CN113814888A - 研磨片、其制造方法以及利用其的半导体器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实例涉及一种半导体的化学机械研磨(chemical mechanical planarization，CMP)工序中使用的研磨片、其制造方法以及利用其的半导体器件的制造方法，本发明实例的研磨片可通过在进行研磨后调节研磨片的表面粗糙度特性来提高研磨率、显著减少晶圆的表面残留物、表面划痕以及振痕。

Description

研磨片、其制造方法以及利用其的半导体器件的制造方法
技术领域
本发明的多个实例涉及研磨后的表面粗糙度特性得到调节的研磨片、其制造方法以及利用其的半导体器件的制造方法。
背景技术
在半导体制造工序中，化学机械研磨工序为如下的工序，即，在使晶圆(wafer)等半导体基板附着于头部并与在平台(platen)上所形成的研磨片的表面相接触的状态下，通过供给浆料来半导体基板表面产生化学反应，并使得平台和头部进行相对运动，由此以机械方式对半导体基板表面的凹凸部分进行平坦化。
研磨片是在这种化学机械研磨工序中起到重要作用的必要原材料，通常由聚氨酯类树脂形成，在表面设置有用于形成浆料的大面积流动的沟槽(groove)和用于支持细微流动的气孔(pore)。其中，研磨片内的气孔可通过利用具有空隙的固相发泡剂、气相发泡剂、液相发泡剂来形成，或者能够以通过产生化学反应来产生气体的方式形成。
但是，虽然通过使用上述气相发泡剂或液相发泡剂来形成微细气孔的方式具有不产生对化学机械研磨工序产生影响的排出物质的优点，但可存在很难精密调节气孔的大小及大小分布、气孔的数量的问题。并且，由于没有微细气孔的外壁，因而还存在不利于在化学机械研磨工序中维持微细气孔的形态的缺点。
相反，与使用气相发泡剂或挥发性液相发泡剂的方式相反，通过使用具有外壁和空隙的固相发泡剂来制造研磨片的方式反而具有可精密调节气孔的形态、大小分布、气孔数量的优点，由于有固相发泡剂的外壁，因而有利于在化学机械研磨工序中维持微细气孔的形态。
但是，使用固相发泡剂的方式存在如下的问题，即，很难自由调节固相发泡剂的形态，在通过向聚合物混合放入固相发泡剂来进行制备的过程中，有可能在研磨片的内部部分发生固相发泡剂凝聚现象。
由于这种很难调节微细气孔的形态的情况以及在研磨片内部分发生气孔凝聚现象的情况还可对化学机械研磨工序的重要性能中的研磨率、平坦化、在晶圆表面产生的残留物(residue)、划痕(scratch)以及振痕(chatter mark)等产生影响，因而对此进行的控制尤为重要。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：韩国公开专利公报第2008-0037719号。
发明内容
本发明用于解决现有技术的上述问题而完成的。
本发明的目的在于提供如下的研磨片及其制造方法，即，本发明的研磨片可通过控制微细气孔的形态及凝聚现象来将研磨后的研磨片的表面粗糙度特性调节到规定水平，由此改善在晶圆表面产生残留物、划痕及振痕特性，可进一步提高研磨率。
并且，本发明的目的在于，提供利用上述研磨片制造半导体器件的方法。
为了实现上述目的，一实例提供如下的研磨片，即，利用硅氧化膜晶圆(PETEOSwafer)来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假(dummy)晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测(monitoring)晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足下式1及式2：
[式1]
0.020≤Vmp(10)/Vvv(80)≤1.000；
[式2]
0.005≤Vmp(10)/Vmc(10，80)≤2.000，
在上述式1及式2中，上述Vmp(10)为相当于上游10％的峰的材料体积(materialvolume of peaks)，上述Vvv(80)为相当于上游80％至100％的谷的空隙体积(void volumeof the valleys)，上述Vmc(10，80)为相当于上游10％至80％的芯部的材料体积(materialvolume of the core)。
根据再一实例，提供如下的研磨片制造方法，包括如下的步骤：混合氨基甲酸脂类预聚物、固化剂以及发泡剂来制备原料混合物；以及向模具内注入上述原料混合物并进行固化来得到研磨片，其中，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足上述式1及式2。
根据另一实例，提供如下的半导体器件制造方法，包括如下的步骤：将具有研磨层的研磨片安装在定盘；以及以使上述研磨层的研磨面和晶圆的表面相接触的方式实施互相相对旋转，来对上述晶圆的表面进行研磨，而对于上述研磨片而言，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足上述式1及式2。
根据还有一实例，提供如下的研磨片，即，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足下式4，
[式4]
0.002≤Vmp(10)/Vv(0)≤0.100，
在上述式4中，上述Vmp(10)为相当于上游10％的峰的材料体积，上述Vv(0)为空隙的总体积。
根据又一实例，提供如下的研磨片制造方法，包括如下的步骤：混合氨基甲酸脂类预聚物、固化剂以及发泡剂来制备原料混合物；以及向模具内注入上述原料混合物并进行固化来得到研磨片，其中，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足上述式4。
根据又一实例，提供如下的半导体器件制造方法，包括如下的步骤：将具有研磨层的研磨片安装在定盘；以及以使上述研磨层的研磨面和晶圆的表面相接触的方式实施互相相对旋转，来对上述晶圆的表面进行研磨，而对于上述研磨片而言，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足上述式4。
本发明的积极进步效果在于：根据上述实例的研磨片，可通过控制微细气孔的形态及凝聚现象来将研磨后的研磨片的表面粗糙度特性调节到规定水平，可由此改善在晶圆表面产生残留物、划痕及振痕的特性，可进一步提高研磨率。
附图说明
图1示出本发明一实例的可通过剪应力表示研磨片的表面形状及气孔的形状变形的研磨工序的例。
图2为对从利用光学用表面粗糙度测定仪进行测定时的基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中导出的体积参数(a)以及高度参数(b)进行说明的示意图。
图3为示出一实例的固相发泡剂分级纯化装置中的分级部的简图。
图4示出一实例的固相发泡剂分级纯化装置中的分级部的工作状态图。
图5示出一实例的上述固相发泡剂分级纯化装置中的过滤部30a、30b的分解立体图。
图6为示出一实例的晶圆上的残留物形状的照片。
图7为示出一实例的晶圆上的划痕形状的照片。
图8为示出一实例的晶圆上的振痕形状的照片。
附图标记的说明
110：头部 120：半导体基板(晶圆)
130：平台 140：浆料
150：气孔
10a、10c：管道 30a、30b：过滤部
31：过滤器外罩 32：过滤器盖
33：过滤部件 311：过滤空间
312：过滤器流入口 321：过滤器排出口
331：放置部 332：磁铁
50：分级部 51：分级部外罩
53：涡流发生部件 54：排出过滤器
56：振动发生部
511：分级空间 511a：中心轴
512：分级流入孔 513：第一微小球体排出孔
514：第二微小球体排出孔
515：气体供给孔 516：气体排出孔
A：流动气体的流动方向
B：固相发泡剂的移动方向
C：振动方向
具体实施方式
在以下的对实例进行的说明中，当记述为各层或片等形成于各层或片等的“上方(on)”或“下方(under)”的情况下，“上方(on)”或“下方(under)”包括“直接(directly)”形成的情况或以“在中间设置有其他结构要素(indirectly)”的方式形成的情况。
并且，以附图为基准来说明与各个结构要素的上方/下方相关的基准。可以为了便于说明而夸张示出附图中的各个结构要素的大小，这并不意味着实际应用的大小。
并且，若没有特别记述的情况下，应将表示本说明书中所记载的结构要素的物性值、尺寸等的所有数值范围理解为具有以“约”这一术语修饰的含义。
[研磨片]
根据本发明一实例的研磨片，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足下式1及式2：
[式1]
0.020≤Vmp(10)/Vvv(80)≤1.000；
[式2]
0.005≤Vmp(10)/Vmc(10，80)≤2.000，
在上述式1及式2中，上述Vmp(10)为相当于上游10％的峰的材料体积(materialvolume of peaks)，上述Vvv(80)为相当于上游80％至100％的谷的空隙体积(void volumeof the valleys)，上述Vmc(10，80)为相当于上游10％至80％的芯部的材料体积(materialvolume of the core)。
根据本发明再一实例的研磨片，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足下式4，
[式4]
0.002≤Vmp(10)/Vv(0)≤0.100
在上述式4中，上述Vmp(10)的含义与上述内容中的定义相同，上述Vv(0)为空隙的总体积。
根据本发明另一实例的研磨片，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足下式5及式6：
[式5]
Spk/Svk＜1.2；
[式6]
0.1≤Spk/Sk≤1.1，
在上述式5及式6中，上述Spk为所减少的峰高(reduced peak height)，上述Svk为所减少的谷深(reduced valley depth)，上述Sk为芯部粗糙度深度(core roughnessdepth)。
根据本发明还有一实例的研磨片，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足下式11，
[式11]
0.5≤(Spk+Svk)/Sk≤3.5
在上述式11中，上述Spk、Svk以及Sk的含义与上述内容中的定义相同。
根据本发明的一实例，可将研磨后的研磨片的表面粗糙度特性控制在特定范围，尤其可将从面积材料比曲线中导出的体积参数以及高度参数的比例控制在特定范围，可由此改善在晶圆表面产生残留物、划痕及振痕的特性，可进一步提高研磨率。
研磨后的研磨片的表面粗糙度
在本说明书中，表面粗糙度(surface roughness)意味着研磨片的表面在经过加工或研磨后形成的研磨片的表面光滑度。在本发明中使用的光学用表面粗糙度测定仪为布鲁克(Bruker)公司的Contour GT型号。研磨片的表面粗糙度测定详细条件参照本说明书中的实施例。
若在上述研磨工序过程中或研磨后将研磨片的表面粗糙度维持在规定水平，则晶圆的研磨速度、表面残留物、表面划痕以及振痕数值将维持在规定水平。并且，随着研磨工序的进行，上述研磨片将根据以下情况在研磨片的表面产生损伤及变形，因而会导致表面粗糙度发生变化，所述情况包括：1)通过修整器进行的表面切削；2)从移送部(包括晶圆)施加的加压力及剪应力；3)存在于晶圆与研磨片之间的浆料的形态。
作为一例，如图1所示，上述研磨片用于化学机械研磨工序，在执行工序的过程中，通过附着于头部110的半导体基板120(晶圆)施加的垂直方向上的压缩力和通过平台130的旋转产生的水平方向上的剪应力将导致研磨片的表面形状产生变形。
上述研磨片在表面设置有用于形成浆料140的大面积流动的沟槽和用于支持细微流动的气孔。因受到外部应力影响，上述研磨片不仅使表面的沟槽的形状产生变形，还会使气孔150的形状产生变形，这有可能引起研磨片的表面粗糙度产生变化。
尤其，会引起研磨后的研磨片的表面粗糙度产生变化的气孔的形状变化或气孔的凝聚程度有可能对化学机械研磨工序中的重要性能中的研磨率、晶圆基板的平坦化、在晶圆表面产生的残留物、划痕及振痕等产生影响，因而对其进行的控制尤为重要。
根据这种特性得到调节的研磨后的研磨片的表面粗糙度可根据氨基甲酸脂类预聚物的种类而不同。并且，上述表面粗糙度可根据发泡剂(气相发泡剂、液相发泡剂或固相发泡剂)的种类而不同。并且，上述表面粗糙度可根据是否使用固相发泡剂的系统而不同。并且，上述表面粗糙度可根据是否纯化各种成分原料而不同。并且，上述表面粗糙度可根据混合各种成分时的搅拌头部的转速、沟槽加工程度、预修整条件等而不同，除此之外，还可根据多种变量来控制表面粗糙度。
本发明实例的研磨片的表面粗糙度特性可以是研磨后测定的研磨片的表面粗糙度，即，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后对研磨片的表面粗糙度进行测定。
在此情况下，上述假晶圆为主要用于实验和试验中使用的晶圆，是为了在研磨片的使用初期通过对研磨片表面进行压缩来将不均匀的研磨片表面特性控制成均匀的形状而使用的晶圆，即在真正开始进行研磨之前使用，上述监测晶圆是为了在实际进行研磨后监测研磨片的物性而使用的晶圆。
上述研磨片可使用西迪斯(CTS)公司的AP-300型号来进行化学机械研磨工序，为使片的表面状态达到最佳，在进行研磨之前，具体在假晶圆研磨前执行10分钟至20分钟的研磨前(pre break in)工序，来对研磨片的研磨层进行修整(conditioning)处理。研磨片的具体研磨工序条件可参照后述的实施例。
在以如上所述的方式进行研磨工序之后，利用表面粗糙度测定仪得到的上述面积材料比曲线被称作承载面积曲线(bearing area curve；BAC)或材料支撑率曲线(abbott-firestone curve)，是对通过上述表面粗糙度测定仪来针对单位面积测定出的基于高度的累积数据进行绘制(plot)的曲线图。
从上述表面粗糙度的面积材料比曲线中导出的参数有作为换算成高度的参数的S参数(以下，称作高度参数)和作为换算成体积的参数的V参数(以下，称作体积参数)。在本发明中，根据实例，可通过调节作为上述S参数的Spk、Svk以及Sk和作为上述V参数的Vmp(10)、Vmc(10，80)、Vvv(80)以及Vv(0)来改善研磨性能。
与之相关地，图2为对从利用光学用表面粗糙度测定仪进行测定时的研磨片的上述面积材料比曲线中导出的体积参数(a)以及高度参数(b)进行说明的示意图。
以下，参照图2的(a)部分及(b)部分来具体说明表面粗糙度的体积参数及高度参数。
<表面粗糙度的体积参数>
上述表面粗糙度的体积参数包括材料体积参数(Vmp(10)、Vmc(10，80))和空隙体积参数(Vvv(80)、Vv(0))。
上述材料体积参数为与材料在评价区域中实际所占的体积相关的参数，是与研磨工序中借助由研磨装置中的移送部(carrier)所施加的压力来使得晶圆与研磨片直接摩擦的研磨片的体积相关的参数。
对于上述材料体积参数而言，如图2的(a)部分所示，上述Vmp(10)为相当于上游10％的峰的材料体积，是指由在曲线的百分比数据取样的0％至100％(x轴)中相当于10％的高度(y轴)上达到最高峰值的表面构成的材料的体积。由于上述Vmp(10)是表示通过研磨对象材料而最初被磨损的材料体积的参数，因而可视作在化学机械研磨工序中与机械研磨关系最大的参数。
上述Vmc(10，80)为相当于上游10％至80％的芯部的材料体积，是指在曲线的百分比数据取样的0％至100％(x轴)中构成相当于10％的高度(y轴)与相当于80％的高度(y轴)之间的表面质感的材料的体积。
另一方面，上述空隙体积参数为与评价区域中的空隙空间所占的空隙相关的参数，是与在研磨工序中可使得浆料以及有可能引起瑕疵/划痕的附属物在晶圆与研磨片界面之间自由移动的微通道作用的空隙相关的参数。通过这种空隙移动的浆料可通过与晶圆产生接触来与晶圆的被研磨层产生化学反应，从而可实现化学研磨。
并且，若在研磨工序中产生的研磨片粉碎物及被研磨层的研磨残留物、结束化学反应的浆料粒子等独立生长成大粒子或通过互相产生反应来生长成大粒子，则可起到通过与被研磨层之间的化学结合或机械摩擦来在被研磨层残留成残留物或在被研磨层表面引起划痕或振痕的作用。
因此，上述研磨片的空隙起到使得这些粒子在研磨工序中在研磨片与晶圆之间的界面能够以不残留成残留物或引起表面划痕或振痕的方式顺利通过的微通道的作用。
在上述空隙体积参数中，参照图2的(a)部分，上述Vv(0)为空隙的总体积(totalvoid volume)，是指在曲线的百分比数据取样中从相当于0％(x轴)的高度(y轴)到最低谷(100％)为止由表面质感分界的空隙的体积。由于上述Vv(0)为可担载浆料的空隙的总体积，因而可视作与化学机械研磨工序中的浆料的流动通道以及化学机械研磨工序中产生的异物的流动性关系最大的参数。
上述Vvv(80)为相当于上游80％至100％的谷的空隙体积，是指在曲线的百分比数据取样的0％至100％(x轴)中从相当于80％的高度(y轴)到最低谷为止由表面质感分界的空隙体积。
在此情况下，可在上述V参数中调节成为各自的基准的百分比(％)。
因此，上述体积参数可提供针对通过研磨片与晶圆、浆料之间的机械摩擦及化学反应来确定的研磨性能的重要信息。
在本发明中，通过在研磨工序后将多个上述式中的体积参数维持在规定范围内，并在研磨工序中也维持在规定范围，从而可改善研磨率、在晶圆的表面产生的残留物、划痕及振痕。
根据本发明的实例，对于研磨后的上述研磨片而言，上述式1中的Vmp(10)/Vvv(80)可满足0.020至1.000的范围。在半导体制造工序中，在特定研磨率下呈现出低表面残留物、表面划痕以及振痕特性尤为重要。若上述Vmp(10)/Vvv(80)小于0.020，则虽然使用二氧化铈粒子的研磨工序中的研磨片与晶圆表面相接触的比例低，但空隙的比例相对变高，因而会增加通过空隙移动的浆料通过与晶圆的接触来引起与晶圆的被研磨层之间的化学反应的量将增加，从而可增加研磨率。但是，若相对于研磨片表面直接摩擦的部位的空隙的比例过高，则在研磨工序中产生的研磨片粉碎物及被研磨层的研磨残留物、结束化学反应的浆料粒子等独立生长成大粒子或通过互相产生反应来生长成大粒子时的空隙的比例变高，通过化学结合来与晶圆表面相结合的概率将变大，因此以残留物的形态残留的可能性将变高。
若上述Vmp(10)/Vvv(80)大于1000，则虽然使用二氧化铈粒子的研磨工序中的研磨片与晶圆表面相接触的比例高，但空隙的比例相对变低，因而会减少通过空隙移动的浆料通过与晶圆的接触来引起与晶圆的被研磨层之间的化学反应的量将减少，从而可减少研磨率。但是若相对于研磨片表面的空隙的直接摩擦部位的比例过高，则在研磨工序中产生的研磨片粉碎物及被研磨层的研磨残留物、结束化学反应的浆料粒子等独立生长成大粒子或通过互相产生反应来生长成大粒子时，因在研磨片表面的直接摩擦的部位与晶圆表面之间受到剪应力而将导致在晶圆表面产生划痕或振痕的可能性变高。
因此，若将Vmp(10)/Vvv(80)的比例维持在适当范围内，则可使产生在晶圆表面的残留物、划痕以及振痕的数量最小化。
研磨后的上述研磨片可满足下式1-1或式1-2：
[式1-1]
0.030≤Vmp(10)/Vvv(80)≤0.990；
[式1-2]
0.030≤Vmp(10)/Vvv(80)≤0.900，
在上述式1-1及式1-2中，上述Vmp(10)及Vvv(80)的含义与上述内容中的定义相同。
除此之外，上述Vmp(10)/Vvv(80)可为0.040至0.800、0.050至0.700、0.070至0.500、0.090至0.400、0.100至0.400、0.200至0.400、0.090至0.300或者大于0.300且0.500以下。
并且，根据本发明的实例，研磨后的上述研磨片可使得上述式2中的Vmp(10)/Vmc(10，80)满足0.005至2.000的范围。
若上述Vmp(10)/Vmc(10，80)小于0.005，则虽然研磨片与晶圆表面相接触的比例低，但空隙的比例相对变高，因而会增加通过空隙移动的浆料通过与晶圆的接触来引起与晶圆的被研磨层之间的化学反应而产生的化学研磨量将增加，从而可增加研磨率。但是，若相对于研磨片表面直接摩擦的部位的空隙的比例过高，则在研磨工序中产生的研磨片粉碎物及被研磨层的研磨残留物、结束化学反应的浆料粒子等独立生长成大粒子或通过互相产生反应来生长成大粒子时的空隙的比例变高，使得与晶圆表面相结合的概率将变大，因此以残留物的形态残留的可能性将变高。
若上述Vmp(10)/Vmc(10，80)大于2000，则虽然研磨片与晶圆表面相接触的比例高，但空隙的比例相对变低，因而会减少通过空隙移动的浆料通过与晶圆的接触来引起与晶圆的被研磨层之间的化学反应而产生的化学研磨量将减少，从而可减少研磨率。但是若相对于研磨片表面的空隙的直接摩擦部位的比例过高，则在研磨工序中产生的研磨片粉碎物及被研磨层的研磨残留物、结束化学反应的浆料粒子等独立生长成大粒子或通过互相产生反应来生长成大粒子时，因在研磨片表面的直接摩擦的部位与晶圆表面之间的界面受到压力而将导致在晶圆表面产生划痕或振痕的可能性变高。
研磨后的上述研磨片可满足下式2-1或式2-2：
[式2-1]
0.010≤Vmp(10)/Vmc(10，80)≤1.600；
[式2-2]
0.015≤Vmp(10)/Vmc(10，80)≤1.200，
在上述式2-1及式2-2中，Vmp(10)及Vmc(10，80)的含义与上述内容中的定义相同。
除此之外，上述Vmp(10)/Vmc(10，80)可为0.010至1.000、0.020至0.800、0.020至0.600、0.020至0.200、0.020至0.100、0.020至0.090、0.030至0.080、0.020至0.060或者大于0.060且0.200以下。
并且，只要上述Vmp(10)/Vvv(80)及Vmp(10)/Vmc(10，80)分别在上述范围内，则上述Vmp(10)可为0.020至0.900、0.040至0.800、0.060至0.700、0.080至0.600或者0.100至0.500。
上述Vvv(80)可为0.200至10.000、0.200至9.600、0.200至2.400、0.300至2.300、0.400至2.200、0.500至2.100或者0.600至2.000。
上述Vmc(10，80)可为0.200至11.000、0.250至10.000、0.250至7.000、1.000至11.000、1.500至10.500、2.000至10.000、2.500至9.500或者3.000至9.000。
另一方面，根据本发明的实例，研磨后的上述研磨片可满足下式3。
[式3]
0.027≤Vmp(10)/{Vv(0)+Vvv(80)+Vmc(10，80)}≤3.100，
上述式3中，上述Vmp(10)、Vv(0)、Vvv(80)以及Vmc(10，80)的含义与上述内容中的定义相同。
上述Vv(0)可为3.000至57.000、6.000至54.000、9.000至51.000、12.000至48.000或者15.000至45.000。
若上述式3的值大于3.100，则二氧化铈化学机械研磨中的研磨率将下降，晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕将显著增加。若上述式3的值小于0.027，则会因浆料的流动性过高而导致初始研磨率过度增加，将对研磨性能产生不利影响，可导致晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕增加。
并且，研磨后的上述研磨片可满足下式3-1或3-2：
[式3-1]
0.042≤Vmp(10)/{Vv(0)+Vvv(80)+Vmc(10，80)}≤2.55；
[式3-2]
0.057≤Vmp(10)/{Vv(0)+Vvv(80)+Vmc(10，80)}≤2.02，
在上述式3-1及式3-2中，上述Vmp(10)、Vv(0)、Vvv(80)以及Vmc(10，80)的含义与上述内容中的定义相同。
并且，根据本发明的实例，上述Vv(0)、Vvv(80)以及Vmc(10，80)的总和可为4.200至70.400、7.800至66.800、11.400至63.200、12.000至59.600或者18.600至56.000。由于上述Vv(0)、Vvv(80)以及Vmc(10，80)的总和会对研磨片与晶圆表面相接触时的机械研磨特性、摩擦特性以及浆料担载力均产生影响，因而可通过使得研磨后的研磨片满足上述范围的Vv(0)、Vvv(80)以及Vmc(10，80)的总和，来改善研磨率、晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕。
若上述Vv(0)、Vvv(80)以及Vmc(10，80)的总和不及上述范围，则有可能会因初始研磨率过度增加而对研磨性能产生不利影响，可导致晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕增加，若上述Vv(0)、Vvv(80)以及Vmc(10，80)的总和超出上述范围，则有可能导致研磨率下降、残留物明显增加。
并且，研磨后的上述研磨片可同时满足上述式1-1、式2-1以及式3-1。或者，研磨后的上述研磨片可同时满足上述式1-2、式2-2以及式3-2。
根据本发明的一实例，研磨后的上述研磨片可满足上述式4。
若上述Vmp(10)/Vv(0)大于0.100，则有可能会因研磨片与半导体基板(晶圆)的表面相接触时的机械研磨特性或摩擦特性过高而导致划痕或振痕明显增加，若上述Vmp(10)/Vv(0)小于0.002，则会因浆料的流动性过高而导致初始研磨率过度增加，将对研磨性能产生不利影响，可导致晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕增加。
<表面粗糙度的高度参数>
另一方面，参照图2的(b)部分，上述Spk为所减少的峰高，意味着由在化学机械研磨工序中研磨片与半导体基板(晶圆)的表面相接触时的初始接触面积并由此提供高接触应力区域(力/面积)的高峰构成的表面。上述Spk可表示可在运行过程中去除的材料的公称高度。
上述Sk为芯部粗糙度深度(core roughness depth)，意味着表面被磨损后可分散负荷的表面的中心粗糙度。
上述Svk为所减少的谷深，是对在上述表面的中心粗糙度下的谷深进行测定的值，与浆料担载力或研磨片碎片(debris)捕获力相关。
另一方面，参照图2的(b)部分，SMr1为峰材料部(peak material portion)，表示构成与上述Spk相关的峰结构的材料的比例。
并且，SMr2为谷材料部(valley material portion)，表示构成与Svk相关的更深的谷结构的测定区域的百分比率(100％-SMr2)。
根据本发明的实例，可通过在研磨后也使得下式5至式7中的一个以上维持在规定范围内，从而可改善研磨率、晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕。
因此，根据本发明的一实例，研磨后的上述研磨片可满足下式5。
[式5]
Spk/Svk＜1.2，
在上述式5中，上述Spk以及上述Svk的含义与上述内容中的定义相同。
由于上述式5中的Spk/Svk对研磨片初次与晶圆表面接触时的机械研磨特性或摩擦特性以及浆料担载力均产生影响，因而可通过研磨后的研磨片满足上述式5，来改善研磨率、晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕。
并且，研磨后的上述研磨片可满足下式5-1。
[式5-1]
0.2≤Spk/Svk≤1.1，
在上述式5-1中，上述Spk以及Svk的含义与上述内容中的定义相同。
并且，研磨后的上述研磨片的上述Spk/Svk可为0.2以上且1.0以下、0.2以上且0.7以下、0.5以下且小于1.2、0.7以上且1.1以下，或者0.3以上且0.7以下。
根据本发明的再一实例，研磨后的上述研磨片可满足下式6。
[式6]
0.1≤Spk/Sk≤1.1，
上述式6，上述Spk以及上述Sk的含义与上述内容中的定义相同。
上述式6中的Spk/Sk对研磨片初次与晶圆表面接触时的机械研磨特性或摩擦特性产生影响，因而可通过使得研磨后的研磨片满足上述式6，来改善研磨率、晶圆的表面残留物、划痕及振痕。
并且，研磨后的上述研磨片可满足下式6-1。
[式6-1]
0.2≤Spk/Sk≤1.1，
在上述式6-1中，上述Spk以及Sk的含义与上述内容中的定义相同。
并且，研磨后的上述研磨片的上述Spk/Sk可为0.2以上且1.0以下、0.3以上且1.1以下、0.4以上且1.0以下，或者0.7以上且1.1以下。
根据本发明的另一实例，研磨后的上述研磨片可满足下式7。
[式7]
0.2＜Svk/Sk≤2.5，
在上述式7中，上述Svk以及上述Sk的含义与上述内容中的定义相同。
由于上述式7中的Svk/Sk对研磨片初次与晶圆表面接触时的浆料担载力产生影响，因而可通过研磨后的研磨片满足上述式7，来改善研磨率、晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕。
研磨后的上述研磨片可满足下式7-1。
[式7-1]
0.4≤Svk/Sk≤2.5，
在上述式7-1中，上述Svk以及Sk的含义与上述内容中的定义相同。
并且，研磨后的上述研磨片的上述Svk/Sk可为0.5以上且2.4以下、0.9以上且2.4以下、1.6以上且2.4以下、1.6以上且2.0以下，或者0.5以上且1.5以下。
根据本发明的一实例，上述Spk可为2以上且10以下、2.5以上且9.5以下、2以上且7以下、3以上且8以下，或者5.6以上且10以下。
上述Sk可为5以上且40以下、5以上且30以下、6以上且26以下、6以上且20以下、10以上且30以下，或者6以上且10以下。
上述Svk可为大于11且22以下、大于11且20以下、11.3以上且19.9以下、大于11且15以下、13以上且20以下，或者12以上且15以下。
根据本发明的还有一实例，研磨后的上述研磨片可满足下式8。
[式8]
0.3＜Spk/Svk+Svk/Sk≤3.6
在上述式8中，上述Spk、Svk以及Sk的含义与上述内容中的定义相同。
上述式8中的Spk/Svk和Svk/Sk之和可对研磨片初次与晶圆表面接触时的机械研磨特性或摩擦特性和浆料担载力、初次之后的浆料担载力产生影响，因而可通过使得研磨后的研磨片满足上述式8，来改善研磨率、晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕。
根据本发明的又一实例，研磨后的上述研磨片可满足下式9。
[式9]
0.3＜Spk/Sk+Svk/Sk≤3.6
在上述式9中，上述Spk、Svk以及Sk的含义与上述内容中的定义相同。
上述式9中的Spk/Sk和Svk/Sk之和意味着可对研磨片初次与晶圆表面接触时的机械研磨特性或摩擦特性以及浆料担载力均产生影响，因而可通过使得研磨后的研磨片满足上述式9，来改善研磨率、晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕。
根据本发明的又一实例，研磨后的上述研磨片可满足下式10。
[式10]
0.45≤Spk/Sk+Svk/Sk+Spk/Svk≤4.7
在上述式10中，上述Spk、Svk以及Sk的含义与上述内容中的定义相同。
在上述式10中，Spk/Sk、Svk/Sk以及Spk/Svk之和可对研磨片初次或初次之后的所有时间与晶圆表面接触时的机械研磨特性或摩擦特性以及浆料担载力均产生影响，因而可通过使得研磨后的研磨片满足上述式10，来改善研磨率、晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕。
并且，研磨后的上述研磨片可满足下式10-1。
[式10-1]
0.8≤Spk/Sk+Svk/Sk+Spk/Svk≤4.6
在上述式10-1中，上述Spk、Svk以及Sk的含义与上述内容中的定义相同。
根据本发明的又一实例，研磨后的上述研磨片可满足下式11。
[式11]
0.5≤(Spk+Svk)/Sk≤3.5
在上述式11中，上述Spk、Svk以及Sk的含义与上述内容中的定义相同。
上述式11中的(Spk+Svk)/Sk可对研磨片初次之后与晶圆表面接触时的机械研磨特性或摩擦特性以及浆料担载力均产生影响，可通过使得研磨后的研磨片满足上述式11，来改善研磨率、晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕。
并且，研磨后的上述研磨片可满足下式11-1。
[式11-1]
0.7≤(Spk+Svk)/Sk≤3.2
在上述式11-1中，上述Spk、Svk以及Sk的含义与上述内容中的定义相同。
在上述式11以及式11-1中，上述Spk以及上述Svk的总和可为大于13且32以下、15以上且30以下、15.5以上且29以下、15以上且20以下、17以上且30以下或者17以上且20以下。
研磨前的研磨片的表面粗糙度
根据本发明的实例，研磨前的研磨片的表面粗糙度的各个参数的范围可与研磨后的表面粗糙度的各个参数的范围相同或相似，或脱离研磨后的表面粗糙度的各个参数的范围。即，不管研磨前的研磨片的表面状态如何，只要可将研磨后的表面粗糙度维持在上述范围内，就可提高研磨率，可减少晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕。但是，只要研磨前后的研磨片的表面状态越相似，研磨性能可越好。
具体地，根据本发明的实例，上述研磨片的研磨前及研磨后的Vmp(10)/Vvv(80)之差的绝对值可为0.005至0.800、0.005至0.700、0.010至0.700、0.010至0.400、0.010至0.310、0.005至0.030或者0.300至0.700。
并且，上述研磨片的研磨前及研磨后的Vmp(10)/Vv(0)之差的绝对值可为0.002至0.087、0.002至0.070、0.002至0.020或者0.01至0.09。
若上述研磨片的研磨前及研磨后的Vmp(10)/Vvv(80)之差的绝对值或Vmp(10)/Vv(0)之差的绝对值满足上述范围，则可使得表面粗糙度在研磨前及研磨后均保持规定水平，从而可提高研磨性能。
并且，上述研磨片的研磨前及研磨后的Svk/Sk之差的绝对值或Spk/Sk之差的绝对值可分别为1.5以下。
具体地，上述研磨片的研磨前及研磨后的Svk/Sk之差的绝对值可为0.1至1.5、0.2至1.5、0.1至1.0、0.1至0.7或者0.8至1.5，上述研磨片的研磨前及研磨后的Spk/Sk之差的绝对值可为0至0.6、0至0.5、0至0.4或者0.4至0.6。
若上述研磨片的研磨前及研磨后的Svk/Sk之差的绝对值或Spk/Sk之差的绝对值满足上述范围，则可使得表面粗糙度在研磨前及研磨后均保持规定水平，从而可提高研磨性能。
[研磨片的制造方法]
本发明一实例的研磨片制造方法可包括如下的步骤：混合氨基甲酸脂预聚物、固化剂以及发泡剂来制备原料混合物；以及向模具内注入上述原料混合物并进行固化来得到研磨片，其中，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，可在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足上述式1及式2。
本发明再一实例的研磨片制造方法可包括如下的步骤：混合氨基甲酸脂预聚物、固化剂以及发泡剂来制备原料混合物；以及向模具内注入上述原料混合物并进行固化来得到研磨片，其中，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，可在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足上述式4。
本发明另一实例的研磨片制造方法可包括如下的步骤：混合氨基甲酸脂预聚物、固化剂以及发泡剂来制备原料混合物；以及向模具内注入上述原料混合物并进行固化来得到研磨片，其中，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，可在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足上述式5及式6。
本发明还有一实例的研磨片制造方法可包括如下的步骤：混合氨基甲酸脂预聚物、固化剂以及发泡剂来制备原料混合物；以及向模具内注入上述原料混合物并进行固化来得到研磨片，其中，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，可在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足上述式11。
上述研磨片包括含有固化物的研磨层，上述固化物由包含氨基甲酸脂预聚物、固化剂以及发泡剂的组合物形成，上述发泡剂可包括从由固相发泡剂、液相发泡剂以及气相发泡剂组成的组中选择的一种以上。或者，上述发泡剂可包括固相发泡剂、气相发泡剂或它们的混合发泡剂。
以下，对上述原料混合物中所包含的各个成分进行具体说明。
氨基甲酸脂预聚物
本发明所要实现的研磨后的研磨片的表面粗糙度可根据采用不同种类的氨基甲酸脂预聚物来进行调节。
上述氨基甲酸脂预聚物可通过使异氰酸酯化合物和多元醇产生反应来制备。
预聚物(prepolymer)通常是指在制造一种最终成型品的过程中以便于进行成型的方式将聚合度停止在中间阶段的分子量较低的高分子。预聚物可通过其本身或与其他聚合性化合物产生反应之后实现成型，例如，可通过使异氰酸酯化合物和多元醇产生反应来制备预聚物。
例如，在制备上述氨基甲酸脂预聚物的过程中使用的异氰酸酯化合物例如可以是选自由甲苯二异氰酸酯(toluene diisocyanate，TDI)、萘-1,5-二异氰酸酯(naphthalene-1,5-diisocyanate)、对苯二异氰酸酯(p-phenylene diisocyanate)、邻联甲苯二异氰酸酯(tolidine diisocyanate)、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-diphenyl methanediisocyanate)、六亚甲基二异氰酸酯(hexamethylene diisocyanate)、二环己甲烷二异氰酸酯(dicyclohexylmethane diisocyanate)以及异佛尔酮异氰酸酯(isophoronediisocyanate)组成的组中的一种以上异氰酸酯，但并不限定于此。
例如，可在上述氨基甲酸脂预聚物的制备中使用的多元醇例如可以是选自由聚醚多元醇(polyether polyol)、聚酯多元醇(polyester polyol)、聚碳酸酯多元醇(polycarbonate polyol)以及丙烯酸多元醇(acryl polyol)组成的组中的一种以上多元醇，但并不限定于此。上述多元醇的重均分子量(Mw)可为300g/mol至3000g/mol。
上述氨基甲酸脂预聚物的重均分子量可为500g/mol至3000g/mol。具体地，上述氨基甲酸脂预聚物的重均分子量可为600g/mol至2000g/mol或者800g/mol至1000g/mol。
作为一例，上述氨基甲酸脂预聚物可使用甲苯二异氰酸酯来作为异氰酸酯化合物，使用聚四亚甲基醚乙二醇来作为多元醇，由此聚合的高分子的重均分子量可为500g/mol至3000g/mol。
上述氨基甲酸脂预聚物的异氰酸酯末端基含量(NCO％)可为8重量百分比至10重量百分比、8.5重量百分比至9.5重量百分比或者8.8重量百分比至9.4重量百分比。
若上述末端基含量满足上述范围，则本发明中所要实现的研磨后的研磨片的表面粗糙度可维持规定水平，从而可改善研磨率、晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕特性。
发泡剂
根据本发明一实例的研磨片，多个上述气孔可源自发泡剂。
上述发泡剂可包括选自由固相发泡剂、气相发泡剂以及液相发泡剂组成的组中的一种以上的发泡剂。
并且，可根据气相发泡剂的种类、液相发泡剂的种类或固相发泡剂的种类、固相发泡剂的平均粒径、是否使用固相发泡剂的纯化系统，来控制在研磨片内产生的气孔的形状变化或气孔的凝聚程度，可控制研磨后的研磨片的表面粗糙度。
固相发泡剂
可根据上述固相发泡剂的种类、形态或物性等来控制微细气孔的形态以及气孔凝聚现象，可由此调节研磨后的研磨片的表面粗糙度。
上述固相发泡剂为热膨胀的(调节尺寸)微型胶囊，可以是平均粒径达到5μm至200μm的微型气球结构体。上述热膨胀的(调节尺寸)微型胶囊可通过对热膨胀性微型胶囊进行热膨胀来得到。
上述热膨胀性微型胶囊可包括：外皮，包含热塑性树脂；以及发泡剂，在上述外皮内部封装而成。上述热塑性树脂可以是选自由偏氯乙烯共聚物、丙烯腈共聚物、甲基丙烯腈共聚物以及丙烯酸共聚物组成的组中的一种以上。进而，封装在内部的上述发泡剂可以是选自由碳数达到1至7个的碳氢化合物组成的组中的一种以上。具体地，封装在内部的上述发泡剂可选自由低分子量的烃、氯氟烃以及四烷基硅烷组成的组，上述低分子量的烃为乙烷(ethane)、乙烯(ethylene)、丙烷(propane)、丙烯(propene)、正丁烷(n-butane)、异丁烷(isobutene)、丁烯(butene)、异丁烯(isobutene)、正戊烷(n-pentane)、异戊烷(isopentane)、新戊烷(neopentane)、正己烷(n-hexane)、庚烷(heptane)、石油醚(petroleum ether)等，上述氯氟烃为三氯氟甲烷(trichlorofluoromethane，CCl3F)、二氯二氟甲烷(dichlorodifluoromethane、CCl2F2)、氯三氟甲烷(chlorotrifluoromethane、CClF3)、四氟乙烯(tetrafluoroethylene、CClF2-CClF2)等，上述四烷基硅烷为四甲基硅烷(tetramethylsilane)、三甲基已基硅烷(trimethylethylsilane)、三甲基异丙基硅烷(trimethylisopropylsilane)、三甲基-n-丙基硅烷(trimethyl-n-propylsilane)等。
上述固相发泡剂可精密调节气孔的形态及大小分布、气孔的含量，由于有固相发泡剂的外壁，在化学机械研磨工序中也能很好地维持微细气孔的形态。但是，由于上述固相发泡剂形成微型气球结构体，因而因密度低、大小小而导致表面张力大，因此很容易导致薄而小的多个球形物质凝聚。因此，即使控制固相发泡剂的大小，不仅很难调节固相发泡剂的形态，还很难调节微细气孔的形态或气孔的凝聚现象。
根据本发明的一实例，上述固相发泡剂将使用通过纯化系统进行纯化的，不仅可控制固相发泡剂的平均粒径，还能够以互不凝聚的方式进行分散，还可过滤掉形态不规则的固相发泡剂。因此，可调节微细气孔的形态及凝聚现象，可控制研磨后的研磨片的表面粗糙度。因此，可根据是否使用上述固相发泡剂的纯化系统来使得固相发泡剂的平均粒径、上述平均粒径的标准偏差或密度等。
例如，纯化后的上述固相发泡剂的平均粒径(D50)可为5μm至200μm。其中，上述D50可指粒子直径分布的第50次百分位数(中间)的体积粒径。更具体地，上述固相发泡剂的D50可为7μm至100μm。更加具体地，上述固相发泡剂可达到10μm至50μm、15μm至45μm，或20μm至40μm。
上述固相发泡剂纯化系统可通过过滤掉固相发泡剂的平均粒径过小或过大的粒子来以满足上述平均粒径的范围的方式提供，可根据所需的目的来选择性地控制上述范围中的固相发泡剂的平均粒径。
若上述固相发泡剂的D50满足上述范围，则可更加提高研磨率及平坦度。若上述固相发泡剂的D50不满足上述范围，则可因气孔的数平均直径变小而对研磨率及平坦度产生影响，若超出上述范围，则可因气孔的数平均直径过大而对研磨率及平坦度产生不利影响。
如上所述，若使用通过固相发泡剂纯化系统纯化的固相发泡剂，则可将研磨后的研磨片的表面粗糙度维持均衡。
以100重量份的上述原料混合物为基准，可使用0.5重量份至5重量份的上述固相发泡剂。具体地，以100重量份的上述氨基甲酸脂预聚物为基准，上述固相发泡剂的使用量可达到0.6重量份至2.5重量份、1重量份至2.5重量份、1.5重量份至2.5重量份或者1.8重量份至2.3重量份。
在制造本发明的研磨片的过程中，可单独使用固相发泡剂来作为发泡剂，可根据所需特性来以与气相发泡剂及挥发性液相发泡剂混合的方式进行使用。
固相发泡剂纯化系统
上述固相发泡剂纯化系统可使固相发泡剂的平均粒径(D50)达到上述范围，只要可满足本发明中所需的研磨片的表面粗糙度，就能够使用多种纯化系统。
根据本发明的一实例，将固相发泡剂分级纯化装置用作上述固相发泡剂纯化系统。
一实例的固相发泡剂分级纯化装置包括：分级部，用于将所供给的固相发泡剂分为第一微小球体和第二微小球体；储存部，可通过与上述分级部相连接来使分级后的上述第一微小球体流入、储存以及排出；以及过滤部，配置在上述固相发泡剂或第一微小球体的移动路径，从包含上述固相发泡剂或上述第一微小球体的过滤对象中分离出金属物质。
图3为示出一实例的分级部的简图，图4示出图3中的分级部的工作状态图。
参照图3及图4，分级部50包括：分级部外罩51，在内部形成有分级空间511；气体供给孔515，与分级空间511相连接；以及分级排出孔，与分级空间511相连接。上述分级部50还可包括涡流发生部件53，上述涡流发生部件53位于分级空间511并与气体供给孔515相邻配置。上述分级部50还可包括配置于上述分级部外罩51的振动发生部56。上述分级部50还可包括分级搅拌部。
可如下进行对通过多个分级流入孔512中的一个分级流入孔512向上述分级空间511流入的固相发泡剂的分类。在上述分级空间511接收流动气体来对固相发泡剂进行分级。向上述分级空间511流入的流动气体将经由涡流发生部件53并朝向气体排出孔516的方向流动。在此情况下，流动气体一边产生旋转或涡流一边流动(图4中的分级空间511内的虚线：由A表示)。流动气体将向形成有气体排出孔516的上部流动。向上述分级空间511流入的固相发泡剂可随着流动的流动气体上升并根据流动气体的流动变弱或因从外部传递的旋转力、振动等而产生的下降气流来促进在分级空间511内下降(图4中的固相发泡剂的移动由双点划线表示，即由B表示；振动方向由C表示)。在此情况下，上述分级空间511的空气的流动将形成空气胞的循环流，若粒子相比于固相发泡剂的大小沉或过轻，则使得上升速度或下降速度变得不同并被分级，或者粒子的形状明显不同的将使得上升速度或下降速度变得不同并被分级。即，随着流动气体的流动，固相发泡剂将漂浮在分级空间511，根据重力、振动等的影响，固相发泡剂将按照其重量和大小来以不同的速度下降，可根据大小被分级并被回收。
像这样根据流动气体等的影响而上升或下降的多个固相发泡剂可通过根据分级部外罩51的高度形成的第一微小球体排出孔513、第二微小球体排出孔514来分别被排出到分级部外罩51的外侧。
可在上述分级部外罩51的上部面形成用于对向分级空间511流入的流动气体进行排出的气体排出孔516，可在上述气体排出孔516配置排出过滤器54，用于对所排出的流动气体中所包含的异物、残留微小球体等进行过滤。
在一实例中，振动过程如下，即，通过上述振动发生部56并以中心轴511a作为中心向分级部外罩51施加上下移动的垂直方向振动、左右移动的水平方向振动，或者可依次或同时施加上下左右全振动的垂直及水平方向振动。并且，振动过程还可采用如下的旋转方式，即，使得上述分级部外罩51以中心轴511a作为基准来沿着顺时针方向旋转、逆时针方向旋转，或者反复执行顺时针方向旋转和逆时针方向旋转。在此情况下，振动过程中的合适的频率可如下，例如，100Hz至10000Hz、500Hz至5000Hz或700Hz至3500Hz。若使上述振动达到这种范围，则可更有效地对固相发泡剂进行分级。
由于相对较小且轻的固相发泡剂的特性，可借助因流动气体的上升而形成的固相发泡剂的上升及下降的速度差来进行分级。并且，不会因流动气体而上升并下降的中空微细球体可通过振动更快速下降。即，这种振动过程可按照对固相发泡剂在分级空间511形成的下降起到促进作用的下降振动(down force vibrating)方式来实施，若振动过程进一步发展，则可更有效率、有效地进行分级，通过这种过程形成的研磨层可制造晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕等表面瑕疵少的半导体基板(晶圆)。
可根据所注入的流动气体的流速、第一微小球体排出孔513的位置、振动程度等来调节被分级的固相发泡剂的粒径。最终，上述固相发泡剂可被分级为平均粒径约为5μm至200μm的第一微小球体和平均粒径约为小于5μm的第二微小球体。固相发泡剂中的受损或密度过高的还可以是第三微细结构体。因此，可在分级空间511中将固相发泡剂分级为第一微小球体、第二微小球体以及第三微小球体。被分级的固相发泡剂的粒径可根据研磨片的设计而不同。
图5示出一实例的上述过滤部30a、30b的分解立体图。参照图3及图5，上述过滤部30a、30b可配置于上述分级部的前端、后端，或者前后端全部。配置于上述分级部的后端的过滤部30b可去除通过上述分级空间511分离的第一微小球体中的金属成分。配置于上述分级部的前端的过滤部30a可去除向上述分级部50流入之前的固相发泡剂中的金属成分。
参照图5，上述过滤部30a、30b包括：过滤器外罩31，在内部形成有使固相发泡剂经由的过滤空间311；过滤器盖32，以可分离的方式配置于过滤器外罩31，用于开闭过滤空间311；以及过滤部件33，配置于过滤空间311，用于产生磁力。
可在上述过滤器外罩31形成与管道10a、10c相连接的过滤器流入口312。固相发泡剂通过上述过滤器流入口312来向上述过滤空间311流入，可沿着上述过滤空间311的周围进行回旋运动并沿着开放的方向进行移动。在上述过滤空间311设置有过滤部件33，可在固相发泡剂的移动过程中引起涡流。
在一实例中，可在上述过滤器盖32形成与上述过滤空间311相连接的过滤器排出口321。在再一实例中，上述过滤器排出口321可形成于上述过滤器外罩31的周围。上述过滤器排出口321的位置可根据过滤对象的种类或密度而不同。通过过滤器流入口312来经由过滤空间311的固相发泡剂可通过过滤器排出口321来排出到过滤器外罩31的外部。
上述过滤部件33可包括：放置部331，位于上述过滤空间311；以及磁铁332，配置于放置部331。在一实例中，上述磁铁332可配置于放置部331的内部。上述磁铁332可包括顺磁铁(＝永久磁铁)或电磁铁。上述磁铁可以是钕(Neodymium)磁铁。上述磁铁的磁力可达到10000Gauss至12000Gauss。通过上述磁铁来在放置部331的周边形成磁场，金属物质将贴在磁铁。借助磁力，在过滤空间311中进行回旋运动的固相发泡剂所含有的金属物质可贴在放置部331的外部周围。可通过上述磁铁332来分离经由上述过滤空间311的过滤对象中所包含的金属物质。可通过上述过滤部来制备纯化后的固相发泡剂或第一微小球体。
随着通过上述分级部来对上述固相发泡剂进行加工，可在以包含固相发泡剂制造的研磨片的表面加工过程中提高粗糙度控制性能。若固相发泡剂的大小过小，则有可能引起用于制造研磨片的组合物的凝聚，若固相发泡剂的大小过大，则有可能因难以控制气孔大小而导致研磨片表面特性下降。因此，可随着通过上述分级部做出大小适当的固相发泡剂来防止用于制造研磨片的组合物产生凝聚，进而可在研磨片的表面呈现均匀、深度/宽度合适的粗糙度特性。
并且，固相发泡剂中的密度高的金属异物、将其作为种子(seed)的凝聚团等将因对研磨片的表面状态产生影响而将在按所需水准的照度特性进行加工的过程中成为阻碍因素。因此，通过使用通过上述过滤部去除金属成分的固相发泡剂来可使研磨片中可能包含的密度高的异物、团等最小化，最终，将通过具有优秀的表面特性的研磨片进行研磨，来显著减少半导体基板等产品的瑕疵(defect)，从而确保品质提升效果。
气相发泡剂
本发明中所需的研磨后的研磨片的表面粗糙度可通过不同种类的气相发泡剂进行调节。
上述气相发泡剂可包含惰性气体，上述气相发泡剂可通过在混合上述氨基甲酸脂预聚物、固化剂、固相发泡剂、反应速度调节剂以及硅表面活性剂而产生反应的过程中投入来形成多个气孔。只要是不参与预聚物与固化剂之间的反应的气体，则上述惰性气体的种类不受特殊限制。例如，上述惰性气体可以是选自由氮气体(N2)、氩气体(Ar)以及氦气体(He)组成的组中的一种以上。具体地，上述惰性气体可以是氮气体(N2)或氩气体(Ar)。
相对于上述原料混合物的总体积，具体地，相对于氨基甲酸脂预聚物、发泡剂、反应速度调节剂以及固化剂的总体积，可投入体积相当于5体积百分比至30体积百分比的上述气相发泡剂。具体地，相对于上述原料混合物的总体积，可投入体积相当于5体积百分比至30体积百分比、5体积百分比至25体积百分比、5体积百分比至20体积百分比、5体积百分比至18体积百分比、6体积百分比至15体积百分比、6体积百分比至13体积百分比或7.5体积百分比至10体积百分比的上述气相发泡剂。
液相发泡剂
本发明中所需的研磨后的研磨片的表面粗糙度可通过不同种类的液相发泡剂以及不同的混合工序进行调节。
上述液相发泡剂可通过在混合预聚物及固化剂而产生反应的过程中投入来形成气孔，不参与预聚物与固化剂之间的反应。并且，上述液相发泡剂借助在混合预聚物及固化剂而产生反应的过程中生成的热量来被物理气化并形成气孔。
上述液相发泡剂可包括沸点不同的两种以上的挥发性液相发泡剂。具体地，上述挥发性液相发泡剂可包括一种以上的低沸点液相发泡剂及一种以上的高沸点液相发泡剂。
上述挥发性液相发泡剂不与异氰酸酯基、酰胺基以及醇基产生反应，可在25℃的温度下呈液相。具体地，上述挥发性液相发泡剂可选自由三氯氟甲烷(trichlorofluoromethane)、2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷(2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane)、1,1-二氯-1-氟代乙烷(1,1-dichloro-1-fluoroethane)、环戊烷(cyclopentane)、正戊烷(n-pentane)、环己烷(cyclohexane)、n-丁基醋酸(n-butylacetate)、二(九氟丁基)(三氟甲基)胺(bis(nonafluorobutyl)(trifluoromethyl)amine)以及全氟三丁胺(perfluorotributylamine)、全氟-N-甲基吗啉(perfluoro-N-methylmorpholine)、全氟三戊胺(perfluorotripentylamine)及全氟己烷(perfluorohexane)等全氟化合物组成的组。
上述全氟化合物的市售产品可有FC-40(3M公司)、FC-43(3M公司)、FC-70(3M公司)、FC-72(3M公司)、FC-770(3M公司)、FC-3283(3M公司)、FC-3284(3M公司)等。
上述低沸点液相发泡剂可通过在反应初期被气化来形成平均直径达到45μm至90μm的介孔。具体地，上述低沸点液相发泡剂可在1个大气压下具有30℃至100℃的沸点。更具体地，上述低沸点液相发泡剂可在1个大气压下具有40℃至70℃的沸点。更加具体地，上述低沸点液相发泡剂可以是选自由三氯氟甲烷、2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷、1,1-二氯-1-氟代乙烷、环戊烷、环己烷、正戊烷、全氟-N-甲基吗啉以及全氟己烷组成的组中的一种以上。上述低沸点液相发泡剂的市售产品可有FC-72(3M公司)、FC-770(3M公司)、FC-3284(3M公司)等。
上述高沸点液相发泡剂可通过延迟气化来形成平均直径达到20μm至50μm的微细气孔。具体地，上述高沸点液相发泡剂可在1个大气压下具有100℃至250℃的沸点。更具体地，上述高沸点液相发泡剂可在1个大气压下具有100℃至200℃的沸点。更加具体地，上述高沸点液相发泡剂可以是选自由n-丁基醋酸、二(九氟丁基)(三氟甲基)胺、全氟三丁胺以及全氟三戊胺组成的组中的一种以上。上述高沸点液相发泡剂的市售产品可有FC-40(3M公司)、FC-43(3M公司)、FC-70(3M公司)、FC-3283(3M公司)等。
上述低沸点液相发泡剂和高沸点液相发泡剂可在相互间具有20℃至80℃的沸点差，具体地，可具有50℃至80℃的沸点差。具体地，作为低沸点液相发泡剂和高沸点液相发泡剂的组合，可有环戊烷和n-丁基醋酸的组合、三氯氟甲烷和二(九氟丁基)(三氟甲基)胺的组合等。
上述挥发性液相发泡剂可按1:0.5至1:2的摩尔比包含低沸点液相发泡剂和高沸点液相发泡剂。具体地，上述挥发性液相发泡剂可按1:0.8至1:1.2的摩尔比包含低沸点液相发泡剂和高沸点液相发泡剂。以100重量份的上述原料混合物为基准，可放入1重量份至10重量份的上述液相发泡剂。并且，以100重量份的上述原料混合物为基准，可放入2重量份至8重量份的上述液相发泡剂。
固化剂
上述固化剂可以是胺化合物及醇化合物中的一种以上。具体地，上述固化剂可包括选自由芳香族胺、脂肪族胺、芳香族醇以及脂肪族醇组成的组中的一种以上化合物。
例如，上述固化剂可以是选自由4,4'-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)、二乙基甲苯二胺(diethyltoluenediamine)、二氨基二苯甲烷(diaminodiphenyl methane)、二氨基二苯砜(diaminodiphenyl sulphone)、m-二甲苯二胺(m-xylylene diamine)、异佛尔酮二胺(isophoronediamine)、乙二胺(ethylenediamine)、二乙烯三胺(diethylenetriamine)、三乙烯四胺(triethylenetetramine)、聚丙烯二胺(polypropylenediamine)、聚丙烯三胺(polypropylenetriamine)、乙二醇(ethyleneglycol)、二甘醇(diethyleneglycol)、二丙二醇(dipropyleneglycol)、丁二醇(butanediol)、己二醇(hexanediol)、丙三醇(glycerine)、三甲基丙烷(trimethylolpropane)及4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane)组成的组中的一种以上。
以各个分子内的各个反应基(reactive group)的摩尔数为基准，可按1:0.8～1:1.2的摩尔当量比或者1:0.9～1:1.1的摩尔当量比混合上述氨基甲酸脂预聚物及固化剂。其中，“以各个分子内的各个反应基的摩尔数为基准”的含义如下，例如，以氨基甲酸脂预聚物的异氰酸酯基的摩尔数和固化剂的反应基(胺基、醇基等)的摩尔数为基准。因此，以在每个单位时间放入满足在之前例示的摩尔当量比的量的方式调节上述氨基甲酸脂预聚物及固化剂的放入速度，可在混合过程中按规定速度放入。
以100重量份的原料混合物为基准，可使用3.0重量份至40重量份的上述固化剂。具体地，以100重量份的上述原料混合物为基准，可使用5.0重量份至35重量份的上述固化剂。具体地，以100重量份的上述原料混合物为基准，可使用7.0重量份至30重量份的上述固化剂。
表面活性剂
上述原料混合物还可包含表面活性剂。上述表面活性剂可起到防止多个气孔的重叠及合并的现象的作用。具体地，合适的上述表面活性剂为硅非离子表面活性剂，除此之外，可根据研磨片所需的物性来进行多种选择。
上述硅非离子表面活性剂可单独使用具有羟基的硅非离子表面活性剂，或可与不具有羟基的硅非离子表面活性剂一同使用。
具有上述羟基的硅非离子表面活性剂与含异氰酸酯化合物及活性氢化合物之间的相容性优秀，只要是聚氨酯技术领域中广为使用的，则并不受特殊限制。例如，具有上述羟基的硅非离子表面活性剂的市售物质有道康宁公司的DOW CORNING 193(硅乙二醇共聚物、液相；25℃的温度下的比重：1.07；20℃的温度下的粘性：465mm2/s；燃点：92℃)(以下称作DC-193)等。
例如，不具有上述羟基的硅非离子表面活性剂的市售物质有道康宁公司的DOWCORNING 190(硅乙二醇共聚物、加德纳色度：2；25℃的温度下的比重：1.037；25℃下的粘性：2000mm2/s；燃点：63℃以上；反溶解度点(Inverse solubility Point，1.0％watersolution)：36℃)(以下称作DC-190)等。
以100重量份的上述原料混合物为基准，可包含0.1重量份至2重量份的上述表面活性剂。具体地，以100重量份的上述原料混合物为基准，可包含0.2重量份至1.8重量份、0.2重量份至1.7重量份、0.2重量份至1.6重量份或者0.2重量份至1.5重量份的上述表面活性剂。若以上述范围中的含量包含表面活性剂，则可在模具内稳定地形成及维持源自气相发泡剂的气孔。
反应及气孔形成
可通过混合上述氨基甲酸脂预聚物和固化剂后产生反应来形成固相的聚氨酯并制造成片等。具体地，上述氨基甲酸脂预聚物的异氰酸酯末端基可与上述固化剂的胺基、醇基等产生反应。在此情况下，固相发泡剂等的发泡剂并不参与氨基甲酸脂预聚物和固化剂的反应并均匀地分散在原料内来形成多个气孔。
成型
上述成型可利用模具来执行。具体地，可通过向模具排出通过搅拌头部等充分搅拌的原料混合物来填充模具内部。
本发明一实施例的研磨片所包含的多个气孔的球形率控制可通过搅拌头部的转速以及使用固相发泡剂纯化系统来实现。具体地，在对上述氨基甲酸脂预聚物、固相发泡剂及固化剂进行混合及分散的过程中，搅拌头部的转速可如下，例如，可通过搅拌系统来按500rpm至10000rpm、700rpm至9000rpm、900rpm至8000rpm、900rpm至7000rpm或者1000rpm至5000rpm的转速进行搅拌。或者，在上述氨基甲酸脂预聚物、固相发泡剂及固化剂进行混合及分散的过程中，上述固相发泡剂可使用通过纯化系统进行纯化的固相发泡剂。
上述氨基甲酸脂预聚物和固化剂之间的反应将在模具内结束，之后可按模具的形状固化并由此得到饼形态的成型体。
之后，对所得到的成型体进行适当切片或切削来加工成用于制造研磨片的片。作为一例，可在高度达到最终所要制造的研磨片的厚度的5倍至50倍的模具中进行成型之后，通过按相同厚度间隔对成型体进行切片来一次性制造多个研磨片用片。在此情况下，为了确保充分的固化时间，可使用反应延迟剂来作为反应速度调节剂，由此，在使模具的高度达到最终所要制造的研磨片的厚度的5倍至50倍之后进行成型也可制造片。只是被切片的多个片可根据在模具内成型的位置来具备不同直径的气孔。即，在模具的下部所成型的片可具备直径微细的多个气孔，相反，在模具的上部所成型的片可使多个气孔的直径大于在下部所形成的片。
因此，优选地，为了按片形成直径均衡的气孔，可使用可通过单次成型来制造1片的模具。为此，上述模具的高度可不会与最终所要制造的研磨片的厚度有很大差距。例如，上述成型可通过利用高度达到最终所要制造的研磨片的厚度的1倍至3倍的模具来执行。更具体地，上述模具的高度可达到最终所要制造的研磨片的厚度的1.1倍至3.0倍或者1.2倍至3.0倍。在此情况下，为了形成直径更均匀的气孔，可通过使用反应促进剂来作为反应速度调节剂。具体地，通过1片的片制造的上述研磨片的厚度可达到1mm至10mm。具体地，上述研磨片的厚度可达到1mm至9mm、1mm至8.5mm、1.5mm至10mm、1.5mm至9mm、1.5mm至8.5mm、1.8mm至10mm、1.8mm至9mm或者1.8mm至8.5mm。
之后，可分别对通过上述模具得到的成型体的上端及下端进行切削。例如，以达到成型体总厚度的1/3以下的程度分别对上述成型体的上端及下端进行切削，或者以达到成型体总厚度的1/22至3/10的程度进行切削，或者以达到成型体总厚度的1/12至1/4的程度进行切削。
作为具体的一例，上述成型可通过利用高度达到最终制造的研磨片的厚度的1.2倍至2倍的模具来执行，在上述成型之后，还可包括如下的工序，即，以达到成型体总厚度的1/12至1/4的程度分别对从上述模具得到的成型体的上端及下端进行切削。
在上述制造方法中，在对上述表面进行切削之后，还可包括在表面加工沟槽的工序、与下层部之间的粘结工序、检查工序、包装工序等。这些工序可按照常规研磨片制造方法中的方式执行。
并且，通过如上所述的制造方法制造的研磨片呈现出根据如上所述的实例的研磨片的所有特性。
[研磨片的物性]
如上所述，根据实例的研磨片可通过控制研磨后的研磨片的表面粗糙度的各个参数来提高研磨率，可减少晶圆的表面残留物、表面划痕及振痕。
具体地，若利用煅烧二氧化铈浆料对形成有氧化硅膜的硅晶圆进行研磨，则上述研磨片可使针对氧化膜的研磨率为
Figure BDA0003124954690000351
至
Figure BDA0003124954690000352
Figure BDA0003124954690000353
至
Figure BDA0003124954690000354
至
Figure BDA0003124954690000355
或者
Figure BDA0003124954690000356
至
Figure BDA0003124954690000357
并且，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后可使上述监测晶圆的振痕数量可为5个以下、1个至5个、1个至4个或者1个至3个。
并且，研磨后的上述监测晶圆的表面划痕数量可为200个以下、1个至200个、1个至180个、1个至160个或1个至150个。
并且，研磨后的上述监测晶圆的表面残留物数量可为100个以下、90个以下、86个以下或者80个以下。
另一方面，上述研磨片可包含多个气孔。
本发明实例的研磨片可使得多个气孔的平均直径达到5μm至200μm。并且，上述多个气孔的平均直径可为7μm至100μm、10μm至50μm、10μm至32μm或者20μm至32μm。上述多个气孔的平均直径可按气孔直径的数平均值计算。例如，使用扫描电镜(SEM)来按200倍观察了上述研磨片的图像。根据通过使用图像分析软件得到的图像测定多个气孔各自的直径并计算了平均直径(Da)。由研磨面1mm2内的多个气孔直径之和除以多个气孔数量而得的平均值定义了上述平均直径。
上述气孔包括配置于上述研磨片的内部的封闭型气孔及配置于上述研磨片的研磨面的开放型气孔。
具体地，上述开放型气孔可使得气孔入口暴露于研磨面上。
其中，上述开放型气孔的入口的直径可指平面面积与上述开放型气孔的入口的平面面积相同的圆的直径。并且，上述开放型气孔的入口的平均直径可通过对存在于上述研磨面的多个开放型气孔入口的直径计算数平均而得。
研磨片的每个单位面积(mm2)的气孔的总数可为700个以上。更具体地，研磨片的每个单位面积(mm2)的气孔的总数可为750个以上。更加具体地，研磨片的每个单位面积(mm2)的气孔的总数可为800个以上。进一步具体地，研磨片的每个单位面积(mm2)的气孔的总数可为900个以上，但并不限定于此。并且，上述研磨片的每个单位面积(mm2)的气孔的总数可为2500个以下，具体地，可为2200个以下、1500个以下或1200个以下，但并不限定于此。因此，上述研磨片的每个单位面积(mm2)的气孔的总数可包括700个至2500个、例如，可包括750个至2200个、800个至1500个或800个至1200个，但并不限定于此。
具体地，上述研磨片的弹性模量可为60kgf/cm2以上。更具体地，上述研磨片的弹性模量可为100kgf/cm2以上，但并不限定于此。上述研磨片的弹性模量的上限值可为150kgf/cm2，但并不限定于此。
并且，根据实例的研磨片可在具有优秀的研磨性能的同时，还具有优秀的研磨片的基础物性，例如，可具有优秀的耐电压、比重、表面硬度、拉伸强度及延伸率。
上述研磨片的比重及硬度等的物理性质可通过氨基甲酸脂预聚物的分子结构来调节，上述氨基甲酸脂预聚物通过异氰酸酯与多元醇之间的反应来聚合而成。
具体地，上述研磨片的25℃下的表面硬度可为45ShoreD至65ShoreD。更具体地，上述研磨片的硬度可为50ShoreD至65ShoreD，但并不限定于此。
具体地，上述研磨片可使比重达到0.6g/cm3至0.9g/cm3。更具体地，上述研磨片可使比重达到0.7g/cm3至0.85g/cm3，但并不限定于此。
具体地，上述研磨片可使拉伸强度达到10N/mm2至100N/mm2。更具体地，上述研磨片可使拉伸强度达到15N/mm2至70N/mm2。更加具体地，上述研磨片可使拉伸强度达到20N/mm2至70N/mm2，但并不限定于此。
具体地，上述研磨片可使延伸率达到30％至300％。更具体地，上述研磨片可使延伸率达到50％至200％。
上述研磨片可使耐电压达到14kV至23kV，厚度可达到1.5mm至2.5mm，比重可达到0.7g/cm3至0.9g/cm3，在25℃下的表面硬度可达到50shoreD至65shoreD，拉伸强度可达到15N/mm2至25N/mm2，延伸率可达到80％至250％，但并不限定于此。
上述研磨片的厚度可达到1mm至5mm。具体地，上述研磨片的厚度可达到1mm至3mm、1mm至2.5mm、1.5mm至5mm、1.5mm至3mm、1.5mm至2.5mm、1.8mm至5mm、1.8mm至3mm或者1.8mm至2.5mm。若研磨片的上述厚度在如上所述的范围，则可充分发挥作为研磨片的基础物性。
另一方面，上述研磨片可在表面形成用于进行机械研磨的沟槽。上述沟槽可形成适合进行机械研磨的高度、宽度以及间隔，并不受特殊限制。
根据实例的研磨片可同时呈现以上记述的研磨片的物性。
[半导体器件的制造方法]
本发明的半导体器件制造方法可包括如下步骤：提供具有研磨层的研磨片；以及以使得上述研磨层的研磨面和研磨对象的被研磨面相接触的方式实施相对旋转并对上述研磨对象进行研磨。
具体地，本发明一实例的半导体器件制造方法可包括如下步骤：将具有研磨层的研磨片安装在定盘；以及以使上述研磨层的研磨面和晶圆的表面相接触的方式实施互相相对旋转，来对上述晶圆的表面进行研磨，而对于上述研磨片而言，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，可在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足上述式1及式2。
本发明再一实例的半导体器件制造方法可包括如下的步骤：将具有研磨层的研磨片安装在定盘；以及以使上述研磨层的研磨面和晶圆的表面相接触的方式实施互相相对旋转，来对上述晶圆的表面进行研磨，而对于上述研磨片而言，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，可在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足上述式4。
本发明另一实例的半导体器件制造方法可包括如下的步骤：将具有研磨层的研磨片安装在定盘；以及以使上述研磨层的研磨面和晶圆的表面相接触的方式实施互相相对旋转，来对上述晶圆的表面进行研磨，而对于上述研磨片而言，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，可在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足上述式5及式6。
本发明还有一实例的半导体器件制造方法可包括如下的步骤：将具有研磨层的研磨片安装在定盘；以及以使上述研磨层的研磨面和晶圆的表面相接触的方式实施互相相对旋转，来对上述晶圆的表面进行研磨，而对于上述研磨片而言，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，可在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足上述式11。
具体地，在定盘上安装上述一实例的研磨片后，将半导体基板配置于上述研磨片上。在此情况下，上述半导体基板可以是晶圆，上述晶圆的表面与上述研磨片的研磨面直接接触。可为了进行研磨而通过喷嘴向上述研磨片上喷射研磨浆料。可在约10cm3/分钟至约1000cm3/分钟的范围内根据需要选择通过上述喷嘴供给的研磨浆料的流动，例如，可达到约50cm3/分钟至约500cm3/分钟，但并不限定于此。
之后，可通过使上述晶圆和上述研磨片互相相对旋转来对上述晶圆的表面进行研磨。在此情况下，上述晶圆的旋转方向及上述研磨片的旋转方向可相同，也可相反。可在约10rpm至约500rpm的范围内根据需要选择上述晶圆和上述研磨片的转速，例如，可达到约30rpm至约200rpm，但并不限定于此。
上述晶圆可在以安装在研磨头部的状态下受到规定负荷来被加压到上述研磨片的研磨面，之后可使其表面被研磨。可在约1gf/cm2至约1000gf/cm2的范围内根据需要选择通过上述研磨头部来以使得上述晶圆的表面与上述研磨片的研磨面相接触的方式施加的负荷，例如，可达到约10gf/cm2至约800gf/cm2，但并不限定于此。
在一实例中，为了使上述研磨片的研磨面维持适合研磨的状态，上述半导体器件制造方法还可包括如下的步骤，即，在对上述晶圆进行研磨的同时，通过修整器对上述研磨片的研磨面进行加工。
根据上述一实例，可通过将在利用光学用表面粗糙度测定仪对研磨后的研磨片进行测定时的基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中的表面粗糙度体积参数及表面粗糙度高度参数控制在特定范围，来提供可提高研磨速度且减少在晶圆表面产生的残留物、表面划痕及振痕的研磨片，可利用其来有效制造品质优秀的半导体器件。
以下，通过以下实施例更加详细说明本发明。但是，以下实施例仅用于对本发明进行例示，本发明的范围并不仅仅限定于此。
实施例1.研磨片的制造
(1)氨基甲酸脂预聚物的制备
向四口烧瓶放入作为多元醇的聚四亚甲基醚二醇(polytetramethylene etherglycol，韩国(Korea)PTG公司)、作为异氰酸酯化合物的甲苯二异氰酸酯(toluenediisocyanate，巴斯夫(BASF)公司)，利用惰性气体氮(N2)填充反应器内部，在进行搅拌的过程中在75℃下进行2个小时的反应，从而制备了氨基甲酸脂预聚物。在此情况下，将NCO％调节成9.1％。
(2)研磨片的制造
准备了用于分别供给氨基甲酸脂预聚物、固化剂以及发泡剂等原料的罐及设置有放入管线的分配装置。作为先前制备的氨基甲酸脂预聚物、固化剂，准备了4,4'-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA，4,4'-Methylne bis(2-chloroaniline)西格玛奥德里奇(sigma-aldrich)公司)。固相发泡剂通过使用固相发泡剂纯化系统对固相发泡剂的平均粒径得到调节的微型胶囊(阿克苏诺贝尔(Akzonobel)公司)进行纯化来完成准备。上述固相发泡剂纯化系统使用了之前内容中所述的固相发泡剂分级纯化装置(参照图3至图5)。
向具备所制备的上述氨基甲酸脂预聚物、固化剂、惰性气体注入管线以及固相发泡剂注入管线的分配器中，向氨基甲酸脂预聚物罐填充以使上述NCO％达到9.1％的方式合成而成的氨基甲酸脂预聚物，向固化剂罐填充上述三乙烯二胺，同时以将100重量份的上述原料混合物作为基准来达到2重量份的方式定量注入固相发泡剂，将搅拌头部的转速调节在3000rpm来进行了搅拌。以每分钟10kg的速度排出混合后的混合物并向长度及宽度达到1000mm、高度达到25cm的开口型模具进行注入，通过热固化反应来实施固态化，从而得到了成型体。
之后，对上述成型体的固态物进行切片(slicing)来加工成片状。之后，以使得研磨前的研磨片的表面粗糙度达到表3所示的范围的方式对表面进行了切削加工。通过对切削加工后的片实施沟槽加工工序来得到了一片厚度达到2.mm的片(研磨层)。使用粘结剂来使完成加工的片和辅助片层叠，由此最终得到了研磨片。
(3)研磨工序
使用CTS公司的AP-300型号来对上述研磨片进行了化学机械研磨工序。化学机械研磨工序的详细条件参照表1。在对完成化学机械研磨工序的研磨片进行干燥后，使用布鲁克(Bruker)公司的Contour GT型号来测定了研磨片的表面粗糙度。表面粗糙度的测定详细条件参照表2，测定了以研磨片的半径为基准来达到1/2的位置上的沟槽的阳刻部位。对每个研磨片总共进行5次测定，之后取平均值。研磨后的研磨片的表面粗糙度体积参数及表面粗糙度高度参数分别参照表3及表4。
实施例2至实施例5
除了通过改变所要制造的研磨片的表面加工条件来将研磨前及研磨后的研磨片的表面粗糙度体积参数及表面粗糙度高度参数调节成表3及表4所示的条件之外，实施与实施例1相同的方法，从而得到了研磨片。
比较例1
除了调节搅拌头部的转速且不通过固相发泡剂分级纯化装置执行纯化工序并将研磨前及研磨后的研磨片的表面粗糙度体积参数及表面粗糙度高度参数调节成表3及表4所示的条件之外，实施与实施例1相同的方法，从而得到了研磨片。
比较例2及比较例3
不通过固相发泡剂分级纯化装置执行纯化工序并通过改变所要制造的研磨片的表面加工条件来将研磨前及研磨后的研磨片的表面粗糙度体积参数及表面粗糙度高度参数调节成表3及表4所示的条件之外，实施与实施例1相同的方法，从而得到了研磨片。
表1整理示出化学机械研磨工序的详细条件。
[表1]
Figure BDA0003124954690000421
下述表2整理示出研磨片的表面粗糙度测定条件。
[表2]
Figure BDA0003124954690000431
下述表3及表4整理示出了实施例及比较例的研磨前及研磨后的研磨片的表面粗糙度测定结果值。
[表3]
Figure BDA0003124954690000432
Figure BDA0003124954690000441
[表4]
Figure BDA0003124954690000442
Figure BDA0003124954690000451
试验例1：研磨率(removal rate)
以如下方式测定了制造研磨片之后的初始研磨率。
通过化学气相蒸镀(CVD)工序来将氧化硅蒸镀于直径达到300mm的硅晶圆。使研磨片附着于化学机械研磨装备，以使得硅晶圆的氧化硅层朝向研磨片的研磨面的方式进行设置。之后，以使得研磨负荷达到4.0psi的方式进行调整，在以150rpm的速度使研磨片旋转的过程中以250ml/分钟的速度向研磨片上放入煅烧二氧化铈浆料并以150rpm的速度使定盘旋转60秒钟，从而对氧化硅膜进行了研磨。从移送器揭下研磨后的硅晶圆并安装在旋转式脱水机(spin dryer)来用纯化水(DIW)进行清洗，之后用氮(N2)进行15秒钟的干燥。通过利用光干扰式厚度测定装置(制造商：基恩士(Keyence)公司，型号：SI-F80R)来对干燥后的硅晶圆测定研磨前后的膜厚度变化。之后通过下式12计算了研磨率。
[式12]
Figure BDA0003124954690000452
试验例2：残留物、划痕及振痕测定
在利用研磨片执行记载于实施例及比较例中的研磨工序之后，利用瑕疵检查装置(艾尔特(AIT)公司XP+科磊半导体(KLA Tencor)公司)检查装备来测定了研磨之后出现在晶圆(监测晶圆)表面上的残留物(residue)、划痕(scratch)以及振痕(chatter mark)(条件：threshold 150、die filter threshold 280)。
上述残留物意味着在晶圆表面上实际附着有非晶质异物，作为一例，意味着形状如图6所示的瑕疵。
上述划痕意味着连续性线形的被划到的印记，作为一例，意味着如图7所示的瑕疵。
另一方面，上述振痕意味着实际非连续性的线形划痕，作为一例，意味着形状如图8所示的瑕疵。
其结果示于表5。
[表5]
Figure BDA0003124954690000461
通过上述表5可知，将研磨后的研磨片的表面粗糙度高度参数及表面粗糙度体积参数调节在特定范围的实施例1至实施例5中的研磨片具有优秀的研磨率，与使用比较例1至比较例3中的研磨片的情况相比，显著减少了出现在晶圆表面的残留物、表面划痕及振痕的数量。
具体来讲，实施例1至实施例3中的研磨率达到
Figure BDA0003124954690000462
至
Figure BDA0003124954690000463
Figure BDA0003124954690000464
总体上优秀，然而比较例2中的研磨片的研磨率达到
Figure BDA0003124954690000465
因相对于可担载浆料的空隙的摩擦部位的比例增加而导致初始研磨率过高。因此，将预计到比较例2中的研磨片会因玻璃垫(pad glazing)现象而导致研磨率还增加。相反，比较例1中的研磨片的研磨率达到
Figure BDA0003124954690000471
研磨率显著下降。
另一方面，对于实施例4和实施例5中的研磨片而言，相对于实施例1至实施例3中的研磨片，研磨率略微降低或略微上升，但在晶圆表面出现的残留物、表面划痕及振痕的数量与使用实施例1至实施例3中的研磨片的情况相似，与使用比较例1至比较例3中的研磨片的情况相比显著减少。
具体地，对于在晶圆表面出现的残留物而言，在使用实施例1至实施例5中的研磨片的情况下，残留物的数量达到62个至100个，相反在使用比较例1至比较例3中的研磨片的情况下，残留物的数量超过200个，与使用实施例1至实施例5中的研磨片的情况相比，显著增加至2倍以上。
并且，对于划痕而言，在使用实施例1至实施例5中的研磨片的情况下，划痕的数量达到125个至161个，相反在使用比较例1至比较例3中的研磨片的情况下，划痕的数量达到575个以上，与使用实施例1至实施例5中的研磨片的情况相比，显著增加至3倍以上。
并且，对于振痕而言，在使用实施例1至实施例5中的研磨片的情况下，振痕的数量达到3.5个以下，相反在使用比较例1至比较例3中的研磨片的情况下，振痕的数量超过13个，与使用实施例1至实施例5中的研磨片相比，显著增加至4倍以上。
因此，可确认到如下内容，即，与研磨前的表面粗糙度相比，在进行研磨工序的过程中或研磨后将表面粗糙度维持在规定水平会有利于将研磨性能维持在规定水平。

Claims (10)

1.一种研磨片，其特征在于，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足下式1及式2：
[式1]
0.020≤Vmp(10)/Vvv(80)≤1.000；
[式2]
0.005≤Vmp(10)/Vmc(10，80)≤2.000，
在上述式1及式2中，
上述Vmp(10)为相当于上游10％的峰的材料体积，
上述Vvv(80)为相当于上游80％至100％的谷的空隙体积，
上述Vmc(10，80)为相当于上游10％至80％的芯部的材料体积。
2.根据权利要求1所述的研磨片，其特征在于，在对上述假晶圆进行研磨之前，通过执行10分钟至20分钟的研磨前工序，来对研磨片的研磨层进行修整处理。
3.根据权利要求1所述的研磨片，其特征在于，
上述Vmp(10)为0.020至0.900，
上述Vvv(80)为0.200至10.000，
上述Vmc(10，80)为0.200至11.000。
4.根据权利要求1所述的研磨片，其特征在于，研磨后的上述研磨片满足下式3：
[式3]
0.027≤Vmp(10)/{Vv(0)+Vvv(80)+Vmc(10，80)}≤3.100，
在上述式3中，
上述Vmp(10)、Vvv(80)以及Vmc(10，80)的含义与上述内容中的定义相同，
上述Vv(0)为空隙的总体积。
5.根据权利要求4所述的研磨片，其特征在于，
上述Vv(0)为3.000至57.000，
或者上述Vv(0)、Vvv(80)以及Vmc(10，80)的总和为4.200至70.400，
上述研磨片的研磨前及研磨后的Vmp(10)/Vvv(80)之差的绝对值为0.005至0.800，
上述研磨片的研磨前及研磨后的Vmp(10)/Vv(0)之差的绝对值为0.002至0.087。
6.一种研磨片，其特征在于，利用硅氧化膜晶圆来在以200cc/分钟的速度向研磨片上喷射煅烧二氧化铈浆料的过程中分别对25片假晶圆进行60秒钟的研磨，分别对2片监测晶圆进行60秒钟的研磨，之后在利用光学用表面粗糙度测定仪测定研磨后的上述研磨片时，在基于ISO25178-2标准的面积材料比曲线中满足下式4：
[式4]
0.002≤Vmp(10)/Vv(0)≤0.100，
在上述式4中，
上述Vmp(10)为相当于上游10％的峰的材料体积，
上述Vv(0)为空隙的总体积。
7.根据权利要求6所述的研磨片，其特征在于，
上述Vmp(10)为0.020至0.900，
上述Vv(0)为3.000至57.000。
8.根据权利要求6所述的研磨片，其特征在于，
研磨后的上述研磨片满足下式3：
[式3]
0.027≤Vmp(10)/{Vv(0)+Vvv(80)+Vmc(10，80)}≤3.100
在上述式3中，
上述Vmp(10)以及Vv(0)的含义与上述内容中的定义相同，
上述Vvv(80)为相当于上游80％至100％的谷的空隙体积，
上述Vmc(10，80)为相当于上游10％至80％的芯部的材料体积。
9.根据权利要求8所述的研磨片，其特征在于，
上述Vvv(80)为0.200至10.000，
上述Vmc(10，80)为0.200至11.000，
上述Vv(0)、Vvv(80)以及Vmc(10，80)的总和为4.200至70.400，
上述研磨片的研磨前及研磨后的Vmp(10)/Vv(0)之差的绝对值为0.002至0.087，
上述研磨片的研磨前及研磨后的Vmp(10)/Vvv(80)之差的绝对值为0.005至0.800。
10.根据权利要求6所述的研磨片，其特征在于，满足选自下述特性中的至少一种特性：
上述研磨片在25℃下的表面硬度为45shore-D至65shore-D；
上述研磨片对于氧化膜具有
Figure FDA0003124954680000031
至
Figure FDA0003124954680000032
的研磨率；
上述监测晶圆的表面残留物数量为100个以下；
上述监测晶圆的表面划痕数量为200个以下；以及
上述监测晶圆的振痕数量为5个以下。
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