專利名稱：化學(xué)機(jī)械拋光墊及化學(xué)機(jī)械拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可適合于化學(xué)機(jī)械拋光工序中使用的化學(xué)機(jī)械拋光墊以及使用了此拋光墊的化學(xué)機(jī)械拋光方法。
背景技術(shù)：
在制造半導(dǎo)體裝置中，化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)作為一種可以形成優(yōu)異平坦性表面的拋光方法，引起了人們的關(guān)注。化學(xué)機(jī)械拋光是一種一邊使拋光墊與被拋光面滑動(dòng)一邊向化學(xué)機(jī)械拋光用墊表面流下化學(xué)機(jī)械拋光用水系分散體(如分散了磨粒的水系分散體)來進(jìn)行拋光的技術(shù)。在此化學(xué)機(jī)械拋光中，拋光墊的性狀與特性等大大左右了拋光結(jié)果，這是已知的。
歷來，在化學(xué)機(jī)械拋光中使用含有微細(xì)氣泡的聚氨酯泡沫來作為拋光墊，由在此樹脂表面開口的孔洞(下面稱其為“孔隙”)保持漿料來進(jìn)行拋光。此時(shí)，通過在化學(xué)機(jī)械拋光用墊的表面(拋光面)上設(shè)置溝槽來提高拋光速度與改善拋光結(jié)果，這是已知的(參見特開平11-70463號(hào)公報(bào)、特開平8-216029號(hào)公報(bào)和特開平8-39423號(hào)公報(bào))。
然而，隨著近年來半導(dǎo)體裝置的高性能、小型化，布線越來越微細(xì)化、多積層化，這就對化學(xué)機(jī)械拋光與化學(xué)機(jī)械拋光用墊的性能提出了更高的要求。在上述列舉的專利文獻(xiàn)1中已經(jīng)詳細(xì)地記載了化學(xué)拋光用墊的設(shè)計(jì)，不過其拋光速度和拋光后的被拋光面的狀態(tài)還不能滿足要求。尤其是，有時(shí)發(fā)生劃傷狀表面缺陷(以下稱為“劃痕”)，希望改進(jìn)之。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是用來解決上述問題的。本發(fā)明的目的在于提供充分抑制了被拋光面上劃痕的發(fā)生而且拋光速度優(yōu)異的化學(xué)機(jī)械拋光墊和用此拋光墊的化學(xué)機(jī)械拋光方法。
由下面的說明可以明白本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點(diǎn)。
按照本發(fā)明，本發(fā)明的上述目的與優(yōu)點(diǎn)是由第1具有拋光面、與其對向的非拋光面以及規(guī)定這些面的側(cè)面，所述的拋光面有至少2個(gè)各自由多個(gè)溝槽所構(gòu)成的溝槽組，且此2個(gè)溝槽組由以下構(gòu)成(i)與從拋光面的中心部分行往周邊部分的一條假想直線交叉的多個(gè)第1溝槽構(gòu)成的第1溝槽組，此多個(gè)第1溝槽彼此互相不交叉，和(ii)由沿從拋光面的中心部分行往周邊部分的方向延伸且與上述第1溝槽組的第1溝槽交叉的多個(gè)第2溝槽所構(gòu)成的第2溝槽組，此多個(gè)第2溝槽彼此互相不交叉，以此為特征的化學(xué)機(jī)械拋光墊(以下稱為本發(fā)明的第1拋光墊)所達(dá)到的。
按照本發(fā)明，本發(fā)明的上述目的與優(yōu)點(diǎn)是由第2具有拋光面、與此對向的非拋光面以及規(guī)定這些面的側(cè)面，所述的拋光面有(i)從拋光面的中心部分行往周邊部分螺旋線逐漸擴(kuò)大的1個(gè)第1螺旋狀溝槽，和(ii)由沿從拋光面的中心部分行往周邊部分的方向延伸且與上述螺旋狀溝槽交叉的多個(gè)第2溝槽所構(gòu)成的第2溝槽組，此多個(gè)第2溝槽彼此互相不交叉，以此為特征的化學(xué)機(jī)械拋光墊(以下稱為本發(fā)明的第2拋光墊)所達(dá)到的。
按照本發(fā)明，本發(fā)明的上述目的與優(yōu)點(diǎn)是由第3，使用了本發(fā)明上述化學(xué)機(jī)械拋光墊為特征的化學(xué)機(jī)械拋光法所達(dá)到的。


圖1為表示溝槽組構(gòu)成的一個(gè)例子的示意圖。
圖2為表示溝槽組構(gòu)成的一個(gè)例子的示意圖。
圖3為表示溝槽組構(gòu)成的一個(gè)例子的示意圖。
圖4為表示溝槽組構(gòu)成的一個(gè)例子的示意圖。
圖5為表示溝槽組構(gòu)成的一個(gè)例子的示意圖。
圖6為表示溝槽組構(gòu)成的一個(gè)例子的示意圖。
圖7為表示溝槽組構(gòu)成的一個(gè)例子的示意圖。
圖8為表示溝槽組構(gòu)成的一個(gè)例子的示意圖。
圖9為表示溝槽組構(gòu)成的一個(gè)例子的示意圖。
圖10為表示溝槽組構(gòu)成的一個(gè)例子的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面來詳細(xì)敘述本發(fā)明。首先說明第1拋光墊。
對于在拋光面上的上述第1溝槽組的第1溝槽的形狀并沒有特別的限制，例如，可以是從拋光面的中心部分行往周邊部分逐漸擴(kuò)大的2個(gè)以上的螺旋狀溝槽或互相不交叉且為同心圓狀配置的多個(gè)環(huán)或多角形。環(huán)狀溝槽可以是例如圓形、橢圓形等，多角形溝槽的例子可以是四角形、五角形以上的多角形。
在第1溝槽組中，多個(gè)第1溝槽彼此不交叉。
這些第1溝槽是按與從拋光面的中心部分行往周邊部分的一條假想直線多次交叉那樣而設(shè)置于拋光面上的。例如，在溝槽的形狀是由上述多個(gè)環(huán)所構(gòu)成的場合，2個(gè)環(huán)的交叉點(diǎn)為2個(gè)，3個(gè)環(huán)為3個(gè)，同樣，n個(gè)環(huán)為n個(gè)。還有，在2個(gè)螺旋狀溝槽的場合，進(jìn)入第2圈(360°為1圈)之前交叉點(diǎn)數(shù)目為2個(gè)，進(jìn)入第2圈時(shí)交叉點(diǎn)可以為3個(gè)，第n圈可為(n+1)個(gè)。
對于由多個(gè)多角形構(gòu)成時(shí)，情況與由多個(gè)環(huán)構(gòu)成一樣。
在由多個(gè)環(huán)或多角形構(gòu)成時(shí)，按照多個(gè)環(huán)或多角形互相不交叉來配置，其配置是同心或偏心均可，以同心為優(yōu)選。與其它配置相比，同心配置的拋光墊在上述功能方面優(yōu)異。多個(gè)環(huán)以由多個(gè)圓環(huán)構(gòu)成為優(yōu)選，以這些圓環(huán)同心配置為更優(yōu)選。另外，通過使圓環(huán)溝槽為同心圓狀，這些功能更優(yōu)異，而且溝槽的制作也更容易。
對于溝槽的寬度方向(即與溝槽方向垂直的方向)的截面形狀并沒有特別的限制，例如，可以是由平坦的側(cè)面和底面形成的三面以上的多面形狀、U字形、V字形等。
同心配置的直徑不同的多個(gè)溝槽(環(huán))的數(shù)目可以為例如20～400個(gè)，而多個(gè)螺旋狀溝槽的數(shù)目可以為例如2～10個(gè)。
對于溝槽的大小沒有特別的形狀，例如，第1溝槽的槽寬可以在0.1mm以上，以0.1～5mm為優(yōu)選，0.2～3mm為更優(yōu)選。溝槽的深度可以是0.1mm以上，0.1～2.5mm為優(yōu)選，0.2～2.0mm為更優(yōu)選。進(jìn)而，溝槽的間隔可以使得為上述假想直線與多個(gè)第1溝槽鄰接的交叉點(diǎn)之間的距離中的最小值為0.05mm以上，以0.05～100mm為優(yōu)選，0.1～10mm為更優(yōu)選。通過制成在此范圍大小的溝槽，使降低被拋光面的劃痕的效果優(yōu)異，可以容易地制造長壽命的化學(xué)機(jī)械拋光用墊。
上述各優(yōu)選范圍可以各自組合。例如，可以是槽寬取0.1mm以上，槽深取0.1mm以上，而且溝槽間隔取0.05mm以上；優(yōu)選的是，槽寬取0.1～5mm，槽深取0.1～2.5mm且溝槽間隔取0.15～105mm；更優(yōu)選的是，槽寬取0.2～3mm，槽深取0.2～2.0mm且溝槽間隔取0.6～13mm。
對于溝槽的截面形狀，即溝槽沿其法線方向切斷時(shí)的斷面形狀沒有特別的限制，可以是例如多角形、U字形等。多角形可以列舉有例如三角形、四角形、五角形等。
溝槽的寬度與相鄰溝槽之間的距離之和稱之為節(jié)距，以0.15mm以上為優(yōu)選，0.15～105mm為更優(yōu)選，0.5～13mm為進(jìn)一步優(yōu)選，0.5～5.0mm為特別優(yōu)選，最優(yōu)選0.5～2.2mm。
上述第1溝槽的內(nèi)表面的表面粗糙度(Ra)以在20μm以下為優(yōu)選，0.05～15μm以下為更優(yōu)選，0.05～10μm以下為進(jìn)一步優(yōu)選。由于表面粗糙度在20μm以下，在化學(xué)機(jī)械拋光工序時(shí)可以更有效地防止在被拋光面上產(chǎn)生劃痕。
上述表面粗糙度(Ra)是由下述式(1)定義的。
Ra＝∑|Z-Zav|/N (1)式中，N為測定點(diǎn)數(shù)，Z為粗糙局部區(qū)域的高度，Zav為粗糙局部區(qū)域的平均高度。
上述第2溝槽組的第2溝槽是由沿從拋光面的中心部分行往周邊部分的方向延伸的多條溝槽所構(gòu)成的。這里，所謂中心部分是指以化學(xué)機(jī)械拋光墊面上重心為中心的半徑50mm圓所包圍的區(qū)域。第2溝槽組所屬的各個(gè)第2溝槽只要是沿從此“中心部分”中的任意一點(diǎn)行往周邊部分的方向延伸的就行，其形狀可以是，例如，直線狀或圓弧狀或其組合的形狀。
第2溝槽到達(dá)外周端緣或者不到達(dá)都行，不過以其中至少1個(gè)溝槽到達(dá)外周端緣即墊的側(cè)面為優(yōu)選。例如，多個(gè)第2溝槽可以是由多個(gè)從中心部分出發(fā)行往周邊部分的直線狀溝槽所構(gòu)成，且至少其中的1個(gè)溝槽到達(dá)墊的側(cè)面；還有，多個(gè)第2溝槽可以是由多個(gè)從中心部分出發(fā)行往周邊部分的直線狀溝槽和多個(gè)從中心部分與周邊部分的中途出發(fā)行往周邊部分的直線狀溝槽所構(gòu)成，且其中至少1個(gè)溝槽到達(dá)墊的側(cè)面。進(jìn)而，多個(gè)第2溝槽可以是由2個(gè)平行的直線狀溝槽對所構(gòu)成的。
第2溝槽組的第2溝槽的數(shù)目以4～65個(gè)為優(yōu)選，8～48個(gè)為更優(yōu)選。
存在于化學(xué)機(jī)械拋光墊面上的屬于第2溝槽組的第2溝槽，無論是與屬于第2溝槽組的其它溝槽連接或不連接都行，但不互交叉。以多個(gè)第2溝槽中的2～32個(gè)在上述中心部分區(qū)域與其它的第2溝槽相連接為優(yōu)選，2～16個(gè)與其它的第2溝槽相連接為更優(yōu)選。第2溝槽在墊面的中心部分以外的地點(diǎn)與其它溝槽和第2溝槽連接也行。
第2溝槽的優(yōu)選槽寬和槽深與上述第1槽的一樣。還有，第2溝槽的內(nèi)表面的表面粗糙度(Ra)的優(yōu)選范圍也與第1溝槽的內(nèi)表面的一樣。
這些第2溝槽組的多個(gè)第2溝槽以在化學(xué)機(jī)械拋光墊面上盡可能均等地配置為優(yōu)選。
在本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光墊的拋光面上形成的第2溝槽組可以例如如圖1～7所示的示意圖那樣來構(gòu)成。
其次，本發(fā)明的第2拋光墊是把上述第1拋光墊的第1溝槽組用從拋光面中心部分行往周邊部分使螺線逐漸擴(kuò)大的1個(gè)第1螺旋狀溝槽來替代了的。
第1螺旋狀溝槽的圈數(shù)，以360°取為1圈，可以為例如20～400。
第1螺旋狀溝槽可以是，例如槽寬0.1mm以上且槽深0.1mm以上，此第1螺旋狀溝槽與從拋光面的中心部分行往周邊部分的1根假想直線鄰接的交叉點(diǎn)之間的距離中的最小值為0.05mm以上。
這里對于第2拋光墊沒有特定記載的事項(xiàng)，應(yīng)該可以理解為，有關(guān)第1拋光墊所述的事項(xiàng)可以直接或者按照本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的變更形式而適用于該第2拋光墊。
下面用附圖來更具體地說明本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光墊的溝槽的構(gòu)成。
圖1中，墊1在其拋光面上有由16個(gè)從墊中心行往周邊部分延伸的直線溝槽2構(gòu)成的第2溝槽組、直徑不同的10個(gè)同心圓溝槽3構(gòu)成的第1溝槽組。第2溝槽組中16個(gè)直線溝槽2彼此不交叉，第1溝槽組中的10個(gè)同心圓溝槽3彼此也不交叉，但直線溝槽與同心圓溝槽交叉。還有，圖1的墊中16個(gè)直線溝槽全都到達(dá)墊的側(cè)面。
圖2的墊有由32個(gè)直線溝槽2構(gòu)成的第2溝槽組和10個(gè)直徑不同的同心圓溝槽3構(gòu)成的第1溝槽組。32個(gè)直線溝槽中的4個(gè)從中心發(fā)出，而其它的28個(gè)直線溝槽是從離開中心而稍行往周邊部分退行的部分(該部分為中心部分，這可以由該直線溝槽與即使是第1溝槽組中的最小圓溝槽也交叉來判斷)發(fā)出的。圖2的墊中，32個(gè)直線溝槽全都到達(dá)墊的側(cè)面。
圖3的墊1有由64個(gè)直線溝槽2構(gòu)成的第2溝槽組和10個(gè)直徑不同的同心圓溝槽3構(gòu)成的第1溝槽組。64個(gè)直線溝槽中的8個(gè)從中心發(fā)出，而其它的56個(gè)直線溝槽是從離開中心而稍行往周邊部分退行的部分發(fā)出的。圖3的墊中，64個(gè)直線溝槽全都到達(dá)墊的側(cè)面。
圖4的墊1有由16個(gè)從中心部分行往周邊部分延伸的溝槽2構(gòu)成的第2溝槽組。16個(gè)溝槽中的4個(gè)從中心發(fā)出，余下的12個(gè)溝槽是從離開中心而稍行往周邊部分退行的部分發(fā)出的。還有，這16個(gè)溝槽是如圖中所示那樣在從中心向周邊的途中向左彎曲的，如果除去了此彎曲部分的話，大致直線狀延伸。
圖5的墊是圖1的墊的變形，第2溝槽組的16個(gè)直線溝槽2全部是從中心部分但離開中心而稍行往周邊部分退行的部分發(fā)出的。直線溝槽2全部是從與第1溝槽組的同心圓溝槽中的最小圓溝槽交叉的點(diǎn)發(fā)出的。
圖6的墊有8個(gè)從中心發(fā)出的直線溝槽構(gòu)成的第2溝槽組。這8個(gè)直線溝槽沒有到達(dá)墊的側(cè)面，在與第1溝槽組的同心圓溝槽中最大圓溝槽交叉的點(diǎn)處終止。
圖7的墊有從中心發(fā)出的8個(gè)直線溝槽在到達(dá)周邊部分之前的途中分叉成2個(gè)直線溝槽2’、2”的第2溝槽組。
圖8的墊相當(dāng)于圖2中的32個(gè)直線溝槽的所有溝槽之間進(jìn)一步有32個(gè)從中心部分與周邊部分的中途發(fā)出的直線溝槽。32個(gè)直線溝槽如圖是從與由中心數(shù)起的第4個(gè)同心圓溝槽交叉的點(diǎn)發(fā)出的。
圖9的墊相當(dāng)于圖2中從離開中心而稍行往周邊部分退行的部分發(fā)出的28個(gè)直線溝槽形成了各自由2個(gè)平行的直線溝槽組合而成的溝槽對的墊。
圖10的墊有由圈數(shù)為10的1個(gè)第1螺旋狀溝槽4和16個(gè)直線狀溝槽2所構(gòu)成的第2溝槽組。螺旋狀溝槽是從墊的中心部分發(fā)出后逐漸擴(kuò)大其螺旋而到達(dá)周邊部分。
在本發(fā)明的拋光墊的拋光面上的溝槽配置優(yōu)選的是，如對由上述圖1～10的理解那樣，具有中心對稱性，例如點(diǎn)對稱、線對稱或面對稱。
本發(fā)明的上述第1拋光墊和第2拋光墊可以根據(jù)需要而在其非拋光面(墊的背面)上有凹部。在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)，此凹部具有分散因拋光頭的加壓所導(dǎo)致的局部壓力上升的功能，有助于進(jìn)一步降低被拋光面的劃痕。凹部的位置沒有特別的限制，以位于墊的中央部位為優(yōu)選。這里，所謂“位于中央部位”并不是嚴(yán)格數(shù)學(xué)意義上的中心位置，只要是拋光墊的非拋光面的中心在上述凹部范圍內(nèi)即可。
凹部的形狀沒有特別的限制，但以圓形或多角形狀為優(yōu)選，圓形為特別優(yōu)選。凹部的形狀為圓形的場合，其直徑的上限值以在被拋光物晶片直徑的100％為優(yōu)選，75％為更優(yōu)選，50％為特別優(yōu)選。在凹部的形狀為圓形的場合，其直徑的下限不拘于被拋光物晶片的尺寸，以1mm為優(yōu)選，5mm為更優(yōu)選。
對于本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光墊的形狀沒有特別的限制，可以是例如圓盤狀、多角柱狀等，可以根據(jù)裝備本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光墊而使用的拋光裝置來做適當(dāng)選擇。
例如，有圓盤狀外形時(shí)，相對向的圓形頂面和圓形底面分別成為拋光面和非拋光面。
對于化學(xué)機(jī)械拋光墊的大小并沒有特別的限制，例如，在圓盤狀化學(xué)機(jī)械拋光墊的場合，直徑為150～1200mm，特別是500～800mm，厚度為0.5～5.0mm，特別是1.0～3.0mm，最好是1.5～3.0mm。
本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光墊只要具備如上所述的溝槽，至于由什么樣的材料構(gòu)成都行，例如，可以是含有非水溶性基體材料與分散在此非水溶性基體材料中的水溶性粒子的，以及在非水溶性基體材料中有微細(xì)氣泡的墊等。
其中，前者的材質(zhì)為，水溶性粒子在拋光時(shí)與含有水系介質(zhì)和固形分的漿料的水系介質(zhì)接觸，發(fā)生溶解或溶脹而脫離，能夠在由脫離而形成的孔隙中保持漿料。另一方面，后者的材質(zhì)要能夠在作為孔洞而預(yù)先形成的孔隙中保持漿料。
對于構(gòu)成上述“非水溶性基體材料”的材料沒有特別的限制，從容易成形為預(yù)定的形狀和性能、可以賦予適當(dāng)?shù)挠捕取⑦m度的彈性等考慮，優(yōu)選使用有機(jī)材料。作為有機(jī)材料，可以單獨(dú)或者組合使用例如熱塑性樹脂、彈性體、以交聯(lián)橡膠為例的橡膠，和固化樹脂，比如熱固性樹脂、光固化性樹脂等通過熱、光等而固化的樹脂等。
其中，熱塑性樹脂可以列舉有，例如1，2-聚丁二烯樹脂、聚乙烯之類的聚烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、如(甲基)丙烯酸酯類樹脂等的聚丙烯酸樹脂、乙烯酯樹脂(丙烯酸樹脂除外)、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚偏二氟乙烯之類的氟樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚縮醛樹脂等。
作為彈性體，可以列舉的有例如，1，2-聚丁二烯之類二烯彈性體；聚烯烴彈性體(TPO)；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、其加氫嵌段共聚物(SEBS)之類苯乙烯類彈性體；熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、熱塑性聚酯彈性體(TPEE)、聚酰胺彈性體(TPAE)之類熱塑性彈性體；硅氧烷樹脂彈性體；氟樹脂彈性體等。作為橡膠，可以列舉有例如，丁二烯橡膠(高順式丁二烯橡膠、低順式丁二烯橡膠等)、異戊二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、苯乙烯-異戊二烯橡膠之類共軛二烯橡膠；丙烯腈-丁二烯橡膠之類的腈橡膠；丙烯酸類橡膠；乙烯-丙烯橡膠、三元乙丙橡膠之類的乙烯-α-烯烴橡膠和丁基橡膠，以及硅橡膠、氟橡膠之類其它的橡膠。
作為固化樹脂可以列舉有，例如，聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚氨酯-尿素樹脂、脲樹脂、硅樹脂、酚樹脂、乙烯酯樹脂等。
這些有機(jī)材料經(jīng)過酸酐、羧基、羥基、環(huán)氧基、氨基等改性也行。由于改性，可以調(diào)節(jié)與下面講的水溶性粒子或漿料的親和性。
可以僅使用這些有機(jī)材料中的1種，也可以2種以上合并使用。
這些有機(jī)材料無論是其一部分或全部已經(jīng)交聯(lián)的交聯(lián)聚合物還是非交聯(lián)聚合物都行。因此，非水溶性基體材料無論是僅由交聯(lián)聚合物所構(gòu)成也好，還是用交聯(lián)聚合物與非交聯(lián)聚合物的混合物也好，還是僅由非交聯(lián)聚合物構(gòu)成都行，然而，以僅由交聯(lián)聚合物所構(gòu)成或由交聯(lián)聚合物與非交聯(lián)聚合物的混合物所構(gòu)成為優(yōu)選。由于含有交聯(lián)聚合物，賦予了非水溶性基體材料以彈性回復(fù)力，可以抑制在拋光時(shí)加在所述拋光墊上的剪切應(yīng)力所引起的位移小。還有，可以有效地抑制在拋光時(shí)和修整時(shí)非水溶性基體材料因過度延伸而發(fā)生塑性變形以致填埋孔隙，而且可以有效抑制拋光墊表面過度起毛刺等。因此，即使在修整時(shí)，有效形成孔隙，可以防止拋光時(shí)漿料保持性的下降，而且由于毛刺少，不會(huì)損害拋光的平坦性。再者，對于進(jìn)行上述交聯(lián)的方法并沒有特別的限制，可以由例如用有機(jī)過氧化物、硫、硫化合物等的化學(xué)交聯(lián)、電子束照射等輻照交聯(lián)等來進(jìn)行。
其中，以化學(xué)交聯(lián)法為優(yōu)選。在由化學(xué)交聯(lián)來交聯(lián)的場合，從有好的操作性能和對被拋光物沒有污染等觀點(diǎn)出發(fā)，交聯(lián)劑以使用有機(jī)過氧化物為優(yōu)選。可以列舉的有機(jī)過氧化物有，例如，過氧化二枯基、過氧化二乙基、過氧化二叔丁基、過氧化二乙酰、過氧化二戊基等。在用化學(xué)交聯(lián)法進(jìn)行交聯(lián)時(shí)，交聯(lián)劑的用量，相對于非水溶性基體中的交聯(lián)性聚合物用量100質(zhì)量份，以0.01～5.0質(zhì)量份為優(yōu)選，0.2～4.0質(zhì)量份為更優(yōu)選。當(dāng)用量在此范圍內(nèi)時(shí)，可以得到抑制了化學(xué)機(jī)械拋光工序中發(fā)生劃痕的化學(xué)機(jī)械拋光墊。交聯(lián)是對構(gòu)成非水溶性部件的全部材料一并進(jìn)行，還是把構(gòu)成非水溶性構(gòu)件的材料的一部分進(jìn)行交聯(lián)之后再與其余部分混合都行。還有，把進(jìn)行單獨(dú)交聯(lián)的數(shù)種交聯(lián)物混合也行。
在用化學(xué)交聯(lián)法進(jìn)行交聯(lián)的場合，通過調(diào)節(jié)使用的交聯(lián)劑的量和交聯(lián)條件，由一次交聯(lián)操作就可以容易地得到非水溶性部件的一部分交聯(lián)而其它部分沒有交聯(lián)的有機(jī)材料的混合物。還有，在用輻照交聯(lián)法來交聯(lián)的場合，通過調(diào)整射線的照射量就可以容易地得到與上述同樣的效果。
此交聯(lián)聚合物可以使用上述有機(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。進(jìn)而，其中，從對于許多的漿料中含有的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿穩(wěn)定而且因吸水而軟化小的觀點(diǎn)看，以交聯(lián)熱塑性樹脂和/或交聯(lián)彈性體為優(yōu)選。在交聯(lián)熱塑性樹脂和交聯(lián)彈性體中，以使用有機(jī)過氧化物交聯(lián)的為特別優(yōu)選，進(jìn)而，交聯(lián)1，2-聚丁二烯為更優(yōu)選。
這些交聯(lián)聚合物的含量并沒有特別的限制，以非水溶性基體總體的30體積％以上為優(yōu)選，50體積％以上為更優(yōu)選，70體積％以上進(jìn)一步優(yōu)選，100體積％也行。非水溶性基體中交聯(lián)聚合物的含量不足30體積％時(shí)，會(huì)有不能充分發(fā)揮含有交聯(lián)聚合物的效果的情況。
對于含交聯(lián)聚合物的非水溶性基體，按照J(rèn)IS K 6251，由非水溶性基體構(gòu)成的試驗(yàn)片在80℃下斷裂時(shí)，斷裂后殘留的伸長(下面簡稱斷裂殘余伸長)可以在100％以下。即，斷裂后的標(biāo)線之間的合計(jì)距離變?yōu)閿嗔亚暗臉?biāo)線之間距離的2倍以下。此斷裂殘余伸長優(yōu)選在30％以下，更優(yōu)選在10％以下，特別優(yōu)選在5％以下。斷裂殘余伸長超過100％，拋光時(shí)和拋光面更新時(shí)，會(huì)有從拋光墊表面劃落或拉伸的細(xì)碎片易把孔隙堵塞的傾向，因此不優(yōu)選。此所謂“斷裂殘余伸長”是按照J(rèn)ISK 6251的“硫化橡膠的拉伸試驗(yàn)方法”，把試驗(yàn)片制成3號(hào)啞鈴形，在拉伸速度500mm/min、試驗(yàn)溫度80℃下的拉伸試驗(yàn)中，試驗(yàn)片斷裂時(shí)，從斷裂而分離的試驗(yàn)片各自的標(biāo)線至斷裂部分的合計(jì)距離減去試驗(yàn)前標(biāo)線間的距離而得出的伸長。還有，在實(shí)際的拋光中，由于滑動(dòng)而發(fā)熱，因此在80℃溫度下來進(jìn)行試驗(yàn)。
上述“水溶性粒子”是指拋光墊中由于與水系分散體漿料接觸而從非水溶性基體上脫落下來的粒子。此脫落無論是由于與漿料中所含有的水等相接觸以致溶解而發(fā)生的，還是由于含有水等而溶脹成為凝膠狀所產(chǎn)生的都行。進(jìn)而，此溶解或溶脹不僅是因水而致，與含有甲醇等醇系溶劑的水系混合介質(zhì)接觸而致也行。
此水溶性粒子除了有成孔的效果之外，在拋光墊中還有提高拋光墊的壓痕硬度的效果。例如，通過含有水溶性粒子，本發(fā)明的拋光墊的肖氏硬度D優(yōu)選在35以上，更優(yōu)選在50～90，進(jìn)一步優(yōu)選50～80，通?？梢栽?00以下。當(dāng)肖氏硬度D超過35時(shí)，可以加大在被拋光物上可以負(fù)載的壓力，隨之，就可以提高拋光速度。進(jìn)而，得到高拋光平整性。因此，此水溶性粒子以對拋光墊可確保其壓痕硬度足夠的中實(shí)體為特別優(yōu)選。
對于此水溶性粒子的構(gòu)成材料沒有特別的限制，可以列舉的有例如有機(jī)水溶性粒子和無機(jī)水溶性粒子。作為有機(jī)水溶性粒子的材質(zhì)，可以列舉的有，例如糖類(如淀粉、糊精和環(huán)糊精之類多糖類、乳糖、甘露糖醇等)、纖維素類(如羥丙基纖維素、甲基纖維素等)、蛋白質(zhì)、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、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。作為無機(jī)水溶性粒子的材質(zhì)可以列舉的有，乙酸鉀、硝酸鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、氯化鉀、溴化鉀、磷酸鉀、硝酸鎂等。這些水溶性粒子可以單獨(dú)使用上述各種材質(zhì)，或者2種以上組合起來使用。進(jìn)而，無論是由預(yù)定的材質(zhì)構(gòu)成的1種水溶性粒子也好，還是由不同的材質(zhì)構(gòu)成的2種以上的水溶性粒子也好都行。
水溶性粒子的平均粒徑以0.1～500μm為優(yōu)選，0.5～100μm為更優(yōu)選?？椎拇笮∫?.1～500μm為優(yōu)選，0.5～100μm為更優(yōu)選。水溶性粒子的平均粒徑不足0.1μm時(shí)，所形成的孔的大小比使用的磨粒小，就有難以得到可以充分保持漿料的拋光墊的傾向。另一方面，超過了500μm時(shí)，所形成的孔變得過大，所得到的拋光墊的機(jī)械強(qiáng)度和拋光速度有下降的傾向。
在非水溶性基體與水溶性粒子合計(jì)為100體積％時(shí)，此水溶性粒子的含量以2～90體積％為優(yōu)選，2～60體積％為更優(yōu)選，2～40體積％為進(jìn)一步優(yōu)選。當(dāng)水溶性粒子的含量不足2體積％時(shí)，所得到的拋光墊中不能充分成孔，有降低拋光速度的傾向。另一方面，水溶性粒子的含量超過90體積％時(shí)，在所得到的拋光墊中，就有難以充分防止存在于拋光墊內(nèi)部的水溶性粒子溶脹或溶解的傾向，因而難以確保把拋光墊的硬度和機(jī)械強(qiáng)度保持于合適的值。
還有，優(yōu)選的是，水溶性粒子僅在從拋光墊中露出表層的場合才溶解于水中，而在拋光墊內(nèi)部吸濕不溶脹。為此，水溶性粒子的最外部至少一部分可以備有抑制吸濕的外殼。此外殼是物理吸附于水溶性粒子也好，還是與水溶性粒子化學(xué)結(jié)合也好，進(jìn)而，兩者都有也好，都行。形成這樣的外殼的材料可以列舉的有，例如環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、聚酰胺、聚硅酸鹽等。再者，即使僅在水溶性粒子的一部分上形成此外殼，也可以充分得到上述效果。
為了控制與水溶性粒子的親和性并控制非水溶性基體中水溶性粒子的分散行，上述非水溶性基體中可以含有相容劑。此相容劑可以列舉的有，用例如酸酐基、羧基、羥基、環(huán)氧基、唑啉基和氨基等改性的聚合物、嵌段共聚物、無規(guī)共聚物，還有各種非離子型表面活性劑、偶聯(lián)劑等。
另一方面，對于構(gòu)成作為后者的具有通過分散孔洞而形成的非水溶性基體材料(泡沫體等)的拋光墊的非水溶性基體材料，可以列舉有，例如，聚氨酯、蜜胺樹脂、聚酯、聚砜、聚乙酸乙烯酯等。
在這樣的非水溶性基體材料中分散的孔洞的大小按平均值計(jì)以0.1～500μm為優(yōu)選，0.5～100μm為更優(yōu)選。
對于本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光墊的制造方法沒有特別的限制，對于化學(xué)機(jī)械拋光墊所具有的溝槽以及任選可有的背面凹部(以下把兩者合并稱為“溝槽等”)的形成方法也沒有特別的限制。例如，預(yù)先準(zhǔn)備好化學(xué)機(jī)械拋光墊用的化學(xué)機(jī)械拋光墊用組合物，把此組合物大概成形為所期望的形狀之后，用切削加工就可以形成溝槽等。進(jìn)而，把化學(xué)機(jī)械拋光墊用組合物在形成了成為溝槽等的圖案的模具中成形，可以在形成化學(xué)機(jī)械拋光墊的大概形狀的同時(shí)形成溝槽等。這里，用模具成形可以容易地使得溝槽內(nèi)表面的表面粗糙度在20μm以下。
對于得到化學(xué)機(jī)械拋光墊用組合物的方法沒有特別的限制。比如，可以使用混合機(jī)等混合預(yù)定的有機(jī)材料等必要材料來得到?；旌蠙C(jī)可以使用已知的，例如，可以列舉的有輥、捏合機(jī)、班伯里密混機(jī)、(單軸、多軸)擠出機(jī)等混合機(jī)。
得到含水溶性粒子的拋光墊所采用的含水溶性粒子的拋光墊用組合物可以通過例如把非水溶性基體、水溶性粒子和其它的添加劑等混合來得到。不過，通常為了使混合時(shí)加工容易，用的是加熱混合，因此以在此溫度下水溶性粒子是固體為優(yōu)選。通過呈固體，無論與非水溶性基體的相容性大還是小，可以把水溶性粒子以前述的優(yōu)選平均粒徑來分散。因此，優(yōu)選從所使用的非水溶性基體的加工溫度來選擇水溶性粒子的種類。
本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光墊可以是在上述那樣的墊的非拋光面上備有支承層的多層墊。
上述支承層是支承在化學(xué)機(jī)械拋光用墊的拋光面背面的層。對于此支承層的特性沒有特別的限制，不過以比墊本體較軟為優(yōu)選。由于備有較軟的支承層，在墊本體的厚度薄的場合，例如即使在1.0mm以下，可以防止拋光時(shí)墊本體凸起，或拋光層表面彎曲等，而可以進(jìn)行穩(wěn)定的拋光。此支承層的硬度以墊本體硬度的90％以下為優(yōu)選，50～90％為更優(yōu)選，50～80％為特別優(yōu)選，其中50～70％為更特別優(yōu)選。
所述支承層無論是多孔材料(例如泡沫材料)還是非多孔材料都行。對于其平面形狀也沒有特別的形狀，與拋光層相同或不同都行。作為此支承層的平面形狀，可以有例如圓形、多角形(如四角形)等。還有，對其的厚度也沒有特別的限制，以例如0.1～5mm為優(yōu)選，0.5～2mm為更優(yōu)選。
構(gòu)成支承層的材料也沒有特別的限制，從可以容易地成形為預(yù)定的形狀和性能、可以賦予適度的彈性等考慮，以用有機(jī)材料為優(yōu)選。
上述那樣的本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光用墊可以在高拋光速度下得到良好的被拋光面，而且具有長的壽命。
再者，盡管對于本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光墊降低被拋光物拋光面上產(chǎn)生的劃痕的機(jī)理還沒有搞清楚，但是，從針對已知的化學(xué)機(jī)械拋光墊所發(fā)現(xiàn)的在化學(xué)機(jī)械拋光工序時(shí)墊中心部分滯留有化學(xué)機(jī)械拋光用水系分散體或拋光屑等的現(xiàn)象，推斷上述滯留物起到了劃痕產(chǎn)生源的作用。另一方面，使用本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光墊，在化學(xué)機(jī)械拋光工序時(shí)，沒有觀察到上述那樣的滯留現(xiàn)象，料想在拋光面上由于形成了上述那樣的溝槽，有效地把滯留物除去了，因此推斷據(jù)此而產(chǎn)生降低劃痕的效果。
本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光方法是以使用上述本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光墊為特征的。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光用墊可以裝在市售的拋光裝置上，用已知的方法在化學(xué)機(jī)械拋光中使用。
此場合下的被拋光面、所使用的化學(xué)機(jī)械拋光用水系分散體的種類無所謂。
實(shí)施例實(shí)施例1(1)化學(xué)機(jī)械拋光墊的制造把80體積份(相當(dāng)于72質(zhì)量份)交聯(lián)的非水溶性基體1，2-聚丁二烯(JSR公司生產(chǎn)的商品名“JSR RB830”)、20體積份(相當(dāng)于28質(zhì)量份)水溶性粒子β-環(huán)糊精(橫濱國際バイオ研究所(株)生產(chǎn)的商品名“デキシパ-ルβ-100”，平均粒徑20μm)用溫度調(diào)為160℃的ル-ダ-混合。然后，配合1.0體積份(相當(dāng)于1.1質(zhì)量份)的過氧化二枯基(日本油脂公司生產(chǎn)的商品名“パ-クミルD”)，在120℃進(jìn)一步混合，得到粒料。接著，把混合物于模具內(nèi)在170℃加熱18min，使其交聯(lián)，得到了直徑600mm、厚度2.5mm的圓盤狀成形物。其后，把此成形物的拋光面一側(cè)用加藤機(jī)械公司生產(chǎn)的切削加工機(jī)以節(jié)距2.0mm而形成寬0.5mm、深度1.0mm的同心圓狀溝槽(第1溝槽組的溝槽)。進(jìn)而，在拋光面一側(cè)，由墊的中心至外周端緣形成16個(gè)直線狀溝槽(各自的寬為1.0mm、深1.0mm)，其在墊拋光面的中心互相連接，相鄰直線溝槽的夾角都為22.5°(第2溝槽組的溝槽)。這里形成的溝槽組的構(gòu)成相當(dāng)于如圖1所示的概略圖。再者，用三維表面結(jié)構(gòu)解析顯微鏡(型號(hào)ZygoNew View 5032，キヤノン公司制造)測定這里形成的溝槽組的內(nèi)表面的表面粗糙度為4.2μm。
(2)拋光速度和劃痕數(shù)的評價(jià)把上述制造的化學(xué)機(jī)械拋光墊裝在拋光裝置(荏原制造所(株)生產(chǎn)，型號(hào)EPO112)的定盤上，使用3倍稀釋的CMS-1101(JSR公司生產(chǎn)的商品名)作為化學(xué)機(jī)械拋光用漿料，在如下條件，拋光有SiO2膜(PETEOS膜，以正硅酸四乙基酯(TEOS)為原料，用等離子作為促進(jìn)條件，由化學(xué)氣相生長法成膜的SiO2膜)的無圖案晶片(直徑8英寸)，評價(jià)其拋光速度和劃痕數(shù)。結(jié)果是，拋光速度為210nm/min，被拋光面上沒有看到劃痕。
定盤轉(zhuǎn)速70rpm頭的轉(zhuǎn)速63rpm頭的推壓力4psi漿料供給量200mL/min拋光時(shí)間2min上述拋光速度是在用光學(xué)式膜厚計(jì)測定拋光前后的膜厚后由其差算出的。劃痕用晶片缺陷檢查裝置(ケ-エルエ-·テンコ-ル公司生產(chǎn)，型號(hào)KLA2351)針對拋光后的SiO2膜晶片的被拋光面，測定在被拋光面整個(gè)面上生成的劃痕的總數(shù)。
實(shí)施例2與實(shí)施例1不同的是，作為第2溝槽組的溝槽，以在墊拋光面的中心互相連接、相鄰直線溝槽所成的夾角均為90°那樣形成4個(gè)從墊的中心至外周端的直線狀溝槽(各自寬1.0mm、深1.0mm)，以及由離開墊中心25mm的點(diǎn)開始至外周端形成28個(gè)直線狀溝槽，使任意相鄰的直線溝槽所成的夾角均為11.25°，除此之外，與實(shí)施例1同樣制造化學(xué)機(jī)械拋光墊。這里所形成的溝槽組的構(gòu)成相當(dāng)于圖2所示的概略圖。這里所形成的溝槽組的內(nèi)表面的表面粗糙度為3.9μm。
除了使用上述制成的拋光墊之外，與實(shí)施例1同樣進(jìn)行拋光速度、劃痕數(shù)的評價(jià)。結(jié)果是，拋光速度為220nm/min，沒有看到劃痕。
實(shí)施例3把64體積份(相當(dāng)于58質(zhì)量份)1，2-聚丁二烯(JSR公司生產(chǎn)的商品名“JSR RB830”)、16體積份(相當(dāng)于14質(zhì)量份)的1，2-聚丁二烯與聚苯乙烯的嵌段共聚物(JSR公司生產(chǎn)的商品名“TR2827”)與20體積份(相當(dāng)于28質(zhì)量份)水溶性粒子β-環(huán)糊精(橫濱國際バイオ研究所(株)生產(chǎn)的商品名“デキシパ-ルβ-100”，平均粒徑20μm)用溫度調(diào)為160℃的ル-ダ-混合。然后，配合0.5體積份(相當(dāng)于0.56質(zhì)量份)的過氧化二枯基(日本油脂公司生產(chǎn)的商品名“パ-クミルD”)，在120℃進(jìn)一步混合，得到粒料。接著，把混合物于模具內(nèi)在180℃加熱10min，使其交聯(lián)，得到了直徑600mm、厚度2.5mm的圓盤狀成形物。其后，把此成形物的拋光面一側(cè)用加藤機(jī)械公司生產(chǎn)的切削加工機(jī)以節(jié)距1.5mm而形成寬0.5mm、深度1.0mm的同心圓狀溝槽(第1溝槽組的溝槽)。進(jìn)而，由墊的中心至外周端形成8個(gè)直線狀溝槽(各自的寬為1.0mm、深1.0mm)，其在墊拋光面的中心互相連接，相鄰直線溝槽的夾角都為45°，進(jìn)而從離開墊中心25mm的點(diǎn)開始至外周端形成56個(gè)直線狀溝槽，使任意相鄰的直線溝槽所成的夾角均為5.625°(第2溝槽組的溝槽)。這里形成的溝槽組的構(gòu)成相當(dāng)于如圖3所示的概略圖。再者，這里形成的溝槽組的內(nèi)表面的表面粗糙度為4.7μm。
除了使用上述制成的拋光墊之外，與實(shí)施例1同樣進(jìn)行拋光速度、劃痕數(shù)的評價(jià)。結(jié)果是，拋光速度為185nm/min，沒有看到劃痕。
實(shí)施例4把56體積份(相當(dāng)于48質(zhì)量份)1，2-聚丁二烯(JSR公司生產(chǎn)的商品名“JSR RB830”)、14體積份(相當(dāng)于12質(zhì)量份)的聚苯乙烯(エ-·アンド·エンスチレン公司生產(chǎn)的商品名“GPPS HF55”)與30體積份(相當(dāng)于40質(zhì)量份)水溶性粒子β-環(huán)糊精(橫濱國際バイオ研究所(株)生產(chǎn)的商品名“デキシパ-ルβ-100”，平均粒徑20μm)用溫度調(diào)為160℃的ル-ダ-混合。然后，配合0.5體積份(相當(dāng)于0.56質(zhì)量份)的過氧化二枯基(日本油脂公司生產(chǎn)的商品名“パ-クミルD”)，在120℃進(jìn)一步混合，得到粒料。接著，把混合物于模具內(nèi)在180℃加熱10min，使其交聯(lián)，得到了直徑600mm、厚度2.8mm的圓盤狀成形物。其后，把此成形物的拋光面一側(cè)用加藤機(jī)械公司生產(chǎn)的切削加工機(jī)形成寬0.5mm、節(jié)距2.0mm、深度1.4mm的同心圓狀溝槽(第1溝槽組的溝槽)。作為第2溝槽組的溝槽，除了溝槽深度為1.4mm之外，與實(shí)施例2中的第2溝槽組的溝槽同樣地形成。這里形成的溝槽組的內(nèi)表面的表面粗糙度為3.5μm。
實(shí)施例5與實(shí)施例1不同的是，作為第2溝槽組的溝槽，以在墊拋光面的中心互相連接、相鄰直線溝槽所成的夾角均為90°那樣形成4個(gè)從墊中心至外周部分的直線狀溝槽(各自寬1.0mm、深1.0mm)，從離開墊中心25mm的點(diǎn)開始至外周端形成28個(gè)直線狀溝槽，使任意相鄰的直線溝槽所成的夾角均為11.25°，進(jìn)一步地從離開墊中心75mm的點(diǎn)開始至外周端形成32個(gè)直線狀溝槽，使任意相鄰的直線溝槽所成的夾角均為5.625°，除此之外，與實(shí)施例1同樣制造化學(xué)機(jī)械拋光墊。這里形成的溝槽組的構(gòu)成相當(dāng)于如圖8所示的概略圖。再者，這里形成的溝槽組的內(nèi)表面的表面粗糙度為4.0μm。
除了使用上述制成的拋光墊之外，與實(shí)施例1同樣進(jìn)行拋光速度、劃痕數(shù)的評價(jià)。結(jié)果是，拋光速度為225nm/min，沒有看到劃痕。
實(shí)施例6把80體積份(相當(dāng)于72質(zhì)量份)1，2-聚丁二烯(JSR公司生產(chǎn)的商品名“JSR RB830”)與20體積份(相當(dāng)于28質(zhì)量份)水溶性粒子β-環(huán)糊精(橫濱國際バイオ研究所(株)生產(chǎn)的商品名“デキシパ-ルβ-100”，平均粒徑20μm)用溫度調(diào)為160℃的ル-ダ-混合。然后，配合0.12體積份(相當(dāng)于0.13質(zhì)量份)的過氧化二枯基(日本油脂公司生產(chǎn)的商品名“パ-クミルD”)，在120℃進(jìn)一步混合，得到粒料。接著，把混合物于模具內(nèi)在170℃加熱18min，使其交聯(lián)，得到了直徑800mm、厚度2.5mm的圓盤狀成形物。其后，在此成形物上形成與實(shí)施例1同樣的溝槽組。這里形成的溝槽組的內(nèi)表面的表面粗糙度為3.5μm。從此直徑800mm的拋光墊的中心部分切取直徑600mm部分，與實(shí)施例1同樣進(jìn)行拋光速度、劃痕數(shù)的評價(jià)。結(jié)果是，拋光速度為254nm/min，沒有看到劃痕。
實(shí)施例7除了把實(shí)施例2中最后形成的28個(gè)直線溝槽各自形成為間隔2mm的2條直線溝槽之外，與實(shí)施例2同樣制造化學(xué)機(jī)械拋光墊。這里形成的溝槽組相當(dāng)于圖9所示的概略圖。除了使用這里制造的拋光墊之外，與實(shí)施例1同樣進(jìn)行拋光速度、劃痕數(shù)的評價(jià)。結(jié)果是，拋光速度為233nm/min，沒有看到劃痕。
由于間隔2mm的2個(gè)直線溝槽是從墊的中心部分行往周邊部分按相同的2mm間隔形成的，所以雖然2個(gè)直線溝槽各自是從墊的中心部分發(fā)出的，但與墊的直徑方向不一致，稍有偏離。
實(shí)施例8把28.2質(zhì)量份的分子兩末端有2個(gè)羥基的數(shù)均分子量650的聚四亞甲基二醇(三菱化學(xué)公司生產(chǎn)的PTMG650)與21.7質(zhì)量份的4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(住化バイエルウレタン公司制造的スミジユ-ル44S)加入到反應(yīng)器中，攪拌下保持90℃進(jìn)行3h反應(yīng)，然后冷卻，得到兩末端為異氰酸酯基的預(yù)聚物。
用21.6質(zhì)量份的有3個(gè)羥基的數(shù)均分子量330的聚丙二醇(日本油脂公司生產(chǎn)的ユニオ—ルTG330，是甘油與氧化丙烯的加成反應(yīng)產(chǎn)物)與6.9質(zhì)量份的聚四亞甲基二醇(PTMG650)為交聯(lián)劑，攪拌下于其中分散14.5質(zhì)量份的水溶性粒子β-環(huán)糊精(橫濱國際バイオ研究所(株)生產(chǎn)的商品名“デキシパ-ルβ-100”，平均粒徑20μm)，進(jìn)而攪拌下溶解0.1質(zhì)量份的反應(yīng)促進(jìn)劑2-甲基三亞乙基二胺(三共エア-プロダクツ公司生產(chǎn)的商品名Me-DABCO)。把此混合物加入到上述含有兩端異氰酸酯預(yù)聚物的反應(yīng)容器中。
進(jìn)而向上述含有兩端異氰酸酯預(yù)聚物的反應(yīng)容器中加入21.6質(zhì)量份的4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(スミジユ-ル44S)，在室溫以200轉(zhuǎn)攪拌2min，進(jìn)一步減壓脫泡而得到原料混合物。
把此原料混合物注入直徑60cm、厚度3mm的模具中，在保持80℃條件下進(jìn)行聚氨酯的聚合20min，進(jìn)而在110℃進(jìn)行5h的后固化，得到直徑600mm、厚度2.5mm的成形物。然后，在此成形物上形成與實(shí)施例1同樣的溝槽組。這里形成的溝槽組的內(nèi)表面的表面粗糙度為3.0μm。
除了使用上述制成的拋光墊之外，與實(shí)施例1同樣進(jìn)行拋光速度、劃痕數(shù)的評價(jià)。結(jié)果是，拋光速度為231nm/min，沒有看到劃痕。
比較例1除了制作與實(shí)施例1同樣大小的圓盤狀成形物并用市售的切削加工機(jī)在拋光面一側(cè)上只形成寬0.5mm、節(jié)距2.0mm、深度1.0mm的同心圓狀溝槽(第1溝槽組的溝槽)之外，與實(shí)施例1同樣制造化學(xué)機(jī)械拋光墊。這里所形成的溝槽組的內(nèi)表面的表面粗糙度為4.8μm。
除了使用此拋光墊之外，與實(shí)施例1同樣進(jìn)行拋光速度、有無劃痕的評價(jià)。結(jié)果是，拋光速度為200nm/min，劃痕數(shù)為15個(gè)。
比較例2除了制作與實(shí)施例1同樣大小的圓盤狀成形物、在拋光面一側(cè)上沒有形成第1溝槽組的同心圓狀溝槽而只形成第2溝槽組的溝槽之外，與實(shí)施例1同樣制造化學(xué)機(jī)械拋光墊。這里所形成的溝槽組的內(nèi)表面的表面粗糙度為4.5μm。
除了使用此拋光墊之外，與實(shí)施例1同樣進(jìn)行拋光速度、有無劃痕的評價(jià)。結(jié)果是，拋光速度為120nm/min，劃痕數(shù)為25個(gè)。
比較例3除了制作與實(shí)施例1同樣大小的圓盤狀成形物并用市售的切削加工機(jī)在拋光面一側(cè)上形成寬1.0mm、節(jié)距10.0mm、深度1.0mm的格狀溝槽之外，與實(shí)施例1同樣制造化學(xué)機(jī)械拋光墊。這里所形成的溝槽組的內(nèi)表面的表面粗糙度為5.5μm。
使用此拋光墊，與實(shí)施例1同樣進(jìn)行拋光速度、有無劃痕的評價(jià)。結(jié)果是，拋光速度為150nm/min，劃痕數(shù)為50個(gè)。
由上表明，本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光墊是一種充分抑制了被拋光面上劃痕的產(chǎn)生而且拋光速度優(yōu)異的墊，使用了此拋光墊的本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光方法是一種在大的拋光速度下給出優(yōu)異表面狀態(tài)的被拋光物的方法。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械拋光墊，其特征在于，有拋光面、與拋光面對向的非拋光面和規(guī)定這些面的側(cè)面，該拋光面上有至少2個(gè)各自由多個(gè)溝槽構(gòu)成的溝槽組，且上述2個(gè)溝槽組由以下構(gòu)成(i)與從拋光面的中心部分行往周邊部分的1個(gè)假想直線交叉的多個(gè)第1溝槽構(gòu)成的第1溝槽組，此多個(gè)第1溝槽彼此互相不交叉，和(ii)由多條沿從拋光面的中心部分行往周邊部分的方向延伸且與上述第1溝槽組的第1溝槽交叉的第2溝槽所構(gòu)成的第2溝槽組，此多個(gè)第2溝槽彼此互相不交叉。
2.權(quán)利要求項(xiàng)1所述的墊，其特征在于它有圓盤狀外形而且相對向的圓形頂面與圓形底面分別為拋光面和非拋光面。
3.權(quán)利要求項(xiàng)1所述的墊，其特征在于所述的多個(gè)第1溝槽是由同心配置且直徑不同的多個(gè)溝槽所構(gòu)成或多個(gè)螺旋狀溝槽所構(gòu)成。
4.權(quán)利要求項(xiàng)3所述的墊，其特征在于所述同心配置的直徑不同的多個(gè)溝槽的數(shù)目為20～400個(gè)。
5.權(quán)利要求項(xiàng)3所述的墊，其特征在于所述多個(gè)螺旋狀溝槽的數(shù)目為2～10個(gè)。
6.權(quán)利要求項(xiàng)1所述的墊，其特征在于所述第1溝槽的溝槽寬為0.1mm以上且溝槽深度為0.1mm以上，而且多個(gè)第1溝槽與假想直線鄰接的交叉點(diǎn)之間的距離中的最小距離在0.05mm以上。
7.權(quán)利要求項(xiàng)1所述的墊，其特征在于所述多個(gè)第2溝槽由多個(gè)從中心部分出發(fā)行往周邊部分的直線狀溝槽構(gòu)成且其中至少1個(gè)溝槽到達(dá)墊的側(cè)面。
8.權(quán)利要求項(xiàng)1所述的墊，其特征在于所述多個(gè)第2溝槽由多個(gè)從中心部分出發(fā)行往周邊部分的直線狀溝槽與多個(gè)從中心部分與周邊部分的中途出發(fā)行往周邊部分的直線狀溝槽構(gòu)成，且其中至少1個(gè)溝槽到達(dá)墊的側(cè)面。
9.權(quán)利要求項(xiàng)7或8所述的墊，其特征在于所述多個(gè)第2溝槽是由2個(gè)平行的直線狀溝槽對所構(gòu)成。
10.權(quán)利要求項(xiàng)7或8所述的墊，其特征在于所述多個(gè)第2溝槽由4～65個(gè)直線狀溝槽所構(gòu)成。
11.權(quán)利要求項(xiàng)7所述的墊，其特征在于所述第2溝槽具有0.1mm以上的溝槽寬度和0.1mm以上的溝槽深度。
12.化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于使用了權(quán)利要求項(xiàng)1所述的化學(xué)機(jī)械拋光墊。
13.一種化學(xué)機(jī)械拋光墊，其特征在于具有拋光面、與其對面的非拋光面以及規(guī)定這些面的側(cè)面，所述拋光面由各自由多個(gè)溝槽構(gòu)成的至少2個(gè)溝槽組所構(gòu)成，且上述2個(gè)溝槽組具有(i)從拋光面的中心部分行往周邊部分螺旋線逐漸擴(kuò)大的1個(gè)第1螺旋狀溝槽，和(ii)由多個(gè)沿從拋光面的中心部分行往周邊部分的方向延伸且與上述螺旋狀溝槽交叉的第2溝槽所構(gòu)成的第2溝槽組，此多個(gè)第2溝槽彼此互相不交叉。
14.權(quán)利要求項(xiàng)13所述的墊，其特征在于它有圓盤狀外形而且相對向的圓形頂面與圓形底面各自為拋光面和非拋光面。
15.權(quán)利要求項(xiàng)13所述的墊，其特征在于所述螺旋狀溝槽的圈數(shù)為20～400。
16.權(quán)利要求項(xiàng)13所述的墊，其特征在于所述第1螺旋狀溝槽有0.1mm以上的溝槽寬度和0.1mm以上的溝槽深度，且此第1螺旋狀溝槽與從拋光面的中心部分行往周邊部分的1根假想直線鄰接的交叉點(diǎn)之間的距離中最小的距離在0.05mm以上。
17.權(quán)利要求項(xiàng)13所述的墊，其特征在于所述多個(gè)第2溝槽由多個(gè)從中心部分發(fā)行往周邊部分的直線狀溝槽構(gòu)成，且其中至少1個(gè)溝槽到達(dá)墊的側(cè)面。
18.權(quán)利要求項(xiàng)13所述的墊，其特征在于所述多個(gè)第2溝槽由多個(gè)從中心部分出發(fā)行往周邊部分的直線狀溝槽與多個(gè)從中心部分與周邊部分的中途出發(fā)行往周邊部分的直線狀溝槽構(gòu)成，且其中至少1個(gè)溝槽到達(dá)墊的側(cè)面。
19.權(quán)利要求項(xiàng)17或18所述的墊，其特征在于所述多個(gè)第2溝槽由2個(gè)平行的直線狀溝槽對所構(gòu)成。
20.權(quán)利要求項(xiàng)17或18所述的墊，其特征在于所述多個(gè)第2溝槽由4～65個(gè)直線狀溝槽所構(gòu)成。
21.權(quán)利要求項(xiàng)17所述的墊，其特征在于所述第2溝槽具有0.1mm以上的溝槽寬度和0.1mm以上的溝槽深度。
22.化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于使用權(quán)利要求項(xiàng)13所述的化學(xué)機(jī)械拋光墊。
全文摘要
化學(xué)機(jī)械拋光墊，其具有拋光面、與此對面的非拋光面以及規(guī)定這些面的側(cè)面，其中所述的拋光面有(i)與從拋光面的中心部分行往周邊部分的一條假想直線交叉的多個(gè)第1溝槽構(gòu)成的第1溝槽組，此多個(gè)第1溝槽彼此互相不交叉，或從拋光面的中心部分行往周邊部分螺旋線逐漸擴(kuò)大的1個(gè)第1螺旋狀溝槽任意一種，和(ii)由多個(gè)沿從拋光面的中心部分行往周邊部分的方向延伸且與上述第1溝槽組的第1溝槽或第1螺旋狀溝槽任一者交叉的第2溝槽所構(gòu)成的第2溝槽組，此多個(gè)第2溝槽彼此互相不交叉。此化學(xué)機(jī)械拋光墊充分抑制了被拋光面上劃痕的產(chǎn)生，且拋光速度優(yōu)異，因此利于在化學(xué)機(jī)械拋光方法中使用。
文檔編號(hào)H01L21/304GK1864929SQ200510073749
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
發(fā)明者志保浩司, 田野裕之, 保坂幸生, 西村秀樹 申請人:Jsr株式會(huì)社