱量計(METTLER公司製「DSC30」)，自熱塑性聚胺甲酸酯A的吸熱峰溫度(℃)及該吸熱峰的吸熱峰面積，求得結晶化焓(△H)。再者，測定條件係樣品約10mg，氮氣環境下，以10℃/分鐘的升溫速度進行。
<與水的接觸角>
將熱塑性聚胺甲酸酯A夾在2片的金屬板之間，用熱壓成形機(神藤工業所(股)製之桌上用試驗加壓機)進行熱壓成形。熱壓成形係以230℃的加熱溫度預熱2分鐘後，以指定的加壓壓力加壓1分鐘。然後，自熱壓成形機中取出夾有熱塑性聚胺甲酸酯A的2片金屬板，進行冷卻，藉此而得到厚度300μm的加壓成形薄片。然後，將所得之加壓成形薄片在減壓乾燥機內以60℃乾燥16小時。然後，使用協和界面科學(股)製的DropMaster500，測定加壓成形薄片之與水的接觸角。
<密度>
作成厚度2mm的加壓成形薄片，並依據JIS K 7112，測定密度。
<硬度>
作成厚度2mm的加壓成形薄片，並依據JIS K 7311，測定硬度(JIS-D硬度)。
<經50℃的溫水所飽和膨潤時在50℃的拉伸彈性模數>
作成厚度300μm的加壓成形薄片。然後，自厚度300μm的加壓成形薄片沖壓出2號型試驗片(JIS K7113) 。然後，使2號型試驗片藉由浸漬於50℃的溫水中48小時而以水飽和膨潤。然後，擦掉自溫水中取出的2號型試驗片之表面的水分之後，於環境溫度50℃中靜置2分鐘。然後，將2號型試驗片以40mm的夾具間距離安裝於拉伸試驗機(INSTRON公司製3367)，，在環境溫度50℃靜置2分鐘之後，以拉伸速度500mm/分鐘、N=6條之條件，測定拉伸彈性模數。
<儲存彈性模數的水飽和膨潤時保持率>
作成厚度300μm的加壓成形薄片。然後，自加壓成形薄片切出5.0×30(mm)的試驗片，於23℃、65%RH之條件下放置3天而調整了狀態。然後，將試驗片，使用動態黏彈性測定裝置(DVE Leospectra(股)RHEOLOGY製)，以11Hz之頻率測定在50℃的動態黏彈性模數，藉此而求得儲存彈性模數(B)。
另一方面，使同樣地作成的試驗片藉由浸漬於50℃的溫水中48小時，而以水飽和膨潤。然後，擦掉自溫水中取出的試驗片之表面的水分之後，以11Hz之頻率測定在50℃的動態黏彈性模數，藉此而求得儲存彈性模數(A)。
然後，將經溫水所飽和膨潤的試驗片之儲存彈性模數當作(A)，將未經溫水所飽和膨潤的試驗片之儲存彈性模數當作(B)，而藉由下述式(1)算出水膨潤時的儲存彈性模數之維持率，A/B×100
(A係經50℃的溫水所飽和膨潤的試驗片在50℃的儲存彈性模數，B係未經50℃的溫水所飽和膨潤的試驗片在 50℃的儲存彈性模數)．．．(1)
<成形性及研磨特性>
準備了設置有T-模頭的單軸擠壓成形機(螺桿直徑90mm)，該T-模頭係具備安裝有壓力錶的過濾器。然後，將熱塑性聚胺甲酸酯A的顆粒供給至單軸擠壓成形機，而使其自T-模頭吐出，並藉由使其通過被調溫為60~80℃的間隙間隔1.8mm之一對的輥，而得到厚度2mm的非多孔性之熱塑性聚胺甲酸酯薄片。單軸擠壓成形機之條件係設定為：投入料筒溫度215~240℃，口模溫度230~240℃。然後，藉由以下之方法評價此時之成形性。
(成形性)
A：在成形時完全沒有看見未熔融物，壓力錶亦未上升。
B：在成形時看見未熔融物，但壓力錶未上升。
C：在成形時看見未熔融，且壓力錶上升。
然後，藉由研削所得之熱塑性聚胺甲酸酯薄片的表面，而得到厚度1.2mm的研磨層用成形體。然後，在成為厚度1.2mm的研磨層用成形體之研磨面的主面上，以7.5mm間隔同心圓狀地形成寬度1mm、深度1.0mm之溝。又，於同心圓狀地形成之溝的兩側之角落部，形成如第2圖所示之，具有朝向研磨面而變寬之如一邊0.6mm之正三角形的切口之錐形形狀的角落部。然後，將研磨層用成形體剪切成直徑38cm的圓形。然後，於背面用雙面黏著薄片貼合緩衝層，而作成複層型研磨墊。就緩衝層而言，係使用厚度0.8mm、JIS-C硬度65、空隙 率48體積%的發泡聚胺甲酸酯製薄片之INOAC CORPORATION公司製「Poron H48」。然後，藉由下述方法評價所得之複層型研磨墊的研磨特性。
(研磨速率的歷時變化)
將複層型研磨墊固定於CMP研磨裝置(野村製作所(股)公司製PP0-60S)的旋轉壓盤上，使用金剛石修整器，以壓力0.18MPa、修整器旋轉數110轉/分鐘、30分鐘的條件研削研磨面。再者，金剛石修整器係使用三菱材料(股)製的MEC100-L。
然後，於複層型研磨墊的研磨面上，一邊滴下漿體一邊研磨具有氧化膜表面的8吋矽晶圓。再者，研磨條件係以研磨台旋轉數50轉/分鐘、頭旋轉數49轉/分鐘、研磨壓力45kPa、研磨時間100秒的條件進行。漿體係使用以蒸餾水2倍稀釋的CABOT公司製研磨漿體SS25。漿體係以120mL/分鐘的速度供給。然後，測定此時的研磨速率(a)。
另一方面，將複層型研磨墊在濕潤狀態下放置24小時。然後，在濕潤狀態下被放置24小時後的複層型研磨墊之研磨速率(b)亦以同樣的條件測定。然後，求得濕潤後的複層型研磨墊之研磨速率(b)對濕潤前的複層型研磨墊之研磨速率(a)的維持率((b)/(a)×100(%))，作為研磨速率的歷時變化之指標。
(研磨的不均勻性)
在晶圓面內的49點測定矽晶圓的研磨前後之分別的膜厚。然後，自各點之研磨前後的膜厚之差，求得研磨 速度。然後，將49點的研磨速度之平均值當作研磨速度(R)。又，求得49點的研磨速度之標準偏差(σ)，自「不均勻性(%)=(σ/R)×100」求得研磨的不均勻性。不均勻性之值愈小，就表示研磨均勻性愈優異。
(毛邊發生評價)
將複層型研磨墊安裝於日本電產新寶(股)製的電動旋壓研磨機(RK-3D型)上。然後，一邊以150mL/分鐘的速度注流漿體，一邊以金剛石修整器，以修整器旋轉數61rpm、研磨墊旋轉數60rpm、修整器荷重2.75psi的條件研削研磨墊的研磨面8小時。金剛石修整器係使用應用材料(股)製的金剛石修整器(金剛石粒子號數#100)。以目視觀察研削後的研磨面，對於毛邊完全沒有發生之情況係判斷為良，對於毛邊發生之情況係判斷為否。
彙總結果，顯示於表1中。
[實施例2]
準備以下之單體：將PTMG850、數量平均分子量600的聚乙二醇(PEG600)、BD、MPD及MDI以PTMG850：PEG600：BD：MPD：MDI=11.4：7.6：14.7：6.4：59.9(質量比)之比例進行混合。然後，藉由用定量泵將單體連續地供給至雙軸擠壓機，一邊混煉一邊連續熔融聚合而得到聚合物。將自雙軸擠壓機所連續地吐出之熔融狀態的聚合物之股束，連續地擠出至水中之後，藉由用造粒機細切而得到熱塑性聚胺甲酸酯B之顆粒。
除了使用熱塑性聚胺甲酸酯B代替熱塑性聚胺甲酸酯A以外，係與實施例1同樣地進行評價。將結果顯示於表1。
[實施例3]
準備以下之單體：將PTMG850、BD、MPD及MDI以PTMG850：BD：MPD：MDI=10.2：15.7：8.8：65.3(質量比)之比例進行混合。然後，藉由用定量泵將單體連續地供給至雙軸擠壓機，一邊混煉一邊連續熔融聚合而得到聚合物。將自雙軸擠壓機所連續地吐出之熔融狀態的聚合物之股束，連續地擠出至水中之後，藉由用造粒機細切而得到熱塑性聚胺甲酸酯C之顆粒。
除了使用熱塑性聚胺甲酸酯C代替熱塑性聚胺甲酸酯A以外，係與實施例1同樣地進行評價。將結果顯示於表1。
[實施例4]
準備以下之單體：將PEG600、BD、MPD及MDI以P EG600：BD：MPD：MDI=10.9：15.3：8.6：65.2(質量比)之比例進行混合。然後，藉由用定量泵將單體連續地供給至雙軸擠壓機，一邊混煉一邊連續熔融聚合而得到聚合物。將自雙軸擠壓機所連續地吐出之熔融狀態的聚合物之股束，連續地擠出至水中之後，藉由用造粒機細切而得到熱塑性聚胺甲酸酯D之顆粒。
除了使用熱塑性聚胺甲酸酯D代替熱塑性聚胺甲酸酯A以外，係與實施例1同樣地進行評價。將結果顯示於表1。
[實施例5]
準備以下之單體：將PTMG850、BD、碳數6的鏈伸長劑之1,6-己二醇(HD)及MDI以PTMG850：BD：HD：MDI=19.0：14.7：6.4：59.9(質量比)之比例進行混合。然後，藉由用定量泵將單體連續地供給至雙軸擠壓機，一邊混煉一邊連續熔融聚合而得到聚合物。將自雙軸擠壓機所連續地吐出之熔融狀態的聚合物之股束，連續地擠出至水中之後，藉由用造粒機細切而得到熱塑性聚胺甲酸酯E之顆粒。
除了使用熱塑性聚胺甲酸酯E代替熱塑性聚胺甲酸酯A以外，係與實施例1同樣地進行評價。將結果顯示於表1。
[實施例6]
準備以下之單體：將PTMG850、BD、碳數8的鏈伸長劑之1,8-辛二醇(OD)及MDI以PTMG850：BD：OD：MDI=17.3：14.8：8.0：59.9(質量比)之比例進行混合。 然後，藉由用定量泵將單體連續地供給至雙軸擠壓機，一邊混煉一邊連續熔融聚合而得到聚合物。將自雙軸擠壓機所連續地吐出之熔融狀態的聚合物之股束，連續地擠出至水中之後，藉由用造粒機細切而得到熱塑性聚胺甲酸酯F之顆粒。
除了使用熱塑性聚胺甲酸酯F代替熱塑性聚胺甲酸酯A以外，係與實施例1同樣地進行評價。將結果顯示於表1。
[實施例7]
準備以下之單體：將PTMG850、BD、碳數8的鏈伸長劑之環己烷二甲醇(CHDM)及MDI以PTMG850：BD：CHDM：MDI=14.4：14.8：7.9：59.9(質量比)之比例進行混合。然後，藉由用定量泵將單體連續地供給至雙軸擠壓機，一邊混煉一邊連續熔融聚合而得到聚合物。將自雙軸擠壓機所連續地吐出之熔融狀態的聚合物之股束，連續地擠出至水中之後，藉由用造粒機細切而得到熱塑性聚胺甲酸酯G之顆粒。
除了使用熱塑性聚胺甲酸酯G代替熱塑性聚胺甲酸酯A以外，與實施例1同樣地進行評價。將結果顯示於表1。
[實施例8]
將數量平均分子量950的聚丙二醇(PPG950)、BD、MPD及MDI以PPG950：BD：MPD：MDI=18.7：14.8：6.5：59.9(質量比)之比例進行混合，並藉由定量泵連續地供給至同軸旋轉的雙軸擠壓機，進行連續熔融聚合，將 熔融物以股束狀連續地擠出至水中後，藉由用造粒機細切而得到熱塑性聚胺甲酸酯H之顆粒。
除了使用熱塑性聚胺甲酸酯H代替熱塑性聚胺甲酸酯A以外，係與實施例1同樣地進行評價。將結果顯示於表1。
[比較例1]
準備以下之單體：將數量平均分子量500的聚四亞甲基二醇(PMPA500)、BD及MDI以PTMG650：BD：MDI=18.7：19.6：61.7(質量比)之比例進行混合。然後，藉由用定量泵將單體連續地供給至雙軸擠壓機，一邊混煉一邊連續熔融聚合而得到聚合物。將自雙軸擠壓機所連續地吐出之熔融狀態的聚合物之股束，連續地擠出至水中之後，藉由用造粒機細切而得到熱塑性聚胺甲酸酯I之顆粒。
除了使用熱塑性聚胺甲酸酯I代替熱塑性聚胺甲酸酯A以外，係與實施例1同樣地進行評價。將結果顯示於表1。
[比較例2]
準備以下之單體：將數量平均分子量500的聚四亞甲基二醇(PMPA500)、BD及MDI以PMPA500：BD：MDI=25.6：16.3：58.1(質量比)之比例進行混合。然後，藉由用定量泵將單體連續地供給至雙軸擠壓機，一邊混煉一邊連續熔融聚合而得到聚合物。將自雙軸擠壓機所連續地吐出之熔融狀態的聚合物之股束，連續地擠出至水中之後，藉由用造粒機細切而得到熱塑性聚胺甲酸酯J 之顆粒。
除了使用熱塑性聚胺甲酸酯J代替熱塑性聚胺甲酸酯A以外，係與實施例1同樣地進行評價。將結果顯示於表1。
[比較例3]
準備以下之單體：將數量平均分子量1000的聚3-甲基戊二醇己二酸酯(PMPA1000)、BD及MDI以PMPA1000：BD：MDI=29.7：16.6：53.7(質量比)之比例進行混合。然後，藉由用定量泵將單體連續地供給至雙軸擠壓機，一邊混煉一邊連續熔融聚合而得到聚合物。將自雙軸擠壓機所連續地吐出之熔融狀態的聚合物之股束，連續地擠出至水中之後，藉由用造粒機細切而得到熱塑性聚胺甲酸酯K之顆粒。
除了使用熱塑性聚胺甲酸酯K代替熱塑性聚胺甲酸酯A以外，與實施例1同樣地進行評價。再者，於比較例3中，在形成同心圓狀的溝之兩側的角落部未形成錐形形狀。將結果顯示於表1。
[比較例4]
準備以下之單體：將PTMG850、MPD及MDI以PTMG850：MPD：MDI=13.7：26.4：59.9(質量比)之比例混合。然後，藉由用定量泵將單體連續地供給至雙軸擠壓機，一邊混煉一邊連續熔融聚合而得到聚合物。將自雙軸擠壓機所連續地吐出之熔融狀態的聚合物之股束，連續地擠出至水中之後，藉由用造粒機細切而得到熱塑性聚胺甲酸酯L之顆粒。
除了使用熱塑性聚胺甲酸酯L代替熱塑性聚胺甲酸酯A以外，係與實施例1同樣地進行評價。將結果顯示於表1。
[比較例5]
將PMPA500、CHDM及MDI以PMPA500：CHDM：MDI=11.8：30.1：58.1(質量比)之比例進行混合，藉由定量泵連續地供給至同軸旋轉的雙軸擠壓機，進行連續熔融聚合，將熔融物以股束狀連續地擠出至水中後，藉由用造粒機細切而得到熱塑性聚胺甲酸酯M之顆粒。
除了使用熱塑性聚胺甲酸酯M代替熱塑性聚胺甲酸酯A以外，與實施例1同樣地進行，評價氮含有比例、示差掃描熱量、與水的接觸角、經50℃的水所飽和膨潤時在50℃的拉伸彈性模數及儲存彈性模數之水飽和膨潤時保持率。
又，將熱塑性聚胺甲酸酯M夾在2片的金屬板之間，藉由熱壓成形而得到熱壓成形薄片。然後，將熱壓成形薄片置入耐壓力容器內，以溫度110℃、壓力7MPa的條件進行5小時使二氧化碳溶解，藉此而得到含有1.6重量%(飽和量)的二氧化碳之氣體溶解薄片。然後，冷卻至室溫之後，使壓力成為常壓，自耐壓容器取出氣體溶解薄片。接著，藉由將所得之氣體溶解薄片浸漬於110℃的矽油中3分鐘之後取出，並冷卻至室溫，而得到厚度2μm的聚胺甲酸酯M之發泡體薄片。
然後，使用所得的聚胺甲酸酯M之發泡體薄片，評價密度、硬度、成形性及研磨特性。再者，於比 較例5中，於同心圓狀地形成的溝之兩側的角落部並未形成錐形形狀。將此等之結果顯示於表1。
由表1之結果可知以下者。具備使用包含碳數4以下的二醇與碳數5以上的二醇之鏈伸長劑而聚合的熱塑性聚胺甲酸酯之成形體來作為研磨層的實施例1~8所得之研磨墊，係晶圓研磨時的研磨不均勻性優異，而且研磨速度的歷時變化亦小，成形性亦優異。另一方面，具備僅單獨使用碳數4的BD作為鏈伸長劑而聚合的熱塑性聚胺甲酸酯之成形體來作為研磨層的比較例1及比較例2所得之研磨墊，雖然由於硬度高而晶圓研磨時的研磨均勻性優異，但成形性惡劣。又，係僅單獨使用碳數4的BD作為鏈伸長劑而聚合的熱塑性聚胺甲酸酯之成形體，且來自有機二異氰酸酯的異氰酸酯基之氮含有比例小於6.3的比較例3所得之研磨墊，由於硬度低而研磨均勻性低，而且研磨速度的歷時變化亦大，更且成形性亦差。另外，具備僅單獨使用碳數5的MPD作為鏈伸長劑所聚合的熱塑性聚胺甲酸酯之成形體來作為研磨層的比較例4所得之研磨墊，雖然成形性優異，但由於硬度低而研磨均勻性低，而且研磨速度的歷時變化亦大，更且成形性亦惡劣。還有，具備係多孔性的熱塑性聚胺甲酸酯之發泡成形體來作為研磨層的比較例5所得之研磨墊，由於硬度低而研磨均勻性低。
10‧‧‧研磨墊
11‧‧‧旋轉壓盤
12‧‧‧漿體供給噴嘴
13‧‧‧載體
14‧‧‧墊調節器
15‧‧‧被研磨材
16‧‧‧研磨漿體
20‧‧‧CMP裝置

Claims (12)

  1. 一種研磨層用成形體，其包含熱塑性聚胺甲酸酯且為非多孔性，該熱塑性聚胺甲酸酯係包含高分子二醇、有機二異氰酸酯、含有係碳數4以下之二醇的第1鏈伸長劑及含有係碳數5以上之二醇的第2鏈伸長劑之單體的聚合物，而且來自該有機二異氰酸酯的異氰酸酯基之氮含有比例為6.3~7.4質量%。
  2. 如請求項1之研磨層用成形體，其中該第1鏈伸長劑包含選自包含乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇之群組的至少1種，該第2鏈伸長劑包含選自包含1,5-戊二醇、2,2-二甲基丙烷-1,3-二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、環己二醇、1,8-辛二醇、環己烷二甲醇、1,9-壬二醇、2-甲基-1,8-辛二醇及1,10-癸二醇之群組的至少1種。
  3. 如請求項1之研磨層用成形體，其中該熱塑性聚胺甲酸酯係在185℃以下具有示差掃描熱量測定(DSC)的吸熱峰，自該吸熱峰的吸熱峰面積求得之結晶化焓(△H)為2~15J/g。
  4. 如請求項1之研磨層用成形體，其中包含互相的碳數之差為2以上的該第1鏈伸長劑與該第2鏈伸長劑。
  5. 如請求項1之研磨層用成形體，其係密度1.0g/cm3以上，JIS-D硬度75以上。
  6. 如請求項1之研磨層用成形體，其具有與水的接觸角為75度以下之表面。
  7. 如請求項1之研磨層用成形體，其中該熱塑性聚胺甲酸酯係經50℃的溫水所飽和膨潤時在50℃的拉伸彈性模數為250~1500MPa。
  8. 如請求項1之研磨層用成形體，其中該熱塑性聚胺甲酸酯係自下述式所算出的儲存彈性模數之水飽和膨潤時保持率為55%以上，A/B×100(A係經50℃的溫水所飽和膨潤時在50℃的儲存彈性模數，B係未經50℃的溫水所飽和膨潤時在50℃的儲存彈性模數)。
  9. 如請求項1之研磨層用成形體，其中該高分子二醇含有選自包含聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇及聚甲基四亞甲基二醇之群組的至少1種。
  10. 如請求項1之研磨層用成形體，其中該研磨層用成形體包含具有凹部的研磨面，該凹部具有朝向研磨面變寬的錐形形狀之角落部。
  11. 一種研磨墊，其包含如請求項1之研磨層用成形體作為研磨層。
  12. 如請求項11之研磨墊，其係積層有具有比較該研磨層的硬度更低之硬度的緩衝層。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10995298B2 (en) 2014-07-23 2021-05-04 Becton, Dickinson And Company Self-lubricating polymer composition
US10995175B2 (en) * 2015-10-14 2021-05-04 Becton, Dickinson And Company Thermoplastic polyurethane materials for forming medical devices
TWI601598B (zh) * 2016-12-09 2017-10-11 智勝科技股份有限公司 研磨墊及研磨方法
JP7014526B2 (ja) * 2017-04-14 2022-02-01 株式会社クラレ 研磨パッド用研磨層の製造方法
JP7141230B2 (ja) * 2018-03-30 2022-09-22 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド及びその製造方法
KR102059647B1 (ko) * 2018-06-21 2019-12-26 에스케이씨 주식회사 슬러리 유동성이 향상된 연마패드 및 이의 제조방법
KR102524174B1 (ko) 2018-08-11 2023-04-20 주식회사 쿠라레 연마층용 폴리우레탄, 연마층 및 연마 패드
KR102298114B1 (ko) * 2019-11-05 2021-09-03 에스케이씨솔믹스 주식회사 연마패드, 이의 제조방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법
KR102287235B1 (ko) * 2019-10-30 2021-08-06 에스케이씨솔믹스 주식회사 가교도가 조절된 연마패드 및 이의 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI386992B (zh) * 2007-03-20 2013-02-21 Kuraray Co 金屬膜研磨用墊及使用它之金屬膜之研磨方法
JP2014038916A (ja) * 2012-08-14 2014-02-27 Kuraray Co Ltd 金属膜研磨用パッドおよびそれを用いた研磨方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11322878A (ja) 1998-05-13 1999-11-26 Dainippon Ink & Chem Inc 泡含有ポリウレタン成形物の製造方法、泡含有成形物用ウレタン樹脂組成物及びそれを用いた研磨パッド
US6095902A (en) * 1998-09-23 2000-08-01 Rodel Holdings, Inc. Polyether-polyester polyurethane polishing pads and related methods
JP3516874B2 (ja) 1998-12-15 2004-04-05 東洋ゴム工業株式会社 ポリウレタン発泡体の製造方法及び研磨シート
JP2000248034A (ja) 1999-03-02 2000-09-12 Mitsubishi Chemicals Corp 研磨材用ポリウレタン系樹脂組成物及びその発泡体
JP3558273B2 (ja) * 1999-09-22 2004-08-25 東洋ゴム工業株式会社 ポリウレタン発泡体の製造方法及び研磨シート
US6736709B1 (en) * 2000-05-27 2004-05-18 Rodel Holdings, Inc. Grooved polishing pads for chemical mechanical planarization
US6860802B1 (en) * 2000-05-27 2005-03-01 Rohm And Haas Electric Materials Cmp Holdings, Inc. Polishing pads for chemical mechanical planarization
KR100784656B1 (ko) * 2000-12-08 2007-12-12 가부시키가이샤 구라레 열가소성 폴리우레탄 발포체, 이의 제조방법 및 이로부터제조된 연마 패드
JP4115124B2 (ja) 2000-12-08 2008-07-09 株式会社クラレ 熱可塑性ポリウレタン発泡体およびその製造方法並びに該発泡体からなる研磨パッド
JP3983610B2 (ja) 2002-07-02 2007-09-26 株式会社クラレ 熱可塑性ポリウレタン発泡体およびそれからなる研磨パッド
JP2004123975A (ja) * 2002-10-04 2004-04-22 Kuraray Co Ltd ポリウレタン発泡体およびそれからなる研磨パッド
CN101268111B (zh) 2005-09-22 2012-07-18 可乐丽股份有限公司 高分子材料、由其得到的发泡体以及使用它们的研磨垫
JP2008235508A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Kuraray Co Ltd 研磨パッド、それを用いた研磨方法および半導体デバイスの製造方法
JP5143518B2 (ja) 2007-09-27 2013-02-13 株式会社クラレ 繊維複合研磨パッド
JP5106033B2 (ja) 2007-10-16 2012-12-26 キヤノン株式会社 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JP5143528B2 (ja) 2007-10-25 2013-02-13 株式会社クラレ 研磨パッド
CN102119069B (zh) * 2008-08-08 2015-04-15 可乐丽股份有限公司 抛光垫及抛光垫的制造方法
WO2010146982A1 (ja) 2009-06-18 2010-12-23 Jsr株式会社 ポリウレタンおよびそれを含有する研磨層形成用組成物、ならびに化学機械研磨用パッドおよびそれを用いた化学機械研磨方法
CN103648717A (zh) * 2011-07-15 2014-03-19 东丽株式会社 研磨垫
KR102370288B1 (ko) * 2012-07-23 2022-03-04 제이에이치 로드스 컴퍼니, 인크 비평면 유리 연마 패드 및 상기 연마 패드 제작 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI386992B (zh) * 2007-03-20 2013-02-21 Kuraray Co 金屬膜研磨用墊及使用它之金屬膜之研磨方法
JP2014038916A (ja) * 2012-08-14 2014-02-27 Kuraray Co Ltd 金属膜研磨用パッドおよびそれを用いた研磨方法

Also Published As

Publication number Publication date
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