CN1905991A - 研磨垫 - Google Patents

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泉敏裕
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Abstract

本发明提供一种能够在短时间内使晶圆表面均匀地平坦化的研磨垫。此研磨垫是具有高压缩恢复率和低压缩率的硬质研磨垫。研磨垫10由合成树脂的无泡沫体组成的薄片状的垫主体11构成。垫主体的肖氏D硬度在66.0～78.5的范围，优选70.0～78.5范围，更优选70.0～78.0的范围，最优选72.0～76.0的范围。垫主体的压缩率在4％以下的范围，优选2％以下的范围。垫主体的压缩恢复率在50以上％的范围，优选70％以上的范围。

Description

研磨垫
技术领域
0001
本发明涉及如半导体晶圆、磁硬盘基板等在表面上要求高平坦性的研磨对象物的研磨中使用的研磨垫，特别涉及适用于半导体器件的制造过程中晶圆平坦化(planarization)采用的研磨垫。
背景技术
0002
在半导体器件的制造过程中是使相互连接晶体管、电容器、电阻等元件的金属布线层多层化。多层布线化通常是利用光刻技术及波纹法(damassin)进行。在光刻技术中是将布线图案曝光，再使金属布线叠层化，但是将层间绝缘膜淀积在金属布线层等上时，如果在器件的表面上产生台阶高差，并且因此台阶高差产生的器件表面的凹凸大于曝光的焦点深度，则图案的宽度及形状的精度下降，其结果将产生半导体器件的合格率下降这一问题。(换句话说，通过降低因上述台阶高差而形成的器件表面的凹凸，能够确保光刻的曝光容限，能够高精度、且简单地进行布线层的微细图形化及刻蚀等，能够提高半导体器件的合格率)。另外，按照波纹法，在绝缘膜上-形成布线沟之后，再淀积布线金属(铜)，而通过研磨仅在沟内残留布线金属，形成多层布线，但是由于研磨，金属布线的中央会变薄(形成凹坑)。因此，在半导体器件的制造过程中器件表面的平坦化(planarization)已成为重要的工序。
0003
这种平坦化利用化学机械研磨(CMP：Chemical MechanicalPolishing)(以下称作CMP)技术进行。由于CMP是一种在化学上采用加工液溶解器件表面、同时通过磨料进行机械切削的研磨技术，即同时具有通过加工液进行化学上的溶解作用和通过磨料进行机械上的除去作用的研磨技术，因为几乎不会产生加工变质层(因加工而产生的与内部不同的表面部分)，所以是一种被广泛采用的研磨技术。
0004
采用CMP的平坦化如下进行：使安装有研磨垫的底盘(或压磨板)旋转，在研磨垫的表面供给将选自二氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化锆等粒子的微小磨料分散在碱性或酸性加工液中的料浆，其上压紧已安装在研磨头(或托板)上的晶圆表面(即器件表面)。
0005
作为研磨垫，在内部通常使用的是由具有在发泡时通过气泡形成的多个空孔的聚氨酯等泡沫体组成的泡沫体垫(例如可从Rohm andHaas Electronic Materials CMP Holdings Incorporated得到的产品编号为IC1000的泡沫体垫)。
0006
但是，由于发泡体垫容易压缩，易于变形(高压缩率)，所以在弹性变形后，进入器件表面的凹部，在平坦化的过程中，切入凹部内，使残留台阶高差产生。另外，由于在泡沫体垫内部的空孔密度不均匀，所以即使在垫表面上以一定的研磨压力压紧晶圆表面，垫对于研磨压力的推斥力也不均匀，不能使垫表面均匀地作用在整个晶圆表面，不能均匀地研磨晶圆表面。因此，在晶圆面内各点上的研磨量出现偏差。
0007
因此，已提出较难压缩变形的硬质研磨垫，也就是使聚氨酯等合成树脂以无泡沫方式硬化的垫(以下称作无泡沫体)(参照专利文献1)。由于无泡沫体垫难以压缩(低压缩率)，来自因压缩而变形的恢复慢(低压缩恢复率)(即弹性推斥力小)，所以因弹性变化而引起的在器件表面的凹部的进入和凹部内的切入均减少，由此能够降低残留台阶高差的产生。另外，由于与泡沫体垫相比无泡沫体垫上的研磨速度显著下降，在垫表面上形成有沟槽图案，所以研磨速度得到改善。
专利文献1：特表2004-507077号公报
发明内容
0008
但是，仅通过如上所述的在垫表面上形成沟槽图案，只能达到与上述泡沫体垫相同程度的研磨速度，而不能实现更高的研磨速度。
0009
另外，可以认为：由于在这种无泡沫体垫中在内部未形成空孔，所以垫对于研磨压力的推斥力在整个晶圆表面是均匀的，能够使垫表面均匀地作用在整个晶圆表面，但是因为压缩恢复率低，所以难以跟踪器件表面的凹凸，在晶圆面内各点上垫的弹性推斥力上出现偏差，因此，不能使垫表面均匀地作用在整个晶圆表面，在晶圆面内各点上的研磨量出现偏差，不能均匀地研磨晶圆表面。
0010
所以，本发明的目的在于：提供一种能够短时间使晶圆表面(即器件表面)均匀地平坦化的研磨垫。
0011
如上所述，可以认为：如果在由无泡沫体组成的研磨垫中降低压缩恢复率，则在被研磨物(晶圆)面内的各点上的研磨量出现偏差，相反，如果提高压缩恢复率，则会出现以下问题，即弹性推斥力变大，产生残留台阶高差，但本发明的发明者努力研究的结果，发现通过在具有高压缩恢复率的低压缩率的无泡沫体垫中使硬度(在本发明中使用肖氏D硬度表示硬度)最佳化，能够减少残留台阶高差，并能够以高的研磨速度均匀地平坦化。
0012
实现上述目的之本发明的研磨垫由用合成树脂的无泡沫体组成的薄片状的垫主体构成。
0013
垫主体的肖氏D硬度在66.0～78.5的范围，优选70.0～78.5的范围，更优选70.0～78.0的范围，最优选72.0～76.0的范围。
0014
垫主体的压缩率在4％以下的范围，优选在2％以下的范围。
0015
垫主体的压缩恢复率在50％以上的范围，优选在70％以上的范围。
0016
为了使使垫主体的表面上的滑行(hydroplane)现象减少，也可以对其进行沟槽加工，假设垫主体表面的整个区域为100％，则垫主体表面上形成的沟槽部分的区域(俯视垫主体表面时沟的区域)对于垫主体表面的整个区域占有的比例在10％～50％的范围。
0017
在本发明中，为了提高对研磨垫的被研磨面的跟踪性，也可以将背垫片固定在垫主体的背面，使用硬度低于垫主体的肖氏D硬度、压缩率高于垫主体的压缩率的弹性薄片作为该背垫片。
0018
另外，垫主体也可以透光，在垫主体的厚度在0.5mm～2.0mm的范围内，垫主体在350nm～900nm范围的波长区域的光透过率在10％以上的范围；在垫主体的厚度为0.5mm～2.0mm的范围内，垫主体的在450nm～900nm范围的波长区域的光透过率优选30％以上的范围。
发明效果
0019
由于本发明具有如上所述的结构，所以对于晶圆表面(即器件表面)将获得能够以高的研磨速度(短时间)减少残留台阶高差(平坦化)的效果，而在晶圆面内各点上的研磨量不会出现偏差(均匀)。
最佳实施方式
0020
如图1A所示，本发明的研磨垫10由薄片状的垫主体11构成。
0021
垫主体11由选自聚酯系、聚氨酯系、聚丙烯系、尼龙系、丙烯系、环氧系等公知的热可塑性或者热硬化性树脂的合成树脂的无泡沫体构成。
0022
垫主体11可以按以下制造：将在合成树脂中添加硬化剂而调制成的树脂溶液注入金属模具中，使它在模具内硬化，成型为无泡沫体块，再以要求的厚度将它切片。另外，也可以利用挤压成形、射出成形等公知的薄片成形技术进行制造。
0023
对垫主体11的厚度没有特别限定，但以0.5mm～2.0mm的范围为适当。
0024
在23±3℃的温度下测定时，垫主体11的肖氏D硬度(用根据JIS-L-1096的肖氏D硬度计测出的测定值)在66.0～78.5的范围，优选70.0～78.5的范围，更优选70.0～78.0的范围，最优选72.0～76.0的范围。使用本发明的研磨垫10时(后文参照图2A及图2B说明)的研磨压力在实用上通常不大于15psi，因此适合在15psi以下的范围，更适合在1psi～10psi的范围。如果在此研磨压力的范围(15psi以下)内垫主体11的肖氏D硬度小于66.0，则垫主体过于变形，在被加工物(晶圆)的面内各点上的研磨量出现偏差，不能均匀地研磨，而如果垫主体的肖氏D硬度大于78.5，则垫主体不变形，垫主体11对于被加工物的跟踪性下降，成为在被加工物的表面上产生划痕的原因。
0025
压缩率是假设在23±3℃的温度下的测定时，负荷为1.4psi时的垫主体的厚度为0(零)，以％表示负荷为16psi时的垫主体的厚度变化量。在本发明中垫主体11的压缩率在4％以下的范围，优选2％以下的范围。如果压缩率大于4％，则过于切入晶圆表面(器件表面)的凹部内，使残留台阶高差产生。
0026
压缩恢复率计算如下：在23±3℃的温度下测定时，测定负荷为16psi时的垫主体的位移量，接着在负荷减少至1.6psi之后，测定30秒内恢复后的位移量，恢复后的位移量除以上述负荷为16psi时的位移量(即恢复后的位移量对于压缩后的位移量的比例(％))。在本发明中垫主体11的压缩恢复率在50％以上的范围，优选70％以上的范围。如果压缩恢复率小于50％，则难以跟踪器件表面的凹凸，在晶圆面内的各点上垫的弹性推斥力出现偏差，因此，不能够使垫表面均匀地作用在整个晶圆表面，在晶圆面内各点上的研磨量出现偏差，不能均匀地研磨晶圆表面。
0027
为了防止晶圆吸附在垫主体11的表面，并减少滑行现象，也可以进行沟槽加工，假设垫主体表面的整个区域为100％，则垫主体11的表面上形成的沟槽部分的区域(俯视垫主体表面时沟的区域)对于垫主体表面整个区域占有的比例在10％～50％的范围。沟槽的形状可以按照同心圆状、格栅状等曲线、直线或将它们组合的几何图案形成。
0028
另外，如图1B所示，为了提高对本发明的研磨垫10的被研磨面的跟踪性，也可以采用粘接剂12将背垫片13固定在垫主体11的背面。使用硬度低于垫主体11的肖氏D硬度、压缩率高于垫主体11的弹性薄片作为背垫片13。可使用由聚氨酯等泡沫体组成的薄片作为弹性薄片。
0029
<实施方式>在制造半导体器件时，如果在形成于晶圆上的金属布线等上淀积层间绝缘膜，则在此晶圆表面上生成台阶高差。按照本发明，将消除此台阶高差，使晶圆表面(器件表面)平坦化。
0030
使用图2A及图2B所示的CMP(chemical mechanical polishing)装置20，使晶圆表面平坦化。
0031
如图2A所示，晶圆26表面的研磨如下进行：首先通过粘接胶带将研磨垫10安装在底盘(或压磨板)21的表面，然后使底盘21旋转。接着通过喷嘴23，将料浆供给研磨垫10的表面，并将安装在研磨头(或托板)22的晶圆26的表面压紧在研磨垫的表面，使其旋转。
0032
图2B所示的例子是在研磨中的晶圆表面上照射光、检测研磨终点的研磨技术(此技术称作终点检测研磨)，首先通过粘接胶带将研磨垫10安装在底盘(或压磨板)21′的表面上，然后使底盘21′旋转。接着通过喷嘴23，将料浆供给研磨垫10的表面，并将安装在研磨头(或托板)22的晶圆26的表面压紧在研磨头的表面，使其旋转。在研磨中通过底盘21′的贯穿口，使光25从光源24照射在晶圆26的表面，监视其反射光25，检测研磨的终点，结束研磨。
0033
在本发明的研磨垫10用于终点检测研磨时，使用具有光透过性的垫主体作为垫主体。该垫主体11的厚度在0.5mm～2.0mm范围时，垫主体11在350nm～900nm范围的波长区域的光透过率在10％以上的范围；在垫主体的厚度为0.5mm～2.0mm范围时，在450nm～900nm范围的波长区域，光透过率优选30％以上的范围。
0034
在图2A及2B所示的CMP装置20中，在研磨头22上将固定环(未图示)安装在晶圆边缘部的外侧。此固定环由加在环形部分的压力来压紧研磨头，防止在晶圆边缘部易产生的过研磨，同时防止晶圆因研磨中产生的横方向应力而从研磨头脱离。另外，为了减少研磨垫10上所作的沟槽加工带来的影响，在研磨中研磨头22可以沿底盘21、21′的径向往返移动(摇动)。
0035
另外，虽然在图2A及图2B所示的CMP装置20中未图示，但为了消除因研磨中产生的研磨屑引起的研磨垫10的表面的筛眼堵塞，或者除去因研磨垫10的磨损引起的研磨垫10的表面的变形量，可以配备金刚石修整器等修整工具。通过一边将水供给已粘贴在旋转的底盘21、21′表面的研磨垫10的表面，一边压紧修整工具，进行修整。
0036
作为料浆，使用的是使磨料分散在水或水基体的水溶液中，再添加与晶圆表面的物质进行化学反应的反应液(氢氧化钠、氨等)而形成的浆料。
0037
将晶圆26压紧在研磨垫10的表面(即垫主体11的表面)的压力(研磨压力)，在1psi～10psi之间的范围。
0038
<实施例1>将3，3’-二氯-4，4’二氨基-二苯基甲烷(26.5份)作为硬化剂，添加在平均分子量约750的TDI(甲苯二异氰酸酯)系的聚氨酯预聚物(100份)中，调制成树脂溶液。将此树脂溶液注入金属模具中，使它在模具内硬化，成型为无泡沫体块，按1.5mm的厚度加以切片，制成肖氏D硬度为78.0(测定温度23.0℃)的垫主体，接着使用车床对垫主体的表面作沟槽加工(沟槽形状：螺旋，沟槽尺寸：凸台宽度0.6mm/沟槽宽度0.3mm，沟槽占有率33.3％)，将它作为实施例1的研磨垫。
0039
<实施例2>将3，3’-二氯-4，4’二氨基-二苯基甲烷(26.5份)作为硬化剂，添加在平均分子量约900的TDI系的聚氨酯预聚物(100份)中，调制成树脂溶液。将此树脂溶液注入金属模具中，使它在模具内硬化，成型为无泡沫体块，按1.5mm的厚度加以切片，制成肖氏D硬度为75.0(测定温度23.0℃)的垫主体，接着使用车床对垫主体的表面作沟槽加工(沟槽形状：螺旋，沟槽尺寸：凸台0.6mm/沟槽0.3mm，沟槽占有率33.3％)，将它作为实施例2的研磨垫。
0040
<实施例3>将3，3’-二氯-4，4’二氨基-二苯基甲烷(26.3份)作为硬化剂，添加在平均分子量约960的TDI系的聚氨酯预聚物(100份)中，调制成树脂溶液。将此树脂溶液注入金属模具中，使它在模具内硬化，成型为无泡沫体块，按1.5mm的厚度加以切片，制成肖氏D硬度为72.0(测定温度23.0℃)的垫主体，接着使用车床对垫主体的表面作沟槽加工(沟槽形状：螺旋，沟槽尺寸：凸台0.6mm/沟槽0.3mm，沟槽占有率33.3％)，将它作为实施例3的研磨垫。
0041
<实施例4>
将3，3’-二氯-4，4’二氨基-二苯基甲烷(26.0份)作为硬化剂，添加在平均分子量约1080的TDI系的聚氨酯预聚物(100份)中，调制成树脂溶液。将此树脂溶液注入模具中，使它在金属模具内硬化，成型为无泡沫体块，按1.5mm的厚度加以切片，制成肖氏D硬度为66.0(测定温度23.0℃)的垫主体，接着使用车床对垫主体的表面作沟槽加工(沟槽形状：螺旋，沟槽尺寸：凸台0.6mm/沟槽0.3mm，沟槽占有率33.3％)，将它作为实施例4的研磨垫。
0042
<比较例1>
将3，3’-二氯-4，4’二氨基-二苯基甲烷(47.3份)作为硬化剂，添加在HDI(六亚甲基二异氰酸酯)系的聚氨酯预聚物(100份)中，调制成树脂溶液。将此树脂溶液注入金属模具中，使它在模具内硬化，成型为无泡沫体块，按1.5mm的厚度加以切片，制成肖氏D硬度为80.0(测定温度23.0℃)的垫主体，接着使用车床对垫主体的表面作沟槽加工(沟槽形状：螺旋，沟槽尺寸：凸台0.6mm/沟槽0.3mm，沟槽占有率33.3％)，将它作为比较例1的研磨垫。
0043
<比较例2>
将3，3’-二氯-4，4’二氨基-二苯基甲烷(23.0份)作为硬化剂，添加在平均分子量约1260的TDI系的聚氨酯预聚物(100份)中，调制成树脂溶液。将此树脂溶液注入金属模具中，使它在模具内硬化，成型为无泡沫体块，按1.5mm的厚度加以切片，制成肖氏D硬度为60.0(测定温度23.0℃)的垫主体，接着使用车床对垫主体的表面作沟槽加工(沟槽形状：螺旋，沟槽尺寸：凸台0.6mm/沟槽0.3mm，沟槽占有率33.3％)，将它作为比较例2的研磨垫。
0044
<比较例3>作为比较例3的研磨垫，使用市售的泡沫体垫(产品编号：IC1000，Rohm and Haas Electronic Materials CMP HoldingsIncorporated)。比较例3的研磨垫的厚度为1.25mm，肖氏D硬度为59.0。
0045
实施例1～4、比较例1～3的各研磨垫的肖氏硬度、压缩率及压缩恢复率示于以下表1中。
表1
  肖氏D硬度   压缩率(％)   压缩恢复率(％)
  实施例1   78.0   0.79   80.0
  实施例2   75.0   0.84   80.2
  实施例3   72.0   0.85   80.4
  实施例4   66.0   0.87   79.8
  比较例1   80.0   0.79   80.1
  比较例2   60.0   0.82   79.8
  比较例3   59.0   4.05   19.5
0046
<比较试验1>分别用实施例3和比较例3的研磨垫来研磨晶圆表面，对于晶圆表面的台阶高差，按各研磨垫进行比较。
0047
作为晶圆，使用在平坦性评价试验中一般广泛使用的公知的试验用晶圆(SKW7-2)。在此试验用晶圆上，对于硅基板的表面按照规定的掩膜图案进行刻蚀，其上通过CVD蒸镀硅氧化膜。在比较试验1中，将按各研磨垫研磨后的图案D20、D40及D80对于试验用晶圆的图案D100的研磨量的台阶高差进行比较。(这里，图案D100是无凹凸的试验用晶圆上的部分，图案D20是交替形成宽度20μm的直线状凸部与宽度80μm、深度0.8μm的直线状凹部的试验用晶圆上的部分，图案D40是交替形成宽度40μm的直线状凸部与宽度60μm、深度0.8μm的直线状凹部的试验用晶圆上的部分，图案D80是交替形成宽度80μm的直线状凸部与宽度20μm、深度0.8μm的直线状凹部的试验用晶圆上的部分。另外，在试验用晶圆的凹凸测定使用了市售的台阶高差测定装置(产品编号：P-1、Tencor Corporation)。
0048
作为研磨装置，使用了图2A所示的市售的CMP装置(产品编号：MAT-ARW681S、株式会社MAT)。研磨条件如以下表2所示。另外，作为料浆，使用了将市售的料浆原液(产品编号：Semi Sperse 25、Cabot Microelectronics，Japan)用纯水稀释至2倍(原液∶纯水＝1∶1)的料浆。
     表2  研磨条件
  底盘转速   60rpm
  研磨头转速   63rpm
  研磨头负荷(研磨压力)   3psi
  固定环负荷   5psi
  摇动速度   1mm/分
  摇动距离   10mm
  料浆流量   200cc/分
0049
比较试验1的结果示于图3中。如图3所示，可知：在试验用晶圆上的各图案(D20、D40、D80)中，与使用比较例3的研磨垫时相比，使用实施例3的研磨垫能够用更短的时间得到平坦的表面。
0050
<比较试验2>分别使用实施例1、2、4和比较例2、3的研磨垫，研磨晶圆表面，对于晶圆表面的台阶高差，按研磨垫进行比较。
0051
与上述比较试验1同样，作为晶圆，使用在平坦性评价试验中一般被广泛使用的公知的试验用晶圆(SKW7-2)。在比较试验2中比较了按各研磨垫研磨后的图案D80对于试验用晶圆的图案D100的研磨量的台阶高差。
0052
作为研磨装置，使用图2A所示的市售的CMP装置(产品编号：MAT-ARW681S、株式会社MAT)。研磨条件如以上表2所示。另外，作为料浆，使用了将市售的料浆原液(产品编号：Semi Sperse 25、CabotMicroelectronics′Japan)用纯水稀释至2倍(原液∶纯水＝1∶1)的料浆。
0053
比较试验2的结果示于图4中。如图4所示，可知：在试验用晶圆上的图案D80中通过使用实施例1、2、4的研磨垫，与使用比较例2、3的研磨垫时相比，能够用更短的时间得到平坦的表面。
0054
<比较试验3>分别使用实施例1、2、4和比较例1～3的研磨垫，对于表面上以无图案的等离子体氧化膜成膜(厚度10000)后的带有PTEOS膜的晶圆(直径200mm)，研磨其表面，关于研磨速度和面内均匀性，按各研磨垫进行比较。在这里，面内均匀性(WIWNU：withinwafer non-uniformity之简称)是表示晶圆面内的加工均匀性的参数，以面内各点上的研磨量的标准偏差/平均研磨量×100(％)表示，wiwnu值越小，意味着在面内各点上的研磨量越没有偏差。再有，为测定研磨量而进行的膜厚测定，使用市售的光干涉式膜厚测定装置(产品编号：Nanospec9200、Nanometrics株式会社)进行。
0055
作为研磨装置，使用图2A所示的市售的CMP装置(产品编号：MAT-ARW681S、株式会社MAT)。研磨条件如以下表3所示。另外，作为料浆，使用了将市售的料浆原液(产品编号：Semi Sperse 25、CabotMicroelectronics，Japan)用纯水稀释至2倍(原液∶纯水＝1∶1)的料浆。
     表3  研磨条件
  底盘转速   60rpm
  研磨头转速   63rpm
  研磨头负荷(研磨压力)   3psi
  固定环负荷   5psi
  摇动速度   1mm/分
  摇动距离   10mm
  研磨时间   120秒
  料浆流量   200cc/分
0056
比较试验3的结果示于以下表4中。另外，各测定值示于图4A(研磨速度)及图4B(面内均匀性)中。图5是图4A及图4B的合成图。
表4                                 比较试验3的结果
(各数值是从晶圆中心部至边缘端边5mm测定的测定值)
 肖氏D厚度(本例)   60.0(比较例2)   66.0(实施例4)  75.0(实施例2)  78.0(实施例1)   80.0(比较例1)
 研磨速度(/分)   1183   1702  2265  2190   1900
 面内均匀性(％)   8.4   6.3  4.8  7.0   10.0
比较例3的研磨速度是2000/分，面内均匀性是7.2％。
0057
实用上要求的研磨速度为1700/分以上，面内均匀性为8.0％以下。
0058
如图4A及图4B(及图5)所示，实用要求的研磨速度和面内的均匀性可以在肖氏D硬度66.0～78.5之间的范围内实现。
0059
另外，如图4A(及图5)所示，在肖氏D硬度70.0以上的范围内，研磨速度高于比较例3，由此可知：在肖氏D硬度为70.0～78.5之间的范围内，将实现上述的实用上要求的研磨速度和面内均匀性，而且至少高于比较例3的研磨速度。
0060
另外，如图4B(及图5)所示，在肖氏D硬度为64.0～78.0之间的范围内，面内均匀性低于比较例3，由此可知：在肖氏D硬度为70.0～78.0之间的范围内，将实现上述的实用要求的研磨速度和面内均匀性，并且高于比较例3的研磨速度，且面内均匀性低。另外，在肖氏D硬度为72.0～76.0之间的范围内，将实现最低的面内均匀性。
附图说明
图1A及图1B是本发明的研磨垫的断面图。
图2A及图2B表示研磨装置。
图3A是实施例3及比较例3的台阶高差对研磨量的曲线，图3B是实施例1、2、4及比较例2、3的台阶高差对研磨量的曲线。
图4A是实施例1～4及比较例1、2的研磨速度对肖氏D硬度的曲线和比较例3的研磨速度，图4B是实施例1～4及比较例1、2的面内均匀性对肖氏D硬度的曲线和比较例3的面内均匀性。
图5是图4A和图4B的合成图。
符号说明
10  研磨垫
11  垫主体
12  粘接剂
13  背垫片
20  CMP装置
21、21′  底盘
22  研磨头
23  喷嘴
24  光源、监视器
25  照射光、反射光
26  晶圆

Claims (11)

1.一种研磨垫，其特征在于：
由合成树脂的无泡沫体组成的薄片状的垫主体构成，
所述垫主体的肖氏D硬度在66.0～78.5的范围，
所述垫主体的压缩率在4％以下的范围，
所述垫主体的压缩恢复率在50％以上的范围。
2.如权利要求1记载的研磨垫，其特征在于：
所述压缩率在2％以下的范围。
3.如权利要求1记载的研磨垫，其特征在于：
所述压缩恢复率在70％以上的范围。
4.如权利要求1记载的研磨垫，其特征在于：
所述肖氏D硬度在70.0～78.5的范围。
5.如权利要求1记载的研磨垫，其特征在于：
所述肖氏D硬度在70.0～78.0的范围。
6.如权利要求1记载的研磨垫，其特征在于：
所述肖氏D硬度在72.0～76.0的范围，
7.如权利要求1记载的研磨垫，其特征在于：
对于所述垫主体的厚度在0.5mm～2.0mm的范围，所述垫主体在350nm～900nm范围的波长区域的光透过率在10％以上的范围。
8.如权利要求1记载的研磨垫，其特征在于：
对于所述垫主体的厚度在0.5mm～2.0mm的范围，所述垫主体在450nm～900nm范围的波长区域的光透过率在30％以上的范围。
9.如权利要求1记载的研磨垫，其特征在于：
所述垫主体的表面具有沟槽，
假设所述垫主体表面的整个区域为100％，则所述沟槽的部分占所述垫主体表面的整个区域的比例为10％～50％。
10.如权利要求1记载的研磨垫，其特征在于：
还由固定在所述垫主体背面的背垫片构成。
11.如权利要求10记载的研磨垫，其特征在于：
使用硬度低于所述垫主体的肖氏D硬度、压缩率高于所述垫主体的压缩率的弹性薄片，作为所述背垫片。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101740442A (zh) * 2008-11-12 2010-06-16 株式会社迪思科 薄板状工件的搬送装置
CN102017091A (zh) * 2008-04-23 2011-04-13 日立化成工业株式会社 研磨剂及使用该研磨剂的基板研磨方法
US8491359B2 (en) 2009-08-24 2013-07-23 Bestac Advanced Material Co., Ltd. Polishing pad, use thereof and method for making the same
CN104350582A (zh) * 2012-04-11 2015-02-11 嘉柏微电子材料股份公司 具有光稳定透光区的抛光垫
CN102029571B (zh) * 2009-09-24 2015-07-29 贝达先进材料股份有限公司 研磨垫与其应用和其制造方法
CN111818835A (zh) * 2018-03-13 2020-10-23 3M创新有限公司 地板刷毛刷组件
CN112338820A (zh) * 2020-10-27 2021-02-09 湖北鼎汇微电子材料有限公司 一种抛光垫及其制备方法、应用
CN112720282A (zh) * 2020-12-31 2021-04-30 湖北鼎汇微电子材料有限公司 一种抛光垫
CN112809550A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 湖北鼎汇微电子材料有限公司 一种抛光垫
CN113165140A (zh) * 2019-09-03 2021-07-23 Ntt尖端技术株式会社 光连接器研磨用垫

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005007520A (ja) * 2003-06-19 2005-01-13 Nihon Micro Coating Co Ltd 研磨パッド及びその製造方法並びに研磨方法
JP5288715B2 (ja) * 2007-03-14 2013-09-11 東洋ゴム工業株式会社 研磨パッド
JP2008290197A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Nihon Micro Coating Co Ltd 研磨パッド及び方法
JP5078527B2 (ja) * 2007-09-28 2012-11-21 富士紡ホールディングス株式会社 研磨布
JP5404107B2 (ja) * 2009-03-10 2014-01-29 キヤノン株式会社 研磨工具
JP5276502B2 (ja) * 2009-04-03 2013-08-28 東洋ゴム工業株式会社 研磨パッド及びその製造方法
JP5528169B2 (ja) 2010-03-26 2014-06-25 東洋ゴム工業株式会社 研磨パッドおよびその製造方法、ならびに半導体デバイスの製造方法
MY164897A (en) 2010-10-26 2018-01-30 Rohm & Haas Elect Materials Cmp Holdings Inc Polishing pad and method for producing same
MY159320A (en) 2010-10-26 2016-12-30 Rohm & Haas Elect Materials Cmp Holdings Inc Polishing pad and method for producing same
WO2013042507A1 (ja) * 2011-09-22 2013-03-28 東洋ゴム工業株式会社 研磨パッド
KR101267982B1 (ko) * 2011-12-13 2013-05-27 삼성코닝정밀소재 주식회사 반도체 기판의 연마방법 및 반도체 기판의 연마장치
WO2013129426A1 (ja) * 2012-02-27 2013-09-06 東レ株式会社 研磨パッド
WO2016123505A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Applied Materials, Inc. Multi-layered nano-fibrous cmp pads
KR102463863B1 (ko) * 2015-07-20 2022-11-04 삼성전자주식회사 연마용 조성물 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법
EP3328584A4 (en) * 2015-07-30 2019-03-27 JH Rhodes Company, Inc. POLYMERIC LACQUERING MATERIALS, MEDIA AND SYSTEMS WITH POLYMERIC LACQUERING MATERIAL AND METHOD FOR THE FORMING AND USE THEREOF
JP2018029142A (ja) * 2016-08-18 2018-02-22 株式会社クラレ 研磨パッド及びそれを用いた研磨方法
KR102309564B1 (ko) * 2020-02-25 2021-10-07 주식회사 세한텍 유리 시트 연마 휠 및 그 제조 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5514245A (en) * 1992-01-27 1996-05-07 Micron Technology, Inc. Method for chemical planarization (CMP) of a semiconductor wafer to provide a planar surface free of microscratches
JP2000263423A (ja) * 1999-03-16 2000-09-26 Toray Ind Inc 研磨パッドおよび研磨装置
JP2001198795A (ja) * 2000-01-12 2001-07-24 Mitsubishi Materials Corp 研磨装置
JP4591980B2 (ja) * 2000-02-22 2010-12-01 東洋ゴム工業株式会社 研磨パッド及びその製造方法
US6641471B1 (en) * 2000-09-19 2003-11-04 Rodel Holdings, Inc Polishing pad having an advantageous micro-texture and methods relating thereto
CN100496896C (zh) * 2000-12-01 2009-06-10 东洋橡膠工业株式会社 研磨垫
JP2002343749A (ja) * 2001-05-11 2002-11-29 Ntn Corp ポリッシング定盤および研磨品製造方法
JP2004025407A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Jsr Corp 化学機械研磨用研磨パッド
US7579071B2 (en) * 2002-09-17 2009-08-25 Korea Polyol Co., Ltd. Polishing pad containing embedded liquid microelements and method of manufacturing the same
US6848977B1 (en) * 2003-08-29 2005-02-01 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Polishing pad for electrochemical mechanical polishing

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104178088B (zh) * 2008-04-23 2016-08-17 日立化成株式会社 研磨剂及使用该研磨剂的基板研磨方法
US8617275B2 (en) 2008-04-23 2013-12-31 Hitachi Chemical Company, Ltd. Polishing agent and method for polishing substrate using the polishing agent
US10040971B2 (en) 2008-04-23 2018-08-07 Hitachi Chemical Company, Ltd. Polishing agent and method for polishing substrate using the polishing agent
CN107199502A (zh) * 2008-04-23 2017-09-26 日立化成株式会社 研磨剂、研磨剂组件及使用该研磨剂的基板研磨方法
CN103396765A (zh) * 2008-04-23 2013-11-20 日立化成工业株式会社 研磨剂及使用该研磨剂的基板研磨方法
CN102017091B (zh) * 2008-04-23 2014-10-29 日立化成株式会社 研磨剂及使用该研磨剂的基板研磨方法
CN104178088A (zh) * 2008-04-23 2014-12-03 日立化成工业株式会社 研磨剂及使用该研磨剂的基板研磨方法
CN102017091A (zh) * 2008-04-23 2011-04-13 日立化成工业株式会社 研磨剂及使用该研磨剂的基板研磨方法
US9165777B2 (en) 2008-04-23 2015-10-20 Hitachi Chemical Company, Ltd. Polishing agent and method for polishing substrate using the polishing agent
CN101740442A (zh) * 2008-11-12 2010-06-16 株式会社迪思科 薄板状工件的搬送装置
US8491359B2 (en) 2009-08-24 2013-07-23 Bestac Advanced Material Co., Ltd. Polishing pad, use thereof and method for making the same
CN102029571B (zh) * 2009-09-24 2015-07-29 贝达先进材料股份有限公司 研磨垫与其应用和其制造方法
CN104350582A (zh) * 2012-04-11 2015-02-11 嘉柏微电子材料股份公司 具有光稳定透光区的抛光垫
CN104350582B (zh) * 2012-04-11 2017-03-08 嘉柏微电子材料股份公司 具有光稳定透光区的抛光垫
CN111818835A (zh) * 2018-03-13 2020-10-23 3M创新有限公司 地板刷毛刷组件
CN113165140A (zh) * 2019-09-03 2021-07-23 Ntt尖端技术株式会社 光连接器研磨用垫
CN112338820A (zh) * 2020-10-27 2021-02-09 湖北鼎汇微电子材料有限公司 一种抛光垫及其制备方法、应用
CN112338820B (zh) * 2020-10-27 2021-10-29 湖北鼎汇微电子材料有限公司 一种抛光垫及其制备方法、应用
CN112720282A (zh) * 2020-12-31 2021-04-30 湖北鼎汇微电子材料有限公司 一种抛光垫
CN112809550A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 湖北鼎汇微电子材料有限公司 一种抛光垫
CN112809550B (zh) * 2020-12-31 2022-04-22 湖北鼎汇微电子材料有限公司 一种抛光垫

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WO2006040864A1 (ja) 2006-04-20
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