[发明专利]抛光层用聚氨酯、抛光层及抛光垫

说明书

本发明提供一种抛光层用聚氨酯、使用其的抛光层及抛光垫，所述抛光层用聚氨酯具有由下述式(I)表示的末端基团，R－(OX)_n－···(I)[式(I)中，R表示碳原子数1～30的一价烃基，该一价烃基任选被杂原子取代、任选夹杂有杂原子，X表示90～100％为亚乙基的碳原子数2～4的亚烷基，n表示8～120的数]。

技术领域

本发明涉及可优选用作抛光垫的抛光层的材料的聚氨酯、使用了其的抛光层及使用了它们的抛光垫。

背景技术

目前，为了对作为半导体、硅晶片等的基板材料、作为硬盘、液晶显示器、透镜的材料的玻璃进行镜面加工、或为了将半导体装置的制造工序中由绝缘膜、金属膜形成的凹凸进行平坦化，利用了使用抛光浆料通过抛光垫对被抛光面进行抛光的化学机械抛光法(CMP)。在CMP中，要求高精度化、低成本化。因此，在确保比现有更高的平坦化性、平滑性的同时，要求减少表面的划痕、改善抛光速度及其稳定性，还要求能够长时间使用等进一步的高性能化。特别是在半导体装置的制造中，伴随着近些年的高集成化及多层布线化的发展，强烈要求提高平坦化性和低划痕性，所述平坦化性是以较少的抛光量、以较短的抛光时间将被抛光材料的表面(以下也称为被抛光面)进行平坦化的性能，所述低划痕性是在抛光时不易损伤被抛光面的性能。

作为抛光垫，已知如下抛光垫：使用了将聚氨酯树脂含浸于无纺布而成的无纺布类型的抛光层的抛光垫、使用了将双组分固化型聚氨酯浇铸发泡成型后通过适宜的磨削或切割而制造的发泡聚氨酯类型的抛光层的抛光垫。通常，无纺布类型的抛光层为低弹性且软质，发泡聚氨酯类型的抛光层为高弹性且高刚性。

与使用了发泡聚氨酯类型的抛光层的抛光垫相比，使用了现有的无纺布类型的抛光层的抛光垫与被抛光面接触的面(以下，也称为抛光面)是柔软的，因此低划痕性优异。另一方面，由于是低弹性的，因此平坦化性差。另外，含浸于无纺布中的聚氨酯树脂容易在厚度方向上不均匀地存在，因此，伴随着抛光层的磨损，抛光特性有时经时地发生改变。

另一方面，使用了发泡聚氨酯类型的抛光层的抛光垫是高刚性的，因此平坦化性高。另一方面，在抛光时容易对被抛光面的凸部局部地施加负载，而且抛光屑容易堆积在气孔中，因此低划痕性差。另外，由于发泡聚氨酯制造时的反应和发泡不均匀，因此发泡结构容易产生偏差。发泡结构的偏差会使抛光速度、平坦化性等抛光特性产生偏差。

要求兼具优异的平坦化性和低划痕性的抛光层，其解决了无纺布类型的抛光层及发泡聚氨酯类型的抛光层的各自的问题。然而，现有的发泡聚氨酯类型的抛光层、无纺布类型的抛光层难以满足该要求。为了进一步提高发泡聚氨酯类型的抛光层的平坦化性，必须有更高的硬度。但是，如果提高抛光垫的硬度，则通常低划痕性会降低。因此，对于发泡聚氨酯类型的抛光层而言，高平坦化性与优异的低划痕性为折衷选择的关系，因此难以得到充分兼具优异的平坦化性和低划痕性的抛光层。

作为解决这样的问题的技术，下述专利文献1及下述专利文献2公开了一种抛光层，其使用了将水溶性物质分散于非水溶性的热塑性聚合物中而成的片。另外，下述专利文献3中公开了一种抛光层，其使用了将水溶性颗粒分散于含有交联聚合物的非水溶性基质材料中而成的片。然而，这些抛光层未充分兼顾高平坦化性和优异的低划痕性。而且，由于这些抛光层包含水溶性物质，因此也存在这些物质在抛光时溶出而对抛光特性造成不良影响的隐患。此外，由于水溶性物质容易不均匀地分散在作为基质的非水溶性聚合物中，因此也存在抛光特性出现偏差的隐患。