研磨垫及其制造方法与流程

本发明涉及研磨垫及其制造方法。特别涉及用于研磨硅、硬盘、液晶显示器用的母玻璃、半导体器件的研磨垫及其制造方法。

背景技术：

1、光学材料、半导体器件、硬盘、玻璃基板等材料的表面要求平坦性，因此使用研磨垫进行游离磨粒方式的研磨。游离磨粒方式是一边向研磨垫与被研磨物之间供给包含磨粒的浆料(研磨液)一边对被研磨物的加工面进行研磨加工的方法。

2、半导体器件的研磨通过所谓的化学机械研磨(chemical mechanical polishing，cmp)法来进行，该化学机械研磨法通过研磨浆料中包含的化学成分的作用，使由研磨剂和研磨对象物的相对运动所引起的机械研磨(表面除去)效果增大，得到高速且平滑的研磨面。

3、研磨垫大致分为将通过湿式成膜法形成的树脂片作为研磨层的研磨垫(软质研磨垫)、以及通过预聚物与固化剂的反应使其固化而成型聚氨酯(干式法)并将其切片而得到的研磨垫(硬质研磨垫)。软质研磨垫在树脂片内具有多个泪滴形的大气泡，因此与硬质研磨垫相比柔软，适合用于被研磨物的精研磨。

4、硬质研磨垫与软质研磨垫相比硬质且研磨速率(单位时间的研磨量)优异，因此多用于被研磨物的初期研磨等。另一方面，将通过湿式成膜法形成的树脂片作为研磨层的研磨垫为软质。对于半导体器件等的研磨中使用的研磨垫，随着对被研磨物的无缺陷化、平坦化特性的要求日益提高，以精研磨工序为中心，利用软质研磨垫的情形正在增加。

5、由于软质研磨垫用于精研磨，因此要求在研磨加工中不易在被研磨物表面产生划痕伤的研磨垫。专利文献1中记载了为了改善因通过湿式成膜法形成的氨基甲酸酯树脂中的成膜助剂在凝固处理后也会残留而产生的划痕的问题，通过使用具有醇羟基的化合物作为成膜助剂，使湿式成膜后的研磨垫中所含的成膜助剂的残留量减少。

6、另外，构成研磨垫的聚氨酯树脂一般为疏水性，因此与浆料的亲和性差，存在浆料难以滞留在研磨垫上的问题。针对该问题，在专利文献2~3中记载了通过使用由在侧链以悬挂状具有环氧乙烷的重复单元的二醇与多异氰酸酯构成的氨基甲酸酯预聚物，从而在由氨基甲酸酯树脂构成的研磨垫的表面导入亲水性的环氧乙烷的重复单元，由此改善研磨浆料对研磨垫的润湿性。另外，专利文献4中记载了通过使用含有聚乙二醇或环氧乙烷的重复单元的亲水性部分的多元醇共混物来聚合聚氨酯树脂，从而在不降低平坦化效率的情况下改善缺陷率。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本特开2023-44910号公报

10、专利文献2：日本特开2007-63323号公报

11、专利文献3：日本特开2007-63324号公报

12、专利文献4：日本特开2018-43342号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、然而，在cmp技术中，从生产率的效率化、成品率提高的观点出发，需要使研磨速率稳定化。特别是，研磨开始时的研磨速度比稳定状态下的研磨速度小，因此要求进一步缩短直到研磨速度大致恒定为止的无效研磨所花费的时间(启动处理时间)，。

3、然而，专利文献1的研磨垫虽然是将通过湿式成膜法形成的树脂片作为研磨层的研磨垫，但其目的在于：由于残留成膜助剂而产生凝聚物，这会产生划痕，针对这一问题，通过不残留成膜助剂而减少划痕，其并未认识到启动处理时间的问题作为课题。

4、专利文献2~3的研磨垫是使用侧链具有环氧乙烷的重复单元的预聚物，通过与固化剂(扩链剂)的反应而固化成型的硬质研磨垫，并非包含通过湿式成膜法得到的树脂片的研磨垫。另外，在专利文献2~3中，只不过是测定在树脂表面滴加水时的接触角，也没有以启动时间的缩短化为课题。

5、专利文献4的研磨垫也同样是通过包含含氨基甲酸酯键的多异氰酸酯化合物的预聚物与固化剂(扩链剂)的反应而固化成型的干式研磨垫，并非包含通过湿式成膜法得到的树脂片的研磨垫。另外，专利文献4的研磨垫的目的在于不降低平坦化效率而提高缺陷率，并不以缩短启动时间为课题。

6、这样，专利文献1~专利文献4均未认识到将通过湿式成膜法形成的树脂片作为研磨层的研磨垫的启动时间的问题。

7、本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种将通过湿式成膜法形成的树脂片作为研磨层的研磨垫的启动性优异的研磨垫及其制造方法。

8、用于解决课题的方法

9、本发明人进行了深入研究，结果发现，在将包含具有多个泪滴形气泡的树脂片作为研磨层的研磨垫中，对上述研磨垫修整15分钟后的由使用了脉冲nmr的弛豫时间的测定结果得到的上述树脂片的非晶相成分的弛豫时间t2s,15min与对上述研磨垫进行修整前的干燥状态下的由使用了脉冲nmr的弛豫时间的测定结果得到的上述树脂片的非晶相成分的弛豫时间t2s,dry之差即δt2s,15min为0.35ms(毫秒)以上的研磨垫的启动性优异，从而完成了本发明。

10、本发明可以包括以下构成。

11、[1] 一种研磨垫，其包含具有多个泪滴形气泡且具有用于研磨被研磨物的研磨面的树脂片，其中，通过最小二乘法从自旋-自旋弛豫时间t2s长的成分起依次减去通过脉冲nmr得到的自由感应衰减信号(fid)，进行波形分离，由此按自旋-自旋弛豫时间t2s由长到短依次分为非晶相、界面相、晶相这3个成分，在该情况下，对于上述树脂片，对上述研磨垫修整15分钟后的由使用了脉冲nmr的弛豫时间的测定结果得到的上述树脂片的非晶相成分的弛豫时间t2s,15min与对上述研磨垫进行修整前的干燥状态下的由使用了脉冲nmr的弛豫时间的测定结果得到的上述树脂片的非晶相成分的弛豫时间t2s,dry之差即δt2s,15min为0.35ms以上。

12、[2] 根据[1]所述的研磨垫，其中，上述树脂片为聚氨酯片。

13、[3] 根据[1]或[2]所述的研磨垫，其中，对上述研磨垫分别修整15分钟、30分钟、60分钟、90分钟、120分钟的5个时间点时的由使用了脉冲nmr的弛豫时间的测定结果得到的上述非晶相成分的弛豫时间t2s的值的偏差即s.d.(t2s,15-120min)小于0.05ms。

14、[4] 根据[1]~[3]中任一项所述的研磨垫，其中，对上述研磨垫修整2小时后的由使用了脉冲nmr的弛豫时间的测定结果得到的上述非晶相成分的弛豫时间t2s,120min与对上述研磨垫进行修整前的干燥状态下的由使用了脉冲nmr的弛豫时间的测定结果得到的上述非晶相成分的弛豫时间t2s,dry之差即δt2s,120min为0.35ms以上。

15、[5] 根据[1]~[4]中任一项所述的研磨垫，其中，在对上述研磨垫进行修整时，由使用了脉冲nmr的弛豫时间的测定结果得到的上述非晶相成分的弛豫时间的值达到0.8ms以上所需要的修整时间为15分钟以内。

16、发明效果

17、根据本发明，能够得到启动性优异的研磨垫。另外，能够得到在被研磨物表面产生的划痕伤等缺陷得以减少的研磨垫。另外，能够得到具有高研磨速率的研磨垫。