200536007 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種半導體晶圓用硏磨墊及具備該硏 磨墊的半導體晶圓用硏磨複層體以及半導體晶圓的硏磨方 法。更詳細是有關於一種不會使硏磨性能降低，可透光的 半導體晶圓用硏磨墊及具備該硏磨墊的半導體晶圓用硏磨 複層體以及半導體晶圓的硏磨方法。本發明之半導體晶圓 用硏磨墊及具備該硏磨墊的半導體晶圓用硏磨複層體以及 半導體晶圓的硏磨方法，很適合作爲使用光學式終點檢查 裝置，一邊觀測硏磨狀態一邊施行半導體晶圓等硏磨的方 法。 【先前技術】 就半導體晶圓的硏磨而言，達到硏磨之目的，結束其 硏磨之硏磨終點的決定，是以經驗獲得的時間爲基準來施 行。但是構成被硏磨面的材質爲各式各樣，硏磨時間會因 該些而完全不同。此外，亦考慮到構成被硏磨面的材質， 今後會做各式各樣的變化。進而，就使用於硏磨上的硏磨 劑或硏磨裝置來看，亦爲同樣。因此，就各式各樣不同的 硏磨來看，從各個獲得所有硏磨時間的情形，效率非常差 。對此像是近年例如揭示於日本特開平第9 - 7 9 8 5號公報 、特開第2 0 0 0 - 3 2 6 2 2 0號公報等，增進硏究有關於欲直接 觀測硏磨面之狀態，使用光學式的方法的光學式終點檢查 裝置及方法。 200536007 (2) 該光學式終點檢查裝置及方法中，·一般例如像是揭示 於曰本特開平第]1- 5 1 2 9 7 7號公報等，將可穿透終點檢查 用的光的硬質，且由均勻的樹脂所形成硏磨粒子的吸收、 不具有所謂輸送之本質上能力的觀測窗，形成在硏磨墊， 只通過該觀測窗來觀測硏磨面。 但是上記硏磨墊中，觀測窗本質上並不具有保持硏磨 劑、排出能力，故設置觀測窗會產生硏磨墊之硏磨性能降 低或不均勻化很危險。此外，因此觀測窗增大（設置成環 狀等），或觀測窗數量增加困難。 【發明內容】 本發明係解決上記問題之發明，目的在於提供一種使 用光學式終點檢查裝置，於一邊觀測硏磨狀態一邊硏磨半 導體晶圓之際，不會降低硏磨性能，可穿透終點檢查用光 的半導體晶圓用硏磨墊及具備該硏磨墊的半導體晶圓用硏 磨複層體以及半導體晶圓的硏磨方法。 本發明人等針對應用於使用光學式終點檢查裝置的硏 磨的半導體晶圓用硏磨墊進行檢討時，發現像以往即使不 是以本質上具具保持硏磨劑、排出能力的硬質均勻的樹脂 ’若以具有透光性的透光性構件作爲觀測窗使用，均能確 保充分的透光性，更可檢查硏磨終點。此外，發現於構成 觀測窗的矩陣材料中分散、含有水溶性粒子，硏磨時具有 保持硏磨劑、排出能力。更發現即使其水溶性粒子的含有 量不滿5體積％ ，亦會發揮充分的硏磨性能，完成本發明 -6- 200536007 (3) 本發明之半導體晶圓用硏磨墊，具備：具有貫通正背 的貫通孔的硏磨墊用基體、和嵌合於上記貫通孔內的透光 性構件，該透光性構件係含有：非水溶性矩陣材料、和分 散於該非水溶性矩陣材料中的水溶性粒子，該水溶性材料 的含有量係上記非水溶性矩陣材料和上記水溶性粒子的合 計爲1 〇 〇體積％的情況，不滿1體積％以上且5體積％爲 其特徵。 此外，其它本發明的半導體晶圓用硏磨墊，具備：備 有貫通正背的貫通孔的硏磨墊用基體、和嵌合於上記貫通 孔內的透光性構件、和在上記硏磨熱用基體及上記透光性 構件中的至少上記硏磨熱用基體的背面側，形成欲固定在 硏磨裝置的固定用層·，上記透光性構件係含有：非水溶性 矩陣材料、和分散於該非水溶性矩陣材料中的水溶性粒子 ’該水溶性粒子的含有量係上記非水溶性矩陣材料和上記 水溶性粒子的合計爲1 0 0體積％的情況，爲〇. 1體積％至 9 0體積％爲其特徵。 本發明之半導體晶圓用硏磨複層體，具備：上記半導 體晶圓用硏磨墊、和積層在該半導體晶圓用硏磨墊之背面 側的支撐層，於積層方向具有透光性爲其特徵。 此外’其它本發明之半導體晶圓用硏磨複層體，具備 :備有貫通正背的貫通孔的硏磨墊用基體、和嵌合於上記 貫通孔內的透光性構件、和積層在上記硏磨熱用基體及上 記透光性構件中的至少上記硏磨熱用基體的背面側的支撐 - 7- 200536007 (4) 層、和在該支撐層的背面側，形成欲固定在硏磨裝置的固 定用層；上記透光性構件係含有：非水溶性矩陣材料、和 分散於該非水溶性矩陣材料中的水溶性粒子，該水溶性粒 子的含有量係上記非水溶性矩陣材料和上記水溶性粒子的 合計爲1 〇 〇體積％的情況，爲0. 1體積％至9 0體積％爲 其特徵。 進而，本發明之半導體晶圓的硏磨方法，係使用上記 半導體晶圓用硏磨墊或上記半導體晶圓用硏磨複層體，來 硏磨半導體晶圓，且使用光學式終點檢查裝置來施行半導 體晶圓的硏磨終點的檢查爲其特徵。 以下詳細說明本發明。 本發明之半導體晶圓用硏磨墊（以下亦簡稱「硏磨墊 」），係具備：備有貫通正背的貫通孔的硏磨墊用基體、 和嵌合於該貫通孔內的透光性構件，該透光性構件係含有 :非水溶性矩陣材料、和分散於該非水溶性矩陣材料中的 水溶性粒子，該水溶性粒子的含有量係該非水溶性矩陣材 料和該水溶性粒子的合計爲]〇〇體積％的情況，不滿]體 積％以上且5體積％爲其特徵。 上記「硏磨墊用基體」通常在其表面保持硏磨劑，硏 磨屑更會暫時留滯。該硏磨墊用基體並不在意有無透光性 。此外’其平面形狀並未特別限定，例如可爲圓形、多角 形（四角形等）等。此外，其大小也未特別限定。 於硏磨塾用基體的表面，如上記於硏磨時保持硏磨劑 ’使硏磨劑暫時留滯爲佳。因此，具備有微細的孔（以下 200536007 (5) 稱細孔）、溝或利用修整所形成的起毛等中的至少一種。 此外，該些亦可預先形成，亦可於硏磨時形成。因而，硏 磨墊用基體例如： 、[1〕具有：非水溶性矩陣材料U)、和分散於該非水 溶性矩陣材料⑷中的粒子形狀、線形狀等水溶性構件⑻ 、〔2〕具有：非水溶性矩陣材料U)、和分散於該非水 溶性矩陣材料（a)中的空孔（發泡體）； 〔3〕試舉有：只由非水溶性矩陣材料U)所形成（非發 泡體），利用修整產生起毛等； 構成上記〔1〕至〔3〕的非水溶性矩陣材料0)的材 料並未特別限定，可使用各種材料，不過特別是由容易形 成特定形狀及性狀，可賦予適度的彈性等來看，使用有機 材料爲佳。該有機材料可採用適於作爲構成後述之透光性 構作的非水m性矩陣材料的各種材料。但構成硏磨墊用基 體的材料、和構成透光性構件的材料，可爲相同亦可爲不 同更不在思有無透光性。此外，上記〔1〕中的水溶性 構件（b)可採用由適用於後述之透光性構件的水溶性粒子 的各種材料所形成。上記〔2〕中，構成硏磨墊用基體及 透光性構件的非水溶性矩陣材料，均爲相同亦可，構成水 溶性構件和水溶性粒子的材料，均爲相同亦可。 此外’上記〔1〕的硏磨墊用基體中，水溶性構件（b) 的含有厘係非水溶性矩陣材料（a)該水溶性構件（b)的合計 爲]〇 〇 彳貝％的情況’最好爲〇 .]至9 〇體積％ ，較好爲 -9- 200536007 (6) ]〇至9 0質量％ ，更好爲1 2至6 0質量％ ，特好爲]5至 4 5質量％ 。水溶性構件（b )的含有量不滿〇 . 1體積％ ，於 硏磨中等無法充形成細孔，有硏磨速度降低的彳青況。一方 面，若超過90體積％ ，非水溶性矩陣材料（a)中含有的水 溶性構件（b)，會有充分防止連鎖性膨潤或溶解困難的情 況·將硏磨熱的硬度及機械性強度保持在適當値很困難。 上記「貫通孔」係爲貫通硏磨墊用基體之正背，且嵌 合透光性構件（但就硏磨墊之側端部來看，貫通孔其一部 分爲開放）。該貫通孔亦可利用透光性構作完全被塡充（第 1圖）^此外亦可只一部分利用透光性構件被塡充。 上記貫通孔的形狀並未特別限定，例如其開口部的平 面形狀可爲圓形、爵形（將圓形或環形切割爲特定角度的 形狀）、多角形（三角形、正方形、梯形等）、環形等。此 外，開口部的角可爲尖的，也可爲帶有圓形的。進而，貫 通孔的斷面形狀例如可爲梯形等四角形、T字形、倒T字 形或其它形狀（參照第1圖至第8圖、第12圖及第]3圖 ，而且各圖的上方爲硏磨面側）。上記貫通孔之一的大小 也未特別限定。開口部的平面形狀爲圓形時，以硏磨墊半 徑的2/3以下爲佳，具體上直徑以20mm以上爲佳。此外 ，開口部的平面形狀爲環狀時，以硏磨墊半徑的2/3以下 爲佳，具體上其寬幅以2 0 m m以上爲佳。進而’開口部的 平面形狀爲四角形時，一邊以硏磨墊半徑的2/3以下爲佳 ，具體上以縱3 0 ni m以上且橫]〇 m m以上佳。若上記貫通 孔比上記各例的大小還大，有確實穿透終點檢查用光等光 - 10- 200536007 (7) 線困難的情況。 而且，設置在硏磨墊用基體的貫通孔數量亦未特別限 定c 其次’上g5「透光性構件」係含有：非水溶性矩陣材 料、和分散於該非水溶性矩陣材料中的水溶性粒子，具有 透光性，設置在硏磨墊的貫通內的構件。 s亥透光性材料的形狀並未特別限定。由於該透光性構 件的硏磨墊的硏磨面側的平面形狀，通常依賴貫通孔的形 狀’故與貫通孔孔的形狀相同。因而，透光性構件的平面 形狀，就上記貫通孔來看，可形成前述的圓形、多角形等 。此外，透光性構件的斷面形狀亦未特別限定，通常爲至 少一部分嵌合於貫通孔內的形狀。例如可爲如第】圖至第 8圖、第12圖及第】3圖所示的斷面形狀。而且，就貫通 孔而g ’在透光性構件各硏磨墊用基體之間，雖有間隙， 不過亦可沒有間隙爲佳。此外，有間隙時的長度，最好爲 2 m m以下，較好爲丨m m以下，更好爲〇 . 5 m n]以下。 此外’該透光性構件並不如第1圖、第3圖、第j 2 圖及第〗3圖地薄壁化，即亦可爲與硏磨墊用基體相同的 厚度’不過亦可薄壁化。薄壁化是包括：將透光性構作的 厚度成比硏磨墊用基體的最大厚度還薄（例如第2圖、第 4圖、第5圖、第6圖及第8圖），以及穿透透光性構件 之光的一部分，就透光性構件本身而言，形成很薄（例如 第7圖等）的兩者。 光穿過透光性構件時’與穿透其光的強度的透光性構 -11 - 200536007 (8) 件的厚度的兩倍成正比而衰減。因而，透光性構件形成薄 壁化，能飛躍性地提高透光性。例如就應用於光學式施行 終點檢查的硏磨的硏磨墊來看，即使該透光性構件爲與硏 磨墊用基體的其它部分相同的厚度，就連在終點的檢查很 難獲得充分強度的光時，亦可藉由薄壁化於終點檢查確保 充分的光強度。但該薄壁化的透光性構件，其厚度較子爲 0.3 m m以上。但上限通常爲3 m m。不滿0 . ] m m有難以充 分確保透光性構件之機械性強度的情況。 而且，形成不具有因薄壁化所產生的貫通孔內的透光 性構件的部位的凹部，（參照第2圖），或透光性構件的凹 部（參照第7圖）亦可形成在硏磨墊用基體的正背任一側， 不過形成在背面側（非硏磨面側），就能不影響硏磨性能， 將透光性構件的厚度變薄。 上記透光性構件並未特別限定，可爲一個，亦可爲兩 個。此外，其配置亦未特別限定。例如具備一個透光性構 件時，透光性構件可如第9圖及第]0圖地配置。更於具 備有兩個透光性構件時，亦可配置成同心圓狀（第1 1圖） 等。 此外，透光性構件所具有的透光性，通常透光性構件 的厚度爲2mm時，波長1 〇〇至3 OOOnm之間的任一波長的 穿透率爲0 . 1 %以上，或波長I 〇 〇至3 0 0 0 n m之間的任一 波長區域的積算穿透率爲0 . 1 %以上。該穿透率或積算穿 透率，可以不高於需要以上，通常爲5 0 %以下，不過亦 可爲3 0 %以下，更可爲2 0 %以下。 200536007 (9) 而且，就使用光學式終點檢查裝置邊檢測硏磨終點邊 施以硏磨時的硏磨墊來看，特別是在作爲終點檢查用光的 使用頻度高的區域的4 0 0至8 0 0 n m的穿透液較高爲佳。 因此，厚度2 m m時，波長4 〇 〇至8 0 0 n m之間的任一波長 的穿透率爲0 . 1 %以上（較好爲】％以上、更好爲2%以上 、特好爲3%以上、通常爲90%以下），或者波長400至 8 〇〇nm之間的任一波長區域的積算穿透率爲0.1%以上（較 好爲1 %以上、更好爲2 %以上、特好爲3 %以上、通常 爲9 0 %以下）爲佳。但該穿透率或積算穿透率可以不高於 需要以上，通常爲20%以下，不過亦可爲10%以下，更 可爲5 %以下。 而且，上記穿透率，就厚度2 m m .的試驗片來看，使 用可測定特定波長之吸光度的UV吸光度計等裝置，並爲 當測定其波長的穿透率時的値。連上記積算穿透率，同樣 地亦能以積算所測定的特定波長區域的穿透率而求得。 若構成上記透光性構件的「非水溶性矩陣材料」（以 下簡稱矩陣材料）具有透光性（不在意有無可視光的穿透） ’其本身不必爲透明（包括半透明），不過透光性更高爲佳 ，更透明更好。因而，上記矩陣材料以單獨或組合可賦予 透光性的熱可性樹脂、熱硬化性樹脂、彈性體、橡膠等爲 佳。 上記熱可塑性樹脂試舉有：例如聚烯系樹脂、聚苯乙 烯系樹脂、聚丙烯系樹脂（聚）丙烯酸酯系樹脂等）、乙烯 酯樹脂（除了丙烯酸樹脂）、聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、 -13- 200536007 (10) 氟樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚甲醛樹脂等。 上記熱硬化性樹脂試舉有：例如苯酚樹脂、環氧樹脂 、不I包和聚醋樹S曰、聚热基甲酸醋樹脂、聚氨基甲酸醋· 尿素樹脂、尿素樹脂、矽樹脂等。 上記彈性體試舉有：苯乙烯·丁二烯·苯乙烯嵌段共 聚物（SBS)、其氫化嵌段共聚物（SEBS)等苯乙燒系彈性體 、聚烯彈性體（TPO)、熱可塑性聚氨基甲酸酯彈性體（TPU) 、熱可塑性聚醋彈性體（τ Ρ Ε Ε )、聚醒胺彈性體（τ Ρ Α Ε )、 一烯系彈性體（1，2 -聚丁二烯等）等之熱可塑性彈性體、 矽樹脂系彈性體、氟樹脂系彈性體等。 此外’上記橡膠試舉有：丁二烯橡膠、苯乙烯•丁二 烯橡膠 '異戊二烯橡膠、異丁烯·異戊二烯橡膠.、丙烯酸 橡膠、丙烯腈基，丁二烯橡膠、乙烯，丙烯橡膠、乙烯· 丙稀·二烯橡膠、矽橡膠、氟橡膠等。 上記材料亦可使用至少具有一種酸酐基、羧基、羥基 、環氧基、氨基等功能基等使其改性。經由改性來調節與 後述的水溶性粒子或硏磨粒、水系媒體等的親和性等。此 外5該些材料亦可組合兩種以上使用。 此外’上記各材料可爲架橋聚合物，亦可爲非架橋聚 合物。本發明之上記透光性構件的構成材料，係矩陣材料 之至少一部分（包括：由兩種以上之材料的混合物所形成 ’其至少一種的至少一部分爲架橋聚合物的情形、以及由 一種材料所形成，其至少一部分爲架橋聚合物的情形）爲 加 橋聚合物較理想 -14 - 200536007 (11) 矩陣材料的至一部分具有架橋構造，藉此可使矩陣材 料獲得彈性恢復力。因而，能小幅抑制硏磨時因施加於硏 g墊的滑動應力的位移，於硏磨時及修整時，防止矩陣材 料被過度拉伸，因塑性變形令細孔被埋置。此外，也可防 止硏磨墊表面過度起毛。因此，硏磨時的硏磨劑保持性佳 ’因修整的硏磨劑保持性之恢復也很容易，進而亦可防止 產生刮痕。
如上δΒ的架橋聚合物g式舉有：在可獲得前記透光性的 熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、彈性體及橡膠之中，使聚 氨基甲酸酯樹脂、環氧樹脂、聚丙烯樹脂、不飽和聚醋樹 月曰、乙細醋樹脂（除聚丙烯樹脂外）等樹脂或二烯系彈性體 (】’ 2 —聚丁一烯）、丁一烯橡膠、異戊二烯橡膠、丙烯酸 橡膠、丙烯腈··]二烯橡膠、苯乙烯·丁二烯橡膠、乙燒 .丙烯橡膠、矽橡膠、氟橡膠、苯乙烯，異戊二烯橡膠等 架橋的聚合物或聚乙烯、聚氟化亞乙烯等架橋（經由架橋
劑·紫外線、電子線等的照射）聚合物等。其它亦可使用 離子鍵聚合物等。 該些架橋聚合物中’亦可獲得充分的透光性，對含有 許多硏磨劑的強酸或強鹼而言很安定，更因經由吸水之軟 化亦少的情形，所以用架橋的1，2 -聚丁二燒特好。 該架橋的]’ 2 -聚丁二烯可與丁二烯橡膠或異戊一 燦橡膠等其它橡膠混合而使用。而且，上記矩陣材料亦^ 單獨使用1，2 -聚丁二烯。 此種至少一部分爲架橋聚合物的矩陣材料，以 -15> 200536007 (12) K 6 2 5 1爲基準’將由矩陣材料所形成的試驗片，於8 〇艺 延伸時’殘留於延伸後的延伸率（以下簡稱「延伸殘留率 」）爲1 〇%以下。即，延伸後的試驗片的標線間合計距離 可爲延伸前的標線間距離的兩倍以下。該延伸殘留率理想 爲3 0 %以下、較好爲1 0 %以下、更好爲5 %以下。但通常 爲0 °/〇以上。隨著延伸殘留率超過1 〇 〇 %而增大，硏磨時及 面更新時，會有從硏磨墊表面刮取或延伸的微細片易塞住 細孔的傾向。 而且，上記延伸殘留率係以J I s Κ 6 2 5 1「加硫橡膠的 拉伸試驗方法」爲基準，試驗片形狀啞鈴狀3號形、拉伸 速度5 0 0mm/分、試驗溫度80°C，針對拉伸試驗延伸試驗 片的情況下，從延伸而分割的試驗片的各個標線至延伸部 的合距離’減去試驗前的標線間距離的延伸率。而且， 於試驗溫度方面，實際的硏磨中，經由擺動達到的溫度爲 8 〇 °C左右的緣故，可以該溫度進行。 上記「水溶性粒子」係分散於非水溶性矩陣材料中。 此外’如前述，屬於於硏磨時可從外部供給的硏磨劑或經 由與水系媒體的接觸形成細孔的粒子。 該水溶性粒子的形狀未特別限定，不過通常更接近球 形爲佳，甚至以球形爲佳。此外，與各個水溶性粒子一致 的形狀更好。藉此所形成的細孔之性狀一致，就能進行良 好的硏磨。 此外，該水溶性粒子的大小也未特別限定，不過通常 粒徑爲0.】至5 00 # m，理想爲0.5至2 00 " m、更好爲] - 16 - 200536007 (13) 至]5 0 m。若粒徑不滿〇 . " m，細孔的大小會小於硏磨 粒’會產生無法於細孔充分保持硏磨粒的情況，很不理想 。一方面，若超過 5 0 0 # m，所形成的細孔大小會過大， 透光性構件的機械性強度及硏磨速度會有降低的傾向。 再者，上記水溶性粒子的透光性構件中的含有量’係 上記矩陣材料和上記水溶性粒子的合計爲1 〇 〇體積％的情 況’爲〇. 1體積％以上，且不滿5體積％ ，理想爲〇 · 5體 積％以上，且不滿5體積％ ，特好爲1體積％以上，且 4.9體積％以下。上記水溶性粒子的含有量不滿〇 . 1體積 % ，會有未充分形成細孔，硏磨速度降低的傾向。一方面 ，即使不滿5體積％ ，還是具備充分的硏磨性能。 構成上記水溶性粒子的材料並未特別限定，可使用各 種材料。例如可使用有機系水溶性粒子及無機系水溶性粒 子。 上記有機系水溶性粒子可使用由：糊精、環糊精、甘 露糖醇、糖類（乳糖等）、纖維素類（羥基丙基纖維素、甲 基纖維素等）·澱粉、蛋白質、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷 酮、聚丙烯酸、聚乙烯氧化物、水溶性之感光性樹脂、磺 化聚異戊二烯、磺化聚異戊二烯共聚合物等所形成。 此外，上記無機系水溶性粒子可使用由：乙酸鉀、硝 酸鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、氯化鉀、臭化鉀、磷酸鉀、硝 酸鎂等所形成。 該些水溶性粒子係單獨或組合兩種以上而含有上記各 材料亦可。更可爲由特定材料所形成的一種水溶性粒子， -17- 200536007 (14) 亦可爲由不同的材料所形成的兩種以上的水溶性粒子° 此外，上記水溶性粒子係於硏磨時，僅露出於上記透 光性構件表面者會溶於水，存在於透光性構件內者未出現 ，不會吸濕及膨潤爲佳。因此，上記水溶性粒子亦可形成 由：抑制最外部的至少一部分吸濕的環氧樹脂、聚醯亞胺 、聚醯胺·聚砂酸鹽等所構成的外殻。 上記水溶性粒子除了形成細孔的功能以外，也具有將 透光性構件的壓入硬度與硏磨墊用基體等硏磨墊的其它部 分整合的功能。硏磨墊係由於增力附加於硏磨時的壓力， 提高硏磨速度，得到高平坦性，故肯氏 D硬度爲硏磨墊 整體的3 5至1 0 0爲佳。可是只由矩陣材料的材質得到所 希望的肖氏D硬度困難的情形具多，此種情況下，含有 水溶性粒子而形成細孔以外，可將肯氏D硬度提高到與 硏磨墊的其它部分相同的程度。由此種理由來看，水溶性 粒子係以於硏磨墊內可確保充分的壓入硬度之中實體爲佳 〇 此種水溶性粒子於製造時分散在矩陣材料中的方法並 未特別限定，不過通常混合矩陣材料、水溶性粒子及其它 添加劑等而獲得。於該混合中，矩陣材料以易加工方式被 加熱混合，不過此時的溫度，以水溶性粒子呈固體爲佳。 藉由屬於固體的情形，不管與矩陣材料的相溶性，水溶性 粒子很容易以呈現前記理想的平均粒徑之狀態而分散。因 而’根據所使用的矩陣材料的加工溫度，來選擇水溶性粒 子的種類爲佳。 ‘18- 200536007 (15) 此外’除了矩陣材料及水溶性粒子以外，亦含有藉由 :欲於製造時提高配合需要所添加的矩陣材料和水溶性粒 子的親和以及分散性的相溶化劑（酸酐基、羧基、經基、 環氧基、嚼哗琳基及氨基等改的聚合物、嵌段共聚合物及 無規共聚合物等）各種無離子系界面活性劑、及偶合劑等 或該些的剩餘差。 更不光是透光性構件，係於硏磨墊用基體等本發明之 硏磨墊整體’含有：自以往含在硏磨劑的硏磨粒、氧化劑 、鹼金屬之水氧化物及酸、ρ Η調節劑、界面活性劑、刮 痕防止劑等的至少一種。 該些以外’可含有塡充劑、軟化劑、氧化防止劑、紫 外線吸收劑.、防，靜電劑劑、滑劑、可塑劑等各種添加劑。 特別是塡充劑可採用：提高碳酸鈣、碳酸鎂、滑石、黏土 等剛性的材料、以及具備二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈽' 氧化鉻、二氧化鈦、二氧化錳、三氧化二錳、碳酸鋇等硏 磨效果的材料等。 一方面，於本發明之硏磨墊表面（硏磨面），係以提高 s使用過的硏磨劑的排出性之目的等，配合需要以特定的 形狀形成溝及點狀圖案。需要此種溝及點狀圖案的情況下 ’亦可於表面側形成自經由上記透光性構件的薄壁化所產 生的硏磨墊起的凹部。 並且，本發明之硏磨墊的形狀並未特別限定，不過通 常是依賴硏磨墊用基體的形狀。因而，可爲圓形（圓盤狀 等）、多角形（四角形等）等。四角形的情況下，可爲皮帶 -19- 200536007 (16) 狀、滾輪狀等。此外，本發明之硏磨墊的大小也未別限定 ，不過例如爲圓盤狀的情況下，直徑爲5 0 0〜90〇m m。 再者，本明細書中所謂「硏磨劑」乃意味至少含有硏 磨粒的水系分散體，不過於硏磨之際，從外部供給的亦可 爲硏磨劑，此外，亦僅爲是不含硏磨粒等的水系媒體。只 供給水系媒體的情況下，例如可藉由在硏磨的過程混合自 硏磨墊內排放的硏磨粒等和水系媒體，形成硏磨劑。 此外，本發明的硏磨墊，乃如第1 2圖及第1 3圖所示 ，在與其硏磨面相反面的背面側（非硏磨面），具備有欲將 硏磨墊固定在硏磨裝置的固定用層13，可爲其它本發明 的硏磨墊。該固定用層只要可固定硏磨墊本身即可，並未 特別限定。. 該固定用層1 3可爲例如使用雙面膠帶（即具備有：在 接著劑層〗3 1和形成最表層的剝離層1 3 2。）所形成的層 、利用塗佈接著劑等所形成的接著劑層1 3 ]等。可在利用 塗佈接者劑所形成的接奢劑層的最表層，設置剝離層132 就構成該些固定用層的材料而言，並未特別限定，可 使用丙丨布I h α成橡膠糸％熱可塑性型、熱硬化型、光 硬化型等。巾售的試舉有：3 Μ公司製# 44 2 '積水化學公 司製#55]1及積水化學公司製#55】6等。 連該些固定用層中，使用雙面膠帶所形成的層，事先 具有剝離層爲佳。此外，無論是那一個固定用層都具備有 剝離層，接著劑層一直保護到使用時，於使用時除去該剝 -20- 200536007 (17) 離層，具有充分的接著力，就可將硏磨墊輕易地固定在硏 磨裝置。 此外，固定用層係構成固定用層的材料本身之透光性 並未特別限定。構成固定用層的材料不具透光性的情況， 或具透光性的情況，可在對應於透光性構件的 部位設置貫通孔等。該貫通孔可比透光性構件的面積 還大或小，並且亦可爲相同的面積。貫通孔比透光性構件 速，如第12圖及第]3圖所不’以覆蓋硏磨墊用基體和透 光性構件之接合的部分的方式所形成的情況下，即使在硏 磨墊用基體和透光性構件之間，具有間隙，也能防止硏磨 劑等滲漏到背面側。此外，特別是藉由在固定用層設置貫 通孔，就能防止欲測定透光度的感測部或產生透過光的部 位等受到污損。因此，特別是不在透過光的通過路形成固 定用層爲佳。 並且，形成以雙面膠帶所形成的固定用層的情況下， 事先在雙面膠帶的特定位置設置貫通孔。形成該貫通孔的 方法，並未特別限定，例如試舉有：使用雷射切割的方法 、或以冲孔刀冲孔的方法等，不過並不限於該些方法。再 者’使用雷射切割的方法，亦可在使用雙面膠帶設置固定 用層之後，設置貫通孔。 其它本發明的半導體晶圓用硏磨墊係具備有：具有貫 正、背面的貫通孔的硏磨墊用基體、和嵌合於上記貫通孔 內的透光性構件、和在上記硏磨墊用基體及上記透光性構 件中的至少上記硏磨墊用基體的背面側，形成欲固定於硏 -21 - 200536007 (18) 磨裝置的固定用層’上記透光性構件係含有非水溶性矩陣 材料、和分散於該非水溶性矩陣材料中的水溶性粒子，該 水溶性粒子的含有量係上記非水溶性矩陣材料和上記水溶 性粒子的合計爲〗00體積％的情況下，爲0· 1至90體積 %爲其特徵。 上記「硏磨墊用基體」依舊適用前記硏磨墊用基體。 上記「透光性構件」，除水溶性粒子的體積含量以外 ，依舊適用前記透光性構件的說明。該水溶性粒子的含有 量係矩陣材料和水溶性粒子的合計爲1 〇 〇體積％的情況下 ，爲0.1至90體積％，理想爲0.5至60體積％ ，特好爲 1體積％以上且4 0體積％以下。上記水溶性粒子的含有 量不滿0. 1體積％ ，會有細孔未充分形成，硏磨速度降低 的傾向。一方面，若超過9 0體積％ ，含在矩陣材料中的 水溶性粒子，會有難以充分防止連續續性膨潤或溶解的傾 向’很難將透光性構件的硬度及機械性強度保持在適當的 値。 上記「固定用層」依舊適用前記固定用層。此外，本 發明之其它硏磨墊整體（特別是硏磨墊用基體、透光性構 件等）’係含有自以往即含於硏磨劑中的前記各種成份， 並且’含有前記其它各種的添加劑。此外，在其表面（硏 磨面）與前記同樣地以特定形狀形成溝及點狀圖案。並且 ’硏磨墊的形狀亦未限定，可形成與前記同樣的形狀及大 小。 本發明的半導體晶圓用硏磨複層體（以下簡稱「硏磨 -22 - 200536007 (19) 複層體」）係具備有：上記硏磨墊、和積層在該硏磨墊之 背面側的支撐層，於積層方向具有透光性爲其特徵。 上記「支撐層」係積層在硏磨墊之硏磨面相反的背面 俏IJ (非硏磨面側）的層。並不在意支撐層有無透光性，不過 如可使用具有與透光性構件之透光性同等或高於該透光性 的材料所形成支撐體，就可確保硏磨複層體的透光性（此 時可以形成缺口，亦不形成缺口）。並且，使用不具透光 性之支撐體的情況，利用缺口等方法使通過光的一部分可 確保硏磨複層位的透光性。 支撐層的形狀並未特別限定，平面形狀例如可爲圓形 、多角形（四角形等）等。並且通常可爲薄板狀。該支撐層 通常可形成與硏磨墊相同的平面形狀（具有利用缺口來確 保透光性的部位的情況，係除了該部位）。 並且，構成支撐層的材料並未特別限定，可使用各種 材料，不過特別是對特定形狀及性狀之成型很容易，由可 獲得適度彈性等來看，使用有機材料爲佳。該有機材料係 使用適於作爲構成前述之透光性構件的矩陣材料的各種材 料。 再者，構成支撐層的材料、和構成透光性構件及/或 硏磨墊用基體之矩陣材料的材料可爲相同，亦可爲不同。 此外，上記支撐層的數量未限定，可爲一層，亦可爲 兩層以上。並且，在積層兩層以上的支撐層的情況，各層 可爲相同，亦可爲不同。此外，該支撐層的硬度亦並未特 別限定，不過比硏磨墊軟質的爲佳。藉此，硏磨複層體整 -23- 200536007 (20) 體具有充分的柔軟性，且對被硏磨面之凹凸而言，具有適 當的追隨性。 此外’在本發明之硏磨複層體可設置與上記硏磨墊情 況相同的固定用層。但該固定用層通常是形成在支撐層的 背面側（與硏磨面相反之面的這側）。 並且’在本發明之硏磨複層體的整體（特別是硏磨墊 用基體、透光性構件等），係與前記硏磨墊同樣地，含有 自以往即含於硏磨劑中的前記各種成份，並且可含有前記 其它各種的添加劑。此外，可在其表面（硏磨面）以特定形 狀設置前記溝及點狀圖案。並且，硏磨複層體的形狀及大 小亦未限定’可形成與前記硏磨墊同樣的形狀及大小。 其它本發明的半導體晶圓用硏磨複層體係具備有：具 有貫通正、背面的貫通孔的硏磨墊用基體、和嵌合於上記 貫通孔內的透光性構件、和積層在上記硏磨墊用基體及上 I己透光性構件中的至少上記硏磨墊用基體的背面側的支撐 層、和在該支撐層的背面側，形成欲固定在硏磨裝置的固 定用層’上記透光性構件係含有非水溶性矩陣材料、和分 散在該非水溶性矩陣材料中的水溶性粒子，該水溶性粒子 的含有量係上記非水溶性矩陣材料和上記水溶性粒子的合 計爲1 〇 〇體積％時，爲〇.]至9 0體積％爲其特徵。 上記「硏磨墊用基體」依舊適用前記硏磨墊用基體。 上記「透光性構件」依舊適用本發明之其它硏磨墊的 前記水溶性粒子。 ±記^'固定用層」依舊適用前記固定用層。 - 24- 200536007 (21) 此外，在其它本發明之硏磨複層體（特別是硏磨墊用 基體、透光性構件等），與前記硏磨墊同樣地，含有自以 往即於硏磨劑中的前記各種成份，並且可含有前記其它各 種的添加劑。此外，在其硏磨面以特定形狀設置前記溝及 點狀圖案。並且，硏磨複層體的形狀及大小亦未限定，可 形成與前記本發明之硏磨複層體相同的形狀及大小。 本發明之半導體晶圓的硏磨方法係使用上記說明的本 發明之硏磨墊或硏磨複層體來硏磨半導體晶圓，使用光學 式終點檢查裝置施行半導體晶圓的硏磨終點檢查爲其特徵 〇 上記「光學式終點檢查裝置」係從硏磨墊的背面側（ 非硏磨面側），通過透光性構件而朝硏磨面側透光，由來 自半導體晶圓等之被硏磨材料的硏磨面的反射光來檢查硏 磨終點的裝置。對其它測定原理，並未特別限定。 若根據本發明之半導體晶圓的硏磨方法，就不進行不 會令硏磨墊或硏磨複層體之硏磨性能降低的終點檢查。例 如，硏磨墊或硏磨複層體爲圓盤狀時，與該圓盤之中心同 心圓狀地將透光性構件設成環狀，藉由亦可一邊經常觀測 硏磨終點一邊硏磨。因而，就最適當的硏磨終點而言，可 確實地終止硏磨。 本發明之半導體晶圓的硏磨方法例如可使用如第14 圖所示的硏磨裝置。即具備有：可旋轉的定盤2、和可旋 轉及往縱橫方向移動的加壓頭3、和將硏磨劑在單位時間 平均一定量滴下到硏磨墊上的硏磨劑供給部5、和設置在 - 25- 200536007 (22) 定盤下方的光學式終點檢查部6的裝置。 該硏磨裝置係在定盤上固定本發明的硏磨墊（硏磨複 層體）1，一方面，在加壓頭的下端面固定半導體晶圓4， 將該半導體晶圓一邊以特定壓力來推壓一邊以推壓的方式 抵接在硏磨墊。而且，從硏磨劑供給部一邊將硏磨劑平均 特定量的滴下到定盤上，一邊使定盤及加壓頭旋轉，使半 導體晶圓和硏磨墊擺動進行硏磨。 此外’在該硏磨之際，從光學式終點檢查部將特定波 長或波長區域的終點檢查用光R 1，從定盤（定盤本身具有 透光性’或一部分爲缺口，終點檢查用光就可穿透）的下 方穿透透光性構件1 2，向著半導體晶圓的硏磨面進行照 射ϊ。而且，該終點檢查用光會將從半導體晶圓的硏磨面反 射的反射光R2，利用光學式終點檢查部捕獲，就可從該 反射光的強度等一邊觀測硏磨面的狀況，一邊進行硏磨。 【實施方式】 以下根據實施例具體說明本發明。 [1 ]試驗用熱之製造 (])透光性構件的製造 於後面將所架橋成爲矩陣材料的1，2〜聚丁二焼 (·】S R股份有限公司製、品名「j s R R B 8 3 0」）9 7 ff積°/〇、 和作爲水溶性粒子的-環糊精（橫濱國際Bai〇硏究所 股伤有限公司製、品名「DEKISIPARUyS — 10〇」）3體積％ ，利用加熱到】2 0 °C的捏合機加以混合。然後，添加以）] 200536007 (23) ，2 -聚丁二烯和点-環糊精之合計爲1 〇〇質量部所換算 的〇 . 8質量部，進而混合過氧化二異丙苯（曰本油脂股份 有限公司製、品名「PERCUMYL - D」後，在冲壓模具內 以1 7 0 °C、2 0分鐘使其架橋反應、成型，得到直徑6 0 c m 、厚度2.5 m m的圓盤形狀的透光性構件。 (2)硏磨墊用基體之製造 於後面將所架橋成爲矩陣材料的1，2 -聚丁二烯 (JSR股份有限公司製、品名「JSR RB 8 3 0」）80體積％、 和作爲水溶性粒子的/3 -環糊精（橫濱國際BAIO硏究所 股份有限公司製、品名「DEKISIPARU/3 — 100」）20體積 %，利用加熱到1 20t的捏合機加以混合。然後，添加以 1，2 —聚丁二烯和石-環糊精之合計爲1 〇 〇質量部所換算 的〇 · 8質量部，進而混合過氧化二異丙苯（日本油脂股份 有限公司製、品名「PERCUMYL— D」）後，在冲壓模具內 以]70°C、20分鐘使用架橋反應、成型，得到直徑60cm 、厚度2.5mm的圓盤形狀的硏磨墊用基體。 [2]穿透率之測定 在上記[1 ](〗）所得到的透光性構件而言，使用U V吸 光度計（日立製作所股份有限公司製、形式「U - 2 0 1 0」） 來測定波長650nm的穿透率。其結果五次的平均積算穿 透率爲3 0 %。 [3 ]硏磨性能之測定 將僅由上記[π(υ所得到的透光性構件所形成的硏磨 -27- 200536007 (24) 塾安裝在硏磨裝置的定盤，在定盤轉數5 〇 rp m、硏磨劑流 量毎分鐘]OOcc的條件下，進行熱氧化膜晶圓的硏磨。其 結果’硏磨速度爲每分鐘9 8 0A。此外，使用僅由上記 Π ](2)所得到的硏磨墊用基體所形成的硏磨墊，以同樣的 條件進行硏磨。其結果，硏磨速度毎分鐘1 〇丨〇 A。 並且’使用不具有市售之透光性的發泡聚氨基甲酸酯 製硏磨墊（Rodel Nitta公司製、品名「IC1〇〇〇」），以同樣 的條件進行硏磨。其結果，硏磨速度毎分鐘9 5 0 A。 根據該些結果，與上記[1 ]( 1 )同樣的，可得到將形成 特定大小的透光性構件，嵌合於設置在不具透光性的發泡 聚氨基甲酸酯製硏磨墊之一部分的貫通孔內所得到的本發 明之硏磨墊，即便使用本發明之觀測窗硏磨墊，來進行硏 磨的情況，得知其與不具透光性的發泡聚氨基甲酸酯製硏 磨墊的硏磨性能相比，並不遜色。 〔發明之效果〕 本發明之半導體晶圓用硏磨墊係具備有：具有貫通正 、背面的貫通孔的硏磨墊用基體、和嵌合於上記貫通孔內 的透光性構件，該透光性構件係含有：非水溶性矩陣材料 、和分散在該非水溶性矩陣材料中的水溶性粒子’該水溶 性粒子的含有量係上記非水溶性矩陣材料和上記水溶性粒 子的合計爲100體積％時’爲〇.]體積％以上且不滿5體 積％，故可促進不會令硏磨性能降低的硏磨’效辛良好的 進行光學式的終點檢查。此外，於硏磨工程全體中，不光 - 28- 200536007 (25) 是經常硏磨終點，還可光學式地觀察所有的硏磨狀況。 構成透光性構件的非水溶性矩陣材料的至少一部分爲 架橋聚合物時，可防止於硏磨時及整修時，埋置細孔。此 外，也可防止硏磨墊的表面（硏磨面）過度起毛。因而，硏 磨時的硏磨劑保持性佳，經由整修的硏磨劑保持性也很容 易恢復，並且，可防止於半導體晶圓等的硏磨面產生刮痕 〇 構成透光性構件的架橋聚合物爲所架橋的1，2 -聚 丁二烯時，含有上記架橋聚合物的效果可充分發揮，同時 還可確保充分的透光性。此外，對含有較多硏磨劑的強酸 或強鹼而言很安定，並且由於於因吸水的軟化也很少，故 作爲硏、磨墊屬於耐久性優的。 丨 透光性構件被薄壁化時，可更爲提高透光性。 透光性構件係特定波長之穿透率爲〇· 1 %以上，或特 定波長區域的積算穿透率爲 0 . 1 %以上時，很適合此種波 長或波長區域的光學式觀察。 並且，藉由具備固定用層，可簡便且迅速地將硏磨墊 固定在硏磨裝置。此外，藉由具有透光性，亦不會阻礙具 有透光性構件的透光性。 若根據其它本發明之半導體晶圓用硏磨墊，即可進行 不會令硏磨性能降低的光學式的終點檢查。此外，就硏磨 工程全體而言，不光是經常光學式地觀察硏磨終點，還可 光學式地觀察整個硏磨狀況。此外，還可簡便且迅速地將 硏磨墊固定在硏磨裝置。 -29- 200536007 (26) 若根據本發明之硏磨複層體，即可進行不會令硏磨性 能降低的光學式的終點檢查。此外，就硏磨工程全體而言 ，不光是經常光學式地觀察硏磨終點，還可光學式地觀察 整個硏磨狀況。此外，硏磨複層體全體具有充分的柔軟性 ’可具備有對被硏磨面之凹凸的適當的追隨性。 並且’藉由具備有固定用層，可簡便且迅速地將硏磨 複層體固定在硏磨裝置。此外，藉由具有透光性，也不會 阻礙具有透光性構件的透光性。 若根據本發明的其它硏磨複層體，就可進行不會令硏 磨性能降低的光學式的終點檢查。此外，就硏磨工程全體 而言，不光是經常光學式地觀察硏磨終點，還可光學式地 觀察整個硏磨狀況。此外，硏磨複層體全體具有充分的柔 軟性，可具備有對被硏磨面之凹凸的適當的追隨性。此外 ，可簡便且迅速地將硏磨墊固定在硏磨裝置。 若根據本發明的硏磨方法，可促進不會令硏磨墊或硏 磨複層體之硏磨性能降低的硏磨，可效率良好的進行光學 式的終點檢查。此外，不光是硏磨終點，還可一邊光學式 地觀察整個硏磨狀況一邊促進硏磨。 〔產業上的可利用性〕 本發明之半導體晶圓用硏磨墊，特別有助於半導體裝 置的製造工程，例如可應用於：STI工程、形成 A]、Cu 等金屬配線的嵌刻工程、形成使用Al、Cu、W等貫通孔 插銷之際的嵌刻工程、同時形成該些金屬配線和貫通孔插 > 30- 200536007 (27) 銷的雙向嵌刻工程、硏磨層間絕緣膜（氧化膜、Low - k、 BPSG等）的工程、硏磨氮化膜（TaN、TiN等）的工程、硏 磨多結晶砂、裸砂晶等的工程等。 【圖式簡單說明】 第I圖係表示硏磨墊用基體及透光性構件之形狀及各 個嵌插狀態之例的模式圖。 第2圖係表示硏磨墊用基體及透光性構件之形狀及各 個嵌插狀態之例的模式圖。 第3圖係表示硏磨墊用基體及透光性構件之形狀及各 個嵌插狀態之例的模式圖。 第4圖係表示硏磨墊用基體及透光性構件之形狀及各 個嵌插狀態之例的模式圖。 第5圖係表示硏磨墊用基體及透光性構件之形狀及各 個嵌插狀態之例的模式圖。 第6圖係表示硏磨墊用基體及透光性構件之形狀及各 個嵌插狀態之例的模式圖。 第7圖係表示硏磨墊用基體及透光性構件之形狀及各 個嵌插狀態之例的模式圖。 第8圖係表示硏磨墊用基體及透光性構件之形狀及各 個嵌插狀態之例的模式圖。 第9圖係本發明之硏磨墊之一例的平面圖。 第1 0圖係本發明之硏磨墊之其它例的平面圖。 第1 ]圖係本發明之硏磨墊之一例的平面圖。 -31 - 200536007 (28) 第】2圖係具備固定用層的硏磨墊之一例的模式圖。 第1 3圖係具備固定用層的硏磨墊之其它例的模式圖 〇 第1 4圖係解說本發明之硏磨墊或硏磨複層體之硏磨 裝置的模式圖。 [主要元件符號說明] 1:硏磨墊（硏磨複層體） 2:定盤 3 :加壓頭 4 :半導體晶圓 5:硏磨劑供給部c 6 :光學式終點檢查部 1 1 :硏磨墊用基體 ]2 :透光性構件 1 3 :固定用層 ]3 1 :接著劑層 1 3 2 :剝離層 -32-