CN100492597C - 抛光垫及其制备、使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供能有效抑制擦伤发生的抛光垫和多层抛光垫。本发明的抛光垫，其特征在于其中具有在抛光面侧形成的、且从呈环状、格状和螺旋状中选出至少一种形状的沟(a)、凹部(b)和贯穿抛光垫表里的通孔(c)中的至少一个部位，该部位内表面的表面粗糙度(Ra)处于20μm以下，用于化学机械抛光。

Description

抛光垫及其制备、使用方法
技术领域
本发明涉及抛光垫及多层抛光垫。更详细地讲，本发明涉及抛光面一侧有特定形状沟槽、或者抛光面一侧有开口的特定形状凹部等的抛光垫和多层抛光垫。本发明的抛光垫和多层抛光垫，可以广泛用于半导体装置的制造中，特别适应于晶片等被抛光材料表面的化学机械抛光等。
背景技术
近年来，作为能够形成具有优良平坦性表面的抛光方法，化学机械抛光法(Chemical Mechanical Polishing，CMP)引起人们的注意。采用CMP时，一边使抛光垫与被抛光材料的被抛光面滑动，一边使本身是一种分散有磨料的水分散体的浆液自上方流下的方式方式进行抛光。已知这种CMP法中，抛光结果主要由抛光垫的性状和特性等左右。
在特开平11-70463号公报、特开平8-216029号公报和特开平8-39423号公报等中，作为这种抛光垫公开了通过在其表面上设置沟槽使抛光速度和抛光结果提高的技术。但是即使采用这些技术，也往往不能充分防止被抛光材料的抛光面擦伤。
还有，从特表平8-500622号公报、特开2000-34416号公报、特开2000-33552号公报和特开平2001-334455号公报等公开的技术得知，一种不用发泡体而能在抛光垫的抛光面上形成孔的抛光垫。但是即使采用这些技术，也往往不能抑制抛光时孔被浆液中的磨料、抛光屑等堵塞，以及修饰(dressing)后不能抑制孔被堵塞，以及不能由它充分提高抛光速度。此外，有时不能使浆液在抛光垫上充分均一分布，因而不能充分提高抛光速度，往往不能得到足够均匀的抛光面。
发明内容
本发明为解决过去存在的上记问题，目的在于提供一种能有效抑制擦伤产生的抛光垫和多层抛光垫。
本发明表示如下。
1.抛光垫，其特征在于其中具有在抛光面侧形成的、且从呈格状、环状和螺旋状中选出至少一种形状的沟(a)、凹部(b)和贯穿抛光垫表里的通孔(c)中的至少一个部位，该部位内表面的表面粗糙度(Ra)处于20μm以下，用于化学机械抛光。
2.上记1中记载的抛光垫，其中上记沟(a)的深度为0.1mm以上，宽度为0.1mm以上。
3.上记1中记载的抛光垫，其中上记沟(a)形成同心圆状。
4.上记1中记载的抛光垫，其中上记凹部(b)深度为0.1mm以上，开口部分最小长度为0.1mm以上。
5.上记1中记载的抛光垫，其中上记通孔(c)开口部分的最小长度为0.1mm以上。
6.上记1中记载的抛光垫，其中上记凹部(b)一个开口部分的面积为0.0075mm2以上。
7.上记1中记载的抛光垫，其中上记通孔(c)一个开口部分的面积为0.0075mm2以上。
8.上记1中记载的抛光垫，其中上记沟(a)、凹部(b)和通孔(c)的相邻各开口部分间的最小长度为0.05mm以上。
9.上记1中记载的抛光垫，其中所说的抛光垫的至少一部分含有含交联聚合物的非水溶性基体，和分散在该非水溶性基体中的水溶性粒子。
10.上记1中记载的抛光垫，其中上记沟(a)、凹部(b)和通孔(c)是用切削法和模成形法中选出的方法形成的。
11.多层抛光垫，其特征在于其中备有抛光层和设置在该抛光层的非抛光面侧的支持层，用于化学机械抛光；所说的抛光层具有在抛光面侧形成的、且从呈格状、环状和螺旋状中选出至少一种形状的沟(a)、凹部(b)和贯穿抛光垫表里的通孔(c)中的至少一个部位，该部位内表面的表面粗糙度(Ra)处于20μm以下。
12.上记11中记载的多层抛光垫，其中上记沟(a)的深度为0.1mm以上，宽度为0.1mm以上。
13.上记11中记载的多层抛光垫，其中上记沟(a)形成同心圆状。
14.上记11中记载的多层抛光垫，其中上记凹部(b)深度为0.1mm以上，开口部分最小长度为0.1mm以上。
15.上记11中记载的多层抛光垫，其中上记通孔(c)开口部分的最小长度为0.1mm以上。
16.上记11中记载的多层抛光垫，其中上记凹部(b)一个开口部分的面积为0.0075mm2以上。
17.上记11中记载的多层抛光垫，其中上记通孔(c)一个开口部分的面积为0.0075mm2以上。
18.上记11中记载的多层抛光垫，其中上记沟(a)、凹部(b)和通孔(c)的相邻各开口部分间最小长度为0.05mm以上。
19.上记11中记载的多层抛光垫，其中上记抛光层的至少一部分含有含交联聚合物的非水溶性基体，和分散在该非水溶性基体中的水溶性粒子。
20.上记11中记载的多层抛光垫，其中上记沟(a)、凹部(b)和通孔(c)是用切削法和模成形法中选出的方法形成的。
发明的效果
按照本发明的抛光垫，由于备有特定形状的沟(a)、凹部(b)和通孔(c)，所以能有效地抑制引起内部产生的异物等的擦伤，可以获得平坦性优良的抛光面。
还有，当沟(a)具有特定的深度和宽度的情况，凹部(b)具有特定的深度和开口部分最小长度的情况，通孔(c)具有特定的开口部分最小长度等情况，以及当上记凹部(b)之一和上记通孔(c)之一的开口面积分别处于0.0075mm2以上的情况下，能够更确实地抑制擦伤的发生。
此外，当沟(a)、凹部(b)和通孔(c)的相邻各开口部分间最小长度为0.05mm以上的情况下，不但能保持与抛光面相当的凸部强度，而且还能更有效地进行抛光。
当抛光垫的至少一部分含有含非水溶性基体和水溶性粒子的情况下，能够将沟(a)、凹部(b)或通孔(c)的内表面的表面粗糙度(Ra)抑制在20μm以下，即使修饰也不会将孔堵塞，可以充分保持浆液，能够将抛光速度加大。
还有，沟(a)、凹部(b)和通孔(c)是采用切削法和模成形法中选出的方法形成的情况下，能容易将内表面的表面粗糙度(Ra)减小，可以更充分地抑制擦伤的发生。
按照本发明的多层抛光垫，抛光中抛光垫不变形，能够更有效地进行抛光。还有，可以有效抑制沟等内部产生异物等引起的擦伤，同时还能使抛光垫的抛光面与晶片等被抛光面充分紧密接触，提高抛光速度。
附图的简要说明
图1是表示本发明抛光垫的一个实例的平面示意图。
图2是表示本发明抛光垫的另一个实例的平面示意图。
图3是本发明的抛光垫包括沟的一部分横截面示意图。
图4是表示本发明抛光垫的其它实例的平面示意图。
图5是表示本发明抛光垫的其它实例的平面示意图。
图6是表示本发明抛光垫的其它实例的平面示意图。
图7是表示本发明抛光垫的其它实例的平面示意图。
图8是表示本发明抛光垫的其它实例的平面示意图。
图9是表示本发明抛光垫的其它实例的平面示意图。
图10是本发明的抛光垫包括凹部的一部分横截面示意图。
图11是实施例1-1抛光垫部分截面的显微镜图像说明图。
图12是比较例1-1抛光垫部分截面的显微镜图像说明图。
图13是实施例2-1抛光垫部分截面的显微镜图像说明图。
图14是实施例3-1抛光垫部分截面的显微镜图像说明图。
图15是实施例4-1抛光垫部分截面的显微镜图像说明图。
发明的详细实施方式
以下详细说明本发明。
本发明的抛光垫具有在抛光面侧形成的、且从呈格状、环状和螺旋状中选出至少一种形状的沟(a)、凹部(b)和贯穿抛光垫表里的通孔(c)中的至少一个部位。
在本发明的抛光垫上设置的沟(a)、凹部(b)和通孔(c)内表面的“表面粗糙度”处于20μm以下，优选处于15μm以下，更优选处于10μm以下，最优选7μm以下。其中下限通常为0.05μm。通过使这种内表面粗糙度处于20μm以下能有效防止抛光垫时的擦伤。另外，这种表面粗糙度是指从平均线与粗糙曲线的高低差的绝对值进行平均的值(Ra)，通过后述测定方法测得的数值，是本发明抛光垫的至少使用前的数值。
所谓上记沟(a)、凹部(b)和通孔(c)内表面的表面粗糙度(Ra)，处于20μm以下，是指没有大的凹凸状态。在具有大凹凸的情况下，尤其是大的凸部(例如，由形成沟时的残余毛刺形成的)，在抛光垫中脱落变成擦伤的原因。此外，这种脱落的凸部在抛光垫中压力和摩擦热等作用下因受压缩等而形成的异物，以及脱落的凸部与抛光垫屑、浆液中的固形部分等互相作用而形成的异物等，也往往能产生擦伤。还有，在修整时也往往因这些凸部脱落而导致同样的不利情况。
而且表面粗糙度(Ra)一旦处于20μm以下，除能防止擦伤之外，还能有效地发挥作为沟(a)、凹部(b)和通孔(c)的功能，特别是分配浆液的功能和向外部排出废弃物的功能。
这种表面粗糙度(Ra)，是使用能够就使用前的抛光垫表面上三个不同视野测定表面粗糙度(Ra)的测定器测定各平均表面粗糙度(Ra)后，由得到的三个平均值计算出的平均值。使用的测定器等没有特别限制，例如可以使用三维表面结构解析显微镜、扫描型激光显微镜、电子射线表面形态解析装置等光学式表面粗糙度(Ra)测定器，以及触针式表面粗糙度(Ra)计等接触式表面粗糙度(Ra)测定器。
上记的“沟(a)”，在抛光垫的抛光面侧开口。这种沟(a)具有保持抛光时供给浆液，将此浆液更均匀地分配给抛光面的功能。而且还具有使抛光产生的抛光屑和使用过的浆液等废弃物暂时滞留，形成将此废弃物向外部排出用排出通路的功能。
上记沟(a)，可以呈从环状、格状和螺旋状中选出的形状，既可以是单独备有这些的抛光垫，也可以是由其组合的抛光垫。
上记沟(a)为环状的情况下，对其平面形状并无特别限制，例如可以形成圆形、多角形(三角形、四角形、五角形)、椭圆形等。还有，沟的数目优选二个以上。此外对这些沟的配置也无特别限制，例如可以制成多个沟12被设置成同心状(同心圆等)的(参见图1)、多个沟12被设置成偏心状的(参见图2)、或者在被一个环状沟槽包围的部分的内侧设置有多个其他环状沟槽的等。这些当中优选将多个沟槽设置成同心状的，而且更优选被设置成同心圆状(多数圆形沟槽被设置成同心状)的抛光垫。被设置成同心圆状的抛光垫，与其他形状的相比上记功能更优良。此外，借助于同心圆状，使上记功能更优良，而且沟槽的制作也更容易。
另一方面，对沟槽宽度方向上截面形状并无特别限制，例如既可以制成由平坦的侧面与底面形成的形状(开口侧与底部侧各宽度方向的尺寸可以相同，开口侧尺寸可以比底部侧大，或者底部侧尺寸可以比开口侧大)，也可以制成U字形和V字形等。
上记沟(a)为环状情况下的截面大小虽然没有特别限制，但是例如沟的宽度(图3中的22)优选处于0.1mm以上，更优选0.1～5mm，特别优选0.2～3mm。宽度小于0.1mm的沟槽有时形成困难。还有，沟的深度优选处于0.1mm以上，更优选0.1～2.5mm，特别优选0.2～2.0mm。沟深度小于0.1mm时，由于抛光垫的寿命过短而不优选。此外，沟的深度也可以随位置而变。
此外，相邻沟间的最小长度(图3中的23)优选处于0.05mm以上，更优选0.05～100mm，特别优选0.1～10mm。此最小长度小于0.05mm，沟槽有时形成困难。还有，作为沟宽度与相邻沟部分沟间长度之和的间距(图3中的21)优选处于0.15mm以上，更优选0.15～105mm，特别优选0.3～13mm，最好为0.5～2.2mm。
上记各优选范围可以分别组合。即，例如优选宽度0.1mm以上、深度0.1mm以上和上记最小长度0.05mm以上的；更优选宽度为0.1～5mm、深度为0.1～2.5mm和上记最小长度为0.05～100mm的；特别优选宽度为0.2～3mm、深度为0.2～2.0mm和上记最小长度为0.1～10mm的。
在抛光垫的抛光面侧形成的环状沟的宽度和深度等，既可以各沟相同，也可以各沟不同。
上记沟(a)为格状的情况下，既可以由一个连续沟槽形成，也可以由两个以上不连续的沟槽形成。还有，对构成格子的一个图案的平面形状并无特别限制，可以形成各种多角形。这种多角形，可以形成正方形(参见图4)，长方形、梯形、菱形(参见图5)等四角形，三角形(参照图6)，五角形和六角形等。另外，沟槽的截面形状，可以制成与环状时的一样。
还有，上记沟(a)呈格状情况下的截面大小，也可以制得与环状时的一样。
构成格状一个图案的平面形状为四角形的情况下，相邻沟间的最小长度(图3中的23)优选处于0.05mm以上，更优选0.05～100mm，特别优选0.1～10mm。此最小长度小于0.05mm的格状沟槽有时形成困难。还有，作为沟宽度与相邻沟间长度之和的间距(图3中的21)，其纵向和横向均优选处于0.15mm以上，更优选0.15～105mm，特别优选0.3～13mm，最好为0.5～2.2mm。只是纵向间距与横向间距既可以相同，也可以不同。还有，当上记四角形为菱形的情况下，两组互相平行的边之间，将长度中短的定为最小长度。
关于这些沟大小的优选范围可以设定各种组合。即，例如优选宽度0.1mm以上、深度0.1mm以上而且上记最小长度0.05mm以上的；更优选宽度0.1～5mm、深度0.1～2.5mm而且上记最小长度0.05～100mm的；特别优选宽度0.2～3mm、深度0.2～2.0mm而且上记最小长度0.1～10mm的。
还有，构成格状一个图案的平面形状为三角形的情况下，三角形的最小边的长度优选0.05mm以上，更优选0.05～100mm，特别优选0.1～10mm。此最小边的长度小于0.05mm的格状沟槽有时形成困难。
关于这些沟大小的优选范围可以设定各种组合。即，例如优选宽度0.1mm以上、深度0.1mm以上而且上记最小边的长度0.05mm以上的；更优选宽度0.1～5mm、深度0.1～2.5mm而且上记最小边的长度0.05～100mm的；特别优选宽度0.2～3mm、深度0.2～2.0mm而且上记最小边的长度0.1～10mm的。
还有，构成格状一个图案的平面形状为六角形的情况下，互相平行边之间的长度中最短长度优选0.05mm以上，更优选0.05～100mm，特别优选0.1～10mm。此最小长度小于0.05mm的格状沟槽有时形成困难。
关于上记各优选范围可以设定成各种组合。即，例如优选宽度0.1mm以上、深度0.1mm以上而且上记最小长度0.05mm以上的；更优选宽度0.1～5mm、深度0.1～2.5mm而且上记最小长度0.05～100mm的；特别优选宽度0.2～3mm、深度0.2～2.0mm而且上记最小长度0.1～10mm的。
在抛光垫的抛光面上形成的格状沟，既可以由宽度和深度相同的一种沟形成，也可以由宽度和深度不同的两种以上沟组合而成。还有，在抛光面上既可以仅仅备有构成格子的一个图案的平面形状相同的一种格状沟，也可以备有平面形状不同的两种以上格状沟。
上记沟(a)呈螺旋状的情况下，既可以是由一种连续沟12形成的(参见图7)，也可以是其螺旋方向互不不同的两种螺旋状沟12a和12b形成的(参见图8)。此外，既可以是由螺旋方向相同的两种螺旋状沟形成的，也可以是由三种以上螺旋方向互相相同或不同的螺旋状沟槽形成的。另外，沟槽的截面形状可以制得与环状等情况相同。
而且上记沟(a)呈螺旋状情况下的截面大小，可以制得与环状的情况相同。还有，相邻沟间的最小长度和间距，也可以制得与环状时的一样。
在抛光垫的抛光面侧形成的螺旋状沟的宽度和深度等，既可以完全相同，也可以加以变化。还有，沟槽有两种以上的情况下，各沟槽的宽度和深度等，既可以相同，也可以加以变化。
上记的“凹部(b)”，在抛光垫的抛光面侧开口。上记的“通孔(c)”，在抛光垫的抛光面侧及其对面侧两面开口。这种凹部(b)或通孔(c)(以下也叫作“凹部等”)具有保持抛光时供给浆液，将此浆液更均匀地分配给抛光面的功能。而且还具有使抛光产生的抛光屑和使用过的浆液等废弃物暂时滞留，形成将此废弃物向外部排出用排出通路的功能。此外，即使在抛光垫上有通孔的情况下，因抛光装置中定盘的挤压等而得以固定，所以不经由通孔对抛光供给浆液也不会流出。
对这种凹部等的平面形状并无特别限定，例如可以制成圆形、多角形(三角形、四角形、五角形等)、椭圆形等。而且对抛光面上凹部等的配置也无特别限定，但是优选在抛光面全体表面上均等设置所说的凹部等。作为具有凹部等的抛光垫的具体实例，可以举出在其抛光面上均等开有平面形状为圆形的凹部13等的(参见图9)。此外，对于凹部等的截面形状也无特别限制，例如可以制成由平坦的侧面和底面形成的形状(为凹部的情况下，开口侧和底部侧的各自横截面尺寸可以相同，开口侧既可以比底部侧尺寸大，底部侧也可以比开口侧尺寸大。还有，在通孔的情况下，一个开口侧与另一开口侧的各自横截面尺寸既可以相同，也可以是抛光面侧尺寸大，或者对面侧尺寸大)、U字形、V字形等。
这种凹部等的大小并无特别限制，例如当平面形状为圆形的情况下其直径，以及当平面形状为多角形、椭圆形的情况下开口部分的最小尺寸(图10中25)，优选0.1mm以上(更优选0.1～5mm，特别优选0.2～3mm)。直径或最小尺寸小于0.1mm的凹部等具有难于形成的倾向。还有，凹部等的深度优选0.1mm以上(更优选0.1～2.5mm，特别优选0.2～2.0mm)。凹部等的深度低于0.1mm时，因抛光垫寿命过短而不优选。此外，凹部等的间隔，以相邻的凹部等之间的最小长度(图10中26)优选0.05mm以上(更优选0.05～100mm，特别优选0.1～10mm)。这种最小长度小于0.05mm的凹部等有难于形成的倾向。还有，作为凹部等开口部分的最小尺寸与相邻的凹部等之间的长度之和的间距(图10中24)，优选0.15mm以上(更优选0.15～105mm，特别优选0.3～13mm，最优选0.5～2.2mm)。
上记各优选范围可以分别组合。即，例如优选开口部分最小尺寸0.1mm以上、深度0.1mm以上而且相邻凹部等之间最小长度0.05mm以上的；更优选开口部分最小尺寸为0.1～5mm、深度为0.1～2.5mm而且相邻凹部等之间最小长度为0.05～100mm的；特别优选开口部分最小尺寸为0.2～3mm、深度为0.2～2.0mm而且相邻凹部等之间最小长度为0.1～10mm的。
这种凹部等，抛光垫表面的开口部分的面积为0.0075mm2以上(优选0.01mm2以上，更优选1mm2以上，通常为100mm2以下)。通过使开口部分面积为0.0075mm2以上，能够保持抛光时充分供给浆液，使抛光产生的抛光屑和使用过的浆液等废弃物暂时滞留，并容易向外部排出这种废弃物。
在抛光面侧等开口的凹部等各自的平面形状、开口部分的最小尺寸和深度等既可以相同，也可以变化。还有，这种凹部等既可以在抛光面全部表面上均等形成，也可以不均等形成，但是为了进行稳定抛光优选以均等方式形成。本发明的抛光垫除凹部等以外还可以具有上述各种形状的沟。
本发明的抛光垫还可以由能够发挥抛光垫功能的任何物体构成。但是在抛光垫的功能中，特别优选直到抛光可以形成具有抛光时保持浆液，并将抛光屑暂时滞留等功能的孔的功能。因此，优选备有水溶性粒子和将水溶性粒子分散的非水溶性基体的，或者备有将空孔分散而成的非水溶性基体(发泡体)的。
其中前者水溶性粒子在抛光时因与浆液的水系介质成分(含有介质成分和固形成分的)接触、溶解或膨润而脱离。而且可以使浆液保持在脱离形成的孔中。另一方面，后者可以使浆液保持在以空孔形式事先形成的孔中。
关于构成上记“非水溶性基体”的材料并无特别限制，但是从容易形成为预定形状和性状，能够赋予适度硬度和适度弹性等观点出发，通常使用有机材料。作为这种有机材料，可以单独使用或者组合使用热塑性树脂、弹性体、橡胶(交联橡胶)和固化性树脂(热固性树脂、光固化性树脂等热致、光致固化的树脂)等。
其中作为热塑性树脂，可以举出1，2-聚丁二烯、聚乙烯等聚烯烃系树脂，聚苯乙烯系树脂、聚丙烯酸系树脂((甲基)丙烯酸酯系树脂等)、乙烯基酯系树脂(除丙烯酸系树脂之外的)、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚偏氟乙烯等氟树脂、聚碳酸酯、聚缩醛树脂等。
作为弹性体，可以举出1，2-聚丁二烯等二烯系弹性体、聚烯烃系弹性体(TP0)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、以及加氢嵌段共聚物(SEBS)等苯乙烯系弹性体、热塑性聚氨酯系弹性体(TPU)、热塑性聚酯系弹性体(TPEE)、聚酰胺系弹性体(TPAE)等热塑性弹性体，硅树脂系弹性体、氟树脂系弹性体等。
作为橡胶，可以举出丁二烯系橡胶(高顺式丁二烯橡胶、低顺式丁二烯橡胶等)、异戊二烯系橡胶、苯乙烯-丁二烯系橡胶、苯乙烯-异戊二烯系橡胶等共轭橡胶系橡胶、丙烯腈-丁二烯系橡胶等腈系橡胶、丙烯橡胶系橡胶、乙烯-丙烯系橡胶、乙烯-丙烯-二烯系橡胶等乙烯-α-烯烃系橡胶和硅橡胶、氟橡胶等其他橡胶。
作为固化性树脂，可以举出尿烷系树脂、环氧系树脂、丙烯酸系树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯-尿素树脂、尿素树脂、硅系树脂、酚系树脂、乙烯基酯系树脂等。
还有，这些有机材料也可以是经酸酐基团、羧基、羟基、环氧基、氨基等改性的。利用改性能够调节后述的水溶性粒子和与浆液的亲和性。
这些有机材料可以只使用一种，或者两种以上并用。
此外，这些有机材料可以是一部分或者全部被交联的交联聚合物，或者是非交联聚合物。因此，非水溶性基体既可以仅由交联聚合物组成，也可以由交联聚合物与非交联聚合物的混合物组成，也可以仅由非交联聚合物组成。但是优选含有交联聚合物(仅含交联聚合物，或者交联聚合物与非交联聚合物的混合物)的。通过含有交联聚合物，能够容易将上记沟(a)、凹部(b)和通孔(c)的内表面粗糙度(Ra)控制在20μm以下，同时还能赋予非水溶性基体以弹性恢复力，并将抛光时因施加在抛光垫上的剪切应力而产生的位移抑制小。而且还能有效地抑制抛光时和修饰时因非水溶性基体被过度拉伸、塑性变形而将孔掩埋的现象，以及抛光垫表面产生过多毛刺等。因此，即使在修饰时也能有效形成孔，防止抛光时浆液的保持性降低，使产生的毛刺减少，不影响平坦性。此外，对于进行上记交联的方法并无特别限制，可以采用有机过氧化物、硫磺、硫化合物的化学交联法进行交联，和用电子射线等照射的方法进行。
作为这种交联聚合物，也可以采用上记有机材料中的交联橡胶、固化树脂、交联的热塑性树脂和交联的弹性体等。此外这些材料中，优选对许多浆液中所含的强酸和强碱稳定而且吸水软化少的交联热塑性树脂和/或交联弹性体。还有，在交联热塑性树脂和交联弹性体中，也特别优选经有机过氧化物交联的，进而更优选交联1，2-聚丁二烯。这样容易形成表面粗糙度(Ra)在20μm以下的沟(a)、凹部(b)和通孔(c)。
这些交联聚合物含量虽然没有特别限制，但是优选占非水溶性基体总量的30容积％以上(更优选50容积％以上，特别优选70容积％以上，也可以为100容积％)。非水溶性基体中交联聚合物的含量一旦低于30容积％，往往不能使含有交联聚合物的效果充分发挥。
含有交联聚合物的非水溶性基体，按照JIS K 6251规定在80℃下使非水溶性基体组成的试验片断裂的情况下，断裂后残留的延伸率(以下仅称为“断裂残留延伸率”)可以设置在100％以下。即，断裂后标线间的合计距离将达到断裂前标线间距离的二倍以下。这种断裂残留延伸率优选30％以下(更优选10％以下，特别优选5％以下，通常为0％以上)。断裂残留延伸率一旦超过100％，抛光时和修饰时从抛光垫表面刮出或拉伸出的微小细片往往有容易堵塞孔的倾向，因而不优选。此外所说的这种“断裂残留延伸率”，是指按照JIS K 6251“硫化橡胶拉伸试验法”规定，当试验片形状为三号亚铃状、拉伸速度为500mm/分钟、试验温度为80℃下进行拉伸试验中使试验片断裂的情况下，自断裂分割试验片的各标线至断裂部分的距离之和，减去试验前标线间的距离的延伸率。还有，在实际抛光中，因滑动摩擦而发热，所以是在80℃下的试验。
上记“水溶性粒子”，是指通过与抛光垫中作水系分散体用的浆液接触，而从非水溶性基体中脱离的粒子。这种脱离，既可以产自与浆液中所含水份等接触而溶解造成的，也可以因含有这种水等膨润而成凝胶状下产生的。此外，这种溶解或膨润不仅是由水引起的，也可以是由于与含有甲醇等醇系溶剂的水系混合溶剂接触而引起的。
这种水溶性粒子，除形成孔的效果之外，在抛光垫中还具有抛光垫使挤入硬度增大，使因挤压而挤入被抛光体的量减小的效果。即，例如通含有水溶性粒子，可以使本发明抛光垫的肖氏D硬度达到35以上(更优选达到50～90，特别优选达到60～85，通常为100以下)。肖氏D硬度一旦达到35以上，就能增大负荷在被抛光体上的压力，从而能使抛光速度提高。除此之外，还可以获得高的抛光平坦性。因此，这种水溶性粒子，特别优选能够充分挤入抛光垫中确保硬度的实心体。
构成这种水溶性粒子的材料并无特别限制，例如可以举出有机系水溶性粒子和无机系水溶性粒子。作为有机系水溶性粒子，可以举出例如由糖类(淀粉、葡聚糖和环状糊精等多糖类、乳糖、甘露糖醇等)、纤维素类(羟丙基纤维素、甲基纤维素等)、蛋白质、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸及其盐、聚环氧乙烷、水溶性感光树脂、磺化聚异戊二烯、磺化聚异戊二烯共聚物等形成的粒子。此外，作为无机水溶性粒子，可以举出例如由醋酸钾、硝酸钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氯化钾、溴化钾、磷酸钾、硝酸镁等形成的粒子。这些水溶性粒子，可以单独使用上记材料或者两种以上组合使用。此外，既可以是由预定材料形成的一种水溶性粒子，也可以是由预定材料形成的两种以上水溶性粒子。
还有，水溶性粒子的平均粒径优选0.1～500μm(更优选0.5～100μm，特别优选1～50μm)。即，孔的大小优选0.1～500μm(更优选0.5～100μm，特别优选1～50μm)。水溶性粒子的平均粒径一旦小于0.1μm，由于形成的孔的大小比使用的磨料颗粒小，所以往往有难于得到能够充分保持浆液的抛光垫。反之一旦超过500μm，由于形成的孔过大而使得到抛光垫的机械强度和抛光速度具有降低的倾向。
这种水溶性粒子可以不被含有，但如果被含有时的含量，当将非水溶性基体和水溶性粒子总量定为100容积％的情况下，水溶性粒子优选占0.1～90容积％(更优选10～60容积％，特别优选20～40容积％)。水溶性粒子含量一旦低于0.1容积％，在得到的抛光垫中因不能充分形成孔而有使抛光速度降低的趋势。反之，含有的水溶性粒子超过90容积％的情况下，很难在得到的抛光垫中充分防止存在于抛光垫内部的水溶性粒子产生膨润或溶解，要将抛光垫的硬度和机械强度保持在适当数值将变得十分困难。
还有，当水溶性粒子仅在抛光垫内从表层露出的情况下水溶，而在抛光垫内部吸湿进而不会膨润，所以优选。因此，水溶性粒子可以备有抑制最外部至少一部分吸湿的外壳。这种外壳既可以物理吸附水溶性粒子，也可以与水溶性粒子化学结合，而且还可以受这两种因素作用而与水溶性粒子接近。作为形成这种外壳的材料，可以举出环氧树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚硅酸盐等。此外，这种外壳即使由一部分水溶性粒子形成也能充分获得上记效果。
为了控制与水溶性粒子的亲和性以及非水溶性基体中水溶性粒子的分散性，上记非水溶性基体可以含有相容性试剂。作为相容性试剂，可以举出经酸酐基团、羧基、羟基、环氧基、噁唑啉基和氨基等改性的聚合物、嵌段共聚物和无规共聚物，此外还可以举出各种非离子表面活性剂、偶合剂等。
此外，非水溶性基体中，除了上记相容性试剂之外，还可以含有过去在浆液中可以含有的磨料、氧化剂、碱金属氢氧化物、酸、pH调节剂、表面活性剂和防止擦伤剂等一种或两种以上物质。还有，这种非水溶性基体还可以含有使用时生成酸的盐。这样在抛光垫时仅仅供给水也能进行抛光。
作为上记磨料，可以举出从氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化锆和氧化钛等中选出的颗粒。这些颗粒可以使用一种或两种以上。
作为上记的氧化剂，可以举出过氧化氢、过乙酸、过苯甲酸、叔丁基过氧化氢等有机过氧化物，高锰酸钾等高锰酸化合物，重铬酸钾等重铬酸化合物，碘酸钾等含卤酸化合物，硝酸和硝酸铁等硝酸化合物，高氯酸等高卤酸化合物，过硫酸铵等过硫酸盐，以及杂多酸等。这些氧化剂中，除分解生成物是无害的过氧化氢和有机过氧化物之外，特别优选使用过硫酸铵。可以使用这些中的一种或两种以上。
作为上记碱金属氢氧化物，可以举出氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷和氢氧化铯等。这些氢氧化物可以使用一种或两种以上。
作为上记酸，可以举出有机酸和无机酸。其中有机酸可以举出对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、异戊二烯磺酸、葡萄糖酸、乳酸、枸橼酸、酒石酸、苹果酸、谷氨酸、丙二酸、蚁酸、草酸、琥珀酸、富马酸、马来酸和苯二甲酸等。还有，作为无机酸可以举出硝酸、盐酸和硫酸等。这些酸可以使用一种或者两种以上。
作为上记的盐，可以举出上记酸的铵盐、钠盐、钾盐等碱金属盐，钙盐、镁盐等碱土金属盐等。这些盐可以使用一种或者两种以上。
作为上记表面活性剂，可以举出阳离子系表面活性剂和阴离子系表面活性剂等。其中阳离子系表面活性剂，可以举出脂肪酸皂、烷基醚羧酸盐等羧酸盐，烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、α-烯烃磺酸盐等磺酸盐，高级醇硫酸酯盐、烷基醚硫酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸盐等硫酸酯盐，烷基磷酸酯盐等磷酸酯盐等。这些盐可以使用一种或者两种以上。
作为上记防止擦伤剂，可以举出双酚、双联吡啶、2-乙烯基吡啶和4-乙烯基吡啶、水杨醛肟、邻苯二胺和间苯二胺、邻苯二酚、邻氨基苯酚、硫脲、含有N-烷基的(甲基)丙烯酰胺、含有N-氨基烷基的(甲基)丙烯酰胺、7-羟基-5-甲基-1，3，4-三氧杂中氮茚、5甲基-1H-苯并三唑、酞嗪、蜜胺和3-氨基-5，6-二甲基-1，2，4-三嗪等。这些物质可以使用一种或者两种以上。
还有，非水溶性基体，除上记相容性试剂以及上记可以在过去在浆液中含有的各种材料以外，还可以含有填充剂、软化剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防静电剂、润滑剂、增塑剂等各种添加剂。其中作为填充剂，可以使用碳酸钙、碳酸镁、滑石、粘土等提高刚性用材料，以及氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化锆、氧化钛、二氧化锰、三氧化二锰、碳酸钡等具有抛光垫效果的材料等。
本发明的抛光垫形状并无特别限制，例如可以制成园盘状、带状和辊状，但是优选根据抛光装置适当选择。还有，使用前抛光垫的大小等也无特别限制，但是对于园盘状抛光垫而言，例如可以制成直径0.5～500cm(更优选1.0～250cm，特别优选20～200cm)，厚度超过0.1mm且处于100mm以下的。
对于本发明抛光垫的制造方法并无特别限制，而且对于抛光垫具有的沟(a)、凹部(b)和通孔(c)的形成方法也无特别限制。例如，可以事先制备形成抛光垫的抛光垫用组合物，将此组合物成形为所需的大体形状后，利用切削加工形成沟(a)、凹部(b)和通孔(c)。此外，通过采用形成沟(a)、凹部(b)和通孔(c)图案的金属模具，将抛光垫用组合物用金属模具成形，能够同时形成抛光垫的大体形状和沟(a)、凹部(b)和通孔(c)。还有，也可以组合这些金属模具成型和切削加工。采用这些切削加工和金属模具成形法，能够容易将沟(a)、凹部(b)和通孔(c)的内表面的表面粗糙度(Ra)加工到20μm以下。此外，当抛光垫是在发泡体等非水溶性基体中分散有空孔的情况下，金属模具成形法通常可以在表面上形成表层而不能形成空孔，所以不能用作抛光垫。
还有，关于得到抛光垫用组合物的方法并无特别限制，例如可以用捏合机将有机材料等必要材料捏合的方法得到。作为捏合机，可以使用过去公知的那些，例如可以举出滚筒、捏合机、封闭式混炼机、挤压机(单螺旋、双螺旋)等捏合机。
此外，为了得到含有水溶性粒子抛光垫用含有水溶性粒子的抛光垫用组合物，例如可以采用将非水溶性基体、水溶性粒子以及其他添加剂等捏合的方法得到。但是，通常捏合时为使加工容易进行加热捏合，此时的温度优选水溶性粒子呈固体。由于是固体，所以能够与非水溶性基体的相容性大小无关的情况下，以上记优选的平均粒径将水溶性粒子分散。因此，优选根据使用的非水溶性基体的加工温度，选择水溶性粒子的种类。
本发明的多层抛光垫，备有抛光层和设置在该抛光层的非抛光面侧的支持层，所说的抛光层是在抛光面侧形成而且具有从呈环状、格状和螺旋状中选出至少一种形状的沟(a)、凹部(b)和贯穿抛光垫表里的通孔(c)中的至少一种部位，该部位内表面的表面粗糙度(Ra)处于20μm以下。作为其具体形态，可以举出(1)具备有从沟(a)、凹部(b)和通孔(c)中选出的沟(a)，其内表面粗糙度(Ra)为20μm以下的抛光层，和设置在抛光层的非抛光面侧的支持层的；(2)具备有凹部(b)，其内表面粗糙度(Ra)为20μm以下的抛光层，和设置在抛光层的非抛光面侧的支持层的；(3)具备有通孔(c)，其内表面粗糙度(Ra)为20μm以下的抛光层，和设置在抛光层的非抛光面侧的支持层的；(4)具备有从上记沟(a)、凹部(b)和通孔(c)中选出的至少两个部位，其内表面粗糙度(Ra)均为20μm以下的抛光层，和设置在抛光层的非抛光面侧的支持层的等。
本发明的多层抛光垫中的抛光层，可以采用上记本发明的抛光垫。
还有，支持层是在抛光层的非抛光面侧支持抛光层等的层。对于这种支持层的特性并无特别限制，但是优选比抛光层柔软的材料。通过备有更柔软的支持层，即使在抛光层厚度薄(例如5mm以下)的情况下，也能防止抛光时抛光层上浮，和抛光层表面弯曲等，能够稳定地进行抛光。这种支持层的硬度，优选为抛光层硬度的90％以下(更优选80％以下，特别优选70％以下，通常为10％以上)。此外，肖氏D硬度优选70以下(更优选60以下，特别优选50以下)。
还有，支持层既可以是多孔体(发泡体)，也可以是非多孔体。此外，对其平面形状并无特别限制，可以与抛光层相同或不同。这种支持层的平面形状，可以制成例如圆形、多角形(四角形等)等。而且对其厚度没有特别限制，例如可以制成0.1～5mm(优选0.5～2mm)。
对于构成支持层的材料没有特别限制，但是优选使用容易成形为预定形状和性状，并能赋予适度弹性等的有机材料。作为有机材料，可以采用构成上记抛光垫中非水溶性基体的有机材料。但是构成支持层的有机材料，既可以是交联聚合物，也可以是非交联聚合物。
本发明的这些多层抛光垫中，上记支持层既可以仅有一层，也可以有两层以上。还有，这种支持层与抛光层既可以直接接触层叠，也可以中间加有其他层层叠。此外，支持层既可以用粘结剂、粘结材料(粘接胶带等)与抛光层或其他层粘接，也可以通过使之部分熔融结合为一体。
本发明的抛光垫和多层抛光垫中也可以具有检测终点用的孔、窗等。
实施例
以下利用实施例具体说明本发明。
[1]具有环状沟的抛光垫
1-1.抛光垫的制造
实施例1-1
用调温至160℃的螺旋挤压机，将80体积份形成交联非水溶性基体的1，2-聚丁二烯(JSR株式会社制造，商品名“JSR RB830”)和20体积份的本身是水溶性粒子的β-环糊精(横滨国际生物研究所株式会社制造，商品名“Dexipearl β-100”，平均粒径20μm)捏合，得到了白色颗粒。然后加入0.3体积份有机过氧化物(日本油脂株式会社制造，商品名“Percumyl D-40”)，在120℃下近一步捏合，进而将捏合物挤压在金属模具中，在170℃下加热18分钟使之交联，得到了直径60cm、厚度2.5mm的园盘状成形体。然后用切削加工机(加藤机械株式会社制造)在此成形体的一侧面上加工形成出宽度0.5mm、深度1mm、间距1.5mm(相邻沟槽间距离1mm)的同心圆状沟槽(参见图1)。
接着用三维表面结构解析显微镜(佳能株式会社制造，“ZygoNew View 5032型”)在不同的三个视野内测定沟槽内表面的表面粗糙度(Ra)。测定结果，表面粗糙度(Ra)为1.8μm。
接着用光学显微镜将抛光垫有沟槽部分的截面放大、摄影。得到的图像示于图11中。
实施例1-2
用调温至160℃的螺旋挤压机，将100体积份将形成交联非水溶性基体的1，2-聚丁二烯(JSR株式会社制造，商品名“JSR RB840”)和100体积份在β-环糊精(横滨国际生物研究所株式会社制造，商品名“Dexipearl β-100”)上涂布多肽形成的水溶性粒子(平均粒径20μm)捏合，得到了白色颗粒。然后向白色颗粒中加入0.3体积份有机过氧化物(日本油脂株式会社制造，商品名“Perhexine25B”)，在120℃下近一步捏合后得到了白色颗粒。进而将添加了有机过氧化物的白色颗粒加入金属模具中，在190℃下加热10分钟使之交联，得到了直径60cm、厚度2.5mm的园盘状成形体。然后用与实施例1-1相同的切削加工机在此成形体的一侧面上加工形成出宽度0.5mm、深度0.5mm、间距1.2mm(相邻沟槽间长度0.7mm)的同心圆状沟槽。
接着与实施例1-1同样测定用沟内面的表面粗糙度(Ra)。测定结果，表面粗糙度(Ra)为1.5μm。
比较例1-1
与实施例1-1同样测定了具有宽度0.25mm、深度0.4mm、间距1.5mm沟槽的发泡聚氨酯制抛光垫(Rodel Nitta株式会社制造，商品名“IC1000”)沟槽内面的表面粗糙度(Ra)。测定结果，表面粗糙度(Ra)为30μm。
接着用光学显微镜将抛光垫有沟槽部分的截面放大、摄影。得到的图像示于图12中。
1-2.抛光性能等的评价
分别将实施例1-1、实施例1-2和比较例1-1的抛光垫安装在抛光装置(SFT株式会社制造，“Lap Master LM-15型”)的固定盘上，固定盘的旋转速度在50rpm，使用以100cc/分钟流量下使经三倍稀释的化学抛光用浆液(JSR株式会社制造，商品名“CMS1101”)将SiO2膜晶片抛光2分钟，评价了使用各种抛光垫情况下的抛光速度、擦伤的有无、异物的有无和空孔的状态。各测定方法如下。
(1)抛光速度：用光学膜厚计测定抛光前后的膜厚，从这些膜厚计算出。
(2)擦伤和异物的有无：用电子显微镜观察抛光后氧化硅膜晶片的抛光面的方法确认。
擦伤有无的评价标准为○：未发现擦伤，X：可以发现擦伤。还有，异物有无的评价标准为○：未发现异物，X：可以发现异物。
(3)空孔的状态：用#400金刚石磨石将抛光垫表面研磨5分钟的方法修饰，然后用电子显微镜观察经过修饰表面的空孔状态。评价标准为○：全部空孔实质上开口；X：部分空孔堵塞。
将以上(1)～(3)的结果一起记入表1中。
表1
 
表面粗糙度(Ra)(μm) 抛光速度(nm/分) 擦伤的有无 异物的有无 空孔的状态
实施例1-1 1.8 200 ○ ○ ○
实施例1-2 1.5 250 ○ ○ ○
比较例1-1 30 50 × × ×
从表面粗糙度(Ra)的测定结果可知，对于比较例1-1的抛光垫而言，沟槽内的凹凸显著，不均匀。还有，观察图12可以发现大的凸部。此外，“详解半导体CMP技术”(土井俊郎编著，株式会社工业调查会出版，第一版第一次印刷)中第114页上记载的图3.63，是使用与比较例1-1用的抛光垫相同的发泡聚氨酯抛光垫(Rodel Nitta株式会社制造，商品名“IC1000”)用扫描型电子显微镜制成的图像。由此图像也能看出，与实施例1-1的图11相比，沟槽内存在大的凹凸。
还有，从表1的结果可知，在用比较例1-1的抛光垫抛光的抛光面上可以发现擦伤和异物。此外修饰后的空孔被部分堵塞，开口消失。特别是容易被修饰堵塞的沟槽开口部分周围的空孔，几乎全部被堵塞。另外还查明，抛光速度显著劣化，分别为实施例1-1的1/4和实施例1-2的1/5。据认为这是由于抛光时空孔被异物等堵塞造成的。
与此相比，对于实施例1-1和实施例1-2的抛光垫而言，沟槽内部的侧面和底面表面粗糙度(Ra)都极小，是平滑面。这一点可以从图11看出。因此，在抛光面上几乎没有发现擦伤，也几乎没有发现异物。此外，即使在修饰后空孔也几乎完全开口，特别是沟槽开口周围的空孔也全部开口。而且与比较例1-1相比，抛光速度在实施例1-1和实施例1-2中分别快四倍和五倍。据认为这是由于空孔未被异物堵塞的结果。
[2]具有格状沟的抛光垫
2-1.抛光垫的制造
实施例2-1
用切削加工机(加藤机械株式会社制造)在实施例1-1得到的直径60cm、厚度2.5mm的园盘状成形体的一侧面上，形成一个构成宽0.5mm、深度1mm、纵向间距5mm、横向间距5mm格子状平面图案为四角形的格状沟槽(参见图4)。
进而从得到的抛光垫沿着包括沟槽宽度方向切出表面粗糙度(Ra)测定用薄片。然后用上记三维表面结构解析显微镜在不同的三个视野内测定沟槽内面的表面粗糙度(Ra)等。测定结果，表面粗糙度(Ra)为2.5μm。
接着用光学显微镜将抛光垫有沟槽部分的截面放大、摄影。得到的图像示于图13中。
实施例2-2
用与实施例2-1相同的切削加工机在实施例1-2得到的直径60cm、厚度2.5mm的园盘状成形体的一个侧面上，形成一个构成宽1mm、深度1mm、纵向间距10mm、横向间距10mm格子状平面图案为四角形的格状沟槽。
接着与实施例2-1同样测定了沟槽内面的表面粗糙度(Ra)。测定结果，表面粗糙度(Ra)为2.2μm。
比较例2-1
对于具有沟宽2mm、沟深0.5mm、纵向间距15mm、横向间距15mm格子结构的一个图案平面形状为四角形的，用发泡聚氨酯制成的抛光垫(Rodel Nitta株式会社制造，商品名“IC1000”)沟槽内面的表面粗糙度(Ra)，进行了与实施例2-1同样的测定。测定结果，表面粗糙度(Ra)为25μm。
抛光性能等的评价
分别就实施例2-1、实施例2-2和比较例2-1的抛光垫，与上记[1]同样进行了性能评价。其结果示于表2之中。
表2
 
表面粗糙度(Ra)(μm) 抛光速度(nm/分) 擦伤的有无 异物的有无 空孔的状态
实施例2-1 2.5 180 ○ ○ ○
实施例2-2 2.2 135 ○ ○ ○
比较例2-1 25 45 × × ×
从表面粗糙度(Ra)的测定结果可知，比较例2-1的抛光垫沟槽内的凹凸显著，不均匀。而且，“详解半导体CMP技术”(土井俊郎编著，株式会社工业调查会出版，第一版第一次印刷)中第114页上记载的图3.63，是使用与比较例2-1用的抛光垫相同的发泡聚氨酯抛光垫(Rodel Nitta株式会社制造，商品名“IC1000”)用扫描型电子显微镜制成的图像。由此图像也能看出，与实施例2-1的图13相比，沟槽内存在大的凹凸。
还有，从表2的结果可知，在用比较例2-1的抛光垫抛光的抛光面上可以发现擦伤和异物。此外修饰后的空孔被部分堵塞，开口消失。特别是容易被修饰堵塞的沟槽开口部分周围的空孔，几乎全部被堵塞。另外还查明，抛光速度显著劣化，分别为实施例2-1的1/4和实施例2-2的1/3。据认为这是由于抛光时空孔被异物等堵塞造成的。
与其相比，对于实施例2-1和实施例2-2的抛光垫来说，沟槽内部的侧面和底面表面粗糙度(Ra)都极小，是平滑面。这一点可以从图13看出。因此，在抛光面上几乎没有发现擦伤，也几乎没有发现异物。此外，即使在修饰后空孔也几乎完全开口，特别是沟槽开口周围的空孔也全部开口。而且与比较例2-1相比，实施例2-1和实施例2-2中抛光速度分别快四倍和三倍。据认为这是由于空孔未被异物堵塞的结果。
[3]具有螺旋状沟的抛光垫
3-1.抛光垫的制造
实施例3-1
用切削加工机(加藤机械株式会社制造)在实施例1-1得到的直径60cm、厚度2.5mm的园盘状成形体的一侧面上，形成宽1mm、深度1mm、间距2.5mm的螺旋状沟槽(相邻沟槽部分间的长度为1.5mm)(参见图7)。
进而从得到的抛光垫沿着包括沟槽宽度方向切出表面粗糙度(Ra)测定用薄片。然后用上记三维表面结构解析显微镜在不同的三个视野内测定沟槽内面的表面粗糙度(Ra)。测定结果，表面粗糙度(Ra)为2.0μm。
接着用光学显微镜将抛光垫有沟槽部分的截面放大、摄影。得到的图像示于图14中。
实施例3-2
用与实施例3-1相同的切削加工机，在实施例1-2得到的直径60cm、厚度2.5mm的园盘状成形体的一个侧面上，形成宽0.5mm、深度0.5mm、间距1.7mm的螺旋状沟槽(相邻沟槽部分间的长度为1.2mm)。
接着与实施例3-1同样测定了沟槽内面的表面粗糙度(Ra)。测定结果，表面粗糙度(Ra)为1.9μm。
比较例3-1
对于具有宽0.25mm、深0.4mm、间距1.5mm的螺旋状沟槽的用发泡聚氨酯制成的抛光垫(Rodel Nitta株式会社制造，商品名“IC1000”)沟槽内面的表面粗糙度(Ra)，进行了与实施例3-1同样的测定。测定结果，表面粗糙度(Ra)为25μm。
3-2.抛光性能等的评价
分别就实施例3-1、实施例3-2和比较例3-1的抛光垫，与上记[1]同样进行了性能评价。其结果示于表3之中。
表3
 
表面粗糙度(Ra)(μm) 抛光速度(nm/分) 擦伤的有无 异物的有无 空孔的状态
实施例3-1 2.0 190 ○ ○ ○
实施例3-2 1.9 260 ○ ○ ○
比较例3-1 25 50 × × ×
从表面粗糙度(Ra)的测定结果可知，比较例3-1的抛光垫沟槽内的凹凸显著，不均匀。而且，“详解半导体CMP技术”(土井俊郎编著，株式会社工业调查会出版，第一版第一次印刷)中第114页上记载的图3.63，是使用与比较例3-1用的抛光垫相同的发泡聚氨酯抛光垫(Rodel Nitta株式会社制造，商品名“IC1000”)用扫描型电子显微镜制成的图像。由此图像也能看出，与实施例3-1的图14相比，沟槽内存在大的凹凸。
还有，从表3的结果可知，在用这种比较例3-1的抛光垫抛光的抛光面上可以发现擦伤和异物。此外修饰后的空孔被部分堵塞，开口消失。特别是容易被修饰堵塞的沟槽开口部分周围的空孔，几乎全部被堵塞。另外还查明，抛光速度显著劣化，分别为实施例3-1的1/4和实施例3-2的1/5。据认为这是由于抛光时空孔被异物等堵塞造成的。
与其相比，对于实施例3-1和实施例3-2的抛光垫来说，沟槽内部的侧面和底面表面粗糙度(Ra)都极小，是平滑面。这一点可以从图14看出。因此，在抛光面上几乎没有发现擦伤和异物。此外，即使修饰后空孔也几乎完全开口，特别是沟槽开口周围的空孔也全部开口。而且与比较例3-1相比，实施例3-1和实施例3-2中抛光速度分别快四倍和五倍。据认为这是由于空孔未被异物堵塞的结果。
[4]具有凹部的抛光垫
4-1.抛光垫的制造
实施例4-1
用切削加工机(加藤机械株式会社制造)在实施例1-1得到的直径
60cm、厚度2.5mm的园盘状成形体的一个侧面上，形成直径0.5mm、深度1mm、间距1.5mm的多个凹部(各凹部间圆周方向的长度和径向长度均相同，为1mm，这些凹部是等间隔设置的)(参见图9)。
进而从得到的抛光垫切出表面粗糙度(Ra)测定用薄片，是指包含多个凹部的截面。然后用上记三维表面结构解析显微镜在此薄片的三个不同视野内测定凹部内面的表面粗糙度(Ra)。测定结果，表面粗糙度(Ra)为2.3μm。
接着用光学显微镜将抛光垫有凹部的截面放大、摄影。得到的图像示于图15中。
实施例4-2
用与实施例4-1相同的切削加工机，在实施例1-2得到的直径60cm、厚度2.5mm的园盘状成形体的一个侧面上，形成平面形状为圆形、其直径为0.5mm、深度0.5mm、间距1.2mm的多个凹部(各凹部间圆周方向的长度和径向长度均相同，为0.7mm，这些凹部是等间隔设置的)。
接着与实施例4-1同样测定了凹部内面的表面粗糙度(Ra)。测定结果，表面粗糙度(Ra)为1.5μm。
比较例4-1
与实施例4-1同样对具有直径1.5mm、深1.0mm、间距5.5mm的多个凹部的发泡聚氨酯制成的抛光垫(Rodel Nitta株式会社制造，商品名“IC1000”)上凹部内面的表面粗糙度(Ra)，进行了测定。测定结果，表面粗糙度(Ra)为25μm。
4-2.抛光性能等的评价
分别就实施例4-1、实施例4-2和比较例4-1的抛光垫，与上记[1]同样进行了性能评价。其结果示于表4之中。
表4
 
表面粗糙度(Ra)(μm) 抛光速度(nm/分) 擦伤的有无 异物的有无 空孔的状态
实施例3-1 2.3 210 ○ ○ ○
实施例3-2 1.5 260 ○ ○ ○
比较例3-1 25 50 × × ×
从表面粗糙度(Ra)的测定结果可知，比较例4-1的抛光垫凹部内面的凹凸显著，不均匀。而且，“详解半导体CMP技术”(土井俊郎编著，株式会社工业调查会出版，第一版第一次印刷)中第114页上记载的图3.63，是使用与比较例4-1用的抛光垫相同的发泡聚氨酯抛光垫(Rodel Nitta株式会社制造，商品名“IC1000”)用扫描型电子显微镜制成的图像。由此图像也能看出，与图15表示的实施例4-1中凹部内面相比，在凹部内存在大的凹凸。
还有，从表4的结果可知，在这种比较例4-1的抛光垫抛光的抛光面上可以发现擦伤和异物。此外修饰后的空孔被部分堵塞，开口消失。特别是容易被修饰堵塞的沟槽开口部分周围的空孔，几乎全部被堵塞。另外还查明，抛光速度显著劣化，分别为实施例4-1的1/4和实施例4-2的1/5。据认为这是由于抛光时空孔被异物等堵塞造成的。
与其相比，实施例4-1和实施例4-2的抛光垫中，凹部内的侧面和底面表面粗糙度(Ra)都极小，是平滑面。这一点可以从图15看出。因此，在抛光面上几乎没有发现擦伤和异物。此外，即使修饰后空孔也几乎完全开口，特别是沟槽开口周围的空孔也全部开口。而且与比较例4-1相比，实施例4-1和实施例4-2中抛光速度分别快四倍和五倍。据认为这是由于空孔未被异物堵塞的结果。

Claims (15)

1.抛光垫，其特征在于其中具有在抛光面侧形成的、且具有格状、环状和螺旋状中至少一种形状的沟、凹部和贯穿抛光垫表里的通孔中的至少一种，该沟、凹部和贯穿抛光垫表里的通孔的内表面的表面粗糙度(Ra)处于20μm以下，用于化学机械抛光。
2.按照权利要求1所述的抛光垫，其中所说的沟的深度为0.1mm以上，宽度为0.1mm以上。
3.按照权利要求1所述的抛光垫，其中所说的沟形成同心圆状。
4.按照权利要求1所述的抛光垫，其中所说的凹部深度为0.1mm以上，开口部分最小长度为0.1mm以上。
5.按照权利要求1所述的抛光垫，其中所说的通孔的开口部分的最小长度为0.1mm以上。
6.按照权利要求1所述的抛光垫，其中所说的凹部一个开口部分的面积以及所说的通孔一个开口部分的面积分别为0.0075mm2以上。
7.按照权利要求1所述的抛光垫，其中所说的沟、凹部和通孔的相邻各开口部分间的最小长度为0.05mm以上。
8.按照权利要求1所述的抛光垫，其中所说的抛光垫的至少一部分含有含交联聚合物的非水溶性基体，和分散在所说的非水溶性基体中的水溶性粒子。
9.按照权利要求1所述的抛光垫，其中所说的沟、凹部和通孔是采用从切削法和模成形法中选出的方法形成的。
10.多层抛光垫，其特征在于其中备有抛光层和设置在所说的抛光层的非抛光面侧的支持层，用于化学机械抛光；所说的抛光层具有在抛光面侧形成的、且具有格状、环状和螺旋状中至少一种形状的沟、凹部和贯穿抛光垫表里的通孔中的至少一种，该沟、凹部和贯穿抛光垫表里的通孔的内表面的表面粗糙度(Ra)处于20μm以下。
11.抛光垫的制造方法，其特征在于具备以下工序：
使用抛光垫用组合物形成所定形状的成形工序，和
对形成的成形物切削加工，内表面的表面粗糙度处于20μm以下，且形成沟、凹部以及贯穿抛光垫表里的通孔中的至少一种的切削工序。
12.抛光垫的制造方法，其特征在于具备：
使用抛光垫用组合物，使形成沟、凹部以及贯穿抛光垫表里的通孔中的至少一种，且使该沟、凹部和贯穿抛光垫表里的通孔的内表面的表面粗糙度处于20μm以下的金属模具成形工序。
13.按照权利要求11或12所述的抛光垫的制造方法，其中所说的抛光垫用组合物含有含交联聚合物的非水溶性基体，和分散在该非水溶性基体中的水溶性粒子。
14.化学机械抛光方法，是使用抛光垫对被抛光体进行化学机械抛光的方法，其特征在于，该抛光垫具有在抛光面侧形成的、且具有格状、环状和螺旋状中至少一种形状的沟、凹部和贯穿抛光垫表里的通孔中的至少一种，该沟、凹部和贯穿抛光垫表里的通孔的内表面的表面粗糙度(Ra)处于20μm以下。
15.化学机械抛光方法，是使用多层抛光垫对抛光体进行化学机械抛光的方法，其特征在于，该多层抛光垫备有抛光层和设置在所说的抛光层的非抛光面侧的支持层，用于化学机械抛光；所说的抛光层具有在抛光面侧形成的、且具有格状、环状和螺旋状中至少一种形状的沟、凹部和贯穿抛光垫表里的通孔中的至少一种，该沟、凹部和贯穿抛光垫表里的通孔的内表面的表面粗糙度(Ra)处于20μm以下。
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