TW201429622A

TW201429622A - 研磨墊

Info

Publication number: TW201429622A
Application number: TW102140686A
Authority: TW
Inventors: Kenji Nakamura
Original assignee: Toyo Tire & Rubber Co
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2014-08-01
Also published as: JP2014104521A; WO2014080729A1

Abstract

本發明之目的在於提供一種在研磨對象物表面不易產生刮傷，且長壽命型之研磨墊。本發明之研磨墊包含具有研磨區域及透光區域之研磨層，其特徵在於：研磨區域在表面上具有溝槽，並且透光區域之表面比研磨區域之表面凹陷，又，該凹陷量係前述溝槽深度之30至100%。

Description

研磨墊

技術領域

本發明係有關於一種在藉由化學機械拋光(CMP)使半導體晶圓等之研磨對象物表面之凹凸時使用之研磨墊，詳而言之，有關於一種具有用以藉由光學之手段檢測研磨狀況等之窗(透光區域)之研磨墊，及使用該研磨墊之半導體裝置之製造方法。

背景技術

製造半導體裝置時，於半導體晶圓(以下，亦稱為晶圓)表面形成導電性薄膜，且進行藉微影成像術、蝕刻等形成佈線層之形成步驟、或於佈線層上形成層間絕緣薄膜之步驟等，且藉該等步驟於晶圓表面產生由金屬等導電體或絕緣體所形成之凹凸。近年，以半導體積體電路之高密度化為目的，不斷發展佈線之微細化或多層佈線化，但使晶圓表面之凹凸平坦化之技術亦隨之益形重要。

使晶圓表面之凹凸平坦化之方法，一般採用CMP法。CMP係一種將晶圓之被研磨面壓在研磨墊之研磨面上，並在此狀態下利用散佈有研磨粒之漿液狀研磨劑(以下稱漿液)進行研磨之技術。

在CMP中一般使用之研磨裝置具有，例如，如圖1所示，用以支撐研磨墊1之研磨平台2、用以支撐研磨對象物(晶圓等)4之支撐台(拋光頭)5與用以對晶圓均勻加壓之背襯材、及研磨劑3之供給機構。例如，研磨墊1係藉由黏貼雙面膠帶而裝設於研磨平台2上。研磨平台2與支撐台5係配置成使各自所支撐之研磨墊1與研磨對象物4對向之狀態，並分別具有旋轉軸6、7。又，支撐台5側設有用以將研磨對象物4緊壓於研磨墊1上之加壓機構。

在進行如此之CMP方面，有晶圓表面平坦度判定之問題。即，必須檢測到達希望之表面特性或平面狀態之時間。以往，關於氧化膜之膜厚或研磨速度等，可進行定期地處理測試晶圓，且在確認結果後研磨處理成為製品之晶圓。

但是，在該方法中，處理測試晶圓之時間與成本會浪費，且未預先全部實施加工之測試晶圓與製品晶圓由於CMP特有之加載效果，故研磨結果會不同，且如果沒有實際地加工製品晶圓看看，正確預料加工結果是困難的。

因此，最近為了解決上述問題，希望有在CMP加工時，可當場檢出得到希望之表面特性或厚度之時間的方法。雖然如此之檢出使用種種不同方法，但是由測量精度或非接觸測量之空間分解能力方面來看，光學之檢測手段正在成為主流。

具體而言，光學之檢測手段係使光束通過窗(透光區域)且隔著研磨墊照射至晶圓上，且監測藉由該反射產生之干涉信號，藉此檢測研磨之終點的方法。

關於如此之光學之檢測手段之研磨終點檢測法及其方法使用之研磨墊已有種種提案。

例如，有人提出一種用於平坦化裝置之研磨體，該坦化裝置係用於在使研磨劑置於設置在平台上之研磨體與研磨對象物之間之狀態下，在前述研磨體與前述研磨對象物之間施加負載，且藉由相對移動，研磨前述研磨對象物，該研磨體之特徵在於具有1以上之開口部及設置於該開口部之窗，且前述窗之前述研磨對象物側之表面相對前述研磨體之表面凹陷，且該凹陷量階段地或連續地變化(專利文獻1)。

又，有人提出一種用於平坦化裝置之研磨體，該坦化裝置係在使研磨劑置於設置在平台上之研磨體與研磨對象物之間之狀態下，在前述研磨體與前述研磨對象物之間施加負載，且藉由相對移動，研磨前述研磨對象物，該研磨體之特徵在於具有1以上之開口部及設置於該開口部之窗，且前述窗係積層2片以上之透明材料(專利文獻2)。

又，有人提出一種化學機械研磨用之研磨墊，其包含：(a)第一研磨層，包含研磨表面與具有第一長度及第一寬度之第一開口部；(b)第二層，包含本體與具有第二長度及第二寬度之第二開口部，且該第二層具有與第一研磨層實質同一寬度，並且第一長度及第一寬度中至少一者係分別比第二長度及第二寬度小；及(c)實質透明之窗部份，係配置在第二層之第二開口部內以便與第一研磨層之第一開口部整合，且藉由間隙由第二層之本體分離(專利文獻3)。

另一方面，隨著半導體裝置之微細化，迄今更要求抑制半導體晶圓表面之刮傷之產生，且希望開發不易產生刮傷之研磨墊。又，由削減製造成本之觀點來看，希望開發長壽合型之研磨墊。

先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本特開2001-198802號公報

專利文獻2：日本特開2001-162520號公報

專利文獻3：日本特表2007-506280號公報

發明概要

本發明之目的在於提供一種在研磨對象物表面不易產生刮傷，且長壽命之研磨墊。

本發明人為解決前述課題再三鑽研後，發現藉由以下所示之研磨墊可達成上述目的，並完成本發明。

即，本發明係有關於一種研磨墊，其包含具有研磨區域及透光區域之研磨層，且其特徵在於：研磨區域在表面上具有溝槽，且透光區域之表面比研磨區域之表面更凹陷，又，該凹陷量係前述溝槽深度之30至100%。

藉由作成透光區域之表面由研磨區域之表面凹陷之構成，可防止研磨作業時研磨對象物之表面接觸透光區域之表面。結果，在研磨對象物表面上不易產生刮傷。又，藉由研磨對象物之研磨作業時及研磨區域表面之修整作業(銼磨齒作業)時研磨區域之磨耗，透光區域表面之凹陷逐漸變小，但是藉由使透光區域表面之凹陷量為研磨區域之溝槽深度之30至100%，可在維持光學檢測精度為高之情形下謀求研磨墊之長壽命化。如果使透光區域表面之凹陷量為研磨區域之溝槽深度之100%，直到研磨區域之溝槽消失為止都可維持透光區域之表面由研磨區域之表面凹陷之構造，因此由研磨墊之長壽命化之觀點來看是最好的。凹陷量小於溝槽深度之30%時，在短時間內透光區域表面因研磨區域之磨耗變成與研磨區域表面同高，或因與透光區域之接觸在研磨對象物表面上容易產生刮傷。因此，必須在短時間內更換研磨墊。另一方面，凹陷量超過溝槽深度之100%時，直到研磨區域之溝槽消失為止都可維持透光區域之表面由研磨區域之表面凹陷之構造，因此由研磨墊之長壽命化之觀點來看是好的。但是，在研磨墊之使用初期，透光區域表面之凹陷量大，因此大量漿液滯留在凹部份中，因此光學檢測精度降低，故不理想。

較佳地，本發明之研磨墊係依序積層有研磨區域、緩衝層及透明支撐薄膜；又，在貫穿研磨區域及緩衝層之開口部內且在透明支撐薄膜上設有透光區域。由於透光區域、研磨區域及緩衝層係成形在透明支撐薄膜上，所以即使在研磨作業中剝離透光區域及研磨區域(或緩衝層) 之力作用且由兩構件之邊界漏出漿液時，亦不會由透明支撐薄膜向下漏出漿液。

又，本發明之研磨墊亦可透過雙面接著片將具有研磨區域及透光區域之研磨層，及具有貫穿孔之緩衝層，以使透光區域與貫穿孔重疊之方式積層。

又，本發明係有關於包含使用前述研磨墊來研磨半導體晶圓之表面之步驟的半導體裝置之製造方法。

本發明之研磨墊由於具有上述構造，故在研磨對象物表面上不易產生刮傷，且具有長壽命。

1‧‧‧研磨墊

2‧‧‧研磨平台(platen)

3‧‧‧研磨劑(漿液)

4‧‧‧研磨對象物(半導體晶圓)

5‧‧‧支撐台(拋光頭)

6、7‧‧‧旋轉軸

8‧‧‧研磨區域

9‧‧‧透光區域

10‧‧‧開口部

11‧‧‧緩衝層

12‧‧‧透明支撐薄膜

13‧‧‧雙面接著片

14‧‧‧溝槽

15、16‧‧‧貫穿孔

圖1係顯示在CMP研磨使用之研磨裝置之一例的概略構成圖。

圖2係顯示本發明之研磨墊構造之一例的概略截面圖。

圖3係顯示本發明之研磨墊構造之另一例的概略截面圖。

用以實施發明之形態

本發明之研磨墊包含具有研磨區域及透光區域之研磨層，且研磨區域在表面上具有溝槽，並且透光區域之表面比研磨區域之表面凹陷，又，該凹陷量係前述溝槽深度之30至100%。

本發明之研磨墊可只是前述研磨層，亦可是研磨層與另一層(例如緩衝層、接著劑層及支撐薄膜等)之積層體。

圖2係顯示本發明之研磨墊構造之一例的概略截面圖。如圖2所示，研磨墊1係依序積層有研磨區域8、緩衝層11及透明支撐薄膜12；又，在貫穿研磨區域8及緩衝層11之開口部10內且在透明支撐薄膜12上設有透光區域9。又，在研磨區域8之表面上設有溝槽14。

圖3係顯示本發明之研磨墊構造之另一例的概略截面圖。如圖3所示，研磨墊1係具有研磨區域8及透光區域9之研磨層、及具有貫穿孔16之緩衝層11透過雙面接著片13積層，使前述透光區域9與前述貫穿孔16重疊。又，在研磨區域8之表面上設有溝槽14。

透光區域9之形成材料並無特殊限制，宜使用可在進行研磨之狀態下高精度地檢測光學終點，且在波長400至800nm之全範圍內透光率均在10%以上之材料，且更佳的是透光率在50%以上之材料。如此之材料舉例如：聚胺酯樹脂、聚酯樹脂、酚樹脂、尿素樹脂、蜜胺樹脂、環氧樹脂、及丙烯酸樹脂等之熱硬化性樹脂；聚胺酯樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、纖維素類樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、鹵素類樹脂(聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯等)、聚苯乙烯、烯烴類樹脂(聚乙烯、聚丙烯等)等之熱可塑性樹脂；丁二烯橡膠或異戊二烯橡膠等之橡膠；紫外線或電子束等之藉由光硬化之光硬化性樹脂；及感光性樹脂等。該等樹脂可單獨使用，亦可合併2種以上使用。

透光區域9之形成材料宜使用與研磨區域8之形成材料相同之材料，或類似於研磨區域8之物性之材料。特佳的是使用聚胺酯樹脂。

前述聚胺酯樹脂係由異氰酸酯成分、多元醇成分(高分子量多元醇、低分子量多元醇等)、及鏈伸長劑構成者。

異氰酸酯成分可舉例如：2,4-二異氰酸甲苯酯、2,6-二異氰酸甲苯酯、2,2’-二苯甲烷二異氰酸酯、2,4’-二苯甲烷二異氰酸酯、4,4’-二苯甲烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、間苯二異氰酸酯、對伸茬二異氰酸酯、間伸茬二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、1,4-環己烷二異氰酸酯、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯、二異氰酸異佛爾酮等。該等異氰酸酯成分可單獨使用，亦可合併2種以上使用。

高分子量多元醇可舉例如：以聚四亞甲基醚二醇為代表之聚醚多元醇；以聚丁烯己二酸酯為代表之聚酯多元醇；聚己內酯多元醇；以聚己內酯之類聚酯二醇與碳酸伸烷酯之反應物等為例之聚酯聚碳酸酯多元醇；使碳酸伸乙酯與多元醇反應，接著使得到之反應混合物與有機二羧酸反應形成之聚酯聚碳酸酯多元醇；及藉由聚羥基化合物與碳酸烯丙酯之轉酯作用得到之聚碳酸酯多元醇等。上述諸等可單獨使用，亦可合併2種以上使用。

又，除上述高分子量多元醇作為多元醇成分外，亦可並用乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,4-環己烷二甲醇、3-甲基-1,5-戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,4-雙(2-羥乙氧)苯等之低分子量多元醇。

鏈伸長劑可舉例如：乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,4-環己烷二甲醇、3-甲基-1,5-戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,4-雙(2-羥乙氧)苯等之低分子量多元醇類；或2,4-甲苯二胺、2,6-甲苯二胺、3,5-二甲基-2,4-甲苯二胺、4,4’-二-二級丁基-二胺二苯甲烷、4,4’-二胺二苯甲烷、3,3’-二氯-4,4’-二胺二苯甲烷、2,2',3,3’-四氯-4,4’-二胺二苯甲烷、4,4’-二胺-3,3’-二甲基-5,5’-二甲基二苯甲烷、3,3’-二甲基-4,4’-二胺二苯甲烷、4,4’-亞甲雙鄰胺苯甲酸甲酯、4,4’-亞甲雙鄰胺苯甲酸、4,4’-二胺二苯碸、N-N’-二-二級丁基-對苯二胺、4,4’-亞甲雙(3-氯-2,6-二苯胺)、4,4’-亞甲-雙(鄰-氯苯胺)、3,3’-二氯-4,4’-二胺-5,5’-二甲二苯甲烷、1,2-雙(2-胺基苯硫基)乙烷、1,3-丙二醇-二對胺苯甲酸酯、3,5-雙(甲硫基)-2,4-甲苯二胺等之聚胺類。上述諸等可僅用1種，亦可取2種以上混合使用。但是，就多胺類而言，由於本身著色，或使用該等多胺類形成之樹脂著色之情形亦多，所以宜混合至不會損及物性或透光性之程度。又，使用具有芳族碳氫化合物之化合物時，有在短波長側之透光率下降之傾向，因此最好不使用如此之化合物。又，鹵素基或硫醇基等之電子供給性基或電子吸引性基與芳香環鍵結之化合物有透光率下降之傾向，因此最好不使用如此之化合物。但是，宜混合至不損及短波長側所要求之透光性之程度。

前述聚胺酯樹脂中異氰酸酯成分、多元醇成分及鏈伸長劑之比，得依各自之分子量或由該等製造之透光區域所希望物性做各種變化。有機異氰酸酯之異氰酸酯基數相對於多元醇成分與鏈伸長劑之總官能基(羥基+胺基)數宜為0.95至1.15，更佳的是0.99至1.10。前述聚胺酯樹脂可運用熔融法、溶液法等公知之聚胺酯化技術製造，但考慮到成本、作業環境等因素，則宜以熔融法進行製造。

前述聚胺酯樹脂之聚合方法可為預聚合物法、直接聚合法中之任一方法，但由研磨時之聚胺酯樹脂之安定性及透明性之觀點來看，事先由異氰酸酯成分與多元醇成分合成端基為異氰酸酯之預聚合物，再使鏈伸長劑與該預聚合物反應之預聚合物法是較佳的。又，前述預聚合物之NCO重量%宜為2至8重量%左右，更佳的是3至7重量%左右。NCO重量%小於2重量%時，反應硬化花費之時間過長，有生產性降低之傾向，另一方面，NCO重量%超過8重量%時，反應速度會過快且產生空氣捲入等，有聚胺酯樹脂之透明性或透光率等之物理特性惡化之傾向。又，透光區域中有氣泡時，反射光之衰減因光散射而變大，有研磨終點檢測精度或膜厚測量精度降低之傾向。因此，為去除如此之氣泡而使透光區域成為無發泡體，宜在混合前述材料之前減壓至10Torr以下，藉此充分地去除材料包含之氣體。又，在混合後之攪拌步驟中，為了不混入氣泡，如果是通常使用之攪拌翼式混合器，則宜在轉數100rpm以下攪拌。又，在攪拌步驟中亦宜在減壓下進行。此外，自轉公轉式混合機即使是高旋轉氣泡亦不易混入，因此使用該混合機亦為進行攪拌、脫泡之較佳方法。

透光區域9之製作方法並無特殊限制，可藉由公知方法製作。例如，可使用利用帶鋸方式或刨削方式之切片機使藉由前述方法製造之聚胺酯樹脂塊體呈預定厚度之方式或使樹脂流入具有預定厚度之模穴且使樹脂硬化之方法，或者使用塗布技術或片成形技術之方法等。

透光區域9之ASKER D硬度宜為30至60度，且更佳的是30至50度。藉由使用該硬度之透光區域，可抑制透光區域之變形。

研磨區域8之形成材料可舉例如：聚胺酯樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、鹵素類樹脂(聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯等)、聚苯乙烯、烯烴類樹脂(聚乙烯、聚丙烯等)、環氧樹脂、感光性樹脂等。上述諸等可單獨使用，亦可合併2種以上使用。又，研磨區域之形成材料可與透光區域同組成亦可不同組成，但是以使用與透光區域所使用之形成材料同種之材料為佳。

聚胺酯樹脂因耐磨耗性佳，且藉原料組成之各種變化可容易地得到具有所希望物性之聚合物，故為特別適於作為研磨層之形成材料的材料。

使用之異氰酸酯成分並無特殊限制，可舉前述異氰酸酯成分為例。

使用之高分子量多元醇並無特殊限制，可舉前述高分子量多元醇為例。又，該等高分子量多元醇之數目平均分子量並無特殊限制，由得到之聚胺酯之彈性特性等之觀點來看，宜為500至2000。數目平均分子量小於500時，使用該高分子量多元醇之聚胺酯沒有足夠之彈性特性，成為脆聚合物。因此由該聚胺酯製造之研磨區域會過硬，且成為晶圓表面刮傷之原因。又，由於容易磨耗，故由墊壽命之觀點來看亦不佳。另一方面，數目平均分子量超過2000時，使用該高分子量多元醇之聚胺酯樹脂會過軟，因此由該聚胺酯製造之研磨區域有平坦化特性劣化之傾向。

又，多元醇成分除上述高分子量多元醇外，可並用前述低分子量多元醇。

鏈伸長劑可舉例如：以4,4’-亞甲雙(鄰氯苯胺)(MOCA)、2,6-二氯對苯二胺、4,4’-亞甲雙(2,3-二氯苯胺)、3,5-雙(甲硫基)-2,4-甲苯二胺、3,5-雙(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-二對胺苯甲酸酯、聚四亞甲基二醇-二對胺苯甲酸酯、1,2-雙(2-胺基苯硫基)乙烷、4,4’-二胺-3,3’-二異丙基-5,5’-二甲二苯甲烷、N-N’-二(二級丁基)-4,4’-二胺二苯甲烷、4,4’-二胺-3,3’-二乙-5,5’-二甲二苯甲烷、4,4’-二胺-3,3’,5,5’-四乙基二苯甲烷、4,4’-二胺-3,3’,5,5’-四異丙基二苯甲烷、間苯二胺、3,3’-二乙-4,4’-二胺二苯甲烷、間伸茬二胺、N,N’-二(二級丁基)對苯二胺、間對苯二胺、及對伸茬二胺等為例之多胺類，抑或上述低分子量多元醇。上述諸等可使用1種，亦可取2種以上混合使用。

前述聚胺酯樹脂中異氰酸酯成分、多元醇成分及鏈伸長劑之比，得依各自之分子量或由該等製造之研磨區域之所希望物性等做各種變化。為得到具有優異研磨特性之研磨區域，有機異氰酸酯之異氰酸酯基數相對於多元醇成分與鏈伸長劑之總官能基(羥基+胺基)數宜為0.95至1.15，更佳的是0.99至1.10。

聚胺酯樹脂可藉由與前述方法同樣之方法製造。又，視必要亦可加入抗氧化劑等安定劑，界面活性劑，潤滑劑，顏料，實心珠粒、水溶性粒子及乳化粒子等之填充劑，抗靜電劑，研磨粒，其他添加劑。

研磨區域宜為微細發泡體。藉由作成微細發泡體，可保持漿液於表面之微細孔中，且可增加研磨速度。

使聚胺酯樹脂微細發泡之方法，可舉藉由添加中空珠粒之方法、機械性發泡法、及化學性發泡法等發泡之方法為例。又，亦可混合使用各方法，但是以使用了矽型界面活性劑之機械性發泡法尤佳，該矽型界面活性劑乃聚烷基矽氧與聚醚之共聚物。該矽型界面活性劑可舉SH-192及L-5340(Dow Corning Toray‧Silicone公司製)等合適化合物為例。

以下說明製造微細氣泡型之聚胺酯發泡體之方法的例子。該聚胺酯發泡體之製造方法具有以下步驟。

1)製作端基為異氰酸酯之預聚合物之氣泡分散液之發泡步驟

於端基為異氰酸酯之預聚合物(第1成分)中添加矽型界面活性劑，且在非反應性氣體存在下攪拌，使非反應性氣體分散為微細氣泡而作成氣泡分散液。前述預聚合物在常溫下為固體時預熱至適當溫度，且熔融使用。

2)硬化劑(鏈伸長劑)混合步驟

於上述氣泡分散液中添加鏈伸長劑(第2成分)，混合攪拌而作成發泡反應液。

3)鑄模步驟

將上述發泡反應液流入模具中。

4)硬化步驟

加熱流入模具中之發泡反應液，使其反應硬化。

為形成微細氣泡所使用之非反應性氣體宜為不具可燃性者，具體而言，可舉氮、氧、二氧化碳、氦或氬等惰性氣體或該等氣體之混合氣體為例，且使用乾燥去除水分之空氣在成本上是最好的。

使非反應性氣體成為微細氣泡狀且分散至包含矽型界面活性劑之端基為異氰酸酯之預聚合物的攪拌裝置可無特殊限制地使用公知之攪拌裝置，具體而言，可舉均質器、溶解器、雙軸行星型混合器(行星混合器)等為例。攪拌裝置之攪拌翼形狀亦無特殊限制，但是，使用攪打器型攪拌翼時可得到微細氣泡，故是較佳的。

又，在攪拌步驟中作成氣泡分散液之攪拌，及在混合步驟中添加鏈伸長劑且混合之攪拌使用不同攪拌裝置亦是較佳態樣。特別地，混合步驟之攪拌亦可是不形成氣泡之攪拌，且最好使用不捲入大氣泡之攪拌裝置。如此之攪拌裝置宜為行星型混合器。發泡步驟與混合步驟之攪拌裝置亦可使用同一攪拌裝置，且依需要進行調整攪拌翼之旋轉速度等之攪拌條件之調整來使用亦是合適的。

聚胺酯發泡體之製造方法中，使發泡反應液流入模具中直到不流動為止且加熱、後硬化反應後之發泡體具有提高發泡體之物理特性之效果，非常理想。亦可以使發泡反應液流入模具中且立即放入加熱烘箱中進行後硬化作為條件，且即使在如此條件下熱亦不會立即傳送至反應成分，因此氣泡直徑不會變大。為氣泡形狀安定，硬化反應宜在常壓下進行。

在製造聚胺酯樹脂時，亦可使用促進3級胺型、有機錫型等之公知聚胺酯反應的觸媒。觸媒之種類、添加量係考慮混合步驟後，流入預定形狀之模具之流動時間來選擇。

聚胺酯發泡體之製造可採秤量各成份後投入容器並攪拌之批式製造方式，亦可採用於攪拌裝置連續供給各成分與非反應性氣體後攪拌，並送出氣泡分散液製造成形品之連續生產方式。

前述聚胺酯發泡體之平均氣泡直徑宜為30至80μm，且更佳的是30至60μm。若脫離此範圍，則有研磨速度降低，或研磨後之研磨對象物(晶圓)之平面性(平坦性)降低之傾向。

軟質聚胺酯發泡體之比重宜為0.5至1.3。比重小於0.5時，有研磨區域之表面強度下降，且研磨對象物之平面性降低之傾向。又，大於1.3時，雖然研磨區域表面之氣泡數減少，且平面性良好，但有研磨速度下降之傾向。

聚胺酯發泡體之硬度，宜依ASKER D型硬度計為45至70度。ASKER D型硬度小於45度時，研磨對象物之平面性降低，又，大於70度時，平面性雖良好，但有研磨對象物之均勻度(均一性)下降之傾向。

研磨區域8可將如上所述地製成之聚胺酯發泡體切斷成預定尺寸來製造。

研磨區域8在與晶圓接觸之研磨側表面上設有用以保持、更換漿液之溝槽14(凹凸構造)。研磨區域由微細發泡體形成時研磨表面具有許多開口，並具有保持漿液之作用，但為更有效率地達成漿液之保持性與漿液之更換，且防止因晶圓之吸附以致誘發脫夾錯誤、破壞晶圓或研磨效率降低，亦宜在研磨側表面設置溝槽。溝槽14只要是可保持、更換漿液之表面形狀即可，並無特殊限制，可舉例如：XY細長溝槽、同心圓狀溝槽，貫通孔，未貫通孔，多角柱、圓柱、螺旋狀溝槽，偏心圓形溝槽，放射狀溝槽及該等溝槽之組合。又，溝槽間距、溝槽寬度、溝槽深度等亦無特殊限制且可適當選擇。又，該等凹凸構造一般具有規則性，但為使漿液之保持、更換性佳，亦可每某一範圍改變溝槽間距、溝槽寬度、溝槽深度等。

研磨區域8之厚度並無特殊限制，但通常約為0.8至4mm左右，且宜為1.2至2.5mm。製作前述厚度之研磨區域之方法可舉例如：使用帶鋸方式或刨削方式之切片機使前述微細發泡體之塊體呈預定厚度之方法，使樹脂流入具有預定厚度之模穴之模具且使樹脂硬化之方法，及使用塗布技術或片成形技術之方法等。

溝槽14之深度並無特殊限制，通常係研磨區域8之厚度20至70%，且更佳的是20至50%。

緩衝層11係補充研磨區域8之特性者。緩衝層11係，在CMP中，為使折衷關係中之平面性與均勻度兩者並立所必須。所謂平面性係指研磨圖案形成時產生有微小凹凸之研磨對象物後的圖案部之平坦性，均勻度係指研磨對象物全體之均一性。藉由研磨區域8之特性，改善平面性，並藉由緩衝層11之特性改善均勻度。在本發明之研磨墊中，緩衝層11宜使用比研磨區域8柔軟者。

緩衝層11之形成材料並無特殊限制，但可舉例如：：聚酯不織布、尼龍不織布、及丙烯酸不織布等纖維不織布；浸漬聚胺酯之聚酯不織布之類之浸樹脂不織布；聚胺酯泡棉、聚乙烯泡棉等高分子樹脂發泡體；丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠等橡膠性樹脂；及感光性樹脂等。

圖2之透明支撐薄膜12係在透明性高之樹脂薄膜之一面或兩面上設有接著劑層者。樹脂薄膜之材料可舉例如：聚對苯二甲酸乙二酯等之聚酯；聚丙烯；聚苯乙烯；聚醯亞胺；聚乙烯醇；聚氯乙烯；聚氟乙烯等之含氟樹脂；尼龍；纖維素；聚碳酸酯等常用工程塑膠；聚醚醯亞胺、聚醚醚酮、及聚醚碸等特殊工程塑膠等。接著劑層之組成可舉例如橡膠類接著劑及丙烯酸類接著劑等為例。為黏貼前述樹脂薄膜在緩衝層11或研磨平台2上，及為黏貼透光區域9在前述樹脂薄膜上，可設置透明支撐薄膜12之接著劑層。

樹脂薄膜之厚度並無特殊限制，但由透明性及強度等觀點來看宜為20至200μm左右。

透明支撐薄膜12必須使用完全塞住至少開口部10之尺寸者，通常使用與緩衝層11同樣大小者。

圖2之研磨墊1之製造方法並無特殊限制，可考慮種種方法，但是以下說明具體之例子。

例1

黏貼研磨區域8及緩衝層11，然後，形成貫穿研磨區域8及緩衝層11之開口部10。然後，黏貼透明支撐薄膜12在緩衝層11之一面上。接著，在開口部10內且在透明支撐薄膜12上設置透光區域9。

例2

黏貼研磨區域8及緩衝層11，然後，形成貫穿研磨區域8及緩衝層11之開口部10。然後，黏貼透明支撐薄膜12在緩衝層11之一面上。接著，在開口部10內且在透明支撐薄膜12上注入透光樹脂組成物，且藉由加熱、照射光或濕氣等使其硬化而形成透光區域9。

又，圖3之研磨墊1之製造方法亦無特殊限制。例如，可藉由以貫穿孔彼此重疊之方式將設有貫穿孔15之研磨區域8及設有貫穿孔16之緩衝層11分別黏貼在雙面接著片13之接著劑層上，然後，將透光區域9黏貼在貫穿孔15內之接著劑層上來製造。在緩衝層11之與研磨平台(平台) 接著之面上亦可設有雙面膠帶。

如圖2及3所示，透光區域9之表面必須比研磨區域8之表面凹陷，且該凹陷量係溝槽14之深度之30至100%，且宜為50至100%，更佳的是80至100%。

黏合研磨區域8及緩衝層11之方法可舉將雙面接著片13夾在研磨區域8與緩衝層11之間衝壓之方法為例。雙面接著片13具有在不織布或薄膜等之基材兩面設有接著劑層之一般構成，且一般稱為雙面膠帶。接著劑層之組成可舉橡膠類接著劑及丙烯酸類接著劑等為例。當考慮金屬離子之含量時，丙烯酸類接著劑由於金屬離子含量少，故是理想的。又，由於亦有研磨區域8與緩衝層11組成不同之情形，故亦可使雙面接著片13之各接著劑層之組成不同，使各層之接著力適當化。

形成開口部10、貫穿孔15及16之方法並無特殊限制，但可舉例如：藉切削工具衝壓或研磨之方法、利用二氧化碳雷射之雷射光之方法、在具有貫穿孔之形狀之模具中流入原料使其硬化而形成之方法等。又，開口部10、貫穿孔15及16之大小或形狀並無特別限制。

半導體裝置係經利用前述研磨墊研磨半導體晶圓表面之步驟製造。所謂半導體晶圓一般而言係於矽晶圓上積層有佈線金屬及氧化膜者。半導體晶圓之研磨方法、研磨裝置並無特殊限制，舉例言之，係使用圖1所示具有用以支撐積層研磨墊1之研磨平台2、用以支撐半導體晶圓4之支撐台(拋光頭)5與用以對晶圓均勻加壓之背襯材、研磨劑3 之供給機構之研磨裝置等進行。舉例言之，積層研磨墊1係藉由雙面膠帶之黏貼裝設於研磨平台2上。研磨平台2與支撐台5係配置成使各自支撐之積層研磨墊1與半導體晶圓4相對向之狀態，並分別具有旋轉軸6、7。又，支撐台5側設有用以將半導體晶圓4緊壓於積層研磨墊1上之加壓機構。研磨時，使研磨平台2與支撐台5旋轉同時將半導體晶圓4緊壓在積層研磨墊1上，且一面供給漿液一面進行研磨。漿液之流量、研磨負載、研磨平台旋轉數及晶圓旋轉數並無特殊限制，適當調整即可進行。

藉此即可去除半導體晶圓4表面突出之部分，研磨成平坦狀。然後，藉由切割、接合、封裝等製造半導體裝置。半導體裝置係用於運算處理裝置或記憶體等。

以下，舉實施例說明本發明，但本發明並非以該等實施例為限。

[測量、評價方法]

(刮傷之測量)

使用ARW-8C1A(MAT公司製)作為研磨裝置，且使用製作之研磨墊，進行刮傷之評價。研磨條件係在研磨中以150ml/分之流量添加氧化鈰漿液(日立化成公司製)。研磨負載係350g/cm²，研磨平台旋轉數係65rpm，且晶圓旋轉數係60rpm。藉由前述條件研磨4片8英吋之假晶圓，然後，研磨堆積厚度10000Å之熱氧化膜的8英吋矽晶圓1分鐘。接著，使用KLA Tencor公司製之缺陷評價裝置(Surfscan SP1)，測量在研磨後之晶圓上有幾條0.19μm以上之條痕。

實施例1

[透光區域之製作]

熱可塑性聚胺酯A1098A(TOYOBOSEKI公司製)，利用射出成型製作透光區域(縱60mm、橫20mm、厚度2.4mm、D硬度48度)。

[研磨區域之製作]

於反應容器內混合100重量份之聚醚類預聚合物(Uniroyal Chemical公司製，AdipreneL-325，NCO濃度：2.22meq/g)及3重量份之矽型界面活性劑(Dow Corning Toray‧silicone公司製，SH-192)，並調整溫度為80℃。接著利用攪拌葉片，以旋轉數900rpm激烈攪拌大約4分鐘，將氣泡帶入反應系內。再添加26重量份之預先調整溫度為120℃之熔融4,4’-亞甲雙(鄰氯苯胺)(IHARA CHEMICAL公司製，IHARACUAMINE-MT)。然後，繼續攪拌約1分鐘且使反應溶液注入盤式敞模中。於該反應溶液喪失流動性時放入烘箱內，進行110℃且6小時之後硬化，製得聚胺酯發泡體塊體。將該聚胺酯發泡體塊體使用切片機(Fecken-Kirfel公司製)切片，製得聚胺酯發泡體片(平均氣泡直徑：50μm，比重：0.86，D硬度：55度)。接著，使用擦光機(Amitec公司製)，將表面擦光至預定厚度，且調整厚度精度(片厚度：2.0mm)。將經該擦光處理之片衝壓成直徑61cm，且使用溝槽加工機(Tohokoki公司製)進行溝槽寬度0.40mm、溝槽間距3.1mm、溝槽深度0.76mm之同心圓形之溝槽加工。使用積層機將雙面膠帶(Sekisui Chemical公司製， DOUBLETACKTAPE，厚度：0.10mm)黏貼在與該片之溝槽加工面相反側之面上而製成研磨區域。

[研磨墊之製作]

使用積層機將由表面經擦光，且經電暈處理之聚乙烯薄膜緩衝片(Toray公司製，TORAYPEF，厚度0.8mm)構成雙面膠帶(Sekisui Chemical公司製，DOUBLETACKTAPE)之緩衝層表面，黏貼在具有製成之雙面膠帶之研磨區域之接著面上。接著，在研磨片上形成60mm×20mm大小之開口部。然後，在研磨片之緩衝層上黏貼在兩面上具有接著劑層之透明支撐薄膜(基材：聚對苯二甲酸乙二酯，厚度：50μm)而得到積層體。然後，在該積層體之開口部內之透明支撐薄膜上黏貼透光區域，製造圖2記載之構造之研磨墊。透光區域之凹陷量係0.5mm，且係溝槽深度之65.8%。

實施例2至4，比較例1、2

除了改變研磨區域之溝槽深度及透光區域之厚度且變更凹陷量為表1記載之值以外，藉由與實施例1同樣之方法製作研磨墊。

實施例5

[透光區域之製作]

混合128重量份之由己二酸，己二醇，及乙二醇構成之聚酯多元醇(數目平均分子量2400)，及30重量份之1,4-丁二醇，且將溫度調整為70℃。於該混合液加入100重量份之預先溫度調整為70℃之4,4’-二苯甲烷二異氰酸酯，且攪拌1分鐘。然後，使該混合液注入保溫為100℃之容器中，且進行 100℃且8小時之後硬化而製成聚胺酯樹脂。使用製成之聚胺酯樹脂，藉射出成型製成透光區域(縱56mm，橫20mm，厚度1.5mm)。

[研磨區域之製作]

藉由與實施例1同樣之方法製作具有溝槽寬度0.40mm、溝槽間距3.1mm、溝槽深度0.76mm之同心圓形溝槽的直徑61cm，厚度：2.0mm之片，且在由該片之中心大約12cm之位置形成貫穿孔(56mm×20mm)而製成研磨區域。

[研磨墊之製作]

使用積層機將雙面膠帶(Sekisui Chemical公司製，DOUBLETACKTAPE)黏貼在與製成之研磨區域之溝槽加工面相反側之面上而製成具有雙面膠帶之研磨區域。使用積層機將由表面經擦光，且經電暈處理之聚乙烯薄膜緩衝片(Toray公司製，TORAYPEF，厚度0.8mm)構成之緩衝層的一面(研磨平台側之面)上，黏貼在用以黏貼在研磨平台上之雙面膠帶，衝壓成直徑61cm大小且製成具有雙面膠帶之緩衝層。在由具有雙面膠帶之緩衝層之中心大約12cm之位置形成貫穿孔(50mm×14mm)。以貫穿孔彼此重疊之方式黏貼具有雙面膠帶之研磨區域及具有雙面膠帶之緩衝層，再將製成之透光區域黏在研磨區域之貫穿孔內之接著劑層上，製造圖3記載之構造之研磨墊。透光區域之凹陷量係0.5mm，且係溝槽深度之65.8%。

比較例3

除了改變透光區域且變更凹陷量為表1記載之值以外，藉由與實施例5同樣之方法製作研磨墊。

產業上之可利用性

本發明之研磨墊係可穩定且以高研磨效率進行透鏡、反射鏡等光學材料或矽晶圓、鋁基板、及一般金屬研磨加工等要求高度表面平坦性之材料的平坦化加工。本發明之研磨墊，特別適於在對矽晶圓及其上形成有氧化物層、金屬層等之裝置，進一步於積層、形成該等氧化物層或金屬層前進行平坦化之步驟中使用。